一种投影屏幕制造技术

技术编号:26968916 阅读:17 留言:0更新日期:2021-01-05 23:56
本申请公开一种投影屏幕。本申请通过设计投影屏幕的阵列排布的多个三棱锥单元的顶角按照预定关系渐变,使得从投影机出射的图像光经具有三棱锥单元的微结构层的反射后汇聚至以人眼为中心的范围内,以此降低不同观看位置处的亮度差异大小,从而保证该投影屏幕具有良好的均匀性和高增益。

【技术实现步骤摘要】
一种投影屏幕
本申请涉及投影
,具体涉及一种投影屏幕。
技术介绍
投影显示目前已经得到了越来越多的应用。投影显示的原理是:投影机将图像光投射到一屏幕(称为投影屏幕)上,图像光在屏幕上被反射,反射的图像光被人眼接收,在人眼看来这些图像光如同是屏幕上发出来的,这样屏幕上就形成了图像。相比较于投影机将图像光直接投射至墙体上,投影屏幕由于特殊的表面微结构设计,使得经屏幕反射的图像光会定向的反射到观众区域,因此投影屏幕会显著提高投影显示效果。增益和均匀性作为投影屏幕的重要设计参数,为了保证观众的观影体验,投影屏幕需要兼顾高增益和良好的亮度均匀性。投影屏幕的增益代表在不同区域观看的亮度等级,投影屏幕的增益越高,亮度体验越好。均匀性是衡量在水平方向上不同观看位置处的亮度差异大小,均匀性越好,观影体验越佳。现有的投影屏幕为线栅结构屏幕,由于屏幕光学结构的限制,投影屏幕的均匀性较差,而为了改善均匀性,现有技术通常会在线栅微结构的反射层添加散射粒子,这不仅导致反射层的反射率降低,而且反射层的散射特性会降低投影屏幕的增益。由此可见,现有的投影屏幕无法兼顾高增益和均匀性。
技术实现思路
本申请提供一种具有良好的均匀性和高增益的投影屏幕。本申请一实施例的投影屏幕,至少包括微结构层,所述微结构层包括基体层和形成于所述基体层表面的微结构单元;其中,所述微结构单元包括阵列排布的多个三棱锥单元,沿第一方向排布的多个三棱锥单元相同,沿与第一方向垂直的第二方向排布的多个三棱锥单元的顶角渐变,所述顶角为三棱锥单元的一棱与基体层表面的夹角。可选地,沿第二方向排布的三棱锥单元的顶角满足如下关系式:其中,θ为所述三棱锥单元的顶角,α1为图像光的入射角,α4为所述图像光的出射角,n为三棱锥单元的折射率。可选地,沿第一方向,相邻两个三棱锥单元之间为透光区域。可选地,沿第一方向,相邻两个三棱锥单元之间设置有非透光结构。可选地,在第一方向上相邻两个三棱锥单元之间设置有光学涂料层,光学涂料层包括反射材料、光吸收材料及光扩散材料的任意组合。可选地,沿所述第一方向,相邻两个所述三棱锥单元之间设有反结构棱镜,任一所述三棱锥单元和相邻的反结构棱镜呈中心对称,所述三棱锥单元的光出射面与相邻的所述反结构棱镜的光出射面的朝向相同,且沿与所述第二方向相反的方向排布的多个反结构棱镜的顶角渐变。可选地,沿所述第一方向,相邻两个所述三棱锥单元之间设有反结构棱镜,所述反结构棱镜和三棱锥单元的结构相同,任一所述三棱锥单元和相邻的反结构棱镜呈中心对称,且所述三棱锥单元的光出射面与相邻的所述反结构棱镜的光出射面的朝向相同。可选地,相交形成棱的两个面之间的夹角的取值范围为90°±20°。可选地,所述投影屏幕还包括扩散层、反射层和保护层的任意组合,所述微结构单元设置于所述扩散层上且所述三棱锥单元的光出射面与所述扩散层贴合,所述反射层覆盖所述微结构单元,所述保护层覆盖于所述投影屏幕的最外侧。可选地,所述反射层中掺杂有用于实现光散射的散射粒子。可选地,所述扩散层为厚度均匀的层结构,且为投影屏幕的基体层。可选地,所述扩散层的厚度介于100~1000um之间。本申请提供的投影屏幕包括阵列排布的多个三棱锥单元,通过设计三棱锥单元的顶角按照预定关系渐变,使得从投影机出射的图像光经具有三棱锥单元的微结构层的反射后汇聚至以人眼为中心的范围内,以此降低不同观看位置处的亮度差异大小,从而保证该投影屏幕具有良好的均匀性和高增益。附图说明图1是本申请的投影屏幕第一实施例的微结构层的局部结构俯视图;图2是图1所示的投影屏幕沿A-A方向的结构剖视图;图3是图1所示的三棱锥单元的结构透视图;图4是图3所示的三棱锥单元在垂直视角方向上的结构视图;图5是图3所示的三棱锥单元在水平视角方向上的结构视图;图6是图2所示的投影屏幕的局部结构示意图;图7是图像光投射至图1所示投影屏幕时垂直方向的传输示意图;图8是图像光投射至图1所示投影屏幕时水平方向的传输示意图;图9是图像光投射至图1所示的投影屏幕和现有的投影屏幕时水平视角与亮度均匀性的对应关系示意图;图10是本申请的投影屏幕第二实施例的微结构层的局部结构俯视图;图11是本申请的投影屏幕第三实施例的微结构层的局部结构俯视图;图12是本申请的投影屏幕第四实施例的微结构层的局部结构俯视图;图13是图12所示的三棱锥单元和反结构棱镜的排布示意图;图14是本申请的投影屏幕第五实施例的微结构层的局部结构俯视图;图15是图14所示的三棱锥单元和反结构棱镜的排布示意图;图16是本申请的亮度均匀性的定义示意图。具体实施方式本申请的首要目的是:对于包括阵列排布的多个三棱锥单元的投影屏幕,通过设计三棱锥单元的顶角渐变,使得从投影机出射的图像光经具有三棱锥单元的微结构层的反射后汇聚至以人眼为中心的范围内,以此降低不同观看位置处的亮度差异大小,从而保证该投影屏幕具有良好的均匀性和高增益,实现良好的亮度均匀性和高增益的兼顾。基于上述目的,下面将结合本申请实施例的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。可以理解的是,此处描述的具体实施例仅用于解释本申请,而非对本申请的限定。在不冲突的情况下,下述各实施例及其中的技术特征可相互组合。另外还需要说明的是,为了便于描述,所述附图中仅示出了与本申请相关的部分而非全部结构。基于本申请的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。图1是本申请的投影屏幕第一实施例的微结构层的局部结构俯视图,图2是图1所示的投影屏幕沿A-A方向的结构剖视图,请一并参阅图1和图2,所述投影屏幕10的微结构层包括基体层12和形成于基体层12表面的微结构单元,该微结构单元包括阵列排布的多个三棱锥单元11。图3是图1所示的三棱锥单元11的结构透视图,请一并参阅图1~图3,单个三棱锥单元11具有棱1、棱2、棱3、棱4、棱5和棱6这六条直线棱,其中,棱4、棱5和棱6依次首尾相连构成三角形的第一面111,棱2、棱3和棱5依次首尾相连构成三角形的第二面112,棱1、棱2和棱4依次首尾相连构成三角形的第三面113,棱1、棱3和棱6依次首尾相连构成三角形的第四面114。图4是图3所示的三棱锥单元11在垂直视角方向上的结构视图,参阅图3和图4,棱1与第一面111之间的夹角θ为顶角。图5是图3所示的三棱锥单元11在水平视角方向上的结构视图,参阅图3和图5,第三面113和第四面114之间的夹角β为跨度角。请一并参阅图1~图5,所有三棱锥单元11的第一面111均位于同一平面上,例如位于一厚度均匀的基体层12上,所有三棱锥单元11的跨度角β均朝向同一侧,在行方向上的所有三棱锥单元11的顶角θ的朝向相同,例如均朝上,在列方向上的所有三棱锥本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种投影屏幕,其特征在于,所述投影屏幕至少包括微结构层,所述微结构层包括基体层和形成于所述基体层表面的微结构单元;/n其中,所述微结构单元包括阵列排布的多个三棱锥单元,沿第一方向排布的所述多个三棱锥单元相同,沿与所述第一方向垂直的第二方向排布的所述多个三棱锥单元的顶角渐变,所述顶角为所述三棱锥单元的一棱与所述基体层表面的夹角。/n

【技术特征摘要】
1.一种投影屏幕,其特征在于,所述投影屏幕至少包括微结构层,所述微结构层包括基体层和形成于所述基体层表面的微结构单元;
其中,所述微结构单元包括阵列排布的多个三棱锥单元,沿第一方向排布的所述多个三棱锥单元相同,沿与所述第一方向垂直的第二方向排布的所述多个三棱锥单元的顶角渐变,所述顶角为所述三棱锥单元的一棱与所述基体层表面的夹角。


2.根据权利要求1所述的投影屏幕,其特征在于,沿所述第二方向排布的三棱锥单元的顶角满足如下关系式:



其中,θ为所述三棱锥单元的顶角,α1为图像光的入射角,α4为所述图像光的出射角,n为三棱锥单元的折射率。


3.根据权利要求1所述的投影屏幕,其特征在于,沿所述第一方向,相邻两个所述三棱锥单元之间为透光区域。


4.根据权利要求1所述的投影屏幕,其特征在于,沿所述第一方向,相邻两个所述三棱锥单元之间设置有非透光结构。


5.根据权利要求1或4所述的投影屏幕,其特征在于,在所述第一方向上相邻两个所述三棱锥单元之间设置有光学涂料层,所述光学涂料层包括反射材料、光吸收材料及光扩散材料的任意组合。


6.根据权利要求1所述的投影屏幕,其特征在于,沿所述第一方向,相邻两个所述三棱锥单元之间设有反结构棱镜,任一所述三棱锥单元和相邻的反结...

【专利技术属性】
技术研发人员:王霖唐晓峰孙微李屹
申请(专利权)人:深圳光峰科技股份有限公司
类型:发明
国别省市:广东;44

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