TW202009593A - 用於基於投影機的顯示系統的回射片 - Google Patents

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Abstract

本發明提供了一種回射製品，其包括回射膜和設置在所述回射膜的後表面上的多個等腰三角錐稜鏡。配置所述稜鏡使得所述製品將入射光束反射為兩個反射光束，這兩個反射光束相對於所述入射光束偏移且位於所述入射光束的相對側上。這兩個反射光束可以提供相對於入射光束源位於不同位置的兩個觀察區域。

Description

用於基於投影機的顯示系統的回射片
本公開總體上涉及（例如但不限於）可以用作投影屏的稜鏡回射膜。
片材形式的回射器通常用於各種應用，包括投影屏、交通標誌和用於道路施工工人的安全服裝。在各種情況下，回射器的目的是增加或引導反射光線的可見性。回射片可包括透明的塑膠材料層，其具有基本光滑的前表面和設置有多種回射元件的後表面。傳統的回射器使用這些元件將角錐狀的光反射回光源。錐體的角展度由回射器的特性決定。返回的光通常在靠近光源處（在較小的觀察角度下）較亮，在遠離光源處（在較大的觀察角度下）亮度降低。
回射器的示例可以在第WO 99/15920號國際專利申請中找到，該國際專利申請描述了具有結構化表面的反射製品，該結構化表面包括多個反射元件，每個反射元件具有第一、第二和第三互反射面，它們之間的二面角可定義。至少一個二面角與直角相差大於兩度。在一個實施方案實施方案中，其中一個二面角確實具有該特徵，剩餘的二面角與直角相差小於兩度。在一個實施方案中，反射元件由設置在結構化表面的多個凹槽組限定，凹槽組具有約0.0004英吋和0.002英吋（10-50μm）之間的優選凹槽間距。具有不同組的二面角的反射元件可透過平鋪或透過提供具有不同凹槽側角對的一個或多個凹槽序列結合在結構化表面中。該製品將傾斜入射的光束反射到入射光束對面的兩個反射光束上。兩個光束中的一個光束的光束寬度足以從入射光方向角度偏移地照射到預定義的觀察區域。
第4,775,219號美國專利中的立方角回射製品包括三個側向反射面，由三組交叉的平行V形凹槽構成，其中，至少一個凹槽組包括圖案重複的至少兩個彼此不同的凹槽側角。因此，立方角回射元件陣列被分成重複的子陣列，每個子陣列包括多個形狀獨特的立方角回射元件，這些立方角回射元件以不同形狀的光圖案回射入射光。
第US 2017/0160631號美國專利申請公開的顯示系統包括具有回射屏元件的回射屏，這些回射屏元件反射入射光。每個回射屏元件元件可包括三個交叉平面。三個交叉平面中的至少一個交叉平面與鄰面以偏移大於0度的90度角相交。該顯示系統還可包括至少一個投影機，投影機將光線反射到回射屏上，使光表現為影像或視訊。回射屏元件具有平面，每個交叉平面以90°的角度與相鄰平面相交而沒有偏移，與具有該回射屏元件的回射屏相比，具有回射屏元件的回射屏能夠在降低至少10%的串擾和/或增加至少5%的強度下反射光線。
即使基於這些參考文獻，仍然需要可以在基於投影機的顯示器中使用的回射片材，用於將反射影像的聚焦方向定位到位於相對於投影機不同位置的多個觀看位置。
在一個實施方案中，本公開涉及一種回射製品，其包括回射膜和設置在所述回射膜的後表面上的多個回射元件。每個所述回射元件可以是一個非等邊三角錐稜鏡。所述稜鏡可以由三組相交的基本平行的V形的凹槽限定。所述凹槽的每個凹槽側面形成半角，其中，所述半角中的至少一個半角的範圍優選地為25度到30度。該稜鏡具有第三二面角誤差，第三二面角誤差大於1度，例如，第三二面角誤差可以小於-1度或大於1度。在某些方面，每個稜鏡以大於0度的傾斜角接近邊緣平行地傾斜。
在另一個實施方案中，本公開涉及一種顯示系統。所述顯示系統包括根據實施方案的回射製品，投影機和電腦處理器。所述投影機用於將入射光束導向所述回射製品。所述回射製品用於將所述入射光束反射為第一反射光束和第二反射光束，所述第一反射光束和所述第二反射光束相對於所述入射光束偏移且位於所述入射光束的相對側上。所述電腦系統可以執行包括控制所述投影機以將所述入射光束導向到所述回射製品的操作。
在另一個實施方案中，本公開涉及一種顯示影像的方法。所述方法包括根據實施方案的回射製品，以及投影機。所述方法還包括控制所述投影機以將入射光束導向到所述回射製品，從而將所述入射光束反射為第一入射光束和第二入射光束，所述第一入射光束和所述第二入射光束相對於所述入射光束偏移且位於所述入射光束的相對側。
本公開總體上涉及回射螢幕，例如，當在基於投影機的顯示器中採用該螢幕時，其提供性能特徵的有益結合。例如，發明人已確定，有利的是，該螢幕優選地或幾乎排他地將光線反射回相對投影機位於不同位置（例如，位於投影機上方或下方）的特定觀看區域，該投影機是被反射的入射光的光源。然而，現有的投影螢幕通常將光線散射至所有方向，或稍微優先地將光線發回投影機的大致方向。因此，採用傳統的回射螢幕，通常難以控制光線返回至特定的觀看區域，使得：（1）能夠容易地從兩個不同的預定觀察區域觀察到反射光線，但（2）在這些區域外不能容易地觀察到反射光線。
發明人已發現了實現這兩種效果的回射元件的特定結構。例如，在立方角回射元件的二面角中引入特定偏差能夠有益地使光線偏離完美的回射。已經發現，透過仔細控制排列於螢幕上的回射元件的結構，這些偏差產生在兩個不同觀看區域的所需反射發散圖案。這些發散圖案有利地允許回射元件用於下述應用：螢幕上觀看的內容可強烈依賴於觀看者相對於螢幕和投影機的位置。例如，位於投影機上方和下方的兩個觀看者能夠在螢幕上看到相同的內容，而位於另一個投影機上方和下方的不同位置的另兩個觀看者可在相同的螢幕上看到完全不同的內容。此外，本發明的回射屏也支持在觀看區域中產生非常明亮的影像，這是由於光線不會在所有方向上散射而浪費。本回射製品或回射屏的其他益處包括膜的透明外觀以及跨越螢幕和多個觀看區域的相對均勻的亮度。例如，所提供的回射屏的特定配置可補償通常與朝向所述回射屏或遠離所述回射屏偏移的觀看位置相關的水平亮度不穩定性。
具體而言，已發現，包括回射膜和設置（如壓制）在回射膜後表面上的多個特定回射元件的回射製品可實現上述出人意料的效果。例如，回射元件可用於反射入射光束，從而大部分反射光被分為第一反射光束和第二反射光束。可配置回射製品（或其組件），使得至少30%（例如，至少40%、至少50%、至少60%，至少70%、至少75%、至少80%、至少85%、至少90%、至少92%、至少94%、至少96%、至少97%、至少98%或至少99%）的反射光被分為第一反射光束和第二反射光束。入射光束可來自至少在回射製品的方向上發光的光源。在優選實施方案中，入射光束來自具有光軸的投影機，該光軸被導向至回射製品或螢幕。
從回射製品反射的第一反射光束和第二反射光束被導向至（至少）兩個不同位置，如位於入射光束的不同（相對）側。在優選實施方案中，入射光束來自投影機，回射製品基本垂直定向，並且第一反射光束和第二反射光束被導向至觀察區域或位於投影機位置上方和下方的區段。第一反射光束相對於入射光束可偏移第一反射光角度，該第一反射光角度大於1度，例如，大於2度、大於3度、大於4度、大於5度、大於6度、大於7 度、大於8度、大於9度、大於10度、大於12度、大於14度、大於16度、大於18度、大於20度、大於25度、大於30度、大於35度、大於40度或大於45度。第一反射光角度的範圍可為1度到45度，例如，1度到25度、5度到30度、10度到35度、15度到40度或25度到40度。第一反射光角度的範圍可為1度到10度，例如，1度到6度、2度到7度、3度到8度、4度到9度或5度到10度。
第二反射光束可偏移入射光束第二反射角度，第二反射角度的大小基本與第一反射角度的大小相同，但第二反射角度的方向與第一反射角度的方向不同，如與第一反射光束相對於入射光束的方向相對。上述討論的第一反射角度的限值和範圍適用於第二反射角度。在一個實施方案中，第一反射光角度在入射光束上方大於4度（偏移角度為4度），而第二反射光角度在入射光束下方大於4度（偏移角度為-4度）。第一反射光角度和第二反射光角度可以分別在入射光束上方和下方，例如，大於5度、大於6度、大於7度、大於8度、大於9度、大於10度、大於12度、大於14度、大於16度、大於18度、大於20度、大於25度、大於30度、大於35度、大於40度或大於45度。在該坐標系中，直接返回光源的光將具有αx =0度和αy =0度，其中，術語α用於表示觀察角度，即，所觀察到的回射光束和入射光束之間的角度。術語αx 和αy 是指觀察角度α的正交分量，其中αy 位於垂直平面。
本文所用術語「具有基本相同大小的角度」是指兩個角度之間的關係，其中角度的絕對值在彼此的5度內。例如，如果角度的絕對值在彼此的4度內、3度內、2度內、1度內、0.9度內、0.8度內、0.7度內、0.6度內、0.5度內、0.4度內、0.3度內、0.2度內或0.1度內，則兩個角度具有基本相同的大小。
在一些實施方案中，第一反射光束的亮度與第二反射光束的亮度基本相同。該特徵允許位於兩個彼此相互關聯的觀看區段或觀看區域內的觀看者在螢幕上觀看到具有基本相同光強度的影像。本文所用術語「基本相同的亮度」是指兩個亮度值之間的關係，其中第一亮度值在第二亮度值的20%內。例如，如果第一亮度值在第二亮度值的18%內、16%內、14%內、12%內、10%內、9%內、8%內、7%內、6%內、5%內、4%內、3%內、2%內或1%內，則兩個亮度值基本相同。在一些實施方案中，第一反射光束的亮度與第二反射光束的亮度基本不相同。
回射膜具有前表面和與前表面相對的後表面。前表面可以是基本光滑的。本文所用術語「基本光滑」是指完全或大部分沒有紋理（如空隙、凸起、凹槽或皱褶）的外表面。表面可具有較小的凹痕或凸起部分，或在製造期間意外產生的其他缺陷，則仍認為該表面是基本光滑的。在優選實施方案中，前表面基本是平面。然而，應當理解的是，前表面也可以至少具有一部分的彎曲或非平面幾何形狀。
回射膜的材料可以廣泛變化。例如，回射膜的材料可為透明塑膠材料，如聚合物。該材料可選自多種聚合物，包括但不限於聚碳酸酯、聚酯、聚苯乙烯、聚芳酯、苯乙烯-丙烯腈聚合物、胺基甲酸酯、丙烯酸酯、纖維素酯、烯鏈式不飽和亞硝酸酯、硬環氧丙烯酸酯、丙烯酸酯等，優選丙烯酸和聚碳酸酯聚合物。在各種實施方案中，有些回射膜包括丙烯酸，有些回射膜包括聚碳酸酯，还有一些回射膜包括丙烯酸和聚碳酸酯。在某些方面，回射膜包括稜鏡層和蓋層，其中，所述稜鏡層包括一種丙烯酸或聚碳酸酯，所述蓋層包括丙烯酸或聚碳酸酯中的另一種。
在優選實施方案中，回射製品還包括設置（如壓制）在回射膜後表面的多個回射元件。然而，應當理解的是，這多個回射元件可以替代地設置在回射膜的前表面上，並且關於設置在後表面上的回射元件的討論適用於設置在前表面上的回射元件。回射元件的組成可以廣泛變化。例如，回射元件可以包括金屬，如回射元件可以金屬化。在優選實施方案中，回射元件是空氣背襯的。使用空氣背襯的回射元件可以使回射膜、回射製品或螢幕具有半透明的特性。
在一些實施方案中，每個回射元件具有非等邊三角錐稜鏡（如等腰三角錐稜鏡）的形狀，且每個稜鏡包括多個面部和一個基部。每個稜鏡面部和基部的三角形形狀可以是非等邊的，例如等腰。每個稜鏡可以傾斜，並且具有形狀可以是等腰三角形的三角形基部。對於基於等腰三角形的角錐稜鏡，三個面中的兩個面具有基本相同的形狀和尺寸。每個三角形面和基部包括三個側面。在一些實施方案中，三個三角形側面中的兩個側面的長度不相同，使得較小側面的長度與較大側面的長度的比例範圍為80%到92.5%，例如，80%到87.5%、81.25%到88.75%、82.5%到90%、83.75%到91.25%或85%到92.5%。在一些實施方案中，較小側面的長度與較大側面的長度的比例範圍為83%到90%，例如，83%到87.2%、83.7%到87.9%、84.4%到88.6%、85.1%到89.3%或85.8%到90%。就下限而言，較小側面的長度與較大側面的長度的比例可為至少80%、至少81.25%、至少82.5%、至少83.75%、至少85%、至少86.25%、至少87.5%、至少88.75%、至少90%或至少91.25%。就上限而言，較小側面的長度與較大側面的長度的比例可為小於92.5%、小於91.25%、小於90%、小於88.75%、小於87.5%、小於86.25%、小於85%、小於83.75%、小於82.5%或小於81.25%。
圖1示出了多個非等邊三角錐稜鏡中的一個非等邊三角錐稜鏡的俯視圖。每個稜鏡都是立方角的形狀，則也可稱為立方角稜錐。稜錐100具有第一三角形面101、第二三角形面102和第三三角形面103，它們在頂點104處相交，該頂點被配置為指向遠離回射膜的後表面。二面角105、二面角106和二面角107分別形成於面101和面102之間、面101和面103之間以及面102和面103之間。如果三角錐稜鏡具有正交立方角的形狀，則每個二面角均為90度。
本文所用術語「二面角誤差」（dihedral angle error）是指實際的二面角與90度之間的差值。每個非等邊三角錐稜鏡具有三個二面角誤差——第一二面角誤差（e1 ）、第二二面角誤差（e2 ）和第三二面角誤差（e3 ）。第三二面角誤差（e3 ）定義為具有相似但鏡像（即基本上全等）形狀的兩個面之間的二面角誤差。本文所用術語「基本全等」是指不同形狀之間的關係，其中不同形狀的類似側面的長度彼此相差小於20%（例如，小於18%、小於16%、小於14%、小於12%、小於10%、小於8%、小於6%、小於4%或小於2%），並且不同形狀的相似內角彼此相差小於20%（例如，小於18%、小於16%、小於14%、小於12%、小於10%、小於8%、小於6%、小於4%或小於2%）。
發明人已發現第一反射光束和第二反射光束相對於入射光束之間的偏移是稜鏡二面角的函數，並且這些反射光束可透過稜鏡二面角的偏差來控制。如果等腰三角形的基部為垂直取向，則透過將兩個基本全等的面之間的二面角與90度的標稱值配置為顯著不同（即，將e3 設置為與0顯著不同），返回光束可分為兩個窄反射光束，其中一個窄反射光束向上偏離，另一個窄反射光束向下偏離。圖2示出了立方角等邊三角形稜鏡陣列回射的兩個這種偏離的光束位置圖。在某些情況下，希望反射光束不像圖2示出的光束那麼窄，而是如圖3所示的光束那樣加寬。這樣的反射光束可透過如下文更詳細地討論的控制稜鏡的二面角來實現。
如上所述，每個稜鏡具有三個二面角，其中將第三二面角定義為具有鏡像相似形狀的兩個稜鏡面之間的二面角。在一些實施方案中，回射元件陣列中的所有稜鏡的第三二面角誤差的平均值小於0度。第三二面角誤差的平均值的範圍可以為（例如但並不限於）從0度至-10度，例如，從0度到-6度、從-1度到-7度、從-2度到-8度、從-3度到-9度或從-4度到-10度。第三二面角誤差的平均值的範圍可以為從0度至-4度，例如，從0度到-2.4度、從-0.4度到-2.8度、從-0.8度到-3.2度、從-1.2度到-3.6度或從-1.6度到-4度。就下限而言，第三二面角誤差的平均值可大於-10度、大於-9度、大於-8度、大於-7度、大於-6度、大於-5度、大於-4度、大於-3度、大於-2度或大於-1度。就上限而言，第三二面角誤差的平均值可小於-1度、小於-2度、小於-3度、小於-4度、小於-5度、小於-6度、小於-7度、小於-8度或小於-9度。利用大的e3 負值可獲得偏移回射光束的圖案。利用大的e3 正值可實現類似的偏移，但使用與正值相反的負值可以提高立方角稜鏡的效率，如下文更詳細的討論。
在一些實施方案中，回射元件陣列中的所有稜鏡的第一二面角誤差和/或第二二面角誤差的平均值具有小於0.5度的幅度，例如，小於0.4度、小於0.3度、小於0.2度或小於0.1度。在一些實施方案中，回射元件陣列中的所有稜鏡的第一二面角誤差和/或第二二面角誤差的平均值具有大於0.01度的幅度，例如，小於0.1度、小於0.2度、小於0.3度或小於0.4度。第一二面角誤差和/或第二二面角誤差的平均值的範圍可以為例如從0度到0.3度、從0.05度到0.35度、從0.1度到0.4度、從0.15度到0.45度或從0.2度到0.5度。
在一些實施方案中，回射元件陣列中的每個稜鏡的每個二面角誤差的大小範圍為0.01度到10度。每個二面角誤差的大小的範圍可以為，例如但不限於，0.01度到6度、1度到7度、2度到8度、3度到9度或4度到10度。每個二面角誤差的大小的範圍可以為0.01度到4度，例如，0.01度到2.4度、0.4度到2.8度、0.8度到3.2度、1.2度到3.6度或1.6度到4度。就上限而言，每個二面角誤差的大小可小於10度，例如，小於9度、小於8度、小於7度、小於6度、小於5度、小於4度、小於3度、小於2度或小於1度。就下限而言，每個二面角誤差的大小可大於0.01度，例如，大於1度、大於2度、大於3度、大於4度、大於5度、大於6度、大於7度、大於8度或大於9度。
可選地或另外地，可以採用漫射膜來實現反射光束變寬。漫射膜可位於，如直接鄰近回射膜的前表面。在一些實施方案中，使用粘合層將漫射膜粘貼到前表面。在這些情況下，粘合層可直接鄰近回射膜的前表面，並且漫射膜可直接鄰近粘合層，如粘合層可以夾在漫射膜和回射膜之間。在一些實施方案中，一個或多個其他膜或層位於漫射膜和回射膜的前表面之間。在一些實施方案中，漫射膜本身為回射膜的組分層，並且位於回射層的前表面和後表面之間。
漫射膜可包括分佈在基質材料中的光漫射顆粒，其中光漫射顆粒的折射率不同於基質的折射率。光漫射顆粒的顏色可以變化，例如可以是白色或黑色，或基本為白色或基本為黑色，也可以考慮其他顏色。光漫射顆粒可以是透明的，或基本上透明的。光漫射顆粒可包括選自下述組的顆粒，該組中包括白色顆粒或基本為白色的顆粒，黑色顆粒或基本為黑色的顆粒，透明顆粒或基本透明的顆粒及其組合。對於高折射率的應用（例如，折射率值為1.6至2.8的應用），光漫射顆粒可包括二氧化鈦（TiO2 ）、二氧化矽（SiO2 ）、碳酸鈣（CaCO3 ）、硫酸鋇（BaSO4 ）及其組合。在光漫射顆粒具有相對較小的折射率值（如折射率值為1.0至1.5）的實施方案中，光漫射顆粒可包含下述材料，該材料包括有機化合物或無機化合物，例如矽酮樹脂、聚四氟乙烯（PTFE）、粗糙石英、閃光蛋白石及其組合。光漫射顆粒可包括中空結構或中空顆粒，如中空玻璃珠或中空樹脂珠，或由其他材料製成的中空結構。
在某些方面，漫射膜為結構化漫射器，例如，包括圖案化表面的漫射器。在一些實施方案中，漫射器的圖案化表面是全息產生的凹凸圖案。所述結構化表面或圖案化表面可以位於所述漫射器的內表面（例如，面向回射膜的漫射器表面）上或所述漫射器的外表面（例如，與所述回射膜相對的漫射器表面）上。所述漫射器的表面凹凸圖案可以是異向性的，使得圖案是橢圓形的。這種異向性的表面凹凸圖案可透過不同方向上的不同程度來加寬反射光束。在一些實施方案中，所述漫射膜包括異向性表面凹凸圖案，用於反射在水平x方向上比垂直y方向上具有更大漫射角的光。在一些實施方案中，所述漫射膜包括異向性表面凹凸圖案，用於反射在垂直y方向上比水平x方向上具有更大漫射角的光。
漫射膜可在垂直y方向上具有小於2度的漫射半峰全寬角（full-width half-maximum angle of diffusion），例如，小於1.8度、小於1.6 度、小於1.4度、小於1.2度、小於1度、小於0.9度、小於0.8度、小於0.7度、小於0.6度或小於0.5度。在y方向上的漫射半峰全寬角的範圍可以為（諸如）0度至2度，例如，0度到1.2度、0.2度到1.4度、0.4度到1.6度、0.6度到1.8度或0.8度到2度。採用這種較小的垂直漫射角可限制光的垂直擴散。這對於例如當僅需要在一個高度觀看返回的光時是有用的。漫射膜可在水平x方向上具有大於1.5度的漫射半峰全寬角，例如，大於1.8度、大於2.1度、大於2.4度、大於2.7度、大於3度、大於3.5度、大於4度、大於4.5度或大於5度。在x方向上的漫射半峰全寬角的範圍可以為（諸如）0度至5度，例如，0度到3度、0.5度到3.5度、1度到4度、1.5度到4.5度或2度到5度。採用該較大的水平漫射角可允許多個水平觀看位置。這可以方便多人並排觀看。在一些實施方案中，漫射膜在垂直y方向上的漫射半峰全寬角小於1度，且在水平x方向上的漫射半峰全寬角大於3度。
漫射膜在水平方向上可具有小於2度的漫射半峰全寬角，例如，小於1.8度、小於1.6度、小於1.4度、小於1.2度、小於1度、小於0.9度、小於0.8度、小於0.7度、小於0.6度或小於0.5度。在x方向上的漫射半峰全寬角的範圍可以為（諸如）0度至2度，例如，0度到1.2度、0.2度到1.4度、0.4度到1.6度、0.6度到1.8度或0.8度到2度。採用這種較小的水平漫射角可限制光的水平擴散。這對於例如當僅有一個人觀看返回的光時是有用的。漫射膜在垂直y方向上可具有大於1.5度的漫射半峰全寬角，例如，大於1.8度、大於2.1度、大於2.4度、大於2.7度、大於3度、大於3.5度、大於4度、大於4.5度或大於5度。在y方向上的漫射半峰全寬角的範圍可以為（諸如）0度到5度，例如，0度到3度、0.5度到3.5度、1度到4度、1.5度到4.5度或2度到5度。採用該較大的垂直漫射角可允許多個垂直觀看位置。這可以方便多個具有不同高度的觀看者觀看。在一些實施方案中，漫射膜在水平x方向上的漫射半峰全寬角小於1度，在垂直y方向上的漫射半峰全寬角大於3度。
圖4示出了由具有擴散膜的製品回射的兩個偏離的反射光束的位置曲線圖，該擴散膜在水平x方向上的漫射半峰全寬角為0.8度（FWHMx=0.8度），在垂直y方向上的漫射半峰全寬角為3.75度（FWHMy=3.75度）。這種結構有利於使光在垂直方向上擴展，這對於需要限制光的水平擴展的情況是有用的，例如，僅有一個人觀看發送回來的光，但允許多個豎直觀看位置，例如容納具有不同高度的觀看者。圖4示出了預期的觀看區域，該觀看區域由回射膜和漫射膜的組合提供服務。
在一些情況下，使用漫射膜作為光束展寬技術可與前述二面角誤差的修改相結合，以對給定的應用產生最佳方案。每種技術也可以單獨使用。
如果期望從亮到暗的快速驟變，則二面角技術是有利的。但是，該技術在過程中可需要為每個新設計進行加工，這可能既昂貴又耗時。
如果需要在稜鏡膜中隱藏接縫，則該漫射膜技術是有利的。不同的漫射膜也可以與不同的稜鏡膜相匹配，以適應各種應用的需要，並且增加靈活性。但這種技術會增加顯示器的成本，並且產生不太突然的光強度或亮度轉換。
如上所述，調整立方角稜鏡回射元件的二面角可以影響由回射製品返回的反射光束的形狀。透過選擇特定的二面角組合，可以根據需要增加觀看區域或貼片（patch）的尺寸，同時，每個貼片和兩個貼片之間保持足夠的照明均勻性。在一些實施方案中，回射膜與漫射膜結合使用，這有助於降低接縫線的可見度，並改善螢幕的均勻性。漫射膜的這種使用和二面角的控制也可以增加貼片的尺寸並有助於貼片內的均勻性。因此，稜鏡的設計可配置成：如果與較強的漫射器一起使用，則提供較小的貼片，或者，如果與較弱的漫射器一起使用或不使用漫射器，則提供較大的貼片。類似地，如果回射膜設計提供更大的貼片，則可以選擇較弱的漫射器或不選擇漫射器。可選地，如果回射膜設計提供較小的貼片，則可以選擇更強的漫射器。透過使用異向性擴散器，或透過改變二面角圖案以影響貼片的縱橫比，來獨立地控制貼片的寬度和高度。這些方法的組合可以提供更大的靈活性。
設置在回射膜的後表面上的回射元件的結構可透過後表面上的基本平行的凹槽組的幾何形狀來確定，其中，這些組確定回射元件的定位。因此，這些凹槽組的結構和佈置可以確定稜鏡回射元件的立方體傾斜度、稜鏡深度和/或二面角誤差。本文所用術語「基本平行的凹槽」是指基本上彼此平行的凹槽，例如，各凹槽相互平行。每個凹槽具有沿凹槽長度延伸的凹槽軸線，其中，兩個基本平行的凹槽的凹槽軸線之間的角度小於5度，例如，小於4度、小於3度、小於2度或小於1度。當與基線的斜度相比時，各凹槽在斜度上彼此相差的幅度可小於5度，例如，小於4度、小於3度、小於2度或小於1度。
圖5A-5D中示出了凹槽組的說明性實例，提供了用於製造回射元件的切割過程的概覽。在圖5A中，示出了切割到基板的第一組基本平行的凹槽，其中可使用複製品或鑄件來壓制回射膜的後表面。可採用具有尖頭的切割工具來切割凹槽。在一些實施方案中，切割工具的尖端還包括平坦區，因此，在相鄰回射元件之間的基板上形成平坦區。該平坦區的存在能夠提高透明度，但是會降低效率。沿凹槽軸線切割各凹槽，且各凹槽的兩個相交的凹槽側面通常呈V形。第一組凹槽具有半角「a」和「b」，它們由位於所示切割工具表面上的相應的「a」和「b」角限定。半角形成於凹槽側面與平行於凹槽軸線且垂直於基板平面或回射膜的後表面的平面之間。為清楚起見，在本圖和下述附圖中，均放大了切割工具、凹槽和回射元件的尺寸和傾斜度。在一些實施方案中，第一組的各凹槽與該組中的相鄰凹槽之間的間距基本相同，例如，第一間距。第一間距的範圍可以為（諸如）0.03mm到0.27mm，例如，0.03mm到0.15mm、0.06mm到0.18mm、0.09mm到0.21mm、0.12mm到0.24mm、0.15mm到0.27mm。第一間距的範圍可以為0.1mm到0.2mm，例如，0.1到0.16mm、0.11mm到0.17mm、0.12mm到0.18mm、0.13mm到0.19mm或0.14 mm到0.2mm。就上限而言，第一間距可大於0.03mm，例如，大於0.06mm、大於0.09mm、大於0.12mm、大於0.15mm、大於0.18mm、大於0.21mm或大於0.24mm。就下限而言，第一間距可小於0.27mm，例如，小於0.24mm、小於0.21mm、小於0.18mm、小於0.15mm、小於0.12mm、小於0.09mm或小於0.06mm。
在圖5B中，示出了第二組基本平行的凹槽，其與第一凹槽組一起切割至回射膜的後表面。與第一凹槽組類似，第二組凹槽可具有半角「a」和「b」，它們由與製造第一組凹槽的相同的切割工具表面上的相應半角「a」和「b」限定。在一些實施方案中，第二組的各凹槽與該組中的相鄰凹槽之間的間距（即第二間距）基本相同。第二間距的範圍可以為（諸如）0.03mm到0.27mm，例如，0.03mm到0.15mm、0.06mm到0.18mm、0.09mm到0.21mm、0.12mm到0.24mm、0.15mm到0.27mm。第二間距的範圍可以為0.1mm到0.2mm，例如，0.1mm到0.16mm、0.11mm到0.17mm、0.12mm到0.18mm、0.13mm到0.19mm或0.14 mm到0.2mm。就上限而言，第二間距可大於0.03mm，例如，大於0.06mm、大於0.09mm、大於0.12mm、大於0.15mm、大於0.18mm、大於0.21mm或大於0.24mm。就下限而言，第二間距可小於0.27mm，例如，小於0.24mm、小於0.21mm、小於0.18mm、小於0.15mm、小於0.12mm、小於0.09mm或小於0.06mm。
在一些實施方案中，並且如圖5A-5D所示，第一組凹槽的間距基本與第二組凹槽的間距相同。本文所用術語「基本相同大小的間距」是指兩個間距之間的關係，其中間距在彼此的20%之內。例如，如果間距在彼此的18%內、16%內、14%內、12%內、10%內、9%內、8%內、7%內、6%內、5%內、4%內、3%內、2%內或1%內，則兩個間距基本相同。
在圖5C中，示出了第三組基本平行的凹槽，其與第一凹槽組和第二凹槽組一起切割至回射膜的後表面。第三組凹槽具有半角「c」和「d」，它們由位於所示切割工具表面上的相應「c」和「d」角限定。在一些實施方案中，第三組的各凹槽與該組中的相鄰凹槽之間的間距（即第三間距）基本相同。第三間距的範圍可以為（諸如）0.03mm到0.27mm，例如，0.03mm到0.15mm、0.06mm到0.18mm、0.09mm到0.21mm、0.12mm到0.24mm或0.15mm到0.27mm。第三間距的範圍可以為0.1mm到0.2mm，例如，0.1mm到0.16mm、0.11mm到0.17mm、0.12mm到0.18mm、0.13mm到0.19mm或0.14mm到0.2mm。就上限而言，第三間距可大於0.03mm，例如，大於0.06mm、大於0.09mm、大於0.12mm、大於0.15mm、大於0.18mm、大於0.21mm或大於0.24mm。就下限而言，第三間距可小於0.27mm，例如，小於0.24mm、小於0.21mm、小於0.18mm、小於0.15mm、小於0.12mm、小於0.09mm或小於0.06mm。在一些實施方案中，第三組凹槽具有大於第一間距和第二間距的間距。
圖5D是根據一個實施方案的由位於回射膜後表面的第一凹槽、第二凹槽和第三凹槽限定的立方角稜鏡陣列的平面圖。該圖示出了由三組基本平行的凹槽限定的立方角稜鏡陣列。陣列的每個立方元件的特定幾何形狀將取決於元素邊界的特定半凹槽。例如，立方角元件可由來自第一組凹槽的「a」半凹槽、來自第二組凹槽的「a」半凹槽和來自第三組凹槽的「c」半凹槽限定。在這種情況下，立方角可以被視為「aac」元件。類似地，如圖5A-5D示出的凹槽，立方角可以是「aad」、「abc」、「abd」、「bac」、「bad」、「bbd」或「bbc」元件。
在一些實施方案中，第三凹槽的半角中的一個半角或兩個半角在25度至28.5度的範圍內，例如，25度到26.9度、25.4度到27.3度、25.8度到27.7度、26.2度到28.1度或26.6度到28.5度。第三凹槽半角中的一個或兩個可在43.5度至45度的範圍內，例如，43.5度到44.2度、43.7度到44.4度、43.9度到44.6度、44.1度到44.8度或44.3度到45度。就下限而言，第三凹槽半角中的一個半角或兩個半角可大於25度，例如，大於25.4度、大於25.8度、大於26.2度、大於26.6度、大於26.9度、大於27.3度、大於27.7度、大於28.1度、大於43.5度、大於43.7度、大於43.9度、大於44.1度、大於44.3度、大於44.4度、大於44.6度或大於44.8度。就上限而言，第一凹槽半角中的一個半角或兩個半角可小於45度，例如，小於44.8度、小於44.6度、小於44.4度、小於44.2度、小於44.1度、小於43.9度、小於43.7度、小於28.5度、小於28.1度、小於27.7度、小於27.3度、小於26.9度、小於26.6度、小於26.2度、小於25.8度或小於25.4度。
凹槽的深度使陣列的每個立方角稜鏡具有立方角的深度。立方角的深度定義為立方角稜鏡的最大高度與立方角稜鏡的基部之間的距離。立方角的深度範圍可以為（諸如）1密耳至5密耳，例如，1密耳到3.4密耳、1.4密耳到3.8密耳、1.8密耳到4.2密耳、2.2密耳到4.6密耳或2.6密耳到5密耳。立方角的深度範圍可以為2.2密耳至3.8密耳，例如，2.2密耳到3密耳、2.4密耳到3.2密耳、2.6密耳到3.4密耳、2.8密耳到3.6密耳或3密耳到3.8密耳。就下限而言，立方角的深度可大於1密耳，例如，大於1.4密耳、大於1.8密耳、大於2.2密耳、大於2.6密耳、大於3密耳、大於3.4密耳、大於3.8密耳、大於4.2密耳或大於4.6密耳。就上限而言，立方角的深度可小於5密耳，例如，小於4.6密耳、小於4.2密耳、小於3.8密耳、小於3.4密耳、小於3密耳、小於2.6密耳、小於2.2密耳、小於1.8密耳或小於1.4密耳。
在該討論中，我們將傾斜度（cant）定義為具有相同立方體形狀的未經磨損的立方體的傾斜度，並且我們還考慮第三凹槽半角（HG3 ）。該角度對於透明效果以及水平入射角度具有功能相關性。如圖6所示，對於法向入射光的6度偏移的情況，使用負值e3 的稜鏡設計在返回光時總是更有效，HG3 的值約為35度，從而提供最高效率。
在一些實施方案中，回射製品的立方角稜鏡接近面平行地傾斜（canted face-more-parallel），例如，在傾斜度為-3度到-10度的範圍內傾斜。立方角稜鏡可具有-3度到-8度、-3.5度到-8.5度、-4度到-9度、-4.5度到-9.5度或-5度到-10度範圍內的傾斜度。傾斜度的範圍可為-5度到-8度，例如，-5度到-6.8度、-5.3度到-7.1度、-5.6度到-7.4度、-5.9度到-7.7度或-6.2度到-8度。就下限而言，傾斜度可大於-10度，例如，大於-9.5度、大於-9度、大於-8.5度、大於-8度、大於-7.5度、大於-7度、大於-6.5度、大於-6度、大於-5.5度、大於-5度、大於-4.5度、大於-4度或大於-3.5度。就上限而言，傾斜度可小於-3度，例如，小於-3.5度、小於-4度、小於-4.5度、小於-5度、小於-5.5度、小於-6度、小於-6.5度、小於-7度、小於-7.5度、小於-8度、小於-8.5度、小於-9度或小於-9.5度。
在一些實施方案中，回射製品的立方角稜鏡接近邊緣平行地傾斜（canted edge-more-parallel），例如，在傾斜度為3度到10度的範圍內傾斜。立方角稜鏡可具有3度到8度從3.5度到8.5度、4度到9度、4.5度到9.5度或5度到10度範圍內的傾斜度。傾斜度的範圍可為5度到8度，例如，5度到6.8度、5.3度到7.1度、5.6度到7.4度、5.9度到7.7度或6.2度到8度。就上限而言，傾斜度可小於10度，例如，小於9.5度、小於9度、小於8.5度、小於8度、小於7.5度、小於7度、小於6.5度、小於6度、小於5.5度、小於5度、小於4.5度、小於4度或小於3.5度。就下限而言，傾斜度可大於3度，例如，大於3.5度、大於4度、大於4.5度、大於5度、大於5.5度、大於6度、大於6.5度、大於7度、大於7.5度、大於8度、大於8.5度、大於9度或大於9.5度。
本文所用術語「接近面平行地傾斜」（canted face-more-parallel）和「接近邊緣平行地傾斜」（canted edge-more parallel）是指立方體相對於主折射光線的定位。當立方體面與主折射光線之間的角度並不都等於35.26度時，立方體是「接近面平行」（face-more-parallel）還是「接近邊緣平行」（edge-more parallel）取決於與35.26度相差最大的相對於主反射光線的面角是大於35.26度還是小於35.26度。對於片材或其他回射器，主要折射光線名義上垂直於回射器的前表面，則對於接近面平行的立方體，所選擇的立方面也將比非傾斜立方體的任何面更平行於反射器的前表面。
圖6示出的數據表明，在某些情況下，第三凹槽半角優選地是35度，因為這種結構可以提供最高的回射效率。然而，在顯示器應用中，正面效率通常不是唯一感興趣的性質。通常希望顯示器不僅具有較高的回射效率，還能很好地保持顯示器的所有光入射角。
圖7的曲線示出了回射效率(RT )，作為第三凹槽半角的五個值（HG3 =25度、30度、35度、40度和45度）的水平入射角（βx ）和垂直入射角（βy ）的函數。所示出的βx 和βy 的值的範圍是投影螢幕的典型值。圖表中示出的角度組合（βx , βy ）的位置大致對應於平面顯示屏上的（x, y）位置，其中，投影機位於螢幕頂部中心的對面。每個位置處的效率值RT 是確定螢幕上對應的x,y位置的亮度的一個因素。
如所預期的，圖7中示出的效率值對於HG3 =35度傾向於更高，並且在半角值更高或更低時下降。然而，儘管當HG3 =35度時，正面效率較高，但是螢幕邊緣的區域非常暗（RT ＜5%）。對於HG3 =30度或40度，回射效率的均勻性改善，儘管存在一些暗區（RT ＜10%）。對於HG3 =25度或45度，回射效率的均勻性進一步提高，因此螢幕上的所有區域RT ＞15%。其他因素也會影響螢幕均勻性，但是基於該估計的分析，可以優選地使第三凹槽半角在25度到28.5度的範圍內，或者在43.5度到45.0度的範圍內。第三凹槽半角值對應於具有相當大負傾斜度或正傾斜度的立方角稜鏡。
圖8示出了對於五個不同的第三凹槽半角值（25度、30度、35度、40度和45度），回射效率作為水平入射角（βx ）的函數的圖。趨勢表示從圖7的圖表頂部的輪廓。從圖8可以看出，存在效率下降到較低水平的角度。這些效率快速下降的情況也可以在圖7的等高線圖上看到。如上所述，儘管在βx =0度時，HG3 =35度的情況具有最高效率，但該趨勢的效率值在βx =-20度和20度處急劇下降。這表明，如果投影場景涉及βx 值小於-20度或大於20度（通常情況如此），則螢幕的感知亮度可能存在不均勻性。對於與HG3 =25度相關的趨勢線，整體效率也開始下降，這可能是潛在的劣勢。介於25度和30度之間的HG3 值具有非常暗的區域的最大缺失，並且效率快速下降。還值得注意的是，43.5度和45之間的優選的HG3 範圍之一也可能具有均勻性問題。例如，對於HG3 =45度的情況，效率在βx =-5度和5度時急劇下降。然而，在超出這些值的情況下，效率的損失對應視覺透明度的增加，這對於功能和美學原因而言會是顯著的優勢。
該第三凹槽半角範圍在43.5度到45度之間的另一優勢是它可以提供優異的水平圖案穩定性。βx 和βy 的變化可水平移動回射光的圖案。然而，在HG3 值在43.5度到45度之間的情況下，由於βx 引起的變化往往補償βy 的變化，使得圖案在水平方向上保持更穩定。
圖9A示出了由具有6度偏移、第三凹槽半角為29.5度和漫射膜的回射製品返回的光束的位置曲線圖。該圖還示出了在正面觀看的情況下（βx =0度、βy =0度）疊加在光束位置上的觀察區域。如果觀察者傾向於朝向螢幕的右下方傾斜（βx =20度、βy =-15度），則光返回的圖案水平和豎直地移動，如圖9B所示。由於所需的觀察區域也垂直移動，因此，朝向光位置的垂直移動是無關緊要的。然而，水平移動導致光返回顯著降低，特別是在期望觀看區域的左側部分。
如果改變稜鏡的傾斜度，使得第三凹槽半角為44.4度，則正面觀察時返回的光如圖10A所示。在這種情況下，如果觀察者傾向於朝向螢幕的右下方傾斜（βx =20度、βy =-15度），則光返回的圖案水平和垂直地移動，如圖10B所示。可能不希望光的圖案垂直向下地移動，但是由於光的圖案具有顯著的垂直擴展，所以負面影響減弱。透過向下移動期望的觀看區域（例如，透過升高投影機），可以容易地適應該垂直偏移。重要的是，在這種情況下，水平偏移顯著小於圖9B示出的水平偏移，並且也是可以適應的。
在一些應用中，需要觀看者不是直接位於投影機的上方或下方，而是在朝向或遠離所述回射製品的方向上相對於所述投影機偏移。由於視差，這種向前或向後的偏移在希望的觀看區域導致水平不穩定性。在這種情況下，適當設計的回射製品能夠透過提供合適量的水平圖案移位來補償水平不穩定性。
圖11A示出了由圖9A的回射製品和漫射膜反射的光束位置與觀看區域疊加的曲線圖，該觀看區域在遠離投影機和回射製品的方向（例如，在投影機後方偏移0.3m）上正向觀看偏移0.3m。從該偏移觀察位置，如果觀察者傾向於朝向螢幕的右下方傾斜（βx =20度、βy =-15度），則光返回的圖案水平和垂直地移動，如圖11B所示，但是，水平移位現已與觀看區域的水平移位相匹配，降低了圖9B中描述的具有相同回射製品配置的光反射的不希望的減少。
這種小半角設計（例如，具有位於25度和30度之間的HG3 值）的另一有利結果是可以顯著改善螢幕影像的整體亮度均勻性，如圖12所示。圖12的左圖是觀察回射製品的俯視圖，該回射製品具有與從投影機後面且遠離回射製品的偏移位置呈範圍為40度到45度的HG3 值。在這種情況下，觀察者的右眼位於遠離光的返回路徑的右側的位置，該光從所述回射製品的右側反射而回，而觀察者的左眼位於遠離光的返回路徑的左側的位置，該光從所述回射製品的左側反射而回。這導致所述回射製品邊緣處的有效亮度降低，並且還可以導致左眼和右眼對所述回射製品的邊緣感知的亮度水平的明顯差異，這會引起觀察者的不適。圖12的右圖示出了觀察小半角回射製品的俯視圖，該回射製品具有與偏移位置呈範圍為25度到30度的HG3 值。在這種情況下，所述回射製品的所有區域反射到眼睛中央的整體附近，改善了亮度均勻性和觀看者左眼和右眼感知到的亮度平衡。
例如，小半角回射製品的HG3 值範圍為25度到30度，例如，25度到28度、25.5度到28.5度、26度到29度、26.5度到29.5度或27度到30度。就上限而言，HG3 值可小於30度，例如，小於29.5度、小於29度、小於28.5度、小於28度、小於27.5度、小於27度、小於26.5度、小於26度或小於25.5度。就下限而言，HG3 值可大於25度，例如，大於25.5度、大於26度、大於26.5度、大於27度、大於28度、大於29度或大於29.5度。
例如，小半角回射製品的HG3 值範圍為28.5度到30度，例如，28.5度到29.4度、28.65度到29.55度、28.8度到29.7度、28.95度到29.85度或29.1度到30度。就上限而言，HG3 值可小於30度，例如，小於29.85度、小於29.7度、小於29.55度、小於29.4度、小於29.25度、小於29.1度、小於28.95度、小於28.8度或小於28.65度。就下限而言，HG3 值可大於28.5度，例如，大於28.65度、大於28.8度、大於28.95度、大於29.1度、大於29.25度、大於29.4度、大於29.55度、大於29.7度或大於29.85度。
HG3 值較小時，可以降低回射製品的效率，從而導致整體亮度較低。並且，HG3 值較小時，某些特徵感知的亮度不穩定性可在βx 值足夠低（例如，低於45度）時發生，如在某些螢幕投影場景中發生的那樣。這些不合要求的不穩定性在所述回射製品或螢幕上可表現為閃光、亮線或條紋。相反地，HG3 值較大時，回射製品在入射角較大時的性能降低，並且隨後會降低回射製品邊緣處的亮度。
在一些實施方案中，小半角回射製品的回射元件不是用傾斜切割工具以產生圖案擴散（pattern spread）的技術生產的。相反，對於某些應用而言，更有利的是，配置回射製品以產生窄的反射光束，並透過漫射膜的替代裝置獲得所需的圖案擴散。在這種情況下，可採用較強的漫射器，提供有效減小前表面鏡面反射以及隱藏接縫和其他外觀缺陷的額外益處。
漫射膜與小半角回射製品同時使用在水平x方向具有諸如範圍為1度至4度（例如，1度到2.8度、1.3度到3.1度、1.6度到3.4度、1.9度到3.7度或2.2度到4度）的漫射半峰全寬角。就上限而言，漫射器的水平x方向漫射角可小於4度，例如，小於3.7度、小於3.4度、小於3.1度、小於2.8度、小於2.5度、小於2.2度、小於1.9度、小於1.6度或小於1.3度。就下限而言，漫射器的水平x方向漫射角可大於1度，例如，大於1.3度、大於1.6度、大於1.9度、大於2.2度、大於2.5度、大於2.8度、大於3.1度、大於3.4度或大於3.7度。還可以考慮更大的水平漫射角（例如，大於4度）和更小的水平漫射角（例如，小於1度）。
漫射膜與小半角回射製品同時使用在垂直y方向具有諸如範圍為3度至6度（例如，3度到4.8度、3.3度到5.1度、3.6度到5.4度、3.9度到5.7度或4.2度到6度）的漫射半峰全寬角。就上限而言，漫射器的垂直y方向漫射角可小於6度，例如，小於5.7度、小於5.4度、小於5.1度、小於4.8度、小於4.5度、小於4.2度、小於3.9度、小於3.6度或小於3.3度。就下限而言，漫射器的垂直y方向漫射角可大於3度，例如，大於3.3度、大於3.6度、大於3.9度、大於4.2度、大於4.5度、大於4.8度、大於5.1度、大於5.4度或大於5.7度。還可以考慮更大的垂直漫射角（例如，大於6度）和更小的垂直漫射角（例如，小於3度）。
在某些方面，小半角回射製品的稜鏡具有第三二面角誤差，其大小大於1度。例如，第三二面角誤差的範圍可為-4度到-1度，例如，-4度到-2.2度、-3.7度到-1.9度、-3.4度到-1.6度、-3.1度到-1.3度或-2.8度到-1度。就上限而言，第三二面角誤差可小於-1度，例如，小於-1.3度、小於-1.6度、小於-1.9度、小於-2.2度、小於-2.5度、小於-2.8度、小於-3.1度、小於-3.4度或小於-3.7度。就下限而言，第三二面角誤差可大於-4度，例如，大於-3.7度、大於-3.4度、大於-3.1度、大於-2.8度、大於-2.5度、大於-2.2度、大於-1.9度、大於-1.6度或大於-1.3度。還可以考慮更大的第三二面角誤差（例如，大於-1度）和更小的二面角誤差（例如，小於-4度）。
例如，第三二面角誤差的範圍可為1度到4度，例如，1度到2.8度、1.3度到3.1度、1.6度到3.4度、1.9度到3.7度或2.2度到4度。就上限而言，第三二面角誤差可小於4度，例如，小於3.7度、小於3.4度、小於3.1度、小於2.8度、小於2.5度、小於2.2度、小於1.9度、小於1.6度或小於1.3度。就下限而言，第三二面角誤差可大於1度，例如，大於1.3度、大於1.6度、大於1.9度、大於2.2度、大於2.5度、大於2.8度、大於3.1度、大於3.4度或大於3.7度。還可以考慮更大的二面角誤差（例如，大於4度）和更小的二面角誤差（例如，小於1度）。在某些方面，回射製品的稜鏡的第一二面角誤差和第二二面角誤差均為0度。
在一些實施方案中，小半角回射製品的稜鏡均以大於0度的傾斜度接近邊緣平行地傾斜。例如，每個稜鏡的傾斜度範圍可為0度到10度，例如，0度到6度、1度到7度、2度到8度、3度到9度或4度到10度。就上限而言，每個稜鏡的傾斜度可小於10度，例如，小於9度、小於8度、小於7度、小於6度、小於5度、小於4度、小於3度、小於2度或小於1度。就下限而言，每個稜鏡的傾斜度可大於0度，例如，大於1度、大於2度、大於3度、大於4度、大於5度、大於6度、大於7度、大於8度或大於9度。還可以考慮更大的稜鏡傾斜度，例如，大於10度。
例如，每個稜鏡的傾斜度在0度到4度之間，例如，在0度到2.4度之間、在0.4度到2.8度之間、在0.8度到3.2度之間、在1.2度到3.6度之間或在1.6度到4度之間。就上限而言，每個稜鏡的傾斜度可小於4度，例如，小於3.6度、小於3.2度、小於2.8度、小於2.4度、小於2度、小於1.6度、小於1.2度、小於0.8度或小於0.4度。就下限而言，每個稜鏡的傾斜度可大於0度，例如，大於0.4度、大於0.8度、大於1.2度、大於1.6度、大於2度、大於2.4度、大於2.8度、大於3.2度或大於3.6度。
本公開還涉及一種顯示系統，該顯示系統包括前述回射製品。該系統還包括光源，該光源至少在回射製品的方向上產生入射光束。在優選實施方案中，光源為投影機，用於將入射光束導向回射製品。例如，入射光可為靜止影像或視訊影像。在一些實施方案中，該系統包括兩個或更多光源或投影機。一個或多個投影機的每個投影機可包括一個或多個光學元件，用於將影像或視訊導向和/或聚焦到回射製品上。投影機可包括，例如但不限於，電影放映機、陰極射線管（CRT）投影機、雷射投影機、數位光處理器（DLP）或數位微鏡器件（DMD）投影機、液晶顯示器（LCD）投影機或液晶覆矽（LCOS）投影機。
該系統還可包括電腦處理器，其可操作地與機器可讀非暫時性儲存媒體相連接。儲存媒體可包括電腦、處理器等的有形儲存器或其相關模組中的任何一個或全部，例如各種半導體儲存器、磁帶機、磁碟機等，其可以在任何時間提供用於軟體程式設計的非暫時性儲存。有時，軟體的所有或部分可透過網際網路或各種其他電信網路進行通訊。例如，這種通訊可以使軟體從一個電腦或處理器載入到另一個電腦或處理器，例如，從管理伺服器或主機載入到應用伺服器的電腦平台。因此，可以承載軟體元件的另一種類型的媒體包括光波、電波或電磁波，例如，透過本地設備之間的物理連接、透過有線和光學陸線網路，以及透過各種空中鏈路使用。承載這種波的物理元件，如有線或無線鏈路、光學鏈路等，也可視為承載軟體的媒體。例如，透過該軟體，儲存媒體能夠包含指示用於使處理器執行操作的指令的資訊。這些操作可包括，例如，控制光源或投影機以將入射光束導向回射製品。
下述實施方案是預期的。所有特徵和實施方案的結合是預期的。
實施方案1：一種回射製品，包括：回射膜和多個回射元件；回射膜包括相對的前表面和後表面，回射元件設置在回射膜的後表面；其中，每個回射元件包括具有小於-1度的第三二面角誤差的非等邊三角錐稜鏡；其中，每個稜鏡由第一組基本平行的V形第一凹槽中的一個凹槽、第二組基本平行的V形的第二凹槽中的一個凹槽以及第三組基本平行的V形的第三凹槽中的一個凹槽限定；其中，每個凹槽包括凹槽軸線和兩個相交的凹槽側面；凹槽的每個凹槽側面在凹槽側面與平行於凹槽的凹槽軸線且垂直於回射膜後表面的平面之間形成半角；並且至少一個半角的範圍為25度到30度。
實施方案2：實施方案1的實施方案，其中，第三二面角的範圍為-1度到-4度。
實施方案3：實施方案1或2的實施方案，還包括：漫射膜，其具有：（1）當回射膜的前表面和後表面垂直放置時，在基本平行於回射膜前表面的水平x方向上，具有大於1度的漫射半峰全寬角；以及（2）當回射膜的前表面和後表面垂直放置時，在基本平行於回射膜前表面的垂直y方向上，具有大於3度的漫射半峰全寬角。
實施方案4：實施方案3的實施方案，其中，漫射膜直接鄰近回射膜的前表面。
實施方案5：實施方案1-4中任一項實施方案的實施方案，其中，每個回射元件包括第一三角形面、第二三角形面和第三三角形面；其中，第一三角形面、第二三角形面和第三三角形面在頂點處相交，該頂點配置成指向遠離後表面；其中，第一三角形面和第二三角形面是基本全等的三角形；並且，第三三角形面與第一三角形面和第二三角形面不全等。
實施方案6：實施方案1-5中任一項實施方案的實施方案，其中，相鄰的第一凹槽由範圍為0.1mm至0.2mm的第一間距分開；相鄰的第二凹槽由基本等於第一間距的第二間距分開；並且，相鄰的第三凹槽由大於第一間距和第二間距的第三間距分開。
實施方案7：實施方案1-6中任一項實施方案的實施方案，其中，每個稜鏡的深度範圍為1密耳到5密耳。
實施方案8：實施方案1-7中任一項實施方案的實施方案，其中，每個稜鏡以範圍為4度到10度的傾斜角接近邊緣平行地傾斜。
實施方案9：實施方案1-8中任一項實施方案的實施方案，其中，回射膜包括聚碳酸酯。
實施方案10：實施方案1-9中任一項實施方案的實施方案，其中，回射元件是空氣背襯的。
實施方案11：實施方案1-10中任一項實施方案的實施方案，其中，回射製品是顯示屏。
實施方案12：一種回射製品，包括：回射膜和多個回射元件；回射膜包括相對的前表面和後表面，回射元件設置在回射膜的後表面；其中，每個回射元件包括非等邊三角錐稜鏡，每個稜鏡由第一組基本平行的V形第一凹槽中的一個凹槽、第二組基本平行的V形的第二凹槽中的一個凹槽以及第三組基本平行的V形的第三凹槽中的一個凹槽限定；其中，每個凹槽包括凹槽軸線和兩個相交的凹槽側面；凹槽的每個凹槽側面在凹槽側面與平行於凹槽的凹槽軸線且垂直於回射膜後表面的平面之間形成半角；至少一個半角的範圍為25.0度到30.0度；並且每個稜鏡以大於0度的傾斜角接近邊緣平行地傾斜。
實施方案13：實施方案12的實施方案，其中，每個稜鏡以範圍為4度到10度的傾斜角傾斜。
實施方案14：實施方案12或13的實施方案，還包括：漫射膜，其具有：（1）當回射膜的前表面和後表面垂直放置時，在基本平行於回射膜前表面的水平x方向上，具有大於1度的漫射半峰全寬角；以及（2）當回射膜的前表面和後表面垂直放置時，在基本平行於回射膜前表面的垂直y方向上，具有大於3度的漫射半峰全寬角。
實施方案15：實施方案14的實施方案，其中，漫射膜直接鄰近回射膜的前表面。
實施方案16：實施方案12-15中任一項實施方案的實施方案，其中，每個回射元件包括第一三角形面、第二三角形面和第三三角形面；其中，第一三角形面、第二三角形面和第三三角形面在頂點處相交，該頂點配置成指向遠離後表面；其中，第一三角形面和第二三角形面是基本全等的三角形；並且，第三三角形面與第一三角形面和第二三角形面不全等。
實施方案17：實施方案12-16中任一項實施方案的實施方案，其中，每個稜鏡具有範圍為-4度到-1度的第三二面角誤差。
實施方案18：實施方案12-17中任一項實施方案的實施方案，其中，相鄰的第一凹槽由範圍為0.1mm至0.2mm的第一間距分開；相鄰的第二凹槽由基本等於第一間距的第二間距分開；並且，相鄰的第三凹槽由大於第一間距和第二間距的第三間距分開。
實施方案19：實施方案12-18中任一項實施方案的實施方案，其中，每個稜鏡的深度範圍為1密耳到5密耳。
實施方案20：實施方案12-19中任一項實施方案的實施方案，其中，回射膜包括聚碳酸酯。
實施方案21：實施方案12-20中任一項實施方案的實施方案，其中，回射元件是空氣背襯的。
實施方案22：實施方案12-21中任一項實施方案的實施方案，其中，回射製品是顯示屏。
實施方案23：一種顯示系統，包括：實施方案1-22中任一項實施方案的回射製品；投影機，用於將入射光束導向回射製品；以及電腦處理器，其與機器可讀非暫時性媒體可操作地相連接，機器可讀非暫時性媒體包括指示用於使電腦處理器執行操作的指令的資訊，這些操作包括控制投影機以將入射光束導向回射製品；其中，回射製品用於反射入射光束，使得大部分反射光被分成（1）從入射光束偏移大於1度的第一反射角的第一反射光束，和（2）從入射光束偏移第二反射角的第二反射光束，第二反射角的大小基本與第一反射角的大小相同，並且第二反射角的方向與第一反射角相對於入射光束的方向相反。
實施方案24：實施方案23的實施方案，其中，當回射膜的前表面和後表面垂直設置時，第一反射角在入射光束上方大於4度，第二反射角在入射光束下方大於4度。
實施方案25：實施方案23或24的實施方案，其中，第一反射光束具有第一亮度，第二反射光束具有與第一反射光束的亮度基本相同的第二亮度。
實施方案26：一種顯示影像的方法，該方法包括：提供實施方案1-22中任一項實施方案的回射製品；提供投影機；並且控制投影機以將入射光束導向回射製品，從而將入射光束反射成（1）從入射光束偏移大於1度的第一反射角的第一反射光束，（2）從入射光束偏移第二反射角的第二反射光束，第二反射角的大小基本與第一反射角的大小相同，但方向與第一反射角相對於入射光束的方向相反。
實施方案27：實施方案26的實施方案，其中，當回射膜的前表面和後表面垂直設置時，第一反射角在入射光束上方大於4度，第二反射角在入射光束下方大於4度。
實施方案28：實施方案26或27的實施方案實施方案，其中，第一反射光束具有第一亮度，第二反射光束具有與第一反射光束的亮度基本相同的第二亮度。實例
參照下述非限制性實例將更好地理解本發明。一種例示性回射製品包括切割成丙烯酸膜的三組平行凹槽。第一組凹槽具有29.67度和29.14度的半角，並且以0.142mm的間距此分開。第二組凹槽也具有29.67度和29.14度的半角，並且以0.142mm的間距彼此分開。第三組凹槽具有44.55度和44.33度的半角，並且以0.128mm的間距彼此分開。這些凹槽一起形成立方角回射元件，其立方角深度為2.5密耳，立方體傾斜度約為-6.5度（或接近面平行的6.5度）。各個立方角元件屬於八組中的一組，這取決於邊界槽半角。表1示出了包括八組中每一組的二面角的尺寸。
Figure 107131789-A0304-0001
如表1所示，立方角1和8都具有彼此相同的第一二面角誤差和第二二面角誤差。此外，立方角1的第一二面角誤差和第二二面角誤差與立方角8的第一二面角誤差和第二二面角誤差具有相當的大小和相反的符號。此外，八個立方角的第一二面角誤差的平均值和八個立方角的第二二面角誤差的平均值接近於零。這表明回射元件陣列的配置基本上是平衡的。已經示出了這種平衡的配置來提供更對稱的光束輪廓，如圖1-3的光束輪廓。
相反，如果第一二面角誤差和/或第二二面角誤差的平均值明顯大於零，如表2所示，則輪廓會變得更不對稱。這是圖11的輪廓的情況，這些輪廓表示回射製品的光束位置，該回射製品具有更大的正平均值的第一二面角誤差和第二二面角誤差。儘管通常優選更對稱的輪廓，但圖11光束輪廓相對於高度的寬度變化可為某些應用提供一些益處。
Figure 107131789-A0304-0002
雖然已經詳細描述了本發明，但在本發明的精神和範圍內的修改對於本領域技術人員來說是顯而易見的。鑒於前述討論，上文結合背景技術和具體實施方式討論的本領域相關知識和參考文獻，其公開內容均透過引用併入本文。另外，應當理解的是，本發明的各方面和各實施方案實施方案的部分及下文列舉和/或所附申請專利範圍中的各種特徵可以整體或部分地組合或互換。如本領域技術人員所理解的，在各實施方案實施方案中的前述描述中，參考其他實施方案實施方案的這些實施方案實施方案可與其他實施方案實施方案適當組合。此外，本領域普通技術人員將理解，前述描述僅是例示性的，並不意圖限制本發明。
100‧‧‧稜錐 101‧‧‧第一三角形面 102‧‧‧第二三角形面 103‧‧‧第三三角形面 104‧‧‧頂點 105、106、107‧‧‧二面角
下面參考附圖詳細描述實施方案，其中相同的數字表示類似的部分。
圖1是根據一個實施方案的回射製品的回射元件的俯視圖。
圖2是根據一個實施方案的由回射製品反射的兩個窄光束的位置曲線圖。
圖3是根據一個實施方案的由具有可調整的二面角的回射製品反射的兩個寬光束的位置曲線圖。
圖4是根據一個實施方案的由具有漫射膜的回射製品反射的兩個垂直擴散光束的位置曲線圖。
圖5A是根據一個實施方案的基板表面中的第一凹槽切割的圖示。
圖5B是根據一個實施方案的基板表面中的第二凹槽切割的圖示。
圖5C是根據一個實施方案的基板表面中的第三凹槽切割的圖示。
圖5D是根據一個實施方案的由位於基板表面或回射膜後表面的第一凹槽、第二凹槽和第三凹槽限定的立方角稜鏡陣列的平面圖。
圖6是具有正值的主要二面角偏差或負值的主要二面角偏差的回射製品的回射效率與第三凹槽半角的關係圖。
圖7是各種第三凹槽半角的回射效率相對水平入射角和垂直入射角的一系列曲線圖。
圖8是對於各種第三凹槽半角的回射效率相對水平入射角的曲線圖。
圖9A是觀看區域的曲線圖，該觀看區域與由具有6度偏移、29.5度第三凹槽半角和漫射膜的回射製品反射的光束位置疊加。入射光束正面進入回射製品。
圖9B是觀看區域的曲線圖，該觀看區域與圖9A的回射製品反射的光束位置疊加。入射光以向右傾斜20度、向下傾斜15度的方向正面進入回射製品。
圖10A是觀看區域的曲線圖，該觀看區域與由具有6度偏移、44.5度第三凹槽半角和漫射膜的回射製品反射的光束位置疊加。入射光束正面進入回射製品。
圖10B是觀看區域的曲線圖，該觀看區域與圖10A的回射製品反射的光束位置疊加。入射光以向右傾斜20度、向下傾斜15度的方向正面進入回射製品。
圖11A是在投影機後面偏移0.3m的觀看區域的曲線圖，該觀看區域與由具有6度偏移、29.5度第三凹槽半角和漫射膜的回射製品反射的光束位置疊加。入射光束正面進入回射製品。
圖11B是在投影機後面偏移0.3m的觀看區域的曲線圖，該觀看區域與圖11A的回射製品反射的光束位置疊加。入射光以向右傾斜20度、向下傾斜15度的方向正面進入回射製品。
圖12A示出了觀察回射製品的俯視圖，該回射製品具有從投影機後面偏移的位置範圍為40度到45度的HG3 值。
圖13是由具有不平衡的二面角偏差的回射製品反射的兩個垂直不對稱光束的位置曲線圖。

Claims (28)

  1. 一種回射製品，包括： 回射膜，其包括相對的前表面和後表面；以及 多個回射元件，其設置在所述回射膜的所述後表面上； 其中，每個所述回射元件包括非等邊三角錐稜鏡，其具有大於1度的第三二面角誤差； 其中，每個稜鏡由第一組基本平行的V形第一凹槽中的一個凹槽、第二組基本平行的V形的第二凹槽中的一個凹槽以及第三組基本平行的V形的第三凹槽中的一個凹槽限定； 其中，每個所述凹槽包括凹槽軸線和兩個相交的凹槽側面； 其中，凹槽的每個凹槽側面在所述凹槽側面與平行於所述凹槽的所述凹槽軸線且垂直於所述回射膜的所述後表面的平面之間形成半角； 其中，所述半角中的至少一個所述半角的範圍為25度到30度。
  2. 根據請求項1所述的回射製品，其中，所述第三二面角的範圍為-1度到-4度。
  3. 根據請求項1或2所述的回射製品，還包括： 漫射膜，其具有（1）當所述回射膜的所述前表面和所述後表面垂直放置時，在基本平行於所述回射膜的所述前表面的水平x方向上，具有大於1度的漫射半峰全寬角；以及（2）當所述回射膜的所述前表面和所述後表面垂直放置時，在基本平行於所述回射膜的所述前表面的垂直y方向上，具有大於3度的漫射半峰全寬角。
  4. 根據請求項3所述的回射製品，其中，所述漫射膜直接鄰近所述回射膜的所述前表面。
  5. 根據請求項1-4中任一項所述的回射製品， 其中，每個所述回射元件包括第一三角形面、第二三角形面和第三三角形面； 其中，所述第一三角形面、所述第二三角形面和所述第三三角形面在頂點處相交，所述頂點被配置為指向遠離所述後表面； 其中，所述第一三角形面和所述第二三角形面是基本全等的三角形；以及 其中，所述第三三角形面與所述第一三角形面和所述第二三角形面不全等。
  6. 根據請求項1-5中任一項所述的回射製品， 其中，相鄰的第一凹槽由範圍為0.1mm到0.2mm的第一間距分開； 其中，相鄰的第二凹槽由範圍基本等於所述第一間距的第二間距分開；以及 其中，相鄰的第三凹槽由大於所述第一間距和所述第二間距的第三間距分開。
  7. 根據請求項1-6中任一項所述的回射製品，其中，每個稜鏡的深度範圍為1密耳到5密耳。
  8. 根據請求項1-7中任一項所述的回射製品，其中，每個稜鏡以範圍為4度到10度的傾斜角接近邊緣平行地傾斜。
  9. 根據請求項1-8中任一項所述的回射製品，其中，所述回射膜包括聚碳酸酯。
  10. 根據請求項1-9中任一項所述的回射製品，其中，每個所述回射元件是空氣背襯的。
  11. 根據請求項1-10中任一項所述的回射製品，其中，所述回射製品為顯示屏。
  12. 一種回射製品，包括： 回射膜，其包括相對的前表面和後表面；以及 多個回射元件，其設置在所述回射膜的所述後表面上； 其中，每個所述回射元件包括非等邊三角錐稜鏡，其由第一組基本平行的V形第一凹槽中的一個凹槽、第二組基本平行的V形的第二凹槽中的一個凹槽以及第三組基本平行的V形的第三凹槽中的一個凹槽限定； 其中，每個所述凹槽包括凹槽軸線和兩個相交的凹槽側面； 其中，凹槽的每個凹槽側面在所述凹槽側面與平行於所述凹槽的所述凹槽軸線且垂直於所述回射膜的所述後表面的平面之間形成半角； 其中，所述半角中的至少一個所述半角的範圍為25.0度到30.0度；以及 其中，每個稜鏡以大於0度的傾斜角接近邊緣平行地傾斜。
  13. 根據請求項12所述的回射製品，其中，每個稜鏡以範圍為4度到10度的傾斜角傾斜。
  14. 根據請求項12或13所述的回射製品，還包括： 漫射膜，其具有（1）當所述回射膜的所述前表面和所述後表面垂直放置時，在基本平行於所述回射膜的所述前表面的水平x方向上，具有大於1度的漫射半峰全寬角；以及（2）當所述回射膜的所述前表面和所述後表面垂直放置時，在基本平行於所述回射膜的所述前表面的垂直y方向上，具有大於3度的漫射半峰全寬角。
  15. 根據請求項14所述的回射製品，其中，所述漫射膜直接鄰近所述回射膜的所述前表面。
  16. 根據請求項12-15中任一項所述的回射製品， 其中，每個所述回射元件包括第一三角形面、第二三角形面和第三三角形面； 其中，所述第一三角形面、所述第二三角形面和所述第三三角形面在頂點處相交，所述頂點被配置為指向遠離所述後表面； 其中，所述第一三角形面和所述第二三角形面是基本全等的三角形；以及 其中，所述第三三角形面與所述第一三角形面和所述第二三角形面不全等。
  17. 根據請求項12-16中任一項所述的回射製品，其中，每個稜鏡具有範圍為-4度到-1度的第三二面角誤差。
  18. 根據請求項12-17中任一項所述的回射製品， 其中，相鄰的第一凹槽由範圍為0.1mm到0.2mm的第一間距分開； 其中，相鄰的第二凹槽由範圍基本等於所述第一間距的第二間距分開；以及 其中，相鄰的第三凹槽由大於所述第一間距和所述第二間距的第三間距分開。
  19. 根據請求項12-18中任一項所述的回射製品，其中，每個稜鏡的深度範圍為1密耳到5密耳。
  20. 根據請求項12-19中任一項所述的回射製品，其中，所述回射膜包括聚碳酸酯。
  21. 根據請求項12-20中任一項所述的回射製品，其中，每個所述回射元件是空氣背襯的。
  22. 根據請求項12-21中任一項所述的回射製品，其中，所述回射製品為顯示屏。
  23. 一種顯示系統，包括： 如請求項1-22中任一項所述的回射製品； 投影機，用於將入射光束導向所述回射製品；以及 電腦處理器，其與機器可讀非暫時性儲存媒體可操作地相連接，機器可讀非暫時性儲存媒體能夠包含指示用於使電腦處理器執行包括控制所述投影機以將入射光束導向所述回射製品的操作的指令的資訊； 其中，所述回射製品用於反射入射光束，使得大部分反射光被分為（1）從入射光束偏移大於1度的第一反射角的第一反射光束，以及（2）從入射光束偏移第二反射角的第二反射光束，所述第二反射角的大小基本與所述第一反射角的大小相同，但方向與所述第一反射角相對入射光束的方向相反。
  24. 根據請求項23所述的顯示系統，其中，當所述回射膜的所述前表面和所述後表面垂直設置時，所述第一反射角在入射光束上方大於4度，所述第二反射角在入射光束下方大於4度。
  25. 根據請求項23或24所述的顯示系統， 其中，所述第一反射光束具有第一亮度，並且， 其中，所述第二反射光束具有第二亮度，其與所述第一反射光束的亮度基本相同。
  26. 一種顯示影像的方法，所述方法包括： 提供如請求項1-22中任一項所述的回射製品； 提供投影機；以及 控制所述投影機以將入射光束導向反射製品，從而將入射光束反射光成（1）從入射光束偏移大於1度的第一反射角的第一反射光束，以及（2）從入射光束偏移第二反射角的第二反射光束，所述第二反射角的大小基本與所述第一反射角的大小相同，但方向與所述第一反射角相對入射光束的方向相反。
  27. 根據請求項26所述的方法，其中，當所述回射膜的所述前表面和所述後表面垂直設置時，所述第一反射角在入射光束上方大於4度，所述第二反射角在入射光束下方大於4度。
  28. 根據請求項26或27所述的方法， 其中，所述第一反射光束具有第一亮度，並且， 其中，所述第二反射光束具有第二亮度，其與所述第一反射光束的亮度基本相同。
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