背投影装置的制作方法

本发明关于一投影装置，尤为一种可应用于大尺寸显示设备的背投影装置。

背景技术：

今年来因多媒体营销及大型面板技术的日渐普及，传统大型广告广告牌已逐渐被大型显示屏幕所取代，然而现有的大型显示屏幕往往因其全反射结构的关系，无法有效的扩大可视范围的角度、提高解度、对比度、增益度的效果。

其中，以往使用于屏幕内的添加物常和塑料以混和地的方式填充，因此容易产生混料不均匀而使材料版不平整与光损失而使色彩还原度不佳的问题，特别是当黑色的吸光粒子与散光粒子混入同一层结构时最为显著。

由此可见，上述现有将显示屏幕的可视范围的对比度等效果的结构仍有诸多缺陷，实非一优选的设计，而亟待加以改良。

技术实现要素：

本发明提供一种背投影装置，包括第一透镜及第二透镜，此第一透镜为一菲涅耳透镜(fresnellens)，其中菲涅耳透镜的间距(fresnellenspitch)介于50～150um之间，第二透镜为一柱面透镜(lenticularlens)。其中第一透镜与第二透镜相聚一距离处设置，而第二透镜面对第一透镜的一侧依序设置一散射层、一扩散层、一反射层、一吸光层。

其中散射层于面对第一透镜的一侧设有多个曲面体，其中任一曲面体与相邻的曲面体相距一距离，其中任一曲面体与相邻的曲面体的间距(lenticularlenpitch)介于100～200um之间，其中散射层包含透光材质及散光粒子，其中透光材质为聚苯乙烯(polystyrene，ps)、聚甲基丙烯酸甲酯(polymethylmethacrylate，pmma)其中之一或两者的组合，散光粒子为聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、二氧化硅(silica)其中之一到三者的组合。其中散射层的另一侧与扩散层的一侧，扩散层的厚度小于3mm，扩散层中包含散光粒子，散光粒子为聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、二氧化硅其中之一到三者的组合。其中反射层的一侧与扩散层的另一侧连接，反射层的另一侧设有多个凹槽，各凹槽设有两侧壁，两侧壁由凹槽口向黏合层的方向沿伸设有一凹槽底，且两侧壁由凹槽口向凹槽底方向更设有一第一平面及一第二平面，其中任二相邻凹槽底之间距介于10～50um之间，其中凹槽底的宽度与凹槽口的宽度比例介于0.002～1之间，凹槽底的宽度介于1～200um之间，凹槽口的宽度介于5～100um之间，凹槽底与凹槽口的垂直距离介于50～500um之间，以及第一平面与凹槽口连接处于凹槽内侧设有一第一内角，第一内角介于70～90度之间，第二平面与第一平面连接处于凹槽内侧设有一第二内角，第二内角介于145～205度之间，各凹槽中包含吸光填充材质，其中吸光填充材质为聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯其中之一或两者的组合。以及其中吸光层与反射层的另一侧连接，吸光层中包含吸光粒子，吸光粒子为聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯其中之一或两者的组合。

其中散射层与扩散层之间，扩散层与反射层之间，以及反射层与吸光层之间系分别设有一黏合层。

本发明提供另一背投影装置，包括第一透镜及第二透镜，此第一透镜为一菲涅耳透镜，其中菲涅耳透镜的间距介于50～150um之间，第二透镜为一柱面透镜。其中第一透镜与第二透镜相聚一距离处设置，而第二透镜面对第一透镜的一侧依序设置一散射层、一反射层、一扩散层、一吸光层。

其中散射层于面对第一透镜的一侧设有多个曲面体，其中任一曲面体与相邻的曲面体相距一距离，其中任一曲面体与相邻的曲面体的间距介于100～200um之间，其中散射层包含透光材质及散光粒子，其中透光材质为聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯其中之一或两者的组合，散光粒子为聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、二氧化硅其中之一到三者的组合，其中散光粒子占散射层比例介于1.25～1.27％之间，以及散射层亦可依需求参入少量吸光粒子(吸光粒子占散射层比例介于0.02～0.032％之间)。其中散射层的另一侧与反射层的一侧连接，反射层的另一侧设有多个凹槽，各凹槽设有两侧壁，两侧壁由凹槽口向黏合层的方向沿伸设有一凹槽底，且两侧壁由凹槽口向凹槽底方向更设有一第一平面及一第二平面，其中任二相邻凹槽底之间距介于10～50um之间，其中凹槽底的宽度与凹槽口的宽度比例介于0.002～1之间，凹槽底的宽度介于1～200um之间，凹槽口的宽度介于5～100um之间，凹槽底与凹槽口的垂直距离介于50～500um之间，以及第一平面与凹槽口连接处于凹槽内侧设有一第一内角，第一内角介于70～90度之间，第二平面与第一平面连接处于凹槽内侧设有一第二内角，第二内角介于145～205度之间，各凹槽中包含吸光填充材质，其中吸光填充材质为聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯其中之一或两者的组合。其中扩散层的一侧与反射层之另一侧连接，扩散层之厚度小于3mm，扩散层中包含散光粒子，散光粒子为聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、二氧化硅其中之一到三者的组合。以及其中吸光层与扩散层之另一侧连接，吸光层中包含吸光粒子，吸光粒子为聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯其中之一或两者的组合。

其中散射层与反射层之间，反射层与扩散层之间，以及扩散层与吸光层之间系分别设有一黏合层。

本发明的散射层的曲面体结构，具有视角扩散与连续性，令光线穿透散射以增加视角，反射层的填满吸光填充材质的凹槽结构，不但可吸收环境光线提升屏幕的对比度外，更可利用折射率差而形成全反射以增加视角，扩散视角的同时提升光的利用率及对比率。此外，本发明将散光粒子及吸光粒子分别对应设于扩散层及吸光层内，以避免散光粒子及吸光粒子交互影响产生混料不均及光损失较多而导致色彩还原度不佳的问题。

附图说明

图1为本发明的背投影装置的示意图；

图2为本发明的另一背投影装置的示意图；

图3为本发明的背投影装置的示意图；

图4为本发明的第二透镜的示意图；

图5为本发明的散射层的示意图；

图6为本发明的背投影装置的示意图；

图7为本发明的另一背投影装置的示意图；

图8为本发明的反射层的示意图；

图9为本发明的反射层的示意图；

图10本发明与现有技术的比较示意图；以及

图11为本发明的功效示意图。

本代表图符号简单说明：

100第一透镜

200第二透镜

210散射层

220扩散层

230反射层

240吸光层

300黏合层

具体实施方式

请参阅各图，图1为本发明的背投影装置的示意图，如图所示，包括：第一透镜100以及第二透镜200，第一透镜100为一菲涅耳透镜，其中菲涅耳透镜的间距介于50～150um之间，第二透镜200设于第一透镜100一距离处，第二透镜2面依序设置一散射层210、一扩散层220、一反射层230、一吸光层240以及黏合层300。其中散射层210与扩散层220之间设有黏合层300，扩散层220与反射层230之间设有黏合层300，以及反射层230与吸光层240之间设有黏合层300。

请参阅各图，图2为本发明的另一背投影装置的示意图，如图所示，包括：第一透镜100以及第二透镜200，第一透镜100为一菲涅耳透镜，其中菲涅耳透镜的间距介于50～150um之间，第二透镜200设于第一透镜100一距离处，第二透镜2面依序设置一散射层210、一反射层230、一扩散层220、一吸光层240以及黏合层300。其中散射层210与反射层230之间设有黏合层300，反射层230与扩散层220之间设有黏合层300，以及扩散层220与吸光层240之间设有黏合层300。

如图3所示，当投影设备400处朝本发明的第一透镜100处将光源射入后，并形成平行直进的光源后射入第二透镜200，而第二透镜200则将射入的直进光源转换为平均且大角度的散射光，令使用者能在各角度观赏本发明所呈现的影像。

如图4所示，为本发明的第二透镜的示意图，其中散射层210为一柱面透镜，在散射层210于面对第一透镜1的一侧设有多个曲面体211，其中任一曲面体211与相邻的曲面体211相距一距离，其两相邻的曲面体211的间距介于100～200um之间。如图5所示，其中散射层210包含透光材质212及散光粒子213，其中透光材质212为聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯其中之一或两者的组合，散光粒子213为聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、二氧化硅其中之一到三者的组合，其中散光粒子213占散射层210比例介于1.25～1.27％之间。其中当光源从散射层210面对第一透镜100的一侧，以直进的方式射入散射层210后，透光材质212可被光源穿透，散光粒子213反射光源，使直进进入散射层210的光源产生散射效果。

如图6所示，为本发明的背投影装置的示意图，其中扩散层220的厚度小3mm，此扩散层220设于散射层210与反射层230之间并藉由黏合层300黏合相连接，其中扩散层220更近一步包含散光粒子213，其中散光粒子213为聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、二氧化硅其中之一到三者的组合。吸光层240中包含吸光粒子241，吸光粒子241为聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯其中之一或两者的组合。如图7所示，为本发明的另一背投影装置的示意图，其中扩散层220的厚度小3mm，此扩散层220设于反射层230与吸光层240之间并藉由黏合层300黏合相连接，其中扩散层220更近一步包含散光粒子213，其中散光粒子213为聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、二氧化硅其中之一到三者的组合。吸光层240中包含吸光粒子241，吸光粒子241为聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯其中之一或两者的组合。

如图8所示，为本发明的反射层的示意图，其中反射层230的背向第一透镜100的一侧设有多个凹槽231，各该凹槽231设有两侧壁232，该两侧壁232由凹槽口233向该黏合层22的方向沿伸设有一凹槽底234，且该两侧壁232由凹槽口233向凹槽底234方向更设有一第一平面2321及一第二平面2322，其中任二相邻该凹槽底234之间距介于10～50um之间，其中该凹槽底234的宽度与该凹槽口233的宽度比例介于0.002～1之间，该凹槽底234的宽度介于1～200um之间，该凹槽口233的宽度介于5～100um之间，该凹槽底234与该凹槽口233的垂直距离介于50～500um之间，以及该第一平面2321与该凹槽口233连接处于凹槽231内侧设有一第一内角235，该第一内角235介于70～90度之间，该第二平面2322与该第一平面2321连接处于凹槽231内侧设有一第二内角236，该第二内角236介于145～205度之间，各该凹槽231中更包含吸光填充材质，其中吸光填充材质为聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯其中之一或两者的组合。如图9所示，当光线进入反射层230，光线经凹槽231的中吸光填充材质的吸收，形成散射光送出第二透镜200，令使用者能在各角度观赏本发明所呈现的影像。

如图10、图11所示，为本发明与现有技术的角度-光强度(degrees-nits)关系比较示意图，由图10可见，以实线表示本发明的角度-光强度关系，本发明于斜角正负25～35度之间的光强度远大于该范围内现有技术的光强度，此代表本发明的背投影装置的可视角范围明显大于现有技术，由图11可见，本发明的角度-光强度关系，本发明于斜角正负10～30度之间的光强度大，此代表本发明的背投影装置明显提升垂直视角，并可将光线由中心处平均扩散以提升更大的视角，且有效减少了光源的耗损。

本发明提供的背投影装置，与其他现有技术相互比较时，更具备下列优点：

1.本发明的第二透镜的散射层的曲面体结构，具有良好的视角扩散与连续性，并可利用光线穿透散射以增加视角。

2.本发明的反射层的填满吸光填充材质的凹槽结构，不但可吸收环境光线提升屏幕的对比度外，更可利用折射率差而形成全反射以增加视角，扩散视角的同时提升光的利用率及对比率。

3.本发明将散光粒子及吸光粒子分别对应设于扩散层及吸光层内，以避免散光粒子及吸光粒子交互影响产生混料不均及光损失较多而导致色彩还原度不佳的问题。

符号说明：

100第一透镜

200第二透镜

300投影设备

210散射层

220扩散层

230反射层

240吸光层

300黏合层

211曲面体

212透光材质

213散光粒子

231凹槽

232侧壁

233凹槽口

234凹槽底

235第一内角

236第二内角

2321第一平面

2322第二平面

241吸光粒子。