CN106575074B - 高对比度、基于玻璃的可写入/可擦除前投影屏幕 - Google Patents

高对比度、基于玻璃的可写入/可擦除前投影屏幕 Download PDF

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Abstract

提供了高对比度、基于玻璃的可写入/可擦除前投影屏幕。所述屏幕包括透明玻璃片，所述透明玻璃片具有间隔开距离d的前表面和后表面。所述后表面与漫射元件光学接触。在使用所述投影屏幕期间，所述玻璃片将来自投影仪的图像光透射到所述漫射元件，并且所述漫射元件将此光的一部分向回反射穿过所述玻璃片到达用户。所述屏幕具有面向用户表面，所述面向用户表面为可写入/可擦除表面。在实施例中，所述距离d小于或等于0.2毫米，所述投影屏幕的白度W小于或等于0.5，并且/或者所述投影屏幕的对比度C至少为75％。

Description

高对比度、基于玻璃的可写入/可擦除前投影屏幕
相关申请的交叉引用
本申请根据35 U.S.C.§119要求于2014年7月30日提交的美国临时申请序列号62/030833的优先权权益，该临时申请的内容被用作依据并且通过引用以其全部内容结合在此。
技术领域
本公开涉及前投影屏幕，所述前投影屏幕还是可写入/可擦除标记板(也称为白板或干擦除板)。所述屏幕由玻璃片构造而成，并且，在优选实施例中，达到至少为75％的对比度水平。
定义
如在此所使用的，以投影屏幕的百分比为单位的对比度是通过估算以下等式而获得的值：
C＝100*(I最大-I最小)/(I最大+I最小)％ 等式(1)
其中，I最大和I最小是使用在竖直方向上具有1080像素分辨率的投影仪以及以下实验方案获得的：
(1)在消除外界光源(例如，室内光、窗口光等)的情况下，将图像从投影仪投影到屏幕上，其中：
(a)通过使投影仪的所有像素变成白色(除像素被设置为零的单条水平线(黑线)之外)来产生图像；并且
(b)选定投影仪与屏幕的前表面之间的距离，从而使得黑线在屏幕的前表面处具有1.77mm的厚度，即，投影仪到屏幕的前表面的距离为整个图像产生了约为2米的垂直尺寸；
(2)使用产生图像的像素化的计算机可读记录的科研级相机拍摄在屏幕上的图像，所述拍摄是在相机的伽马校正关闭的情况下进行的，并且图像的由计算机可读记录的像素覆盖的区域小于或等于100mm2；
(3)使用图像分析软件来分析由所述科研级相机产生的计算机可读记录，以确定与由所述相机检测到的最大光强和最小光强I最大和I最小相对应的数值；并且
(4)使用如此获得的I最大和I最小的值来估算等式(1)。
白色打印纸可以用作对以上实验方案的对照，并且应该给出至少95％的C值。
如在此所使用的，投影屏幕的白度是通过估算以下等式而获得的值：
W＝I屏幕/I白色 等式(2)
其中，I白色和I屏幕是使用产生白色图像的投影仪以及以下实验方案获得的：
(1)在消除外界光源(例如，室内光、窗口光等)的情况下，将白色图像投影到一张白色打印纸上以产生被照明的白色区域；
(2)使用产生图像的像素化的计算机可读记录的科研级相机来拍摄所述被照明的白色区域；
(3)使用图像分析软件来分析由所述科研级相机产生的计算机可读记录，以确定与由所述相机检测到的平均光强I白色(平均灰度级)相对应的数值；
(4)用投影屏幕替换白色打印纸，从而使得所述被照明的白色区域落在屏幕上；
(5)使用所述科研级相机来拍摄所述被照明的白色区域以产生图像的像素化的计算机可读记录；
(6)使用图像分析软件来分析由所述科研级相机产生的计算机可读记录，以确定与由所述相机检测到的平均光强I屏幕(平均灰度级)相对应的数值；
(7)使用如此获得的I白色和I屏幕的值来估算等式(2)。
背景技术
基于玻璃的可写入/可擦除标记板为本领域所公知。参见美国公开号2011/091860(Supera等人；2011年4月21日)、美国公开号2006/073466(Solomon；2006年4月6日)以及CN2542455Y(2003年4月2日)。这样的标记板的商业实施例已经能够为用户提供可写入性和可擦除性的基本功能。然而，这些标记板还不能充当投影屏幕。实际上，其性能如此之差，以至于消费者已经被建议不要使用基于玻璃的可写入/可擦除标记板作为投影屏幕。
现有技术板的问题一直都是对比度。实质上，对比度如此之差，以至于使用所述板作为投影屏幕在信息通信中已经分散注意力而非帮助人们观看所述板。应注意的是，当投影数据时，对比度尤其重要，因为数据通常为黑色字符和全白背景并且特征较小。本公开解决了本领域中这一长期存在的问题并且提供了展现出较高对比度水平的基于玻璃的可写入/可擦除的前投影屏幕。
发明内容
根据第一方面，公开了一种投影屏幕(7)，所述投影屏幕具有在使用所述投影屏幕期间面向用户的面向用户表面(43)，所述投影屏幕包括透明玻璃片(13)和漫射元件(19，31，33)，其中：
(a)所述玻璃片(13)具有间隔开距离d的前表面(15)和后表面(17)；
(b)所述玻璃片(13)的所述后表面(17)与所述漫射元件(19，31，33)光学接触，即，来自投影仪的图像光可以通过所述后表面到达所述漫射元件，并且从所述漫射元件反射的光可以通过所述后表面回到所述玻璃片中；
(c)在使用所述投影屏幕(7)期间，所述玻璃片(13)的所述前表面(15)和后表面(17)将来自投影仪(9)的图像光透射到所述漫射元件(19，31，33)，并且所述漫射元件(19，31，33)使此光的一部分向回反射穿过所述玻璃片(13)到达用户；
(d)所述距离d大于0.05毫米并且小于或等于0.2毫米；并且
(e)所述投影屏幕(7)的所述面向用户表面(43)为可写入/可擦除表面。
根据第二方面，公开了一种投影屏幕(7)，所述投影屏幕具有在使用所述投影屏幕(7)期间面向用户的面向用户表面(43)，所述投影屏幕包括透明玻璃片(13)和漫射元件(19，31，33)，其中：
(a)所述玻璃片(13)具有前表面(15)和后表面(17)；
(b)所述玻璃片(13)的所述后表面(17)与所述漫射元件(19，31，33)光学接触，即，来自投影仪的图像光可以通过所述后表面到达所述漫射元件，并且从所述漫射元件反射的光可以通过所述后表面回到所述玻璃片中；
(c)在使用所述投影屏幕(7)期间，所述玻璃片(13)的所述前表面(15)和后表面(17)将来自投影仪(9)的图像光透射到所述漫射元件(19，31，33)，并且所述漫射元件(19，31，33)使此光的一部分向回反射穿过所述玻璃片(13)到达用户；
(d)所述玻璃片(13)和所述漫射元件(19，31，33)一起为所述投影屏幕(7)提供小于或等于0.5(例如，小于或等于0.4、小于或等于0.3或者小于或等于0.2)的白度W；并且
(e)所述投影屏幕(7)的所述面向用户表面(43)为可写入/可擦除表面。
在本公开的以上方面的实施例中，投影屏幕具有至少75％的对比度(例如，至少80％、至少85％、至少90％或者至少95％的对比度)。
在上述对本发明各方面的概述中使用的参考号只是为了方便读者，并非旨在并且也不应理解为限制本发明的范围。更一般地，应理解的是，前面的总体描述和以下详细描述对本发明来说都仅是示例性的，并且旨在提供用于理解发明的性质和特征的概述或框架。
本发明的附加特征和优点在以下详细描述中阐述，并且部分地将从该描述中对于本领域技术人员来说是容易清楚的或通过实践如由此处的描述所例示的本发明而被认识。附图被包括以提供对本发明的进一步的理解，并且附图结合在本说明书中且构成本说明书一部分。应理解的是，在说明书和附图中公开的本发明的各个特征可以单独使用以及以任意和所有组合来使用。
附图说明
图1展示了如果现有基于玻璃的可写入/可擦除标记板用作前投影屏幕将导致的低对比度水平。
图2展示了由一张白色打印纸展现的对比度。
图3和图4展示了由根据本公开的实施例构造的基于玻璃的可写入/可擦除标记板展现的高对比度水平。这些对比度水平明显高于图1的对比度水平并且与图2的对比度水平相当。
图5是示意性光线追踪，展示了根据本公开已经被发现是图1中展示的类型的低对比度源的波导效果。
图6是使用ZEMAX获得的光线追踪，进一步展示了所述波导效果。此图中未示出所述漫射元件。
图7是示意性光线追踪，进一步展示了根据本公开已经被发现是图1中展示的类型的低对比度源的波导效果。此图中未示出所述漫射元件。
图8是对比度C(纵轴)与玻璃厚度d(横轴)的曲线图。此图的正方形数据点针对图1、图3和图4的实验。使用图6所示的类型的ZEMAX光线跟踪来计算菱形数据点。
图9、图10和图11展示了对前投影屏幕的漫射元件的白度W的对比度的影响。
图12是以百分比为单位的对比度C(纵轴)与百度W(横轴)的曲线图。
图13是根据本公开的实施例构造的投影屏幕的示意性横截面图，其中，漫射元件涂覆在玻璃片的后表面上。
图14是根据本公开的实施例构造的投影屏幕的示意性横截面图，其中，漫射元件层压到玻璃片的后表面上。
图15是程式化示意图，展示了根据本公开的实施例的采用卷曲构型的投影屏幕。
图16是根据本公开的实施例构造的投影屏幕的示意性横截面图，其中，漫射元件层压到玻璃片的后表面上并且背衬层压到漫射元件上。
图17是根据本公开的实施例构造的投影屏幕的示意性横截面图，其中，漫射元件层压到玻璃片的后表面上，背衬层压到漫射元件上，并且防眩光元件涂覆在玻璃片的前表面上。
图5、图7以及图13至图17不是按比例的。
图中所使用的参考号指代以下内容：
7 投影屏幕
9 投影仪
11 来自投影仪的图像光
13 玻璃片
15 玻璃片前表面
17 玻璃片后表面
19 漫射元件
21 由漫射元件反射/散射的光(初始反射和散射)
23 由玻璃片前表面反射的光
25 由玻璃片前表面反射并且然后由漫射元件重反射/重散射的光(二次反射和散射)
27 图像的标称白部分
29 图像的标称黑部分
31 作为玻璃片的后表面上的涂层的漫射元件
33 作为层压到玻璃片的后表面上的片的漫射元件
35 粘合剂
37 背衬
39 粘合剂
41 防眩光元件
43 投影屏幕的面向用户表面
具体实施方式
如以上所讨论的，本公开涉及高对比度、基于玻璃的可写入/可擦除前投影屏幕7。所述屏幕7包括具有间隔开距离d的前表面15和后表面17的透明玻璃片13。所述后表面17与漫射元件19，31，33光学接触。在使用投影屏幕7期间，所述玻璃片13将来自投影仪9的图像光透射到所述漫射元件19，31，33，并且所述漫射元件19，31，33使此光的一部分向回反射穿过所述玻璃片13到达用户。所述屏幕7具有面向用户表面43，所述面向用户表面为可写入/可擦除表面。在实施例中，距离d小于或等于0.2毫米，所述投影屏幕7的白度W小于或等于0.5，并且/或者所述投影屏幕7的对比度C至少为75％。
图1展示了困扰现有基于玻璃的可写入/可擦除标记板的低对比度的类型。遵循以上描述的用于确定对比度值的过程，通过将黑线投影到一片后表面已经被涂成白色的玻璃上来生成图1中所示的图像。玻璃片具有0.7mm的厚度并且黑线在玻璃片的前表面处具有1.77mm的厚度。图1是使用关闭伽马校正的科研级相机拍摄的黑线的照片。利用以上描述的分析过程以及等式(1)来计算对比度，针对图1的图像获得43.4％的值。
图2示出了当黑线被投影到一张白色打印纸而非图1中使用的玻璃片上时所获得的结果。在这种情况下，利用等式(1)计算的对比度的值为97.7％。因此，图1的玻璃片使对比度减少了多于50％，由此使得图像实质上不可用。
图3和图4示出了当黑线被投影到根据本公开具有小于或等于0.2毫米的厚度d的玻璃片上时所获得结果。具体地，在图3中，玻璃片具有0.1mm的厚度，而在图4中，其具有0.2mm的厚度。如在图1中，这些玻璃片的后表面在进行实验之前已经被涂成白色。从等式(1)针对图3和图4所计算的对比度值分别为95.7％和85％，每个值都足够高以供在正常环境光条件下观看。
根据本公开，已经确定通过将玻璃片当作波导和漫射元件(例如，与玻璃片的后表面亲密接触的白色涂料作为朗伯漫射器)可以分析由基于玻璃的可写入/可擦除标记板展现的对比度。朗伯漫射器在所有方向上散射光，并且其结果是，所述光的一部分在玻璃中以比全内反射角更大的角度被散射。这种光在玻璃中被“波导”并且传播一定距离。其结果是，如现在将说明的，所述图像被淘汰，即，其具有低对比度。
图5示出了应用几何学，其中，参考号27表示屏幕7的将呈现给用户被照明的一部分，而参考号29表示呈现为不被照明的一部分，即，理想地没有光从中发射出而呈现黑色的一部分。
在此图中，投影仪9朝向屏幕7透射图像光11，在穿过玻璃片13之后，所述图像光照射在漫射元件19上。漫射元件19充当近乎朗伯漫射器并且对入射光进行反射/散射以产生光21。光21的一部分通过玻璃片13射出屏幕，并且如所期望的，呈现给用户。然而，光21的一部分在玻璃片的前表面15处经受全内反射并且在所述片中保持为光23，即，对于入射光被漫射元件反射/散射的一部分，玻璃片充当波导并且使得那些光在玻璃片之内横向移动。此波导光被漫射元件19重反射/重散射以产生光25。对于用户，光25从屏幕7的通过假设被假定呈现黑色的部分29中发射。正是此光25降低了屏幕的对比度，即，增大了等式(1)中的I最小。
实际光路比图5中所示的光路复杂得多，并且包括在玻璃片的前表面处的多次反射(以及可能地一定的散射)以及在漫射元件处的多次反射/散射、以及针对玻璃片的折射率不同于漫射元件的折射率的情况在玻璃片的后表面17处的反射(以及可能地一定的散射)。应注意的是，如果使用防眩光涂层(参见以下对图17的讨论)并且如果防眩光涂层具有与玻璃片13相同的折射率，那么在形成屏幕的面向用户表面43的防眩光涂层的表面处而非在玻璃片的前表面15处将发生内反射。类似地，当粘合剂层用在玻璃片与漫射元件之间时(参见以下对图14的讨论)，在玻璃片与粘合剂之间的交界面处可以发生反射/散射。
可以使用例如商购可得的光学设计软件(如，由华盛顿雷德蒙德的Zemax公司出售的ZEMAX程序)来分析组成投影屏幕的各种交界面的效果。图6是使用ZEMAX获得的光线追踪，这进一步展示了图5中示意性示出的波导效果。使用这种类型的光线追踪，已经确定了可以通过减小玻璃片的厚度来最小化所述波导效果。具体地，通过减小厚度，波导光线(即，被全内反射并且因此在由漫射元件反射/散射之后没有射出屏幕的光线)在横向行进的每单位长度上经历与漫射元件的更多交互。与漫射元件的每次交互生成更多经反射/散射的光并且还通过由漫射元件吸收所述光而减小波导光的强度。由于这些效果，最终从屏幕的被假定为呈现黑色的部分离开屏幕的面向用户表面的光具有较低的强度，因此如所期望的，使得I最小更小并且C更大。
图7进一步展示了这种对比度减小发生所借助的机制。假设漫射器为近乎朗伯，在散射之后被俘获在玻璃中的光量X通过以下公式给出：
X＝1-(1/n)2，
其中，n为玻璃的折射率。
利用接近1.5的折射率，被俘获的光的量约为55％。那种光将传播并且在其传播时将被漫射器持续散射。在“K”次反弹和散射事件之后，保持被波导的光量Y通过以下公式给出：
Y＝XK。
因此，例如，在图7中所展示的三个散射事件之后，所述光的约16.6％仍然在玻璃中。
对比度损失和图像分辨率是所述光可以从初始冲击(K＝1)传播多远的函数。为了估计数量级，需要考虑传播的角度β等于或大于全内反射角TIR，所述全内反射角TIR通过以下公式给出：
TIR＝asin(1/n)。
对于折射率1.5，TIR等于约42度，并且因此，在K次反弹后，光已经至少传播了距离D，所述距离D通过以下公式给出：
D>2*(K-1)*d*tan(β)
其中，如上，d为玻璃的厚度。
考虑到例如3mm的厚度，可以总结，在三次反弹之后，其中，如以上所计算的，仍然有16.6％的能量，光已经在所有径向方向上传播了至少10.8mm或者大于一厘米。为了进一步量化波导效果对图像对比度的影响，可以使用非连续光线跟踪，所述非连续光线跟踪可以利用例如以上讨论的ZEMAX程序来进行。
图8展示了随着玻璃厚度的减小而减小的波导效果。在此图中，正方形数据点针对图1、图3和图4的实验，并且使用图6中所示的类型的ZEMAX光线跟踪来计算菱形数据点。如图8中所示，随着玻璃片的厚度减小到0.2mm以下，对比度C迅速提高。在实施例中，对比度C至少为75％，并且如图8中所示，针对小于或等于0.2mm的厚度d而达到这一水平。在另一实施例中，C至少为95％，并且如图8中所示，针对小于或等于0.1mm的厚度d而达到这一水平。在这种对比度水平上，由屏幕产生的图像近乎与投影到一张白色打印纸上一样好。除了提高对比度，使用具有小于或等于0.2mm厚度的玻璃片还可以降低投影屏幕的整体重量。
总之，根据本公开的第一方面，利用所述片的厚度来控制允许波导光在玻璃片之内传播的距离。具体地，波导光经历的每毫米反弹的次数与玻璃片的厚度成反比。由于在每次光反弹时被再一次散射，反弹越多意味着波导光从屏幕泄漏的越快(即，波导光在较小的横向距离之内离开屏幕的面向用户表面)，从而使得更少的波导光以从屏幕的被假定为深色的部分离开屏幕而结束。具体地，更少的波导光传播深入图像的深色部分。以此方式，尽管有波导效果，至少图像的深色部分的中央部保持深色。这些深色部分的存在使得用户感知到图像似乎具有高对比度。
除了使得波导光更快地离开屏幕，反弹越多意味着波导光将在横向行进的每单位长度上与漫射元件有更多的交互。图9至图12展示了通过在波导光与漫射元件之间的每个交互处增加光强的衰减(即，通过增加漫射元件的光吸收)用于提高对比度的替代方法。此替代方法可以单独使用，或者优选地，与薄玻璃片方法结合使用。
通过例如使用着色漫射元件(例如，着色为灰色的漫射元件)可以增加漫射元件的吸收。图9、图10和图11示出了重复图1的实验的结果，但并非如图1中将玻璃片的后表面涂成白色，而是将图9、图10和图11的玻璃片的后表面涂以不同的灰色涂料的阴影。同样，并非使用如图1中具有0.7mm的玻璃，在这些试验中使用的玻璃具有1.1mm的厚度。然后，使用等式(1)和(2)以及上述对比度和白度的实验方案，获得对比度C和白度W的值。以此方式，对于图9，测量的C和W的值为92.4％和0.17，对于图10，它们为82.5％和0.3，并且对于图11，它们为73.4％和0.4。如图8中所示，对于厚度在0.7mm以上的玻璃，C值基本上保持恒定，并且因此，对于后表面上具有白色涂料的1.1mm玻璃片，C值再次为43.4％，如图1中；其W值为1.0。
图12中总结了这些实验的结果。如可以看到的，对于小于或等于0.5的W值，对比度显著提高。尽管在图9、图10和图11的实验中，漫射元件被制成灰色，但如果期望的话也可以使用其他颜色。例如，蓝色可能是有效吸收颜色，因为人眼对蓝光的敏感度低于对红光和绿光的敏感度。相应地，通过吸收蓝光，由于漫射元件的吸收，从屏幕发射的光的整体减少对于用户而言可能不用那么麻烦了。在这方面，应注意的是，常规投影屏幕经常具有大约为0.3的W值，从而使得小于或等于0.5的W值以及具体地在0.3到0.5范围内的W值将为多数应用提供足够亮的图像。同样，因为波导光在其横向传播时多次碰到漫射元件，此光将比图像自身衰减得更快。相应地，为了实现显著的对比度提高，W值不必远低于0.5。作为将漫射元件用作吸收体的替代方案，还可以在玻璃片内进行吸收，例如，通过将吸收体如铁包括在玻璃组合物中。如果期望的话，可以使用由玻璃和由漫射元件以及由屏幕的其他部件吸收的组合。
图13和图14展示了由根据本公开构造的高对比度的基于玻璃的可写入/可擦除前投影屏幕的代表性实施例。在图13中，漫射元件31采用直接涂覆到玻璃片的后表面上的涂层(例如，涂料或油墨)的形式。可以通过例如喷涂或者喷墨涂装来涂覆所述涂料或油墨(例如，白色油墨)。在图14中，漫射元件33是使用粘合剂35层压到玻璃片的后表面上的一片扩散材料(例如，一张纸)，所述粘合剂的光学特性提供了漫射元件与玻璃片之间的光学接触，即，粘合剂传输到达和来自漫射元件的图像光。适合的光学透明粘合剂的非限制性实例包括压敏粘合剂和双面胶带。对于这些实施例，尤其当玻璃片具有例如0.1mm的厚度时，屏幕可以足够灵活，从而使得其可以自身卷曲以便收存，如图15所展示的。
图16和图17展示了进一步实施例，其中，所述屏幕包括附加的可选部件。例如，如图16所示，所述屏幕可以包括背衬37(如刚性金属或塑料背衬)以提高玻璃片的强度。可以例如使用与粘合剂35相同或不同的粘合剂39来将所述背衬层压到漫射元件33的背面上。因为光不需要穿过粘合剂39，所以，相比于用于将将漫射元件粘附到玻璃片上，可以使用更宽范围的粘合剂材料将背衬粘附到漫射元件上。例如，如非限制性示例，在例如背衬传输UV光的情况下，粘合剂39可以是环氧树脂粘合剂、丙烯酸粘合剂或者UV可固化粘合剂。
可替代地，取决于所使用的材料，所述背衬可以充当漫射元件，并且可以直接层压到如图13中的玻璃片，或者可以通过使用提供如图14中的接触的粘合剂与玻璃片进行光学接触。除了背衬，可以通过例如使用框架围绕玻璃或者通过将塑料片层压到玻璃片的边缘来保护玻璃片的边缘和角。当所述背衬由金属、磁性金属(即，可以由磁铁吸引的金属)组成时，可以选择所述背衬以允许物件(如，用于标记的托盘)可移动地安装到屏幕上。
图17展示了包括防眩光元件41的实施例。出于说明的目的，图17中的元件41被示出为已经涂覆到玻璃片13的前表面15的独立元件。尽管如果期望的话可以使用独立元件，但在实践中，将防眩光元件结合作为玻璃片的一部分通常更为方便。在任一情况下，所述防眩光元件为投影屏幕提供防眩光特性，以减小投影仪的透镜的由投影屏幕的面向用户表面创建的反射图像的强度。
作为非限制性示例，通过涂覆到玻璃片的前表面将结合作为玻璃片13的一部分的防眩光元件41形成为其中小微粒局部地粘附在玻璃表面的“掩膜”。可以通过例如使用喷墨打印机将小点涂在玻璃的表面形成这种掩膜。当采用这种方法制备的玻璃片被浸入在酸浴(例如，HF浴)中时，将在玻璃片的由所述点覆盖的部分与暴露部分之间形成微分腐蚀。结果是表面纹理。可以基于例如掩膜微粒的尺寸、其粘附在玻璃上的程度、腐蚀持续时间、酸浓度以及腐蚀浴的温度来控制由此生成的粗糙的深度和尺寸。
所产生的玻璃表面的特征可在于：1)其总RMS粗糙度(例如，使用没有空间频率过滤的0.6mm×0.6mm的测量窗口测量的其总粗糙度)；以及2)其雾度，其中，雾度是指散射在使用ASTM程序D1003确定的±2.5°的角锥之外的入射光的百分比。在可写入/可擦除投影屏幕的情况下，需要在屏幕的防眩光特性与其可擦除性之间保持平衡。已经发现对于没有空间频率过滤的0.6mm×0.6mm的测量窗口的在900nm至1500nm范围内的总RMS值以及至少为10％(优选地，≥20％)的雾度，在仍然为可擦除投影屏幕(即，在擦除之后基本上没有视觉上可检测的剩余残余物的可以将写在屏幕上的擦除的表面)提供面向用户表面的同时，产生投影仪的投影透镜的漫射图像而非亮图像。还发现具有这些特点的面向用户表面具有期望的触觉特点，即，已经发现所述表面令人愿意触摸。当由(例如，使用光学透明粘合剂)粘附到玻璃片的前表面的独立元件提供防眩光特性时，可以使用相同的表面特性。
可以使用各种玻璃组合物以及玻璃成形技术(例如，溢流熔融下拉工艺或者浮法工艺)来构造玻璃片13。概括地说，所述玻璃将包含SiO2和Al2O3，并且取决于应用，B2O3、MgO、CaO、SrO、BaO、Na2O、K2O以及Li2O中的至少两种。作为非限制性示例，玻璃片可以具有Dumbaugh,Jr.等人的美国专利号5,374,595；Chacon等人的美国专利号6,319,867；Ellison的美国专利号7,534,734；Danielson等人的美国专利号7,833,919；Ellison的美国专利号7,851,394；Moffatt等人的美国再颁号RE37,920；以及Kohli的美国再颁号RE41,127中公开的组合物的类型；这些专利的内容通过引用以其整体结合在此。还可以使用加强玻璃片，如具有Dejneka等人的美国专利号No.8,158,543；Dejneka等人的美国专利申请公开号2011/0045961；以及Barefoot等人的美国专利申请公开号2011/0201490中公开的组合物的类型；这些专利的内容通过引用以其整体结合在此。康宁公司的
Figure BDA0001219970870000131
牌玻璃非常适合用作本公开的投影屏幕的玻璃片。
无论其组合物是什么，玻璃片需要足够透明以允许图像光穿过所述片，从漫射元件反射，并且然后向回穿过所述片到达用户。定量地，在450nm到650nm的整个波长范围上，玻璃片应该展现至少90％的透射。
对于漫射元件，其通常将充当朗伯漫射器，并且因此将优选地以至少30度的角度漫射光。作为朗伯漫射器的替代方案，如果期望的话，可以使用具有定向性的漫射元件。参见例如，Liu等，美国专利号8,220,932。
除了以上讨论的各种部件，本公开的投影屏幕可以包括多种其他部件。例如，所述屏幕可以包括保护涂层、防碎裂膜、安装硬件等。同样，如果期望的话，玻璃片的后表面可以包括可由用户通过屏幕的面向用户表面感知的图案(例如，公司标识)。
从前面的公开内容来看，本领域普通技术人员应清楚不偏离本发明的范围和精神的多种修改。以下权利要求书旨在覆盖在此陈述的特定实施例以及这些实施例的修改、变化和等效物。

Claims (20)

1.一种投影屏幕，所述投影屏幕具有在使用所述投影屏幕期间面向用户的面向用户表面，所述投影屏幕包括透明玻璃片和漫射元件，其中：
(a)所述玻璃片具有间隔开距离d的前表面和后表面；
(b)所述玻璃片的所述后表面与所述漫射元件光学接触；
(c)在使用所述投影屏幕期间，所述玻璃片的所述前表面和所述后表面将来自投影仪的图像光透射到所述漫射元件，并且所述漫射元件将此光的一部分向回反射穿过所述玻璃片到达用户；
(d)所述玻璃片被配置成至少部分地基于所述距离d大于0.05毫米并且小于0.2毫米而使得所述投影屏幕具有至少75％的对比度；并且
(e)所述投影屏幕的所述面向用户表面为可写入/可擦除表面。
2.如权利要求1所述的投影屏幕，其中，所述投影屏幕具有至少95％的对比度。
3.如权利要求1所述的投影屏幕，其中，所述距离d小于或等于0.1毫米。
4.如权利要求1所述的投影屏幕，其中，所述玻璃片和所述漫射元件一起为所述投影屏幕提供小于或等于0.5的白度W。
5.如权利要求1至4中任一项所述的投影屏幕，其中，所述漫射元件包括在所述玻璃片的所述后表面上的涂层。
6.如权利要求5所述的投影屏幕，其中，所述涂层为白色油墨。
7.如权利要求1至4中任一项所述的投影屏幕，其中，所述漫射元件包括层压到所述玻璃片的所述后表面上的磁性金属片。
8.如权利要求1至4中任一项所述的投影屏幕，其中，所述投影屏幕的所述面向用户表面具有防眩光性。
9.如权利要求1至4中任一项所述的投影屏幕，其中，所述玻璃片的所述后表面包括可由用户通过所述屏幕的面向用户表面感知的图案。
10.一种装置，所述装置包括根据权利要求1至4中任一项所述的投影屏幕，所述投影屏幕自身卷曲成收存构型。
11.一种光学系统，所述光学系统包括：根据权利要求1至4中任一项所述的投影屏幕；以及投影仪，其中，所述投影仪朝向所述投影屏幕的所述面向用户表面投影图像光。
12.一种投影屏幕，所述投影屏幕具有在使用所述投影屏幕期间面向用户的面向用户表面，所述投影屏幕包括透明玻璃片和漫射元件，其中：
(a)所述玻璃片具有前表面和后表面；
(b)所述玻璃片的所述后表面与所述漫射元件光学接触；
(c)在使用所述投影屏幕期间，所述玻璃片的所述前表面和所述后表面将来自投影仪的图像光透射到所述漫射元件，并且所述漫射元件将此光的一部分向回反射穿过所述玻璃片到达用户；
(d)所述玻璃片和所述漫射元件一起为所述投影屏幕提供小于或等于0.5的白度W，其中所述投影屏幕具有至少75％的对比度；并且
(e)所述投影屏幕的所述面向用户表面为可写入/可擦除表面。
13.如权利要求12所述的投影屏幕，其中，所述投影屏幕具有至少95％的对比度。
14.如权利要求12至13中任一项所述的投影屏幕，其中，所述漫射元件包括在所述玻璃片的所述后表面上的涂层。
15.如权利要求14所述的投影屏幕，其中，所述涂层为白色油墨。
16.如权利要求12至13中任一项所述的投影屏幕，其中，所述漫射元件包括层压到所述玻璃片的所述后表面上的磁性金属片。
17.如权利要求12至13中任一项所述的投影屏幕，其中，所述投影屏幕的所述面向用户表面具有防眩光性。
18.如权利要求12至13中任一项所述的投影屏幕，其中，所述玻璃片的所述后表面包括可由用户通过所述屏幕的面向用户表面感知的图案。
19.一种装置，所述装置包括根据权利要求12至13中任一项所述的投影屏幕，所述投影屏幕自身卷曲成收存构型。
20.一种光学系统，所述光学系统包括：根据权利要求12至13中任一项所述的投影屏幕；以及投影仪，其中，所述投影仪朝向所述投影屏幕的所述面向用户表面投影图像光。
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