一種短投射距離正向投影光學(xué)屏幕的投影系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種短投射距離正向投影光學(xué)屏幕的投影系統(tǒng)，它由正向投影屏幕（1）和投影機（2）組成，投影機（2）設(shè)置于正向投影屏幕（1）的一側(cè)，所述的正向投影屏幕（1）包括濾光層（3）、擴散層（4）、微棱鏡陣列結(jié)構(gòu)（10）和基底層（5），擴散層（4）設(shè)置于濾光層（3）背離投影機（2）的一面，擴散層（4）背離投影機（2）的一側(cè)設(shè)置有微棱鏡陣列結(jié)構(gòu)（10），微棱鏡陣列結(jié)構(gòu)（10）的兩側(cè)分別設(shè)置有環(huán)帶微棱鏡陣列反光表面層（6）和環(huán)帶微棱鏡陣列吸收光表面層（7），且環(huán)帶微棱鏡陣列反光表面層（6）面向投影機（2）一側(cè)。本發(fā)明的優(yōu)點在于：明亮環(huán)境下，具有高增益、高對比度和高色彩還原度。
【專利說明】一種短投射距離正向投影光學(xué)屏幕的投影系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及正向投影光學(xué)屏幕，特別是一種短投射距離正向投影光學(xué)屏幕的投影系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]近年來，隨著投影機本身發(fā)光亮度的提高，大多數(shù)投影屏幕需要在自然光或者非常明亮的環(huán)境中使用。由于技術(shù)原理的問題，使用一般的玻珠幕、白塑幕、灰幕等來投影圖像時，環(huán)境光越強投影圖像上的黑色圖案隨之越亮，投影圖像的對比度嚴(yán)重下降，圖像色彩因疊加了環(huán)境光而變淡，導(dǎo)致色彩還原性很不理想。
[0003]因而在明亮環(huán)境下使用投影屏幕，尤其是正向投影屏幕，解決投影圖像的色彩還原性能，特別是黑色圖案的真實再現(xiàn)能力，顯得尤為重要。因而需要一種能夠真實再現(xiàn)黑色圖像，在明亮環(huán)境下有高對比度的正向投影屏幕。
[0004]在已有的正向投影屏幕中，美國發(fā)明專利US6023369采用基底層11與反射表面層12結(jié)合的結(jié)構(gòu)，如圖3所示，利用了反射表面層12反射投影機20的圖像光線，并用基底層的外表面14將反射的圖像光線E在水平、垂直方向散射分布，增大了圖像視角和亮度均勻性。同時使用對可見光線有較強吸收作用的基底層11，對上部小入射角環(huán)境光線A進行吸收，從而提高了投影圖像的對比度。
[0005]然而射向該屏幕上部區(qū)域的近似水平的環(huán)境光線Rl以及由該屏幕上側(cè)方向更大入射角方向射來的光線R2，經(jīng)過該屏幕反射后出射，最終進入觀察者30的眼睛，從而導(dǎo)致投影圖像對比度的下降，因而并不能達(dá)到較高的顯示對比度。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點，提供一種明亮環(huán)境下，具有高增益、高對比度和高色彩還原度的短投射距離正向投影光學(xué)屏幕的投影系統(tǒng)。
[0007]本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn):一種短投射距離正向投影光學(xué)屏幕的投影系統(tǒng)，它由正向投影屏幕和投影機組成，投影機設(shè)置于正向投影屏幕的一側(cè)，所述的正向投影屏幕包括濾光層、擴散層、微棱鏡陣列結(jié)構(gòu)和基底層，濾光層設(shè)置于靠近投影機的一偵U，擴散層設(shè)置于濾光層背離投影機的一面，擴散層背離投影機的一側(cè)設(shè)置有微棱鏡陣列結(jié)構(gòu)，微棱鏡陣列結(jié)構(gòu)的兩側(cè)分別設(shè)置有環(huán)帶微棱鏡陣列反光表面層和環(huán)帶微棱鏡陣列吸收光表面層，且環(huán)帶微棱鏡陣列反光表面層面向投影機一側(cè)，基底層與微棱鏡陣列結(jié)構(gòu)復(fù)合成一體。
[0008]所述的微棱鏡陣列結(jié)構(gòu)層按圓環(huán)陣列排列或直線陣列排列。
[0009]所述的濾光層的折射率大于擴散層的折射率。
[0010]所述的微棱鏡陣列結(jié)構(gòu)與基底層之間還設(shè)置有透明材料粘接層。
[0011]所述的環(huán)帶微棱鏡陣列反光表面層與基底層表面的夾角α沿遠(yuǎn)離投影機的方向保持不變或逐漸增大。
[0012]所述的環(huán)帶微棱鏡陣列吸收光表面層與水平面的夾角β等于投影機的入射光線與水平面的夾角，且沿遠(yuǎn)離投影機的方向逐漸增大。
[0013]本發(fā)明具有以下優(yōu)點:明亮環(huán)境下，具有高增益、高對比度和高色彩還原度。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明實施例1的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明實施例2的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為現(xiàn)有技術(shù)的一種正向投影屏幕的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖中:1-正向投影屏幕，2-投影機，3-濾光層，4-擴散層，5-基底層，6-環(huán)帶微棱鏡陣列反光表面層，7-環(huán)帶微棱鏡陣列吸收光表面層，8-觀測點，9-透明材料粘接層，10-棱鏡陣列結(jié)構(gòu)。

【具體實施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明和實施例做進一步的描述，但本發(fā)明的保護范圍不局限于以下所述。
[0016]【實施例1】: 如圖1所示，一種短投射距離正向投影光學(xué)屏幕的投影系統(tǒng)，它由正向投影屏幕I和投影機2組成，投影機2設(shè)置于正向投影屏幕I的一側(cè)，所述的正向投影屏幕I包括濾光層3、擴散層4、微棱鏡陣列結(jié)構(gòu)10和基底層5,濾光層3設(shè)置于靠近投影機2的一側(cè),擴散層4設(shè)置于濾光層3背離投影機2的一面，擴散層4背離投影機2的一側(cè)設(shè)置有微棱鏡陣列結(jié)構(gòu)10，微棱鏡陣列結(jié)構(gòu)10的兩側(cè)分別設(shè)置有環(huán)帶微棱鏡陣列反光表面層6和環(huán)帶微棱鏡陣列吸收光表面層7，且環(huán)帶微棱鏡陣列反光表面層6面向投影機2 —側(cè),基底層5與微棱鏡陣列結(jié)構(gòu)10復(fù)合成一體。
[0017]所述的微棱鏡陣列結(jié)構(gòu)層10按圓環(huán)陣列排列或直線陣列排列。
[0018]所述的濾光層3的折射率大于擴散層4的折射率。
[0019]微棱鏡陣列結(jié)構(gòu)10既可形成于擴散層4上，與擴散層4具有相同材料，然后與基底層5覆合，也可以是形成于基底層5，且與基底層5具有相同材料，然后與擴散層4覆合。
[0020]基底層5背向投影機3 —側(cè)，可以是硬質(zhì)高分子材料(如PMMA、PC、PVC等)，與濾光層3、擴散層4壓合以形成硬幕，也可以是軟質(zhì)材料(如TPU、EVA、PET、硅橡膠等)，與濾光層
3、擴散層4壓合以形成軟幕。
[0021]微棱鏡陣列結(jié)構(gòu)10的剖面是鋸齒狀的三棱鏡陣列，每個微棱鏡陣列結(jié)構(gòu)10由兩個平面構(gòu)成，分別在朝向投影機2入射光線并與基底層5表面成夾角α的環(huán)帶微棱鏡陣列反光表面層6，以及背離投影機2入射光線并與水平面成夾角β的環(huán)帶微棱鏡陣列吸收光表面層7，所述的環(huán)帶微棱鏡陣列反光表面層6與基底層5表面的夾角α沿遠(yuǎn)離投影機2的方向保持不變或逐漸增大，或者是該夾角保持不變，或者是局部漸進式變化，或者是局部分段式變化；所述的環(huán)帶微棱鏡陣列吸收光表面層7與水平面的夾角β等于投影機2的入射光線與水平面的夾角，且沿遠(yuǎn)離投影機2的方向逐漸增大，或者是該夾角β保持不變，或者是局部漸進式變化，或者是局部分段式變化。
[0022]環(huán)帶微棱鏡陣列反光表面層6對可見光有極高的鏡面反射率，可由金屬銀、鋁、銅、金等構(gòu)成，該膜層厚度可以是0.05μπι到1μm之間，或者以0.3μπι為最佳，該層可以形成于擴散層4之上，也可以形成于基底層5之上。
[0023]環(huán)帶微棱鏡陣列吸收光表面層7由對可見光具有高吸收率的黑色材料構(gòu)成，用于吸收環(huán)境雜散光線，提高屏幕對比度，該環(huán)帶微棱鏡陣列吸收光表面層7為黑色，表面可以是光滑表面，也可以是粗糙表面。
[0024]微棱鏡陣列結(jié)構(gòu)10的相鄰的齒尖間距沿遠(yuǎn)離投影機的方向，可以是保持不變，也可以是逐漸減小，且該間距至少是投影圖像像素寬度的1/2，或者更小，尤其以1/10為最佳。
[0025]由該正向投影屏幕I投影機2—側(cè)，上方一較高位置斜向下入射的環(huán)境光線R4，剛好射向具有環(huán)帶微棱鏡陣列吸收光表面層7，對可見光的吸收率大于等于90%，只有很少部分被環(huán)帶微棱鏡陣列吸收光表面層7反射，進入觀察點8 一側(cè)。從而有效的提高了在明亮環(huán)境下，投影圖像的對比度和色彩還原度。
[0026]由該正向投影屏幕I投影機2 —側(cè)，上方一較高位置近似水平入射的環(huán)境光線Rl、R3,剛好射向環(huán)帶微棱鏡陣列反光表面層6和環(huán)帶微棱鏡陣列吸收光表面層7,對可見光的吸收率大于等于90%，環(huán)境光R3幾乎被完全吸收。只有環(huán)境光Rl經(jīng)由環(huán)帶微棱鏡陣列反光表面層6反射，并再次經(jīng)由濾光層3吸收，最終極少的環(huán)境光線透過濾光層3進入觀察點8一側(cè)，從而更佳高效的提高了在明亮環(huán)境下，投影圖像的對比度和色彩還原度。
[0027]本實施例的正向投影屏幕I適用于短距離投影顯示，具有高增益，高對比度和亮度均勻性。
[0028]【實施例2】:
如圖2所示，一種短投射距離正向投影光學(xué)屏幕的投影系統(tǒng)，它由正向投影屏幕I和投影機2組成，投影機2設(shè)置于正向投影屏幕I的一側(cè)，所述的正向投影屏幕I包括濾光層3、擴散層4、微棱鏡陣列結(jié)構(gòu)10和基底層5,濾光層3設(shè)置于靠近投影機2的一側(cè),擴散層4設(shè)置于濾光層3背離投影機2的一面，擴散層4背離投影機2的一側(cè)設(shè)置有微棱鏡陣列結(jié)構(gòu)10，微棱鏡陣列結(jié)構(gòu)10的兩側(cè)分別設(shè)置有環(huán)帶微棱鏡陣列反光表面層6和環(huán)帶微棱鏡陣列吸收光表面層7，且環(huán)帶微棱鏡陣列反光表面層6面向投影機2 —側(cè),基底層5與微棱鏡陣列結(jié)構(gòu)10通過透明材料粘接層9復(fù)合成一體。
[0029]所述的微棱鏡陣列結(jié)構(gòu)層10按圓環(huán)陣列排列或直線陣列排列。
[0030]所述的濾光層3的折射率大于擴散層4的折射率。
[0031]微棱鏡陣列結(jié)構(gòu)10形成于擴散層4之上，通過透明材料粘接層9與黑色對光線有高吸收作用的基底層5結(jié)合為一體，且具有透光表面的環(huán)帶微棱鏡陣列吸收光表面層7和具有最大效率反射投影機2入射光線能量的環(huán)帶微棱鏡陣列反光表面層6，環(huán)帶微棱鏡陣列反光表面層6金屬介質(zhì)鏡面反光層構(gòu)成，將反射光線能量合理分布在觀察點8觀看區(qū)域內(nèi)，所述的環(huán)帶微棱鏡陣列反光表面層6與基底層5表面的夾角α沿遠(yuǎn)離投影機2的方向逐漸增大；所述的環(huán)帶微棱鏡陣列吸收光表面層7與水平面的夾角β等于投影機2的入射光線與水平面的夾角，且沿遠(yuǎn)離投影機2的方向逐漸增大。
[0032]濾光層3用以吸收環(huán)境光線，提供高對比度，環(huán)境光線R2經(jīng)由環(huán)帶微棱鏡陣列反光表面層6反射后進入濾光層3吸收；環(huán)境光線R3經(jīng)由環(huán)帶微棱鏡陣列吸收光表面層7進入透明材料粘接層9和環(huán)帶微棱鏡陣列吸收光表面層7，最終在環(huán)帶微棱鏡陣列吸收光表面層7被完全吸收，極大的提高了正向投影屏幕I對比度。
[0033]擴散層4具有較大光線散射能力，用以提供滿足需要的光線能量水平垂直視角分布，即使投影機2在短距離上投射圖像光線，由于擴散層4具有較大光線散射能力，使得觀看者側(cè)的圖像可視角度大，且有很高的圖像亮度均勻性。
[0034]本實施例的正向投影屏幕I適用于短距離投影顯示，具有高增益，高對比度和亮度均勻性。
【權(quán)利要求】
1.一種短投射距離正向投影光學(xué)屏幕的投影系統(tǒng)，其特征在于:它由正向投影屏幕(I)和投影機(2)組成，投影機(2)設(shè)置于正向投影屏幕(I)的一側(cè)，所述的正向投影屏幕(O包括濾光層(3)、擴散層(4)、微棱鏡陣列結(jié)構(gòu)(10)和基底層(5),濾光層(3)設(shè)置于靠近投影機(2)的一側(cè)，擴散層(4)設(shè)置于濾光層(3)背離投影機(2)的一面，擴散層(4)背離投影機(2)的一側(cè)設(shè)置有微棱鏡陣列結(jié)構(gòu)(10)，微棱鏡陣列結(jié)構(gòu)(10)的兩側(cè)分別設(shè)置有環(huán)帶微棱鏡陣列反光表面層(6)和環(huán)帶微棱鏡陣列吸收光表面層(7)，且環(huán)帶微棱鏡陣列反光表面層(6)面向投影機(2) —側(cè),基底層(5)與微棱鏡陣列結(jié)構(gòu)(10)復(fù)合成一體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種短投射距離正向投影光學(xué)屏幕的投影系統(tǒng)，其特征在于:所述的微棱鏡陣列結(jié)構(gòu)層(10)按圓環(huán)陣列排列或直線陣列排列。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種短投射距離正向投影光學(xué)屏幕的投影系統(tǒng)，其特征在于:所述的濾光層(3)的折射率大于擴散層(4)的折射率。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種短投射距離正向投影光學(xué)屏幕的投影系統(tǒng)，其特征在于:所述的微棱鏡陣列結(jié)構(gòu)(10)與基底層(5)之間還設(shè)置有透明材料粘接層(9)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種短投射距離正向投影光學(xué)屏幕的投影系統(tǒng)，其特征在于:所述的環(huán)帶微棱鏡陣列反光表面層(6)與基底層(5)表面的夾角α沿遠(yuǎn)離投影機(2)的方向保持不變或逐漸增大。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種短投射距離正向投影光學(xué)屏幕的投影系統(tǒng)，其特征在于:所述的環(huán)帶微棱鏡陣列吸收光表面層(7)與水平面的夾角β等于投影機(2)的入射光線與水平面的夾角，且沿遠(yuǎn)離投影機(2)的方向逐漸增大。
【文檔編號】G03B21/56GK104076589SQ201410346792
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2014年7月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月21日
【發(fā)明者】張益民, 張超 申請人:成都菲斯特科技有限公司