CN107102508A - 一种超广角短焦距正投影屏幕 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种超广角短焦距正投影屏幕，包括依次粘接的镀银、镀铝层、菲涅尔透镜层、着色层和抗划伤层，所述抗划伤层由多个竖直排列的柱面微结构组合而成。将投影仪设置在整个屏幕的前方，投影仪中射出的光线，通过菲涅尔透镜层并经镀银、镀铝层反射后，光线主方向集中以近乎垂直于屏幕的外表面平行光的形式射出或光线主方向集中汇聚在人眼观看的范围内，而环境光经过菲涅尔透镜层时，在透镜内会进行多次反射，其光程远大于投影光线，因此，可大大消除环境光干扰，达到抗环境光、高对比度的成像效果，将抗划伤层设置成柱面微结构，投影光线经过所述柱面微结构时会发生折射，从而可以扩大出射范围，扩大水平视角。
Description
技术领域
本发明涉及投影显示领域，特别涉及一种超广角短焦距正投影屏幕。
背景技术
目前大多数投影屏幕需要在较为黑暗的环境中使用，才能取得良好的投影效果。可是随着经济社会的发展和人民生活水平的提升，越来越多的人需要一种可以在自然光或明亮环境下仍可以达到理想投影效果的投影屏幕。
现有的散射成像的方式对环境光没有选择性，导致环境光对投影效果的影响非常大。当环境光越亮时，投影显示的对比度越低，显示效果越差。因此，需要一种可以对环境光进行吸收，并且能在明亮环境下取得良好投影效果的投影屏幕。
而且，现有的激光投影屏幕，由于其自身的原理所限，出射范围较小，导致屏幕的水平视角较小，观看者只能在较小的范围内观看，才能取得良好的观影体验。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中所存在的传统投影屏幕对环境光没有选择性、在明亮环境下投影效果差以及水平视角较小的不足，提供一种超广角短焦距正投影屏幕。
为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：
一种超广角短焦距正投影屏幕，包括依次粘接的镀银、镀铝层、菲涅尔透镜层、着色层和抗划伤层，所述抗划伤层由多个竖直排列的柱面微结构组合而成。
所述抗划伤层采用高分子复合材料，透光率高，可有效防止屏幕被划伤或被污染，同时将所述抗划伤层设置成柱面微结构，克服了激光投影屏幕水平视角小的缺陷，投影光线经过所述柱面微结构时会发生折射，从而可以扩大出射范围，扩大屏幕的水平视角。
所述着色层由透过率大于85％的高透过率树脂均匀添加颜料及扩散粒子制成，可以提高屏幕的对比度并具有更好的亮度均匀性。
所述镀银、镀铝层由银、铝等金属材料构成，具有高可见光反射率，用于反射投影仪的入射光。
所述菲涅尔透镜层可以大幅提升屏幕的亮度，使用时，将投影仪置于屏幕前方，当投影仪和屏幕距离小于1m时，仍可以取得良好的投影效果，实现短焦距投影。投影仪中射出的光线，通过菲涅尔透镜层并经镀银、镀铝层反射后，光线主方向集中以近乎垂直于屏幕的外表面平行光的形式射出或光线主方向集中汇聚在人眼观看的范围内，而环境光经过菲涅尔透镜层时，在透镜内会进行多次反射，其光程远大于投影光线，因此，可大大消除环境光干扰，取得抗环境光、高对比度的成像效果。
优选地，所述抗划伤层由若干个大小相同的圆弧柱构成，所有所述圆弧柱相互连接并排列成阵列状，该圆弧柱是截面为圆缺形状的柱体结构。
优选地，所述抗划伤层由若干个大小相同的三棱柱构成，所有所述三棱柱相互连接并排列成阵列状。
优选地，所述抗划伤层由若干个大小相同的圆弧柱和若干个大小相同的三棱柱构成，所有所述圆弧柱和所述三棱柱相互连接并混合排列成阵列状。
优选地，所述抗划伤层的每个所述圆弧柱或每个所述三棱柱的柱面宽度为0.05mm-0.3mm。
优选地，所述抗划伤层的每个所述圆弧柱或每个所述三棱柱的柱面深度与柱面宽度之比为0.3-2。
优选地，所述抗划伤层的厚度为0.002mm-0.2mm。
优选地，所述着色层的厚度为0.003mm-0.5mm。
优选地，所述抗划伤层的柱面微结构表面加工为雾面或毛面，防止外界环境光在屏幕表面产生定向反射。
优选地，所述抗划伤层的柱面微结构的表面硬度大于2H，防止划伤。
优选地，将所述抗划伤层和所述着色层加工为一体合为一层。加工时，在所述抗划伤层的胶体中均匀混合所述着色层的颜料及扩散粒子，待烘干或光固化将所述抗划伤层胶体固化后即可成型。既方便加工，且可以进一步减小屏幕的厚度，有助于提升投影效果。
优选地，所述抗划伤层和所述着色层加工为一体合为一层的厚度为0.003mm-0.5mm。
优选地，所述屏幕还设有支撑层，置于所述菲涅尔透镜层和上述复合层之间。
优选地，在所述着色层和所述抗划伤层之间还设有支撑层。所述支撑层采用高透过率树脂材料，如PET、PC、PMMA等，可以有效提高屏幕的冲击强度及对环境的耐受能力，且可以作为其他层涂抹覆盖的基础。
优选地，所述支撑层的厚度为0.03mm-0.5mm。
优选地，将所述支撑层和所述着色层加工为一体合为一层，置于所述菲涅尔透镜层和所述抗划伤层之间。加工时，在PC、PMMA或PET等树脂或单体溶液中均匀混合散射剂或着色母料通过注塑挤出拉伸或热固化等方式加工成型。既方便加工，且可以进一步减小屏幕的厚度，有助于提升投影效果的清晰度。
优选地，所述支撑层和所述着色层加工为一体合为一层的厚度为0.05mm-0.5mm。
优选地，所述着色层中含有散射粒子，可进一步提高屏幕的对比度。
优选地，所述屏幕还包括位于所述镀银、镀铝层后的背板，所述背板通过粘接层和所述镀银、镀铝层粘接在一起，对整个屏幕起到支持保护的作用。
优选地，所述背板的厚度为3mm-8mm。
优选地，所述背板包括背板前层、背板中层和背板后层，所述背板中层为蜂窝板结构，采用蜂窝板结构不仅可以降低整个屏幕的重量，且可以满足强度和环保要求。
优选地，所述背板中层的厚度为1.5mm-7mm。
优选地，所述蜂窝板的蜂窝单元为正六边形结构，所述蜂窝单元的边长为2mm-8mm，蜂窝单元的壁厚为0.03mm-0.2mm。
优选地，所述超广角短焦距正投影屏幕上还设有连接在所述背板和上述各层周围的边框，将各层和背板合成一个整体，方便安装、运输和携带。
优选地，所述背板上还设有挂钩，方便安装。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
1、抗划伤层采用高分子复合材料，透光率高，可有效防止屏幕被划伤或被污染，同时将所述抗划伤层设置成柱面微结构，克服了激光投影屏幕水平视角小的缺陷，投影光线经过所述柱面微结构时会发生折射，从而可以扩大出射范围，扩大屏幕的水平视角。
2、菲涅尔透镜的使用，使得本装置能有效提高明亮环境下投影图像的对比度和色彩还原度，取得抗环境光、高对比度的成像效果。
3、将颜料及扩散粒子直接涂抹在抗划伤层或支撑层上，既方便加工，且可以进一步减小屏幕的厚度，有助于提升投影效果。
4、所述抗划伤层的柱面微结构表面加工为雾面或毛面，可防止外界环境光在屏幕表面产生定向反射；述抗划伤层的柱面微结构的表面硬度大于2H，防止划伤；所述背板中层采用蜂窝板结构不仅可以降低整个屏幕的重量，且可以满足强度和环保要求；本装置设有的背板可以对整个屏幕起到支持保护的作用，设有的边框可以将各层和背板合成一个整体，方便安装、运输和携带，同时还设有挂钩，方便安装。
附图说明：
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明所述的抗划伤层的柱面微结构采用圆弧柱单元时的截面示意图。
图3为本发明所述的抗划伤层的柱面微结构采用三棱柱单元时的截面示意图。
图4为本发明所述的抗划伤层的柱面微结构采用圆弧柱单元和三棱柱单元混合结构的截面示意图。
图5为本发明的光路示意图。
图6为本发明所述的蜂窝型背板的结构示意图。
图7为本发明所述的实施例2的结构示意图。
图8为本发明所述的实施例3的结构示意图。
图中标记：1-抗划伤层，11-圆弧柱，12-三棱柱，2-支撑层，3-着色层，4-菲涅尔透镜层，5-镀银、镀铝层，6-粘接层，7-背板，71-背板前层，72-背板中层，73-背板后层，8-边框，9-挂钩。
具体实施方式
下面结合试验例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。
实施例1
如图1所示，一种超广角短焦距正投影屏幕，包括依次粘接的镀银、镀铝层5、菲涅尔透镜层4、着色层3和抗划伤层1，所述抗划伤层1由多个竖直排列的柱面微结构组合而成。
所述抗划伤层1采用高分子复合材料，透光率高，可有效防止屏幕被划伤或被污染。所述抗划伤层1的厚度为0.002mm-0.2mm，加工为雾面或毛面，可防止外界环境光在屏幕表面产生定向反射。同时将所述抗划伤层1设置成柱面微结构，克服了激光投影屏幕水平视角小的缺陷，投影光线经过所述柱面微结构时会发生折射，从而可以扩大出射范围，扩大屏幕的水平视角。
如图2所示，所述抗划伤层1由若干个大小相同的圆弧柱11构成，所有所述圆弧柱11相互连接并排列成阵列状。每个所述圆弧柱11的柱面宽度L为0.05mm-0.3mm，所述圆弧柱11的柱面深度h与柱面宽度L之比0.3-2。
如图3所示，所述抗划伤层1由若干个大小相同的三棱柱12构成，所有所述三棱柱12相互连接并排列成阵列状。每个所述三棱柱的柱面宽度L为0.05mm-0.3mm，所述三棱柱12的柱面深度h与柱面宽度L之比大小为0.3-2。
如图4所示，所述抗划伤层1由若干个大小相同的圆弧柱11和若干个大小相同的三棱柱12构成，所有所述圆弧柱11和所述三棱柱12相互连接并混合排列成阵列状。
所述着色层3由透过率大于85％的高透过率树脂均匀添加颜料及扩散粒子制成，其厚度为0.003mm-0.5mm，可以提高屏幕的对比度并具有更好的亮度均匀性。
所述镀银、镀铝层5由银、铝等金属材料构成，具有高可见光反射率，用于反射投影仪的入射光。
如图5所示，所述菲涅尔透镜层4可以大幅提升屏幕的亮度，使用时，将投影仪置于屏幕前方，当投影仪和屏幕距离小于1m时，仍可以取得良好的投影效果，实现短焦距投影。投影仪中射出的光线，通过菲涅尔透镜层4并经镀银、镀铝层5反射后，光线主方向集中以近乎垂直于屏幕的外表面平行光的形式射出或光线主方向集中汇聚在人眼观看的范围内，而环境光经过菲涅尔透镜层4时，在透镜内会进行多次反射，其光程远大于投影光线，因此，可大大消除环境光干扰，达到抗环境光、高对比度的成像效果
本装置有效的提高了在明亮环境下，投影图像的对比度和色彩还原度，达到抗环境光、高对比度的成像效果。将抗划伤层设置成柱面微结构，投影光线经过所述柱面微结构时会发生折射，从而可以扩大出射范围，扩大屏幕的水平视角。
实施例2
如图7所示，本实施例和实施例1的不同之处在于，在所述着色层3和所述抗划伤层1之间还设有支撑层2，所述支撑层2的厚度为0.03mm-0.5mm。所述支撑层2采用高透过率树脂材料，如PET、PC、PMMA等，可以有效提高屏幕的冲击强度及对环境的耐受能力，且可以作为其他层涂抹覆盖的基础。
另一方面，所述屏幕还包括位于所述镀银、镀铝层5后的背板7，所述背板7通过所述粘接层6和所述镀银、镀铝层5粘接在一起，对整个屏幕起到支持保护的作用，所述背板7的厚度为3mm-8mm。以及连接在所述背板7和上述各层周围的边框8，所述边框8将各层和背板合成一个整体，方便安装、运输和携带。在所述背板7上还设有挂钩9，方便安装。
所述背板7包括背板前层71、背板中层72和背板后层73，所述背板中层72为蜂窝板结构，采用蜂窝板结构不仅可以降低整个屏幕的重量，且可以满足强度和环保要求，所述背板中层的厚度为1.5mm-7mm。
如图6所示，所述蜂窝板的蜂窝单元为正六边形结构，所述蜂窝单元的边长s为2mm-8mm，所述蜂窝单元的壁厚d为0.03mm-0.2mm。
实施例3
如图8所示，本实施例和实施例2的不同之处在于，将所述支撑层2和所述着色层3加工为一体合为一层，置于所述菲涅尔透镜层4和所述抗划伤层1之间。所述支撑层2和所述着色层3加工为一体合为一层的厚度为0.05mm-0.5mm。
加工时，在PC、PMMA或PET等树脂或单体溶液中均匀混合散射剂或着色母料通过注塑挤出拉伸或热固化等方式加工成型。既方便加工，且可以进一步减小屏幕的厚度，有助于提升投影效果的清晰度。
以上实施例仅用以说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案，尽管本说明书参照上述的各个实施例对本发明已进行了详细的说明，但本发明不局限于上述具体实施方式，因此任何对本发明进行修改或等同替换；而一切不脱离发明的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (25)
1.一种超广角短焦距正投影屏幕，其特征在于，包括依次粘接的镀银、镀铝层(5)、菲涅尔透镜层(4)、着色层(3)和抗划伤层(1)，所述抗划伤层(1)由多个竖直排列的柱面微结构组合而成。
2.根据权利要求1所述的一种超广角短焦距正投影屏幕，其特征在于，所述抗划伤层(1)由若干个大小相同的圆弧柱(11)构成，所有所述圆弧柱(11)相互连接并排列成阵列状。
3.根据权利要求1所述的一种超广角短焦距正投影屏幕，其特征在于，所述抗划伤层(1)由若干个大小相同的三棱柱(12)构成，所有所述三棱柱(12)相互连接并排列成阵列状。
4.根据权利要求1所述的一种超广角短焦距正投影屏幕，其特征在于，所述抗划伤层(1)由若干个大小相同的圆弧柱(11)和若干个大小相同的三棱柱(12)构成，所有所述圆弧柱(11)和所述三棱柱(12)相互连接并混合排列成阵列状。
5.根据权利要求2-4任一所述的一种超广角短焦距正投影屏幕，其特征在于，所述抗划伤层(1)的每个所述圆弧柱(11)或每个所述三棱柱(12)的柱面宽度为0.05mm-0.3mm。
6.根据权利要求2-4任一所述的一种超广角短焦距正投影屏幕，其特征在于，所述抗划伤层(1)的每个所述圆弧柱(11)或每个所述三棱柱(12)的柱面深度与柱面宽度之比为0.3-2。
7.根据权利要求1所述的一种超广角短焦距正投影屏幕，其特征在于，所述抗划伤层(1)的厚度为0.002mm-0.2mm。
8.根据权利要求1所述的一种超广角短焦距正投影屏幕，其特征在于，所述着色层(3)的厚度为0.003mm-0.5mm。
9.根据权利要求1所述的一种超广角短焦距正投影屏幕，其特征在于，所述抗划伤层(1)的柱面微结构表面加工为雾面或毛面。
10.根据权利要求1所述的一种超广角短焦距正投影屏幕，其特征在于，所述抗划伤层(1)的柱面微结构的表面硬度大于2H。
11.根据权利要求1所述的一种超广角短焦距正投影屏幕，其特征在于，将所述抗划伤层(1)和所述着色层(3)加工为一体合为一层。
12.根据权利要求11所述的一种超广角短焦距正投影屏幕，其特征在于，所述抗划伤层(1)和所述着色层(3)加工为一体合为一层的厚度为0.003mm-0.5mm。
13.根据权利要求11所述的一种超广角短焦距正投影屏幕，其特征在于，所述屏幕还设有支撑层(2)，置于所述菲涅尔透镜层(4)和上述复合层之间。
14.根据权利要求1所述的一种超广角短焦距正投影屏幕，其特征在于，在所述着色层(3)和所述抗划伤层(1)之间还设有支撑层(2)。
15.根据权利要求13或14任一所述的一种超广角短焦距正投影屏幕，其特征在于，所述支撑层(2)的厚度为0.03mm-0.5mm。
16.根据权利要求14所述的一种超广角短焦距正投影屏幕，其特征在于，将所述支撑层(2)和所述着色层(3)加工为一体合为一层，置于所述菲涅尔透镜层(4)和所述抗划伤层(1)之间。
17.根据权利要求16所述的一种超广角短焦距正投影屏幕，其特征在于，所述支撑层(2)和所述着色层(3)加工为一体合为一层的厚度为0.05mm-0.5mm。
18.如权利要求1所述的一种超广角短焦距正投影屏幕，所述着色层(3)中含有散射粒子。
19.根据权利要求1所述的一种超广角短焦距正投影屏幕，其特征在于，所述屏幕还包括位于所述镀银、镀铝层(5)后的背板(7)，所述背板(7)通过粘接层(6)和所述镀银、镀铝层(5)粘接在一起。
20.根据权利要求19所述的一种超广角短焦距正投影屏幕，其特征在于，所述背板(7)的厚度为3mm-8mm。
21.根据权利要求19所述的一种超广角短焦距正投影屏幕，其特征在于，所述背板(7)包括背板前层(71)、背板中层(72)和背板后层(73)，所述背板中层(72)为蜂窝板结构。
22.根据权利要求21所述的一种超广角短焦距正投影屏幕，其特征在于，所述背板中层(72)的厚度为1.5mm-7mm。
23.根据权利要求21所述的一种超广角短焦距正投影屏幕，其特征在于，所述蜂窝板的蜂窝单元为正六边形结构，所述蜂窝单元的边长为2mm-8mm，蜂窝单元的壁厚为0.03mm-0.2mm。
24.根据权利要求19所述的一种超广角短焦距正投影屏幕，其特征在于，所述超广角短焦距正投影屏幕上还设有连接在所述背板(7)和上述各层周围的边框(8)。
25.根据权利要求19所述的一种超广角短焦距正投影屏幕，其特征在于，所述背板(7)上还设有挂钩(9)。
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