專利名稱：反射型屏幕及前方投影系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種擴(kuò)散反射投影儀等的投影光并顯示給觀察者的反射 型屏幕以及使用反射型屏幕的前方投影系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
對(duì)于反射投影儀投影光的反射型屏幕中，要求能夠抑制由于外光而導(dǎo) 致的對(duì)比度低下。專利文獻(xiàn)l公開(kāi)了一種反射型屏幕，對(duì)除投影儀的投影光以外的外光產(chǎn)生的反射有所抑制。如圖io所示，專利文獻(xiàn)1的反射型屏幕包括:具有光透過(guò)性的基部101、設(shè)于基部101的背面?zhèn)鹊姆瓷洳?02。 基部101的表面105形成為擴(kuò)散投影光的磨砂狀。反射部102具有菲涅耳 透鏡形的反射面104。來(lái)自投影儀106的投影光通過(guò)基部101，由反射面 104向觀察者側(cè)擴(kuò)散反射。由反射型屏幕上方射入的外光在透過(guò)基部101、 由反射面104反射之后，在基部101的表面105上全反射?；?01為了 收外光而被著色，外光由于在反射面104與基部101的表面105之間反復(fù) 反射，所以會(huì)被著色的基部101吸收。 專利文獻(xiàn)l:專利第3655972號(hào)公報(bào)對(duì)于現(xiàn)有的反射型屏幕，由于基部101可吸收外光的入射角范圍，因 為了在反射部102和基部101的表面105將外光多重反射的條件，而受到 限制，因此，現(xiàn)有的反射型屏幕，只能對(duì)以規(guī)定范圍角度射入的外光充分 吸收。此外，為了在更大范圍而不只是某個(gè)特定位置上反射投影光，優(yōu)選使 基部IOI的表面105粗糙化，提高磨砂狀的擴(kuò)散性，使投影光更加擴(kuò)散。 但是，提高表面105上的磨砂狀的擴(kuò)散性，就會(huì)降低表面105上的反射能 力。由于現(xiàn)有的反射型屏幕必需要使外光在基部101的表面105全反射， 所以設(shè)于基部101的表面105上的磨砂狀的擴(kuò)散性無(wú)法提高。因此，為了擴(kuò)散投影光，就必需將用來(lái)提高水平方向的擴(kuò)散性的柱面鏡(lenticular lens) 103設(shè)置在基部101的表面?zhèn)?。這樣一來(lái)，現(xiàn)有的反射型屏幕就會(huì) 出現(xiàn)結(jié)構(gòu)變復(fù)雜的問(wèn)題。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明就是解決上述現(xiàn)有問(wèn)題的，目的在于提供一種反射型屏幕及前 方投影系統(tǒng)，以簡(jiǎn)單的構(gòu)成，抑制更大范圍的外光影響，同時(shí)，還能得到 最佳視角。本發(fā)明的反射型屏幕的特征是具有吸收光的光吸收部件；和在光吸收部件的光射入側(cè)，具有以規(guī)定角度形成的擴(kuò)散反射面的多個(gè)擴(kuò)散反射部 件，將投影光用擴(kuò)散反射面反射，將外光用光吸收部件吸收。根據(jù)本發(fā)明， 可以防止投影光以外的不需要的外光所導(dǎo)致的對(duì)比度低下。擴(kuò)散反射部件，是平行于光吸收部件的長(zhǎng)邊方向配置的透明棱柱部， 擴(kuò)散反射面，通過(guò)在透明棱柱部的一個(gè)面上設(shè)置反射膜而形成。上述反射 型屏幕還具有覆蓋多個(gè)擴(kuò)散反射部件的透明保護(hù)層。也可以在擴(kuò)散反射面上設(shè)置反射型衍射光柵。反射型衍射光柵可以在水平方向衍射投影光。所謂反射型衍射光柵，是指在本實(shí)施方式的衍射光柵7上涂敷或蒸鍍反射膜 6的衍射光柵。上述反射型屏幕還具有平行于光吸收部件配置的透明保護(hù)層，擴(kuò)散反 射部件，以使擴(kuò)散反射面的角度可變的方式設(shè)置在光吸收部件與透明保護(hù) 層之間，是至少被在光吸收部件和透明保護(hù)層的任意一方固定的擴(kuò)散反射 膜。透明保護(hù)層與光吸收部件之間的空間被氣密密封，上述反射型屏幕也 可以還具有改變空間內(nèi)體積的氣壓調(diào)整器。上述反射型屏幕也可以振動(dòng)擴(kuò)散反射面。光吸收部件的表面也可以是 波形狀。本發(fā)明的前方投影系統(tǒng)具有上述反射型屏幕和對(duì)反射型屏幕照射投 影光的光源。光源相對(duì)于反射型屏幕的擴(kuò)散反射面配置在下方。投影光可 以是激光。在前方投影系統(tǒng)中，可以水平配置多臺(tái)以激光為光源的投影儀。本發(fā)明的反射型屏幕和前方投影系統(tǒng)以簡(jiǎn)單的構(gòu)成，就可以在抑制更 大范圍的外光影響的同時(shí)得到最佳視角。


圖1是本發(fā)明的實(shí)施方式1的反射型屏幕的構(gòu)成圖。圖2是本發(fā)明的實(shí)施方式1的反射型屏幕的截面圖。圖3是本發(fā)明的實(shí)施方式1中表示基底1另一構(gòu)成的圖。圖4 (a)是本發(fā)明的實(shí)施方式2的反射型屏幕的透過(guò)面和擴(kuò)散反射面的平面圖，(b)是(a)的截面圖。圖5是本發(fā)明的實(shí)施方式3的反射型屏幕的構(gòu)成圖。圖6是本發(fā)明的實(shí)施方式3的反射型屏幕的截面圖。圖7是本發(fā)明的實(shí)施方式4的前方投影系統(tǒng)的配置圖。圖8是表示本發(fā)明的實(shí)施方式4在使用來(lái)自一個(gè)投影儀激光時(shí)的反射型屏幕的衍射光強(qiáng)度的分布的圖。圖9是表示本發(fā)明的實(shí)施方式4在使用來(lái)自多個(gè)投影儀激光時(shí)的反射型屏幕的衍射光的分布的圖。圖IO是現(xiàn)有前方投影系統(tǒng)的構(gòu)成圖。圖中l(wèi)一基片，2 —前面片，3 —透過(guò)面，4一擴(kuò)散反射面，5_透明 棱柱部，6 —反射膜，7 —衍射光柵，8 —擴(kuò)散反射膜，9a、 9b—固定部， 10 —?dú)獗茫?1、 71a、 71b—投影儀，100 —反射型屏幕，101—基底，102 —反射部，103 —柱面鏡，104 —反射面，105 —表面，106—投影儀。
具體實(shí)施方式
下面，參照附圖，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。 (實(shí)施方式1)圖1表示本發(fā)明的實(shí)施方式1的反射型屏幕100的構(gòu)成。本實(shí)施方式 的反射型屏幕100具有基底l，由PET樹(shù)脂等中混入了染料或顏料等的 光吸收部件組成；多個(gè)透明棱柱部5，設(shè)于基底l的表面?zhèn)?，由丙烯酸?shù) 脂等形成；和前面片2，設(shè)于多個(gè)透明棱柱部5的表面?zhèn)?，由透明保護(hù)層 構(gòu)成。多個(gè)透明棱柱部5平行于基底1的長(zhǎng)邊方向配置?；?和透明棱 柱部5之間、以及透明棱柱部5與前面片2之間，填充有未圖示的透明粘 結(jié)劑。來(lái)自投影儀的投影光從前面片2側(cè)射入反射型屏幕100。圖2表示圖1所示的反射型屏幕100的A-A線的截面圖。透明棱柱部 5的表面具有透過(guò)面3和擴(kuò)散反射面4。擴(kuò)散反射面4，通過(guò)在透明棱柱部 5上成形用于提高投影光擴(kuò)散性的磨砂狀之后，涂敷或蒸鍍反射膜6來(lái)形 成。從下方對(duì)擴(kuò)散反射面4照射的投影光，被擴(kuò)散反射面4往前方擴(kuò)散反 射而被觀察到。另一方面，安裝在天花板等上的照明所帶來(lái)的外光從上方 射入，通過(guò)透過(guò)面3，被基底1吸收。通過(guò)抑制外光反射，即使是在明亮 的室內(nèi)也可以實(shí)現(xiàn)對(duì)比度較高的反射型屏幕100。本實(shí)施方式的反射型屏幕100，具有外光通過(guò)透過(guò)面3被基底1吸收 的結(jié)構(gòu)，由于不對(duì)外光進(jìn)行多重反射，所以不限制外光的入射角，可以吸 收以比以往更大范圍的入射角射入的外光。如圖10所示，現(xiàn)有的反射型屏幕的結(jié)構(gòu)是，下方照射的投影光和上 方射入的外光，雙方都是通過(guò)基部101，射入反射面104并被反射。與此 相對(duì)，本實(shí)施方式的反射型屏幕100，在基底1的射入側(cè)由于具有透過(guò)面 3和擴(kuò)散反射面4，所以投影光會(huì)在擴(kuò)散反射面4上反射，外光會(huì)射入透 過(guò)面3，被基底1吸收。對(duì)于本實(shí)施方式，由于在投影光和外光上光的通 路不同，所以可以僅將透明棱柱部5的一個(gè)面做成磨砂狀的擴(kuò)散反射面4。 由此，由于可以提高用來(lái)確保大視角的磨砂狀的擴(kuò)散性，所以，不設(shè)置以 往那樣的柱面鏡103，也可以充分?jǐn)U散投影光。另外，本實(shí)施方式對(duì)透過(guò)面3和擴(kuò)散反射面4的形狀不做限定?？梢?按希望的形狀對(duì)透明棱柱部5進(jìn)行成形，制作透過(guò)面3和擴(kuò)散反射面4， 使外光通過(guò)透過(guò)面3射入基底1，使投影光在擴(kuò)散反射面4上被反射。另外，如圖3所示，也可以將基底1表面制成波浪狀31。由于增加了 基底1的表面積，外光就能得到進(jìn)一步吸收。另外，也可以將基底1表面 制成粗面。通過(guò)制成粗面，能增加表面積，將外光進(jìn)一步吸收。 (實(shí)施方式2)本實(shí)施方式中，表示透明棱柱部5的另一種構(gòu)成。圖4 (a)表示本發(fā) 明的實(shí)施方式2的透明棱柱部5的平面圖，圖4 (b)是表示透明棱柱部5 的B-B線的截面圖，表示圖4 (a)的衍射光柵7上涂敷或蒸鍍了反射膜 的狀態(tài)。本實(shí)施方式中，衍射光柵7形成在擴(kuò)散反射面4上。衍射光柵7周期性地形成在擴(kuò)散反射面4的長(zhǎng)邊方向上，該周期為0.5pm至10pm之 間。衍射光柵7例如可以通過(guò)使用激光器的干涉曝光來(lái)形成。利用本實(shí)施 方式的擴(kuò)散反射面4，可以使投影光在擴(kuò)散反射面4上擴(kuò)散反射，同時(shí)， 因衍射光柵7可以使投影光在水平方向上延展，因而，水平方向上的視角 能夠加大。另外，除將衍射光柵7形成在擴(kuò)散反射面4上以外，本實(shí)施方 式的反射型屏幕的結(jié)構(gòu)與實(shí)施方式1的反射型屏幕100相同。 (實(shí)施方式3)圖5表示本發(fā)明的實(shí)施方式3的反射型屏幕100的構(gòu)成圖。本實(shí)施方 式的反射型屏幕100，在基底1與前面片2之間具有用來(lái)擴(kuò)散反射來(lái)自投 影儀投影光的多個(gè)擴(kuò)散反射膜8。多個(gè)擴(kuò)散反射膜8，平行于基底1的長(zhǎng) 邊方向配置。圖6表示圖5所示的反射型屏幕100的C-C線的截面圖。擴(kuò)散反射膜 8與實(shí)施方式1或?qū)嵤┓绞?同樣，具有用來(lái)擴(kuò)散反射投影光的擴(kuò)散反射 面4。擴(kuò)散反射膜8在兩端具有固定部9a和9b，它通過(guò)固定部9a和9b 被固定在基底1和前面片2上?；?與前面片2之間隔有空氣，被氣密 密封。本實(shí)施方式的反射型屏幕100還具有氣泵10。氣泵10在基底1與 前面片2之間調(diào)整氣壓，通過(guò)改變?cè)摽臻g的容積，使基底1與前面片2的 間隔W變化。由此，可以調(diào)整擴(kuò)散反射膜8的擴(kuò)散反射面4的傾斜角。根據(jù)本實(shí)施方式，可以按照對(duì)反射型屏幕100的外光的入射角度和投 影儀的透射光的照射角度，調(diào)整擴(kuò)散反射膜8的擴(kuò)散反射面4的傾斜角。 通過(guò)調(diào)整擴(kuò)散反射面4的傾斜角，就可以調(diào)整外光的反射量。這樣，按照 室內(nèi)的照明配置，調(diào)整擴(kuò)散反射面4的傾斜角，就可以減少外光反射，得 到對(duì)比度較高的最佳圖像顯示。另外，對(duì)于本實(shí)施方式，既可以使基底l為可動(dòng)，也可以使前面片2 為可動(dòng)。此外，也可以使基底1和前面片2雙方都可動(dòng)。此外，對(duì)于擴(kuò)散反射膜8的擴(kuò)散反射面4的傾斜角調(diào)整，不限于本實(shí) 施方式的由氣泵10進(jìn)行的氣壓調(diào)整。例如也可以使用電動(dòng)機(jī)來(lái)移動(dòng)基底1 或前面片2，還可以通過(guò)靜電力改變基底1與前面片2的間隔W。此外，本實(shí)施方式雖然固定了擴(kuò)散反射膜8的兩端，但也可以固定擴(kuò) 散反射膜8—端。這種情況下，可以向擴(kuò)散反射膜8被固定的面的相對(duì)面施加靜電，調(diào)整擴(kuò)散反射膜8的擴(kuò)散反射面4的傾斜角。 (實(shí)施方式4)圖7表示本實(shí)施方式的前方投影系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。前方投影系統(tǒng)具有實(shí)施 方式2所示的反射型屏幕100和投影儀71。投影儀71被配置成，投影光 相對(duì)于反射型屏幕100的擴(kuò)散反射面4被從下方投影。根據(jù)本實(shí)施方式，上方射入的外光會(huì)被反射型屏幕IOO吸收，下方照 射的投影光在反射型屏幕100的擴(kuò)散反射面被擴(kuò)散反射。這樣，就可以抑 制外光反射，在明亮的室內(nèi)實(shí)現(xiàn)對(duì)比度較高的前方投影系統(tǒng)。本實(shí)施方式的投影儀71使用激光光源，將激光作為投影光射出。圖8 表示使用激光時(shí)的來(lái)自反射型屏幕100的衍射光強(qiáng)度分布。在圖8的A、 B、 C、 D、 B， 、 C，禾n D'的觀察點(diǎn)上可以觀察到投影圖像，而其他點(diǎn) 觀察不到。通過(guò)控制圖4的衍射光柵7的間距，可以改變圖7的A、 B、 C、 D、 B' 、 C'和D'的間隔。此外，衍射光強(qiáng)度根據(jù)衍射光柵7的衍射次 數(shù)，以衍射角為單位逐漸增大。對(duì)于形成在反射型屏幕100的擴(kuò)散反射面 4上的衍射光柵7，由于它所帶來(lái)的衍射角度是離散的，因此，通過(guò)將改 變周期的衍射光柵7重疊，可以控制水平方向的衍射光的強(qiáng)度分布，使水 平視角離散。另外，如圖9所示，為了使各衍射光不重合，也可以將幾臺(tái)投影儀在 水平方向上并置。在圖9中，投影儀71a的衍射光可以在實(shí)線所示的觀測(cè) 點(diǎn)觀察，投影儀71b的衍射光可以在虛線所示的觀測(cè)點(diǎn)觀察。這樣，將幾 臺(tái)投影儀水平擺放，配置成使各個(gè)衍射光都不重合，就可以看到因觀測(cè)點(diǎn) 的不同而不同的圖像。另外，本實(shí)施方式的前方投影系統(tǒng)雖然在構(gòu)成上具有實(shí)施方式2的反 射型屏幕100，但也可以具有實(shí)施方式1或?qū)嵤┓绞?的反射型屏幕100。 對(duì)實(shí)施方式1或?qū)嵤┓绞?的反射型屏幕100，也可以在擴(kuò)散反射面4上 設(shè)置衍射光柵，從而如圖8和圖9所示，使水平視角離散。另外，在實(shí)施方式1至實(shí)施方式4中，也可以振動(dòng)擴(kuò)散反射面4。通 過(guò)振動(dòng)擴(kuò)散反射面4，可以降低因激光而引起的散斑噪聲。例如，可以通 過(guò)在上下、左右或前后方向上振動(dòng)反射型屏幕100，來(lái)振動(dòng)擴(kuò)散反射面4。 此外，如果是圖6的構(gòu)成，也可以用氣泵10改變基底1與前面片2的間隔W，從而使擴(kuò)散反射面4振動(dòng)。 產(chǎn)業(yè)上的利用可能性本發(fā)明的反射型屏幕，可以通過(guò)簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生抑制外光反射并且 擴(kuò)展視角的效果，對(duì)于在明亮室內(nèi)所使用的前方投影系統(tǒng)十分有用。
權(quán)利要求
1.一種反射型屏幕，具有吸收光的光吸收部件；和在所述光吸收部件的光射入側(cè)，具有以規(guī)定角度形成的擴(kuò)散反射面的多個(gè)擴(kuò)散反射部件，將投影光用所述擴(kuò)散反射面反射，將外光用所述光吸收部件吸收。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的反射型屏幕，其特征在于，所述擴(kuò)散反射部件，是平行于所述光吸收部件的長(zhǎng)邊方向配置的透明 棱柱部，所述擴(kuò)散反射面，通過(guò)在所述透明棱柱部的一個(gè)面上設(shè)置反射膜而形成。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的反射型屏幕，其特征在于， 還具有覆蓋所述多個(gè)擴(kuò)散反射部件的透明保護(hù)層。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的反射型屏幕，其特征在于， 在所述擴(kuò)散反射面上設(shè)置反射型衍射光柵。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的反射型屏幕，其特征在于， 所述反射型衍射光柵在水平方向衍射投影光。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的反射型屏幕，其特征在于， 還具有平行于所述光吸收部件配置的透明保護(hù)層， 所述擴(kuò)散反射部件，以使所述擴(kuò)散反射面的角度可變的方式設(shè)置在所述光吸收部件與所述透明保護(hù)層之間，是至少固定在所述光吸收部件和所 述透明保護(hù)層的任意一方的擴(kuò)散反射膜。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的反射型屏幕，其特征在于， 所述透明保護(hù)層與所述光吸收部件之間的空間被氣密密封， 還具有改變所述空間內(nèi)體積的氣壓調(diào)整器。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的反射型屏幕，其特征在于， 振動(dòng)所述擴(kuò)散反射面。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的反射型屏幕，其特征在于， 所述光吸收部件的表面是波形狀。
10. —種前方投影系統(tǒng)，具有 權(quán)利要求1所述的反射型屏幕；和 對(duì)所述反射型屏幕照射投影光的光源，所述光源，相對(duì)于所述反射型屏幕的擴(kuò)散反射面配置在下方。
11. 根據(jù)權(quán)利要求io所述的前方投影系統(tǒng)，其特征在于，所述投影光是激光。
12. 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的前方投影系統(tǒng)，其特征在于， 水平配置多臺(tái)以激光為所述光源的投影儀。
全文摘要
本發(fā)明提供一種以簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)就可以在抑制外光影響，并且得到大視角的反射型屏幕、和具有反射型屏幕的前方投影系統(tǒng)。反射型屏幕100，在作為光吸收部件的基底1與作為透明保護(hù)層的前面片2之間，具有平行于基底1長(zhǎng)邊方向配置的透明棱柱部5。透明棱柱部5具有透明面3；和以規(guī)定角度形成的擴(kuò)散反射面4。擴(kuò)散反射面4是通過(guò)在透明棱柱部5的一個(gè)面上設(shè)置反射膜而形成。投影光被擴(kuò)散反射面4擴(kuò)散反射，外光通過(guò)透過(guò)面3被基底1吸收。
文檔編號(hào)G03B21/60GK101297241SQ20068003952
公開(kāi)日2008年10月29日 申請(qǐng)日期2006年10月24日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月24日
發(fā)明者伊藤達(dá)男, 山本和久, 水島哲郎 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社