CN113467178B

CN113467178B - 投影膜及投影系统

Info

Publication number: CN113467178B
Application number: CN202110818840.9A
Authority: CN
Inventors: 薛祺
Original assignee: Anbofu Electronics Suzhou Co ltd
Current assignee: Anbofu Electronics Suzhou Co ltd
Priority date: 2021-07-20
Filing date: 2021-07-20
Publication date: 2022-09-09
Anticipated expiration: 2041-07-20
Also published as: CN113467178A

Abstract

本发明提供一种投影膜，该投影膜包括：至少部分透光的平面主体部；以及设置在主体部的一侧的透光的多个楔形部分，每个楔形部分具有第一倾斜表面和第二倾斜表面，其中，第一倾斜表面能够透射光，第二倾斜表面能够散射光。

Description

投影膜及投影系统

技术领域

本发明涉及投影膜和投影系统。

背景技术

作为一种不断发展的显示技术，背后投影(也可简称为“背投”)是一种观察者和投影装置不位于投影屏的同一侧的技术。具体地，观察者和投影装置位于投影屏(也可称为背投屏幕)的两侧，通过例如将投影装置安装在箱体内的底部，从投影装置投射出来的光照射到半透明的背投屏幕时会有部分光透过，观察者看到的是透射出来的光。在背投技术中，投影装置设置于箱体内，因而，投射到屏幕上的图像不会受到环境光的影响，在较亮的环境中也可以完好地显示图像。此外，背投技术具有成本低、耗电少、低辐射等多种优势。背投技术被广泛应用于电影投影幕布、车载显示屏等等电子设备，可以满足从大屏幕到小屏幕的各种投影显示需求。

发明内容

发明所要解决的技术问题

作为一种结合了背投技术的新型的投影显示屏，双层投影屏具有分别设置在机身的靠近用户的前侧和远离用户的后侧这两侧的两层投影膜。通过切换显示模式，双层投影屏能够分别在前侧的投影膜(也可称为第一层投影膜)和后侧的投影膜(也可称为第二层投影膜)上成像。

在双层投影屏的设计中，在两个显示位置上(即，两层投影膜上)的成像都要对用户可见，这对靠近用户的第一层投影膜提出了特别要求。首先，第一层投影膜需要满足传统的背投投影膜所能实现的功能(即，能够对后方入射的光线进行散射)，此外，第一层投影膜还要满足双层投影屏的特别的功能(即，能够允许来自后侧的第二层屏幕的光线非散射地通过第一层屏幕)。因此，这就需要特别的投影膜设计，以满足上述的技术要求。

本发明正是鉴于上述技术问题而完成的，其目的在于，提供一种能够实现双层投影显示的投影膜。

解决技术问题的技术方案

在解决上述问题的本发明的一个实施例中，提供了一种投影膜，其特征在于，包括：至少部分透光的平面主体部；以及设置在所述平面主体部的一侧的透光的多个楔形部分，每个楔形部分具有第一倾斜表面和第二倾斜表面，其中，所述第一倾斜表面能够透射光，所述第二倾斜表面能够散射光。

在本发明的一实施例中，所述第一倾斜表面与所述第二倾斜表面所成的角度为90度。

在本发明的一实施例中，所述第一倾斜表面与所述平面主体部所成的第一倾斜角度小于所述第二倾斜表面与所述平面主体部所成的第二倾斜角度。

在本发明的一实施例中，所述第一倾斜角度为30度，并且所述第二倾斜角度为60度。

在本发明的一实施例中，所述多个楔形部分排列成阵列。

在本发明的一实施例中，所述多个楔形部分中的每个楔形部分的所述第一倾斜表面具有相同的取向，并且所述多个楔形部分中的每个楔形部分的所述第二倾斜表面具有相同的取向。

在本发明的一实施例中，所述第二倾斜表面进行了粗糙化处理。

在解决上述问题的本发明的一个实施例中，提供了一种投影系统，其特征在于，包括：投影腔；投影装置；第一屏幕，该第一屏幕设置于所述投影腔的第一侧；以及第二屏幕，该第二屏幕设置于所述投影腔的与所述第一侧相对的第二侧，所述第二屏幕包括如权利要求1至7中任一项所述的投影膜，其中，所述楔形结构设置在所述投影膜的朝向所述第一屏幕的一侧。

在本发明的一实施例中，所述第一屏幕与所述第一倾斜表面平行。

在本发明的一实施例中，所述投影系统能够在第一投影模式和第二投影模式下操作，其中，在所述第一投影模式下，所述投影装置所发出的光投射到所述第一屏幕，并且投射到所述第一屏幕上的光经由所述第一倾斜表面透射通过所述第二屏幕，在所述第二投影模式下，所述投影装置所发出的光投射到所述第二倾斜表面，并且其中至少一部分光被所述第二倾斜表面散射后通过所述第二屏幕。

发明效果

根据本发明，可以在同一个投影膜上实现透射与散射效果。此外，根据本发明，可对不同入射角的光线实现直接透光(二层屏反射影像)或背投效果，使得用户可以在相应的反射投影模式或背投模式下都能够看到相应深度上的影像，由此可实现双层投影显示。

附图说明

为了能够详细地理解本发明，可参考实施例得出上文所简要概述的本发明的更具体的描述，一些实施例在附图中示出，为了促进理解，已尽可能使用相同附图标记来标示各图所共有的相同要素。然而，应当注意，附图仅仅示出本发明的典型实施例，并且因此不应视为限制本发明的范围，因为本发明可允许其它等效实施例，在附图中：

图1是示出根据本发明的实施例的投影膜的结构的示意图。

图2是示出根据本发明的实施例的光线垂直入射到如图1所示的投影膜的第一倾斜表面的情况的示意图。

图3是示出根据本发明的实施例的光线背投到如图1所示的投影膜的第二倾斜表面的情况的示意图。

图4是示出根据本发明的实施例的投影系统的第一投影模式(也可称为远距离投影模式)的示意图。

图5是示出根据本发明的实施例的投影系统的第二投影模式(也可称为近距离投影模式)的示意图。

可以预期的是，本发明的一个实施例中的要素可有利地适用于其它实施例而无需赘述。

具体实施方式

以下通过具体实施例来进行说明，本领域技术人员可由本说明书所公开的内容清楚地了解本发明的其它优点与技术效果。此外，本发明并不限于下述具体实施例，也可通过其它不同的实施例加以施行或应用，并且，对于本说明书中的各项具体内容，可在不背离本发明的精神下进行各种修改与变更。

下面，基于附图对本发明的具体实施例进行详细叙述。所列举的附图仅为简单说明，并非依实际尺寸描绘，未反应出相关结构的实际尺寸，先予叙明。为了便于理解，在各附图中使用了相同的参考标号，以指示附图中共用的相同元素。附图并未依比例绘制并且可为了清晰而被简化。一个实施例的元素及特征可有利地并入其它实施例中，而无须进一步叙述。

此外，在本文中，由于影像(例如，图像或视频)由光组成，因此术语“影像”与“光”可互换使用。

<实施例1>

以下，参照图1至图3，对本发明所涉及的投影膜进行说明。

首先，使用图1说明本发明所涉及的投影膜的结构。

图1是以与本实施例的投影膜的投影表面(也可称为主表面)垂直的面对投影膜进行截取而得到横截面的局部放大图。如图1所示，投影膜100包括平面主体部110和多个楔形部分120。平面主体部110是厚度相对较薄的层状部分，且具有相对较大的两个表面即第一表面111和第二表面112。此处，平面主体部110的“平面”指的是较为平整的表面，既可以是无弧度的平坦面，也可以是有弧度的光滑曲面。平面主体部110第一表面111和第二表面112的形状可根据实际要求而采用不同的形状(圆形、长方形、梯形、六边形等等)。第一表面111与第二表面112可以平行，也可以不平行(例如第一表面111是有弧度的曲面而第二表面112是无弧度的平坦面)。投影膜平面主体部110至少部分透光(部分透光可以指其局部透光，也可以指其透明度在0％～100％的范围内)。平面主体部的第一表面111上设置有多个透光的楔形部分120。优选地，多个楔形部分120可相对于彼此平行地排列在第一表面111上，从而形成为阵列。多个楔形部分120中的每一个具有第一倾斜表面121和第二倾斜表面122。其中，第一倾斜表面121能够透射光(例如，通过将第一倾斜表面121形成为透明且光滑的表面，从而使第一倾斜表面121能够透射光)，第二倾斜表面122能够散射光(例如，通过表面粗糙颗粒化处理或涂覆涂层等表面散射化处理，从而使第二倾斜表面122能够散射光)。投影膜100可由各种透明的材料形成，作为非限制性的示例，包括聚碳酸酯(PC)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)或其组合物等。

第一倾斜表面121与第二倾斜表面122所成的角度可在大于0度且小于180度的范围内。优选为，第一倾斜表面121与第二倾斜表面122所成的角度为90度。第一倾斜表面121与平面主体部110的第一表面111所成的角度可在大于0度且小于90度的范围内。同样，第二倾斜表面122与平面主体部110的第一表面111所成的角度可在大于0度且小于90度的范围内。优选为，第一倾斜表面121与第一表面111所成的第一倾斜角度小于第二倾斜表面122与第一表面111所成的第二倾斜角度。更优选为，第一倾斜表面121与第一表面111所成的角度即第一倾斜角度为30度，并且第二倾斜表面122与第一表面111所成的角度即第二倾斜角度为60度。此外，彼此平行的多个楔形部分120中的每个楔形部分120的第一倾斜表面121可以具有相同的取向(也可以说，每个楔形部分120的第一倾斜表面121相互平行)，并且多个楔形部分120中的每个楔形部分120的第二倾斜表面122可以具有相同的取向(也可以说，每个楔形部分120的第二倾斜表面121相互平行)。

接着，使用图2和图3说明本发明所涉及的投影膜的楔形部分的不同的倾斜表面进行成像的原理。

图2是示出根据本发明的实施例的光线垂直入射到如图1所示的投影膜100的第一倾斜表面121的情况的示意图。如图2所示，光源(图2中示出为发光(例如，自发光或反射光)的显示屏130)所发出的光垂直或大致垂直(例如，沿与第一倾斜表面121成90±10度的方向)入射到第一倾斜表面121。虽然图2示出光垂直或大致垂直入射至第一倾斜表面121，然而，光入射到第一倾斜表面121的角度可根据应用来调节，其主要取决于反射的最强光路角度与安装视角之间的妥协。另外，虽然图2示出了作为光源的显示屏130面对第一倾斜表面121设置的情况，但也可以采用其他类型的光源(例如，作为点光源的投影机)和/或以不面对第一倾斜表面121的方式(例如，光源发出的光平行于第一倾斜表面121，但发出的光通过由反射镜和折射镜等光学设备所组成的光路而大致垂直地入射到第一倾斜表面)设置上述光源。在图2中所示的情况下，光通过楔形部分120并进一步通过平面主体部110，从而通过透射效果使在平面主体部110的第二表面112一侧的用户能够观察到光源所发出的影像(诸如图像或视频)。

图3是示出根据本发明的实施例的光线背投到如图1所示的投影膜的第二倾斜表面122的情况的示意图。如图3所示，光源(未示出)所发出的光通过由反射镜和折射镜组成的光路或者直接地垂直或大致垂直(例如，沿与第一倾斜表面121成90±10度的方向)入射到第二倾斜表面122。光源可以是发光(例如，自发光或反射光)的显示屏或者投影机等等。虽然图3示出光垂直或大致垂直入射至第二倾斜表面122，然而，光入射到第二倾斜表面122的角度不限于此，也可以根据应用而调整成任意的值，其主要取决于散射的最强光路角度与安装视角之间的妥协。在图3中所示的情况下，光在楔形部分120的表面被散射，并且在被散射后在平面主体部110的第二表面112上形成影像(诸如图像或视频)。由此，第二倾斜表面122通过散射效果使在平面主体部110的第二表面112一侧的用户能够观察到光源所发出的影像。

由此，通过使光源所发出的光入射到投影膜100的楔形部分120的不同表面(第一倾斜表面121和/或第二倾斜表面122)上，能够在同一个投影膜100上实现透射效果及散射效果，由此实现直接透光效果或背投效果，从而实现双层投影显示。

<实施例2>

以下，参照图4至图5，对本发明所涉及的投影系统进行说明。

首先，使用图4说明本发明所涉及的投影系统的结构。

如图4所示，投影系统200包括投影腔210、第一屏幕220、第二屏幕230、以及投影装置240。可选地，投影系统200还包括光路切换装置250。

虽然图4示出投影腔210的截面为长方形，但投影腔210的截面可具有其他形状，例如梯形、三角形等等。投影腔210可以是长方体，也可以是柱体、台体等。投影腔210优选为由不透光的材料所构成。

第一屏幕220设置于投影腔210的远离用户的一侧(以下称为第一侧)之上。第一屏幕220能反射光。替代地或附加地，第一屏幕220能自发光，在第一屏幕220能自发光的情形下，投影系统200可不具有投影装置240。

第二屏幕230设置于投影腔210的与第一侧相对的靠近用户的另一侧(以下称为第二侧)之上。第二屏幕230设置成一面朝向投影腔210的外侧(即朝向用户)，而与该面相对的另一面朝向投影腔210的内侧。第二屏幕230至少部分透光。第二屏幕230包括投影膜。投影膜可为如本说明书中所述的投影膜中的任何一种，因此不再重复叙述。第二屏幕230的投影膜的楔形结构设置在投影膜的朝向第一屏幕220的一侧，即，朝向投影腔210内侧的一侧。第二屏幕230可通过投影膜来透射或散射从投影腔210内侧入射到楔形结构的表面上的光，由此向用户显示不同深度的影像。

第一屏幕220设置成其反射投影装置240的光或自身发出的光直接地或通过由反射镜或折射镜等光学设备所构成的光路入射到第二屏幕230的投影膜的楔形结构的第一倾斜表面上。入射到第一倾斜表面的角度可根据应用来调节，这主要取决于反射的最强光路角度与安装视角之间的妥协。理论上，垂直或大致垂直(例如，沿与第二屏幕230所包括的投影膜的楔形结构的第一倾斜表面成90±10度的方向)入射到第二屏幕230的投影膜的楔形结构的第一倾斜表面可得到较大的光强。优选地，例如第一屏幕220可与第二屏幕230的投影膜的楔形结构的第一倾斜表面平行。

投影装置240是用于投射影像的装置。虽然图4和图5中将投影装置240示出为设置在投影腔210内，但投影装置240也可设置在投影腔210之外并且经由例如设置在投影腔210的侧壁上的孔将光投射到投影腔210内侧。投影装置240能够将影像分别投射到第一屏幕220和第二屏幕230。基于来自用户或计算机的指示切换的指令或者自动地，投影装置240可通过图4所示的光路切换装置250来切换是将影像投射到第一屏幕220还是投射到第二屏幕230(即，在以下更详细说明的第一投影模式与第二投影模式之间进行切换)。虽然图4示出光路切换装置250为一个可旋转的反射镜的示例，但光路切换装置250也可为一个或多个可移动和/或可旋转的反射镜和/或折射镜或其组合。

附加地或替代地，基于来自用户或计算机的指示切换的指令或者自动地，可移动和/或旋转的投影装置240可通过自身的移动和/或旋转来切换是将影像投射到第一屏幕220还是投射到第二屏幕230。在某些情况下，由于投影装置240能够通过移动和/或旋转直接地将影像投射至第一屏幕220或第二屏幕230，从而可省略光路切换装置250。

接着，再次使用图4来说明本发明所涉及的投影系统的第一投影模式(也可称为远距离投影模式)。

当投影系统切换到第一投影模式时，在投影装置240所发出的光投射到第一屏幕220(例如，如图4所示那样地，光不受光路切换装置250阻挡而直接投射到第一屏幕220)的情况下，第一屏幕220反射投影装置240所投射的光，反射出的光经由第二屏幕230的投影膜的楔形结构的第一倾斜表面透射通过第二屏幕230，从而到达用户位置。附加地或替换地，在第一屏幕220自发光的情况下，第一屏幕220将本身所发出的光经由第二屏幕230的投影膜的楔形结构的第一倾斜表面透射通过第二屏幕230，从而到达用户位置。由此，用户能够通过第二屏幕230观察到影像。

接着，使用图5说明本发明所涉及的投影系统的第二投影模式(也可称为近距离投影模式)。

当投影系统切换到第二投影模式时，如图5所示，投影装置240所发出的光投射到第二屏幕230的投影膜的楔形结构的第二倾斜表面(例如，如图5所示那样地，光通过光路切换装置250的反射被投射到第二倾斜表面)，并且其中至少一部分光被第二倾斜表面散射后通过第二屏幕230。由此，用户能够通过第二屏幕230观察到影像。

由此，本实施例的投影系统通过在第一投影模式与第二投影模式之间切换，实现直接透光(二层屏反射影像)或背投效果，使得用户可以在各个投影模式下看到相应深度上的影像，从而实现双层投影显示。

以上详细描述了本申请的可选实施例。但应当理解，在不脱离本申请的广义精神和范围的情况下可以采用各种实施例及变形。本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本申请的构思做出诸多修改和变化。作为非限制性的示例，本领域技术人员可将上述系统或结构中的各个部分中的一个或多个进行省略或者于上述系统或结构中添加一个或多个部分，或用其他的具有相同或者相似的功能的部分代替本实施例中所涉及的各种结构或系统中的一部分或者全部。因此，凡本领域技术人员依本申请的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应属于由本申请的权利要求书所确定的保护范围内。

Claims

1.一种投影膜，其特征在于，包括：

至少部分透光的平面主体部；以及

设置在所述平面主体部的一侧的透光的多个楔形部分，每个楔形部分具有第一倾斜表面和第二倾斜表面，

其中，所述第一倾斜表面能够透射光，所述第二倾斜表面能够散射光，

所述第一倾斜表面与所述第二倾斜表面所成的角度为90度，

所述多个楔形部分中的每个楔形部分的所述第一倾斜表面具有相同的取向，并且所述多个楔形部分中的每个楔形部分的所述第二倾斜表面具有相同的取向。

2.如权利要求1所述的投影膜，其特征在于，所述第一倾斜表面与所述平面主体部所成的第一倾斜角度小于所述第二倾斜表面与所述平面主体部所成的第二倾斜角度。

3.如权利要求2所述的投影膜，其特征在于，所述第一倾斜角度为30度，并且所述第二倾斜角度为60度。

4.如权利要求1所述的投影膜，其特征在于，所述多个楔形部分排列成阵列。

5.如权利要求1所述的投影膜，其特征在于，所述第二倾斜表面进行了粗糙化处理。

6.一种投影系统，其特征在于，包括：

投影腔；

投影装置；

第一屏幕，该第一屏幕设置于所述投影腔的第一侧；以及

第二屏幕，该第二屏幕设置于所述投影腔的与所述第一侧相对的第二侧，所述第二屏幕包括如权利要求1至5中任一项所述的投影膜，其中，楔形结构设置在所述投影膜的朝向所述第一屏幕的一侧。

7.如权利要求6所述的投影系统，其特征在于，所述第一屏幕与所述第一倾斜表面平行。

8.如权利要求7所述的投影系统，其特征在于，所述投影系统能够在第一投影模式和第二投影模式下操作，其中，

在所述第一投影模式下，所述投影装置所发出的光投射到所述第一屏幕，并且投射到所述第一屏幕上的光经由所述第一倾斜表面透射通过所述第二屏幕，

在所述第二投影模式下，所述投影装置所发出的光投射到所述第二倾斜表面，并且其中至少一部分光被所述第二倾斜表面散射后通过所述第二屏幕。