DNP双层背投屏幕技术及光学原理浅谈
1、光学屏幕定义
包含一个或多个光学镜头系统的屏幕称为光学屏幕,在镜头里面,光线被折射,方向发生了改变,只有背投屏幕能控制光线的方向,故只有背投屏幕才是光学屏幕; 光线的方向取决于:屏幕材料的折射系数及镜头的剖面形状。
2、光学菲涅尔镜头
传统的镜头与菲涅尔镜头的区别如下图所示:
菲涅尔镜头中只有曲面是镜头中起作用的部分,若将其他部分去掉并拉平有效的镜头部分
(如右图所示)就得到了一个菲涅尔镜头。镜头由CAD/CAM加工中心采用钻石切割,一块屏幕上,多达10,000种不同的镜头剖面,背投屏幕模具投资巨大,DNP公司是唯一拥有自己的模具厂的背投屏幕制造商。故DNP每一种系列的产品都有不同的焦距; 每个剖面的尺寸=屏幕的点距(分辨率)。
3、菲涅尔镜头与柱状镜头工作原理及结合后工作原理示意图
菲涅尔及柱状镜头结合可达到180度水平观视角,DNP屏幕广角系列因此在全球获得巨大的市场占有率。成为多年来市场上最受欢迎的屏幕,适于各种应用场合。
菲涅尔与雾状透镜结合的屏幕也是DNP公司九种屏幕系列中的一种。它是专门为某些特殊应用而开发的,几年前就已投放市场。但由于视角不如广角屏幕系列,适用面较窄,DNP公司仅将其作为一种补充产品。
4、双层屏幕与单层屏幕的区别
双层屏幕具有以下几个特点:
有比单层屏幕更好亮度均匀性;
非常适用于短距离投影;
非常适用于多屏幕拼接。
5、DNP公司双层屏幕增高对比度的两种滤光系统工作原理图
第一种:高对比度柱状镜头光学原理:(UCS/RUCS屏幕)
在两层透镜之间的光学镜头表面覆盖了一层黑色素层,可吸收环境光,柱状的镜头能拾取投影机的光线,并传送到观视者,而前面的环境光则会被吸收。
第二种:高对比度玻珠光学原理:(BB屏幕)
这种技术是使用细小的黑玻珠,并在一侧喷涂上一层黑色素层。黑玻珠能拾取投影机的光线,并传送至观视者。照在屏幕上的环境光则被直接吸收掉。
背投屏幕的安装和使用应注意的事项
背投指投影设备置于屏幕之后,直接朝向观众投影。光学屏幕可控制光线路径并将明亮清晰的图像
投至预先确定的观视范围。此外,演示者和观众站在图像前面不会留下暗影。再加上投影仪器隐藏
在屏幕背面,可以使观视范围保持安静、整洁及清晰等多种特点,不过这种投幕的安装处理起来也比较复杂,要求较高,在这里我们具体针对背投屏幕的安装和使用做一个简单的介绍。
背投幕的制作工序
背投幕的整个制造过程包括屏幕设计、模具制作、冶具制作、原料制作、屏幕成型、品
资检测和尺寸裁减多道程序。
背投幕的制作材料
光学背投幕的制作材料是由光学级Acrylic(丙烯酸)树脂组成,是一种容易刮伤的材料,一旦刮伤后,将会在图像的相应范围形成亮点或黑点。如果是背投幕大面积的刮花,还可能会造成刮伤部分无法成像。
预防背投幕损坏的措施
在背投幕的整个运输过程中,务必保证包装箱的完好,并做到轻拿轻放;严禁压置其它重物在屏幕上面,以免物品的锐角挫伤或刺伤背投幕表面;背投幕解除包装箱后,在搬运过程中必须保持竖置方向抬动,水平方向抬动容易造成压克力树脂材料的变形;背投幕的安装过程中,所有的工作人员必须戴好防滑、柔软的手套,并且尽可能取下随身携带的物品,如:戒指、钢笔、手表等。
背投幕的安装
1. 考虑到压克力树脂材料的膨胀系数、背投幕尺寸的误差、以及背投幕安装时的方便,建议背投幕安装内框的尺寸,要比屏幕的实际尺寸预留10-20 mm,比如:背投幕的实际尺寸是2083 ×1575mm,那么建议背投幕安装内框的尺寸至少是2093 ×1585mm;
2. 由于制造商对各个尺寸背投幕的最佳图像显示面积都有一个推荐值,所以对背投幕安装外框尺寸的要求,也会因为屏幕尺寸的大小不同有差异,这一点在设计时应特别注意。
屏幕表面沾污的处理方法
1. 使用风枪或吸尘器除去表面的沾污,若无适当的工具,请用干净柔软的绸布轻轻插拭;
2. 如果屏幕沾有难于插拭的油污,可用绸布小蘸蒸馏水含有阿摩尼亚(氨水)的玻璃清洁剂小心清洗,清洁剂的用量一定要严格控制,避免清洁剂沿住背投幕的光路形成大面积的渗透。
3. 擦拭背投幕正面的柱状透镜(Lenticular Lens)时,应顺住它的纹路进行上、下顺序插拭。
4. 擦背投幕背面的菲涅耳透镜(Fresnel Lens)时,应顺住它的纹路,以同心圆的方向进行插拭。
背投幕的使用环境
宽带连接错误678 光学背投幕的制作材料是光学级Acrylic(丙烯酸)树脂,通常情况下,温度每升高10℃,背投幕的尺寸会膨胀1‰/每米,相对湿度从60%增加到100%时,背投幕的尺寸会膨胀2‰/每米,当温度与相对湿度回复到原来的状态时,背投幕的尺寸会逐渐恢复到原始的尺寸。
背投影显示系统与光学型背投影屏幕
一、概述
在当今信息时代,人类需要在尽可能短的时间内获取和处理尽可能多的信息,由于图形图像包含的信息量大,所以它成为信息传播的重要方式,针对图形图像的采集、编辑、传输、存储、显示,也就理所当然地成为现代科学技术发展的重要课题,在图像显示方面,由于微电子技术、光电显示技术的迅速发展,图像显示技术主要向电子显示方式发展,并
体现出三种趋势:
◇ 大屏幕化和微型化
◇ 高清晰度
◇ 数字化
电子显示又有很多类别,我们可以简单地将其分为直视式和投影式两种。每种方式又包含多种显示技术,如下表所示:
电子显示 | 直视式显示技术 | CRT、LCD、PDP、EL |
投影式显示技术 | CRT、LCD、DLP、LCOS |
横幅素材 | | |
在实现大画面显示(显示尺寸在40英寸以上)方面,常见的产品有:LED显示屏、投影显示(正投、背投、投影拼接墙)、PDP显示,在超大屏幕显示(显示尺寸在72英寸以上)方面,目前主要有LED显示屏和投影显示,以下是几种显示方式的比较。
| 说明 | 优点 | 拖地的过程作文缺点 |
CRT | 阴极射线管(Cathode Ray Tubes)。 | |
补中益气汤加减利用阴极射线(电子束)轰击玻壳上涂的荧光物质发光成像。 | 价格低廉。 | 有辐射,有爆炸可能。 |
LED | 发光二极管(Lighted Electronic Diode)。 | |
利用二极管的单向导电性,用电子线路控制其色彩和灰度,实现图文显示。 | 电话接线员亮度高,可户外使用。 | 发光体硕大厚重。 |
| 等离子体显示(Plasma Display)。 四维彩超图 | |
在整块玻璃上刻蚀加工后填涂发光物质,用电子线路控制其色彩和灰度,实现图文显示。 | 薄板,节约空间,使用方便 | 屏幕小(40英寸左右居多,由于工艺条件限制,难以超过72英寸)。 | |
价格昂贵。 |
| 液晶显示(Liquid crystal display) | |
通过液晶开关来控制光线的通过与否,从而实现对灰度与色彩的控制,实现图文显示。 | 图像稳定,不闪烁 | 易损坏。 |
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F-PRJ | 人与投影机分布在屏幕同侧。人眼靠投影机在屏幕上的反射光来观看图像。 | 超大屏幕,图像几乎可以任意大小。 价格相对较低,结构简单, | |
容易做到高分辨率;多媒体输入。 | |
| 人与投影机分布在屏幕两侧。人眼靠投影机从屏幕上透射出来的投射光来观看图像。 | 超大屏幕,投影幕墙显示尺寸几乎可以任意大小。 与正投影相比有着不可比拟的高对比度。一体性好。容易做到高分辨率;多媒体输入。 | |
代表着现代显示技术的发展方向。 | 屏幕容易受损。 |
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我们看到,从CRT到LED,实现了大屏幕显示;从LED到正投影,实现了大屏幕、高清晰度显示;从正投影到背投影,人们实现了高质量的大屏幕、高清晰度显示。只要求实现大画面显示、高清晰度显示、多媒体输入,都不难。但要同时实现这三种要求,非背背投影莫属。背投影显示技术很容易做到大画面、多媒体、高品质显示,代表着显示技术的主要发展方向,享有广阔的市场和光明的前景。
二、背投影系统与设计
1、背投影系统组成与原理
背投影系统有三大部分:投影机、投影屏幕、系统附件。
背投影系统组成及原理,投影光经过反射镜反射后,在屏幕上成像。有的系统具有两面反射镜,通常称为“双反系统”,只有一面反射镜的通常称为“单反系统”。采用反射镜的目的是缩短系统深度,方便应用。
◇ 投影机:投影机是整个系统的“源头”,具有举足重轻的作用
◇ 附件:包括支架与反射镜、幕框和箱体。其中反射镜要用高反射率正面镀膜反射镜。
◇ 屏幕:屏幕是系统的“终端”。 系统的核心部件之一。它的性能在很大程度上影响了整个系统的性能。
2、背投影系统的分类与应用
背投影系统通常分为三类:
| 应用场合 | 显示尺寸 | 优点 |
西红柿鸡蛋方便面 一体化系统 | 家用背投电视(PTV) 包括高清晰度投影电视HDPTV | 40″~62″为主 | 可移动 |
嵌入式系统 | 主要应用于商用领域。包括: 会议厅综合厅 (军、警、企业、网络等)监控指挥中心 金融、税务、证券业务大厅 展览展示、教育培训、文艺体育、演播室、高档娱乐场所、机场车站码头 | 72 ″~200″为主 | 与周围环境高度融合 |
72″以上的超大屏幕家庭影院系统。 | | |
拼接墙系统 | 主要应用于监控、展示等商用领域。 | 单体60~200″, m×n拼接方式 | 多画面显示 |
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成千上万的意思
3、背投影系统的主要用途
无论我们采用那种背投影系统,只要是多媒体输入的,(多数背投影电视不能接入数字信号,不在此列)都可以用来:★接待、宣传、展示、公告、演示★可视会议/可视电话★上网/远程教育★休闲娱乐如看大片,打游戏等。
三、背投影屏幕
前面谈到了背投影屏幕,它是是背投影显示系统的“终端”,系统的核心部件。屏幕的性能在很大程度上影响了整个系统的性能。为什么这样说?请看
1、背投影屏幕的作用
1)、光学成像的有形物面。
2)、对光能进行重新分布,以得到尽可能好的图像光学性能,如均匀度、可视角度等。
3)、在一定程度上决定了图像的亮度、对比度、分辨率等参数。
2、背投影屏幕的分类与原理
背投影屏幕分为光学结构型背投影屏幕和散射型背投影屏幕两大类。光学型背投影屏幕又称为专业型背投影屏幕或微结构光学型背投影屏幕。
光学型背投影屏幕指的是利用微细光学结构来完成光能分布、实现屏幕功能的这一类屏幕。而散射型背投影屏幕指的是利用微细粒子对光的散射作用来完成光能分布、实现屏幕功能的这一类屏幕。
光学型背投影屏幕通常是三种光学微结构的组合:菲涅尔透镜(Fresnel lens)、柱面镜(Lenticular lens)、黑条纹(Black stripe)。
菲涅尔透镜是所有光学型背投幕都有的单元,其作用是将投影光变成平行光。柱面镜完成投影光在水平方向和垂直方向上的光能分布。黑条纹(黑颜料)提高屏幕显示的对比度。
从理论上讲,投影光能在通过光学型背投影屏幕时,光能的损失仅仅是投影光能在入射面的反射,这就是光学型背投影屏幕能够提高增益的根本原因。
同样,由于投影光在进入柱面镜时均有同等的光学条件,它决定了光能分布的均匀性,从而有效地遏制了亮斑效应。
在使用三枪投影机的情况下,光学型背投影屏幕的双柱面结构还起着消除彩色位移(Color Shift)的作用。