屏幕以及多屏幕系统的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种屏幕及多屏幕系统，该屏幕包括角度放大单元以及第一转向单元。角度放大单元具有第一透镜组以及第二透镜组，且第一透镜组与第二透镜组沿第一方向排列。第一透镜组的具有多个第一透镜，且各该第一透镜具有第一曲率半径，第二透镜组具有多个第二透镜，且各该第二透镜具有第二曲率半径，角度放大单元的放大倍率为第一曲率半径与第二曲率半径的比值。第一转向单元设置于第一透镜组与第二透镜组之间，第一转向单元具有多个第一转向棱镜，且该多个第一转向棱镜沿第二方向排列，其中第一方向与第二方向垂直。本发明可通过将第一转向单元设置于角度放大单元的第一透镜组以及第二透镜组之间，以改变光路进行的方向，提高光线的利用率。
【专利说明】
屏幕以及多屏幕系统
技术领域
[0001]本发明是关于一种屏幕，特别是关于一种搭配投影装置的屏幕。
【背景技术】
[0002]近年来，随着平面显示装置的发展，应用此技术产品应运而生，例如智能手机、平板电脑、掌上型游戏机、家用电视、电影屏幕、广告电视墙等等。其中，家用电视、电影屏幕以及广告电视墙更会特别针对屏幕尺寸有特殊需求。因此，为了满足对大尺寸屏幕的需求，一般厂商除了制造更大的屏幕以外，也可采取将多个屏幕以矩阵方式的拼接，以实现大屏幕的效果。前者的作法，虽然可以得到较佳的视觉效果，且不须考虑到各投影装置的光路耦合等问题。但须搭配特殊的制程设备，故制作成本高昂，实非轻易可实现的作法。因此，现今多数厂商多采用后者的方式制作大屏幕的显示装置。
[0003]承前所述，然而若采用多个屏幕拼接的方法时，将多个屏幕以矩阵方式的拼接时，须考虑到各屏幕拼接时，各投影装置光路耦合的光路设计以及各屏幕的边框、边框间的间隙造成视觉上仍为多个拼接的子画面而非一单一画面，进而影响整体的视觉效果。为了解决此种缺陷，熟知的拼接屏幕多采取变更边框的设计，以使得边框的宽度变窄，但窄边框不但会降低边框的保护能力、边框强度以外，依然无法解决边框、边框间的间隙对于视觉效果的影响，改善的程度也有限。
[0004]有鉴于此，如何将提供一种改善屏幕拼接边缘视觉效果的屏幕以及多屏幕系统，乃为此一业界亟待解决的问题。
【发明内容】
[0005]有鉴于上述问题，本发明的主要目的在于提供一种改善屏幕拼接边缘视觉效果的屏幕以及多屏幕系统。
[0006]为达上述目的，本发明提供一种屏幕，包括角度放大单元以及第一转向单元。
[0007]角度放大单元具有第一透镜组以及第二透镜组，且第一透镜组与第二透镜组沿第一方向排列。第一透镜组具有多个第一透镜，且各该第一透镜具有第一曲率半径，第二透镜组具有多个第二透镜，且各该第二透镜具有第二曲率半径，角度放大单元的放大倍率为第一曲率半径与第二曲率半径的比值。
[0008]第一转向单元设置于第一透镜组与第二透镜组之间，第一转向单元具有多个第一转向棱镜，且该多个第一转向棱镜沿第二方向排列，其中第一方向与第二方向垂直。
[0009]在本发明一较佳实施例中，还包括扩散单元，扩散单元具有多个扩散件，且该多个扩散件沿第三方向排列，其中第三方向分别与第一方向与第二方向垂直。
[0010]在本发明一较佳实施例中，扩散单元设置于角度放大单元的一侧或角度放大单元的第一透镜组与第二透镜组之间。
[0011]在本发明一较佳实施例中，还包括第二转向单元，设置于角度放大单元的一侧，第二转向单元具有多个第二转向棱镜，且该多个第二转向棱镜沿第三方向排列。
[0012]在本发明一较佳实施例中，第一转向单元或第二转向单元为线性菲涅尔透镜。
[0013]在本发明一较佳实施例中，还包括一黑色矩阵层，设置于第二透镜组远离该第一透镜组的一侧。
[0014]在本发明一较佳实施例中，黑色矩阵层设置于第二透镜组的一表面。
[0015]本发明更可提供一多屏幕系统，多屏幕系统包括多个投影装置以及多个相邻设置的多个屏幕。且屏幕设置于该多个投影装置的一出光侧。各该屏幕包括角度放大单元以及第一转向单元。
[0016]角度放大单元具有第一透镜组以及第二透镜组，且第一透镜组与第二透镜组沿第一方向排列。第一透镜组具有多个第一透镜，且，各该第一透镜具有第一曲率半径，第二透镜组具有多个第二透镜，且各该第二透镜具有第二曲率半径，角度放大单元的放大倍率为第一曲率半径与第二曲率半径的比值。
[0017]第一转向单元设置于第一透镜组与第二透镜组之间，第一转向单元具有多个第一转向棱镜，且该多个第一转向棱镜沿第二方向排列，其中该多个屏幕中至少两个沿第三方向排列，第一方向、第二方向与第三方向互相垂直。
[0018]在本发明一较佳实施例中，各该屏幕还包括一扩散单元，具有多个扩散件，且该多个扩散件沿该第三方向排列。
[0019]在本发明一较佳实施例中，扩散单元设置于角度放大单元的一侧或角度放大单元的第一透镜组与第二透镜组之间。
[0020]在本发明一较佳实施例中，各该屏幕还包括第二转向单元，设置于角度放大单元的一侧，第二转向单元具有多个第二转向棱镜，且该多个第二转向棱镜沿第三方向排列。
[0021]在本发明一较佳实施例中，第一转向单元或第二转向单元为线性菲涅尔透镜。
[0022]在本发明一较佳实施例中，各该屏幕还包括黑色矩阵层，设置于第二透镜组远离第一透镜组的一侧。
[0023]在本发明一较佳实施例中，黑色矩阵层设置于第二透镜组的一表面。
[0024]本发明可通过将第一转向单元设置于角度放大单元的第一透镜组以及第二透镜组之间，以改变光路进行的方向，提高光线的利用率，并调整各视域成像的多个影像之间的距离。
【附图说明】
[0025]图1为本发明的屏幕的爆炸示意图。
[0026]图2为图1的屏幕的俯视图。
[0027]图3为图1的屏幕的侧视图。
[0028]图4为图1的屏幕搭配一外框使用的侧面示意图。
[0029]图5为本发明的多屏幕系统中的其一屏幕的示意图。
[0030]图6为本发明的多屏幕系统的示意图。
[0031]图7为图6的多个屏幕拼接的示意图。
[0032]其中，附图标记说明如下:
[0033]1、31:屏幕
[0034]10:角度放大单元
[0035]101:第一透镜组
[0036]102:第二透镜组
[0037]12:第一转向单元
[0038]14:扩散单元
[0039]16:第二转向单元
[0040]18、318:黑色矩阵层
[0041]2、32:外框
[0042]21:黏胶
[0043]3:多屏幕系统
[0044]33:投影装置
[0045]A、B:节距
[0046]1:光点
[0047]d:偏移
[0048]O:中轴
[0049]Rl:第一曲率半径
[0050]R2:第二曲率半径
[0051]θ、Φ:发散角
[0052]wl:外框宽度
[0053]w2:宽度
【具体实施方式】
[0054]以下将参照相关图式，说明依本发明较佳实施例的一种屏幕以及多屏幕系统，其中相同的元件将以相同的参照符号加以说明。
[0055]同时，以下实施例及图式中，与本发明非直接相关的元件均已省略而未示出；且图式中各元件间的尺寸关系仅为求容易了解，非用以限制实际比例。
[0056]本文所例示的投影装置可以是数字光学处理(Digital Light Processing ；DLP)投影显示器或是液晶投影装置(Liquid Crystal Display ;LCD)，或单晶娃液晶显示器(Liquid Crystal On Silicon System, LCOS System)等具有投影显示功能的设备。
[0057]请先参考图1至图4，图1为本发明的屏幕的爆炸示意图。图2、图3为图1的屏幕的俯视图以及侧视图。图4为图1的屏幕搭配一外框使用的侧面示意图。
[0058]本实施例为一种屏幕1，其包括角度放大单元10以及第一转向单元12。特别说明的是，为了便于理解，图中的各元件之间的距离、尺寸跟细部特征已被夸大，因此图面的尺寸应非作为限制本发明的条件。
[0059]本实施例的角度放大单元10具有第一透镜组101以及第二透镜组102，且第一透镜组101与第二透镜组102沿第一方向(X方向)排列。进入角度放大单元10的光线，将会被第一透镜组101收束并先成像，后再透过第二透镜组102再次成像到使用者的所在的视域平面。
[0060]详细而言，第一透镜组101具有多个第一透镜，且各该第一透镜具有第一曲率半径Rl，第二透镜组102具有多个第二透镜，且各该第二透镜具有第二曲率半径R2，角度放大单元10的放大倍率为第一曲率半径Rl与第二曲率半径R2的比值。也即，通过调整第一透镜组101的第一曲率半径Rl以及第二透镜组102第二曲率半径R2即可将进入角度放大单元10的入射光的发散角Θ放大成发散角Φ (可参考图3)。例如本实施例的第一曲率半径Rl以及第二曲率半径R2的比值为30，因此，放大后的发散角Φ为发散角Θ的30倍。
[0061]进一步而言，本实施例的第一透镜组101的多个第一透镜是沿第二方向(Y方向)排列，相似地，第二透镜组102的多个第二透镜是沿第二方向(Y方向)排列。且本实施例的第一透镜、第二透镜为条状透镜，并具有相同的排列方向。本实施例的角度放大单元10例如可为一双层柱状透镜，但不以此为限制。
[0062]且，此处的第一透镜组101与第二透镜组102为具有高折射率的透明材质所制成，例如可为紫外线硬化树脂、热硬化树脂或塑胶。且该多个第一透镜、该多个第二透镜的形状为圆形、椭圆形、三角形或方形的几何形状等等。
[0063]第一转向单元12设置于第一透镜组101与第二透镜组102之间，第一转向单元12具有多个第一转向棱镜，且该多个第一转向棱镜沿第二方向(Y方向)排列，其中第一方向与第二方向垂直。第一转向单元12可使得进入的光线被转向后平行进入第二透镜组102。此外，本实施例第一转向单元12为线性菲涅尔透镜。
[0064]本实施例的屏幕I还包括扩散单元14，使得小角度光线可被扩散成大角度光线后，传递至观看侧。扩散单元14具有多个扩散件，且该多个扩散件沿第三方向(Z方向)排列，其中第三方向分别与第一方向与第二方向垂直。且于本实施例中，扩散单元14可设置于角度放大单元10的第一透镜组101与第二透镜组102之间，但不以此位置为限定。也可有一实施例将扩散单元14设置于的角度放大单元10 —侧(光线进行的路径上即可)。
[0065]本实施例的屏幕I还包括第二转向单元16，设置于角度放大单元10的一侧。第二转向单元16具有多个第二转向棱镜，且该多个第二转向棱镜沿第三方向(Z方向)排列。进一步而言，本实施例的第二转向单元16的多个第二转向棱镜的排列方式与扩散单元14的多个扩散件排列方式相同，且各第二转向棱镜将会对应各该扩散件设置。且，第一转向单元12与第二转向单元16搭配可使得，光线于第一方向(X方向)、第三方向(Z方向)皆被转向(本实施例转向的效果为准直)。本实施例的第二转向单元16可为线性菲涅尔透镜，但不以此为限制。
[0066]本实施例的屏幕I还包括一黑色矩阵层18，设置于第二透镜组102远离第一透镜组101的一侧。进一步而言，黑色矩阵层18设置于第二透镜组102的一表面。黑色矩阵层18为一遮光元件，由多个条状的黑色遮光板所组成，并设置于像素之间以遮蔽、吸收非必要的光线，并提高整体的影像的对比率。黑色矩阵层18可直接转印于第二透镜组102的出光面或者为一独立构件，不以本实施例绘制的为限制。
[0067]接着，请特别参考图4以及图5，图4为图1的屏幕搭配一外框使用的侧面示意图，图5为本发明的多屏幕系统中的其一屏幕的示意图。
[0068]进一步而言，图4为图1的屏幕I组装于外框2，本实施例可通过胶黏的方式组装，例如可于角度放大单元10以及第一转向单元12的一侧涂布黏胶21，再固定于外框2。
[0069]限于外框2本身的形状，多数的外框2皆会影响到整体光路有效区域，也即被外框2遮蔽的部分的光将会被遮蔽。因此，为了降低外框2对光路的影响，本实施例将第一转向单元12设置于第一透镜组101与第二透镜组102之间，使得光线先被第一透镜组101收束后，再被第一转向单元12转向，再透过第二透镜组102放大并传送至观看侧。反之，若本实施例配置如习知屏幕一般，将转向单元配置于角度放大单元的一侧，使得光线先被转向后再进行角度放大，则会使得被转向后的光线部分被外框所遮挡，并使得屏幕周围的视觉效果降低。
[0070]再者，将第一转向单元12设置于第一透镜组101与第二透镜组102之间，当光线依序经过第一透镜组101、第一转向单元12、第二透镜组102也会使得各个光点偏移(可参考图4及图5)，从图4中可看出，进入屏幕I的光线，经第一透镜组101的各透镜，分成不同光路，再经第二透镜组102的各透镜，聚到不同位置，各光点之间将会有一个节距B (可参考图4及图5)，相较入射光点的节距A，节距B与节距A具有偏移d，换言之，经过偏移后光点与外框2的距离缩短。以图5为例，可以屏幕的中轴O为分界点，可使得中轴O左边的光点具有一个向左的偏移量，而中轴O右边的光点则具有一个向右的偏移量。且，图片以虚线表示熟知并未偏移光点的位置。且，图5为了方便示意，并未显示黑色矩阵层18。
[0071]接着，请参考图6以及图7。图6为本发明的多屏幕系统的示意图。图7为图6的多个屏幕拼接的示意图。补充说明的是，图6为了方便示意，仅例示投影装置与以及多个屏幕两者的相对关系，且非实际配置，仅为了方便理解投影装置与以及多个屏幕的成像关系而米取此种不意方式。
[0072]本实施例为多屏幕系统3，多屏幕系统3包括多个投影装置33以及多个相邻设置的多个屏幕31。该多个屏幕31中至少两个沿第三方向(Z方向)排列，第一方向(X方向)、第二方向(Y方向)与第三方向(Z方向)互相垂直。且屏幕31设置于该多个投影装置33的一出光侧。本实施例的屏幕31可为如前述实施例所述的屏幕1，但不以应用前述实施例的屏幕I为限制。此处将不会对屏幕31内部结构再次叙述。
[0073]该多个投影装置33可于该多个屏幕31上形成多个视域，以实现让观察者左右眼可分别看到相邻的视域，形成视差并观看到立体影像的目的。
[0074]此外，本实施例各个屏幕31各自具有外框32，外框32具有外框宽度wl，且外框32得以将各屏幕31内的构件固定并对屏幕31提供一保护的作用。且本实施例的屏幕31的黑色矩阵层318，黑色矩阵层318由多个条状的黑色遮光板所组成，且各条状的黑色遮光板具有一宽度w2，本实施例是通过将条状遮光板的宽度w2调整成与相邻外框的外框宽度wl的大于等于两倍(2wl)相近或是相同的宽度，因此，视觉上外框32与黑色矩阵层318将会有相似的外观，使得外框32较不也被察觉，以降低、改善拼接多个屏幕31使得整体的视觉效果降低的问题。本实施例的wl以0.1mm、w2为0.2mm为例，但不以此为限制。此外，于另一实施例中，相邻的外框之间也可存在一间隙，于此实施例中，条状遮光板的宽度则会调整成两倍的外框框宽度与间隙的加总，以使得观看时有一致的观看效果。
[0075]此外，若配合前述实施例的设计，将第一转向单元12设置于第一透镜组101与第二透镜组102之间，当光线依序经过第一透镜组101、第一转向单元12、第二透镜组102也会使得各个影像呈现发散分布(可参考图4及图5)。从图7中可看出，影像呈现发散分布可使得邻近两屏幕31拼接处的光点I距离较为接近(图面虚框处)，强化外框32与黑色矩阵层318的视觉较果，使得使用者更不易察觉多屏幕31拼接外框32的影响，以达到类似无缝拼接的视觉效果。
[0076]综上所述，本实施例可通过将第一转向单元设置于角度放大单元的第一透镜组以及第二透镜组之间，以改变光路进行的方向，提高光线的利用率，并调整各视域成像的该多个影像之间的距离。
[0077]此外，本发明应用于多屏幕系统中时，更可通过调整屏幕的黑色矩阵层的条状遮光板的宽度，以配合屏幕的外框的框宽度的方式，以增进视觉效果。
[0078]鉴于此，本发明可提供一种改善屏幕拼接边缘视觉效果的屏幕以及多屏幕系统。
[0079]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，均应包含于后附的权利要求保护范围中。
【主权项】
1.一种屏幕，其特征在于，包括: 一角度放大单元，具有一第一透镜组以及一第二透镜组，且该第一透镜组与该第二透镜组沿一第一方向排列，该第一透镜组具有多个第一透镜，且各该第一透镜具有一第一曲率半径，该第二透镜组具有多个第二透镜，且各该第二透镜具有一第二曲率半径，该角度放大单元的放大倍率为该第一曲率半径与该第二曲率半径的比值；以及 一第一转向单元，设置于该第一透镜组与该第二透镜组之间，该第一转向单元具有多个第一转向棱镜，且该多个第一转向棱镜沿一第二方向排列，其中该第一方向与该第二方向垂直。2.如权利要求1所述的屏幕，其特征在于，还包括一扩散单元，具有多个扩散件，且该多个扩散件沿一第三方向排列，其中该第三方向分别与该第一方向与该第二方向垂直。3.如权利要求2所述的屏幕，其特征在于，其中该扩散单元设置于该角度放大单元的一侧或该角度放大单元的该第一透镜组与该第二透镜组之间。4.如权利要求2或3所述的屏幕，其特征在于，还包括一第二转向单元，设置于该角度放大单元的一侧，该第二转向单元具有多个第二转向棱镜，且该多个第二转向棱镜沿该第三方向排列。5.如权利要求4所述的屏幕，其特征在于，其中该第一转向单元或该第二转向单元为一线性菲涅尔透镜。6.如权利要求1所述的屏幕，其特征在于，还包括一黑色矩阵层，设置于该第二透镜组远离该第一透镜组的一侧。7.如权利要求6所述的屏幕，其特征在于，其中该黑色矩阵层设置于该第二透镜组的一表面。8.一种多屏幕系统，其特征在于，包括: 多个投影装置；以及 多个相邻设置的多个屏幕，设置于该多个投影装置的一出光侧，其中各该屏幕包括: 一角度放大单元，具有一第一透镜组以及一第二透镜组，且该第一透镜组与该第二透镜组沿一第一方向排列，该第一透镜组具有多个第一透镜，且各该第一透镜具有一第一曲率半径，该第二透镜组具有多个第二透镜，且各该第二透镜具有一第二曲率半径，该角度放大单元的放大倍率为该第一曲率半径与该第二曲率半径的比值；及 一第一转向单元，设置于该第一透镜组与该第二透镜组之间，该第一转向单元具有多个第一转向棱镜，且该多个第一转向棱镜沿一第二方向排列， 其中该多个屏幕中至少两个沿一第三方向排列，该第一方向、该第二方向与该第三方向互相垂直。9.如权利要求8所述的多屏幕系统，其特征在于，其中各该屏幕还包括一扩散单元，具有多个扩散件，且该多个扩散件沿该第三方向排列。10.如权利要求9所述的多屏幕系统，其特征在于，其中该扩散单元设置于该角度放大单元的一侧或该角度放大单元的该第一透镜组与该第二透镜组之间。11.如权利要求9或10所述的多屏幕系统，其特征在于，其中各该屏幕还包括一第二转向单元，设置于该角度放大单元的一侧，该第二转向单元具有多个第二转向棱镜，且该多个第二转向棱镜沿该第三方向排列。12.如权利要求11所述的多屏幕系统，其特征在于，其中该第一转向单元或该第二转向单元为一线性菲涅尔透镜。13.如权利要求8所述的多屏幕系统，其特征在于，其中各该屏幕还包括一黑色矩阵层，设置于该第二透镜组远离该第一透镜组的一侧。14.如权利要求13所述的多屏幕系统，其特征在于，其中该黑色矩阵层设置于该第二透镜组的一表面。
【文档编号】G03B21/602GK105824181SQ201510011287
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2015年1月9日
【发明人】黄俊杰
【申请人】台达电子工业股份有限公司