用于透射屏幕的屏幕件、透射屏幕和背面投影的制作方法

文档序号:2786064阅读:179来源:国知局
专利名称:用于透射屏幕的屏幕件、透射屏幕和背面投影的制作方法
技术领域
本发明涉及用于透射屏幕的屏幕件、透射屏幕和背面投影。
背景技术
近年来,对背投技术的需要越来越多,其作为一种合适的显示技术用作家庭影院、大屏幕电视或同类装置的监视器。
在用作背投的透射屏幕中,通常使用一种双凸透镜基底。然而,这种屏幕存在一个问题虽然其中侧视角大,但垂直视角小(即视角存在偏离现象)。
作为上述问题的解决方法,建议使用透射屏幕,所述透射屏幕用显微镜阵列片(显微镜基底)代替透镜基底,并且包括黑底和光漫射层,所述黑底设在显微矩阵片的发射面;所述光漫射层设于发射面的显微矩阵片的整个区域(见日本公开专利申请No.2003-177476)。在上述透射屏幕中,为了避免波纹和闪烁而得到高对比度和高清晰度的图像,透射屏幕的设计应使进入每个显微透镜的光聚焦在每个开口的黑底裂口的入射面,所述开口设在黑底上。该透射屏幕中,其中的水平视角和垂直视角由布置在基底上的显微镜控制,并且入射光被光漫射层漫射出去。这使扩大透射屏幕的视角成为可能。
然而,上述透射屏幕中,由于进入光漫射层的光(光子)与漫射介质不断地发生接触,进入漫射层的光(光子)被漫射介质反射并且又很容易地回到其中背面。进一步,由于和漫射介质或同类物质的接触产生了消光度增大。因此,透射屏幕的光使用效率低。

发明内容
本发明的一个目的是提供一种透射屏幕,其具有良好的视角特性和光使用效率。
进一步,本发明的另一个目的是提供一种具有如上所述的透射屏幕的背面投影。
为实现上述目标,在本发明的第一个目的中,提供用于透射屏幕的屏幕件。该屏幕件包括透镜基底,该透镜基底具有光入射面和与光入射面相对的光发射面,透镜基底的光入射面制有有多个透镜部分用于聚集入射光;光屏蔽层,其设置在透镜基底的光发射面,所述光屏蔽层在由透镜基底的透镜部分传输的光的光路上具有多个开口;和多个光漫射部分,其用来使透镜基底的每个透镜部分传输的光发生漫射。
其中每个透镜基底的透镜部分设计成使每个透镜部分传输的光集中在透镜基底的光漫射面的侧面而远离光屏蔽层。
通过将屏幕件用于制造透射屏幕,提供一种具有优良视角特性和光使用效率的透射屏幕是可能的。
在本发明的用于透射屏幕的屏幕件中,多个光漫射部分设置在至少与光屏蔽层的开口相对的位置是优选的,并且每个光漫射部分设置成突出物,其从光屏蔽层表面突出。
这使进一步提高具有屏幕件的透射屏幕的光的使用效率成为可能,特别是可进一步提高透射屏幕所投影的图像的对比度。
本发明的另一个目的中,用于本发明的透射屏幕的屏幕件包括透镜基底,该透镜基底具有光入射面和与光入射面相对的光发射面,透镜基底的光入射面设置有多个透镜部分用于聚集入射光;光屏蔽层,其设置在透镜基底的光发射面,所述光屏蔽层在由透镜基底的透镜部分传输的光的光路上具有多个开口;和多个光漫射部分,其用来使透镜基底的每个透镜部分传输的光发生漫射。
其中,多个光漫射部分设置在至少与光屏蔽层的开口相对的位置是优选的,并且每个光漫射部分设置成突出物,其从光屏蔽层表面突出。
通过将屏幕件用于制造透射屏幕,提供一种具有优良视角特性和光使用效率的透射屏幕是可能的。特别是可进一步提高透射屏幕所投影的图像的对比度。
在本发明的用于透射屏幕的屏幕件中,当从透镜基底的光入射面的上部观察时,突出物所占的总面积与透镜部分所占的总面积之比处于5-99%的范围内是优选的。
这使进一步提高具有屏幕件的透射屏幕的光的使用效率成为可能,特别是可进一步提高透射屏幕所投影的图像的对比度。
在本发明的用于透射屏幕的屏幕件中,突出物形式的多个光漫射部分相互独立设置是优选的,以使每个光漫射部分与每个光屏蔽层的开口对应。
这使进一步提高具有屏幕件的透射屏幕的光的使用效率成为可能,特别是可进一步提高透射屏幕所投影的图像的对比度。
还是在本发明的另一实施例中,用于透射屏幕的屏幕单元包括透镜基底,该透镜基底具有光入射面和与光入射面相对的光发射面,透镜基底的光入射面设置有多个透镜部分用于聚集入射光;光屏蔽层,其设置在透镜基底的光发射面,所述光屏蔽层在由透镜基底的透镜部分传输的光的光路上具有多个开口;和多个光漫射部分,其用来使透镜基底的每个透镜部分传输的光发生漫射;其中突出物形式的多个光漫射部分相互独立设置是优选的,以使每个光漫射部分与每个光屏蔽层的开口对应。
通过将用于透射屏幕的屏幕件用来制造透射屏幕,提供一种具有优良视角特性和光使用效率的透射屏幕是可能的。特别是可进一步提高透射屏幕所投影的图像的对比度。
在本发明的用于透射屏幕的屏幕件中,当从透镜基底的光入射面的上部观察时,光漫射部分所占的总面积与透镜部分所占的总面积之比处于5-99%的范围内是优选的。
这使进一步提高具有屏幕件的透射屏幕的视角特性和光的使用效率成为可能,特别是可进一步提高透射屏幕所投影的图像的对比度。
在本发明的用于透射屏幕的屏幕件中,用于透射屏幕的屏幕件具有主表面是优选的,并且每个光漫射部分在垂直于屏幕件的主表面方向上的长度处于2~450微米的范围内。
这使进一步提高具有屏幕件的透射屏幕的光的使用效率成为可能。
在用于本发明的用于透射屏幕的屏幕件中,用于透射屏幕的屏幕件具有主表面是优选的,并且每个透镜部分的焦点在与屏幕件垂直的方向上基本上位于相应光漫射部分的中心部位。
这使光得到有效漫射成为可能,同时更有效地阻止进入光漫射部分的光发生消光现象,因此,进一步提高具有屏幕件的透射屏幕的光的使用效率成为可能。
在本发明的用于透射屏幕的屏幕件中,透镜基底的光入射面具有用于设置多个透镜部分的有效面积是优选的,其中,当从透镜基底的光入射面的上部观察时,透镜部分所占的总面积与透镜基底的有效面积之比是90%或更多。
这使进一步提高具有屏幕件的透射屏幕的光的使用效率成为可能。
在本发明的用于透射屏幕的屏幕件中,将每个透镜部分设置成显微镜。
这使进一步提高具有屏幕件的透射屏幕的视角特性成为可能,即,除其中的水平视角外,增加透射屏幕的垂直视角成为可能。
在本发明的用于透射屏幕的屏幕件中,为使从透镜基底的上部看起来呈自由分布,制成多个显微镜是优选的。
这使有效避免投影图像上出现波纹成为可能。
在本发明的用于透射屏幕的屏幕件中,多个显微镜的曲率半径基本相同是优选的。
这使简单地形成光漫射部分和光屏蔽层成为可能,光屏蔽层设有多个开口。结果,特别地,提高用于透射屏幕的屏幕件的生产率成为可能。
在本发明的用于透射屏幕的屏幕件中,每个显微镜的直径处于10~500微米的范围是优选的。
在保持屏幕件的高生产率的同时,这使投影图像得到足够的分辨率成为可能。
在本发明的用于透射屏幕的屏幕件中,每个开口的直径处于9~500微米的范围内是优选的。
当进一步提高透射屏幕的透射图像的对比度时,使得到足够的光透性(光使用效率)成为可能。
在本发明的另一方面,本发明提供透射屏幕。本发明的透射屏幕包括如上所述的本发明中用于透射屏幕的屏幕件。
这使提供一种具有优良视角特性和光使用效率的透射屏幕成为可能。
优选的,本发明的透射屏幕进一步包括带有菲涅耳透镜的菲涅耳透镜部分,所述菲涅耳透镜部分具有发射面,该菲涅耳透镜设置在菲涅耳透镜部分的发射面上,其中用于透射屏幕的屏幕件布置在菲涅耳透镜部分的发射面的侧面。
这使提供一种具有优良视角特性和光使用效率的透射屏幕成为可能。
还是本发明的另一个方面中,本发明提供一种背面投影。在一实施例中,本发明的背面投影包括如上所述的用于本发明的透射屏幕的屏幕件。
这使提供一种具有优良视角特性和光使用效率的背面投影成为可能,所述背面投影设有用于透射屏幕的屏幕件。
在另一实施例中,本发明的背面投影包括如上所述的本发明的透射屏幕。
这使提供一种具有优良视角特性和光使用效率的背面投影成为可能,所述背面投影设有用于透射屏幕的透射屏幕。
优选的,本发明的背面投影进一步包括投影光学单元;和导光镜。
这使提供一种具有优良视角特性和光使用效率的背面投影成为可能。


从以下结合附图对优选实施例的描述中更容易全面理解本发明的上述和其它方面及特征和优点。
图1是说明用于根据本发明优选实施例的用于透射屏幕的屏幕件的纵向横截面图;图2是说明图1所示的透射屏幕所设置的显微镜基底的平面图;
图3是说明设有屏幕件的透射屏幕的横截面图,该屏幕件用于图1所示的根据本发明优选实施例的透射屏幕;图4是说明设有凹入部分的基底的径向横截面图,所述凹入部分用于制造显微镜基底的显微镜;图5是说明制造基底方法的径向横截面图,所述基底设有用于图4所示的显微镜的凹入部分;图6是说明用于图1所示的透射屏幕的屏幕件的制造方法的实例的纵向横截面图;图7是说明使用本发明的透射屏幕的背面投影的示意图;图8是说明根据本发明的另一实施例中用于透射屏幕的屏幕件和本发明的透射屏幕的横截面图;图9是说明根据本发明的另一实施例中用于透射屏幕的屏幕件和本发明的透射屏幕的横截面图;图10是说明根据本发明的另一实施例中用于透射屏幕的屏幕件和本发明的透射屏幕的横截面图;具体实施方式
以下参照附图对根据本发明的优选实施例进行详细描述。
图1是说明用于根据本发明优选实施例的透射屏幕的屏幕件的纵向横截面图。图2是说明图1所示的透射屏幕所设置的显微镜基底的平面图。图3是说明设有屏幕件的透射屏幕的横截面图,该屏幕件用于图1所示的根据本发明优选实施例的透射屏幕。在这点上,在下列描述中,图1和图3的左侧和右侧分别定义为光入射侧(或光入射面)和光发射侧(或光发射面)。
用于透射屏幕的屏幕件1是构成下面所述的透射屏幕10的元件。如图1所示,用于透射屏幕的屏幕件包括显微镜基底(透镜基底)3,其具有收集入射光的作用;黑底(光屏蔽层)4,其由具有光屏蔽作用的材料制成;和光漫射部分5,其具有借助漫射反射漫射入射光的功能。
显微镜基底3具有光入射面和与光入射面相对的光发射面。进一步,显微镜基底3具有树脂层31,并且许多显微镜(透镜部分)32设置在显微镜基底3的光入射面(即树脂层31的入射侧的表面)上。
树脂层31主要由树脂材料制成,所述树脂材料具有预定的折射率。
每个显微镜32制成凸透镜,所述凸透镜的凸起部分向显微镜基底3的光入射面突出。进一步,每个显微镜32的设计使显微镜32传输的光集中于显微镜3的光发射面,而远离黑底(光屏蔽层)4(即,显微镜基底3的设计使每个显微镜32的焦点位于显微镜3的光发射面,而远离黑底(光屏蔽层)4)。换言之,从垂直于显微镜基底3(以下论述中平行光从菲涅耳透透镜部分2射入)的主要表面的方向进入显微镜3的水平光La被每个显微镜基底3的显微镜32收集,并且集中在显微镜基底3的光发射面的侧面,而远离黑底(光屏蔽层)4(即图1中的焦点)。由于每个显微镜32将光集中在显微镜基底3的光发射面,而远离黑底(光屏蔽层)4,特别地,使屏幕件1具有优良的光使用率是可能的。为详细描述之。通过将从显微镜32发射出的光集中在如下所述的光漫射部分5,用于透射屏幕的屏幕件1使光源如同位于微镜基底3的光发射面上的每个光漫射部分5,而远离黑底4。这将使进入光漫射部分5的光有效地漫射至显微镜基底3的光入射面,同时有效地防止被显微镜32所收集的光(光子)重新返回显微镜基底3的光入射面。结果,使用于透射屏幕的屏幕件1具有特别优良的光使用率成为可能,由此使设有屏幕件1的透射屏幕10更优良。
每个显微镜32的焦点f远离黑底4(即黑底4光发射侧的表面)约1~250微米的距离是优选的,并且远离黑底4约2~50微米的距离是更优选的。如果每个显微镜32的焦点f位于显微镜基底3的光入射面的侧面并远离上述范围的距离,根据一种容纳于光漫射部分5中的漫射介质51的类型,从光漫射部分5返回的光的量变大,由此,不能得到足够的光使用率。另一方面,如果每个显微镜32的焦点f位于显微镜基底3的光入射面的侧面并远离上述范围的距离,根据如下所述等的光漫射部分5的高度,被光漫射部分5漫射的光的量变得很少,由此提高视角特性的效果不能有效的获得。
优选地每个显微镜32的直径处于10~500微米的范围,并且更优选的,处于30~300微米的范围,并且进一步更优选的,处于50~100微米的范围内。通过将显微镜32的直径限制在上述范围内,保持屏幕投影图像的足够分辨的同时,使进一步提高用于透射屏幕(透射屏幕10)的屏幕件的生产率成为可能。在这一点上,显微镜基底3内的相邻显微镜32之间的间隙处于10~500微米的范围内是优选的,所述间隙处于30~300微米的范围,并且进一步更优选的,处于50~100微米的范围内。
进一步,优选地,构成用于透射屏幕的屏幕件1的多个显微镜32的曲率半径基本相同,几乎所有的构成用于透射屏幕的屏幕件1的多个显微镜32的曲率半径都基本相同是更优选的。这使借助下述方法容易制成黑底4和光漫射部分5成为可能。
此外,特别地,显微镜32的布置方式没有限制。所述布置方式可以是显微镜32有规则的布置方式,也可以是视觉地自由的布置方式(当从显微镜3的光入射面的上部观察时(当从用于透射屏幕的屏幕件1的主表面观察时),显微镜32自由地布置)。然而,如图2所示显微镜32自由布置。通过将显微镜32自由布置,有效地阻止液晶的光波与菲涅耳透镜的光发生干涉,并且因此几乎完全防止了波纹的出现。使获得具有高显示质量的透射镜10成为可能。
进一步,当从显微镜3的光入射面的上部(即如图2所示的方向)观察时,所有显微镜32所占的面积(投影面积)与整个有效区域之比是90%或更多是优选的。更优选的,该比例为96%或更大。这样,有效区域显微镜32所占的面积与全部有效面积之比是90%或更多,减少通过一个区域而不是显微镜32所在的区域的直线光成为可能,并且使进一步加强了屏幕件1的光有效使用效率成为可能。
如上所述,黑底4和光漫射部分5形成在显微镜基底3的光发射面上。
黑底4由具有光屏蔽(阻塞)作用的材料制成,并且以层的形式制成。通过将上述黑底4用于显微镜3,使吸收外部光(即,制成投影图像时不期望的光)成为可能,并且使投影到屏幕上的图像具有更高的对比度成为可能。
黑底4在显微镜基底3的显微镜32传输的光的光路上具有多个开口41。这使被显微镜32所收集的光通过黑底4进入光漫射部分5成为可能。
每个开口41的尺寸不受特别限制。然而,开口41的直径处于9~500微米,并且更优选的,其处于9~450微米的范围内,并且进一步优选的其处于20~90微米的范围内。通过将开口41的直径限制在上述范围内,使由显微镜32传输的光有效地进入下述的光漫射部分5成为可能,并且使投影到屏幕上的图像具有优良的对比度。
光漫射部分5通过漫射反射具有漫射入射光的功能。设置上述光漫射部分5,使提高视角特性成为可能。进一步,每个光漫射部分5具有设在显微镜基底3的光发射面上的一个区域,并远离黑底4。由于光漫射部分5具有上述结构,将进入光漫射部分5的光有效地引导至显微镜基底3(即,与光入面的侧面相对的方向)的光发射面的侧面是可能的。特别地,这使提高设有屏幕件1的透射屏幕10的视角特性成为可能(即,适当地扩大看见投影至屏幕的图像的可视角容量是可能的)。本实施例中,光漫射部分5的构成使漫射介质51渗进基本透明的材料中,所述透明的材料具有优良的光渗透性(例如,丙烯酸树脂、聚碳酸酯类树脂或同类物质)。如硅石、玻璃、树脂或呈颗粒形状的同类物质等都可用作漫射介质51。虽然漫射介质51的平均颗粒直径没有特别限制,但漫射介质51的平均颗粒直径处于1-50微米是优选的,并且更优选的,其处于2~10微米的范围内。此外,如需要使用感光聚合物52后,可进行诸如预烘干的热处理。
进一步,光漫射部分5设置在至少与黑底4的开口相应的部分。并且每个光漫射部分5制成突出物,所述突出物从黑底4的表面突出来。如果光漫射部分4具有所述的突出物,提高设有屏幕件1的透射屏幕10的光使用效率是可能的,所述屏幕件1用于透射屏幕10。为更详细描述之,如果光漫射部分(光漫射层)在黑底的显微镜基底的光漫射面一侧制成具有均匀的厚度的层的形式,提高了光与漫射介质的碰撞概率(频率),并且进入光漫射部分内的光(光子)可能重新返回显微镜基底的光入射面。这样会出现消光现象,并且光使用效率降低。另一方面,光漫射部分5在与开口41对应的部位具有突出,当有效防止消光现象变得更明显时,使进入光漫射部分5的光有效地漫射至显微镜基底3的光发射面是可能的,所述消光现象由进入光漫射部分5的光(光子)与漫射介质51之间的过多的碰撞造成的,并且避免了被显微镜32收集的光(光子)返回至显微镜基底3的光入射面。这样,可能提高透射屏幕10(即,用于透射屏幕的屏幕件1)的视角特性。进一步,如果光漫射部分5具有这种突出物,用于透射屏幕的屏幕件1可以制造成带有一个光漫射部分相对低的区域或光漫射部分5不形成于相邻突出物(如图1所示的结构,用于透射屏幕的屏幕件1具有使光漫射部分5不形成于相邻突出物之间的区域)之间的区域。这使黑底(光屏幕层)4的作用更有效,并且因此,特别的,提高了投影至屏幕的图像的对比度成为可能。在这一方面,即使用于透射屏幕的屏幕件具有光漫射部分,所述每个光漫射部分在显微镜基底3的光发射面具有均匀的厚度,如上所述的问题通过降低(减少)光漫射部分的高度(厚度)得到解决(例如1微米或更薄)。然而,这样,使进入到光漫射部分的光发生有效漫射是困难的。
当从显微镜基底3的光入射面的上部观察时,突出物所占的总面积与显微镜所占的总面积之比处于5~99%的范围内是优选的。更优选的,该比率处于5~95%的范围内。进一步更优选的,该比率处于30~70%的范围内。通过将突出物所占的总面积比限制在上述范围内,进一步提高具有屏幕件1的透射屏幕10的光作用效率是可能的,所述屏幕件用于透射屏幕。另外,进一步提高投影图像的对比度是可能的。假如突出物所占的总的面积比低于上述范围的下限,使进入光漫射部分5的光发生有效漫射变得困难,由此,使带有屏幕件1的透射屏幕10的得到足够的视角特性可能是困难的,所述屏幕件1用于透射屏幕。另一方面,如果突出物所占的比率高于上述范围的上限,光漫射部分5(突出物)可能出现消光现象,由此,降低(减小)了其中的光作用效率。此外,在这种情况下,由于当从屏幕件1的光发射面的上部观察时,光漫射部分5所占的面积与黑底4的表面的比变大,所述屏幕件1用于透射屏幕,投影至屏幕的图像的对比度可能降低。因此,开口41的面积基本与突出物的投影面积相同是优选的,所述突出物分别与开口41(即覆盖黑底4的面积较小)对应。更具体的,当从屏幕件1的光发射面的上部观察时,分别被开口41和突出物5所占的面积与显微镜32所占的总面积之比是A%和B%。满足如下关系是优选的0.02≤A/B≤1.55。更优选的,满足关系0.5≤A/B≤1.2。这使上述影响变得明显。进一步,根据下述方法,使得到的用于透射屏幕的屏幕件1容易地满足上述条件是可能的。
如图1所示的结构中,用于透射屏幕的屏幕件1设有多个光漫射部分5。即,以突出物形式的多个光漫射部分5相互独立并且相互可选择地地制成,以使每个光漫射部位5与黑底4的每个开口41对应。这样多个光漫射部分5相互独立地设置,使提高用于透射屏幕的屏幕件1的光作用效率和投影图像的对比度成为可能。更具体地,如果多个光漫射部分5相互独立的设置,当有效地避免消光现象变得明显时,使进入光漫射部分5的光发生有效漫射是可能的,所述消光现象由进入光漫射部分内部的光(光子)和漫射介质51之间的过多碰撞,并且避免了被显微镜32收集的光返回至显微镜底3的光入射面。结果,特别地,提高透射屏幕10的光使用效率是可能的,并且可提高透射屏幕10(即用于透射屏幕的屏幕件1)的视角特性。进一步,多个光漫射部分5相互独立设置,用于透射屏幕的屏幕件1在相邻光漫射部分5之间不具有不被光漫射部分5覆盖的区域。这使黑底(光屏蔽层)4的作用更有效是可能的,并且因此,特别地,提高投影至屏幕的图像的对比度是可能的。
当从显微镜基底3的光入射面的上部(即,用于透射屏幕的屏幕件1的上部)观察时,被光漫射部分5所占的总面积(投影面积域)与被显微镜32所占的总面积之比处于5~99%的范围内是优选的,更优选的,该比率处于5~95%的范围内。进一步更优选的,该比率处于30~70%的范围内。通过将光漫射部分5的总面积(投影面积)限制在上述范围内,可以进一步提高视角特性和透射屏幕10的光使用效率,所述透射屏幕10具有用于透射屏幕的屏幕件1。并且提高了投影至屏幕的图像的对比度。另外,进一步提高投影图像的对比度是可能的。如果被光漫射部分5所占的总面积低于上述范围的下限,使进入至光漫射部分5的光得到有效漫射是困难的,由此使透射屏幕10具有足够的视角特性可能变得困难,所述透射屏幕10具有用于透射屏幕的屏幕件1。另一方面,如果光漫射部分5所占的总面积超过上述范围的上限,光漫射部分5的消光现象会出现,由此,光的使用效率降低(减少)。此外,这样,由于当从屏幕件1的光发射面的上部观察时,光漫射部分5所占的面积与黑底4的表面的比变大,所述屏幕件1用于透射屏幕,投影至屏幕的图像的对比度可能降低。因此,开口41的面积基本与光漫射部分5的投影面积相同是优选的,所述突出物分别与开口41(即,覆盖黑底4的面积较小)对应。更具体的,当从屏幕件1的光发射面的上部观察时,分别被开口41和突出物5所占的面积与显微镜32所占的总面积之比是A%和C%。满足如下关系是优选的0.2≤A/C≤1.5。更优选的,满足关系0.5≤A/C≤1.2。这使上述影响变得明显。进一步,根据下述方法,使得到的用于透射屏幕的屏幕件1容易地满足上述条件是可能的。
如上所述,用于透射屏幕的屏幕件1应设计成每个显微透镜的焦点f位于屏幕件1的光入射面上,所述屏幕件1用于黑底上的透射屏幕。此外,每个显微镜32的焦点f在垂直于屏幕件1的主表面方向上基本位于对应光漫射部分5的中心部位,所述屏幕件1用于透射屏幕。因此,进入光漫射部分5的光与漫射介质51之间以合适的频率发生碰撞是可能的。因此,当有效防止消光现象时,使进入光漫射部分5内部的光发生有效漫射是可能的。因此,进一步屏幕件1的光使用效率是可能的,所述屏幕件1用于透射屏幕(即,透射屏幕10)。此外,既然,被光漫射部分5反向的光漫射至光漫射部分5的周围,使透射屏幕10(用于透射屏幕的屏幕件1)的视角加宽是可能的。
每个光漫射部分5(突出物)的上部(顶点)与每个显微镜32的光学轴L相对应(换言之,每个突出物的顶点位于相应的显微镜32的光学轴L上)。因此,由于被显微镜32收集的光借助相应的光漫射部分5发生各向同性的漫射,使透射屏幕10获得的优良的视角特性是可能的,所述透射屏幕10带有屏幕件1。
进一步,光漫射部分5的高度h(即,光漫射部分5在垂直于用于透射屏幕的屏幕件1的主表面的方向上的长度)优选的处于2~450微米的范围内,并且更优选的是其处于2~250微米的范围内。进一步更优选的,该高度h处于5~50微米的范围内。这可能确保防止消光现象的产生,该消光现象是由被光漫射部分5反射的光返回至显微镜基底3的光入射面而导致,并且因此,使透射屏幕10(用于透射屏幕的屏幕件1)屏幕件1获得优良的光使用效率成为可能。
如上所述,参照附图所示的优选实施例对用于本发明的透射屏幕的屏幕件1进行描述。用于本发明的透射屏幕的屏幕件至少应该满足以下三个条件(1)到(3)其中之一。
(1)用于透射屏幕的屏幕件包括显微镜基底3,该显微镜基底3具有光入射面和与光入射面相对的光发射面,显微镜基底3制成多个用于聚集入射光的显微镜32;光屏蔽层(黑底4),其形成于显微镜基底3的光发射面,所述光屏蔽层在显微镜基底3的显微镜32传输的光的光路上具有多个开口41;和多个光漫射部分5,其使被显微镜基底3的每个显微镜32传输的光发生漫射;其中显微镜基底3的显微镜32的设计使每个显微镜32传输的光集中在显微镜基底3的光发射面,而远离光屏蔽层(黑底4)。
(2)用于透射屏幕的屏幕件1包括显微镜基底3,该显微镜基底3具有光入射面和与光入射面相对的光发射面,显微镜基底3制成具有多个用于聚集入射光的显微镜32;光屏蔽层(黑底4),其形成在显微镜基底3的光发射面上,所述光屏蔽层在显微镜基底3的显微镜32传输的光的光路上具有多个开口41;和多个光漫射部分5,其使被显微镜基底3的每个显微镜32传输的光发生漫射;其中多个光发射部位5设置在至少与光屏蔽层(黑底4)的开口41对应的部位,并且每个光漫射部分5制成突出物,所述突出物从光屏蔽层(黑底4)的表面突出来。
(3)用于透射屏幕的屏幕件1包括显微镜基底3,该显微镜基底3具有光入射面和与光入射面相对的光发射面,显微镜基底3制成具有多个用于聚集入射光的显微镜32;光屏蔽层(黑底4),其形成于显微镜基底3的光发射面,所述光屏蔽层在显微镜基底3的显微镜32传输的光的光路上具有多个开口41;和多个光漫射部分5,其使被显微镜基底3的每个显微镜32传输的光发生漫射;其中突出物形式的多个光漫射部分5相互独立设置,以使每个光漫射部分5与光屏蔽层(黑底4)的每个光漫射部分5。
然后,以下对设有屏幕件1的透射屏幕10进行描述,所述屏幕件1用于透射屏幕。
如图3所示,透射屏幕10设有菲涅耳透镜部分2和上述用于透射屏幕的屏幕件1。菲涅耳透镜部分2设置在屏幕件1的光入射面一侧(即,用于成像的光的入射侧)。所述屏幕件1用于透射屏幕。并且由菲涅耳透镜部分2传输的光进入用于透射屏幕的屏幕件1。
菲涅耳透镜部分2设有菲涅耳透镜21,其中多个棱镜基本同心布置在菲涅耳透镜部分2的光发射面上。菲涅耳透镜部分2使用于投影图像的光从投影透镜(图中未示出)偏离开,并且向屏幕件1的光入射面输出平行光La,该平行光La与垂直于用于透射屏幕的屏幕件1的主表面的方向平行。
在具有如上所述结构的透射屏幕10中,从投射透镜出来的光被菲涅耳透镜部分2偏转变成平行光La。然后,平行光La被显微镜基底3的每个显微镜32聚集,并且聚集的光通过黑底4的每个开口41以进入光漫射部分5。进入每个光漫射部分5的光集中在位于相应的就漫射部位5的基本中心部位的焦点f,并且发生漫射,由此观察者(观众)看到(观察)的光是一个平面图像。
然后,对屏幕件1的制造方法的实施进行描述,所述屏幕件1用于上述透射屏幕。
图4是说明具有凹入部分的基底的纵向横截面图,所述凹入部分用于显微镜中的显微镜基底的制造。图5是说明制造基底方法的纵向横截面图,所述基底设有用于图4所示的显微镜的凹入部分;图6是说明用于图1所示的透射屏幕的屏幕件的制造方法的实例的纵向横截面图;在这一点上,以下描述中,图6中的下侧和上侧分别是指“光入射侧(或光入射面)”和“光发射侧(或光发射面)”。
在对用于透射屏幕的屏幕件进行描述之前,先对带有凹入部分的基底结构用于制造显微镜基底以及其制造方法进行描述,所述凹入部分用于显微镜。
如图4所示,带有用于显微镜的凹入部分的基底6具有在基底5上自由布置的多个凹入部分(用于显微镜)61。
通过使用上述带有用于显微镜的凹入部分的基底6,得到显微镜基底3是可能的,所述显微镜基底3上具有呈上述光学自由顺序布置的多个显微镜32。
术语“光学自由顺序”意思是多个显微镜32无规则地或随意地布置以有效地阻止和抑制光学干涉(例如波纹)的发生。
然后,带有用于显微镜的凹入部分的基底的制作方法参照图5进行描述如下。在这一点上,虽然实际上用于显微镜的大量的凹入部分形成于基底上,但为了叙述简便,仅仅一部分被放大示出。
首先,在制作具有用于显微镜的凹入部分的基底6时,先预备好基底7。
具有均匀厚度并没有弯曲和污点的基底用于基底7。进一步,通过具有清洁的表面或同类物质用于基底7是优选的。
虽然苏打-石灰玻璃、水晶玻璃、石英玻璃、铅玻璃、钾玻璃、硼硅酸盐玻璃、自由碱玻璃或同类物质都可用于基底7的制作材料,其中苏打-石灰玻璃和水晶玻璃(例如新陶瓷或同类物质)是优选的。通过苏打-石灰玻璃和水晶玻璃或自由碱玻璃的应用,处理用于基底6的材料变得很容易,并且从制作成本的角度考虑是有利的,因为苏打-石灰玻璃和水晶玻璃相对更便宜。
<A1>如图5A所示,掩模8形成于备好的基底7(掩模的制成过程)的表面。然后,后表面保护膜89形成于基底7(即,与掩模8形成时相对的表面的一侧面)的后表面。不用说,掩模8和后表面保护膜89可同时形成。
掩模8借助激光或同类物质照射的方法形成下述的初始孔81是优选的,并且具有抗蚀刻性能。换言之,掩模8构造成与基底7具有几乎相同或更小的抗蚀刻性能是优选的。
从上述观点看,诸如,金属Cr,Au,Ni,Ti,Pt等,包括两种或更多种从这些金属中选出的合金,这些金属(氧化物)的氧化物,硅、树脂,或同类物质都可用作掩模8的制作材料。可选择地,掩模8是一种通过不同的材料形成的多个层的层压结构,所述不同材料诸如Cr/Au或氧化铬/铬的压层。
制成掩模8的方法没有特别地限制。如果掩模8由金属材料(包括合金)构成,诸如Cr和Au,或金属氧化物,例如氧化铬。掩模8可通过诸如蒸发、喷溅或同类方法制成。另一方面,掩模8由硅制成,掩模8可通过诸如喷溅、CVD或同类方法制成。
在掩模8中氧化铬或铬是其主要制造成分的情况下,初始孔81可以通过初始孔形成过程(以下再述)制成,并且基底7在蚀刻过程中得到安全保护。进一步,当掩模8由氧化铬或铬为主要成分制成时,在初始孔的制作过程(以下再述)中,诸如氟化氢铵(NH4HF2)可用作蚀刻剂。由于包括氟化氢铵的溶剂是没有毒的,安全地避免了工作中对人和环境的影响。
虽然掩模8的厚度取决于构成掩模8的材料而变化,但其处于0.01~2.0微米是优选的,并且更优选的处于0.03~0.2微米。如厚度小于上述范围的下限,在上述初始孔制成过程中可能使初始孔81发生变形。此外,在蚀刻过程(以后再述)中的湿蚀刻处理中不能对基底7的被覆盖的部位进行有效保护。另一方面,如厚度超过所述范围的上限,除了初始孔81的制成过程(以后再述)中穿透困难外,由于掩模8的内应力,掩模8很容易移除,所述内应力取决于掩模8的构成材料或同类物质。
所设置的后表面保护膜用来在随后的处理过程中保护基底7的后面。基底7的后表面的腐蚀、恶化或同类情况都可以通过后表面保护膜合适地得到避免。由于制成后表面保护膜的材料与掩模8的材料相同,它可以在掩模8的制作过程的同时通过类似的方法制成。
<A2>然后,如图5B所示,多个初始孔81通过物理方法或激光束照射的方法(初始孔的制成方法)自由地设置在掩模8上,所述初始孔81在蚀刻时将被用作掩模开口。
初始孔81可以任意方式制成,但初始孔81通过物理方法或激光束照射的方法制成是优选的。这使以高生产率制造带有用于显微镜的凹入部分基底成为可能。具体地,凹入部分可以在相对较大的基底上制成,所述较大的基底具有用于显微镜的凹入部分。
制成初始孔81的物理方法包括如下方法,诸如溅射处理(blastprocessing),如喷净法(shot blast)、喷砂法(sand blast)或同类方法,蚀刻、冲压(pressing)、打点(dot printing)、敲打(tapping)、磨擦(rubbing)或同类操作。如果初始孔81通过溅射处理的方法制成。即使对于具有相对较大面积(即,显微镜32的形成区域的面积)的基底7短时间内高效地制造初始孔81是可能的。
进一步,在初始孔81通过激光束照射的方法制成的情况下,激光束的种类没有特别限制。但红宝石激光器、半导体激光器、YAG激光器、毫秒激光器、玻璃激光器、YVO4激光器、Ne-Hi激光器、氩激光器、一氧化碳激光器、受激准分子激光器或同类物体可能涉及到。进一步,激光器的波形诸如SHG(二次谐波发生器)、THG(三次谐波发生器)、FHG(四次谐波发生器)或同类波形可能被使用。对于由激光束照射制成的初始孔81的情况,较容易和高精度地控制初始孔81的尺寸、相邻初始孔81之间的距离等。此外,对于由激光束照射制成的初始孔81的情况,不但在不形成上述初始凹入部分71的条件下制成初始孔81,而且还容易地和安全的形成了初始凹入部分71,所述凹入部分71和初始孔81在形状、尺寸或深度上有些变形。
初始孔81均匀地形成于掩模8的整个表面是优选的。进一步,初始孔以下列方式制成是优选的小孔以预定的间隔布置以使基底7的表面没有平坦的部分存在,并且被凹入部分61覆盖的表面在步骤<A3>(以后再述)湿蚀刻处理时几乎没有空隙。
更具体地,例如,当基底5的上部观察时,所制成的初始孔81的形状呈圆形是优选的,并且每个初始孔81具有2-10微米的直径。进一步,初始孔81以每平方厘米一千到100万的数量密度形成于掩模6上是优选的,并且更优选的以每平方厘米一万到10万的数量密度形成。此外,不必说,初始孔81的形状并不限于圆形。
当初始孔81在掩模8上制成时,如图5B所示,初始凹入部分71也可以通过去除孔81之外的基底7的部分表面而制成。这使进行蚀刻处理(以后再述)时增加与蚀刻剂的接触面积是可能的,由此,腐蚀过程可以合适地开始。进一步,通过调整凹入部分的深度71来调节凹入部分61(即,透镜的最大厚度)的深度也是可能的。虽然初始凹入部分的深度没有限制,但5.0微米或更少是优选的,并且更优选的,其应处于0.1~0.5微米的范围内。通过激光束照射的方法进行的初始孔81的制作过程中,确保减少多个初始凹入部分71的深度是可能的,所述初始凹入部分71与初始孔81一同形成。这使减少多个初始凹入部分61的深度成为可能,所述初始凹入部分61构成带有用于显微镜的凹入部分的基底6,并且因此,最后实现减少显微镜基底3的显微镜32的尺寸和形状的变动成为可能。结果,特别是减少直径、焦距和每个显微镜32的透镜的厚度的变动是可能的。合适地制成黑底4的开口41和下列的光漫射部分5是可能的。
进一步,在制成的掩模8中形成初始孔时,不仅可以通过物理方法或激光束照射的方法,而且还通过诸如在掩模8形成于基底7之前事先以预定模式在基底上布置外部目标的方式制成,并且然后在带有外部目标的基底5上制成掩模8,以通过设计在掩模8内形成缺陷,使所述缺陷用作初始孔81。
这样,本发明中,通过借助物理方法或激光束照射的方法在掩模8内制成初始孔81,与通过传统的影印石版术制成的开口相比,成本更低而且更容易的,在掩模8内任意地制成开口(初始孔81)是可能的。进一步,采用物理方法或激光束照射的方法使更容易地处理大的基底成为可能。
<A3>然后,如图5C所示,大量的凹入部分61通过用掩模8对基底7使用蚀刻处理而自由地形成于基底7上,初始孔81形成于所述掩模8内(蚀刻处理)。
蚀刻方法没有特别的限制,并且湿蚀刻处理、干蚀刻处理或同样方法可作为一个实例。以下描述中,用湿蚀刻方法作为实例进行描述。
通过对覆有掩模8的基底7进行湿蚀刻处理,所述初始孔81形成于所述掩模8内,如图5C所示,基底7从没有掩模8存在的位置开始腐蚀。由此大量的凹入部分61制成于基底7之上。如上所述,由于制成于掩模8内的初始孔81自由地设置,制成的凹入部分61也可以自由地布置在基底7的表面上。
进一步,本发明中,当初始孔81在步骤<2>中制成于掩模8中时,初始凹入部分71形成于基底7的表面上。这在对基底进行蚀刻处理的过程中增加了与蚀刻剂的接触面积,由此,腐蚀可以合适地开始。
此外,借助湿蚀刻处理可以合适地制成凹入部分61。诸如,包括氢氟酸(氟化氢)(即,氢氟酸基蚀刻剂)的蚀刻剂用作蚀刻剂,基底7能更有选择性的腐蚀,并且这使合适地制成凹入部分61成为可能。
对于掩模8主要由Cr制成(即,掩模8主要由以Cr作为主要成分的材料的情况制成)的情况,氟化氢氨溶剂特别适合作为氢氟酸基蚀刻剂。由于含有氟化氢胺(4wt%或更少的水溶剂)的溶剂是没有毒的,安全地避免了工作中对人和环境的影响。在这一点上,对于氟化氢氨溶剂用作蚀刻剂的情况,例如,蚀刻剂可能含有过氧化氢。这提高了蚀刻速度。
进一步,湿蚀刻处理允许对比干蚀刻处理更简单的设备进行处理,并且可以一次处理大量的基底。这使设置带有凹入部分的基底6的成本降低,所述凹入部分用于显微镜。
<A4>然后,移除掩模8,如图5D(掩模移除过程),此时,后表面保护膜89随掩模8的移除而去除。
在掩模8主要由Cr组成的情况,掩模8的移除可以通过蚀刻处理完成,该蚀刻过程应用诸如铈硝酸铵和高氯酸。
上述处理的结果,如图5D和图4,得到带有用于显微镜的凹入部分的基底6,所述显微镜内设有大量凹入部分61自由设置在基底7上。
凹入部分61相对密集地设置在基底5上是优选的。更具体地,当从基底7的上部观察时,所有凹入部分所占的面积与整个有效面积之比是90%或更多是优选的。即,基底6通过具有使所有凹入部分全部设在61其上的面积,所述基底6具有用于显微镜的凹入部分。可以合适地得到上述显微镜基底3。
在基底7上自由地形成凹入部分61的方法没有特别限制。对于通过上述方法形成的凹入部分61的情况,即,通过物理方法或激光束照射的方法在掩模8上形成初始孔81的途径在基底7上制成凹入部分61,实现下述效果是可能的。
即,通过物理方法或激光束照射的方法在掩模8上形成初始孔81,与通过传统的影印石版术制成的开口相比,成本更低而且更容易的,在掩模8内任意地制成开口(初始孔81)是可能的。这使基底6的生产率提高是可能的,由此,低成本地提供基底6是可能的,所述基底6带有用于显微镜的凹入部分。
进一步,根据上述方法,对大尺寸的基底进行容易地处理是可能的。此外,根据上述方法,对于制造上述大尺寸的基底的情况,不必象传统的方法一样将大量的基底结合于一起,由此,可能消除结合产生的接缝。这使通过简单地低成本方法来制造高质量的大尺寸的基底成为可能,所述基底带有用于显微镜(即,显微镜基底)的凹入部分。
此外,步骤<4>中掩模8被移除以后,新的掩模在基底7上形成,并且然后一系列处理包括掩模形成过程、初始孔形成过程、湿蚀刻过程和掩模去除过程被重复。此后,对具体的实例进行描述。
然后,对用带有用于显微镜的凹入部分的基底6制作屏幕件1的方法进行描述,所述屏幕件1用于透射屏幕。
<B1>首先,如图6A所示,将非聚合化(非固化)树脂33涂敷于基底6凹入部分61在其上制成的表面,所述基底6带有用于显微镜的凹入部分。本实施例中,在本步骤,间隔装置9设置在基底6凹入部分6 1未在其上制成的区域上,所述基底6带有用于显微镜的凹入部分,并且然后树脂33被平板11推(挤压)挤。因此,更安全地控制制成的显微镜基底3的厚度是可能的,并且因此,更确定地控制屏幕件1中的各个显微镜32的焦点成为现实。
对于本实施例中应用间隔装置9的情况,间隔装置9的形状没有特别限制,但该间隔装置9呈圆形或基本呈圆形是优选的。进一步,对于具有上述开头的间隔装置9的情况,间隔装置9的直径处于10~300微米是优选的,并且更优选的,处于30~200微米。进一步更优选的,处于30~170微米。
在这一点上,在涂敷树脂33和用平板11进行推动过程之前,脱模剂或同类物质涂敷于基底6的表面或平板11的表面,所述基底6带有用于显微镜的凹入部分,凹入部分61设置于所述基底6的表面,当推动树脂33时树脂33与所述平板11的表面接触。这使下列步骤中显微镜基底3与基底6和平板11容易地和安全地分开成为可能,所述基底6带有用于显微镜的凹入部分。
<B2>然后,树脂33变硬(聚合),并且平板11被移开(见图6B),这样,得到设有树脂层31和多个显微镜32的显微镜3,所述多个显微镜32由填充在多个凹入部分61内的树脂构成,每个所述凹入部分充当一个凸透镜。
固化树脂33的方法没有特别的限制,并且可根据树脂的种类适当地选择。例如,诸如紫外线的光的照射、加热、电子束照射等。
<B3>然后,黑底4在上述制作的显微镜基底3的光发射面上制成。
首先,如图6C所示,具有光屏蔽(阻塞)作用的正性感光聚合物42涂敷于显微镜基底3的入射面。关于正性感光聚合物42应用于显微镜基底3的入射面的方法,例如,浸渍涂层的方法、用刮墨刀的方法、旋转涂层的方法、发红涂层的方法和各种涂覆方法,诸如喷射涂覆、静电涂覆、电极沉积涂覆、辊涂覆和同类方法可以利用。正性感光聚合物42由树脂构成,所述树脂具有光屏蔽(阻塞)作用,或由一种材料构成,所述材料具有光屏蔽(阻塞)作用,并散布或溶解至树脂材料中,该树脂材料具有较低的光屏蔽(阻塞)作用。如需要,当正性感光聚合物42使用后,例如,热处理可以进行,诸如预热处理。
<B4>然后,如图6D所示,用于曝光的光线Lb从垂直于显微镜基底3的方向射向显微镜基底3。用于曝光的照射光Lb通过每个显微镜32时被聚集。临近每个显微镜32焦点f的正性感光聚合物42被曝光,并且远离焦点位置的正性感光聚合物42没有被曝光或曝光程度很轻(即,曝光的程度是小的)。这样,只有临近每个显微镜焦点f的正性感光聚合物42被曝光。
进行冲洗。在此情况下,感光聚合物42是正性感光聚合物,在临近每个显微镜焦点f的被曝光的感光聚合物42熔化,然后通过冲洗去除。结果,如图6E所示,黑底被制成,开口41在所述黑底上与显微镜32的光学轴L对应的位置上制成。冲洗方法可以根据感光聚合物42或同类物质的成分作任意选择。例如,本实施例中正性感光聚合物42通过碱性水溶剂进行冲洗,诸如氢氧化钾或同类物质。
进一步,如需要,当将感光聚合物42曝光后,可以进行诸如预热过程的热处理。
<B5>然后,在与采用下列方法制成的黑底4的开口位置41对应的位置上制成光漫射部分5。
首先,如图6F所示,将负性感光聚合物52涂敷于显微镜基底3的光入射面(即,黑底4被制成的表面),所述负性感光聚合物42散布有漫射介质51。关于负性感光聚合物42的应用方法,例如,浸渍涂层的方法、刮刀式涂层的方法、旋转涂层的方法、变红涂层的方法、和各种涂覆方法,诸如喷射涂覆、静电涂覆、电极沉积涂覆、辊涂覆和同类方法可以利用。
例如,CSP-SO25(FUJI FILM ARCH制造)或同类物质可用作感光聚合物42。
进一步,例如,硅石、玻璃,树脂或颗粒(珠粒)形式的同类物质可用作漫射介质51。虽然漫射介质51的颗粒直径没有特别限制,漫射介质51的颗粒直径处于1~50微米的范围内是优选的,并且更优选地,其处于2~10微米的范围内。此外,如需要,应用感光聚合物52后,可以进行诸如预热过程的热处理。
<B6>然后,如图6G所示,用于曝光的光线Lc从垂直于显微镜基底3的方向射向显微镜基底3。用于曝光的照射光Lc通过每个显微镜32时被聚集并聚于与各自的显微镜32的光学轴L对应的一点(即,焦点f)。临近每个显微镜32焦点f的负性感光聚合物52被曝光,并且远离焦点位置的负性感光聚合物52没有被曝光或曝光程度很轻(即,曝光的程度是小的)。这样,只有临近每个显微镜焦点f的正性感光聚合物52被曝光。
进行冲洗。在此情况下,感光聚合物42是负性感光聚合物,在远离临近每个显微镜焦点f的被曝光的感光聚合物52熔化,然后通过冲洗去除。结果,如图6H所示,光漫射部分5在与显微镜32的光学轴L对应的位置上制成,即,与4的开口41对应的部位。
进一步,如需要,当将感光聚合物42曝光后,可以进行诸如预热过程的热处理。
<B7>然后,屏幕件1通过将基底6从屏幕件1去除的方式得到,所述屏幕件1用于透射屏幕(见图6I),所述基底6带有用于显微镜的凹入部分。由于通过去除基底6的方法制造屏幕件1可以使基底6得到重复使用,所述基底6具有用于显微镜的凹入部分,从屏幕件1的制造成本和制造的稳定性方面考虑,该种方法是优选的,所述屏幕件1用于透射屏幕。
在这一点上,具有用于显微镜的凹入部分的基底6不必从屏幕件1上去除,所述屏幕件用于透射屏幕。换言之,透射屏幕10可以设置基底6,所述基底6具有用于显微镜的凹入部分。
如上所述,由于黑底4和光漫射部分5通过光线照射至聚合物42、52而发生曝光的方式制成,所述光线由显微镜32进行聚集,与传统的用影印石版术方法相比,黑底4和光漫射部分5的制作过程更简化。
进一步,用简化的步骤容易地制成光漫射部分5是可能的,所述简化的步骤中,含有漫射介质的树脂借助喷墨式打印机的喷头进行喷射。换言之,制造光漫射部分5的方法中,水或油的去除过程在黑底4(黑底的整个表面或除了开口41以外的区域)上进行,并且水或油的吸收过程仅在与开口41对应的部位进行,然后,树脂被射入屏幕件1的光发射面,所述树脂与合适量的漫射介质混合,所述屏幕件1用于具有喷墨式打印机的透射屏幕。
此外,显微镜基底3内的多个显微镜具有基本相同的曲率半径的情况,被每个显微镜32聚集的光基本上集中在同一面上。因此,通过将用于曝光的光线均匀地照射至显微镜基底3的光入射面,制成黑底(光屏蔽层)4和光漫射部分5是可能的,所述光漫射部分5具有基本相同的尺寸。
此后,将对用上述透射屏幕的背面投影进行描述。
图7是说明根据本发明的背面投影的结构示意图。
如图7所示,背面投影300具有如下结构投影光学单元310、导光镜320和透射屏幕10布置在箱体340内。
由于背面投影使用透射屏幕10作为其透射屏幕,而所述透射屏幕10具有如上所述的优良的视角特性和光使用效率,所以制成了具有高显示质量的背面投影。
进一步,由于显微镜32特别地以自由的方式(光学的自由方式)在屏幕件1中进行布置,所述屏幕件1用于上述的透射屏幕,背面投影300几乎不产生诸如波纹的问题。
如上所述,应该注意到,即使参照附图对根据本发明的用于透射屏幕的屏幕件、透射屏幕和背面投影进行了描述,本发明不限于这些实施例。
例如,构成屏幕件的每个单元(成分)、透射屏幕和背面投影都可以由性能相同或相似功能的设备来代替,所述屏幕件用于透射屏幕。
进一步,本发明中,用于透射屏幕的屏幕件1满足上述三个条件(1)、(2)和(3)的任意其中之一。例如,用于透射屏幕的屏幕件具有如图8-10所述的结构。如图8所示的用于透射屏幕的屏幕件1用层状光漫射部分5代替突出物,但每个显微镜32透射的光集中于显微镜基底3的发射面而远离黑底4。图9所示的用于透射屏幕的屏幕件1具有光发射部分5,所述光发射部分5包括多个突出物,而所述光漫射部分5(突出物)没有独立地制成,并且每个显微镜透射的光集中于显微镜基底3而没有黑底4。图10所示的用于透射屏幕的屏幕件1具有多个突出物形式的光漫射部分5,所述突出物相互独立地形成,以使光漫射部分5与黑底4的每个开口41对应,但并且每个显微镜透射的光集中于显微镜基底3而没有黑底4。
此外,当从显微镜基底3的上部观察时,每个显微镜32自由地布置,所述每个显微镜32基本呈圆形,但显微镜32的形状和布置并不限于此。例如,显微镜32以格子式进行布置,或以蜂窝结构的形式制成。
此外,对上述实施例的透射屏幕10和菲涅耳透镜21进行描述,所述透射屏幕10设有用于透射屏幕的屏幕件1,本发明的透射屏幕10不必须需要设置菲涅耳透镜21。例如,透射屏幕10可能仅由屏幕件1构成,所述屏幕件实际用于本发明的透射屏幕。
进一步,对显微镜基底3(透镜基底)的结构进行描述,所述显微镜基底3设有作为上述实施例的透镜部分的显微镜32。例如,透镜部分并不限于显微镜32。例如,透镜部分可以是双凸透镜。通过用双凸透镜,使透镜部分的制作过程进行简化是可能的,并且因此,提高透射屏幕10的生产率是可能的。对于透镜用作透镜部分的情况,形成于透镜基底的光发射面的波纹光屏蔽层(黑波纹)代替黑底。这样,光漫射部分至少设置在与相邻波纹之间的空隙对应的部位,所述相邻波纹构成黑色波纹。即使在上述结构中,得到与上述实施例相似的作用和功能是可能的。即,根据本发明,当有效地使入射光发生漫射时,将进入到光漫射部分5的光引导至透镜基底的光发射面是可能的。因此,即使透镜基底设置有双凸透镜,所述双凸透镜充当透镜部分,得到优良的视角特性(即,除其中的水平视角,提高透射屏幕的垂直视角是可能的)是可能的。
此外,对以充当突出物制成的整个光漫射部分5进行描述,即,每个光漫射部分5基本仅有上述实施例的突出物构成,但光漫射部分包括除突出物之外的区域。
此外,用于透射屏幕的屏幕件1设有显微镜基底3(透镜基底),所述显微镜基底3(透镜基底)包括多个上述实施例的显微镜32(透镜部分),多个透镜部分不必设在上述透镜基底内,并且例如透镜部分独立布置以便与各自的开口对应,并且开始导向与黑底(光屏蔽层)4接触。
进一步,上述实施例中,制成光漫射部分5后,基底6从显微镜基底3去除的过程进行描述如下,所述基底6具有用于显微镜的凹入部分。将基底6在形成黑底4或光漫射部分5之前去除,或将其容纳(并入)于透射屏幕而不用从显微镜基底3去除,所述基底6具有用于显微镜的凹入部分。
实例(实例1)制作具有用于显微镜的凹入部分的基底,该显微镜装备有用于显微镜的凹入部分,然后用基底以下列方式制作显微镜基底,所述基底具有用于显微镜的凹入部分。
首先,准备苏打-石灰玻璃基底,其呈1.2m×0.7m的矩形并且具有4.8mm的厚度。
将苏打-石灰玻璃基底浸于清洁的液体中进行6微米的蚀刻处理,所述液体中含4wt%的氟化氢氨和8wt%过氧化氢,由此使其清洁。
然后,用纯净水清洗并且用氮气(N2)干燥(用于去除纯净水)。
然后,通过喷溅的方式在苏打-石灰玻璃基底上石灰膜(掩模和背部保护膜),所述石灰膜的厚度是0.03微米。即在苏打-石灰玻璃基底的两侧面形成由石灰膜制成的掩模和背部保护膜。
然后,进行激光加工,在掩模的中心部位113cm×65cm的区域内制成大量的初始孔。在这一点上,在能量密度为1mw、激光束直径3微米和60×10-9秒的照射时间的条件下用YAG激光器进行激光加工。这样,在上述掩模的整个区域上自由地形成初始孔。初始孔的平均直径是5微米,并且具有4000holes/cm2r的数量密度。
此外,此时,每个凹入部分都形成于凹入部分苏打-石灰玻璃基底的表面,所述每个凹入部分具有0.1微米的厚度和受损层(或受影响层)。
然后,对苏打-石灰玻璃基底进行蚀刻处理,由此在苏打-石灰玻璃基底上形成大量的凹入部分。大量的制成的凹入部分基本具有相同的曲率(35微米)。
在这一点上,含4wt%的氟化氢氨和8wt%过氧化氢的水溶液作为蚀刻剂进行湿蚀刻处理,并且基底的浸泡时间是5小时。
然后,用纯净水清洗并且用氮气(N2)干燥(用于去除纯净水)。
结果,得到具有用于显微镜的凹入部分的薄片型的基底,其中大量的用于显微镜的凹入部分自由的形成于苏打-石灰玻璃基底之上。当从所得到的具有凹入部分的上部观察时,所有凹入部分所占的面积与凹入部分的有效面积之比是97%。大量的任意相邻两点之间的距离(即凹入部分和相邻的凹入部分之间)被产生,并且上述距离的标准偏差被计算。根据上述计算的大量距离的平均值的标准偏差是35%。
然后,如上所述,将脱模剂(GF-6110)用于具有用于显微镜的凹入部分的基底的表面,凹入部分在所述基底上制成,并且非聚合(非固化)紫外线(UV)固化树脂(UV-固化树脂)(V-2403(Nippon steel chemical co.,Ltd.制造))涂敷于同一表面。此时,基本呈圆型的间隔装置(每个具有30微米的直径)设置在上述表面区域,基底在所述表面区域制成,所述基底具有用于显微镜的凹入部分。
然后,UV-固化树脂用由苏打-石灰玻璃制成的平板挤压(推)。此时,该处理使空气不能侵入平板和UV-固化树脂。这样,脱膜剂(GF-6110)提前涂敷于平板表面,当推动UV-固化树脂时,UV-固化树脂与所述平板表面接触。
然后,通过使10000mJ/cm2的紫外线穿过平板的照射,UV-固化树脂被固化以得到显微镜基底,所得到的显微镜基底的折射率是1.5。进一步,所得到的显微镜基底内的树脂层的厚度是40微米,并且每个多个显微镜的直径和曲率半径分别是70微米和50微米。此外,当从显微镜基底的光入射面的上部观察时,显微镜所占的总面积与显微镜基底的有效面积之比是97%。
然后,去除平板。
然后,借助辊涂层法对显微镜基底的光入射面(即与显微镜在其上制成的表面相对的表面)涂敷正性光敏聚合物(PC405G(由JSR公司制造)),所述正性光敏聚合物被加上光屏蔽材料(炭黑)。正性光敏聚合物中光屏蔽材料的含量是20wt%。
然后,将显微镜基底在90℃下预热30分钟。
然后,紫外线以80mJ/cm2的平行光从与制成凹入部分的面相对的表面射向基底,所述基底具有用于显微镜的凹入部分。这样,射出的紫外线由各自的显微镜收集,并且位于临近显微镜的焦点f的光敏聚合物可以选择性地曝光。
随后,用含氢氧化钾0.5wt%的水溶液作为冲洗液,对屏幕件进行冲洗处理40秒,所述屏幕件用于透射屏幕。
随后,用纯净水清洗并且用氮气(N2)干燥(用于去除纯净水)。进一步,在200℃对显微镜基底进行30分钟的后烘干处理。这样,制成黑底,所述黑底具有与各自显微镜对应的多个开口。黑底的厚度是2微米,并且开口的直径是45微米。
随后,借助辊覆层法将负性光敏聚合物(CSP-SO25(FUJI FILM ARCH制造))涂敷于黑底制成的表面上(显微镜基底的光入射面),所述负性光敏聚合物覆有光漫射介质(硅石珠颗粒直径为5微米)。所用的负性光敏聚合物的厚度为10微米。进一步,负性光敏聚合物中光漫射介质的含量是25%。
然后,紫外线以100mJ/cm2的平行光从与制成凹入部分的面相对的表面射向基底,所述基底具有用于显微镜的凹入部分。这样,射出的紫外线由各自的显微镜收集,并且位于临近显微镜的焦点f的光敏聚合物可以选择性地曝光。
随后,用CD-2000(FUJI FILM ARCH制造)作为冲洗液,对屏幕件进行冲洗处理40秒,所述屏幕件用于透射屏幕。
随后,用纯净水清洗并且用氮气(N2)干燥(用于去除纯净水)。进一步,在200℃对显微镜基底进行30分钟的后烘干处理。这样,凸透型的光漫射部分(突出物)在与多个开口对应的部分制成。所制成的光漫射部分的高度是5微米。在这一点上,形成的光漫射部分制成突出物,并且平板部分(其中表面与显微镜基底的光入射面平行)不能设置在比每个设在黑底上的突出物的顶点更短的部位(没有突出物形成)。
随后,通过从屏幕件去除基底的方式得到用于透射屏幕的屏幕件,所述基底具有用于显微镜的凹入部分。
用于透射屏幕的屏幕件如此获得,当来自显微镜形成的表面的平行光进入用于透射屏幕的屏幕件时,每个显微镜的焦点f位于在光入射方向上离黑底的光入射面3微米的位置。进一步,当从用于透射屏幕的屏幕件的上部观察时,作为突出物的光漫射部分所占的总面积(投影面积)与显微镜占的总面积之比是70%。此外,当从用于透射屏幕的屏幕件的上部观察时,开口所占的总面积(投影面积)与显微镜的总面积之比是50%。
通过装配上述制造的用于透射屏幕的屏幕件和菲涅耳透镜,得到图3所示的透射屏幕,所述菲涅耳透镜通过挤压模塑的方法制成。
(实例2)透射屏幕的制作与例1的方法类似,除了每个掩模和如氧化铬膜的后部表面保护膜的形成是不同的。这样,掩模和后部表面保护膜用溅射的方法制成。氧化铬膜的厚度是0.03微米。
(实例3)透射屏幕的制作与例1的方法类似,除了每个掩模和后部表面保护膜形成为铬/氧化铬膜的层压件(即氧化铬层压在铬外表面的层压件)。掩模和后部表面保护膜用溅射的方法制成。铬膜的厚度是0.02微米,氧化铬膜的厚度是0.02微米。
(实例4)透射屏幕的制作与例1的方法类似,除了每个掩模和后部表面保护膜形成为氧化铬/铬膜的层压件(即铬层压在氧化铬外表面的层压件)。掩模和后部表面保护膜用溅射的方法制成。氧化铬膜的厚度是0.02微米,铬膜的厚度是0.02微米。
(对比实例1)显微镜基底使用带凹入部分基底采用与上述的方法类似的方法制作,所述凹入部分用于实例1所述的方法制作的显微镜。
然后,用于挤压UV-固化树脂的平面被去除,并且借助辊涂层法将混合物涂敷于显微镜基底的光入射面,所述混合物是由作为光屏蔽材料的炭黑散布于PC-403(由JSR公司制造)中形成。然后,在90℃条件下对显微镜基底进行热处理30分钟,由此,混合物被固化,并且制成光屏蔽层。
随后,采用影印石版术的方法(即,将具有预定形式的光照射至显微镜基底的表面,光屏蔽层制成于所述显微镜基底的表面上)进行的掩模的制作和蚀刻过程应用于显微镜基底。然后,对显微镜基底在200℃下进行60分钟的加热处理,以使混合物发生固化,由此,制成了黑底,所述黑底在与各自显微镜对应的部位具有开口。所制成的黑底的厚度是2微米,并且开口直径是45微米。
然后,借助辊覆层法将混合物涂敷于黑底制成的整个表面上(显微镜基底的光入射面),所述混合物是由负性光敏聚合物(CSP-SO25(FUJIFILM ARCH制造))混合光漫射介质(硅石珠颗粒直径为5微米)。然后,对显微镜基底在200℃下进行60分钟的加热处理,由此混合物被固化并且形成涂层状光漫射部分。所制成的光漫射部分(光漫射层)的厚度是6微米。
随后,通过从屏幕件去除基底的方式得到用于透射屏幕的屏幕件,所述基底具有用于显微镜的凹入部分。
通过装配上述制造的用于透射屏幕的屏幕件和菲涅耳透镜,得到图3所示的透射屏幕,所述菲涅耳透镜通过挤压模塑的方法制成。
(对比实例2)首先,准备苏打-石灰玻璃基底,其呈1.2m×0.7m的矩形并且具有4.8mm的厚度。
将苏打-石灰玻璃基底浸于清洁的液体中进行6微米的蚀刻处理,所述液体中含4wt%的氟化氢氨和8wt%过氧化氢,由此使其清洁。
然后,用纯净水清洗并且用氮气(N2)干燥(用于去除纯净水)。
然后,通过溅射的方式在苏打-石灰玻璃基底上石灰膜,所述石灰膜的厚度是0.03微米。即在苏打-石灰玻璃基底的两侧面形成由石灰膜制成的掩模和背部保护膜。
然后,进行激光加工,以在掩模的中心部位113cm×65cm的区域内制成大量的线性槽(孔),所述线性槽相互平行。相邻线性槽之间的间隙是70微米。
在这一点上,在能量密度为1mw、激光束直径3微米和60×10-9秒的照射时间的条件下用YAG激光器进行激光加工。然后,对苏打-石灰玻璃基底进行湿蚀刻处理,由此苏打-石灰玻璃基底上形成槽状凹入部分。制成的凹入部分基本具有相同曲率(35微米)。
在这一点上,含4wt%的氟化氢氨和8wt%过氧化氢的水溶液作为蚀刻剂进行湿蚀刻处理,并且基底的浸泡时间是5小时。
然后,氧化铬膜(掩模和后部表面保护膜)通过用铈硝酸胺和高氯酸的混合物进行蚀刻处理而除去。
然后,用纯净水清洗并且用氮气(N2)干燥(用于去除纯净水)。
结果,得到薄片型的基底,所述基底具有用于透镜的凹入部分,其中大量的用于透镜的凹入部分自由的形成于苏打-石灰玻璃基底之上。
然后,如上所述,将脱模剂(GF-6110)用于基底的表面,所述基底具有用于透镜的凹入部分,凹入部分在所述基底上制成,并且非聚合(非固化)紫外线(UV)固化树脂(UV-固化树脂)(V-2403(Nippon steelchemical co.,Ltd.制造))涂敷于同一表面。此时,基本呈圆型的间隔装置(每个具有30微米的直径)设置在上述表面区域,基底在所述表面区域制成,所述基底具有用于透镜的凹入部分。
然后,UV-固化树脂用由苏打-石灰玻璃制成的平板挤压(推)。此时,该处理使空气不能侵入平板和UV--固化树脂。这样,脱膜剂(GF-6110)提前应用于平板表面,当推动UV-固化树脂时,UV-固化树脂与所述平板表面接触。
然后,通过使10,000mJ/cm2的紫外线穿过平板的照射,UV-固化树脂被固化以得到透镜基底,所得到的显微镜基底的折射率是1.5。进一步,所得到的透镜基底内的树脂层的厚度是150微米,并且每个多个透镜的直径和曲率半径分别是35微米。
用于挤压UV-固化树脂的平面被去除,并且借助辊涂层法将混合物涂敷于透镜基底的光入射面(暴露的透镜基底的表面,即透镜制成的表面),所述混合物是由作为光屏蔽材料的炭黑散布于PC-403(由JSR公司制造)中形成。然后对透镜基底在200℃下进行60分钟的加热处理,由此混合物被固化并且形成涂层状光屏蔽层。
随后,采用影印石版术的方法(即,将具有预定形式的光照射至显微镜基底的表面,光屏蔽层制成于所述显微镜基底的表面上)进行的掩模的制作和蚀刻过程应用于显微镜基底。由此形成黑色波纹,所述黑色波纹(光屏蔽层)在与光屏蔽层上的各自的透镜对应的部位具有开口。所形成的黑波纹的厚度是2微米,并且开口的宽度是35微米。
然后,借助辊覆层法将混合物涂敷于黑底制成的整个表面上(显微镜基底的光入射面),所述混合物是由负性光敏聚合物(CSP-SO25(FUJIFILMARCH制造))混合光漫射介质(硅石珠颗粒直径为5微米)。然后,对透镜基底在200℃下进行60分钟的加热处理,由此混合物被固化并且形成涂层状光漫射部分。所制成的光漫射部分(光漫射层)的厚度是40微米。
随后,通过从屏幕件去除基底的方式得到用于透射屏幕的屏幕件,所述基底具有用于透镜的凹入部分。
通过装配上述制造的用于透射屏幕的屏幕件和菲涅耳透镜,得到图3所示的透射屏幕,所述菲涅耳透镜通过挤压模塑的方法制成。
(对透射屏幕的评估)对每个实例1~4和对比实例1和2中所制造的透射屏幕的光使用效率进行测量。采用累计球的方法用分光光度计对光的作用效率进行测量,对上述实例中透射屏幕透射的光的量与没有任意透射屏幕时的光的量进行对比。
结果,在每个实例1~4制作的透射屏幕中,可以得到70%的优良的光的使用率。另一方面,在对比实例1和2中制造的透射屏幕具有较低的光的使用效率,分别是55%和52%。
(其中背面投影的制造和评估)如图9所示的背面投影是用每个实例1~4和对比实例1和2中的透射屏幕制造(装配)得到的。
在每个得到的背面投影中,当试样图像在透射屏幕上显示时,对水平和垂直两个方向的视角进行测量。
当用角度计测量5°的间隔时,对视角进行测量。
结果,可以确定,实例1中得到的设有透射屏幕的背面投影具有优良的视角特性,其水平方向的视角(光的量变成一半的角)是22°,和垂直方向的视角也是22°。进一步,在所述背面投影中,可以清晰地显示图像而没有波纹出现。此外,设置有实例2~4中得到的各自的透射屏幕的背面投影的测量结果与上述类似。
另一方面,在具有对比实例1和2中的各自的透射屏幕的背面投影中,不能得到足够的特性。
即,设置有对比实例1中得到的各自的透射屏幕的背面投影中,垂直和水平方向的视角分别是18°和18°。进一步,设置有对比实例1中得到的各自的透射屏幕的背面投影中,垂直和水平方向的视角分别是8°和23°。具有对比实例1和2中的透射屏幕的背面投影分别具有较差的视角特性。此外,对比实例1和2中的背面投影中投影至透射屏幕上的图像与本发明中的背面投影(即实例1~4中的背面投影)中投影至透射屏幕上的图像相比是黑的。
权利要求
1.一种用于透射屏幕的屏幕件,包括透镜基底,该透镜基底具有光入射面和与光入射面相对的光发射面,透镜基底的光入射面形成有多个透镜部分用于聚集入射光。光屏蔽层,其设置在透镜基底的光发射面,所述光屏蔽层在由透镜基底的透镜部分传输的光的光路上具有多个开口;和多个光漫射部分,其用来使透镜基底的每个透镜部分传输的光发生漫射;其中每个透镜基底的透镜部分设计成使每个透镜部分传输的光集中在透镜基底的光漫射面的侧面而远离光屏蔽层。
2.根据权利要求1所述的用于透射屏幕的屏幕件,其中所述多个光漫射部分设置在至少与光屏蔽层的开口相对的位置,并且每个光漫射部分形成为从光屏蔽层表面突出的突出物。
3.根据权利要求2所述的用于透射屏幕的屏幕件,其中当从透镜基底的光入射面的上部观察时,突出物所占的总面积与透镜部分所占的总面积之比处于5~99%的范围内。
4.根据权利要求1所述的用于透射屏幕的屏幕件,其中突出物形式的多个光漫射部分相互独立设置,以使每个光漫射部分与每个光屏蔽层的开口对应。
5.根据权利要求1所述的用于透射屏幕的屏幕件,其中当从透镜基底的光入射面的上部观察时,光漫射部分所占的总面积与透镜部分所占的总面积之比处于5~99%的范围内。
6.根据权利要求1所述的用于透射屏幕的屏幕件,其中用于透射屏幕的屏幕件具有主表面,并且每个光漫射部分在垂直于用于透射屏幕的屏幕件的主表面方向上的长度处于2~450微米的范围内。
7.根据权利要求1所述的用于透射屏幕的屏幕件,其中用于透射屏幕的屏幕件具有主表面,并且每个透镜部分的焦点在与用于透射屏幕的屏幕件垂直的方向上基本上位于相应光漫射部分的中心部位。
8.根据权利要求1所述的用于透射屏幕的屏幕件,其中透镜基底的光入射面具有用于形成多个透镜部分的有效面积,其中,当从透镜基底的光入射面的上部观察时,透镜部分所占的总面积与透镜基底的有效面积之比是90%或更多。
9.根据权利要求1所述的用于透射屏幕的屏幕件,其中每个透镜部分形成为显微镜。
10.根据权利要求9所述的用于透射屏幕的屏幕件,其中制成多个显微镜,使从透镜基底光入射面的上部看起来呈自由分布。
11.根据权利要求9所述的用于透射屏幕的屏幕件,其中多个显微镜的曲率半径基本相同。
12.根据权利要求9所述的用于透射屏幕的屏幕件,其中每个显微镜的直径处于10~500微米。
13.根据权利要求1所述的用于透射屏幕的屏幕件,其中每个开口的直径处于9~500微米的范围内。
14.一种用于透射屏幕的屏幕件,包括透镜基底,该透镜基底具有光入射面和与光入射面相对的光发射面,透镜基底的光入射面设有多个透镜部分用于聚集入射光。光屏蔽层,其设置在透镜基底的光发射面,所述光屏蔽层在由透镜基底的透镜部分传输的光的光路上具有多个开口;和多个光漫射部分,其用来使透镜基底的每个透镜部分传输的光发生漫射;其中所述多个光漫射部分设置在至少与光屏蔽层的开口相对的位置,并且每个光漫射部分形成为从光屏蔽层表面突出的突出物。
15.根据权利要求14所述的用于透射屏幕的屏幕件,其中当从透镜基底的光入射面的上部观察时,突出物所占的总面积与透镜部分所占的总面积之比处于5~99%的范围内。
16.根据权利要求14所述的用于透射屏幕的屏幕件,其中突出物形式的多个光漫射部分相互独立设置,以使每个光漫射部分与每个光屏蔽层的开口对应。
17.根据权利要求14所述的用于透射屏幕的屏幕件,其中当从透镜基底的光入射面的上部观察时,光漫射部分所占的总面积与透镜部分所占的总面积之比处于5~99%的范围内。
18.根据权利要求14所述的用于透射屏幕的屏幕件,其中用于透射屏幕的屏幕件具有主表面,并且每个光漫射部分在垂直于用于透射屏幕的屏幕件的主表面方向上的长度处于2~450微米的范围内。
19.根据权利要求14所述的用于透射屏幕的屏幕件,其中用于透射屏幕的屏幕件具有主表面,并且每个透镜部分的焦点在与用于透射屏幕的屏幕件垂直的方向上基本上位于相应光漫射部分的中心部位。
20.根据权利要求14所述的用于透射屏幕的屏幕件,其中透镜基底的光入射面具有用于形成多个透镜部分的有效面积,其中,当从透镜基底的光入射面的上部观察时,透镜部分所占的总面积与透镜基底的有效面积之比是90%或更多。
21.根据权利要求14所述的用于透射屏幕的屏幕件,其中每个透镜部分形成为显微镜。
22.根据权利要求14所述的用于透射屏幕的屏幕件,其中制成多个显微镜,使从透镜基底的上部看起来呈自由分布。
23.根据权利要求14所述的用于透射屏幕的屏幕件,其中多个显微镜的曲率半径基本相同。
24.根据权利要求14所述的用于透射屏幕的屏幕件,其中每个显微镜的直径处于10~500微米。
25.根据权利要求14所述的用于透射屏幕的屏幕件,其中每个开口的直径处于9~500微米的范围内。
26.一种用于透射屏幕的屏幕件,其包括透镜基底,该透镜基底具有光入射面和与光入射面相对的光发射面,透镜基底的光入射面设置有多个透镜部分用于聚集入射光。光屏蔽层,其设置在透镜基底的光发射面,所述光屏蔽层在由透镜基底的透镜部分传输的光的光路上具有多个开口;和多个光漫射部分,其用来使透镜基底的每个透镜部分传输的光发生漫射;其中突出物形式的多个光漫射部分相互独立设置,以使每个光漫射部分与每个光屏蔽层的开口对应。
27.根据权利要求26所述的用于透射屏幕的屏幕件,其中当从透镜基底的光入射面的上部观察时,光漫射部分所占的总面积与透镜部分所占的总面积之比处于5~99%的范围内。
28.根据权利要求26所述的用于透射屏幕的屏幕件,其中用于透射屏幕的屏幕件具有主表面,并且每个光漫射部分在垂直于用于透射屏幕的屏幕件的主表面方向上的长度处于2~450微米的范围内。
29.根据权利要求26所述的用于透射屏幕的屏幕件,其中用于透射屏幕的屏幕件具有主表面,并且每个透镜部分的焦点在与用于透射屏幕的屏幕件垂直的方向上基本上位于相应光漫射部分的中心部位。
30.根据权利要求26所述的用于透射屏幕的屏幕件,其中透镜基底的光入射面具有用于形成多个透镜部分的有效面积,其中,当从透镜基底的光入射面的上部观察时,透镜部分所占的总面积与透镜基底的有效面积之比是90%或更多。
31.根据权利要求26所述的用于透射屏幕的屏幕件,其中每个透镜部分形成为显微镜。
32.根据权利要求26所述的用于透射屏幕的屏幕件,其中制成多个显微镜,使从透镜基底的光入射面上部看起来呈自由分布。
33.根据权利要求26所述的用于透射屏幕的屏幕件,其中多个显微镜的曲率半径基本相同。
34.根据权利要求26所述的用于透射屏幕的屏幕件,其中每个显微镜的直径处于10~500微米。
35.根据权利要求26所述的用于透射屏幕的屏幕件,其中每个开口的直径处于9~500微米的范围内。
36.一种透射屏幕,包括权利要求1所限定的用于透射屏幕的屏幕件。
37.根据权利要求36所述的透射屏幕,进一步包括具有菲涅耳透镜的菲涅耳透镜部分,所述菲涅耳透镜部分具有发射面,该菲涅耳透镜在菲涅耳透镜部分的发射面上制成,其中用于透射屏幕的屏幕件设置在菲涅耳透镜部分的发射面侧面。
38.一种透射屏幕,包括权利要求14所限定的用于透射屏幕的屏幕件。
39.根据权利要求38所述的透射屏幕,进一步包括具有菲涅耳透镜的菲涅耳透镜部分,所述菲涅耳透镜部分具有发射面,该菲涅耳透镜在菲涅耳透镜部分的发射面上制成,其中用于透射屏幕的屏幕件设置在菲涅耳透镜部分的发射面侧面。
40.一种透射屏幕,包括权利要求26所限定的用于透射屏幕的屏幕件。
41.根据权利要求40所述的透射屏幕,进一步包括具有菲涅耳透镜的菲涅耳透镜部分,所述菲涅耳透镜部分具有发射面,该菲涅耳透镜在菲涅耳透镜部分的发射面上制成,其中用于透射屏幕的屏幕件设置在菲涅耳透镜部分的发射面侧面。
42.一种背面投影,其包括权利要求36所限定的透射屏幕。
43.一种背面投影,其包括权利要求38所限定的透射屏幕。
44.一种背面投影,其包括权利要求40所限定的透射屏幕。
45.一种背面投影,其包括权利要求1所限定的用于透射屏幕的屏幕件。
46.根据权利要求45所述的背面投影技术,进一步包括投影光学单元;和导光镜。
47.一种背面投影技术,其包括权利要求14所限定的用于透射屏幕的屏幕件。
48.根据权利要求47所述的背面投影技术,进一步包括投影光学单元;和导光镜。
49.一种背面投影技术,其包括权利要求26所限定的用于透射屏幕的屏幕件。
50.根据权利要求49所述的背面投影技术,进一步包括投影光学单元;和导光镜。
全文摘要
一种用于透射屏幕的屏幕件,其包括显微镜基底3,其中的光入射面由多个显微镜32形成,所述多个显微镜32用于收集入射光;黑底4,其设在显微镜基底3的光发射面,所述光发射面在由显微镜基底3的显微镜32传输的光的光路上具有多个开口;和多个光漫射部分5,所述多个光漫射部分5用于使显微镜基底3的显微镜32传输的光发生漫射。每个显微镜基底3的显微镜32的设计使每个显微镜32传输的光集中于显微镜基底3的光发射面,而远离黑底4。进一步,每个光漫射部分5制成从黑底的表面突出的突出物。
文档编号G03B21/10GK1595285SQ200410076809
公开日2005年3月16日 申请日期2004年9月7日 优先权日2003年9月8日
发明者清水信雄 申请人:精工爱普生株式会社
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