CN208110256U - 背投影幕 - Google Patents

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Abstract

一种背投影幕，包括沿着第一方向依序设置的棱镜膜、第一扩散层、第二扩散层以及多个吸光结构。棱镜膜包括第一透光基材以及多个棱镜结构，其中棱镜结构配置于第一透光基材的远离第一扩散层的表面。棱镜结构接收影像光束并导引影像光束沿着第一方向传递。第一扩散层与第二扩散层的折射率不同。吸光结构之间有间隙，第二扩散层具有朝向这些吸光结构的第二表面，这些吸光结构于第二表面上的正投影所占的面积为A1，第二表面的总面积为A2，且1≤(A2‑A1)/A1≤5，本实用新型可提升背投影幕的抗环境光能力、增益值及半增益视角。

Description

背投影幕
技术领域
本实用新型是关于一种投影幕，特别是关于一种背投影幕。
背景技术
已知的背投影幕具有相对的观赏侧(前侧)与背侧，其中观赏侧朝向观赏者，而背侧朝向投影机。观赏侧设有棱镜结构，而背侧设有扩散层。投影机提供的投影光束穿过扩散层后经由棱镜结构折射至观赏者。各棱镜结构的朝向上方(天花板的方向)的表面设有吸光层，外界环境光可被吸光层吸收或穿过棱镜结构，而不会被背投影幕反射至观赏者，所以能提高影像画面的对比度。
然而，上述的背投影幕因棱镜结构的朝向上方的表面设有吸光层，只能适用于天吊型架设的投影方式。而且，因扩散层面向投影机而非面向观赏者，所以影像画面的品质较差，容易有所谓的热点(hot spot) 现象而影响观赏者观看影像的舒适性。
本“背景技术”段落只是用来帮助了解本实用新型内容，因此在“背景技术”中所揭露的内容可能包含一些没有构成本领域技术人员所知道的已知技术。此外，在“背景技术”中所揭露的内容并不代表该内容或者本实用新型一个或多个实施例所要解决的问题，也不代表在本实用新型申请前已被本领域技术人员所知晓或认知。
实用新型内容
本实用新型提供一种背投影幕，以提升影像画面的品质。
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，本实用新型一实施例提供一种背投影幕，用以接收影像光束。此背投影幕包括沿着第一方向依序设置的棱镜膜、第一扩散层、第二扩散层以及多个吸光结构。棱镜膜包括第一透光基材以及多个棱镜结构，棱镜结构配置于第一透光基材的远离第一扩散层的表面，棱镜结构接收影像光束并导引影像光束沿着第一方向传递。第一扩散层与第二扩散层的折射率不同。这些吸光结构之间有间隙，第二扩散层具有朝向这些吸光结构的第二表面，这些吸光结构于第二表面上的正投影所占的面积为A1，第二表面的总面积为A2，且1≤(A2-A1)/A1≤5。
本实用新型实施例的背投影幕中，因影像光束被棱镜结构转折后会依序通过第一扩散层及第二扩散层，所以能使影像光束均匀扩散，提升影像画面的品质，并减轻热点现象。由于吸光结构不是设置于棱镜结构上，所以本实用新型实施例的背投影幕不仅适用于天吊型架设的投影方式，也可适用于桌面摆设的投影方式。此外，借由使吸光结构于第二表面的正投影所占的面积A1符合关系式1≤(A2-A1)/A1 ≤5，可提升抗环境光能力、增益值及半增益视角。
为让本实用新型之上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举优选实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。
附图说明
图1是本实用新型一实施例的一种背投影幕的使用示意图。
图2A是图1的吸光结构于Y-Z平面的示意图。
图2B是图1的部分吸光结构于X-Z平面的示意图。
图3是本实用新型实施例的背投影幕不同视角下的亮度表现图。
图4是本实用新型另一实施例的背投影幕的使用示意图。
图5是本实用新型另一实施例的背投影幕的使用示意图。
具体实施方式
有关本实用新型之前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考图式的一优选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，仅是参考附加图式的方向。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。
图1是本实用新型一实施例的一种背投影幕的使用示意图。请参照图1，本实施例的背投影幕100用以接收影像光束Lm，背投影幕 100具有相对的观赏侧(前侧)与背侧，而影像光束Lm是由配置于背侧的投影机200所提供。此背投影幕100包括沿着第一方向D1(平行X轴，即由背侧至观赏侧)依序设置的棱镜膜110、第一扩散层120、第二扩散层130以及多个吸光结构140。
上述的棱镜膜110包括第一透光基材111以及多个棱镜结构112，这些棱镜结构112配置于第一透光基材111的远离第一扩散层120的第一表面115，且这些棱镜结构112接收来自投影机200的影像光束 Lm，并导引影像光束Lm通过棱镜膜110沿着第一方向D1往第一扩散层120、第二扩散层130及吸光结构140依序传递。此外，第一透光基材111例如为聚对苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate, PET)基材或其他透光基材。
本实施例的棱镜结构112例如为三角柱，这些棱镜结构112例如是沿着Y轴彼此平行排列，且各棱镜结构112沿着Z轴延伸，亦即各棱镜结构112的长轴平行于Z轴。此外，在其他实施例中，棱镜结构 112也可以是以同心圆状分布的菲涅耳透镜(Fresnel lens)结构，故本实用新型并不限制棱镜结构112的具体形状及排列方式。另外，各棱镜结构112内更可设置扩散粒子114，以扩散来自投影机200的影像光束Lm。
上述的第一扩散层120与第二扩散层130的折射率不同，且第一扩散层120及第二扩散层130具有透光性，使来自棱镜膜110的影像光束Lm依序通过第一扩散层120及第二扩散层130后往吸光结构140 传递。在本实施例中，第一扩散层120及第二扩散层130可以由紫外光固化胶材固化而形成，可借由所调配的紫外光固化胶材的成分不同，使第一扩散层120与第二扩散层130的折射率不同。在一实施例中，第一扩散层120的折射率例如是小于第二扩散层130的折射率。
进一步，上述的第一扩散层120内可设有多个第一扩散粒子(图未示)，第二扩散层130内也可设有多个第二扩散粒子(图未示)。在本实施例中，第一扩散粒子的粒径范围例如在1μm～50μm及第二扩散粒子的粒径范围例如在200nm～800nm，且第一扩散层120的厚度例如在5μm～100μm，第二扩散层130的厚度例如在7μm～18μm，但不以此为限。此外，第一扩散层120之与第一表面115相对的表面116 可以为粗糙表面，以提升扩散效果。
图2A是图1的吸光结构于Y-Z平面的示意图。请参照图1与图 2A，上述的吸光结构140之间有间隙G，而第二扩散层130具有朝向这些吸光结构140的第二表面135，这些吸光结构140于第二扩散层 130的第二表面135上的正投影所占的面积为A1，而第二表面135的总面积为A2，其中1≤(A2-A1)/A1≤5。上述的(A2-A1)即所有间隙G于第二扩散层130的第二表面135上的正投影所占的面积。在本实施例中，吸光结构140例如是接触第二扩散层130，换言之，吸光结构140可以直接形成于第二扩散层130上，形成方式可以为喷涂、印刷等，但不以此为限。此外，吸光结构140例如为黑色且具有低光穿透率，故在图2A中，吸光结构140分布的区域即为黑色吸光区域，而这些吸光结构140之间的间隙G即为光穿透区域。
在本实施例中，借由使吸光结构140符合关系式：1≤(A2-A1) /A1≤5，可以有效地减少来自不同方向的外界环境光Le反射至观赏者 U，进而降低外界环境光Le对观赏者U所造成的干扰，并且兼顾影像光束Lm的穿透效果。
在一实施例中，这些吸光结构140例如是沿着第二方向D2排列成多列，各列平行于第三方向D3，第二方向D2及第三方向D3例如是分别垂直于上述的第一方向D1，图2A中的第二方向D2是以平行于Y轴为例，而第三方向D3是以平行于Z轴为例。在另一实施例中，也可以第二方向D2平行于Z轴，而第三方向D3是平行于Y轴。
每一列中的这些吸光结构140为间隔排列，且每一列中的任一吸光结构140对应相邻另一列的这些吸光结构140之间的间隙G。每一列中的任一吸光结构140于第三方向D3的宽度为W1，相邻的二吸光结构140之间于第三方向D2的间距为W2。为了进一步提升背投影幕100的显示效果，可使进一步使W1、W2符合下列关系式：3μm≤W1 ≤1000μm；1≤W2/W1≤5。此外，请参照图2B，上述的吸光结构140 在平行第一方向D1的高度为H1(即吸光结构140的厚度)，还可进一步使H1符合关系式：0.1μm≤H1≤100μm。
在本实施例中，吸光结构140例如为矩形体(可以为长方体或正立方体)，故吸光结构140于第二扩散层130的第二表面135上的正投影所呈现形状为矩形。本实用新型并不限制吸光结构140的具体形状，在另一实施例中，吸光结构140也可以为局部球体或半球体，故吸光结构140于第二表面135上的正投影所呈现形状为圆形，且W1为吸光结构140的直径，吸光结构140的高度H1为局部球体或半球体于第一方向D1的最大高度。在又一实施例中，吸光结构140可为不特定形体，相对地，吸光结构140于第二表面135上的正投影所呈现形状为不规则。但不以此为限。
根据上述，当影像光束Lm入射至背投影幕100时，背投影幕100 借由棱镜膜110的棱镜结构112转折影像光束Lm后并导引往观赏者 U的方向传递，且沿着第一方向D1依序通过第一扩散层120及第二扩散层130进行扩散。在本实施例中，第一扩散层120及第二扩散层130具有不同扩散能力，当影像光束Lm依序通过第一扩散层120及第二扩散层130时，影像光束Lm的扩散角度沿着远离棱镜膜110方向(即第一方向D1)而逐渐变大，所以能提升影像画面的品质，并减轻热点现象。另外，背投影幕100设有吸光结构140，所以能避免外界环境光Le反射至观赏者U。如此，棱镜结构112上不需设置已知的吸光层，因此本实用新型实施例的背投影幕100不仅能适用于桌面摆设的投影方式(如图1所示)，也可适用于天吊型架设的投影方式。
本实施例的背投影幕100还可包括扩散材料层160，扩散材料层 160具有透光性且覆盖这些吸光结构140以及这些吸光结构140之间的间隙G(亦即扩散材料层160配置于第二扩散层130朝向观赏者U 之第二表面135)，以提升对影像光束Lm的扩散效果。
以下将列举电脑模拟数据来进一步说明本实施例的背投影幕100 所能达到的效果。需注意的是，下列数据仅为举例，并非用以限定本实用新型。下列表格中，增益值(Gain)为暗室白画面中央亮度值除以投影机最大亮度值再乘以3.14，对比(C/R)为明室白画面中央亮度值除以明室黑画面中央亮度值，其中，观赏者于背投影幕中心位置观看时为背投影幕的最高亮度，当观赏者偏离背投影幕中心轴的方向观看，背投影幕的亮度降低为最高亮度一半时的量测角度为半增益视角。
产品 产品1 产品2 产品3
面积比 (A2-A1)/A1＝5 (A2-A1)/A1＝2.3 (A2-A1)/A1＝1
明室白(nits) 234.3 220.5 176.7
明室黑(nits) 35.75 34.32 26.67
增益值(Gain) 0.8 0.79 0.6
对比(C/R) 6.55 6.41 6.62
半增益视角 >60度 45度 >60度
上述表格中的产品1至产品3在不同视角所量测的亮度值如图3 所示。由表格及图3可知，产品1至产品3的吸光结构符合关系式：1 ≤(A2-A1)/A1≤5，因此，本实用新型实施例的背投影幕100具有优选的抗环境光能力、增益值及半增益视角。
图4是本实用新型另一实施例的背投影幕的使用示意图。请参照图4，本实施例的背投影幕100a与上述的背投影幕100相似，主要差异处在于本实施例的背投影幕100a还包括第二透光基材141，承载这些吸光结构140，第二透光基材141具有相对的表面142及第三表面 143。这些吸光结构140接触第二透光基材141，即，这些吸光结构140 形成在第二透光基材141上。在本实施例中，吸光结构140例如是位于第二透光基材141与第二扩散层130之间。换言之，吸光结构140 是形成在第二透光基材141之朝向第二扩散层130的表面142。第二透光基材141例如为PET基材或其他高光穿透率基材，并且这些吸光结构140可用喷涂或印刷等方式制作在第二透光基材141上。第二透光基材141及吸光结构140构成吸光膜148。此外，在本实施例中，扩散材料层160例如是覆盖第二透光基材141的远离这些吸光结构140的第三表面143。
上述的背投影幕100a还包括贴合层150，贴合于第二扩散层130 与吸光膜148之间。贴合层150例如选用光学透明胶材(optical clear adhesive)来将吸光膜148贴合在第二扩散层130的第二表面135上。需说明的是，本实用新型并不限制使用贴合层150来结合第二扩散层 130及吸光膜148，第二扩散层130及吸光膜148也可彼此直接结合。
图5是本实用新型另一实施例的背投影幕的使用示意图。请参照图5，本实施例的背投影幕100b与上述的背投影幕100a相似，主要差异处在于本实施例中，第二透光基材141a是位于这些吸光结构140 与第二扩散层130之间。换句话说，这些吸光结构140是形成在第二透光基材141的远离第二扩散层130的第三表面143，而第二透光基材141a及吸光结构140构成吸光膜148a。此外，扩散材料层160是覆盖吸光结构140及第二透光基材141a的第三表面143。
综上所述，本实用新型实施例的背投影幕中，因影像光束被棱镜结构转折后会依序通过第一扩散层及第二扩散层，所以能使影像光束均匀扩散，提升影像画面的品质，并减轻热点现象。由于吸光结构不是设置于棱镜结构上，所以本实用新型实施例的背投影幕不仅适用于天吊型架设的投影方式，也可适用于桌面摆设的投影方式。此外，借由使吸光结构于第二表面的正投影所占的面积A1符合关系式1≤ (A2-A1)/A1≤5，可提升抗环境光能力、增益值及半增益视角。
以上所述，仅为本实用新型的优选实施例而已，当不能以此限定本实用新型实施的范围，即大凡依本实用新型权利要求书及说明书所作的简单的等效变化与修改，皆仍属本实用新型专利涵盖的范围内。另外，本实用新型的任一实施例或权利要求不须达成本实用新型所揭露的全部目的或优点或特点。此外，摘要部分和发明名称仅是用来辅助专利文件检索之用，并非用来限制本实用新型的权利范围。此外，本说明书或申请专利范围中提及的“第一”、“第二”等用语仅用以命名元件(element)的名称或区别不同实施例或范围，而并非用来限制元件数量上的上限或下限。
附图标记
100、100a、100b：背投影幕
110：棱镜膜
111：第一透光基材
112：棱镜结构
114：扩散粒子
115：第一表面
116：表面
120：第一扩散层
130：第二扩散层
135：第二表面
140：吸光结构
141、141a：第二透光基材
142：表面
143：第三表面
148、148a：吸光膜
150：贴合层
160：扩散材料层
200：投影机
D1：第一方向
D2：第二方向
D3：第三方向
Le：外界环境光
Lm：影像光束
U：观赏者
G：间隙
W1：宽度
W2：间距
H1：高度
A1、A2：面积。

Claims (15)

1.一种背投影幕，用以接收影像光束，其特征在于，所述背投影幕包括沿着第一方向依序设置的棱镜膜、第一扩散层、第二扩散层以及多个吸光结构，其中，
所述棱镜膜包括第一透光基材以及多个棱镜结构，所述第一透光基材具有远离所述第一扩散层的第一表面，所述多个棱镜结构配置于所述第一表面，所述多个棱镜结构接收所述影像光束并导引所述影像光束沿所述第一方向传递；
所述第一扩散层与所述第二扩散层的折射率不同；以及
所述多个吸光结构之间有间隙，所述第二扩散层具有朝向所述多个吸光结构的第二表面，所述多个吸光结构于所述第二表面上的正投影所占的面积为A1，所述第二表面的总面积为A2，且1≤(A2-A1)/A1≤5。
2.如权利要求1所述的背投影幕，其特征在于，还包括第二透光基材，承载所述多个吸光结构，且所述多个吸光结构接触所述第二透光基材。
3.如权利要求2所述的背投影幕，其特征在于，所述多个吸光结构位于所述第二透光基材与所述第二扩散层之间。
4.如权利要求3所述的背投影幕，其特征在于，还包括扩散材料层，覆盖所述第二透光基材的远离所述多个吸光结构的第三表面。
5.如权利要求2所述的背投影幕，其特征在于，所述第二透光基材位于所述多个吸光结构与所述第二扩散层之间。
6.如权利要求5所述的背投影幕，其特征在于，还包括扩散材料层，覆盖所述多个吸光结构以及所述多个吸光结构之间的间隙。
7.如权利要求2所述的背投影幕，其特征在于，所述第二透光基材与所述多个吸光结构构成吸光膜，所述背投影幕还包括贴合层，贴合于所述第二扩散层与所述吸光膜之间。
8.如权利要求1所述的背投影幕，其特征在于，所述多个吸光结构接触所述第二扩散层。
9.如权利要求8所述的背投影幕，其特征在于，还包括扩散材料层，覆盖所述多个吸光结构以及所述多个吸光结构之间的间隙。
10.如权利要求1所述的背投影幕，其特征在于，所述多个吸光结构沿着第二方向排列成多列，所述第二方向垂直于所述第一方向，每一列中的所述多个吸光结构为间隔排列，且每一列中的任一所述吸光结构对应相邻另一列的所述多个吸光结构之间的间隙。
11.如权利要求10所述的背投影幕，其特征在于，每一列中的任一所述吸光结构于所述第二方向的宽度为W1，相邻的二所述多个吸光结构之间的间距为W2，且3μm≤W1≤1000μm，1≤W2/W1≤5。
12.如权利要求1所述的背投影幕，其特征在于，所述多个吸光结构在平行所述第一方向的高度为H1，且0.1μm≤H1≤100μm。
13.如权利要求1所述的背投影幕，其特征在于，各所述多个吸光结构包括矩形体。
14.如权利要求1所述的背投影幕，其特征在于，所述多个棱镜结构为三角柱或以同心圆状分布。
15.如权利要求1所述的背投影幕，其特征在于，各所述多个吸光结构包括局部球体或半球体，且各所述多个吸光结构于所述第二表面上的正投影的直径为W1，相邻的二所述多个吸光结构之间的间距为W2，且3μm≤W1≤1000μm，1≤W2/W1≤5。
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