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    投影屏幕的技術(shù)和應(yīng)用詳解   

     --- Stewart 姚凱鋒

(1) (2) (3) (4) 

  
1.3 屏幕的種類
投影屏幕的重要參數(shù)和屏幕的技術(shù)以及種類之間相互滲透、相互促進(jìn)、相互又獨(dú)具風(fēng)格,所以,我們下面將沿著技術(shù)的脈絡(luò)對(duì)屏幕的種類方面做以介紹。
 
投影屏幕按照投影方式主要分為:正投屏幕、背投屏幕;
投影屏幕按照屏幕材料的材質(zhì)分為:硬質(zhì)屏幕和軟質(zhì)屏幕;
屏幕按照不用的應(yīng)用方式分為:電動(dòng)、手動(dòng)、框架、嵌墻、支架;
屏幕按照表面不同分為:菲涅爾光學(xué)屏幕、漫反射光學(xué)屏幕;

 
等等,總之,不同的應(yīng)用都可以進(jìn)行不同的分類,我們就不再一一冗述。如圖示,應(yīng)用方式/材質(zhì)一目了然:
 
屏幕的通用技術(shù):屏幕的技術(shù)關(guān)鍵是屏幕表面的材料解決光線的散射( Scatter )、反射( Reflect) 、和折射(Refract) ,正確的解決和提高相應(yīng)的三項(xiàng)參數(shù),是屏幕技術(shù)的主題。

下面將從正投屏幕、背投屏幕兩大類進(jìn)行屏幕技術(shù)和種類的說明。
  
1.3.1 軟質(zhì)屏幕技術(shù)和種類

不論是何種應(yīng)用方式,正投軟質(zhì)屏幕其主要技術(shù)都是在一種不透光的布料上表面進(jìn)行各種不同材料的噴涂技術(shù),而表面材料中應(yīng)用了不同的光學(xué)材料,光學(xué)材料中光學(xué)因子(國(guó)內(nèi)通俗的講為玻珠)的多少和質(zhì)量好壞,決定了屏幕的視角和表面增益以及其他重要參數(shù)。下圖1.3.1a/b,反映了理想狀態(tài)下玻珠對(duì)投影光線優(yōu)化作用。
表面噴涂光學(xué)因子的穩(wěn)定性和均勻性,影響著屏幕畫面的質(zhì)量。
背投軟質(zhì)屏幕的材料為PVC,同樣需要處理屏幕表面材料和屏幕材料,投影光線從后面照射到屏幕并成像。

屏幕表面的光學(xué)因子對(duì)投影光學(xué)進(jìn)行優(yōu)化,提高圖像質(zhì)量,光學(xué)因子多少和分布,決定了屏幕的增益、視角和分辨率。屏幕表面光學(xué)因子和其他色素,可以對(duì)投影畫面的色彩飽和度和畫面進(jìn)行優(yōu)化。如:為了提高畫面的對(duì)比度,Stewart屏幕公司一些產(chǎn)品:GrayHawk、FireHawk、以及菲涅爾光學(xué)屏幕、漫反射屏幕表面被制成不同程度的灰色,而非白色。
  
國(guó)際著名的屏幕制造專家-------美國(guó)Stewart屏幕公司生產(chǎn)的正投軟幕以獨(dú)特的專利技術(shù)榮獲兩次國(guó)際奧斯卡技術(shù)與成就獎(jiǎng),該公司的電動(dòng)屏幕更是利用該公司的專利技術(shù)和先進(jìn)工藝為廣大用戶提供超大型電動(dòng)屏幕的定制。Stewart電動(dòng)軟幕的自繃性為表面平整性提供了有力的保障,同時(shí)使畫面質(zhì)量更加優(yōu)異。
   
電動(dòng)屏幕的自繃性在很大程度上面解決了屏幕表面彎曲不平整的特點(diǎn),表面材料的特殊工藝,使屏幕的維護(hù)變得簡(jiǎn)單,除了特殊說明外,Stewart投影屏幕都具有可清洗的特點(diǎn),采用專用的清洗液進(jìn)行維護(hù)清理。

不論是正投(投影機(jī)放在屏幕的前面,即投影機(jī)和觀眾在屏幕的同一方向的投影方式)還是背投軟幕,Stewart都能滿足用戶的不同要求,并且進(jìn)行定制,增益從0.95到3.0甚至更高,都可以實(shí)現(xiàn),弧形幕、球形幕,等等應(yīng)用體育場(chǎng)、會(huì)議室、仿真室、家庭影院、控制中心不同場(chǎng)合,Stewart屏幕公司使一切顯示變得可能……

 

1.3.2 硬質(zhì)屏幕的種類和技術(shù)
硬質(zhì)屏幕主要為漫反射光學(xué)硬幕和菲涅爾透鏡光學(xué)屏幕。

1.3.2.1 漫反射屏幕
漫反射屏幕的技術(shù)起源比較早,但是,前期發(fā)展比較慢,近幾年隨著應(yīng)用范圍加大,發(fā)展迅速,主要特點(diǎn)是:視角大、增益低、對(duì)環(huán)境光攝影能力比較強(qiáng),應(yīng)用范圍廣闊。
1)、漫反射屏幕的技術(shù)之一是直接對(duì)亞克力表面進(jìn)行處理制作而成。圖1示, 屏幕視角和清晰度都不理想,太陽(yáng)效應(yīng)也比較嚴(yán)重。主要為國(guó)內(nèi)生產(chǎn)廠家的制造方式。
2)、漫反射屏幕的技術(shù)之二是用亞克力、玻璃等透明體材料作為基底, 在其表面粘貼背投軟質(zhì)屏幕制作而成。圖2示,該種技術(shù)已經(jīng)成熟應(yīng)用在各種行業(yè),上下左右視角都是180度,無太陽(yáng)效應(yīng),同時(shí)屏幕的尺寸比較大。

目前國(guó)際著名的Stewart屏幕公司生產(chǎn)的硬質(zhì)漫反射光學(xué)屏幕無縫最大可以做到長(zhǎng)x寬:7.62米x3.23米。投影畫面亮麗奪目,完美再現(xiàn),抗環(huán)境光能力強(qiáng),無太陽(yáng)效應(yīng),容易清洗和維護(hù),故而在各個(gè)行業(yè)都得到了廣泛應(yīng)用。

1.3.2.2 菲涅爾透鏡光學(xué)屏幕
菲涅爾光學(xué)透鏡屏幕就是在屏幕的前后表面都具有紋路,對(duì)著投影機(jī)的表面具有同心圓的菲涅爾透鏡紋路,對(duì)著觀眾的表面具有雙凸(柱狀)透鏡的豎條紋路,兩邊不同的紋路對(duì)投影機(jī)的光學(xué)進(jìn)行優(yōu)化,從而大大增加了屏幕的增益,但是,屏幕的垂直視角受到了嚴(yán)重的影響。目前國(guó)際方面著名的制造廠家主要有:美國(guó)STEWART屏幕公司(制造地:美國(guó))、大日本印刷公司(DNP)(制造地:丹麥),丹麥SVS屏幕公司(制造地:丹麥)。

菲涅爾光學(xué)透鏡屏幕根據(jù)菲涅爾透鏡槽距角度的不同,每款屏幕都具有不同的焦距,以便滿足不同鏡頭投影機(jī)的需要。菲涅爾光學(xué)透鏡屏幕的原理如上圖示。
 
菲涅爾光學(xué)屏幕的特性和屏幕的雙凸透鏡節(jié)距、菲涅爾透鏡槽距等有著密切的關(guān)系。

目前屏幕的菲涅爾槽距主要為0.1-0.5毫米不等,凸透鏡節(jié)距主要為0.2-0.8毫米,每一個(gè)廠家根據(jù)屏幕尺寸大小都有明確的指標(biāo)。
 
菲涅爾屏幕的增益較大,從2.0—12不等,可以根據(jù)不同的使用環(huán)境選擇。 

同時(shí),因?yàn)槠聊槐砻娴耐哥R槽距較小,各個(gè)廠家材料使用和工藝加工不同,導(dǎo)致屏幕表面硬度不一致,將直接影響屏幕的使用和維護(hù)。國(guó)際著名的Stewart屏幕公司推出的菲涅爾透鏡光學(xué)屏幕因?yàn)楣に嚲肌⑦x材考究,所以,屏幕表面雖然具有透鏡紋路,但是硬度較高,抗劃傷、易維護(hù)、能清潔,進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)后,很快得到廣大用戶的鐘愛和選用。
 
視角有所限制,尤其垂直視角較小,但是增益比較大,可以做到增益最高為12,可是視角就相當(dāng)小了,應(yīng)用市場(chǎng)非常小。

1.3.2.3 其它背投屏幕
還有一些背投屏幕因?yàn)槭褂迷诓煌膱?chǎng)合,通過不同的技術(shù)加工而成,如:Holo屏幕等應(yīng)用于櫥窗展示。
另外,一些專門應(yīng)用在背投箱體的短焦距雙層屏幕,而從原理上而言,要使用短焦廣角鏡頭的屏幕要完全克服太陽(yáng)效應(yīng),較好的辦法是將菲涅爾屏幕對(duì)貼后,其效果最好。同時(shí),有一些公司生產(chǎn)的超短焦投影屏幕是在雙層的屏幕中間增加一些黑玻珠(色素),提高抗環(huán)境光能力,應(yīng)用于一些超短焦的廣角鏡頭投影機(jī)。
  

(1) (2) (3) (4) 


 Stewart背景資料

    
    Stewart屏幕公司創(chuàng)建于1947年,已經(jīng)擁有投影屏幕的精湛工藝和卓越技術(shù),它堅(jiān)持不懈的開創(chuàng)了光學(xué)顯示機(jī)械設(shè)備的全球行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。1992年,Stewart屏幕公司收購(gòu)了美國(guó)俄亥俄州精密透鏡公司,從而生產(chǎn)出市場(chǎng)需求的具有藝術(shù)性的、最先進(jìn)的背投影菲涅爾光學(xué)屏幕。……寬闊的視角和一流的抗環(huán)境光線能力,保證了完美的圖像顯示和投影機(jī)的最佳輸出效果。為獲得精確的放映效果,每一個(gè)屏幕都采用最優(yōu)質(zhì)的材料,由Stewart俄亥俄和加利福尼亞制造中心的技師們手工精制而成。他們的專利屏幕技術(shù)帶來了當(dāng)今業(yè)內(nèi)最先進(jìn)的菲涅爾透鏡/雙凸透鏡系統(tǒng)。超高亮度和對(duì)比度、無與倫比的高清晰度、寬闊的視角和一流的抗環(huán)境光線能力保證了完美的圖像和投影機(jī)的最大輸出。
 


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