CN114911125A - 一种投影屏幕及投影装置 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种投影屏幕及投影装置,涉及投影显示技术领域,用于解决投影屏幕容易损耗较多的投影机投射的光线的问题。该投影屏幕包括反射层、菲涅尔透镜层、功能层以及N个颜料粒子。菲涅尔透镜层与反射层层叠设置,功能层层叠设置于菲涅尔透镜层远离反射层一侧。N个颜料粒子分布于反射层、菲涅尔透镜层以及功能层中的至少一层内,且N个颜料粒子具有不同的粒径。其中,N>1,且N为整数。该投影屏幕用于显示投影机投射的影像。
Description
技术领域
本申请涉及投影显示技术领域,尤其涉及一种投影屏幕及投影装置。
背景技术
在投影显示技术领域,投影机一般搭配投影屏幕使用。投影机射出的光线投射到投影屏幕上,经过投影屏幕的反射后到达观众的眼中,观众便可以在投影屏幕的表面观看到光线形成的影像。
为了提高投影屏幕的对比度,投影屏幕一般包括用于吸收环境光的着色层。着色层能够吸收外界的环境光,进而提高投影屏幕上的投影画面的对比度。
但是,投影机投射的光线在经过投影屏幕的着色层时,部分光线也会被着色层所吸收,造成投影机投射的光线的损耗较多,进而使得投影屏幕上的投影画面的亮度以及增益较低。
发明内容
本申请提供一种投影屏幕及投影装置,用于解决投影屏幕容易损耗较多的投影机投射的光线的问题。
为达到上述目的,本申请采用如下技术方案:
一方面,本申请实施例提供一种投影屏幕,包括反射层、菲涅尔透镜层、功能层以及N个颜料粒子。菲涅尔透镜层与反射层层叠设置,功能层层叠设置于菲涅尔透镜层远离反射层一侧。N个颜料粒子分布于反射层、菲涅尔透镜层以及功能层中的至少一层内,且N个颜料粒子具有不同的粒径。其中,N>1,且N为整数。
本申请实施例提供的投影屏幕,包括层叠设置的反射层、菲涅尔透镜层以及功能层。投影机投射的光线到达投影屏幕时,依次经过功能层、菲涅尔透镜层后到达反射层。在反射层的反射下,光线依次被反射至菲涅尔透镜层以及功能层,最终反射至观众的眼中,观众便能够在投影屏幕上观看到影像。由于光线在经过菲涅尔透镜层时会向屏幕中心汇聚,观众在正对投影屏幕的位置能够观看到亮度较高的影像,投影屏幕的增益较高。同时,菲涅尔透镜层还能够起到一定的抗环境光的作用,环境光会在菲涅尔微结构的作用下朝非人眼观看的区域反射。
此外,本申请实施例提供的投影屏幕还包括具有不同粒径的N个颜料粒子。当N个颜料粒子分布于投影屏幕的功能层、菲涅尔透镜层以及反射层中的至少一层内时,由于N个颜料粒子的粒径大小分布较为分散,均衡性比较差,颜料粒子分布较为分散,均匀性不好,容易出现较大的间隔,从而使得投影机投射的光线容易从间隔处穿过,不容易被颜料粒子所吸收。这样,投影机投射的光线的利用率较高,被颜料粒子吸收的概率较低,从而提升了投影屏幕上的投影画面的亮度以及增益。
在一些实施例中,N个颜料粒子包括M个第一颜料粒子。M个第一颜料粒子的粒径为200nm~500nm。其中,1<M≤N,且M为整数。
在一些实施例中,M个第一颜料粒子包括M1个第一子颜料粒子、M2个第二子颜料粒子以及M3个第三子颜料粒子。M1个第一子颜料粒子的粒径为249nm~251nm,M2个第二子颜料粒子的粒径为349nm~351nm,M3个第三子颜料粒子的粒径为449nm~451nm。其中,M1个第一子颜料粒子、M2个第二子颜料粒子以及M3个第三子颜料粒子的质量之比为1:3:1。1<M1+M2+M3≤M,且M1、M2以及M3均为正整数。
在一些实施例中,M个第一颜料粒子为黑色颜料粒子。
在一些实施例中,N个颜料粒子还包括L个蓝色颜料粒子。L个蓝色颜料粒子的粒径为1um~5um。其中,1<M+L≤N,且L为正整数。
在一些实施例中,L个蓝色颜料粒子包括L1个第一蓝色颜料粒子、L2个第二蓝色颜料粒子以及L3个第三蓝色颜料粒子。L1个第一蓝色颜料粒子的粒径为1um~2um,L2个第二蓝色颜料粒子的粒径为2.5um~3.5um,L3个第三蓝色颜料粒子的粒径为4um~5um。其中,L1个第一蓝色颜料粒子、L2个第二蓝色颜料粒子以及L3个第三蓝色颜料粒子的质量之比为1:4:1。其中,1<L1+L2+L3≤L,且L1、L2以及L3均为正整数。
在一些实施例中,L个蓝色颜料粒子与M个第一颜料粒子的质量之比为1:1。
在一些实施例中,N个颜料粒子还包括K个红色颜料粒子,K个红色颜料粒子的粒径为1um~5um。其中,1<M+L+K≤N,且K为正整数。
在一些实施例中,K个红色颜料粒子与L个蓝色颜料粒子的质量之比为1:20。
另一方面,本申请实施例提供一种投影装置,包括投影机以及上述任一种投影屏幕。投影机用于朝投影屏幕投射光线,投影屏幕用于接收投影机投射的光线,并显示影像。
由于本申请实施例提供的投影装置包括上述任一种投影屏幕,因此能够解决与上述投影屏幕相同的问题,达到相同的技术效果,此处不再赘述。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的投影装置的使用状态示意图;
图2为本申请实施例提供的一种投影屏幕的结构示意图;
图3为本申请实施例提供的一种功能层的内部的结构示意图;
图4为本申请实施例提供的另一种功能层的内部的结构示意图;
图5为本申请实施例提供的另一种功能层的内部的结构示意图;
图6为本申请实施例提供的另一种投影屏幕的结构示意图;
图7为本申请实施例提供的一种表面层的结构示意图;
图8为本申请实施例提供的另一种表面层的结构示意图;
图9为图8所示表面层上的微透镜经过雾化处理后的结构示意图;
图10为本申请实施例提供的另一种投影屏幕的结构示意图;
图11为本申请实施例提供的又一种投影屏幕的结构示意图;
图12为本申请实施例提供的再一种投影屏幕的结构示意图;
图13为本申请实施例提供的一种菲涅尔透镜层的结构示意图;
图14为本申请实施例提供的另一种菲涅尔透镜层的结构示意图;
图15为本申请实施例提供的一种反射层的结构示意图;
图16为本申请实施例提供的另一种反射层的结构示意图。
附图标记:
100-投影装置;1-投影屏幕;11-反射层;12-菲涅尔透镜层;13-功能层;14-颜料粒子;141-第一颜料粒子;142-蓝色颜料粒子;143-红色颜料粒子;15-扩散层;16-表面层;17-基材层;18-粘接层;2-投影机;21-入射光线;22-出射光线;3-观众;40-扩散粒子;50-微透镜;60-透光凸起。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请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申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
在本申请的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请的限制。
在本申请的描述中,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以用于明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中,除非有另外说明,“多个”的含义是两个或两个以上。
需要说明的是,在实际应用中,由于设备精度或者安装误差的限制,绝对的平行或者垂直效果是难以达到的。在本申请中有关垂直、平行或者同向的描述并不是一个绝对的限定条件,而是表示可以在预设误差范围内实现垂直或者平行的结构设置,并达到相应的预设效果,如此,可以最大化的实现限定特征的技术效果,并使得对应技术方案便于实施,具有很高的可行性。
在本申请实施例中,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
在本申请实施例中,“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本申请实施例中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其他实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言,使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。
相关技术中,为了提升投影屏幕抗环境光的能力,投影屏幕一般包括着色层。着色层内分布有颜料粒子,外界的环境光进入到投影屏幕内部的着色层时,会被着色层内的颜料粒子所吸收,从而使得投影屏幕上的投射画面的对比度较高。
但是,投影机投射的光线在经过投影屏幕的着色层时,也会有部分光线被着色层内的颜料粒子所吸收,从而导致投影机投射的一部分光线无法显示,影响投影画面的亮度,使得投影画面的亮度以及增益较低,观看体验较差。
基于此,本申请实施例提供了一种投影装置,参阅图1,图1为本申请实施例提供的投影装置100的使用状态示意图。投影装置100可以包括投影屏幕1和投影机2。投影机2用于朝投影屏幕1投射光线,投影屏幕1用于接收投影机2投射的光线,并显示画面。投影装置100在使用时,投影机2可以放置在投影屏幕1的前下方,观众3位于投影屏幕1的前方并看向投影屏幕1。投影机2发出的入射光线21照向投影屏幕1,入射光线21经过投影屏幕1的反射后最终形成出射光线22照向观众3,同时在投影屏幕1中成像。
图1所示的投影机2可以包括激光器,该激光器可以为单色激光器、双色激光器和三色激光器中的一种。其中,三色激光器可发射蓝色激光、红色激光以及绿色激光。激光器发射的蓝色激光的波长的范围可设置为430nm-460nm,发射的绿色激光的波长的范围可设置为500nm-540nm,发射的红色激光的波长的范围可设置为610nm-650nm。
由于三色激光器具有色彩存真和色域较高的优势,本申请实施例提供的投影机2中的激光器可以选择三色激光器。当然,本申请实施例提供的投影机2中的激光器也可以选择单色激光器或者双色激光器。
在投影显示技术领域,尤其是超短焦激光投影显示领域,为达到较好的亮度及显示效果,投影机可以搭配具有菲涅尔微结构的投影屏幕。下面对本申请实施例提供的具有上述菲涅尔微结构的投影屏幕的具体结构进行举例说明。
参阅图2,图2为本申请实施例提供的一种投影屏幕1的结构示意图。投影屏幕1可以包括反射层11、菲涅尔透镜层12、以及功能层13。菲涅尔透镜层12与反射层11层叠设置,功能层13层叠设置于菲涅尔透镜层12远离反射层11一侧。反射层11用于反射进入投影屏幕1内部的光线,菲涅尔透镜层12具有菲涅尔微结构,菲涅尔微结构能够起到汇聚光线的作用,提高投影屏幕1的增益。
此外,如图3所示,图3为本申请实施例提供的一种功能层13的内部的结构示意图。投影屏幕还可以包括N个颜料粒子14,颜料粒子14分布于功能层13、菲涅尔透镜层12(图2)以及反射层11(图2)中的至少一层内,且N个颜料粒子14具有不同的粒径。其中,N>1,且N为整数。
可以理解的是,颜料粒子14可以是固体状颗粒,颗粒的粒径即为颜料粒子14的粒径。N为数值较大的整数,以使投影屏幕1中具有数量足够多的颜料粒子14,进而实现颜料粒子14吸收环境光的作用。N个颜料粒子14具有不同的粒径是指N个颜料粒子14的粒径不完全相同,存在多种粒径的颜料粒子14。
基于此,如图2所示,本申请实施例提供的投影屏幕1,包括层叠设置的反射层11、菲涅尔透镜层12以及功能层13。投影机2投射的光线到达投影屏幕1时,依次经过功能层13、菲涅尔透镜层12后到达反射层11。在反射层11的反射下,光线依次被反射至菲涅尔透镜层12以及功能层13,最终反射至观众3的眼中,观众3便能够在投影屏幕1上观看到影像。由于光线在经过菲涅尔透镜层12时会向屏幕中心汇聚,观众3在正对投影屏幕1的位置能够观看到亮度较高的影像,投影屏幕1的增益较高。同时,菲涅尔透镜层12还能够起到一定的抗环境光的作用,环境光会在菲涅尔微结构的作用下朝非人眼观看的区域反射。
此外,如图3所示,本申请实施例提供的投影屏幕1还包括具有不同粒径的N个颜料粒子14。当N个颜料粒子分布于投影屏幕1的功能层13、菲涅尔透镜层12(图2)以及反射层11(图2)中的至少一层内时,由于N个颜料粒子14的粒径大小分布较为分散,均衡性比较差,颜料粒子14分布较为分散,均匀性不好,容易出现较大的间隔,从而使得投影机2(图2)投射的光线(图3所示的入射光线21)容易从间隔处穿过,不容易被颜料粒子14所吸收。这样,投影机2(图2)投射的光线的利用率较高,被颜料粒子14吸收的概率较低,从而提升了投影屏幕1上的投影画面的亮度以及增益。
为了保证投影屏幕抗环境光的能力,在一些实施例中,如图3所示,N个颜料粒子14可以包括M个第一颜料粒子141,M个第一颜料粒子141的粒径为200nm~500nm。其中,1<M≤N,且M为整数。可以理解的是,当M=N时,颜料粒子14全部为第一颜料粒子141。
可知的,环境光的波长一般在390nm~780nm的范围内。由于M个第一颜料粒子141的粒径为200nm~500nm,大约为环境光的波长的一半左右。此时,第一颜料粒子141对于环境光的吸收效果较好,环境光在经过第一颜料粒子141的时候,会有较多的环境光被第一颜料粒子141所吸收,进而保证投影屏幕1抗环境光的能力,使得投影屏幕1上的投影画面的对比度较高。示例性的,第一颜料粒子141的粒径可以为200nm、300nm、400nm或者500nm。
由上述可知,第一颜料粒子141对于环境光的吸收效果较好,为了进一步提升第一颜料粒子141对于环境光的吸收效果,在一些实施例中,M个第一颜料粒子141可以为黑色颜料粒子。黑色颜料粒子能够吸收所有颜色的光,而环境光一般为混合光,包括多个颜色的光。这样,当环境光经过黑色颜料粒子的时候,环境光所包括的多种颜色的光都会被黑色颜料粒子所吸收,从而使得投影屏幕1抗环境光的能力进一步提高。黑色颜料粒子的材料可根据实际情况进行选择,此处不做限定。示例性的,黑色颜料粒子可以为炭黑颜料粒子。
在一些实施例中,M个第一颜料粒子141可以包括M1个第一子颜料粒子、M2个第二子颜料粒子以及M3个第三子颜料粒子。M1个第一子颜料粒子的粒径可以为249nm~251nm,M2个第二子颜料粒子的粒径可以为349nm~351nm,M3个第三子颜料粒子的粒径可以为449nm~451nm。其中,M1个第一子颜料粒子、M2个第二子颜料粒子以及M3个第三子颜料粒子的质量之比可以为1:3:1,其中,1<M1+M2+M3≤M,且M1、M2以及M3均为正整数。
由上述可知,M2个第二子颜料粒子粒径的质量占所有第一颜料粒子141的质量的比例较高,而环境光的常见波长在500nm附近,第二子颜料粒子的质量占比较大时,可以使得投影屏幕对波长在500nm附近的环境光的吸收效果较好,保证环境光的吸收效果。第一子颜料粒子、第二子颜料粒子以及第三子颜料粒子的粒径可根据实际情况确定,示例性的,第一子颜料粒子的粒径可以为249nm、250nm或者251nm,第二子颜料粒子的粒径可以为349nm、350nm、或者351nm,第三子颜料粒子的粒径可以为449nm、450nm或者451nm。
可以理解的是,M1个第一子颜料粒子的粒径可以全部相同,也可以不同。例如,M1个第一子颜料粒子的粒径可以均为250um,类似的,M2个第二子颜料粒子的粒径可以均为350um,M3个第三子颜料粒子的粒径可以均为450um。
此外,可以理解的是,M个第一颜料粒子141的粒径-数量分布可以为离散分布。例如,M个第一颜料粒子141仅包括第一子颜料粒子、第二子颜料粒子以及第三子颜料粒子,即M1+M2+M3=M。
当然,M个第一颜料粒子141的粒径-数量分布也可以为连续分布,即M个第一颜料粒子141的粒径可以包括200nm~500nm中的任意一个数值。示例性的,M个第一颜料粒子141的粒径-数量分布可以呈正态分布。其中,M2个粒径为350nm的第二子颜料粒子可以为正态分布曲线的对称点。当然,正态分布曲线的对称点也可以是其它的粒径,例如,粒径为300nm的第一颜料粒子141也可以为对称点。M个第一颜料粒子的粒径-数量分布也可以为凸起状的抛物线分布,M2个粒径为350nm的第二子颜料粒子为抛物线的顶点。
在一些实施例中,如图4所示,图4为本申请实施例提供的另一种功能层13的内部的结构示意图,N个颜料粒子14还可以包括L个蓝色颜料粒子142,L个蓝色颜料粒子142的粒径可以为1um~5um。其中,1<M+L≤N,且L为正整数。当L+M=N时,颜料粒子14仅包括第一颜料粒子141以及蓝色颜料粒子142。而当L+M<N时,颜料粒子141还包括其它类型的颜料粒子。
可知的,相较于投影机发射的红色光线以及绿色光线而言,投影机发射出的蓝色光线的亮度较低。由于投影屏幕包括L个蓝色颜料粒子142,蓝色颜料粒子142可以反射蓝色光线,进而起到一定的补充蓝光的效果,使得蓝色光线的亮度提升,从而使得投影屏幕上的投影画面色彩更均衡,投影效果更好。如图4所示,若入射光线21为蓝色光线,则光线经过蓝色颜料粒子142时,可以透过蓝色颜料粒子142。同样的,蓝色颜料粒子的材料可根据实际情况选择,此处不做限定,示例性的,蓝色颜料粒子可以选择酞菁蓝颜料粒子。
同时,由于蓝色颜料粒子142的粒径为1um~5um之间,大于投影机投射的光线的波长,可以降低其对投影机投射的其它颜色的光线的吸收效果,减少投影机投射的光线的损耗。示例性的,蓝色颜料粒子142的粒径可以为1um、2um、3um、4um以及5um。
在一些实施例中,L个蓝色颜料粒子142与M个第一颜料粒子141的质量之比可以为1:1。由上述可知,第一颜料粒子141可以用于吸收环境光的光线,保证投影屏幕具有较好的对比度,而蓝色颜料粒子142可以用于反射蓝色光线,弥补投影机发射的蓝色光线的亮度较低的问题,补偿一定的蓝色光,保证投影画面。因此,选择1:1的质量比例,既可以保证投影屏幕的抗环境光的效果,也能够补充一定的蓝色光线。
当然,蓝色颜料粒子142与第一颜料粒子141的质量之比也可以为其它比例,例如,L个蓝色颜料粒子142与M个第一颜料粒子141的质量比也可以为1:2,此时,投影屏幕具有较好的吸收环境光的效果。或者,L个蓝色颜料粒子142与M个第一颜料粒子141的质量之比也可以为2:1,此时,投影屏幕能够较好的弥补投影机投射的蓝色光线较暗的弱点。
在一些实施例中,L个蓝色颜料粒子142可以包括L1个第一蓝色颜料粒子、L2个第二蓝色颜料粒子以及L3个第三蓝色颜料粒子。L1个第一蓝色颜料粒子的粒径可以为1um~2um,L2个第二蓝色颜料粒子的粒径可以为2.5um~3.5um,L3个第三蓝色颜料粒子的粒径可以为4um~5um。其中,L1个第一蓝色颜料粒子、L2个第二蓝色颜料粒子以及L3个第三蓝色颜料粒子的质量之比可以为1:4:1。其中,1<L1+L2+L3≤L,且L1、L2以及L3均为正整数。
由上述可知,蓝色颜料粒子14中的第二蓝色颜料粒子的质量占比较多,而第二蓝色颜料粒子的粒径为2.5um~3.5um,此粒径范围内的粒径较为适中。若粒径过小,容易发生团聚。粒径过大,容易迁移至投影屏幕的表面形成黑斑,影响投影效果。因此,当第二蓝色颜料粒子的比例较多时,具有较好的分散效果,也不容易在投影屏幕的表面形成黑斑。
当然,L1个第一蓝色颜料粒子、L2个第二蓝色颜料粒子以及L3个第三蓝色颜料粒子的质量之比也可以为其它的比例,例如1:3:1或者1:5:1,此处质量之比仅作为示例,也可根据实际情况选择其它比例。
可以理解的是,L1个第一蓝色颜料粒子的粒径可以全部相同,也可以不同。例如,L1个第一蓝色颜料粒子的粒径可以均为1um,类似的,L2个第二蓝色颜料粒子的粒径可以均为3um,L3个第三蓝色颜料粒子的粒径可以均为5um。
此外,可以理解的是,蓝色颜料粒子142的粒径-数量分布可以为离散分布,例如,蓝色颜料粒子142可以仅包括第一蓝色颜料粒子、第二蓝色颜料粒子以及第三蓝色颜料粒子。此时,L1+L2+L3=L。
当然,蓝色颜料粒子142的粒径-数量分布也可以为连续分布,例如,蓝色颜料粒子142的粒径-数量分布可以为正态分布,其中,示例性的,粒径为3um的L2个第二蓝色颜料粒子可以为正态分布的对称点。或者,粒径为4um的L3第三蓝色颜料粒子也可以为正态分布的对称点。蓝色颜料粒子142的粒径-数量分布可以为凸起状的抛物线分布,示例性的,粒径为3um的L2个第二蓝色颜料粒子可以为抛物线的顶点。
在一些实施例中,如图5所示,图5为本申请实施例提供的另一种功能层13的内部的结构示意图,N个颜料粒子14还可以包括K个红色颜料粒子143,K个红色颜料粒子143的粒径为1um~5um。其中,1<M+L+K≤N,且K为正整数。示例性的,红色颜料粒子143的粒径可以为1um、2um、3um、4um或者5um。
可知的,红色颜料粒子143能够反射红色光线,吸收其它颜色的光线。因此,与蓝色颜料粒子142类似的,红色颜料粒子143可以补充红色光线,进一步提升投影画面的观看品质。如图3所示,假设图中右侧的入射光线21为红色光线,则其可以穿过红色颜料粒子143。同时,红色颜料粒子的粒径为1um~5um时,可以使得投影机投射的光线经过红色颜料粒子的时候,透过率较高,减少投影机投射的光线的损耗。红色颜料粒子的材料可根据实际情况选择,示例性的,红色颜料粒子可以选择甲苯胺红颜料粒子。
可以理解的是,图3、图4以及图5中所展示的第一颜料粒子141、蓝色颜料粒子142以及红色颜料粒子143的大小关系以及数量仅作为示例,并不代表实际的大小以及实际的数量。
此外,可以理解的是,当颜料粒子14仅包括第一颜料粒子141、蓝色颜料粒子142以及红色颜料粒子143时,M+L+K=N,即第一颜料粒子141、蓝色颜料粒子142以及红色颜料粒子143的质量之和即为颜料粒子14的总质量。当然,颜料粒子14也可以包括绿色颜料粒子,此时,第一颜料粒子141、蓝色颜料粒子142以及红色颜料粒子143的质量之和小于颜料粒子14的总质量。
在一些实施例中,K个红色颜料粒子143与L个蓝色颜料粒子142的质量之比可以为1:20,即红色颜料粒子143的总质量与蓝色颜料粒子142的总质量之比为1:20。
可知的,投影机投射的光线中蓝色光线较暗,需要补偿的蓝光的量较多,而投影机投射的光线中红色光线亮度较高,不需要太多的进行补偿。因此,投影屏幕中添加有少量的红色颜料粒子即可,起到一定的补偿红色光线的效果即可满足需求。当然,红色颜料粒子的总质量与蓝色颜料粒子的总质量之比也可根据实际情况进行调整,示例性的,上述质量之比也可以为1:15或者1:25,此处仅作为示例,也可以为其它比例。
作为示例的,在本申请实施例中,可以选择黑色颜料粒子、蓝色颜料粒子以及红色颜料粒子的质量之比为20:20:1,此比例下,投影屏幕的投影效果较好,具有较好的显示画面。当然,也可以根据实际情况选择其它的比例,此处不再做举例说明。
此外,为了提升投影屏幕的其它性能,本申请实施例提供的投影屏幕还可以包括其它结构,下面结合附图,对本申请实施例提供的不同结构的投影屏幕做进一步介绍。
如图2所示,为了扩大投影屏幕1的观看视角,在一些实施例中,投影屏幕1还可以包括扩散层15。扩散层15可以位于功能层13和菲涅尔透镜层12之间。扩散层15内分布有扩散粒子40。进入投影屏幕1内的光线经过扩散层15,在扩散粒子40的作用下沿各个方向扩散。
由于光线进行扩散,使得投影屏幕1的观看视角有所增大。同时,扩散后的光线之间的相干性较弱,降低了光线在投影屏幕1表面的干涉程度,进而减弱投影屏幕1表面出现的散斑的严重程度。其中,扩散粒子40的材质可以为聚甲基丙烯酸甲酯(PolymethylMethacrylate,PMMA)。
下面,以图2所示的投影屏幕为例,对功能层13以及菲涅尔透镜层12的制作过程做示例性说明。
基于图2所示的投影屏幕1,扩散层15可作为制作菲涅尔透镜层12的基底。以菲涅尔透镜层12由无影胶(Ultraviolet Rays,UV胶)固化而成为例,因为UV胶具有弹性,所以使得菲涅尔透镜层12可卷曲。在制作菲涅尔透镜层12时,将UV胶涂布在扩散层15的表面上,然后用专用的模具对菲涅尔透镜层12进行压印,使得菲涅尔透镜层12成型,然后再用UV光源灯对UV胶进行固化,最后脱模即可完成菲涅尔透镜层12的制作。当然,在另一些实施例中,菲涅尔透镜层12也可以由热固化胶水制成。
相同的,功能层13也可以选择扩散层15为基底进行制作。其材料也可以选择UV胶,如图2所示,图2所示的功能层13内分布有颜料粒子14(图3),因此,在制作功能层13时,可以将UV胶与颜料粒子14(图3)混合,然后,在扩散层15远离菲涅尔透镜层12一侧的表面涂布上述UV胶,然后再用UV光源灯对UV胶进行固化,即可完成功能层13的制作。
继续参阅图2,在一些实施例中,投影屏幕1还可以包括表面层16,表面层16位于功能层13远离菲涅尔透镜层12一侧,用于保护投影屏幕1。示例性的,表面层16也可以由UV胶制成,在制作表面层16时,将UV胶涂布在功能层13远离菲涅尔透镜层12一侧的表面上,然后用UV光源灯对UV胶进行固化,即可完成表面层16的制作。当然,表面层16也可以由硬质材料制成,例如,甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯共聚物(MS,methyl methacrylate-styrenecopolymer)材料。
为了实现不同的功能,投影屏幕的表面层可以具有不同的结构。下面结合附图,对本申请实施例提供的几种不同的表面层进行示例性说明。
如图6所示,图6为本申请实施例提供的另一种投影屏幕1的结构示意图。在一些实施例中,表面层16远离功能层13一侧的表面可以为雾化(Matte)表面,该表面光线的反射率较低。由此,投影机2投射的光线在到达该表面时,会有更多的光线透过该表面进入投影屏幕1内部,从而使得投影机2投射的光线不容易在其它地方(如天花板)形成清晰的影像,保证观众3的观看体验。其中,表面层16远离功能层13一侧的表面可以通过喷砂工艺处理来形成雾化表面,操作简单、方便,容易实现。同时,图6所示的投影屏幕1中的反射层11内分布有颜料粒子。
如图7所示,图7为本申请实施例提供的一种表面层16的结构示意图。在一些实施例中,为了进一步扩大投影屏幕1的观看角度,表面层16远离功能层一侧(左侧)的表面可以分布有扩散粒子40。通过在该表面添加扩散粒子40,可以增大投影屏幕的观看视角,同时也能够增加该表面的粗糙度,使得光线更多的透过该表面,不容易在别处形成清晰的影像,提升观众的观看体验。
如图8所示,图8为本申请实施例提供的另一种表面层16的结构示意图。在一些实施例中,表面层16远离功能层一侧(左侧)的表面分布有微透镜(Lenti)50。通过设置微透镜50,同样可以增大投影屏幕的观看视角,同时起到降低该表面反射率的效果。其中,微透镜50的形状可以为半球形。
参阅图9,图9为图8所示表面层16的微透镜50经过雾化处理后的结构示意图。在一些实施例中,微透镜50的表面可以为雾化表面。通过对微透镜50的表面进行雾化处理,能够进一步提高该表面的粗糙度,进而使得光线在该表面的反射率进一步降低,从而使得光线的透过率更高,进而提高投影机投射的光线的利用效率,降低因光线反射在别处形成清晰影像的概率。
在一些实施例中,如图10所示,图10为本申请实施例提供的另一种投影屏幕1的结构示意图。投影屏幕1还可以包括基材层17,基材层17可以位于表面层16和反射层11之间。基材层17可以作为投影屏幕1的支撑基础。以图10所示的投影屏幕1为例,投影屏幕1包括两个基材层17,基材层17可作为制作表面层16、功能层13以及菲涅尔透镜层12的基底。在制作表面层16时,将UV胶涂布在基材层17远离菲涅尔透镜层12一侧的表面上,然后用UV光源灯对UV胶进行固化,即可完成表面层16的制作。
其中,基材层17也可以选择不同的材料制成。例如,基材层17可以由聚对苯二甲酸乙二醇酯(Polyethylene terephthalate,PET)材料制成。PET材料具有柔性,进而使得基材层17具有柔性,能够卷曲。当然基材层17也可以由其它柔性材料制成,例如,可以由热塑性聚氨酯弹性体橡胶(Thermoplastic polyurethanes,TPU)材料制成基材层17,TPU具有弹性,可实现卷曲。或者,基材层17还可以苯乙烯系嵌段共聚物(Styrenic BlockCopolymers,SBC)柔性材料制成。又例如,基材层17也可以由MS材料制成。
MS材料的硬度大,不可卷曲,平整性较好,从而使得投影屏幕的平整性较好。TPU硬度范围广,增加硬度仍可以保持良好的弹性和耐磨性,耐油性、耐老化以及耐磨性好,成本较低。
SBC材料柔性好,具有良好的机械性能,可防水,抗拉强度、抗撕裂强度和圆球顶破强度比MS材料强。具有较好的抗氧化性、防水性、耐候性、耐化学性和耐腐蚀性。材料下表面粗糙,呈立体网状结构,与多种粘接剂具有良好的粘接强度,能够与其它材料共混来改善材料的性能和强度。
又例如,基材层17也可以由聚氨酯(Polyurethane,PU)、聚乙烯(polyethene,PE)、聚氯乙烯(Polyvinyl chloride,PVC)、聚丙烯(polypropylene,PP)材料制成。其中,PU材料可以适应不同的热膨胀系数基材的粘和,可与基材之间形成软-硬过渡层,粘接力强。因此,其与投影屏幕的其它层状结构的结合性更好。而且具有优良的缓冲、减震功能。
PE材料无臭、无毒、手感似腊,具有优良的耐低温性能、化学稳定性好,能耐大多数酸碱的侵蚀。常温下不溶于一般溶剂,吸水性小,电路绝缘性优良。
PVC材料的尺寸安定性好,耐候性好,成本较低。同时,PVC材料可利用增塑剂调整软硬度。PP材料易染色、质地轻、韧性好、耐温和耐化学性好。
如图10所示,在一些实施例中,基材层17的数量可以为多个。图10所示投影屏幕1设有两个基材层17。其中一个基材层17位于表面层16与功能层13之间,可作为制作表面层16和功能层13的基底。另一种基材层17位于功能层13和菲涅尔透镜层12之间,可作为制作功能层13以及菲涅尔透镜层12的基底。
继续参阅图10,投影屏幕1还可以包括粘接层18,粘接层18位于基材层17和功能层13之间。功能层13与基材层17可通过粘接层18进行粘接。示例性的,粘接层18可以为光学透明胶。当然,在另一些实施例中,投影屏幕1也可以不设置粘接层18,如上述所说,可以直接以其中一个基材层17作为基底来制作功能层13。这样,便无需设置粘接层18进行粘接。
在一些实施例中,参阅图11,图11为本申请实施例提供的又一种投影屏幕1的结构示意图。图11所示投影屏幕1设置有一个基材层17。基材层17中远离表面层16一侧的表面上设有透光凸起60。当光线经过透光凸起60时,光线会发生扩散,从而增大投影屏幕1的观看视角。同时,由于光线发生了扩散,使得光线之间的相干性降低,从而使得投影屏幕1上形成的散斑的严重程度降低。其中,透光凸起60可以为柱状透镜,参阅图11,透光凸起60沿垂直于其延伸方向的平面的截面可以为半圆形,即透光凸起60为半圆柱型。
在一些实施例中,参阅图12,图12为本申请实施例提供的再一种投影屏幕1的结构示意图。图12所示投影屏幕1的基材层17位于功能层13的一侧,基材层17与功能层13相互靠近的两个表面上均设有透光凸起60。同样的,透光凸起60的形状也可以为半圆柱状。示例性的,基材层17与功能层13表面上的透光凸起60的延伸方向可以相互垂直。
一般的,投影屏幕一般为矩形。参阅图12,图12中的上下方向为投影屏幕1的宽度方向,宽度方向即为观众3观看的竖直方向。垂直于图12所示平面的方向为投影屏幕1的长度方向,长度方向即为观众观看的水平方向。由此,基材层17的透光凸起60沿投影屏幕1的长度方向延伸。这样,光线经过该透光凸起60时,光线会沿投影屏幕1的宽度方向扩散,从而增加投影屏幕1在竖直方向上的观看视角。功能层13表面上的透光凸起60沿投影屏幕1的宽度方向延伸。这样,光线经过该透光凸起60会沿投影屏幕1的长度方向扩散,从而增大投影屏幕1在水平方向上的观看视角。
此外,本申请实施例提供的投影屏幕中的菲涅尔透镜层也可以具有不同的结构。下面结合附图,对几种不同的菲涅尔透镜层的结构做示例性说明。
在一些实施例中,参阅图13,图13为本申请实施例提供的一种菲涅尔透镜层12的结构示意图。菲涅尔透镜层12内分布有扩散粒子40。通过在菲涅尔透镜层12内分布扩散粒子40来扩大观看视角,无需另外设置单独的扩散结构,可以降低投影屏幕的厚度。
在一些实施例中,参阅图14,图14为本申请实施例提供的另一种菲涅尔透镜层12的结构示意图。菲涅尔透镜层12设有菲涅尔微结构一侧的表面上设有微透镜50。通过设置微透镜50,可以对光线进行扩散,从而使得投影屏幕的观看视角变大。同时,扩散后的光线之间的相干性降低,进而可以降低投影屏幕上形成的散斑的严重程度。
由上述可知,反射层可将光线进行反射。为了实现反射层的反射功能,反射层中的反射材料也可以为铝、银,或者为银和铝的组合物。为了更好的反射光线,可以选择不同形状的材料作为反射层的材料。下面,以反射材料选择铝为例,结合附图,对本申请实施例提供的几种不同的反射层做示例性的说明。
在一些实施例中,如图15所示,图15为本申请实施例提供的一种反射层11的结构示意图,为了提高投影屏幕1的增益,可以选择粉末状铝粉,采用喷涂印刷或者蒸镀的方式涂覆在菲涅尔透镜层12上。如此一来,因为粉末状铝粉更为细腻,方向性不明显,投影机发出的光线大多能够根据菲涅尔透镜层12的微结构的设置而定向反射出该投影屏幕,不会造成光线四处乱反射,所以使得该投影屏幕的增益较高。
此外,当选用铝颗粒作为反射材料时,铝颗粒的直径范围可以为5um~20um。此范围内的铝颗粒,由于直径较小,在形成反射层11后,铝颗粒会形成致密的反射面,光线照射在该反射面时,能够将光线尽可能的进行反射,从而避免光线能量的浪费。同时,在选用铝颗粒作为反射材料时,可以将反射层11做得很薄,从而可以节省铝材料的消耗,节约制作成本。
在另一些实施例中,如图16所示,图16为本申请实施例提供的另一种反射层11的结构示意图。反射层11的反射材料为铝时,也可以选择鳞片状铝粉。采用喷涂印刷的方式将鳞片状铝粉喷涂在菲涅尔透镜层12上。因为鳞片状铝粉的径厚比较大,铝的结合能力较强,不易脱落。其中,鳞片状铝粉的径厚比的范围可为(40:1)至(100:1)之间。
以上,仅为本申请的具体实施方式,但本申请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申请揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此,本申请的保护范围应以权利要求所述的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种投影屏幕,其特征在于,包括:
反射层;
菲涅尔透镜层,所述菲涅尔透镜层与所述反射层层叠设置;
功能层,所述功能层层叠设置于所述菲涅尔透镜层远离所述反射层一侧;以及,
N个颜料粒子,所述N个颜料粒子分布于所述反射层、所述菲涅尔透镜层以及所述功能层中的至少一层内,且所述N个颜料粒子具有不同的粒径;
其中,N>1,且所述N为整数。
2.根据权利要求1所述的投影屏幕,其特征在于,所述N个颜料粒子包括:
M个第一颜料粒子,所述M个第一颜料粒子的粒径为200nm~500nm;
其中,1<M≤N,且所述M为整数。
3.根据权利要求2所述的投影屏幕,其特征在于,所述M个第一颜料粒子包括:
M1个第一子颜料粒子,所述M1个第一子颜料粒子的粒径为249nm~251nm;
M2个第二子颜料粒子,所述M2个第二子颜料粒子的粒径为349nm~351nm;以及,
M3个第三子颜料粒子,所述M3个第三子颜料粒子的粒径为449nm~451nm;
其中,所述M1个第一子颜料粒子、所述M2个第二子颜料粒子以及所述M3个第三子颜料粒子的质量之比为1:3:1;1<M1+M2+M3≤M,且所述M1、所述M2以及所述M3均为正整数。
4.根据权利要求2所述的投影屏幕,其特征在于,所述M个第一颜料粒子为黑色颜料粒子。
5.根据权利要求2~4中任一项所述的投影屏幕,其特征在于,所述N个颜料粒子还包括:
L个蓝色颜料粒子,所述L个蓝色颜料粒子的粒径为1um~5um;
其中,1<M+L≤N,且所述L为正整数。
6.根据权利要求5所述的投影屏幕,其特征在于,所述L个蓝色颜料粒子包括:
L1个第一蓝色颜料粒子,所述L1个第一蓝色颜料粒子的粒径为1um~2um;
L2个第二蓝色颜料粒子,所述L2个第二蓝色颜料粒子的粒径为2.5um~3.5um;以及,
L3个第三蓝色颜料粒子,所述L3个第三蓝色颜料粒子的粒径为4um~5um;
其中,所述L1个第一蓝色颜料粒子、所述L2个第二蓝色颜料粒子以及所述L3个第三蓝色颜料粒子的质量之比为1:4:1;1<L1+L2+L3≤L,且所述L1、所述L2以及所述L3均为正整数。
7.根据权利要求5所述的投影屏幕,其特征在于,所述L个蓝色颜料粒子与所述M个第一颜料粒子的质量之比为1:1。
8.根据权利要求7所述的投影屏幕,其特征在于,所述N个颜料粒子还包括:
K个红色颜料粒子,所述K个红色颜料粒子的粒径为1um~5um;
其中,1<M+L+K≤N,且所述K为正整数。
9.根据权利要求8所述的投影屏幕,其特征在于,所述K个红色颜料粒子与所述L个蓝色颜料粒子的质量之比为1:20。
10.一种投影装置,其特征在于,包括投影机以及权利要求1~9中任一项所述的投影屏幕;所述投影机用于朝所述投影屏幕投射光线;所述投影屏幕用于接收所述投影机投射的光线,并显示影像。
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- 2022-04-24 CN CN202210434612.6A patent/CN114911125A/zh active Pending
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