CN111077722B - 投影屏幕及其加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种投影屏幕及其加工方法，其中投影屏幕从投影光线入射侧依次包括扩散层、微透镜阵列和基材，所述基材内侧设有菲涅尔微结构，且所述菲涅尔微结构部分表面设置反射层，其余部分表面为吸光层；所述微透镜阵列用于将投影光线聚焦在所述反射层上，所述反射层用于将投影光线反射回观众视场，环境光线大部分被吸光层吸收。本发明通过对微透镜阵列结构和尺寸的设置，使投影光线只入射在微结构的反射层上，而环境光线大部分被吸光层吸收，从而提高屏幕的光线利用率和抗环境光能力；降低屏幕的反射率而不降低投影机的反射率，使该反射屏幕具有高增益、高对比度；适应于超短焦投影仪，保证屏幕具有较佳的视觉效果。

Description

投影屏幕及其加工方法
技术领域
本发明涉及一种投影屏幕及其加工方法。
背景技术
屏幕是影响投影显示系统的一个重要因素，其对投影显示的图像质量影响很大，而屏幕的对比度就是评价一块屏幕好坏的参数。屏幕反射的画面对比度受环境光的影响而远远低于投影机自身的对比度。因为一般的投影机屏幕既能反射投影机的光线也能反射环境光的光线。
为了提高在有环境光的情况下的屏幕对比度，目前抗环境光的投影屏幕如在公开号为CN1670618A的文献中公开的一种线栅屏幕，其结构如图2(a)所示，微结构单元由上下两个斜面组成，上面的斜面表面涂了一层黑色的吸光材料，用来吸收屏幕上方过来的环境光线，基地材料为白色的反射树脂反射投影机的光线。即：通过一面吸光一面反射的方式来改善环境光对比度，但是该类型屏幕增益较低。
公开号为CN1693989A的文献公开了一种反射式屏幕，其中的结构单元如图2(b)所示，类似于上述公开号为CN1670618A的文献中的结构，但是基地材料是黑色的，而在投影机的斜面表面涂一层白色的反射材料反射投影机的光线。线栅结构只能准直中间过投影机截面的入射光线，从中间到两边准直效果逐渐变差。为了能够采用线栅结构，反射涂层选择为白色的漫反射涂层，对于入射光线的角度没有选择性。这样的好处是增大了视场，但是入射到白色反射面的环境光一样可以被反射到观众的视场，同时屏幕的增益一般低于0.5。
公开号为CN105408777A的文献公开的是一种圆形对称的菲涅尔结构如图2(c)所示，该发明是利用投影光线与环境光入射角度不同来提高对比度，环境光G2经反射层的上反射面反射到地面方向，不影响观看的对比度，但仍有一部分如图中环境光G1会经反射层的下反射面反射回观看视场中。因此，该发明中的结构改善对比度效果有限。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对现有技术的不足，提供一种投影屏幕及其加工方法，在微透镜阵列上增加菲涅尔反射结构，在保证投影光线的利用率的同时实现了投影屏幕的高增益和高对比度，不仅有效提升投影光线的利用率，还可以获得良好的抗环境光能力。
本发明所要解决的技术问题是通过如下技术方案实现的：
一种投影屏幕，从投影光线入射侧依次包括扩散层、微透镜阵列和基材，所述基材内侧设有菲涅尔微结构，且所述菲涅尔微结构部分表面设置反射层，菲涅尔微结构的其余部分表面为吸光层；所述微透镜阵列用于将投影光线聚焦在所述反射层上，所述反射层用于将投影光线反射回观众视场。
具体来说，所述反射层和吸光层设置在所述菲涅尔微结构表面，且所述反射层设置在吸光层之间。
进一步地，所述微透镜阵列包括多个微透镜单元，所述反射层设置在与对应所述微透镜单元的焦平面相匹配的位置。设：相邻所述微透镜单元顶点距离为：a、所述微透镜单元焦距为：d、所述微透镜单元曲率半径为：r；则：当a固定时，d是变化的，此时r是变化的；当d固定时，a是变化的，此时r是变化的。
更具体地，设置在所述基材上的微透镜阵列为弧形旋转对称结构。
为了加工方便，所述扩散层贴合在所述微透镜阵列外侧。
或者，所述微透镜阵列的外侧粗糙化，形成扩散层。
通常情况下，所述微透镜阵列的微透镜单元的节距P为100μm。
本发明提供一种如上所述的投影屏幕的加工方法，包括如下步骤：
步骤100：制作微透镜阵列，采用离子交换法、光敏玻璃法、全息法、菲涅尔波带透镜法或光刻胶热熔融法，在透明基材上加工微透镜阵列；
步骤200：制作菲涅尔反射结构，在制作有微透镜阵列的透明基材的另外一侧通过压印或UV胶水转印的方式形成菲涅尔微结构；
将调制好的白色反射涂料均匀涂布在所述菲涅尔微结构的表面，然后使用光束照射，光束照射方向按照投影机光线的入射方向，经光束照射的部分被固化，去除未被光束照射的反射涂料；
步骤300：制作吸光层，在UV胶水中加入黑色有机染料及无机颜料，将制得的黑色吸收材料涂布在所述去除未被光束照射的反射涂料的菲涅尔微结构表面，并通过光固化后得到屏幕主结构。
为了达到更好的效果，该加工方法还包括步骤400：在所述微透镜阵列靠近观众的一侧贴合扩散层，或直接将微透镜阵列透镜面粗糙化，形成一扩散层。
本发明还提供一种如上所述的投影屏幕的加工方法，包括如下步骤：
步骤100’：制作微透镜阵列，采用离子交换法、光敏玻璃法、全息法、菲涅尔波带透镜法或光刻胶热熔融法，在透明基材上加工微透镜阵列；
步骤200’：制作环涅尔反射结构，在制作有微透镜阵列的透明基材的另外一侧通过压印或UV胶水转印的方式形成菲涅尔微结构；
步骤300’：制作吸光层，在UV胶水中加入黑色有机染料及无机颜料，将制得的黑色吸收材料涂布在所述菲涅尔微结构表面，并通过光束照射，去除被光束照射的吸收材料，留下未经光束照射的部分形成吸光层；
步骤400’：在吸光层之间的部分填充上反射涂料后，得到屏幕主结构。
为了达到更好的效果，该加工方法还包括步骤500’：在所述微透镜阵列靠近观众的一侧贴合扩散层，或直接将微透镜阵列的透镜面粗糙化，形成一扩散层。综上所述，本发明提供一种投影屏幕及其加工方法，在微透镜阵列上增加菲涅尔反射结构，在保证投影光线的利用率的同时实现了投影屏幕的高增益和高对比度，不仅有效提升投影光线的利用率，还可以获得良好的抗环境光能力。
下面结合附图和具体加工方法，对本发明的技术方案进行详细地说明。
附图说明
图1(a)为本发明投影机光线示意图；
图1(b)为本发明环境光线示意图；
图1(c)为本发明投影屏幕外形示意图；
图2(a)至图2(c)分别为现有技术示意图；
图3为本发明微透镜聚焦和环形菲涅尔准直原理图；
图4为本发明提高对比度原理图；
图5(a)至图5(d)为本发明加工方法一加工方法示意图；
图6(a)至图6(c)为本发明加工方法二加工方法示意图；
图7为本发明微透镜阵列结构示意图；
图8(a)为本发明加工方法四扩散层结构示意图；
图8(b)为本发明加工方法五扩散层结构示意图。
具体实施方式
图1(a)为本发明投影机光线示意图；图1(b)为本发明环境光线示意图；图1(c)为本发明投影屏幕外形示意图。如图1(a)至图1(c)所示可知，本发明提供一种投影屏幕1000，从投影光线T入射侧依次包括扩散层100、微透镜阵列200和基材300，所述基材300内侧设有菲涅尔微结构400，且所述菲涅尔微结构400的部分表面设置反射层410，菲涅尔微结构的其余部分表面为吸光层420。所述微透镜阵列200用于将投影光线T聚焦在所述反射层410上，所述反射层410用于将投影光线T反射回观众视场G，环境光线H大部分被吸光层420吸收。
具体来说，所述反射层410和吸光层420设置在所述菲涅尔微结构400的表面，且所述反射层410设置在吸光层420之间。所述反射层410为涂覆的白色反射涂料，包括：反射颗粒、扩散颗粒、负性光刻胶、粘接胶水和辅料。所述吸光层420主要包括UV胶水，并在所述UV胶水中加入黑色有机染料和无机颜料。设置在所述基材300上的微透镜阵列200为弧形旋转对称结构。
为了加工方便，所述扩散层100为贴合在微透镜阵列200外侧的层结构；或者，所述微透镜阵列200的外侧即靠近观众的一侧粗糙化，形成扩散层100。根据需要，所述微透镜阵列200的微透镜单元的节距P为100μm。
进一步地，所述微透镜阵列200包括多个微透镜，所述反射层410设置在与对应所述微透镜单元的焦平面相匹配的位置。
更具体地，设置在所述基材300上的微透镜阵列200为弧形旋转对称结构。
图3为本发明微透镜聚焦和环形菲涅尔准直原理图。如图3所示：
Figure BDA0001833436830000051
由投影机光线经微透镜阵列偏折后角度θ2和微透镜相邻单元顶点距离a可得到微透镜单元的焦距d：
Figure BDA0001833436830000052
由几何光学原理可得微透镜单元的曲率半径r为：
Figure BDA0001833436830000053
因此，
Figure BDA0001833436830000054
由上式(1)-(3)可知，投影光线入射角度θ1、微透镜单元间隔a以及微透镜单元焦距d决定了微透镜单元曲率半径r。
由于投影机的摆放位置，投影光线T的入射角度θ1是变化的，因此，会出现如下这几种情况：
情况1：当微透镜单元间隔a固定时，则d是变化的，因此微透镜单元曲率半径r是变化的；
情况2：当微透镜单元焦距d是固定的，则微透镜单元间隔a是变化的，因此微透镜单元曲率半径r是变化的；
综合上述两种情况，微透镜单元的曲率半径是变化，亦即透镜阵列是呈非周期排布，这种非周期的微透镜阵列结构也避免了产生衍射或摩尔纹效果。
如图3所示，为相邻的两个微透镜单元，即：第一微透镜单元201和第二微透镜单元202。当平行的投影光线沿着θ1角度入射到第一个微透镜单元201的时候，第一个微透镜单元201会将入射的投影光线进行汇聚，汇聚到菲涅尔微结构的反射层410上。定义入射在第一个微透镜单元201中心位置的光线为该束入射透镜光线的主光线，菲涅尔微结构的反射层410设置为镜面，根据菲涅尔微结构的反射原理，反射的主光线会被反射层410准直成水平方向反射回观众的视场；围绕在主光线的其他平行光线则被反射成一个围绕在主光线附近小发散角度的反射光线；反射层的反射面的反射率可以通过涂料中的反射颗粒含量的调配控制，一般反射率控制在20％到90％的范围内。选用高反射率的反射涂料可以有效的提高屏幕的增益。
如果菲涅尔的反射层的反射面本身具有一定的粗糙度，反射的光线则会在粗糙的反射面上发生进一步的散射，使得反射光线的扩散角度进一步扩大；因此可以通过控制反射表面的粗糙程度来控制反射光线的发散程度；过大的粗糙度则将投影机光线过度的扩散，降低了中心的增益，一般扩散角度控制在0°到40°的范围内。
各个微透镜单元的设置能够使得反射光线也位于对应微透镜单元的焦平面位置，因此发散的反射光线会被相邻的微透镜单元再次准直，从而提高屏幕的增益。
图4为本发明提高对比度原理图。如前所述，投影光线T经微透镜阵列200聚焦到反射层410后被反射到观众视场G中，第一部分环境光线H1入射到菲涅尔微结构的吸光层中被吸收，第二部分环境光线H2入射在反射层410上被反射，如图4所示。由于吸光层的吸收率不是百分之百，入射在吸光层中的一部分环境光线被反射回观众视场。
本发明中的反射层的反射材料的反射率rcoating优选范围是＞60％，投影光线由于微透镜汇聚到反射材料上，大部分都被反射材料反射；根据设置的反射层尺寸，如果环境光线中有a％直接入射在反射材料上，而另外(1-a％)的环境光线按照吸光层的吸收材料反射率rabs(rabs＜5％)被反射。则本发明中屏幕的抗环境光对比度ω为：
Figure BDA0001833436830000071
如果反射材料的面积占比10％，反射材料的反射率60％，吸光材料的反射率5％，投影机的增益在2.0-3.0左右，那么抗环境光对比度约为20左右。从(4)式中可看出，通过引入微透镜阵列，不仅可以提高投影光线的利用率，在抗环境光方面也具有良好的表现，远高于一般屏幕的抗环境光对比度。
以下对投影屏幕的五种加工方法分别进行详细地说明。
加工方法一：
图5(a)至图5(d)为本发明加工方法一加工方法示意图。如图5(a)至图5(d)所示，本发明提供一种如上所述的投影屏幕的加工方法，包括如下步骤：
步骤100：制作微透镜阵列，采用离子交换法、光敏玻璃法、全息法、菲涅尔波带透镜法或光刻胶热熔融法，在透明基材上加工微透镜阵列；
步骤200：制作环涅尔反射结构，在制作有微透镜阵列的透明基材的另外一侧通过压印或UV胶水转印的方式形成菲涅尔微结构；
将调制好的白色反射涂料均匀涂布在所述菲涅尔微结构的表面，然后使用光束照射，光束照射方向按照投影机光线的入射方向，经光束照射的部分被固化，去除未被光束照射的反射涂料；
步骤300：制作吸光层，在UV胶水中加入黑色有机染料及无机颜料，将制得的黑色吸收材料涂布在所述去除未被光束照射的反射涂料的菲涅尔微结构表面，并通过光固化后得到屏幕主结构。具体来说，本发明屏幕结构的工艺流程是：
(一)制作微透镜阵列：通常可以采用常见的微透镜阵列加工方法，如：离子交换法、光敏玻璃法、全息法、菲涅尔波带透镜法、光刻胶热熔融法等。采用上述常见的加工方法在透明基材上加工微透镜阵列，透明基材可以是聚碳酸酯(PC)或丙烯酸塑料等，如图5(a)所示，微透镜单元的节距P约为100μm左右。
(二)制作菲涅尔反射结构：在制作有微透镜阵列的透明基材的另外一侧通过压印或UV胶水转印的方式形成环形菲涅尔微结构。白色反射涂料由反射颗粒、扩散颗粒、负性光刻胶、粘接胶水和其他辅助原料混合而成，其中反射材料可选择云母、二氧化钛(TiO2)等反射材料，反射率＞60％；扩散颗粒可以使用环氧系，丙烯酸系或者硅酮系有机的树脂颗粒，或者其他无机的散射材料；负性光刻胶可选用聚肉桂酸系或环化橡胶系；其他辅助原料包括助剂和溶剂，助剂和溶剂包含：流平剂、润湿剂与消泡剂等增加涂布效果的一定比例的混合物；无水丙酮、无水二甲苯、无水环已酮、无水丁酮、乙酸乙酯和无水醋酸丁醋等一定比例的混合物等。将调制好的白色反射涂料均匀涂布在微结构表面，然后使用光束照射，光束可以是UV灯或蓝光等，光束照射方向按照投影机光线的入射方向，如图5(b)所示。由于反射涂料中含有负性光刻胶，被照射到的反射涂料被固化，未被被照射到的反射涂料再经过显影液处理之后可被溶解，进而去除，形成如图5(c)所示的结构。
(三)制作吸光层：吸光层是用黑色的吸收材料制成，具体来说可以是在UV胶水中加入黑色有机染料(苯胺黑等)及无机颜料(例如炭黑、石墨、金属氧化物等)，将制得的黑色吸收材料涂布在如图5(c)所示的去除未被光束照射的反射涂料的菲涅尔微结构表面，并通过光固化后得到如图5(d)所示的屏幕主结构。
加工方法二
图6(a)至图6(c)为本发明加工方法二加工方法示意图。如图6(a)至图6(c)，本发明还提供一种如上所述的投影屏幕的加工方法，包括如下步骤：
步骤100’：制作微透镜阵列，采用离子交换法、光敏玻璃法、全息法、菲涅尔波带透镜法或光刻胶热熔融法，在透明基材上加工微透镜阵列；
步骤200’：制作环涅尔反射结构，在制作有微透镜阵列的透明基材的另外一侧通过压印或UV胶水转印的方式形成菲涅尔微结构；
步骤300’：制作吸光层，在UV胶水中加入黑色有机染料及无机颜料，将制得的黑色吸收材料涂布在所述菲涅尔微结构表面，并通过光束照射，去除被光束照射的吸收材料，留下未经光束照射的部分形成吸光层；
步骤400’：在吸光层之间的部分填充上反射涂料后，得到屏幕主结构。
具体来说，本加工方法与加工方法一的不同之处在于，本加工方法采用正性光刻胶光固化工艺，即：在黑色吸光材料中加入正性光刻胶，然后均匀涂布在微结构的表面，如图6(a)所示，再用光束经微透镜阵列聚焦照射黑色吸光材料表面，被照射到的部分再经过显影液处理之后可被溶解，然后去除，留下未经光束照射的部分形成图6(b)中所示的吸光层。在吸光层之间填充上反射涂料，得到如图6(c)的结构。
加工方法三
图7为本发明微透镜阵列结构示意图。如图7所示，在本加工方法中，在透明基材300上制作的微透镜阵列200弧形旋转对称结构。但需要说明的是，在实际应用中，微透镜阵列的具体形状并不局限于此，只要是能够实现将超短焦投影光线聚焦在反射层上的微透镜形状皆在本发明保护范围内。
本加工方法中的其他技术特征与加工方法一相同，具体请参见上述对加工方法一的描述，在此不再赘述。
加工方法四
图8(a)为本发明加工方法四扩散层结构示意图。如图8(a)所示，本加工方法是在加工方法一或加工方法二基础上的改进，即：在完成了加工方法一中的所有步骤之后，再在微透镜阵列靠近观众的一侧贴合扩散层100，使其与反射涂料中的扩散粒子一起增大观看视角，即：为了达到更好的效果，本发明所提供的加工方法还包括步骤400：在所述微透镜阵列靠近观众的一侧贴合扩散层100。
加工方法五
图8(b)为本发明加工方法五扩散层结构示意图。如图8(b)所示，本加工方法同样是在加工方法一或加工方法二基础上的改进，即：在完成了加工方法一中所有步骤之后，直接将微透镜阵列200的透镜面粗糙化，形成一扩散层100。
综上所述，本发明提供一种投影屏幕及其加工方法，其中的投影屏幕，从投影光线T入射侧依次包括扩散层100、微透镜阵列200和基材300，所述基材300内侧设有菲涅尔微结构400，且所述菲涅尔微结构400的部分表面设置反射层410，菲涅尔微结构的其余部分表面为吸光层420。所述微透镜阵列200用于将投影光线T聚焦在所述反射层410上，所述反射层410用于将投影光线T反射回观众视场G，环境光线H大部分被吸光层420吸收。本发明通过对微透镜阵列结构和尺寸的设置，使投影光线只入射在微结构的反射层上，而环境光线大部分被吸光层吸收，从而提高屏幕的光线利用率和抗环境光能力；降低屏幕的反射率而不降低投影机的反射率，使该反射屏幕具有高增益、高对比度；适应于超短焦投影仪，保证屏幕具有较佳的视觉效果。

Claims (10)

1.一种投影屏幕，其特征在于，从投影光线入射侧依次包括扩散层、微透镜阵列和基材，所述基材内侧设有菲涅尔微结构，且所述菲涅尔微结构部分表面设置反射层，所述菲涅尔微结构的其余部分表面为吸光层；
所述微透镜阵列用于将投影光线聚焦在所述反射层上，设置在所述基材上的微透镜阵列为弧形旋转对称结构，所述微透镜阵列包括多个微透镜单元，所述反射层用于将投影光线反射回观众视场；
设：相邻所述微透镜单元顶点距离为：a；
所述微透镜单元焦距为：d；
所述微透镜单元曲率半径为：r；
则：
当a固定时，d是变化的，此时r是变化的；
当d固定时，a是变化的，此时r是变化的。
2.如权利要求1所述的投影屏幕，其特征在于，所述反射层和吸光层设置在所述菲涅尔微结构表面，且所述反射层设置在吸光层之间。
3.如权利要求1所述的投影屏幕，其特征在于，所述反射层设置在与对应所述微透镜单元的焦平面相匹配的位置。
4.如权利要求1所述的投影屏幕，其特征在于，所述扩散层贴合在所述微透镜阵列外侧。
5.如权利要求1所述的投影屏幕，其特征在于，所述微透镜阵列的外侧粗糙化，形成扩散层。
6.如权利要求1所述的投影屏幕，其特征在于，所述微透镜阵列的微透镜单元的节距(P)为100μm。
7.一种如权利要求1-6任一项所述的投影屏幕的加工方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤100：制作微透镜阵列，采用离子交换法、光敏玻璃法、全息法、菲涅尔波带透镜法或光刻胶热熔融法，在透明基材上加工微透镜阵列；
步骤200：制作菲涅尔反射结构，在制作有微透镜阵列的透明基材的另外一侧通过压印或UV胶水转印的方式形成菲涅尔微结构；
将调制好的白色反射涂料均匀涂布在所述菲涅尔微结构的表面，然后使用光束照射，光束照射方向按照投影机光线的入射方向，经光束照射的部分被固化，去除未被光束照射的反射涂料；
步骤300：制作吸光层，在UV胶水中加入黑色有机染料及无机颜料，将制得的黑色吸收材料涂布在所述去除未被光束照射的反射涂料的菲涅尔微结构表面，并通过光固化后得到屏幕主结构。
8.如权利要求7所述的加工方法，其特征在于，还包括步骤400：在所述微透镜阵列靠近观众的一侧贴合扩散层，或直接将微透镜阵列透镜面粗糙化，形成一扩散层。
9.一种如权利要求1-6任一项所述的投影屏幕的加工方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤100’：制作微透镜阵列，采用离子交换法、光敏玻璃法、全息法、菲涅尔波带透镜法或光刻胶热熔融法，在透明基材上加工微透镜阵列；
步骤200’：制作菲涅尔反射结构，在制作有微透镜阵列的透明基材的另外一侧通过压印或UV胶水转印的方式形成菲涅尔微结构；
步骤300’：制作吸光层，在UV胶水中加入黑色有机染料及无机颜料，将制得的黑色吸收材料涂布在所述菲涅尔微结构表面，并通过光束照射，去除被光束照射的吸收材料，留下未经光束照射的部分形成吸光层；
步骤400’：在吸光层之间的部分填充上反射涂料后，得到屏幕主结构。
10.如权利要求9所述的加工方法，其特征在于，还包括步骤500’：在所述微透镜阵列靠近观众的一侧贴合扩散层，或直接将所述微透镜阵列的透镜面粗糙化，形成一扩散层。
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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109388015A (zh) * 2017-08-04 2019-02-26 深圳光峰科技股份有限公司 全反射屏幕和投影系统
CN110955106B (zh) * 2018-09-27 2021-11-12 深圳光峰科技股份有限公司 投影屏幕和投影系统
CN112099302B (zh) * 2020-09-23 2022-05-17 中国乐凯集团有限公司 超短焦抗光投影幕布及其制备方法
CN114660883B (zh) * 2020-12-22 2024-03-19 宁波激智科技股份有限公司 一种抗环境光激光电视屏幕及其制备方法
WO2022141134A1 (zh) * 2020-12-30 2022-07-07 深圳纳德光学有限公司 一种目镜光学系统及头戴显示装置
CN114859646A (zh) * 2021-02-04 2022-08-05 青岛海信激光显示股份有限公司 一种投影屏幕及投影系统
CN112987477A (zh) * 2021-03-29 2021-06-18 苏州莱科光学科技有限公司 一种长焦抗光幕制备方法
CN113641076A (zh) * 2021-10-18 2021-11-12 成都菲斯特科技有限公司 一种投影屏幕及投影系统

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0511346A (ja) * 1991-07-03 1993-01-22 Arisawa Mfg Co Ltd フレネル反射スクリーン
EP1302787A2 (en) * 2001-10-11 2003-04-16 Nitto Denko Corporation Optical sheet and display device having the optical sheet
CN1866055A (zh) * 2005-05-19 2006-11-22 精工爱普生株式会社 微透镜及其制造方法、及其应用
JP2008181046A (ja) * 2007-01-26 2008-08-07 Toppan Printing Co Ltd 反射型スクリーン
EP2696243A2 (en) * 2012-08-06 2014-02-12 Samsung Electronics Co., Ltd Screen for front projection apparatus and fabrication method thereof
CN105204282A (zh) * 2014-06-16 2015-12-30 中强光电股份有限公司 投影幕及投影幕的制作方法
CN107250896A (zh) * 2015-01-21 2017-10-13 索尼株式会社 可穿戴式显示装置及图像显示方法
CN107430220A (zh) * 2015-04-08 2017-12-01 株式会社可乐丽 复合扩散板
CN207216263U (zh) * 2017-08-04 2018-04-10 深圳市光峰光电技术有限公司 全反射屏幕和投影系统
CN108153102A (zh) * 2016-12-05 2018-06-12 深圳市光峰光电技术有限公司 投影屏幕及其制造方法

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3655972B2 (ja) * 1996-08-16 2005-06-02 大日本印刷株式会社 反射型スクリーン及び前方投影システム
US7262911B2 (en) 2004-03-15 2007-08-28 Arisawa Mfg. Co., Ltd. Reflex-type screen assembly
JP2005266262A (ja) * 2004-03-18 2005-09-29 Sony Corp スクリーン
CN1693989A (zh) 2004-05-07 2005-11-09 株式会社有泽制作所 反射式屏幕
KR20100025199A (ko) * 2008-08-27 2010-03-09 엘지전자 주식회사 반사 스크린
CN102012617A (zh) * 2009-09-04 2011-04-13 陈波 一种可屏蔽环境光的正向投影屏及其制造方法
JP2012252228A (ja) * 2011-06-03 2012-12-20 Dainippon Printing Co Ltd 反射型スクリーンの製造方法、及び反射型スクリーン
JP5939116B2 (ja) * 2012-09-28 2016-06-22 大日本印刷株式会社 反射スクリーン、映像表示システム
CN105408777B (zh) 2014-02-14 2020-05-01 大日本印刷株式会社 反射屏、反射屏的制造方法、屏幕框体和影像显示系统
CN104076589A (zh) 2014-07-21 2014-10-01 成都菲斯特科技有限公司 一种短投射距离正向投影光学屏幕的投影系统
CN106154730B (zh) * 2016-08-11 2018-02-02 杭州昌松光学有限公司 一种增加对比度和亮度的投影屏幕及其制作方法
WO2019201012A1 (zh) * 2018-04-16 2019-10-24 青岛海信激光显示股份有限公司 菲涅尔投影屏幕以及投影系统

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0511346A (ja) * 1991-07-03 1993-01-22 Arisawa Mfg Co Ltd フレネル反射スクリーン
EP1302787A2 (en) * 2001-10-11 2003-04-16 Nitto Denko Corporation Optical sheet and display device having the optical sheet
CN1866055A (zh) * 2005-05-19 2006-11-22 精工爱普生株式会社 微透镜及其制造方法、及其应用
JP2008181046A (ja) * 2007-01-26 2008-08-07 Toppan Printing Co Ltd 反射型スクリーン
EP2696243A2 (en) * 2012-08-06 2014-02-12 Samsung Electronics Co., Ltd Screen for front projection apparatus and fabrication method thereof
CN105204282A (zh) * 2014-06-16 2015-12-30 中强光电股份有限公司 投影幕及投影幕的制作方法
CN107250896A (zh) * 2015-01-21 2017-10-13 索尼株式会社 可穿戴式显示装置及图像显示方法
CN107430220A (zh) * 2015-04-08 2017-12-01 株式会社可乐丽 复合扩散板
CN108153102A (zh) * 2016-12-05 2018-06-12 深圳市光峰光电技术有限公司 投影屏幕及其制造方法
CN207216263U (zh) * 2017-08-04 2018-04-10 深圳市光峰光电技术有限公司 全反射屏幕和投影系统

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Publication number Publication date
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