CN112578624B - 长焦抗光幕 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种长焦抗光幕，包括基材、光学结构层、吸光填补层、扩散填补层及影像反射层，其中光学结构层系设在基材的一面，光学结构层设有复数个光学微结构体，各光学微结构体之间相隔填补间距，而形成填补空间，吸光填补层系填补在部分的填补空间，而扩散填补层再填补在吸光填补层之上，并填满填补空间，影像反射层设在扩散填补层与光学结构层之上，扩散填补层与影像反射层的光学特性相近，藉此利用光学结构层与吸光填补层之间的介接位置发生全反射，让环境光容易被吸光填补层吸收，而扩散填补层可以调整影像反射层的视角，借以达到在抗环境光的前提下，仍具有较佳的对比度。

Description

长焦抗光幕

技术领域

本发明是关于一种投影荧幕，尤指一种长焦投影机所使用的投影荧幕，且此投影荧幕可以抗环境光源。

背景技术

迄今为止，传统的长焦抗光幕，例如：新型专利公告第M594166号(发明名称：「长焦距抗环境光布幕」)，包括低光泽抗光层、透明基材层、光学结构层以及反射层。其中低光泽抗光层阻挡环境光源及投影设备之面反射，配合光学结构层调整角度形成折射或吸收，最后再以反射层调整光增益值与视角，达成将投影设备的光源形成反射，而环境光源折射后被吸收之抗环境光效果。

但是，传统的长焦抗光幕的光学结构层的吸收层，系采用高深宽比的结构设计，使用高深宽比来过滤环境光或投影机光线，长焦距投影机的影像光相对于传统的长焦抗光幕大约为开角20度内入射，而环境光则大多为45度以上入射至传统长焦抗光幕最为严重。

由于，传统的长焦距抗光幕需要藉由长焦距投影机的影像光与环境光的光路径的差异，来促使长焦距投影机的影像光可以有效利用，但环境光可以被有效吸收。因此，先前技术的棱镜层大多为梯形，其两边夹角小于25度、深度大于50um以及间距35um左右，再者，为了达到投影机光线全反射角条件，会将棱镜层与吸收层的折射率进行差异化，传统方式是使用不同的材料制成棱镜层与吸收层，使得棱镜层与吸收层的折射率不相同，通常是棱镜层的折射率大于吸收层的折射率，且两者折射率的差值大于0.1，借以达到投影机光线全反射之目的。

并且，棱镜层与吸收层的折射率差值大于0.1，两者使用的材料价格将会较高，除此之外，棱镜层的梯型造型容易造成吸收层残留在棱镜层顶端，进而影响投影机光线的反射，造成传统的长焦抗光幕显示出来的画面之对比度较差。

背景技术部分的内容仅仅是发明人所知晓的技术，并不当然代表本领域的现有技术。

发明内容

有鉴于先前技术的问题，本发明的目的在于采用有别于传统的长焦抗光幕的结构，可以在无需使用棱镜层与吸收层之折射率差方式，就可以达到较佳的全反射，环境光依旧可以被吸收，借以提高对比度及可以提升投影机光线的利用率。

根据本发明之目的，系提供一种长焦抗光幕，包括基材、光学结构层、吸光填补层、扩散填补层及影像反射层，其中光学结构层系设在基材的一面，光学结构层设有多个光学微结构体，各光学微结构体之间相隔填补间距，而形成填补空间，吸光填补层系填补在部分的填补空间，而扩散填补层再填补在吸光填补层之上，并填满填补空间，影像反射层设在扩散填补层与光学结构层之上，扩散填补层与影像反射层的化性(如：链结或黏度) 相近。

其中，各光学微结构体系由透明材料涂布在基材之一面所制成。各光学微结构体由基材之一面往远离基材的方向层叠地设有多个阶段部，从基材由下往上的各阶段部的外侧面与基材之间的夹角逐渐变大。

其中，各光学微结构体系具有两个阶段部，此二阶段部系为梯形四面体。即，各该光学微结构体系为两个梯形四面体，靠近该基材的其中一各梯形四面体为第一四面体，而较远离该基材的另一梯形四面体为第二四面体。

其中，该第一四面体的外侧面与该基材之间的具有第一夹角，该第一夹角角度系15度～30度，任两个相邻第一四面体的底面之间的间距为 5～15μm，该第一四面体的底面的尺寸系30～70μm，该第一四面体的高度系 30～60μm。

其中，该第二四面体的外侧面与该基材之间的具有第二夹角，该第二夹角的角度大于第一夹角角度，该第二夹角角度系55度～85度，该第二四面体的底面的尺寸系25～40μm，该第二四面体的高度系10～30μm。

其中，吸光填补层系在填补空间内填补到第一个阶段部相邻第二个阶段部的位置，而扩散填补层再填补在吸光填补层之上直到第二个阶段部的顶面。

其中，影像反射层之上系设有保护层，保护层系为环氧树脂(Epoxy) 或聚甲基丙烯酸甲酯(或称：压克力，英文：Polymethylmethacrylate，简称： PMMA)等材料所制成。

其中，基材的另一面系设有一入射散射层，系入射散射层系将长焦投影机所入射的光线向基材的方向散射。又，扩散填补层进一步具有另一光学微结构，藉此调整单一轴方向视角。

据上所述，本发明具有下列其中之一或多个功效：

1、光学结构层与吸光填补层之间的介接位置发生全反射，让环境光容易被吸光填补层吸收。

2、扩散填补层可以调整影像反射层的视角，借以达到在抗环境光的前提下，仍具有较佳的对比度，及调整单一轴方向视角。

3、保护层系防止影像反射层被刮伤而损坏，并防止影像反射层氧化。

4、入射散射层系避免长焦投影机的光线在基材上形成反射光晕。

5、光学结构层与吸光填补层之间可以使用光学特性相近或相同的材料制成，以降低生产制造成本。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1系本发明之部分剖面示意图；

图2系本发明之光学微结构体的示意图；

图3系发明之使用状态示意图；

图4系本发明之在扩散填补层之另一光学微结构的示意图；

1：基材，

2：光学结构层，

20：光学微结构体，

200：斜面体，

201：第一四面体，

202：第二四面体，

3：吸光填补层，

4：扩散填补层，

40：另一光学微结构，

5：影像反射层，

6：保护层，

7：散射层，

α：第一夹角，

β：第二夹角角度。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图及实施例，对本创作进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本创作，但并不用于限定本创作。

请参阅图1及2所示，本发明系一种长焦抗光幕，包括基材1、光学结构层2、吸光填补层3、扩散填补层4及影像反射层5，其中光学结构层2系设在基材1的一面，光学结构层2设有多个光学微结构体20，各光学微结构体20之间相隔填补间距，而形成填补空间。各光学微结构体20系由透明材料涂布在基材1之一面所制成。吸光填补层3系填补在部分的填补空间，而扩散填补层4再填补在吸光填补层3之上，并填满填补空间，影像反射层5 设在扩散填补层4与光学结构层2之上，利用光学结构层2与吸光填补层3之间的介接位置发生全反射，让环境光容易被吸光填补层3吸收，而扩散填补层4可以调整影像反射层5的视角，借以达到在抗环境光的前提下，仍具有较佳的对比度。

在本发明中，各光学微结构体20由基材1之一面往远离基材1的方向层叠地设有多个斜面体200，各斜面体200与基材1之间的夹角逐渐变大，斜面体200系可为梯形四面体。吸光填补层3系填补在填补空间30％～70％的深度，填补空间的剩余部分则填入扩散填补层4。

在本发明之一实施例中，请参阅图3所示，各光学微结构体20系为两个梯形四面体，在此将靠近基材1的梯形四面体称为第一四面体201，而较远离基材1的梯形四面体称为第二四面体202。第一四面体201的外侧面与基材1之间的第一夹角α，系以所需过滤入射的光线设计，第一夹角α的角度系介于15度～30度之间，任二相邻第一四面体201的底面之间的间距为 5～15μm，第一四面体201的底面的尺寸介于30～70μm之间，第一四面体201 的高度介于30～60μm之间。

第二四面体202的外侧面与基材1之间的第二夹角β，系大于第一夹角α，第二夹角β的角度系介于55度～85度之间，第二四面体202的底面的尺寸介于25～40μm，第二四面体202的高度介于10～30μm之间，第二四面体202 的第二夹角β系为了在制程上增加吸光填补层3被填入填补空间的流动性，避免各光学微结构体20间填补差异过大，造成的吸收光线效率的差异，藉此增加制程公差容忍度。再者，第一四面体201与第二四面体202的顶面的尺寸，系可由第一四面体201与第二四面体202的底面、高度及第一夹角与第二夹角计算出来。

在该实施例中，吸光填补层3系填补在填补空间到达第一四面体201与第二四面体202交界处，吸光填补层3系吸收环境光、促使增加全反射效率。其原因系吸光填补层3与光学结构层2的材料相异，两者之间的介接位置会有界面痕，并在界面痕的位置处形成断面差，使得光线通过吸光填补层3 与光学结构层2之间，如同经过多个不同的折射率的介质，而多个介质容易形成较高的折射率差异，进而容易产生全反射现象，因此可以提升光学的利用率。如此，本发明不必采用不同材料的折射率差方式，才能达到全反射的目的，此外，吸光填补层3仍可吸收环境光。

在该实施例中，扩散填补层4则是从吸光填补层3顶面填补到第二四面体202的顶面，用以填补第二四面体202周围的空缺，扩散填补层4不需要吸收光功能，因此也不需要用反射来提升效率，但需要增加入射穿透效果，避免损失，因此扩散填补层4的材质与光学结构层2材质较接近，如此，才可以避免材料差异产生的界面反射造成的无谓损失，同时，扩散填补层4 的形状结构也影响影像反射层5的效果，因此扩散填补层4的表面可进一步设有扩散结构体(从外观看来为纹路、雾面或粗糙面)可以有效地调整反射层的视角，藉此来控制视角与亮度。

为了避免影像反射层5因为摩擦或其他原因造成刮伤或损坏，在本发明中，请参阅图1所示，影像反射层5之上系设有保护层6，保护层6系为环氧树脂(Epoxy)或聚甲基丙烯酸甲酯(或称：压克力，英文： Polymethylmethacrylate，简称：PMMA)等材料所制成，系防止影像反射层被刮伤，及防止影像反射层氧化。又，基材1的另一面系设有一散射层7，散射层7系将长焦投影机所入射的光线向基材1的方向散射，避免长焦投影机的光线在基材1上形成一反射光晕。

又为了调整长焦抗光幕的视角，在本发明中，请参阅图4所示，扩散填补层在背对吸光填补层3之一面(亦是与影像反射层5界接的一面)设有另一光学微结构40，另一光学微结构40与光学微结构体20的方向平行或垂直，进一步，另一光学微结构40与光学微结构体20之间的夹角介于0°～90°之间，藉由另一光学微结构40调整长焦抗光幕的单一轴向的视角。

在本发明中，基材1系可为PET(聚苯乙烯)材料所制成，光学结构层2 系可为聚苯乙烯(Polystyrene，PS)、聚甲基丙烯酸甲酯(或称：压克力，英文：Polymethylmethacrylate，简称：PMMA)其中之一或两者之组合所制成。吸光填补层3系可为聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯其中之一或两者之组合，再加上黑色材料所制成，黑色材料可为碳黑细微粒子。扩散填补层4系可为聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯其中之一或两者之组合，而且扩散结构体可以是均匀或不均匀地扩散光源，使得亮度分布均匀，避免投影机光源集中在长焦抗光幕相对的受光位置。影像反射层5可为聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯其中之一或两者之组合，再加上高反射性材料所制成，高反射性材料系可为银或铝或银或铝之合成物，使影像反射层5能将投影机的光源反射，并改变角度成出射光，同时提高出射光的增益值。

为了比较本发明与先前技术之差别，本发明确实具有较佳的对比及增益值，在本发明与先前技术的结构相似的条件下，进行比对，两者不同的结构差异处在于，先前技术的光学结构体为单一梯形四面体，其顶端角度 22度，而本发明的光学结构体为前述的两个梯形四面体，两者的比对结果如下表所示：

从上表可知，本发明的增益值与对比度优于先前技术。阻隔率稍有降低，但降低的程度很小，本发明只有使用先前技术大约一半的吸光材料阻隔环境光，就可以达到与先前技术相近的环境光阻隔率，其可进一步说明吸光填补层3与光学结构层2之间的界面痕，使得环境光在此处反覆的折射，而使得吸光填补层3吸收大部分的环境光。

综上所述，本发明的长焦抗光幕利用在部分的填补空间内填充吸光填补层3即可达到阻隔环境光的目的，而且可以进一步提高对比度，再者，基材1、光学结构层2、吸光填补层3、扩散填补层4及影像反射层5可以使用相似或相同的基础材料制成。

上列详细说明系针对本发明的可行实施例之具体说明，惟前述的实施例并非用以限制本发明之专利范围，凡未脱离本发明技艺精神所为之等效实施或变更，均应包含于本案之专利范围中。

Claims (6)

1.一种长焦抗光幕，其特征在于，包括：

基材；

光学结构层，该光学结构层系设在该基材的一面，该光学结构层设有多个光学微结构体，各该光学微结构体之间相隔一填补间距，并形成一填补空间，且各该光学微结构体由该基材之一面往远离该基材的方向层叠地设有多个阶段部，从该基材由下往上的各该阶段部的外侧面与该基材之间的夹角逐渐变大，各该阶段部系为两个梯形四面体，靠近该基材的其中一各梯形四面体为第一四面体，而较远离该基材的另一梯形四面体为第二四面体；

吸光填补层，该吸光填补层系填补在该填补空间到达该第一四面体与该第二四面体交界处；

扩散填补层，该扩散填补层再填补在该填补空间的该吸光填补层之上，并填满该填补空间；及

影像反射层，该影像反射层设在该扩散填补层与该光学结构层之上；

其中，该光学结构层与该吸光填补层之间的介接位置产生界面痕，而发生全反射，让环境光被该吸光填补层吸收，而该扩散填补层调整该影像反射层的视角。

2.如权利要求1所述的长焦抗光幕，其特征在于，该第一四面体的外侧面与该基材之间的具有第一夹角，该第一夹角角度系15度～30度，任意两个相邻第一四面体的底面之间的间距为5～15μm，该第一四面体的底面的尺寸系30～70μm，该第一四面体的高度系30～60μm。

3.如权利要求2所述的长焦抗光幕，其特征在于，该第二四面体的外侧面与该基材之间的具有第二夹角，该第二夹角的角度大于第一夹角角度，该第二夹角角度系55度～85度，该第二四面体的底面的尺寸系25～40μm，该第二四面体的高度系10～30μm。

4.如权利要求1所述的长焦抗光幕，其特征在于，该影像反射层之上设有保护层。

5.如权利要求1所述的长焦抗光幕，其特征在于，该基材的另一面设有散射层，该散射层用于将入射的光线向该基材的方向散射。

6.如权利要求1所述的长焦抗光幕，其特征在于，该扩散填补层背对该吸光填补层之一面具有另一光学微结构。

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