CN1373392A - 前投型屏幕 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种前投型屏幕,包括:透明基底;形成在透明基底一个表面上的漫射元件;以及形成在透明基底另一个表面上的回射棱镜组。从而,可以保证在水平方向上的宽的可视角,而竖直方向的视角被限定在一窄范围内。由此,可以实现宽的可视角,光效率较高,并可以获得高亮度。

Description

前投型屏幕
                          技术领域
本发明涉及一种前投型屏幕，更具体的是，涉及一种可以实现高亮度图像质量的前投型屏幕。
                          背景技术
通常，投影显示器可以分为前投型和背投型。在前投型中，图像从投影仪投影到前投型屏幕上并在该屏幕上显示，前投影型的屏幕尺寸大于背投型屏幕的尺寸。相反，通常在典型投影电视中采用的背投型比前投型呈现更好的图像质量。
前投型和背投型之间图像质量的差别在于屏幕结构有所不同。使用黑色调屏幕的背投型屏幕具有高对比度，而且能够通过降低竖直方向的可视角并增加水平方向的视角而具有高亮度。
另外，图1所示的白屏1通常用作前投型屏幕。如图1所示，白屏1在所有方向上反射入射光以至基本上均匀。因此，随视角增加而同时屏幕亮度降低。
图3示出了传统前投型屏幕，其中玻璃珠7分散在屏幕基底5上。参照附图，当使用玻璃珠7时，由于入射光以在有限范围内的一角度反射，所以屏幕的亮度优于白屏1的亮度。然而，由于水平方向的可视角与竖直方向的可视角相同，光效率降低，从而难于确保所需的亮度。并且，由于干涉光叠加在从投影仪(未示出)发出的光上而发生反射，由此降低对比度。
从上可见，在传统前投型屏幕中，当可视角(即视角)增加，则明亮度降低；而当亮度增加，则可视角降低。
                        发明内容
为了解决上述问题，本发明的一个目的是提供一种具有宽的可视角和高亮度的前投型屏幕。
为了实现上述目的，本发明提供了一种前投型屏幕，其包括透明基底、形成在透明基底一个表面上的漫射元件、以及形成在透明基底另一表面上的回射棱镜。
优选的是本发明中前投型屏幕还包括在回射棱镜组上的反射涂层。
优选的是本发明中前投型屏幕还包括光吸收元件，用于在回射棱镜组背部阻挡光线。
优选的是本发明中空气层设置在回射棱镜组和光吸收元件之间。
优选的是本发明中漫射元件形成为使竖直方向上光的漫射与水平方向上光的漫射互不相同地发生。
优选的是本发明中漫射元件在水平方向的光漫射角大于竖直方向的光漫射角。
                        附图说明
本发明的目的和优点将通过对参照附图的优选实施例的详细描述而变得更加显而易见，附图中：
图1是示出传统前投型屏幕的示例的视图；
图2是示出光量分布相对由图1中前投型屏幕反射的光线可视角的曲线；
图3是示出传统前投型屏幕的另一示例的视图；
图4是示出根据本发明优选实施例的前投型屏幕的视图；
图5是图4中回射棱镜的放大的平面图；
图6是示出根据本发明的另一优选实施例的前投型屏幕的视图；
图7是示出通过本发明的前投型屏幕使光束漫射及回射的视图；
图8A是示出通过本发明的前投型屏幕使光束在竖直方向漫射的视图；
图8B是示出光量分布相对由本发明的前投型屏幕反射并折回前进的光线在竖直方向上的可视角之间关系的曲线；
图9A是示出通过本发明的前投型屏幕使光束在水平方向漫射的视图；
图9B是示出光量分布相对由本发明的前投型屏幕反射并折回前进的光在水平方向上的可视角之间关系的曲线；以及
图10是示出入射到本发明前投型屏幕上的干涉光路径的视图。
                     具体实施方式
参照图4，根据本发明优选实施例的前投型屏幕包括透明基底13、形成在透明基底13一侧上的漫射元件11、以及形成在透明基底13另一侧上的回射棱镜组15。
漫射元件11分别在竖直方向和水平方向漫射光线。优选的是，漫射元件11形成为使在竖直方向上光的漫射角受到限制，而在水平方向上光的漫射角不受限制。在此情形下，从本发明前投型屏幕折回前进的光在竖直方向上的可视角受到限制，而水平方向的可视角增加。
漫射元件11，例如，可以通过延伸不透明的漫射片形成，在该处均匀地形成漫射因子。由于延伸后的漫射片在垂直于延伸方向的方向上产生更多的漫射，漫射片附着到透明基底13上以使延伸方向为竖直方向。结果，可以得到光漫射角在竖直方向较小但在水平方向较大的漫射元件11。
另一个示例中，漫射因子被形成为矩形的漫射元件可以被采纳而作为漫射元件11。由于矩形漫射因子沿着辅轴的方向产生更多的漫射，当漫射元件附着到透明基底13上以使得沿主轴的方向为竖直方向，则可以得到光在竖直方向的漫射角较小而光在水平方向的漫射角较大的漫射元件11。
参照图5，回射棱镜组15的每个回射棱镜15a，也就是，直角棱镜，在经过透明基底13并输出平行于入射光的光线之后，通过两次反射入射光而具有回射效果。回射棱镜组15优选地形成为片形并附着到透明基底13上。
根据本发明优选实施例的前投型屏幕优选地包括形成在回射棱镜组15表面上的反射涂层17。通过提供反射涂层17，被屏幕反射并折回前进的光量可以最大，从而光效率大大提高。在根据本发明实施例的前投型屏幕中，由于漫射元件11和回射棱镜组15被制成片状，所以漫射元件和回射棱镜组可以附着到透明基底13上。
根据本发明的前投型屏幕可以不带有反射涂层17。如图6所示，在根据本发明另一优选实施例的前投型屏幕中，用于阻挡光线的光吸收元件23优选地设置在回射棱镜组15的背部，以防止因为背景由穿过回射棱镜15的光线而变亮所导致的对比度降低。在此，空气层21优选设置在回射棱镜组15和光吸收元件23之间。空气层21使得光全部在回射棱镜15a中反射并折回前进。
当光从投影仪照射到上述优选实施例的前投型屏幕上时，通过漫射元件11的光扩散并主要进行漫射。漫射的光通过回射棱镜15a回射，并返回输入到漫射元件11中。重新进入的光在穿过漫射元件11漫射并传播的同时再次扩散。
在此，由于漫射元件11形成为使水平方向的光束漫射较大，而竖直方向的光束受限制地漫射，如从图8A至9B可见，在水平方向保证宽的可视角而竖直方向的视角受到限制。在此，图8A为示出光束在竖直方向由本发明的前投型屏幕漫射的视图，图8B是示出光量分布相对由本发明前投型屏幕反射并折回前进的光在竖直方向上的可视角之间关系的曲线，图9A是示出通过本发明前投型屏幕使光束在水平方向漫射的视图，图9B是示出光量分布相对由本发明前投型屏幕反射并折回前进的光在水平方向的可视角之间关系的曲线。在图8B和9B中，水平轴上的可视角并非绝对值，而竖直轴上的光量为任意单位。在根据本发明优选实施例的前投型屏幕中，取决于可视角的反射光量分布除了绝对光量有差别之外基本上是相同的。
在根据本发明优选实施例的前投型屏幕中，由于漫射角在竖直方向上较小，如图10所示，来自灯的作为干涉光的光线不会被观察者看见，因此对比度大大改善。
如上所述，在根据本发明的前投型屏幕中，由于提供了用于限制竖直方向上光的漫射而增大水平方向上光的漫射的漫射元件和用于使光在通过漫射元件之后平行于入射光而折回前进的回射棱镜组，可以保证在水平方向上的宽的可视角而竖直方向的视角被限定在一窄范围内。因此，可以实现宽的可视角，且光效率较高，并可以获得高亮度。

Claims (6)

1.一种前投型屏幕，包括：
透明基底；
形成在透明基底一个表面上的漫射元件；以及
形成在透明基底另一个表面上的回射棱镜组。
2.如权利要求1所述的前投型屏幕，其特征在于，在回射棱镜组的表面上还具有反射涂层。
3.如权利要求1所述的前投型屏幕，其特征在于，还包括光吸收元件，用于在回射棱镜组背部阻挡光线。
4.如权利要求3所述的前投型屏幕，其特征在于，空气层设置在回射棱镜组和光吸收元件之间。
5.如权利要求1至4任一项所述的前投型屏幕，其特征在于，漫射元件形成为使在竖直方向上光的漫射与在水平方向上光的漫射互不相同地发生。
6.如权利要求5所述的前投型屏幕，其特征在于，漫射元件水平方向的光漫射角大于竖直方向的光漫射角。
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