[发明专利]反射光栅

说明书

技术领域

本发明涉及的是光学呈像领域，特别是一种利用反射原理的光栅装置。

背景技术

目前应用最广的投影屏幕光栅为柱面光栅，柱面光栅是先通过菲尼尔透镜将入射光源转化为平行光，在通过光栅上的柱面镜对光线进行折射，使光线汇聚并通过柱面镜前的黑条间隙射出。这种光栅存在如下缺点：因为透射光线只能从柱面镜前的黑条间隙射出，因此光栅的透光率底，但若增大间隙，会造成光栅的对比度不足；光线经过多次折射，容易发生色散；柱面光栅必须配合菲尼尔透镜使用，而菲尼尔透镜会因为光干涉产生摩尔条纹，并且柱面镜的制造工艺繁琐，成本高。

发明内容

本发明就是克服了柱面光栅的不足，解决柱面光栅入射光透过率低、抗外界光干扰能力差，生产过程复杂，制造成本高等缺点，所研制出的一种利用细小及短程无序排列的反射板，取代了屏幕散射物质、无折射的光栅装置。

本发明所提供的技术方案是：一种反射光栅，它包括基板，它还包括植入基板中的反射板，其中基板为透明的光密材料制成，反射板为光疏材料制成。

进一步的，反射板为高透明材料制成，其中充满黑色碳颗粒，外观呈黑色。

进一步的，反射板与基板呈一定的角度，角度范围为75°～105°，并且在75°～105°范围内角度随机排列。

进一步的，反射板呈尖楔状，其尖端正对入射光方向。

进一步的，反射板的厚度小于0.02mm，反射板间的距离为反射板厚度的10倍。

进一步的，反射光栅用于正投影与背投影屏幕前面的黑色光栅。

本发明的有益效果在于：

本发明的光栅装置，由于使用了光密材料的基板和光疏材料的反射板，而且反射板与基板呈75°～105°的角度，当成像光线由光密物质射向光疏物质时，其入射角大于临界角从而得到了光线的全反射，无折射无色散，不但减少了光的损失，还可消除屏幕的灰雾，同时反射板与基板之间的这种放置方式使得基板呈现更黑的外观。

反射板厚度小于0.02mm，且反射板间平均距离为反射板厚度的10倍，使得光栅得到最大通光口径和最高亮度以及最大散射角。大的通光口径使光线进出自由，外界干扰光小于临界角则顺利进入投影机内被吸收，而大于临界角的外界干扰光射入反射板的部分则被其中黑色碳粒吸收，从而得到高对比度及抗外界光干扰能力，而且由于反射板很薄，可制得解象度极高的屏幕。

反射板排列短程有序，长程无序，在使用菲尼尔镜时其光干扰不能形成摩尔条纹，可以不需要高精度的菲尼尔镜。

本发明使传统屏幕生产用的大型精密机械设备成为不必要，降低制造成本，而且本发明的流水生产线很简单，大量快速生产成为可能，成本大大降低。

附图说明

图1是本发明反射光栅的俯视图；

图2是本发明反射光栅剖面结构图；

图3是图1中反射板的结构示意图；

图4是本发明反射光栅工作原理示意图。

图号说明：1、基板，2、反射板，3、入射光线，4、黑色碳颗粒。

具体实施方式

如图1-3所示，一种反射光栅，在透明的塑料基板1上，植入黑色反射板2，反射板2在基板1上分布均匀，且与基板1呈75°～105°角。

基板1用相对光密材料制成如聚苯乙烯板，折射率n＝1.59，反射板2由光疏材料构成，如氟塑料，折射率n＝1.36或其它折射率n小于1.36的材料，反射板2中充满黑色碳颗粒4，外观呈黑色。

基板1厚度0.2～3mm，由基板1的板面大小及机械钢性要求而定。反射板2厚度小于0.02mm，且反射板2间距为板厚度的10倍。

如图4所示：入射光线3经基板1射入，中途遇反射板2，经多次反射形成屏幕出射光线，入射光线3穿过光栅经过n次全反射，若经过n次全反射的出射光方向向左，则n+1次全反射的出射光线将向右，提高画面的均匀性。

反射是因为光线由光密物质进入光疏物质所形成的全反射，光损耗很少，无色散，可消除屏幕的灰雾，提高屏幕的色彩还原度。

本发明具有最大的通光口径，其一是反射板厚度小于0.02mm，反射板2间距为厚度的10倍。其二是反射板2为尖楔状，如图3所示，入射光在反射板2前端不被阻挡，非从尖端右方向反射即被左方向反射，使屏幕有最大的光透过率，而且外界干扰光线可顺利经通道进入投影机内被吸收，形成双通道设计。