TWM568398U - 投影屏幕 - Google Patents

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TWM568398U
TWM568398U TW107206327U TW107206327U TWM568398U TW M568398 U TWM568398 U TW M568398U TW 107206327 U TW107206327 U TW 107206327U TW 107206327 U TW107206327 U TW 107206327U TW M568398 U TWM568398 U TW M568398U
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蘇方旋
許富強
楊舒評
李清祥
謝啟堂
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中強光電股份有限公司
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Abstract

一種投影屏幕，適於接收投影機所提供的投影光束以及來自外界的環境光。投影屏幕包括基材、多個稜鏡結構以及多個吸光結構。基材包括第一表面以及第二表面，其中第一表面靠近投影機，第二表面遠離投影機。多個稜鏡結構配置於第一表面，且各稜鏡結構包括第一斜面與第二斜面以及底面。第一斜面適於接收並反射投影光束。底面接合於第一表面。第一斜面與底面之間具有第一夾角，第二斜面與底面之間具有第二夾角，第一夾角小於或等於第二夾角。多個吸光結構分別配置於各稜鏡結構的第二斜面的至少一部分上，這些吸光結構適於吸收環境光。

Description

投影屏幕
本創作是關於一種光學元件，特別是關於一種投影屏幕。
習知投影顯示系統的投影屏幕不發光，因此投影屏幕本身無法產生影像，而需藉由投影機投射影像於投影屏幕上散射成像後，影像光線才能傳遞至觀賞者，因此，投影屏幕的設計對影像畫面所能表現的亮度及對比度影響相當大。
投影顯示系統一般會受到環境光影響，且當投影光束投射至習知所使用的白色無結構投影屏幕時，多數的投影光束被反射至無觀賞者的地方，對於位於投影屏幕正前方的觀賞者，並無法提供對比度與亮度足夠的影像畫面。
本「先前技術」段落只是用來幫助瞭解本創作內容，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創作一個或多個實施例所要解決的問題，也不代表在本創作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。
本創作提供一種投影屏幕，能提升影像畫面的品質。
本創作的其他目的和優點可以從本創作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，本創作所提供的投影屏幕包括基材、多個稜鏡結構以及多個吸光結構。基材包括第一表面以及與第一表面相對的第二表面，其中第一表面靠近該投影機，第二表面遠離該投影機。多個稜鏡結構配置於基材的第一表面，且各稜鏡結構包括朝彼此傾斜的第一斜面與第二斜面以及連接於第一斜面與第二斜面之間的底面。第一斜面適於接收並反射投影光束。底面接合於基材的第一表面，且第一斜面與底面之間具有第一夾角，第二斜面與該底面之間具有第二夾角，第一夾角小於或等於第二夾角。多個吸光結構分別配置於各稜鏡結構的第二斜面的至少一部分上。吸光結構適於吸收環境光。
在本創作的一實施例中，上述之第一夾角的角度為θ1，且10度≦θ1≦50度，第二夾角的角度為θ2，且50度≦θ2≦90度。
在本創作的一實施例中，上述之投影屏幕還包括擴散結構，配置於稜鏡結構的第一斜面、第二斜面與吸光結構，且擴散結構沿著第一斜面與第二斜面而形成連續彎曲結構。
在本創作的一實施例中，上述之稜鏡結構的第一斜面與第二斜面分別為粗糙化表面。
在本創作的一實施例中，上述之各稜鏡結構的第一斜面為第一曲面，第二斜面為第二曲面。
在本創作的一實施例中，上述之投影屏幕還包括吸光層，配置於基材的第二表面。
在本創作的一實施例中，上述之各吸光結構從第二斜面延伸至相鄰的另一稜鏡結構的第一斜面。
在本創作的一實施例中，上述之各吸光結構包括第一接合面、第二接合面以及鄰接於第一接合面與第二接合面之間的吸光表面，第一接合面接合於對應的第二斜面，第二接合面接合於對應的第一斜面，第一接合面具有遠離第一表面的第一端點，第二接合面具有遠離第一表面的第二端點，第一端點與第一表面之間具有第一距離，第二端點與第一表面之間具有第二距離，且第一距離大於或等於第二距離。
在本創作的一實施例中，上述之各吸光結構的吸光表面為平面。
在本創作的一實施例中，上述之各吸光結構的吸光表面為圓弧彎曲朝向基材的第一表面內凹的曲面。
在本創作的一實施例中，上述之稜鏡結構沿著分佈方向排列，且各稜鏡結構為沿著延伸方向延伸的柱狀結構，分佈方向與延伸方向彼此不平行。
在本創作的一實施例中，上述之各柱狀結構為彎曲柱狀體，且柱狀結構沿著分佈方向呈同心半圓排列。
在本創作的一實施例中，上述之各柱狀結構為三角形柱狀體，三角形柱狀體包括遠離底面的頂角以及彼此相對的二底角。
在本創作的一實施例中，上述之三角形柱狀體的頂角為圓導角。
在本創作的一實施例中，上述之各柱狀結構為多邊形柱狀體，多邊形柱狀體包括遠離底面的多個頂角以及彼此相對的二底角。
在本創作的一實施例中，上述之多邊形柱狀體的各頂角為圓導角。
本創作實施例的投影屏幕，由於稜鏡結構在角度設計上第一夾角小於或等於第二夾角，可使第一斜面接收多數投影光束並反射至觀賞者，將投影光束有效率地利用，以提升影像畫面的亮度，而第二斜面則能接收多數環境光，並且由於第二斜面至少一部分配置有吸光結構，因此能吸收環境光，如此能改善環境光被反射至觀賞者的情形，此外，即使第一斜面接收到環境光，也因為第一夾角與第二夾角的角度設計，使環境光不易被反射至觀賞者，因此能提升影像畫面的對比度，所以本創作實施例的投影屏幕能提升影像畫面的品質。
為讓本創作之上述和其他目的、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。
有關本創作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創作。
圖1是本創作一實施例的投影屏幕的使用示意圖。請參考圖1，本實施例的投影屏幕100適於接收投影機10所提供的投影光束Lm以及來自外界的環境光Le。投影機10例如為短焦投影機，且適於配置於投影屏幕100靠近觀賞者U的一側，並位於觀賞者U視線的下方，但不以此為限。此投影屏幕100包括基材110、多個稜鏡結構120以及多個吸光結構130。基材110包括第一表面111以及與第一表面111相對的第二表面112，其中第一表面111靠近投影機10，第二表面112遠離投影機10。多個稜鏡結構120配置於基材110的第一表面111，且各稜鏡結構120包括朝彼此傾斜的第一斜面121與第二斜面122以及連接於第一斜面121與第二斜面122之間的底面123。第一斜面121適於接收來自投影機10的投影光束Lm並導引投影光束Lm沿第一方向D1傳遞至觀賞者。底面123接合於基材110的第一表面111。多個稜鏡結構120例如材質是反射材料，或是在第一斜面121及第二斜面122鍍有反射層，因此具有反射功能。多個吸光結構130分別配置於各稜鏡結構120的第二斜面122的至少一部分上。吸光結構130適於吸收環境光Le。吸光結構130的材質例如是黑色塗料、摻雜黑色材料的膠體或者是其他具有高光吸收率的材料。
上述的各稜鏡結構120的第一斜面121與第二斜面122例如為平面，但不以此為限。在另一實施例中，第一斜面121例如為第一曲面，第二斜面122為第二曲面，且第一曲面的曲率與第二曲面的曲率彼此相同或不相同。
上述的第一斜面121與底面123之間具有第一夾角θ1，第二斜面122與底面123之間具有第二夾角θ2，第一夾角θ1例如小於或等於第二夾角θ2。藉由如此的角度設計，可以使第一斜面121接收多數的投影光束Lm並將投影光束Lm沿第一方向D1反射至觀賞者U，多數的環境光Le則被第二斜面122上的吸光結構130吸收。在一實施例中，第一斜面121的角度例如為10度≦θ1≦50度，第二斜面122的角度例如為50度≦θ2≦90度。
上述的稜鏡結構120沿著分佈方向D2排列，且各稜鏡結構例如為沿著延伸方向D3延伸的柱狀結構，分佈方向D2與延伸方向D3彼此不平行。在本實施例中，第一方向D1與分佈方向D2與延伸方向D3例如是彼此垂直。
上述的柱狀結構（稜鏡結構120）例如為三角形柱狀體，並包括遠離底面123的頂角θ3以及彼此相對的二底角（在本實施例為第一夾角θ1與第二夾角θ2），但不以此為限。圖2A及圖2B是本創作的稜鏡結構的其他實施例的示意圖。請參考圖2A及圖2B，在其他實施例中，三角形柱狀體的頂角可例如為圓導角，或者柱狀結構例如為其他多邊形柱狀體，而多邊形柱狀體例如具有遠離底面123的多個頂角以及彼此相對的二底角（在圖2B實施例中為第一夾角θ1與第二夾角θ2），此外，多邊形柱狀體的各頂角亦可例如為圓導角。此外，本創作並不限制稜鏡結構的排列方式，舉例而言，在圖3所示的另一實施例中，柱狀結構（稜鏡結構120a）例如為彎曲柱狀體，且柱狀結構沿著分佈方向呈同心半圓排列，即類似半個菲涅耳透鏡（Fresnel lens）的結構。
本實施例的投影屏幕100，由於稜鏡結構120在角度設計上第一夾角θ1小於或等於第二夾角θ2，可使第一斜面121接收多數投影光束Lm並沿第一方向D1反射至觀賞者U，將投影光束Lm有效率地利用，以提升影像畫面的亮度，而第二斜面122則能接收多數環境光Le，並且由於第二斜面122至少一部分配置有吸光結構130，因此能吸收環境光Le，如此能改善環境光Le被反射至觀賞者U的情形，此外，即使第一斜面121接收到環境光Le，也因為第一夾角θ1與第二夾角θ2的角度設計，使環境光Le不易被反射至觀賞者U，因此能提升影像畫面的對比度，所以本實施例的投影屏幕100能提升影像畫面的品質。
上述的投影屏幕100例如還包括擴散結構140，配置於稜鏡結構120的第一斜面121、第二斜面122與吸光結構130，且擴散結構140沿著第一斜面121與第二斜面122而形成連續彎曲結構。擴散結構140包括多個擴散粒子141，且擴散結構140的表面142例如為粗糙化表面，因而具有擴散效果，能擴散經稜鏡結構120反射的投影光束Lm，淡化亮線，但不以此為限。舉例而言，在不包括擴散結構140的另一實施例中，稜鏡結構120的第一斜面121與第二斜面122可以分別為粗糙化表面，以達到擴散結構140所具有的擴散效果。
除了第二斜面上所配置的吸光結構130外，上述的投影屏幕100例如還包括吸光層150。吸光層150配置於基材110的第二表面112。吸光層150的材質例如是黑色塗料、摻雜黑色材料的膠體或者是其他具有高光吸收率的材料。在投影屏幕100上可能會有投影光束Lm能量較集中的區域而產生輕微亮線的情形，吸光層150可以淡化亮線，以提升投影屏幕100整體亮度均勻性，此外，吸光層150也可以幫助吸收環境光Le。
圖4是本創作另一實施例的投影屏幕的使用示意圖。圖5A是圖4的投影屏幕的局部示意圖。請參考圖4及圖5A，本實施例的投影屏幕100a與上述的投影屏幕100結構及優點相似，以下僅針對其結構的主要差異處進行說明。本實施例的投影屏幕100a中，各吸光結構130a從第二斜面122延伸至相鄰的另一稜鏡結構120的第一斜面121。為方便說明，圖5A僅示出兩個稜鏡結構120，並非限制稜鏡結構120的數量。
上述的各吸光結構130a例如包括第一接合面131、第二接合面132以及鄰接於第一接合面131與第二接合面132之間的吸光表面133。第一接合面131接合於對應的稜鏡結構120的第二斜面122，第二接合面132接合於對應的稜鏡結構120的第一斜面121。第一接合面131具有遠離基板110的第一表面111的第一端點P1，第二接合面132具有遠離基板110的第一表面111的第二端點P2。第一端點P1與基板110的第一表面111之間具有第一距離H1，第一距離H1為第一端點P1至第一表面111的垂直距離，第二端點P2與基板110的第一表面111之間具有第二距離H2，第二距離H2為第二端點P2至第一表面111的垂直距離。第一距離H1例如大於第二距離H2。吸光表面133例如為平面。藉由這種設計方式，可以使吸光結構130a容易吸收多數的環境光Le，以改善環境光Le反射至觀賞者U的情形，如同上述的吸光結構130所能達到的效果。
圖5B及圖5C是圖5A的其他實施例的示意圖。請參考圖5B及圖5C，上述的吸光結構130a在設計方式上並無特別的限制，只要能使吸光結構130a易於吸收多數的環境光Le即可。舉例而言，第一距離H1亦可等於第二距離H2（如圖5B所示），或者各吸光結構130a的吸光表面133為圓弧彎曲朝向基材的第一表面111內凹的曲面（如圖5C所示）。
上述的投影屏幕的各實施例100、100a中，藉由稜鏡結構120、120a與吸光結構130、130a的搭配，而能將多數投影光束Lm反射至觀賞者U，將投影光束Lm有效率地利用，以提升影像畫面的亮度；而多數的環境光Le則被吸收以改善環境光Le反射至觀賞者U的情形，以提升影像畫面的對比度。以下將藉由實驗說明本創作相較於一般市售的產品在對比度上的提升。
圖6是本創作一實施例的投影屏幕的影像畫面對比度實驗的示意圖。請參考圖6，實驗是以上述實施例的投影屏幕100a來進行，實驗分為暗室白與明室黑兩階段，在暗室白階段中，並無來自外界的環境光Le，僅投影機10的投影光束Lm照射到投影屏幕100a，再反射至觀賞者U，此時量測投影屏幕100a的P5點（即正中央的位置）的輝度值，計為B1。在明室黑階段中，僅有來自外界的環境光Le照射到投影屏幕100a，再反射至觀賞者U，投影機10為關閉狀態，此時量測投影屏幕100a的P5點的輝度值，計為B2。將上述的輝度值代入公式：（B1+B2）/B2，所得的值CR即為影像畫面的對比度。
本創作實施例的投影屏幕100a與一般市售無結構的產品的實驗結果如下列表1所示。 表1 <TABLE border="1" borderColor="#000000" width="85%"><TBODY><tr><td> </td><td> 輝度值B1 </td><td> 輝度值B2 </td><td> 對比度CR </td></tr><tr><td> 一般市售無結構的產品 </td><td> 99.9 </td><td> 40.1 </td><td> 3.49 </td></tr><tr><td> 本創作實施例的投影屏幕100a </td><td> 62.8 </td><td> 7.27 </td><td> 9.64 </td></tr></TBODY></TABLE>輝度值單位： Nits 從上述實驗結果中可看出本創作實施例的投影屏幕100a的影像畫面的對比度高於一般市售無結構的產品，表示相較於一般市售的產品，本創作實施例的投影屏幕100a在畫面色彩的呈現上較為真實。
綜上所述，本創作實施例的投影屏幕，由於稜鏡結構在角度設計上第一夾角小於或等於第二夾角，可使第一斜面接收多數投影光束並反射至觀賞者，將投影光束有效率地利用，以提升影像畫面的亮度，而第二斜面則能接收多數環境光，並且由於第二斜面至少一部分配置有吸光結構，因此能吸收環境光，如此能改善環境光被反射至觀賞者的情形，此外，即使第一斜面接收到環境光，也因為第一夾角與第二夾角的角度設計，使環境光不易被反射至觀賞者，因此能提升影像畫面的對比度，所以本創作實施例的投影屏幕能提升影像畫面的品質。
惟以上所述者，僅為本創作之較佳實施例而已，當不能以此限定本創作實施之範圍，即大凡依本創作申請專利範圍及新型說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本創作專利涵蓋之範圍內。另外，本創作的任一實施例或申請專利範圍不須達成本創作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，並非用來限制本創作之權利範圍。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。
10‧‧‧投影機
100、100a‧‧‧投影屏幕
110‧‧‧基材
111‧‧‧第一表面
112‧‧‧第二表面
120、120a‧‧‧稜鏡結構
121‧‧‧第一斜面
122‧‧‧第二斜面
123‧‧‧底面
130、130a‧‧‧吸光結構
131‧‧‧第一接合面
132‧‧‧第二接合面
133‧‧‧吸光表面
140‧‧‧擴散結構
141‧‧‧擴散粒子
142‧‧‧表面
150‧‧‧吸光層
B1、B2‧‧‧輝度值
CR‧‧‧對比度
D1‧‧‧第一方向
D2‧‧‧分佈方向
D3‧‧‧延伸方向
H1‧‧‧第一距離
H2‧‧‧第二距離
Le‧‧‧環境光
Lm‧‧‧投影光束
P1‧‧‧第一端點
P2‧‧‧第二端點
U‧‧‧觀賞者
θ1‧‧‧第一夾角
θ2‧‧‧第二夾角
θ3‧‧‧頂角
圖1是本創作一實施例的投影屏幕的使用示意圖。 圖2A及圖2B是本創作的稜鏡結構的其他實施例的示意圖。 圖3是本創作一實施例之多個稜鏡結構的分布示意圖。 圖4是本創作另一實施例的投影屏幕的使用示意圖。 圖5A是圖4的投影屏幕的局部示意圖。 圖5B及圖5C是圖5A的其他實施例的示意圖。 圖6是本創作一實施例的投影屏幕的影像畫面對比度實驗的示意圖。

Claims (16)

  1. 一種投影屏幕，適於接收一投影機所提供的一投影光束以及來自外界的一環境光，該投影屏幕包括： 一基材，包括一第一表面以及與該第一表面相對的一第二表面，其中該第一表面靠近該投影機，該第二表面遠離該投影機； 多個稜鏡結構，配置於該基材的該第一表面，且各該些稜鏡結構包括朝彼此傾斜的一第一斜面與一第二斜面以及連接於該第一斜面與該第二斜面之間的一底面，該第一斜面適於接收並反射該投影光束，該底面接合於該基材的該第一表面，且該第一斜面與該底面之間具有一第一夾角，該第二斜面與該底面之間具有一第二夾角，該第一夾角小於或等於該第二夾角；以及 多個吸光結構，分別配置於各該些稜鏡結構的該第二斜面的至少一部分上，該些吸光結構適於吸收該環境光。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的投影屏幕，其中該第一夾角的角度為θ1，且10度≦θ1≦50度，該第二夾角的角度為θ2，且50度≦θ2≦90度。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的投影屏幕，還包括一擴散結構，配置於該些稜鏡結構的該些第一斜面、該些第二斜面與該些吸光結構，且該擴散結構沿著該些第一斜面與該些第二斜面而形成一連續彎曲結構。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的投影屏幕，其中該些稜鏡結構的該些第一斜面與該些第二斜面分別為粗糙化表面。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的投影屏幕，其中各該些稜鏡結構的該第一斜面為一第一曲面，該第二斜面為一第二曲面。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的投影屏幕，還包括一吸光層，配置於該基材的該第二表面。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的投影屏幕，其中各該些吸光結構從該第二斜面延伸至相鄰的另一該稜鏡結構的該第一斜面。
  8. 如申請專利範圍第7項所述的投影屏幕，其中各該些吸光結構包括一第一接合面、一第二接合面以及鄰接於該第一接合面與該第二接合面之間的一吸光表面，該第一接合面接合於對應的該第二斜面，該第二接合面接合於對應的該第一斜面，該第一接合面具有遠離該第一表面的一第一端點，該第二接合面具有遠離該第一表面的一第二端點，該第一端點與該第一表面之間具有一第一距離，該第二端點與該第一表面之間具有一第二距離，且該第一距離大於或等於該第二距離。
  9. 如申請專利範圍第8項所述的投影屏幕，其中各該些吸光結構的該吸光表面為一平面。
  10. 如申請專利範圍第8項所述的投影屏幕，其中各該些吸光結構的該吸光表面為圓弧彎曲朝向該基材的該第一表面內凹的一曲面。
  11. 如申請專利範圍第1項所述的投影屏幕，其中該些稜鏡結構沿著一分佈方向排列，且各該些稜鏡結構為沿著一延伸方向延伸的一柱狀結構，該分佈方向與該延伸方向彼此不平行。
  12. 如申請專利範圍第11項所述的投影屏幕，其中各該些柱狀結構為彎曲柱狀體，且該些柱狀結構沿著該分佈方向呈同心半圓排列。
  13. 如申請專利範圍第11項所述的投影屏幕，其中各該些柱狀結構為三角形柱狀體，該三角形柱狀體包括遠離該底面的一頂角以及彼此相對的二底角。
  14. 如申請專利範圍第13項所述的投影屏幕，其中該三角形柱狀體的該頂角為一圓導角。
  15. 如申請專利範圍第11項所述的投影屏幕，其中各該些柱狀結構為多邊形柱狀體，該多邊形柱狀體包括遠離該底面的多個頂角以及彼此相對的二底角。
  16. 如申請專利範圍第15項所述的投影屏幕，其中該多邊形柱狀體的各該些頂角為一圓導角。
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