[发明专利]用于投影屏的菲涅耳透镜

说明书

背景技术

本发明一般涉及用于投影屏的菲涅耳透镜，尤其涉及可减小叠影效应的菲涅耳透镜。

菲涅耳透镜通常在菲涅耳透镜中用于准直接收自发光源的光，一般用来增大屏边缘的增益，使观者注意不到整个屏的亮度缺少均匀性。

然而，菲涅耳透镜一般会产生叠影，这是由透镜与附接该透镜的基片内的内部反射造成的。叠影会被观者看到，使像质下降，干扰观者。因此，屏制造商不得不在亮度均匀性与像质间作折衷。

因此，要求有一种能减弱或避免产生叠影的菲涅耳准直透镜供投影屏使用，这种透镜还要能有效地准直光以在整个屏上产生更均匀的亮度。

发明内容

本发明一般涉及其菲涅耳透镜层迭于另一支持层的屏。

在本发明一实施例中，屏包括具有输出表面的菲涅耳透镜和支持附接在菲涅耳透镜输出表面第一侧的分散屏。

在本发明另一实施例中，屏包括具有输出表的菲涅耳透镜，其中至少一部分输出表面包括一种菲涅耳结构。第一光学层的第一表面支持附接于菲涅耳透镜的输出菲涅耳结构表面。

在本发明另一实施例中，第一层具有第一表面，将光再引导通过屏的再引导装置具有菲涅耳结构输出表面。在第一层与再引导装置中至少有一个的附接装置，将再引导装置的输出表面支持附接到第一层的第一表面。

在本发明另一实施例中，一层透明材料具有输入表面和菲涅耳结构输出表面，后者的脊部形成于功能斜面与提升体斜面之间，至少有些脊部被切成基本上平行于输入表面的平坦部分。

在本发明另一实施例中，一层透镜材料有一输出表面，且带有靠近其边缘的菲涅耳结构部分和基本上非结构的中心部分。

在本发明另一实施例中，第一层具有第一表面，菲涅耳透镜具有菲涅耳结构输出表面。菲涅耳结构输出表面包括功能斜面与提升体斜面，而且一块功能斜面的至少一部分和一部分提升体斜面埋在第一层第一表面中。

上述发明内容并不描述本发明的每个示例性实施例或每种实施方法。下面的附图与详述将更具体地说明这些实施例。

附图简述

通过下面结合附图对本发明各实施例的详述，可以更全面地理解本发明，其中：

图1示出不用准直光学元件的屏照明；

图2曲线表示图1屏的中心和边缘的增益与视角的函数关系；

图3示出用菲涅耳透镜准直的屏照明；

图4表示菲涅耳透镜中产生的叠影；

图5A-5F示出本发明不同实施例埋式菲涅耳透镜；

图6示出菲涅耳透镜中出现的无效区域；

图7A-7C示出本发明诸实施例的平顶菲涅耳透镜；

图8曲线对有菲涅耳透镜和无菲涅耳透镜的漫射屏示出屏的中民和边缘增益与视角的函数关系；

图9示出整个屏区内的菲涅耳图案；

图10示出本发明部分屏上的局部菲涅耳图案；

图11A、11B与12示出本发明不同实施例的局部菲涅耳的剖面；

图13示出本发明的收视设备；

图14A与图14B示出的应用使用了带非均匀焦点分布的菲涅耳透镜的屏；

图15A-15D示出不同实施例的有槽菲涅耳透镜，以避免在层叠与透镜制造中加气；和

图16示出本发明一实施例的第一表面菲涅耳透镜。

虽然本发明可参照各种更改和替代形式，但是它们的细节由附图的例子示明并作详细描述。然而，应当理解，发明内容并不限于所述的具体实施例。相反地，本发明包括落在所附权项定义的本发明精神与范围内的所有更改、等效物和替代物。

详细描述

本发明适用于菲涅耳透镜，且相信特别适用于供背投影屏与监视器使用的菲涅耳透镜。本发明的优点之一是减少了叠影的出现，如果不能完全防止的话。因此，本发明可以改善整个屏上感觉到的亮度均匀性，同时保持图像的质量。

在背投影屏与监视器设计中的诸多因素中，主要的是：1)光的有效利用，ii)高分辨率，和iii)小形状因素。期望有高效率，从而可减小光源功率，缓解废热处理问题并降低能源费用。如在高清晰度电视(HDTV)中，现在越来越趋向于更高的分辨率，以向观者提供更鲜明更清楚的图像。而且，一般还希望减小形状因数，如容积、占地面积或重量，尽量使监视器在用户环境中占居更小的空间。在限制小的形状因数的情况下实现大屏幕尺寸，导致了宽角光学系统的应用。宽角光学几何学对屏的光学元件的要求比现有窄角系统的更高。本发明解决了这种对宽角元件的要求，同时能有效地利用光并实现高分辨率操作。本发明从屏中心到屏边缘还能保护和/或提高屏分辨率、亮度和亮度均匀性。