CN109031879A - 投影屏幕和投影系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供的投影屏幕和投影系统，涉及投影技术领域。其中，所述投影屏幕包括：基材层；制作于所述基材层一面的成像层；制作于所述成像层远离所述基材层一面的反光膜层。所述反光膜层包括第一膜层和与该第一膜层具有不同折射率的第二膜层，以使所述反光膜层能够反射红绿蓝三色的光，且吸收红绿蓝三色以外的其它颜色的光。通过上述设置，可以改善现有的投影屏幕存在的成像效果较差的问题。
Description
技术领域
本发明涉及投影技术领域，具体而言，涉及一种投影屏幕和投影系统。
背景技术
随着屏幕显示技术的不断发展，投影作为一种简单、便捷的显示方式得到的广泛的应用，例如，家庭的娱乐生活或办公需求。其中，在通过投影进行显示时，不可缺少的一个设备就是投影屏幕。并且，在投影屏幕中成像层作为成像显示的一个关键结构发挥着重要的作用。
经发明人研究发现，在现有的投影屏幕中，入射至成像层的光束中除了投影机输出的光束，还包括投影屏幕所在的环境中存在其它光源发出的光束或自然光。其中，该光束或自然光与投影机输出的光束混合后会导致成像效果较差的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种投影屏幕和投影系统，以改善现有的投影屏幕存在的成像效果较差的问题。
为实现上述目的，本发明实施例采用如下技术方案：
一种投影屏幕，包括：
基材层；
制作于所述基材层一面的成像层；
制作于所述成像层远离所述基材层一面的反光膜层；
其中，所述反光膜层包括第一膜层和与该第一膜层具有不同折射率的第二膜层，以使所述反光膜层能够反射红绿蓝三色的光，且吸收红绿蓝三色以外的其它颜色的光。
在本发明实施例较佳的选择中，在上述投影屏幕中，所述第一膜层为多层，所述第二膜层为多层；
其中，多层所述第一膜层和多层所述第二膜层交替设置，以使任意相邻两层第一膜层之间设置有一层所述第二膜层、任意相邻两层第二膜层之间设置有一层所述第一膜层。
在本发明实施例较佳的选择中，在上述投影屏幕中，还包括：
光学结构层，该光学结构层位于所述成像层和所述反光膜层之间，以对入射的光束的传播方向进行调节。
在本发明实施例较佳的选择中，在上述投影屏幕中，所述光学结构层为圆形菲涅尔透镜结构、线光栅结构、棱锥形结构或棱台形结构。
在本发明实施例较佳的选择中，在上述投影屏幕中，所述光学结构层为圆形菲涅尔透镜结构，且包括：
靠近所述成像层的光面；
靠近所述反光膜层的结构面，该结构面刻录有同心圆环结构；
其中，所述圆形菲涅尔透镜结构的剖面在所述结构面一侧为锯齿状，且各锯齿的夹角角度依次递增或递减。
在本发明实施例较佳的选择中，在上述投影屏幕中，所述基材层包括：
第一基材层，该第一基材层位于所述成像层远离所述光学结构层的一面；
第二基材层，该第二基材层位于所述成像层和所述光学结构层之间。
在本发明实施例较佳的选择中，在上述投影屏幕中，还包括：
抗划伤层，该抗划伤层位于所述反光膜层远离所述成像层的一面。
本发明实施例还提供了一种投影系统，包括激光投影机和基于所述激光投影机输出的光束进行成像显示的投影屏幕，该投影屏幕包括：
基材层；
制作于所述基材层一面的成像层；
制作于所述成像层远离所述基材层一面的反光膜层；
其中，所述反光膜层包括第一膜层和与该第一膜层具有不同折射率的第二膜层，以使所述反光膜层能够反射红绿蓝三色的光，且吸收红绿蓝三色以外的其它颜色的光。
在本发明实施例较佳的选择中，在上述投影系统中，所述第一膜层为多层，所述第二膜层为多层；
其中，多层所述第一膜层和多层所述第二膜层交替设置，以使任意相邻两层第一膜层之间设置有一层所述第二膜层、任意相邻两层第二膜层之间设置有一层所述第一膜层。
在本发明实施例较佳的选择中，在上述投影系统中，还包括：
光学结构层，该光学结构层位于所述成像层和所述反光膜层之间，以对入射的光束的传播方向进行调节。
本发明提供的投影屏幕和投影系统，通过设置由折射率不同的第一膜层和第二膜层构成的反光膜层，以吸收红绿蓝三色以外的其它颜色的光，可以有效避免环境光中红绿蓝三色以外的其它颜色的光束进入成像层，并与投影机输出的光束混合后，对成像层的成像效果造成影响，进而导致成像效果较差的问题，极大地提高了投影屏幕成像时的对比度、色彩还原、亮度增益以及色准。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
图1为本发明实施例提供的投影系统的结构示意图。
图2为本发明实施例提供的投影屏幕的结构示意图。
图3为本发明实施例提供的反光膜层的结构示意图。
图4为本发明实施例提供的投影屏幕的另一结构示意图。
图5为本发明实施例提供的投影屏幕的另一结构示意图。
图6为本发明实施例提供的光学结构层的结构示意图。
图7为本发明实施例提供的投影屏幕的另一结构示意图。
图8为本发明实施例提供的投影屏幕的另一结构示意图。
图标：10-投影系统；100-投影屏幕；110-基材层；111-第一基材层；113-第二基材层；120-成像层；130-反光膜层；131-第一膜层；133-第二膜层；140-光学结构层；141-结构面；143-锯齿；150-抗划伤层；200-激光投影机。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为只是或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1所示，本发明实施例提供了一种投影系统10，可以包括投影屏幕100和激光投影机200。其中，所述激光投影机200可以输出光束至所述投影屏幕100，所述投影屏幕100可以基于所述激光投影机200输出的光束进行成像显示。
可选地，所述激光投影机200包括的光学器件不受限制，可以根据实际应用需求进行设置，例如，可以包括，但不限于红色、绿色和蓝色的三色光阀，合束X棱镜、投影镜头以及驱动光阀等光学器件，只要能够有效地输出红色、绿色和蓝色的激光光束即可。
结合图2，本发明实施例还提供一种可应用于上述投影系统10的投影屏幕100。其中，所述投影屏幕100可以包括基材层110、成像层120以及反光膜层130，以形成一种正投影屏幕。
详细地，所述正投影屏幕是指，在应用中激光投影机200与观看者位于投影屏幕100的同一侧。并且，所述成像层120可以制作于所述基材层110的一面，所述反光膜层130可以制作于所述成像层120远离所述基材层110的一面。
通过上述设置，环境光依次经过所述基材层110、成像层120以及反射层，并在该反射层是被吸收掉红绿蓝三色以外的其它颜色的光束，以避免该光束被反射至所述成像层120时对成像显示的效果造成影响。
可选地，所述基材层110的具体类型不受限制，可以根据实际应用需求进行设置，例如，既可以是柔性结构，也可以是具有一定刚性的结构。其中，柔性结构可以包括，但不限于PE、PVC、CPP、BOPP、PC、PET、PA或TPU等柔性塑料薄膜。具有一定刚性的结构可以包括，但不限于玻璃、亚克力等透明基板。
并且，所述基材层110对可见光的透光率不受限制，可以根据实际应用需求进行设置。在本实施例中，为保证成像显示的效果，所述基材层110的透光率可以大于或等于75％。
可选地，所述成像层120的具体类型不受限制，可以根据实际应用需求进行设置，例如，可以是树脂层，也可以是在树脂层将加入微细粒子以增加对光束的扩散能力。
结合图3，所述反光膜层130可以包括第一膜层131和第二膜层133。并且，所述第一膜层131和所述第二膜层133的折射率不同，以使所述反光膜层130能够反射红绿蓝三色的光，且吸收红绿蓝三色以外的其它颜色的光。
通过上述反光膜层130的设置，可以保证经过所述反光膜层130的光束中的红绿蓝三色以外的其它颜色的光束被吸收，以使反射至所述成像层120中的光束中不含有红绿蓝三色以外的其它颜色的光束，进而提高所述成像层120在进行成像显示时的成像效果。
可选地，所述第一膜层131和所述第二膜层133的数量不受限制，可以根据实际应用需求进行设置。在本实施例中，所述第一膜层131可以为多层，所述第二膜层133可以为多层。
其中，多层所述第一膜层131和多层所述第二膜层133的分布方式不受限制，可以根据实际应用需求进行设置，例如，既可以是按照一定的规律进行设置，也可以是任意设置。在本实施例中，多层所述第一膜层131和多层所述第二膜层133可以交替设置，也就是说，任意相邻两层第一膜层131之间设置有一层所述第二膜层133，任意相邻两层第二膜层133之间设置有一层所述第一膜层131。
并且，所述第一膜层131和所述第二膜层133的数量既可以相等，也可以不相等。其中，在数量相等时，分布方式既可以是第一膜层131、第二膜层133、第一膜层131、......、第二膜层133、第一膜层131、第二膜层133，也可以是第二膜层133、第一膜层131、第二膜层133、......、第一膜层131、第二膜层133、第一膜层131。在数量不相等时，分布方式既可以是第一膜层131、第二膜层133、第一膜层131、......、第二膜层133、第一膜层131，也可以是第二膜层133、第一膜层131、第二膜层133、......、第一膜层131、第二膜层133。
详细地，在数量相等且分布方式为第一膜层131、第二膜层133、第一膜层131、......、第二膜层133、第一膜层131、第二膜层133时，本实施例提供了一种可行的示例，以实现反射红绿蓝三色的光且吸收红绿蓝三色以外的其它颜色的光的目的。其中，所述第一膜层131的材料可以为Ta2O5，所述第二膜层133的材料可以为SiO2。并且，各所述第一膜层131和各所述第二膜层133的厚度比可以为，2.2533：1.7807：1.3634：0.8593：2.6807：1.5430：1.6915：1.8311：0.6589：1.8712：0.6033：0.6611：1.3548：0.9307：0.83：0.5007：2.6926：1.9117：2.7919：2.5939：1.9604：1.1691：2.0211：2.0012。
在数量相等且分布方式为第二膜层133、第一膜层131、第二膜层133、......、第一膜层131、第二膜层133、第一膜层131时，本实施例提供了一种可行的示例，以实现反射红绿蓝三色的光且吸收红绿蓝三色以外的其它颜色的光的目的。其中，所述第一膜层131的材料可以为Ta2O5，所述第二膜层133的材料可以为SiO2。并且，各所述第二膜层133和各所述第一膜层131的厚度比可以为，0.9811：0.9975：0.1382：0.9073：1.1976：0.9753：0.5649：4.003：1.0146：0.266：1.1052：2.5391：1.1306：3.4189：0.9967：1.0761：1.1626：0.011：0.023：0.0152。
在数量不相等且分布方式为第一膜层131、第二膜层133、第一膜层131、......、第二膜层133、第一膜层131时，本实施例提供了一种可行的示例，以实现反射红绿蓝三色的光且吸收红绿蓝三色以外的其它颜色的光的目的。其中，所述第一膜层131的材料可以为Ta2O5，所述第二膜层133的材料可以为SiO2。并且，各所述第一膜层131和各所述第二膜层133的厚度比可以为，1.4347：0.9025：2.3245：0.9605：2.6064：1.8243：1.0624：1.0293：0.3972：1.4203：0.7972：0.1216：2.6647：2.3339：0.7576：2.0144：0.0123。
在数量不相等且分布方式为第二膜层133、第一膜层131、第二膜层133、......、第一膜层131、第二膜层133，本实施例提供了一种可行的示例，以实现反射红绿蓝三色的光且吸收红绿蓝三色以外的其它颜色的光的目的。其中，所述第一膜层131的材料可以为Ta2O5，所述第二膜层133的材料可以为SiO2。并且，各所述第二膜层133和各所述第一膜层131的厚度比可以为，1.0068：0.9979：2.2405：3.1306：0.2441：0.4243：0.9504：0.6499：0.9836：0.9486：1.7786：2.7717：0.9281：2.7483：0.4327：0.8176：0.5342。
其中，各所述第一膜层131和各所述第二膜层133的厚度，可以是在上述各比例值的基础上乘以一个系数值，该系数值可以根据反光膜层130需要的反射率进行设置。例如，在该反光膜层130需要对500nm的光具有较高的反射率时，该系数值可以是(500/4)nm。并且，上述各比例值的取值不受限制，可以根据实际应用需求进行设置即可，只要大于0且小于或等于10即可。
可以理解的是，在上述各示例中，所述第一膜层131的材料为Ta2O5、所述第二膜层133的材料为SiO2是一种可以替代的应用示例，而不应限定为唯一的一种可行的实施方式。也就是说，所述第一膜层131和所述第二膜层133还可以通过其它材料组合形成，例如，可以包括，但不限于TiO2/SiO2、Nb2O5/SiO2、Al2O3/SiO2、HfO2/SiO2、TiO2/MgF2、Nb2O5/MgF2、Ta2O5/MgF2、Al2O3/MgF2、HfO2/MgF2等高、低折射率材料的组合。
并且，在上述应用示例中，所述反光膜层130包括的各膜层的数量不受限制，可以根据实际应用需求进行设置，例如，所述反光膜层130包括的各膜层的数量可以为大于或等于18且小于或等于400。
其中，为提高制作的各第一膜层131和各第二膜层133之间的连接稳定性，可以在制作膜层时，对制作环境的温度和真空度进行控制，以保证各膜层之间的紧密度。例如，真空度的数量级应不低于10-4Pa。
进一步地，为调节光束在所述投影屏幕100中的传播方向以提高成像显示的亮度，在本实施例中，结合图4，所述投影屏幕100还可以包括光学结构层140。
其中，所述光学结构层140位于所述成像层120和所述反光膜层130之间，也就是说，可以在所述成像层120远离所述基材层110的一面制作所述光学结构层140，并在制作完成后，在所述光学结构层140远离所述成像层120的一面制作所述反光膜层130。
可选地，所述光学结构层140的类型不受限制，可以根据实际应用需求进行设置，只要能够有效地对光束的传播方向进行调节即可，例如，可以包括，但不限于圆形菲涅尔透镜结构、线光栅结构、棱锥形结构或棱台形结构。并且，所述线光栅结构既可以是柱状光栅，也可以是锯齿状光栅。所述，所述棱锥形结构和所述棱台形结构中，既可以包括三棱、四棱，也可以包括其它数量的棱。
其中，结合图5，在所述光学结构层140为圆形菲涅尔透镜结构时，可以包括光面和结构面141，该结构面141刻录有同心圆环结构。并且，所述光面靠近所述成像层120，所述结构面141靠近所述反光膜层130。也就是说，光束从所述成像层120输出后，依次经过所述光面和所述结构面141后传输至所述反光膜层130。
结合图6，通过上述同心圆环结构的设置，可以使所述光学结构的剖面在所述结构面141的一侧形成锯齿状结构。并且，该锯齿状结构可以包括多个连续的锯齿143。
其中，为了对经过所述结构面141的光束的传输方向进行有效的调节，所述多个连续的锯齿143的夹角的角度可以依次递增或递减。详细地，在实际使用过程中，激光投影机200输出的光束会沿向上倾斜的方向输出至所述投影屏幕100，因此，各所述锯齿143的夹角角度从下往上可以依次递减。
进一步地，所述光学结构层140还可以是间接制作于所述成像层120。在本实施例中，结合图7，所述基材层110可以包括第一基材层111和第二基材层113。
其中，所述第一基材层111位于所述成像层120远离所述光学结构层140的一面，所述第二基材层113位于所述成像层120和所述光学结构层140之间。也就是说，所述成像层120可以制作于所述第一基材层111，所述光学结构层140可以制作于所述第二基材层113，然后再将所述第二基材层113贴合于所述成像层120。
进一步地，为对所述反光膜层130进行保护，在本实施例中，结合图8，所述投影屏幕100还可以包括抗划伤层150。
其中，所述抗划伤层150位于所述反光膜层130远离所述成像层120的一面，以避免所述反光膜层130远离所述成像层120的一面被外部器件划伤，进而导致反光效果降低的问题。
可选地，所述抗划伤层150的材料类型不受限制，可以根据实际应用需求进行设置，只要能够具有较好的抗划伤性能即可，例如，既可以是透明的玻璃、透明的塑料板、透明陶瓷等材料，也可以是一层性质稳定的化合物材料，如树脂、SiO2、Al2O3、氮化硅等。
综上所述，本发明提供的投影屏幕100和投影系统10，通过设置由折射率不同的第一膜层131和第二膜层133构成的反光膜层130，以吸收红绿蓝三色以外的其它颜色的光，可以有效避免环境光中红绿蓝三色以外的其它颜色的光束进入成像层120，并与投影机输出的光束混合后，对成像层120的成像效果造成影响，进而导致成像效果较差的问题，极大地提高了投影屏幕100成像时的对比度、色彩还原、亮度增益以及色准。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种投影屏幕，其特征在于，包括：
基材层；
制作于所述基材层一面的成像层；
制作于所述成像层远离所述基材层一面的反光膜层；
其中，所述反光膜层包括第一膜层和与该第一膜层具有不同折射率的第二膜层，以使所述反光膜层能够反射红绿蓝三色的光，且吸收红绿蓝三色以外的其它颜色的光。
2.根据权利要求1所述的投影屏幕，其特征在于，所述第一膜层为多层，所述第二膜层为多层；
其中，多层所述第一膜层和多层所述第二膜层交替设置，以使任意相邻两层第一膜层之间设置有一层所述第二膜层、任意相邻两层第二膜层之间设置有一层所述第一膜层。
3.根据权利要求1或2所述的投影屏幕，其特征在于，还包括：
光学结构层，该光学结构层位于所述成像层和所述反光膜层之间，以对入射的光束的传播方向进行调节。
4.根据权利要求3所述的投影屏幕，其特征在于，所述光学结构层为圆形菲涅尔透镜结构、线光栅结构、棱锥形结构或棱台形结构。
5.根据权利要求4所述的投影屏幕，其特征在于，所述光学结构层为圆形菲涅尔透镜结构，且包括：
靠近所述成像层的光面；
靠近所述反光膜层的结构面，该结构面刻录有同心圆环结构；
其中，所述圆形菲涅尔透镜结构的剖面在所述结构面一侧为锯齿状，且各锯齿的夹角角度依次递增或递减。
6.根据权利要求3所述的投影屏幕，其特征在于，所述基材层包括：
第一基材层，该第一基材层位于所述成像层远离所述光学结构层的一面；
第二基材层，该第二基材层位于所述成像层和所述光学结构层之间。
7.根据权利要求1或2所述的投影屏幕，其特征在于，还包括：
抗划伤层，该抗划伤层位于所述反光膜层远离所述成像层的一面。
8.一种投影系统，其特征在于，包括激光投影机和基于所述激光投影机输出的光束进行成像显示的投影屏幕，该投影屏幕包括：
基材层；
制作于所述基材层一面的成像层；
制作于所述成像层远离所述基材层一面的反光膜层；
其中，所述反光膜层包括第一膜层和与该第一膜层具有不同折射率的第二膜层，以使所述反光膜层能够反射红绿蓝三色的光，且吸收红绿蓝三色以外的其它颜色的光。
9.根据权利要求8所述的投影系统，其特征在于，所述第一膜层为多层，所述第二膜层为多层；
其中，多层所述第一膜层和多层所述第二膜层交替设置，以使任意相邻两层第一膜层之间设置有一层所述第二膜层、任意相邻两层第二膜层之间设置有一层所述第一膜层。
10.根据权利要求8或9所述的投影系统，其特征在于，还包括：
光学结构层，该光学结构层位于所述成像层和所述反光膜层之间，以对入射的光束的传播方向进行调节。
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