一种短焦投影正投幕的制作方法

本发明涉及短焦投影技术领域，尤其涉及一种短焦投影正投幕。

背景技术：

如图1所示，在进行投影显示时，投影机2一般会搭配投影屏幕一起使用，投影机2发出来的光线经过投影屏幕反射或透射而射入人的眼睛，其中会发生散射、材料吸收，反射等不利因素导致到达人眼的有效亮度大幅降低。因此，考察投影机2和投影屏幕的性能，人眼观看到的有效亮度是十分重要的指标。在现有的正投影屏幕中，大多采用散射的方式，通过不同材料(金属涂层，玻璃微珠或白塑等)产生散射来对投影光能进行重新分布，散射成像的方式对投影光能并不是选择性分布，一般会在屏幕前方(-180°～180°)呈现均匀性亮度分布，无法将亮度集中在观看者区域内，有效的光能效率过低，都在10％以下。

针对此问题，在短焦距正投影显示中，有人提出基于菲涅尔透镜结构，对光进行聚能定向反射，从而缩小散射角度，提高中心区域亮度。如图2所示，在基板(pet、pc、pmma、ps等工程材料)上先制作一层扩散层4，再在扩散层4上制作菲涅尔透镜层3，然后覆盖一层金属反射层1(如铝，银等金属材料)，将短焦投影机摆放在菲涅尔透镜的焦点位置上，从焦点发出的光线经过菲涅尔投影幕后，将以平行光的方式射出，缩小了发散角度，有效的提高了中心区的观看亮度。其中，扩散层4是用来消除激光散斑效应的。

但是在短焦距投影中，由于激光投影光线的角度范围大(20°～75°)，导致部分的光线在经过基板层后直接射出菲涅尔透镜结构，无法反射回屏幕前方，导致光能直接损失，另外，一些大角度的光线射入菲涅尔透镜层3后，反射出的光也会分布在大角度区域，对观看者所处的中心区域的亮度没有提升。

综上可知，现有技术在实际使用上显然存在不便与缺陷，所以有必要加以改进。

技术实现要素：

针对上述的缺陷，本发明的目的在于提供一种短焦投影正投幕，通过在扩散层前面增加一层聚光层，聚光层为棱镜层，包括相互紧密贴合的第一介质层和第二介质层。第一介质层的折射率大于第二介质层；使得入射光线在经过两介质层的结合面时会发生折射，从而实现聚光的效果。本发明在扩散层前面增加一层聚光层，用于将大角度的光线偏折射入菲涅尔透镜，可有效减小投影光线到达反射面的角度，从而降低入射光能损失以及最终射回屏幕前方的大角度光能，有效提高观看者中心区域的亮度。

为了实现上述目的，本发明提供一种短焦投影正投幕，包括投影机、反射层、菲涅尔透镜层和扩散层；还包括设置在所述扩散层前方的聚光层；

所述聚光层为棱镜层，包括相互紧密贴合的第一介质层和第二介质层；所述第一介质层和第二介质层均包括内表面和外表面；所述第一介质层和第二介质层的内表面相互紧密贴合，所述第二介质层的外表面与所述扩散层接合；所述内表面和外表面均为平整平面；

所述第一介质层的折射率大于第二介质层。

根据本发明的短焦投影正投幕，所述第一介质层和第二介质层的折射率均不小于1.52。

根据本发明的短焦投影正投幕，所述第一介质层的内表面与外表面的夹角为30°-70°。

根据本发明的短焦投影正投幕，所述第二介质层的外表面与所述扩散层为紧密接合。

根据本发明的短焦投影正投幕，所述第二介质层的外表面与所述扩散层为粘接接合。

根据本发明的短焦投影正投幕，所述第一介质层和第二介质层均为条形结构。

根据本发明的短焦投影正投幕，所述第一介质层和第二介质层均为矩阵结构。

本发明通过的目的在于提供一种短焦投影正投幕，通过在扩散层前面增加一层聚光层，聚光层为棱镜层，包括相互紧密贴合的第一介质层和第二介质层。第一介质层的折射率大于第二介质层；使得入射光线在经过两介质层的结合面时会发生折射，从而实现聚光的效果。本发明在扩散层前面增加一层聚光层，用于将大角度的光线偏折射入菲涅尔透镜，可有效减小投影光线到达反射面的角度，从而降低入射光能损失以及最终射回屏幕前方的大角度光能，有效提高观看者中心区域的亮度。

附图说明

图1是现有技术的结构示意图；

图2是对现有技术进行改进的结构示意图；

图3是本发明的结构示意图；

图4是本发明的聚光层的结构示意图；

图5是本发明的聚光层的工作原理示意图；

图6是本发明的聚光层的一实施例的结构示意图；

图7是本发明的聚光层的一实施例的结构示意图；

在图中，1-反射层，2-投影机，3-菲涅尔透镜层，4-扩散层，5-聚光层，51-第一介质层，52-第二介质层，53-内表面，54-外表面。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参见图3，本发明提供了一种短焦投影正投幕，包括投影机2、反射层1、菲涅尔透镜层3和扩散层4；还包括设置在扩散层4前方的聚光层5。

参见图4，聚光层5为棱镜层，包括相互紧密贴合的第一介质层51和第二介质层52；第一介质层51和第二介质层52均包括内表面53和外表面54；第一介质层51和第二介质层52的两个内表面53相互紧密贴合，第二介质层52的外表面54与扩散层4接合；内表面53和外表面54均为平整平面。

结合图5，第一介质层51的折射率大于第二介质层52；因此入射光线在经过两介质层的结合面时会发生折射。不同角度，尤其是大角度的入射光线经折射后向中心靠拢，起到聚光作用。聚集的光线经反射回到屏幕前方时即可有效增加观看者中心区域的亮度。

优选的是，为达到更好的聚光效果，第一介质层51和第二介质层52的折射率均不小于1.52；可增加中心区域-60°到60°的亮度。

优选的是，为确保入射光的汇集角度在中心区域附近，第一介质层51的内表面53与外表面54的夹角为30°-70°。

参见图6，第一介质层51和第二介质层52均为条形结构；实现两侧聚光效果。

更好的，参见图7，第一介质层51和第二介质层52均为矩阵结构；实现四面聚光效果。

本发明的制作方法可以是先在基板上制作前述的棱镜层，然后表面做平坦化，之后再在棱镜层上依次制作扩散层4、菲涅尔透镜层3及反射层1等。此方法得到的聚光层5的第二介质层52的外表面54与扩散层4为紧密接合。

也可以采用对贴的方式，即将棱镜层制作在一张基板上，然后直接贴覆在菲涅尔投影幕的外表面。贴合时，可以用透明双面胶贴合也可以采用液态胶水贴合等方式。此方法得到的聚光层5的第二介质层52的外表面54与扩散层4为粘接接合。

基板材质可以为pet、pc、pmma、ps等工程材料。反射层1的材质可以为铝、银等金属材质。

综上所述，本发明通过在扩散层前面增加一层聚光层，聚光层为棱镜层，包括相互紧密贴合的第一介质层和第二介质层。第一介质层的折射率大于第二介质层；使得入射光线在经过两介质层的结合面时会发生折射，从而实现聚光的效果。本发明在扩散层前面增加一层聚光层，用于将大角度的光线偏折射入菲涅尔透镜，可有效减小投影光线到达反射面的角度，从而降低入射光能损失以及最终射回屏幕前方的大角度光能，有效提高观看者中心区域的亮度。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。