專利名稱：背投屏幕及其光學(xué)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明關(guān)于一種光學(xué)裝置，特別是關(guān)于一種應(yīng)用于組成背投屏幕的光學(xué)裝置，以消除在屏幕上造成視覺不舒服的干涉紋(Moiré)現(xiàn)象。
背景技術(shù)：
隨著HDTV與DVD-Player的普及，以及投影顯示器在光學(xué)技術(shù)上的發(fā)展愈趨成熟，大尺寸電視影像愈來愈受到市場的重視以及消費(fèi)者的青睞。
依據(jù)投影顯示方式的不同，可以分為背投式(Real-Projection)以及前投式(Front-Projection)兩種，主要依據(jù)觀賞者的眼睛是從屏幕哪個方向觀看到影像，從屏幕前方看到稱之為前投式，反之，從屏幕后方看到則稱之為背投式?，F(xiàn)今，由于背投式電視機(jī)具有無輻射線、高清晰度的大屏幕顯示功能、價格低等優(yōu)點(diǎn)，因此逐漸成為購買電視的消費(fèi)主流。
請參照圖1所示，已知的背投屏幕1包括有一菲涅耳透鏡(FresnelLens)11及一柱狀透鏡(Lanticular Lens)12，菲涅耳透鏡11為一聚焦透鏡，其主要將投影顯示器投射的入射光線，偏折至垂直屏幕的方向上而使光線互相平行離開菲涅耳透鏡11，而使得視域內(nèi)的光線能做良好的運(yùn)用，進(jìn)而提升影像的亮度與均勻度，而柱狀透鏡12則用以提供影像的成像。
柱狀透鏡12具有復(fù)數(shù)個柱狀凸部121設(shè)置于入光面，以及復(fù)數(shù)個黑帶條紋(Black Stripes)122設(shè)置于出光面。如圖2所示，經(jīng)由離開菲涅耳透鏡11的平行光線20垂直入射柱狀凸部121后，光線20將在柱狀透鏡12中被聚焦而后由出光面射出，位于出光面的黑帶條紋122則分別精確地覆蓋在出光面相對于柱狀凸部121的非聚焦部123，且黑帶條紋122以光吸收材料構(gòu)成，用以吸收非垂直入射進(jìn)入柱狀透鏡12的雜散光線以及來自觀看者一方的環(huán)境光，進(jìn)而可降低外部光線的影響，提高畫面的對比度。
黑帶條紋122的制作，如產(chǎn)業(yè)界所熟知，先于柱狀透鏡12的出光面，涂布適當(dāng)厚度的光阻，接著再利用光源照射柱狀凸部121，通過柱狀凸部121將光源的光線20規(guī)則性地聚焦并投射于光阻上，進(jìn)行正顯影(或是負(fù)顯影)等的制程步驟，而產(chǎn)生復(fù)數(shù)個黑帶條紋122，由于柱狀凸部121為規(guī)則排列，且高度曲率大致相同，因此形成規(guī)則排列且等寬度的黑帶條紋122，由于黑帶條紋122規(guī)則之間距，使得應(yīng)用于投影顯示系統(tǒng)時容易造成光線的干涉現(xiàn)象，而在視覺上產(chǎn)生俗稱的干涉紋(Moiré)現(xiàn)象，除了讓觀看者產(chǎn)生不舒服的視覺外，此外也降低了整個畫面的品質(zhì)。
承上所述，當(dāng)今背投屏幕仍具有改善的空間，因此如何提供一種消除在屏幕上造成視覺不舒服的干涉紋(Moiré)現(xiàn)象的背投屏幕及其光學(xué)裝置實(shí)為當(dāng)前重要的課題之一。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于上述課題，本發(fā)明的目的為提供一種消除干涉紋現(xiàn)象的背投屏幕及其光學(xué)裝置。
為達(dá)上述目的，依據(jù)本發(fā)明的光學(xué)裝置包含一光學(xué)元件以及一光線吸收圖案層，其中，光學(xué)元件的一表面具有一柱狀凸部結(jié)構(gòu)，且柱狀凸部結(jié)構(gòu)包含曲率參數(shù)相異的一第一凸部與一第二凸部；光線吸收圖案層具有復(fù)數(shù)個光線吸收單元，且光線吸收圖案層設(shè)置于相對光學(xué)元件的柱狀凸部結(jié)構(gòu)的另一表面之上。
為達(dá)上述目的，依據(jù)本發(fā)明的背投屏幕包含一第一光學(xué)元件、一光線吸收圖案層以及一第二光學(xué)元件，其中，第一光學(xué)元件的一表面具有一柱狀凸部結(jié)構(gòu)，柱狀凸部結(jié)構(gòu)包含曲率參數(shù)相異的一第一凸部與一第二凸部；光線吸收圖案層具有復(fù)數(shù)個光線吸收單元，且光線吸收圖案層設(shè)置于相對光學(xué)元件的柱狀凸部結(jié)構(gòu)的另一表面之上；第二光學(xué)元件鄰設(shè)于第一光學(xué)元件。
承上所述，因依據(jù)本發(fā)明的背投屏幕及其光學(xué)裝置利用一具有曲率參數(shù)相異的柱狀凸部結(jié)構(gòu)的光學(xué)元件，由于柱狀凸部結(jié)構(gòu)的凸部曲率參數(shù)相異因此可使入射光線改變規(guī)律性的聚焦位置，同時造成不等寬度的光線吸收單元的光線吸收圖案層，因而使得以此光學(xué)裝置組合的背投屏幕，通過光線出光范圍的不規(guī)則變化，進(jìn)而消除造成視覺上不舒服的干涉紋現(xiàn)象。


圖1為一顯示已知的背投屏幕的立體示意圖；圖2為一顯示已知的背投屏幕的剖面示意圖；圖3為一顯示依本發(fā)明較佳實(shí)施例的光學(xué)裝置的剖面示意圖；圖4為一顯示依本發(fā)明較佳實(shí)施例的另一光學(xué)裝置的剖面示意圖；圖5為一顯示依本發(fā)明另一較佳實(shí)施例的光學(xué)裝置的示意圖；圖6A～6E為一顯示依本發(fā)明較佳實(shí)施例的又一光學(xué)裝置的一組剖面示意圖；圖7為一顯示依本發(fā)明較佳實(shí)施例的再一光學(xué)裝置的剖面示意圖；以及圖8為一顯示依本發(fā)明較佳實(shí)施例的背投屏幕的示意圖。
元件符號說明1 背投屏幕11 菲涅耳透鏡
12 柱狀透鏡121 柱狀凸部122 黑帶條紋123 非聚焦部2 光學(xué)裝置20 光線21 光學(xué)元件21A 光入射面21B 出光面211 第一凸部212 第二凸部213 第三凸部22 光線吸收圖案層221 光線吸收單元P 聚焦點(diǎn)P’ 聚焦點(diǎn)23 光擴(kuò)散層24 抗反射層3 背投屏幕30 第二光學(xué)元件31 第一光學(xué)元件32 光線吸收圖案層41A 光入射面具體實(shí)施方式
以下將參照相關(guān)附圖，說明依據(jù)本發(fā)明較佳實(shí)施例的背投屏幕及其光學(xué)裝置，其中相同的元件將以相同的參照符號加以說明。
請參照圖3所示，依據(jù)本發(fā)明較佳實(shí)施例的光學(xué)裝置2包含一光學(xué)元件21以及一光線吸收圖案層22。
光學(xué)元件21的一表面具有一柱狀凸部結(jié)構(gòu)，柱狀凸部結(jié)構(gòu)可將入射的平行光線聚焦后進(jìn)行成像作用，如圖3所示，此柱狀凸部結(jié)構(gòu)包含一第一凸部211與一第二凸部212，且第一凸部211與第二凸部212的曲率參數(shù)相異。其中，光學(xué)元件21可為一柱狀透鏡。
光線吸收圖案層22設(shè)置于相對光學(xué)元件21的柱狀凸部結(jié)構(gòu)的另一表面之上，即相對于光學(xué)元件21的光入射面21A的出光面21B上，承上所述，光線吸收圖案層22具有復(fù)數(shù)個光線吸收單元221，在制程中，光線吸收圖案層22的形成于相對光學(xué)元件21的出光面21B上涂布正顯影或是負(fù)顯影的光阻，通過光線的照射后，在光學(xué)元件21中聚焦后而散發(fā)出的光線，使受光線曝光的光阻顯影而可移除(正顯影光阻)或顯影后仍附著于出光面21B上(負(fù)顯影光阻)，因而形成由復(fù)數(shù)個光線吸收單元221構(gòu)成的圖案層，由于入射光在光學(xué)元件21中的聚焦點(diǎn)P、P’位置相異，而造成出光范圍亦相異，故形成的光線吸收單元211的寬度亦不相同。
承上所述，更由于柱狀凸部結(jié)構(gòu)的凸部的曲率參數(shù)相異，因此，具該結(jié)構(gòu)的光學(xué)裝置2用以在成像過程中，通過光線入射后聚焦點(diǎn)位置的變化而消除因?yàn)槌龉夥秶g距一致所導(dǎo)致的干涉紋現(xiàn)象。
又，如圖4所示，依據(jù)本發(fā)明較佳實(shí)施例的光學(xué)裝置2的柱狀凸部結(jié)構(gòu)更包含一第三凸部213，其的曲率參數(shù)相異于第一凸部211或第二凸部212的曲率參數(shù)，用以造成光線出光范圍的變化，以達(dá)消除干涉紋效應(yīng)的目的，當(dāng)然，在本實(shí)施例中，光學(xué)裝置2更可包含曲率參數(shù)相異于第一凸部211或第二凸部212的曲率參數(shù)的第四凸部、第五凸部....等等的應(yīng)用。其中，柱狀凸部結(jié)構(gòu)的該等凸部211、212、213的曲率參數(shù)變化可以具有規(guī)律性，例如2倍、3倍、6倍等的規(guī)律變化，抑或可以是不具規(guī)律變化的組合。
在本實(shí)施例中，該等凸部211、212、213的曲率參數(shù)可以依據(jù)光入射面21A非位于同一基準(zhǔn)水平線上做變化(如圖3與4所示)，亦可以依據(jù)光入射面41A位于同一基準(zhǔn)水平線上做曲率參數(shù)的變化(如圖5所示)，使入射光線聚焦的聚焦點(diǎn)不同，進(jìn)而有出光范圍不同的變化。
承上所述，依據(jù)本發(fā)明較佳實(shí)施例的光學(xué)裝置2更包含一光擴(kuò)散層23，其設(shè)置于相對該光學(xué)元件21的柱狀凸部結(jié)構(gòu)的另一表面之上，然，其設(shè)置位置，可以形成于光線吸收圖案層22上且覆蓋的(如圖6A所示)，抑或可以形成于光學(xué)元件21與光線吸收圖案層22之間(如圖6B所示)，另外，光學(xué)裝置2亦可更包含一抗反射層24，其亦可設(shè)置于光線吸收圖案層22之上，如上所述，抗反射層24的設(shè)置位置，可以形成于光線吸收圖案層22上且覆蓋的(如圖6C所示)，抑或可以形成于光學(xué)元件21與光線吸收圖案層22之間(如圖6D所示)，此外，更可以是光擴(kuò)散層23以及抗反射層24互相組合形成于光線吸收圖案層22上(如圖6E所示)或是光學(xué)元件21與光線吸收圖案層22之間，以此些結(jié)構(gòu)使此光學(xué)裝置2應(yīng)用于背投屏幕時，能夠達(dá)到增加視角與光線強(qiáng)度的目的，進(jìn)而提高背投屏幕的品質(zhì)。
又，如圖7所示，在本實(shí)施例中，光學(xué)裝置2的光學(xué)元件21內(nèi)可填入光擴(kuò)散微粒，使光學(xué)裝置2除了可以增加視角外，更可以使影像亮度更具均勻性。
再請參考圖8所示，依據(jù)本發(fā)明較佳實(shí)施例的背投屏幕3，包含一第一光學(xué)元件31、一光線吸收圖案層32與一第二光學(xué)元件30。
第一光學(xué)元件31為上述的光學(xué)元件21，其結(jié)構(gòu)、組成與特征如前述，故不再贅述，而在本實(shí)施例中，第二光學(xué)元件30鄰設(shè)于第一光學(xué)元件31，用以與上述的第一光學(xué)元件31組合形成背投屏幕3，其中，第二光學(xué)元件30為菲涅耳透鏡(Fresnel Lens)，其將光源來的光線聚集后偏折光線，使離開菲涅耳透鏡的光線成為互相平行的光線以入射進(jìn)入柱狀透鏡，而進(jìn)行成像。
綜上所述，依據(jù)本發(fā)明的較佳實(shí)施例的背投屏幕及其光學(xué)裝置，利用光學(xué)元件(第一光學(xué)元件)具有不同曲率參數(shù)的凸部組合的柱狀凸部結(jié)構(gòu)，俾使光線入射后可以產(chǎn)生不同位置的聚焦點(diǎn)，進(jìn)而使光線的出光范圍有不規(guī)則的變化，將此光學(xué)裝置應(yīng)用于背投屏幕，來達(dá)到消除讓視覺不舒服感受的干涉紋效應(yīng)的目的，進(jìn)而提高背投屏幕的品質(zhì)。
以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離本發(fā)明的精神與范疇，而對其進(jìn)行的等效修改或變更，均應(yīng)包含于所述的權(quán)利要求范圍中。
權(quán)利要求
1.一種光學(xué)裝置，其特征是，包含一光學(xué)元件，其之一表面具有一柱狀凸部結(jié)構(gòu)，該柱狀凸部結(jié)構(gòu)包含曲率參數(shù)相異的一第一凸部與一第二凸部；以及一光線吸收圖案層，其具有復(fù)數(shù)個光線吸收單元，且該光線吸收圖案層設(shè)置于相對該光學(xué)元件的柱狀凸部結(jié)構(gòu)的另一表面之上。
2.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)裝置，其特征是，該柱狀凸部結(jié)構(gòu)更包含一第三凸部，其曲率參數(shù)相異于該第一凸部或該第二凸部的曲率參數(shù)。
3.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)裝置，其特征是，該光學(xué)元件為柱狀透鏡。
4.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)裝置，其特征是，更包含一光擴(kuò)散層，其設(shè)置于相對該光學(xué)元件的柱狀凸部結(jié)構(gòu)的另一表面之上。
5.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)裝置，其特征是，該光學(xué)元件內(nèi)填有光擴(kuò)散微粒。
6.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)裝置，其特征是，該等光線吸收單元的剖面寬度彼此相異。
7.一種背投屏幕，其特征是，包含一第一光學(xué)元件，其之一表面具有一柱狀凸部結(jié)構(gòu)，該柱狀凸部結(jié)構(gòu)包含曲率參數(shù)相異的一第一凸部與一第二凸部；一光線吸收圖案層，其具有復(fù)數(shù)個光線吸收單元，且該光線吸收圖案層設(shè)置于相對該光學(xué)元件的柱狀凸部結(jié)構(gòu)的另一表面之上；以及一第二光學(xué)元件，其鄰設(shè)于該第一光學(xué)元件。
8.如權(quán)利要求7所述的背投屏幕，其特征是，該柱狀凸部結(jié)構(gòu)更包含一第三凸部，其的曲率參數(shù)相異于該第一凸部或該第二凸部的曲率參數(shù)。
9.如權(quán)利要求7所述的背投屏幕，其特征是，該第一光學(xué)元件為柱狀透鏡。
10.如權(quán)利要求7所述的背投屏幕，其特征是，該第二光學(xué)元件為菲涅耳透鏡。
11.如權(quán)利要求7所述的背投屏幕，其特征是，更包含一光擴(kuò)散層，其設(shè)置于相對該光學(xué)元件的柱狀凸部結(jié)構(gòu)的另一表面之上。
12.如權(quán)利要求7所述的背投屏幕，其特征是，該第一光學(xué)元件內(nèi)填有光擴(kuò)散微粒。
13.如權(quán)利要求7所述的背投屏幕，其特征是，該等光線吸收單元的剖面寬度彼此相異。
全文摘要
本發(fā)明為一種背投屏幕及其光學(xué)裝置，其包含一光學(xué)元件以及一光線吸收圖案層，該光學(xué)元件的一表面具有一柱狀凸部結(jié)構(gòu)，且柱狀凸部結(jié)構(gòu)包含曲率參數(shù)相異的一第一凸部與一第二凸部；光線吸收圖案層具有復(fù)數(shù)個光線吸收單元，且光線吸收圖案層設(shè)置于相對光學(xué)元件的柱狀凸部結(jié)構(gòu)的另一表面之上。本發(fā)明可以消除在屏幕上造成視覺不舒服的干涉紋(Moiré)現(xiàn)象。
文檔編號G03B21/62GK1779560SQ20041009635
公開日2006年5月31日 申請日期2004年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月26日
發(fā)明者周彥均, 龔大焜 申請人:精碟科技股份有限公司