[發明專利]具有高對比度的前投影屏

無效

• 申請號: 201080010234.4
• 申請日: 2010-01-06
• 公開（公告）號: CN102341752A
• 公開（公告）日: 2012-02-01
• 發明（設計）人: 劉宇鋒;大衛·T·尤斯特;邁倫·K·喬丹;安德魯·J·烏德科克
• 申請（專利權）人: 3M創新有限公司
• 主分類號: G03B21/56
• 分類號: G03B21/56
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 梁曉廣;關兆輝

技術領域

本發明整體涉及投影屏。本發明尤其適用于具有高對比度并且在一些情況下具有大水平視角的不對稱前投影屏。

背景技術

顯示裝置通常為觀察者顯示信息。以顯示器的各種特性來描述顯示器的性能。一種這樣的特性為顯示器吸收源自各種光源(例如室內或街道上的燈泡或者太陽)的環境光的能力。通常，入射在顯示器上并且未被顯示器吸收的環境光疊加到顯示信息上，導致圖像對比度降低。因環境光降低的對比度通常稱為沖蝕。在環境光非常明亮的應用情況下，沖蝕尤其成問題。例如，在戶外應用中，來自太陽的環境光可顯著降低顯示對比度，從而使觀察者難以辨明顯示信息。顯示器，例如用于機動車輛的儀表盤，尤其易受來自太陽光的沖蝕的影響。通常，顯示器設置在殼體內以減少觸及顯示器的環境光。殼體通常制成黑色，以通過減少由殼體反射的光的量來進一步地降低沖蝕。

顯示器的另一個特征為視角。通常理想地是，顯示信息在沿水平和豎直方向的預定視角范圍上可易于觀察。如果改善一個顯示器特性，則通常會降低一個或多個其他顯示器特性。因此，在顯示裝置中進行某些折衷，以便最好地滿足針對給定顯示應用的性能標準。因此，仍需要具有改善的整體性能同時滿足最低性能標準的顯示器。

發明內容

通常，本發明涉及投影屏。本發明還涉及可顯示具有高對比度的圖像的投影系統。

在一個實施例中，光漫射光學構造包括不對稱光學漫射片，所述不對稱光學漫射片沿具有第一視角A_H的第一方向、以及沿垂直于第一方向的具有第二視角A_V的第二方向散射光，其中比率A_H/A_V為至少約2。光漫射光學構造還包括反射未被不對稱光學漫射片散射的光的基本鏡面反射器。基本鏡面反射器在大致零入射角下具有第一反射率R_o并且在大致45度入射角下具有第二反射率R₄₅，其中比率R_o/R₄₅為至少約1.5。光漫射光學構造還包括吸收未被基本鏡面反射器反射的光的吸光層。

在另一個實施例中，投影系統包括圖像投影光源，所述圖像投影光源將圖像光大致沿第一方向投影到圖像平面上。第一方向與水平方向成角度θ₁。投影系統還包括環境光源，所述環境光源大致沿與水平方向成角度θ₂的第二方向發射環境光。投影系統還包括設置在圖像平面內并且具有沿水平方向的第一視角A_H和沿豎直方向的第二視角A_V的不對稱光漫射片。比率A_H/A_V為至少約2。A_V大于θ₁并且小于θ₂。投影系統還包括基本鏡面反射器，所述鏡面反射器反射未被不對稱光學漫射片散射的光。基本鏡面反射器在約θ₁的入射角下具有第一反射率R₁并且在約θ₂的入射角下具有第二反射率R₂，其中R₁/R₂為至少約1.5。

附圖說明

結合附圖對本發明的各種實施例所做的以下詳細描述將有利于更完整地理解和領會本發明，其中：

圖1為投影系統的示意性側視圖；

圖2為投影屏的水平和豎直增益曲線的示意性圖示；

圖3為投影系統的示意性側視圖；

圖4為光學漫射片的示意性側視圖；

圖5為測定的水平和豎直增益曲線的圖示；并且

圖6為結構化表面的示意性俯視圖。

在說明書中，多個附圖中使用的相同附圖標號是指具有相同或類似特性和功能的相同或類似元件。

具體實施方式

本發明整體涉及投影屏。本公開內容尤其涉及不對稱投影屏，所述不對稱投影屏將所需光(例如來自圖像投影儀的光)重新導向至觀察者，并且將非所需光(例如來自環境光源的光)重新導向而遠離觀察者。本公開內容尤其適用于在戶外或光線良好的環境中使用的顯示裝置。

圖1為通常定義三個正交軸x、y和z的投影系統100的示意性側視圖。投影系統100包括圖像投影光源110、環境光源140、和光漫射光學構造190，所述光漫射光學構造190包括不對稱光學漫射片170、基本鏡面反射器150、和吸光層160。