專利名稱：背投式顯示裝置及應(yīng)用于它的透射型熒光屏的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種采用具有例如像透射型(式)/反射型液晶面板和DMD類的像素結(jié)構(gòu)的圖像調(diào)制元件進(jìn)行影像顯示的背投式顯示裝置，以及應(yīng)用在它上面的透射式熒光屏。特別地，是一種以降低因投影光與包含在透射型(式)熒光屏中的擴(kuò)散材料等擴(kuò)散元件之間的干擾而產(chǎn)生的斑點(diǎn)干擾為目的的背投式顯示裝置及透射型熒光屏。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的背投式顯示器將顯示在有效畫面之尺寸各自為5英寸～7英寸左右的紅、綠、藍(lán)組成的投影式陰極射線管上的原圖像，利用F值(F值是表示透鏡明亮度的一個(gè)數(shù)值，與透鏡的焦點(diǎn)距離f與透鏡口徑D之比f(wàn)/D相等。F值越小則該透鏡的明亮度越大)為1左右的大口徑(指從熒光屏一側(cè)看進(jìn)去角度較大)投影透鏡將其擴(kuò)大投影在透鏡型熒光屏上。該透鏡型熒光屏，包括菲涅耳板和雙凸透鏡式(狀)板。至少在菲涅耳板的光出射面上形成有菲涅耳透鏡。在雙凸透鏡狀板的光入射面及/或者出射面上形成有雙凸透鏡式透鏡，與此同時(shí)，在該板的內(nèi)部摻有一定量的光擴(kuò)散材料。
近年來，隨著采用了備有多個(gè)反射型(式)或者透射式液晶面板和微型鏡的顯示元件等圖像調(diào)制元件的背投式(背面投影式)顯示裝置的產(chǎn)品化進(jìn)程的推進(jìn)，正逐步替代陰極射線管。圖像調(diào)制元件，依據(jù)輸入的圖像信號(hào)，以像素為單位對(duì)來自光源的光進(jìn)行調(diào)制而形成原圖像光。在設(shè)有圖像調(diào)制元件的背投式顯示裝置里，采用了F值(表示透鏡的明亮度的數(shù)值，等于透鏡的焦點(diǎn)距離f與透鏡口徑D之比f(wàn)/D。此外，F(xiàn)值越小，該透鏡之明亮度越強(qiáng))為2左右的瞳孔直徑較小(從熒光屏一側(cè)看到的角度很小)的投影透鏡。
當(dāng)投影透鏡的入射角度很小時(shí)，摻在透射型熒光屏內(nèi)的擴(kuò)散材料等隨機(jī)擴(kuò)散體元件與光發(fā)生干擾現(xiàn)象，即產(chǎn)生所謂的斑點(diǎn)干擾。該斑點(diǎn)干擾，當(dāng)將頻譜寬度很窄的激光照射在擴(kuò)散面(例如烏玻璃或毛玻璃)上時(shí)尤為明顯，在所照射的圖像中的某個(gè)范圍內(nèi)，產(chǎn)生閃閃發(fā)光的無數(shù)個(gè)輝點(diǎn)的現(xiàn)象便是最典型的例子。
首先，參照?qǐng)D1就斑點(diǎn)干擾產(chǎn)生的原因作一說明。圖1中，投影透鏡2，表示帶有多個(gè)透鏡元件的投影透鏡，為了便于說明，該圖中只給出了一個(gè)透鏡元件。由投影透鏡2射出的光，以入射角β(從熒光屏一側(cè)看透鏡中心所看到的角度)被射入在積層于透射型熒光屏上的擴(kuò)散層10上。此時(shí)，當(dāng)見入角(入射角)β很小時(shí)，將會(huì)在光線與擴(kuò)散層10中含有擴(kuò)散材料等隨機(jī)擴(kuò)展體元件之間在某個(gè)干涉范圍D內(nèi)，產(chǎn)生如波形12一樣的相互干擾(即斑點(diǎn)干擾)。若選取如波形12右側(cè)的坐標(biāo)系的話，y軸表示范圍，Z軸則表示強(qiáng)度。因此，如果表示波形12中的脈沖部分的y值很大的話，則斑點(diǎn)干擾的產(chǎn)生范圍就廣，若Z值部分大，則斑點(diǎn)干擾的強(qiáng)度增加。
在SPIE學(xué)會(huì)1997年2月的學(xué)會(huì)論文中，有關(guān)上述干擾范圍D，曾有如下的記述。(1)有關(guān)見入角度β(rad)，設(shè)投影透鏡2的F值為F，投影透鏡2的投影倍率為M，則β＝1/[F×M]，干涉范圍D，則與β成反比例關(guān)系(D∝1/β)。(2)關(guān)于干涉范圍D，設(shè)擴(kuò)散層為1層的粒子層，射入在熒光屏的光的波長(zhǎng)為λ，投影透鏡的F值為F，投影透鏡的倍率為M的話，其下列公式成立。
D＝λ×F×M不過，若干涉范圍D遠(yuǎn)大于隨機(jī)擴(kuò)散體元件的擴(kuò)散材料的粒子直徑時(shí)，易于產(chǎn)生斑點(diǎn)干擾現(xiàn)象，反之，干涉范圍D遠(yuǎn)小于擴(kuò)散材料的粒子直徑時(shí)，則難以產(chǎn)生斑點(diǎn)干擾，或者不會(huì)產(chǎn)生斑點(diǎn)干擾現(xiàn)象。在使用陰極射線管時(shí)，上述波長(zhǎng)λ、F值、投影倍率M的實(shí)際值，約為λ＝0.5μm，F(xiàn)＝1.0，M＝11(陰極射線管的顯示尺寸5英，熒光屏對(duì)角線為55英寸)，干涉范圍D＝6μm。該值，比實(shí)際上所采用的擴(kuò)散材料的粒子直徑(數(shù)10μm)要小。因此，采用陰極射線管裝置時(shí)則不容易發(fā)生斑點(diǎn)干擾現(xiàn)象。
另一方面，在使用圖像調(diào)制元件裝置時(shí)，由于上述波長(zhǎng)λ、F值、投影倍率M的實(shí)際值約為λ＝0.5μm，F(xiàn)＝2.5，M＝70左右(圖像調(diào)制元件的顯示尺寸約為0.8英寸，熒光屏對(duì)角線尺寸55英寸)，故干涉范圍D＝90μm。該值由于比實(shí)際采用的擴(kuò)散材料的粒子直徑(約為數(shù)10μm)要大。因此，在使用圖像調(diào)制元件裝置時(shí)，因其投影透鏡的見入角β(1/F·M)很小，故易發(fā)生斑點(diǎn)干擾現(xiàn)象。
作為一種在使用見入角β較小的投影透鏡時(shí)的減輕斑點(diǎn)干擾的傳統(tǒng)技術(shù)，曾在特開平11-024169號(hào)公報(bào)中有過記述。在該傳統(tǒng)技術(shù)里還指出，在透射型(式)熒光屏的雙凸透鏡狀板形成擴(kuò)散層時(shí)，在比干涉范圍D要大的面積上讓菲涅耳板具有對(duì)圖像實(shí)施平均化處理的空間濾光器作用。
但是，為擴(kuò)大垂直以及/或者水平方向的視角，有時(shí)會(huì)在雙凸透鏡式板和菲涅耳板內(nèi)部摻進(jìn)光擴(kuò)散材料。不過，在上述傳統(tǒng)技術(shù)里，卻未考慮在菲涅耳板內(nèi)部摻入光擴(kuò)散材料對(duì)斑點(diǎn)干擾的降低。此外，有關(guān)控制圖像質(zhì)量(特別是聚焦性能)的降低和減少斑點(diǎn)干擾的技術(shù)/理念的方案也并未涉及到。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明之目的在于在使用圖像調(diào)制元件的背投式顯示裝置中，能夠在雙凸式板及菲涅耳板中摻進(jìn)光擴(kuò)散材料后抑制畫面質(zhì)量變壞的同時(shí)，又可以良好地減少斑點(diǎn)干擾現(xiàn)象。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，其本發(fā)明之特征還在于在雙凸透鏡狀板和菲涅耳板中分別摻進(jìn)光擴(kuò)散材料后，還必須是滿足下述條件的結(jié)構(gòu)。
15≤Hf·HL≤45Hf＜HL式中Hf(％)、表示前述菲涅耳板的擴(kuò)散材料的含有量的模糊值，HL(％)表示前述雙凸透鏡狀板中的擴(kuò)散材料含有量的模糊值。
也就是說，本發(fā)明就是依據(jù)上述條件對(duì)雙凸板和菲涅耳板中的光擴(kuò)散材料的含有量進(jìn)行確定的，而且為了減低斑點(diǎn)干擾現(xiàn)象還需滿足下述條件。
t0·θv＞D式中，t0表示從前述菲涅耳板的入射面到形成在前述雙凸透鏡狀板上的雙凸透鏡狀透鏡的焦點(diǎn)的距離；θv表示前述菲涅耳板的光發(fā)散角θvf與雙凸透鏡狀板的光發(fā)散角θvH的合成值；D表示由前述投影透鏡的F值F和前述投影透鏡的投影倍率M及入射在前述透射式熒光屏的光的波入λ三者之積所得到的前述光擴(kuò)散材料與光的干涉范圍。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，本發(fā)明便可以在維持高亮度高聚焦性能的同時(shí)，減少作為畫質(zhì)變壞成因的斑點(diǎn)干擾現(xiàn)象。


圖1表示產(chǎn)生斑點(diǎn)干擾的說明圖，圖2是應(yīng)用本發(fā)明的背投式(背面投寫型)顯示裝置的主剖面圖，圖3表示涉及本發(fā)明的透射式熒光屏的第1實(shí)施狀態(tài)圖，圖4表示本發(fā)明的涉及的透射式熒光屏的第2種實(shí)施狀態(tài)圖，圖5表示本發(fā)明涉及的透射式熒光屏的第3種實(shí)施狀態(tài)圖，圖6表示透射式熒光屏的面模型圖，圖7表示精算模糊值與平均長(zhǎng)度TdV之間關(guān)系測(cè)定值之曲線。
具體實(shí)施例方式
下面，參照附圖就本發(fā)明中理想的實(shí)施方案作一說明。圖2表示應(yīng)用本發(fā)明的背投式顯示器的主要縱截面圖。顯示裝置1包括未圖示的發(fā)射白光的光源；反射式/透鏡式液晶面板；或DMD等圖像調(diào)制元件。來自光源的光入射給圖像調(diào)制元件。圖像調(diào)制元件，輸入由處理圖像信號(hào)等的電路部件5輸出的圖像信號(hào)，并依據(jù)該輸入的圖像信號(hào)以像素為單位對(duì)入射光進(jìn)行調(diào)制。該圖像調(diào)制元件，例如，在DMD時(shí)，依據(jù)輸入圖像信號(hào)，利用每個(gè)象素所配置的微型鏡(反射鏡)按一個(gè)像素單位控制入射光的反射角對(duì)圖像進(jìn)行調(diào)制。有關(guān)該圖像調(diào)制的結(jié)構(gòu)、工作原理等詳情，因不屬于本發(fā)明之重點(diǎn)故略去不講。經(jīng)圖像調(diào)制元件調(diào)制過的圖像光，被照射在帶有多個(gè)透鏡元件的投影透鏡2上。該投影透鏡2將來自圖像調(diào)制元件的圖像光放大并投影，該投影光經(jīng)反射鏡3折射，被投影在透鏡式熒光屏4的背面上。這樣一來，在透射式熒光屏4的前面上(圖像觀看側(cè))便有圖像顯示出來。例如，對(duì)角線為0.8英寸的上述圖像顯示裝置，其邊長(zhǎng)具有約14μm的矩形像素結(jié)構(gòu)，投影透鏡2的F值約為2.5，投影倍率M約為70倍，其光源燈則采用了短弧光的高壓水銀燈。
圖3表示本發(fā)明涉及的透射式熒光屏4的實(shí)施例1(第一種實(shí)施方案)。該透射式熒光屏4，包括形成在其光出射面上的同心圓狀的菲涅耳透鏡8的菲涅耳板6；和形成在其光入射面上，沿畫面垂直方向伸出且使光向著水平方向發(fā)散的半圓型的水平凸透鏡狀透鏡10的雙凸透鏡狀板7。經(jīng)投影透鏡2放大，又經(jīng)反射鏡3被反射的圖像光，被入射在菲涅耳板6的光入射面上(同圖的左側(cè)面上)。此外，在菲涅耳板6上，整體摻有第1擴(kuò)散材料9-1，在雙凸透鏡狀板的光出射側(cè)積層由第2光擴(kuò)散材料9-2構(gòu)成的光擴(kuò)散層15。上述第1擴(kuò)散材料9-1和第2擴(kuò)散材料9-2，可以采用不同的材質(zhì)(折射率)及/或者具有不同粒徑的材料。此外，也可采用具有相同材質(zhì)(折射率)及/或者相同粒徑的材料。此外，第1擴(kuò)散材料9-1和第2擴(kuò)散材料9-2的材料也可以采用材質(zhì)(折射率)不同及/或者粒徑不同的2種以上的擴(kuò)散材料。第1擴(kuò)散材料9-1以及第2擴(kuò)散材料9-2的選材，例如可以采用氧化硅、氧化鋁、玻璃粉、碳酸鈣、云母、方解石等無機(jī)系列材料和丙烯樹脂、聚碳酸酯樹脂、氟化乙烯樹脂等有機(jī)系列材料。通常，擴(kuò)散材料的量用模糊值表示，全光線透射率T與散光透射率Td之比由T/Td×100％式求得。
圖4表示本發(fā)明涉及的透射式熒光屏4的實(shí)施方案2的圖。在本實(shí)施方案中，與圖3所示的實(shí)施方案的不同之處在于雙凸透鏡板7被分成了兩部分，在其中間將摻進(jìn)了由第2擴(kuò)散材料9-2的光擴(kuò)散層15按照三明治形狀而設(shè)置。除此之外，其它均與圖3所示的第1種實(shí)施方案一樣。
圖5表示本發(fā)明涉及的透射式熒光屏4的實(shí)施方案3。在本實(shí)施例中，與圖3及圖4所示的實(shí)施例的不同之處在于摻進(jìn)了第2擴(kuò)散材料9-2的擴(kuò)散層并未被設(shè)置在雙凸透鏡板7的出射面和其中間部位，而是將第2擴(kuò)散材料9-2擴(kuò)展到了雙凸透鏡板7的整體。此外，在雙凸透鏡板7的光出射面上，形成有另外的雙凸透鏡(出射側(cè)雙凸透鏡)10-1，該雙凸透鏡10-1位于與形成于光入射一側(cè)的雙凸透鏡(入射一側(cè)的雙凸透鏡)10的光軸相對(duì)應(yīng)的位置，此外，在與入射一側(cè)的雙凸透鏡10的邊界相對(duì)應(yīng)的位置(在出射一側(cè)雙凸透鏡10-1同類之間)，形成有以吸收外部光為主的黑色條紋。
這里，在圖3～圖5所示的透鏡式熒光屏中，現(xiàn)就用于降低斑點(diǎn)的干擾的結(jié)構(gòu)作一說明。圖6表示透射式熒光屏的剖面模型圖，圖中概略地表示了菲涅耳板6及雙凸透鏡板7。屏幕上的一個(gè)像素的尺寸(HP)約為1mm，從適宜觀察的距離觀察時(shí)，可認(rèn)為斑點(diǎn)干擾由觀看者之目光以約為1mm2的面積內(nèi)的平均亮度作檢測(cè)。設(shè)平均亮度的標(biāo)準(zhǔn)偏差為σ，畫面的亮度為B，下式則成立。
σB≅λ·F·MHP---(Eq·2)]]>將斑點(diǎn)的檢測(cè)界限設(shè)定為σ/B＝0.03。有關(guān)數(shù)學(xué)公式2及檢測(cè)界限σ/B＝0.03的來源，是本發(fā)明者通過由實(shí)驗(yàn)而得到的經(jīng)驗(yàn)公式而給定的固定公式。
而在傳統(tǒng)技術(shù)中，其σ/B＝0.09(即90μm/1mm2)，若將其設(shè)定為檢測(cè)界(σ/B＝0.03)，則需要降低成1/3倍。如果考慮保存斑點(diǎn)的能量，根據(jù)數(shù)學(xué)公式2可知，相當(dāng)于將干涉范圍D的面積擴(kuò)展成了9倍而起到了將斑點(diǎn)進(jìn)行平均化計(jì)算后的濾波器的作用，即若附加了讓光進(jìn)行發(fā)散的光件，可以降低斑點(diǎn)的出現(xiàn)。也就是說，本發(fā)明在保存斑點(diǎn)能量的條件下，通過擴(kuò)大干涉范圍D的面積，便起到了均衡斑點(diǎn)之強(qiáng)度并使每單位面積的斑點(diǎn)強(qiáng)度降低之作用。
為了對(duì)斑點(diǎn)進(jìn)行平均化處理的使光發(fā)散的元件是光擴(kuò)散材料9-1和9-2。根據(jù)該兩種光擴(kuò)散材料而發(fā)散的光的發(fā)散角θv，如圖6所示，用菲涅耳板6的光發(fā)散角θvf與水平雙凸透鏡式板7的光發(fā)散角θVH的合成值(θv＝θvf+θVH)表示。圖6中，t0為從菲涅耳板6的入射面到水平雙凸透鏡式板7的擴(kuò)散層的距離，大致等于從菲涅耳板6的入射面到入射側(cè)雙凸透鏡式透鏡10的焦點(diǎn)距離。前者的定義，正如圖3及圖4所示的那樣，在雙凸透鏡式板中當(dāng)能夠明確地區(qū)分光擴(kuò)散層11時(shí)應(yīng)用最為理想。此外，后者的定義則如圖3及圖4所示，在雙凸透鏡式板中能夠明確地區(qū)分光擴(kuò)散層15時(shí)便可以應(yīng)用，此外，既使是在如圖5所示的無法明確地區(qū)別光擴(kuò)散層時(shí)也可以應(yīng)用。在如圖5的結(jié)構(gòu)中，入射側(cè)雙凸透鏡式透鏡10的焦點(diǎn)距離，有時(shí)與從入射側(cè)雙凸透鏡式透鏡10的最大高度到出射側(cè)雙凸透鏡式透鏡10-1的最大高度的距離相等。此時(shí)，也可將to定義為從菲涅耳板6的入射面到雙凸透鏡式板的射出面(出射面)(出射側(cè)雙凸透鏡式透鏡10-1的最大高度)的距離。此外，如果忽視菲涅耳板6和雙凸透鏡式板7之間的間隙，也可將to定義為to＝菲涅耳板厚度(等于約3mm)+水平雙凸透鏡的焦點(diǎn)距離(略等于0.5mm)。θv(rad)為在菲涅耳板6內(nèi)使光發(fā)散的角度θvf及在水平雙凸透鏡板7內(nèi)使光發(fā)散的角度θVH的合成值，并定義為將最大亮度變?yōu)?/2的角度。
如果設(shè)必須進(jìn)行平均化處理的長(zhǎng)度為TdV的話，TdV可表示為TdV＝to×θv，至少應(yīng)使該TdV大于干涉范圍D(其中D＝λ·F·M)，也就是說，如果D＜TdV的話，便可能降低斑點(diǎn)圖樣。令人滿意的地方在于針對(duì)以干涉范圍D為一邊的正方形的面積，使以TdV為一邊的正方形面積達(dá)到9倍以上。這樣，由于可以將斑點(diǎn)強(qiáng)度設(shè)定成與上述檢測(cè)界限基本相等或者略小于的程度，所以，使得斑點(diǎn)干擾得以大幅地降低。也就是說，本發(fā)明是在干涉范圍D滿足D＜TdV的條件下確定菲涅耳板6及雙凸透鏡式板7的擴(kuò)散材料的含有量和雙凸透鏡10的焦點(diǎn)距離以及菲涅耳板的厚度的。當(dāng)然，最理想之舉措是通過調(diào)整菲涅耳板6及雙凸透鏡板7的擴(kuò)散材料的含有量(后面將途述的各板的模糊值)來滿足上述條件式。此外，如果針對(duì)干涉范圍D的長(zhǎng)度而使TdV達(dá)到9倍以上的長(zhǎng)度的舉措(即σ/B之比例減低到約為0.01時(shí))，也可以略微去掉斑點(diǎn)的干擾現(xiàn)象。
圖7表示通過實(shí)驗(yàn)而得到菲涅耳板的模糊值Hf與雙凸透鏡式板7的模糊值HL的乘積(積模糊值)和此時(shí)所得到的須平均化之值的長(zhǎng)度TdV的關(guān)系。此外，擴(kuò)散材料使光在各個(gè)方位上均等地?cái)U(kuò)散或發(fā)散的，因此以垂直方向代表θv的檢測(cè)值。
現(xiàn)設(shè)光的波長(zhǎng)λ＝0.5μm，投影透鏡的F值＝2.5，倍率M＝70(設(shè)顯示器對(duì)角線尺寸為55英寸時(shí))的話，則干涉范圍D＝90μm。因此，為了消除斑點(diǎn)或者明顯地減少斑點(diǎn)，則需要將不得不進(jìn)行平均化處理的長(zhǎng)度TdV至少選擇成干涉范圍D的9倍，即0.8mm(800μm)之上。為滿足該條件，從圖7可以看出需要將積模糊值選擇在15％以上。不過，當(dāng)積模糊值超出45％時(shí)，由于擴(kuò)散材料使光的發(fā)散、擴(kuò)散程度過甚而會(huì)使聚焦性能顯著變差。所以，理想的積模糊值應(yīng)為45％以內(nèi)。也就是說，在本發(fā)明的各實(shí)施例中，菲涅耳板6的模糊值Hf與雙凸透鏡式板7的模糊值HL的乘積(積模糊值)，應(yīng)滿足下列條件式，即15≤Hf·HL≤45。
另外，因板的順序是按菲涅耳板6、水平雙凸透鏡式板7配置的，故當(dāng)菲涅耳板6的擴(kuò)散材料之?dāng)?shù)量多于水平雙凸透鏡式板7的擴(kuò)散材料之?dāng)?shù)量的話，將會(huì)在菲涅耳板6中形成影像光，通過摻入擴(kuò)散材料的水平雙凸透鏡式板7看到該影像，導(dǎo)致其聚焦性能變壞。因此為保證良好的聚焦性能，與雙凸透鏡式板7的模糊值相比較應(yīng)減小菲涅耳板6的模糊值。也就是說，在本發(fā)明的各實(shí)施方案中，菲涅耳板6的模糊值Hf與雙凸透鏡式板7的模糊值HL之關(guān)系應(yīng)滿足Hf＜HL這一條件。
另外，在上述各實(shí)施例中均采用了擴(kuò)散材料作為光擴(kuò)散元件，不過如果沿水平方向配置較長(zhǎng)的雙凸透鏡式透鏡，使之形成所謂的Vレンチ的結(jié)構(gòu)，即按照所述的那樣如果采用可以確保干涉范圍D與必須進(jìn)行平均化處理的長(zhǎng)度TdV之間的大小關(guān)系的結(jié)構(gòu)，便可以達(dá)到本發(fā)明之目的。
另外，雖然上述實(shí)施例的投影透鏡的F值＝2.5，倍率M＝70，不過，無論F值和M值比其小或者比它們大，只要能使干涉范圍D與平均化長(zhǎng)度TdV的大小關(guān)系保持在上述條件下，均可以達(dá)到本發(fā)明之目的。
通過本發(fā)明，在采用了具有圖像構(gòu)造的圖像調(diào)制元件的背投式顯示器中，既可以保證良好的聚焦性能、又可以降低斑點(diǎn)的干擾現(xiàn)象。
權(quán)利要求
1.一種背投式顯示裝置，其特征在于在該背投式顯示裝置中，設(shè)置有調(diào)制所照射的光使之形成圖像光的圖像調(diào)制元件；透射式熒光屏以及將由前述圖像調(diào)制元件所形成的圖像進(jìn)行放大并從前述透射式熒光屏之背面進(jìn)行投影的投影透鏡，前述透射式熒光屏，包括至少在其光射出面上形成菲涅耳透鏡的菲涅耳板和至少在其光入射面上形成用于使光向著水平方向發(fā)散的雙凸透鏡式透鏡的雙凸透鏡式板，前述菲涅耳板和雙凸透鏡式板，包含分別使光擴(kuò)散的光擴(kuò)散材料，且需滿足的下述條件15≤Hf·HL≤45Hf＜HL式中Hf(％)、表示前述菲涅耳板的擴(kuò)散材料含有量的模糊值，HL(％)則表示前述雙凸透鏡式板的擴(kuò)散材料含有量的模糊值。
2.一種背投式顯示裝置，其特征在于在背投式顯示裝置中，設(shè)有調(diào)制所照射的光，形成圖像光的圖像調(diào)制元件；透射式熒光屏、以及將前述圖像調(diào)制元件所形成的圖像光進(jìn)行擴(kuò)大并從前述透射式熒光屏之背面進(jìn)行投影的投影透鏡，前述透射式熒光屏，包括至少在其光的出射面形成菲涅耳透鏡的菲涅耳板和至少在其光入射面形成使光沿水平方向發(fā)散用的雙凸透鏡狀透鏡的雙凸透鏡狀板，前述菲涅耳板和雙凸透鏡狀板，分別包含使光擴(kuò)散用的光擴(kuò)散材料，且滿足下列條件to·θv＞λ·F·M式中to表示從前述菲涅耳板入射面到在前述雙凸透鏡狀板上所形成的雙凸透鏡狀透鏡的焦點(diǎn)的距離；θv表示前述菲涅耳板的光發(fā)散角θvf與雙凸透鏡狀板的光發(fā)散角θVH的合成值；F表示前述投影透鏡的F值；M表示前述投影透鏡的投影倍率；λ表示入射于前述透射式熒光屏的光的波長(zhǎng)。
3.一種背投式顯示器，其特征在于在背投式顯示器裝置中，設(shè)置有調(diào)制所照射的光形成圖像光的圖像調(diào)制元件；透射式熒光屏；對(duì)前述圖像調(diào)制元件所形成的圖像光進(jìn)行放大并從前述透射式熒光屏背面投影的投影透鏡，前述透射式熒光屏，包括至少在其光出射面形成有菲涅耳透鏡的菲涅耳板和至少在其光的入射面上形成有使光向著水平方向發(fā)散用的雙凸透鏡式透鏡的雙凸透鏡式板，前述菲涅耳板和雙凸透鏡式板，包含有分別使光擴(kuò)散的光擴(kuò)散材料，且滿足下述條件，即t0·θv＞D式中，t0表示從前述菲涅耳板的入射面到形成于前述雙凸透鏡狀板的雙凸透鏡式透鏡焦點(diǎn)的距離；θv表示前述菲涅耳板的光發(fā)散角θvf與雙凸透鏡式板的光發(fā)散角θVH的合成值；D表示前述投影透鏡的F值F、前述投影透鏡的投影倍率M、入射在前述透射式熒光屏上的光的波入λ三者之積所得到的前述光擴(kuò)散材料和光的干涉范圍。
4.如權(quán)利要求3的背投式顯示裝置，前述距離to、前述光發(fā)散角的合成值θv及前述干涉范圍D三者之間的關(guān)系，應(yīng)滿足下述條件。to·θv≥9D
5.如權(quán)利要求3的背投式顯示裝置，應(yīng)滿足下述條件f·HL≤45Hf＜HL式中Hf(％)、表示前述菲涅耳板的擴(kuò)散材料的含有量的模糊值，HL(％)表示前述雙凸透鏡式板的擴(kuò)散材料含有量的模糊值。
6.如權(quán)利要求3的背投式顯示裝置，前述圖像調(diào)制元件是一個(gè)根據(jù)輸入圖像信號(hào)，以像素為單位調(diào)制入射光的器件。
7.如權(quán)利要求3的背投式顯示裝置，前述圖像調(diào)制元件是一個(gè)設(shè)有根據(jù)輸入圖像信號(hào)，以像素為單位控制入射光反射角度的多個(gè)微型反射鏡的器件。
8.如權(quán)利要求3所述的背投式顯示裝置，前述圖像調(diào)制元件是一個(gè)反射型或者透射式液晶面板。
9.一種透射式熒光屏，其特征在于將來自圖像調(diào)制元件的光通過投影透鏡擴(kuò)大投影在其背面上，它設(shè)有至少在其光的出射面形成有菲涅耳透鏡的菲涅耳板；和至少在其光的入射面上形成有為使光向著水平向發(fā)散的雙凸透鏡狀透鏡的雙凸透鏡式板，前述菲涅耳板和雙凸透鏡式板，分別包含使光擴(kuò)散用的光擴(kuò)散材料，且需滿足下列條件15≤Hf·HL≤45Hf＜HL式中Hf(％)表示前述菲涅耳板的擴(kuò)散材含有量的模糊值，HL(％)表示前述雙凸式板的擴(kuò)散材含有量的模糊值。
10.一種透射型(式)熒光屏，其特征在于來自圖像調(diào)制元件的光通過投影透鏡被擴(kuò)大投影在其背面上，設(shè)有至少在其光出射面上形成有菲涅耳透鏡的菲涅耳板；和至少在其光入射面形成有為使光沿著水平方向發(fā)散的雙凸式透鏡的雙凸式板，前述菲涅耳板和雙凸式板，分別包含使光擴(kuò)散的光擴(kuò)散材料，并滿足下列條件to·θv＞λ·F·M式中to表示從前述菲涅耳板入射面到在前述雙凸透鏡型板上形成的雙凸透鏡狀透鏡焦點(diǎn)的距離；θv表示前述菲涅耳板的光發(fā)散角θvf及雙凸式板的光發(fā)散角θVH的合成值；F為前述投影透鏡的F值；M為前述投影透鏡的投影倍率；λ為入射到前述透射型熒光屏的光的波長(zhǎng)。
11.一種透射式熒光屏，其特征在于來自圖像調(diào)制元件的光，通過投影透鏡被擴(kuò)大投影在其背面，設(shè)有至少在其光出射面上形成有菲涅耳透鏡的菲涅耳板；和至少在其光入射面形成有使光沿著水平方向發(fā)散的雙凸透鏡的雙凸透鏡狀板，前述菲涅板和雙凸透鏡狀板，分別包含有使光擴(kuò)散的光擴(kuò)散材料，并滿足下列條件t0·θv＞Dt0、表示從前述菲涅耳板入射面到在前述雙凸板上所形成的雙凸透透鏡焦點(diǎn)的距離；θv表示前述菲涅耳板的光發(fā)散角θvf及雙凸透鏡式板的光發(fā)散角θVH的合成值；D是由前述投影透鏡的F值F和前述投影透鏡的投影倍率M與入射在前述透射型熒光屏上的光的波長(zhǎng)λ的乘積得到的前述光擴(kuò)散材料與光的干涉范圍。
12.如權(quán)利要求11的透射型熒光屏，前述距離to、前述光發(fā)散角的合成值θv，與前述干涉范圍D的關(guān)系進(jìn)一步滿足下列條件to·θv≥9D
13.如權(quán)利要求11所述的透射型熒光屏，還滿足下列條件15≤Hf·HL≤45Hf＜HL式中Hf(％)表示前述菲涅耳板擴(kuò)散材料含有量的模糊值，HL(％)表示前述雙凸透鏡式板擴(kuò)散材料含有量的模糊值。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種背投式顯示裝置及用于該裝置的透射型熒光屏,在采用了液晶面板和DMD(DigitalMicromirror Device)等圖像調(diào)制元件的背投式顯示裝置中,既可以去除斑點(diǎn)(紋)的干擾,又可以以高亮度得到優(yōu)越的解像度(聚焦性能)。本發(fā)明的透射型熒光屏,其結(jié)構(gòu)包括:至少在其光的出射面形成有菲涅耳透鏡(8)的菲涅耳板(6)和至少在其光的入射面形成有使光沿著水平方向發(fā)散的雙凸透鏡式透鏡(10)的雙凸透鏡式板(7)。在菲涅耳板的內(nèi)部摻有光擴(kuò)散材料(9－1),而在雙凸透鏡狀板的內(nèi)部則摻有光擴(kuò)散材料(9－2)。此時(shí),需滿足下列條件。15≤Hf·HL≤45，Hf<HL，式中:Hf(%)表示菲涅耳板的擴(kuò)散材含有量的模糊值,HL(%)則表示前述雙凸透鏡狀板擴(kuò)散材含有量的模糊值。
文檔編號(hào)G02B3/00GK1350191SQ0113036
公開日2002年5月22日 申請(qǐng)日期2001年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2000年9月29日
發(fā)明者森繁, 中山洋二, 稻岡滋, 中川一成 申請(qǐng)人:株式會(huì)社日立制作所