银幕的光学性能和使用

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1、银幕的光学性能和使用摘要　银幕是指能接受幻灯、投影、电影等设备所投射出的光束，并在其表面显示图像的白色特制平面，也称之为放映银幕。它对放映画面的亮度、清晰度、对比度、色彩还原和放映声音起着重要的作用。要使银幕达到良好的放映效果，就必须对银幕的种类、光学原理和使用方法等进行充分的研究。　　关键词　银幕　类型　亮度系数　增益　　　　银幕是指能接受幻灯、投影、电影等设备所投射出的光束，并在其表面显示图像的白色特制平面，也称之为放映银幕。它对放映画面的亮度、清晰度、对比度、色彩还原和放映声音起着重要的作用。要使银幕达到良好的放映效果，就必须对银幕的种类、光学原理和使用方法等进行

2、充分的研究。　　　　一、银幕的类型　　　　目前常用的银幕按幕面的光学特性分为两大类：反射式银幕和透射式银幕。反射式银幕不受尺寸限制，但受环境光线的影响较大，包括各种规格的手动挂幕和电动挂幕。如升降幕、支架幕、地拉幕、桌幕、金属平面幕、弧面幕等。反射式银幕按照光学原理分为漫散反射银幕和方向性漫散反射银幕。透射型银幕画面整体感较强，不受环境光线的影响，能正确反映图像质量，画面色彩艳丽，形象逼真，包括各种规格的硬质透射幕和软质背投幕。透射式银幕按照光学原理多为方向性漫散透射银幕。　　　　1、漫散反射银幕　　漫散反射银幕是放映电影和幻灯投影中常用的一种银幕。其特点是银幕表面能将

3、照射到幕面上的光线，在较大扩散角范围内，均匀分散地反射到各个方向，在银幕的前方任何不同的角度观看银幕影像时，其亮度基本不随方向和角度而改变，散射角大，颜色准确自然。　　　　2、方向性漫散反射银幕　　方向性漫散反射银幕的特点是将照射到幕面上的光线经过反射并重新分配后集中于一定方向的角度内，因而在这个角度内银幕亮度高，观众在这一角度内观看时图像清晰明亮：但偏离这一特定的角度时。银幕亮度有明显下降。另外，有一些方向性漫散反射银幕对某些颜色具有排斥作用，会使彩色影像的颜色失真。　　　　3、方向性漫散透射银幕　　方向性漫散透射幕的特点是当光线照射到银幕上时，在以入射光线为中心的立

4、体角内都有透射光，在入射光方向上透射光强有最大值，偏离此方向越远透射光强越小，因此看起来入射方向最亮，远离此方向则变暗。这种幕放映时，可不用遮暗。　　　　二、银幕的几个重要光学指标　　　　1、银幕的反射系数、透射系数和吸收系数　　光线投射到银幕上，通常分成三部分：一部分被反射，一部分被吸收，还有一部分穿透银幕。我们分别用反射系数、透射系数和吸收系数表示银幕材料对入射光线的反射、透射和吸收程度。　　反射系数=银幕反射的光通t/照射到银幕的总的光通量(1)　　透射系数=银幕透射的光通量/照射到银幕上总的光通量(2)　　吸收系数=银幕吸收的光通量/照射到银幕上总的光通量(3)

5、　　对于任何一种幕面光学材料，这三个系数之和都等于1。　　即：反射系数+透射系数+吸收系数=1(4)　　各种银幕的光学材料都可用上述三种系数表明其特性，某种材料的吸收系数大，说明射到它上面的光通量损失大。无论是何种银幕都要求吸收系数值越小越好。吸收系数的大小与银幕光学材料的吸光性、厚度和颜色有关：材料吸光性高、厚度大、颜色深，则吸收系数大。与其它材料相比，白色材料吸收系数值最小。　　反射型银幕要求反射系数大，透射系数尽量小。在同样的光照条件下，反射系数越高，银幕反射的光线就越多。幕面就越亮。透射型银幕则要求透射系数尽量大，反射系数尽量小。　　　　2、银幕的亮度系数　　银

6、幕的亮度系数Rα，就是在同一照明条件和规定的观察条件下，当入射光线沿银幕法线方向时，在观看银幕一侧与银幕法线方向成α角方向的银幕亮度Bα与同样条件下理想漫散幕的亮度BO的比值。即Rα=Bα/BO(5)　　理想漫散幕是抽象的一种理想银幕，即反射系数(或透射系数)为1，并且能将全部入射光能量以完全均匀的亮度反射(或透射)到半球空间内。　　显然，由式(5)看出亮度系数Rα是角度α的函数，不同银幕的亮度系数Rα可用亮度系数特性曲线表示，它表明银幕表面亮度系数根据观察方向不同而变化的情况，如图1。　　　　(1)当银幕是理想漫散银幕时：Bα=BO，Rα=1。其特性曲线如曲线1所示。

7、　　(2)当银幕是实际漫散银幕时，亮度Bα在近法较大幅度内与。α角无关，仅在α接近90度时，亮度才有所降低，其特性曲线如曲线2所示。所以漫散反射银幕的光能量分配在一定范围内是均匀的。观看者在此范围内观看银幕时，亮度大致相同。　　(3)当银幕是方向性漫散银幕时，在银幕法线(假定入射方向沿法线)方向的某个范围内Bα可以大于BO，因而Rα＞1，但随着α角的增大，Bα不断减小，Rα则随着不断减小。当α超过一定值时，Rα即小于1，其亮度特性曲线如曲线3所示。由于方向性漫散银幕对入射的光能量在空间的不同方向上重新分配，光线集中在某个方向上，其亮度系数