一种光学投影屏幕及投影系统技术方案

一种光学投影屏幕及投影系统，属于光学投影技术领域，光学投影屏幕包括沿观看者方向依次设置的表面层、成像层和反射层，反射层包括光学微结构层，光学微结构层由在光学投影屏幕竖直方向依次排列的若干光学微结构块沿同心圆弧阵列或者由在光学投影屏幕水平方向依次排列的若干光学微结构块沿中心在同一点的椭圆弧线阵列形成；光学微结构块包含两个主反射面，主反射面在空间中的交线与光学投影屏幕的幕平面存在夹角。本发明专利技术通过控制光学微结构块与幕平面的夹角调节投影光线往观看者方向反射，显著减少光学投影屏幕对投影机发出的投影光线的损失，提升光能利用率，使光学投影屏幕及投影系统具有极高的亮度增益和亮度均匀性。

【技术实现步骤摘要】
一种光学投影屏幕及投影系统
本专利技术属于光学投影
，涉及一种光学投影屏幕及投影系统，具体涉及一种高亮度增益、高亮度均匀性的光学投影屏幕及投影系统。
技术介绍
近年来，随着投影显示技术的发展，投影机搭配光学投影屏幕的投影电视由于其色域广、色彩真实、健康护眼等优异性能，已受到越来越多的消费者青睐。一般来说，投影电视中的投影机对整个投影电视系统的色域、色彩、亮度等性能有着决定性的影响，但是随着投影电视家用化的普及，现有投影机能耗高，尺寸大，太重等问题已经成为了消费者普遍关注的痛点。因此将投影尺寸做小，便于安放，降低亮度，使能耗降低已成为各大厂家的共同目标。然而，投影机亮度的降低再继续搭配现有的光学投影屏幕，会因为现有光学投影屏幕亮度增益不高，现有的光学投影屏幕亮度增益是1.0，类似于普通的白墙的亮度增益值，使投影电视的整体亮度偏低，这是消费者所不能接受的。如图1所示，现有技术的光学投影屏幕中的光学结构101平行于屏幕幕面排列，所述光学结构101的沟槽沿屏幕幕面竖直向下设置，投影机T发出的三束投影光线E以不同入射角度入射到光学结构101上，经光学结构101反射后形成E1、E2和E3三束反射光线，其中反射光线E3由于投影光线E与屏幕幕面的倾斜角很小，不会形成沿光学结构101的沟槽方向的反射，所以在受到光学结构101的反射后，往观看者方向传输；而另外两条反射光线E1和E2由于投影光线E与屏幕幕面的倾斜角较大，在经光学结构101反射后沿光学结构101沟槽竖直方向，往偏离观看者方向传输，因此越往投影屏幕边缘，投影光线损失越多，造成投影屏幕亮度不均匀和亮度增益不高的问题。如图2所示，现有技术的光学投影屏幕中的光学结构101平行于屏幕幕面排列，所述光学结构101的沟槽沿屏幕幕面的水平方向设置，投影机T发出的三束投影光线E以不同入射角度入射到光学结构101上，经光学结构101反射后形成E4、E5和E6三束反射光线，其中反射光线E6由于投影光线与屏幕幕面的倾斜角很小，不会形成沿光学结构101的沟槽方向的反射，所以在受到光学结构101的反射后，往观看者方向传输；而另外两条反射光线E4和E5由于投影光线E与屏幕幕面的倾斜角较大，在经光学结构101反射后沿光学结构101沟槽水平方向，往偏离观看者方向传输，因此越往投影屏幕边缘，投影光线损失越多，造成投影屏幕亮度不均匀和亮度增益不高的问题。综上可知，现有光学投影屏幕亮度增益不高的原因是投影机入射到现有光学投影屏幕上的光线，越往投影屏幕边缘，光线倾斜入射角度越大，越容易被光学投影屏幕反射到远离观看者方向，造成大角度投影光线不被观看者看到，形成光学投影屏幕亮度增益低和边缘太暗，中间太亮的亮度均匀性差的结果。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术从光学投影屏幕技术上突破，研发出一种光学投影屏幕，能显著降低投影机发出投影光线的损失，提升光能利用率，获得极高的亮度增益，即使在投影机亮度较低的情况下，搭配该光学投影屏幕也能使投影电视整体亮度不受影响，有效解决因投影机亮度降低引起投影电视整体亮度偏低的问题。此外，该光学投影屏幕技术能够将光学投影屏幕四周的投影光线往观看者处汇聚，使该光学投影屏幕整体亮度变得均匀，解决了现有光学投影屏幕中间太亮，边缘太暗的亮度不均匀的问题。本专利技术的光学投影屏幕是通过如下方案来是实现的：一种光学投影屏幕包括从观看者方向依次设置的表面层、成像层和反射层，所述反射层包括光学微结构层，所述光学微结构层由在所述光学投影屏幕竖直方向依次排列的若干光学微结构块沿同心圆弧阵列形成，所述光学微结构块包括两个主反射面，所述主反射面在空间中的交线与所述光学投影屏幕的幕平面存在夹角α，所述夹角α从所述光学投影屏幕的同心圆弧的外周往圆心方向逐渐减小。此外，本专利技术还提供另一种技术方案：一种光学投影屏幕包括从观看者方向依次设置的表面层、成像层和反射层，所述反射层包括光学微结构层，其特征在于，所述光学微结构层由在所述光学投影屏幕水平方向依次排列的若干光学微结构块沿中心在同一点的椭圆弧线阵列形成，所述光学微结构块包括两个主反射面，所述主反射面在空间中交线与所述光学投影屏幕的幕平面存在夹角β，所述夹角β从所述光学投影屏幕在椭圆弧线的外圈往中心方向逐渐减小。在本专利技术实施例较佳的选择中，在上述光学投影屏幕中，所述主反射面在空间中相交形成夹角γ，所述夹角γ为75°～105°，该夹角范围对控制投影光线往观看者方向传输，进一步控制该光学投影屏幕的可观看角度有非常好的效果。在本专利技术实施例较佳的选择中，在上述光学投影屏幕中，所述光学微结构块的横截面形状为三角形或梯形。在本专利技术实施例较佳的选择中，在上述光学投影屏幕中，所述三角形的两条短边所在的反射面分别为第一主反射面和第二主反射面；所述第一主反射面和所述第二主反射面全部附着有镜面反光材料，或者所述第一主反射面和所述第二主反射面局部附着有漫反射材料。在本专利技术实施例较佳的选择中，在上述光学投影屏幕中，所述梯形的两条腰所在的反射面分别为第一主反射面和第二主反射面，所述梯形的上底面所在的反射面为第三反射面；所述第一主反射面、所述第二主反射面和所述第三反射面上全部附着有镜面反光材料，或者所述第一主反射面和所述第二主反射面全部附着镜面反光材料、所述第三反射面附着漫反射材料，或者只有第三反射面附着有镜面反光材料。在本专利技术实施例较佳的选择中，在上述光学投影屏幕中，所述光学微结构层远离所述成像层的一侧还设置有黑色吸光材料层。在本专利技术实施例较佳的选择中，在上述光学投影屏幕中，所述同心圆弧的圆心偏离所述光学投影屏幕的几何中心且靠近投影机的一侧。本专利技术实施例较佳的选择中，在上述光学投影屏幕中，所述椭圆弧线的椭圆中心点偏离所述光学投影屏幕的几何中心且靠近投影机的一侧。在本专利技术实施例较佳的选择中，在上述光学投影屏幕中，所述表面层远离所述成像层的一侧为毛面，所述毛面能够有效的消除所述光学投影屏幕的“太阳效应”，起到提升光学投影屏幕观看舒适度的作用。在本专利技术实施例较佳的选择中，在上述光学投影屏幕中，所述成像层包括扩散粒子层、点状透镜阵列层、扩散面层和直线型柱状微透镜阵列层中至少一种。在本专利技术实施例较佳的选择中，在上述光学投影屏幕中，所述成像层包括至少两层层叠的扩散粒子层或至少两层层叠的点状透镜阵列层或至少两层层叠的扩散面层或至少两层层叠的直线型柱状微透镜阵列层。在本专利技术实施例较佳的选择中，在上述光学投影屏幕中，还包括至少一层基材，所述基材设置在所述表面层、成像层和反射层中至少一层，所述基材材料为聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚氯乙烯或聚甲基丙烯酸甲酯或聚碳酸酯或聚氨酯或热塑性聚氨酯弹性体橡胶或聚丙烯或双向拉伸聚丙烯薄膜或聚乙烯或透明玻璃。本专利技术的投影系统是通过如下方案来是实现的：本专利技术实施例的一种投影系统，包括投影机和上述光学投影屏幕。与现有技术相比，本专利技术取得的有益效果：本专利技术的光学投影屏幕通过光学微结构层的设置能够显著降低投影机发出投影光线在光学投影屏幕上的损失，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光学投影屏幕，包括从观看者方向依次设置的表面层、成像层和反射层，所述反射层包括光学微结构层，其特征在于，所述光学微结构层由在所述光学投影屏幕竖直方向依次排列的若干光学微结构块沿同心圆弧阵列形成，所述光学微结构块包括两个主反射面，所述主反射面在空间中的交线与所述光学投影屏幕的幕平面存在夹角α，所述夹角α从所述光学投影屏幕的同心圆弧的外周往圆心方向逐渐减小。/n

【技术特征摘要】
1.一种光学投影屏幕，包括从观看者方向依次设置的表面层、成像层和反射层，所述反射层包括光学微结构层，其特征在于，所述光学微结构层由在所述光学投影屏幕竖直方向依次排列的若干光学微结构块沿同心圆弧阵列形成，所述光学微结构块包括两个主反射面，所述主反射面在空间中的交线与所述光学投影屏幕的幕平面存在夹角α，所述夹角α从所述光学投影屏幕的同心圆弧的外周往圆心方向逐渐减小。


2.根据权利要求1所述的一种光学投影屏幕，其特征在于，所述主反射面在空间中相交形成夹角γ，所述夹角γ为75°～105°。


3.根据权利要求1所述的一种光学投影屏幕，其特征在于，所述光学微结构块的横截面形状为三角形或梯形。


4.根据权利要求3所述的一种光学投影屏幕，其特征在于，所述三角形的两条短边所在的反射面分别为第一主反射面和第二主反射面；所述第一主反射面和所述第二主反射面全部附着有镜面反光材料，或者所述第一主反射面和所述第二主反射面局部附着有漫反射材料。


5.根据权利要求3所述的一种光学投影屏幕，其特征在于，所述梯形的两条腰所在的反射面分别为第一主反射面和第二主反射面，所述梯形的上底面所在的反射面为第三反射面；所述第一主反射面、所述第二主反射面和所述第三反射面上全部附着有镜面反光材料，或者所述第一主反射面和所述第二主反射面全部附着镜面反光材料、所述第三反射面附着漫反射材料，或者只有第三反射面附着有镜面反光材料。


6.根据权利要求1所述的一种光学投影屏幕，其特征在于，所述光学微结构块远离所述成像层的一侧还设置有黑色吸光材料层。


7.根据权利要求1所述的一种光学投影屏幕，其特征在于，所述同心圆弧的圆心...

【专利技术属性】
技术研发人员：张益民，胡世加，陈智超，
申请(专利权)人：成都菲斯特科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51