專(zhuān)利名稱(chēng)：背面投影顯示設(shè)備和透射式屏幕的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種背面投影顯示設(shè)備，其中，圖像從透射式屏幕的背側(cè)投影到該透射式屏幕以顯示圖像，本發(fā)明還涉及一種與背面投影顯示設(shè)備一起使用的透射式屏幕。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，作為一種具有大屏幕的圖像顯示設(shè)備，背面投影顯示設(shè)備已經(jīng)得到普及。在背面投影顯示設(shè)備中，從包括如CRT、LCD或DLP等圖像光源的圖像投影設(shè)備發(fā)射的圖像光被放大并被反射鏡反射，從而從安裝在設(shè)備主體前方的透射式屏幕的背側(cè)投影到該透射式屏幕上，使得從透射式屏幕的前側(cè)觀看圖像。
用于背面投影顯示設(shè)備的透射式屏幕包括菲涅耳(Fresnel)屏幕，該菲涅耳屏幕具有用于將從透射式屏幕背側(cè)投影的圖像光轉(zhuǎn)換成平行光的菲涅耳透鏡。透射式屏幕還包括雙凸透鏡狀屏幕(lenticular screen)，該雙凸透鏡狀屏幕具有用于使圖像光偏轉(zhuǎn)為在整個(gè)屏幕上均勻分布的雙凸透鏡。
在所述類(lèi)型的透射式屏幕中，樹(shù)脂材料或玻璃材料用于菲涅耳屏幕或雙凸透鏡狀屏幕的基板。形成有菲涅耳透鏡或雙凸透鏡的膜被層疊在基板上，以形成菲涅耳透鏡或雙凸透鏡。例如，在日本特開(kāi)2002-357868號(hào)公報(bào)中(第0014段)公開(kāi)了一種這樣的透射式屏幕。

發(fā)明內(nèi)容
由于上述透射式屏幕被構(gòu)造成形成有菲涅耳透鏡或雙凸透鏡的膜被層疊在基板上，所以在該層疊時(shí)，異物易于嵌入在膜和基板之間，導(dǎo)致氣泡的產(chǎn)生。這引起產(chǎn)量劣化、生產(chǎn)率下降的問(wèn)題。
因此，需要提供一種透射式屏幕，其可防止異物嵌入引起的氣泡的產(chǎn)生并且生產(chǎn)率較高。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，提供一種背面投影顯示設(shè)備，其包括設(shè)備主體；透射式屏幕，其被布置在設(shè)備主體的前面上；以及圖像投影設(shè)備，其被布置在設(shè)備主體的內(nèi)部，并被構(gòu)造成從透射式屏幕的背側(cè)將圖像投影到透射式屏幕，該透射式屏幕具有三元件結(jié)構(gòu)或二元件結(jié)構(gòu)，該三元件結(jié)構(gòu)包括水平雙凸透鏡狀屏幕、垂直雙凸透鏡狀屏幕和菲涅耳屏幕，該二元件結(jié)構(gòu)包括水平雙凸透鏡狀屏幕或復(fù)眼屏幕和菲涅耳屏幕，該菲涅耳屏幕包括由玻璃材料制成的基板、和透鏡、防眩層以及內(nèi)擴(kuò)散層中一個(gè)或多個(gè)，該透鏡、該防眩層以及該內(nèi)擴(kuò)散層中一個(gè)或多個(gè)直接形成在基板上，而不是通過(guò)層疊設(shè)置。
可以采用紫外線固化型樹(shù)脂材料或熱固化型樹(shù)脂材料在玻璃基板上形成菲涅耳屏幕的透鏡、防眩層和內(nèi)擴(kuò)散層。
背面投影顯示設(shè)備可被構(gòu)造成透射式屏幕具有三元件結(jié)構(gòu)，所述三元件結(jié)構(gòu)包括具有玻璃基板的水平雙凸透鏡狀屏幕、具有樹(shù)脂基板的垂直雙凸透鏡狀屏幕和具有玻璃基板的菲涅耳屏幕，以及水平雙凸透鏡狀屏幕和菲涅耳屏幕具有基本相同的外輪廓，并且被固定地保持在設(shè)備主體上，垂直雙凸透鏡狀屏幕形成有比水平雙凸透鏡狀屏幕和菲涅耳屏幕的外輪廓小的外輪廓，并且被以?shī)A在水平雙凸透鏡狀屏幕和菲涅耳屏幕之間的方式保持。
背面投影顯示設(shè)備可被構(gòu)造成透射式屏幕具有三元件結(jié)構(gòu)或二元件結(jié)構(gòu)，該三元件結(jié)構(gòu)包括具有樹(shù)脂基板的水平雙凸透鏡狀屏幕、具有樹(shù)脂基板的垂直雙凸透鏡狀屏幕和具有玻璃基板的菲涅耳屏幕，該二元件結(jié)構(gòu)包括具有樹(shù)脂基板的水平雙凸透鏡狀屏幕或復(fù)眼屏幕和具有玻璃基板的菲涅耳屏幕，以及菲涅耳屏幕形成有比其它屏幕的外輪廓大的外輪廓，并且被固定地保持在設(shè)備主體上，其它屏幕的除一個(gè)邊以外的其它各邊被獨(dú)立于菲涅耳屏幕地以間隙狀態(tài)保持在設(shè)備主體上。
背面投影顯示設(shè)備可被構(gòu)造成透射式屏幕具有二元件結(jié)構(gòu)，該二元件結(jié)構(gòu)包括具有玻璃基板的水平雙凸透鏡狀屏幕和具有玻璃基板的菲涅耳屏幕，以及水平雙凸透鏡狀屏幕和菲涅耳屏幕形成有基本相同的外輪廓，并且被固定地保持在設(shè)備主體上。
背面投影顯示設(shè)備可被構(gòu)造成透射式屏幕具有二元件結(jié)構(gòu)，該二元件結(jié)構(gòu)包括片形式的水平雙凸透鏡狀屏幕或復(fù)眼屏幕和具有玻璃基板的菲涅耳屏幕，以及菲涅耳屏幕獨(dú)立于水平雙凸透鏡狀屏幕或復(fù)眼屏幕地被保持在除了一個(gè)邊之外的其它各邊處，水平雙凸透鏡狀屏幕或復(fù)眼屏幕形成有比菲涅耳屏幕的外輪廓大的外輪廓，并且在被施加張力的狀態(tài)下被保持在設(shè)備主體上。
背面投影顯示設(shè)備可被構(gòu)造成透射式屏幕具有二元件結(jié)構(gòu)，該二元件結(jié)構(gòu)包括片形式的水平雙凸透鏡狀屏幕或復(fù)眼屏幕和具有玻璃基板的菲涅耳屏幕，以及通過(guò)粘附元件將水平雙凸透鏡狀屏幕或復(fù)眼屏幕粘附在其四個(gè)邊處粘附到菲涅耳屏幕，而使水平雙凸透鏡狀屏幕或復(fù)眼屏幕與菲涅耳屏幕結(jié)合。
在背面投影顯示設(shè)備中，透射式屏幕包括具有玻璃材料制成的基板的菲涅耳屏幕、和透鏡、防眩層以及內(nèi)擴(kuò)散層中一個(gè)或多個(gè)，該透鏡、該防眩層以及該內(nèi)擴(kuò)散層中一個(gè)或多個(gè)直接形成在基板上。因而，不會(huì)產(chǎn)生過(guò)去由于異物嵌入引起的氣泡。因此，獲得高生產(chǎn)量，生產(chǎn)率提高。此外，不再需要過(guò)去需要的用于層疊的膜。因此，成本降低，可以以低價(jià)生產(chǎn)透射式屏幕，由此以低價(jià)生產(chǎn)背面投影顯示設(shè)備。
此外，由于透射式屏幕將玻璃材料用于菲涅耳屏幕的基板，所以穩(wěn)定地保持屏幕的平面度。因而，合成圖像減少了失真。
此外，在透射式屏幕中，具有透鏡功能的樹(shù)脂層、防眩層或內(nèi)擴(kuò)散層形成在玻璃基板上。因此，可以獲得通過(guò)減小比熱形成的防結(jié)露效果。


圖1是示出應(yīng)用本發(fā)明的背面投影顯示設(shè)備的外觀的立體圖；圖2是示出背面投影顯示設(shè)備的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的側(cè)剖視圖；圖3是示出三元件結(jié)構(gòu)的透射式屏幕的結(jié)構(gòu)的一個(gè)例子的水平剖視圖；圖4是類(lèi)似的視圖，但示出三元件結(jié)構(gòu)的透射式屏幕的構(gòu)造的另一個(gè)例子；圖5是示出圖3和圖4所示的透射式屏幕的組裝構(gòu)造的垂直剖視圖；圖6和圖7是示出三元件結(jié)構(gòu)的透射式屏幕的構(gòu)造的不同示例的水平剖視圖；圖8是示出圖6和圖7所示的透射式屏幕的組裝構(gòu)造的垂直剖視圖；圖9、10和11是示出二元件結(jié)構(gòu)的透射式屏幕的構(gòu)造的不同示例的水平剖視圖；圖12是示出圖9、10和11所示的透射式屏幕的組裝構(gòu)造的垂直剖視圖；
圖13、14和15是示出二元件結(jié)構(gòu)的透射式屏幕的構(gòu)造的不同示例的水平剖視圖；圖16是示出圖13、14和15所示的透射式屏幕的組裝構(gòu)造的垂直剖視圖；圖17、18和19是示出二元件結(jié)構(gòu)的透射式屏幕的構(gòu)造的進(jìn)一步不同示例的水平剖視圖；圖20是示出圖17、18和19所示的透射式屏幕的組裝構(gòu)造的垂直剖視圖；圖21、22和23是示出二元件結(jié)構(gòu)的透射式屏幕的構(gòu)造的進(jìn)一步不同示例的水平剖視圖；圖24是示出圖21、22和23所示的透射式屏幕的組裝構(gòu)造的垂直剖視圖。
具體實(shí)施例方式
首先參考圖1，示出了應(yīng)用本發(fā)明的背面投影顯示設(shè)備。所示的背面投影顯示設(shè)備1包括設(shè)備主體2和透射式屏幕5，該透射式屏幕5設(shè)置在設(shè)備主體2的前面上，使得圖像從透射式屏幕5的背面?zhèn)韧队暗酵干涫狡聊?上，以顯示該圖像?，F(xiàn)在參考圖2，圖像投影設(shè)備3被安裝在設(shè)備主體2的內(nèi)部。圖像投影設(shè)備3包括如CRT、LCD單元或DLP等圖像光源并發(fā)射圖像光L。圖像光L被反射鏡4反射并被投影到透射式屏幕5。
透射式屏幕可以由三個(gè)屏幕元件或兩個(gè)屏幕元件形成。以下說(shuō)明透射式屏幕的結(jié)構(gòu)的幾個(gè)示例。
圖3示出三元件結(jié)構(gòu)的透射式屏幕的一個(gè)示例的水平剖視圖。
參考圖3，所示的透射式屏幕5包括從觀看者側(cè)，即從圖3中的左側(cè)看依次布置的水平雙凸透鏡狀屏幕10、垂直雙凸透鏡狀屏幕20和菲涅耳屏幕30。從圖3中的右側(cè)入射的圖像光被菲涅耳屏幕30轉(zhuǎn)換成與菲涅耳屏幕30的平面垂直的平行光，然后被垂直雙凸透鏡狀屏幕20偏轉(zhuǎn)到垂直方向。之后，圖像光被水平雙凸透鏡狀屏幕10偏轉(zhuǎn)為水平方向，以擴(kuò)大視角范圍。
在具有上述構(gòu)造的透射式屏幕5中，玻璃板被用作水平雙凸透鏡狀屏幕10的基板11。此外，在玻璃基板11的觀看者側(cè)的面上形成防眩硬涂層13，而在玻璃基板11的相反面上，即在玻璃基板11的圖像光入射側(cè)的面上形成內(nèi)擴(kuò)散層14。
采用紫外線固化型樹(shù)脂材料或熱固化型樹(shù)脂材料形成防眩硬涂層13和內(nèi)擴(kuò)散層14。通過(guò)利用絲網(wǎng)印刷或滾筒印刷向玻璃基板11涂覆材料、或者通過(guò)向膜一次性(once)涂覆材料并將該材料從膜轉(zhuǎn)印到玻璃基板11，然后進(jìn)行紫外光照射或加熱以硬化樹(shù)脂，來(lái)形成防眩硬涂層13和內(nèi)擴(kuò)散層14中的每一個(gè)。
防眩硬涂層13和內(nèi)擴(kuò)散層14的主要材料是有機(jī)材料，如苯乙烯、丙烯酸類(lèi)(acrylic)、聚碳酸脂、環(huán)氧(epoxy)、丙烯酸酯類(lèi)單體、丙烯酸酯-磷類(lèi)單體、這些化合物的低聚物或共聚物，或者是無(wú)機(jī)材料，如陶瓷或二氧化硅。此外，通過(guò)壓花轉(zhuǎn)印(emboss transfer)或者通過(guò)混和無(wú)機(jī)珠狀填充物使該主要材料具有防眩特性和內(nèi)擴(kuò)散特性。
在水平雙凸透鏡狀屏幕10中，水平雙凸透鏡片15被層疊到玻璃基板11的內(nèi)擴(kuò)散層14。水平雙凸透鏡片15包括由合成樹(shù)脂材料制成的片狀基體16和形成在片狀基體16上用于使光偏轉(zhuǎn)為水平方向的水平雙凸透鏡17。對(duì)于水平雙凸透鏡17的材料，采用紫外線固化型樹(shù)脂材料或熱固化型樹(shù)脂材料。此外，黑條層(black stripe layer)18設(shè)置在水平雙凸透鏡片15上。
垂直雙凸透鏡狀屏幕20包括由合成樹(shù)脂材料制成的基板21和層疊在基板21上的垂直雙凸透鏡片22。垂直雙凸透鏡片22包括由合成樹(shù)脂材料制成的片狀基體23和形成在該片狀基體23上用于使光偏轉(zhuǎn)為垂直方向的垂直雙凸透鏡24。對(duì)于垂直雙凸透鏡24的材料，采用紫外線固化型樹(shù)脂材料或熱固化型樹(shù)脂材料。此外，黑條層25設(shè)置在垂直雙凸透鏡片22上。此外，在垂直雙凸透鏡狀屏幕20中，基板21具有內(nèi)擴(kuò)散功能。
菲涅耳屏幕30包括由玻璃材料制成的基板31、形成在基板31的相反面中的一個(gè)上的菲涅耳透鏡32和形成在基板31的另一面上的防?；蚍姥?nèi)擾(antiglare internal confusion)(防眩和內(nèi)擴(kuò)散復(fù)合)層33。本透射式屏幕中的菲涅耳屏幕30是折射型，在折射型的菲涅耳屏幕30中，菲涅耳透鏡32形成在基板31的觀看者側(cè)的面上。
在菲涅耳屏幕30中，菲涅耳透鏡32直接形成在基板31上。這里，采用紫外線固化型樹(shù)脂材料或熱固化型樹(shù)脂材料作為材料形成菲涅耳透鏡32。特別地，通過(guò)利用形狀轉(zhuǎn)印(shapetransfer)法將透鏡結(jié)構(gòu)形成在基板31上，然后進(jìn)行紫外線照射或加熱以固化樹(shù)脂來(lái)形成菲涅耳透鏡32。
菲涅耳透鏡32的主要材料是有機(jī)材料，如苯乙烯、丙烯酸類(lèi)、聚碳酸脂、環(huán)氧、丙烯酸酯類(lèi)單體、丙烯酸酯-磷類(lèi)單體、這些化合物的低聚物或共聚物，或者是無(wú)機(jī)材料，如陶瓷或二氧化硅。
此外，采用紫外線固化型樹(shù)脂材料或熱固化型樹(shù)脂材料作為材料形成防?；蚍姥?nèi)擾層33。特別地，通過(guò)利用絲網(wǎng)印刷或滾筒印刷向玻璃基板31涂覆材料、或者通過(guò)向膜一次性涂覆材料并將該材料從膜轉(zhuǎn)印到玻璃基板31，然后進(jìn)行紫外線照射或加熱以硬化樹(shù)脂，來(lái)形成防?；蚍姥?nèi)擾層33。
防?；蚍姥?nèi)擾層33的主要材料是有機(jī)材料，如苯乙烯、丙烯酸類(lèi)、聚碳酸脂、環(huán)氧、丙烯酸酯類(lèi)單體、丙烯酸酯-磷類(lèi)單體、這些化合物的低聚物或共聚物，或者是無(wú)機(jī)材料，如陶瓷或二氧化硅。此外，通過(guò)壓花轉(zhuǎn)印或者通過(guò)混和由無(wú)機(jī)材料形成的珠狀填充物(bead filler)使該主要材料具有防眩特性或內(nèi)擴(kuò)散特性或二者兼?zhèn)洹?br> 此外，在菲涅耳屏幕30中，為了增強(qiáng)菲涅耳透鏡32和防?；蚍姥?nèi)擾層33與玻璃基板31的粘附性，進(jìn)行化學(xué)方法的預(yù)處理，如化學(xué)處理、耦合鍍(coupling coat)處理或底層涂料處理，或者進(jìn)行物理方法的預(yù)處理，如等離子接觸處理(輝光放電或電暈放電)，或者在進(jìn)行涂覆和轉(zhuǎn)印之后的加熱后處理。
如上所述，在本示例的透射式屏幕5中，玻璃材料用于菲涅耳屏幕的基板，透鏡、防眩層以及內(nèi)擴(kuò)散層中一個(gè)或多個(gè)不是層疊在玻璃基板上而是直接形成在玻璃基板上。由于剛剛說(shuō)明的構(gòu)造，不會(huì)產(chǎn)生由異物嵌入而引起的這種氣泡。因此，獲得高產(chǎn)量，以及生產(chǎn)率提高。此外，由于無(wú)需過(guò)去采用的層疊用膜，因此成本降低。從而，可以提供降價(jià)的屏幕。
此外，在本示例的透射式屏幕中，由于玻璃材料用于菲涅耳屏幕的基板，所以穩(wěn)定地保持屏幕的平面度，從而可以獲得顯示減少圖像失真的圖像。
此外，在本實(shí)施例的透射式屏幕中，由于具有透鏡功能的樹(shù)脂層、防眩層或內(nèi)擴(kuò)散層形成在玻璃基板上，所以可以實(shí)現(xiàn)通過(guò)減少比熱防止結(jié)露(dew)形成的效果。
圖4示出三元件結(jié)構(gòu)的透射式屏幕的另一示例的水平剖面。
參考圖4，該透射式屏幕是以上參考圖3所說(shuō)明的透射式屏幕的變形例，其與圖3所示的透射式屏幕的不同之處在于菲涅耳屏幕30形成為反射型的菲涅耳屏幕。特別地，當(dāng)將菲涅耳屏幕分成折射型菲涅耳屏幕和反射型菲涅耳屏幕時(shí)，以上參考圖3所說(shuō)明的折射型菲涅耳屏幕30具有位于菲涅耳屏幕30的觀看者側(cè)的面上的菲涅耳透鏡32。相反地，圖4的折射型的菲涅耳屏幕30具有形成在菲涅耳屏幕30遠(yuǎn)離觀看者側(cè)的面上，也就是在菲涅耳屏幕30的光入射側(cè)的面上的菲涅耳透鏡32。
在圖4所示的菲涅耳屏幕30中，防?；蚍姥?nèi)擾層33設(shè)置在基板31的觀看者側(cè)的面上，而內(nèi)擴(kuò)散層34設(shè)置在基板31的相反面上。此外，采用紫外線固化型樹(shù)脂材料或熱固化型樹(shù)脂材料在內(nèi)擴(kuò)散層34上形成菲涅耳透鏡32。
圖5示出裝配到設(shè)備主體上的以上參考圖3或圖4所說(shuō)明的三元件構(gòu)造的透射式屏幕的組裝構(gòu)造的垂直剖面。參考圖5，其中，如以上參考圖3和圖4所說(shuō)明的透射式屏幕中那樣，水平雙凸透鏡狀屏幕10的基板由玻璃材料制成，垂直雙凸透鏡狀屏幕20的基板由樹(shù)脂材料制成，而菲涅耳屏幕30的基板由玻璃材料制成，水平雙凸透鏡狀屏幕10和菲涅耳屏幕30被形成為其外輪廓具有基本相等的尺寸，并且被設(shè)備主體側(cè)的框架40保持在固定狀態(tài)。同時(shí)，垂直雙凸透鏡狀屏幕20形成有比水平雙凸透鏡狀屏幕10和菲涅耳屏幕30的外輪廓小的外輪廓，并且被保持為夾在水平雙凸透鏡狀屏幕10和菲涅耳屏幕30之間的狀態(tài)。
在圖3和圖4的透射式屏幕中，水平雙凸透鏡狀屏幕10和菲涅耳屏幕30的玻璃基板不太可能受到溫度和濕度環(huán)境變化的影響。然而，垂直雙凸透鏡狀屏幕20的樹(shù)脂基板很可能受到溫度和濕度環(huán)境變化的影響而伸長(zhǎng)或縮短。因此，在采用如圖5所示的透射式屏幕的這種組裝構(gòu)造的情況下，即使垂直雙凸透鏡狀屏幕20趨于出現(xiàn)伸長(zhǎng)或縮短，也不會(huì)被不自然地阻礙，因此，垂直雙凸透鏡狀屏幕20既不會(huì)出現(xiàn)起皺也不會(huì)出現(xiàn)翹曲。
此外，根據(jù)透射式屏幕的該組裝構(gòu)造，不是直接保持水平雙凸透鏡狀屏幕10和菲涅耳屏幕30，而是經(jīng)由緩沖構(gòu)件41將水平雙凸透鏡狀屏幕10和菲涅耳屏幕30保持在框架40上，從而可以防止玻璃基板和框架之間的干涉引起的玻璃破損，該緩沖構(gòu)件41由例如泡沫聚氨酯、聚乙烯、橡膠、丙烯酸類(lèi)或聚烯烴片形成。
圖6和圖7示出三元件結(jié)構(gòu)的透射式屏幕的不同示例的水平剖面。參考圖6和圖7，該透射式屏幕是以上參考圖3和圖4所說(shuō)明的透射式屏幕的變形例，其與圖3和圖4所示的透射式屏幕的不同之處分別在于水平雙凸透鏡狀屏幕10的基板形成為樹(shù)脂基板12。特別地，在圖6和圖7的透射式屏幕中，樹(shù)脂材料用作水平雙凸透鏡狀屏幕10的基板12的材料。此外，防眩硬涂層13形成在樹(shù)脂基板12的觀看者側(cè)的表面上，而水平雙凸透鏡片15層疊到該樹(shù)脂基板的相反面，即層疊到圖像光入射側(cè)的面。
圖8示出裝配到設(shè)備主體上的以上參考圖6或圖7所說(shuō)明的三元件構(gòu)造的透射式屏幕的組裝構(gòu)造的垂直剖面。參考圖8，其中，如以上參考圖6和圖7所說(shuō)明的透射式屏幕中那樣，水平雙凸透鏡狀屏幕10的基板由樹(shù)脂材料制成，垂直雙凸透鏡狀屏幕20的基板由樹(shù)脂材料制成，而菲涅耳屏幕30的基板由玻璃材料制成，菲涅耳屏幕30被形成為其外輪廓具有比水平雙凸透鏡狀屏幕10和垂直雙凸透鏡狀屏幕20的外輪廓大的尺寸，并且菲涅耳屏幕30被保持在固定到設(shè)備主體側(cè)的框架40的狀態(tài)。同時(shí)，水平雙凸透鏡狀屏幕10和垂直雙凸透鏡狀屏幕20被獨(dú)立于菲涅耳屏幕30地以除一個(gè)邊(下面的邊)之外其它邊具有間隙的狀態(tài)保持在框架40上。
在以上參考圖6和圖7所說(shuō)明的結(jié)構(gòu)的透射式屏幕中，水平雙凸透鏡狀屏幕10和垂直雙凸透鏡狀屏幕20的樹(shù)脂基板可能由于溫度和濕度環(huán)境的變化而伸長(zhǎng)或縮短。因此，在采用如圖8所示的透射式屏幕的這種組裝構(gòu)造的情況下，即使水平雙凸透鏡狀屏幕10和垂直雙凸透鏡狀屏幕20趨于出現(xiàn)伸長(zhǎng)或縮短，也不會(huì)被不自然地阻礙。因此，水平雙凸透鏡狀屏幕10和垂直雙凸透鏡狀屏幕20中的任何一個(gè)既不會(huì)出現(xiàn)起皺也不會(huì)出現(xiàn)翹曲。
此外，根據(jù)該透射式屏幕的組裝構(gòu)造，菲涅耳屏幕30經(jīng)由緩沖構(gòu)件41被保持在框架40上，從而可以防止由玻璃基板和框架之間的抵觸引起的玻璃破損，該緩沖構(gòu)件41由例如泡沫聚氨酯、聚乙烯、橡膠、丙烯酸類(lèi)或聚烯烴片形成。
圖9示出二元件結(jié)構(gòu)的透射式屏幕的一個(gè)示例的水平剖面。
參考圖9，該二元件結(jié)構(gòu)的透射式屏幕被構(gòu)造成除去以上說(shuō)明的三元件結(jié)構(gòu)的透射式屏幕中的位于中央的垂直雙凸透鏡狀屏幕20。特別地，在本透射式屏幕中，布置水平雙凸透鏡狀屏幕10和菲涅耳屏幕30兩個(gè)屏幕，從圖9中的右側(cè)入射的圖像光由菲涅耳屏幕30轉(zhuǎn)換成沿與菲涅耳屏幕30的平面垂直的方向的平行光。然后，該圖像光由水平雙凸透鏡狀屏幕10偏轉(zhuǎn)為水平方向，以擴(kuò)大視角范圍。
在圖9的透射式屏幕中，玻璃用于水平雙凸透鏡狀屏幕10的基板11，菲涅耳屏幕30形成為折射型屏幕。圖10示出圖9的透射式屏幕的變形例。特別地，圖9的透射式屏幕中的菲涅耳屏幕30形成為折射型屏幕，而圖10的透射式屏幕中的菲涅耳屏幕30形成為反射型屏幕。
應(yīng)注意，在圖9和圖10所示的透射式屏幕中，代替水平雙凸透鏡狀屏幕10，可以布置通過(guò)向基板層疊具有水平雙凸透鏡和垂直雙凸透鏡二者功能的復(fù)眼(fly-eye)透鏡形成的復(fù)眼屏幕。
圖11示出二元件結(jié)構(gòu)的透射式屏幕的另一示例的水平剖面。
參考圖11，所示的透射式屏幕被構(gòu)造成與水平雙凸透鏡狀屏幕10的水平雙凸透鏡17對(duì)應(yīng)的垂直雙凸透鏡27形成在菲涅耳屏幕30上。特別地，在該結(jié)構(gòu)中，通過(guò)形狀轉(zhuǎn)印法將由紫外線固化型樹(shù)脂材料或熱固化型樹(shù)脂材料制成的垂直雙凸透鏡27形成在菲涅耳屏幕30的玻璃基板31的觀看者側(cè)的面上。
與菲涅耳透鏡的情況相似，垂直雙凸透鏡27的主要材料是有機(jī)材料，如苯乙烯、丙烯酸類(lèi)、聚碳酸脂、環(huán)氧、丙烯酸酯類(lèi)單體、丙烯酸酯-磷類(lèi)單體、這些化合物的低聚物或共聚物，或者是無(wú)機(jī)材料，如陶瓷或二氧化硅。
此外，由有機(jī)材料如苯乙烯、丙烯酸類(lèi)、聚碳酸脂、環(huán)氧、丙烯酸酯類(lèi)單體、丙烯酸酯-磷類(lèi)單體、這些化合物的低聚物或共聚物或者由無(wú)機(jī)材料如陶瓷或二氧化硅形成的珠狀填充物可以被混入形成垂直雙凸透鏡27的層中，從而垂直雙凸透鏡27的層可具有內(nèi)擴(kuò)散特性。
圖12示出裝配到設(shè)備主體上的以上參考圖9、10和11所說(shuō)明的示例中所采用的二元件構(gòu)造的透射式屏幕的組裝構(gòu)造的垂直剖面。參考圖12，其中，如以上參考圖9、10和11所說(shuō)明的透射式屏幕中的那樣，水平雙凸透鏡狀屏幕10的基板和菲涅耳屏幕30的基板都是由玻璃材料制成的，它們不太可能受到溫度和濕度環(huán)境變化的影響。因此，水平雙凸透鏡狀屏幕10和菲涅耳屏幕30被形成為其外輪廓具有基本相等的尺寸且彼此相同，并且被以固定狀態(tài)保持在設(shè)備主體側(cè)的框架40上。
此外，根據(jù)圖12所示的構(gòu)造，如果經(jīng)由緩沖構(gòu)件41將水平雙凸透鏡狀屏幕10和菲涅耳屏幕30保持在框架上，則可以防止由玻璃基板和框架之間的干涉引起的玻璃破損，該緩沖構(gòu)件41由例如泡沫聚氨酯、聚乙烯、橡膠、丙烯酸類(lèi)或聚烯烴片形成。
圖13、14和15示出二元件結(jié)構(gòu)的透射式屏幕的其它不同示例的水平剖面。圖13、14和15的透射式屏幕是以上參考圖9、10和11所說(shuō)明的透射式屏幕的變形例，其與圖9、10和11所示的透射式屏幕的不同之處分別在于水平雙凸透鏡狀屏幕10的基板形成為樹(shù)脂基板12。
圖16示出裝配到設(shè)備主體上的以上參考圖13、14和15所說(shuō)明的示例中所采用的二元件構(gòu)造的透射式屏幕的組裝構(gòu)造的垂直剖面。參考圖16，其中，如以上參考圖13、14和15所說(shuō)明的透射式屏幕中的那樣，水平雙凸透鏡狀屏幕10的基板由樹(shù)脂材料制成，菲涅耳屏幕30的基板由玻璃材料制成，菲涅耳屏幕30形成有比水平雙凸透鏡狀屏幕10的外輪廓大的外輪廓，并被以固定狀態(tài)保持在設(shè)備主體側(cè)的框架40上。同時(shí)，水平雙凸透鏡狀屏幕10被獨(dú)立于菲涅耳屏幕30地以除一個(gè)邊(下面的邊)之外其它各邊具有間隙的狀態(tài)保持在框架40上。
在采用如上所述的這種構(gòu)造的情況，即使水平雙凸透鏡狀屏幕10由于環(huán)境變化出現(xiàn)樹(shù)脂材料的伸長(zhǎng)或縮短，也不會(huì)被不自然地阻礙。因此，水平雙凸透鏡狀屏幕10既不會(huì)出現(xiàn)起皺也不會(huì)出現(xiàn)翹曲。
此外，根據(jù)圖16所示的構(gòu)造，如果菲涅耳屏幕30經(jīng)由緩沖構(gòu)件41被保持在框架40上，則可以防止由玻璃基板和框架之間的干涉引起的玻璃破損，該緩沖構(gòu)件41由例如泡沫聚氨酯、聚乙烯、橡膠、丙烯酸類(lèi)或聚烯烴片形成。
圖17、18和19分別示出圖13、14和15的透射式屏幕的另一變形例的水平剖面。特別地，圖17、18和19所示的透射式屏幕被變形為水平雙凸透鏡狀屏幕10形成為片狀屏幕。在該實(shí)例中，具有0.05mm～1.5mm厚度的扁平元件被定義為片，而水平雙凸透鏡狀屏幕10的厚度形成在該厚度范圍內(nèi)。在圖17、18和19的透射式屏幕中，具有擴(kuò)散功能的膜19被層疊到水平雙凸透鏡片15，防眩硬涂層13形成在膜19上。
如圖17、18和19的透射式屏幕中的那樣，在水平雙凸透鏡狀屏幕10是片的形式，而菲涅耳屏幕30具有玻璃基片的情況下，菲涅耳屏幕30被獨(dú)立于水平雙凸透鏡狀屏幕10地保持在除了一邊之外的其它各邊處。此外，水平雙凸透鏡狀屏幕10形成有比菲涅耳屏幕30的外輪廓大的外輪廓，并且水平雙凸透鏡狀屏幕10在被施加張力的狀態(tài)下被保持在設(shè)備主體的框架上。
在圖20中示出剛剛說(shuō)明的構(gòu)造的一個(gè)示例。圖20是該構(gòu)造的垂直剖視圖。參考圖20，片形式的水平雙凸透鏡狀屏幕10在上側(cè)部和下側(cè)部具有厚度增大的肋(厚度增大部分)43和44，并以分別包圍肋43和44的方式安裝上托架45和下托架46。
在透射式屏幕5中，采用緊固螺釘47或類(lèi)似物將上托架45固定到設(shè)備主體的框架，使得片形式的水平雙凸透鏡狀屏幕10被布置在由重力向下拖拽的狀態(tài)。特別地，下托架46的重量作為載荷被施加到水平雙凸透鏡狀屏幕10，使得向下張力作用在水平雙凸透鏡狀屏幕10上。
此外，在圖20所示的透射式屏幕5中，菲涅耳屏幕30被獨(dú)立于水平雙凸透鏡狀屏幕10地保持在上托架45和下托架46之間，菲涅耳屏幕30的重量作為張力與下托架46一起施加到水平雙凸透鏡狀屏幕10。因而，水平雙凸透鏡狀屏幕10穩(wěn)定地保持其平面度，而不會(huì)產(chǎn)生變形或翹曲。
應(yīng)注意，為了向水平雙凸透鏡狀屏幕施加張力，除了上述結(jié)構(gòu)，還可以利用例如，水平雙凸透鏡狀屏幕的四個(gè)邊被線或類(lèi)似物牽引的結(jié)構(gòu)、加壓構(gòu)件壓在水平雙凸透鏡狀屏幕上以向水平雙凸透鏡狀屏幕施加張力的另一結(jié)構(gòu)以及某些其它結(jié)構(gòu)。
圖21、22和23分別示出圖17、18和19所示的透射式屏幕的其它不同變形例的水平剖面。參考圖21、22和23，所示的透射式屏幕被構(gòu)造成片形式的水平雙凸透鏡狀屏幕10和菲涅耳屏幕30通過(guò)粘附元件50被粘附為組合構(gòu)件。在該實(shí)例中，通過(guò)粘附元件50，沿著片形式的水平雙凸透鏡狀屏幕10的全部四個(gè)邊將該水平雙凸透鏡狀屏幕10粘附到菲涅耳屏幕30并與該菲涅耳屏幕30結(jié)合。這里的粘附元件50可以由例如紫外線固化型樹(shù)脂材料制成。特別地，將紫外線固化型樹(shù)脂材料涂覆到水平雙凸透鏡狀屏幕10和菲涅耳屏幕30其中之一的整個(gè)周邊部，然后使水平雙凸透鏡狀屏幕10和菲涅耳屏幕30結(jié)合。在該狀態(tài)下，照射紫外線以使紫外線固化型樹(shù)脂材料硬化，從而水平雙凸透鏡狀屏幕10和菲涅耳屏幕30彼此粘附。
在以這種方式通過(guò)粘附元件將片形式的水平雙凸透鏡狀屏幕10在其全部四個(gè)邊處粘附到菲涅耳屏幕30并使其與菲涅耳屏幕30結(jié)合的透射式屏幕中，必然地保持了該透射式屏幕的內(nèi)部密封性。因此，抑制了由溫度和濕度環(huán)境變化引起的尺寸變化。結(jié)果，必然地保持了屏幕的平面度，以及可獲得穩(wěn)定的圖像。
盡管采用專(zhuān)用術(shù)語(yǔ)已經(jīng)說(shuō)明了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，但這種說(shuō)明僅是為了例證的目的，應(yīng)理解可以在不偏離所附權(quán)利要求書(shū)的精神或范圍的情況下進(jìn)行修改和變化。
相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用本發(fā)明包括與2006年4月6日向日本特許廳提交的日本專(zhuān)利申請(qǐng)2006-105713有關(guān)的主題，其內(nèi)容通過(guò)引用包含于此。
權(quán)利要求
1.一種背面投影顯示設(shè)備，其包括設(shè)備主體；透射式屏幕，其被布置在所述設(shè)備主體的前面上；以及圖像投影設(shè)備，其被布置在所述設(shè)備主體的內(nèi)部，并被構(gòu)造成從所述透射式屏幕的背側(cè)將圖像投影到所述透射式屏幕；所述透射式屏幕具有三元件結(jié)構(gòu)或二元件結(jié)構(gòu)，所述三元件結(jié)構(gòu)包括水平雙凸透鏡狀屏幕、垂直雙凸透鏡狀屏幕和菲涅耳屏幕，所述二元件結(jié)構(gòu)包括水平雙凸透鏡狀屏幕或復(fù)眼屏幕和菲涅耳屏幕；所述菲涅耳屏幕包括由玻璃材料制成的基板，和透鏡、防眩層以及內(nèi)擴(kuò)散層中一個(gè)或多個(gè)，所述透鏡、所述防眩層以及所述內(nèi)擴(kuò)散層中一個(gè)或多個(gè)直接形成在所述基板上，而不是通過(guò)層疊設(shè)置在所述基板上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的背面投影顯示設(shè)備，其特征在于，采用紫外線固化型樹(shù)脂材料或熱固化型樹(shù)脂材料在所述玻璃基板上形成所述菲涅耳屏幕的透鏡、防眩層和內(nèi)擴(kuò)散層。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的背面投影顯示設(shè)備，其特征在于，所述透射式屏幕具有三元件結(jié)構(gòu)，所述三元件結(jié)構(gòu)包括具有玻璃基板的水平雙凸透鏡狀屏幕、具有樹(shù)脂基板的垂直雙凸透鏡狀屏幕和具有玻璃基板的菲涅耳屏幕，以及所述水平雙凸透鏡狀屏幕和所述菲涅耳屏幕具有基本相同的外輪廓，并且被固定地保持在所述設(shè)備主體上，所述垂直雙凸透鏡狀屏幕形成有比所述水平雙凸透鏡狀屏幕和所述菲涅耳屏幕的外輪廓小的外輪廓，并且被以?shī)A在所述水平雙凸透鏡狀屏幕和所述菲涅耳屏幕之間的方式保持。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的背面投影顯示設(shè)備，其特征在于，所述透射式屏幕具有三元件結(jié)構(gòu)或二元件結(jié)構(gòu)，所述三元件結(jié)構(gòu)包括具有樹(shù)脂基板的水平雙凸透鏡狀屏幕、具有樹(shù)脂基板的垂直雙凸透鏡狀屏幕和具有玻璃基板的菲涅耳屏幕，所述二元件結(jié)構(gòu)包括具有樹(shù)脂基板的水平雙凸透鏡狀屏幕或復(fù)眼屏幕和具有玻璃基板的菲涅耳屏幕，以及所述菲涅耳屏幕形成有比其它屏幕的外輪廓大的外輪廓，并且被固定地保持在所述設(shè)備主體上，所述其它屏幕的除一個(gè)邊以外的其它各邊被獨(dú)立于所述菲涅耳屏幕地以間隙狀態(tài)保持在所述設(shè)備主體上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的背面投影顯示設(shè)備，其特征在于，所述透射式屏幕具有二元件結(jié)構(gòu)，所述二元件結(jié)構(gòu)包括具有玻璃基板的水平雙凸透鏡狀屏幕和具有玻璃基板的菲涅耳屏幕，以及所述水平雙凸透鏡狀屏幕和所述菲涅耳屏幕形成有基本相同的外輪廓，并且被固定地保持在所述設(shè)備主體上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的背面投影顯示設(shè)備，其特征在于，所述透射式屏幕具有二元件結(jié)構(gòu)，所述二元件結(jié)構(gòu)包括片形式的水平雙凸透鏡狀屏幕或復(fù)眼屏幕和具有玻璃基板的菲涅耳屏幕，以及所述菲涅耳屏幕獨(dú)立于所述水平雙凸透鏡狀屏幕或復(fù)眼屏幕地被保持在除了一個(gè)邊之外的其它各邊處，所述水平雙凸透鏡狀屏幕或復(fù)眼屏幕形成有比所述菲涅耳屏幕的外輪廓大的外輪廓，并且在被施加張力的狀態(tài)下被保持在所述設(shè)備主體上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的背面投影顯示設(shè)備，其特征在于，所述透射式屏幕具有二元件結(jié)構(gòu)，所述二元件結(jié)構(gòu)包括片形式的水平雙凸透鏡狀屏幕或復(fù)眼屏幕和具有玻璃基板的菲涅耳屏幕，以及通過(guò)粘附元件將所述水平雙凸透鏡狀屏幕或復(fù)眼屏幕在其四個(gè)邊處粘附到所述菲涅耳屏幕，而使所述水平雙凸透鏡狀屏幕或復(fù)眼屏幕與所述菲涅耳屏幕組合在一起。
8.一種透射式屏幕，其被安裝在背面投影顯示設(shè)備的前面上，所述透射式屏幕具有三元件結(jié)構(gòu)或二元件結(jié)構(gòu)，所述三元件結(jié)構(gòu)包括水平雙凸透鏡狀屏幕、垂直雙凸透鏡狀屏幕和菲涅耳屏幕，所述二元件結(jié)構(gòu)包括水平雙凸透鏡狀屏幕或復(fù)眼屏幕和菲涅耳屏幕，所述菲涅耳屏幕包括由玻璃材料制成的基板、和透鏡、防眩層以及內(nèi)擴(kuò)散層中一個(gè)或多個(gè)，所述透鏡、所述防眩層以及所述內(nèi)擴(kuò)散層中一個(gè)或多個(gè)直接形成在所述基板上，而不是通過(guò)層疊設(shè)置在所述基板上。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的透射式屏幕，其特征在于，采用紫外線固化型樹(shù)脂材料或熱固化型樹(shù)脂材料在所述玻璃基板上形成所述菲涅耳屏幕的透鏡、防眩層和內(nèi)擴(kuò)散層。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的透射式屏幕，其特征在于，所述透射式屏幕具有三元件結(jié)構(gòu)，所述三元件結(jié)構(gòu)包括具有玻璃基板的水平雙凸透鏡狀屏幕、具有樹(shù)脂基板的垂直雙凸透鏡狀屏幕和具有玻璃基板的菲涅耳屏幕，以及所述水平雙凸透鏡狀屏幕和所述菲涅耳屏幕具有基本相同的外輪廓，并且被固定地保持在所述設(shè)備主體上，所述垂直雙凸透鏡狀屏幕形成有比所述水平雙凸透鏡狀屏幕和所述菲涅耳屏幕的外輪廓小的外輪廓，并且被以?shī)A在所述水平雙凸透鏡狀屏幕和所述菲涅耳屏幕之間的方式保持。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的透射式屏幕，其特征在于，所述透射式屏幕具有三元件結(jié)構(gòu)或二元件結(jié)構(gòu)，所述三元件結(jié)構(gòu)包括具有樹(shù)脂基板的水平雙凸透鏡狀屏幕、具有樹(shù)脂基板的垂直雙凸透鏡狀屏幕和具有玻璃基板的菲涅耳屏幕，所述二元件結(jié)構(gòu)包括具有樹(shù)脂基板的水平雙凸透鏡狀屏幕或復(fù)眼屏幕和具有玻璃基板的菲涅耳屏幕，以及所述菲涅耳屏幕形成有比其它屏幕的外輪廓大的外輪廓，并且被固定地保持在所述設(shè)備主體上，所述其它屏幕的除一個(gè)邊以外的其它各邊被獨(dú)立于所述菲涅耳屏幕地以間隙狀態(tài)保持在所述設(shè)備主體上。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的透射式屏幕，其特征在于，所述透射式屏幕具有二元件結(jié)構(gòu)，所述二元件結(jié)構(gòu)包括具有玻璃基板的水平雙凸透鏡狀屏幕和具有玻璃基板的菲涅耳屏幕，以及所述水平雙凸透鏡狀屏幕和所述菲涅耳屏幕形成有基本相同的外輪廓，并且被固定地保持在所述設(shè)備主體上。
13.根據(jù)權(quán)利要求8所述的透射式屏幕，其特征在于，所述透射式屏幕具有二元件結(jié)構(gòu)，所述二元件結(jié)構(gòu)包括片形式的水平雙凸透鏡狀屏幕或復(fù)眼屏幕和具有玻璃基板的菲涅耳屏幕，以及所述菲涅耳屏幕獨(dú)立于所述水平雙凸透鏡狀屏幕或復(fù)眼屏幕地被保持在除了一個(gè)邊之外的其它各邊處，所述水平雙凸透鏡狀屏幕或復(fù)眼屏幕形成有比所述菲涅耳屏幕的外輪廓大的外輪廓，并且在被施加張力的狀態(tài)下被保持在所述設(shè)備主體上。
14.根據(jù)權(quán)利要求8所述的透射式屏幕，其特征在于，所述透射式屏幕具有二元件結(jié)構(gòu)，所述二元件結(jié)構(gòu)包括片形式的水平雙凸透鏡狀屏幕或復(fù)眼屏幕和具有玻璃基板的菲涅耳屏幕，以及通過(guò)粘附元件將所述水平雙凸透鏡狀屏幕或復(fù)眼屏幕在其四個(gè)邊處粘附到所述菲涅耳屏幕，而使所述水平雙凸透鏡狀屏幕或復(fù)眼屏幕與所述菲涅耳屏幕組合在一起。
全文摘要
在此公開(kāi)了背面投影顯示設(shè)備和透射式屏幕，該背面投影顯示設(shè)備包括設(shè)備主體；透射式屏幕，其被布置在設(shè)備主體的前面上；以及圖像投影設(shè)備，其被布置在設(shè)備主體的內(nèi)部，并被構(gòu)造成從透射式屏幕的背側(cè)將圖像投影到透射式屏幕。在該設(shè)備中，透射式屏幕具有三元件結(jié)構(gòu)或二元件結(jié)構(gòu)，該三元件結(jié)構(gòu)包括水平雙凸透鏡狀屏幕、垂直雙凸透鏡狀屏幕和菲涅耳屏幕，該二元件結(jié)構(gòu)包括水平雙凸透鏡狀屏幕或復(fù)眼屏幕和菲涅耳屏幕；該菲涅耳屏幕包括由玻璃材料制成的基板、透鏡、防眩層以及內(nèi)擴(kuò)散層中一個(gè)或多個(gè)，該透鏡、防眩層以及內(nèi)擴(kuò)散層中一個(gè)或多個(gè)直接形成在基板上，而不是通過(guò)層疊設(shè)置。
文檔編號(hào)H04N9/31GK101051180SQ20071009081
公開(kāi)日2007年10月10日 申請(qǐng)日期2007年4月6日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月6日
發(fā)明者牧田實(shí), 巖城孝明, 小川康文 申請(qǐng)人:索尼株式會(huì)社