DK176592B1 - Baglysprojektionsskærm - Google Patents

Description

DK 176592 B1 i

Opfindelsen angår en projektionsskærm af den art, der belyses bagfra, og som på frontsiden har lysspredningsmidler til modtagelse af stråler fra en billedkilde og til modtagelse af stråler med henblik på fremvisning af billedet med i hovedsa-3 gen ensartet lysstyrke over en bred synsvinkel.

Sådanne projektionsskærme anvendes i forskellige apparater til frembringelse af et for seerne synligt billede, f.eks fremvisning af fjernsyn, videospil, videomonitorer og computerdata /0 med projiceret billede og fremvisning af film med projektion bagfra. Hos sådanne apparater projicerer en bag skærmen anbragt billedkilde lys fremad langs en projektionsakse imod skærmen med henblik på i skærmens plan at danne et billede, der spredes til alle de foran skærmen værende seere.

/5 Når flere seere er tilstede, vil de sædvanligvis sprede sig vandret, hvorfor det er ønskeligt at få en bred fordeling af lyset over en stor vinkel i det horisontale plan. Dette gør sig især gældende for fjernsynsmodtagere med bagfra belyst i-O skærm, hvor der er flere seere, der sidder foran skærmen over en i forhold til skærmen relativt bred vinkel i det vandrette plan.

Et af de problemer man støder på hos systemer med belysning ClS bagfra er, at det meste af lyset projiceres langs projektionsaksen, således at biliedlysstyrken bliver desto større som iagttageren sidder tættest ved projektionsaksen. Farvevideo-apparater med bagfra belyst skærm anvender sædvanligvis tre katodestrålerør, nemlig ét rør for hver af de primære farver S O se Fig. 1, dvs. rødt, grønt og blåt, hvilket rør projicerer billedet på skærmen gennem hver sin projektionslinse. I et sædvanligt vandret arrangement af katodestrålerørerne placeres det grønne rør sædvanligvis centreret på projektionsaksen, DK 176592 B1 2 medens det røde og det blå katodestrålerør placeres med deres optiske akser under en vinkel på 5 til 10 gader med projektionsaksen for det grønne rør. Med mindre skærmen kompenserer for disse forskudte placeringer, forekommer der et fænomen, 3 der kaldes f arvef orskydning. Dette fænomen kommer til udtryk ved, at hvis lysstyrkerne for de tre farver ved midten af seergruppen er normaliseret, varierer lysstyrke-forholdet med vinkelpositionen over hele synsvinklen i det horisontale plan. Dette indebærer, at en seers opfattelse af f & billedet afhænger af hans plads i det vandrette plan foran skærmen.

Dertil kommer, at når bagfra belyste projektionsskærme anvendes i og udsættes for omgivende lys, påvirkes det projicerede /5 billedes kontrast af lysrefleksionen på frontsiden af skærmen.

Det er derfor ønskeligt at reducere refleksion af ongivende lys fra frontsiden af skærmen. Til nedsættelse af lysrefleksionen er der foreslået forskellige maskeringsteknikker, hvori der mellem linserne er anbragt en sort, ikke-reflekterende *2.® flade.

Baglysprojektion skærm, som ovenfor omtalt, består generelt af en kombination af et fresnel linseelement samt et lentikulær element. Se Fig. 1 og 2. Det lenticulære element Fig. 2 er £3 normalt udformet med en konveks cylinder linse på begge sider af linseelementet for at kompensere for den tidligere omtalte farveforskydning. Linseelementet kan også være forsynet med sorte streger mellem de konvekse linser på forsiden af linseelementet for at øge kontrasten i TV-skærmen. Sorte streger 3 O er ikke tilstrækkelige til at forhindre dagslyset i at trænge ind i TV-skærmens bageste konvekse linseelement Fig. 3., idet den er udformet som en parabel eller parabel lignende element og derfor vil reflektere alt udefra kommende lys som rammer DK 176592 B1 3 disse. Hertil kommer, at det teknisk ikke er muligt at fremstille linseelementer, som har en indbyrdes afstand på mindre end 0,62 mm. Det er indlysende, at CRT billedrør i Fig. 1 giver begrænsning i billedets kvalitet, da alle tre billedrør, S rød, grøn og blå skal ramme de konvekse linseelementer fuldstændig præcist ellers vil projektorenes lys gå tabt i de sorte streger.

I de seneste 10 år er der sket en kraftig udvikling af LCD /O (flydende krystaller) for projektions TV, således at disse i

dag kan fremvise en billedkvalitet med en linse, se Fig. 6, hvilket letter montagen af projektoren væsentligt,som svarer til eller er betydelig bedre især til computer data end CRT billedrør. Derfor har der været en stor efterspørgsel efter /5 baglysprojektionsskærme, som kan opfylde krav til en LCD

projektor. LCD baglysprojektionskærme er sædvanligvis konstrueret som Fig. 4. Det projekterede billed fra projektoren Fig. S belyser baglysprojektionsskærmen via et spejl og derved fremkommer med et billed på baglysprojektionsskærmen.

2 O

Med det forøgede ønske om et skarpere billed, har det været nødvendigt de senere år at forøge antallet af pixels i LCD projektorerne fra titusinde til flere end en million pixels.

Som følge heraf er det absolut nødvendigt at formindske rille-afstanden mellem linseelementerne til langt mindre end det nuværende minimum på 0,62 mm. Baggrunden er, at pixels vil danne moiré mønster periodisk på skærmen, hvilket medfører at billedet er umuligt at betragte. Forsøg har vist at rilleafstanden mellem linseelementerne som maximum skal være under _3θ 0,24 mm, fortrinsvis 0,125 mm for at fænomenent moiré ikke skal fremkomme på TV-skærmen.

Der er tidligere foreslået bagfra belyste projektionsskærme 4 DK 176592 B1 til dette formål. European patent Application, EP 0770902 Al og US Patentskrift nr. 4.919.515 og US 5.428.476 beskriver et linsesystem, hvor der anvendes en skærm, som har en bagflade, såsom en fresnellinse, som er i stand til at colliminere lyset 0 fra billed til paralelle stråler samt en frontflade, der er udformet med en spredningslinse med vertikale fortløbende ribber/toppe til spredning af lyset over en given horisontal synsvinkel.

/ O Det er formålet med den foreliggende opfindelse, at overvinde problemet med moiré fuldstændig.

Baglysprojektionsskærme er iflg. Den foreliggende opfindelse ejendommelig ved at linseelementer er erstattet af meget fine krystaller af Ytterbium Oxide og Ytterium Oxide påført en bæreplade f.eks. af acryl eller andet tilsvarende materiale, eller indstøbt i selve bareelementet. Det har vist sig, at disse ytterbium oxide og ytterium oxide danner et skarpt og klart billed med helt ensartet betragtningsvinkel, se Fig. 6,

^2.® uden udefra kommende lys influerer på den belyste baglysprojektionsskærm. Selv i solskin vil denne opfindelse kunne fremvise skarpe og klare billeder, som f.eks. i butiksvinduer, showrooms, banker og som data og videomonitor i kontorer, lufthavne og andre meget oplyste lokaler. En lysfordelings-2^ kurve er vist i Fig. 7. Som det ses af kurven, skal LCD

projektoren forskydes i forhold til skærmens midterakse med 15 - 45 grader for at undgå at LCD projektorens linse ses igennem skærmen. Da alle LCD projektorer i dag er udstyret med "keystone" korrektion (d.v.s. evnen til elektronisk at 2>C< danne et skarpt trapez billed) er denne vinkel helt acceptabel .

For baglysprojektion, som vist i Fig. 5 blandes ytterbium DK 176592 B1 5 oxide, ytterium oxide med siliciumoxide. Hermed har det været muligt ved anvendelse af en LCD projektor, at opnå en billed-dannende skærm, se kurven Fig. 8, uden moiré problemet med en stor lysgennemgang, høj kontrast og klarhed, samt en helt 5 ensartet lysfordeling, som kendes fra almindelige et-rørs CRT.

For at øge kontrasten, kan skærmen farves grønblå eller røgfarvet.

Opfindelsen skal herefter forklares nærmere under henvisning IO til tegninger, hvor:

Fig. 1. viser et 3-rørs projektionssystem med dobbelt kon veks lenticular og sorte streger af kendt konstruktion med fresnel linse.

/5

Fig. 2. viser et snit gennem den i Fig. 1 viste dobbelte konvekse bi11eddannende skærm og lysgangen gennem denne.

lO Fig. 3. viser samme snit som Fig. 2 hvor udefra kommende lys reflekteres af den konvekse linse.

Fig. 4. viser en baglysprojektionsskærm for LCD uden kon veks linse på forsiden mellem de sorte streger.

Fig. 5. viser et projektionsapparat for LCD med en projek tionslinse.

Fig. 6. viser en LCD projektor belyse en projektionsskærm iflg. opfindelsen.

Fig. 7. viser to lyskurver for henholdsvis ytterbium oxide og ytterium oxide samt silicium oxide.

DK 176592 B1 6

Fig. 8. viser en kurve iflg. opfindelsen, hvor ytterbium oxide og ytterium oxid© er blandet med silicium oxide.

5 Fig. 9. viser et projektionsapparat iflg. opfindelsen, således at dybden formindskes betydeligt.

Fig. 10. viser den iflg. opfindelsen skærm, hvor LCD projektoren er anbragt i en stejl vinkel i forhold til /O projektorens optiske akse, således at det er muligt for en betragter at se igennem projektionsskærmen samtidig med at der vises billed på projektionsskærmen f.eks. i banker og butikker.

/5

Eksempel 1

Mellem to glasplader blev der støbt en 2 mm aerylplade (PPMA) tilsat 5,5 g ytterbium oxide samt 2,0 g ytterium oxide med 2.0 kornstørrelse 1-30 pm pr.m2. Skærmen udviste den kurve som ses på Fig. 7 og havde fremragende egenskaber, når LCD projektoren blev placeret, som vist i Fig. 10.

Eksempel 2 15

Blev fremstillet som Eksempel 1, men med tilsætning af 45 g silicium oxide 10-30 pm pr. m2 samt blågrøn pigmentfarve for at forøge kontrasten. Skærmen udviste en meget jævn lyskurve både horisontalt og vertikalt.

2)0

Eksempel 3

Blev udført som Eksempel 2, hvor den ene glasplade var svag DK 176592 B1 7 ætset for at undgå reflektion på den støbte TV-skærm fra udefra kommende lys.

Claims (3)

1. Baglysprojektionsskærm med et lysspredende medium, gennem hvilket lysstrålerne afbøjes fra en billedkilde til fremvis- S ning af billedet med en i hovedsagen ensartet lysstyrke over en bred synsvinkel, både horisontalt og vertikalt, hvilke lysspredende partikler er kendetegnet ved, at indeholde 5,5 g ytterbium oxide samt 2,0 g ytterium oxide med kornstørrelse 1-30 jim pr. m2. lo

2. Baglysprojektionsskærm iflg. krav lkendetegnet ved, at skærmen er indfarvet.

3. Baglysprojektionsskærm iflg. krav lkendetegnet /5 ved, at forsideoverfalden kan være blank, mat, semimat.