[其他]后投影屏幕

说明书

本发明涉及一种后投影屏幕，其机械和光学性质实质上能彼此独立地最佳化。屏幕的背面装备一两维结构的变形透镜，在其中菲涅耳透镜可以结合成一体。屏幕包括一带有透明窗的光吸收层，以便减少由屏幕反射的外来光。

本发明涉及一种供在屏幕前面再现由设置在屏幕后面的原象源所形成的图象用的后投影屏幕，该投影屏幕包括一变形透镜元件结构和一在透镜元件焦点位置上形成有透明窗的光吸收层。本发明也涉及一种制造这种屏幕的方法。

变形透镜元件是在二个相互垂直的方向具有不同曲率半径的透镜元件。投影屏幕包括一个二维矩阵的这种透镜元件。

当形成图象的亮度变化被忽略时，观察屏幕的观众应当得到一个图象的亮度分布尽可能均匀的印象。这个观众是位于屏幕前面的一个区内，称为观看区。亮度从这个区的中心向外部减弱。从投影屏幕观看，观看区以水平的和垂直的观看角为特征。这些观看角确定了一个区，在其诸边缘上亮度已减少至在其中心的亮度的一半。水平的和垂直的观看角的大小取决于屏幕的光学性质。

后投影屏幕尤其是使用在下述这些情形中：用一般幻灯片或电影放映机在光照环境中将画面或镜头投影，或者将阴极射线管上的画面或镜头图象形成放大的图象作为超巨型阴极射线管的替换物。

为了在光照环境中获得质量满意的图象，由屏幕反射的外来光应是最小的。这适用于定向反射和漫反射两者。此外，尽管原象源（例如阴极射线管）的光强有限，屏幕的亮度应是最大的。

美国专利说明书第4，003，080号叙述一种包含一单片的后投影屏幕，在该单片的背面装有以二维矩阵形式排列的许多透镜元件，在屏幕前面另外的光吸收表面中将入射光聚焦在一系列透明点中。

已知的屏幕的机械稳定性归因于装有透镜元件的透明片。依靠现代技术制造的片是由塑料制成的。在温度和相对湿度变化的影响下，这种片将易发生尺寸的变化，以致原象源在屏幕上不能再清晰地成象，而被观众观察到的象也变为不清晰。屏幕的稳定性可藉采用较厚的片而得到提高。然而，这对于透镜元件的焦距和尺寸，以及因此对于光学系统的质量具有影响。

本发明的目的是提供一种后投影屏幕，其机械和光学性质实质上是彼此独立的，它保证有最大量的光从原象源到达观看区，以及它使反射至观看区的外来光减至最少。

为此，根据本发明的后投影屏幕的特征在于：有一光透射箔配置在平板支持片上，箔的背面设有变形透镜的结构，而其面向支持片的前面是以具有透明窗的光吸收层组成。

这结构使屏幕的机械和光学性质能够实质上彼此独立地被最佳化，同时透镜结构和吸收层又充分地防止外部的机械和化学影响。

应当指出的是在后投影屏幕中采用支持片，本质上是从英国专利说明书第1，548，944号中知道的。然而，所说专利说明书涉及一种投影屏幕，该屏幕使用一光漫射材料层，例如蜡状物或聚合物膜来代替透镜结构，以便漫射来自原象源的光。这些材料不适于制造自支持片。而且，这种后投影屏幕，它的光效应是建立在光以不规则的方向漫射的基础上，就观看区中外来光的反射和信号光的分布等性质而论，就不及根据本发明的后投影屏幕来得令人满意。实际上，最理想的是观看角在水平方向是广阔的，而在垂直方向是有限的。信号光是起源于原象源的光;

根据本发明的后投影屏幕，其特征还可以是：一种菲涅耳透镜，它的阶梯形侧面向变形透镜结构，且它的平面侧面向原象源，被配置在透镜结构和象源之间。此菲涅耳透镜构成一方向校正元件，它将发散的信号光束以大体上平行光束的形式传送到透镜结构。对于菲涅耳透镜的给定取向，实际上所有信号光的方向是朝向观众的。值得指出的是美国专利说明书3，832，032叙述一种透明的投影屏幕，该屏幕包括一种以其平面侧面向原象源的菲涅耳透镜。然而，所述的专利说明书涉及这样一种后投影屏幕，它的垂直象场主要地是由来自在前片的前表面上的密纹的漫射所确定，而它的水平象场主要地是由垂直配置在背面的圆柱形透镜确定。当入射在圆柱形透镜上的外来光全部在内部时，这一种屏幕仍旧反射大约外来光的10%。

根据本发明的另一个后投影屏幕，其特征是：菲涅耳透镜是由变形透镜结构构成，它的连续的诸透镜的光轴相对于箔的法线成角度延伸，这些角度从中心向边缘增大。