[go: up one dir, main page]

TWI571695B - 用於與發散照明源使用之高對比背投影螢幕 - Google Patents

用於與發散照明源使用之高對比背投影螢幕 Download PDF

Info

Publication number
TWI571695B
TWI571695B TW104117030A TW104117030A TWI571695B TW I571695 B TWI571695 B TW I571695B TW 104117030 A TW104117030 A TW 104117030A TW 104117030 A TW104117030 A TW 104117030A TW I571695 B TWI571695 B TW I571695B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
array
layer
transparent sheet
lens
display
Prior art date
Application number
TW104117030A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201610553A (zh
Inventor
安德里S 卡斯米爾斯基
瑪莉 樓 傑普森
傅珮倫
Original Assignee
咕果公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 咕果公司 filed Critical 咕果公司
Publication of TW201610553A publication Critical patent/TW201610553A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI571695B publication Critical patent/TWI571695B/zh

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03BAPPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G03B21/54Accessories
    • G03B21/56Projection screens
    • G03B21/60Projection screens characterised by the nature of the surface
    • G03B21/62Translucent screens
    • G03B21/625Lenticular translucent screens
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03BAPPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G03B21/54Accessories
    • G03B21/56Projection screens
    • G03B21/567Projection screens for colour projection

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Overhead Projectors And Projection Screens (AREA)
  • Optical Elements Other Than Lenses (AREA)

Description

用於與發散照明源使用之高對比背投影螢幕
本發明大體上係關於顯示技術,且特定言之,本發明係關於背投影螢幕。
習知背投影螢幕使用呈一無光澤螢幕之形式之一薄漫射層。將一影像投射至該漫射層之背面上,其中將該影像漫散射至觀看環境中。該漫射層提供一影像表面,且其漫射性用以增大可觀察該影像之視角。通常,此等簡單漫射層投影螢幕在光線好之房間中具有不佳對比。此不佳對比至少部分歸因於周圍光散射回至觀看環境中,藉此負面影響及背投影螢幕之黑色位準及對比。
圖1A及圖1B繪示一習知背投影螢幕50,其使用嵌入於一平面玻璃板60上之黑色黏合劑61中之小玻璃球62。自頂側觀看,螢幕表面之大部分由黑色黏合劑61覆蓋,藉此減少周圍光之背反射且改良顯示螢幕對比。各玻璃球62形成穿過黑色黏合劑61之一薄通道,且透過自對準於一對應玻璃球62之一針孔66而聚焦入射光。玻璃球62收集背側入射光之大部分且透過針孔66而將其聚焦。圖1B繪示一情形,其中由一玻璃球62透過針孔66而聚焦垂直於背投影螢幕50之同軸光64。然而,必須使用一菲涅耳(Fresnel)透鏡63來使將離軸光65(如圖1A中所繪示)轉向。菲涅耳透鏡63操作以接收傾斜入射光且使其轉向,使得 該光依幾乎法向於玻璃板60之角度入射穿過玻璃球62。必須使離軸光65轉向至一法向軌道以維持橫跨螢幕之前側之角亮度均勻性。此設計操作以維持螢幕輸出效率,同時增大光線好之房間中之螢幕對比。然而,此需要背側入射光依接近法向角入射以達成可接受之角亮度均勻性,且使用一菲涅耳透鏡63來如此做。
圖1C及圖1D繪示另一習知背投影螢幕75。背投影螢幕75依類似於背投影螢幕50之一方式操作。背投影螢幕75包含橫跨一基板82之背面而複製之一陣列之小透鏡83,基板82具有橫跨頂面而圖案化之一層暗材料81。使用小透鏡83處所導引之一高能雷射來圖案化暗材料81。小透鏡83將光束聚焦至暗材料81上以燃燒掉或燒蝕掉自對準於小透鏡83之針孔。類似於背投影螢幕50,必須沿著實質上垂直或法向於基板82之表面之一方向將入射光導引至小透鏡83上。再次使用一菲涅耳透鏡84來達成法向入射。此設計亦操作以維持螢幕輸出效率,同時增大光線好之房間中之螢幕對比。然而,如前所述,此需要背側入射光依接近法向角入射以達成可接受之角亮度均勻性,且使用一菲涅耳透鏡84來如此做。
50‧‧‧背投影螢幕
60‧‧‧玻璃板
61‧‧‧黑色黏合劑
62‧‧‧玻璃球
63‧‧‧菲涅耳(Fresnel)透鏡
64‧‧‧同軸光
65‧‧‧離軸光
66‧‧‧針孔
75‧‧‧背投影螢幕
81‧‧‧暗材料
82‧‧‧基板
83‧‧‧小透鏡
84‧‧‧菲涅耳(Fresnel)透鏡
200‧‧‧背投影顯示器/顯示塊
205‧‧‧照明層
206‧‧‧邊框裝飾
210‧‧‧顯示層
215‧‧‧螢幕層
220‧‧‧照明源
221‧‧‧透鏡化層
230‧‧‧透射像素陣列
235‧‧‧間隔區域
245‧‧‧固定距離
250‧‧‧影像部分
255‧‧‧間隔
400‧‧‧背投影螢幕
405‧‧‧透鏡
410‧‧‧透明基板
415‧‧‧漫射層
420‧‧‧暗膜
425‧‧‧孔
430‧‧‧保護層
435‧‧‧透明層
440‧‧‧顯示層
445‧‧‧間隔物
450‧‧‧間隙
460‧‧‧周圍光
465‧‧‧顯示光
470‧‧‧漫射顯示光
500‧‧‧背投影螢幕
505‧‧‧濾光層
515‧‧‧波長轉換層
601‧‧‧單面微透鏡
602‧‧‧雙面微透鏡
603‧‧‧雙面微透鏡
605‧‧‧凹面
610‧‧‧透明薄片
615‧‧‧透明薄片
620‧‧‧光學黏合劑
625‧‧‧凹面
630‧‧‧透明薄片
635‧‧‧凹面
640‧‧‧透明薄片
645‧‧‧光學黏合劑
650‧‧‧透明層
655‧‧‧第一微透鏡
660‧‧‧第二微透鏡
參考附圖來描述本發明之非限制性且非窮舉性實施例,其中若無另外說明,則相同元件符號係指所有各種視圖中之相同部件。圖式未必按比例繪製,而是將重點放在繪示所描述之原理上。
圖1A及圖1B(先前技術)繪示使用一菲涅耳透鏡來達成光之接近法向入射之一習知背投影螢幕。
圖1C及圖1D(先前技術)繪示使用一菲涅耳透鏡來達成光之接近法向入射之另一習知背投影螢幕。
圖2係繪示根據本發明之一實施例之一背投影顯示器之功能層的一透視圖。
圖3A係根據本發明之一實施例之一背投影顯示器之功能層之一橫截面圖。
圖3B繪示根據本發明之一實施例之背投影顯示器可經如何平鋪以形成較大無縫顯示器。
圖3C繪示根據本發明之實施例之與由發散光照亮之背投影顯示器相關聯之角亮度均勻性問題。
圖4係繪示根據本發明之一實施例之一背投影螢幕之一部分的一橫截面圖。
圖5係繪示根據本發明之一實施例之使用一波長轉換層之一背投影螢幕之一部分的一橫截面圖。
圖6A至圖6C繪示根據本發明之實施例之各種透鏡架構。
本文中描述用於與發散照明源使用之一高對比背投影螢幕之一裝置、系統及製造方法之實施例。在以下描述中,諸多具體細節經闡述以提供該等實施例之一完全理解。然而,熟習相關技術者將認識到,可在無該等具體細節之一或多者之情況下或使用其他方法、組件、材料等等來實踐本文所描述之技術。在其他例項中,未詳細展示或描述熟知之結構、材料或操作以避免使某些態樣不清楚。
參考本說明書中之「一實施例」意謂:結合該實施例所描述之一特定特徵、結構或特性包含於本發明之至少一實施例中。因此,出現於本說明書之各種位置中之片語「在一實施例中」未必全部係指相同實施例。此外,可在一或多項實施例中依任何適合方式組合特定特徵、結構或特性。
圖2及圖3A繪示根據本發明之一實施例之一背投影顯示器200之功能層。圖2係顯示器200之層之一透視圖,而圖3A係顯示器200之一橫截面圖。所繪示實施例之顯示器200包含一照明層205、一顯示層 210及一螢幕層215。所繪示實施例之照明層205包含一陣列之照明源220及一透鏡化層221(為清楚起見,僅在圖3A中繪示)。所繪示實施例之顯示層210包含藉由間隔區域235而彼此分離之透射像素陣列230。將所繪示實施例之螢幕層215分成用於顯示整個統一影像之影像部分250之區域。背投影顯示器200由複數個像素組(pixlet)組成,該複數個像素組各包含全部透過顯示器200而對準於一行內之一照明源220、透射像素陣列230、及用於顯示一影像部分250之一螢幕區域。
在所繪示之實施例中,各照明源220對準於一對應像素陣列230下方以使用燈光來照亮該對應像素陣列之一背側。照明源220可實施為獨立光源(例如彩色或單色LED、量子點等等),其發射具有一界定角展度或角錐之光以完全照亮駐留於顯示層210上之其對應透射像素陣列230。使照明層205及顯示層210彼此分離達一固定距離245(例如8毫米)。可使用一透明中間物(例如玻璃層或塑膠層)來達成此分離,且此分離可進一步包含一或多個透鏡化層221(其包含透鏡、孔隙、光束限制器等等)以控制或操縱自照明源220發射之燈光之角範圍及橫截面形狀。在一實施例中,一照明控制器可耦合至照明源220以控制其照明強度。照明層205可包含照明源220安置於其上之一基板。
透射像素陣列230安置於顯示層210上且各包含一陣列之透射像素(例如100個像素×100個像素)。在一實施例中,該等透射像素可實施為背光液晶像素。各透射像素陣列230係藉由顯示層210上之間隔區域235而與相鄰透射像素陣列230分離之一獨立顯示陣列。使相鄰像素陣列230彼此分離之內部間隔區域235之寬度可為使一給定像素陣列230與顯示層210之一外邊緣分離之周邊間隔區域235之寬度之兩倍。在一實施例中,內部間隔區域235具有4毫米之一寬度,而周邊間隔區域235具有2毫米之一寬度。當然,可實施其他尺寸。
如圖中所繪示,使透射像素陣列230依一矩陣橫跨顯示層210而 間隔,其中間隔區域235使各透射像素陣列230分離。在一實施例中,透射像素陣列230各表示一分離且獨立之顯示像素陣列(例如背光LCD像素)。間隔區域235顯著大於一給定透射像素陣列230之像素之間之像素間間隔。間隔區域235提供用於佈設信號線或包含額外電路(諸如一顯示控制器)之改良靈活性。沿著顯示層210之外周邊駐留之間隔區域235亦為顯示器200之邊框裝飾206提供空間。邊框裝飾206用作為顯示器200之外殼之邊。沿著外周邊駐留之間隔區域235亦為電源及/或通信埠提供空間。
儘管圖2將顯示層210繪示為包含配置成2列×3行之6個透射像素陣列230,但應瞭解,顯示器200之各種實施方案可包含組織成列及行之不同組合之更多或更少透射像素陣列230。因而,在具有照明源220與透射像素陣列230之一1:1比率之實施例中,照明層205上之照明源220之數目及佈局亦可變動。儘管圖2為了清楚而未繪示三個繪示層之間之介入層,但應瞭解,實施例可包含各種介入光學或結構子層,諸如透鏡陣列、用於提供機械剛性及光學偏移之透明基板、保護層、或其他。下文討論螢幕層215之各種實施例之子層之進一步細節。
在一顯示控制器之控制下切換透射像素陣列230以調變燈光且將影像部分250投射至螢幕層215之一背側上。在各種實施例中,螢幕層215包含安置於提供機械支撐之一透明基板上之無光澤材料(或適合於背投影之其他漫射材料)。影像部分250在螢幕層215上共同混合在一起以自實質上無縫之螢幕層215之觀看側將一統一影像呈現給一觀看者。換言之,當橫跨顯示層210與螢幕層215之間之間隔255(例如2毫米)而投射由透射像素陣列230產生之影像時,放大該影像。影像部分250經足夠放大以在間隔區域235上延伸且覆蓋間隔區域235以形成一無縫統一影像。放大倍數取決於間隔255及由照明源220發射之燈光之角展度。在一實施例中,使影像部分250放大約1.5倍。統一影像不僅 覆蓋內部間隔區域235,且覆蓋周邊間隔區域235。因而,顯示器200可經定位以相鄰於其他顯示塊200且經通信地互連以形成較大複合無縫顯示器,在該情況中,由一單顯示塊產生之統一影像變為一多塊統一影像之一子部分(例如參閱圖3B)。
在一平鋪背投影架構(諸如圖2及圖3A中所繪示之架構)中,入射於螢幕層215上之顯示光係非準直的。此發散光可導致橫跨螢幕層215之不同位置處之角亮度變動。如圖3C中所繪示,由一給定像素組界定之各影像部分250之周邊周圍之此偏差可最大。相應地,圖4及圖7呈現適應非準直傾斜入射顯示光且提供橫跨螢幕之一相對較均勻角亮度之背投影螢幕架構。
圖4係繪示根據本發明之一實施例之一背投影螢幕400之一部分的一橫截面圖。背投影螢幕400係圖2及圖3A中所繪示之螢幕層215之一實施方案;然而,應瞭解,背投影螢幕400不限於與具有圖2及圖3A中所繪示之無縫平鋪架構之顯示器使用。確切而言,背投影螢幕400可與使用一發散照明源之各種背投影顯示器使用。
所繪示實施例之背投影螢幕400包含一陣列之透鏡405、一透明基板410、一漫射層415、具有一陣列之孔425之一暗膜420、及一保護層430。在所繪示之實施例中,背投影螢幕400可定位於一透明層435(例如玻璃、丙烯酸、聚碳酸酯、塑膠及其他透明基板)上,使用間隔物445來使透明層435自一顯示層440偏移以形成間隙450。例如,顯示層445可表示圖2及圖3A中所繪示之顯示層210。應瞭解,圖4僅繪示背投影螢幕400之一小橫截面部分,其係在圖4之XY平面中延伸之一重複結構。
暗膜420覆蓋透明基板410之前側之大部分。暗膜420係一低反射率材料,其塗佈於透明基板410之前側上以減少周圍光460之背反射之數量,藉此增大投影螢幕400之對比。然而,為不阻斷自顯示層440投 射之顯示光465之大部分,透鏡405聚焦及導引(例如會聚)入射顯示光465穿過對應孔425。透鏡405橫跨透明基板410之背側安置成二維(「2D」)陣列以導引或聚焦背側入射顯示光465穿過暗膜420中之孔425。在一實施例中,透鏡405與孔425之間存在一對一對應性。
漫射層415安置於暗膜420與透明基板410之間,且特定言之,在孔425下方通過。漫射層415操作以將自孔425射出之顯示光465漫射為漫射顯示光470。漫射顯示光470提供來自投影螢幕400之前側之影像之一均勻寬視角。因此,漫射層415使先前由透鏡405會聚或聚焦之顯示光465重新發散以改良影像均勻性及視角。在一實施例中,漫射層415用作為漫射顯示光470之一朗伯(Lambertian)或近朗伯輻射體。
與圖1A至圖1D中所繪示之投影螢幕不同,無需沿著穿過透鏡405之一光學路徑(其法向地入射穿過透明基板410且法向於暗膜420)導引顯示光470。因而,無需一菲涅耳透鏡來將傾斜入射顯示光重新導引成一法向入射。確切而言,使穿過透明基板410而至暗膜420之背側上之顯示光465保持傾斜入射。相反地,漫射層415操作以將高方向性且傾斜之顯示光465變換為可自大範圍視角感知且具有角亮度均勻性之漫射顯示光470(例如朗伯光)。消除一菲涅耳透鏡以降低背投影螢幕400之製造複雜性及成本。此外,消除一菲涅耳透鏡以避免該菲涅耳透鏡與各照明源220之間之對準問題,其可出現於圖2及圖3A中所繪示之可平鋪顯示架構中。
透明層435可使用玻璃、丙烯酸、聚碳酸酯或其他光學級塑膠來製造,且具有經選擇以達成自顯示層440投射之發散顯示光465之一所要放大倍數之一厚度。類似地,透鏡基板410亦可由玻璃、丙烯酸、聚碳酸酯或其他光學級塑膠製造,且具有大致對應於透鏡405之平均焦距之一厚度,使得顯示光465之大部分被導引穿過孔425。在一實施例中,透鏡405之光功率可隨陣列變動以適應歸因於顯示光465之發散 度之可變長度光學路徑。例如,在一實施例中,透鏡405越靠近一給定像素組之周邊或越偏心遠離其對應照明源,透鏡405之焦距越大(光功率越小)。可藉由隨陣列逐漸變動透鏡405之曲率及/或折射率而達成此可變焦距。
漫射層415由在一朗伯或近朗伯模式中發射光學漫射光之一材料製造。在一實施例中,漫射層415係在一朗伯模式中散射顯示光465之一散射層。可使用懸浮於一光學透射材料內之光散射粒子來製造該散射層。例如,該等散射粒子可由聚四氟乙烯(「PTFE」)粒子、硫酸鋇或其他散射材料製成。在另一實施例中,該散射層可為一層磨砂玻璃。在所繪示之實施例中,漫射層415恰好安置於暗膜420下方以使顯示光465散射穿過孔425。暗膜420可由經圖案化以形成孔425之一低反射率之無光澤黑色材料製造。例如,暗膜420可類似於用於液晶顯示器中之遮罩像素中之材料。
在另一實施例中,漫射層可由在一漫射近朗伯模式中吸收顯示光465且依一不同波長將其重新發射之一波長轉換層製造。圖5係繪示根據本發明之一實施例之使用一波長轉換層之一背投影螢幕500之一部分的一橫截面圖。背投影螢幕500類似於背投影螢幕400,但使用一波長轉換層515來實施圖4中之漫射層415。所繪示實施例之背投影螢幕500包含透鏡405之陣列、透明基板410、一濾光層505、波長轉換層515、具有孔425之陣列之暗膜420、及保護層430。應瞭解,圖5僅繪示背投影螢幕500之一小橫截面部分,其係在圖5之XY平面中延伸之一重複結構。
可使用依一波長吸收顯示光465且依一或多個不同波長重新輻射漫射顯示光470之各種不同材料來製造波長轉換層515。例如,可使用磷光體或量子點矩陣來實施波長轉換層515。在所繪示之實施例中,將波長轉換層515圖案化為包含標記為R(紅色)、G(綠色)及B(藍色) 之彩色區域之三色陣列以提供一全色顯示。在其他實施例中,可實施其他色彩方案(例如青色、洋紅色、黃色或其他)。就一量子點陣列而言,各彩色區段可包含具有依一相關聯色譜(例如R、G、B、或C、M、Y、或其他)輻射之量子能階之量子點。依此方式,各孔425對應於一不同彩色像素,其中一群組之三個孔425對應於一全色大像素群組。
波長轉換層515之重新輻射性導致在所有方向上輻射漫射顯示光470。相應地,在一實施例中,濾光層505經包含以阻斷漫射顯示光470之反向散射。濾光層505使顯示光465(其用作為激活波長轉換層515內之重新輻射粒子之一幫浦波長(例如紫外幫浦光))通過,但阻斷由波長轉換層515輸出之漫射顯示光470。藉由阻斷經反向散射之漫射顯示光470而減少相鄰顯示像素之間之串擾,藉此改良影像對比。
在一實施例中,透鏡405之陣列及孔425之陣列係各具有一恆定間隔節距之規則陣列。在一實施例中,相鄰孔425之間之間隔節距大於相鄰透鏡405之間之間隔節距。孔425之較大間隔節距適應顯示光465之發散傾斜角。在此實施例中,直接定位於顯示層440之一照明源或背光上之中心孔425與其對應透鏡405垂直對準,此係因為用於此像素之顯示光線係法向入射的。然而,孔425之較大間隔節距導致孔425與其對應透鏡405之間之偏移隨相距於中心對準孔425之距離而線性增大。此增大偏移適應來自一近點光源之非準直背光,如圖2及圖3A中繪示之可平鋪架構中所使用。在使用準直背光之背投影實施例中,孔425及透鏡405之間隔節距可相等。
圖6A至圖6C繪示根據本發明之實施例之用於實施透鏡405之各種透鏡架構。圖6A繪示一單面微透鏡601之一橫截面圖。所繪示實施例之單面微透鏡601包含:一凹面605,其形成至一透明薄片610中;另一透明薄片615;及光學黏合劑620,其安置於由凹面605及透明薄片 615界定之空隙內。光學黏合劑620具有不同於透明薄片610之一折射率,且另外用以將透明薄片610結合至透明薄片615以形成一密封微透鏡夾層結構。例如,光學黏合劑620可包含具有n=1.64之Norland光學黏合劑、Loctite 5192或其他。應瞭解,圖6A僅繪示一個單面微透鏡601之橫截面;然而,實際上,透明薄片610將包含凹面605之二維陣列。透明薄片610及615可由玻璃、丙烯酸、聚碳酸酯或其他光學級塑膠製造。在一實施例中,藉由將一陣列之凹面605之一負壓印衝壓或模製至一透明基板610中而製造一陣列之單面微透鏡601。
圖6B繪示一雙面微透鏡602之一橫截面圖。所繪示實施例之雙面微透鏡602包含:一凹面625,其形成至一透明薄片630中;另一凹面635,其形成至一透明薄片640中;及光學黏合劑645,其安置於由凹面625及635界定之空隙內。光學黏合劑645具有不同於透明薄片630及640之一折射率且另外用以將透明薄片630結合至透明薄片640以形成一密封微透鏡夾層結構。例如,光學黏合劑645可包含具有n=1.64之Norland光學黏合劑、Loctite 5192或其他。應瞭解,圖6B僅繪示一個雙面微透鏡602之橫截面;然而,實際上,透明薄片630及640將分別包含凹面625及635之二維陣列。透明薄片630及640可由玻璃、丙烯酸、聚碳酸酯或其他光學級塑膠製造。在一實施例中,一陣列之雙面微透鏡602藉由將一陣列之凹面625及一陣列之凹面635之一負壓印衝壓或模製至透明基板630及640而製造。
雙面微透鏡602之雙面透鏡結構可經設計以增大透鏡結構之光功率以促進一更薄透明基板410及一更緊湊投影螢幕。另外,雙面透鏡結構可經設計使得凹面625之焦點落於凹面635上,其引起將主光線重新導引成與光軸平行且法向於投影螢幕之表面。此設計可有助於改良角亮度均勻性。
圖6C繪示一雙面微透鏡603之一橫截面圖。所繪示實施例之雙面 微透鏡603包含一透明層650,其具有安置於一第一側上之一第一微透鏡655及安置於與第一微透鏡655對置之一第二側上之一第二微透鏡660。透明層650可由玻璃、丙烯酸、聚碳酸酯或其他光學級塑膠製造。使微透鏡655及660在彼此相反之一定向上對準。可使用圖案化及回焊技術或其他來將微透鏡655及660模製至透明層650之表面中或沈積於透鏡層650之表面上。微透鏡655及660可具有相同或不同折射率,該折射率亦可相同或不同於透明基板650之折射率。應瞭解,圖6C僅繪示一個雙面微透鏡603之橫截面;然而,實際上,微透鏡655及660之二維陣列沿著透明基板650之側延伸。
雙面微透鏡603之雙面透鏡結構可經設計以增大透鏡結構之光功率以促進一更薄透明基板410及一更緊湊投影螢幕。另外,雙面透鏡結構可經設計使得微透鏡655之焦點實質上與微透鏡660重合,其可引起將主光線重新導引成與光抽平行且法向於投影螢幕之表面。此設計可有助於改良角亮度均勻性。
本發明之所繪示實施例之以上描述(其包含[中文]中所描述之內容)不意欲具窮舉性或將本發明限制於所揭示之精確形式。儘管本文中為繪示之目的而描述本發明之特定實施例及實例,但可在本發明之範疇內進行各種修改,如熟習相關技術者將認識到。
可鑑於以上詳細描述而對本發明進行此等修改。下列申請專利範圍中所使用之術語不應被視為將本發明限制於本說明書中所揭示之特定實施例。確切而言,本發明之範疇完全取決於將根據請求項解譯之確定原則而解釋之下列申請專利範圍。
400‧‧‧背投影螢幕
405‧‧‧透鏡
410‧‧‧透明基板
415‧‧‧漫射層
420‧‧‧暗膜
425‧‧‧孔
430‧‧‧保護層
435‧‧‧透明層
440‧‧‧顯示層
445‧‧‧間隔物
450‧‧‧間隙
460‧‧‧周圍光
465‧‧‧顯示光
470‧‧‧漫射顯示光

Claims (24)

  1. 一種投影螢幕,其包括:一透明基板,其具有一前側及一背側;一暗膜,其經安置以橫跨該透明基板之該前側;一陣列之孔,其經安置以穿過該暗膜;一漫射層,其安置於該透明基板與該暗膜之間;及一陣列之透鏡,其經安置以橫跨該透明基板之該背側,其中該陣列之透鏡經對準以使透過該陣列之透鏡而入射之顯示光朝向該陣列之孔聚焦,且該漫射層將自該陣列之孔射出之該顯示光漫射為漫射顯示光,其中該陣列之透鏡中之透鏡各依一第一間隔節距分離且該陣列之孔中之孔各依一第二間隔節距分離,其中該陣列之孔之該第二間隔節距大於該陣列之透鏡之該第一間隔節距以適應該陣列之透鏡上入射之該顯示光係發散的。
  2. 如請求項1之投影螢幕,其中該漫射層包括一光散射層。
  3. 如請求項2之投影螢幕,其中該光散射層包括懸浮於一材料層內之散射粒子。
  4. 如請求項3之投影螢幕,其中該等散射粒子包括聚四氟乙烯(「PTFE」)粒子或硫酸鋇。
  5. 如請求項2之投影螢幕,其中該光散射層包括磨砂玻璃。
  6. 如請求項1之投影螢幕,其中該漫射層包括一波長轉換層,該波長轉換層吸收具有一第一波長之該顯示光且輸出具有不同於該第一波長之一或多個其他波長之該漫射顯示光。
  7. 如請求項6之投影螢幕,其中該波長轉換層包括量子點或磷光體之一者。
  8. 如請求項7之投影螢幕,其中將該波長轉換層圖案化為一個三色陣列,使得該陣列之孔之各孔輸出與三種不同色彩之一者相關聯之該漫射顯示光。
  9. 如請求項6之投影螢幕,其進一步包括:一濾光層,其安置於該陣列之透鏡與該波長轉換層之間,該濾光層經組態以使具有該第一波長之該顯示光通過,但阻斷具有該一或多個其他波長之該漫射顯示光以減少來自該波長轉換層之反向散射光。
  10. 如請求項1之投影螢幕,其中該陣列之透鏡一對一地對應於該陣列之孔。
  11. 如請求項1之投影螢幕,其中該陣列之透鏡之焦距朝向該投影螢幕之一周邊增大。
  12. 如請求項1之投影螢幕,其中該陣列之透鏡包括一陣列之單面微透鏡,其包含:一陣列之凹面,其形成至一第一透明薄片中;一第二透明薄片,其結合至該第一透明薄片以覆蓋該陣列之凹面;及一光學黏合劑,其具有不同於該第一透明薄片之折射率的一折射率,該光學黏合劑安置於由該陣列之凹面及該第二透明薄片界定之空隙中。
  13. 如請求項1之投影螢幕,其中該陣列之透鏡包括一陣列之雙面微透鏡,該陣列之雙面微透鏡包含:一第一陣列之凹面,其形成至一第一透明薄片中;一第二陣列之凹面,其形成至一第二透明薄片中;一光學黏合劑,其具有不同於該第一透明薄片及該第二透明薄片之折射率的一折射率,該光學黏合劑安置於藉由將該第一 透明薄片膠合至該第二透明薄片而界定之空隙中,其中該第一陣列之凹面及該第二陣列之凹面彼此對準。
  14. 如請求項1之投影螢幕,其中該陣列之透鏡包括一陣列之雙面微透鏡,該陣列之雙面微透鏡包含:一透明層,其具有一第一側及一第二側;一第一陣列之微透鏡,其經安置以橫跨該透明層之該第一側;一第二陣列之微透鏡,其經安置以橫跨該透明層之該第二側,其中該第一陣列之微透鏡之焦點實質上與該第二陣列之微透鏡之表面重合,使得穿過該第一陣列之微透鏡之主光線沿著實質上法向於該透明基板之該前側及該背側之一路徑而導引。
  15. 一種背投影顯示器,其包括:一投影螢幕,其包含:一透明基板,其具有一前側及一背側;一暗膜,其經安置以橫跨該透明基板之該前側;一陣列之孔,其經安置以穿過該暗膜;一漫射層,其安置於該透明基板與該暗膜之間;及一陣列之透鏡,其經安置以橫跨該透明基板之該背側,其中該陣列之透鏡經對準以使透過該陣列之透鏡而入射之顯示光朝向該陣列之孔聚焦,且該漫射層將自該陣列之孔射出之該顯示光漫射為漫射顯示光,其中該陣列之透鏡中之透鏡各依一第一間隔節距分離且該陣列之孔中之孔各依一第二間隔節距分離,其中該陣列之孔之該第二間隔節距大於該陣列之透鏡之該第一間隔節距以適應該陣列之透鏡上入射之該顯示光係發散的;一顯示層,其包含一透射像素陣列以將該顯示光自該投影螢 幕之一背側投射至該投影螢幕上;及一照明層,其包含一照明源以使用發散光來照亮該透射像素陣列之一背側。
  16. 如請求項15之背投影顯示器,其中該漫射層包括一光散射層。
  17. 如請求項16之背投影顯示器,其中該光散射層包括懸浮於一材料層內之散射粒子。
  18. 如請求項16之背投影顯示器,其中該漫射層包括一波長轉換層,該波長轉換層吸收具有一第一波長之該顯示光且輸出具有不同於該第一波長之一或多個其他波長之該漫射顯示光。
  19. 如請求項18之背投影顯示器,其中該波長轉換層包括量子點或磷光體之一者。
  20. 如請求項18之背投影顯示器,其進一步包括:一濾光層,其安置於該陣列之透鏡與該波長轉換層之間,該濾光層經組態以使具有該第一波長之該顯示光通過,但阻斷具有該一或多個其他波長之該漫射顯示光以減少來自該波長轉換層之反向散射光。
  21. 如請求項15之背投影顯示器,其中該陣列之透鏡包括一陣列之單面微透鏡,該陣列之單面微透鏡包含:一陣列之凹面,其形成至一第一透明薄片中;一第二透明薄片,其結合至該第一透明薄片以覆蓋該陣列之凹面;及一光學黏合劑,其具有不同於該第一透明薄片之折射率的一折射率,該光學黏合劑安置於由該陣列之凹面及該第二透明薄片界定之空隙中。
  22. 如請求項15之背投影顯示器,其中該陣列之透鏡包括一陣列之雙面微透鏡,該陣列之雙面微透鏡包含: 一第一陣列之凹面,其形成至一第一透明薄片中;一第二陣列之凹面,其形成至一第二透明薄片中;一光學黏合劑,其具有不同於該第一透明薄片及該第二透明薄片之折射率的一折射率,該光學黏合劑安置於藉由將該第一透明薄片膠合至該第二透明薄片而界定之空隙中,其中該第一陣列之凹面及該第二陣列之凹面彼此對準。
  23. 一種投影螢幕,其包含:一透明基板,其具有一前側及一背側;一暗膜,其經安置以橫跨該透明基板之該前側;一陣列之孔,其經安置以穿過該暗膜;一漫射層,其安置於該透明基板與該暗膜之間;及一陣列之透鏡,其經安置以橫跨該透明基板之該背側,其中該陣列之透鏡經對準以使透過該陣列之透鏡而入射之顯示光朝向該陣列之孔聚焦,且該漫射層將自該陣列之孔射出之該顯示光漫射為漫射顯示光,其中該陣列之透鏡包括:一第一陣列之凹面,其形成至一第一透明薄片中;一第二透明薄片,其結合至該第一透明薄片以覆蓋該第一陣列之凹面;及一光學黏合劑,其具有不同於該第一透明薄片之折射率的一折射率,該光學黏合劑安置於由該第一陣列之凹面及該第二透明薄片界定之空隙中。
  24. 如請求項23之投影螢幕,其中該陣列之透鏡包括一陣列之雙面微透鏡,其中一第二陣列之凹面形成至該第二透明薄片中,且其中該光學黏合劑具有不同於該第一透明薄片及該第二透明薄片之折射率的一折射率且係安置於藉由將該第一透明薄片膠合至該第二透明薄片而界定之空隙中,其中該第一陣列之凹面及該第二陣列之凹面彼此對準。
TW104117030A 2014-06-12 2015-05-27 用於與發散照明源使用之高對比背投影螢幕 TWI571695B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US14/303,190 US9013790B1 (en) 2014-06-12 2014-06-12 High contrast rear projection screen for use with a diverging illumination source

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201610553A TW201610553A (zh) 2016-03-16
TWI571695B true TWI571695B (zh) 2017-02-21

Family

ID=52822589

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW104117030A TWI571695B (zh) 2014-06-12 2015-05-27 用於與發散照明源使用之高對比背投影螢幕

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9013790B1 (zh)
KR (1) KR20170016951A (zh)
CN (1) CN106415389A (zh)
TW (1) TWI571695B (zh)
WO (1) WO2015191201A1 (zh)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9349160B1 (en) * 2013-12-20 2016-05-24 Google Inc. Method, apparatus and system for enhancing a display of video data
GB2523742A (en) * 2014-02-28 2015-09-09 Barco Nv Seamless tiled displays
US9519206B1 (en) 2015-06-25 2016-12-13 X Development Llc High contrast projection screen with stray light rejection
US9772550B2 (en) 2015-08-04 2017-09-26 X Development Llc Apparatus, system and method for mitigating contrast artifacts at an overlap region of a projected image
JP6439810B2 (ja) * 2017-02-06 2018-12-19 横河電機株式会社 バイオチップ、バイオチップユニット、バイオチップ読取装置、及びバイオチップ製造方法
EP3451044A1 (en) * 2017-08-28 2019-03-06 Continental Automotive GmbH Head-up display and method for driving a head-up display
CN107863448B (zh) * 2017-10-24 2019-09-06 京东方科技集团股份有限公司 一种显示屏及其制造方法、显示装置
CN110195827A (zh) * 2018-02-26 2019-09-03 上海午井光电科技有限公司 设有光路与光波重整组件的透射式激光照明系统
CN114690281A (zh) * 2020-12-31 2022-07-01 苏州晶方光电科技有限公司 彩色微透镜阵列及投影装置
US11754683B2 (en) 2021-05-10 2023-09-12 nEYE Systems, Inc. Pseudo monostatic LiDAR with two-dimensional silicon photonic mems switch array
EP4323809A4 (en) * 2021-05-19 2025-02-26 Neye Systems, Inc. INTEGRATED MICRO-LENS ARRAY LIDAR AND PHOTONIC SWITCH ARRAY
CN113433788B (zh) * 2021-07-09 2023-07-28 广西中光影光电有限公司 正投透明全息投影屏幕

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW230241B (en) * 1993-09-03 1994-09-11 Jenmar Visual Systems A light transmitting and dispersing filter having low reflectance
TW548431B (en) * 1999-12-28 2003-08-21 Sharp Kk Microlens array and fabrication method thereof
US6829086B1 (en) * 1999-04-29 2004-12-07 Synelec Telecom Multimedia Projection screen
CN1823300A (zh) * 2003-08-04 2006-08-23 罗姆两合公司 耐擦划背投屏及其生产方法
CN1867864A (zh) * 2003-10-14 2006-11-22 凸版印刷株式会社 菲涅耳透镜及透射式屏幕及应用它们的后投影式显示装置
CN101124515A (zh) * 2003-10-09 2008-02-13 莫林技术有限公司 在背景光下工作的投影接收面
CN101512391A (zh) * 2006-11-24 2009-08-19 友达光电股份有限公司 双折射液晶单元的制造方法
US8233217B2 (en) * 2006-03-31 2012-07-31 Prysm, Inc. Multilayered fluorescent screens for scanning beam display systems

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1070292C (zh) * 1995-03-23 2001-08-29 松下电器产业株式会社 光学用板及使用它的透射式屏
US6519087B2 (en) 1997-04-10 2003-02-11 3M Innovative Properties Company Rear projection screen incorporating diffuser
FR2761899B1 (fr) * 1997-04-15 1999-05-28 Commissariat Energie Atomique Procede et installation de filtration tangentielle d'un liquide visqueux
JP2000047008A (ja) * 1998-05-25 2000-02-18 Mitsubishi Rayon Co Ltd 両面レンチキュラーレンズシートおよびその製造方法
US6449089B1 (en) 1998-03-30 2002-09-10 3M Innovative Properties Company Rear projection screen with enhanced contrast
US6469830B1 (en) 1999-04-01 2002-10-22 Honeywell Inc. Display screen and method of manufacture therefor
US6466368B1 (en) 2000-04-26 2002-10-15 3M Innovative Properties Company Rear projection screen with reduced speckle
US6535333B1 (en) * 2000-11-21 2003-03-18 3M Innovative Properties Company Optical system with reduced color shift
US7145611B2 (en) * 2000-12-22 2006-12-05 Honeywell International, Inc. Seamless tiled display system
JP2002311509A (ja) 2001-04-16 2002-10-23 Dainippon Printing Co Ltd レンチキュラーレンズシートおよびこれを用いたスクリーン
JP4133420B2 (ja) 2002-03-26 2008-08-13 シャープ株式会社 バックライト及び液晶表示装置
JP3731592B2 (ja) 2003-09-08 2006-01-05 セイコーエプソン株式会社 透過型スクリーン用部材、透過型スクリーンおよびリア型プロジェクタ
JP4749011B2 (ja) 2004-04-09 2011-08-17 直史 山内 スクリーン及びこれを用いた画像投影システム
US7453635B2 (en) 2004-08-10 2008-11-18 Fusion Optix Inc. Imaging material with improved contrast
US20060061861A1 (en) 2004-09-23 2006-03-23 Reflexite Corporation High performance rear-projection screen
JP2006330631A (ja) 2005-05-30 2006-12-07 Miraial Kk 背面投射型スクリーン
JP2007256381A (ja) * 2006-03-20 2007-10-04 Toppan Printing Co Ltd 透過型スクリーン及び背面投射型ディスプレイ装置
JP4525769B2 (ja) * 2008-02-15 2010-08-18 セイコーエプソン株式会社 スクリーン及び投射システム

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW230241B (en) * 1993-09-03 1994-09-11 Jenmar Visual Systems A light transmitting and dispersing filter having low reflectance
US6829086B1 (en) * 1999-04-29 2004-12-07 Synelec Telecom Multimedia Projection screen
TW548431B (en) * 1999-12-28 2003-08-21 Sharp Kk Microlens array and fabrication method thereof
CN1823300A (zh) * 2003-08-04 2006-08-23 罗姆两合公司 耐擦划背投屏及其生产方法
CN101124515A (zh) * 2003-10-09 2008-02-13 莫林技术有限公司 在背景光下工作的投影接收面
CN1867864A (zh) * 2003-10-14 2006-11-22 凸版印刷株式会社 菲涅耳透镜及透射式屏幕及应用它们的后投影式显示装置
US8233217B2 (en) * 2006-03-31 2012-07-31 Prysm, Inc. Multilayered fluorescent screens for scanning beam display systems
CN101512391A (zh) * 2006-11-24 2009-08-19 友达光电股份有限公司 双折射液晶单元的制造方法

Also Published As

Publication number Publication date
US9013790B1 (en) 2015-04-21
WO2015191201A1 (en) 2015-12-17
KR20170016951A (ko) 2017-02-14
TW201610553A (zh) 2016-03-16
CN106415389A (zh) 2017-02-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI571695B (zh) 用於與發散照明源使用之高對比背投影螢幕
US9778555B2 (en) High contrast projection screen with stray light rejection
TWI794456B (zh) 光學裝置
US7618179B2 (en) Optical member, backlight unit and display apparatus
US8262271B2 (en) Display
TWI502254B (zh) 顯示裝置及組合成之顯示系統
WO2020228395A1 (zh) 显示装置
CN110658582A (zh) 显示装置
US8432512B2 (en) Backlight assembly and display device having the same
KR20170065640A (ko) 직시 디스플레이 디바이스 및 직시 디스플레이 디바이스를 위한 광 유닛
EP3264146B1 (en) Display device and television receiver with laminated optical member.
KR20170013352A (ko) 디스플레이 시스템을 위한 스크린 구성
TW201703009A (zh) 具有美學表面的顯示裝置
US9772550B2 (en) Apparatus, system and method for mitigating contrast artifacts at an overlap region of a projected image
WO2015084480A1 (en) Multi-aperture illumination layer for tileable display
WO2011068072A1 (ja) 光拡散シート、表示パネル、及び表示装置
WO2016081101A2 (en) Rear projection screen with pin-hole concentrator array
CN115997157A (zh) 空间悬浮影像信息显示系统和其中使用的光源装置
US9176370B1 (en) High contrast rear projection screen
KR102355828B1 (ko) 다중 패널 표시장치
CN115083302B (zh) Led显示面板及显示装置
KR102124023B1 (ko) 액정표시장치
KR20130027705A (ko) 마이크로 렌즈시트 및 이를 포함하는 액정표시장치와 마이크로 렌즈시트의 제조방법
US9256115B1 (en) Dual sided lens array using clear beads
JP2008139541A (ja) 光学シート、それを用いたバックライトユニット、およびディスプレイ装置

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees