專利名稱：背投屏幕及其光學(xué)單元的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明關(guān)于一種背投屏幕及其光學(xué)單元，尤其是指一種可改善干涉紋效應(yīng)(moiréeffect)的背投屏幕及其光學(xué)單元。
背景技術(shù)：
隨著科技進步，背投式電視機也愈來愈受到消費者的青睞。背投式電視機以其大屏幕、圖像清晰為特色，與傳統(tǒng)利用映像管的電視機相比，背投式電視機除了具有無輻射、畫面尺寸大等優(yōu)點外，更可直接接上計算機或是其它影音設(shè)備，達到最大的娛樂效果。因此，在可預(yù)見的未來，背投式電視機將在娛樂顯示設(shè)備(Entertainment Display)市場中，扮演舉足輕重的角色。背投式電視機，由背面(Rear Side)投射影像，使在前面(Front Side)觀看的使用者能由背投式屏幕(RearProjection Screen)看到影像。故在設(shè)計背投式屏幕時，必須考慮到觀看者的視角、影像的對比、分辨率、以及亮度等等問題。
請參照圖1，現(xiàn)有技術(shù)的背投式屏幕1為一穿透型屏幕(Transmissive Screen)，而背投式屏幕1主要由一菲涅耳透鏡(FresnelLens)11及一柱狀透鏡(Lanticular Lens)12所構(gòu)成。菲涅耳透鏡11主要用以提升影像的亮度與均勻度，以使得視域內(nèi)的光線能做良好的運用，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 StripesSurface)122設(shè)置于出光面。由光源來的入射光，經(jīng)菲涅耳透鏡11聚光而成為平行光。此平行光再入射至柱狀凸部121，進而被聚光。位于出光面的黑帶條紋122以遮旋光性材料，分別精確覆蓋相對于柱狀凸部121的非聚光部。具有黑帶條紋122的出光面，除可用以散射光線，亦同時可降低外部光線的影響。
一般而言，當(dāng)業(yè)者界欲在柱狀透鏡12形成復(fù)數(shù)個黑帶條紋122時，首先會在柱狀透鏡12欲形成復(fù)數(shù)個黑帶條紋122的一面，涂布一光阻，再利用一光源照射復(fù)數(shù)個柱狀凸部121，通過柱狀凸部121使得光源的光規(guī)則性聚焦投射于光阻上，再進行正顯影(或是負顯影)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。但是規(guī)則的黑帶條紋122以及黑帶條紋122之間規(guī)則的透鏡，容易在視覺上形成干涉現(xiàn)象，亦即產(chǎn)生俗稱的干涉紋(Moiré)現(xiàn)象，因而降低了整個畫面的品質(zhì)。
有鑒于上述問題，本案發(fā)明人因于此，亟思一種可以解決現(xiàn)有技術(shù)的背投式屏幕具有干涉紋現(xiàn)象的「背投屏幕及其光學(xué)單元」。
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背投屏幕及其光學(xué)單元，用以改善干涉紋效應(yīng)(moiréeffect)。
為達上述目的，依本發(fā)明的光學(xué)單元，包括有一光學(xué)元件、一折射層、和一遮光層。其中光學(xué)元件具有一第一表面與一第二表面，第一表面與第二表面相對設(shè)置，且第一表面具有復(fù)數(shù)個柱狀凸部。折射層鄰接第二表面且具有復(fù)數(shù)個光線折射物質(zhì)。遮光層鄰接折射層且具有復(fù)數(shù)個光線吸收物質(zhì)。
承上所述，因依本發(fā)明的背投屏幕，包括有一第一光學(xué)單元與一第二光學(xué)單元，第一光學(xué)單元與第二光學(xué)單元相對設(shè)置，且第二光學(xué)單元具有一光學(xué)元件、一折射層、以及一遮光層，其中光學(xué)元件具有一第一表面與一第二表面，且第一表面與該第二表面相對設(shè)置，第一表面具有復(fù)數(shù)個柱狀凸部，折射層鄰接該第二表面且具有復(fù)數(shù)個光線折射物質(zhì)，遮光層鄰接該折射層且具有復(fù)數(shù)個光線吸收物質(zhì)。
承上所述，因依本發(fā)明的背投屏幕及其光學(xué)單元，利用折射層的復(fù)數(shù)個光線折射物質(zhì)改變光線行徑路線，用以形成不同寬度的條狀光線吸收物質(zhì)，以達到改善干涉紋效應(yīng)的功效。
圖1為現(xiàn)有技術(shù)的背投式屏幕的一立體示意圖。
圖2A為本發(fā)明的光學(xué)單元的較佳實施例。
圖2B為本發(fā)明的光學(xué)單元的作動示意圖。
圖2C為本發(fā)明的光學(xué)單元另一較佳實施例。
圖3為本發(fā)明的背投屏幕的較佳實施例。
元件符號說明1 背投式屏幕11 菲涅耳透鏡12 柱狀透鏡121 柱狀凸部122 帶條紋2、2’ 光學(xué)單元21 光學(xué)元件211 第一表面212 第二表面213 柱狀凸部23、23’ 折射層231 光線折射物質(zhì)N1第一折射率N2第二折射率N3第三折射率N4第四折射率25 遮光層
251 條狀光線吸收物質(zhì)3背投屏幕31 第一光學(xué)單元100A、100B 光線具體實施方式
以下將參照相關(guān)附圖，說明依本發(fā)明較佳實施例的背投屏幕及其光學(xué)單元。
請參閱圖2A所示，為本發(fā)明的光學(xué)單元的較佳實施例。光學(xué)單元2包括有一光學(xué)元件21、一折射層23、和一遮光層25。
光學(xué)元件21具有一第一表面211與一第二表面212，第一表面211與第二表面212相對設(shè)置，第一表面211具有復(fù)數(shù)個柱狀凸部213。在此較佳實施例中，光學(xué)元件21為一柱狀透鏡，當(dāng)一平行光線入射光學(xué)元件21時，柱狀凸部213用以匯聚光線，且條狀光線吸收物質(zhì)251用以吸收光線，可降低外部光線的影響。此外，光學(xué)元件21可為一透光材質(zhì)制作而成，例如聚乙烯(polyethylene)，且光學(xué)元件21具有一第一折射率N1。
折射層23接合于第二表面212，并且折射層23具有復(fù)數(shù)個不同折射率的光線折射物質(zhì)231。其中復(fù)數(shù)個光線折射物質(zhì)231其排列設(shè)置于折射層23內(nèi)，且復(fù)數(shù)個光線折射物質(zhì)231呈現(xiàn)不規(guī)則分布。在此實施例中，光線折射物質(zhì)231為一共聚合物，其由不同的物質(zhì)聚合而成，例如一甲基丙烯酸甲酯(MMA)、一苯乙烯(styene)、一聚苯乙烯(Polystyrene)、或是一丙烯(Acrylonitrile)等聚合而成，可形成具有不同折射率的共聚合物。舉例說明，一甲基丙烯酸甲酯(MMA)其折射率為1.49與一苯乙烯(styene)其折射率為1.59，兩者可聚合而成折射率介于1.49～1.59之間的共聚合物，使用者可依據(jù)需求選用。
為了方便說明，在此復(fù)數(shù)個光線折射物質(zhì)231選用三種不同折射率的光線折射物質(zhì)231，分別具有一第二折射率N2、一第三折射率N3、一第四折射率N4。其中復(fù)數(shù)個光線折射物質(zhì)231排列設(shè)置于折射層23內(nèi)。在此復(fù)數(shù)個光線折射物質(zhì)231呈現(xiàn)不規(guī)則排列，但是在實際實施時，也可為依序排列。此外，更假設(shè)第二折射率N2大于第三折射率N3，且第三折射率N3大于第四折射率N4。按已知的光學(xué)原理，可得知一光線經(jīng)過不同折射率的物質(zhì)會產(chǎn)生折射現(xiàn)象，并且經(jīng)過不同折射率的物質(zhì)會產(chǎn)生不同折射角度，通過此種現(xiàn)象改變光線行徑路線，使得投射至遮光層25的光線為不規(guī)則分布，以利形成不同寬度的條狀光線吸收物質(zhì)251。
遮光層25接合于折射層23且具有復(fù)數(shù)個不同寬度的條狀光線吸收物質(zhì)251。在此較佳實施例中，條狀光線吸收物質(zhì)251可為一深色油墨，用以吸收光線。
當(dāng)欲在遮光層25形成復(fù)數(shù)個不同寬度的條狀光線吸收物質(zhì)251，先在折射層23上涂布一光阻，利用一光源照射于第一表面211的復(fù)數(shù)個柱狀凸部213，使光源的光線規(guī)則性匯聚投射折射層23，再通過復(fù)數(shù)個光線折射物質(zhì)231改變光線行徑路線，使得光線不規(guī)則照射于光阻上，再進行正顯影(或是負顯影)的等制程步驟(此為熟悉此項技術(shù)者所熟知，在此不加以贅述)，用以在遮光層25形成復(fù)數(shù)個不同寬度的條狀光線吸收物質(zhì)251。
請參閱圖2B所示，舉例說明，光線可通過復(fù)數(shù)個光線折射物質(zhì)231，其中復(fù)數(shù)個光線折射物質(zhì)231分別具有第二折射率N2、第三折射率N3、第四折射率N4，用以改變光線行徑路線，以利形成不同寬度的條狀光線吸收物質(zhì)251。二光線100A、100B平行進入各柱狀凸部213后，光線100A、100B通過柱狀凸部213匯聚后，投射至折射層23，且由于折射層23具有復(fù)數(shù)個光線折射物質(zhì)231且分別具有第二折射率N2、第三折射率N3、第四折射率N4。光線100A、100B從光學(xué)元件21(具有第一折射率N1)投射至折射層23(分別具有第二折射率N2、第三折射率N3、第四折射率N4)后，光線100A、100B穿過不同折射率的物質(zhì)會產(chǎn)生折射現(xiàn)象，且經(jīng)過不同的折射率的物質(zhì)，會有不同的折射角度。依據(jù)光線折射原理可通過不同折射率的物質(zhì)改變光線的行進路徑。如圖2B所示，光線100A通過柱狀凸部213匯聚投射于第四折射率N4的光線折射物質(zhì)231，且光線100B通過柱狀凸部213匯聚投射于第二折射率N2的光線折射物質(zhì)231，由于第二折射率N2與第四折射率N4為不同折射率的光線折射物質(zhì)231，且第二折射率N2又大于第四折射率N4，因此當(dāng)光線100A、100B穿過光學(xué)元件21、折射層23后，使得光線100A的寬度大于光線100B的寬度。由上述可知光線100A、100B經(jīng)過光學(xué)元件21和折射層23后，會產(chǎn)生不同的折射路徑，使得光線100A、100B具有不同寬度。因此可在折射層23上涂布一光阻，再進行正顯影(或是負顯影)的等制程步驟時，即可產(chǎn)生遮光層25以及不同寬度的條狀光線吸收物質(zhì)251。依據(jù)上述可知光線100A、100B經(jīng)由光學(xué)元件21、折射層23，即可改變其規(guī)律性，使得遮光層25可形成復(fù)數(shù)個不同寬度的條狀光線吸收物質(zhì)251，用以破壞光線的規(guī)律性，以達到避免干涉紋效應(yīng)的功效。
此外，請參閱圖2C所示，為本發(fā)明的光學(xué)單元的另一較佳實施例。其中與圖2A中相同的元件將以相同的參照符號加以說明。
光學(xué)單元2’包括有一光學(xué)元件21、一折射層23’、和一遮光層25。其中折射層23’為一透光材質(zhì)(在此較佳實施例中，為一UV膠)，且折射層23’內(nèi)填有復(fù)數(shù)個光線折射物質(zhì)231。其中，復(fù)數(shù)個光線折射物質(zhì)231可選用數(shù)種不同折射率的光線折射物質(zhì)231，使其不均勻分布于折射層23’內(nèi)。在實際實施過程，先將復(fù)數(shù)個光線折射物質(zhì)231參雜于UV膠內(nèi)，并且UV膠內(nèi)的復(fù)數(shù)個光線折射物質(zhì)231不攪拌均勻，而使復(fù)數(shù)個光線折射物質(zhì)231隨機數(shù)分布于UV膠內(nèi)，再照射UV光，使UV膠硬化，即可形成具有不均勻光線折射物質(zhì)231的折射層23’。當(dāng)欲在遮光層25形成復(fù)數(shù)個條狀光線吸收物質(zhì)251，先在折射層23’上涂布一光阻，利用一光源照射于第一表面211的復(fù)數(shù)個柱狀凸部213，使光源的光線規(guī)則性匯聚投射折射層23’，再通過折射層23’隨機數(shù)分布的復(fù)數(shù)個光線折射物質(zhì)231用以改變光線行徑路線，使得光線不規(guī)則照射于光阻上，再進行正顯影(或是負顯影)的等制程步驟(此為熟悉此項技術(shù)者所熟知，在此不加以贅述)，即可在遮光層25形成復(fù)數(shù)個不同寬度的條狀光線吸收物質(zhì)251。
請參閱圖3所示，為本發(fā)明的背投屏幕的較佳實施例。背投屏幕利用上述的光學(xué)單元2用以成像。背投屏幕3，包括有一第一光學(xué)單元31和一第二光學(xué)單元2(第二光學(xué)單元2如同圖2A所示的光學(xué)單元2，在此給予相同符號且不加以贅述)。
在此較佳實施例中，第一光學(xué)單元31為一菲涅耳透鏡(FresnelLens)，且第一光學(xué)單元31與第二光學(xué)單元2相鄰設(shè)置(分離接合)，且第一光學(xué)單元31其用以收集光線，使原本發(fā)散的光線可以收集進入觀眾的視線內(nèi)。如此一來，各光線便可以被匯聚，并以互相平行的方式離開菲涅耳透鏡，導(dǎo)入第二光學(xué)單元2中。
由于第二光學(xué)單元2的折射層23，利用光線經(jīng)過不同光線折射率物質(zhì)231會產(chǎn)生折射的現(xiàn)象，用以改變光線行徑路線，使其呈現(xiàn)隨機數(shù)分布且投射至遮光層25，用以形成不同寬度的條狀光線吸收物質(zhì)251，使得光線不規(guī)律分布用以破壞規(guī)律性，因此可改善背投屏幕的干涉紋效應(yīng)(moiréeffect)。
綜上所述，本發(fā)明的背投屏幕及其光學(xué)單元與已知技術(shù)比較，通過復(fù)數(shù)個折射層23的復(fù)數(shù)個光線折射物質(zhì)231，改變光線的行進路徑，用以形成不同寬度的條狀光線吸收單元251，以避免因為規(guī)則的條狀光線吸收物質(zhì)，而產(chǎn)生Moiré的現(xiàn)象。
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)單元，其特征是，包括有一光學(xué)元件，具有一第一表面與一第二表面，該第一表面與該第二表面相對設(shè)置，且該第一表面具有復(fù)數(shù)個柱狀凸部；一折射層，其接合于該第二表面且具有復(fù)數(shù)個光線折射物質(zhì)；以及一遮光層，其接合于該折射層且具有復(fù)數(shù)個光線吸收物質(zhì)。
2.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)單元，其特征是，該復(fù)數(shù)個光線折射物質(zhì)其排列設(shè)置于該折射層內(nèi)，或是該復(fù)數(shù)個光線折射物質(zhì)其不均勻地填入該折射層內(nèi)。
3.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)單元，其特征是，該復(fù)數(shù)個光線吸收物質(zhì)呈條狀，且該條狀光線吸收物質(zhì)具有不同寬度。
4.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)單元，其特征是，該光線吸收物質(zhì)為一深色油墨。
5.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)單元，其特征是，該復(fù)數(shù)個光線折射物質(zhì)其分別具有不同折射率；該光學(xué)折射物質(zhì)為一共聚合物。
6.如權(quán)利要求5所述的光學(xué)單元，其特征是，該共聚合物具有一聚苯乙烯、或具有一丙烯、或具有一苯乙烯、或具有一甲基丙烯酸甲酯。
7.一種背投屏幕，其特征是，包括有一第一光學(xué)單元；以及一第二光學(xué)單元，其與該第一光學(xué)單元相對設(shè)置且具有一光學(xué)元件、一折射層、以及一遮光層，該光學(xué)元件具有一第一表面與一第二表面，該第一表面與該第二表面相對設(shè)置，該第一表面具有復(fù)數(shù)個柱狀凸部，該折射層接合于該第二表面且具有復(fù)數(shù)個光線折射物質(zhì)，以及該遮光層接合于該折射層且具有復(fù)數(shù)個光線吸收物質(zhì)。
8.如權(quán)利要求7所述的背投屏幕，其特征是，該第一光學(xué)單元為一菲涅耳透鏡。
9.如權(quán)利要求7所述的背投屏幕，其特征是，該第二光學(xué)單元為一柱狀透鏡。
10.如權(quán)利要求7所述的背投屏幕，其特征是，該復(fù)數(shù)個光線折射物質(zhì)排列設(shè)置于該折射層內(nèi)，該復(fù)數(shù)個光線折射物質(zhì)其不均勻地填入該折射層內(nèi)。
11.如權(quán)利要求7所述的背投屏幕，其特征是，該復(fù)數(shù)個光線吸收物質(zhì)呈條狀，且該條狀光線吸收物質(zhì)具有不同寬度。
12.如權(quán)利要求7所述的背投屏幕，其特征是，該光線吸收物質(zhì)為一深色油墨。
13.如權(quán)利要求7所述的背投屏幕，其特征是，該復(fù)數(shù)個光線折射物質(zhì)其分別具有不同折射率，該光學(xué)折射物質(zhì)為一共聚合物。
14.如權(quán)利要求13所述的背投屏幕，其特征是，該共聚合物具有一聚苯乙烯、或具有一丙烯、或具有一苯乙烯、或具有一甲基丙烯酸甲酯。
全文摘要
本發(fā)明為一種背投屏幕及其光學(xué)單元，包括有第一光學(xué)單元與第二光學(xué)單元，兩光學(xué)單元相對設(shè)置，且第二光學(xué)單元具有一光學(xué)元件、一折射層、以及一遮光層，其中光學(xué)元件具有第一表面與第二表面，且第一表面與該第二表面相對設(shè)置，第一表面具有復(fù)數(shù)個柱狀凸部，折射層鄰接該第二表面且具有復(fù)數(shù)個光線折射物質(zhì)，遮光層鄰接該折射層且具有復(fù)數(shù)個光線吸收物質(zhì)。本發(fā)明通過復(fù)數(shù)個折射層的復(fù)數(shù)個光線折射物質(zhì)，改變光線的行進路徑，用以形成不同寬度的條狀光線吸收單元，以避免因為規(guī)則的條狀光線吸收物質(zhì)，而產(chǎn)生的干涉紋現(xiàn)象。
文檔編號G03B21/62GK1779561SQ20041009636
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