光学投影屏幕的制作方法

本发明涉及一种光学投影屏幕，用于超短焦投影画面的显现，属于成像显示技术领域。

背景技术：

人眼所感知的精美画面直观显示在投影屏幕上，优质屏幕不仅需实现对投影画面的完整再现，还要广阔的视角、对色彩还原、对比度有促进作用，屏幕的好坏直接决定投影画面的完美程度，屏幕作为一个完整的投影显示系统是必不可少的组件。

现有在售的普通投影屏幕由于结构特性缺陷导致定向增益性不足及无环境光遮蔽能力，且色彩还原性差，无法实现超短焦投影的完美显现；在售的超短焦投影专用大尺寸屏幕大日本印刷株式会社(dnp)全球独家供货，以某品牌产品为例，其屏幕模式为菲涅耳光学膜片依靠厚重的刚性背板实现结构支撑，再辅以边框、挂架等配件制成的硬屏，而超短焦投影专用屏幕存在视角小的问题，严重限制了超短焦投影行业的发展。

光学投影屏幕的重要参数是衡量屏幕表面材料质量优劣的重要依据。屏幕常用的重要参数主要有：增益、半增益角、宽高比率、对比度、解析度(分辨率)、均匀度。

屏幕的半增益角度将直接影响到屏幕的观看效果。为了确保亮丽完美的画面可以给更多的人从不同的角度进行欣赏，就对屏幕的半增益视角提出了严格的要求。

半增益角是衡量屏幕亮度的一项重要指标。指屏幕中心位置垂直屏幕方向观看时为屏幕的最亮点，当观看者偏离屏幕中轴方向观看，屏幕亮度降低为最高亮度一半时的增益。另外，屏幕的增益降为一半时的观察角度——半增益角，也是衡量屏幕技术的一项重要指标。半增益角度越大，我们所能清晰观看到屏幕上面的内容就越多，屏幕内容也就被更多的人从不同的角度清晰而且完美的欣赏到。

所有屏幕都为不同的应用环境设计，具有不同的功能，根据使用环境选择屏幕的增益和半增益角度将非常重要。

现有公开的设计经精密加工形成的定向反射微结构弧形的微凸起结构单元弧形均采用同心圆型，该方案的光学屏幕通过定向反射一维水平方向半增益角受到了严重的影响。且很难突破25°半增益角，在售的超短焦投影专用大尺寸屏幕大日本印刷株式会社(dnp)全球独家供货，能提供的该类光学屏幕的半增益角在18°～20°。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是：提供一种光学投影屏幕，可呈现出更大的测量视角和观看视角。

为解决上述技术问题本发明所采用的技术方案是：光学投影屏幕，包括反射层，该反射层由依次排列的多个呈弧形的微凸起结构单元构成，呈弧形的微凸起结构单元弧形形态为非同心圆结构形。呈弧形的微凸起结构单元弧形形态可以为椭圆型、抛物线型、с型、双曲线型中的一种。微凸起结构单元的设置应使得从超短焦镜头发出的光入射到所述反射层后被平行或近平行反射。

对于微凸起结构单元，本发明还可作以下改进：

(1)从上半弧线的型心向外，微凸起结构接收入射光表面的切面与反射层的锐角夹角呈逐渐增大趋势。

(2)微凸起结构单元的纵截面为三角形，直角三角形或非直角三角形均可；从上半弧线的型心向外，依次排列的多个微凸起结构单元的斜边与反射层的夹角逐渐增大。

(3)从上半弧线的型心向外，多个微凸起结构单元的纵截面为非同曲率半径且弧长渐变的弧线。

(4)每个微凸起结构单元由多个微凸起结构依次排列组成；单个微凸起结构单元中的多个微凸起结构为具有相同曲率半径的球面体；从上半圆形的圆心向外，在多个微凸起结构单元之间，微凸起结构的纵截面为曲率半径相同且弧长渐变的圆弧。

本发明的有益效果是：呈弧形的微凸起结构单元弧形形态为非同心圆结构形，通过改变弧形的微凸起结构单元弧顶的曲率，大大提升半增益角。且产品符合gb/t13982-2011《反射和透射放映银幕》、jb/t6162-2013《反射和透射放映银幕通用技术条件》、jb/t6839-2002《放映银幕分类》及jb/t7809-2005《放映银幕特性参数和测定方法》等标准要求，可匹配超短焦投影主机应对不同亮度、对比度显示需求，同时满足运输安装便捷的预期要求。

附图说明

图1为本发明中光学膜之三角型反射功能层示意图；

图2为本发明中的椭圆型反射功能层示意图；

图3为现有技术中的同心圆型反射功能层示意图；

图4是本发明与现有技术的反射层设计视角对比示意图；

图中标记为：1-反射膜，2-功能层，3-微凸起结构单元，a1-传统同心圆微结构反射层设计视角，a2-本发明的微结构反射层设计视角。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

如图1、图2所示，本发明包括反射层，该反射层由依次排列的多个呈弧形的微凸起结构单元构成，呈弧形的微凸起结构单元弧形形态为非同心圆结构形。呈弧形的微凸起结构单元弧形形态可以为椭圆型、抛物线型、с型、双曲线型中的一种。其中，优选为椭圆型。椭圆型反射功能层示例如图2所示。

椭圆型微凸起结构单元弧形形态最具有改善优势，根据椭圆的定义及几何特性，离心率e(e＝c/a)，0＜e＜1，且e越小，椭圆越接近圆。反之当e越大基于椭圆型微凸起结构单元弧形弧顶的曲率就越小。当e最大极限的趋近于1时基于椭圆型微凸起结构单元弧形弧顶的将极大的接近于直线，其理论半增益角将无限的接近90°，达到半增益角无死角的理想状态。

对于微凸起结构单元，本发明还可作以下改进：

(1)从上半弧线的型心向外，微凸起结构接收入射光表面的切面与反射层的锐角夹角呈逐渐增大趋势。

(2)微凸起结构单元的纵截面为三角形，直角三角形或非直角三角形均可；从上半弧线的型心向外，依次排列的多个微凸起结构单元的斜边与反射层的夹角逐渐增大。三角型反射功能层示例如图1所示。

(3)从上半弧线的型心向外，多个微凸起结构单元的纵截面为非同曲率半径且弧长渐变的弧线。

(4)每个微凸起结构单元由多个微凸起结构依次排列组成；单个微凸起结构单元中的多个微凸起结构为具有相同曲率半径的球面体；从上半圆形的圆心向外，在多个微凸起结构单元之间，微凸起结构的纵截面为曲率半径相同且弧长渐变的圆弧。

参考实施例：微凸起结构单元3为功能层2经精密加工形成的定向反射微结构，为非同心圆结构形的弧形微凸起结构单元。采用本案技术方案制成的屏幕产品具有性能优秀的各光学功能层，以图2为例，通过光学膜中精密结构层的定向反射，投影入射的光线经屏幕作用，从上到下、从左到右的光均可以定向汇集于用户观赏区，避免了传统漫反射屏幕的无效损耗，同时可有效对环境杂散光如灯光、太阳光进行吸收遮蔽；同时实现免除刚性背板，合理弯曲后的光学膜片与拼接式框架共同包装，产品体积重量大幅缩减，搬送便捷，安装简单高效，将有力地推动国际国内激光显示产业发展。

选择使用基础配方、应用领域较宽的散射型涂料(着色剂j1普通白、着色剂j2高增益白、着色剂j3高对比度灰)在硬质支撑体上制成投影屏幕，参考gb/t13982-2011《反射和透射放映银幕》、jb/t6162-2013《反射和透射放映银幕通用技术条件》、jb/t6839-2002《放映银幕分类》及jb/t7809-2005《放映银幕特性参数和测定方法》等标准，在同一环境下、测试仪器及测试人员条件下将本案实施例与dnp菲涅耳硬屏、传统投影白塑幕进行性能评测，结果为本案实施例关键显示特性数据如亮度系数、对比度、色彩还原性等与dnp菲涅耳硬屏相当，视角远大于dnp菲涅耳硬屏，效果远非传统投影白塑幕能企及。