[发明专利]背面投影装置

说明书

本发明涉及一种背面投影装置，特别是一种高效率并且低波动干扰的透射屏幕。

背面投影装置的结构已在图1中示出（平面或侧视图）。在图中，数字1表示屏幕，数字2表示投影透镜，数字3表示投影阴极射线管。

在图2（立体图）所示屏幕的现有技术中，数字2表示投影透镜，数字4和表示屏幕元件，这两个元件的术语分别是“菲涅尔片”和“前片”。一个聚焦菲涅尔片透镜20在菲涅尔片4的出射侧形成，透镜20把漫射的入射光转变成与屏幕的平面大体上垂直的出射光。用于水平漫射光的水平双凸透镜19在前片5的入射侧形成，这个前片是由甲基树脂组成的，其中用于漫射光的漫射材料可随意调配。

这个现有技术的屏幕特性是由从视图的正面看到的放大系数G、水平方向的半放大系数角α_H和垂直方向的半放大系数角α_V等参数表示。

图3是一个立体图。它表示了α_H和α_V的重要性。在图中，数字6表示实际方向的范围。

屏幕的具有代表性的值是从现有技术中G＝5，α_H＝40°和α_V＝6°得到的。相应地，G×α_H×α_V的乘积（放大系数-半放大系数角值）为1200。

同样，对光透射效率的理论极限的分析将在下面叙述。然而，我们发现上面的值1200是不满意的，它与理论极限相比，仅在其理论极限的50%以下。此外，由实验研究结果表明，这个消耗主要是由于包含在前片的树脂中的漫射材料所造成的。

参照现有技术，当漫射材料被减小时，垂直方向的半放大系数角α_V变得太小并且波动干扰增大。由此可看出依靠减小很多的漫射材料来增大放大系数是不现实的。

上面提到的波动干扰是用来表示一个干涉波纹，在图4（屏幕的正视图）中用数字7表示，它是在菲涅尔透镜的中心波纹和水平双凸透镜的垂直状波纹之间的干涉形成的。

有关减小投影屏幕的波动干扰的技术，日本专利申请（申请号为191627/1982）题目为“背面投影式屏幕”中已经说明，只有把水平双凸透镜的节距与菲涅尔透镜的节距之间的比率控制在1.35-1.43的范围，才能很好地减少波动干扰。然而，把波动干扰在这个范围内或在这个范围附近减小很多是非常困难的。干扰形成的原理，就其本身而言，是不清楚的，目前还没有对其进行定量分析的例子。

本发明的任务就是提供一种背面投影装置，它的放大系数与半放大系数角的乘积很大，并且它所投影的像的波动干扰被减小到允许的极限范围内。

为了完成这个任务，发明人对下面的问题进行了分析：

（1）放大系数与半放大系数角的乘积的理论解释。

（2）波动干扰的定量解释。

本发明在这样的基础上，借助于减少前片内的漫射材料的数量和提供如下所列的新的结构，把图2中所示的屏幕的现有技术中的放大系数与半放大系数角之间的乘积至少提高1.5倍。

新的结构如下：

（ⅰ）用于垂直漫射光的垂直22凸透镜重新配置。

（ⅱ）菲涅尔透镜的节距确定在或低于相对于用于减小波动干扰的漫射元件的半放大系数角（相对应于公效的漫射宽度，这个将在下面叙述）的相同宽度的150%。

图1为一个平面图或侧视图。它表示了像的投影装置的基本结构。

图2是现有技术中屏幕的立体图。

图3是一个立体图，它表示屏幕的方向性的概念。

图4表示波动干扰的主视图。

图5是本发明的基本实施例的立体图。

图6是一个图示说明，它表示波动的扰的波纹。

图7是水平方向剖视图，它表示了波动干扰的形成原理;

图8是前片沿水平方向的剖视图;

图9是特征曲线图，它表示了漫射元件的方向性;

图10是特征曲线图，它表示了光谱的分布。

图11是特征曲线图，它表示了显微双凸透镜的方向性。

图12表示前片沿水平方向剖视图。

图13是前片的水平剖视图，它表示了第一个改进实施例。

图14、图15和图16是立体图，它们分别表示本发明的不同实施例。