CN1841185A - 光学元件与投影屏幕 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种光学元件，包含一本体以及一遮光层，本体具有一第一表面，于第一表面的一第一方向上，第一表面具有复数个第一沟槽，以及于第一表面的一第二方向上，第一表面具有复数个第二沟槽，遮光层涂布于第一沟槽与第二沟槽内。

Description

光学元件与投影屏幕

技术领域

本发明涉及一种光学元件与投影屏幕，尤其指可调控垂直视角的光学元件与投影屏幕。

背景技术

背投式显示器以其大屏幕、图像清晰为特色，与传统利用映像管的显示器相比，背投式显示器除了具有无辐射、画面尺寸大等优点外，更可直接接上计算机或是其它影音设备，达到最大的娱乐效果。因此，随着生活水准的提高和居住条件的改善，背投式显示器愈来愈受到消费者的青睐。

背投影显示器按照投影技术来区分，可以分成阴极射线管(Cathode Ray Tube，CRT)投影技术、以及微显示器(Microdisplay)投影技术。其中，阴极射线管显示器主要是利用阴极射线管上的影像经由光学***在屏幕上扩大投影的显示器；微显示器则是利用各种不同的显像单元，例如穿透式液晶面板、数字微镜元件(DMD)、反射式液晶面板(LCoS)，以将光源发出的光投射在屏幕上的显示器。

随着视讯技术的提升与市场的需求，近年来微显示器屏幕(Microdisplay Screen)广泛地运用于背投电视机(Rear Projection TV)的显示屏幕、终端机屏幕(Monitor Screen)、及多媒体展示屏幕(Multi-screen Installation)等等。

请参照图1A，屏幕1主要由一菲涅耳透镜板11与一柱状透镜12所构成。其中，当一光源所发出的入射光先射入菲涅耳透镜板11以聚光形成平行光，接着再射至柱状透镜12的入光侧，通过柱状透镜12上复数个单元棱镜121聚光，再由柱状透镜12的出光侧以一角度射出，此范围即为观看者可看到影像的范围，用以提升影像的亮度均匀度，并使得视域内的光线能做良好的运用，此外再请参照图1A，柱状透镜12的出光侧涂布一遮光层13，其用以反射光线。上述的柱状透镜12为一维设计的柱状透镜，因此屏幕1只能调控水平方向的光线分布，无法调控垂直方向的光线，因此更有如图1B中的屏幕1’，此屏幕1’主要由一菲涅耳透镜板11与一柱状透镜12以及一另一柱状透镜12’所构成，其中柱状透镜12与另一柱状透镜12’分为一维设计的柱状透镜，此外，柱状透镜12与另一柱状透镜12’上的复数个单元棱镜121为不同方向设置，使得柱状透镜12与另一柱状透镜12’分别用以控制水平垂直方向的光线分布，当一光源所发出的入射光先射入菲涅耳透镜板11以聚光形成平行光，接着穿过柱状透镜12与另一柱状透镜12’，可通过柱状透镜12与另一柱状透镜12’上的复数单元棱镜121聚光，上述的柱状透镜12用以调控水平方向的光线分布，另一柱状透镜12’用以调控垂直方向的光线，以提升影像的亮度均匀度，并使得视域内的光线能做良好的运用，但是上述的屏幕1’由于需要多增加另一柱状透镜加以控制垂直方向的光线，进而导致整个屏幕的成本提高。

因此，如何提供可调控垂直视角的光学元件与投影屏幕，并且又不增加额外的成本，乃成为制造厂商致力要解决的重要课题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足与缺陷，提供一种可调控水平与垂直视角的光学元件与投影屏幕。

为达上述目的，本发明提供一种光学元件，包含一本体以及一遮光层。其中本体具有一第一表面，于第一表面的一第一方向上，第一表面具有复数个第一沟槽，以及于第一表面的一第二方向上，第一表面具有复数个第二沟槽，遮光层涂布于第一沟槽与第二沟槽内。

为达上述目的，本发明还提供一种投影屏幕，包含一菲涅耳透镜以及一光学元件。其中光学元件与菲涅尔透镜相对而设，光学元件包含一本体与一遮光层，本体具有一第一表面，于第一表面的一第一方向上，第一表面具有复数个第一沟槽，于第一表面的一第二方向上，第一表面具有复数个第二沟槽。遮光层涂布于第一沟槽与第二沟槽内。

承上所述，于本发明的光学元件以及投影屏幕，其于第一表面设有第一沟槽与第二沟槽，以形成二维设计的光学元件，并且遮光槽涂布于第一沟槽与第二沟槽内，且此遮光层为一不透光物质。与现有技术相比，本发明利用二维的光学元件来增加垂直方向的视角且不需要另外增加一光学元件即可达到增加垂直方向的视角的功效，具有降低生产成本的优点。

附图说明

图1A以及图1B为现有的屏幕；

图2为本发明较佳实施例的光学元件；

图3为本发明较佳实施例的投影屏幕。

图中符号说明

1、1’  屏幕

11      菲涅耳透镜板

12      柱状透镜

12’    另一柱状透镜

121     单元棱镜

2       光学元件

20      本体

201     第一表面

2011    第一沟槽

2012    第二沟槽

2013    出光区

202     第二表面

21      遮光层

91      第一方向

92      第二方向

具体实施方式

以下将参照相关附图，说明依本发明较佳实施例的光学元件以及投影屏幕，其中相同的元件将以相同的参照符号加以说明。

请参阅图2所示，依本发明较佳实施例的光学元件2包含一本体20以及一遮光层21。其中，本体20具有一第一表面201以及一第二表面202，第一表面201与第二表面202相对向设置。在此较佳实施例中，在第一表面201的一第一方向91上，第一表面201具有复数个第一沟槽2011，在第一表面201的一第二方向92上，第一表面201具有复数个第二沟槽2012。

在此较佳实施例，第一方向91与第二方向92两者互相垂直，以及第一沟槽2011与第二沟槽2012垂直交错在且在第一表面201形成复数个出光区2013。遮光层21其涂布于第一沟槽2011与第二沟槽2012内，用以反射光线。

如图2所示，于本较佳实施例中，第一沟槽2011与第二沟槽2012的剖面可为一三角形，虽然在此实施例中，第一沟槽2011与第二沟槽2012分别呈现三角形的形状，但本发明并不限定于此，第一沟槽2011与第二沟槽2012的剖面亦可呈一梯形、四边形、或是其它不规则曲线的形状。另外，在此较佳实施例中第一沟槽2011的深度与第二沟槽2012的深度不相等。于本较佳实施例中，光学元件2为二维设计棱镜，可以同时调控左右水平与上下垂直的光线。另外，本实施例的遮光层21为一不透光材质，例如一黑漆、一黏着胶与碳粉的混合物或是一金属(例如铝)，其中黏着胶可包括热固胶及光固胶。

本较佳实施例的光学元件2，当一光线自第二表面2012射入光学元件2时，遮光层21涂布于第一沟槽2011与第二沟槽2012内用以反射光线，以使光线自复数个出光区2013射出。

请参阅图3所示，为本发明较佳实施例的投影屏幕3，其主要由一光学元件2与一菲涅尔透镜11所组成，光学元件2与菲涅尔透镜11相对而设。并且光学元件2包含一本体20与一遮光层21，本体20具有一第一表面201，于第一表面201的第一方向91上，第一表面201具有复数个第一沟槽2011，于第一表面201的第二方向92上，第一表面201具有复数个第二沟槽2012，且遮光层21涂布于第一沟槽2011与第二沟槽2012内，且第一表面201更包含复数个出光区2013。当一光源所发出的入射光先射入菲涅耳透镜11聚光以形成平行光，接着再射至光学元件2的第二表面202且穿过光学元件2用以聚光，再从第一表面201的出光区2013射出，由于光学元件2为二维设计棱镜，因此可以同时调控左右水平与上下垂直的光线，以使屏幕3可以调控左右水平与上下垂直的视角，使得视域内的光线能做良好的运用。

为使说明更加清楚，以下将举例说明光学元件2利用于投影***的情况。此投影***主要包含一单色光源、一菲涅耳透镜11以及一光学元件2。光学元件2与菲涅耳透镜11相对而设。光学元件2分别具有第一表面201与第二表面202，第二表面202面对菲涅耳透镜11。单色光源所发射的光线穿设菲涅耳透镜11，且从光学元件2的第二表面202射入，并由第一表面201射出。第一表面201包括复数个第一沟槽2011、复数个第二沟槽2012以及复数个出光区2013，由于本实施例中光学元件的结构、设置方式及作用皆与前述光学元件中所提及者相同，在此不再赘述。

承上所述，于本发明的光学元件以及投影屏幕，其于第一表面设有互相垂直的第一沟槽与第二沟槽且遮光槽涂布于第一沟槽与第二沟槽内，此遮光层为一不透光物质。与现有技术相比，本发明利用二维设计的光学元件来增加垂直方向的视角且不需要另外增加一光学元件即可达到增加垂直方向的视角的功效，具有降低生产成本的优点。

以上所述仅为举例性，而非为限制性。任何未脱离本发明的精神与范畴，而对其进行的等效修改或变更，均应包含于权利要求书的范围中。

Claims (11)

1.一种光学元件，其特征在于，包含：

一本体，其具有一第一表面，于该第一表面的一第一方向上，该第一表面具有复数个第一沟槽，于该第一表面的一第二方向上，该第一表面具有复数个第二沟槽；以及

一遮光层，其涂布于该第一沟槽与该第二沟槽内。

2.如权利要求1所述的光学元件，其中，该第一方向与该第二方向互相垂直。

3.如权利要求1所述的光学元件，其中，该本体更具有一与该第一表面相对向的第二表面，并且该第一表面更具有复数个出光区，当一光源自该第二表面射入该光学元件时，该光源至所述的出光区射出。

4.如权利要求1所述的光学元件，其中，该第一沟槽或该第二沟槽的剖面呈一三角形。

5.如权利要求1所述的光学元件，其中，该遮光层为一不透光物质涂布形成。

6.一种投影屏幕，其特征在于，包含：

一菲涅耳透镜；以及

一光学元件，其与该菲涅尔透镜相对而设，该光学元件包含一本体与一遮光层，该本体具有一第一表面，于该第一表面的一第一方向上，该第一表面具有复数个第一沟槽，于该第一表面的一第二方向上，该第一表面具有复数个第二沟槽，该遮光层涂布于该第一沟槽与该第二沟槽内。

7.如权利要求6所述的投影屏幕，其中，该本体更具有一与该第一表面相对向的第二表面，该第二表面面对该菲涅耳透镜。

8.如权利要求7所述的投影屏幕，其中，该第一表面更具有复数个出光区，当一光源自该第二表面射入该光学元件时，该光源至所述的出光区射出。

9.如权利要求6所述的投影屏幕，其中，该第一方向与该第二方向互为垂直。

10.如权利要求6所述的投影屏幕，其中，该第一沟槽或该第二沟槽的剖面呈一三角形。

11.如权利要求6所述的投影屏幕，其中，该遮光层为一不透光物质涂布形成。

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