CN201408322Y - 投影荧幕 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种投影荧幕，包括一角锥棱镜阵列、一反射膜及一基材。角锥棱镜阵列包括多个角锥单元，每一角锥单元提供一锥状表面。反射膜形成于这些角锥单元的锥状表面上。基材形成于反射膜上。本实用新型的技术效果是，以角锥棱镜阵列搭配其上的反射膜而改善投影荧幕的反射功能，使大多数的入射光适于被反射并且集中到观察者眼中，以达到高增益的效果。

Description

投影荧幕

技术领域

本实用新型涉及一种投影荧幕，特别是涉及一种反射式的投影荧幕。

背景技术

投影荧幕是一种可以用来分散来自投影机的投射光的光学荧幕。在投射光的方向固定、光通量不变的情况下，投影荧幕所反射的光束亮度与人眼可接受的理想亮度的比值被定义为投影荧幕所反射的光束方向上的亮度系数，亮度系数的最大值定义为投影荧幕的增益值(gain)，用以表示投影荧幕反射投影光束的能力。

请参照图1，现有的反射式投影荧幕100的底层为一不透光基材110，不透光基材110上有一层光可穿透性材质130，光可穿透性材质130含有许多透明的玻璃珠(transparent glass bead)120。在光可穿透性材质130上有另一层折射率不同的光可穿透性材质140。光可穿透性材质140具有一连续的棱镜(prism)结构150，棱镜结构150的一表面被一黑色的遮光层(black shadinglayer)152所覆盖，用以吸收外界的环境光(ambient light)A。

由投影机(未图示)斜向入射的光束R可经由棱镜结构150的另一未被遮光层152覆盖的表面进入投影荧幕100中，通过不同折射率的光可穿透性材质140及130而进入玻璃珠120。因为光可穿透性材质130的底部为不透光基材110，且不透光基材110具有反射光束的功能，所以入射光R会被不透光基材110反射而射出投影荧幕100。

请参照图2，其为另一现有的反射式投影荧幕102，其与图1的差异性在于在光可穿透性材质130之上具有一层不同折射率的光可穿透性材质141。光可穿透性材质141上没有棱镜结构150，而且也没有遮光层152。

由投影机P射出的正向光R1经由光可穿透性材质141进入投影荧幕102中，接着穿过玻璃珠120，再被光可穿透性材质130的底部的不透光基材110反射，依循R2、R3、R4、R5路径出射。

在图1的现有技术中，棱镜结构150上的遮光层152虽然可以吸收外界的环境光A，但是也会因为阻挡了投影机的入射光R的行进而降低投影荧幕100增益值。

在图2的现有技术中，投影荧幕102由于没有遮光层152，所以其增益值相对地较高，但因为其入射光R1会从不同的角度出光而不够集中，所以投影荧幕102的增益值仍可能不足。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种具有高增益值的投影荧幕。

本实用新型的其他目的和优点可以从本实用新型所揭露的技术特征中得到进一步的了解。

为达上述之一或部分或全部目的或是其他目的，本实用新型的一实施例为一种投影荧幕，包括一角锥棱镜阵列、一反射膜及一基材。角锥棱镜阵列包括多个角锥单元，每一角锥单元提供一锥状表面。反射膜形成于这些角锥单元的锥状表面上。基材形成于反射膜上。

在一实施例中，角锥棱镜阵列的每一角锥单元为一三角锥单元，这些三角锥单元排列成一矩形阵列。每一三角锥单元具有一底面及三侧面，每一三角锥单元的底面为正三角形，每一三角锥单元的这些侧面为全等的等腰直角三角形，并且每一三角锥单元的这些侧面分别连接底面的三边，每一三角锥单元的每相邻的两侧面互相垂直。这些三角锥单元的这些底面适于面向一投影机而组成角锥棱镜阵列的一入光面，入光面与锥状表面相对。

在一实施例中，角锥棱镜阵列的入光面可以是一粗糙表面，或是一掺入多个扩散粒子的平滑表面，或包括微球面凸起。

在一实施例中，这些三角锥单元的底面上涂布一扩散粒子与粘胶的混合物层。混合物层涂布于这些三角锥单元的这些底面上。混合物层具有适于面向一投影机的一入光面，混合物层的入光面包括多个微球面凸起。

在以上实施例中，基材为一软性基材。

本实用新型的优点在于，其是以角锥棱镜阵列搭配其上的反射膜而改善投影荧幕的反射功能，使大多数的入射光适于被反射并且集中到观察者眼中，以达到高增益的效果。

附图说明

图1为现有的反射式投影荧幕示意图；

图2为现有的反射式投影荧幕示意图；

图3A为本实用新型的一实施例的投影荧幕侧视示意图；

图3B为根据本实用新型的一实施例的投影荧幕的角锥棱镜阵列上视示意图；

图3C为根据本实用新型的一实施例的投影荧幕的角锥棱镜阵列的角锥单元示意图；

图4A为本实用新型的一实施例的投影荧幕侧视示意图；

图4B为本实用新型的一实施例的投影荧幕侧视示意图；

图4C为本实用新型的一实施例的投影荧幕侧视示意图；

图5为根据本实用新型的一实施例的投影荧幕的角锥棱镜阵列的角锥单元光学特性示意图；

图6及图7为本实用新型的一实施例的投影荧幕的反射光量测示意图；

图8至图10为本实用新型的一实施例的投影荧幕的反射光量测结果示意图。

主要元件符号说明

现有的反射式投影荧幕100，102

不透光基材110

透明的玻璃珠120

光可穿透性材质130，140，141

棱镜结构150

遮光层152

投影机P

光出射路径R2、R3、R4、R5

本实用新型的投影荧幕300，300a，300b，300c

角锥棱镜阵列320，320a，320b，320c

三角锥单元的底面321

三角锥单元322

锥状表面322a

三角锥单元的侧面323

凹凸表面324

角锥棱镜阵列的入光面326a，326b，326c

微球面凸起327

反射膜340

基材360

扩散层380

扩散粒子328，382

微球面凸起382a

粘胶384

扩散层的入光面386

接收面400

具体实施方式

有关本实用新型的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图的一实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的方向用语，例如：上、下、左、右、前或后等，仅是参考附加附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本实用新型。

请参照图3A，其为本实用新型的一实施例的投影荧幕的侧视图。投影荧幕300包括一角锥棱镜阵列(corner cube prism array)320、一反射膜340及一基材360。角锥棱镜阵列320位于投影荧幕300的面向投影机P的正面侧。基材360位于投影荧幕300的背面侧，用以支撑及保护投影荧幕300。反射膜340设于角锥棱镜阵列320与基材360之间，适于反射由投影机P射出的光束。

请参照图3B，其为本实施例的角锥棱镜阵列320的上视图。角锥棱镜阵列320由多个角锥单元紧密排列而组成阵列状，例如图示的三角锥单元322。每一个三角锥单元322提供一锥状表面322a，这些锥状表面322a排列而成角锥棱镜阵列320的一凹凸表面324。再参照图3A，高反射率的反射膜340镀于角锥棱镜阵列320的这些锥状表面322a上，适于将入射光反射至观察者处。基材360覆盖于反射膜340上。适用于本实施例的反射膜340的反射率范围为0.8至0.1。

请参照图3C，三角锥单元322由一个底面321和三个侧面323所组成。底面321为正三角形，这些侧面323为全等的等腰直角三角形。三个侧面323分别连接于底面321的三边，三个侧面323组成锥状表面322a且每相邻的两侧面323彼此垂直。

在一实施例中，三角锥单元322为透明材质。在图3A的投影荧幕300中，三角锥单元322的底面321适于面向投影机P而组成角锥棱镜阵列320的一入光面，角锥棱镜阵列320的入光面适于接受来自于投影机P的入射光。换句话说，底面321与这些锥状表面322a相对。

附带一提的是，基材360覆盖住三角锥单元322的锥状表面322a的尖端，由此可避免投影荧幕300于卷曲过程中造成三角锥单元322的尖端折损，或投影荧幕300的入光面遭三角锥单元322的尖端刺伤。

另外，在三角锥单元322的底面321做粗糙微结构或掺入扩散粒子，可以扩散反射光，增加可视角，适合作为投影荧幕300的入光面与出光面。

如图4A，在一实施例的投影荧幕300a中，角锥棱镜阵列320a的入光面(三角锥单元的底面)326a经加工处理成为一粗糙表面。在本实施例中，角锥棱镜阵列320a的粗糙的入光面326a可包括多个微球面凸起327。

如图4B，在一实施例的投影荧幕300b中，角锥棱镜阵列320b的入光面326b为一平滑表面，其内部掺入多个扩散粒子328。

如图4C，在一实施例的投影荧幕300c中，角锥棱镜阵列320c的入光面326c上涂布一扩散层380，其为扩散粒子382与粘胶384的混合物。在本实施例中，扩散层380的扩散粒子382可凸出于扩散层380的面向投影机P的入光面386而形成微球面凸起382a。

在以上实施例中，角锥棱镜阵列320，320a，320b，320c可采用一透明材料制作，基材360可采用一软性基材。

请参照图5，角锥棱镜阵列320的三角锥单元322的光学特性为：入射光I自底面321射入，接着在三个侧面323各发生一次反射，最后再从底面321射出，图中的虚线圈表示光束与底面321或侧面323的交会处。入射光I与出射光O互相平行，也就是说，光束以什么角度进入，就会以相同的角度反射回来，因此只要观察者在投影机附近的位置观看荧幕，大多数的投影光束都会反射进入观察者的眼睛，达到高增益或高亮度的效果。

请同时参照图3A、3B、3C及图6，在一实施例的投影荧幕300中，三角锥单元322的底面321为正三角形，其边长为0.05毫米(millimeter，mm)。在一实施例中，角锥棱镜阵列320为一矩形阵列，其在x方向例如可为20行，在y方向例如可为10列，共包括200个三角锥单元322。

如图6所示，在一实施例的测试中，投影机P的镜头与投影荧幕300相距20mm(虚线)，并与投影荧幕300的下缘切齐，亦即，投影机P的镜头与投影荧幕300的下缘同位于x-z平面上，投影机P的镜头对准投影荧幕300的中心位置。在投影机P前方可建一个0.18mm(平行x轴)×0.15mm(平行y轴)的接收面400，用以量测投影荧幕300的反射光的光通量。结果显示，反射回接收面400上的光通量为入射投影荧幕300的光通量的60.9％。

如图7所示，在另一实施例的测试中，将投影荧幕300的入光面平均地分成九个格子，其位置的标号分别为1至9。观察三个不同高度的位置2、5及8的反射光光型。

请参照图8、9及10分别表示位置2、5及8的反射光光型，横轴是y方向的角度，纵轴是光辉度值。三图中的最大光辉度值分别在-10°、-6°、及2°，此时投影机P的镜头至位置2、5及8连线与x-z平面的夹角θ1，θ2及θ3分别为10.2°、6.2°及2.1°。这表示在不同高度的位置上，大多数的光都有机会被反射并且集中到观察者眼中，达到高增益的效果。

Claims (11)

1.一种投影荧幕，其特征在于，包括：角锥棱镜阵列，其包括多个角锥单元，每一该角锥单元提供一锥状表面；反射膜，形成于该些角锥单元的该些锥状表面上；以及基材，形成于该反射膜上。

2.如权利要求1所述的投影荧幕，其特征在于，该角锥棱镜阵列的每一该角锥单元为一三角锥单元，每一该三角锥单元具有一底面及三侧面，每一该三角锥单元的该底面为正三角形，每一该三角锥单元的该些侧面为全等的等腰直角三角形，每一该三角锥单元的该些侧面分别连接该底面的三边，并且每一该三角锥单元的每相邻的两该侧面彼此垂直。

3.如权利要求2所述的投影荧幕，其特征在于，该些三角锥单元的该些底面适于面向一投影机而组成该角锥棱镜阵列的一入光面，该入光面与该些锥状表面相对。

4.如权利要求3所述的投影荧幕，其特征在于，该角锥棱镜阵列的该入光面为一粗糙表面。

5.如权利要求3所述的投影荧幕，其特征在于，该角锥棱镜阵列的该入光面为一掺入多个扩散粒子的平滑表面。

6.如权利要求3所述的投影荧幕，其特征在于，该角锥棱镜阵列的该入光面包括多个微球面凸起。

7.如权利要求2所述的投影荧幕，其特征在于，还具有一扩散粒子与粘胶的混合物层，该混合物层涂布于该些三角锥单元的该些底面上。

8.如权利要求7所述的投影荧幕，其特征在于，该混合物层具有一入光面，该混合物层的该入光面适于面向一投影机，该混合物层的该入光面包括多个微球面凸起。

9.如权利要求1所述的投影荧幕，其特征在于，该基材为一软性基材。

10.如权利要求1所述的投影荧幕，其特征在于，该角锥棱镜阵列为一矩形阵列。

11.如权利要求1所述的投影荧幕，其特征在于，该反射膜的反射率范围为0.8至1。

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