[其他]用于投影屏的体散射体

说明书

本发明涉及体散射体，更准确地说，它涉及一些投影屏，在这些投影屏中含有主要用来控制投影光线垂直发散的体散射体。例如，这些屏被用在投影电视系统中。

体散射体可以说成含有镶嵌在折射率稍有不同的基质上的一些小球体。体散射体的分布特性是小球体的尺寸和折射率、基质厚度和折射率以及在基质上小球体的装填密度的函数。

用在投影电视屏上的体散射体是由它们的半强度角加以特征规定的。半强度角的定义是强度降为其最大强度一半的角。通常人们假定：在已知的特定半强度角度内，则其强度分布将呈高斯型。然而，这不能解释在投影电视屏上所看到的某些异常现象，即（1）在比测得的半强度角大得多的角度上，图象仍是可见的，（2）屏的分辨率不如预料的那样高，（3）屏的增益比预料的要低。

在典型的投影电视屏上，体散射体的厚度为3毫米，半强度角为8°，则人们推定强度分布可能是高斯型。在这种典型的体散射体中，小球体和基质的折射率分别为1.53和1.49。小球体的体积比为2%，而它的直径为5-100微米。

1985年12月在美国光学学会杂志（JOSA）上发表的题目为“用于投影屏的体散射体的衍射分布”的文章中，申请人披露了用于分析体散射体的计算机程序，其中假定所有的小球有相同的直径。利用该程序，利用测得的8°半强度角和小球体的直径范围为5-100微米，可确定小球体的有效直径为17.3微米。（小球体有效直径是一个单独的直径，它有充分理由精确地代表小球体的直径范围）。然后可以利用这个程序去画出该散射体的作为角度函数的预计的强度曲线。这条曲线与对样品体散射体所测得的强度曲线均由图1示出。

这条曲线横坐标表示散射光的发散角β，纵坐标强度Ⅰ表示它与最大强度的比值。图1的实线表示作为角度函数的测得的强度。而短划线和点线分别表示预计分布和高斯分布。通过将预计值和实测结果与对应于高斯分布的曲线比较，可清楚地看到，预计的和实测的曲线不是高斯曲线。

本发明的目的是提供一种用于投影电视屏的体散射体，它呈现高斯分布。

对于把一个准直光束扩展为一个高斯光束的散射体来说，则其半强度角也与包括光束能量一半的角度即半能量角相对应。本申请人已认识到，当散射体由半强度角描述时，半能量角是体散射体的重要参数。

包括在已知角β里的能量百分比（β）可用下式算出：

E(β)=100［∫ oβI(β)βdβ∫ 0∞I(β)βdβ]]>

其中Ⅰ（β）是作为角度函数的强度实测（或预计）值。按照上述公式，预计半能量角为13.75°，实测半能量角为15.58°。就上述体散射体而言可推定，因为半强度角为8°，则半能量角也将是8°。这种偏差解释了在投影电视屏里的上述异常现象。

考虑到上述情况，选择用于投影电视屏的体散射体的方法包括选择所要求的半强度角，选择所需要的体散射体的厚度和确定小球体的有效直径，小球体的折射率和小球体的装填密度，以使半能量角实际上等于半强度角。

考虑到上述的以及将在下文叙述的附加目的和优点，本发明将参照附图加以描述，在附图中：

图1是对于典型体散射体来说的作为角度函数的强度曲线;

图2是后投影电视屏的剖视图;

图3是用来测量散射体半能量角的试验配置的原理图;

图4是用于根据本发明的方法所选择的体散射体的作为角度函数的强度曲线;

参考图2，它示出一个后投影电视屏，并包含一个菲涅耳（Fresnel）透镜F，该透镜位于投影光源（未示出）的对面。平凸式透镜阵列L面对观众视野放置。放在平凸式透镜L和菲涅耳透镜F之间的是体散射体B。这个后投影电视屏可以根据美国专利4，573，764号制造，参考这份专利可以得到更详细的了解。

体散射体B包括使小球S均匀分散在其中的基质。小球体S的折射率稍微大于（或者可能略小于）基质的折射率，就这点而论能对通过体散射体的任何光线进行散射。