[发明专利]具有高对比度的前投影屏

说明书

技术领域

本发明整体涉及投影屏。本发明尤其适用于具有高对比度并且在一些情况下具有大水平视角的不对称前投影屏。

背景技术

显示装置通常为观察者显示信息。以显示器的各种特性来描述显示器的性能。一种这样的特性为显示器吸收源自各种光源(例如室内或街道上的灯泡或者太阳)的环境光的能力。通常，入射在显示器上并且未被显示器吸收的环境光叠加到显示信息上，导致图像对比度降低。因环境光降低的对比度通常称为冲蚀。在环境光非常明亮的应用情况下，冲蚀尤其成问题。例如，在户外应用中，来自太阳的环境光可显著降低显示对比度，从而使观察者难以辨明显示信息。显示器，例如用于机动车辆的仪表盘，尤其易受来自太阳光的冲蚀的影响。通常，显示器设置在壳体内以减少触及显示器的环境光。壳体通常制成黑色，以通过减少由壳体反射的光的量来进一步地降低冲蚀。

显示器的另一个特征为视角。通常理想地是，显示信息在沿水平和竖直方向的预定视角范围上可易于观察。如果改善一个显示器特性，则通常会降低一个或多个其他显示器特性。因此，在显示装置中进行某些折衷，以便最好地满足针对给定显示应用的性能标准。因此，仍需要具有改善的整体性能同时满足最低性能标准的显示器。

发明内容

通常，本发明涉及投影屏。本发明还涉及可显示具有高对比度的图像的投影系统。

在一个实施例中，光漫射光学构造包括不对称光学漫射片，所述不对称光学漫射片沿具有第一视角A_H的第一方向、以及沿垂直于第一方向的具有第二视角A_V的第二方向散射光，其中比率A_H/A_V为至少约2。光漫射光学构造还包括反射未被不对称光学漫射片散射的光的基本镜面反射器。基本镜面反射器在大致零入射角下具有第一反射率R_o并且在大致45度入射角下具有第二反射率R₄₅，其中比率R_o/R₄₅为至少约1.5。光漫射光学构造还包括吸收未被基本镜面反射器反射的光的吸光层。

在另一个实施例中，投影系统包括图像投影光源，所述图像投影光源将图像光大致沿第一方向投影到图像平面上。第一方向与水平方向成角度θ₁。投影系统还包括环境光源，所述环境光源大致沿与水平方向成角度θ₂的第二方向发射环境光。投影系统还包括设置在图像平面内并且具有沿水平方向的第一视角A_H和沿竖直方向的第二视角A_V的不对称光漫射片。比率A_H/A_V为至少约2。A_V大于θ₁并且小于θ₂。投影系统还包括基本镜面反射器，所述镜面反射器反射未被不对称光学漫射片散射的光。基本镜面反射器在约θ₁的入射角下具有第一反射率R₁并且在约θ₂的入射角下具有第二反射率R₂，其中R₁/R₂为至少约1.5。

附图说明

结合附图对本发明的各种实施例所做的以下详细描述将有利于更完整地理解和领会本发明，其中：

图1为投影系统的示意性侧视图；

图2为投影屏的水平和竖直增益曲线的示意性图示；

图3为投影系统的示意性侧视图；

图4为光学漫射片的示意性侧视图；

图5为测定的水平和竖直增益曲线的图示；并且

图6为结构化表面的示意性俯视图。

在说明书中，多个附图中使用的相同附图标号是指具有相同或类似特性和功能的相同或类似元件。

具体实施方式

本发明整体涉及投影屏。本公开内容尤其涉及不对称投影屏，所述不对称投影屏将所需光(例如来自图像投影仪的光)重新导向至观察者，并且将非所需光(例如来自环境光源的光)重新导向而远离观察者。本公开内容尤其适用于在户外或光线良好的环境中使用的显示装置。

图1为通常定义三个正交轴x、y和z的投影系统100的示意性侧视图。投影系统100包括图像投影光源110、环境光源140、和光漫射光学构造190，所述光漫射光学构造190包括不对称光学漫射片170、基本镜面反射器150、和吸光层160。