[發明專利]背投式顯示裝置及應用于它的透射型熒光屏

無效

• 申請號: 01130366.2
• 申請日: 2001-09-29
• 公開（公告）號: CN1350191A
• 公開（公告）日: 2002-05-22
• 發明（設計）人: 森繁;中山洋二;稻岡滋;中川一成
• 申請（專利權）人: 株式會社日立制作所
• 主分類號: G02B26/00
• 分類號: G02B26/00;G02B27/18;G02B3/08;H04N9/31
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 葉愷東

技術領域

本發明是一種采用具有例如像透射型(式)/反射型液晶面板和DMD類的像素結構的圖像調制元件進行影像顯示的背投式顯示裝置，以及應用在它上面的透射式熒光屏。特別地，是一種以降低因投影光與包含在透射型(式)熒光屏中的擴散材料等擴散元件之間的干擾而產生的斑點干擾為目的的背投式顯示裝置及透射型熒光屏。

背景技術

傳統的背投式顯示器將顯示在有效畫面之尺寸各自為5英寸～7英寸左右的紅、綠、藍組成的投影式陰極射線管上的原圖像，利用F值(F值是表示透鏡明亮度的一個數值，與透鏡的焦點距離f與透鏡口徑D之比f/D相等。F值越小則該透鏡的明亮度越大)為1左右的大口徑(指從熒光屏一側看進去角度較大)投影透鏡將其擴大投影在透鏡型熒光屏上。該透鏡型熒光屏，包括：菲涅耳板和雙凸透鏡式(狀)板。至少在菲涅耳板的光出射面上形成有菲涅耳透鏡。在雙凸透鏡狀板的光入射面及/或者出射面上形成有雙凸透鏡式透鏡，與此同時，在該板的內部摻有一定量的光擴散材料。

近年來，隨著采用了備有多個反射型(式)或者透射式液晶面板和微型鏡的顯示元件等圖像調制元件的背投式(背面投影式)顯示裝置的產品化進程的推進，正逐步替代陰極射線管。圖像調制元件，依據輸入的圖像信號，以像素為單位對來自光源的光進行調制而形成原圖像光。在設有圖像調制元件的背投式顯示裝置里，采用了F值(表示透鏡的明亮度的數值，等于透鏡的焦點距離f與透鏡口徑D之比f/D。此外，F值越小，該透鏡之明亮度越強)為2左右的瞳孔直徑較小(從熒光屏一側看到的角度很小)的投影透鏡。

當投影透鏡的入射角度很小時，摻在透射型熒光屏內的擴散材料等隨機擴散體元件與光發生干擾現象，即產生所謂的斑點干擾。該斑點干擾，當將頻譜寬度很窄的激光照射在擴散面(例如烏玻璃或毛玻璃)上時尤為明顯，在所照射的圖像中的某個范圍內，產生閃閃發光的無數個輝點的現象便是最典型的例子。

首先，參照圖1就斑點干擾產生的原因作一說明。圖1中，投影透鏡2，表示帶有多個透鏡元件的投影透鏡，為了便于說明，該圖中只給出了一個透鏡元件。由投影透鏡2射出的光，以入射角β(從熒光屏一側看透鏡中心所看到的角度)被射入在積層于透射型熒光屏上的擴散層10上。此時，當見入角(入射角)β很小時，將會在光線與擴散層10中含有擴散材料等隨機擴展體元件之間在某個干涉范圍D內，產生如波形12一樣的相互干擾(即斑點干擾)。若選取如波形12右側的坐標系的話，y軸表示范圍，Z軸則表示強度。因此，如果表示波形12中的脈沖部分的y值很大的話，則斑點干擾的產生范圍就廣，若Z值部分大，則斑點干擾的強度增加。

在SPIE學會1997年2月的學會論文中，有關上述干擾范圍D，曾有如下的記述。(1)有關見入角度β(rad)，設投影透鏡2的F值為F，投影透鏡2的投影倍率為M，則β＝1/[F×M]，干涉范圍D，則與β成反比例關系(D∝1/β)。(2)關于干涉范圍D，設擴散層為1層的粒子層，射入在熒光屏的光的波長為λ，投影透鏡的F值為F，投影透鏡的倍率為M的話，其下列公式成立。

[數學公式1]

???????????D＝λ×F×M

不過，若干涉范圍D遠大于隨機擴散體元件的擴散材料的粒子直徑時，易于產生斑點干擾現象，反之，干涉范圍D遠小于擴散材料的粒子直徑時，則難以產生斑點干擾，或者不會產生斑點干擾現象。在使用陰極射線管時，上述波長λ、F值、投影倍率M的實際值，約為：λ＝0.5μm，F＝1.0，M＝11(陰極射線管的顯示尺寸：5英，熒光屏對角線：為55英寸)，干涉范圍D＝6μm。該值，比實際上所采用的擴散材料的粒子直徑(數10μm)要小。因此，采用陰極射線管裝置時則不容易發生斑點干擾現象。

另一方面，在使用圖像調制元件裝置時，由于上述波長λ、F值、投影倍率M的實際值約為：λ＝0.5μm，F＝2.5，M＝70左右(圖像調制元件的顯示尺寸：約為0.8英寸，熒光屏對角線尺寸：55英寸)，故干涉范圍D＝90μm。該值由于比實際采用的擴散材料的粒子直徑(約為數10μm)要大。因此，在使用圖像調制元件裝置時，因其投影透鏡的見入角β(1/F·M)很小，故易發生斑點干擾現象。

作為一種在使用見入角β較小的投影透鏡時的減輕斑點干擾的傳統技術，曾在特開平11-024169號公報中有過記述。在該傳統技術里還指出，在透射型(式)熒光屏的雙凸透鏡狀板形成擴散層時，在比干涉范圍D要大的面積上讓菲涅耳板具有對圖像實施平均化處理的空間濾光器作用。