专利名称：包含透镜系统的半透明屏幕的制作方法
技术领域：
本发明涉及包含透镜系统的半透明屏幕，尤其涉及以使用为目的的菲涅耳透镜或者与投影屏幕相连接的屏幕，并且更适宜用在后投影屏幕上和具有上述菲涅尔透镜的投影屏幕。本发明也涉及根据本发明制造半透明屏幕的方法。
具有菲涅耳透镜的投影屏幕被用于各种仪器，这些仪器能够产生对于观察者是可见的图像，例如后投影屏幕被用于与雷达图像演示的连接上，用在飞行模拟器、控制室、电视设备、视频监视器、交通控制灯、微缩胶卷阅读器、视频游戏中以及用于电影的放映。在这种仪器里，放在屏幕投影灯后面的图像源沿着投影轴带着影象向前投到屏幕上，在屏幕前构成观察者能看见的图像。一般来说，该屏幕是长方形的，而且可能有许多不同的尺寸，例如用于微缩胶卷阅读器的屏幕的对角线大约是38厘米(15英寸)，而用于控制室或者放映电影的屏幕的对角线要大到大约450厘米(180英寸)或者更大。
投影屏幕包括两个功能部件，一部分是用于把来自图像源的发散光束转换成平行光束的第一部件，一部分是把来自第一部件的光束传出去以便让观察者看见的扩散部件。实际上第一部件包括实质上是平面的菲涅耳透镜结构，而第二部件包括具有光漫射性质的平面面板。
原理上这种屏幕可以以两种形式构成，一种形式是以一个单平面片状部件的一面面对图像源，设置菲涅耳透镜，同时在另一侧加上光漫射层或结构；另一种形式是把两个平面片状部件平行相对设置，其中在最靠近图像源的片状部件的背离图像源的一侧设置菲涅耳透镜，同时在面朝观察者的一侧的片状部件处设置光漫射层或结构。
第一个原理的缺点是直接面向光源的菲涅耳透镜有一个相对大的传输损失，一般来说大约15％到20％。这是因为部分光射到了菲涅耳透镜的阶梯面，因此向我们所不希望的方向传输；这种现象使得透镜的外围增加，导致阶梯面的高度增加，这就意味着对应于屏幕的边缘光线的损失是最大的。这种构造的好处是结构比较简单。
另一个原理是把菲涅耳透镜设置在背离图像源的片状部件一侧，所有投向面板的光线射向“激活的”菲涅尔小面，在此处光线被折射成上述的平行光束。虽然原理上这种结构能引起传输效率的提高，但分散的光漫射面板在光通过两个以上边界面时将导致传输损失，因此这种类型的屏幕具有不超过5％到10％的传输增强效应，这个数值要予以相应的考虑，因为结构由此变得复杂。
两个原理的缺点是形成图像干扰，例如彩虹或者双重或多重图像的形成，以及特定的怪异的图像。此现象是由于产生在透镜阶梯面的反射，该透镜面向后，并且分别来自向前的透镜的菲涅耳小面的后面。对应于小面最陡并且有着最高阶梯面的透镜的外围，干扰最容易体现，这适用于两种原理。从这一点也能得出当透镜有着最短的焦距时，最广泛的问题就会出现，因为他们有着最陡的小面。
内部反射问题很好地记录了下来，并且已做了各种努力来抵消他们。
例如，WO99/53376描述了一种投影屏幕装置，该装置包括在一边具有菲涅耳透镜结构的层，其中该层包括分布了折射粒子的基体(matrix)。这些粒子分布在面板的整个厚度，并且他们一方面起到图像产生扩散的作用，另一方面起到排除干扰的作用，该干扰是在类似如上所述的菲涅耳结构部件中产生。这意味着同一类型的扩散方式发挥着两种功能，同样地图像产生部分的定位和性质预先决定了整个屏幕结构。
把菲涅耳层设计成一个真实的、自保持的片，该片可以被设计成单独的或与其他层相联系。这种面板会有一个2到3毫米的典型的厚度。在采用了其他的层的情况下，各种层能够用胶粘上或是用机械的方法组合。WO99/53376讲述了制造菲涅耳层的各种方法，例如用菲涅耳结构连续凸起以挤压面板。
EP-A-O732615也描述了光漫射剂可以包括在菲透镜中，该透镜同样构成了在投影屏幕装置中的几个部件之一。这也是由许多层的结合或屏幕构成完整的投影屏幕的一个实例。
US-A-5477380描述了来自小面后面的反射会受到包括折射扩散材料在内的透镜底部的减弱，但是因为，一方面，折射扩散材料位于和背离透镜小面的透镜基板的表面相一致的位置，另一方面，折射扩散材料非常厚(在最佳实施例中折射材料几乎遍布基准面的整个厚度)，当他们射到形成一个无焦点和弱对比的图像的小面的后面之前，射进来的光束的强扩散就会产生。EP-A-O859279公布了一个相应的解决方法，即屏幕的后部用具有折射扩散材料的相对厚的层所覆盖。
日本专利摘要11072849描述了彩虹现象的形成如何能够被菲涅耳透镜所减弱，其中整个透镜，例如透镜底部和透镜小面都包括折射扩散材料。如上所述，这将导致一个无焦点和弱对比的图象。EP-A-0859270，US-A-4361382和日本专利摘要10293361也讲述了折射扩散材料分布在对应于透镜的整个厚度上的屏幕。
因此，本发明的目的之一就是提供包括具有许多透镜小面的表面的屏幕。该透镜小面结合在一起形成透镜系统以便平行发散光束(特别是菲涅耳透镜结构)，并且适合于运用在或起到投影屏幕的作用，而且其中当在图像传输中保持高清晰度和足够的对比度时，彩虹和双重或多重图像形成的问题就会减到最小。
本发明更进一步的目的就是根据本发明提供一种制造投影屏幕有效和简单的方法。
从本发明的以下最佳实施例的描述中可以看出，本发明的上述和更进一步的目标将得到实现，因为根据本发明，包括透镜系统的半透明屏幕包含把折射扩散材料分布在基本上对应于同样的透镜小面，或是对应于同样的透镜小面和紧跟在后面的层上。令人吃惊的是此原理已被发现能够产生与上述解决方法相比更为改善的图像传输，其中光漫射剂既能通过整个屏幕，即整个菲涅耳屏幕找到，也能在最远离透镜小面屏幕的那部分中找到。
一般而言，半透明屏幕包含具有第一表面和实质上与第一表面平行的第二表面的片状部件，其中第一表面由许多透镜小面(facts)组成，这些透镜小面联合构成透镜系统，以便平行发出进入来自第一表面或第二表面的片状部件的光束。第二表面实质上是平面的或包括另外的透镜系统，例如两面凸出(lenticular)的透镜系统。
根据第一个最佳实施例，该屏幕包括单个的“单元(unitary)”层，例如透镜小面和在下面的透镜底部构成共同的基体。根据第二个最佳实施例，该屏幕包括第一基体和第二基体，其中透镜小面包括第一基体，并且下面的透镜底部包括第二基体，后者一般是以片状形式作为相干层。术语“第一和第二基体”是用于表明两个基体中的每一个至少具有另一个所没有的属性。
在本申请中描述了，折射扩散材料或基体材料分布在实质上对应于同样的透镜小面，这就意味着最接近透镜小面的透镜底部的部分能够包括位于与透镜底部的厚度相比要薄的层中的折射材料，例如比基准面的厚度少10％。这一般归因于通常在技术上不可能把扩散材料只分布在透镜小面上这一事实，但在单个的透镜小面之间扩散材料的“桥(bridges)”几乎总是发生。因为基准面具有典型的2-3毫米的厚度，这意味着桥(bridges)会有大约0.2毫米的厚度。然而，一定程度上减少厚度通常是有可能的，例如当以固体面板的形式的透镜底部被挤压至分布在透镜小面上的流体基体时，该厚度就会象0.005毫米一样小。
根据本发明，该屏幕能够用于和其他屏幕相连接，并且因此屏幕的第一和第二表面不必是自由的，而可以配置或和其他屏幕部件相连接。
根据本发明中的第二方面，可以有不同的方法用于有效和简单地制造本发明中的屏幕。
下面将根据附图进一步说明本发明，其中
图1表示包括图像源和投影屏幕在内的投影系统的示意性结构；图2是通过投影仪器的截面图；图3表示了菲涅耳透镜的典型元件；
图4是通过第一个菲涅耳透镜的截面图说明光束的传输和反射；图5是通过第二个菲涅耳透镜的截面图说明光束的传输；图6是由图像源说明的本发明的投影屏幕的截面图；图7是本发明另一实施例的投影屏幕的截面图；图8a-c表示根据本发明第一个方法制造的屏幕；并且图9a-c表示根据本发明另一个实施例制造的屏幕。
在描述本发明各种最佳实施例之前，结合图1和2对使用后投影屏幕的投影装置类型的总体构造给予解释。
图1是具有后投影屏幕的投影系统的基本构造的截面图，其中光源7，通过发散透镜8，把一个图像投射向菲涅耳透镜9，该透镜偏转发散光束使得他们作为一批“标准的”平行光束从菲涅耳透镜出射到表面，接着在扩散面板10，光得到分散并且因此对于观察者是可见的。必须要注意的是扩散屏幕应有用于扩散光的透镜结构。
作为完整系统的实例，图2显示了通过投影电视设备或视频投影仪器的垂直剖面。这样的仪器1可以用3个独立的电视显象管构成，1个显象管用于每一种底色，或者如图1所示，用单个图像源4通过反射镜5在屏幕6上再现彩色图像。
参照图3解释菲涅耳透镜的示意性结构和部件，同样地，用在对本发明的最佳实施例的下列描述中的术语会建立起来。
用于本发明的一种菲涅耳透镜包括一个透镜底部或只有一个以具有第一表面31和第二表面32的几乎平面的片状部件30的形式存在的底部。第一表面包括许多T面结构(也是指定的透镜小面)33，它们结合起来以便以菲涅耳透镜的形式构成透镜系统，同时在实施例中所显示的第二表面是几乎平滑的表面，该表面规定了透镜的参照平面。但是，第二表面也能够安装透镜系统，例如两面凸出的透镜系统。术语菲涅耳透镜或者只有透镜用于标志具有小面的透镜底部的整个系统。菲涅耳透镜既可以由许多直线的、双重平行的小面结构构成，也可以由许多同心的、环形的，实际上是圆形的小面结构构成。
各个的小面结构由也称作小面的面的小面34和对应于小面顶部的在平面边缘36上互相接触的阶梯面35组成。该阶梯面经常被称作“Storflanken”或“上升的小面(riser facets)”。在两个小面边缘之间的区域被称为凹槽，而且在凹槽中最深的点被称为凹槽底部37。由小面和阶梯面定义的区域称为小面部件38或透镜小面。垂直于参照平面的阶梯面高度也被称作透镜小面高度或凹槽深度。该小面可以是平的或弯曲的，但由于很难制造一个轮廓清晰的弯曲线或一个非常小的、一般在0.05和0.35毫米之间的小面，一般在0.08和0.12毫米之间，就被认为这个小面是平的。对应于透镜外围，在此处相对于参照平面该小面一般有45度角，此时小面最陡。对于透镜的中间区域或中心，由于单个小面变得几乎和参照平面相平行，倾斜度持续减小。单个小面的不同角度意味着阶梯面的高度和单个小面部件的体积朝着透镜的中间部分或中心缩小。阶梯面能够垂直于参照平面，但他们也能有另外的方向，如同下面所述。单个凹槽的底部能够在几乎是同一个平面或是不同的平面，但是从产品技术考虑，从凹槽底部到参照平面的距离总是朝着透镜外围方向减小。
屏幕的不同部件，例如小面部件和面板本身，是由一个或多个不同的材料组成(通常被称作基体)，其中透明的折射剂，一般会以粒子形式分布。
折射剂体积或重量百分数会变化并远远超过单个基准材料的体积或百分数。
图4显示了光束L3是如何通过具有背离图像源的小面的清晰的菲涅耳透镜20传输的。进入表面21的光束非常轻微地偏转，接着射向菲涅耳透镜的有效小面的表面22，光束在该透镜表面22转向方向L4。光束的一部分是来自小面的面22的全反射，接着它通过相邻的阶梯面23，相邻小面的面24以便从透镜的后面25反射，该透镜朝前并且通过阶梯面26，得到我们所不希望的偏差L5，该偏差导致了以上所述的具有彩虹形式以及双重和多重图像形式的现象。上面所显示的具有偏转反射L5的光束L3只是单个例子因为有无数的我们所不希望的光束会干扰图像，如双重图像形式。
图5显示了菲涅耳透镜27的实施例，其中把阶梯面28构造成与发散光束L相平行，该光束来自位于射向屏幕的光源，通过表面21由第一通道产生以下偏转。这可以抵消在阶梯面的最初的反射，但不能影响上述来自小面的面29的反射。
对菲涅耳透镜小面面向图像源后面的投影屏幕而言，当那些光束通过偏转的阶梯面进入透镜时，彩虹形式和双重或多重形式就会以对应的方式发生。
图6是根据本发明以菲涅耳透镜形式的具有后投影屏幕的投影系统的示意结构的截面图，并且其中光源7通过发散透镜8，把图像射向菲涅耳透镜11。从图中可以看出屏幕的一边或面向图像源的透镜具有从图像源偏转光束的菲涅耳结构12，以至于把光束偏转变成具有由朝前定向表面的平面决定的、方向几乎垂直于屏幕平面的一束平行光束。
正如图中所示，菲涅耳透镜的小面部件和最接近小面部件的部分包括光漫射材料13，该光漫射材料在与投影屏幕相关的技术领域里也被称作扩散材料或团块扩散器(mass spreader)。为了起到光漫射剂的作用，折射剂的折射必须背离折射剂所在的材料的折射率。从图中可以看出，单个的光束的扩散会从在包括光漫射材料的透镜部分和不包括光漫射材料的透镜部分之间的边界面产生，但这只能说明落后于本发明的原理，因为，理所当然，光漫射会通过光漫射材料的整个层产生。
当菲涅耳透镜的小面部件和最接近小面部件的屏幕部分任一个包括在薄层上的光漫射材料，这将确保仅具有少量扩散的、在小面的面上偏转的光束部分的充分传输，并且因此保证良好的清晰度和对比度，同时在透镜阶梯面上发生偏转的那部分光束会增加扩散，而且因此导致形成阴影图像的反射的相当大的衰减。
包括光漫射材料的层的厚度可以按照与要求排除的双重图像形式相一致来选择。例如，该层可能具有完全或部分对应于小面部件的阶梯面高度的厚度，或者该层可以厚到最接近小面部件的透镜基板的本身一部分也包括折射材料。
根据透镜的制造方法，不同的折射材料能够分别用于小面部件和透镜基板，而且，同样地，折射材料的密度能象以下所述的方法得到控制。如果把折射材料用在透镜基板，该层的厚度应该小于基板厚度的50％，小于20％较好，小于10％最好，但是即使具有折射材料相对厚的层，其分布与本发明相一致，即最接近小面部件，将导致图像改进，使其具有比把折射材料的相应数量设置在如在EP-A-0859270中上述所讨论的、背离小面部件的透镜基板的那一部分上、或通过如在WO99/53376中所描述的并且也在上述讨论过的整个透镜屏幕、更高的对比度和增加的清晰度。
在图7中所显示的本发明的另一个实施例表明聚焦屏幕结构包括平行相对设置的两个平面片状部件，其中最接近图像源的片状部件16的背向图像源7的一侧设置一个菲涅耳透镜19，同时在面朝观察者的一侧的片状部件15处加上光漫射层或结构。从图中可以看出，折射材料只位于对应于小面部件17，使得菲涅耳透镜的剩余部分是清楚的。这是因为必要的折射效果的一部分发生在由一个具有扩散层18A的透明支持部件18和最接近菲涅耳透镜的最厚部分B组成的图像产生部件15。当菲涅耳小面背离投影仪7时，如最初讨论的，光密度会在边角处得到增加，但是由于在传输到部件15的过程中，光的大约6％也会损失，增益量很小，大约只有5-10％。
此外，测试显示对应于图6的屏幕上的对比度有相当大的提高，因为只有在进入屏幕部件18的图4中的光是从菲涅耳透镜表面19向观察者反射。
包括根据本发明的菲涅耳透镜结构和对应于此屏幕的屏幕制造将在以下不同的最佳实施例中描述。分别针对在有限的尺寸中较大的菲涅耳透镜的制造和在较大的尺寸中的较小的菲涅耳透镜的制造的两种不同的原理将有更详尽的描述。
在以下提到的光漫射剂的例子包括炭酸盐钙、氧化硅或一般平均粒子大小在5和25微米之间的玻璃珠。炭酸盐钙是非常软的材料，因此不会损害模型，这同样适用于几乎是球形的玻璃珠。然而，玻璃珠有着全反射的缺点。氧化硅具有非常好的光学特性，但它是晶体材料，有着锋利的边缘，结果会增加模型的磨损。对光漫射剂的最终选择需要权衡利弊以选择制造方法及所用的透镜。
根据第一个方法，把用于菲涅耳透镜的一个封闭模具设置成几乎是水平的，这使得用于菲涅耳结构的负面模具同样地构成模具的底部，并且因此面朝上。然后用以可固化的、流体塑料材料的基体填充模具，例如PMMA或PMMA的混合物以及苯乙烯或其他具有要求的光学的和力学的特性的合适的塑料材料，这样光漫射、半透明材料一般以微粒形式得到混合。用流体塑料材料填充模具，可以停留直到光漫射材料沉淀向模具底部，例如对应于小面部件的沉淀。折射材料将会以几乎不变的层厚度通过模具的整个底面沉淀，而后根据折射材料的数量，对应于小面部件是最深的菲涅耳透镜的外围部分的小面部件-如上所述-将用全部或部分折射材料填充。随着折射材料的沉淀，塑料材料被固化-例如应用热处理-而后可将制成的透镜从模具中取出。固化塑料材料的其他方法是可以使用双组份、自动聚合塑料材料。
基于上述观点，通过控制沉淀比率和固化过程来控制在基体中的光漫射材料的分布是可能的。一方面基于选出来的光漫射材料，另一方面基于选出来的基体的粘性，光漫射材料以特定的比率沉淀。通过及时在得到要求的分布时激发硬化过程，把光漫射材料“锁定“在基体上是可能的。因为大部分的固化或聚合没有瞬间过程，而一个过程稍微有点拖延，光漫射材料理所当然会朝下移动向小面，然而，当基体开始固化或聚合时，它们可以相对快地停止。
在图8C的例子中，光漫射材料对应于面朝小面41C的屏幕40C的厚度的大约一半的分布被锁定。这种结构一方面确保双重图像形式的排除，另一方面确保构成相对薄的图像产生层。如以前所提及的，一个较薄的图像产生层保证一个较为清楚的图像。图8a显示一个例子，光漫射材料下沉到透镜小面41a，借此光漫射材料集中起来，起到排除双重图像形式的基体作用，即对应于透镜小面顶部42a。如图所示，光漫射材料一般会以如此的方式下沉以至于与小面44a本身相比的材料会覆盖阶梯面43的相对增大部分，因此对于光漫射材料的特定的数量，能确保双重影象的最大可能的衰减。
需要注意的是，每面积单位的同样数量的光漫射材料沉淀物，仅仅把深的、外围的小面填充到最小程度。这可以利用在开放的和封闭的模具中的模具结合来弥补，这使得具有光漫射材料的流体的基体主要分布在凹槽中，保证了深处的小面得到更多数量的光漫射材料。该模具持续封闭并且是如上所述使用具有或不具有增加的光漫射材料的基体的屏幕模具。很明显填充物必须在一个点及时或以一种方式出现，该方式使得填充到小面的光漫射材料不会被冲掉。图8b是显示后者方法的例子，其中要注意的是深处的、外围的小面41b比浅处的、中心的小面45b含有更大数量的光漫射材料。如果倒进模具的基体也包括光漫射材料，则实现图8b和8c中所示的结构组合将有可能，并且同样地，可使用不同的光漫射材料。
因为上述有关双重图像形式的问题取决于小面的倾斜度和阶梯面的高度，双重图像形式的问题将会随着单个透镜小面的倾斜度增加而增加，以至于随着半径的增加双重图像形式增加。因此很容易在最深处的小面发现最大量的材料。
因而，本发明提供的屏幕现在能够单独运用或和其他屏幕相结合(如在图6和图7中所分别显示的)，例如对应于屏幕的边缘部分用胶粘或简单的机械固定。
根据第二个最佳方法，把菲涅耳透镜的模具设置成实质上是平行的，以使用于菲涅耳结构的负面模具构成模具底部，并且因此面朝上。然后以微粒形式把可固化的、易流动的塑料材料分配在已经混合的光漫射材料中，这样它就覆盖了模具的大部分或小部分。在制造方法的下一个步骤中，把一个水平面板设置在模具的顶部，并且把它朝下压使流动的塑料材料分布到模具上，从而对应于小面部件填充它，由此折射材料的薄层立刻在备用的菲涅耳透镜中的小面部件后面构成。该水平面板可以是在其一边具有折射材料层的透明的塑料面板，或者它可以是全部包含折射材料的面板。另外，该面板可以包含或涂覆例如，炭黑，苯胺颜料，或是称之为“微孔(microlouver)”层的例如由3M(明尼苏达，美国)或Nitto Denko(日本)所销售的对比度增加材料。而且，该面板在其自由面一侧由减反射层所覆盖。随着该面板的定位，塑料材料被固化，例如通过加热或使紫外光通过面板，之后可以从模具中把完成的透镜取出。
图9a显示了面板50a的例子，其中对应于把塑料材料分布在凹槽之后立刻按照小面51A的分布来固定光漫射材料，而图9b的例子说明了光漫射材料在受到塑料材料的固化定界之前，已经有机会沉淀在小面51b。图9c显示了面板50c被对比度增加层或图像产生材料的层52c所覆盖的例子。该面板也可包含其它材料，类似地它可包括仅在一边或两边的层。
根据第一方法制造的透镜因此只包括单个的基底材料(或基体)，而根据第二方法制造的透镜包括分别用于面板和透镜小面的两个基底材料，或分别用于面板、层和透镜小面的三个基底材料。如上所述，小面和面板可以包含不同的折射材料，特别是透镜小面可以由具有不同于屏幕所包含的其余材料的折射率的材料所组成。
如果要使用一种折射材料，它应该是近似球形的、没有锋利边缘的、能够减弱模具磨损的。
要注意的是图8a-c和9a-c仅表示这类屏幕，而没有示出制造它们所需的模具。
根据上述方法制造的菲涅耳透镜的一般尺寸是具有宽度在0.05和0.18毫米之间，优选在0.08和0.12毫米之间的凹槽的菲涅耳结构，具有总厚度是2-3毫米和一个如果存在的话、一般在0.1-0.3毫米层的面板。在50-60英寸(对角线测量)的屏幕上最深的凹槽一般是0.12毫米。
然而，在本发明的范围内，尺寸和材料的最终选择取决于对所选择制造方法的优劣的权衡以及取决于所用透镜、进而取决于所希望的光学特性。
权利要求
1.一个包含具有第一表面(31)和一个实质上与第一表面平行的第二表面(32)的片状部件(30)的半透明屏幕，其中第一表面由许多透镜小面(33)组成，这些透镜小面联合构成一个透镜系统，以便使从表面进入片状部件的光束(L)平行射出，其中片状部件包括含折射剂的基体材料，其中，折射材料的折射率不同于该折射剂所在的材料的折射率，并且其中基体材料构成第一和第二表面，其特征在于，透镜小面(33)包含浓度超过位于最接近第二表面的片状部件的部分的折射剂浓度的折射剂。
2.一个根据权利要求1的半透明屏幕，其特征在于，位于透镜小面之外的片状部件的部分包含位于均匀层中的折射剂，该层位于最接近透镜小面的片状部件的部分，其中，所述层的厚度不超过整个屏幕厚度的50％，不超过整个屏幕厚度的20％较好，最好是不超过整个屏幕厚度的10％，其中，最接近第二表面的片状部件部分基本上不包含折射材料。
3.一个根据权利要求1的半透明屏幕，其特征在于，透镜小面包含折射剂；而位于透镜小面之外的片状部分基本上不包含折射剂。
4.一个根据权利要求1-3任一所述的半透明屏幕，其特征在于，折射剂均匀分布在每一个透镜小面。
5.一个根据权利要求1-3任一所述的半透明屏幕，其特征在于，对应于透镜小面的顶部具有最高浓度的折射剂分布在透镜小面。
6.一个包含具有第一表面(31)和与第一表面实质上平行的第二表面(32)的片状部件(30)的半透明屏幕，其中，第一表面包括许多透镜小面(33)，该透镜小面相结合构成使从表面进入片状部件的光束(L)平行射出的透镜系统；其中，片状部件包括第一和第二基体材料，其中第一基体材料实质上位于透镜小面，而第二基体材料构成和透镜小面的平面平行的相干层，其特征在于，透镜小面包含折射剂，其中所述折射剂的折射率不同于含所述折射剂的材料的折射率。
7.一个根据权利要求6的半透明屏幕，其特征在于，折射剂均匀分布在每一个透镜小面。
8.一个根据权利要求6的半透明屏幕，其特征在于，对应于透镜小面的顶部，具有最高浓度的折射剂分布在透镜小面。
9.一个根据权利要求6到8任一所述的半透明屏幕，其特征在于，第二基体材料构成模压的板。
10.一个根据权利要求9的半透明屏幕，其特征在于，该模压板由来自包括光漫射剂、光吸收剂或对比度增强剂的组的一个或多个材料涂覆或构成。
11.一个根据前述的任一权利要求的半透明屏幕，其特征在于，屏幕包括与该屏幕平行设置的第二片状部件，并且其中第二片状部件最好包含折射剂。
12.一种制造半透明屏幕(40a，40c)的方法，该类屏幕包含具有第一表面和与第一表面基本上平行的第二表面的片状部件，其中第一表面包括许多透镜小面(41a，41c)，这些透镜小面相结合构成使从表面进入片状部件的光束(L)平行射出的透镜系统，并且其中该方法的特征在于包括以下步骤-提供具有透镜系统的负的凸凹起伏部的基本上封闭的模具；-使该模具基本上水平定位；-提供半透明的、流体的、可固化的基体材料，该基体材料与最好是具有不同于基体材料的折射率且具有大于基体材料密度的光漫射颗粒剂混合；-把混合了光漫射剂的基体材料填进模具；-让光漫射剂向模具的负的凸凹起伏部沉淀，以使基体材料中光漫射剂较高浓度的部分最靠近模具的负的凸凹起伏部；-固化基体材料；并且-把固化的屏幕从模具中取出。
13.一种制造半透明屏幕(40b)的方法，该类屏幕包含具有第一表面和与第一表面实质上平行的第二表面的片状部件，其中第一表面包括许多透镜小面(41b)，这些透镜小面相结合构成使从表面进入片状部件的光束(L)平行射出的透镜系统，并且其中该方法的特征在于包括以下步骤-提供具有透镜系统的负的凸凹起伏部的基本上封闭的模具；-使该模具基本上水平定位；-提供半透明的、流体的、可固化的基体材料，该基体材料与最好是具有不同于基体材料的折射率且具有大于基体材料密度的光漫射颗粒剂混合；-使基体材料横跨负的凸凹起伏部而分布，以便限制该结构凹陷；-封闭模具；-把具有不同于或与第一基体材料一致的第二基体材料填进模具，其中，第二基体材料可混合有光漫射剂；-让光漫射剂向模具的负的凸凹起伏部沉淀，以使基体材料中光漫射剂较高浓度的部分最靠近模具的负的凸凹起伏部；-固化基体材料；并且-把固化的屏幕从模具中取出。
14.一种制造半透明屏幕的方法，该类屏幕包含具有第一表面和与第一表面实质上平行的第二表面的片状部件，其中第一表面包括许多透镜小面(51a，51b，51c)，这些透镜小面相结合构成使从表面进入片状部件的光束(L)平行射出的透镜系统，并且其中该方法的特征在于包括以下步骤-提供具有透镜系统的负的凸凹起伏部的基本上封闭的模具；-使面向上的负的凸凹起伏部的模具定位，最好水平放置；-提供半透明的、流体的、可固化的基体材料，该基体材料与最好是具有不同于基体材料的折射率且具有大于基体材料密度的光漫射颗粒剂混合；-使基体材料与光漫射材料混合并横跨模具的负的凸凹起伏部、并优选只在部分负的凸凹起伏部上分布；-把第一表面和基本上与第一表面平行的第二表面设置在片状部件(50a，50b，50c)上；-用第一表面使片状部件对模具的负的凸凹起伏部定位，在该模具上分布有与光漫射剂混合的基体材料；-把片状部件朝下压向模具的负的凸凹起伏部，这使得与光漫射剂混合的基体材料分布在模具的负的凸凹起伏部上，最好使片状部件通过片状部件的整个第一表面而抵靠在负的凸凹起伏部上；-固化基体材料；并且-把固化的屏幕从模具中取出。
15.一种根据权利要求14的制造半透明屏幕的方法，其方法的特征在于片状部件由来自包含光漫射剂、光吸收剂或对比度增强剂的组的一个或多个材料涂覆或构成。
16.一种根据权利要求15的制造半透明屏幕的方法，其特征在于片状部件包含光漫射剂。
全文摘要
本发明涉及半透明屏幕，该屏幕包含具有第一表面和基本上与第一表面平行的第二表面的片状部件，其中第一表面由许多透镜小面(facet)组成，这些透镜小面联合构成透镜系统，以使进入该片状部件的光束平行射出。本发明的特点在于透镜小面包含浓度超过位于透镜小面以外的片状部件部分的折射剂浓度的折射剂，并且其中该折射剂的折射率不同于该折射剂所在的材料的折射率。
文档编号G03B21/10GK1399732SQ00815291
公开日2003年2月26日 申请日期2000年9月29日 优先权日1999年9月29日
发明者艾里克·克罗森 申请人:扫描影像屏幕公司