[发明专利]背面投影型屏幕

说明书

本发明涉及至少具有菲涅尔透镜片和双凸透镜片的背面投影型屏幕。

图1示出过去一般使用的背面投影型屏幕的概略构成图。在图1中，1是菲涅尔透镜片，2是双凸透镜片。菲涅尔透镜片和双凸透镜片用于背面投影型屏幕时，通常是将两块镜片紧贴在一起。从具有菲涅尔透镜片和双凸透镜片的背面投影型屏幕的背面投射过来的图像光经菲涅耳透镜片变换成平行光或会聚光，该会聚光在观察者一侧距屏幕5～20m的位置聚焦。从菲涅尔透镜片射出的平行光或会聚光经双凸透镜片在水平方向散射开来，因此，可以在水平方向很宽的视野范围内观察图像。为了不仅在水平方向，在垂直方向也能够尽可能地扩大图像观察的范围，双凸透镜片一般使用分散了散射剂的材料来制作。

图2示出菲涅尔透镜片的概略截面图。菲涅尔透镜片一般由在光的射出面上设置了很多微细的等距同心圆状的菲涅尔透镜的镜片构成。这里也有这样的情况，为了得到所要的性能，必要时，在菲涅尔透镜的光入射面设置在垂直方向具有散射图像光的功能的微细双凸透镜。此外还有这样的情况，为了利用菲涅尔透镜内部的图像光的反射来达到防止发生重像光的目的，使菲涅尔透镜片包含散射剂。图3示出双凸透镜的概略截面图。如图3所示，双凸透镜片在光入射面和光射出面分别配置许多等距的半圆柱面型双凸透镜。为了防止外部来的光被双凸透镜片的表面反射后返回到观察者的眼中，一般，在光射出面一侧的各半圆柱面型透镜之间设置黑条(black stripe)。此外，也有只在光入射面设置半圆柱面型透镜的双凸透镜片。

当将菲涅尔透镜片和双凸透镜片组合使用时，因两透镜片分别设有等距透镜，故存在透光部分和不透光部分，所以，会产生称之为莫尔条纹(moire fringe)的现象。即，当从观察者一侧看菲涅尔透镜时，图2所示的区域a透光，而区域b不透光，呈现明暗相间的同心圆状的微细等距条纹图像。此外，对于双凸透镜片，从双凸透镜片的一部分射出光，其他部分不射出光，所以，象图3所示那样，会产生明暗相间的微细等距条纹图像。

当将这两种镜片组合使用时，要完全防止莫尔条纹的发生很困难，但将莫尔条纹减少到实用上可接受的范围之内则是可能的。通过优化设计各透镜的间距可以使观察者难以看到莫尔条纹，为此，开发了下述技术，使菲涅尔透镜片的透镜间距和双凸透镜片的透镜间距的比值为某一特定值。例如，已经知道的有，双凸透镜片的透镜间距和菲涅尔透镜片的透镜间距的比值为N+0.35～0.45(这里，N是自然数)(参照特开昭59-95525号公报)，双凸透镜片的透镜间距和菲涅尔透镜片的透镜间距的比值为N+0.25～0.75(这里，N是大于3的整数)(参照特开昭60-263932号公报)，菲涅尔透镜片的透镜间距和双凸透镜片的透镜间距的比值为0.1505～0.1545或0.1760～0.181(参照特开平3-149540号公报)等。在这些以往的文献中，其权利要求中所述的使莫尔条纹在不明显的范围内的菲涅尔透镜和双凸透镜的间距比是通过实验得出的。

近年来，伴随以数字电视为代表的图像光源的分辨率的提高，背面投影型屏幕的双凸透镜片和菲涅尔透镜片的各透镜间距越来越小了。过去，一般使用的双凸透镜片的透镜间距大约是0.7～1.2mm左右，伴随图像光源的微细化，现在已使用大约0.1～0.52左右的微细的透镜间距。我们知道，当使用透镜间距已微细化的菲涅尔透镜片和双凸透镜片时，使用上述各文献中的优化设计了的菲涅尔透镜片的透镜间距和双凸透镜片的透镜间距的比值，不能充分消除莫尔条纹。

本发明是为了解决上述课题而提出的，其目的在于提供一种背面投影型屏幕，由具有微细的透镜间距的菲涅尔透镜片和双凸透镜片构成，能有效地消除莫尔条纹。

本发明的背面投影型屏幕是具有菲涅尔透镜片和双凸透镜片的背面投影型屏幕，为解决上述课题，其特征在于，设在菲涅尔透镜片中的菲涅尔透镜的透镜间距在0.12mm以下，设在双凸透镜片中的双凸透镜的透镜间距在0.6mm以下，在上述菲涅尔透镜片的透镜间距和双凸透镜片的透镜间距中，当将较小的透镜间距用P₁(mm)、较大的透镜间距用P₂(mm)表示时，对于3/P₁以上的空间频率，由下述(1)式求得的在菲涅尔透镜和双凸透镜之间发生的莫尔条纹间距P_M(mm)在3mm以下。

P_M＝1/|n/P₁-m/P₂|     (1)

(这里，n和m分别是满足下述(2)和(3)式的自然数)

n≤15×P₁/P₂           (2)