專利名稱：背投影屏幕的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種背投影屏幕，更具體地說，本發(fā)明涉及一種使來自投影儀的圖像從其后表面?zhèn)鬏敳⑼ㄟ^具有在其上形成的微細棱鏡的光學片折射、然后在其前表面上形成的光學膜的散射層上散射從而使觀看者能夠通過前表面觀看該圖像的背投影屏幕。
背景技術(shù)：
投影屏被廣泛用于顯示來自投影儀等的投影像。這樣的投影屏包括透射式背投影屏幕和反射式投影屏幕。這種投影屏要求具備下述兩個重要因素。第一，在觀看者一側(cè)應存在很少的外界光(日光或周圍的光線)的表面反射，這樣不會產(chǎn)生表面反射圖像。第二，應確保黑電平，這樣可獲得較高的對比率。
本發(fā)明涉及一種用于將投影像從投影儀顯示至顯示窗口或玻璃窗口的內(nèi)表面上的透射式投影屏幕。也就是說，將來自投影儀的圖像投射至該屏幕的后表面上。這種類型的屏幕已被實際用作在其上顯示布告、廣告、圖像信息等的透射式背投影屏幕。
然而，傳統(tǒng)的背投影屏幕存在的問題在于觀看者逆著強烈外界光或在玻璃窗口表面上形成的反射圖像不能看到圖像，并且在明亮的光線諸如日光下，從觀看者一側(cè)看到的投影像變成了具有較低對比度的不清楚的圖像。
傳統(tǒng)的背投影屏幕是一種包括面對投影儀的光散射和用于向背投影屏幕的前面折射來自投影儀的光線的微細棱鏡光學片的多層片屏幕。在背投影屏幕中，在微細棱鏡的上表面上印刷了具有光屏蔽特性的墨水，從而克服由外界光引起的對比度降低。然而，由于在微細棱鏡的上表面上印刷具有光屏蔽特性的墨水存在困難，所以難以制造背投影屏幕。此外，因為來自投影儀的光線首先通過散射層散射，然后通過微細棱鏡光學片向觀看者一側(cè)折射，由于在該屏幕的前表面上形成的光屏蔽印刷層所以產(chǎn)生了光損失，由此降低了屏幕的亮度。
此外，將常規(guī)的LED燈設置在顯示區(qū)域的圖像顯示裝置被廣泛地用作大型圖像顯示裝置，但是這種圖像顯示裝置是非常昂貴的而且安裝它要花費大量的時間。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題因此，設計本發(fā)明以解決上述問題。本發(fā)明的第一目的是提供一種新的背投影屏幕，其中，在觀看者一側(cè)不存在從該屏幕的表面反射的圖像，并且即使在諸如日光下的明亮環(huán)境中，也可獲得具有高的黑電平的非常清晰的彩色圖像；來自投影儀的光線首先通過微細棱鏡光學片向該屏幕的前面折射，然后通過光散射層散射，這樣可降低光損失，從而提高該屏幕的亮度；以及在平的光散射層上印刷具有光屏蔽特性的墨水，使得該屏幕可易于制造，從而可以以低成本制造大型屏幕。
本發(fā)明的第二目的是提供一種通過使用包括在垂直方向上具有連續(xù)可變角度的微細棱鏡的光學片而能夠阻止幻像現(xiàn)象的出現(xiàn)的背投影屏幕。
本發(fā)明的第三目的是提供一種使用微細非球面透鏡層而可以具有更寬視角的背投影屏幕。
技術(shù)方案本發(fā)明的第一目的可通過一種通過接收在后面投射的光線而使觀看者可以在正面觀看圖像的背投影屏幕而達到，該背投影屏幕包括透明板；光學片，其熱壓在透明板的后表面上，并且包括多個從一側(cè)到另一側(cè)形成的并彼此平行的微細棱鏡，以折射光線并引導該折射的光線至正面，各個微細棱鏡向后面突出；散射膜，其與透明板的前表面結(jié)合，并且包括透明膜以及在該透明膜的前表面和后表面上形成的散射層，以全方向地使通過光學片折射的光線色散并散射；以及光屏蔽印刷層，其彼此水平平行地形成在散射層的上表面上，并且面對在光學片的微細棱鏡之間的部分。
本發(fā)明的第二目的可通過上述背投影屏幕而達到，其中，微細棱鏡是不同角度的微細棱鏡，相對于透明板的后表面形成的微細棱鏡的角度在垂直方向上5至65度的范圍內(nèi)連續(xù)變化，從而在整體上形成梯度。
本發(fā)明的第三目的可通過上述背投影屏幕而達到，其中，該屏幕具有在光屏蔽印刷層之間形成的延長的微細非球面透鏡層。
根據(jù)為達到本發(fā)明目的的技術(shù)方案，提供了一種通過接收在后面投射的光線而使觀看者可以在正面觀看圖像的背投影屏幕，該背投影屏幕包括透明板；光學片，其熱壓在透明板的后表面上，并且包括多個從一側(cè)到另一側(cè)形成的并彼此平行的微細棱鏡，以折射光線并引導該折射的光線至正面，各個微細棱鏡向后面突出；散射膜，其與透明板的前表面結(jié)合，并且包括透明膜以及在該透明膜的前表面和后表面上形成的散射層，以全向地使通過光學片折射的光線色散并散射；以及光屏蔽印刷層，其彼此水平平行地形成在散射層的上表面上，并且面對在光學片的微細棱鏡之間的部分。
優(yōu)選的是，所述屏幕具有在光屏蔽印刷層之間形成的延長的微細非球面透鏡層。
而且，所述微細棱鏡可為固定角度的微細棱鏡，該微細棱鏡的角度相對于透明板的后表面是不變的。
此外，所述微細棱鏡可為不同角度的微細棱鏡，相對于透明板的后表面形成的微細棱鏡的角度在垂直方向上5至65度的范圍內(nèi)連續(xù)變化，從而在整體上形成梯度。
優(yōu)選的是，所述散射膜的散射層是通過涂覆并干燥混合有白色粉末和丙烯酸粘合劑的溶液形成的。
更優(yōu)選的是，所述白色粉末選自包括二氧化鈦、二氧化硅、碳酸鈣、氫氧化鋁或其組合的組。
有益效果在上述根據(jù)本發(fā)明的背投影屏幕中，即使在諸如日光下的明亮環(huán)境中，在觀看者一側(cè)也不存在表面上的反射圖像，并且可獲得具有高的黑電平非常清晰的的彩色圖像。
而且，從投影儀中發(fā)出的光線首先通過微細棱鏡光學片被折射、然后被散射，從而可以以低成本制造具有較小光損失的大型屏幕。
此外，本發(fā)明具有以下優(yōu)點使用不同角度的微細棱鏡阻止了幻像現(xiàn)象的出現(xiàn)，并且使用微細非球面透鏡層可確保更寬的視角。


由下述結(jié)合附圖給出的優(yōu)選實施方式的描述，本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點將變得顯而易見，其中圖1為舉例說明根據(jù)本發(fā)明的實施方式的背投影屏幕的安裝實例的視圖；圖2為根據(jù)本發(fā)明的第一實施方式的背投影屏幕的縱向剖視圖；圖3為根據(jù)本發(fā)明的第二實施方式的背投影屏幕的縱向剖視圖；圖4為根據(jù)本發(fā)明的第三實施方式的背投影屏幕的縱向剖視圖；圖5為根據(jù)本發(fā)明的第四實施方式的背投影屏幕的縱向剖視圖；圖6為示出根據(jù)本發(fā)明的實施方式的背投影屏幕的微細棱鏡光學片的結(jié)構(gòu)和作用的視圖；圖7為示出示根據(jù)本發(fā)明的實施方式的背投影屏幕的光屏蔽印刷層的結(jié)構(gòu)和作用的視圖；圖8為應用于根據(jù)本發(fā)明的第二和第四實施方式的背投影屏幕的不同角度的微細棱鏡光學片的縱向剖視圖；
圖9為示出投射至根據(jù)本發(fā)明的第三實施方式的背投影屏幕上的光線的路徑的視圖；圖10為應用于根據(jù)本發(fā)明的第一和第三實施方式的背投影屏幕的固定角度的微細棱鏡光學片的透視圖；以及圖11為應用于根據(jù)本發(fā)明的第二和第四實施方式的背投影屏幕的不同角度的微細棱鏡光學片的透視圖。
具體實施例方式
下文，將參考附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施方式進行詳細的描述。
盡管為了全面理解本發(fā)明而在此描述和在附圖中舉例說明了優(yōu)選實施方式，但是應該理解的是，所述實施方式僅用于舉例說明本發(fā)明而描述，而本發(fā)明并不受其限制。另外，在此將省略對可能致使本發(fā)明的保護范圍不清楚的已知功能和結(jié)構(gòu)的詳細描述。
圖1為示出根據(jù)本發(fā)明的實施方式的背投影屏幕的布置的視圖，其中附圖標記1指根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施方式的背投影屏幕，以及附圖標記P指用于發(fā)出組成圖像的光線的投影儀。
如附圖所示，觀看者位于窗口(顯示窗口)的外面，并且根據(jù)本發(fā)明的實施方式的背投影屏幕1安裝在接近窗口的戶內(nèi)。此外，用于發(fā)出組成圖像的光線的投影儀P安裝在與屏幕1后面隔開的位置上方的天花板上。因此，觀看者能夠在戶外通過窗口觀看在屏幕1上顯示的圖像。
圖2為根據(jù)本發(fā)明的第一實施方式的背投影屏幕的縱向剖視圖。根據(jù)第一實施方式的背投影屏幕1包括具有50～150μm厚度的透明板3；具有250～500μm厚度的光學片8，其熱壓在透明板3的后表面上，并且包括多個連續(xù)地從一側(cè)到另一側(cè)設置的并彼此平行的固定角度的微細棱鏡5，以折射光線并引導該折射的光線向前，微細棱鏡5是向后面突出形成的，并且具有相同的形狀和50～500μm的尺寸(三角形的底部的尺寸或相鄰的微細棱鏡的拐角處之間的距離)；具有50～150μm厚度的散射膜20，其與透明板3的前表面結(jié)合，并且包括透明膜2以及在透明膜的前表面和后表面上形成的散射層6，以全方向地使通過光學片8折射的光線色散并散射；以及光屏蔽印刷層4，其形成在散射層6的上表面上，從而在光學片8的固定角度的微細棱鏡5之間的位置上彼此水平平行并具有10～15μm的厚度。
優(yōu)選的是，透明板3由具有高的透光率的材料制備，諸如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)片。此外，優(yōu)選的是，透明膜2和光學片8由撓性材料制備，從而使本發(fā)明的整個背投影屏幕1可以向上卷起并保存。
然而，位于透明板3和散射膜20之間的粘合層7可為由粘合劑形成的粘合層。在此情況下，散射膜20和光學片8可分離地被結(jié)合在透明板3上。因此，方格玻璃(a pane of a window)可直接用作透明板3，與散射層6一起形成的散射膜20和光屏蔽印刷膜20可粘附在窗口的外側(cè)，并且具有在其上形成的微細棱鏡5的光學片8可使用額外的粘合劑或結(jié)合劑粘附或結(jié)合在窗口的內(nèi)側(cè)。這種所得到的組合能夠用作背投影屏幕1。
此外，在散射膜20上制備的散射層6是通過涂覆并干燥混合有白色粉末和丙烯酸粘合劑的溶液形成的，這是常規(guī)的方法。諸如聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)或聚碳酸酯(PC)的材料可用作透明板3。
選自包括二氧化鈦、二氧化硅、碳酸鈣、氫氧化鋁或其組合的組的材料可用作白色粉末。
圖6為示出根據(jù)本發(fā)明的實施方式的背投影屏幕的微細棱鏡光學片及其作用的視圖，圖10為應用于根據(jù)本發(fā)明的第一和第三實施方式的背投影屏幕的固定角度的微細棱鏡光學片的透視圖。從圖6和圖10可見，從投影儀P發(fā)出的光線由光學片8的微細棱鏡5折射并向透明板3傳送，以及在光學棱鏡8上連續(xù)地設置具有相同形狀和尺寸(三角形底部的尺寸或在相鄰微細棱鏡的拐角處之間的距離為50～500μm)的棱鏡5。
此外，圖7為示出根據(jù)本發(fā)明的實施方式的背投影屏幕的光屏蔽印刷層及其作用的視圖。日光(外界光)在根據(jù)本發(fā)明的實施方式的背投影屏幕1的前表面上不被反射，而是大部分被光屏蔽印刷層4所吸收，從而阻止由于反射光觀看者不能完全地觀看到圖像的現(xiàn)象。
如上所述，因為將光屏蔽印刷層4設置成不面對微細棱鏡5而面對在微細棱鏡之間的部分，所以它們不會截斷由微細棱鏡5折射的光線。因此，通過具有在其上表面上形成的光屏蔽層4的散射層6散射由微細棱鏡5折射的光線。因此，在形成圖像時，密集的線性圖像成分的組合實現(xiàn)了一個圖像。
換句話說，從投影儀P發(fā)出的光線首先由光學片8的微細棱鏡5折射，然后穿過透明板3。穿過透明板3的光線在散射膜20的白色散射層6上形成圖像。因此，減少了光損失并改善了亮度。因為散射層6設置在微細棱鏡5的前面，所以在光學上廣泛地散射從投影儀P投射出的圖像，從而可以向觀看者提供具有較寬視角的圖像。
圖3為根據(jù)本發(fā)明的第二實施方式的背投影屏幕的縱向剖視圖。除了光學片8’的微細棱鏡5’的角度α、β和γ相對于透明板3的后表面在垂直方向上5至65度的范圍內(nèi)連續(xù)變化，以在整體上形成梯度使得從投影儀P發(fā)出的光線被準確地(一致地)折射并被向前引導，從而阻止幻像現(xiàn)象之外，這個實施方式的結(jié)構(gòu)與第一實施方式的結(jié)構(gòu)相同。
圖8為應用于根據(jù)本發(fā)明的第二和第四實施方式的背投影屏幕的不同角度的微細棱鏡光學片的視圖，以及圖11為不同角度的微細棱鏡光學片的透視圖。可以看出，從投影儀P發(fā)出的光線由光學片8’的不同角度的微細棱鏡5’折射，在光學片8上以規(guī)則的間隔設置棱鏡5’，并且相對于透明板3的后表面形成的微細棱鏡5’的角度α、β和γ連續(xù)變化，從而在整體上形成梯度。在該實施方式中，確定α＞β＞γ的關(guān)系，從而使微細棱鏡5’的較低的微細棱鏡進一步突出，因此光學片8的較低部分變得更厚，這產(chǎn)生了在整體上具有梯度的傾斜屏幕1。
使用不同角度的微細棱鏡5′，從投影儀P發(fā)出的為點光源的光線可被折射以更準確地被向前引導。原因在于從點光源射出至屏幕1上的光線的入射角根據(jù)點光源的位置和屏幕1上的位置而連續(xù)地變化，因此，為了確?？梢栽谒形恢靡圆煌嵌日凵涔饩€并向前引導，各個微細棱鏡5′的角度應該根據(jù)變化的光線入射角而變化。這使得在屏幕1上的圖像更亮，導致了改善的亮度，并且還阻止了在使用固定角度的微細棱鏡5時可能發(fā)生的幻像現(xiàn)象的出現(xiàn)。
圖4為根據(jù)本發(fā)明的第三實施方式的背投影屏幕的縱向剖視圖。除了在光屏蔽印刷層4之間形成橫向延長的微細非球面透鏡層9之外，這個實施方式的結(jié)構(gòu)與第一實施方式的結(jié)構(gòu)相同。
圖9為示出投射至根據(jù)本發(fā)明的第三實施方式的背投影屏幕上的光線的路徑的視圖。從投影儀P發(fā)出的光線由光學片8的微細棱鏡5折射，然后穿過透明板3。穿過透明板3的光線在散射膜20的白色散射層6上形成圖像。在散射層6上形成的圖像在垂直方向被折射，并被引向微細非球面透鏡層9，從而可以向觀看者提供具有較寬視角的最后的圖像。
圖5為根據(jù)本發(fā)明的第四實施方式的背投影屏幕的縱向剖視圖。如應用于第二實施方式，除了光學片8’的微細棱鏡5’的角度α、β和γ相對于透明板3的后表面在垂直方向上5至65度的范圍內(nèi)連續(xù)變化，以在整體上形成梯度使得從投影儀P發(fā)出的光線被準確地(一致地)折射并被向前引導，從而確保較寬的視角并阻止幻像現(xiàn)象之外，這個實施方式的結(jié)構(gòu)與第三實施方式的結(jié)構(gòu)相同。
工業(yè)實用性在上述根據(jù)本發(fā)明的背投影屏幕中，即使在諸如日光下的明亮環(huán)境中，在觀看者一側(cè)也不存在表面上的反射圖像，并且可獲得具有高的黑電平的非常清晰的彩色圖像。
此外，從投影儀發(fā)出的光線首先通過微細棱鏡光學片被折射，然后被散射，從而可以以低成本制造具有較小光損失的大型屏幕。
此外，本發(fā)明具有以下優(yōu)點使用不同角度的微細棱鏡阻止了幻像現(xiàn)場的出現(xiàn)，并且使用微細非球面透鏡層可確保較寬的視角。
權(quán)利要求
1.一種通過接收在后面投射的光線使觀看者可以在正面觀看圖像的背投影屏幕，其包括透明板；熱壓在所述透明板的后表面上的光學片，該光學片包括多個從一側(cè)到另一側(cè)形成的并彼此平行的微細棱鏡，以折射光線并引導該折射的光線至正面，各個所述微細棱鏡向后面突出；與所述透明板的前表面結(jié)合的散射膜，該散射膜包括透明膜以及在所述透明膜的前表面和后表面上形成的散射層，以全方向地使通過光學片折射的光線色散并散射；以及彼此水平平行地在所述散射層的上表面上形成的光屏蔽印刷層，該光屏蔽印刷層面對所述光學片的微細棱鏡之間的部分。
2.如權(quán)利要求1所述的背投影屏幕，其中，所述屏幕具有在所述光屏蔽印刷層之間形成的延長的微細非球面透鏡層。
3.如權(quán)利要求1所述的背投影屏幕，其中，相對于所述透明板的后表面，所述微細棱鏡具有固定的角度。
4.如權(quán)利要求2所述的背投影屏幕，其中，相對于所述透明板的后表面，所述微細棱鏡具有固定的角度。
5.如權(quán)利要求1所述的背投影屏幕，其中，所述微細棱鏡為不同角度的微細棱鏡，相對于所述透明板的后表面形成的角度在垂直方向上5至65度的范圍內(nèi)連續(xù)變化，從而在整體上形成梯度。
6.如權(quán)利要求2所述的背投影屏幕，其中，所述微細棱鏡為不同角度的微細棱鏡，相對于所述透明板的后表面形成的角度在垂直方向上5至65度的范圍內(nèi)連續(xù)變化，從而在整體上形成梯度。
7.如權(quán)利要求1所述的背投影屏幕，其中，所述散射膜的散射層是通過涂覆并干燥混合有白色粉末和丙烯酸粘合劑的溶液而形成的。
8.如權(quán)利要求2所述的背投影屏幕，其中，所述散射膜的散射層是通過涂覆并干燥混合有白色粉末和丙烯酸粘合劑的溶液而形成的。
9.如權(quán)利要求3所述的背投影屏幕，其中，所述散射膜的散射層是通過涂覆并干燥混合有白色粉末和丙烯酸粘合劑的溶液而形成的。
10.如權(quán)利要求4所述的背投影屏幕，其中，所述散射膜的散射層是通過涂覆并干燥混合有白色粉末和丙烯酸粘合劑的溶液而形成的。
11.如權(quán)利要求5所述的背投影屏幕，其中，所述散射膜的散射層是通過涂覆并干燥混合有白色粉末和丙烯酸粘合劑的溶液而形成的。
12.如權(quán)利要求6所述的背投影屏幕，所述散射膜的散射層是通過涂覆并干燥混合有白色粉末和丙烯酸粘合劑的溶液而形成的。
13.如權(quán)利要求7所述的背投影屏幕，其中，所述白色粉末選自包括二氧化鈦、二氧化硅、碳酸鈣、氫氧化鋁或其組合的組。
14.如權(quán)利要求8所述的背投影屏幕，其中，所述白色粉末選自包括二氧化鈦、二氧化硅、碳酸鈣、氫氧化鋁或其組合的組。
15.如權(quán)利要求9所述的背投影屏幕，其中，所述白色粉末選自包括二氧化鈦、二氧化硅、碳酸鈣、氫氧化鋁或其組合的組。
16.如權(quán)利要求10所述的背投影屏幕，其中，所述白色粉末選自包括二氧化鈦、二氧化硅、碳酸鈣、氫氧化鋁或其組合的組。
17.如權(quán)利要求11所述的背投影屏幕，其中，所述白色粉末選自包括二氧化鈦、二氧化硅、碳酸鈣、氫氧化鋁或其組合的組。
18.如權(quán)利要求12所述的背投影屏幕，其中，，所述白色粉末選自包括二氧化鈦、二氧化硅、碳酸鈣、氫氧化鋁或其組合的組。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種通過接收在后面投射的光線而使觀看者可以在正面觀看圖像的背投影屏幕(1)。所述背投影屏幕包括透明板(3)；光學片(8，8′)，其熱壓在透明板(3)的后表面上并且包括多個從一側(cè)到另一側(cè)形成的并彼此平行的微細棱鏡(5，5′)，以折射光線并引導該折射的光線至正面，各個微細棱鏡向后面突出；散射膜(20)，其與透明板(3)的前表面結(jié)合，并且包括透明膜(2)以及在該透明膜的前表面和后表面上形成的散射層(6)，以全方向地使通過光學片(8，8′)折射的光線色散并散射；以及光屏蔽印刷層(4)，其彼此水平平行地形成在散射層(6)的上表面上，并且面對光學片(8，8′)的微細棱鏡(5，5′)之間的部分。根據(jù)如此設置的本發(fā)明的背投影屏幕，即使在諸如日光下的明亮環(huán)境中，在觀看者一側(cè)也不存在表面上的反射圖像，并且可以獲得具有高的黑電平的非常清晰的彩色圖像。此外，通過首先由微細棱鏡光學片折射從投影儀發(fā)出的光線、然后散射該折射的光線，可以以低成本制造具有較小光損失的大型屏幕。
文檔編號G03B21/62GK1898602SQ200580001287
公開日2007年1月17日 申請日期2005年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月4日
發(fā)明者尹敬準, 金漢必, 李根熙, 金旭, 邊錫柱 申請人:Lg化學株式會社, 因賽德光學株式會社