CN209070295U - 一种菲涅尔结构的正投影光学屏幕和投影显示系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种菲涅尔结构的正投影光学屏幕和投影显示系统，涉及投影屏幕技术的领域。投影显示系统包括上述菲涅尔结构的正投影光学屏幕。本实用新型提供的菲涅尔结构的正投影光学屏幕包括依次层叠设置的光学投影屏幕成像功能层、铁性材料层、软磁层、磁胶层和刚性底板；光学投影屏幕成像功能层和铁性材料层采用柔性可卷曲材料制成，光学投影屏幕成像功能层包括依次层叠设置的表面材料层、第一基层、着色层、扩散层、第二基层、菲涅尔光学结构层和反射层，磁胶层包括多个相互拼接的磁胶块，刚性底板包括多个相互拼接的底板块。菲涅尔结构的正投影光学屏幕包装运输方便且成本低，而且无需在墙上打孔，不会破坏墙面，安装、拆卸方便。

Description

一种菲涅尔结构的正投影光学屏幕和投影显示系统

技术领域

本实用新型涉及投影屏幕技术的领域，具体而言，涉及一种菲涅尔结构的正投影光学屏幕和投影显示系统。

背景技术

随着投影技术的日益发展，投影机搭配光学膜片呈现的图像效果越来越完美，受到了越来越多追求超大画面效果的消费者的喜爱，然而要达到精美的画面呈现效果，除了需要优质的投影机之外，一块精致的光学屏幕更加必不可少。可以说在投影机技术越来越同质化的今天，投影屏幕的好坏就直接决定了投影画面的完美程度，由投影机和光学投影屏幕的搭配，才是一个完整的投影显示系统。

目前光学投影屏幕主要分为硬幕和软幕。软幕固定方式主要采用弹簧、弹性绳等具有伸缩弹力的物体，使幕形成一平面并固定在四周的框架上。软幕长时间使用会出现松弛、褶皱等，影响显示效果，同时软幕的框架整体看起来厚重，与现在OLED超薄电视、窄边的趋势不符。硬幕的固定方式主要采用胶，粘贴在刚性物体表面上，然后在刚性物体四周装配边框用于遮蔽及装饰。安装该类硬幕需要在墙体上预埋螺钉，对墙面造成破坏，同时屏幕非常重，使用和拆卸都十分不方便。

现在市场上在售的光学投影屏幕，都是以厚重的刚性背板作支撑，再辅以装饰边框、挂件等配件制成的硬幕，以100英寸光学投影屏幕包装为例，其包装箱的尺寸达到了2390*1430*90mm，而普通的住宅I类载人电梯的国家标准尺寸如下：900kg-1000kg载重尺寸为： 900*2100mm，900kg载重以下尺寸为：800*2100mm，1150kg载重尺寸为：1000*2100mm。这种硬屏形态的产品包装体积过大，超出了载人电梯的尺寸，给上楼入户带了严重不便，同时硬幕含包装箱重量达到60kg左右，需要3～4人才能搬运、上楼安装非常困难，其它还有成本高、浪费材料、不节能环保等明显的缺点。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种菲涅尔结构的正投影光学屏幕和投影显示系统，其包装运输方便且成本低，而且无需在墙上打孔，不会破坏墙面，安装、拆卸方便。

本实用新型提供第一种技术方案：

一种所述菲涅尔结构的正投影光学屏幕包括依次层叠设置的光学投影屏幕成像功能层、铁性材料层、软磁层、磁胶层和刚性底板；所述光学投影屏幕成像功能层和所述铁性材料层采用柔性可卷曲材料制成，所述光学投影屏幕成像功能层包括依次层叠设置的表面材料层、第一基层、着色层、扩散层、第二基层、菲涅尔光学结构层和反射层，所述磁胶层包括多个相互拼接的磁胶块，所述刚性底板包括多个相互拼接的底板块。

进一步地，所述光学投影屏幕成像功能层还包括第二基层，所述第二基层设置在所述扩散层与所述菲涅尔光学结构层之间。

进一步地，所述铁性材料层包括柔性材料层以及涂覆在所述柔性材料层上的铁粉膜层。

进一步地，所述铁性材料层为镀锌铁片，所述镀锌铁片的厚度小于或等于2mm。

进一步地，所述刚性底板为蜂窝铝板、铝塑板、PVC发泡板、木板中的任一种。

进一步地，所述底板块的形状为方形、三角形或梯形。

进一步地，所述磁胶块之间的拼接缝隙小于10mm。

进一步地，所述铁性材料层采用双面胶、不干胶、光固化胶或热熔胶粘贴在所述光学投影屏幕成像功能层的背面。

进一步地，所述磁胶层通过双面胶、泡棉胶或不干胶粘贴在所述刚性底板上。

本实用新型提供第二种技术方案：

一种投影显示系统包括投影机和第一种技术方案所述的菲涅尔结构的正投影光学屏幕。

本实用新型提供的菲涅尔结构的正投影光学屏幕和投影显示系统的有益效果是：

1.菲涅尔结构的正投影光学屏幕包括依次层叠设置的光学投影屏幕成像功能层、铁性材料层、软磁层、磁胶层和刚性底板，利用磁和铁相吸的原理，不需要在墙面上打孔安装螺丝钉，不会破坏墙面，安装、拆卸更简单。

2.光学投影屏幕成像功能层和铁性材料层采用柔性可卷曲材料制成，磁胶层包括多个相互拼接的磁胶块，刚性底板包括多个相互拼接的底板块，在包装运输过程中，能够将光学投影屏幕成像功能层和铁性材料层卷曲，将磁胶层和刚性底板拆分成多个小块，包装运输方便且成本低。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定。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相关的附图。

图1为本实用新型的实施例提供的菲涅尔结构的正投影光学屏幕的结构示意图。

图2为光学投影屏幕成像功能层的另一种结构示意图。

图标：10-菲涅尔结构的正投影光学屏幕；11-光学投影屏幕成像功能层；111-表面材料层；112-第一基层；113-着色层；114-扩散层； 115-第二基层；116-菲涅尔光学结构层；117-反射层；12-铁性材料层； 13-软磁层；14-磁胶层；15-刚性底板；16-边框。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“左”、“右”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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备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实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，“设置”、“连接”等术语应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面结合附图，对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。

请参阅图1，本实施例提供了一种菲涅尔结构的正投影光学屏幕 10，菲涅尔结构的正投影光学屏幕10包括依次层叠设置的光学投影屏幕成像功能层11、铁性材料层12、软磁层13、磁胶层14、刚性底板15和边框16，光学投影屏幕成像功能层11和铁性材料层12采用柔性可卷曲材料制成，磁胶层14包括多个相互拼接的磁胶块，刚性底板15包括多个相互拼接的底板块。

光学投影屏幕成像功能层11是由一系列微细光学结构组成，可以使投影机光强和环境光强在屏幕结构中重新分布，可以有效的遮蔽环境光和增强投影机投射的光强，提升画面对比度、亮度增益、色彩还原性、分别率等，满足人们对超高画质的需求。光学投影屏幕成像功能层11采用柔性可卷曲材料制成，光学投影屏幕成像功能层11卷曲后相比于硬屏可有效减小60％的包装箱尺寸和重量，便于包装运输和降低成本。

具体的，光学投影屏幕成像功能层11包括依次层叠设置的表面材料层111、第一基层112、着色层113、扩散层114、第二基层115、菲涅尔光学结构层116和反射层117。第一基层112和第二基层115 是为了生产工艺或使用的方便性需要，也可以只设置第一基层112，不设置第二基层115，如图2所示。表面材料层111、着色层113和扩散层114也可以是一层。

第一基层112的正面涂布的表面材料层111能够起到抗划伤的作用，表面材料层111的粗糙度大于或等于0.8，硬度达到2H。第一基层112的背面依次涂布有着色层113和扩散层114，着色层113是一层带有颜色的材料，用于调节屏幕的透过率和提升光学屏幕的对比度。扩散层114内设置有一些扩散粒子，用于分散光线的传播，增加观看者视角。菲涅尔光学结构层116涂布或挤塑在第二基层115的背面，菲涅尔光学结构层116的截面为三角形的锯齿状的同心圆环，用于调节光线的方向。反射层117喷涂、电镀或印刷在反射层117的背面，反射层117是高反射率的金属材料薄膜或高反射率的化合物材料膜堆，用于反射入射光线，减少光线透过损失。

光学投影屏幕成像功能层11的工作原理：短焦大偏轴(偏轴度大于100％)投影机的投射光照射到屏幕表面后，折射进入屏幕，经过着色层113和扩散层114对光线均匀分散后，进入菲涅尔光学结构层116，在菲涅尔光学结构层116的锯齿形表面遇上反射层117，光线按反射层117设定的角度反射回来，再次进入扩散层114和着色层 113，均匀射出。带有图像信息的光首先在屏幕表面上成像，再通过扩散层114、菲涅尔光学结构层116和反射层117反射后，经过扩散层114均可实现成像。菲涅尔光学结构层116的锯齿形倾角用于改变反射光的方向，使之射向需要的地方，比如中心方向，从而起到提高增益的作用。环境光从屏幕左右及上方入射到屏幕以后，由于菲涅尔光学结构层116的锯齿形，使光线极容易在屏幕里面发生多次反射，经过着色层113的光程加长，环境光被大量吸收。图像光经过着色层 113的光程短，虽然也被吸收，但是吸收量远小于对环境光的吸收。通过控制着色层113的着色浓度(透过率)，使得屏幕具有一定的增益(比如1.0)和良好的对比度。

光学投影屏幕成像功能层11的背面设置有黑色的铁性材料层 12。铁性材料层12采用双面胶、不干胶、光固化胶或热熔胶粘贴在光学投影屏幕成像功能层11的背面。铁性材料层12既可用于与磁胶层14吸附，也可以作为光学投影屏幕成像功能层11的保护层。

铁性材料层12包括柔性材料层以及涂覆在柔性材料层上的铁粉膜层，或者可以使用其他任意极性的磁性产品吸附在铁粉膜层的表面，不用严格区分磁性产品的极性即可方便使用，而且磁性和吸附力也不会因为时间过久而下降。这样，铁性材料层12的磁性大于或等于3g/cm²，厚度小于或等于2mm。

此外，铁性材料层12还可以采用镀锌铁片，镀锌铁片的厚度小于或等于2mm，具有很强的磁吸性能，重量轻，可卷曲，并且还有一定的金属刚性。

光学投影屏幕成像功能层11的尺寸非常大，例如，一个100英寸的光学投影屏幕成像功能层11的尺寸就达到了2214*1245mm，如果使用一整块的磁胶层14粘贴在刚性底板15上，则磁胶层14的尺寸也至少需要达到2214*1245mm，这么大尺寸的磁胶层14的重量可达到7.5kg，面积达到2.76m²，磁胶层14粘贴、对位，位置偏差的控制，都非常困难。因此，本实施例中，磁胶层14包括多个相互拼接的磁胶块，即采用小尺寸的磁胶块拼接成大尺寸的磁胶层14，使磁胶层14粘贴、对位、偏差控制变得简单，能够有效提升安装效率。

磁胶块采用柔性可卷曲材料制成，磁胶块的形状为方形、三角形或梯形等，优选磁胶块的形状为对称规整的形状，便于安装人员在刚性底板15上拼接粘贴磁胶层14。磁胶层14通过双面胶、泡棉胶或不干胶粘贴在刚性底板15上。单块磁胶块的尺寸需要根据光学投影屏幕成像功能层11的尺寸和拼接块数计算，举例说明，一块97英寸的光学投影屏幕成像功能层11的尺寸是长2147mm，宽1208mm，假设使用三块磁胶块竖直拼接，则每块磁胶块的长度为1208mm，每块磁胶块的宽度715.7mm，磁胶块之间的拼接缝隙小于10mm。

磁胶块拼接安装后，磁胶块之间存在拼接缝隙，这些缝隙不做处理，必然也会显现在光学投影屏幕成像功能层11上，造成投影图像弯曲变形、明暗不均等问题，影响观看。本实施例中，通过在拼接的磁胶层14的表面吸附上一层带磁性的软磁层13，软磁层13作为中间层，能够有效克服墙面凹凸不平的缺陷，使光学投影屏幕成像功能层11安装后更加平整，提高显示效果。利用软磁层13本身的柔韧特性，将磁胶层14的拼接缝隙掩盖、消除，从而解决磁胶层14的拼缝影响画质的问题。此外，软磁层13本身也是一种永磁材料，能够进一步增强磁胶层14的磁力，使设置有铁性材料层12的光学投影屏幕成像功能层11吸附的更加牢固。

软磁层13采用柔性可卷曲材料制成，软磁层13的尺寸与光学投影屏幕成像功能层11的尺寸一致，软磁层13是一块完整的片材。软磁层13位于光学投影屏幕成像功能层11与磁胶层14之间，形成一层缓冲层，用于消除磁胶层14拼接的拼缝，提升光学投影屏幕成像功能层11安装的平整性。

消除墙面不平整对屏幕画质的影响，菲涅尔结构的正投影光学屏幕10还设置有刚性底板15。光学投影屏幕成像功能层11的尺寸非常大，如果使用一整块的刚性底板15，整块刚性底板15的粘贴、对位、位置偏差的控制，都非常困难。因此，本实施例中，刚性底板 15包括多个相互拼接的底板块，即采用小尺寸的底板块拼接成大尺寸的刚性底板15，使刚性底板15粘贴、对位、偏差控制变得简单，能够有效提升安装效率。

刚性底板15为蜂窝铝板、铝塑板、PVC发泡板、木板中的任一种。底板块的形状为方形、三角形或梯形，优选，底板块的形状为对称规整的形状，便于安装人员在墙面上拼接粘贴。单块底板块的尺寸需要根据光学投影屏幕成像功能层11的尺寸和拼接块数计算，举例说明，一块97英寸的光学投影屏幕成像功能层11尺寸是长2147mm，宽1208mm，假设使用三块底板块竖直拼接，则每块底板块的长度为 1208mm，每块底板块的宽度715.7mm，每两块底板块粘贴拼接的拼缝小于或等于10mm。

菲涅尔结构的正投影光学屏幕10的安装过程：首先，在投影屏幕安装位置的墙面上固定上刚性底板15。其次，在刚性底板15上对齐粘贴上磁胶层14。然后，将软磁层13对齐吸附在磁胶层14上。接着，将设置有铁性材料层12的光学投影屏幕成像功能层11对齐软磁层13，并吸附在软磁层13上。最后，在光学投影屏幕成像功能层 11的四边安装上边框16。

边框16可以是铁质材料制作，吸附在磁胶层14上，也可以其他金属材料或塑料制作，通过双面胶粘贴在磁胶层14或墙面上。边框 16用于美化光学投影屏幕成像功能层11的外观和遮挡光学投影屏幕成像功能层11的四边，防止屏幕直接受到外力冲击而与磁胶层14分离。边框16为超窄边框设计，挡边宽度小于或等于5mm。

其中，多个磁胶块沿第一方向排列，软磁层13沿第一方向依次磁性吸附于多个磁胶块。软磁层13的安装方向与磁胶层14的安装方向主要根据磁性材料磁极异形相吸的原理，以软磁层13与磁胶层14 相匹配，实现磁性吸力最大化。软磁层13对齐吸附在磁胶层14的表面之后，需要用塑料刮刀将产生空气气泡的位置的空气刮出。

磁胶层14与刚性底板15粘贴的过程中，需要使用塑料刮刀沿磁胶层14安装的方向，将空气刮出，保证磁胶层14与刚性底板15完全贴合，防止形成空气泡。并且，磁胶层14与刚性底板15粘贴，需要先在刚性底板15中间粘贴一块磁胶块，其它磁胶块以中间粘贴的磁胶块为基准，向四周粘贴。

本实施例还提供一种投影显示系统，投影显示系统包括投影机和菲涅尔结构的正投影光学屏幕10，投影机用于向菲涅尔结构的正投影光学屏幕10投影画面。

本实施例提供的菲涅尔结构的正投影光学屏幕10和投影显示系统的有益效果：

1.菲涅尔结构的正投影光学屏幕10包括依次层叠设置的光学投影屏幕成像功能层11、铁性材料层12、软磁层13、磁胶层14和刚性底板15，利用磁和铁相吸的原理，不需要在墙面上打孔安装螺丝钉，不会破坏墙面，安装、拆卸更简单。

2.光学投影屏幕成像功能层11和铁性材料层12采用柔性可卷曲材料制成，磁胶层14包括多个相互拼接的磁胶块，刚性底板15包括多个相互拼接的底板块，在包装运输过程中，能够将光学投影屏幕成像功能层11和铁性材料层12卷曲，将磁胶层14和刚性底板15拆分成多个小块，包装运输方便且成本低。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种菲涅尔结构的正投影光学屏幕，其特征在于，所述菲涅尔结构的正投影光学屏幕包括依次层叠设置的光学投影屏幕成像功能层(11)、铁性材料层(12)、软磁层(13)、磁胶层(14)和刚性底板(15)；所述光学投影屏幕成像功能层(11)和所述铁性材料层(12)采用柔性可卷曲材料制成，所述光学投影屏幕成像功能层(11)包括依次层叠设置的表面材料层(111)、第一基层(112)、着色层(113)、扩散层(114)、第二基层(115)、菲涅尔光学结构层(116)和反射层(117)，所述磁胶层(14)包括多个相互拼接的磁胶块，所述刚性底板(15)包括多个相互拼接的底板块，菲涅尔光学结构层(116)的截面为三角形的锯齿状的同心圆环。

2.根据权利要求1所述的菲涅尔结构的正投影光学屏幕，其特征在于，所述光学投影屏幕成像功能层(11)还包括第二基层(115)，所述第二基层(115)设置在所述扩散层(114)与所述菲涅尔光学结构层(116)之间。

3.根据权利要求1所述的菲涅尔结构的正投影光学屏幕，其特征在于，所述铁性材料层(12)包括柔性材料层以及涂覆在所述柔性材料层上的铁粉膜层。

4.根据权利要求1所述的菲涅尔结构的正投影光学屏幕，其特征在于，所述铁性材料层(12)为镀锌铁片，所述镀锌铁片的厚度小于或等于2mm。

5.根据权利要求1所述的菲涅尔结构的正投影光学屏幕，其特征在于，所述刚性底板(15)为蜂窝铝板、铝塑板、PVC发泡板、木板中的任一种。

6.根据权利要求1所述的菲涅尔结构的正投影光学屏幕，其特征在于，所述底板块的形状为方形、三角形或梯形。

7.根据权利要求1所述的菲涅尔结构的正投影光学屏幕，其特征在于，所述磁胶块之间的拼接缝隙小于10mm。

8.根据权利要求1所述的菲涅尔结构的正投影光学屏幕，其特征在于，所述铁性材料层(12)采用双面胶、不干胶、光固化胶或热熔胶粘贴在所述光学投影屏幕成像功能层(11)的背面。

9.根据权利要求1所述的菲涅尔结构的正投影光学屏幕，其特征在于，所述磁胶层(14)通过双面胶、泡棉胶或不干胶粘贴在所述刚性底板(15)上。

10.一种投影显示系统，包括投影机，其特征在于，包括权利要求1至9任一项所述的菲涅尔结构的正投影光学屏幕。