CN102221771A

CN102221771A - 一种用于模拟视景的背投影屏幕

Info

Publication number: CN102221771A
Application number: CN 201110177303
Authority: CN
Inventors: 张益民; 李小兵; 吴庆富
Original assignee: CHENGDU FSCREEN SCI-TECH Co Ltd
Current assignee: CHENGDU FSCREEN SCI-TECH Co Ltd
Priority date: 2011-06-28
Filing date: 2011-06-28
Publication date: 2011-10-19

Abstract

本发明公开了一种用于模拟视景的背投影屏幕，它包括基底（11），基底（11）的入光侧或出光侧设置有透镜（1），在基底（11）的出光侧或透镜（1）的出光侧设置有抗眩光层（4），所述的透镜（1）为菲涅尔透镜，菲涅尔透镜中含有附加的散射粒子（2）。本发明有益效果是：通过光入射面的菲涅尔透镜把投影光往观看点汇聚，能够提高图像亮度均匀性，同时着色部分和抗眩光层能够有效降低外界光线的反射，提高了图像的对比度，本发明在观察位置观察到的图像的亮度均匀性高于85%，且保证了观看者能够从屏幕上看到更接近真实环境的亮度连续的图像。

Description

一种用于模拟视景的背投影屏幕

技术领域

本发明涉及一种用于模拟视景的背投影屏幕。

背景技术

背投影显示是常见的实现大画面、高分辨率显示的主要手段之一。广泛用于会议、监控、展示、仿真、娱乐等领域。背投影屏幕是背投影显示系统的关键部件之一，其主要作用是作为成像的物面，同时按需要对投影光能进行分布，使观众看到高对比度、亮度均匀的清晰画面，另外，背投影屏幕对图像显示的分辨率和对比度有一定程度的影响。

普通的背投影屏幕具有较大的水平视角和较小的垂直视角，满足在会议、监控、展览展示等领域的应用，如丹麦DNP公司的广角屏幕，菲斯特科技的光学屏幕等，其水平半增益视角为36°±2°，垂直半增益视角为10°±2°。扩散型屏幕则具有水平和垂直视角相等及半增益视角较小的特点，在一些要求较低的场合采用。但是在一些特殊应用领域，如浸入式模拟仿真系统，当视景系统由多画面组成时，希望得到尽可能均匀一致的图像，普通的背投影平模在水平、垂直方向亮度分布的不一致，使观察者看到的图像的均匀性低于30% ，而扩散型屏幕的半增益视角太小也不符合要求。

发明内容

本发明的发明目的在于解决现有技术的不足，提供一种用于模拟视景的背投影屏幕，通过光入射面的菲涅尔透镜把投影光往观看点汇聚，能够提高图像亮度均匀性，同时着色部分和抗眩光层能够有效降低外界光线的反射，提高图像的对比度。

本发明的发明目的是通过以下技术方案实现的：一种用于模拟视景的背投影屏幕，它包括基底，基底的入光侧或出光侧设置有透镜，基底的出光侧或透镜的出光侧设置有抗眩光层，所述的透镜为菲涅尔透镜，菲涅尔透镜中含有附加的散射粒子。

所述的菲涅尔透镜为正透镜，其齿距为0.05～0.3mm。

所述的抗眩光层由微细结构或增透镀层等构成。

所述的基底包括基板，基板中均匀分布有散射粒子和着色剂。

所述的基底包括扩散层和着色层，所述的扩散层和着色层与透镜和抗眩光层可以分层复合，也可以整体成型。

所述的透镜的入光侧设置有抗眩光层。

本发明的有益效果是：通过光入射面的菲涅尔透镜把投影光往观看点汇聚，能够提高图像亮度均匀性，同时着色部分和抗眩光层能够有效降低外界光线的反射，提高了图像的对比度，本发明在观察位置观察到的图像的亮度均匀性高于85%，且保证了观看者能够从屏幕上看到更接近真实环境的亮度连续的图像。

附图说明

图1 为本发明的结构示意图之一；

图2 为本发明的结构示意图之二；

图3 为测试菲涅尔透镜的焦距F的示意图；

图4 为测评试验的基本结构图；

图5 为DNP WA型屏幕的增益测试曲线图；

图6 为散射屏幕的增益测试曲线图；

图7 为普通背投影屏幕的增益测试曲线图；

图8 为本发明的测试增益测试曲线图；

图9 为普通被投影屏幕的亮度测试分布图；

图10 为本发明的亮度测试分布图；

图中，1-透镜，2-散射粒子，3-着色剂，4-抗眩光层，5-基板，6-扩散层，7-着色层，8-投影机，9-屏幕，10-观察点，11-基底。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的描述：如图1、图2所示，它包括基底11，基底11的入光侧或出光侧设置有透镜1，基底11的出光侧或透镜1的出光侧设置有抗眩光层4，所述的透镜1的入光侧还设置有抗眩光层4，所述的透镜1为菲涅尔透镜，菲涅尔透镜为正投镜，其齿距为0.05～0.3mm，菲涅尔透镜中还含有附加的散射粒子2，所述的抗眩光层4由微细结构或增透镀层等构成。

如图1，基底11包括基板5，基板5中均匀分布有散射粒子2和着色剂3；如图2，基底11包括扩散层6和着色层7，所述的扩散层6和着色层7与透镜部分和抗眩光层4可以分层复合，也可以整体成型。

本发明的抗眩光层4与着色部分（即着色剂3或着色层7）能够有效地降低外界光线的反射，提高了图像的对比度。

如图3所示，L1为投影机8到屏幕9的距离，L2为观察点10到屏幕9的距离，本发明所使用的菲涅尔透镜的焦距F需满足：

Figure 2011101773037100002DEST_PATH_IMAGE001

，本发明可以将投影光能往观察点10汇聚，提高了亮度均匀性。

本发明的效果测评：

（1）试验方法及条件：设直径为1800mm的圆形的屏幕9，组成如图4的投影系统，观看点距屏幕9的距离为L，则观看角a与L的关系如下表所示：

D	L	a
			1800	1000	42°
1800	1100	39.3°
			1800	1200	36.9°
1800	1300	34.7°
			1800	1400	32.7°

（2）下面是在观看角度范围内，用常规背投屏幕增益测试方法，测定的增益或亮度。

如图5所示为DNP WA型屏幕测出的增益曲线图，其中，x轴为视角度，y轴为增益，位于上方的曲线为水平增益，下方的曲线为垂直增益；如图6所示为散射屏幕的增益曲线图，其中，x轴为视角度，y轴为增益，位于上方的曲线为最大反差时的增益曲线，中间的曲线为高反差时的增益曲线，下方的曲线为。它们在观看点得到的屏幕增益下表所示：

屏幕直径	观看距离	观看角	观看角	DNP WA	DNP WA	最大亮度差	散射屏1	散射屏1	最大亮度差	散射屏2	散射屏2	最大亮度差
													D(mm)	L(mm)	a(弧度)	a(度)	边缘增益	中心增益	%	边缘增益	中心增益	%	边缘增益	中心增益	%
1800	1000	0.7328151	42.0	1.3	3.5	62.9	1.1	1.4	21.4	0.9	1.2	25.0
													1800	1100	0.6857295	39.3	1.4	3.5	60.0	1.15	1.4	17.9	0.95	1.2	20.8
1800	1200	0.6435011	36.9	1.5	3.5	57.1	1.18	1.4	15.7	0.98	1.2	18.3
													1800	1300	0.6055446	34.7	1.6	3.5	54.3	1.2	1.4	14.3	1	1.2	16.7
1800	1400	0.5713374	32.7	1.8	3.5	48.6	1.22	1.4	12.9	1.04	1.2	13.3

从上表可以看出选择散射屏即低增益屏幕时，对亮度均匀性有一定改善，但是散射屏的中心增益较低，导致亮度太低。

如图7所示为普通背投影屏幕的测试增益曲线图，其中，x轴为视角度，y轴为增益，位于上方的曲线为垂直增益，下方的曲线为水平增益；如图8所示为本发明的测试增益曲线图，其中，x轴为视角度，y轴为增益，垂直增益与水平增益的曲线重叠。图中可以看出本发明半增益视角能够达到30°，其在水平方向上的增益与垂直方向上的增益基本上一致而普通背投影屏幕的水平增益和垂直增益则相差很大。

如图9所示为普通背投影屏幕的亮度分布图，如图10所示为本发明的屏幕亮度分布图，图中可以看出，亮度等高线向屏幕8边缘均匀的降低，保证了观看者能够从屏幕8上看到更接近真实环境的亮度连续的图像，而普通背投影屏幕亮度均匀性较差。

本发明具有45％～60％的全光线透过率。

Claims

1.一种用于模拟视景的背投影屏幕，其特征在于：它包括基底（11），基底（11）的入光侧或出光侧设置有透镜（1），在基底（11）的出光侧或透镜（1）的出光侧设置有抗眩光层（4），透镜（1）为菲涅尔透镜，菲涅尔透镜中含有附加的散射粒子（2）。

2.根据权利要求1所述的一种用于模拟视景的背投影屏幕，其特征在于：所述的菲涅尔透镜为正透镜，其齿距为0.05～0.3mm。

3.根据权利要求1所述的一种用于模拟视景的背投影屏幕，其特征在于：所述的抗眩光层（4）由微细结构或增透镀层等构成。

4.根据权利要求1所述的一种用于模拟视景的背投影屏幕，其特征在于：所述的基底（11）包括基板（5），基板（5）中均匀分布有散射粒子（2）和着色剂（3）。

5.根据权利要求1所述的一种用于模拟视景的背投影屏幕，其特征在于：所述的基底（11）包括扩散层（6）和着色层（7），所述的扩散层（6）和着色层（7）与透镜（1）和抗眩光层（4）可以分层复合，也可以整体成型。

6.根据权利要求1所述的一种用于模拟视景的背投影屏幕，其特征在于：所述的透镜（1）的入光侧设置有抗眩光层（4）。