[其他]背面投影屏幕及其背面投影系统

说明书

本发明涉及一种具有用于在屏幕的正面上显示出由设在该屏幕后面的至少一个基本图象源所提供的映象的正面和背面的背面投影屏幕，所述屏幕包括有一块在其正面具有许多平行排列的第一光线展宽单元的透光板，这些第一光线展宽单元是为了在垂直于第一方向的第一平面上使光线展宽而伸展在横跨该透光板的第一方向上，所述各单元具有用于获得总的内部反射的陡峭的若干边缘和具有一个用于透射和折射的弧形扁平部分的尖端。本发明也涉及备有这样一种背面投影屏幕的背面投影系统。

背面投影屏幕用于诸如各种雷达荧光屏、飞行和舰艇模拟器、显微阅读器以及用于视频和电影图象等各种类型的显示系统。在这类显示系统中，图象在基本图象源中产生并被投影透镜装置成象在背面投影屏幕上。该投影屏幕将从其后面入射的光线展宽于该屏幕前面的观众场地中。

用于彩色电视节目的投影系统包括有三个对应地由独立的投影透镜装置投射到屏幕上的红、绿和兰的基本图象源。每个图象源的光强在相应的图象源和连带的投影透镜装置的光轴上是最强的。由于这三个图象源被置成左右并排或上下叠接，所述两个光轴在该投影屏幕区延伸成两个角以使观众看到视其在观众场地中的位置而定的彩色偏移而没有任何梯级。

在已公开让公众监督的第0，148，529号（＝PHA40，477）欧洲专利申请中描述了一种其所述场地的水平方向上的彩色偏移被减到最小的背面投影屏幕。这是通过设置许多以垂直方向伸展的光线展宽单元而实现的，这些单元的高度与宽度的比值至少为1∶1，其尖端至多是其底部宽度的一半宽，并且其中该尖端具有一特殊形状的凹陷。所述单元的高度在这里应当被理解为垂直于所述屏幕平面的最大凸起。在诸单元之间的深槽中可设置光线吸收材料以便由所述屏幕阻止对周围光线的反射，从而加强被显示的图象的对比度。来自原始图象源及入射屏幕背面上的光线由于在各陡峭边缘上的总的内部反射而被引导到各齿形的尖端，以使这光线具有高透射能力。由于各弧形扁平尖端和各陡峭边缘的配合，还可获得一种在水平方向上的广角光线分布。

按垂直方向伸展的各单元使按水平方向、经由其后面而进入的光线展宽于左、右两侧各近于85°范围内的区域中。在垂直方向上，所述光线展宽单元并无任何明显影响，为展宽该方向上的光线应当采取其它手段。

在上面引用过的第0，148，529号欧洲专利申请中已建议要使该板具有光线展宽特性，例如可通过将该板的后面弄糙或把一种光色散材料加入该板的方法。在1985年发表在《IEEE用户电子学公报（IEEE    Transaction    on    Consumer    eleetronice）》期刊第CE-31卷第3期，第185-192页上，由R·Bradley等人著的题为<超广视角的背面投影屏幕>一文叙述了在该板中加入一种所谓“体视漫射体”的可能性，这种漫射体包括有一种不同折射率的颗粒。显然，除了所需要的垂直光线展宽以外，这些手段在水平方向上也有光线展宽效应。

为使光线在垂直方向上展宽的所述手段有两个缺点。第一点，它们限制了屏幕的分辨率，这是因为各成象光束就象是横过一个“有雾”的屏幕而因此不再在由观众观看的屏幕正面清晰地成象。第二点，这种雾状的、接近于高斯型的光线展宽将导致相当多的光线落在观众场地之外。当然，这要损耗观众场地内的光强。

本发明的目的就是要避免这些缺点。

为此，本发明的背面投影屏幕，特征在于所述板的背面有平行排列的、基本上沿垂直于第一方向的第二方向而伸展的第二光线展宽单元以便展宽垂直于第二方向的第二平面中的光线，其结果得到了垂直光线的展宽，以使屏幕体本身并不需要具备任何一点，（或相当少量的）光线色散效应。所述水平展宽基本上是只由正面的所述单元所确定的。由于在屏幕中不再需要任何（或相当少量）的光线色散作用，所以图象投影清晰。在背面上的光线展宽单元的形状可以与在为某一给定应用领域所要求的垂直方向上的光强分布相适配。显然，本发明也可用与所述第0，148，529号欧洲专利申请中所描述的形状不同的一种尖端。

本发明的背面投影屏幕的最佳特征在于被基本垂直地入射于屏幕背面上的光线，由各第二光线展宽单元协同在垂直方向中没有弧形的第一光线展宽单元，通过至多在5°和（最大为）20°之间的某一角度而折射。于是，观众场地的全部纵向范围近于10°正40°左右。所需数值取决于应用场合。当将所述屏幕用于视频监控器或家用投影电视机中时，总的最佳纵向视角近于22°。