[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

CN1839347A - 菲涅耳透镜片、透射型屏幕及背投型显示装置 - Google Patents

菲涅耳透镜片、透射型屏幕及背投型显示装置 Download PDF

Info

Publication number
CN1839347A
CN1839347A CNA2005800007796A CN200580000779A CN1839347A CN 1839347 A CN1839347 A CN 1839347A CN A2005800007796 A CNA2005800007796 A CN A2005800007796A CN 200580000779 A CN200580000779 A CN 200580000779A CN 1839347 A CN1839347 A CN 1839347A
Authority
CN
China
Prior art keywords
fresnel lens
lens
rear projection
light
projection screen
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CNA2005800007796A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1839347B (zh
Inventor
关口博
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dai Nippon Printing Co Ltd
Original Assignee
Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dai Nippon Printing Co Ltd filed Critical Dai Nippon Printing Co Ltd
Publication of CN1839347A publication Critical patent/CN1839347A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN1839347B publication Critical patent/CN1839347B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00—Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G03B21/54—Accessories
    • G03B21/56—Projection screens
    • G03B21/60—Projection screens characterised by the nature of the surface
    • G03B21/62—Translucent screens
    • G03B21/625—Lenticular translucent screens
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00—Simple or compound lenses
    • G02B3/02—Simple or compound lenses with non-spherical faces
    • G02B3/08—Simple or compound lenses with non-spherical faces with discontinuous faces, e.g. Fresnel lens
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00—Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G03B21/54—Accessories
    • G03B21/56—Projection screens
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00—Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G03B21/54—Accessories
    • G03B21/56—Projection screens
    • G03B21/60—Projection screens characterised by the nature of the surface
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00—Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G03B21/54—Accessories
    • G03B21/56—Projection screens
    • G03B21/60—Projection screens characterised by the nature of the surface
    • G03B21/62—Translucent screens

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Overhead Projectors And Projection Screens (AREA)
  • Projection Apparatus (AREA)

Abstract

本发明提供投影映像的歪曲难以发生的菲涅耳透镜片等。在菲涅耳透镜片，在其入光侧排列多个单位全反射菲涅耳透镜，该单位全反射菲涅耳透镜设有入射面和使从该入射面入射的映像光之一部分或全部全反射并向所要方向偏转的全反射面。在样的菲涅耳透镜片中，设菲涅耳透镜片垂直方向长度为H1 (cm)；菲涅耳透镜片水平方向长度为L1 (cm)；菲涅耳透镜片厚度为T1 (cm)；菲涅耳透镜片弹性系数为E1 (kgf/cm2)时，满足H1×H1/(10×E1×T1×T1)≤3L1/2000的关系。另外，菲涅耳透镜片由形成有菲涅耳透镜的菲涅耳透镜形成镜片和在其出光面侧粘贴的辅助镜片构成，从而达成菲涅耳透镜片制造时从模型的脱模操作的高效率化。

Description

菲涅耳透镜片、透射型屏幕及背投型显示装置
技术领域
本发明涉及在投影映像上难以发生歪曲的菲涅耳透镜片、透射型屏幕及背投型显示装置。
背景技术
属于背投型显示装置的投影电视机中，设有将从光源发射的映像光放大投影的透射型屏幕。该透射型屏幕一般由将从光源放大投射的映像光折射成平行光或近似平行光后向观察者侧出射的菲涅耳透镜要素和将从该菲涅耳透镜要素出射的平行光或近似平行光散射而供给广范围的观察者的双凸透镜要素构成。作为这种背投型显示装置的光源，以往通常采用使三基色的光由各自管投射的3管方式CRT光源，但近年还使用利用LCD或DLP的单管方式光源。
如图16所示，在传统方式的背投型显示装置52中，一般采用将从单管方式光源8发射的映像光5用反射镜53反射，并向透射型屏幕10中心以垂直或大致垂直地使映像光5入射的方式。因此，如图17所示，不管透射型屏幕10的位置在映像光5入射方向上光源8的方向是近还是远，都不会影响投影映像。
但是，近年提出了通过向透射型屏幕10中心倾斜地入射映像光5，比以往显著薄的背投型显示装置。即，如图5所示背投型显示装置51那样，提出了将从光源8发射的映像光5用反射镜53反射，并使映像光5向透射型屏幕10中心倾斜地入射的方式。另外，还提出了在这种背投型显示装置51的透射型屏幕10中，使用形成了全反射型菲涅耳透镜(全反射菲涅耳透镜)的菲涅耳透镜片(参照图12B)(例如，参照特开昭61-208041号公报)。
发明的公开
可是，在如图5所示的背投型显示装置51(使映像光5向透射型屏幕10中心倾斜入射的方式的薄型的背投型显示装置51)中，设于透射型屏幕10的菲涅耳透镜片，其周边被框体支持地设置，菲涅耳透镜片的四边保持在同一平面上，因此因菲涅耳透镜片本身重量而在菲涅耳透镜片上产生挠曲。结果，在透射型屏幕10上产生鼓起或升浮时，菲涅耳透镜片中包含的菲涅耳透镜的位置在光源8的方向(即，镜片厚度方向)或近或远。因此，特别在菲涅耳透镜片中央附近，所显示的映像在高度方向的位置变化。另外，例如在菲涅耳透镜片上产生挠曲时，菲涅耳透镜片中心部的菲涅耳透镜的位置在镜片厚度方向变化，但周边部的菲涅耳透镜位置几乎不变，因此在透射型屏幕上显示的映像上产生歪曲。例如，将水平且直线的映像显示在透射型屏幕上时，看出在水平方向上直线的映像弯曲。
尤其在最近要求背投型显示装置进一步薄型化，因此在配置了全反射菲涅耳透镜的菲涅耳透镜片中心的映像光的入射角有进一步变大的趋势，因此可预测到在透射型屏幕上显示的映像歪曲问题更加显著。但是，以往对这样的问题完全没有考虑。
另外，形成了上述全反射菲涅耳透镜的菲涅耳透镜片是这样制造的：在菲涅耳透镜片形成用的平面状模型上涂敷成形树脂并将该成形树脂固化后，将菲涅耳透镜片从该模型脱模而制。但是，尤其在全反射菲涅耳透镜片的制造过程中，例如图12B所示的菲涅耳透镜片1的菲涅耳透镜要素(由入射面3和全反射面4构成的单位全反射菲涅耳透镜2朝着映像光5的入射方向按预定角度倾斜)与模型(未图示)啮合，因此菲涅耳透镜片的厚度较厚时，存在镜片柔性下降而极难脱模的问题。因此，如上所述，不仅要求提供难以发生投影映像之歪曲的菲涅耳透镜片，而且还强烈要求提供可达成菲涅耳透镜片制造时从模型的脱模操作的高效率化的菲涅耳透镜片。
本发明基于以上背景构思而成，其第一目的在于提供难以发生投影映像之歪曲的菲涅耳透镜片，以及具备这种菲涅耳透镜片的透射型屏幕及背投型显示装置。
另外，本发明的第二目的在于：提供除达成第一目的外，还可达成菲涅耳透镜片制造时从模型的脱模操作的高效率化的菲涅耳透镜片，以及具备这种菲涅耳透镜片的透射型屏幕及背投型显示装置。
本发明人对上述问题进行深入研究的结果，发现菲涅耳透镜片挠曲程度对实用上不造成问题的底线，为了实现这种菲涅耳透镜片，找出其必要尺寸(垂直方向长度×水平方向长度)及厚度与物理参数(弹性系数)之间的关系并达成本发明。
即，达成上述第一目的的本发明的菲涅耳透镜片，在其入光侧排列了单位全反射菲涅耳透镜，该单位全反射菲涅耳透镜设有入射面和使从该入射面入射的映像光之一部分或全部全反射并向所要方向偏转的全反射面，在所述菲涅耳透镜片中，设菲涅耳透镜片垂直方向长度为H(cm)；菲涅耳透镜片水平方向长度为L(cm)；菲涅耳透镜片厚度为T(cm)；以及菲涅耳透镜片弹性系数为E(kgf/cm2)时，满足H×H/(10×E×T×T)≤3L/2000的关系。还有，本说明书中弹性系数的单位采用kgf/cm2，其1kgf/cm2约为9.8N/cm2。
这里，菲涅耳透镜片由具备全反射菲涅耳透镜的单一结构构成时，设这种菲涅耳透镜片垂直方向长度为H1(cm)；菲涅耳透镜片水平方向长度为L1(cm)；菲涅耳透镜片厚度为T1(cm)；菲涅耳透镜片弹性系数为E1(kgf/cm2)时，满足H1×H1/(10×E1×T1×T1)≤3L1/2000的关系。
另外，菲涅耳透镜片为由基材和在该基材上形成的作为菲涅耳透镜要素部分的复合型的场合，设基材垂直方向长度为H2(cm)；基材水平方向长度为L2(cm)；基材厚度为T2(cm)；基材弹性系数为E2(kgf/cm2)时，满足H2×H2/(10×E2×T2×T2)≤3L2/2000的关系。
依据这种本发明的菲涅耳透镜片，由于菲涅耳透镜片满足上述关系，在菲涅耳透镜片上难以发生挠曲，且难以在投影映像上发生歪曲。还有，可满足上述关系式地、按照菲涅耳透镜片的材质设计尺寸与厚度，或者基于菲涅耳透镜片的尺寸与厚度选定材质，因此可期待显著削减设计成本或制造成本。
达成上述第二目的的本发明的菲涅耳透镜片，其特征在于：在上述本发明的菲涅耳透镜片由形成有单位全反射菲涅耳透镜的菲涅耳透镜形成镜片和贴在该菲涅耳透镜形成镜片之出光面侧的辅助镜片构成。
依据这种本发明的菲涅耳透镜片，由于菲涅耳透镜片由菲涅耳透镜形成镜片和辅助镜片构成，可进一步减薄菲涅耳透镜形成镜片的厚度。因此，能够从形成有菲涅耳透镜的转印形状的模型容易将又薄又软的菲涅耳透镜形成镜片脱模，从而能够达成制造菲涅耳透镜片的高效率化。另外，菲涅耳透镜片整体上满足上述关系，因此能够提供难以产生挠曲且难以发生投影映像的歪曲，同时能够达成从模型的脱模操作的高效率化的菲涅耳透镜片。
还有，在本发明的菲涅耳透镜片中，辅助镜片最好是形成有双凸透镜的双凸透镜片。这时，能够极高效率地制作将菲涅耳透镜形成镜片与双凸透镜片一体化的菲涅耳透镜片。
另外，在本发明的菲涅耳透镜片中，菲涅耳透镜形成镜片与辅助镜片最好采用相同材质。这种情况下，由于菲涅耳透镜形成镜片与辅助镜片为相同材质，难以产生挠曲且难以发生投影映像的歪曲。结果，能够提供将平面性之恶化抑制最小的菲涅耳透镜片。
还有，在本发明的菲涅耳透镜片中，菲涅耳透镜片最好含有使光扩散的扩散剂，或者可吸收光地被着色，或者设有吸收光的光吸收层。这时，能够将在设有全反射菲涅耳透镜的菲涅耳透镜片上容易发生的杂散光扩散或吸收，因此能够解决因杂散光而发生的双像的问题。结果，投影映像的歪曲难以发生，同时双像难以也发生。
还有，在本发明的菲涅耳透镜片中，最好在菲涅耳透镜片的单面或两面形成降低反射率的反射率降低层。这种情况下，能够抑制因反射光而降低映像对比度的情况。
本发明的透射型屏幕可用上述菲涅耳透镜片本体构成，也可在上述菲涅耳透镜片的出光面形成使光扩散的双凸透镜来构成。还有，本发明的透射型屏幕可在上述菲涅耳透镜片的出光面侧配置设有使光扩散的双凸透镜的双凸透镜片来构成。从而，提供包括菲涅耳透镜要素和双凸透镜要素的透射型屏幕。
还有，在本发明的透射型屏幕中，最好在透射型屏幕的单面或两面形成降低反射率的反射率降低层。这种情况下，能够抑制因反射光而降低映像对比度的情况。
本发明的背投型显示装置，其特征在于包括：上述透射型屏幕和使映像光倾斜入射到透射型屏幕的光源。
如以上说明，依据本发明的菲涅耳透镜片及透射型屏幕，使投影映像的歪曲难以发生。还有，可满足上述关系式地，按照菲涅耳透镜片的材质设计尺寸及厚度，或者由菲涅耳透镜片的尺寸与厚度选定材质，因此可期待显著削减设计成本或制造成本。
另外，依据本发明的菲涅耳透镜片及透射型屏幕，用菲涅耳透镜形成镜片与辅助镜片构成菲涅耳透镜片，可将菲涅耳透镜形成镜片的厚度进一步减薄，因此能够从形成有菲涅耳透镜的转印形状的模型容易将又薄又软的菲涅耳透镜形成镜片脱模。结果，除上述效果外还可达成菲涅耳透镜片制造的高效率化。
另外，依据本发明的背投型显示装置，由于具备这种使投影映像之歪曲难以发生的本发明的菲涅耳透镜片，可达成显著的薄型化。
附图的简单说明
图1是一例表示本发明一实施方式的菲涅耳透镜片(由具备全反射菲涅耳透镜的单一结构构成的菲涅耳透镜片)的剖视图。
图2是一例表示本发明另一实施方式的菲涅耳透镜片(由基材和在该基材上形成的菲涅耳透镜要素部分构成的复合型菲涅耳透镜片)的剖视图。
图3是说明在具备本发明的菲涅耳透镜片的透射型屏幕上显出水平直线时产生的映像歪曲(直线的弯曲)的示意图。
图4是说明本发明的菲涅耳透镜片的挠曲的示意图。
图5是表示具备本发明的菲涅耳透镜片(透射型屏幕)的薄型的背投型显示装置(采用单管方式的光源)的结构的示意图。
图6是说明在具备本发明的菲涅耳透镜片(透射型屏幕)的薄型的背投型显示装置中随着菲涅耳透镜的位置变化而变化的映像位置的示意图。
图7是说明在菲涅耳透镜片中产生的杂散光的光线跟踪图。
图8A是一例表示本发明的菲涅耳透镜片含有使光扩散的扩散剂的形态的剖视图。
图8B是一例表示本发明的菲涅耳透镜片可吸收光地被着色的形态的剖视图。
图9是一例表示本发明的菲涅耳透镜片设有将光吸收的光吸收层的形态的剖视图。
图10是表示通过在本发明的菲涅耳透镜片的出光面形成圆弧状(圆柱状)的垂直双凸透镜来构成透射型屏幕的形态的示意图。
图11是表示通过在本发明的菲涅耳透镜片的出光面形成梯形状(梯形柱状)的垂直双凸透镜来构成透射型屏幕的形态的示意图。
图12A是一例表示在本发明的菲涅耳透镜片表面形成降低反射率的反射率降低层的形态的剖视图。
图12B是一例表示在本发明的菲涅耳透镜片所具有的全反射菲涅耳透镜的形态的剖视图。
图13A和图13B是表示本发明另一实施方式的菲涅耳透镜片的剖视图。
图14说明将图13A和图13B所示的菲涅耳透镜片所具有的菲涅耳透镜形成镜片从模型剥离的工序。
图15是一例表示具备本发明的菲涅耳透镜片的透射型屏幕的示意图。
图16是表示传统方式的背投型显示装置的结构的示意图。
图17是说明在传统方式的背投型显示装置中因菲涅耳透镜的位置变化而映像位置改变的示意图。
本发明的最佳实施方式
以下，参照附图，就本发明的菲涅耳透镜片、透射型屏幕及背投型显示装置的实施方式进行说明。还有，附图中的各种结构要素的形状和尺寸等为便于理解本发明而适当进行了夸张。
(菲涅耳透镜片的基本结构)
首先，就本发明的菲涅耳透镜片的基本结构进行说明。
本发明的菲涅耳透镜片，将从光源放大投射的映像光折射成平行光或近似平行光后向观察者侧出射。如图1所示的菲涅耳透镜片1那样，在其入光侧排列多个包括入射面3和将从该入射面3入射的映像光5的一部分或全部全反射后向所要方向偏转的全反射面4的单位全反射菲涅耳透镜2。还有，图1所示的菲涅耳透镜片1是具备全反射菲涅耳透镜2的单一结构构成，但如图2所示的菲涅耳透镜片1’那样，可采用由基材11和在该基材11上形成的菲涅耳透镜要素部分12构成的复合型。
还有，本发明的特征是在这些菲涅耳透镜片1、1’中，设菲涅耳透镜片1或基材11的垂直方向长度为H(cm)；菲涅耳透镜片1或基材11的水平方向长度为L(cm)；菲涅耳透镜片1或基材11的厚度为T(cm)；菲涅耳透镜片1或基材11的弹性系数为E(kgf/cm2)时，满足H×H/(10×E×T×T)≤3L/2000的关系。还有本说明书中，根据需要，将图1所示形态的菲涅耳透镜片1的各特性值表示为H1、L1、T1及E1，并将图2所示形态的基材11的各特性值表示为H2、L2、T2及E2。
这样，本发明的菲涅耳透镜片1、1’满足H×H/(10×E×T×T)≤3L/2000的关系式，因此在菲涅耳透镜片1、1’上不会产生可令透过菲涅耳透镜片1、1’的映像光7(参照图1)上产生歪曲程度的变形(由挠曲引起的变形)。结果，相对菲涅耳透镜片1、1’中心的映像光5的入射角度θ较大时，在透过菲涅耳透镜片1、1’的映像光7上也不会产生显著的歪曲，因此有助于近年背投型显示装置的薄型化及高品质化。另一方面，当H×H/(10×E×T×T)＞3L/2000时，会产生令透过菲涅耳透镜片1、1’的映像光7上产生歪曲程度的变形(由挠曲引起的变形)。结果，在透过菲涅耳透镜片1、1’的映像光7上产生显著的歪曲。
这里，就本发明的菲涅耳透镜片1、1’必须满足的关系式为H×H/(10×E×T×T)≤3L/2000的理由进行详细说明。
背投型显示装置的屏幕尺寸，一般为其对角50英寸(纵横比4∶3、纵76.2cm×横101.6cm)左右或比该尺寸大，因此即便在这种尺寸的屏幕上显示的映像歪曲，根据该歪曲程度可令观察者识别不到歪曲的存在。
即，在构成透射型屏幕的实际菲涅耳透镜片中，菲涅耳透镜片嵌入大致“コ”形的框体而被支持，使菲涅耳透镜片四边保持在同一平面上，但因菲涅耳透镜片本身的重量而在菲涅耳透镜片上产生挠曲，其平面性降低。这里“挠曲”指的是在菲涅耳透镜片的中心部该位置相对与屏面垂直的方向(屏面法线方向)偏移。若产生这种偏移，所显示的图像高度方向(垂直方向)的位置会偏移。菲涅耳透镜片用框体来保持，因此菲涅耳透镜片的外周部(周边部)的位置不变且图像高度方向的位置也不变。因而，在菲涅耳透镜片上产生挠曲时，如图3所示，将水平的直线9显示在透射型屏幕10上时所看的直线弯曲，其映像上产生歪曲。本发明人对这种映像的歪曲采用各式各样的映像进行详细探讨的结果，发现允许映像歪曲的界限在单位长度的千分之3左右。例如，如图3所示，发现将水平的直线9显示在透射型屏幕10上的场合，如果显示与透射型屏幕10的水平方向长度L(cm)相同长度的直线9，只要直线9的弯曲P在上下方向处于千分之3L(＝3L/1000)以内，观察者就极难识别出该弯曲P。
另一方面，对菲涅耳透镜片中心倾斜入射映像光的最近薄型的背投型显示装置的场合，向菲涅耳透镜片的中心部入射的映像光的入射角度θ成为60～65°。按照本发明人的意见，在这种薄型的背投型显示装置中，抑制映像的歪曲，使直线9的弯曲P在上下方向成为千分之3L以内时，允许菲涅耳透镜片在该镜片厚度方向偏移的长度Q(参照图6)成为2千分之3L以内。
因而，为得到歪曲不显眼的映像，将菲涅耳透镜片1、1’的挠曲量W(参照图4)设在3L/2000以内即可。
接着，本发明人就采用怎样的菲涅耳透镜片才能得到上述那样3L/2000以内的挠曲量进行详细探讨。
使菲涅耳透镜片保持在框体上时，菲涅耳透镜片的挠曲量由菲涅耳透镜片的弹性系数E、菲涅耳透镜片的尺寸(高度H及横向宽度L)以及菲涅耳透镜片的厚度T来确定。其中，关于菲涅耳透镜片的尺寸有高度H和横向宽度L的两个参数，在屏幕中屏面的高度H与横向宽度L之比被限定为4∶3或16∶9两个，因此在两个参数中与挠曲量有关的参数可采用高度H。
本发明人就这些参数与挠曲量的关系，将由各种尺寸、厚度及弹性系数构成的菲涅耳透镜片嵌入大致“コ”形的框体后测定挠曲量，并详细探讨该测定结果。结果发现当菲涅耳透镜片的挠曲量小至0.1～0.3cm时，挠曲量W大致为H×H/(10×E×T×T)。由上述的研究得知，可允许的挠曲量W为3L/2000以内，因此菲涅耳透镜片1、1’成为满足H×H/(10×E×T×T)≤3L/2000的关系式。
还有，以上图1所示菲涅耳透镜片1的垂直方向长度H1由菲涅耳透镜片1的纵向宽度定义，构成图2所示菲涅耳透镜片1’的基材11的垂直方向长度H2由基材11的纵向宽度定义。另外，图1所示菲涅耳透镜片1的水平方向长度L1由菲涅耳透镜片1的横向宽度定义，构成图2所示菲涅耳透镜片1’的基材11的水平方向长度L2由基材11的横向宽度定义。另外，图1所示的菲涅耳透镜片1的厚度T1由菲涅耳透镜要素以外的厚度定义(参照图1)，构成图2所示菲涅耳透镜片1’的基材11的厚度T2由基材11本身的厚度定义(参照图2)。还有，在上述关系式中，将厚度T由菲涅耳透镜片1的菲涅耳透镜要素以外的厚度或构成图2所示菲涅耳透镜片1’的基材11本身的厚度定义的理由，是因为菲涅耳透镜要素部分与菲涅耳透镜要素以外的部分相比其厚度为1/10或1/10以下，几乎不影响菲涅耳透镜片1、1’上发生的挠曲。
图1所示的菲涅耳透镜片1的弹性系数E1由菲涅耳透镜片1的弹性系数定义，构成图2所示菲涅耳透镜片1’的基材11的弹性系数E2由基材11的弹性系数定义。另外，如后所述，贴辅助镜片而构成菲涅耳透镜片时(参照图13A及图13B)，弹性系数E只要辅助镜片与基材等其它镜片相同，就由哪一方镜片的弹性系数来定义。
另外，当辅助镜片与基材等其它镜片不同时的弹性系数E，在认为由辅助镜片得到整个菲涅耳透镜片的刚性时，由辅助镜片的弹性系数定义。而认为由辅助镜片和基材等其它镜片得到整个菲涅耳透镜片的刚性时，由辅助镜片的弹性系数与基材的弹性系数或基材以外其它镜片的弹性系数之平均值定义。还有，认为由辅助镜片得到整个菲涅耳透镜片的刚性的情况是指例如菲涅耳透镜片全体厚度的80％以上为辅助镜片的场合，这种情况下，基材等其它镜片几乎不影响整个菲涅耳透镜片之刚性。另外，认为由辅助镜片和基材等其它镜片得到整个菲涅耳透镜片的刚性的情况是指辅助镜片的厚度未满整个菲涅耳透镜片厚度之80％的情况。即，辅助镜片的厚度未满整个菲涅耳透镜片厚度之80％时，基材等其它镜片干预整个菲涅耳透镜片的刚性，这种情况下，最好将辅助镜片的弹性系数与基材等其它镜片的弹性系数的平均值设为菲涅耳透镜片的弹性系数。
还有，图1所示的菲涅耳透镜片1、构成图2所示的菲涅耳透镜片1’的基材11、辅助镜片等的弹性系数E，在用一种材料制作时为该材料之弹性系数，但含有扩散剂或其它物质时，最好为测定菲涅耳透镜片1、基材11、辅助镜片等的弹性系数的值。该弹性系数这样进行测定：例如将从菲涅耳透镜片1、基材11、辅助镜片等采样一部分作为试片，用“JIS K 7113塑料的拉伸实验方法”来测定该试片。
如以上说明，本发明的菲涅耳透镜片1、1’中，菲涅耳透镜片1或基材11的垂直方向长度H(cm)、菲涅耳透镜片1或基材11的水平方向长度L(cm)、菲涅耳透镜片1或基材11的厚度T(cm)及菲涅耳透镜片1或基材11的弹性系数E(kgf/cm2)满足H×H/(10×E×T×T)≤3L/2000的关系，因此在菲涅耳透镜片1、1’上不会产生使透过菲涅耳透镜片1、1’的映像光7上产生歪曲程度的变形(由挠曲引起的变形)。结果，对菲涅耳透镜片1、1’中心的映像光5的入射角度θ较大时，透过菲涅耳透镜片1、1’的映像光7上不会产生显著的歪曲，因此有助于近年背投型显示装置的薄型化及高品质化。
(实施方式1)
首先，对本发明实施方式1的菲涅耳透镜片进行说明。
如图1所示，本发明实施方式1的菲涅耳透镜片1是由设有全反射菲涅耳透镜2的单一结构构成的菲涅耳透镜片。即，菲涅耳透镜片1在其入光侧排列多个设有入射面3和将从该入射面3入射的映像光5的一部分或全部全反射并向所要方向偏转的全反射面4的单位全反射菲涅耳透镜2的一体型菲涅耳透镜片，且满足上述关系式。
这里，作为形成菲涅耳透镜片1的透明树脂，最好采用苯乙烯树脂、丙烯-苯乙烯共聚物树脂、聚碳酸酯树脂等。菲涅耳透镜片1是用具有菲涅耳透镜相反形状的模型，通过冲压成形、注射成形或铸造成形等方法成形上述树脂来制造。
还有，上述的透明树脂可采用不含混合物的均匀的树脂，但最好适用消除杂散光的各种方法。
这里，就在菲涅耳透镜片1上产生的杂散光进行说明。如图7所述，杂散光20是由从单位全反射菲涅耳透镜2的入射面3入射的映像光5中不入射到全反射面4的光而产生的。另外，该杂散光20在对菲涅耳透镜片1的映像光5的入射角度θ较小时发生，容易在菲涅耳透镜片1的下端附近发生。还有，这样在菲涅耳透镜片1中产生的杂散光20在出光面6反射，再入射到菲涅耳透镜要素部分(单位全反射菲涅耳透镜2)并反复折射后再次出射。这时出射的光25与在全反射面4反射后出射的正常的映像光7，其出射位置不同，这样的出射位置的不同成为双像的原因。
在这种菲涅耳透镜片1中，最好采用以下方法抑制由杂散光引起的双像发生。
第一方法、举例使菲涅耳透镜片1内含有使光扩散的扩散剂的方法。图8A表示一例菲涅耳透镜片1含有使光扩散的扩散剂15的形态。作为扩散剂15，根据形成菲涅耳透镜片1的树脂种类，考虑其折射率差后选定，可采用例如苯乙烯树脂微粒、硅树脂微粒、丙烯树脂微粒、MS树脂微粒等有机类微粒或硫酸钡微粒、玻璃微粒、氢氧化铝微粒、碳酸钙微粒、硅石(二氧化硅)微粒、氧化钛微粒等无机类微粒，它们的1种或2种以上掺合在树脂中。粒子形状可采用圆球形状、近似球形状、不定形状等各种形状。在这种菲涅耳透镜片1中，光程长的杂散光20在菲涅耳透镜片1内边反复折射边前进，并通过菲涅耳透镜片1中包含的扩散剂15来扩散，因此看不到双像的出现。
第二方法、举例将菲涅耳透镜片1着色后吸收光的方法。图8B表示一例菲涅耳透镜片1被着色成用着色剂60吸收光的形态。作为着色剂60有黑色的染料、颜料、碳黑等。另外，具体的着色方法可有将这些着色剂60和树脂混合并铸造成形或挤压成形的方法等。在这种菲涅耳透镜片1中，光程长的杂散光20与按照设计出射的光程短的映像光7相比，在被着色的菲涅耳透镜片1内显著被吸收，因此看不到双像的出现。
第三方法、举例在菲涅耳透镜片1上形成将光吸收的光吸收层的方法。图9表示一例菲涅耳透镜片1设有将光吸收的光吸收层16的形态。光吸收层16形成为从菲涅耳透镜片1的出光面6侧表面朝内部形成的沟槽形状。这种光吸收层16在从菲涅耳透镜片1的出光面6侧平视时，例如厚度约10μm且深度约100μm的细沟槽与光的行进方向平行且等间隔排列，并且用摩擦接触法将黑色墨埋入细沟槽内而形成。在这种菲涅耳透镜片1中，光程长的杂散光20被设于菲涅耳透镜片1内的光吸收层16吸收，双像并不显眼。
第四方法、举例在菲涅耳透镜片1上形成使光扩散的双凸透镜要素或百叶片等的方法。这里，图10示出在菲涅耳透镜片1的出光面6形成圆弧状(圆柱状)的垂直双凸透镜17的形态。另外，图11示出在菲涅耳透镜片1的出光面6形成梯形状(梯形柱状)的垂直双凸透镜18的形态。在图10所示的菲涅耳透镜片1中圆弧状垂直双凸透镜17将光沿水平方向扩散，因此杂散光也被扩散，使得双像并不显眼。另外，图11所示的菲涅耳透镜片1中梯形状垂直双凸透镜18用梯形斜面19将杂散光全反射，因此能够使杂散光并不显眼。还有，通过在这种菲涅耳透镜片1上形成双凸透镜17、18能够构成一块结构的透射型屏幕，但并不限于此，能够通过在菲涅耳透镜片1的出光面侧(观察侧)配置独立的双凸透镜片(设有使光扩散的双凸透镜的双凸透镜片)，构成两块结构的复合型透射型屏幕(参照图15)。
如上所述，在菲涅耳透镜片1中，通过应用上述各方法，能够极力抑制所发生的杂散光之影响。
另外，在菲涅耳透镜片1中，如图12A所示，可在其任一方的表面，即单面或两面形成使反射率降低的反射率降低层61。反射率降低层61最好用低折射率的材质形成，例如优选使用氟类树脂或硅类树脂。另外，形成反射率降低层61的方法并没有特别地限定，有例如浸渍法、浇涂法等涂敷法等。反射率降低层61优选设在菲涅耳透镜片1的出光面6侧，但设在两面更加有效。在这种菲涅耳透镜片1中，反射率降低层61具有防反射效果，因此抑制因表面反射光造成的图像对比度之降低。还有，对上述那样、由具备双凸透镜的的菲涅耳透镜片构成的一块结构的透射型屏幕或组合菲涅耳透镜片和双凸透镜片的两块结构的复合型透射型屏幕，如上述同样，也能形成反射率降低层61(参照图10和图15)。
如上所述，依据本发明实施方式1的菲涅耳透镜片1，由于菲涅耳透镜片1满足上述关系式(H1×H1/(10×E1×T1×T1)≤3L1/2000)，在菲涅耳透镜片1上不会产生能够使透过菲涅耳透镜片1的映像光7上产生歪曲程度的变形(由挠曲引起的变形)。结果，即便对菲涅耳透镜片1中心的映像光5的入射角度θ较大的场合，也不会在透过菲涅耳透镜片1的映像光7上产生显著的歪曲，有助于近年背投型显示装置的薄型化及高品质化。
(实施方式2)
以下，就本发明实施方式2的菲涅耳透镜片进行说明。
如图2所示，本发明实施方式2的菲涅耳透镜片1’是由基材11和在该基材11上形成的菲涅耳透镜要素部分12构成的复合型菲涅耳透镜片。即，菲涅耳透镜片1’与上述的实施方式1同样，是在入光侧排列多个设有入射面3和将从该入射面3入射的映像光5之一部分或全部全反射并向所要方向偏转的全反射面4的单位全反射菲涅耳透镜2的复合型菲涅耳透镜片，且满足上述的关系式。
这里，作为形成其构成菲涅耳透镜片1’的基材11的透明树脂，优选苯乙烯树脂、丙烯-苯乙烯共聚物树脂、聚碳酸酯树脂等。还有，菲涅耳透镜片1’的菲涅耳透镜要素部分12与基材11相比非常薄，能够优选使用一般采用的丙烯类的UV树脂等。
即，如图2所示，这种菲涅耳透镜片1’由担负镜片刚性的基材11的部分和在基材11上形成的形成有微小全反射菲涅耳透镜2的菲涅耳透镜要素部分12构成，因此能够用UV固化树脂形成该菲涅耳透镜要素部分12。因此具有透镜之形成容易，并可降低制造成本的效果。
还有，在这种菲涅耳透镜片1’的结构中，决定菲涅耳透镜片1’的挠曲程度的是基材11，因此该基材11的特性满足上述的本发明的特征关系式即可。就是说，菲涅耳透镜要素部分12与基材11相比，成为1/10或1/10以下的厚度，因此几乎不影响菲涅耳透镜片1’上发生的挠曲。
还有，在本实施方式2中，与上述实施方式1的场合同样，令菲涅耳透镜片1’含有扩散剂，或在出光侧形成双凸透镜要素或百叶片等，抑制杂散光的影响，并可抑制对比度降低。
如上所述，依据本发明实施方式2的菲涅耳透镜片1’，由于菲涅耳透镜片1’满足上述关系式(H2×H2/(10×E2×T2×T2)≤3L2/2000)，不会在菲涅耳透镜片1’上产生能够使透过菲涅耳透镜片1’的映像光7上产生歪曲程度的变形(由挠曲引起的变形)。结果，即便对菲涅耳透镜片1’中心的映像光5的入射角度θ较大的场合，也不会在透过菲涅耳透镜片1’的映像光7上产生显著的歪曲，有助于近年背投型显示装置的薄型化及高品质化。
(实施方式3)
以下，就本发明实施方式3的菲涅耳透镜片进行说明。
如图13A所示，本发明实施方式3的菲涅耳透镜片41是由菲涅耳透镜形成镜片13和在该菲涅耳透镜形成镜片13的出光面侧粘贴的辅助镜片14构成的复合型菲涅耳透镜片。即，菲涅耳透镜片41与上述实施方式1同样，是在入光侧排列多个设有入射面3和将从该入射面3入射的映像光5之一部分或全部全反射并向所要方向偏转的全反射面4的单位全反射菲涅耳透镜2的菲涅耳透镜片，且菲涅耳透镜片41整体上满足上述的关系式。还有，在菲涅耳透镜片41中，菲涅耳透镜形成镜片13具有与上述实施方式1同样，具备全反射菲涅耳透镜2的单一结构的特征。
这种菲涅耳透镜片41中，辅助镜片14的厚度比菲涅耳透镜形成镜片13的厚度薄。因此，作为构成辅助镜片14的透明树脂，优选苯乙烯树脂、丙烯-苯乙烯共聚物树脂、聚碳酸酯树脂等。还有，菲涅耳透镜片41整体上满足上述的关系式，抑制投影映像的歪曲发生，并可将平面性的恶化抑制最小。
另一方面，菲涅耳透镜形成镜片13与辅助镜片14相比较薄，如上述实施方式2中的说明，几乎不影响映像的歪曲。因此，通常采用一般的丙烯类的UV树脂等。但是可用与辅助镜片14相同的树脂形成。
还有，如图14所示，菲涅耳透镜形成镜片13可用具有菲涅耳透镜相反形状的模型42，通过冲压成形、注射成形或铸造成形等方法将上述树脂成形，并从模型42脱模来制造。
还有，作为形成菲涅耳透镜形成镜片13与辅助镜片14的透明树脂，可采用无混合物而均匀的树脂，为消除杂散光优选使用上述各种方法。
菲涅耳透镜形成镜片13和辅助镜片14可用环氧类透明的粘接剂或丙烯类透明的粘着剂粘贴，另外，也可涂敷UV固化树脂进行层叠后用UV照射来粘贴。这时粘接剂层或粘着剂层等的厚度优选约10～100μm。
另外，辅助镜片14可为形成了双凸透镜的双凸透镜片。能够通过在菲涅耳透镜形成镜片13上粘贴作为双凸透镜片的辅助镜片14而进行一体化，以极高效率制作设有双凸透镜的菲涅耳透镜片。
还有，菲涅耳透镜片41的厚度必须为能够满足上述关系式的厚度，通常优选0.2～0.6cm。另外，菲涅耳透镜形成镜片13的厚度，尤其在菲涅耳透镜要素的锥尖角a小至约40°左右(例如36°～44°)的锐角时，从良好的脱模性观点考虑，通常优选0.05～0.2cm，进一步优选0.1～0.2cm。另外，辅助镜片14的厚度通常优选0.2～0.4cm。
还有，在这种实施方式3中，与上述实施方式1的场合同样，令菲涅耳透镜片41含有扩散剂，或在出光侧形成双凸透镜或百叶片等，抑制杂散光的影响，并可抑制对比度降低。
如上所述，依据本发明实施方式3的菲涅耳透镜片41，由于可进一步薄于菲涅耳透镜形成镜片13的厚度，能够从形成有菲涅耳透镜的转印形状(相反形状)的模型42(参照图14)容易脱模又薄又软的菲涅耳透镜形成镜片13。结果，能够达成菲涅耳透镜片41制造的高效率化。另外，菲涅耳透镜片41整体上满足上述关系式，因此能够提供使投影映像上难以发生歪曲，并可达成从模型的脱模操作的高效率的菲涅耳透镜片。
(实施方式4)
以下，就本发明实施方式4的菲涅耳透镜片进行说明。
如图13B所示，本发明实施方式4的菲涅耳透镜片41’是由菲涅耳透镜形成镜片13’和在该菲涅耳透镜形成镜片13’的出光面侧粘贴的辅助镜片14构成的复合型菲涅耳透镜片。即，菲涅耳透镜片41’与上述的实施方式1同样，是在入光侧排列多个设有入射面3和将从该入射面3入射的映像光5的一部分或全部全反射并向所要方向偏转的全反射面4的单位全反射菲涅耳透镜2的菲涅耳透镜片，且，菲涅耳透镜片41’整体上满足上述的关系式。还有，在菲涅耳透镜片41’中，菲涅耳透镜形成镜片13’与上述的实施方式2同样，成为由基材11和在该基材11上形成的菲涅耳透镜要素部分12构成的复合形态。
即，如图13B所示，这种菲涅耳透镜片41’中，菲涅耳透镜形成镜片13’由担负镜片之刚性的基材11的部分和在该基材11上形成的形成有微小全反射菲涅耳透镜2的菲涅耳透镜要素部分12构成的复合形态。
这种菲涅耳透镜片41’中，辅助镜片14的厚度比菲涅耳透镜形成镜片13’的厚度薄，而且，在菲涅耳透镜形成镜片13’中，与基材11相比，菲涅耳透镜要素部分12的厚度形成得极薄。因此，作为形成辅助镜片14的透明树脂，优选使用苯乙烯树脂、丙烯-苯乙烯共聚物树脂、聚碳酸酯树脂、玻璃片等。还有，菲涅耳透镜片41’构成为整体上可满足上述的关系式，抑制投影映像之歪曲发生，并可将平面性的恶化抑制最小。
另一方面，菲涅耳透镜形成镜片13’薄于辅助镜片14，因此如上述实施方式2说明的那样，几乎不影响映像之歪曲。因此，通常使用一般的UV树脂等。但是能够用与辅助镜片14相同的树脂形成。
这里，菲涅耳透镜形成镜片13’由担负镜片之刚性的基材11的部分和在该基材11上形成的形成有微小全反射菲涅耳透镜2的菲涅耳透镜要素部分12构成，因此可用UV固化树脂形成菲涅耳透镜要素部分12。因此，具有透镜形成容易且制造成本低的效果。另外，构成菲涅耳透镜形成镜片13’的基材11能够用与辅助镜片14相同的树脂形成，并可用UV树脂形成菲涅耳透镜要素部分12。
如图14所示，这种菲涅耳透镜形成镜片13’用具有菲涅耳透镜相反形状的模型42，通过冲压成形、注射成形或铸造成形等方法，在基材11上成形用以形成菲涅耳透镜要素部分12的透明树脂来制造。
还有，作为形成菲涅耳透镜形成镜片13’(基材11和菲涅耳透镜要素部分12)和辅助镜片14的透明树脂，可采用无混合物的均匀树脂，但为了消除杂散光可优选上述的各种方法。
另外，在粘贴菲涅耳透镜形成镜片13’和辅助镜片14的情况与上述实施方式3的说明相同。另外，能够将辅助镜片14作成形成有双凸透镜的双凸透镜片的情况也与上述实施方式3相同，得到同样的效果。另外，菲涅耳透镜片41’的厚度、菲涅耳透镜形成镜片13’的厚度及辅助镜片14的厚度可与上述实施方式3相同，起到同样的效果。
在这种菲涅耳透镜片41’的结构中，决定菲涅耳透镜片41之挠曲程度的是构成菲涅耳透镜形成镜片13’的基材11及辅助镜片14，因此由基材11和辅助镜片14构成的菲涅耳透镜片41’整体特性只要满足上述的本发明的特征关系式即可。就是说，菲涅耳透镜要素部分12厚度为菲涅耳透镜片41’整个厚度之1/10或1/10以下，因此几乎不影响菲涅耳透镜片41’的挠曲发生。
还有，在这种实施方式4的场合，也与上述实施方式1的场合同样，令菲涅耳透镜片41’含有扩散剂，或在出光侧形成双凸透镜要素或百叶片等，可抑制杂散光的影响，并可抑制对比度的降低。
如上所述，依据本发明实施方式4的菲涅耳透镜片41’，能够进一步减薄菲涅耳透镜形成镜片13’的厚度，因此能够从形成有菲涅耳透镜的转印形状(相反形状)的模型42(参照图14)容易脱模又薄又软的菲涅耳透镜形成镜片13’。结果，能够达成菲涅耳透镜片41’的制造的高效率化。另外，菲涅耳透镜片41’整体上满足上述关系式，因此能够提供投影映像的歪曲难以发生且可达成从模型的脱模操作的高效率化的菲涅耳透镜片。
(透射型屏幕及背投型显示装置)
还有，上述的各实施方式1～4的菲涅耳透镜片1、1’、41、41’可各自由一块结构构成透射型屏幕(参照图10和图11)，此外还可构成组合菲涅耳透镜片和双凸透镜片的两块结构的复合型透射型屏幕。具体地说，如图15所示，组合菲涅耳透镜片1和双凸透镜片31，并根据需要增加前面镜片等，从而能够构成透射型屏幕30。还有，双凸透镜片31包括垂直双凸透镜32和包含光扩散剂且仅在沿着垂直双凸透镜32的透镜表面的部分设置的光吸收层33。还有，在任何情况下，本发明的透射型屏幕具备满足上述关系式的菲涅耳透镜片。还有，能够在这样构成的由菲涅耳透镜片构成的一块结构的透射型屏幕或组合了菲涅耳透镜片和双凸透镜片的两块结构的复合型透射型屏幕中，与上述同样，形成反射率降低层61(参照图10和图15)。
另外，具备上述的各实施方式1～4的菲涅耳透镜片1、1’、41、41’的透射型屏幕，可组装到如图5所示的背投型显示装置51。这里，图5所示的背投型显示装置51设有使映像光5对透射型屏幕10中心倾斜入射的光源8，将从光源8发射的映像光5用反射镜53反射后，使映像光5对透射型屏幕10倾斜入射，从而能够比以往显著减薄。
还有，以上说明了本发明的几个实施方式，但是只要能满足本发明的特征且达成本发明所期望的目的，上述本发明各实施方式的菲涅耳透镜片、透射型屏幕及背投型显示装置上，可附加传统公知的其它结构。
实施例
以下，就上述各实施方式1～4的菲涅耳透镜片、透射型屏幕及背投型显示装置的具体实施例进行说明。
(实施例1)
作为映像光从后方斜射来的背投型显示装置，准备具有这样结构的显示装置：屏面尺寸为50英寸(纵横比16∶9、纵62.3cm×横110.7cm)；由菲涅耳透镜片到投影器(光源)为止的水平距离为25cm；由屏面下端开始包含投影器的水平面为止的垂直距离为17cm；对屏面中心的映像光的入射角为62.6°。
菲涅耳透镜片由丙烯树脂形成，其厚度T为0.35cm、透镜节距为0.011cm。该菲涅耳透镜片的弹性系数为30000kgf/cm2。弹性系数是用“JIS K 7113塑料的拉伸实验方法”来测定。还有，该菲涅耳透镜片包含扩散剂为菲涅耳透镜片全体的0.1重量％。
将这些值代入H×H/(10×E×T×T)≤3L/2000，则H×H/(10×E×T×T)＝0.106，3L/2000＝0.166，因此0.106≤0.166。
设有这种菲涅耳透镜片的实施例1的透射型屏幕中，可得到无歪曲的良好映像。
另外，在这样的菲涅耳透镜片的出光面侧，配置与菲涅耳透镜片独立的双凸透镜片，构成透射型屏幕(参照图15)。该双凸透镜片是设有厚度0.1cm且节距0.014cm的垂直双凸透镜和含有光扩散剂且仅在沿着垂直双凸透镜的透镜表面的部分设有光吸收层的双凸透镜片(峰值增益：4，αH：25°，αV：8°)。这里，增益指的是测定光线从屏幕后方入射、并从前方出射的光亮度的角度分布，由屏幕上的照度与各亮度，按增益G＝π×亮度(cd/m2)/照度(lx)的关系式求得。还有，峰值增益指的是屏幕中的最大增益值，这里，表示从屏幕正面观察屏幕中心时的增益的最大值。另外，αH是水平方向峰值增益的半值角，αV是垂直方向峰值增益的半值角。设有这样独立的双凸透镜片的透射型屏幕上，得到无歪曲的良好映像。
(实施例2)
作为映像光从后方斜射的背投型显示装置，准备具有以下结构的显示装置：屏面尺寸为60英寸(纵横比16∶9，纵74.7cm×横132.8cm)；由菲涅耳透镜片到投影器(光源)为止的水平距离为23cm；由屏面下端到包含投影器的水平面为止垂直距离为20cm；对屏面中心的映像光的入射角为68°。
菲涅耳透镜片用聚碳酸酯树脂形成，其厚度T为0.45cm、透镜节距为0.011cm。该菲涅耳透镜片的弹性系数为25000kgf/cm2。弹性系数通过“JIS K 7113塑料的拉伸实验方法”来测定。还有，该菲涅耳透镜片中含有扩散剂为菲涅耳透镜片全体的0.05重量％。
将这些值代入H×H/(10×E×T×T)≤3L/2000，则H×H/(10×E×T×T)＝0.11、3L/2000＝0.213，因此0.11≤0.213。
在设有这样的菲涅耳透镜片的实施例2的透射型屏幕上，得到无歪曲的良好映像。
另外，在这种菲涅耳透镜片的出光面侧配置独立于菲涅耳透镜片的双凸透镜片，构成透射型屏幕。该双凸透镜片中设有厚度0.1cm且节距0.014cm的垂直双凸透镜和含有光扩散剂且仅在沿着垂直双凸透镜的透镜表面的部分设有光吸收层的双凸透镜片(峰值增益：4，αH：25°，αV：8°)。这样设有独立的双凸透镜片的透射型屏幕上，得到无歪曲的良好映像。
(实施例3)
实施例3中使用与实施例1大致相同的投射系统及菲涅耳透镜片。但是，在实施例3中，在菲涅耳透镜片的出光面侧形成双凸透镜。该双凸透镜是节距为0.014cm，且含有一部分全反射面的垂直双凸透镜，其内部含有扩散特性曲线的半值角(αV)为10°的量的扩散剂，还包含光吸收剂，以使透射率成为50％。结果，得到具有峰值增益：2、αH：40°、αV：10°的光学特性的透射型屏幕。
该透射型屏幕为一块结构，因此容易操作，得到无歪曲的良好映像。
(实施例4)
实施例4中，采用与实施例2相同的投射系统及菲涅耳透镜片。但是，在实施例4中，在厚度T为0.45cm的聚碳酸酯基板上用UV固化树脂形成节距0.011cm的菲涅耳透镜。UV固化树脂的厚度设为0.02cm。
将这些值代入H×H/(10×E×T×T)≤3L/2000，则与实施例2同样，成为0.11≤0.213。
设有该菲涅耳透镜片的实施例4的透射型屏幕上，得到无歪曲的良好映像。
另外，在上述菲涅耳透镜片的出光面侧，配置与菲涅耳透镜片独立的双凸透镜片，构成透射型屏幕。该双凸透镜片是设有其厚度0.1cm且节距0.014cm的垂直双凸透镜和含有光扩散剂且仅在沿着垂直双凸透镜的透镜表面的部分设有光吸收层的双凸透镜片(峰值增益：4，αH：25°，αV：8°)。在设有这样独立的双凸透镜片的透射型屏幕上，也得到无歪曲的良好映像。
(实施例5)
作为映像光从后方斜射来的背投型显示装置，准备具有以下结构的显示装置：屏面尺寸为70英寸(纵横比4∶3，纵106.7cm×横142.2cm)；由菲涅耳透镜片到投影器(光源)为止的水平距离为32cm；从屏面下端开始到含有投影器的水平面为止的垂直距离为30cm；对屏面中心的映像光的入射角为69°。
作为菲涅耳透镜片，使用通过丙烯类粘接剂粘贴用丙烯-苯乙烯共聚物形成的厚度0.2cm的菲涅耳透镜形成镜片和用丙烯板形成的厚度0.35cm的辅助镜片而制作的厚度0.55cm、透镜节距0.011cm的菲涅耳透镜片。
还有，该菲涅耳透镜片的制作过程中，有如图14所示的从模型42的菲涅耳透镜形成镜片13的脱模操作，该脱模操作极为容易，改善了操作性。
菲涅耳透镜片的弹性系数因菲涅耳透镜形成镜片为33000kgf/cm2、辅助镜片为30000kgf/cm2，而取它们的平均值31500kgf/cm2。还有，该菲涅耳透镜形成镜片与辅助镜片不含扩散剂等。将这些值代入H×H/(10×E×T×T)≤3L/2000，则H×H/(10×E×T×T)＝0.12、3L/2000＝0.213，因此0.12≤0.213。
在设有这样的菲涅耳透镜片的实施例5的透射型屏幕上，得到无歪曲的良好映像。另外，在上述菲涅耳透镜片的出光面侧配置与实施例1相同的双凸透镜片而构成透射型屏幕。在这样构成的透射型屏幕上也得到无歪曲的良好映像。
(实施例6)
实施例6中，采用与实施例2相同的投射系统，且采用与实施例2相同厚度(0.45cm)的菲涅耳透镜片。但是，在实施例6中，使用通过透明的丙烯类粘着剂粘贴由聚碳酸酯形成的厚度0.2cm的菲涅耳透镜形成镜片和用与该镜片相同材质的聚碳酸酯形成的厚度0.25cm的辅助镜片的菲涅耳透镜片。
还有，在该菲涅耳透镜片的制作过程中，有从模型42的菲涅耳透镜形成镜片13的脱模操作，该脱模操作极为容易，且改善了操作性。另外，由于菲涅耳透镜形成镜片与辅助镜片为相同材质，不易受环境变化的影响，且平面性也不降低。
菲涅耳透镜片的弹性系数因菲涅耳透镜形成镜片和辅助镜片的材质相同，而成为与实施例2相同的25000kgf/cm2。因而，H×H/(10×E×T×T)≤3L/2000也与实施例2同样，成为0.11≤0.213。
在设有这样的菲涅耳透镜片的实施例6的透射型屏幕上，得到无歪曲的良好映像。另外，在这样的菲涅耳透镜片的出光面侧，与实施例2相同地配置双凸透镜片，构成透射型屏幕。但是，在实施例6中，双凸透镜片使其内部含有扩散特性曲线的半值角(αV)为10°的量的扩散剂，而且含有光吸收剂，以使透射率成为50％。在这样构成的透射型屏幕上也得到无歪曲的良好映像。
(实施例7)
实施例7中，采用与实施例1相同的投射系统，并采用与实施例1相同的菲涅耳透镜片。但是，在实施例7中，在厚度T为0.025cm的聚酯基板上用厚度0.02cm的UV固化树脂形成节距0.011cm的菲涅耳透镜片。然后，用丙烯类粘接剂将该菲涅耳透镜片与厚度0.2cm的玻璃片制的辅助镜片粘贴。
还有，在该菲涅耳透镜片的制作过程中，进行从图4所示的模型42的菲涅耳透镜形成镜片13的脱模操作时该脱模操作极为容易，改善了操作性。
菲涅耳透镜片的弹性系数为700000kgf/cm2。还有，作为辅助镜片的玻璃片厚度占菲涅耳透镜片全体厚度的80％以上，同时玻璃片不含扩散剂，因此菲涅耳透镜片的弹性系数被设为玻璃片的弹性系数。因而，H×H/(10×E×T×T)≤3L/2000中H×H/(10×E×T×T)＝0.0139、3L/2000＝0.166，因而0.0139≤0.166。
在设有这样的菲涅耳透镜片的实施例7的透射型屏幕上，得到无歪曲的良好映像。另外，在这样的菲涅耳透镜片的出光面侧配置与实施例1相同的双凸透镜片，构成透射型屏幕。在这样构成的透射型屏幕上，得到无歪曲的良好映像。
(比较例1)
比较例1中除与实施例1相同的投射系统中将菲涅耳透镜片的厚度T设为0.2cm以外，与实施例1相同地构成。
对于这样的菲涅耳透镜片，由于H×H/(10×E×T×T)≤3L/2000中H×H/(10×E×T×T)＝0.323、3L/2000＝0.166，因而不满足H×H/(10×E×T×T)≤3L/2000的关系。
设有这样的菲涅耳透镜片的比较例1的透射型屏幕上，图像歪曲而得不到良好的映像。
(比较例2)
在比较例2中除与实施例2相同的投射系统中，作为菲涅耳透镜片采用厚度T为0.25cm的聚酯基板上用厚度0.02cm的UV固化树脂形成节距0.011cm的菲涅耳透镜的镜片以外，与实施例1相同。
对于这样的该菲涅耳透镜片，由于H×H/(10×E×T×T)≤3L/2000中H×H/(10×E×T×T)＝0.357、3L/2000＝0.213，不满足H×H/(10×E×T×T)≤3L/2000的关系。
设有这样菲涅耳透镜片的比较例2的透射型屏幕上，图像歪曲而得不到良好的映像。

Claims (17)

1.一种菲涅耳透镜片，在其入光侧排列了单位全反射菲涅耳透镜，该单位全反射菲涅耳透镜设有入射面和使从该入射面入射的映像光之一部分或全部全反射并向所要方向偏转的全反射面，其特征在于：设菲涅耳透镜片垂直方向长度为H(cm)；菲涅耳透镜片水平方向长度为L(cm)；菲涅耳透镜片厚度为T(cm)；以及菲涅耳透镜片弹性系数为E(kgf/cm2)时，满足H×H/(10×E×T×T)≤3L/2000的关系。
2.如权利要求1所述的菲涅耳透镜片，其特征在于：所述菲涅耳透镜片由基材和在该基材上设置的菲涅耳透镜要素部分构成，所述菲涅耳透镜要素部分含有所述单位全反射菲涅耳透镜。
3.如权利要求1所述的菲涅耳透镜片，其特征在于：所述菲涅耳透镜片由形成有所述单位全反射菲涅耳透镜的菲涅耳透镜形成镜片和贴在该菲涅耳透镜形成镜片之出光面侧的辅助镜片构成。
4.如权利要求3所述的菲涅耳透镜片，其特征在于：所述辅助镜片是形成有双凸透镜的双凸透镜片。
5.如权利要求3所述的菲涅耳透镜片，其特征在于：所述菲涅耳透镜形成镜片与辅助镜片采用相同材质。
6.如权利要求1所述的菲涅耳透镜片，其特征在于：所述菲涅耳透镜片含有使光扩散的扩散剂。
7.如权利要求1所述的菲涅耳透镜片，其特征在于：所述菲涅耳透镜片可吸收光地被着色。
8.如权利要求1所述的菲涅耳透镜片，其特征在于：所述菲涅耳透镜片设有吸收光的光吸收层。
9.如权利要求1所述的菲涅耳透镜片，其特征在于：在所述菲涅耳透镜片的单面或两面形成降低反射率的反射率降低层。
10.一种设有权利要求1至9中任一项所述的菲涅耳透镜片的透射型屏幕。
11.一种背投型显示装置，其特征在于设有：权利要求10所述的透射型屏幕和使映像光倾斜入射到所述透射型屏幕的光源。
12.一种透射型屏幕，其特征在于设有：权利要求1至9中任一项所述的菲涅耳透镜片和在所述菲涅耳透镜片的出光面形成的使光扩散的双凸透镜。
13.如权利要求12所述的透射型屏幕，其特征在于：在所述透射型屏幕的单面或两面形成降低反射率的反射率降低层。
14.一种背投型显示装置，其特征在于设有：权利要求12所述的透射型屏幕和使映像光倾斜入射到所述透射型屏幕的光源。
15.一种透射型屏幕，其特征在于设有：权利要求1至9中任一项所述的菲涅耳透镜片和在所述菲涅耳透镜片的出光面侧配置设有使光扩散的双凸透镜的双凸透镜片。
16.如权利要求15所述的透射型屏幕，其特征在于：在所述透射型屏幕的单面或两面形成降低反射率的反射率降低层。
17.一种背投型显示装置，其特征在于设有：权利要求15所述的透射型屏幕和使映像光倾斜入射到所述透射型屏幕的光源。
CN2005800007796A 2004-04-26 2005-04-25 菲涅耳透镜片、透射型屏幕及背投型显示装置 Expired - Fee Related CN1839347B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP129346/2004 2004-04-26
JP2004129346A JP4043454B2 (ja) 2004-04-26 2004-04-26 フレネルレンズシート、透過型スクリーン及び背面投射型表示装置
PCT/JP2005/007837 WO2005103815A1 (ja) 2004-04-26 2005-04-25 フレネルレンズシート、透過型スクリーン及び背面投射型表示装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1839347A true CN1839347A (zh) 2006-09-27
CN1839347B CN1839347B (zh) 2010-05-26

Family

ID=35197132

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2005800007796A Expired - Fee Related CN1839347B (zh) 2004-04-26 2005-04-25 菲涅耳透镜片、透射型屏幕及背投型显示装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US7453638B2 (zh)
JP (1) JP4043454B2 (zh)
KR (1) KR101152094B1 (zh)
CN (1) CN1839347B (zh)
WO (1) WO2005103815A1 (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104838306A (zh) * 2012-12-12 2015-08-12 埃西勒国际通用光学公司 用于优化菲涅耳光学镜片的方法
CN107490816A (zh) * 2017-08-04 2017-12-19 广州市焦汇光电科技有限公司 全反射型菲涅尔透镜
CN109388013A (zh) * 2017-08-04 2019-02-26 深圳光峰科技股份有限公司 投影屏幕和投影系统

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070091642A1 (en) * 2005-10-14 2007-04-26 Lg Electronics, Inc. Light guide plate and backlight unit having the same
EP1775611A1 (en) * 2005-10-14 2007-04-18 LG Electronics Inc. Back light unit with means for improving the light source coupling into the incident surface of a light guiding plate
KR100772383B1 (ko) * 2005-11-22 2007-11-01 삼성전자주식회사 콤팩트한 후면 투사 디스플레이
US7589917B2 (en) * 2007-10-25 2009-09-15 Honeywell International Inc. Collimating fresnel lens with diffuser appearance
WO2009121708A2 (en) * 2008-04-03 2009-10-08 Evonik Röhm Gmbh Continuous lamination of polymethylemethacrylate (pmma) film in the manufacture of a fresnel lens
DE102008035575B4 (de) * 2008-07-30 2016-08-11 Soitec Solar Gmbh Photovoltaik-Vorrichtung zur direkten Umwandlung von Sonnenenergie in elektrische Energie enthaltend eine zweistufige aus mehreren Elementen bestehende Konzentratoroptik
US20120319999A1 (en) * 2010-03-08 2012-12-20 Dai Nippon Printing Co., Ltd. Screens for use as displays of small-sized display devices with touch panel functions, and small-sized display devices with touch panel functions comprising said screens
JP2013120199A (ja) * 2011-12-06 2013-06-17 Tohoku Univ 背面投射型ディスプレイとそれに用いるスクリーン
US9140425B2 (en) * 2013-03-04 2015-09-22 Electronic Theatre Controls, Inc. Cyc attachment for a light engine
WO2014208920A1 (ko) * 2013-06-25 2014-12-31 주식회사 루멘스 비접촉식 광센서 및 이를 갖는 단말기
WO2016084211A1 (ja) * 2014-11-27 2016-06-02 株式会社有沢製作所 反射型スクリーン
JP6476812B2 (ja) * 2014-12-11 2019-03-06 大日本印刷株式会社 反射スクリーン、映像表示システム
JP6889272B2 (ja) * 2017-03-07 2021-06-18 シグニファイ ホールディング ビー ヴィＳｉｇｎｉｆｙ Ｈｏｌｄｉｎｇ Ｂ．Ｖ． コリメータ及び照明ユニット

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61208041A (ja) 1985-03-11 1986-09-16 Mitsubishi Rayon Co Ltd 背面投影スクリ−ン
JPH03135501A (ja) 1988-12-27 1991-06-10 Mitsubishi Rayon Co Ltd レンズシート
KR0173110B1 (ko) * 1988-12-27 1999-05-01 나가이 야타로 렌즈 시이트
JPH08122923A (ja) 1994-10-27 1996-05-17 Hitachi Ltd 大画面投写形ディスプレイ
JP2000155203A (ja) 1998-11-19 2000-06-06 Dainippon Printing Co Ltd フレネルレンズシート及びプロジェクションスクリーン
JP2000214533A (ja) 1999-01-21 2000-08-04 Kuraray Co Ltd 透過型スクリ―ン
JP2000221603A (ja) 1999-01-29 2000-08-11 Dainippon Printing Co Ltd フレネルレンズシート
JP2001075178A (ja) 1999-09-01 2001-03-23 Dainippon Printing Co Ltd プロジェクションスクリーン用取り付け枠
JP2002107835A (ja) 2000-10-04 2002-04-10 Kuraray Co Ltd レンチキュラーレンズシート、背面投射型スクリーン及びその製造方法
JP2002264148A (ja) * 2001-03-07 2002-09-18 Dainippon Printing Co Ltd 原反、レンズシート、およびプロジェクションスクリーン
JP3908527B2 (ja) * 2001-12-12 2007-04-25 大日本印刷株式会社 フレネルレンズシート及び透過型投影スクリーン
JP2003084111A (ja) * 2001-09-14 2003-03-19 Canon Inc シート状光学物品、シート状光学物品の形成方法、およびこれらによって構成された表示装置
JP2003084101A (ja) * 2001-09-17 2003-03-19 Dainippon Printing Co Ltd 光学素子用樹脂組成物、光学素子、およびプロジェクションスクリーン
JP4124991B2 (ja) * 2001-10-23 2008-07-23 Ｄｉｃ株式会社 フレネルレンズ用活性エネルギー線硬化型樹脂組成物及びフレネルレンズシート
JP3842121B2 (ja) * 2001-12-13 2006-11-08 大日本印刷株式会社 フレネルレンズシートおよび透過型投影スクリーン
JP2003313445A (ja) 2002-02-20 2003-11-06 Dainippon Printing Co Ltd 光学素子用樹脂組成物、光学素子、およびプロジェクションスクリーン
JP2004077535A (ja) * 2002-08-09 2004-03-11 Dainippon Printing Co Ltd フレネルレンズシート
JP2004093918A (ja) * 2002-08-30 2004-03-25 Dainippon Printing Co Ltd フレネルレンズシート、及びこれを用いた透過型スクリーン
JP3901064B2 (ja) * 2002-08-30 2007-04-04 凸版印刷株式会社 プロジェクションテレビ用スクリーン

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104838306A (zh) * 2012-12-12 2015-08-12 埃西勒国际通用光学公司 用于优化菲涅耳光学镜片的方法
CN104838306B (zh) * 2012-12-12 2016-12-21 埃西勒国际通用光学公司 用于优化菲涅耳光学镜片的方法
CN107490816A (zh) * 2017-08-04 2017-12-19 广州市焦汇光电科技有限公司 全反射型菲涅尔透镜
CN109388013A (zh) * 2017-08-04 2019-02-26 深圳光峰科技股份有限公司 投影屏幕和投影系统

Also Published As

Publication number Publication date
JP2005309275A (ja) 2005-11-04
WO2005103815A1 (ja) 2005-11-03
KR101152094B1 (ko) 2012-06-11
CN1839347B (zh) 2010-05-26
KR20070001053A (ko) 2007-01-03
US7453638B2 (en) 2008-11-18
US20070002439A1 (en) 2007-01-04
JP4043454B2 (ja) 2008-02-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1839347A (zh) 菲涅耳透镜片、透射型屏幕及背投型显示装置
CN1066542C (zh) 透射屏及其制造方法
CN1223790C (zh) 面光源系统及其中使用的光偏转元件
CN1291847C (zh) 树脂透镜阵列和光学写入头
CN1862290A (zh) 微透镜及其微透镜的制造方法、光学片、漫射片
CN1873527A (zh) 背投型屏幕
CN1683974A (zh) 漫射板、面光源装置和透射型显示装置
CN1721944A (zh) 面光源装置、照明单元及光束控制构件
CN1892301A (zh) 光学基板及其制造方法、面状照明装置、电光学装置
CN1463389A (zh) 双面透镜片及投影屏
CN1463388A (zh) 微透镜片及投影屏
CN1333885A (zh) 用于投影屏的菲涅耳透镜
CN101051111A (zh) 投影透镜及用该投影透镜的投影型显示装置
CN1346069A (zh) 制造层压膜的方法、层压膜以及制造显示器件的方法
CN1695080A (zh) 双面图像薄膜屏幕
CN1223896C (zh) 双凸透镜片
CN1877370A (zh) 光学片、背光灯组件、电光学装置及电子机器以及光学片的制造方法
CN101069127A (zh) 光学扩散片、光学偏转片和透射型屏幕
CN1885067A (zh) 光学片制造方法、光学片、面状照明装置、电光学装置
CN1701274A (zh) 菲涅耳透镜板的安装构造以及背面投影型显示装置
CN1442749A (zh) 透射式投影屏及使用该投影屏的透射式投影显示装置
CN1577072A (zh) 透过型荧光屏及扩散片
CN1264056C (zh) 照明装置及液晶显示装置与扩散性板的制造方法
CN1811549A (zh) 一种光源装置
CN1217205C (zh) 菲涅耳透镜基片

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20100526

Termination date: 20170425