投影屏幕及其制作方法与流程

1.本发明涉及投影屏幕，特别涉及一种亮度均匀、可增大视角的投影屏幕及其制作方法。


背景技术：

2.投影屏幕通常分为正投式投影屏幕和背投式投影屏幕。其中，正投式投影屏幕通常是依靠反射原理，背投式投影屏幕则是依靠透射原理。现有的正投式投影屏幕，大都是直接在基材表面上直接加工成像层用于进行投影光反射，这种结构，光线反射大，容易形成镜面反射，造成屏幕亮度低，并且可视角度小，而且容易出现观影亮度不均匀的问题，即容易出现人在屏幕哪一位置看画面就哪一个区域亮的问题。


技术实现要素：

3.本发明旨在解决上述问题，而提供一种亮度更均匀、视角更大的投影屏幕及其制作方法。
4.为解决上述问题，本发明提供了一种投影屏幕，其特征在于，其包括光学结构功能层，所述光学结构功能层包括第一光学结构和第二光学结构，所述第一光学结构用于将投影光线沿投影屏幕左右两侧进行反射，所述第二光学结构用于将投影光线沿投影屏幕上下两侧进行反射。
5.进一步地，所述第一光学结构包括若干个第一透镜部和第一反射部，所述第一透镜部由投影屏幕的一端沿竖向而延伸至另一端，所述第一反射部设于所述第一透镜部上并能对光线进行反射；所述第二光学结构包括若干个第二透镜部和第二反射部，所述第二反射部设于所述第二透镜部上并能对光线进行反射；其中，在所述投影屏幕的横向和竖向上分别设有若干个所述第二透镜部；所述第一反射部、第二反射部彼此相连而形成覆盖全部第一透镜部和第二透镜部一侧表面的反射层。
6.进一步地，所述第一透镜部平行间隔分布，在相邻两个第一透镜部之间设有若干个所述第二透镜部，位于相邻两个第一透镜部（111）之间的若干个第二透镜部（121）之间的距离呈由下至上的递减趋势；所述第二透镜部沿横向延伸，其两端分别与所述第一透镜部相连，所述第一透镜部和第二透镜部的一侧表面连接呈平面状，另一侧表面连接呈凹凸相间的结构。
7.进一步地，所述第二透镜部的顶部低于所述第一透镜部的顶部。
8.进一步地，所述第一透镜部为半圆柱透镜，所述第一反射部设于所述半圆柱透镜的柱面上；所述第二反射部设于所述第二透镜部的与所述柱面位于同一侧的表面上。
9.进一步地，在所述光学结构功能层的与所述反射层相背的一侧表面设有基材层。
10.进一步地，在所述反射层的与所述第一透镜部相背的一侧表面设有透明的保护层。
11.此外，本发明还提供一种投影屏幕的制作方法，其特征在于，其包括以下步骤：
s1、选取或制作模辊：模辊的圆周外壁上连续设有与所述第一透镜部和第二透镜部相匹配的反纹结构；s2：将模辊与压辊平行间隔设置，且模辊可以连续转动；s3:将基材薄膜从模辊与压辊之间穿过，并使基材薄膜绕于所述模辊上而从模辊的另一侧引出；通过模辊与压辊的挤压而将所述反纹结构转印至所述基材薄膜上以加工出所述第一透镜部和第二透镜部；s4:在所述基材薄膜的成型有第一透镜部和第二透镜部的一侧喷涂反射成像材料以形成反射层。
12.进一步地，步骤s3具体包括：s311、对所述基材薄膜加热；在所述模辊内部接入冷却液；s312、将加热后的基材薄膜从冷却的模辊与压辊之间穿过，通过模辊与压辊的挤压而将所述反纹结构转印至所述基材薄膜上；s313、使基材薄膜绕于冷却的模辊上，通过冷却的模辊使转印的反纹结构成型而加工出所述第一透镜部和第二透镜部；s314、将基材薄膜从冷却的模辊的另一侧引出，通过模辊的低温使基材薄膜与模辊脱模。
13.进一步地，步骤s3具体包括：s321、将基材薄膜从模辊与压辊之间穿过，并使基材薄膜绕于所述模辊上而从模辊的另一侧引出；s322、向所述基材薄膜与模辊之间供入液态uv胶水，通过压辊与模辊的挤压使液态uv胶水进入所述反纹结构与基材薄膜之间；s323、从模辊的外侧对绕于模辊上的基材薄膜进行uv照射，使进入反纹结构与基材薄膜内的液态uv胶水固化成型而使得反纹结构转印出成型于所述基材薄膜上的第一透镜部和第二透镜部。
14.进一步地，所述基材薄膜从压辊的上方绕过而从模辊与压辊之间穿过；所述液态uv胶水从压辊与模辊之间的位置上方供入至所述基材薄膜与模辊之间；在所述模辊与压辊的两端设有防止所述液态uv胶水向外流出的挡胶板。
15.本发明的有益贡献在于，其有效解决了上述问题。本发明的投影屏幕通过设置竖向设置的第一光学结构11和横向设置的第二光学结构来改变投影光的方向，使投影光可向投影屏幕的左右两侧和上下两侧进行反射，从而使投影光线分布更加均匀，进而实现在任何方向观看投影画面的显示亮度都基本一致。此外，本发明的投影屏幕的结构利于加工，并利于产品良品率，其具有很强的实用性，宜大力推广。
附图说明
16.图1是光学结构功能层与基材层的结构示意图。
17.图2是第一透镜部和第二透镜部的分布平面示意图。
18.图3是第一透镜部和第二透镜部的分布平面示意图。
19.图4是光学结构功能层的剖面示意图。
20.图5是投影屏幕的剖面示意图。
21.图6是加工原理示意图。
22.图7是模辊的结构示意图。
23.图8是模辊的局部放大示意图。
24.附图标识：光学结构功能层10、第一光学结构11、第一透镜部111、第二光学结构12、第二透镜部121、反射层13、基材层20、保护层30、防眩光层40、模辊50、反纹结构51、第一反纹511、第二反纹512、压辊60、基材薄膜70、容腔80、uv灯90。
具体实施方式
25.下列实施例是对本发明的进一步解释和补充，对本发明不构成任何限制。
26.如图1～图5所示，本发明的投影屏幕包括光学结构功能层10。进一步地，其还可包括基材层20、保护层30、防眩光层40。
27.如图1所示，所述光学结构功能层10可以反射成像，并且可以将投影光线沿投影屏幕左右两侧及上下两侧进行反射，避免投影光线只朝投影屏幕的上下两侧，或者左右两侧进行反射，从而可使得投影光线分布更均匀，进而实现在任何方向观看投影画面的显示亮度都基本一致。
28.如图1所示，所述光学结构功能层10包括第一光学结构11和第二光学结构12。其中，所述第一光学结构11可将投影光线沿投影屏幕的左右两侧进行反射。所述第二光学结构12可将投影光线沿投影屏幕的上下两侧进行反射。
29.所述左右两侧、上下两侧，是相对于投影屏幕正常使用时的方位而言。所述第一光学结构11可将投影光线沿投影屏幕的左右两侧进行反射，应理解为所述第一光学结构11可将投影光线主要地朝投影屏幕的左右两侧进行反射，其不局限于仅能将投影光线沿投影屏幕的左右两侧进行反射。同理，所述第二光学结构12可将投影光线沿投影屏幕的上下两侧进行反射，应理解为所述第二光学结构12可将投影光线主要地朝投影屏幕的上下两侧进行反射，其不局限于仅能将投影光线沿投影屏幕的上下两侧进行反射。
30.进一步地，如图1所示，所述第一光学结构11包括多个第一透镜部111和第一反射部。其中，第一透镜部111用于改变投影光的传递方向，第一反射部用于反射成像。
31.单个第一透镜部111由投影屏幕的一端沿竖向而延伸至另一端；多个第一透镜部111沿投影屏幕的横向排布。各第一透镜部111的尺寸，可以相同，也可以不同，其具体可根据需要而设置。本实施例中，多个第一透镜部111的尺寸一致。多个第一透镜部111之间，可以相互间隔，也可以相连，其具体可根据需要而设置。在一些实施例中，多个第一透镜部111之间，也可以是部分第一透镜部111之间相连，部分第一透镜部111之间相互间隔。当多个第一透镜部111之间相间隔时，其间隔的距离，可以相等，也可以不等，其具体可根据需要而设置。进一步地，当多个第一透镜部111之间相间隔时，其可以是平行间隔，也可以是非平行间隔。本实施例中，多个第一透镜部111之间平行间隔，其之间间隔的距离相等，从而形成均匀阵列分布。所述第一透镜部111整体沿竖向延伸，可使得投影光线相对于投影屏幕左右两侧进行反射。
32.所述第一反射部设于所述第一透镜部111的一侧表面上，其能对光线进行反射。具体实施时，所述第一反射部可由反射能力强的材料涂设于所述第一透镜部111的表面上而形成。所述第一反射部的厚度，可根据需要而设置。在一些实施例中，所述第一反射部可以
薄涂在所述第一透镜部111上而使得第一反射部的形状与所述第一透镜部111的表面形状一致。在一些实施例中，所述第一反射部可以厚涂在所述第一透镜部111上而使得第一反射部的背离所述第一透镜部111的一侧表面相对平齐。
33.本实施例中，如图1所示，所述第一透镜部111选用半圆柱透镜，所述第一反射部设于所述半圆柱透镜的柱面上。所述半圆柱透镜的半径范围值为10～500微米，其柱面高度为半径范围值的20%～80%之间，例如：圆柱透镜的半径范围值为50微米，其柱面高度为10～40微米；所述半圆柱透镜之间彼此平行间隔，其圆心与圆心之间的间隔距离为半径范围值的2.01～3倍，如半圆柱透镜半径为50微米，其圆心与圆心之间间隔的距离为100.5到150微米。
34.如图1所示，所述第二光学结构12包括多个第二透镜部121和第二反射部。所述第二透镜部121用于改变投影光的传递方向，所述第二反射部用于反射成像。
35.单个的第二透镜部121沿投影屏幕的横向延伸，因而其可使的第二光学结构12将投影光线朝投影屏幕的上下两侧进行反射。本实施例中，在投影屏幕的横向和竖向上均分别设有多个第二透镜部121。
36.进一步地，如图1所示，所述第二透镜部121分布于相邻两个第一透镜部111之间，其沿横向的两端分别与所述第一透镜部111相连。所述第二透镜部121与第一透镜部111的一侧表面连接呈平面状，另一侧表面连接呈凹凸相间的结构。
37.进一步地，如图1所示，在相邻两个第一透镜部111之间，设有多个第二透镜部121。位于同一列的多个第二透镜部121之间，可以彼此相连，也可以相互间隔，其具体可根据需要而设置。本实施例中，位于同一列的多个第二透镜部121之间，彼此相互间隔, 且该多个第二透镜部121之间间隔的距离呈由下至上的递减趋势；换言之，越处于投影屏幕下部的同一列第二透镜部121之间的距离越大，越处于投影屏幕上部的同一列的第二透镜部121之间的距离越小。通过将同一列的第二透镜部121之间的距离设置成由下至上递减的结构，可以使短焦投影设备发出的投影光更好的反射至视场中部区域，并且使得观影时的投影屏幕的亮度更加均匀。
38.进一步地，沿投影屏幕横向分布的多个第二透镜部121，可以是位于同一直线上（如图3所示），也可以不位于同一直线上（如图2所示），其具体可根据需要而设置。
39.在一些实施例中，如图2所示，多个第二透镜部121呈同心圆弧分布，即沿横向上相邻的第二透镜部121处于同一圆弧线上，而沿竖向上相邻的第二透镜部121处于同心设置的不同直径的圆弧线上。
40.各第二透镜部121的形状、尺寸，可以相同，也可以不同，其具体可根据需要而设置。当沿投影屏幕横向分布的多个第二透镜部121位于同一直线上时，各第二透镜部121优选为尺寸相同、形状相同。
41.所述第二透镜部121用于发挥作用的表面，可以是平面，也可以是曲面，其可以是一个面，也可以是多个面。所述第二透镜部121的形状，可根据需要而设置。
42.在一些实施例中，如图1、图4所示，所述第二透镜部121呈截面为三角形的柱状结构，其轴向沿投影屏幕的横向延伸，其沿横向的两端分别与所述第一透镜部111连接。该结构的第二透镜部121，具有两个平面状的可用于发挥作用的表面。
43.在一些实施例中，所述第二透镜部121呈截面为梯形的柱状结构，其轴向沿投影屏
幕的横向延伸，其沿横向的两端分别与所述第一透镜部111连接。该结构的第二透镜部121，具有三个平面状的可用于发挥作用的表面。
44.在一些实施例中，所述第二透镜部121呈截面为半圆型的柱状结构，其轴向沿投影屏幕的横向延伸，其沿横向的两端分别与所述第一透镜部111连接。该结构的第二透镜部121，其沿横向延伸的柱面（曲面）为用于发挥作用的表面。
45.为方便加工，如图1、图4所示，所述第二透镜部121的顶部低于所述第一透镜部111的顶部。这样，在圆筒状的模辊50上加工出与所述第一透镜部111和第二透镜部121相匹配的反纹结构51时，反纹结构51呈凹凸相间的结构，与第一透镜部111相匹配的第一反纹511之间通过与第二透镜部121相匹配的第二反纹512贯通，当利用反纹结构51转印加工所述光学结构功能层10时，第二反纹512贯通第一反纹511的反纹结构51可利于模辊50转动挤压过程中排出空气，避免产生“包气”现象，从而提高产品的良品率。
46.所述第二反射部设于所述第二透镜部121的一侧表面上，其能对光线进行反射。具体实施时，所述第二反射部可由反射能力强的材料设于所述第二透镜部121的表面上而形成。所述第二反射部的厚度，可根据需要而设置。在一些实施例中，所述第二反射部可以薄涂在所述第二透镜部121上而使得第二反射部的形状与所述第二透镜部121的表面形状一致。在一些实施例中，所述第二反射部可以厚涂在所述第二透镜部121上而使得第二反射部的背离所述第一透镜部111的一侧表面相对平齐。
47.进一步地，所述第一反射部、第二反射部位于所述第一透镜部111、第二透镜部121的同一侧表面上，且第一反射部和第二反射部彼此相邻而形成覆盖全部第一透镜部111和第二透镜部121一侧表面的反射层13。
48.由此，便形成了所述光学结构功能层10，第一透镜部111和第二透镜部121间隔设置而可改变光的传递方向，第一反射部和第二反射部分别设于第一透镜部111和第二透镜部121上而用于反射。
49.进一步地，如图5所示，在所述光学结构功能层10的与反射层13相背的一侧设有基材层20。所述基材层20是加工过程中用于承载所述光学结构功能层10的结构。
50.在一些实施例中，所述基材层20由透明材料制成，此时，投影屏幕的两侧表面均可作为成像面。换言之，投影设备既可以放在反射层13的前方进行正投，也可以放在基材层20的前方进行正投。
51.在一些实施例中，所述基材层20可由非透明材料制成，此时，投影设备可放在反射层13的前方进行正投，基材层20可用于抵挡投影屏幕背侧的环境光，避免环境光对投影光造成干扰，从而提高投影画面的对比度。
52.所述基材层20与所述光学结构功能层10中的第一透镜部111和第二透镜部121，既可以是一体成型的结构，也可以是复合层结构，其具体可根据需要而设置。
53.所述基材层20的制作材料，可以根据需要而选取，其包括但不限于pet 、pvc、tpu、pmma等。
54.进一步地，如图5所示，在所述反射层13的表面设有保护层30。所述保护层30用于保护所述反射层13，避免反射层13脱落，或磨损等。所述保护层30为透明层，其可供光线透过。所述保护层30可以是油墨层，也可以是薄膜层，其具体可根据需要而设置。本实施例中，所述保护层30的表面光泽度小于20
°
，其厚度小于10μm。
55.进一步地，如图5所示，可在所述基材层20的表面设置防眩光层40，所述防眩光层40的表面呈磨砂状，其表面光泽度小于20度，其可降低眩光效果。
56.由此便形成了本发明的投影屏幕，投影设备发出的投影光线射入至光学结构功能层10时，部分光线经由第一反射部的反射而朝投影屏幕的左右两侧射出，部分光线经由第二反射部的反射而朝投影屏幕的上下两侧射出，从而使得投影光线更均匀的反射至投影屏幕的前方，进而使得投影屏幕的亮度显示更均匀。此外，如图6～图8所示，本发明还提供一种投影屏幕的制作方法，其包括以下步骤：s1、选取或制作模辊50：模辊50的圆周外壁上连续设置有与所述第一透镜部111和第二透镜部121相匹配的反纹结构51。
57.s2：将模辊50与压辊60平行间隔设置，且模辊50可以连续转动。作为优选，模辊50与压辊60的轴向水平设置，且模辊50与压辊60位于同一高度。
58.s3:将基材薄膜70从模辊50与压辊60之间穿过，并使基材薄膜70绕于所述模辊50上而从模辊50的另一侧引出；通过模辊50与压辊60的挤压而将所述反纹结构51转印至所述基材薄膜70上以加工出所述第一透镜部111和第二透镜部121。
59.s4:在所述基材薄膜70的成型有第一透镜部111和第二透镜部121的一侧布设反射成像材料以形成反射层13。
60.上述步骤s1中，所述模辊50呈圆筒状。与所述第一透镜部111相匹配的结构为第一反纹511，与所述第二透镜部121相匹配的结构为第二反纹512。所述第一反纹511与第二反纹512的分布与所述第一透镜部111和第二透镜部121的分布相同。本实施例中，第一反纹511的深度大于第二反纹512的深度，第一反纹511平行间隔分布，第二反纹512分布于第一反纹511之间，从而使得第二反纹512贯通相邻两个第一反纹511。这种反纹结构51，利于辊压时将空气排出，避免产生包气现象，从而可提高产品的良品率。
61.步骤s3中，将基材薄膜70从模辊50与压辊60之间穿过时，可先将基材薄膜70绕于压辊60上，然后将基材薄膜70从模辊50与压辊60之间穿过，以使得基材薄膜70被压辊60张紧而连续的从模辊50与压辊60之间通过。
62.进一步地，上述步骤s3中，可通过不同的方式将反纹结构51转印至所述基材薄膜70上以加工出所述第一透镜部111和第二透镜部121。在一些实施例中，可通过冷滚压成型方式进行加工。在一些实施例中，可通过uv固化成型方式进行加工。
63.当步骤s3通过冷滚压成型方式进行加工时，步骤s3具体包括：s311、对所述基材薄膜70加热；在所述模辊50内部接入冷却液。
64.s312、将加热后的基材薄膜70从冷却的模辊50与压辊60之间穿过，通过模辊50与压辊60的挤压而将所述反纹结构51转印至所述基材薄膜70上。
65.s313、使基材薄膜70绕于冷却的模辊50上，通过冷却的模辊50使转印的反纹结构51成型而加工出所述第一透镜部111和第二透镜部121。
66.s314、将基材薄膜70从冷却的模辊50的另一侧引出，通过模辊50的低温使基材薄膜70与模辊50脱模。
67.步骤s311中，通过对基材薄膜70加热，可使得基材薄膜70具有变形能力，这样可便于后续步骤将反纹结构51转印至基材薄膜70上。
68.步骤s311中，在模辊50内部接入冷区液的方式不限，其用于将模辊50冷却，以便于转印出的结构冷却成型及脱模。所述冷区液的温度保持在10～40
°
之间。在加工过程中，所述模辊50的温度变化控制在
±3°
左右。
69.步骤s312中，当加热后的基材薄膜70从模辊50与压辊60之间通过时，模辊50与压辊60之间的压力，可使基材薄膜70被压变形，而模辊50上设有反纹结构51，因此，在挤压的过程中，基材薄膜70上便可被压出与反纹结构51相匹配的结构，即反纹结构51被转印至基材薄膜70上。
70.步骤s313中，当反纹结构51被转印至基材薄膜70上时，基材薄膜70通过冷却的模辊50温度逐渐下降，当基材薄膜70的温度冷却至一定温度时，基材薄膜70便可保持住当前的定型状态，从而使得被转印的反纹结构51冷却定型，从而实现在基材薄膜70上加工出所述第一透镜部111和第二透镜部121。
71.通过冷滚压成型方式，可在所述基材薄膜70上加工出所述第一透镜部111和第二透镜部121。使用此种方式加工时，所述基材薄膜70可选用透明的膜材，由此加工出的投影屏幕，基材层20与第一透镜部111、第二透镜部121一体成型，且投影屏幕的两侧均可用于投影成像。
72.当步骤s3通过uv固化成型的方式进行加工时，步骤s3具体包括：s321、将基材薄膜70从模辊50与压辊60之间穿过，并使基材薄膜70绕于所述模辊50上而从模辊50的另一侧引出。
73.s322、向所述基材薄膜70与模辊50之间供入液态uv胶水，使液态uv胶水进入所述反纹结构51与基材薄膜70之间。
74.s323、从模辊50的外侧对绕于模辊50上的基材薄膜70进行uv照射，使进入反纹结构51与基材薄膜70内的液态uv胶水固化成型而使得反纹结构51转印出成型于所述基材薄膜70上的第一透镜部111和第二透镜部121。
75.步骤s321中，可将基材薄膜70从压辊60的上方绕过而从模辊50与压辊60之间穿过，随后从模辊50的下方绕过而从模辊50的侧向引出。
76.步骤s322中，所述液态uv胶水从压辊60与模辊50之间的位置上方供入至所述基材薄膜70与模辊50之间。为防止胶水向外流出，在所述模辊50与压辊60的两端设有挡胶板，从而使得挡胶板、模辊50、基材薄膜70之间形成一个可以堆积液态uv胶水的容腔80。当液态uv胶水供入至所述容腔80内时，随着模辊50的转动、基材薄膜70的连续通过及模辊50与压辊60的挤压，所述液态uv胶水便会进入至所述反纹结构51与基材薄膜70之间。
77.步骤s323中，uv灯90设于模辊50的下方，其可对绕于模辊50上的基材薄膜70进行uv照射，从而使得基材薄膜70与模辊50之间的液态uv胶水可被固化成型。当基材薄膜70随着模辊50的转动而连续通过uv灯90上方时，液态uv胶水可连续的固化成型，从而使得反纹结构51被连续的转印在基材薄膜70上，进而在基材薄膜70上连续成型出所述第一透镜部111和第二透镜部121。
78.通过uv固化成型的方式所加工出的第一透镜部111和第二透镜部121，与基材层20是复合结构。上述基材薄膜70形成投影屏幕的基材层20，其可为透明膜层，也可为非透明膜层，其具体可根据需要而设置。所述第一透镜部111和第二透镜部121由透明uv胶固化而形成。
79.步骤s4中，在一些实施例中，可通过在所述基材薄膜70的成型有第一透镜部111和第二透镜部121的一侧电镀成像材料以形成反射层13。在一些实施例中，可通过在所述基材薄膜70的成型有第一透镜部111和第二透镜部121的一侧喷涂反射成像材料以形成反射层13。
80.步骤s4中，所述成像材料包括但不限于金属银漆、珠光漆等，其应具有较强的反射能力。当选用金属银漆时，金属银漆的颗粒度范围优选为200～2000目。当选用珠光漆时，珠光漆的颗粒度范围优选为200～1000目。
81.进一步地，步骤s4中，所述反射层13的厚度小于50微米。
82.进一步地，该加工方法还可包括如下步骤：s5、在反射层13上制作保护层30。
83.尽管通过以上实施例对本发明进行了揭示，但是本发明的范围并不局限于此，在不偏离本发明构思的条件下，以上各构件可用所属技术领域人员了解的相似或等同元件来替换。