[發(fā)明專利]用于高對比度應(yīng)用的光學元件

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200680040890.2
• 申請日: 2006-10-31
• 公開（公告）號: CN101300517A
• 公開（公告）日: 2008-11-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 蒂莫西·J·內(nèi)維特;安德魯·J·烏德科克;愛德華·J·奇威爾
• 申請（專利權(quán)）人: 3M創(chuàng)新有限公司
• 主分類號: G02B17/08
• 分類號: G02B17/08;G02B27/26
• 代理公司: 中原信達知識產(chǎn)權(quán)代理有限責任公司
• 代理人: 鄭立;林月俊

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明專利申請涉及在高對比度應(yīng)用中用作反射元件的光學元件。

背景技術(shù)

眾所周知，正投影屏有多種。現(xiàn)有正投影屏在高環(huán)境光條件下表現(xiàn)欠佳。例如，在典型的會議室中，使用投影系統(tǒng)需要使用者降低室內(nèi)環(huán)境光強度，以便觀看屏幕上的投影圖象。降低室內(nèi)環(huán)境光強度是提高對比度的手段之一。提高正投影屏對比度的其它技術(shù)包括：使用偏振投影儀光源(例如美國專利No.6,381,068(Harada等人))，以及在主波長處優(yōu)先反射、透射或散射(例如美國專利6,529,332(Jones等人)、6,836,361(Hou)、6,847,483(Lippey等人)以及美國專利7,054,063(Shimoda))。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明公開了用于投影屏及其它期望高對比度的應(yīng)用的光學元件。一方面，該光學元件包括多層光學膜，其在設(shè)計的入射光波長處有多個反射帶，其中至少一個反射帶為窄反射帶，其中每個反射帶在設(shè)計的入射角處有標稱光譜定位，并且其中對以所述設(shè)計角度之外的角度入射的光，每個反射帶轉(zhuǎn)移為色移反射帶。該光學元件還包括波長選擇性吸收器，用以吸收至少一個色移反射帶中的光。

另一方面，該光學元件包括多層光學膜，其包括兩個干涉疊堆反射器，其中所述多層光學膜在光第一入射角處有至少兩個窄反射帶。該多層光學膜也可包含至少兩個在光第二入射角處的色移反射帶和設(shè)置在兩個干涉疊堆反射器之間的波長選擇性吸收(WSA)層。所述WSA層可包含所選的吸收邊緣，以隱藏至少一個色移反射帶。

在另一方面，該光學元件包括藍光反射干涉疊堆、設(shè)置在該藍光反射干涉疊堆之后的綠光WSA、設(shè)置在該綠光邊緣吸收器之后的綠光反射干涉疊堆、設(shè)置在該綠光反射干涉疊堆之后的紅光WSA、以及設(shè)置在該紅光WSA之后的紅光反射干涉疊堆。

本發(fā)明的以上概述并不旨在描述本發(fā)明的每一個公開的實施例或每一種實施方式。本專利申請的這些方面及其它方面在下面的詳細描述中顯而易見。在任何情況下都不應(yīng)將以上概述理解為對受權(quán)利要求書保護的主題的限制。受權(quán)利要求書保護的主題僅由隨附的權(quán)利要求限定，該權(quán)利要求在申請過程中可予以修正。

附圖說明

通過以下結(jié)合附圖的具體說明可以更全面地了解本發(fā)明，其中類似的附圖標記標明類似的元件。附圖旨在示例性而非限制性地給出實例。

圖1為示例性多層光學膜的示意圖。

圖1a為示例性干涉疊堆反射器的示意圖。

圖2為圖示說明多層光學膜在垂直入射角度和40°入射角度的反射光譜的坐標圖。

圖3為示例性投影儀和投影屏系統(tǒng)的示意圖。

圖4a為光學元件的示意圖。

圖4b為另一光學元件的示意圖。

圖5為圖示說明用于實例1和2中使用的各種波長選擇性吸收器的透射光譜的坐標圖。

圖6為圖示說明實例1的光學元件的反射光譜的坐標圖。

圖7a-b為實例1的光學元件的光反射效率和投影儀源反射a^*和b^*值與入射角的坐標圖。

圖8a-b為說明實例2的光學元件的反射光譜的坐標圖。

圖9a-b為實例2的光學元件的光反射效率和投影儀源反射a^*和b^*值相對于入射角的坐標圖。

圖10為示出多種尺寸屏幕的近垂直角度屏幕對比比率估算值的坐標圖，所述屏幕集成了實例1的光學元件。

圖11為示出多種尺寸屏幕的近垂直角度屏幕對比比率估算值的坐標圖，所述屏幕集成了實例2的光學元件。

圖12為說明對比度預(yù)期提高比率的坐標圖。

圖13為示出在另一個實施例中光學元件的反射光譜的坐標圖。

圖14a-b為示出在其它實施例中光學元件的反射光譜的坐標圖。

具體實施方式

本發(fā)明公開了在期望增大對比度的應(yīng)用中用作反射元件的光學元件。例如，所述光學元件可用于高對比度正投影屏、顯示器以及安全類應(yīng)用。高對比度是通過反射投影光的同時大量吸收環(huán)境光達到的。所述光學元件的反射光譜可被調(diào)節(jié)到投影儀光源的光譜。本發(fā)明所公開的光學元件被設(shè)計成只反射具有選定波長和選定入射角度的光(投影光)，同時幾乎全部吸收具有其它波長和角度的光(環(huán)境光)。