TWI385467B - Optical projection screen - Google Patents

Description

光學投影螢幕

本發明是有關於一種螢幕，特別是指一種抗光性好、高黑白對比度、增益高，及半增益值的視角可達175度以上的光學投影螢幕。

參閱圖1，投影螢幕1一般多用在電影院、會議室、家庭劇院，將來自一投影機11的一投射光12，利用漫射或反射的方式呈現在投影螢幕1上。在該投射光12的方向固定、光通量不變的情況下，投影螢幕1漫射及反射光束的亮度與該投射光12的比值稱為投影螢幕1增益值(Gain)。而在水平方向，投影螢幕1的增益值由中心向外逐漸遞減，定義一可觀賞半增益值(Half Gain)的角度為半增益視角θ。

由於一般的投影螢幕1易漫射或反射周遭其他光源，因此在投影時需要在較為黑暗的環境才能得到較好的視覺效果，但這對教學或會議室的場合中觀眾卻難使用紙筆書寫文字，因此便有業者進一步進行改良。

配合參閱圖2，為美國專利第US6,747,796號專利案，該專利案揭露了一種在投影螢幕1的一本體10表面塗佈一層微玻璃珠粒子13的技術方案，利用該等微玻璃珠粒子13的折射圓面將一定之投影光折射至觀看者上，提高該投影螢幕1的增益值，但也由於其圓面結構，容易折射其它外來光線，使得投影螢幕1的半增益視角約在40~70度之間，不僅可視角變的窄小，亦無法滿足人數較多的場合使用 。

因此，習知技術確實具有下列嚴重的缺點：

一、抗光性差

傳統投影螢幕1容易漫射或反射周遭其他光源，因此在投影時，需要在較為黑暗的環境才能得到較好的視覺效果，故抗光性差。

二、增益高可視角卻窄小

美國專利US6,747,796號案雖然可以提高傳統投影螢幕1的增益值，使其抗光性獲得改善，但也因其圓面結構容易折射其它的外部光線，使得視角在40~70度之間增益值才有明顯增加的效果，因此視角變的相當窄小。

三、使用環境受限

承上所述，由於視角變的窄小，所以不適合在觀眾散落廣佈的觀賞環境下使用，因此該投影螢幕1的泛用性差，難以符合不同的使用需求。

四、低黑白對比度

由於受到外來光線之反射及折射，且沒有提高彩色飽和與黑白對比度的功能，因此呈現的影像為低彩色飽和度和低黑白對比度。

因此，本發明之目的，即在提供一種可以抗光性好、增益高、高彩色飽和度，及半增益的視角可達175度以上的光學投影螢幕。

於是，本發明光學投影螢幕，包含一基膜、一透鏡層、一反射層、一表面膜、一擴散層、一底膜，及二感壓膠層。

該透鏡層形成於該基膜上，且具有多數微透鏡結構。該反射層形成於該透鏡層上，用於將一入射光反射並改變角度成一反射光。該表面膜位於該反射層上，有高透光率並使該反射光透出。該擴散層形成於該表面膜上，且表面呈凹凸不平整狀有抗炫光、抗刮的功效，該擴散層並具有多數奈米級的黑色顆粒。而該底膜位於基膜底部且具有一鄰近該基膜且不透光的塗料部，及一與該塗料部連接的保護部。而該等感壓膠層分別位於該底膜與該基膜之間，及該反射層與該表面膜之間，該感壓膠層具有高透光率，用以貼合該底膜與該基膜，及該反射層與該表面膜。

本發明之有益功效在於：該反射層將一來自投影機的入射光改變角度並反射為一出射光，並由凸面鏡原理擴大該反射光的反射角度，同時提高增益值，再利用該擴散層表面呈凹凸不平整狀，使該出射光擴散、增加視角及高彩色飽和度，並能避免外在光線的干擾，因此抗光性好、增益高，及半增益值的視角可達175度以上，所以泛用性高可以滿足不同的使用場合。

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個較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。

參閱圖3與圖4，為本發明光學投影螢幕200之較佳實施例。該較佳實施例包含一基膜2、一位於該基膜2底部的底膜3、一形成於該基膜2上的透鏡層4、一形成於該透鏡層4上的反射層5、一位於該反射層5上的表面膜6、一形成於該表面膜6上的擴散層7、一形成在該擴散層7上的抗炫光抗刮層72，及二分別位於該基膜2與底膜3及該反射層5與表面膜6之間的感壓膠層8。

該底膜3具有一鄰近該基膜2且不透光的塗料部31，及一與該塗料部31連接的保護部32。該塗料部31可避免一入射光91穿透過該基膜2造成光線的損失，與避免來自該光學投影螢幕200背面的光線影響投影效果，同時，該保護部32具有不易沾黏髒污、可清洗的優點。該透鏡層4之表面上形成有多數呈連續弧形的微透鏡結構41，且相鄰兩弧形之中心位置的間距為10μm~100μm。

該反射層5是以高反射率的金屬材質所製成，並選自於由下列所構成的群組：銀、鋁之高反射性材料，且厚度範圍為10nm~100nm。於本實施例中，該反射層5的材質是選自於銀，但不以此為限，所有的高反射率金屬皆應涵蓋在範圍內。因為該等微透鏡結構41的形狀，使該反射層5能將該入射光91反射並改變角度成一出射光92，同時提高該出射光92的增益值。

該表面膜6具有高透光率，並使該出射光92能透出。該擴散層7表面呈凹凸不平整狀，且具有多數奈米級且佔體積百分比0.1%~1%的黑色顆粒71。該抗炫光抗刮層72利 用微結構成型技術，使該抗炫光抗刮層72貼覆於該擴散層7的表面，且表面同樣呈凹凸不平整狀。當該出射光92經過該擴散層7時，利用該等黑色顆粒71佔有的體積百分比例，可調整該出射光92的黑白對比度與彩色飽和度，以因應不同需求的場合。另外，利用抗炫光抗刮層72之不平整的表面使該出射光92擴散射出、視角變大，能同時減少外來光線進入該擴散層7，避免外在光線的干擾，並具有抗刮的效果。

特別說明的是，若黑色顆粒71的比例太多(>1%)，該出射光92則會變得較為暗淡，若黑色顆粒71的比例太少(<0.1%)，則該出射光92會無明暗對比而顯得過亮，且圖3中該等奈米級黑色顆粒71的比例與大小僅為方便標示及說明用，並非以實際佔有比例、大小繪製。

至於該等感壓膠層8是分別位於該底膜3與該基膜2，以及該反射層5與該表面膜6之間，並且同樣具有高透光率，用以方便多層膜黏合與成形。

由於該底膜3、基膜2、表面膜6皆為可撓性材質所製成，因此本發明的光學投影螢幕200可彎曲捲收，易於收納、攜帶，並可組裝成多種的態樣，以因應不同的環境使用。

參閱圖5，為一增益/視角數據比較圖，在進行說明之前，需要注意的是，在水平方向，該光學投影螢幕200的增益值由中心向外逐漸遞減，定義一可觀賞半增益值(Half Gain)的角度為半增益視角。

其中，圖5中X軸表示視角，Y軸表示增益值。經本案發明人實測結果，一般的光學螢幕，在增益提高時，視角則會相對漸漸縮小，例如在增益值4的時候，半增益視角約只有30度(±15度)。然而，通過本發明光學投影螢幕200之結構設計可將增益值提高至3.5，但半增益視角仍可達175度(±87.5度)以上。

由以上說明可知，本發明光學投影螢幕200之較佳實施例確實具有下列優點：

一、防刮且抗光性佳

本發明抗炫光抗刮層72的表面呈凹凸不平整狀有抗刮的功效，並能夠減少外來光線進入該擴散層7，避免外來光線的干擾，因此抗光性佳。

二、增益值高、畫面對比及色彩飽和度佳

本發明之光學投影螢幕200利用該反射層5可提高該出射光92的增益值，且配合該擴散層7中所摻入的奈米級黑色顆粒71，使得該出射光92具有明亮的黑白對比及彩色飽和度。

三、視角大泛用性高且易於收納、攜帶

光學投影螢幕200的出射光92經利用該反射層5的凸面鏡原理及經過該擴散層7與抗炫光抗刮層72凹凸不平整的表面時，使該出射光92會更向外側擴散，視角變大，所以不論觀眾是座落於該光學投影螢幕200的正前方或是散落於大角度方位的區域中，都可以清楚地進行觀賞，同時，藉由抗光 性的優勢，不論所處環境光線明亮與否，皆不受影響。此外，該底膜3、基膜2、表面膜6皆為可撓性材質製成，可彎曲捲收，易於收納、攜帶。

綜上所述，本發明之光學投影螢幕200利用該反射層5將一來自投影機的入射光91反射為一出射光92，該出射光92經由該反射層5提高增益值及擴大反射角，再利用該擴散層7與抗炫光抗刮層72表面呈凹凸不平整狀，使該出射光擴散、增加視角，並能避免外在光線的干擾，因此抗光性好、增益高，及半增益值的視角可達175度以上，同時該擴散層7使該出射光92具有較佳的黑白對比度與飽和度，又能提供增加視角、抗光、抗刮的作用，故確實能達成本發明之目的。

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。

200‧‧‧光學投影螢幕

6‧‧‧表面膜

2‧‧‧基膜

7‧‧‧擴散層

3‧‧‧底膜

71‧‧‧黑色顆粒

31‧‧‧塗料部

72‧‧‧抗炫光抗刮層

32‧‧‧保護部

8‧‧‧感壓膠層

4‧‧‧透鏡層

91‧‧‧入射光

41‧‧‧微透鏡結構

92‧‧‧出射光

5‧‧‧反射層

圖1是一立體圖，說明一習知投影螢幕的使用方式；圖2是一剖面圖，說明該投影螢幕的一本體之表面塗佈多數微玻璃珠粒子；圖3是一立體圖，說明本發明光學投影螢幕之較佳實施例；圖4是一剖面圖，說明該較佳實施例之各層結構；及圖5是一數據圖，說明該較佳實施例的功效。

200‧‧‧光學投影螢幕

6‧‧‧表面膜

2‧‧‧基膜

7‧‧‧擴散層

3‧‧‧底膜

71‧‧‧黑色顆粒

31‧‧‧塗料部

72‧‧‧抗炫光抗刮層

32‧‧‧保護部

8‧‧‧感壓膠

4‧‧‧透鏡層

91‧‧‧入射光

41‧‧‧微透鏡結構

92‧‧‧出射光

5‧‧‧反射層

Claims (7)

1. 一種光學投影螢幕，包含：一基膜；一透鏡層，形成於該基膜上，且具有多數微透鏡結構；一反射層，塗佈於該透鏡層上，利用凸面鏡反射原理，使一入射光反射並成一角度更寬廣的反射光；一表面膜，位於該反射層上，有高透光率並使該反射光透出；一擴散層，形成於該表面膜上且表面呈凹凸不平整狀，該擴散層中並摻入有複數奈米級黑色顆粒，用以提高黑色對比度及彩色飽和度；一底膜，位於該基膜底部，該底膜具有一鄰近該基膜且不透光的塗料部，及一與該塗料部連接的保護部；及二感壓膠層，分別位於該底膜與該基膜之間，及該反射層與該表面膜之間，該感壓膠層具有高透光率，用以貼合該底膜與該基膜，及該反射層與該表面膜。
2. 根據申請專利範圍第1項所述之光學投影螢幕，其中，該透鏡層的微透鏡結構為多數個連續弧形，相鄰兩弧形之中心位置的間距為10μm-100μm。
3. 根據申請專利範圍第1項所述之光學投影螢幕，其中，該擴散層的該等黑色顆粒佔體積百分比為0.1%~1%。
4. 根據申請專利範圍第1項所述之光學投影螢幕，還包含 一抗炫光抗刮層，利用微結構成形技術形成在該擴散層的表面，且該抗炫光抗刮層的表面呈凹凸不平整狀。
5. 根據申請專利範圍第2項所述之光學投影螢幕，其中，該反射層的材質是以高反射率的金屬所製成，且厚度範圍為10nm~100nm。
6. 根據申請專利範圍第5項所述之光學投影螢幕，其中，該反射層的材質是選自於由下列所構成的群組：銀或鋁。
7. 根據申請專利範圍第6項所述之光學投影螢幕，其中，該底膜、基膜、表面膜皆為可撓性材質製成，可彎曲捲收，易於收納、攜帶。