CN116908958A - 微通道全反射面板及其制备方法、投影幕布及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开微通道全反射面板及其制备方法、投影幕布及其制备方法，将多孔微通道面板中每个通道内壁及底部进行全反射处理，然后在微通道中填充（或不填充）无色透明介质，并对单根传像光纤之间进行降低透过率处理，形成一种新型可进行全反射的微通道面板，具体制备方法是按照拉丝、排屏、压屏、内壁镀膜、灌胶、切片、抛光，镀膜等技术手段，制备出透过率较低且尺寸较大的全反射微通道面板。在投影光源的作用下，光线从未进行全反射处理的一面进入，在每条微通道内壁中发生全反射，并将全部光线完整反射到微通道面板表面，形成对比鲜明的成像，大大提高了投影成像的增益及对比度。

Description

微通道全反射面板及其制备方法、投影幕布及其制备方法

技术领域

本发明涉及光学投影技术领域，具体为微通道全反射面板及其制备方法、投影幕布及其制备方法。

背景技术

现有的投影幕布设备依据幕布类型主要有白塑幕、灰塑幕、玻珠幕、金属幕、白玻纤幕、灰玻纤幕、黑栅幕和菲涅尔抗光幕。其中白塑幕、灰塑幕、玻珠幕、金属幕、白玻纤幕和灰玻纤幕都不是抗光幕，对于非黑暗环境下会很容易受到环境光的干扰，丧失图像对比度，形成一片白的情形。

白塑投影幕布虽然制备成本较低，对光线的反射柔和，长时间观看视觉不易疲劳，但增益较低，无抗光性，观看效果易受环境光线的影响。高对比度投影幕布即灰幕，是在白幕的基础上改进而来的，通常使用灰色的幕料制作而成。灰幕比白幕能够吸收更多的环境光线，这样就可以在较强环境光线的情况下使屏幕上的黑位得以保持，增加了屏幕上的黑白对比度。但如果在自然光的条件下观看，则屏幕表面会略呈灰色，无抗光效果。玻璃微珠投影幕布是典型的回归型反射型投影幕布，虽然增益较高(为1.5～30)，但由于玻璃微珠覆盖在基布表面，故不能触碰硬物，否则易导致刮痕，不利于保养。金属投影幕布一般是在机织物或经编织物的基础上涂覆一层金属涂料而获得的。金属涂料一般为铝粉涂料或银粉涂料，成本较高，且不适合宽幅幕布。金属投影幕布的增益较高，但视角很小，且同样不具备抗光效果。高清玻璃纤维投影幕布多以无碱玻璃纤维布为基布，因为无碱玻璃纤维布受力变形小、平整度极佳，因此投影幕布表面整体亮度一致，但增益较低。

现有技术中只有黑栅幕和菲涅尔抗光幕是属于抗光幕的范畴，但是在实际使用中，黑栅幕增益较低，同时存在抗侧方，下方环境光干扰能力弱的问题。而菲涅尔抗光幕虽然抗光能力和增益都很好，但是需要整体设计，为单独针对特定尺寸设计的整块硬屏，安装繁琐，价格高昂同时受限于其本身结构特点和实际成本，难以做到大尺寸或特大尺寸抗光幕。

微通道面板是由数千万根单丝纤维组合而成，每根纤维独立传送一个像素，且互相之间具有良好的光学绝缘，传光时不受周围纤维影响。而且纤维的规则排列确保了独立像素之间的相对位置不变，进而保持了图像不变，实现了传像功能。专利CN202210438159.6提供了一种光纤面板及其制备方法、投影用幕布及其制备方法，实现了一种高对比度且具有抗光性的幕布的应用。但制备此幕布的成本较高，而且最终制成的幕布可视角度较小影响了其实际应用价值。

发明内容

本部分的目的在于概述本发明的实施方式的一些方面以及简要介绍一些较佳实施方式。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

鉴于上述和/或现有的幕布中存在的问题，提出了本发明。

因此，本发明的目的是提供一种微通道全反射面板及其制备方法、投影幕布及其制备方法，可视角度较大，提高了投影成像的增益及对比度。

为解决上述技术问题，根据本发明的一个方面，本发明提供了如下技术方案：

一种微通道全反射面板，其包括：支撑物和光导纤维层；

所述光导纤维层包括具有无色填充介质或无填充的微通道以及微通道内壁的全反射层；

所述光导纤维层的一面为抛光面，另一面为精磨面，且所述精磨面为全反射面；

其中，所述全反射层相对所述精磨面垂直或者倾斜。

所述光导纤维层由若干根复丝棒排列而成；

每根复丝棒包括若干根复合管棒，若干根复合管棒的间隙插满光学吸收丝或无色透明丝；

每根复丝棒的内部填充有无色透明介质。

作为本发明所述的一种微通道全反射面板的一种优选方案，其中，所述微通道全反射面板的厚度为0.1mm-100mm，所述支撑物为低透过率介质，所述介质为黑色玻璃或可形成黑色反光的其它方案。

作为本发明所述的一种微通道全反射面板的一种优选方案，其中，所述复丝棒的截面为圆形、正方形、正三角形、正多边形或者不规则形状，每根复丝棒的外部均设有低透过率皮料管或可以形成低透过率效果的玻璃管。

一种微通道全反射面板的制备方法，具体步骤如下：

将透过率较低的空心皮料管放进拉丝机，升温至810±100℃进行拉丝；

完成拉丝后，将含有若干根单丝的复丝，排列成为复丝屏段，将复丝屏段放进压屏炉升温并施加的压力，对复丝屏段进行压屏处理；

完成压屏的复丝屏段先保温，后随炉冷却至室温；

将冷却后的复丝屏段取出后放入真空室内，对微孔内壁进行镀膜处理，使每条微孔内壁形成均匀一致的全反射介质；

完成镀膜后的微孔复丝屏段内部注入搅拌均匀，无气泡杂质缺陷的环氧树脂，待环氧树脂完全固化后，将屏段并放入线切割机，将复丝屏段切成厚度为0.1mm-100mm的微通道面板，并对微通道面板一面进行抛光，另一面进行精磨；

光纤面板精磨面进行银镜反应或镀膜，形成全反射层。

作为本发明所述的一种微通道全反射面板的制备方法的一种优选方案，其中，所述复丝棒在复丝炉中升温至760±100℃，所述复丝屏段在压屏炉升温至690±80℃，完成压屏的复丝屏段在650±80℃下保温10±5h。

作为本发明所述的一种微通道全反射面板的制备方法的一种优选方案，其中，所述镀膜的步骤如下：将微通道面板放入真空室内，真空室的压力为1×10^-3Pa～1×10^-6Pa，通过真空蒸发镀膜将微通道内壁均匀蒸镀一定厚度的铝膜。

作为本发明所述的一种微通道全反射面板的制备方法的一种优选方案，所述银镜反应的步骤如下：将光纤面板抛光面放入配置好的含有1％～3％硝酸银及7％～15％氢氧化钠的10％～20％葡萄糖清澈银铵溶液中，水浴加热直至形成银镜。

一种投影幕布，所述投影幕布由若干块微通道全反射面板拼接而成。

一种投影幕布的制备方法，先通过微通道全反射面板的制备方法制备出微通道面板，再将若干块制备好的微通道面板拼接。

与现有技术相比，本发明具有的有益效果是：

1、在投影光源的作用下，光线从微通道未进行全反射处理的一端进入，在每条光导纤维中发生全反射，并将全部光线完整反射到微通道面板表面，形成对比鲜明的成像，显著提高了投影成像的增益及对比度；

2、通过镀全反射膜形式在孔内壁形成全反射，可反射的角度较大(即可视角度较大)，通过使用透过率较低的皮料材质，同时排棒过程中的孔隙中插满光学吸收材料(扩大光学吸收材料在微通道面板中的面积占比)等技术手段，每条光导纤维外表面的光学吸收材料不仅可以降低每根微通道之间的串光效应，还可提高全反射微通道面板的色彩分辨力，增加幕布成像的对比度。

3、抗光高增益高对比度全反射微通道面板，表面整体亮度一致，表面光滑易保养，无光斑且牢固耐用，表面不存在因涂敷金属涂料或玻珠等物质导致的易掉粉难保养等问题，且可通过小块全反射微通道面板拼接制成任意大小，任意形状的屏幕。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将将结合附图和详细实施方式对本发明进行详细说明，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：

图1为本发明微通道全反射面板的整体结构示意图；

图2为本发明微通道全反射面板一实施例的部分结构示意图；

图3为本发明微通道全反射面板另一实施例的部分结构示意图；

图4为本发明实施例1、2、3提供的一种复合管棒的示意图；

图5为本发明实施例4提供的一种复合管棒的示意图；

图6为本发明实施例5提供的一种复合管棒的示意图；

图7为本发明实施例6提供的一种复合管棒的示意图；

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

其次，本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施方式时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的实施方式作进一步地详细描述。

如图1-图2所示，本发明提供一种微通道全反射面板，其包括：支撑物和光导纤维层1，光导纤维层1包括具有无色填充介质2或无填充的微通道以及微通道内壁的全反射层3，光导纤维层1的一面为抛光面4，另一面为精磨面5，且精磨面5为全反射面，其中，所述全反射层3相对所述精磨面5垂直或者倾斜。光导纤维层1用于将光线折射至底部精磨面5，精磨面5用于将光线透过光导纤维层1反射至光纤面板表面。无色填充介质2用于促进光线在内壁传递，防止微通道内壁受损或变脏，且可以提高全反射微通道面板强度。

如图3-图8所示，光导纤维层1由若干根复丝棒排列而成，每根复丝棒包括若干根复合管棒，若干根复合管棒的间隙插满光学吸收丝1-2或无色透明丝1-3，每根复丝棒包括圆柱形管1-1，圆弧形管1-1内部填充有无色透明介质1-0，微通道全反射面板的厚度为0.1mm-100mm，圆弧形管1-1外部设有低透过率皮料管1-4或可以形成低透过率效果的玻璃管，且所述复丝棒的截面为圆形、正方形、正三角形、正多边形或者不规则形状。

下面结合具体实施例对本发明作详细描述。

实施例1

如图4所示，将黑色皮料管放进拉丝机，升温至800℃，进行单丝拉制，完成单丝拉制后，对取出的单丝进行一定工艺的排棒处理，使单丝排列成为正方形复丝棒，其中孔隙处插满吸收玻璃丝，将排成的复丝棒放进复丝炉中，升温至785℃时进行复丝拉制，将拉制的单丝丝径100μm的空心复丝切断成长20cm的复丝，对复丝进行一定工艺的排屏处理，使复丝排列成为边长12cm的正方形，完成排屏后的复丝屏段放进压屏炉，升温至730℃并施加的压力，对屏段进行压屏处理。完成压屏后的屏段，在705℃时保温10h后随炉冷却至室温。将退火后的屏段取出并放入真空室内进行真空镀铝，使每根微通道内壁均匀附着一层高反光铝膜，取出完成镀铝后的屏段内部灌入石蜡，然后放入线切割机，将屏段切成厚度为0.2mm的微通道面板，将微通道面板双面进行一定磨抛后，通过去蜡溶液将微通道内部石蜡去除，然后将内壁具有全反射特性的微通道面板一面粘在具有一定粗糙度的全反射铝箔上，制备成可进行全反射的微通道面板。

实施例2

如图4所示，将黑色皮料管放进拉丝机，升温至800℃，进行单丝拉制。完成单丝拉制后，对取出的单丝进行一定工艺的排棒处理，使单丝排列成为正方形复丝棒，其中孔隙处插满吸收玻璃丝。将排成的复丝棒放进复丝炉中，升温至785℃时进行复丝拉制。将拉制的单丝丝径200μm的空心复丝切断成长20cm的复丝，对复丝进行一定工艺的排屏处理，使复丝排列成为边长15cm的正方形。完成排屏后的复丝屏段放进压屏炉，升温至730℃并施加的压力，对屏段进行压屏处理。完成压屏后的屏段，在705℃时保温10h后随炉冷却至室温。将退火后的屏段取出并放入真空室内进行真空镀铝，使每根微通道内壁均匀附着一层高反光铝膜，取出完成镀铝后的屏段内部注入无气泡的环氧树脂溶液，待树脂完全凝固后，将填满环氧树脂的屏段放入线切割机，将屏段切成厚度为0.3mm的微通道面板，将微通道面板双面进行抛光后，将内壁具有全反射特性的微通道面板一面粘在具有一定粗糙度的全反射铝箔上，制备成可进行全反射的微通道面板。

实施例3

如图4所示，黑色皮料管放进拉丝机，升温至800℃，进行单丝拉制，拉制成单丝丝径0.35mm的细丝。将单丝排列成为边长15cm的正方形复丝屏段，其中孔隙处插满吸收玻璃丝。完成排屏后的复丝屏段放进压屏炉，升温至730℃并施加的压力，对屏段进行压屏处理。完成压屏后的屏段，在705℃时保温10h后随炉冷却至室温。将退火后的屏段取出并放入真空室内进行真空镀铝，使每根微通道内壁均匀附着一层高反光铝膜，取出完成镀铝后的屏段内部注入亚克力胶，待亚克力胶完全凝固后，将填满亚克力胶的屏段放入线切割机，将屏段切成厚度为0.4mm的微通道面板，将微通道面板进行单面抛光，单面精磨，将内壁具有全反射特性的微通道面板的精磨面放入真空室内，高温镀上一层铝膜，制备成可进行全反射的微通道面板。

实施例4

如图5所示，黑色皮料管放进拉丝机，升温至800℃，进行单丝拉制，拉制成单丝丝径0.4mm的细丝。将单丝排列成为边长12cm的正六边形复丝屏段，其中孔隙处插满吸收玻璃丝。完成排屏后的复丝屏段放进压屏炉，升温至730℃并施加的压力，对屏段进行压屏处理。完成压屏后的屏段，在705℃时保温10h后随炉冷却至室温。将退火后的屏段取出后内部灌入高硬度石蜡，待石蜡完全凝固后，将填满石蜡的屏段放入线切割机，将屏段切成厚度为0.4mm的微通道面板。将微通道面板进行单面抛光，单面精磨后，将石蜡溶解去除，将精磨面张贴在表面粗糙的硬板上，并将其放入真空室内，将微孔内壁及底部高温镀上一层铝膜。取出镀膜后的含有全反射微孔结构的板，将孔内填充无色透明环氧树脂或亚克力胶。待环氧树脂或亚克力胶完全凝固后，将支撑物上表面的镀铝磨掉，露出黑色玻璃支撑内壁，制备成可进行全反射的微通道面板。

实施例5

如图6所示，无色透明皮料管放进拉丝机，升温至800℃，进行单丝拉制，拉制成单丝丝径0.4mm的细丝。将单丝排列成为边长12cm的正方形复丝屏段，其中孔隙处插满黑玻璃丝。完成排屏后的复丝屏段放进压屏炉，升温至730℃并施加的压力，对屏段进行压屏处理。完成压屏后的屏段，在705℃时保温10h后随炉冷却至室温。将退火后的屏段取出后内部灌入高硬度石蜡，待石蜡完全凝固后，将填满石蜡的屏段放入线切割机，将屏段切成厚度为0.4mm的微通道面板。将微通道面板进行双面抛光后，将石蜡溶解去除，将精磨面张贴在表面粗糙且为黑色的硬板上，并将其放入真空室内，将微孔内壁及底部高温镀上一层铝膜。取出镀膜后的含有全反射微孔结构的板，将孔内填充无色透明环氧树脂或亚克力胶。待环氧树脂或亚克力胶完全凝固后，将支撑物上表面的镀铝磨掉，露出无色透明玻璃支撑内壁，制备成可进行全反射的微通道面板。

实施例6

如图7所示，无色透明皮料管放进拉丝机，升温至800℃，进行单丝拉制，拉制成单丝丝径0.4mm的细丝。将单丝排列成为边长12cm的正六边形复丝屏段，其中孔隙处插满无色透明丝。完成排屏后的复丝屏段放进压屏炉，升温至730℃并施加的压力，对屏段进行压屏处理。完成压屏后的屏段，在705℃时保温10h后随炉冷却至室温。将退火后的屏段取出后内部灌入高硬度石蜡，待石蜡完全凝固后，将填满石蜡的屏段放入线切割机，将屏段切成厚度为0.4mm的微通道面板。将微通道面板进行单面抛光，单面精磨后，将石蜡溶解去除，将精磨面张贴在表面粗糙的黑色硬板上，并将其放入真空室内，将微孔内壁及底部高温镀上一层铝膜。取出镀膜后的含有全反射微孔结构的板，将孔内填充无色透明环氧树脂或亚克力胶。待环氧树脂或亚克力胶完全凝固后，将支撑物上表面的镀铝磨掉，露出无色透明玻璃支撑内壁，制备成可进行全反射的微通道面板。

将上述方法制得的微通道板全反射面板拼接形成投影用幕布，显著提高了投影成像的增益及对比度；可视角度较大；表面整体亮度一致，表面光滑易保养，无光斑且牢固耐用。表面不存在因涂敷金属涂料或玻珠等物质导致的易掉粉难保养等问题。

虽然在上文中已经参考实施方式对本发明进行了描述，然而在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，本发明所披露的实施方式中的各项特征均可通过任意方式相互结合起来使用，在本说明书中未对这些组合的情况进行穷举性的描述仅仅是出于省略篇幅和节约资源的考虑。因此，本发明并不局限于文中公开的特定实施方式，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (10)

1.一种微通道全反射面板，其特征在于，包括：支撑物和光导纤维层（1）；

所述光导纤维层（1）包括具有无色填充介质（2）或无填充的微通道以及微通道内壁的全反射层（3）；

所述光导纤维层（1）的一面为抛光面（4），另一面为精磨面（5），且所述精磨面（5）为全反射面；

其中，所述全反射层（3）相对所述精磨面（5）垂直或者倾斜。

2.根据权利要求1所述的微通道全反射面板，其特征在于，所述光导纤维层（1）由若干根复丝棒排列而成；

每根复丝棒包括若干根复合管棒，若干根复合管棒的间隙插满光学吸收丝（1-2）或无色透明丝（1-3）；

每根复丝棒的内部填充有无色透明介质（1-0）。

3.根据权利要求2所述的微通道全反射面板，其特征在于，所述微通道全反射面板的厚度为0.1mm-100mm，所述支撑物为低透过率介质，所述介质为黑色玻璃或可形成黑色反光的其它方案。

4.根据权利要求2所述的微通道全反射面板，其特征在于，所述复丝棒的截面为圆形、正方形、正三角形、正多边形或者不规则形状，每根复丝棒的外部均设有低透过率皮料管（1-4）或可以形成低透过率效果的玻璃管。

5.一种如权利要求1-4任一项所述的微通道全反射面板的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：

将透过率较低的空心皮料管放进拉丝机，升温至810±100℃进行拉丝；

完成拉丝后，将含有若干根单丝的复丝，排列成为复丝屏段，将复丝屏段放进压屏炉升温并施加的压力，对复丝屏段进行压屏处理；

完成压屏的复丝屏段先保温，后随炉冷却至室温；

将冷却后的复丝屏段取出后放入真空室内，对微孔内壁进行镀膜处理，使每条微孔内壁形成均匀一致的全反射介质；

完成镀膜后的微孔复丝屏段内部注入搅拌均匀，无气泡杂质缺陷的环氧树脂，待环氧树脂完全固化后，将屏段并放入线切割机，将复丝屏段切成厚度为0.1mm-100mm的微通道面板，并对微通道面板一面进行抛光，另一面进行精磨；

光纤面板精磨面进行银镜反应或镀膜，形成全反射层。

6.根据权利要求5所述的微通道全反射面板的制备方法，其特征在于，所述复丝棒在复丝炉中升温至760±100℃，所述复丝屏段在压屏炉升温至690±80℃，完成压屏的复丝屏段在650±80℃下保温10±5h。

7.根据权利要求5所述的微通道全反射面板的制备方法，其特征在于，所述镀膜的步骤如下：将微通道面板放入真空室内，真空室的压力为1×10^-3Pa～1×10^-6Pa，通过真空蒸发镀膜将微通道内壁均匀蒸镀一定厚度的铝膜。

8.根据权利要求5所述的微通道全反射面板的制备方法，其特征在于，所述银镜反应的步骤如下：将光纤面板抛光面放入配置好的含有1%～3%硝酸银及7%～15%氢氧化钠的10%～20%葡萄糖清澈银铵溶液中，水浴加热直至形成银镜。

9.一种投影幕布，其特征在于，所述投影幕布由若干块如权利要求1-4任一项所述的微通道全反射面板拼接而成。

10.一种如权利要求9所述的投影幕布的制备方法，其特征在于，先通过如权利要求6-8任一项所述的微通道全反射面板的制备方法制备出微通道面板，再将若干块制备好的微通道面板拼接。