一种黑栅光学屏幕及投影显示装置的制作方法

本发明涉及背投型投影屏幕，特别涉及一种黑栅光学屏幕及投影显示装置。

背景技术：

1、作为用以屏幕为载体还原图像，在投影机的另一侧呈现图像的透过式投影方式，有扩散板、pvc加粉剂薄膜、光干扰全息相膜，菲涅尔螺纹屏幕等等，从内侧向它们的表面投影图像的投影方式，由透明玻璃或透明丙稀树脂为基材而构成的透过型屏幕，这些向屏幕投射图像的投影方式等已得到大量应用，并广为人知。这些投影方式，在广告、信息看板、会议、指挥中心、调度中心、控制室等图像信息的再现作为背面透过型屏幕正被实际应用。

2、可是，无论上述哪种投影屏幕，在现在的大画面，多图像信息再现，都存在着一定的局限性，如容易产生光斑效应，多行或多列投影机应用时会产生光斑与暗影过度时的阶梯；菲涅尔螺纹屏幕虽然有优秀的光透过率和均匀性，但由于其光学特性在多行或多列投影机应用会产生拼接缝隙，缝隙会随着四季温度和湿度产生变形且无法复原，并且拼接缝隙本身也会影响画面的整体感。亦或为较好抑制光斑效应，增加扩散膜的辉雾度来成像，又大大降低了屏幕的透过率进而降低了屏幕亮度与屏幕解像力，如此为保证屏幕亮度，在还原图像是需要较高亮度投影机，从而加大投影机功率，加大能耗，加大成本。

3、同样，作为大画面图像显示装置，阵列排布的小间距led管的构造也被广泛使用，但是，对于室内长时间显示应用，其主动光源有晃眼，剌眼，长时间凝视，极其容易引起视觉疲劳，损伤视力，且造价昻贵，能耗高，强辐射热，强电磁辐射等缺点。

技术实现思路

1、为了解决了投影屏幕容易产生光斑效应，提升屏幕的透过率及屏幕亮度，同时可有效降低投影光机的亮度输出，降低大屏幕显示装置整体使用能耗，本申请提供一种黑栅光学屏幕及投影显示装置。采用如下的技术方案：

2、一种黑栅光学屏幕，包括沿投射方向依次粘接的复眼光学微透镜阵列膜、扩散膜、微柱面透镜光栅阵列膜及黑光栅膜；

3、所述复眼光学微透镜阵列膜包括若干复眼微光学透镜及第一pet层；

4、若干所述复眼微光学透镜呈阵列排列固定在第一pet层朝向投射方向的一侧，所述第一pet层的另一侧与扩散膜粘接；

5、所述微柱面透镜光栅阵列膜包括若干微柱面光学透镜、第二pet层及第三pet层，所述第二pet层与第三pet层间隔设置；

6、所述微柱面光学透镜设置在所述间隙内，且分别与第二pet层及第三pet层相互垂直；

7、若干所述微柱面光学透镜呈阵列排列，其两端分别粘接固定在第二pet层与第三pet层上，

8、所述扩散膜背离第一pet层的一侧与第二pet层粘接；

9、所述黑光栅膜包括第四pet层、若干微棱镜及若干光栅，所述第四pet层粘接在第三pet层背离投射方向的一侧；

10、所述光栅垂直固定在所述第四pet层上，所述微棱镜相邻的两边分别与光栅及第四pet层相抵住，用于支撑所述光栅；

11、若干所述光栅与若干所述微棱镜两两配合抵住，若干所述光栅沿阵列分布。

12、可选的，所述复眼微光学透镜、第一pet层，扩散膜、微柱面光学透镜、第二pet层、第三pet层、第四pet层、若干微棱镜及若干光栅之间均采用光学胶粘接固定；

13、可选的，所述光学胶的厚度为小于15μm；

14、所述微柱面光学透镜与第二pet层或第三pet层之间的光学胶的厚度为1-2μm。

15、可选的，所述复眼微光学透镜为球面形状或四方形状；

16、所述微柱面光学透镜为柱筒形状。

17、可选的，所述复眼微光学透镜呈四方型阵列或环形蜂窝状阵列排列；

18、所述微柱面光学透镜呈四方型阵列或环形蜂窝状阵列排列。

19、可选的，所述微柱面光学透镜折射率为1.56-1.65；

20、所述复眼微光学透镜折射率为1.3-1.4。

21、可选的，所述复眼微光学透镜全光透过率为85％-90％；

22、所述微柱面光学透镜全光透过率为80％-92％。

23、可选的，所述复眼光学微透镜阵列膜、扩散膜、微柱面透镜光栅阵列膜及黑光栅膜之间可相互错位拼接。

24、一种投影显示装置，包括上述中任一项所述的光学屏幕及若干投影仪；

25、所述投影仪为短焦广角投影仪。

26、可选的，若干所述投影仪的排列呈现一排多列或一列多排或多排多列。

27、综上所述，本申请包括以下有益效果：

28、1、本发明采用复眼光学微透镜阵列膜和微柱面透镜光栅阵列膜双重合成的透过型光学屏幕，复眼光学微透镜阵列膜可以扩束匀光，微柱面透镜光栅阵列膜可以控制画面光线水平方向的视场角，采用这两种微透镜膜双重合成装置不会出现由于过度增加扩散膜的辉雾度引起的、由于光的吸收而导致屏幕透过率过于低下的问题，又能有效的解决了投影中为解决投影距离问题而采用广角镜头的屏幕中心亮度与边缘亮度的均匀性问题，即抑制散射屏幕太阳效应问题。

29、2、复眼光学微透镜阵列膜有很好的扩束、匀光和透光能力，微柱面透镜可以控制光向水平方向发散，所以由这两者组合可以得到更高透过率且均匀的图像，加上黑光栅膜的摭光效果，因此可以得到高均匀性，高对比度的图像，并且可以构造大型背面透过型屏幕。本发明确保了屏幕的亮度系数，有效提高了屏幕的均匀性，提高屏幕的抗环境光对比度，便于大规模制作并降低了光学屏幕的制作工艺难度，同时能有效解决使用两台或两台以上投影光机投影成像画面的融合带明亮与暗影问题。

技术特征：

1.一种黑栅光学屏幕，其特征在于：包括沿投射方向依次粘接的复眼光学微透镜阵列膜、扩散膜、微柱面透镜光栅阵列膜及黑光栅膜；

2.根据权利要求1所述的一种黑栅光学屏幕，其特征在于：所述复眼微光学透镜、第一pet层，扩散膜、微柱面光学透镜、第二pet层、第三pet层、第四pet层、微棱镜及光栅之间均采用光学胶粘接固定。

3.根据权利要求2所述的一种黑栅光学屏幕，其特征在于：所述光学胶的厚度为小于15μm；

4.根据权利要求1所述的一种黑栅光学屏幕，其特征在于：所述复眼微光学透镜为球面形状或四方形状；

5.根据权利要求1所述的一种黑栅光学屏幕，其特征在于：所述复眼微光学透镜呈四方型阵列或环形蜂窝状阵列排列；

6.根据权利要求1所述的一种黑栅光学屏幕，其特征在于：所述微柱面光学透镜折射率为1.56-1.65；

7.根据权利要求1所述的一种黑栅光学屏幕，其特征在于：所述复眼微光学透镜全光透过率为85％-90％；

8.根据权利要求1所述的一种黑栅光学屏幕，其特征在于：所述复眼光学微透镜阵列膜、扩散膜、微柱面透镜光栅阵列膜及黑光栅膜之间可相互错位拼接。

9.一种投影显示装置，其特征在于：包括权利要求1-8中任一项所述的光学屏幕及若干投影仪；

10.根据权利要求9所述的一种投影显示装置，其特征在于：若干所述投影仪的排列呈现一排多列或一列多排或多排多列。

技术总结
本申请一种黑栅光学屏幕及投影显示装置，包括沿投射方向依次粘接的复眼光学微透镜阵列膜、扩散膜、微柱面透镜光栅阵列膜及光栅膜；复眼光学微透镜阵列膜包括若干复眼微光学透镜及第一PET层；若干复眼微光学透镜呈阵列排列固定在第一PET层朝向投射方向的一侧，微柱面透镜光栅阵列膜包括若干微柱面光学透镜、第二PET层及第三PET层，第二PET层与第三PET层间隔设置；微柱面光学透镜设置在间隙内，且分别与第二PET层及第三PET层相互垂直；若干微柱面光学透镜呈阵列排列；光栅膜包括第四PET层、若干微棱镜及若干光栅，第四PET层粘接在第三PET层背离投射方向的一侧；光栅垂直固定在第四PET层上，微棱镜相邻的两边分别与光栅及第四PET层相抵住，若干光栅沿阵列分布。

技术研发人员：曹德友,黄文水
受保护的技术使用者：西安北光数码科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/11