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投影屏幕的技术和应用详解
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1.3 屏幕的种类
投影屏幕的重要参数和屏幕的技术以及种类之间相互渗透、相互促进、相互又独具风格,所以,我们下面将沿着技术的脉络对屏幕的种类方面做以介绍。
 
投影屏幕按照投影方式主要分为:正投屏幕、背投屏幕;
投影屏幕按照屏幕材料的材质分为:硬质屏幕和软质屏幕;
屏幕按照不用的应用方式分为:电动、手动、框架、嵌墙、支架;
屏幕按照表面不同分为:菲涅尔光学屏幕、漫反射光学屏幕;
 


等等,总之,不同的应用都可以进行不同的分类,我们就不再一一冗述。如图示,应用方式/材质一目了然:
 
屏幕的通用技术:屏幕的技术关键是屏幕表面的材料解决光线的散射( Scatter )、反射( Reflect) 、和折射(Refract) ,正确的解决和提高相应的三项参数,是屏幕技术的主题。
下面将从正投屏幕、背投屏幕两大类进行屏幕技术和种类的说明。
  
1.3.1 软质屏幕技术和种类

不论是何种应用方式,正投软质屏幕其主要技术都是在一种不透光的布料上表面进行各种不同材料的喷涂技术,而表面材料中应用了不同的光学材料,光学材料中光学因子(国内通俗的讲为玻珠)的多少和质量好坏,决定了屏幕的视角和表面增益以及其他重要参数。下图1.3.1a/b,反映了理想状态下玻珠对投影光线优化作用。
表面喷涂光学因子的稳定性和均匀性,影响着屏幕画面的质量。
背投软质屏幕的材料为PVC,同样需要处理屏幕表面材料和屏幕材料,投影光线从后面照射到屏幕并成像。


屏幕表面的光学因子对投影光学进行优化,提高图像质量,光学因子多少和分布,决定了屏幕的增益、视角和分辨率。屏幕表面光学因子和其他色素,可以对投影画面的色彩饱和度和画面进行优化。如:为了提高画面的对比度,Stewart屏幕公司一些产品:GrayHawk、FireHawk、以及菲涅尔光学屏幕、漫反射屏幕表面被制成不同程度的灰色,而非白色。
 
国际著名的屏幕制造专家-------美国Stewart屏幕公司生产的正投软幕以独特的专利技术荣获两次国际奥斯卡技术与成就奖,该公司的电动屏幕更是利用该公司的专利技术和先进工艺为广大用户提供超大型电动屏幕的定制。Stewart电动软幕的自绷性为表面平整性提供了有力的保障,同时使画面质量更加优异。
  
电动屏幕的自绷性在很大程度上面解决了屏幕表面弯曲不平整的特点,表面材料的特殊工艺,使屏幕的维护变得简单,除了特殊说明外,Stewart投影屏幕都具有可清洗的特点,采用专用的清洗液进行维护清理。

 

不论是正投(投影机放在屏幕的前面,即投影机和观众在屏幕的同一方向的投影方式)还是背投软幕,Stewart都能满足用户的不同要求,并且进行定制,增益从0.95到3.0甚至更高,都可以实现,弧形幕、球形幕,等等应用体育场、会议室、仿真室、家庭影院、控制中心不同场合,Stewart屏幕公司使一切显示变得可能......
 
 
 

1.3.2 硬质屏幕的种类和技术
硬质屏幕主要为漫反射光学硬幕和菲涅尔透镜光学屏幕。

1.3.2.1 漫反射屏幕
漫反射屏幕的技术起源比较早,但是,前期发展比较慢,近几年随着应用范围加大,发展迅速,主要特点是:视角大、增益低、对环境光摄影能力比较强,应用范围广阔。
1)、漫反射屏幕的技术之一是直接对亚克力表面进行处理制作而成。图1示, 屏幕视角和清晰度都不理想,太阳效应也比较严重。主要为国内生产厂家的制造方式。
2)、漫反射屏幕的技术之二是用亚克力、玻璃等透明体材料作为基底, 在其表面粘贴背投软质屏幕制作而成。图2示,该种技术已经成熟应用在各种行业,上下左右视角都是180度,无太阳效应,同时屏幕的尺寸比较大。
 
目前国际著名的Stewart屏幕公司生产的硬质漫反射光学屏幕无缝最大可以做到长x宽:7.62米x3.23米。投影画面亮丽夺目,完美再现,抗环境光能力强,无太阳效应,容易清洗和维护,故而在各个行业都得到了广泛应用。

1.3.2.2 菲涅尔透镜光学屏幕
菲涅尔光学透镜屏幕就是在屏幕的前后表面都具有纹路,对着投影机的表面具有同心圆的菲涅尔透镜纹路,对着观众的表面具有双凸(柱状)透镜的竖条纹路,两边不同的纹路对投影机的光学进行优化,从而大大增加了屏幕的增益,但是,屏幕的垂直视角受到了严重的影响。目前国际方面著名的制造厂家主要有:美国STEWART屏幕公司(制造地:美国)、大日本印刷公司(DNP)(制造地:丹麦),丹麦SVS屏幕公司(制造地:丹麦)。

菲涅尔光学透镜屏幕根据菲涅尔透镜槽距角度的不同,每款屏幕都具有不同的焦距,以便满足不同镜头投影机的需要。菲涅尔光学透镜屏幕的原理如上图示。
 
菲涅尔光学屏幕的特性和屏幕的双凸透镜节距、菲涅尔透镜槽距等有着密切的关系。

目前屏幕的菲涅尔槽距主要为0.1-0.5毫米不等,凸透镜节距主要为0.2-0.8毫米,每一个厂家根据屏幕尺寸大小都有明确的指标。
 
菲涅尔屏幕的增益较大,从2.0—12不等,可以根据不同的使用环境选择。
 
同时,因为屏幕表面的透镜槽距较小,各个厂家材料使用和工艺加工不同,导致屏幕表面硬度不一致,将直接影响屏幕的使用和维护。国际著名的Stewart屏幕公司推出的菲涅尔透镜光学屏幕因为工艺精良、选材考究,所以,屏幕表面虽然具有透镜纹路,但是硬度较高,抗划伤、易维护、能清洁,进入中国市场后,很快得到广大用户的钟爱和选用。
 
视角有所限制,尤其垂直视角较小,但是增益比较大,可以做到增益最高为12,可是视角就相当小了,应用市场非常小。

1.3.2.3 其它背投屏幕
还有一些背投屏幕因为使用在不同的场合,通过不同的技术加工而成,如:Holo屏幕等应用于橱窗展示。
另外,一些专门应用在背投箱体的短焦距双层屏幕,而从原理上而言,要使用短焦广角镜头的屏幕要完全克服太阳效应,较好的办法是将菲涅尔屏幕对贴后,其效果最好。同时,有一些公司生产的超短焦投影屏幕是在双层的屏幕中间增加一些黑玻珠(色素),提高抗环境光能力,应用于一些超短焦的广角镜头投影机。
 


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