作者 钟文馗 梁宁 郭斌 康佳集团股份有限公司 (深圳 518057)
钟文馗(1972-)，男，硕士，康佳集团彩电研制中心总经理，研讨方向：彩电研制、办理;梁宁，男，博士，高级工程师，研讨方向：数字电视;郭斌，男，康佳集团彩电研制新技能所所长，高级工程师，研讨方向：电视技能研制。
摘要：传统的液晶电视规划到100英寸及以上时，本钱会大大添加，而且大屏液晶电视摆放比较占空间，转移也很不便利。相比之下，激光电视的优势在于不需要占用太多投影机与屏幕之间的间隔，且不易被中心的障碍物或许经过的人遮挡印象，能够轻松完成100英寸的超大画面，是家庭影院的首选。市面上激光电视专用抗环境光屏幕品牌很多，功用各异，详细分析了干流的激光电视专用抗光屏的技能原理和优势。
0 导言
近年来，顾客对电视屏幕尺度的需求越来越大，喜爱大尺度屏幕所带来的临场感体会。传统的液晶电视规划到100英寸及以上时，本钱会大大添加，而且大屏液晶电视摆放比较占空间，转移也很不便利[1]。相比之下，激光电视在本钱、画面尺度和体积上都有较大的优势，在大尺度，特别是100英寸以上的运用场合，激光电视的性价比无疑是最高的[2]。所谓激光电视便是运用固态激光光源，选用反射式超短焦投影技能将光线投射到幕布上的投影机。激光的方向性好、单色性好、亮度高这三个特性，是激光电视完成高保真图画的根底。如图1所示，反射式是指观察者和激光投影机坐落显现屏幕的同侧，从投影机宣布的光线照耀到墙面显现屏幕上，所以观察者看到的是反射后透射出来的光。激光电视的投射比能够做到0.26:1(投影间隔:画面宽度)，投射100英寸只需要几十厘米的投影间隔，不需要占用太多投影机与屏幕之间的间隔，且不易被中心的障碍物或许经过的人遮挡印象。激光电视是家庭影院的首选，画面更实在、更有层次感、更通透。
激光电视存在投影显现技能的通病，即投影显现作用简略遭到环境光线的影响，现在的应对办法是运用抗环境光屏幕能够有效地削减环境光的搅扰，进步画面的比照度。这与抗光幕共同的结构有很大联系，激光电视投射出的光线与屏幕之间夹角很小，但环境光会从各个视点射向抗光幕，这两者的视点不同很大，抗光幕运用共同的光学结构将环境光尽或许多的反射或吸收，只让激光电视发生的光进入观看者的眼睛中，激光电视合作抗光幕运用对错常有必要的，尤其是在亮堂的环境中。
2 投影屏幕的基本参数
视角和亮度增益是投影屏幕两个重要的基本参数，投影屏幕在不同方向上的反射是不同的，在水平方向上离屏幕中心越远亮度则越低，当亮度降到中心亮度一半时的观看视点，界说为视角。增益是指增强屏幕入射光的才能，增益是一个相对值，一般把彻底漫反射屏(如无光泽白墙)的增益定为1，假如屏幕增益小于1，则会削弱入射光;反之，假如屏幕增益大于1，则能反射或折射更多的入射光。屏幕不同区域、不同视点的增益是不同的，为了便于比较，屏幕增益是指其间的最大值，一般来说，笔直入射屏幕中心的增益是最大的。实践运用中，增益的测量方法：往彻底漫反射面上投射必定的光线，这时的反射亮度设定为1。然后在同一条件下，向待测屏幕笔直的方向投射相同的光线，测定中心点和同一圆弧上各点的亮度，核算这些亮度与彻底漫反射屏的亮度的比值，这些比值的平均值(或最大值)便是屏幕的亮度增益。
屏幕的亮度增益与视角成反比联系，即增益越高，视角越小。依据不同的运用场合恰当挑选投影屏幕，并非屏幕增益越高越好，没有增益的屏幕所出现的图画较为平缓，但简略遭到环境光线的影响;有增益的屏幕则带来亮堂、层次丰厚、颜色鲜艳的画面，且环境光线对其影响较小。
3 传统的投影屏幕
依据成像原理，投影屏幕可分为漫反射、回射及反射三种，白塑幕和金属幕归于漫反射原理，玻珠幕归于回射原理，黑栅屏和菲湿耳屏则归于反射原理。
3.1 漫反射屏幕
传统的长焦正向投影技能，投影机与屏幕之间间隔较长，前期运用一般的白塑幕或金属幕或玻珠幕，这些屏幕特色各异，白塑幕和金属幕视角约50度增益1.1倍，适用于高亮度投影机;玻珠幕视角约30度增益2.2~2.8，适用于低亮度投影机。如图2所示，以低本钱的白塑幕为例，投影机将画面投射到白幕，再由白幕反射到眼球取得画面，依据漫反射原理，白塑幕对入射光的反射方向没有挑选性，各方向机会均等，图画平缓，因而，白塑幕简略遭到环境光影响，抗环境光才能差，导致画面比照度低、分辨率和颜色复原度也偏低。
3.2 黑栅抗光屏
抗光幕运用共同的光学结构将环境光尽或许多的反射或吸收，只让激光电视发生的光进入观看者的眼睛中，其原理是经过在屏幕外表设置纹理，如棱镜结构或菲涅尔结构，吸收环境杂光不进行反射，只将投影光线进行反射，大大进步了显现画面的比照度，分辨率和颜色复原性也大幅进步，如图3所示，给出了抗光屏幕与一般白塑屏幕的作用比照。
黑栅抗光屏经过在幕布上设置纹理(黑栅)，横向上布满了十分细微的棱镜结构，类似于水平状况的“百叶窗”方式，光栅呈立体摆放。棱镜结构一面涂布吸光涂层，吸收来自屏幕上方的光线不进行反射，另一面涂布成镜面，反射来自屏幕下方的投影光线来到达抗光的意图[3]，它的占空比(吸光面积:反射面积)极小，投影光线能够最大极限地反射出光，所以投影在屏幕上图画的亮度、比照度较高。如图4所示，其主要抗光功用是来自于外表凸出的三角形，其间三角形的顶面为黑色吸光层，底面为白色反射层。
当仰望屏幕的时分，跟着视点的改变，看到的幕布颜色也会随之变满足黑，而俯视的时分，则跟着视点的改变，整块屏幕会变满足白。可是这样的横向结构，只能抵御住来自屏幕上方的光线，假如屏幕两边和正面有杂光照耀屏幕的话，黑栅抗光幕的抗光作用就会大打折扣。黑栅抗光屏的视角能够到达180度，但亮度增益只需0.6~0.8。
3.3 菲涅耳抗光屏
菲涅耳透镜是一种光学结构，其主要作用是聚光，不过它在投影屏幕上的运用并不是透镜原理。如图5所示，菲涅耳抗光屏经过在屏幕外表布满了从大到小的同心圆纹理，选用与黑栅抗光幕类似原理：一面吸收，一面反射，仅仅把黑栅的横向结构改成了半个同心圆，以此来抵御来自屏幕上方及左右两边的光线，也便是抵御住了除了来自投影方向之外的其他一切光线。
如图6所示，菲涅耳屏幕并不仅仅同心圆结构，其还添加分散层、上色层，以及硬玻璃外表，菲涅耳屏幕尽管抗光作用一流，可是其价格基本上比同尺度黑栅幕高出一倍，而且因为光学结构更为杂乱，只能做成不能弯曲的硬屏，无论是运送仍是装置，难度都会比黑栅幕布要大不少。一起因为将从屏幕两边的光线进行了吸收处理，所以菲涅耳的可视视点相对黑栅幕也有十分大的减缩，其可视视点只需50度，可是因为菲涅耳结构外加分散层的运用，使得菲涅耳屏幕的亮度增益做得十分不错，能够到达0.9。
4 新一代光子薄膜抗光屏
光子晶体是参照晶体的能带理论而提出的概念，光子晶体中经过不同折射率介质周期性摆放构成的人工微结构，来取得折射率的周期性改变，使得光子的运动遭到布拉格散射，构成能带结构[4]，能带与能带之间或许存在带隙，能量(即波长)落在带隙中的光波无法传达(被吸收)，而能量不在带隙中的光波四通八达，可在光子晶体中发生反射或折射。
光子薄膜抗光屏便是根据光子晶体理论规划光子薄膜人工微结构，能带中构成必定的带隙结构，让投影机宣布的光波能量不会落在带隙中，这样，投影机的光就能够在光子薄膜中传达，经过反射或折射进入观看者眼中，而环境光不论来自哪个方向，只需其能量落在带隙中就被吸收而无法传达，然后完成抗光作用。当然，也有一些环境光能量不落在带隙的，能够在光子薄膜中传达，也会进入观看者眼中。所以，光子薄膜抗光屏的技能含量在于带隙的方位和宽度规划。如图7所示，光子薄膜抗光屏是在基底资料上制备各种功用薄膜资料层而构成的，至少包括3个功用层：匀光层、光子薄膜层、反射层，各功用层经过胶层粘合在一起。
匀光层具有精密的光学微结构，其粒子直径为百微米等级，粒子是均匀分布的，把入射光打匀并削减反射。光子薄膜层是关键所在，经过折射率周期性设置构成带隙，让投影机宣布的光能够在薄膜资猜中传达，而让尽或许多的环境光的光能落在带隙中而被吸收掉。反射层选用反射率尽或许高的涂层资料，进步抗光屏的增益。因为光子薄膜抗光屏主体部分是薄膜资料，能够制备在柔性的基底资料上，因而，光子薄膜抗光屏是一切方向可弯曲的柔性屏。
5 定论
本文介绍了传统的根据漫反射原理成像的漫反射屏幕，根据反射原理成像并引进吸光层的黑栅抗光屏和菲涅耳抗光屏，以及新一代光子薄膜抗光屏。漫反射屏没有引进吸光层，结构简略、本钱低、图画平缓而比照度低;黑栅抗光屏引进横向结构的吸光层，结构较为杂乱，可一个方向弯曲，价格适中，只能吸收屏幕上方的环境光，比照度比漫反射屏高;菲涅耳抗光屏引进同心圆结构吸光层，结构杂乱，为不能弯曲的硬屏，价格昂扬，可吸收一切方向的环境光，显现作用极佳;光子薄膜抗光屏对一切方向环境光具有较强的抗光性，薄膜资料具有柔性可弯曲特色。因而，按高中低分档依次是光子薄膜抗光屏、菲涅耳抗光屏、黑栅抗光屏和漫反射屏，而光子薄膜抗光屏的性价比是最高的。
参考文献：
[1]贺然.84英寸点着大屏幕液晶电视商场之战[J].电器,2013(1):32-33.
[2]冯传岗.激光电视:21世纪电视机商场中最强的竞争者[J].有线电视技能,2011(3):83-86.
[3]邱伟.黑栅投影屏幕的网版印刷制作工艺[J].丝网印刷,2015(12):10-15.
[4]童元伟,张冶文,赫丽.用传输矩阵法研讨微波波段准一维同轴光子晶体能隙结构[J].物理学报,2006(2):935-940.
本文来源于《电子产品世界》2018年第8期第36页，欢迎您写论文时引证，并注明出处。
