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从技术角度分析菲涅尔光学屏幕的成像原理

日期:2007-11-13   来源:中国投影网

    背投光学屏幕目前广泛应用于大型会议室、指挥控制中心、培训教育、电视会议、展示厅、展览馆、礼堂、体育馆、音乐厅、超级市场、机场、车站、码头、自助餐厅、橱窗等场合,甚至各种环境光强烈的复杂环境。那么到底什么是为光学屏幕和菲涅尔光学屏幕,他们是如何成像的呢,于传统投影屏幕有什么区别呢?
    
    1、光学屏幕定义
    
    包含一个或多个光学镜头系统的投影屏幕称为光学屏幕,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,故只有背投屏幕才有光学屏幕。光线的方向取决于投影屏幕材料的折射系数及镜头的剖面形状。
    
    2、市面上有哪些光学背投屏幕
    
    目前市面上主要菲涅尔光学屏幕有丹麦DNP公司的GWA巨型广角屏幕/NWA新广角屏幕/Holo Screen/SIGMA西格玛屏幕、美国Stewart斯图尔特公司的/背投漫反射硬幕/BlackHawk Xtreme NEW/MicroWave背投光学屏幕/PowerView背投光学屏幕/OptaWave背投光学屏幕、丹麦SVS公司的WA1806背投光学屏幕/vision2000防滑伤光学屏幕、成都FSCREEN菲斯特公司的FL光学屏幕。
    
    丹麦DNP公司是世界最著名的菲涅尔光学屏幕制造商,下面我们主要以DND公司菲涅尔光学屏幕为样本来解释器光学原理,其他公司的基本原理都差不多。
    
    3、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)。
    
    4、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投影屏幕,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。
    
    5、双层屏幕与单层屏幕的区别,双层屏幕具有以下几个特点:
    
    

    有比单层屏幕更好的中心到边角的亮度均匀性;
    
    非常适用于短距离投影
    
    非常适用于多屏幕拼接。
    
    6、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
    
    上面简要介绍了光学背投屏幕的成像原理,随着投影屏幕技术的发展,我们看到市面上也推出了很多“正投光学屏幕”,一般来说背投屏幕的色彩表现要比正投要好,但相对而言,其安装也要比正投屏幕复杂。

    

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