CN111338171A - 一种投影屏幕及激光投影装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种投影屏幕及激光投影装置，涉及显示技术领域，用于降低投影屏幕受温度影响而弯曲的程度，提高整个投影屏幕固定结构的稳定性。该投影屏幕包括：支撑背板，固定设置在所述支撑背板的正面的第一膜片，以及固定设置在所述支撑背板的背面的第二膜片；其中，所述支撑背板的正面为影像光束的接收侧；当所述第一膜片与所述第二膜片受环境温度影响发生变形时，沿垂直于所述支撑背板的方向，所述第一膜片施加给所述支撑背板的作用力与所述第二膜片施加给所述支撑背板的作用力方向相反、且大小差值在预设范围之内。该激光投影装置包括上述技术方案所提的投影屏幕。本发明提供的投影屏幕用于显示投影装置生成的图像。

Description

一种投影屏幕及激光投影装置

技术领域

本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种投影屏幕及激光投影装置。

背景技术

请参阅图1，为了降低外界环境光对投射在投影屏幕上的图像所造成的影响，在投影屏幕中通常设置有包含菲涅尔透镜层的光学膜片；为了保证光学膜片的平整程度，使菲涅尔透镜层较好的发挥抵抗外界环境光的效果，在投影屏幕中还设置有支撑背板，上述光学膜片粘接在该支撑背板上。

请参阅图1～图3，在现有技术中，由于制作工艺的限制，光学膜片的热膨胀系数远大于支撑背板的热膨胀系数，当支撑背板受热膨胀或受冷收缩时，光学膜片的体积变化程度远大于支撑背板的体积变化程度；因此，如图2所示，当光学膜片受热膨胀时，支撑背板的与光学膜片相连的表面会受到背离投影屏幕中心的第一扩张力F₁；或者，如图3所示，当光学膜片受冷收缩时，支撑背板的与光学膜片相连的表面会受到指向投影屏幕中心的第一收缩力F₂，在上述第一扩张力F₁或第一收缩力F₂的作用下，投影屏幕会发生弯曲变形，而即便是温度回归常温状态时，光学膜片可以恢复到原始状态，但是支撑背板却很难恢复到原始状态，这会造成一方面投影屏幕的平整度降低，另一方面支撑背板与光学膜片的连接关系可能发生变化，比如边缘位置开胶，降低了光学膜片固定的可靠性，对投影屏幕的成像效果也造成不利影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种投影屏幕及激光投影装置，用于降低投影屏幕受温度影响而弯曲的程度，提高整个投影屏幕固定结构的稳定性，从而更好的保证投影屏幕的成像效果。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明的第一方面提供了一种投影屏幕，用于接收影像光束并呈现投影画面，其特征在于，包括：支撑背板，固定设置在所述支撑背板正面的第一膜片，以及固定设置在支撑背板背面的第二膜片；其中，所述背板的正面为影像光束的接收侧；当所述第一膜片与所述第二膜片受环境温度影响发生变形时，沿垂直于所述支撑背板的方向，所述第一膜片施加给所述支撑背板的作用力与所述第二膜片施加给所述支撑背板的作用力方向相反、且大小差值在预设范围之内。

可选的，在一些实施例中，所述第一膜片与所述第二膜片的热膨胀系数差值ΔP满足-2×10^-6mm/℃≤ΔP≤2×10^-6mm/℃。

可选的，在一些实施例中，所述第一膜片与所述第二膜片的厚度差值ΔT满足-0.5mm≤ΔT≤0.5mm。

可选的，在一些实施例中，所述第一膜片的厚度T₁满足0.3mm≤T₁≤2mm；所述第二膜片的厚度T₂满足0.3mm≤T₂≤2mm。

可选的，在一些实施例中，所述第一膜片包括依次层叠设置的基材层、菲涅尔透镜层和反射层；所述第二膜片的材质与所述基材层的材质相同。

可选的，在一些实施例中，所述第二膜片包括PET膜片、MS膜片和PMMA膜片中的至少一种。

可选的，在一些实施例中，所述支撑背板为钢化玻璃背板或蜂窝铝板。

可选的，在一些实施例中，所述第一膜片与所述支撑背板粘接，所述第二膜片与所述支撑背板粘接。

可选的，在一些实施例中，所述第一膜片与所述支撑背板通过第一粘接层粘接，所述第一粘接层的厚度T₃满足0.5mm≤T₃≤10mm；所述第二膜片与所述支撑背板通过第二粘接层粘接，所述第二粘接层的厚度T₄满足0.5mm≤T₄≤10mm。

可选的，在一些实施例中，所述支撑背板的厚度T₅满足2.5mm≤T₅≤20mm。

与现有技术相比，本发明提供的投影屏幕，同时设置有第一膜片和第二膜片，其中，通过使第一膜片固定设置在支撑背板的正面、并使第二膜片固定设置在支撑背板背面，可以使第一膜片和第二膜片分别位于支撑背板的两侧；在此基础上，由于当第一膜片与第二膜片受环境温度影响发生变形时，沿垂直于支撑背板的方向，第一膜片施加给支撑背板的作用力与第二膜片施加给支撑背板的作用力方向相反、且大小差值在预设范围之内，因此，当第一膜片和第二膜片受温度影响发生变形时，可以使二者对支撑背板的产生的形变力在一定程度上相互抵消，从而有助于降低支撑背板形变的程度，进而降低了投影屏幕受温度影响而弯曲的程度，提高了整个投影屏幕固定结构的稳定性，更好的保证投影屏幕的成像效果。

本发明的第二方面提供了一种激光投影装置，该激光投影装置包括：投影主机，以及如上所述的投影屏幕。

本发明提供的激光投影装置采用上述实施例方案的投影屏幕，能够在使用过程中减小屏幕框架的变形，增强了投影屏幕结构的稳固性，能够呈现较佳的投影成像效果。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为现有技术中投影屏幕的结构示意图；

图2为现有技术中光学膜片膨胀时投影屏幕的变形示意图；

图3为现有技术中光学膜片收缩时投影屏幕的变形示意图；

图4为本发明的一些实施例中投影屏幕的第一种结构示意图；

图5为本发明的一些实施例中光学膜片膨胀时投影屏幕的变形示意图；

图6图5中沿垂直于支撑背板方向的支撑背板受力示意图；

图7为本发明的一些实施例中光学膜片收缩时投影屏幕的变形示意图；

图8中沿垂直于支撑背板方向的支撑背板受力示意图；

图9为本发明的一些实施例中投影屏幕的第二种结构示意图；

图10为本发明的一些实施例中投影屏幕的第三种结构示意图；

图11为本发明的一些实施例中激光投影装置的结构示意图。

附图标记：

100-投影屏幕， 200-投影主机，

1-第一膜片， 11-基材层，

12-扩散层， 13-菲涅尔透镜层，

14-反射层， 2-支撑背板，

3-第二膜片， 41-第一粘接层，

42-第二粘接层， 5-保护层。

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，下面将结合说明书附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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的前提下所获得的所有其它实施例，均属于本发明保护的范围。

本发明的实施例提供了一整投影屏幕100，该投影屏幕100用于接收影像光束并呈现投影画面，请参阅图4，该投影屏幕100包括：支撑背板2，固定设置在支撑背板2的正面的第一膜片1，以及固定设置在支撑背板2的背面的第二膜片3；其中，支撑背板2的正面为影像光束的接收侧；当第一膜片1与第二膜片3受环境温度影响发生变形时，沿垂直于支撑背板2的方向，第一膜片1施加给支撑背板2的作用力与第二膜片3施加给支撑背板2的作用力方向相反、且大小差值在预设范围之内。

在本实施例中，垂直于支撑背板2的方向是指垂直于支撑背板2的板平面的方向，在实际应用时，请参阅图5和图6，当第一膜片1和第二膜片2受环境温度影响膨胀时，第一膜片1沿D₁方向膨胀，由于第一膜片1和支撑背板2固定连接，因此，第一膜片2的远离支撑背板2一侧的膨胀程度大于第一膜片2的靠近支撑背板2一侧的膨胀程度，从而产生弯曲变形的趋势；此时，沿垂直于支撑背板2的方向，第一膜片1向支撑背板2施加的力为Q₁。基于类似的原理，第二膜片3沿D₁'方向膨胀，且第二膜片3的远离支撑背板2一侧的膨胀程度大于第二膜片3的靠近支撑背板2一侧的膨胀程度；此时，沿垂直于支撑背板2的方向，第二膜片3向支撑背板2施加的力为Q₁'。由于第一膜片1施加给支撑背板2的作用力与第二膜片3施加给支撑背板2的作用力方向相反、且大小差值在预设范围之内，这样，第一膜片1和第二膜片2使支撑背板2发生弯曲变形的力能够在一定程度上相互抵消，从而有效降低支撑背板2发生弯曲的程度(或概率)。

或者，请参阅图7和图8，当第一膜片1和第二膜片2受温度影响收缩时，第一膜片1沿D₂方向收缩，由于第一膜片1和支撑背板2固定连接，因此，第一膜片2的远离支撑背板2一侧的收缩程度大于第一膜片2的靠近支撑背板2一侧的收缩程度，从而产生弯曲变形的趋势；此时，沿垂直于支撑背板2的方向，第一膜片1向支撑背板2施加的力为Q₂。基于类似的原理，第二膜片3沿D₂'方向收缩，且第二膜片3的远离支撑背板2一侧的收缩程度大于第二膜片3的靠近支撑背板2一侧的收缩程度；此时，沿垂直于支撑背板2的方向，第二膜片3向支撑背板2施加的力为Q₂'。由于第一膜片1施加给支撑背板2的作用力与第二膜片3施加给支撑背板2的作用力方向相反、且大小差值在预设范围之内，这样，第一膜片1和第二膜片2使支撑背板2发生弯曲变形的力能够在一定程度上相互抵消，从而有效降低支撑背板2发生弯曲的程度(或概率)。

通过上述分析可知，本发明实施例提供的投影屏幕100中，通过使第一膜片1固定设置在支撑背板2的正面、并使第二膜片3固定设置在支撑背板2背面，可以使第一膜片1和第二膜片3分别位于支撑背板2的两侧；在此基础上，由于当第一膜片1和第二膜片3受环境温度影响发生变形时，沿垂直于支撑背板2的方向，第一膜片1施加给支撑背板2的作用力与第二膜片3施加给支撑背板2的作用力方向相反、且大小差值在预设范围之内，因此，在当第一膜片1和第二膜片3受温度影响发生变形时，可以使二者对支撑背板2的产生的弯曲形变力分布在相反的两个方向上，并在一定程度上相互抵消，从而有助于降低支撑背板2形变的程度，进而降低了投影屏幕100受温度影响而弯曲的程度，提高了整个投影屏幕100固定结构的稳定性，更好的保证投影屏幕100的成像效果。

具体实施时，上述预设范围可以包括使投影屏幕受温度影响发生变形的程度在可以接受的程度的范围，以使投影屏幕100发生变形时对图像显示所造成的影响在国家标准或行业惯例所要求的控制的范围内，具体可以根据产品的精度要求来设定。例如，可选的，沿垂直于支撑背板2的方向，第一膜片1施加给支撑背板2的作用力F_a与第二膜片3施加给支撑背板2的作用力F_b的合力F_合的大小小于F_a的大小；或者，F_b≤2F_a。

为了便于实现沿垂直于支撑背板2的方向，第一膜片施加给支撑背板的作用力与第二膜片施加给支撑背板的作用力方向相反、且大小差值在预设范围之内，可选的，第一膜片1和第二膜片3的热膨胀系数差值在第一预设范围之内，第一膜片1与第二膜片3的厚度差值在第二预设范围内。其中，通过使第一膜片1和第二膜片3的热膨胀系数差值在第一预设范围之内，可以在当第一膜片1和第二膜片3受温度影响发生变形时，使二者的形变量接近；通过使第一膜片1和第二膜片3的厚度差值在第二预设范围内，可以在第一膜片1和第二膜片3的形变量接近时，使二者对支撑背板2产生的作用力的大小接近。

可选的，在本发明的实施例中，第一膜片1与第二膜片3的热膨胀系数差值ΔP满足-2×10^-6mm/℃≤ΔP≤2×10^-6mm/℃；和/或，第一膜片1的厚度与第二膜片3的厚度差值ΔT满足-0.5mm≤ΔT≤0.5mm。在该范围内，既可以有助于保证投影屏幕100的平整程度，又可以有助于将投影屏幕的制作难度控制在合理范围。其中，可选的，第一膜片1的热膨胀系数和第二膜片3的热膨胀系数相等，第一膜片1的厚度与第二膜片3的厚度相等。

可选的，在本发明的一些实施例中，第一膜片1的厚度T₁满足0.3mm≤T₁≤2mm；第二膜片3的厚度T₂满足0.3mm≤T₂≤2mm。这样，有利于在保证显示投影屏幕100的显示效果的同时，减小投影屏幕100的厚度。

为了更好的保证第一膜片1施加给支撑背板2的作用力与第二膜片3施加给支撑背板2的作用力平衡，可选的，在本发明的一些实施例中，第一膜片1在支撑背板2上的正投影与第二膜片3在支撑背板2上的正投影重合。

在本发明的实施例中，支撑背板2可以包括蜂窝铝板、铝塑板、也可以是钢化玻璃背板，此处不做限定；其中，由于钢化玻璃背板的平整度较好、强度较高，因此，可选的，在本实施例中，支撑背板2为钢化玻璃背板；为了避免投影屏幕100的整体厚度过厚，支撑背板2的厚度T₅可以满足2.5mm≤T₅≤20mm。而且，由于光学通常主要采用树脂材料制成，为了便于使第二膜片3的热膨胀系数与第一膜片1的热膨胀系数接近，可选的，在本发明的一些实施例中，第二膜片3包括PET膜片、MS膜片和PMMA膜片中的至少一种。

请参阅图9，可选的，在本发明的一些实施例中，第一膜片1可以包括依次设置的基材层11、菲涅尔透镜层13和反射层14；第二膜片3的材质与基材层11的材质相同。此时，第一膜片1可以作为投影屏幕的光学膜片，在本发明的实施例中，通过设置基材层11，有助于提高第一膜片1自身的强度；而且，由于在实际应用中，光学膜片的热膨胀系数主要受基材层11影响，因此，通过使第二膜片3的材质与基材层11的材质相同，有助于在满足对第二膜片3的性能要求的同时，简化第二膜片3的制作工艺。

而且，在现阶段，由于制作工艺的限制，第一膜片1中的基材层11通常采用挤塑成型方式制作成型，采用该方式将基材层11制作成型后，基材层11内部存在一定的回缩应力；这样，当利用包含该基材层11的第一膜片1制作投影屏幕100、且投影屏幕100受到温度影响时，基材层11的回缩应力可能会释放，导致第一膜片1收缩；而支撑背板2通常不会发生应力收缩，这同样会导致投影屏幕100弯曲。而在本实施例中，通过使第二膜片3的材质与基材层11的材质相同有效解决这一问题。具体时，可选的，在本发明的一些实施例中，第二膜片3为挤塑成型。

当然，在本发明的实施例中，第一膜片1还可以包括设置在基材层11的朝向或背离菲涅尔透镜层13一侧的扩散层12，此处不做限定。而且，为了避免光学片发生磨损，可选的，在第一膜片1的背离支撑背板2的一侧，还设置有保护层5。在用于显示图像时，请继续参阅图9，光线a从投影主机200中发出，经过扩散层11时，光线a被扩散层11分散(例如图9中的光线b、c、d)，之后在菲涅尔透镜层13的表面发生反射，从而使用户能够观看到图像。

在本发明的实施例中，第一膜片1与支撑背板2的连接方式、以及第二膜片3与支撑背板2的连接方式可以有多种，例如可以通过铆钉铆接、通过螺连接等。其中，为了更好的保证第一膜片1和第二膜片3的结构完整，避免第一膜片1和第二膜片3发生破损，可选的，请参阅图10，在本发明的一些实施例中，第一膜片1与支撑背板2粘接，第二膜片3与支撑背板2粘接。

具体实施时，投影屏幕100可以包括用于粘接第一膜片1与支撑背板2的第一粘接层41，以及用于粘接第二膜片3与支撑背板2的第二粘接层42；第一粘接层41可以为双面胶粘接层和/或胶水粘接层；第二粘接层42也可以为双面胶粘接层和/或胶水粘接层；其中，当第一粘接层41和/或第二粘接层42为双面胶层时，可以较好的缓冲第一膜片1或第二膜片3施加在支撑背板2上的作用力，从而有助于更好的避免投影屏幕100弯曲变形；当第一粘接层41和/或第二粘接层42为胶水粘接层时，有助于降低投影屏幕100的厚度。

在本发明的实施例中，双面胶粘接层可以包括PE泡棉基材双面胶粘接层、PET基材双面胶粘接层，胶水粘接层可以包括热熔胶粘接层、硅胶粘接层；而且，在本发明的实施例中，第一粘接层41的厚度T₃可以满足0.5mm≤T₃≤10mm，第二粘接层42的厚度T₄可以满足0.5mm≤T₄≤10mm。

请参阅图10，在本发明的一些实施例中，第一粘接层41在支撑背板2表面的正投影与第一膜片1在支撑背板2上的正投影重合；第二粘接层42在支撑背板2上的正投影与第二膜片3在支撑背板2上的正投影重合。这样，有助于提高第一膜片1与支撑背板2之间、以及第二膜片3与支撑背板2之间力的均匀程度。且，通过使第一粘接层41在支撑背板2表面的正投影与第一膜片1在支撑背板2上的正投影重合，可以使第一粘接层41完全覆盖第一膜片1所在的区域，这样有利于避免由于第一膜片1与支撑背板2之间存在空隙区域而导致第一膜片1发生褶皱，从而有利于保证第一膜片1的平整程度。

请参阅图9和图11，本发明实施例还提供了一种激光投影装置，该激光投影装置包括：投影主机200，以及如上所述的投影屏幕100，所述投影主机200为超短焦投影设备，所述投影屏幕100为正投屏幕，投影主机200靠近投影屏幕100放置，投射比小于0.25，该激光投影装置可以是超短焦投影电视。

需要说明的是，本发明实施例提供的激光投影装置采用上述实施例方案的投影屏幕100，能够在使用过程中减小屏幕框架的变形，增强了投影屏幕结构的稳固性，能够呈现较佳的投影成像效果。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (11)

1.一种投影屏幕，用于接收影像光束并呈现投影画面，其特征在于，包括：支撑背板，固定设置在所述支撑背板的正面的第一膜片，以及固定设置在所述支撑背板的背面的第二膜片；其中，所述支撑背板的正面为影像光束的接收侧；

当所述第一膜片与所述第二膜片受环境温度影响发生变形时，沿垂直于所述支撑背板的方向，所述第一膜片施加给所述支撑背板的作用力与所述第二膜片施加给所述支撑背板的作用力方向相反、且大小差值在预设范围之内。

2.根据权利要求1所述的投影屏幕，其特征在于，所述第一膜片与所述第二膜片的热膨胀系数差值ΔP满足-2×10^-6mm/℃≤ΔP≤2×10^-6mm/℃。

3.根据权利要求1所述的投影屏幕，其特征在于，所述第一膜片与所述第二膜片的厚度差值ΔT满足-0.5mm≤ΔT≤0.5mm。

4.根据权利要求3所述的投影屏幕，其特征在于，所述第一膜片的厚度T₁满足0.3mm≤T₁≤2mm；所述第二膜片的厚度T₂满足0.3mm≤T₂≤2mm。

5.根据权利要求1所述的投影屏幕，其特征在于，所述第一膜片包括依次设置的基材层、菲涅尔透镜层和反射层；所述第二膜片的材质与所述基材层的材质相同。

6.根据权利要求1所述的投影屏幕，其特征在于，所述第二膜片包括PET膜片、MS膜片和PMMA膜片中的至少一种。

7.根据权利要求1所述的投影屏幕，其特征在于，所述支撑背板为钢化玻璃背板或蜂窝铝板。

8.根据权利要求1所述的投影屏幕，其特征在于，所述第一膜片与所述支撑背板粘接，所述第二膜片与所述支撑背板粘接。

9.根据权利要求8所述的投影屏幕，其特征在于，所述第一膜片与所述支撑背板通过第一粘接层粘接，所述第一粘接层的厚度T₃满足0.5mm≤T₃≤10mm；所述第二膜片与所述支撑背板通过第二粘接层粘接，所述第二粘接层的厚度T₄满足0.5mm≤T₄≤10mm。

10.根据权利要求1～9任一项所述的投影屏幕，其特征在于，所述支撑背板的厚度T₅满足2.5mm≤T₅≤20mm。

11.一种激光投影装置，包括投影主机，其特征在于，所述激光投影装置还包括如权利要求1～10任一项所述的投影屏幕。

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