視角增益可調(diào)節(jié)的背投影屏幕的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種視角增益可調(diào)節(jié)的背投影屏幕和背投影系統(tǒng)，利用超聲波使光線在聲光介質(zhì)層中發(fā)生布拉格衍射，從而使得屏幕上光線的出射角發(fā)生偏轉(zhuǎn)，屏幕視角和增益隨之改變。根據(jù)放映場(chǎng)地的實(shí)際需求，按照超聲波頻率與偏轉(zhuǎn)角的關(guān)系，以及偏轉(zhuǎn)角與屏幕視角和增益之間的關(guān)系，調(diào)節(jié)超聲波頻率，即可實(shí)現(xiàn)屏幕視角和增益的調(diào)節(jié)。如此，增加了背投影屏幕的靈活性和適應(yīng)性，且視角與增益的調(diào)節(jié)簡(jiǎn)單易操作。
【專利說(shuō)明】視角増益可調(diào)節(jié)的背投影屏幕

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及投影【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是設(shè)及一種視角增益可調(diào)節(jié)與系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002] 在DLP投影顯示系統(tǒng)中，投影屏幕所起的作用主要是接收成像，將投影機(jī)投射的 圖像畫面W較好的視覺(jué)效果呈現(xiàn)給觀眾。眾所周知，增益和視角是投影屏幕顯示的兩個(gè)重 要參數(shù)，增益越大，屏幕前方觀眾觀看時(shí)的視覺(jué)感官亮度越大，視角越大，則屏幕的有效觀 看范圍越大，屏幕側(cè)方更多的觀眾能夠更好地觀看顯示內(nèi)容，所W屏幕的增益和視角盡可 能的大是屏幕開發(fā)者和客戶共同的期望。然而，現(xiàn)實(shí)中屏幕的增益和視角是一對(duì)相互矛盾 的參數(shù)，在屏幕開發(fā)者設(shè)計(jì)改進(jìn)提升某一款現(xiàn)有屏幕的增益的同時(shí)，必然會(huì)帶來(lái)其視角的 降低問(wèn)題，同樣，在設(shè)計(jì)改進(jìn)增大某一款現(xiàn)有屏幕的視角的同時(shí)，必然會(huì)帶來(lái)其增益降低， 屏幕前方的亮度下降問(wèn)題。
[0003] 現(xiàn)在的背投影屏幕，增益和視角是屏幕的固有參數(shù)，客戶在選購(gòu)時(shí)必須根據(jù)實(shí)際 情況，比如會(huì)議室或者調(diào)度室等應(yīng)用場(chǎng)所的大小、觀眾席的排布和尺寸等因素來(lái)選擇合適 的屏幕。但是在實(shí)際應(yīng)用中，必然有場(chǎng)景觀眾較少的時(shí)候，會(huì)造成屏幕的有效視角內(nèi)的部分 光能浪費(fèi)，同樣如果出現(xiàn)場(chǎng)景內(nèi)觀眾較多時(shí)，會(huì)造成靠邊緣的觀眾視覺(jué)因亮度衰減太多而 顯示效果無(wú)法接受的問(wèn)題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于改變傳統(tǒng)背投影屏幕增益和視角參數(shù)固定，二者不可互相轉(zhuǎn)換 的局限性，提供了基于布拉格炬ragg)衍射技術(shù)的一種視角增益可調(diào)節(jié)的背投影屏幕和一 種背投影系統(tǒng)，解決現(xiàn)有屏幕增益和視角參數(shù)固定，客戶無(wú)法根據(jù)實(shí)際應(yīng)用情況進(jìn)行轉(zhuǎn)換， 光能利用率低下的問(wèn)題。為此，采用的技術(shù)方案如下。
[0005] 一種視角增益可調(diào)節(jié)的背投影屏幕，包括折射透鏡（2)、散射透板（3)、聲光介質(zhì) 層（8)超聲波發(fā)生器（7)和超聲波吸收板巧）；
[0006] 所述折射透鏡（2)、所述散射透板（3)和所述聲光介質(zhì)層（8)依次排列，所述超聲 波發(fā)生器（7)與所述超聲波吸收板（9)對(duì)稱分布于所述聲光介質(zhì)層巧）的兩側(cè)；
[0007] 所述超聲波發(fā)生器（7)啟動(dòng)后，接收頻率指令，向所述聲光介質(zhì)層做施加指令中 指定頻率的超聲波，所述超聲波吸收板（9)在所述聲光介質(zhì)層（8)的另一側(cè)吸收超聲波，經(jīng) 過(guò)所述折射透鏡（2)和所述散射透板（3)進(jìn)入所述聲光介質(zhì)層巧）的光線，在超聲波的作 用下發(fā)生布拉格衍射，出射角度發(fā)生偏轉(zhuǎn)，背投影屏幕的視角與增益隨著光線出射角度的 偏轉(zhuǎn)而改變。
[000引一種背投影系統(tǒng)，包括投影機(jī)，還包括上述視角增益可調(diào)節(jié)的背投影屏幕。
[0009] 本發(fā)明視角增益可調(diào)節(jié)的背投影屏幕和背投影系統(tǒng)，利用超聲波使光線在聲光介 質(zhì)層中發(fā)生布拉格衍射，從而使得屏幕上光線的出射角發(fā)生偏轉(zhuǎn)，屏幕視角和增益隨之改 變。根據(jù)放映場(chǎng)地的實(shí)際需求，按照超聲波頻率與偏轉(zhuǎn)角的關(guān)系，W及偏轉(zhuǎn)角與屏幕視角和 增益之間的關(guān)系，調(diào)節(jié)超聲波頻率，即可實(shí)現(xiàn)屏幕視角和增益的調(diào)節(jié)。如此，增加了背投影 屏幕的靈活性和適應(yīng)性，且視角與增益的調(diào)節(jié)簡(jiǎn)單易操作。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0010] 圖1為聲光介質(zhì)層微結(jié)構(gòu)為正棱臺(tái)的本發(fā)明視角增益可調(diào)節(jié)的背投影屏幕的側(cè) 面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0011] 圖2為聲光介質(zhì)層微結(jié)構(gòu)為球體的本發(fā)明視角增益可調(diào)節(jié)的背投影屏幕的正面 結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012] 圖3為聲光介質(zhì)層微結(jié)構(gòu)為球體的本發(fā)明視角增益可調(diào)節(jié)的背投影屏幕的俯視 結(jié)構(gòu)及觀眾區(qū)示意圖；
[0013] 圖4為2*2拼接聲光介質(zhì)層且微結(jié)構(gòu)為正棱臺(tái)的本發(fā)明視角增益可調(diào)節(jié)的背投影 屏幕的正面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014] 圖5為2*2拼接聲光介質(zhì)層且微結(jié)構(gòu)為正棱臺(tái)的本發(fā)明視角增益可調(diào)節(jié)的背投影 屏幕的俯視結(jié)構(gòu)及觀眾區(qū)示意圖；
[0015] 圖6為2*2拼接聲光介質(zhì)層且微結(jié)構(gòu)為正棱臺(tái)的本發(fā)明視角增益可調(diào)節(jié)的背投影 屏幕的側(cè)面結(jié)構(gòu)及觀眾區(qū)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0016] 為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，W下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì) 本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的【具體實(shí)施方式】?jī)H僅用W解釋本發(fā) 明，并不限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0017] 圖1所示為本發(fā)明視角增益可調(diào)節(jié)的背投影屏幕的側(cè)視圖，從中可W看出，本屏 幕包括折射透鏡2、散射透板3、聲光介質(zhì)層8超聲波發(fā)生器7和超聲波吸收板9。所述折射 透鏡2、所述散射透板3和所述聲光介質(zhì)層8依次排列，所述超聲波發(fā)生器7與所述超聲波 吸收板9對(duì)稱分布于所述聲光介質(zhì)層8的兩側(cè)。
[0018] 圖1還示出了光線從聲光介質(zhì)層8出射到空氣中的路徑。當(dāng)超聲波發(fā)生器7未啟 動(dòng)時(shí)，經(jīng)過(guò)折射透鏡2和散射透板3后進(jìn)入聲光介質(zhì)層8中的光線a在經(jīng)過(guò)聲光介質(zhì)層8 和空氣的分界面表層時(shí)發(fā)生折射，出射光線為光線b ;開啟超聲波發(fā)生器8后，超聲波發(fā)生 器8產(chǎn)生超聲波在聲光介質(zhì)層8中形成行波場(chǎng)，超聲波吸收板9吸收超聲波發(fā)生器7發(fā)射 出來(lái)的超聲波。受超聲波的作用，聲光介質(zhì)相8當(dāng)于一個(gè)衍射孔光柵，經(jīng)過(guò)散射透板后的光 線在聲光柵的作用下發(fā)生布拉格炬ragg)衍射。由于發(fā)生了布拉格衍射，出射光線較原來(lái) 偏轉(zhuǎn)了 0角度，如圖1中的光線C。
[0019] 根據(jù)布拉格衍射原理，出射光線的偏轉(zhuǎn)角度與超聲波和聲光介質(zhì)層8的特征直接 相關(guān)，關(guān)系式如下：
[0020]

【權(quán)利要求】
1. 一種視角增益可調(diào)節(jié)的背投影屏幕，其特征在于， 包括折射透鏡（2)、散射透板（3)、聲光介質(zhì)層（8)超聲波發(fā)生器（7)和超聲波吸收板 (9)； 所述折射透鏡（2)、所述散射透板（3)和所述聲光介質(zhì)層（8)依次排列，所述超聲波發(fā) 生器（7)與所述超聲波吸收板（9)對(duì)稱分布于所述聲光介質(zhì)層（8)的兩側(cè)； 所述超聲波發(fā)生器（7)啟動(dòng)后，接收頻率指令，向所述聲光介質(zhì)層（8)施加指令中指定 頻率的超聲波，所述超聲波吸收板（9)在所述聲光介質(zhì)層（8)的另一側(cè)吸收超聲波，經(jīng)過(guò)所 述折射透鏡（2)和所述散射透板（3)進(jìn)入所述聲光介質(zhì)層（8)的光線，在超聲波的作用下 發(fā)生布拉格衍射，出射角度發(fā)生偏轉(zhuǎn)，背投影屏幕的視角與增益隨著光線出射角度的偏轉(zhuǎn) 而改變。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的視角增益可調(diào)節(jié)的背投影屏幕，其特征在于， 所述聲光介質(zhì)層（8)的材料為聲光晶體，厚度滿足以下公式：
其中，L為所述聲光介質(zhì)層（8)的厚度，X為光波波長(zhǎng)，As為聲波波長(zhǎng)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的視角增益可調(diào)節(jié)的背投影屏幕，其特征在于， 出射角度的偏轉(zhuǎn)角由以下公式得來(lái)：
其中，X為光波波長(zhǎng)，n為聲光晶體折射率，％為超聲波波速，匕為超聲波頻率，0為 偏轉(zhuǎn)角。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的視角增益可調(diào)節(jié)的背投影屏幕，其特征在于， 所述超聲波發(fā)生器（7)與所述超聲波吸收板（9)成對(duì)分布于所述聲光介質(zhì)層的水平方 向兩側(cè)和垂直方向兩側(cè)，水平方向與垂直方向的所述超聲波發(fā)生器（7)的頻率是一致的。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的視角增益可調(diào)節(jié)的背投影屏幕，其特征在于， 所述聲光介質(zhì)層（8)光線出射一面的表面為微小結(jié)構(gòu)，所述微小結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)為正棱 臺(tái)、球體或橢球體。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的視角增益可調(diào)節(jié)的背投影屏幕，其特征在于， 所述折射透鏡（2)為菲涅爾透鏡，包括準(zhǔn)直功能區(qū)和發(fā)散功能區(qū)，所述準(zhǔn)直功能區(qū)位 于中間部位，覆蓋菲涅爾透鏡的95 %?98 %，焦距等于投影距離；所述發(fā)散功能區(qū)位于與 其他菲涅爾透鏡拼接的拼縫處，覆蓋菲涅爾透鏡的2%?5%，焦距等于投影距離的1.02? 1. 05 倍。
7. -種背投影系統(tǒng)，包括投影機(jī)，其特征在于，還包括上述權(quán)利要求1-6任意一條所述 的視角增益可調(diào)節(jié)的背投影屏幕。
【文檔編號(hào)】G03B21/602GK104503197SQ201410821113
【公開日】2015年4月8日 申請(qǐng)日期:2014年12月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月22日
【發(fā)明者】王新星 申請(qǐng)人:廣東威創(chuàng)視訊科技股份有限公司