具有高对比度的前投影屏制造技术

本发明专利技术公开了光漫射光学构造。所述光学构造包括不对称光学漫射片，所述不对称光学漫射片沿具有第一视角ＡＨ的第一方向、以及沿垂直于所述第一方向的具有第二视角ＡＶ的第二方向散射光。比率ＡＨ／ＡＶ为至少约２。所述光学构造还包括反射未被所述不对称光学漫射片散射的光的基本镜面反射器，所述基本镜面反射器在大致零入射角下的可见光中具有第一平均反射率Ｒｏ，且在大致４５度入射角下的可见光中具有第二平均反射率Ｒ４５。比率Ｒｏ／Ｒ４５为至少约１．５。所述光学构造还包括吸收未被所述镜面反射器反射的光的吸光层。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术整体涉及投影屏。本专利技术尤其适用于具有高对比度并且在一些情况下具有大水平视角的不对称前投影屏。
技术介绍
显示装置通常为观察者显示信息。以显示器的各种特性来描述显示器的性能。一种这样的特性为显示器吸收源自各种光源(例如室内或街道上的灯泡或者太阳)的环境光的能力。通常，入射在显示器上并且未被显示器吸收的环境光叠加到显示信息上，导致图像对比度降低。因环境光降低的对比度通常称为冲蚀。在环境光非常明亮的应用情况下，冲蚀尤其成问题。例如，在户外应用中，来自太阳的环境光可显著降低显示对比度，从而使观察者难以辨明显示信息。显示器，例如用于机动车辆的仪表盘，尤其易受来自太阳光的冲蚀的影响。通常，显示器设置在壳体内以减少触及显示器的环境光。壳体通常制成黑色，以通过减少由壳体反射的光的量来进一步地降低冲蚀。显示器的另一个特征为视角。通常理想地是，显示信息在沿水平和竖直方向的预定视角范围上可易于观察。如果改善一个显示器特性，则通常会降低一个或多个其他显示器特性。因此，在显示装置中进行某些折衷，以便最好地满足针对给定显示应用的性能标准。因此，仍需要具有改善的整体性能同时满足最低性能标准的显示器。
技术实现思路
通常，本专利技术涉及投影屏。本专利技术还涉及可显示具有高对比度的图像的投影系统。在一个实施例中，光漫射光学构造包括不对称光学漫射片，所述不对称光学漫射片沿具有第一视角Ah的第一方向、以及沿垂直于第一方向的具有第二视角Av的第二方向散射光，其中比率々/^为至少约2。光漫射光学构造还包括反射未被不对称光学漫射片散射的光的基本镜面反射器。基本镜面反射器在大致零入射角下具有第一反射率I 。并且在大致 45度入射角下具有第二反射率Ii45，其中比率R。/R45*至少约1.5。光漫射光学构造还包括吸收未被基本镜面反射器反射的光的吸光层。在另一个实施例中，投影系统包括图像投影光源，所述图像投影光源将图像光大致沿第一方向投影到图像平面上。第一方向与水平方向成角度θ1 5投影系统还包括环境光源，所述环境光源大致沿与水平方向成角度θ2的第二方向发射环境光。投影系统还包括设置在图像平面内并且具有沿水平方向的第一视角Ah和沿竖直方向的第二视角Av的不对称光漫射片。比率AH/AV*至少约2。Av大于91并且小于θ2。投影系统还包括基本镜面反射器，所述镜面反射器反射未被不对称光学漫射片散射的光。基本镜面反射器在约θ , 的入射角下具有第一反射率R1并且在约θ 2的入射角下具有第二反射率&，其中R1Z^2为至少约1. 5。附图说明结合附图对本专利技术的各种实施例所做的以下详细描述将有利于更完整地理解和领会本专利技术，其中图1为投影系统的示意性侧视图；图2为投影屏的水平和竖直增益曲线的示意性图示；图3为投影系统的示意性侧视图；图4为光学漫射片的示意性侧视图；图5为测定的水平和竖直增益曲线的图示；并且图6为结构化表面的示意性俯视图。在说明书中，多个附图中使用的相同附图标号是指具有相同或类似特性和功能的相同或类似元件。具体实施例方式本专利技术整体涉及投影屏。本公开内容尤其涉及不对称投影屏，所述不对称投影屏将所需光(例如来自图像投影仪的光)重新导向至观察者，并且将非所需光(例如来自环境光源的光)重新导向而远离观察者。本公开内容尤其适用于在户外或光线良好的环境中使用的显示装置。图1为通常定义三个正交轴x、y和ζ的投影系统100的示意性侧视图。投影系统 100包括图像投影光源110、环境光源140、和光漫射光学构造190，所述光漫射光学构造190 包括不对称光学漫射片170、基本镜面反射器150、和吸光层160。图像投影光源110将图像光111大致沿第一方向112投影到图像平面120上。第一方向112与沿χ轴的水平方向130成角度θ1()在一些情况下，角度Q1基本上等于0。 在这种情况下，角度θ工小于约20度、或小于约15度、或小于约10度、或小于约5度、或小于约3度。环境光源140大致沿第二方向142发射环境光141，所述第二方向142与水平方向 130成角度θ2。在一些情况下，角度θ 2基本上大于角度θ1()在这种情况下，角度92比角度θ工大至少约20度、或至少约30度、或至少约40度、或至少约50度、或至少约60度、 或至少约70度。在一些情况下，角度θ 2大于约40度、或大于约50度、或大于约60度、或大于约70度。不对称光学漫射片170以不同方式沿不同方向(例如沿平行于χ方向的水平方向 130以及沿平行于y方向的竖直方向13 散射入射光。图2为不对称光学漫射片170沿互相正交的水平和竖直方向的相应水平和竖直增益曲线210和220的示意性图示。不对称光学漫射片170具有对应于同轴或零视角的最大增益g。以及半最大增益& = &/2，所述半最大增益定义等于Ahi-Ah2的水平视角Ah以及等于Avi-Av2的竖直视角Av。Ahi和Ah2可分别称为正和负水平视角，并且Avi和Ato可分别称为正和负竖直视角。在图2中的示例增益图中，增益曲线210和220中每一个关于同轴视向对称。通常，增益曲线210和220可为或可不为关于同轴视向对称的。例如，在一些情况下，与用于正视角的半亮度视角相对应的正视角Ahi可不同于与用于负视角的半亮度视角相对应的负视角ΑΗ2。重新参考图1，光学漫射片170为不对称漫射片，这意味着水平视角々11不同于竖直视角Αν。在一些情况下，不对称光学漫射片170沿具有第一视角Ah的第一方向(例如水平方向)、以及沿垂直于第一方向的具有第二视角Av的第二方向(例如竖直方向)散射光。 在一些情况下，比率Ah/Av为至少约2、或至少约2. 2、或至少约2. 5、或至少约2. 7、或至少约 3、或至少约3. 2、或至少约3. 5、或至少约3. 7、或至少约4。在一些情况下，水平视角Ah比竖直视角Av大至少约40度、或至少约50度、或至少约60度、或至少约70度、或至少约80 度、或至少约90度。不对称光学漫射片170设置在沿竖直方向132的图像平面120内。不对称漫射片 170接收图像光111并且散射该图像光以形成大致沿第二方向114传播的散射图像光113。 在一些情况下，方向112和114关于χ轴对称。在这种情况下，第二方向114与水平方向 130成角度θ1()在一些情况下，散射图像光113具有竖直图像光锥115，所述竖直图像光锥 115包括或覆盖与水平方向130成角度α ν的所需视位180。不对称漫射片170接收环境光141并且散射该环境光以形成大致沿第四方向144 传播的散射环境光143。在一些情况下，方向142和144关于水平方向130对称。在这种情况下，第四方向144与水平方向130成角度θ2。在一些情况下，散射环境光143具有不包括或不覆盖所需视位180的竖直环境光锥145。在一些情况下，视位180包括在或设置在竖直图像光锥115内，而非竖直环境光锥 145内。在这种情况下，视位180中的观察者可观看到具有高对比度的图像，因为此图像不包括、或包括极少的源自环境光源140的环境光。在一些情况下，不对称漫射片170的竖直视角足够大以使得竖直图像光锥115包括或覆盖视位180，并且足够小以使得竖直环境光锥145不包括视位180。在一本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种光漫射光学构造，其包括：不对称光学漫射片，沿具有第一视角ＡＨ的第一方向、以及沿垂直于所述第一方向的具有第二视角ＡＶ的第二方向散射光，ＡＨ／ＡＶ为至少约２；基本镜面反射器，反射未被所述不对称光学漫射片散射的光，并且在大致零入射角下的可见光中具有第一平均反射率Ｒｏ，且在大致４５度入射角下的可见光中具有第二平均反射率Ｒ４５，Ｒｏ／Ｒ４５为至少约１．５；和吸光层，吸收未被所述镜面反射器反射的光。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘宇锋，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：发明
国别省市：US