投影屏幕制造技术

一种不受投影环境的亮度影响而能够在其上提供清晰和锐利图像的投影屏幕，该投影屏幕通过投射窄带三原色波长光线来显示图像，并包括在屏幕衬底（２）上的光学薄膜（３），该光学薄膜对于窄带三原色波长带光线具有高反射特性，而对于上述波长带光线之外的可见波长带光线具有高透射特性。在这种投影屏幕中，光学薄膜（３）起到所谓的带通滤波器的作用。即，光学薄膜（３）作用为一个窄带三原色波长带滤波器，具有特定地反射窄带三原色波长带光线并基本上透射其他波长的光线的效果，由此分离这两种光线。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
投影屏幕
本专利技术涉及一种投影屏幕，并尤其涉及这样一种投影屏幕，其中即使在明亮光线下来自投影仪光线的被投影图像也可得以清楚识别。
技术介绍
高射投影仪(overhead projector)和幻灯机广泛被用作一种讲演者在会议等场合显示材料的方式。同样，使用液晶的视频投影仪和电影(movingpicture film)投影仪也广泛用在普通家庭中。这些投影仪的投影方法包括用透射型液晶面板等调制从光源输出的光线以形成图像光线，并通过诸如透镜等的光学系统发射图像光线，从而投影到屏幕上。例如，能够在屏幕上形成彩色图像的前部投影仪包括：照明光学系统，用于将光源发出的光线分成红(R)、绿(G)和蓝(B)颜色的光线，并将这些光线会聚到预定光路上；液晶面板(光阀)，用于光调制已经由照明光学系统分开的R、G和B每种颜色的光通量；以及光线合成单元，用于合成已经由液晶面板调制的R、G和B每种颜色的光通量，由此通过投影透镜投影由光线合成单元合成的放大的彩色图像。并且，最近，投影仪设备的类型已经发展成利用窄带三色光源作为光源，并利用光栅光阀(GLV)取代液晶面板，以执行对R、G和B每种颜色的光通量的空间调制。目前，对于如上所述的投影仪，投影屏幕用于获得被投影的图像，并且投影屏幕通常可以分为透射型和反射型，在透射型投影屏幕中，投影光线从屏幕后面投射，而从屏幕前面观看，而在反射型投影屏幕中，投影光线从平面的前面投射，并且观看被投影的光线中的屏幕反射的光线。对于任一种类型的投影屏幕，明亮的图像和具有较高对比度的图像是必须的，以实现具有良好可见度的屏幕。然而，如上所述的前部投影仪不能够象发光显示器或后部投影仪那样利用ND滤光器等来减弱外部光线的影响，因此，存在难于提高屏幕上的明亮部分的对比度的问题。-->也就是说，通过如上所述的投影仪的投影方法，已经经历图像处理的被投影光线在屏幕上反射，从而图像的对比度受到周围亮度的极大影响，简单地增加屏幕的反射率会增大外部光线以及被投影光线的反射率，由此减弱了图像的识别。从而，在投影环境明亮的情况下，难于获得清晰的图像。
技术实现思路
本专利技术已经鉴于传统情况而作出，于是，本专利技术的目的是提供不受投影环境的亮度影响的清晰图像。用于实现上述目的的根据本专利技术的投影屏幕是用于在其上投影窄带三色波长带光线从而显示图像的屏幕，其包括：在一支撑元件上的光学薄膜，该光学薄膜具有与窄带三色波长带光线相关的高反射特性，并具有与上述波长带光线之外的至少可见波长带光线相关的高透射特性。通过如此构造的根据本专利技术的投影屏幕，光学薄膜作用为带通滤波器，就像它本身一样。也就是说，光学薄膜特别地反射窄带三色波长带光线，而投射其他波长的光线，由此作用为窄带三色波长带宽滤波器，起到分离它们的作用。由于光学薄膜的存在，窄带三色波长带光线的大部分在这个投影屏幕上反射。相反，在外界光线投射于屏幕上的情况下，外界光线的大部分通过投影屏幕透射，而根本几乎不反射。于是，通过根据本专利技术的投影屏幕，可以选择性地反射窄带三色波长带光线，并且与普通屏幕相比可以抑制外界光线的反射。于是，抑制了在投影屏幕上形成的图像的对比度恶化，同时有效地减小了外界光线的影响，由此获得明亮的图像。于是，通过这种投影屏幕，即使在投影环境明亮的情况下，也可以获得清晰的图像，并且可以在不受投影环境的亮度的影响下获得清晰的图像。为了获得上述功能，光学薄膜的结构是至关重要的。例如，上述优点可以通过将光学薄膜设计成由介电多层薄膜形成，其中，高反射率层和低反射率层交替层叠，并且以介电多层薄膜中每层的反射率为n，并且每层的薄膜厚度为d的情况下，介电多层薄膜的每层的光学厚度nd相对于窄带三色光源的每种输出光满足以下表达式(3)：-->nd＝λ(a±1/4)(a是自然数)     (3)现在，在光学薄膜已经设计成对于所有三色波长满足上述表达式(3)的条件的情况下，光学薄膜相对于窄带三色波长带光线形成一反射带。结果，这个反射带对于窄带三色波长带光线呈现出高反射特性。另一方面，对于这些波长之外的可见波长带光线呈现出高透射型。例如，在结合波长457nm的蓝色激光、波长532nm的绿色激光以及波长642nm的红色激光的情况下，作为窄带三色波长带光线，可以作出对于所有三色波长满足上述表达式(3)的条件的结构，由此实现起到上述带宽滤波器的作用的光学薄膜。对于根据本专利技术的投影屏幕，在起到带宽滤波器作用的光学薄膜之外，还提供了一个光漫射层作为光学薄膜的最外层，或作为光学薄膜的中间层也是有效的。光漫射层将在光学薄膜处反射的光线散射，以便获取散射的光线。在没有光漫射层的情况下，观察者仅观察到作为来自投影屏幕的反射光线的镜面反射分量。由于视野受到局限等等，单纯具有镜面反射分量是不利的。另一方面，提供一个光漫射层使得观察者可以观察到漫射的光线，由此，极大改善了视野特性，并且可以可视地识别自然图像。另外，根据本专利技术的另一投影屏幕是用于在其上投影预定波长带的光线以显示图像的投影屏幕，其包括光学薄膜，该光学薄膜针对预定波长带的光线具有高反射特性，而对于该波长带光线之外的至少可见波长带光线具有高透射特性。虽然窄带三色波长带光线可以如上所述用作投射投影屏幕的图像的光源，但是发光器件，例如如具有相对宽发光波长的发光二极管也可以用作光源。而且，该结构可以通过将一定宽度的带宽的光源与滤波器、非线性光学器件、或非线性光学薄膜相结合来实现，以便将光源的波长在可见光范围内分开，如同三基色一样。对于具有预定波长带的光线，可以使用通过将如图发光二极管一样的具有峰值但具有相对宽带宽的发射光相结合而获得的三色波长带光线，并且也可以进一步结合并使用单色、或双色或四色或更多颜色。同样利用这种结构，光学薄膜具有有效反射具有预定波长带的光线并主要反射其主波长带的光线的趋势，并通常透射其主要波长带之外的波长的光线。由于这种光学薄膜，预定波长带光线的主要波长可以通过这个投影屏幕很好地反射。相反，例如在外界光线投射于其上的情况-->下，外界光线的大部分通过投影屏幕透射，并几乎根本不反射。附图说明图1是示出根据本专利技术的投影屏幕的结构示例的横截面图；图2是说明散射系数、以及反射光强度和散射光强度之间的关系的特性图；图3是描绘衍射光栅投影仪装置的结构的示意图；图4是示出进入GLV的光线的状态的原理图；图5是示出在GLV处的反射光的状态的原理图；图6是GLV的结构示例的平面图；图7是示出根据第一实施例的投影屏幕的结构的横截面图；图8是示出根据第一实施例的透射率特性的特性图；图9是说明光学厚度nd和平均透射率之间的关系的特性图；图10是根据第二实施例的投影屏幕的投射特性的特性图；图11是示出残留透射率的平均透射率和可见光带宽、以及折射率之间的关系的特性图；图12是示出根据第三实施例的投影屏幕的透射率特性的特性图；图13是示出银的复折射的特性图；图14是示出单个球形银颗粒的散射效率的特性图；图15是示出在球形银颗粒的多次散射的情况下波长和散射系统之间的关系的特性图；图16是示出对于根据第四实施例的投影屏幕，散射率和散射率与折射率之和以及波长之间的关系的特性图；图17是示出铜的复折射的特性图；图18是示出单个球形铜颗粒的散射效率的特性图；图19是示出在球形银颗粒多次反本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于在其上投影窄带三色波长带光线以显示图像的投影屏幕，包括一光学薄膜，该光学薄膜对于所述窄带三色波长带光线具有高反射特性，而对于所述波长带光线之外的至少可见波长带光线具有高透射特性。

【技术特征摘要】
JP 2002-3-14 70572/2002;JP 2003-3-5 58008/20031.一种用于在其上投影窄带三色波长带光线以显示图像的投影屏幕，包括一光学薄膜，该光学薄膜对于所述窄带三色波长带光线具有高反射特性，而对于所述波长带光线之外的至少可见波长带光线具有高透射特性。2.如权利要求1所述的投影屏幕，其中，所述光学薄膜由介电多层薄膜形成，其中高折射率层和低折射率层交替层叠，并且在介电多层薄膜中的每层的折射率为n，而每层的厚度为d的情况下，介电多层薄膜的每一层的光学厚度nd对于所述窄带三色波长带光线的每个波长λ满足以下表达式(1)：nd＝λ(a±1/4)(a是自然数)        (1)3.如权利要求2所述的投影屏幕，其中，介电多层薄膜的每一层的光学厚度在1.462μm到1.467μm的范围内。4.如权利要求2所述的投影屏幕，其中，介电多层薄膜形成有窄带三色波长带光线的入射侧，而在其相对侧上的最外层为高折射率层。5.如权利要求2所述的投影屏幕，其中，所述高折射率层由氧化铈形成，而所述低折射率层由氟化镁形成。6.如权利要求2所述的投影屏幕，其中，所述高折射率层由氧化锆形成，而所述低折射率层由氟化镁形成。7.如权利要求2所述的投影屏幕，其中，所述高折射率层由硫化锌形成，而所述低折射率层由氟化镁形成。8.如权利要求2所述的投影屏幕，其中，所述高折射率层由氧化钛形成，而所述低折射率层由氟化镁形成。9.如权利要求1所述的投影屏幕，其特征在于，还包括光吸收层，用于吸收透射过所述光学薄膜的光线。10.如权利要求9所述的投影屏幕，其中，所述光吸收层包括黑色涂料。11.如权利要求10所述的投影屏幕，其中，所述光吸收层是包含黑色涂料的背衬。12.如权利要求1所述的投影屏幕，其中，所述窄带三色波长带光线是激光。13.如权利要求12所述的投影屏幕，其中，所述窄带三色波长带光线是波长457nm的蓝色激光、波长532nm的绿色激光、和波长642nm的红色激光。14.如权利要求1所述的投影屏幕...

【专利技术属性】
技术研发人员：久保田重夫，大迫纯一，柿沼正康，下田和人，
申请(专利权)人：索尼公司，
类型：发明
国别省市：JP[日本]