[发明专利]屏幕和使用该屏幕的投影系统

说明书

技术领域

本发明涉及在其上显示来自高亮度CRT或LCD投影仪的光学图像的正面屏幕以及利用前述屏幕的投影系统。

背景技术

利用高亮度CRT或LCD投影系统的光学图像投影系统具有多种应用，因为能够简单地显示具有高分辨率的大图像，因此能够作为用于大量用户的通讯工具来应用。

现时，出现了对明亮条件下提供良好可视图像的屏幕的需求。

为了将观看者的环境光影响降至最小，公知的一些实施例采用定向漫射片连同具有锯齿形剖面且水平方向上隆起的棱镜片，其中定向漫射片透射并漫射来自特定角度范围的入射光，而直线地透射来自其它方向的入射光，其中棱镜片提供朝外部光方向倾斜的仰角，并且棱镜片的表面具有光反射层(例如参考专利文献1)。

公知的另一个实施例(例如参考专利文献2)，其目的是向左右侧朝多个观看者提供有效显示的图像，其中在例如双凸透镜的屏幕表面上提供具有定向反射特性的结构，其中进入像素的入射光线沿适当的路径传导，以便通过具有垂直定向的线性菲聂耳透镜结构的屏幕背面上的反射表面将其向左右方向加宽。

专利文献1：JP-A2005-300907(图3)

专利文献2：JP-A2002-311507

发明内容

但是，根据专利文献1的采用定向漫射片的正面屏幕可能无法实现如下目的：加宽左右方向的视角范围以及切断来自照明的光。

而且，根据专利文献2的屏幕无法广泛应用，并且应用双凸透镜以对应像素的要求成本太高。而且，由于吸光层的原因，还限制了视角的增大，吸光层也吸收所用的光，使得光效率很差且导致变暗。

本发明的投影系统包括显示光学图像的屏幕和将光学图像投影到屏幕的图像投影仪，其中屏幕具有如下结构。该屏幕包括透射和漫射来自指定角度范围的入射光并且直线地透射来自其它角度的入射光的定向漫射层和相对于投影来说设在定向漫射层另一面的光反射层，其中光反射层包括散射单元，该散射单元各向异性地反射和散射光，以使上下方向的光散射场不同于左右方向的光散射场。由此，可以获得最期望方向的宽视角，以很好地与观看条件匹配。

而且，采用光反射层，该光反射层具有在屏幕的左右方向比上下方向以更宽范围散射光的特性。由此，可以获得左右方向上的宽视角，并且多个观看者都可以观看图像。

光反射层可以具有例如凹槽、突起、椭圆、连续凹槽或连续突起的结构。而且，可以通过将凹槽或突起随机地设在光反射层上来抑制由与像素间距的干扰所致的莫阿效应。

而且，可用具有各向异性形状的反射颗粒作为反射单元，并将其设在光反射层的顶上。这为屏幕提供了各向异性散射特性，其中散射的角度范围在上下方向上不同于在左右方向上。实际上，如果该结构呈现例如棒形或椭圆形(像橄榄球)的长短轴就足够了。反射颗粒可由例如金属的光反射材料制成，或由表面涂有例如金属的光反射材料的玻璃或树脂制成。可以通过将此类光反射颗粒的长轴朝上下方向对齐来加宽左右方向上散射的角度范围。如果长轴沿左右方向定向，则在上下方向上加宽散射场。可以通过混合具有各个定向的光反射颗粒来获得散射场中的任何特性。

混合具有不同各向异性光散射特性的多种不同类型的反射单元也是可能的。通过这种方式，可以随意地控制屏幕的反射角范围的设置。在多种类型的反射单元的情况中，一组反射单元与第二组反射单元相比具有不同的散射特性。在组1和组2的反射单元具有相同的主要形状的情况中，则它们在光反射层中的定向角在这两组内不同。

根据本发明，可以实现一种正面屏幕和图像投影系统，其可以提供宽视角，并且针对观看条件进行优化。

附图说明

在附图中：

图1是示出根据本发明的图像投影系统的构造方案；

图2A至2C均是描述各向异性散射特性的附图。

图3A至3C均是示出本发明中采用的定向漫射层的构造方案。

图4A和4B均是以示意图形式示出本发明屏幕内光线路径的示例的附图。

图5是光反射层的构造模型的平面图。

图6A至图6E均是光反射层的一部分构造模型的剖面图。

图7是光反射层的构造模型的平面图。

图8A至8C均是光反射层的构造模型的剖面图。

图9是光反射层的一部分构造模型的平面图。

图10是光反射层的一部分构造模型的平面图。

具体实施方式

(图像投影系统的实施例)