[發(fā)明專利]電視投影屏

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 00801811.1
• 申請(qǐng)日: 2000-06-20
• 公開（公告）號(hào): CN1321252A
• 公開（公告）日: 2001-11-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: D·L·馬蒂斯;W·C·斯圖爾特;G·A·阿方斯
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 湯姆森許可公司
• 主分類號(hào): G02B3/00
• 分類號(hào): G02B3/00;G03B21/62
• 代理公司: 中國(guó)專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 陳霽,傅康

本發(fā)明涉及顯示設(shè)備的投影屏。

背投電視例如包括在其中形成圖像的投影型陰極射線管(CRT)。所形成的圖像經(jīng)投影透鏡投射到背投屏幕。背投屏幕具有表面，在表面上顯示用于觀看的最終圖像。背投屏幕將來自投影透鏡的光線擴(kuò)張錐重定向成將預(yù)定觀眾位置包括在內(nèi)的有限的方向范圍內(nèi)，從而得到圖像亮度增益。背投屏幕也會(huì)減少降低顯示圖像對(duì)比度的環(huán)境光的反射。

背投屏幕通常包括用于引導(dǎo)光線的菲涅耳透鏡狀元件和用于產(chǎn)生光線角擴(kuò)散的獨(dú)立的雙凸透鏡狀元件。菲涅耳屏幕元件起單個(gè)大視野透鏡的作用，它聚集來自投影儀的光線并重定向光線，以使光線近似平行地到達(dá)透鏡狀屏幕元件。因此，菲涅耳透鏡的焦距由所需的平行光和到投影儀的光程來確定。菲涅耳屏幕元件由一片透明的光學(xué)材料形成，與單獨(dú)透鏡狀屏幕元件的投影儀側(cè)接觸放置。

可以利用光線被菲涅耳透鏡狀元件重定向后傳播的主要方法對(duì)投影屏幕進(jìn)行分類。三種類別分別是漫射、折射及反射/折射。漫射結(jié)構(gòu)由小曲面特性隨機(jī)圖案(pattern)和/或散布在傳播光線的雙凸透鏡體上的光線散射粒子組成。折射結(jié)構(gòu)由謹(jǐn)慎規(guī)定的類似曲面特性的小透鏡組成，和/或以定義好節(jié)距的一個(gè)或兩個(gè)尺寸進(jìn)行復(fù)制。這種透鏡排列引入了投影圖像的定期空間采樣，不利的是后者會(huì)形成與菲涅耳透鏡結(jié)構(gòu)的投影像素的莫爾拍頻(beat)。

背投顯示器的典型透鏡屏幕部件有形成在觀察器表面上的透鏡狀元件。相同的透鏡狀元件覆蓋整個(gè)透鏡狀屏幕部件并按恒定位移水平重復(fù)。透鏡狀元件的高度僅在跨越屏幕水平方向上變化；沿經(jīng)過任何給定水平位置的垂直方向上沒有變化。給定的透鏡體或透鏡狀元件線性跨越透鏡狀屏幕部件的整個(gè)高度，從尖端邊緣到底邊緣沒有變化。給定的透鏡狀元件有一對(duì)反射側(cè)面和介于側(cè)面之間的透鏡部分。透鏡狀元件通過反射和折射組合來改變光線的方向。反射主要發(fā)生在進(jìn)行反射的透鏡狀元件的側(cè)面上。折射發(fā)生在光線朝觀眾射出的透鏡部分上。

采用創(chuàng)造性特征的投影屏的雙凸透鏡部件包括透鏡狀元件。每個(gè)透鏡狀元件沿垂直或高度方向延伸并高水平或?qū)挾确较蛑貜?fù)從而形成平面，該平面確定垂直于平面的第一軸。給定的透鏡狀元件包括一對(duì)反射側(cè)面部分和插在兩個(gè)側(cè)面部分之間的折射尖端部分。一對(duì)側(cè)面部分的其中之一在一個(gè)側(cè)面部分和相鄰?fù)哥R狀元件的側(cè)面部分之間的連接處形成傾斜區(qū)，傾斜區(qū)相對(duì)于第一軸的角度介于5和15度范圍內(nèi)。一個(gè)側(cè)面部分至少在包括連接處的一個(gè)側(cè)面部分的區(qū)域內(nèi)覆蓋有反射涂層。該對(duì)反射側(cè)面部分將從投影儀入射的光線朝折射尖端部分反射，將反射光線通過面對(duì)觀眾的折射尖端部分的表面進(jìn)行折射。每個(gè)折射光線被折射尖端部分的凸面折射。

環(huán)境光的陷阱結(jié)構(gòu)設(shè)在透鏡狀元件之間。散射結(jié)構(gòu)設(shè)在投影儀側(cè)面上(和/或體內(nèi)部)。

一種體現(xiàn)創(chuàng)造性特征的投影屏幕的雙凸透鏡包括多個(gè)透鏡狀元件。每個(gè)透鏡狀元件沿第一方向延伸并沿第二方向重復(fù)以形成平面，該平面確定垂直于平面的第一軸。給定的透鏡狀元件包括折射尖端部分及一對(duì)反射側(cè)面部分。側(cè)面部分在其一對(duì)端部邊緣之間分別具有插入的折射尖端部分。一對(duì)側(cè)面部分中至少有一個(gè)具有與相鄰?fù)哥R狀元件的側(cè)面部分一樣的連接邊和包括公用連接邊緣的傾斜區(qū)。傾斜區(qū)相對(duì)于第一軸形成小于15度的角。一個(gè)側(cè)面部分至少在包括公用連接邊緣的傾斜區(qū)上覆蓋有反射涂層。該對(duì)反射側(cè)面部分將從投影儀射入的光線朝反射尖端部分方向進(jìn)行反射，用于通過面對(duì)觀眾的反射尖端部分的表面折射反射光。來自尖端部分的每個(gè)折射光線都被凸面折射。

圖1所示為體現(xiàn)創(chuàng)造性特征的背投屏幕，其包括菲涅耳屏幕部件及透鏡狀屏幕部件；

圖2a以簡(jiǎn)化方式示出了圖1的透鏡狀屏幕部件的透鏡狀元件內(nèi)的光路；

圖2b和2c以簡(jiǎn)化方式示出了圖2a中的透鏡狀元件及相鄰的透鏡狀元件的結(jié)構(gòu)和操作；及

圖3a和3b以簡(jiǎn)化方式示出了圖1中的透鏡狀屏幕部件的透鏡狀元件的第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)和操作。

圖1所示為背投屏幕200，它包括傳統(tǒng)菲涅耳屏幕部件98，菲涅耳屏幕部件98具有面向例如包括CRT(未示出)的投影儀的側(cè)面98a。體現(xiàn)創(chuàng)造性特征的透鏡屏幕部件99具有底面101，底面101可以是相對(duì)扁平地面對(duì)菲涅耳屏幕部件98的側(cè)面98。透鏡屏幕部件99的相對(duì)表面101’面對(duì)觀眾。軸Z既與表面101垂直或正交，又與相對(duì)表面101’的平均面垂直或正交。透鏡狀屏幕部件99可用聚合材料形成。所投射的圖像光線經(jīng)圖1的菲涅耳透鏡部件98近似垂直入射到透鏡狀屏幕部件99的表面101。