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JPH07140307A - 楕円型拡散器 - Google Patents

楕円型拡散器

Info

Publication number
JPH07140307A
JPH07140307A JP6121484A JP12148494A JPH07140307A JP H07140307 A JPH07140307 A JP H07140307A JP 6121484 A JP6121484 A JP 6121484A JP 12148494 A JP12148494 A JP 12148494A JP H07140307 A JPH07140307 A JP H07140307A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
particles
sheet
diffuser
substrate
stretched
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP6121484A
Other languages
English (en)
Inventor
Randall D Blanchard
ランダル・ディー・ブランチャード
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Raytheon Co
Original Assignee
Hughes Aircraft Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hughes Aircraft Co filed Critical Hughes Aircraft Co
Publication of JPH07140307A publication Critical patent/JPH07140307A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • G02B5/021—Diffusing elements; Afocal elements characterised by the diffusing properties the diffusion taking place at the element's surface, e.g. by means of surface roughening or microprismatic structures
    • G02B5/0226—Diffusing elements; Afocal elements characterised by the diffusing properties the diffusion taking place at the element's surface, e.g. by means of surface roughening or microprismatic structures having particles on the surface
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    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/02—Diffusing elements; Afocal elements
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    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/1336—Illuminating devices
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    • G02F1/133606—Direct backlight including a specially adapted diffusing, scattering or light controlling members

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、広い視角が必要な水平方向では拡
散角度を広くし、広い視角を必要としない垂直方向では
拡散角度を小さくすることによって拡散角度内の輝度を
増加させた表示用の拡散スクリーンを提供することを目
的とする。 【構成】 拡散スクリーンは水平方向および垂直方向を
定める第１および第２の軸を有する透明な基体22a と、
この基体22a によって支持され、垂直方向で引き伸ばさ
れている複数の拡散粒子24a とによって構成されてい
る。このスクリーンは水平方向では粒子間の距離ｈを実
質上変化せずに垂直方向の隣接する粒子間の距離ｄを増
加させて垂直方向に粒子を引き伸ばすために加熱しなが
ら垂直方向30にシート22a を伸長させ、伸長させた状態
で冷却することによって製造することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は改良された拡散材料、特
に制御された拡散を必要とする光システムに供給される
ことができる高効率の拡散材料に関する。
【０００２】
【従来の技術】光投影ディスプレイシステムの投影スク
リーンの機能は光が陰極線管、液晶光バルブ、レーザま
たは他の画像源により生成されるか否かにかかわらず受
信した画像光の可視表示を提供することである。スクリ
ーンはスクリーン表面に入射する光エネルギを拡散およ
び再放射することにより可視画像を形成する。前面の投
影スクリーンは拡散粒子と反射性の後部面を具備する拡
散シートを含み、その結果、スクリーン前面に投射され
た光は反射され、二回拡散粒子を通過する。後方投影ス
クリーンも拡散粒子を支持する拡散シートを含むがスク
リーン後部に入射する光を受け１度のみ拡散粒子を通過
し、前面から拡散された光を放射する。
【０００３】前面投影構造と後方投影構造のいずれで使
用されても、スクリーンは画像品質と可視能力に大きな
影響を有し、それは画像が許容できる輝度である領域と
して定義される。高スクリーン利得は可視能力を増強す
る。スクリーン利得は（ａ）種々の観察角度の投影画像
の輝度と、（ｂ）完全に拡散された表面（例えばランベ
ルトの表面）により生成される輝度との比較である。理
想的な拡散器は均一利得１を有し、全ての視角で同一の
輝度を生成し、即ち、無方向性である。ランベルトの拡
散器は全ての方向で同一の輝度スクリーンを有し、視角
のコサインとして減少する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このような観察スクリ
ーンを使用する投影システムは十分な輝度を生成するよ
うにスクリーン利得を増加するために高い方向性のスク
リーンとして製造される。しかしながらスクリーン自体
は光を発生することができないので、特定の視角での輝
度の増加は他の視角での輝度の減少を招く。それにもか
かわらず多くのシステムは通常小さい視角でのみ観察さ
れ、又は高利得の小さい視角は大きな視角では減少した
輝度に値するように見えるのでスクリーン拡散パターン
の形態が所望される。
【０００５】拡散スクリーンに増加したスクリーン利得
を与えるために、拡散された光パターンはこれを正常の
円形形式から楕円形式に変化するように成形される。し
かしながら従来のビーム成形材料と技術は製造および使
用が困難であり、高価である。例えばホログラフの拡散
器は調節された屈折率変化と選択された散乱パターンを
達成するために体積ホログラムの屈折率において制御可
能なマイクロ変化をもって使用される。これらのホログ
ラフ装置は寸法に制限がある。
【０００６】ある前面投影スクリーンは正確な焦点が結
ばれるように方向的に投影光を受光し、反射するために
数学的に設計されたマイクロミラーの輪郭の反射表面を
利用して構成されている。これらの装置もまた製造が非
常に困難であり非常に高価である。
【０００７】従って本発明の目的は、前述の問題を回避
し、最小化しながら改良された制御された拡散特性を有
するスクリーンを提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】好ましい実施例に従って
本発明の原理を実行するために、拡散器は基体に埋設さ
れているかまたは表面に設けられている複数の拡散粒子
を支持する透明な基体で形成されている。拡散粒子は形
状が楕円型で第１の方向で第１の実質的に均一な密度と
整列を有し、第２の別の角度の方向でより小さい密度だ
が第２の実質上均一な密度と整列を有する。本発明の特
徴によると、制御された非対称の拡散を有する拡散器は
複数の拡散粒子を有する基体を提供することにより形成
され、この複数の拡散粒子は基体の初期状態で実質上球
体であり均一的に分散し、制御された整列により球体を
楕円型に引き延して第１の方向で粒子間の距離を増加す
るために第１の方向で基体を引延ばし、長くされた状態
で基体を固定する。
【０００９】
【実施例】図１は全体を10で示されている投影レンズを
有する画像投影装置を含んだ投影システムの一部分の非
常に簡略化した図であり、この投影レンズは画像を図に
12で示されている後面投影スクリーン上に投影する。後
面投影スクリーンが使用されているが、説明を進めるに
つれて本発明の原理は後面および前面投影スクリーン構
造の両者に同等に適用可能であることが理解されよう。
投影スクリーン12は既知の構造では、例えば１表面上に
ガラスまたはプラスティックビーズのような拡散粒子の
被覆を設けることによって多数の標準的な技術の任意の
もので処理される。これはスクリーン後部上に投影器に
より生成される画像光の均一な等方性拡散を行う。スク
リーンは前面13から放射する光の円形拡散パターンを生
成する。多くのタイプの拡散スクリーンに対しては例え
ば破線14で示されているように光は垂直なコーン角度θ
1 および同様の水平コーン角度（図１では示していな
い）で広く分散される。従って水平または垂直なコーン
角度内の目16で示されている人物はスクリーン上で画像
を観察することができる。観察する目の位置がコーン角
度の制限に近づくと、スクリーンの発光は減少し、極限
の角度で観察される画像は非常に不明瞭である。
【００１０】通常の観察状況では観察位置は横、即ち水
平方向で広く変化し、従って比較的広い水平視角が所望
される。しかしながら、多くの投影システムでは観察者
が垂直方向、すなわち破線18で示されているはるかに小
さい垂直コーン角度θ2 の境界を越えて位置されること
はほとんどない。実際10°〜15°またはそれ以下程の垂
直な視角は多くの応用で適切である。比較的大きな垂直
コーン角度を有する円形拡散パターンではスクリーンに
より透過される光の大部分は使用者の目の上または下の
いずれかに伝送され、実効的に無効である。この理由
で、ホログラフ装置、マイクロミラーアレイ等のような
複雑な拡散パターン制御装置は楕円型拡散パターン、即
ち、水平方向で比較的広いコーン角度を有し垂直方向で
比較的狭いコーン角度を有する拡散パターンを提供する
ために使用される。
【００１１】本発明の１局面によると、制御された主と
して楕円型拡散パターンは安価であり、拡散粒子を細長
い形状にし、２つの相互に直交する方向で異なった密度
を有するようにスクリーンを通って分配させることによ
り拡散スクリーンに容易に設けられる。本発明の１実施
例によると、図２で示されているシート20のような透明
な重合体光拡散器材料は複数のアクリル拡散器粒子24を
含む薄いアクリル重合体マトリクス22を含む。このよう
な材料の１つは商標名プレキシガラス（Plexiglas ）と
して市販されている拡散材料である。材料は基本的にプ
レキシガラスアクリルマトリクスで例えばマイクロ球体
のような７ミクロンの粒子の懸濁液または乳濁液として
形成され、0.5 ミリメートルと３ミリメートルの厚さを
含む。埋設された粒子はほぼ、球形構造を有する。厚さ
３ミリメートルは本発明の実施では好ましい。図２で示
されている市場で入手可能な拡散材料は図３の伸長軸30
により示されているように垂直方向で延ばされた（伸
長）マトリクス22ａを提供するために本発明の原理によ
り変形されている。伸長された材料22ａの粒子24ａは図
２で示されている自然状態の本来の材料の間隔と同じ水
平間隔を有する。しかしながら、図２で示され自然な状
態の材料で水平間隔に等しい垂直間隔ｄは図３の均一に
垂直の伸ばされた材料で距離ｄ1 まで増加される。距離
ｄ1 は実質上２ｄに等しい。この伸長処理はもとの厚さ
の約半分までシートの厚さを減少し、この球体粒子を図
３で示されているように楕円型の形態に引延ばす。伸長
された楕円形態の粒子はレンズとして動作する。
【００１２】材料を伸長するために図２で示されている
形状である状態で固定物でクランプされ、オーブンに入
れて約320 °Ｆまで加熱される。加熱中に、材料は垂直
方向の長さを実効的に二倍にし、埋設された粒子を細長
くするように垂直方向で伸長される。クランプされ伸長
された長くされた材料は張力の下でオーブンから出さ
れ、冷却される。冷却時、材料は伸長された長くされた
形態を設定し維持し、拡散粒子24ａは分散パターンに維
持され、図３で示され前述した粒子形状となる。これは
水平方向よりも垂直方向でかなり低い粒子密度を有する
パターンであり、埋設された粒子は垂直に細長くされて
いる。
【００１３】図４で示されているのは視角に対するスク
リーン利得を示したグラフである。図４の（伸長前の）
標準的な材料の拡散パターンは円形コーンであり、水平
および垂直軸で同一の拡散である。本発明の処理はこの
拡散パターンのみを変更する。曲線40は変形も伸長もさ
れていないプレキシガラスＬの拡散材料を使用する拡散
器スクリーンのスクリーン利得を示している。これは図
２の市販の材料である。曲線40は（例えば０°の視角
で）スクリーン軸上に＋３の最大利得と25°の半分の角
度、即ちスクリーン軸に対して25°の視角で最大の半分
の利得を有するスクリーンを示している。スクリーン利
得は曲線40で示されているように標準的な変形、伸長の
ない、細長くされていないプレキシガラスＬ材料に対し
て水平および垂直方向の両者で同一である。
【００１４】曲線42は図３で示された伸長された材料の
水平方向のスクリーン利得を示している。スクリーン軸
上の最大利得は約3.8 であり、半分の利得角度、即ち最
大利得の半分が約30°の視角で生じることに留意すべき
である。さらに、曲線40,42の比較から分かるのは長く
された材料の水平利得が広い水平視角を通じて変更され
ていない材料の利得よりも非常に大きいことが注目され
る。
【００１５】図４の曲線44は垂直軸に沿った図３の伸長
された材料のスクリーン利得を示している。さらに最大
のスクリーン利得は約3.8 である。軸上から10°よりも
僅かに大きい視角までは曲線44で示されているように垂
直方向の伸長された材料のスクリーン利得は曲線40で示
されている変形されていない材料のスクリーン利得より
もかなり大きい。比較的狭い垂直視角（約±10°）内の
垂直軸に沿ったこの増加された利得は曲線40の上で曲線
44より下の曲線40,44 との間のハッチ領域により示され
ている。伸長された材料に対する約10°のスクリーン利
得よりも大きい垂直視角では標準的な材料に対するスク
リーン利得よりも小さい。垂直の半分の利得角度は15°
である。しかしながら前述したように約15°よりも大き
い垂直の視角はほぼ生じることはなく、従ってこのよう
な大きな垂直角度での利得の低下は観察者の目に対して
輝度の損失を起こさない。しかしながら大きな垂直の視
角で減少したスクリーン利得は拡散スクリーンが光を生
成せず、光を再度導く事実を示し、その結果、そうでな
ければ、変形されない拡散材料による大きい垂直角度に
おける分散される実効的な光は狭い垂直角度に集中され
る。これは小さい垂直角度で高い発光を生成する。増加
した発光（増加したスクリーン利得）が標準的な材料の
水平角度スクリーン利得、即ち曲線40と比較して、比較
的広い水平視角即ち曲線42にわたって与えられる。
【００１６】多くの異なったタイプの伸長固定装置が標
準的材料の伸長のために使用できることが理解されよ
う。図５で示されているのは１つのこのような固定装置
である。これは歯車支持体58,60 上に取り付けられてい
る垂直の支柱54,56 により強固に相互接続されている上
部と下部の水平バー50,52 を有する長方形のフレ−ムを
含む。中間の水平バー64は垂直支柱54,56 に近接する上
部および下部の水平バー50,52 との間に延在する垂直の
滑動支柱66,68 上に垂直運動するように滑動可能に設け
られている。支柱66,68 は小さい量の水平運動を行うた
めスロット中に設けられている。１対の垂直のジャッキ
捩子69,70 は下部バー52と上部固定装置72,74 で軸受け
で支持されている。モータ75により駆動される鎖73と結
合鎖76は滑動支柱66,68 に沿って上方向または下方向に
中間の水平バー64を駆動するため調和して捩子を回転す
る。クランプ80,82 のような複数の下部クランプは移動
可能な中間バー64上で設置され、またクランプ84,86 の
ような複数の上部クランプは上部バー50上に取付けられ
ている。下部クランプおよび上部クランプ80〜86はシー
トが垂直に伸長されるときに生じることを可能にするシ
ートの幅が狭くなるのに適合するように小量の水平運動
ができるように設けられている。
【００１７】90,92 で示されているような複数の側面の
クランプは滑動支柱68上に垂直に滑動運動可能に設けら
れ、同様のクランプ94,96 は支柱66上に滑動可能に設け
られている。全て互いに同一の各側面クランプは滑動可
能に垂直支柱を受けるスロット102 を有するクランプ本
体100 を含むことができる。１対の相対的に動作可能な
クランプ指104,106 はクランプ本体に固定され、拡散器
シートの部分をクランプするために捩子108 により調節
される。
【００１８】互いに同一の上部および下部クランプはそ
れぞれ上部110 と、滑動可能に水平バー50を囲む１対の
垂直方向のフランジ112,114 を含む。フランジ112,114
に固定された相対的に移動可能なクランプ指116,118 は
それらの間に拡散シートの一部分を堅く把持するように
クランプ捩子120 により相互に関して調節される。例示
の実施例では図５で示されている固定装置は横の長さが
11フィ−トで全長が約7.5 フィートである。
【００１９】固定装置を使用する場合、水平の寸法が例
えば10フィートで垂直の寸法が3.5フィートの市販のプ
レキシガラスＬのシートが上部バー50と下部バー64にク
ランプされた長いほうの縁部とクランプ90,92,94,96 で
クランプされる短い垂直縁部で固定装置に取付けられて
いる。最初に下部バー64は図５の破線で示されているよ
うに上部位置に存在する。シートは平面に位置されるが
伸長されておらず、上部縁部と下部縁部と側面縁部の間
にクランプされ、固定装置全体はオーブンに運ばれ約32
0 °Ｆに加熱される。このような温度に維持しながら、
シートは下部バー64を下方向に駆動するため捩子69,70
を動作することによって伸長される。バーは一様な方法
で下方向に駆動され、常に水平位置を維持している。垂
直バー上のクランプ90,92,94,96 は材料が伸長されると
き垂直支柱66,68 に沿って下方向に滑動し、さらに、伸
長されるとき材料の幅が減少するので垂直支柱の小さい
水平動作により少しだけ内方向に移動する。
【００２０】上部および下部の水平バー50,64 上のクラ
ンプ80,82,84,86 は材料が水平バー50,64 に沿って比較
的僅かな量だけ水平に滑動することにより伸長されると
き水平にも移動する。結果的なシートは約７´×９´の
寸法を得るために伸長され、約２対１の垂直伸長を提供
する。水平方向の拡散粒子密度を増加する水平の幅の細
くなる量は非常に小さく分散パターンに顕著な影響はし
ない。所望ならばこの小量の幅の狭くなることでさえも
支柱66,68 の内方への運動の抑制により除去されること
ができる。結果的な長くされたシートは従って4.5 ´×
６´または６´×８´の前面または後面投影スクリーン
を組立てるのに十分な材料を提供する。側部クランプは
材料が伸長されるとき垂直縁部の方向の均一性を維持す
るために設けられる。伸長期間中に使用された伸長力は
材料の軟化された加熱状態のために比較的適度である。
しかしながら伸長の終了後、材料はオーブンから除去さ
れ、全てのクランプとクランプバーは同一の位置に留め
られる。材料が冷却するとき、保持力は非常に大きくな
り、シートは十分に冷却されて伸長された長くされた状
態に設定されるまで張力下にある。冷却されるときシー
トは永久に伸長された長くされた状態を維持する。
【００２１】シートが垂直方向に伸長するとき、前述し
たように拡散粒子はさらに間隔を隔てられ、離され垂直
密度は減少する。プレキシガラスＬ材料の前述の伸長過
程において、標準的には変形されていない材料において
基本的に球形であるマイクロ球体拡散粒子が実際楕円型
に変形され、伸長軸または垂直軸に沿って長くされるこ
とが認められている。
【００２２】湾曲したスクリーンが望ましいならば、伸
長し湾曲したシートはモールド中に置かれ、モールドは
シートの伸長状態を維持し、加熱され、所望の湾曲度に
成形され、永久的に伸長し湾曲した状態に冷却される。
【００２３】前述したように前述の拡散器は後面投影ま
たは前面投影スクリーンのいずれかで使用される。後面
投影スクリーンでは伸長前の厚さが約３ミリメートルで
ある材料が使用される。前面投影スクリーンでは拡散器
に反射性の後部表面が設けられているので光は拡散器を
二回通過する。それ故、前面投影スクリーンで本発明の
原理を使用すると標準形態の材料の粒子密度と材料の厚
さは後面投影スクリーンで同一の動作を得るために使用
される厚さの半分しか必要としない。前面投影スクリー
ンは後部のアルミニウム化されたＣＡＰ材料と、前面の
堅い被覆された表面を有する透明なアクリルの３／８イ
ンチの厚さのパネルを使用する。後面投影スクリーンは
種々の視野を提供するため拡散シートの１以上の透明な
層を利用する。材料の厚さと拡散粒子の十分な割合は最
適の結果を与えるため変化される。典型的な材料粒子の
十分な割合は約20％と30％の間である。0.060 インチの
初期的な厚さを有するプレキシガラスＬ材料が使用さ
れ、伸長後、0.030 インチの厚さを有する。
【００２４】多数の標準的な拡散スクリーン、特に前面
投影スクリーンとして使用されるスクリーンはビード状
のプラスチックまたは他の拡散粒子を使用する。最初に
半球の拡散粒子の実質上均一の等方性密度を有するこの
ようなビード状の粒子を有する前面投影スクリーンは前
述したように楕円型拡散パターンを提供するように変形
される。ビード状の粒子の表面を有する材料はプレキシ
ガラスＬ材料と共に前述した方法で伸長され、従ってス
クリーン表面上のビードの付けられたプラスチック粒子
はスクリーン基体の伸長後、長くされた半楕円型形状と
垂直方向よりも水平方向で大きな密度を有する。
【００２５】前述の楕円型拡散パターンシートは液晶デ
ィスプレイパネルの後部照明用に使用される。すなわ
ち、図８で示されているように液晶ディスプレイパネル
200 は拡散照明を有する後部光源により照明される。照
明光源は液晶ディスプレイ200の後部に対して短距離で
反射器206,208 に取付けられているランプ202,204 のよ
うな適切なタイプのランプで形成される。ランベルト拡
散分布を提供するために標準的な拡散器を使用する代り
に、図１〜７に関連して前述したタイプの楕円型拡散器
シートは図８のシート210 で示されているように使用さ
れ位置される。より限定された拡散角度を有する場合の
楕円型拡散器シート210 の使用は通常蛍光灯であるラン
プ202,204 からの光を処理する。ランプからの光は楕円
型拡散シート210 により小さい垂直の視角に集中される
ように反射器から反射される。従って非常に小量の光が
浪費されるだけである。換言すれば、液晶パネルを観察
する人物の視角を越えた角度で液晶モジュールを透過さ
れる光は少ない。ディスプレイ前面の観察者は効率的に
液晶パネルを通して背後からの拡散光源を直接観察す
る。減少した垂直の視角によって非常に増加した装置の
輝度または照明が観察者に与えられる。
【００２６】前面投影スクリーンではスクリーンの高さ
例えば垂直方向のスクリーンの寸法は約10フィートより
大きいことが好ましくこれは入手可能なプレキシガラス
のＬ材料の最大の幅の２倍である。本発明によると、最
初に５フィートの高さ（広さ）で高さのシートを約２倍
に伸長して、高さが10フィートの所望の楕円型拡散パタ
ーンを有する拡散シートを形成する。前述の改良した幅
の狭くされた垂直視野を有する20フィートの高さのスク
リーンを得るため、このような伸長した垂直に長くされ
たシートを共に結合する。ここで説明した楕円型拡散器
は性能がプレキシガラス材料に加えられた変更装置（粒
子）の割合と材料の厚さに基づいているバルク材料であ
る。それ故、接合点でシートの厚さを制御することが重
要である。
【００２７】20フィートスクリーンのような大型スクリ
ーンを得るため、実質上不可視の接合点を有する許定可
能な可視性能を得るように２つの伸長された材料シート
を接合することが可能である。２つのこのような伸長さ
れた楕円型拡散器シートとほぼ不可視の接合点を結合す
る第１の方法は図９のａ，ｂで示されている。これらの
図面は第１の伸長された楕円型拡散器部220 と第２の伸
長された楕円型拡散器部分222 を示し、これらはそれぞ
れ縁部224,226 で示されているように斜めに切り取った
隣接する縁部を有する。２つの片は傾斜した縁部に沿っ
て接触され互いに液状接着剤で結合される。これらのシ
ートをこのように結合するとき、楕円型拡散の最適な性
能を確実にするため結合された接合部の実効的な厚さの
正確性の維持が重要である。
【００２８】図10のａ，ｂは傾斜した接合点と半分重ね
られた接合点とを効果的に組合わせた別の装置を示して
おり、第１の伸長された楕円型拡散シート部分230 が第
２のシート部分232 と接合され、２つのシートは重複し
た段部の端部234,236 を有し、それらは傾斜した切取ら
れた端部238,240 と242,244 とを具備する。図10ｂで示
されているように２つの段部の端部は重ねられ熱圧縮で
結合される。このタイプの接合点は埋設され伸長された
楕円型粒子を有する拡散器の非対称バルク密度特性の歪
みを少なくする。
【図面の簡単な説明】
【図１】垂直の視角を示す投影システムの一部分の簡略
側面図。
【図２】表面上に均一に、等方的に分布された球状拡散
粒子を有する処理前のシート材料の概略図。
【図３】拡散粒子の形状と均一な等方的分布を変化する
ために処理された後の図２の材料を示した図。
【図４】視角によるスクリーン利得の変化を示すグラ
フ。
【図５】拡散材料のシートを引き伸ばす延長用の装置の
概略斜視図。
【図６】図５の装置で使用される例示的なクランプの詳
細図。
【図７】図５の装置で使用される例示的なクランプの詳
細図。
【図８】後部光源の一部分として本発明の楕円型拡散器
を利用した平面パネルディスプレイの概略図。
【図９】引き伸ばした楕円型の拡散器パネルシートを結
合する第１の方法の説明図。
【図１０】引き伸ばした楕円型拡散器パネルシートを結
合する第２の方法の説明図。

Claims (28)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 第１および第２の方向を限定する相互に
    角度を有する第１および第２の軸を有する透明な基体
    と、 前記基体により支持され、前記第２の方向で引き伸ばさ
    れている複数の拡散粒子とを具備することを特徴とする
    拡散器。
  2. 【請求項２】 前記粒子は、前記第１の方向で第１の実
    質上均一な密度を有し、前記第２の方向で第２の実質上
    均一な密度を有し、前記第１の密度は前記第２の密度よ
    りも大きい請求項１記載の拡散器。
  3. 【請求項３】 前記粒子が実質上楕円形状である請求項
    ２記載の拡散器。
  4. 【請求項４】 前記粒子が前記第１の方向の粒子間の距
    離の実質上２倍である距離により前記第２の方向で互い
    に間隔を隔てられている請求項１記載の拡散器。
  5. 【請求項５】 前記粒子が水平方向よりも垂直方向で互
    いに間隔を隔てられており、前記拡散器により光が比較
    的小さい角度で垂直に拡散され、比較的大きい角度で水
    平に拡散される請求項１記載の拡散器。
  6. 【請求項６】 前記基体が前記第２の方向で引き伸ばさ
    れている請求項１記載の拡散器。
  7. 【請求項７】 前記粒子が前記基体に埋設されている延
    長されたマイクロ球体である請求項１記載の拡散器。
  8. 【請求項８】 前記粒子が前記基体の表面に固定されて
    いるプラスチックビードである請求項１記載の拡散器。
  9. 【請求項９】 前記基体が前記第２の方向で伸長された
    プラスチックシートで構成されている請求項１記載の拡
    散器。
  10. 【請求項１０】 前記基体が埋設されたマイクロ球体を
    有するプレキシガラスのシートで構成され、シートとマ
    イクロ球体は第２の方向で引き伸ばされている請求項１
    記載の拡散器。
  11. 【請求項１１】 領域上に実質的に均一に分散される複
    数の拡散粒子を有する基体を提供し、 第１の方向で前記粒子を伸長し、それによって前記粒子
    を前記第１の方向で引き伸ばす段階を具備する拡散の制
    御された非対称を有する拡散器の形成方法。
  12. 【請求項１２】 前記伸長する段階において前記第１の
    方向で前記基体を伸長することを含む請求項１１記載の
    方法。
  13. 【請求項１３】 前記基体がプラスチックシートであ
    り、前記伸長する段階が前記プラスチックシートを加熱
    し、プラスチックシートと前記粒子の少なくとも一部を
    加熱されながら前記第１の方向に引き伸ばし、前記プラ
    スチックシートと粒子を引き伸ばした状態を維持しなが
    ら冷却する請求項１１記載の方法。
  14. 【請求項１４】 基体を提供響する前記段階において、
    複数の均等に分散されたマイクロ球体を有するプラスチ
    ックマトリクスを形成する請求項１１記載の方法。
  15. 【請求項１５】 基体を提供する前記段階において、表
    面上に均一に分散されて固定された複数のビードを有す
    る基体を形成する請求項１１記載の方法。
  16. 【請求項１６】 表面に湾曲を与えるために前記シート
    を湾曲する工程を含む請求項１３記載の方法。
  17. 【請求項１７】 増加された寸法の拡散器を与えるため
    に、前記基体上に傾斜した縁部を形成し、前記端部を同
    様の拡散器の傾斜した縁部に接合する請求項１３記載の
    方法。
  18. 【請求項１８】 請求項１１の方法により製造された拡
    散器。
  19. 【請求項１９】 請求項１２の方法により製造された拡
    散器。
  20. 【請求項２０】 請求項１３の方法により製造された拡
    散器。
  21. 【請求項２１】 前記シート上に均一に分散されて埋設
    されている拡散粒子を有するプラスチックシートを提供
    し、 第１の方向に対して横断する方向の第２の方向において
    前記粒子間の距離を実質上変化せずに前記第１の方向の
    隣接する粒子間の距離を増加させ、前記第１の方向にお
    いて前記粒子を引き伸ばすために第１の方向に前記シー
    トを伸長する段階により製造される拡散器スクリーン。
  22. 【請求項２２】 前記伸長する段階において、第１、第
    ２の相互に間隔を隔てられたバーの間の前記シートをク
    ランプし、前記シートと粒子を加熱し、加熱しながら前
    記粒子をとシートを伸長するため前記バーを互いに話す
    方向に移動させ、前記粒子とシートを伸長状態に設定す
    るために伸長された状態に維持しながら前記粒子とシー
    トを冷却する段階を含む請求項２１記載の拡散器。
  23. 【請求項２３】 前記シートのクランプにおいて、前記
    シートに張力を与えるために第１、第２の縁部で前記シ
    ートを把持し、前記バーを互いに離れるように移動さ
    せ、前記シートは冷却され、前記シートを第３、第４の
    縁部で把持し、前記バーを互いに離れるように移動させ
    る請求項２２記載の拡散器。
  24. 【請求項２４】 透明な材料のシートと、 前記シートにより支持される複数の拡散粒子とを具備
    し、前記粒子は第１の方向で引き伸ばされ、前記第１の
    方向において比較的大きな距離で互いに間隔を隔てら
    れ、第２の方向において比較的小さい距離で互いに間隔
    を隔てられている拡散器。
  25. 【請求項２５】 前記粒子は透明な材料のシート内に埋
    設されている請求項２４記載の拡散器。
  26. 【請求項２６】 前記粒子は透明な材料のシートの表面
    に結合されている請求項２４記載の拡散器。
  27. 【請求項２７】 前記シートは前記第１の方向で伸長さ
    れている請求項２５記載の拡散器。
  28. 【請求項２８】 前記透明材料のシートは傾斜した角度
    で切取られ、互いに接合されている前記第１の方向に延
    在する隣接縁部を有する第１、第２の部分を具備してい
    る請求項２４記載の拡散器。
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