3.3. 2. Просветные экраны

Используемые в настоящее время просветные (светопропускающие) экраны по своим светотехническим характеристикам значительно уступают светоотражающим. Их основным недостатком является острая направленность индикатрисы с резким спадом яркости по мере роста угла наблюдения, причем максимум яркости совпадает с направлением падающего светового потока. В результате этого создается яркое, так называемое «горячее пятно», которое мешает зрительному восприятию и в значительной степени ухудшает условия рассматривания изображения.

При установлении требований к светопропускающим экранам, применяемым, главным образом, в установках «дневного» кино или при искусственном освещении аудитории, приходится учитывать специфику этого вида показа фильмов.

Материалы, используемые для изготовления светопропускающих экранов, должны обладать:

• определенной величиной коэффициента яркости, обеспечивающей достаточную яркость «дневной» проекции при имеющихся световых потоках видеопроекторов (максимальный коэффициент яркости должен находиться в пределах от 5 до 9);

• достаточно широким светораспределением, создающим приемлемую равномерность яркости по экрану для возможно более широкой угловой зоны расположения зрительских мест;

• возможно меньшей величиной коэффициента отражения для света, падающего со стороны зрительского зала, не превышающей 15%.

Просветные экраны могут быть как жесткими, так и мягкими. Материалом для мягких просветных экранов часто служит текстурированный поливинилхлоридный пластикат, который представляет собой пленку толщиной 0,45 – 0,55мм нейтрального серого цвета с растровым тиснением на лицевой стороне, обращенной к зрителю, и гладкой матовой поверхностью на ее тыльной стороне. Структура растра лицевой поверхности пленки имеет тиснение, аналогичное тиснению поверхности бело-матового экранного пластиката для проекции на отражение. Это позволяет получить относительно большой угол светорассеяния и снизить заметность «горячего пятна».

В табл. 3.10 представлены светотехнические параметры пластикатного направленного экрана для проекции на просвет обычных и широкоэкранных фильмов.

Таблица 3.10

Светотехнические параметры пластикатного просветного экрана

Тип экрана	Осевой коэффициент яркости r0	Коэффициент отраже- ния ρ0	Коэффициент пропуска- ния τ	Показатель направленности	Полезный угол светорассеяния 2α при снижении коэффициента яркости до
					0,5 r0	0,2 r0
Экран направлен- ный просвет- ный	7±2	Не более 0,15	0,60	От 7 до 13	2х24˚	2х36˚

Наряду с поливинилхлоридными пленками для светопропускающих экранов могут быть использованы лавсановые (полиэтилентерефталатные) лакированные светорассеивающие пленки. Такие пленки выпускают двух типов:

• односторонняя (ПНЧ-КТ1). Светорассеивающее матированное покрытие расположено со стороны зрителей;

• двухсторонняя (ПНЧ-КТ2). Матированное покрытие с двух сторон.

В табл. 3.11 приведены основные параметры лавсановых светорассеивающих пленок.

Таблица 3.11

Основные параметры лавсановых светорассеивающих пленок

Параметры	ПНЧ-КТ1	ПНЧ-КТ2
Осевой коэффициент яркости, r0	5 – 9	2 – 4
Коэффициент отражения ρ0	0,15	0,25
Коэффициент пропускания τ	0,70 – 0,73	0,65 – 0,70
Толщина пленок, мкм	85 (допустимо 60 или 135)	70 (допустимо 95)

Фирма Kodak разработала материал для светопропускающих экранов, позволяющий улучшить контраст и цветопередачу проецируемого изображения благодаря уменьшению влияния засветки при «дневной» проекции на просвет [26].

На рис. 3.7 показана схема светопропускающего экрана с поглощающим слоем для снижения засветки. Свет от засветки почти полностью поглощается экраном и практически не возвращается в сторону кинозрителя. Экран имеет окрашенный светопоглащающий слой 1 на стороне, обращенной к зрителю 2. Засветка, обозначенная стрелками 3, проникает внутрь экрана и лишь небольшая часть света (стрелки 4) отражается обратно в зрительный зал. Проходя через слой 1, большая часть засветки поглощается красителями этого слоя.

Рис. 3.7. Светопропускающий экран с поглащающим слоем для снижения засветки

Прошедшая через слой 1 часть засветки либо поглощается далее основой экрана, либо наталкивается на светорассеивающую частицу 5 и диффузно отражается к светопоглощающему слою 1, как показано стрелкой 6. При этом часть этого света падает под углом, который больше угла полного внутреннего отражения, и поэтому вторично возвращается к основе экрана (стрелка 7), в третий раз проходя через светопоглощающий слой 1. Основные проекционные лучи 8 проходят через экран почти по нормали, и их светорассеяние незначительно, поэтому и не происходит существенных потерь света от видеопроектора в слое 1. Это слой также выполняет дополнительную функцию, заключающуюся в улучшении цветопередачи проецируемых изображений посредством некоторой фильтрации световых лучей проекционного источника света. Например, излучение света лампой накаливания может быть скорректировано для правильного цветовоспроизведения. С этой целью слой 1 может быть подвергнут соответствующей окраске.

Жесткие просветные экраны обеспечивают осевой коэффициент яркости от 2 до 6 и пропускают 80% падающего света. Материалом для таких экранов может служить метаметилметакрилат (оргстекло). Более эффективны жесткие многослойные просветные экраны, выпускаемые некоторыми фирмами.

Фирма NHK (Япония) разработала просветный экран с высокой разрешающей способностью. Экран (рис. 3.8) состоит из двух частей: со стороны проекции располагается линза Френеля, к которой со стороны зрителей примыкают вертикально расположенные линзовые элементы, разделенные черными вертикальными полосами. Шаг между линзовыми элементами составляет 0,62 мм, что позволяет получить разрешение по горизонтали 1000 ТВЛ при диагонали экрана 137 см. Наличие вертикальных черных полос обеспечивает изображение высокой контрастности даже в ярко освещенном помещении. Осевой коэффициент яркости экрана составляет 5,7.

Принцип действия этого экрана заключается в следующем. Линза Френеля с очень большим коэффициентом яркости (до 100) концентрирует световой поток видеопроектора в очень узком угле рассеяния.

Рис. 3.8. Структура двухслойного линзово-растрового просветного экрана; 1 – линза Френеля; 2 – цилиндрические линзы; 3 – черные полосы.

Чечевицеобразные линзы направляют сконцентрирован-ный световой поток в щели между черными вертикальными полосками, рассеивая его в направлении зрителей в относительно широком угле наблюдения. Тем самым достигается оптимальный компромисс между концентрацией света (световой эффективностью), шириной зоны наблюдения и отражательной способностью экрана. Темный экран не чувствителен к посторонним засветкам, а высокая концентрация света в узких щелях воспринимается зрителями как высокая яркость изображения.

Фирма Hitachi выпустила просветный экран, состоящий из двух частей, представляющих собой двояковыпуклые линзовые элементы. Со стороны проекции они расположены рядами по горизонтали, а со стороны зрителей – рядами по вертикали, разделенными вертикальными черными полосами, что позволяет получать высокий контраст изображений в освещенном помещении.

Фирма Sony разработала жесткий просветный экран типа VPS-7000R с размерами 1597х1240мм. Двухслойный лист из акриловой пластмассы помещен в металлическую раму. Со стороны проекции поверхностный слой образует линзу Френеля, а со стороны зрителей вертикальный линзовый растр.

Компания MW выпускает просветные экраны типа R с серой виниловой поверхностью двух видов Repro HS, Repro LS, LS2. Экранные поверхности Repro LS, LS2 обеспечивают приемлемый угол обзора до 110-120⁰ по отношению к оси проекции с коэффициентом яркости r₀=1,189 и в основном предназначены для проекторов со средним и высоким световым потоком (2000 лм и выше) в помещениях, где возможно затемнение. Экранные поверхности Repro HS имеют коэффициент яркости r₀=2,093, и обеспечивают яркие условия просмотра вплоть до угла 50-60⁰ по отношению к оси проецирования и предназначены для проекторов с меньшим световым потоком в светлых помещениях или для проекции на экраны больших размеров.

Просветленные экраны типа Lumin производства компании Degussa изготовлены из специального матово-белого (Light Foil) или серого (Contrast Foil) непрозрачного материала толщиной 1 мм, который смонтирован на прозрачном основании из бесцветного акрилового стекла, толщиной 4-6 мм. Максимально возможный размер таких экранов 3х8 м. Экраны для обратной проекции серии Plexiglas XT Gray 99561 RP имеют серое антибликовое покрытие, коэффициент яркости r₀=1,6 и угол обзора 120⁰.

Очевидно, что рассмотренные типы экранов представляют собой весьма сложные и дорогостоящие конструкции. Кроме того, при установке просветных экранов во временные стены всегда возникают трудности с их точной юстировкой по отношению к проектору. Это вызвано тем, что в отличие от отражательных экранов просветные приходится перемещать в пространстве вместе со стеной, в которую они встроены.