TWI653497B

TWI653497B - 背投影幕

Info

Publication number: TWI653497B
Application number: TW107103542A
Authority: TW
Inventors: 李清祥; 楊舒評; 蘇方旋; 謝啟堂; 許富強
Original assignee: 中強光電股份有限公司
Priority date: 2018-01-23
Filing date: 2018-01-31
Publication date: 2019-03-11
Also published as: US20190227424A1; TW201932971A; US10545399B2; CN110083005A

Abstract

一種背投影幕，包括沿著第一方向依序設置的稜鏡膜、第一擴散層、第二擴散層以及吸光膜。稜鏡膜包括第一透光基材以及多個稜鏡結構，其中稜鏡結構配置於第一透光基材之遠離第一擴散層的表面。稜鏡結構接收影像光束並導引影像光束沿第一方向傳遞。第一擴散層與第二擴散層的折射率不同。吸光膜內設有多個抗光結構，且這些抗光結構彼此間隔排列。

Description

背投影幕

本發明是關於一種投影幕，特別是關於一種背投影幕。

習知的背投影幕具有相對的觀賞側與背側，其中觀賞側面向觀賞者，而背側面向投影機。觀賞側設有稜鏡結構，而背側設有擴散層。投影機提供的投影光束穿過擴散層後經由稜鏡結構折射至觀賞者。稜鏡結構之朝向上方的表面設有吸光層，外界環境光可被吸光層吸收或穿過稜鏡結構，而不會被背投影幕反射至觀賞者，所以能提高影像畫面的對比度。

然而，上述的背投影幕因稜鏡結構之朝向上方的表面設有吸光層，只能適用於天吊型架設的投影方式。而且，因擴散層面向投影機而非面向觀賞者，所以影像畫面的品質較差，容易有所謂的熱點(hot spot)現象。

本「先前技術」段落只是用來幫助瞭解本發明內容，因此在「先前技術」中所揭露的內容可能包含一些沒有構成所屬技術領域中具有通常知識者所知道的習知技術。此外，在「先前技術」中所揭露的內容並不代表該內容或者本發明一個或多個實施例所要解決的問題，也不代表在本發明申請前已被所屬技術領域中具有通常知識者所知曉或認知。

本發明提供一種背投影幕，以提升影像畫面的品質。

本發明的其他目的和優點可以從本發明所揭露的技術特徵中得到進一步的了解。

為達上述之一或部分或全部目的或是其他目的，本發明一實施例提供一種背投影幕，用以接收影像光束。此背投影幕包括沿著第一方向依序設置的稜鏡膜、第一擴散層、第二擴散層以及吸光膜。稜鏡膜包括第一透光基材以及多個稜鏡結構，稜鏡結構配置於第一透光基材之遠離第一擴散層的表面，稜鏡結構接收影像光束並導引影像光束沿第一方向傳遞。第一擴散層與第二擴散層的折射率不同。吸光膜內設有多個抗光結構，且這些抗光結構彼此間隔排列。

在本發明的一實施例中，上述之第一擴散層內設有多個第一擴散粒子，且第一擴散層之面向第二擴散層的表面為粗糙表面。

在本發明的一實施例中，上述之背投影幕更包括第三擴散層，配置於第一擴散層與稜鏡層的第一透光基材之間，第三擴散層的折射率與第一擴散層的折射率不同。

在本發明的一實施例中，上述之第一擴散層內設有多個第一擴散粒子，而第三擴散層之面向第一擴散層的表面為粗糙表面，且第三擴散層的折射率小於第一擴散層的折射率。

在本發明的一實施例中，上述之第一擴散粒子的粒徑範圍在1μm~50μm。

在本發明的一實施例中，上述之背投影幕更包括貼合層，貼合於第一擴散層與第二擴散層之間。

在本發明的一實施例中，上述之第二擴散層內設有多個第二擴散粒子，且第二擴散層的顏色為白色。

在本發明的一實施例中，上述之第二擴散粒子的粒徑範圍在200nm~800nm。

在本發明的一實施例中，上述之抗光結構呈陣列排列於吸光膜內。

在本發明的一實施例中，上述之抗光結構為沿著第二方向彼此平行排列的柱狀結構，抗光結構沿著第三方向延伸，第一方向、第二方向與第三方向彼此相互垂直，各抗光結構具有相對的底部與頂角。

在本發明的一實施例中，上述之吸光膜包括第二透光基材以及抗光結構層，第二透光基材配置於抗光結構層與第二擴散層之間，抗光結構設置於抗光結構層內，且抗光結構的頂角朝向第二透光基材。

在本發明的一實施例中，上述之吸光膜包括第二透光基材以及抗光結構層，抗光結構層配置於第二透光基材與第二擴散層之間，抗光結構設置於抗光結構層內，且抗光結構的頂角朝向第二透光基材。

在本發明的一實施例中，上述之頂角介於3度至120度，底部的寬度為W1，相鄰的二抗光結構的二底部之間的間距為W2，5μm≦W1≦100μm，W2≧W1/2。

在本發明的一實施例中，上述之稜鏡結構為三角柱，且稜鏡結構沿著第二方向彼此平行排列，各稜鏡結構沿著第三方向延伸。

在本發明的一實施例中，上述之稜鏡結構為三角柱或以同心圓狀分布。

在本發明的一實施例中，上述之各稜鏡結構於吸光膜上的正投影涵蓋抗光結構的數量介於0至200個，且稜鏡結構於吸光膜上的正投影涵蓋抗光結構的數量不同或相同。

在本發明的一實施例中，上述之各抗光結構具有兩相對側面，兩相對側面分別連接於底部的兩相對邊，兩相對側面於一參考平面上的正投影寬度可相同或不相同，參考平面由第二方向及第三方向所形成。

在本發明的一實施例中，上述之吸光膜包括抗光結構層，抗光結構層包括紫外光固化膠材以及內嵌於紫外光固化膠材的抗光結構。

在本發明的一實施例中，上述之背投影幕更包括擴散材料層，配置於吸光膜之遠離第二擴散層的表面。

本發明實施例的背投影幕中，因影像光束被稜鏡結構轉折後會依序通過第一擴散層及第二擴散層，所以能使影像光束均勻擴散，提升影像畫面的品質，並減輕熱點現象。此外，因吸光膜的抗光結構不是設置於稜鏡結構上，所以本發明實施例的背投影幕不僅整適用於天吊型架設的投影方式，也可適用於桌面擺設的投影方式。

為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。

100、100a、100b‧‧‧背投影幕

110‧‧‧稜鏡膜

111‧‧‧第一透光基材

112、112a‧‧‧稜鏡結構

113‧‧‧表面

114‧‧‧擴散粒子

120、120b‧‧‧第一擴散層

121‧‧‧第一擴散粒子

122‧‧‧表面

130‧‧‧第二擴散層

131‧‧‧第二擴散粒子

140、140a、140b‧‧‧吸光膜

141、141a、141b‧‧‧抗光結構

142、142b‧‧‧底部

143、143b‧‧‧頂角

144‧‧‧第二透光基材

145、145a‧‧‧抗光結構層

146‧‧‧紫外光固化膠材

147‧‧‧側邊

148、149‧‧‧側面

150‧‧‧貼合層

160‧‧‧擴散材料層

170‧‧‧第三擴散層

171‧‧‧表面

200‧‧‧投影機

D1‧‧‧第一方向

D2‧‧‧第二方向

D3‧‧‧第三方向

H1、H2‧‧‧距離

Le‧‧‧外界環境光

Lm‧‧‧影像光束

N‧‧‧平面

P‧‧‧參考平面

T1、T2‧‧‧厚度

U‧‧‧觀賞者

W1、W3、W4‧‧‧寬度

W2‧‧‧間距

θ1、θ2‧‧‧夾角

圖1是本發明一實施例之一種背投影幕的使用示意圖。

圖2是本發明一實施例之多個稜鏡結構的分布示意圖。

圖3是本發明一實施例之第一擴散層的示意圖。

圖4是本發明一實施例之第二擴散層的示意圖。

圖5A至圖5F是本發明之抗光結構的多種實施態樣的示意圖。

圖6是本發明另一實施例之抗光結構的示意圖。

圖7是本發明另一實施例之背投影幕的示意圖。

圖8是本發明一實施例之吸光膜的示意圖。

圖9是本發明另一實施例之背投影幕的示意圖。

圖10是本發明一實施例之第一擴散層及第三擴散層的示意圖。

有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之一較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。以下實施例中所提到的方向用語，例如：上、下、左、右、前或後等，僅是參考附加圖式的方向。因此，使用的方向用語是用來說明並非用來限制本發明。

圖1是本發明一實施例之一種背投影幕的使用示意圖。請參照圖1，本實施例的背投影幕100用以接收影像光束Lm，而影像光束Lm是由投影機200所提供。此背投影幕100包括沿著第一方向D1依序設置的稜鏡膜110、第一擴散層120、第二擴散層130以及吸光膜140。

上述之稜鏡膜110包括第一透光基材111以及多個稜鏡結構112，這些稜鏡結構112配置於第一透光基材111之遠離第一擴散層120的表面113，且這些稜鏡結構112接收來自投影機200的影像光束Lm並導引影像光束Lm沿第一方向D1傳遞。第一透光基材111的材質可以是聚對苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate,PET)或其他透光材質。各稜鏡結構112內可設置擴散粒子114，以擴散影像光束Lm。本實施例的稜鏡結構112例如為三角柱，這些稜鏡結構112沿著第二方向D2彼此平行排列，且各稜鏡結構112沿著第三方向D3延伸，亦即各稜鏡結構112的長軸平行於第三方向D3。在本實施例中，第一方向D1、第二方向D2及第三方向D3例如是彼此相互垂直。此外，本發明並不限制稜鏡結構112的具體形狀及排列方式，舉例來說，在圖2所示的另一實施例中，稜鏡結構112a例如是以同心圓狀分布的菲涅耳透鏡(Fresnel lens)結構。

圖3是本發明一實施例之第一擴散層的示意圖。請參照圖3，第一擴散層120內可設有多個第一擴散粒子121，且第一擴散層120之面向第二擴散層130的表面122可以為粗糙表面，因而具有擴散效果。第一擴散粒子的粒徑範圍例如在1μm~50μm。第一擴散層120的厚度T1例如在5μm~100μm。

圖4是本發明一實施例之第二擴散層的示意圖。請參照圖4，第二擴散層130內可設有多個第二擴散粒子131。這些第二擴散粒子131的粒徑範圍例如在200nm~800nm。第二擴散層130的厚度T2例如在7μm~18μm，較佳的是在10μm~14μm。此外，第二擴散層130的顏色例如為白色。

請再參照圖1，上述之第一擴散層120與第二擴散層130的折射率不同且皆具有透光性。在一實施例中，第一擴散層120例如是由塗布於第一透光基材111的第一紫外光固化膠材固化而成，而第二擴散層130例如是由塗布於吸光膜140的第二紫外光固化膠材固化而成，其中第一紫外光固化膠材與第二紫外光固化膠材的成分不同，因而使第一擴散層120與第二擴散層130的折射率不同。此外，本實施例之背投影幕100例如更包括貼合層150，貼合於第一擴散層120與第二擴散層130之間。貼合層150可以選用光學透明膠材(optical clear adhesive)，但不以此為限。需說明的是，本發明並不限制使用貼合層150來結合第一擴散層120與第二擴散層130，在另一實施例中，第一擴散層120與第二擴散層130也可彼此直接結合。

上述之吸光膜140內設有多個抗光結構141，且這些抗光結構141彼此間隔排列。外界環境光Le可以穿過抗光結構141之間的間隙或是被抗光結構141吸收，所以能避免外界環境光Le反射至觀賞者U。在本實施例中，吸光膜140例如包括抗光結構層145，而抗光結構層145包括紫外光固化膠材146以及內嵌於紫外光固化膠材146的抗光結構141，即該些抗光結構141之間的間隙填充紫外光固化膠材146。換言之，抗光結構141設置於抗光結構層145內。此外，這些抗光結構141例如為沿著第二方向D2彼此平行排列的柱狀結構，各抗光結構141沿著第三方向D3延伸，亦即各抗光結構141的長軸平行於第三方向D3。吸光膜140可進一步包括第二透光基材144，第二透光基材144配置於抗光結構層145與第二擴散層130之間。紫外光固化膠材146及第二擴散層130例如是分別形成於第二透光基材144上。第二透光基材144的材質可以是PET或其他透光材質。另外，各抗光結構141具有相對的底部142與頂角143，在本實施例中，抗光結構141的頂角143例如是朝向第二透光基材144。

上述之頂角143例如是介於3度至120度，底部142的寬度為W1，相鄰的二抗光結構141的二底部142之間的間距為W2，5μm≦W1≦100μm，W2≧1/2W1(W2大於等於二分之一的W1)，亦即W2≧2.5μm。此外，各稜鏡結構112於吸光膜140上的正投影涵蓋抗光結構141的數量例如是介於0至200個，且這些稜鏡結構112於吸光膜140上的正投影涵蓋抗光結構141的數量不同。也就是說，可能有些稜鏡結構112於吸光膜140上的正投影並不涵蓋任何抗光結構141，而有些稜鏡結構112於吸光膜140上的正投影會涵蓋抗光結構141，且所涵蓋的抗光結構141的數量例如是小於或等於200個。不同的稜鏡結構112於吸光膜140上的正投影所涵蓋的抗光結構141的數量不一定相同。於其他實施例中，這些稜鏡結構112於吸光膜140上的正投影涵蓋抗光結構141的數量可以相同，本發明不以此為限。

在本實施例中，抗光結構141的底面142例如是與紫外光固化膠材146的側邊147切齊，但在其他實施例中，抗光結構141的底面142也可與紫外光固化膠材146的側邊147有間距，且底面142可以為平面、斜面或曲面，圖5A至圖5F繪示了抗光結構141其他可能的實施態樣，但本發明並不以此為限。

圖6是本發明另一實施例之抗光結構的示意圖。請參照圖6，根據上述抗光結構141的各種可能的實施態樣，各抗光結構141具有兩相對側面148、149，此兩相對側面148、149分別連接於底部142的兩相對邊，兩相對側面148、149於參考平面P上的正投影寬度W3、W4可相同或不相同，其中參考平面P為通過頂角143且由第二方向D2及第三方向D3所構成之平面。側面148與垂直於參考平面P的平面N之間的夾角θ1可以大於、小於或等於側面149與平面N之間的夾角θ2。此外，側面148之連接於底面142的一連接點至通過頂角143的參考平面P之間的距離H1可以大於、小於或等於側面149之連接於底面142的一連接點至參考平面P之間的距離H2。

根據上述，當影像光束Lm入射至圖1的背投影幕100時，背投影幕100藉由稜鏡結構112導引來自投影機200的影像光束Lm往觀賞者U的方向傳遞，且影像光束Lm被稜鏡結構112轉折後會沿著第一方向D1依序由第一擴散層120及第二擴散層130進行擴散，由於各擴散層具有不同的成分，當影像光束Lm依序通過第一擴散層120及第二擴散層130時，影像光束Lm的擴散角度可沿著第一方向D1逐漸變大，所以能提升影像畫面的品質，並減輕熱點現象。此外，第二擴散層130之遠離第一擴散層120的一側設有吸光膜140，以避免外界環境光Le反射至觀賞者U。如此，稜鏡結構112上不需設置習知的吸光層，因此本發明實施例的背投影幕不僅整適用於桌面擺設的投影方式(如圖1所示)，也可適用於天吊型架設的投影方式。另外，背投影幕100還可更包括擴散材料層160，配置於吸光膜140之遠離第二擴散層 130的表面147，即配置於吸光膜140朝向觀賞者U的表面，以提升對影像光束Lm的擴散效果。

雖然上述抗光結構141是以頂角143是朝向第二擴散層130，但在另一實施例中，也可以是以底部142朝向第二擴散層130。圖7是本發明另一實施例之背投影幕的示意圖。請參照圖7，本實施例之背投影幕100a與上述之背投影幕100相似，主要差異處在於本實施例的背投影幕100a中，抗光結構141a是以底部142朝向第二擴散層130。具體而言，本實施例之吸光膜140a包括第二透光基材144以及抗光結構層145a，抗光結構層145a配置於第二透光基材144與第二擴散層130之間，抗光結構141a設置於抗光結構層145a的紫外光固化膠材146內，且抗光結構141a的頂角143朝向第二透光基材144。

雖然上述的抗光結構141、141a是以沿著第二方向D2彼此平行排列的柱狀結構為例，但本發明不以此為限，舉例來說，在圖8所示的另一實施例的吸光膜140b中，抗光結構141b是呈陣列排列於吸光膜140a內。抗光結構141b例如是呈角錐狀，且抗光結構141b可以是以頂角143b朝向第二擴散層130，或是以底部142b朝向第二擴散層130。

圖9是本發明另一實施例之背投影幕的示意圖。請參照圖9，本實施例之背投影幕100b與上述之背投影幕100相似，主要差異處在於本實施例的背投影幕100b進一步包括第三擴散層170，配置於第一擴散層120b與稜鏡層110的第一透光基材111之間，第三擴散層170的折射率與第一擴散層120b的折射率不同。第三擴散層170例如是由塗布於第一透光基材111的第三紫外光固化膠材固化而成，而第一擴散層120b例如是由塗布於第三擴散層170的第一紫外光膠材固化而成，其中第一紫外光固化膠材與第三紫外光固化膠材的成分不同，因而使第一擴散層120b與第三擴散層170的折射率不同；第二紫外光固化膠材與第三紫外光固化膠材的成分不同，因而使第二擴散層130與第三擴散層170的折射率不同。此外，第一擴散層120b與第三擴散層170可選擇性設有擴散粒子、粗糙表面等擴光結構。在一實施例中，如圖10所示，第一擴散層120b內例如設有多個第一擴散粒子121，而第三擴散層170之面向第一擴散層120b的表面171例如為粗糙表面，且第三擴散層170的折射率小於第一擴散層120b的折射率。當影像光束入射至背投影幕100b時，影像光束先被稜鏡膜110導引而沿著第一方向D1傳遞，並依序通過第三擴散層170、第一擴散層120b及第二擴散層130，最後穿透吸光膜140；由於各擴散層具有不同的成分，當影像光束依序通過第三擴散層170、第一擴散層120b及第二擴散層130時，影像光束的擴散角度可沿著第一方向D1逐漸變大。

綜上所述，本發明實施例的背投影幕中，因來自投影機的影像光束被稜鏡結構轉折後會依序通過第一擴散層及第二擴散層，所以能使影像光束均勻擴散，以減輕熱點現象，因此，本發明實施例的背投影幕除了可達到大視角、高輝度、高對比的功能，還可提升影像畫面的品質。此外，因吸光膜的抗光結構不是設置於稜鏡結構上，所以本發明實施例的背投影幕不僅整適用於天吊型架設的投影方式，也可適用於桌面擺設的投影方式。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。另外，本發明的任一實施例或申請專利範圍不須達成本發明所揭露之全部目的或優點或特點。此外，摘要部分和標題僅是用來輔助專利文件搜尋之用，並非用來限制本發明之權利範圍。此外，本說明書或申請專利範圍中提及的「第一」、「第二」等用語僅用以命名元件(element)的名稱或區別不同實施例或範圍，而並非用來限制元件數量上的上限或下限。

Claims

一種背投影幕，用以接收一影像光束，該背投影幕包括沿著第一方向依序設置的一稜鏡膜、一第一擴散層、一第二擴散層以及一吸光膜，其中，該稜鏡膜包括一第一透光基材以及多個稜鏡結構，該些稜鏡結構配置於該第一透光基材之遠離該第一擴散層的一表面，該些稜鏡結構接收該影像光束並導引該影像光束沿該第一方向傳遞；該第一擴散層與該第二擴散層的折射率不同；以及該吸光膜內設有多個抗光結構，該些抗光結構彼此間隔排列，其中該些抗光結構為沿著一第二方向彼此平行排列的柱狀結構，該些抗光結構沿著一第三方向延伸，該第一方向、該第二方向與該第三方向彼此相互垂直，各該些抗光結構具有相對的一底部與一頂角。
如請求項1所述之背投影幕，其中該第一擴散層內設有多個第一擴散粒子，且該第一擴散層之面向該第二擴散層的表面為粗糙表面。
如請求項1所述之背投影幕，更包括一第三擴散層，配置於該第一擴散層與該稜鏡層的該第一透光基材之間，該第三擴散層的折射率與該第一擴散層的折射率不同。
如請求項3所述之背投影幕，其中該第一擴散層內設有多個第一擴散粒子，而該第三擴散層之面向該第一擴散層的表面為粗糙表面，且該第三擴散層的折射率小於該第一擴散層的折射率。
如請求項4所述之背投影幕，其中該些第一擴散粒子的粒徑範圍在1μm~50μm。
如請求項1或3所述之背投影幕，更包括一貼合層，貼合於該第一擴散層與該第二擴散層之間。
如請求項1所述之背投影幕，其中該第二擴散層內設有多個第二擴散粒子，且該第二擴散層的顏色為白色。
如請求項7所述之背投影幕，其中該些第二擴散粒子的粒徑範圍在200nm~800nm。
如請求項1所述之背投影幕，其中該些抗光結構呈陣列排列於該吸光膜內。
如請求項1所述之背投影幕，其中該吸光膜包括一第二透光基材以及一抗光結構層，該第二透光基材配置於該抗光結構層與該第二擴散層之間，該些抗光結構設置於該抗光結構層內，且該些抗光結構的該些頂角朝向該第二透光基材。
如請求項1所述之背投影幕，其中該吸光膜包括一第二透光基材以及一抗光結構層，該抗光結構層配置於該第二透光基材與該第二擴散層之間，該些抗光結構設置於該抗光結構層內，且該些抗光結構的該些頂角朝向該第二透光基材。
如請求項1所述之背投影幕，其中該頂角介於3度至120度，該底部的寬度為W1，相鄰的二該些抗光結構的二該底部之間的間距為W2，5μm≦W1≦100μm，W2≧1/2W1。
如請求項1所述之背投影幕，其中該些稜鏡結構為三角柱，且該些稜鏡結構沿著該第二方向彼此平行排列，各該些稜鏡結構沿著該第三方向延伸。
如請求項1所述之背投影幕，其中該些稜鏡結構為三角柱或以同心圓狀分布。
如請求項1所述之背投影幕，其中各該些抗光結構具有兩相對側面，該兩相對側面分別連接於該底部的兩相對邊，該兩相對側面於一參考平面上的正投影寬度可相同或不相同，該參考平面由該第二方向及該第三方向所形成。
如請求項1所述之背投影幕，更包括一擴散材料層，配置於該吸光膜之遠離該第二擴散層的一表面。
一種背投影幕，用以接收一影像光束，該背投影幕包括沿著第一方向依序設置的一稜鏡膜、一第一擴散層、一第二擴散層以及一吸光膜，其中，該稜鏡膜包括一第一透光基材以及多個稜鏡結構，該些稜鏡結構配置於該第一透光基材之遠離該第一擴散層的一表面，該些稜鏡結構接收該影像光束並導引該影像光束沿該第一方向傳遞；該第一擴散層與該第二擴散層的折射率不同；以及該吸光膜內設有多個抗光結構，該些抗光結構彼此間隔排列，其中各該些稜鏡結構於該吸光膜上的正投影涵蓋該些抗光結構的數量介於0至200個，且該些稜鏡結構於該吸光膜上的正投影涵蓋該些抗光結構的數量不同或相同。
一種背投影幕，用以接收一影像光束，該背投影幕包括沿著第一方向依序設置的一稜鏡膜、一第一擴散層、一第二擴散層以及一吸光膜，其中，該稜鏡膜包括一第一透光基材以及多個稜鏡結構，該些稜鏡結構配置於該第一透光基材之遠離該第一擴散層的一表面，該些稜鏡結構接收該影像光束並導引該影像光束沿該第一方向傳遞；該第一擴散層與該第二擴散層的折射率不同；以及該吸光膜內設有多個抗光結構，該些抗光結構彼此間隔排列，其中該吸光膜包括一抗光結構層，該抗光結構層包括一紫外光固化膠材以及內嵌於該紫外光固化膠材的該些抗光結構。