Проекционный экран для проецирования изображений
Изобретение относится к проекционному экрану для проецирования изображений. Экран с прозрачным носителем и светорассеивающим слоем покрывает определенную внутри экранной геометрии проекционную поверхность. Светорассеивающий слой выполнен в виде покрытия очень тонкой прозрачной пленки. Пленка закреплена на отдельном носителе. Между пленкой и носителем предусмотрен воздушный зазор. Зазор простирается по всей поверхности пленки и носителя. Технический результат - уменьшение коронного эффекта. 9 з.п. ф-лы, 2 ил.
Настоящее изобретение относится к проекционному экрану для проецирования изображений согласно ограничительной части п.1 формулы изобретения.
Для проекционного экрана, применяемого, в частности, для проецирования изображений в проходящем лазерном свете (DE 10118662/2-51), уже предлагалось, с целью уменьшения образования поверхностных дефектов (так называемой пятнистости), наносить непосредственно на пластину-носитель светорассеивающий слой и применять для требуемого для этой цели покрытия объемно-рассеивающий материал.
У такого проекционного экрана, как, впрочем, и у других обычных проекционных экранов для проецирования изображений в проходящем свете, контраст изображения и разрешение ухудшаются в результате образования так называемой короны или гало. Этот эффект вызывается тем, что рассеянный светорассеивающим слоем свет попадает на противоположную сторону носителя и там падает на нее частично под углом к нормали, превышающим предельный угол полного внутреннего отражения. Отраженный рассеянный свет возвращается обратно на образующую изображение сторону и вызывает на переходах от светлого к темному, соответственно на цветовых переходах, образование светлого ободка, так называемой короны, являющейся причиной ухудшения контраста изображения и разрешения. Боковая дальность этого эффекта, т.е. ширина короны, возрастает с толщиной покрытого носителя, так как отрезок пути распространения света соответственно увеличивается.
В основу настоящего изобретения положена задача улучшить проекционный экран вышеуказанного типа в отношении уменьшения образования короны.
Эта задача решается с помощью признаков п.1 формулы изобретения.
Преимущество предлагаемого проекционного экрана заключается в том, что благодаря оптической развязке между образующей изображение частью проекционного экрана и статически несущей частью проекционного экрана отрезок пути распространения ответственного за образование короны рассеянного света, отраженного обратно на плоскость изображения, может быть сделан исключительны малым, причем без ущерба для механической устойчивости и жесткости проекционного экрана. Соответственно этому небольшому отрезку пути, определяемому лишь толщиной пленки и ее показателем преломления, боковая область распространения отраженного рассеянного света в плоскости изображения очень мала и в результате ширина короны, образующейся вокруг точек изображения, снижается до экстремально малых значений. Благодаря этому коронный эффект совсем не воспринимается глазом наблюдателя или хотя и воспринимается, но только в сильно ослабленном виде.
Предпочтительные варианты выполнения проекционного экрана по изобретению с целесообразными усовершенствованиями и модификациями описаны в других пунктах формулы изобретения.
Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения для оптической развязки пленки и прозрачного носителя, служащего для ее крепления, между ними предусмотрен воздушный зазор, простирающийся по всей поверхности пленки и носителя.
Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения для образования воздушного зазора между обладающим собственной жесткостью носителем и менее жесткой пленкой расположена структура точечных опор, к которым, по меньшей мере, пленка точечно прилегает. Структура точечных опор при этом выполнена так, что отношение суммы ее опорных поверхностей к сумме расположенных между ними свободных поверхностей очень мало, например составляет менее 5%. Хотя на опорных точках все же и происходит перенос света в прозрачный носитель, однако вследствие вышеуказанного очень малого отношения доля перенесенного света настолько незначительна, что обеспечивается эффективная оптическая развязка между носителем и пленкой. К тому же остаточный перенос света через точечные опоры происходит только с сильно ограниченным спектром углов, что приводит к дальнейшему уменьшению помех от коронного эффекта, так как последний вызывается лишь углами падения рассеянного света, которые превышают предельный угол полного внутреннего отражения.
Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения пленка и прозрачный носитель скреплены друг с другом по краям, для чего, как правило, используется прозрачный клей. Для улучшения прилипания пленки к носителю могут быть предусмотрены дополнительные клеевые контакты между структурой точечных опор и пленкой, соответственно носителем. Однако при этом необходимо оптимизировать как выбор клея, так и величину и плотность точечных опор, чтобы достигнутая посредством воздушного зазора оптическая развязка снова не была сведена на нет.
Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения структура точечных опор реализована посредством небольших прозрачных шариков, расположенных с максимально равномерным распределением по обращенным друг к другу поверхностям пленки и носителя и удерживающих пленку на носителе. Предпочтительно шарики при этом зафиксированы в нанесенном на носитель или на пленку слое из прозрачного лака, причем толщина лакового слоя меньше диаметра шариков. Альтернативно возможны и другие структуры точечных опор, например тисненые пленки, предлагаемые изготовителями в упаковочной промышленности, или структуры на основе лака, создающего микроструктуру.
Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения пленка выполнена термопластично деформируемой. Благодаря этому могут быть реализованы сферически искривленные проекционные экраны. В этом случае для структуры точечных опор особенно рекомендуется для поддержания покрытой пленки на прозрачном носителе применение лака, обогащенного прозрачными шариками.
Ниже изобретение подробнее поясняется на примере его осуществления со ссылкой на чертежи.
Фиг.1 показывает проекционную систему для проецирования изображений в проходящем свете (частично, в перспективе).
Фиг.2 - увеличенный (частичный) разрез проекционного экрана в проекционной системе на Фиг.1 по линии II-II.
Схематически показанная в перспективном изображении проекционная система включает в себя проекционный экран 11, а также сопряженный с проекционным экраном проекционный аппарат 12 с тремя проекторами для основных цветов - красного, синего и зеленого, направленными либо через отдельные объективы 13, либо через общий объектив на проекционный экран 11, на котором они освещают проекционную поверхность 14. Проецирование изображения в примере выполнения происходит в виде так называемой проекции в проходящем свете, т.е. проекционный экран 11 находится между зрителем и проекционным аппаратом 12.
На Фиг.2 в частичном разрезе показано строение проекционного экрана 11. Проекционный экран состоит из задающего экранную геометрию прозрачного носителя 16 в форме круга или пластины, определяющего механическую стойкость и жесткость проекционного экрана 11, и образующей изображение менее жесткой части 15, которая простирается, по меньшей мере, по проекционной поверхности 14 и закреплена на носителе 16. Образующая изображение часть 15 при этом может быть расположена на обращенной к проекционному аппарату 12 стороне носителя 16, как это показано на Фиг.2, или на противоположной от проекционного аппарата 12 стороне носителя 16.
Образующая изображение часть 15 состоит из очень тонкой прозрачной пленки 17, имеющей покрытие 18 из светорассеивающего материала. Пленка 17 закреплена на носителе 16 так, что она оптически расцеплена с носителем 16, т.е. она закреплена на носителе 16 так, что носитель 16 не имеет никакой обратной оптической связи с покрытием 18 или имеет лишь незначительную обратную оптическую связь с ним. Эта оптическая развязка реализована простым образом с помощью воздушного зазора 19, который простирается с приблизительно постоянной толщиной по обращенным друг к другу поверхностям носителя 16 и пленки 17.
Для образования воздушного зазора 19 между носителем 16 и пленкой 17 между ними расположена оптически прозрачная структура 20 точечных опор, к которой, по меньшей мере, пленка 17 точечно прилегает. Структура 20 точечных опор выполнена так, что отношение суммы ее опорных поверхностей к сумме остающихся между ними свободных поверхностей очень мало, например составляет менее 5%. Пленка 17 закреплена на носителе 16 по краям, для чего, как правило, используется прозрачный клей. При этом клеевые края на всей периферии, как правило, лежат за пределами проекционной поверхности 14. Альтернативно или дополнительно могут быть предусмотрены клеевые контакты между опорными точками структуры 20 точечных опор и пленкой 17, соответственно носителем 16, благодаря чему прилипание пленки 17 к носителю 16 улучшается. Однако при этом необходимо следить за тем, чтобы на участках между отдельными опорными точками оптическая развязка снова не была сведена на нет.
В показанном на Фиг.2 примере выполнения структура 20 точечных опор реализована посредством небольших прозрачных шариков 21, расположенных с максимально равномерным распределением по обращенным друг к другу поверхностям пленки 17 и носителя 16 и удерживающих пленку 17 на носителе 16. Шарики 21 зафиксированы в нанесенном на носитель 16 слое 22 из прозрачного лака, причем толщина лакового слоя 22 меньше диаметра шариков 21. Альтернативно лаковый слой 22 может быть нанесен на пленку 17.
Если вместо плоского проекционного экрана 11, как он изображен на Фиг.1, или цилиндрически искривленного проекционного экрана 11 потребуется смонтировать описанным образом сферически искривленный проекционный экран 11, то для образующей изображение части 15 необходимо применять термопластично деформируемую пленку 17, которая может быть подогнана точно по форме к задаваемой носителем 16 сферической кривизне. У сферически искривленного проекционного экрана 11 описанное строение структуры 20 точечных опор особенно предпочтительно с прозрачными шариками 21 и прозрачным лаковым слоем 22, так как такая структура без проблем может быть подогнана к любой задаваемой носителем 16 форме.
1. Проекционный экран для проецирования изображений, с задающим экранную геометрию прозрачным носителем (16) и светорассеивающим слоем, покрывающим, по меньшей мере, определенную внутри экранной геометрии проекционную поверхность (14), отличающийся тем, что светорассеивающий слой выполнен в виде покрытия (18) очень тонкой прозрачной пленки (17), которая закреплена на носителе (16), причем между пленкой и носителем предусмотрен воздушный зазор, простирающийся по всей поверхности пленки и носителя, для уменьшения пути распространения рассеянного света, отраженного обратно на плоскость изображения, при этом проецирование изображения происходит в проходящем свете.
2. Проекционный экран по п.1, отличающийся тем, что пленка (17) является термопластично деформируемой.
3. Проекционный экран по п.1, отличающийся тем, что между носителем (16) и пленкой (17) предусмотрена для образования воздушного зазора (19) структура (20) точечных опор, к которой точечно прилегает, по меньшей мере, пленка (17), предпочтительно и пленка (17) и носитель (16).
4. Проекционный экран по п.3, отличающийся тем, что структура (20) точечных опор выполнена так, что отношение суммы ее опорных поверхностей к сумме остающихся между ними свободных поверхностей по возможности мало.
5. Проекционный экран по п.3 или 4, отличающийся тем, что пленка (17) и носитель (16) прочно соединены друг с другом по краям.
6. Проекционный экран по п.3 или 4, отличающийся тем, что опорные поверхности структуры (20) точечных опор прочно соединены с пленкой (17) и/или носителем (16).
7. Проекционный экран по п.5, отличающийся тем, что соединение пленки (17) и носителя (16) выполнено посредством прозрачного клея.
8. Проекционный экран по п.3 или 4, отличающийся тем, что соединение опорных поверхностей структуры (20) точечных опор с пленкой (17) и/или носителем (16) выполнено посредством прозрачного клея.
9. Проекционный экран по п.3 или 4, отличающийся тем, что структура (20) точечных опор реализована посредством небольших прозрачных шариков (21), расположенных с максимально равномерным распределением по обращенным друг к другу поверхностям пленки (17) и носителя (16) и удерживающих пленку (17) на носителе (16).
10. Проекционный экран по п.3 или 4, отличающийся тем, что шарики (21) зафиксированы в нанесенном на носитель (16) или на пленку (17) слое (22) из прозрачного лака и что толщина лакового слоя (22) меньше диаметра шариков (21).
