CN1771462A - 反射型屏幕 - Google Patents

Abstract

反射型屏幕(1)适合于形成即使在明亮室内仍具有高对比度且明亮的投影图像。该反射型屏幕(1)包括被放置在该屏幕的投影光线入射侧的相对侧的反射层(30)、被放置在该反射层(30)的光线入射侧并改善投影光线的水平视角的水平视角增加层(20)，以及被放置在水平视角增加层(20)的光线入射侧的扩散层(40)。水平视角增加层(20)在该屏幕的后侧出现透镜、棱镜或波浪形处有一排凸脊。因为这些脊的纵向与反射型屏幕(1)的垂直方向一并排列，故屏幕(1)在水平方向上的视角特性得到改善，且屏幕在垂直方向的扩散特性受到抑制用于防止来自上面照明光的外部干扰光线向观众反射。因此，可以提供即使在明亮的室内具有高对比度且能够应用大尺寸的屏幕并不会造成CCR(在中心/外围区域的亮度比率)恶化的反射型屏幕。

Description

反射型屏幕

技术领域

本发明一般涉及反射型屏幕，尤其涉及投影设备(投影仪)投影视频图像和显示的视频图像等的反射型屏幕，所述反射型屏幕能够在明亮的室内显示具有高对比度且明亮的投影图像。

背景技术

现有技术的反射型屏幕包括屏幕衬底和由一张玻璃纤维或人造纤维制成的基体，其中这种编织片可采用氯乙烯树脂浸渍的玻璃纤维层、氯乙烯的合成树脂层、或者铝的金属层；以及由上述材料制成的沉积在屏幕衬底的表面上的反射层，这些都是已知的。

以上提及的反射层通过涂覆珠状物涂料或珠状物墨水来形成，其中二氧化钛的涂层粉末或云母碎片散布粘合剂中，该粘合剂是由可涂覆在平面衬底表面的铝金属粉末的透明树脂或银粉涂料或墨水来制成。此外，在反射层上排列多种透明的微珠以提供反射的反射层是已知的。

屏幕包含扩散层，其中作为具有低的光吸收的光扩散衬底的精细分开的方解石晶体微粒散布在粘合剂内，所述层层叠在上述反射层上也是已知的。

如果屏幕上的扩散在反射型屏幕上过度增加，就不能区分外部干扰的光线和明亮室内的反射光线，从而导致对比度降低。因此，图像表面上的扩散程度应该抑制在某种程度内。

因为在大入射尺寸屏幕上外围区域和入射中心区域的光线入屏角度之间在水平方向会出现很大的不同，这在16∶9的屏幕幅宽比的大尺寸屏幕中变得非常明显，故水平扩散就是必要的，以便可获得足够覆盖角度差异的视角。通过降低屏幕的扩散角度，可以增加屏幕的前表面方向的增益。此时，观看特性，如视角和屏幕CCR(中心光线/外围光线的比率)会恶化。

考虑以上内容，扩散程度应抑制在某种程度内以增强反射型屏幕在明亮室内中的对比度，这就要求可产生光扩散以增加水平方向的视角的反射特性。

专利文件1(日本公开专利，公开号为H11-38509)揭示了具有图60所示的结构的现有技术的反射型屏幕。反射型屏幕110包含光扩散层118，它形成在棱镜层112的衬底116的表面116A上，用于扩散所投影的图像，并且由光学透明材料制成的条状形式的多个棱镜120以屏幕的垂直方向延伸和排列在衬底116的背面116B上。各个棱镜120有都等边三角形形状的部分，以便它有给定的顶角和给定的边长。光吸收层114与棱镜层112平行放置，使得它在棱镜层112的后端面对着棱镜组。光吸收层114是黑色的，以便于在后端的相对侧充分吸收所发射的光线。

经常以高入射角入射到屏幕上的外部干扰光线R通过经由在专利文件1的反射型屏幕内的棱镜的发射而被光吸收层114吸收。

图61到63是说明引用的专利文件1的反射型屏幕上的棱镜的功能的视图，并仅仅示意性地显示了构成该反射型屏幕的棱镜120和衬底116。具有不同的难以控制的系数的棱镜120的各部分间的界面上的反射被认为在引用的专利文件1的反射屏幕内。因为投影在反射型屏幕110上的光线的入射角在水平方向是0-15度的范围，所以在垂直方向入射到反射型屏幕110的光线回射反射，如图61所示。与此相反，以某些入射角入射到反射型屏幕110的光线将如图62所示穿越第一棱镜界面，或者如图63所示穿越第二棱镜界面而不在其上反射，并且将被光吸收层114吸收。因为这种行为，导致了反射型屏幕110上的中心区域和外围区域之间的光线亮度有很大不同，因此产生外围区域的视角和CCR(屏幕/外围区域亮度的比率)的恶化。如果屏幕是宽屏幕，这种CCR的恶化会更为显著。

如上所述，引用的专利文件1的反射型屏幕110旨在通过在垂直方向扩展的棱镜120的操作，以及通过吸收到反射型屏幕110的有高入射角的光线从而改善明亮室内的投影光线的对比度，来增加视角。然而，仅考虑了水平方向入射到屏幕的光线，如太阳光入射到室内的情况。如上所述，通过用光吸收层114来吸收扩展水平方向所入射的扩散光线，有利于改善对比度。然而，却没有考虑外部干扰的光线主要从较高的位置入射到反射型屏幕110的情况，如电灯泡。换句话说，当使用在垂直方向扩展的棱镜120时，吸收从较高位置入射的外部干扰光线就是不可能的。

换句话说，如果所引用的专利文件1的屏幕在室内照明电灯光线下使用，以向下方向入射到屏幕的外围区域的大部分投影光线将穿越棱镜120，如图62和63所示，并被最终吸收。因此，投影的光线不会被返回给观众，这样屏幕看上去比较暗。考虑尤其在宽屏幕上的入射角，这种黑暗会更为显著。

因此，考虑到上述情况，对反射型屏幕而言，要求如明亮室内的优异的对比度、水平方向优异的视角、以及屏幕的CCR的优异特性。

本发明正是考虑上述的情况而做出。本发明的目的是提供即使在明亮室内也具有高对比度的反射型屏幕，以及除高对比度外还具有优异的水平视角和优异的屏幕CCR的反射型屏幕。

专利文件1：日本公开专利，公开号为H11-38509

发明内容

本发明的反射型屏幕的第一技术装置驻留在反射型屏幕内，该反射型屏幕包含用于限制光扩散的扩散层和用于反射通过所述扩散层发射的光线的反射层。

本发明的反射型屏幕的第二技术装置驻留在反射型屏幕内，其中该屏幕的水平方向的光扩散比垂直方向的光扩散大。

本发明的反射型屏幕的第三技术装置驻留在反射型屏幕内，它包含用于限制光扩散的扩散层、用于增加水平视角的水平视角增加层、以及用于反射以来自投影光线入射侧的顺序通过所述水平视角增加层发射的光线的反射层。

本发明的反射型屏幕的第四技术装置驻留在具有第三技术装置的反射型屏幕内，其中构成所述水平视角增加层，使得各种凸脊可以相继排列，并且每个凸脊的顶点被放置在所述反射层的一侧。

本发明的反射型屏幕的第五技术装置驻留在具有第三或第四技术装置的反射型屏幕内，其中构成所述水平视角增加层，使得各种凸脊可以相继排列，所述多种凸脊被相继放置以便每个所述凸脊的纵向与所述反射型屏幕的垂直方向一并排列。

本发明的反射型屏幕的第六技术装置驻留在具有第四或第五技术装置的反射型屏幕内，其中所述排列的凸脊之间的间距为200微米或更少，优选地为155微米或更少。

本发明的反射型屏幕的第七技术装置驻留在从第四到第六技术装置的任何一个的反射型屏幕内，其中所述水平视角增加层的凸脊的横截面是圆柱形。

本发明的反射型屏幕的第八技术装置驻留在具有从第四到第六技术装置的任何一个的反射型屏幕内，其中所述水平视角增加层的凸脊的横截面是棱镜形。

本发明的反射型屏幕的第九技术装置驻留在从第四到第六技术装置的任何一个的反射型屏幕内，其中所述水平视角增加层的凸脊的横截面是波浪形。

本发明的反射型屏幕的第十技术装置驻留在具有从第三到第九技术装置的任何一个的反射型屏幕内，其中所述反射层以非键合的方式被放置在所述水平视角增加层的后侧。

本发明的反射型屏幕的第十一技术装置驻留在具有从第三到第九技术装置的任何一个的反射型屏幕内，其中所述反射层通过键合层被键合在所述水平视角增加层的后侧。

本发明的反射型屏幕的第十二技术装置驻留在具有第十或第十一技术装置的反射型屏幕内，其中所述水平视角增加层的凸脊的横截面是圆柱形，所述反射层被放置在由所述圆柱形构成的圆柱镜头的焦点位置和所述凸脊的顶点之间。

本发明的反射型屏幕的第十三技术装置驻留在具有第十二技术装置的反射型屏幕内，其中所述反射层和所述水平视角增加层的凸脊间的距离是所述圆柱镜头的焦点位置和所述水平视角增加层的凸脊的顶点之间的距离的1/7或更少。

本发明的反射型屏幕的第十四技术装置驻留在具有第十、第十二和第十三技术装置的任何一个的反射型屏幕内，其中所述反射层和所述水平视角增加层间的距离是可调的。

本发明的反射型屏幕的第十五技术装置驻留在具有第十一技术装置的反射型屏幕内，其中所述反射层部分被键合到所述水平视角增加层，且具有不同于所述水平视角增加层的折射系数的介质在所述反射层和所述水平视角增加层间的非键合部分被放置在所述水平视角增加层和所述键合层之间。

本发明的反射型屏幕的第十六技术装置驻留在具有从第四到第九技术装置的任何一个的反射型屏幕内，其中所述反射层通过真空沉积或涂覆技术形成在所述水平视角增加层的凸脊的表面。

本发明的反射型屏幕的第十七技术装置驻留在具有从第四到第九技术装置的任何一个的反射型屏幕内，其中所述反射层由层叠在所述排列的凸脊的表面上的反射片构成。

本发明的反射型屏幕的第十八技术装置驻留在具有从第三到第十七技术装置的任何一个的反射型屏幕内，其中所述反射层由透明的树脂键合剂形成，其中散步着珠状物和/或染料作为扩散材料。

本发明的反射型屏幕的第十九技术装置驻留在具有从第十八技术装置的反射型屏幕内，其中所述反射层包含至少在所述扩散材料颗粒大小、种类、内容和粒度其中之一不同的多个层，并且其中所述扩散层的表面粗糙程度和内部的模糊可独立控制。

本发明的反射型屏幕的第二十技术装置驻留在具有从第三到第十九技术装置的任何一个的反射型屏幕内，其中所述反射型屏幕包含含有染色的染色层，所述染色层关于所述水平视角增加层层叠在投影的图像的光线入射侧的一侧。

本发明的反射型屏幕的第二十一技术装置驻留在从第三到第二十技术装置的任何一个的反射型屏幕内，其中所述反射型屏幕包含用黑色的矩阵形成的黑色矩阵层，所述黑色矩阵层相对于所述水平视角增加层层叠在投影的具有图像的光线入射侧。

本发明的反射型屏幕的第二十二技术装置驻留在从第三到第二十一技术装置的任何一个的反射型屏幕内，其中所述反射型屏幕包含由透明的树脂片所制成的衬底，所述衬底相对于所述水平视角增加层层叠在投影的图像的光线入射侧。

本发明的反射型屏幕的第二十三技术装置驻留在具有从第四到第二十二技术装置的任何一个的反射型屏幕内，其中所述水平视角增加层包含片衬底，其上形成所述凸脊的阵列。

本发明的反射型屏幕的第二十四技术装置驻留在用于接收从投影设备投影的光线的反射型屏幕内，该反射设备被放置在所述屏幕的前面以形成投影的图像，所述屏幕水平形状长，且常用于外部干扰光线主要从上方入射的室内，该投影设备包含光扩散部分、以及视角增加和反射部分，用于反射通过所述光扩散部分发射的投影光线，且可在水平方向上增加视角并以向下方向反射通过所述光扩散部分发射的外部干扰光线。

本发明的反射型屏幕的第二十五技术装置驻留在具有第二十四技术装置的反射型屏幕内，其中所述屏幕的视角为15度或更大。

本发明的反射型屏幕的第二十六技术装置驻留在第二十四或第二十五技术装置的反射型屏幕内，其中所述屏幕和观众之间的距离为1.5米或更多。

本发明的反射型屏幕的第二十七技术装置驻留在具有从第二十四到第二十六技术装置的任何一个的反射型屏幕内，其中所述视角增加和反射部分由以水平方向排列的凹面和凸面构成，并且所述凹面和凸面在所述反射型屏幕的垂直方向扩展。

本发明的反射型屏幕的第二十八技术装置驻留在具有从第二十四到第二十七技术装置的任何一个的反射型屏幕内，其中所述视角增加和反射部分包含具有凹面和凸面的视角增加层，并且在所述视角增加层的后侧的反射层放置。

附图说明

图1A是说明本发明的反射型屏幕的一个实施例的照明光线和由投影设备投影到屏幕上的光线行为的视图。

图1B是说明本发明的反射型屏幕的一个实施例并显示具有弱扩散层和反射层的反射型屏幕的结构的一个例子的视图。

图2是说明照明光线和由投影设备投影到不平整的或表面粗糙的屏幕上的光线的行为的视图。

图3是显示在本发明的反射型屏幕上的水平和垂直方向的视角特性的一个例子。

图4是说明本发明的反射型屏幕的又一个实施例的视图。

图5是说明本发明的反射型屏幕的又一个实施例的视图。

图6是说明本发明的反射型屏幕的又一个实施例的视图。

图7是说明本发明的反射型屏幕的又一个实施例的视图。

图8是说明本发明的反射型屏幕的又一个实施例的视图。

图9是说明本发明的反射型屏幕的又一个实施例的视图。

图10是说明本发明的反射型屏幕的又一个实施例的视图。

图11是说明本发明的反射型屏幕的又一个实施例的视图。

图12是说明本发明的反射型屏幕的又一个实施例的视图。

图13是说明本发明的反射型屏幕的又一个实施例的视图。

图14是说明本发明的反射型屏幕的又一个实施例的视图。

图15是说明本发明的反射型屏幕的又一个实施例的视图。

图16是说明本发明的反射型屏幕的又一个实施例的视图。

图17是说明本发明的反射型屏幕的又一个实施例的视图。

图18是说明本发明的反射型屏幕的又一个实施例的视图。

图19是说明本发明的反射型屏幕的又一个实施例的视图。

图20是说明本发明的反射型屏幕的又一个实施例的视图。

图21是说明本发明的反射型屏幕的又一个实施例的视图。

图22是说明本发明的反射型屏幕的又一个实施例的视图。

图23是说明本发明的反射型屏幕的又一个实施例的视图。

图24是说明本发明的反射型屏幕的又一个实施例的视图。

图25是说明本发明的反射型屏幕的又一个实施例的视图。

图26是说明本发明的反射型屏幕的又一个实施例的视图。

图27是说明本发明的反射型屏幕的又一个实施例的视图。

图28是说明本发明的反射型屏幕的又一个实施例的视图。

图29是说明本发明的反射型屏幕的又一个实施例的视图。

图30是说明本发明的反射型屏幕的又一个实施例的视图。

图31是说明本发明的反射型屏幕的又一个实施例的视图。

图32是说明本发明的反射型屏幕的又一个实施例的视图。

图33是说明本发明的反射型屏幕的又一个实施例的视图。

图34是说明本发明的反射型屏幕的又一个实施例的视图。

图35是说明本发明的反射型屏幕的又一个实施例的视图。

图36是说明本发明的反射型屏幕的又一个实施例的视图。

图37是说明本发明的反射型屏幕的又一个实施例的视图。

图38是说明本发明的反射型屏幕的又一个实施例的视图。

图39是说明本发明的反射型屏幕的又一个实施例的视图。

图40是说明本发明的反射型屏幕的又一个实施例的视图。

图41是说明本发明的反射型屏幕的又一个实施例的视图。

图42是说明本发明的反射型屏幕的又一个实施例的视图。

图43是说明本发明的反射型屏幕的又一个实施例的视图。

图44是说明本发明的反射型屏幕的又一个实施例的视图。

图45是说明本发明的反射型屏幕的又一个实施例的视图。

图46是说明本发明的反射型屏幕的又一个实施例的视图。

图47是说明本发明的反射型屏幕的又一个实施例的视图。

图48是说明本发明的反射型屏幕的又一个实施例的视图。

图49是说明本发明的反射型屏幕的又一个实施例的视图。

图50是说明本发明的反射型屏幕的又一个实施例的视图。

图51是说明测量本发明的反射型屏幕亮度的方法的视图。

图52是说明用于测量本发明的反射型屏幕亮度的位置的视图。

图53是显示在各个亮度位置上的亮度测量结果和在反射型屏幕上的屏幕对比度的计算结果的表格。

图54A是模拟当水平视角增加层和反射层间的距离为0时的光学路径的视图。

图54B是模拟相应于图54A的视角特性的视图。

图55A是模拟当水平视角增加层和反射层间的距离为20微米时的光学路径的视图。

图55B是模拟相应于图55A的视角特性的视图。

图56A是模拟当水平视角增加层和反射层间的距离为30微米时的光学路径的视图。

图56B是模拟相应于图56A的视角特性的视图。

图57A是模拟当水平视角增加层和反射层间的距离为140微米时的光学路径的视图。

图57B是模拟相应于图57A的视角特性的视图。

图58A是模拟当水平视角增加层和反射层间的距离为200微米时的光学路径的视图。

图58B是模拟相应于图58A的视角特性的视图。

图59是模拟当水平视角增加层和反射层间的距离为60微米时的光学路径的视图。

图60是显示在公开号为第H11-38509号日本公开专利中揭示的反射型屏幕的结构的视图。

图61是显示在公开号为第H11-38509号日本公开专利中所揭示的反射型屏幕的操作的视图。

图62是显示在公开号为第H11-38509号日本公开专利中所揭示的反射型屏幕的操作的另一个视图。

图63是显示在公开号为第H11-38509号日本公开专利中所揭示的反射型屏幕的操作的另一个视图。

具体实施方式

现在，将参考附图，通过反射型屏幕的实施例来描述本发明。在全部附图中，具有类似功能的组件用相同的标号标明，并且省略了其中的重复描述。

本发明的反射型屏幕甚至在明亮的室内也具有高对比度和优良的水平视角和CCR。显示在光学空间内的屏幕上的图像的对比度因为由投影设备所投影的光线和室内照明光线形成外部干扰影响观众这一事实而较低。因此，可通过使用来自投影设备的光线和用于照明的外部干扰光线之间相对于屏幕的入射角的不同，从而可分离两者的反射方向，达到改善在明亮室内的对比度的目的，这样只有由投影设备所投影的光线尽可能多地影响观众。

为了达到上述功能，从放置在屏幕的前方的投影设备投影的光线在屏幕的前面被镜像反射所反射，且来自从较高位置以倾斜方向入射到屏幕的照明光线的外部干扰光线在倾斜和向下方向被反射，因此明亮的室内的对比度可以得到改善。

既然如果入射光线只被镜像反射，且此时在图像表面没有发生扩散，就不能观看图像，那么扩散在图像表面上所投影的光线就是必要的。

图1A和图1B是说明本发明的反射型屏幕的一个实施例的视图。图1A显示了在反射和图像表面具有弱扩散特性的屏幕上的照明光线和由投影设备所投影的光线的行为。图1B显示了具有弱扩散层，并且其光线的扩散程度得到以致和反射层的反射型屏幕的示例性的结构。本发明的反射型屏幕的第一实施例包括扩散程度受抑制的扩散层40，和用于反射入射到反射型屏幕上及通过扩散层40发射的光线的反射层30，如图1B所示。扩散层40具有下文s所述的弱扩散特性并在垂直方向上可限制外部干扰光线的扩散，该外部干扰光线从反射型屏幕1的较高位置入射。用于外部干扰光线是朝着观众I方向的反射，因而了防止对比度的降低。

当来自照明源B的照明光线C以H方向反射在反射型屏幕1上时，反射的光线的扩散可用图1A中的“G”标明。朝着观众I方向的扩散光线的分量用“J”标明。当从投影设备P投影的光线F以E方向反射在反射型屏幕1上时，用反射的光线的扩散可用“D”标明，并且在朝着观众I方向的扩散光线的分量用“K”标明。此时，J与K的长度比率可表示为对外部光线的影响的测量。

参考图2描述这样一个例子，其中以扩散层代替具有上述的弱扩散层而使用具有高扩散程度的不平整的屏幕。当来自照明源B的照明光线C以H方向反射在屏幕A上时，该反射光线的扩散用“0”标明。朝着观众I方向的扩散光线的分量用“L”标明。当从投影设备P投影的光线F以E方向反射屏幕A上时，该方向光线的扩散用“N”标明。朝着观众I方向的扩散光线分量用“M”标明。此时，L与M的长度比率可表示为对外部光线的影响的测量。

当投影光线在屏幕上被完全扩散时，反射强度的比率成为独立于入射角的圆环。表示为反射强度比率的这个圆环的半径可根据入射照度而变化。反射强度比率在不平整的屏幕上的形状与上述在图2显示的完全扩散的圆环形状相比，稍微拉长。在弱扩散的屏幕上，扩散光线的强度比率的形状被相当多地拉长，如图1A所示。其中扩散光线的反射强度比率形状与圆环相比被拉长的扩散被称为“弱扩散”，以及“限制扩散”。

假若在其图像表面上有光扩散层以便于观众可以观看图像的屏幕已经被经常使用。然而，本发明的一个特性在于反射强度比率的形状根据光扩散层上的扩散程度从圆形到椭圆形的变化(图1A的D、G和图2的O、N)的效果可被方便地应用于改善明亮的室内投影的图像的对比度，在该明亮室内，如照明光线等等的光源在该屏幕上方。

如上所述，如果在反射型屏幕上图像表面的扩散程度过分增加，则外部干扰光线就不能与投影光线相区分，从而导致对比度的降低。因此，有必要提供一种弱扩散层，其中图像表面的扩散程度被抑制在某种程度。

本发明的反射型屏幕的第一个实施例包含：基本部件，具有弱扩散特性且其中光扩散程度被抑制的扩散层40，以及用于反射穿越扩散层40的光线的反射层30，如图1B所示。扩散层40聚焦所投影的图像并具有依赖于扩散程度的视角特性。反射层30能增加由投影设备所投影光线的反射效率。扩散层40也因为屏幕表面上的反射和因不充分扩散的热点和热带而减少投影仪透镜的重影图像。

如上所述，在当前实施例中，可通过使用扩散程度不同而定义的反射强度比率来改善投影光线和来自屏幕之上的外部干扰光线之间的对比度。可通过提供具有适当的值的弱扩散层来获得依赖于外部干扰光线的优选的对比度比率。

反射层30也有利于反射因子的增加和对比度比率的改善，因为反射层30在向下方向反射来自灯泡穿越扩散层40所发射的外部干扰光线，这样它就不会被入射到观众的眼中。

本实施例的反射型屏幕包含扩散层40和反射层30，扩散层40具有弱扩散特性。最优选的弱扩散特性是为所有光线的传输因子不低于80％且霾系数为75±10％。反射层30由铝构成并具有成镜表面。可通过使用具有如此特性的弱扩散层来防止因来自屏幕之上的外部干扰光线和不充分扩散而引起的对比度的降低，这样可获得具有极好的对比度的投影图像。例如，如果入射到屏幕上的中心区域和外围区域光线的角度因为投影距离和屏幕尺寸的关系，并无太大的不同，那么当在屏幕前面观看它们时就可以获得具有极好的对比度的投影图像。具有弱扩散特性的扩散层40和反射层30包含于下文所述的各个实施例

现在，将描述具有增加水平方向视角特性的本发明的其他实施例。因为光线入射到具有16∶9的屏幕幅宽比的大尺寸的屏幕的外围区域和中心区域的角度在水平方向有很大不同，而这种屏幕将成为主流，那么水平的扩散就是必要的，以便可以获得足够覆盖角度差异的视角。

本发明的下一个特性在于提供了反射从扩散层40发射光线的水平视角的增加和反射部分，以便光线肯定可以在水平方向扩散(反射部分对应于下文将描述的实施例中的水平视角增加层和反射层)。这可以增加水平视角并防止CCR的恶化。

如果如引用的专利文件1所示，在提供吸收层的情况下，从入射到大尺寸屏幕上的投影设备投影的光线将通过根据如上提及的入射角的棱镜发射，那么发射的光线将被吸收且不会被反射。与此相反，本发明的结构能防止CCR的恶化，因为入射到屏幕上的大部分光线会被反射。

下文将描述的本发明的反射型屏幕的又一个实施例基本上包含形成投影光线的图像的扩散层和用于增加水平视角的水平视角增加层，该层被加入到反射层用于增加从投影设备投影的光线的反射效率。

扩散层形成反射光线的图像并通过提供具有光学扩散特性的屏幕来改善对比度比率。扩散层也因屏幕表面上的反射和因不充分扩散而形成的热点或热带而减少投影仪棱镜重影图像的形成。如果图像表面上投影光线的扩散程度过度增加，则明亮的室内的投影光线就不能与外部干扰光线相区分，从而导致对比度的降低。因此，扩散层应为弱扩散层，其中光扩散程度受到抑制。在将要描述的具有水平视角增加层的本发明的实施例中，可优选使用具有扩散特性的扩散层(其中所有光线的传输因子不低于80％且霾系数为75±10％)。除该限制外，可适当选择扩散特性，它提供根据屏幕的说明书和使用该屏幕的投影设备或装置的最佳对比度。

权利要求24所定义的光扩散部分对应于其后将描述的实施例中的扩散层。权利要求24所定义的视角增加和反射部分对应于其后将描述的实施例中的水平视角增加层和反射层。权利要求28所定义的视角增加层对应于其后将描述的实施例中的水平视角增加层。

现在参考图3，该图显示了本发明的反射型屏幕上的水平和垂直视角特性的例子，该屏幕具有用于增加水平方向的视角的水平视角增加层。横坐标轴表示视角(度数)而纵坐标轴表示亮度(增益)。显示了水平和垂直特性的不同。本发明的反射型屏幕如图内所示为各向异性的，并显示水平和垂直方向很大的不同。正是由于这种特性，提供了在水平方向具有宽的视角且其中可通过抑制来自放置在高位置朝观众的照明光线的外部干扰光线的反射，从而获得高对比度的反射型屏幕。

图4到图6是说明本发明的反射型屏幕的其他实施例的视图。示意性地描述了该屏幕的水平部分的结构。标号i和0示意性地表示用于说明本发明的功能的示意性的最佳路径。即将描述的实施例也使用相同的标号。在图4到图6中，标号1表示反射型屏幕；10表示透明树脂片；20表示水平视角增加层；30表示反射层；40表示扩散层；41表示丙烯酸树脂的珠状物，而42表示透明树脂键合剂。

反射型屏幕1包含在作为衬底的透明树脂片10的其中一侧上形成的扩散层40。水平视角增加层20在透明树脂片10的另一侧上形成。反射层30被放置在水平视角增加层20的外表面上。从投影设备投影的光线入射到扩散层40侧。换句话说，在本实施例的反射型屏幕内，扩散层40、透明树脂片10、水平视角增加层20和反射层30以从投影的图像光线被入射的一侧依次层叠。

使用透明树脂键合剂42的扩散片可被优选地使用作为扩散层40以为了达到弱扩散，在透明树脂键合剂42内散布着丙烯酸树脂的珠状物作为扩散材料。透明树脂键合剂42是具有极好的光学特性和很高的传输因子的无色材料。通过使用丙烯酸树脂珠状物键合剂，投影光线入射其中的扩散层40的表面变为类似于不平整的的表面。这个不平整的表面导致入射光线的随机反射，因此降低了入射部分在表面上的反射，以提供极好的图像。

如上所述扩散片、具有厚度为，例如，大约100微米且为所有光线的传输因子不低于80％且霾系数为75±10％的扩散片可被优选使用。

作为散布在扩散层40中的扩散材料，可以使用氨基甲酸酯的珠状物或苯乙烯珠状物以及上述丙烯酸树脂的珠状物。可以使用其他染料类型的扩散材料。因为染料类型的扩散材料吸收光线，这会降低效率，依次为传输因子，因此使用上述珠状物更为优选。尽管染料类型的扩散材料能提供增加的扩散程度。既然本发明不要求很强的扩散，因此这些珠状物扩散材料可提供必要的扩散程度。扩散层40的传输因子越高，从扩散层40发射到达水平视角增加层20的入射光线就越多，这样返回到观众或观众的光线就更容易受到水平视角增加层20的影响。

通过键合在透明树脂片10的一侧层叠扩散层40，其中透明树脂片10作为投影光线入射的衬底。不会降低光学特性的任何键合剂都可用于这种层叠结构。或者，加入扩散作用的任何键合剂材料可被用于透明树脂片10的表面上，以形成加工树脂片后的一层。此时，可以使用光敏固化(photocurable)或热硬化性的键合剂材料，或者在溶剂内膨胀或溶解的键合剂材料也可被用于透明的树脂片10上，且其后蒸发该溶剂以形成一层。

或者，为了形成扩散层40，需要一种技术，它通过挤压机以T形挤压透明树脂键合剂42与光扩散材料混合的粉末或珠状物，用于在透明树脂片10上形成熔融或半熔融状态的一层，并在其后冷却它。

水平视角增加层20能增加在水平方向的视角并在凸脊相继排列的其中一侧的片上制成。形成水平视角增加层20，使得每个凸脊的顶点位于与投影光线入射一侧相对的一侧。其上排列连续的凸脊的上述片可包括其上相继排列有圆柱形的透镜镜头片、其中每个凸脊的横截面为棱镜形的棱镜形片、或者其中每个凸脊的横截面都为波浪形的波浪形片。“排列连续的凸脊”的表述意指其中凸面和凹面在水平方向排列且它们在反射型屏幕上的垂直方向扩展的排列。

图4显示由上述透镜镜头片制成的水平视角增加层20的示例性的结构。图5显示由棱镜形片制成的水平视角增加层的示例性的结构。图6显示由波浪形片制成的水平视角增加层的示例性的结构。有透镜的、棱镜的、波浪的横截面的片的厚度较佳的为200微米或更小。凸脊间的间距为200微米或更少(像素大小的1/10或更少)。在棱镜形状的情况下，顶点角度较佳的为100°±10％。如果该棱镜的顶点角度为90°，则入射到该棱镜的光线将被反射到棱镜表面。在投影设备后面的观众可通过增加顶点角度到100°±10％来收集这些光线。可以理解，通过弯曲棱镜的顶点和排列的棱镜间的低谷，可以获得波浪的形状。

如图4中的光学路径i和o所示，水平视角增加层20只对水平方向的扩散特性有贡献。构造该屏幕，因此当安装屏幕时，垂直于凸脊，如透镜镜头的排列方向的扩展方向(每个凸脊的纵向)与垂直方向一并排列。这种结构增加了水平方向的扩散程度，用于增加水平方向的视角。水平视角增加层20的这个功能导致该屏幕的反射特性在垂直方向和水平方向的各向异性(即为扩散特性)，以防止因外部干扰光线在垂直方向引起的对比度降低而没有防止由垂直方向的弱扩散层40限制的扩散特性，并通过扩散反射的光线而增强了投影图像光线在水平方向的视角特性，因此增加了在水平方向的视角。换句话说，该屏幕在水平方向的视角的分布因水平视角增加层20的出现而改变，而视角在垂直方向的分布不会改变。更精确地，尽管视角在垂直方向的分布不会改变，增益的峰值大小仍会变化。因为投影设备的投影透镜有景深，透镜在其景深处有成像范围。因此，投影光线因为在当前反射型屏幕的反射层30上的反射而2倍成像。

当水平视角增加层20的凸脊的形状和弯曲可达到最优化时，也有必要考虑也对扩散层40内的视角和光线收集(由总的反射的离散的光线)产生影响扩散的分布。也有必要缩短第一和第二图像之间的光学路径长度并注意扩散层40内的反射光线的分布。

当入射到水平视角增加层20上的光线在凸脊的表面上被折射时从中发射，并在反射层30上被反射且再次入射到凸脊的表面并在从属于凸脊的表面的作用后存在其中。在某些入射角，入射光线在凸脊的表面上被反射，然后反射的光线入射到凸脊的表面的其他部分并受如折射和反射的作用的支配。根据凸脊的形状，某些光线在凸脊的表面上被反射，并在屏幕的前表面被投影而没有穿越反射层30。

如果凸脊具有圆柱形的横截面，则沿其中的圆柱形的表面会发生折射。因此，凸脊和反射层30反射的光线不断扩展。于是，CCR的变化很小。具有圆柱形的形状的水平视角比棱镜形的横截面的形状更宽。具有棱镜形的横截面的凸脊提供更高的回射，但通过棱镜的顶点角度和反射层30带来的菲涅耳(Fresnel)反射的优化可增加视角。具有波浪形横截面的凸脊提供类似于具有棱镜形横截面的脊的效果，因为这些顶点可被认为是圆柱的顶点，具有其中光线与普通反射相比能连续扩展的反射特性。

提供反射层30以为从投影设备投影的图像光线增加利用效率。反射层30包含表面具有高反射因子的平坦反射板，反射层30被放置在水平视角增加层20的一侧，其上形成凸脊。在本实施例中，只要求反射层30在水平视角增加层20的附近。没有必要用键合剂层进行层叠。例如，具有给定硬度的反射板被用作为反射层30。在透明的树脂片10上形成的反射板对反射型屏幕1的框架是安全的。反射层30的反射表面可通过用，例如，由真空沉积或涂覆技术将银或铝来覆盖衬底来形成。

当通过使用上述反射板来制作反射型屏幕时，反射板的中心部分预先偏向水平视角增加层20的方向，以弯曲该反射板，因此反射板的特性因老化的恶化可以减轻。如果反射层30和水平视角增加层20之间的空隙增大，这样扩散特性会变化。为了防止这一点，反射板在反射板的中心部分向水平视角增加层20的投影方向弯曲。这种情况下，反射板的外围框架是安全的，以便反射板可紧密地与水平视角增加层20相接触。因此，当反射板持有导致反射板与水平视角增加层20紧密接触的内部张力时，反射板和水平视角增加层20之间空隙的加宽可通过保护反射板受到抑制。

上述技术也可以用于水平视角增加层20和反射板一侧的部分。这种情况下，水平视角增加层20被弯曲，以便其中心部分朝反射板投影，然后要求它们层叠并彼此保护。或者，上述技术可弯曲反射板和水平视角增加层20并层叠并彼此保护

现在参考图7，该图示意性地显示本发明的反射型屏幕的又一个实施例的结构。所示结构为该屏幕的交叉部分。本发明的反射型屏幕进一步包括在图4的结构之外的扩散层40的光线入射侧上形成的着色(TINT)层50。TINT层50吸收外部干扰光线分量以提高对比度。

如果TINT层50的传输因子过度的低，那么该屏幕的亮度会降低。因此，优选的是，传输因子为大约70％。有必要选择在视觉范围内具有特别平坦的传输频谱分布的TINT层50，并选择只在长波长侧或在长波长及短波长侧具有较高的传输因子以补偿从投影设备发出的光线的频谱分布和该屏幕的其他部分的频谱反射分布。

关于TINT层25，可以设想，采用在该层的表面直接冲模片或涂覆染料的方法。在本实施例中，对于颜色修整和传输因子控制，将使用水溶染料来染色。简而言之，在本实施例中，通过在扩散层40的表面上使用水溶模具用于冲模来形成TINT层50。TINT层50厚度为25微米。或者，可使用增加染色的树脂片或预先用在其表面形成TINT层的树脂片作为TINT层50，并层叠在扩散层40上。

或者TINT层50可被夹入透明的树脂片10和扩散层40之间，如图8所示，或者夹入透明的树脂片10和水平视角增加层20之间，如图9所示。如果通过在图7的结构中的涂覆可在扩散层40的表面上形成TINT层50，则扩散层织地粗糙的表面可由TINT层的材料变得平坦，这样会降低由扩散层的织地粗糙的表面所导致的霾系数。由扩散层织地粗糙的表面和扩散层内的扩散作用所固有展示的整个扩散层的霾系数将被降低。因此，有必要考虑特性的变化来设计扩散层40的扩散特性。在图8所示的结构中，TINT层50的放置是较佳的。这种情况下，强调图像的后面，以便显示的图像看上去更明显。

包括TINT层50的示例性的结构可应用于使用水平视角增加层10的结构中，水平视角增加层20分别具有如图5和图6所示的棱镜形和波浪形。图10和图11分别示出了由棱镜形片和波浪形片制成的扩散层40和水平视角增加层20的光线入射侧上每个具有TINT层50的示例性的结构。

图12是说明本发明的反射型屏幕的又一个实施例的视图。示出了该屏幕的水平横截面的结构。在图12中，标号40a、40b表示扩散层，41a、41b表示用作扩散装置的丙烯酸树脂的珠状物，42a、42b表示透明树脂键合剂。

在前述实施例的结构中，扩散层40是单层结构，而在本实施例中是多层结构。层叠两个扩散层40a、40b。可通过改变分别散布在扩散层40a、40b内的丙烯酸树脂珠状物41a、41b的颗粒大小、材料、内容、和颗粒大小分布来独立控制扩散层40的光线入射表面的粗糙度和扩散层40的霾系数(内部霾系数独立于表面粗糙度)。颗粒大小分布可通过改变具有多种颗粒大小的珠状物的混合比率来控制。

通过适当地增加扩散层40a在其光线入射侧的表面粗糙度用于优化来扩散扩散层40a的表面反射的光线，这样观众就很难看到投影设备或室内荧光灯的重影图像。

可通过增加扩散层40b在其反射侧的霾系数来降低由投影设备投影仪镜头导致的热点或热带的出现。

图12所示的双层扩散层40可用于前述实施例的所有扩散层40。该屏幕的示例性的结构包括分别由图13和图14的棱镜形片和波浪形片制成的双层扩散层和水平视角增加层20的扩散层40。为了比较图12到图14结构，图15到图17示出了示例性的结构，其中TINT层50被放置在扩散层的光线入射侧。为了比较具有双层扩散层40的图12所示的结构，图18显示了其中TINT层50被放置在扩散层40a和40b之间的结构。

在上述每个实施例的结构中，可通过增加用TINT形成扩散层40的透明树脂键合剂来形成扩散层40，这样它也可以用作为该TINT层。图19显示了其中图4的扩散层40加入TINT的例子。图20显示了图12所示的扩散层40反射侧上的扩散层40b加入TINT的例子。

图21到图25是说明本发明的反射型屏幕的又一个实施例的视图。示意性地显示了该屏幕的水平横截面。在本实施例中，形成了对光线发射没有贡献的屏幕的一部分，即，不形成光学路径的一部分用包含黑色涂料的黑色矩阵层60。来自照明灯的外部干扰光学可通过形成黑色矩阵层60来吸收，这就改善了强调投影图像的黑色区域的视觉效果。设计黑色矩阵以最有效地增强视觉效果，而不用降低亮度以匹配水平视角增加层20的设计。黑色矩阵层60包括，例如，黑色条纹。这些条纹被放置在该屏幕的垂直方向，以便于匹配水平观看增加层20的凸面(如透镜镜头、棱镜和波浪)的脊之间的间距。

上述黑色矩阵层60可以合适的位置层叠到水平视角增加层20的光线入射侧。图21显示其中黑色矩阵层60夹入扩散层40和透明树脂片10之间的结构。图22显示其中黑色矩阵层60层叠在扩散层40的光线入射侧上。图23显示其中黑色矩阵层60夹入透明树脂片10和水平视角增加层20之间的结构。图24显示其中黑色矩阵层60夹入包括双层扩散层40a、40b的扩散层40和透明树脂片10之间的结构。图25显示其中黑色矩阵层60夹入两个扩散层40a和40b之间的结构。这些结构可用于上述具有棱镜形和波浪形的水平视角增加层。

如上所述，TINT层50和黑色矩阵层60可通过强调投影图像的黑色区域来增强视觉效果。此时，TINT层50和黑色矩阵层60吸收一些投影的光线。这种吸收达到强调投影图像内的黑色区域的目的。吸收的光线的数量是很少的。这种吸收在吸收量上完全不同于上述专利文件1的光吸收片的光吸收。

图26是说明本发明的反射型屏幕的又一个实施例的视图。示意性地示出了该屏幕的水平横截面的结构。在上述实施例中，反射层30以非键合方式被放置在水平视角增加层20上。在本实施例中，通过提供键合层70将反射层30键合到水平视角增加层20。为了不影响水平视角增加层20的凸脊的形状的效果，用于键合层70的键合剂或胶水优选地具有与水平视角增加层20的材料所不同的折射指数。

在本实施例中，键合层70形成在反射层30的表面上，然后在水平视角增加层20的凸脊的表面上按压键合层70。因此，反射层30可用夹在其中的键合层70键合到水平视角增加层20。此时，反射层30部分通过键合层70在凹面和凸脊的附近被键合到水平视角增加层20。可用具有不同于水平视角增加层20的折射指数的介质，如油脂来填充间隙71。

例如，当反射层30通过厚度为20微米的键合层70用具有50微米高度(在层叠结构方向的厚度)的凸脊被键合到水平视角增加层20时，在凸脊之间形成间隙71，以便水平视角增加层20和反射层30间的所有空间不被键合层70所填充。

在包含键合层70的结构中，可形成上述间隙71，或者水平视角增加层20和反射层30间的空间可完全被高流动的键合剂或胶水制成的键合层70填充，该键合剂或胶水的折射指数与水平视角增加层20的折射指数不同。

其中如上所述反射层30键合到水平视角增加层20的结构可应用于前述实施例的反射层30。图27是说明本发明的反射型屏幕的又一个实施例的视图。在图中，示意性地示出了该屏幕的水平横截面。在本实施例中，通过在水平视角增加层20的表面上真空沉积或涂覆对反射层30有贡献的材料来形成反射层30。反射层30可通过真空沉积，例如，银或铝，或在水平视角增加层20的排列脊的表面上涂覆包含这些金属的材料来形成。或者，反射层30可通过溅射技术来形成。

因为反射层30是由真空沉积、溅射或在其表面上涂覆银或铝来形成的镜面层，则其反射系数可做得较高且在朝该屏幕的前面方向的增益可得到增强。可防止以大的入射角入射到屏幕1的外部干扰光线反射到观众。本发明的反射型屏幕能凭借这些功能提供投影图像的高对比度。

如上所述，直接在水平视角增加层20上形成的反射层30的结构可应用于每个上述各个实施例的反射层30。图27显示示例性的结构，其中由真空沉积或应用形成的本实施例的反射层30可应用于图4所示的结构。图28显示另一个示例性的结构，其中上述反射层30可应用于图7所示的结构。图29显示其中反射层30可应用于图8所示的结构。图30所示的反射层30可应用于图12所示的结构。图31显示其中反射层30可应用于图21所示的结构。

图32是说明本发明的反射型的结构的又一个实施例的视图。在图中，示意性地示出了该屏幕的水平横截面。在上述各个实施例中，无需使用任何透明树脂片10就可达到层叠结构。在图32显示的结构中，通过直接在构成水平视角增加层20的透镜镜头片上形成丙烯酸珠状物键合剂层来形成扩散层40，而无需在图4的屏幕1中使用任何透明树脂片10。类似地，可通过使用水平视角增加层20作为衬底片而无需使用上述所有实施例中的任何透明树脂片10来获得层叠结构。

图33和图34显示了分别使用棱镜形片和波浪形片作为图32的结构中的水平视角增加层的结构。图35到图37分别显示了图12到图14所示的无需使用任何透明树脂片10的结构。图38到图40显示将TINT层50分别层叠在图35到图37所示的结构中的扩散层40的光线入射侧上的结构。图40显示了在图21的结构中无需使用任何透明树脂片10而形成且包括黑色矩阵层60的该屏幕的例子。

图42到图44显示了示例性的结构，其中通过条纹排列中的真空沉积或涂覆技术来形成具有直接形成在透明树脂片10上的圆柱形的脊排列的水平视角增加层和反射层30。

在图42中，水平视角增加层包括圆柱形部分21，该圆柱形部分具有部分的圆柱形状，它们在作为衬底的透明树脂片10的一侧完整地形成并相继排列。形成圆柱形部分21，以便在安装屏幕1时，每个圆柱形纵向(圆柱体的轴向)对应于屏幕的垂直方向。进一步，形成该圆柱部分，以便圆柱形部分21的顶点位于面向反射层30的一侧。圆柱形部分21定义了反射层30的形状。通过以这种方式形成水平视角增加层，屏幕1的水平方向的反射光线分量的扩散范围可以扩大，用于增强屏幕1的视角特性。优选的是，圆柱部分的间距是200微米或更少(顶点间距的1/10或更少)，更为优选的是类似于上述实施例的155微米或更少。

反射层30在圆柱形部分21的表面上形成。扩散层40层叠在透明树脂片10的一侧，该侧与圆柱形部分21形成的一侧相反。扩散层40的表面被用作投影光线的入射表面。本实施例的屏幕1包含扩散层40、将作为衬底的透明树脂层10、圆柱形部分21、以及从投影光线入射侧依次完整形成的反射层30。

通过下面的过程形成圆柱形部分21：在透明树脂片10的一侧涂覆光敏固化树脂。将想要的圆柱形状的模子或卷筒嵌入在透明树脂片10中，以形成圆柱部分。然后，在向光方向弯曲透明树脂片10。或者，可在透明树脂片10的片的形成或在后续的步骤中，直接通过在透明树脂片的一侧嵌入圆柱形的卷筒，来形成透明树脂片10。精细的圆柱形可通过光学制作的方法来形成，如激光或光刻。

图43是说明本发明的反射型屏幕的又一个实施例的视图。示意性地示出了该屏幕的水平横截面。在图43中，标号30表示反射层，31表示衬底，32表示包含反射层和衬底的反射片。

在图43所示的结构中，通过在圆柱形部分21上涂覆具有反射能力的反射片32来形成反射层30。换句话说，提供了具有与反射层30一起形成的衬底的反射片32。可通过在圆柱形部分21上涂覆反射片32来获得与图42所示实施例相同的功能。衬底31可由树脂片形成。反射片32可用于通过真空沉积、溅射或涂覆技术在树脂衬底31上形成银或铝层作为反射层30的情况。金属薄片，如铝或银，可被用作在衬底31上涂覆的反射层30。或者，上述单独的金属薄片可被用作反射片，而无需使用任何树脂衬底31。在使用金属薄片的情况下，该结构类似于图42所示。

图44是说明本发明的反射型屏幕的又一个实施例的视图。示意性地示出了该屏幕的水平横截面。在图44中，标号40a、40b表示用做扩散材料的丙烯酸树脂珠状物，而42a、42b表示透明树脂键合剂。

在图44的结构中，扩散层40包含两个扩散层40a、40b。可通过改变分别散布在扩散层40a、40b内的丙烯酸树脂的珠状物41a、41b的颗粒大小、材料、内容、和颗粒大小分布来独立控制扩散层40的光线入射表面的粗糙度和扩散层40的霾系数(内部霾系数独立于表面粗糙度)。颗粒大小分布可通过改变具有多种颗粒大小的珠状物的混合比率来控制。

通过适当地增加扩散层40a在其光线入射侧的表面粗糙度用于优化来扩散扩散层40a的表面反射的光线，这样观众据很难看到投影设备或室内荧光灯的重影图像。可通过增加扩散层40b在其反射侧的霾系数来降低热点或热带。

尽管本发明的反射型屏幕具有一排凸脊，如圆柱形部分21，然而可通过图42到图44所示的上述结构来形成一张多层屏幕。这增强了该屏幕的生产率并使用户可以更容易地处理该屏幕。

图45到图47显示示例性的结构，其中水平视角增加层由一排具有直接在透明树脂片10上形成的棱镜截面形状的的凸脊构成，且反射层真空沉积或涂覆在凸脊排列上。在这些图中，标号22表示棱镜形部分。

图48到图50显示示例性的结构，其中水平视角增加层由一排具有直接在透明树脂片10上形成的棱镜截面形状的的凸脊构成，且反射层真空沉积或涂覆在凸脊排列上。在这些图中，标号23表示波浪形部分。

在使用棱镜形部分22和波浪形部分23的示例性的结构中，分别用棱镜形部分22和波浪形部分23取代图42到图44显示的结构中的圆柱形部分21。它们的操作与图42到图44的实施例中相同，除了因上述凸脊的形状而引起的操作。因此，将省略操作的重复描述。

如图42到图50所显示的通过直接用圆柱形部分21、棱镜形部分22或波浪形部分23形成透明树脂片10来形成水平视角增加层的结构可用于图4到图41的水平视角增加层20。

如上所述，如果根据水平视角增加层20的凸脊的形状，通过实施在水平视角增加层20上的反射片的真空沉积、溅射和涂覆以及黏着来形成反射层30，那么凸脊的形状将确定反射特性，因为凸脊和反射层30之间不形成间隙，这与图4到图41显示的使用平坦的板状反射层的结构不同。

如果在圆柱形表面实施反射，则反射的光线将继续相对于入射光线在水平方向扩展，因为反射的光线时圆柱形的一部分。所获得的反射光线的大于使用在凸脊和反射层30间有间隙的平坦反射板的结构扩展。很少能提供具有其中关于该屏幕表面和CCR的变化，屏幕视角在水平方向还很宽的特性的屏幕。

如果在棱镜形表面实施反射，当棱镜的顶点角度大约为90°时，从投影设备入射的光线将在与朝投影设备及其附近的入射光线相反的方向回射反射。当观众在靠近投影设备的位置上观看屏幕上的图像时，可提供极好的亮度。可根据本发明，通过将棱镜的顶点角度增加到100°±10°，可提供反射光线的发散。

既然波浪形表面类似于具有圆形顶点的棱镜形表面，则如果由波浪形表面实施反射，则该屏幕具有棱镜形的回射和圆柱形的继续扩展反射特性。因此，可以获得视角、亮度和CCR很好平衡的特性。

如果透明树脂片10、水平视角增加层20、反射层30和扩散层40中的一个或多个层叠在上述实施例中的另一组件上层叠，可为该层叠使用键合剂或键合作用物。为了增强层叠的强度，无论要层叠的成员的一个还是两个都要预先进行表面活性处理，如进行尖端放电，或者，可使用固定剂进行涂覆。上述键合剂树脂或键合作用物、键合树脂材料或固定剂应该具有不会阻碍该屏幕的光学特性或根据应用场所而优化如折射系数等等的属性的属性。

上述键合剂或键合作用物为光敏固化或热硬化的键合剂或键合作用物。它们可能在被应用后为光敏固化或热固的。类似地，可以使用在朝电子方向交叉链接的键合剂或键合作用物。通过光敏固化，热硬化或交叉链接，键合剂或键合作用物增加了它们的系数且改变了它们的键合或结合属性。期望通过，如更有黏性的增加来稳定键合或结合属性。如果可通过使用光敏固化、热硬化或电子交叉链接的键合剂或键合作用物能获得光学层叠性能，则可适当地采用这种键合剂或键合作用物。

可在屏幕的表面上涂覆保护性的薄膜，用于防止屏幕表面的弄脏或损坏。可通过依靠键合剂作用物的PET、PP和具有透明度及高表面硬度的材料的层叠来形成保护性的薄膜。含氟聚合物树脂片或涂层材料可层叠在屏幕表面上。这提供了保护性的涂层的特征和净化特性。优选的保护片是其中很少鱼眼的光学用等级树脂。

为了防止灰尘或外来物质因电子力而沉积在屏幕上，可在屏幕表面上涂覆或喷射防静电作用物。该防静电作用物可结合在由PET或PP制成的保护片内。该防静电作用物可结合在扩散层40的透明树脂键合剂42内。

可使用紫外线吸收作用物用于抑制TINT层50因暴露于紫外线而导致的恶化。优选的是，紫外线吸收作用物结合在用于TINT层50与元件(例如，扩散层40)在TINT层50的光线入射侧的层叠的键合剂或键合作用物中。它可被结合在TINT层50的光线入射侧提供的扩散层40本身内，或者其中结合紫外线吸收作用物的透明片可层叠在TINT层50的光线入射侧上。紫外线吸收剂可以是，例如，苯并三唑剂。

在上述实施例中，透明树脂片10的材料可包括例如，聚酯、聚甲基丙烯酸甲酯异丁烯酸盐、聚丙烯和尼龙的树脂片。

透明树脂键合剂42的材料可包括，乙烯基醋酸盐树脂、改良的乙烯基醋酸盐/压克力共聚物树脂、乙烯/醋酸盐乙烯基树脂、聚酯树脂、丙烯酸共聚物树脂、丙烯酸硅树脂、纤维素树脂、氨基甲酸酯树脂、环氧树脂、改良的乙烯聚合物乙醇树脂、丙烯腈橡胶。应该理解，本发明不限于这些材料。本发明可使用任何适当的材料。

现在将描述测量本发明的反射型屏幕上的对比度的例子。使用具有图23所示的结构的屏幕。该屏幕的表面可分为九个区域。通过在各个分开的中心点测量屏幕的亮度(增益)来测量每个位置的对比度。

图51是说明测量该亮度的方法的视图。屏幕1可制成为50英寸且具有623×1107毫米尺寸的宽屏幕。亮度测量设备102被放置在屏幕1的中心的法线n离该屏幕的表面2500毫米的位置。外部光源100被放置在离开屏幕1的表面为1680毫米的位置，且在法线n向上方移动1000毫米。投影仪(投影设备)101被放置在离开屏幕1的表面1660毫米的位置，并且在法线n向下方移动165毫米。假定该屏幕和观众(观众)之间的距离为不少于1.5米。

图52是说明屏幕1的亮度测量位置的视图。屏幕1的表面被平均分为9个区域，如图52所示。测量各个分开的区域的中心的屏幕亮度(增益)。通过旋转亮度测量设备来实施亮度测量。

图53是显示在每个测量位置的亮度测量结果和该屏幕的对比度的计算结果的图表。在图52所示各个测量位置1到9上测量投影光线的增益和外部干扰光线的增益。计算每个位置的图像对比度。

对比度计算如下。(投影光线增益×投影光线照明度/π)+(外部干扰光线增益×外部干扰光线照明度/π)/(投影光线增益×投影光线照明度/π/对比度)+(外部干扰光线增益×外部干扰光线照明度/π)。

上述投影光线照明度为通过总的光线通量700lm(流明(lumen))除以投影区域0.689平方米而获得的1015.7lx(勒克斯(luX))。外部干扰光线照明度为250lx。投影仪本身的对比度为1200∶1。

在测量位置1到9一侧的对比度为(6.9∶1)、(7.2∶1)、(6.4∶1)、(25.3∶1)、(48.7∶1)、(24.9∶1)、(51.1∶1)、(102.6∶1)、(49.2∶1)。如果假定在该屏幕上出现完全扩散作为控制的例子，则任何投影光线和外部干扰光线的增益为1且该屏幕对比度为5.0∶1。在本发明的屏幕上，在明亮室内的任何位置都可获得极好的对比度。视角(半值)为17.5°，它不少于15°

现在，将描述在屏幕上形成的图像的特性之间的关系以及水平视角增加层20和反射层30之间距离。

在反射板作为图1到图27所示的反射层30使用的结构中，可以变化地设定反射层30和水平视角增加层20间的距离。例如，反射层30可与水平视角增加层20分离。

如上所述，当从投影设备投影的光线入射到扩散层40并且当反射到反射层30的投影光线再次从扩散层40发射时，此时成为成像层的扩散层40内会出现2倍成像。因此，反射层30和扩散层40间的距离越大，散焦就越大，导致图像质量的恶化。因此，主要优选的是，扩散层40和反射层30间的距离(光学路径)要短。换句话说，从结构的角度说，优选的是，水平视角增加层20接近于反射层30。

然而，为了优化投影图像的特性以及使得制作工艺合理化，水平视角增加层20和反射层30间的距离可根据需要稍大一些。此时，水平视角增加层20和反射层30间的光学路径的长度在实际水平上有一个容差。

现在，当反射层30和水平视角增加层20间的距离较大时，如果扩散层40和反射层30间的光学路径长度较大，将要考虑该屏幕的特性和该屏幕所允许的上述分离距离。

图54A到54B是显示当透镜镜头片被用作水平视角增加层20，并且平坦的反射层30和水平视角增加层20间的距离改变时的光学路径长度和该屏幕的水平视角特性的模拟结果的视图。其中，水平视角增加层20和反射层30间的距离X(精确地，水平视角增加层20的顶点和反射层30的反射面之间的距离)为0(接触)、20微米、30微米、140微米和200微米。图54A到图54B显示光学路径特性和视角特性。

特别是，图54A显示距离为0的光学路径。图54B显示相应于图54A的视角特性。特别地，图55A显示显示距离为20微米的光学路径。图55B显示相应于图55A的视角特性。特别是，图56A显示距离为30微米的光学路径。图56B显示相应于图56A的视角特性。特别地，图57A显示距离为140微米的光学路径。图57B显示相应于图57A的视角特性。特别是，图58A显示距离为200微米的光学路径。图58B显示相应于图58A的视角特性。

光学路径的各个视图显示当20个光束入射到垂直于该屏幕表面的透镜镜头的一个圆柱形部分时的光学行为的模拟结果。相应于光学路径长度视图内的反射光线的发散的亮度分别在相应于光学路径视图的视角特性视图中显示。透镜镜头片的圆柱形部分在水平方向的间距为155微米。从圆柱形部分的顶点起由每个圆柱形部分所定义的圆柱镜头的焦距大约为150微米。

在视角特性的模拟中，可以不考虑扩散层40内的扩散。然而，因为有上述弱扩散特性的扩散层被用作本发明的扩散层40，所以考虑其结果是与在该模拟中使用实际的屏幕所获得的结果实际上相同。

考虑关于本发明所应用的反射型屏幕的观众的观看位置，观众在房间内的观看位置一般为离屏幕2到3米。如果观众占据的水平宽度为1米，则观众关于到该屏幕的正常线的视角表示如下：

tanθ＝(观众数量×1米)/(屏幕表面和观众间的距离)。如果屏幕表面和观众间的距离为2.5米，则当有两个和四个观众时，以最大倾斜角度观看屏幕的观众的视角θ分别为22°和39°。优选的是，即使考虑观看距离和观众的一般情况，该屏幕的视角至少为15°或更大。

如果考虑上述情况，房间内大约4个观众观看图像的理想水平视角为40°，则图3所示的视角特性是理想的。换句话说，图3显示的水平视角特性使得该亮度的半值(获得在中心区域(0°)的半值亮度的角度)大约为40°，且随着为中心区域(0°)的角度的绝对值越大，该亮度就会渐渐地变化。亮度随着视角而突然改变，这不是优选的。根据图3所示的视角特性，可以获得最佳的视角特性和高的图像质量。

考虑前述情况，将考虑图54A到图54B的模拟。当水平视角增加层20和反射层30的反射面间的距离X(特别是，水平视角增加层20的凸脊的顶点和反射层30的反射面间的距离)为0(图54A和54B)和20微米(图55A和图55B)时，半值为40°且亮度逐渐改变。当距离X为30微米(图56A和图56B)时，半值减少为33°。当角度的绝对值变得更大时，则亮度会突然改变。

当距离X为实质上对应于圆柱形部分的焦点位置的140微米(图57A和图57B)时，大部分光线将返回到中心(0°)位置，这样不能获得足够的视角。当距离X变为大于焦距的200微米(图58A和图58B)时，具有较大视角的反射光线分量相对增加而收集到中心(0°)区域的光线的特性被保持。然而，半值大约为5°，这样视角不会得到改善。上述距离X越大，散焦就越大。因此，图像质量就恶化。

从以上所述，可得出结论：提供图3所示的理想视角特性的反射层30和水平视角增加层20间的距离X在0微米到20微米的范围。

即使并排安置四个观众，图3的理想的视角特性也能提供大于给定值的亮度。如果，例如，水平安置两个观众，根据上述条件，视角θ为22°。可以认为距离X接近60微米的情况是允许的。图59显示了距离X为60微米时的视角特性。

当一个观众观看屏幕上的图像时，观众实质上通常被定位在中心位置。因此，即使收集到中心区域(0°)的光线较大，除CCR恶化外的大问题也不会出现。

然而，距离X越长，上述散焦和图像质量恶化也会越多地出现。当对焦点位置的距离X变长时，收集到中心区域(0°)的光线就增加。当它超过焦点位置时，扩散到外围区域的光线分量再次稍微增加。因此，即使考虑一个观众观看屏幕上的图像的限制条件，使得距离X大于焦距也绝不意味着此后只有散焦变得更大。

从以上所述可知，水平视角增加层20和反射层30间的距离X不应大于使用透镜镜头片时到圆柱形镜头的焦点的距离。优选的是，距离X为60微米或更小，更为优选的是20微米或更小。

换句话说，水平视角增加层20的圆柱形部分的顶点和由该圆柱形部分形成的透镜镜头焦点间的距离(此后表示为“Y”)与距离X间的关系优选的为0≤X≤3Y/7，更为优选的是0≤X≤Y/7。因为圆柱镜头的焦距(此后表示为“Z”)为180微米，则距离X和圆柱镜头的焦距Z间的关系优选的为0≤X≤Z/3，更为优选的是0≤X≤Z/9。

在上述实施例中，水平视角增加层20和反射层30间的距离大多是固定的。然而，距离X不必根据上述观众的数量而保持不变。有可能提供通过使距离X随观众的数量而变化从而能够有效反射的屏幕。如果距离X随观众随观众的数量而变化到0微米、20微米、30微米、60微米或140微米，则根据使用的条件，可以提供最有效的反射型屏幕。

因为距离X的调整是在微米量级，那可通过在适当的位置，如屏幕的四个角提供精细的调整机制，如千分尺该来实施该调整。如果该屏幕具有大尺寸，则可藉助于如电机之类的电器，通过驱动精细的调整机制来控制该距离。

尽管在上述实施例中，距离X在屏幕的整个区域上都保持不变，但距离X可从中心区域到外围区域而变化。即，在中心区域，从投影设备P投影的光线相对于该屏幕表面在中心区域的入射角不同于在外围区域的入射角。因此，就反射效率而言，使中心区域的距离X不同于外围区域的距离X就是有效的。一般而言，如果该屏幕被配置为中心区域的距离X比外围区域的距离要短，则能改善该屏幕上的对比度。代替上述的调整距离X，使得整个屏幕的轮廓为外围区域向投影设备P方向轻微弯曲，这也是有效的。

已经描述了本发明的实施例。从前面可明显看出，本发明可以提供即使在明亮的室内具有高对比度且具有极好的水平视角和屏幕CCR的反射型屏幕。尤其是，根据本发明，可提供其中藉助水平视角增加层，可通过在该屏幕的水平方向和垂直方向提供不同的反射特性(扩散度)来改善明亮的室内的对比度，即通过限制垂直方向的扩散用于改善明亮的室内的对比度并通过相对增加水平方向内的扩散以获得宽的视角用于改善明亮的室内的对比度的反射型屏幕，这也适用于大尺寸的屏幕并不会恶化CCR。

通过由TINT层或黑色矩阵层吸收外部干扰光线，可增强投影图像内的黑色。通过在水平视角增加层的后面提供反射层，可增强在朝屏幕前面方向的反射效率和增益。通过形成多层的扩散层并单独控制光线入射面的表面粗糙度和扩散层的霾系数，可获得扩散层表面的反射光线的扩散以及热点或热带的减少。

Claims (28)

1.一种反射型屏幕，包括：用于限制光扩散的扩散层和用于反射通过所述扩散层所发射的光线的反射层。

2.一种反射型屏幕，其特征在于，该屏幕水平方向的光扩散比该屏幕垂直方向的光扩散相对大。

3.一种反射型屏幕，包括：用于限制光扩散的扩散层、用于增加水平视角的水平视角增加层、以及用于反射通过所述水平视角增加层依次从投影光线入射侧的发射的光线的反射层。

4.如权利要求3所述的反射型屏幕，其特征在于，所述水平视角增加层如此构成：相继排列着多种凸脊，且每个凸脊的顶点被放置在所述反射层的一侧。

5.如权利要求3或4所述的反射型屏幕，其特征在于，所述水平视角增加层如此构成：相继排列着多种凸脊，所述多种凸脊被相继放置以便每个所述凸脊的纵向与所述反射型屏幕一并排列。

6.如权利要求4或5所述的反射型屏幕，其特征在于，所述排列的凸脊间的间距为200微米或更少。

7.如权利要求4到6任何一个所述的反射型屏幕，其特征在于，所述水平视角增加层的所述凸脊的横截面为圆柱形。

8.如权利要求4到6任何一个所述的反射型屏幕，其特征在于，所述水平视角增加层的所述凸脊的横截面为棱镜形。

9.如权利要求4到6任何一个所述的反射型屏幕，其特征在于，所述水平视角增加层的所述凸脊的横截面为波浪形。

10.如权利要求3到9任何一个所述的反射型屏幕，其特征在于，所述反射层以非键合方式被放置在所述水平视角增加层的后侧。

11.如权利要求3到9任何一个所述的反射型屏幕，其特征在于，所述反射层通过键合层被键合在所述水平视角增加层的后侧。

12.如权利要求10或11所述的反射型屏幕，其特征在于，所述水平视角增加层的所述凸脊横截面为圆柱形，所述反射层被放置在由所述圆柱形形成的圆柱镜头的焦点位置和所述凸脊的顶点之间。

13.如权利要求12所述的反射型屏幕，其特征在于，所述反射层和所述水平视角增加层的凸脊的顶点之间的距离是所述圆柱形镜头和所述水平视角增加层的凸脊的顶点之间的距离的七分之一或更少。

14.如权利要求10、12和13的任何一个所述的反射型屏幕，其特征在于，所述反射层和所述水平视角增加层之间的距离是可调整的。

15.如权利要求11所述的反射型屏幕，其特征在于，所述反射层部分被键合到所述水平视角增加层且折射系数不同于所述水平视角增加层的系数的介质在所述反射层和所述水平视角增加层间的非键合位置被放置在所述水平视角增加层和所述键合层之间。

16.如权利要求4到9任何一个所述的反射型屏幕，其特征在于，通过真空沉积或涂覆技术，在所述水平视角增加层的排列的凸脊的表面上形成所述反射层。

17.如权利要求4到9任何一个所述的反射型屏幕，其特征在于，所述反射层由层叠在所述排列的凸脊的表面上的反射片构成。

18.如权利要求3到17任何一个所述的反射型屏幕，其特征在于，所述扩散层由散布有珠状物和/或染料作为扩散材料的透明树脂键合剂形成。

19.如权利要求18所述的反射型屏幕，其特征在于，所述扩散层包含至少在所述扩散材料的颗粒大小、种类、内容和粒度其中之一不同的多层，并且其中所述扩散层的表面粗糙度和内部霾系数被独立控制。

20.如权利要求3到19任何一个所述的反射型屏幕，其特征在于，所述反射型屏幕包括含有涂料的染色层，所述染色层在投影图像光线入射侧相对于所述水平视角增加层的一侧上层叠。

21.如权利要求3到20任何一个所述的反射型屏幕，其特征在于，所述反射型屏幕包含用黑色矩阵形成的黑色矩阵层，所述黑色矩阵层在投影图像光线入射侧相对于所述水平视角增加层的一侧上层叠。

22.如权利要求3到21任何一个所述的反射型屏幕，其特征在于，所述反射型屏幕包括透明树脂片制成的衬底，所述衬底在投影图像光线入射侧相对于所述水平视角增加层的一侧上层叠。

23.如权利要求4到22任何一个所述的反射型屏幕，其特征在于，所述水平视角增加层包括其中形成一排所述凸脊的片衬底。

24.一种用于接收投影设备投影的光线的反射型屏幕，所述投影设备被放置在所述屏幕的前面，所述屏幕垂直方向形状很长且在室内使用，其中外部干扰光线主要从上方入射，所述反射型屏幕包括光扩散部分，以及视角增加和反射部分，用于反射通过所述光扩散部分所发射的投影光线，且在水平方向上增加视角并在向下方向反射通过所述光扩散部分发射的外部干扰光线。

25.如权利要求24所述的反射型屏幕，其特征在于，所述屏幕的视角为15°或更大。

26.如权利要求24或25所述的反射型屏幕，其特征在于，所述屏幕和观众间的距离为1.5米或更多。

27.如权利要求24到26任何一个所述的反射型屏幕，其特征在于，所述视角增加和反射部分来用以水平方向排列的凹面和凸面形成，并且所述凹面和凸面在所述反射型屏幕的垂直方向扩展。

28.如权利要求24到27任何一个所述的反射型屏幕，其特征在于，所述视角增加和反射部分包含其中具有凹面和凸面的视角增加层，以及被放置在所述视角增加层后侧的反射层。

Images