屏幕制造技术

提供了一种具有提高的亮度均匀性的屏幕。位于屏幕前表面的漫射薄膜利用粘合剂粘到菲涅耳透镜。菲涅耳透镜利用折射率比该菲涅耳透镜小并尽可能小的粘合剂粘到沉积在带基薄膜上的反射层。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及具有提高的亮度均匀性的屏幕，
技术介绍
近年来，高射投影仪和前射投影仪广泛用于会议和讨论会中的陈述。液晶视频投影仪和移动图象投影仪也正变得广泛用于家用。通过调制来自光源、经过例如透射液晶面板的光线以形成光图象并通过光学系统，如透镜，发射该光图象，这些投影仪将光线投射到屏幕上。例如，在屏幕上形成彩色图象的投影仪包括将来自光源的光线分离成红(R)、绿(G)和蓝(B)、然后将它们汇聚到预定光径的照明光学系统；调制由照明光学系统(光阀)分离的各红、绿、蓝光通量的液晶面板；及合并经过液晶面板调制的红、绿、蓝光通量的单元，由该单元合并成的彩色图象通过投影仪透镜被放大并投射到屏幕上。最近，开发出了一种利用窄带宽RGB光源的投影仪，其中RGB光通量是由光栅光阀(GLV)代替液晶面板进行空间调制的。显示来自这些投影仪的图象的屏幕一般包括将光线散射到屏幕上以获得出色可视图象的光漫射层。如图4所示，光漫射层在整个屏幕上具有均匀的漫射特性及两侧对称的亮度分布，入射角为0°的光线在散射角为0°时具有最大值。如图4所示，漫射层的漫射特性通常是由最大亮度的半最大值全宽度(FWHM)或半最大值半宽度(HWHM)表示的。当屏幕增益增大时，这种整个屏幕上均匀的漫射特性造成屏幕中心和边缘之间亮度的很大差异，在中心图象是明亮的，而在边缘图象是发黑的。这是因为投射的光线在边缘具有大于0°的入射角，大部分都被反射，远离观众了。为了克服屏幕上的这种亮度差异，未经审查的日本专利申请出版物No.10-142699公开了一种包括从中心到边缘具有逐步递增表面粗糙度的反射层的屏幕。从屏幕反射的光线的漫射性从中心到边缘逐渐递增。此外，未经审查的日本专利申请出版物No.2000-162710还公开了一种包括一组彼此正交耦合的反射镜并通过调整各耦合反射镜的倾角来实现均匀亮度分布的屏幕。尽管包括具有受控表面粗糙度的反射层的屏幕有改进的亮度分布，但屏幕边缘具有最高亮度的反射光成分还是被指到远离观众了，而且很多反射光成分对可视图象都没有起作用。因此，这种屏幕没有有效地利用投射的光线，而且很难提高屏幕的整体亮度。另一方面，包括耦合反射镜的屏幕可以具有水平均匀的亮度分布，但由于其结构不可能具有垂直均匀的亮度分布。
技术实现思路
因此，为了克服上述问题，本专利技术提供了一种具有简单结构、有效利用投射光线并在屏幕中心和边缘之间具有提高的亮度均匀性的屏幕。在本专利技术的第一方面，显示投射的光图象的屏幕具有反射光图象的层、散射从反射层反射的光线的漫射层及这两层之间的菲涅耳透镜。这使得屏幕边缘光图象的大部分也可以反射到观众，从而使得可以提高屏幕增益和整个屏幕上的均匀亮度分布。漫射层可以具有椭圆形的漫射特性，其中纵向漫射角不同于横向漫射角。FWHM纵向漫射角可以是10°-50°，而FWHM横向漫射角可以是60°-180°。在这些要求窄可视区域的屏幕中，方向性和屏幕增益可以通过减小纵向漫射区域来提高。另外，可以通过增加横向漫射区域来改善可视图象。此外，纵向漫射区域的减小导致从上面入射光线的较小影响，从而实现强亮度下的更高对比度。漫射层可以具有圆形的漫射特性，在纵向和横向都有30°-60°的相同FWHM漫射角。在具有圆形漫射特性的公共漫射层用来确保所需视角的同时，屏幕增益、对比度和亮度均匀性可以通过菲涅耳透镜的作用来提高。菲涅耳透镜和漫射层可以利用折射率比菲涅耳透镜小的粘合剂彼此粘在一起。菲涅耳透镜表面的凹凸不平可以被折射率比粘合剂小的树脂覆盖。菲涅耳透镜和粘合剂或树脂之间折射率的越大差别导致它们之间边界处的越大折射，从而可以实现足够的菲涅耳透镜作用。反射层可以包括铝层。入射到铝层的光线以高反射系数反射。铝层可以通过，例如，蒸发作用在带基薄膜上形成。当粘到菲涅耳透镜时，铝层反射通过漫射层的光线。当对特定波长范围内的光线具有高透射性并高度吸收可见光范围内其它光线的选择性吸收层位于铝层上时，铝层选择性地反射通过漫射层的光线中在特定波长范围内的光线。这使得通过漫射层的大部分外部光线都被吸收了，从而实现强亮度下对比度的进一步提高。选择性吸收层可以通过树脂粘合剂和吸收预定波长范围内光线而对其它波长范围内光线透明的选择性吸收染料的组合来准备。反射层可以包括高度反射对应于光图象的特定波长范围内光线并高度吸收除此特定波长范围之外可见波长范围内光线的光学薄膜。该光学薄膜可以包括交替压片的金属和绝缘体薄膜。金属薄膜可以由铌、铝或银组成。绝缘体薄膜可以由氧化铌、氧化钛、氧化钽、氧化铝或氧化硅组成。反射层选择性地反射通过漫射层的光线中在特定波长范围内的光线。这使得通过漫射层的大部分外部光线都被吸收了，从而实现强亮度下对比度的进一步提高。交替的金属和绝缘体薄膜薄片可以通过，例如，阴极溅镀沉积在带基薄膜上。反射层可以包括光学薄膜和吸收层。光学薄膜高度反射对应于光图象的特定波长范围内光线并对除此特定波长范围之外可见波长范围内光线具有高透射性。吸收层吸收通过该光学薄膜的光线。光学薄膜可以包括交替压片的高折射率和低折射率层。高折射率层可以由氧化铌、氧化钽或氧化钛组成。低折射率层可以由氧化硅或氟化镁组成。反射层选择性地反射通过漫射层的光线中在特定波长范围内的光线。这使得通过漫射层的大部分外部光线都被吸收了，从而实现强亮度下对比度的进一步提高。交替的高折射率和低折射率层薄片可以通过，例如，阴极溅镀沉积在带基薄膜上。菲涅耳透镜和漫射层可以利用粘合剂彼此粘在一起。即使是商业上可用的菲涅耳透镜和商业上可用的漫射薄膜的薄片都可以很容易地提供具有高均匀亮度的屏幕。在本专利技术的第二方面，显示投射的光图象的屏幕具有反射光图象的层、散射从反射层反射的光线的漫射层及置于反射层和漫射层之间并具有纵向汇聚特性的线性菲涅耳透镜。在屏幕顶端部分和底端部分边缘的光图象大部分可以反射到观众，从而使得可以提高屏幕增益和整个屏幕上的均匀亮度分布。漫射层可以具有椭圆形的漫射特性，其中纵向漫射角不同于横向漫射角。FWHM纵向漫射角可以是10°-50°，而FWHM横向漫射角可以是60°-180°。方向性和屏幕增益可以通过将线性菲涅耳透镜的汇聚特性调节到纵向窄可视区域并减小纵向漫射区域来提高。另外，可以通过增加横向漫射区域来改善可视图象。此外，纵向漫射区域的减小导致从上面入射光线的较小影响，从而实现强亮度下的更高对比度。漫射层可以具有圆形的漫射特性，在纵向和横向都有30°-60°的相同FWHM漫射角。在具有圆形漫射特性的公共漫射层可以用来确保所需视角的同时，屏幕增益、对比度和亮度均匀性可以通过线性菲涅耳透镜的汇聚特性来提高。线性菲涅耳透镜和漫射层可以利用折射率比线性菲涅耳透镜小的粘合剂彼此粘在一起。线性菲涅耳透镜表面的凹凸不平可以被折射率比粘合剂小的树脂覆盖。线性菲涅耳透镜和粘合剂或树脂之间折射率的越大差别导致它们之间边界处的越大折射，从而可以实现足够的线性菲涅耳透镜作用。反射层可以包括铝层。入射到铝层的光线以高反射系数反射。铝层可以通过，例如，蒸发作用在带基薄膜上形成。当粘到线性菲涅耳透镜时，铝层反射通过漫射层的光线。当对特定波长范围内光线具有高透射性并高度吸收可见光范围内其它光线的选择性吸收层位于铝层上时，铝层选择性地反射通过漫射层的光线中在特定波本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于显示投射的光图象的屏幕，包括：用于反射光图象的反射层；用于散射来自反射层的光线的漫射层；及置于反射层和漫射层之间的菲涅耳透镜。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：中钵秀弥，林弘志，池田修，
申请(专利权)人：索尼株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]