專利名稱：反射型投影屏的改進(jìn)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及反射型投影屏。較具體地，本發(fā)明涉及在水平方向和垂直方向具有優(yōu)良的反射方向性且可產(chǎn)生一具有優(yōu)良的增益和對(duì)比度的反射圖像的反射型投影屏。
背景技術(shù)：
對(duì)生產(chǎn)在合適的對(duì)比度下具有一較寬的反射角的反射型投影屏的需求是已知的。在例如影院或家庭觀看區(qū)等環(huán)境中，觀看者通常位于一相對(duì)于來(lái)自投影儀的投影圖像的方向即入射投影光線方向的較大角度處。因此，該屏必須具有比如果單獨(dú)使用一種反射介質(zhì)時(shí)可能產(chǎn)生的角度更大的一有效觀察視角。
人們已經(jīng)作了許多努力來(lái)克服這一問(wèn)題。Ogura的美國(guó)專利No.3653740(“740專利”)公開了一種具有一附著在一支承元件上的雙輥壓延鋁箔片和一作為防止劃痕、指紋等的保護(hù)涂層的覆蓋該箔片的刷光樹脂膜的投影屏。該文獻(xiàn)沒(méi)有提到所采用的刷光技術(shù)和該樹脂膜經(jīng)刷光后得到的表面特征。
Orikasa的美國(guó)專利No.6144491(“491專利”)公開了一種具有一基體/底物、一反光層以及一透明的光漫射層的反射型投影屏，其中，該反光層由其中散布有反光材料薄片的透明樹脂制成，該透明的光漫射層由其中散布有微小的方解石晶狀顆粒以及一顏料的透明樹脂制成。491專利的膜復(fù)雜、昂貴并且尤其難以獲得。
Miwa的美國(guó)專利No.6040941(“941專利”)公開了一種具有一層壓到一透光聚合物層上的反光基體的反射型投影屏，該透光聚合物層具有散布在其中的規(guī)則定向的吸光狹縫或“裂紋”。該狹縫填充有一吸光物質(zhì)例如一黑色顏料或染料。
Niwa的美國(guó)專利No.6233095 B1(“095專利”)公開了一種包括與一基體的一表面上的一內(nèi)部反射層成一體的第一層以及由粘結(jié)在該第一層的一表面上的一折射膜形成的第二層的反射型屏。將該095專利的屏開發(fā)用于可彎曲-例如不用時(shí)可卷起-的屏。在沉積一金屬反射層之前將小珠例如丙烯酸珠或硅珠施加到基體的表面上，這使得附著金屬反射層的過(guò)程更加復(fù)雜。
Nezu的美國(guó)專利No.5456967(“967專利”)公開了一種反射型屏，該類型的屏可以以一卷狀物的形式卷繞起來(lái)并在需要時(shí)展開，并包括其上層壓有一高密度光漫射-反射層和一包含一軟氯乙烯片的半透明光漫射層的一基體片，該半透明光漫射層具有一形成有微小的不平坦的光漫射圖案的表面。
Matsuda的美國(guó)專利No.5361163(“163專利”)公開了一種包含一黑色塑料基體、一玻璃纖維制成的纖維片、一白色不透明基底材料片以及一其上結(jié)合有帶光澤的顏料或方解石粉末的半透明塑料制成的光漫射層的反射型投影屏。該光漫射層的外表面上形成有一壓紋。在鄰近該光漫射層的基底材料表面上，每一對(duì)應(yīng)于一壓紋的凹部處都設(shè)置有吸光條。
Yamada的美國(guó)專利No.5148309(“309專利”)公開了一種包含一反射表面層、一位于該反射表面層前方的適當(dāng)位置處的折射板層以及一位于該折射板層前方的漫射層，其特征在于，該反射表面層、折射板層及漫射層通過(guò)一粘合劑層壓在一起以形成一整體結(jié)構(gòu)。在該309專利中公開了其它實(shí)施例，也許是為了便于所述屏上的投影圖像的特殊應(yīng)用，這些實(shí)施例都需要一折射層。
Kikuchi的美國(guó)專利No.4232939(“939專利”)公開了一種其一側(cè)附著有一鋁制鏡面而另一側(cè)附著有一具有低漫射性能的漫射鏡面層的透明基板。可以在該鏡面的反射性能不變的同時(shí)按需要調(diào)整該漫射鏡面層的漫射性能。該漫射鏡面層成形為具有多個(gè)設(shè)有朝向觀看者的凸面的細(xì)長(zhǎng)柱狀透鏡體。該透鏡體的曲率取決于屏和觀看者之間的距離。該透鏡體的外側(cè)凸面通過(guò)噴砂進(jìn)行處理。該透鏡體以犧牲垂直方向性的垂直延長(zhǎng)方式布置。
Campoin的美國(guó)專利No.4201449(“449專利”)說(shuō)明了一種具有一基體、一施加在一基體的一表面上的反射性鋁粉墨涂層和一用于保護(hù)該反射膜的保護(hù)涂層的正投影屏，該保護(hù)層優(yōu)選地由一具有光漆的透明丙烯酸制成。該公開文獻(xiàn)指明，所述涂層在某種程度上降低了屏的反射效率。因此，這種屏的方向性可能極窄。
Ferro的美國(guó)專利No.4190320(“320專利”)說(shuō)明了一種具有兩個(gè)由一透光層分開的反射層以及一設(shè)置在最前面的反射層上的光漫射表面涂層的正投影屏。該屏形成一跨越其前表面的壓印圖案。
Schudel的美國(guó)專利No.4089587(“587專利”)公開了一種具有由一可局部變形的彈性材料制成的一膜的投影屏。該膜的一表面結(jié)合有一不規(guī)則粗糙紋理和一基本上沿單向的條紋即槽和紋理。在該膜的上述表面上沉積有一反射材料層，以提供一高增益、防損壞的反射表面。587專利的屏適于為雙覆蓋(double-coverture)型，即繞至少兩軸線彎曲以將反射圖像聚焦在一限定區(qū)域內(nèi)。587專利的另一實(shí)施例公開了一種平面屏。其設(shè)置有通常垂直對(duì)齊以分配反射膜的反射光的條紋。作為垂直槽的該條紋或透鏡體的布置將定向性限制在幾乎并排的觀看區(qū)域，且不能從上到下或從斜向觀看。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一目的是提供一克服前述缺陷和短處的正投影屏/前投型投影屏。
本發(fā)明的另一目的是提供一種沿相對(duì)于一垂直穿過(guò)投影屏中心線的法線的垂直軸線和水平軸線提供同一定向性即方向性的正投影屏。
本發(fā)明的另一目的是提供一種簡(jiǎn)單、制造成本低且重量輕但具有此前沒(méi)有的方向性特征的投影屏。
根據(jù)這些及其它目的，本發(fā)明旨在提供一種包括一反射膜的投影屏，該反射膜在一側(cè)通過(guò)利用粘合劑、金屬沉積或本領(lǐng)域技術(shù)人員能想到的其它方法層壓到一光漫射層上，并在另一側(cè)通過(guò)粘合劑、金屬沉積或本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的其它技術(shù)層壓到一基體上。該基體可以為剛性的或柔性的，平坦的或彎曲的。
該反射膜可以為真空鍍金屬銀或真空鍍金屬鋁或其它任何具有高反射系數(shù)的膜?？梢愿鶕?jù)所需的效果、投影圖像光強(qiáng)、環(huán)境條件等調(diào)節(jié)該光漫射層的特性。該漫射層的一種形式為一凹凸膜/浮雕膜。這種凹凸膜的一種形式包含多個(gè)在該膜中浮凸的用作微透鏡的凹部。與所述光漫射層相關(guān)的該表面特征-例如凹部-可通過(guò)例如熱滾壓花、超精蝕刻或類似技術(shù)形成。
該反射層可粘附到基體上或光漫射層的朝向基體的內(nèi)表面上。
因此應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，本發(fā)明的一實(shí)施例涉及一投影屏，其包括一具有一通常較平坦的前表面的基體；一由多個(gè)通常以相等距離間隔分開的用作微透鏡的凹部形成的漫射層；一沉積在該漫射層的后表面上的反射材料層；該漫射層層壓到該基體的前表面上以便將該反射材料層夾在其間。


依據(jù)下文結(jié)合附圖進(jìn)行的詳細(xì)描述，本發(fā)明的這些和其它目的及特征將較容易理解，其中相應(yīng)的部分由相應(yīng)的參考標(biāo)號(hào)表示圖1是本發(fā)明一普通實(shí)施例的正面剖視分解圖；圖2是本發(fā)明一可選實(shí)施例的正面剖視分解圖；圖3是被部分切去的圖2所示可選實(shí)施例的透視圖；圖4是被部分切去的圖2和圖3中可選實(shí)施例的分解透視圖；圖5是本發(fā)明的方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在參考附圖，本發(fā)明第一實(shí)施例的屏用參考標(biāo)號(hào)10表示并包括一基體15，該基體根據(jù)特定應(yīng)用的需要可以是平坦的或彎曲的，并在優(yōu)選實(shí)施例中由在其兩側(cè)具有起剛性作用的塑料薄板的硬泡沫芯類制成。盡管本發(fā)明的屏可用于任何正投影圖像，但是它尤其適合于與LCD投影或DLP以及類似投影系統(tǒng)一起使用。該基體厚度通常，且優(yōu)選地，在1/4英寸到2英寸的范圍內(nèi)?；w15的厚度由諸如一給定尺寸屏的強(qiáng)度要求、該屏將用于其中的環(huán)境等參數(shù)指示。該基體限定一前向表面或前表面17。
(所述屏)包括一優(yōu)選地鍍有金屬的反射膜層20，其限定一前向反射表面22和一適于連接到或鄰近放置到基體15的表面17上的后表面24。
(所述屏)采用一將反射層20夾在其自身和基體15的前表面17之間的光漫射層30。該層30限定一前表面32和一后表面34。該后表面34鄰近反射層20的前表面22設(shè)置。
反射層20可通過(guò)任何合適的方式例如金屬沉積或使用透明粘合劑等粘附到光漫射層30的后表面34上。如果使用一粘合劑，則其應(yīng)該為一可透光的光學(xué)透明配方粘合劑。反射層20可以通過(guò)真空鍍金屬可選地施加到光漫射層30的后表面34上或基體15的前表面17上。構(gòu)成所述層20的優(yōu)選材料為銀或鋁。此外，反射層20可為一金屬膜例如鋁膜，并可進(jìn)行高度拋光的鏡面精加工、糙面精整或本領(lǐng)域技術(shù)人員認(rèn)為需要的其它任何表面處理。
光漫射層30優(yōu)選地由一樹脂制成，例如聚乙烯、聚丙烯或允許光能經(jīng)前表面32進(jìn)入并由反射層20經(jīng)光漫射層30反射回去但能增加反射圖像的觀察視角以便能從一相對(duì)于代表投影在屏10上的一投影圖像光線或光波的線I較寬的角度看到該圖像的其它材料。
漫射角越大，能由觀看該屏反射的圖像的人感知的觀察視角就越寬。通常，增加漫射角會(huì)導(dǎo)致反射光的亮度降低。選擇光漫射層30的構(gòu)成和物理結(jié)構(gòu)以使得在反射光亮度最大的同時(shí)漫射角也最大同。同時(shí)，為了較好的畫面清晰度，應(yīng)使反射圖像的對(duì)比度保持盡可能地高。光漫射層30的理想厚度范圍在2到8密耳(mil)之間。
環(huán)境光的特征以及投影圖像的光強(qiáng)指示為光漫射層30選定的特定特征。在所需漫射較少的情況下，例如在一觀察視角不必太大的環(huán)境中，可用聚乙烯制造漫射層30。在一需要一較大漫射角的觀看環(huán)境中，可用聚丙烯制造漫射層30。可通過(guò)圖1中參考標(biāo)號(hào)35表示的不規(guī)則壓紋、微透鏡、噴砂或任何等效處理對(duì)漫射層30的前表面32或后表面34或這兩個(gè)表面進(jìn)行處理和/或輪廓成形。處理方法35影響出自光漫射層30的反射圖像的漫射等級(jí)。
如圖2至4中所示，本發(fā)明的一可選或第二實(shí)施例包括一配備有一基體45的正投影屏40，該基體45可類似于與圖1有關(guān)的描述中的基體并限定一前表面47。也同與圖1相關(guān)的公開內(nèi)容一樣，該屏采用了一包括前向反射表面52的反射層50。(本實(shí)施例)采用一限定前表面62和后表面64的光漫射層60。在該可選實(shí)施例中，所述層60限定多個(gè)微透鏡M，該透鏡優(yōu)選地為半球形、棱柱形、拋物面形或具有其它任何相對(duì)于其上的入射光起到一透鏡或棱鏡作用的突起結(jié)構(gòu)的凹部?？赏ㄟ^(guò)一透明粘合劑(未示出)、真空沉積或本領(lǐng)域技術(shù)人員能想到的其它任何技術(shù)將所述層50層壓到光漫射層60的內(nèi)表面64上(或基體45的前表面47上)。所述層50可由圖1中層20的任何組成成分制成?？赏ㄟ^(guò)超精刻蝕、壓紋、熱滾壓花或其它任何能在光漫射層中產(chǎn)生小的透鏡狀凹部或凸出的實(shí)心光折射基元的成形技術(shù)在光漫射層60中形成微透鏡M。微透鏡M也可成形為其它形狀，例如類似于Reflexsite公司制造的微棱鏡。
可以改變微透鏡的尺寸例如曲面透鏡M的曲率半徑或如果使用微棱鏡時(shí)的棱鏡高度和側(cè)面斜度以影響漫射層60的漫射特性。一較大的曲率半徑或一較小的斜度將分別產(chǎn)生較小的漫射角，而較小的曲率半徑或較大的棱鏡斜度將分別產(chǎn)生較大的漫射角。對(duì)一家用投影電視來(lái)說(shuō)，優(yōu)選一較大的漫射角，而在一影院環(huán)境中，可以允許一較低漫射(率)、較高集中(度)的反光層。
對(duì)于家用電視應(yīng)用，可使反射光的亮度即反射層20和50的增益較低，而對(duì)于商業(yè)應(yīng)用例如電影院，可分別使屏10、40的同一特征增強(qiáng)。
應(yīng)該理解，可通過(guò)本領(lǐng)域技術(shù)人員可想到的任何合適的方法對(duì)此處的光漫射層30和60進(jìn)行特殊的表面處理和/或輪廓成形。如果根據(jù)需要在光漫射層30、60的各自外表面32、62上附加保護(hù)膜(未示出)，也認(rèn)為落在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
此處公開的屏適用于黑暗或充滿日光的條件，并提供了在此之前未能獲得的視覺(jué)性能特征。應(yīng)該理解，材料和尺寸的變化被認(rèn)為落在本發(fā)明的范圍內(nèi)，而沒(méi)有脫離本發(fā)明的精神。
圖5中概略描述的一方法用于制造本發(fā)明的屏，其包括以下步驟提供一合適的漫射層；在該漫射層中形成微透鏡；在該漫射層上沉積反射層；并將該漫射層/反射層復(fù)合層接合到基體上。這樣，便可提供非常廉價(jià)而性能卻很高的根據(jù)本發(fā)明的投影屏。
對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明的范圍和精神的情況下，本發(fā)明的各種改變和變型將變得明顯，并且應(yīng)該理解，本發(fā)明不局限于前面提出的示意性實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一投影屏，包括一限定一平坦的前表面的基體；一由多個(gè)一般以相等距離間隔分開的形成微透鏡的凹部構(gòu)成的漫射層；一沉積在該漫射層的后表面上的反射材料層；并且該漫射層層壓到該基體的前表面上以便將該反射材料層夾在其間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的投影屏，其特征在于，所述微透鏡呈半球形。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的投影屏，其特征在于所述微透鏡呈棱柱形。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的投影屏，其特征在于，當(dāng)俯視觀察時(shí)，所述微透鏡呈圓形。
5.權(quán)利要求1所述的投影屏通過(guò)包括下列步驟的方法制成提供該基體；使所述反射材料沉積在該漫射層的后表面上；以使得反射材料層被夾在中間的方式將基體的前表面層壓到該反射材料層上。
6.一投影屏，包括一具有一前表面的支承材料；一限定多個(gè)微透鏡的漫射層；一沉積在該漫射層的內(nèi)表面上的反射膜；該微透鏡由多個(gè)以相等距離間隔分開的圓形凸出部構(gòu)成；該反射膜沉積在該漫射層上以便與包括所述微透鏡的漫射層的內(nèi)表面的輪廓一致。
全文摘要
一投影屏，包括一具有一通常較平坦的前表面的基體；一由多個(gè)通常以相等距離間隔分開的形成微透鏡的凹部構(gòu)成的漫射層；一沉積在該漫射層的后表面上的反射材料層；該漫射層層壓到該基體的前表面上以便將該反射材料層夾在其間。
文檔編號(hào)G03B21/60GK1653385SQ03811245
公開日2005年8月10日 申請(qǐng)日期2003年4月17日 優(yōu)先權(quán)日2002年4月17日
發(fā)明者霍華德·辛科夫 申請(qǐng)人:霍華德·辛科夫