具有均匀增益的金属银幕的制作方法

1.本实用新型属于投影屏幕技术领域，尤其涉及一种具有均匀增益的金属银幕。


背景技术：

2.随着人们生活水平的提高，观看电影已经成为人们娱乐休闲的重要方式之一。投影式电影系统的原理是采用投影机向金属银幕投射携带有影像信息的光束，光束经金属银幕反射后被观众接收到。
3.银幕的亮度系数r
α
是非常重要的光学指标，是指在同一照明条件和规定的观察条件下，当入射光线沿银幕的法线方向时，在观看银幕的一侧与法线方向成α角方向的银幕亮度b
α
与同样条件下理想漫散幕的亮度bo的比值，即r
α
＝b
α
/bo。通常把亮度系数r
α
的最大值成为银幕的增益。
4.目前普通金属银幕的增益随视角变化明显，金属银幕中心亮度最高，越往边缘金属银幕的亮度越低，导致整个金属银幕的亮度均匀性非常差，影响观众的观影体验，成为困扰整个电影行业多年的难题。


技术实现要素：

5.本实用新型所要解决的技术问题为如何改善金属银幕中心的亮斑问题，提升整个金属银幕的亮度均匀性。
6.为解决上述技术问题，本实用新型是这样实现的，一种具有均匀增益的金属银幕，所述金属银幕具有一反射表面所述反射表面上密布有凹陷的反射单元；各所述反射单元中，至少有90％比例的反射单元为凹球冠反射结构和/或凹旋转抛物面反射结构。
7.进一步地，所述凹球冠反射结构的球冠深度h与球冠曲率半径r之比小于0.3。
8.更进一步地，所述凹球冠反射结构的球冠深度h与球冠曲率半径r之比小于0.2。
9.进一步地，各所述凹球冠反射结构具有相同的球冠深度h与球冠曲率半径r之比，球冠曲率半径r相同或不同。
10.进一步地，所有的凹球冠反射结构分为若干组，每一组的凹球冠反射结构具有相同的球冠深度h与球冠曲率半径r之比，且各个组的球冠深度h与球冠曲率半径r之比不同。
11.进一步地，在所述反射单元之间设有凸形反射结构，各所述凸形反射结构互不相邻。
12.进一步地，所述金属银幕包括依次设置的基材层和作为所述反射表面的金属反射层。
13.进一步地，所述金属银幕还包括保护层，所述保护层设置在所述金属反射层远离所述基材层的一侧。
14.进一步地，所述基材层上压印或涂布形成密布的凹陷结构，所述金属反射层镀着在所述基材层上而在表面呈现出密布凹陷的所述反射单元。
15.进一步地，所述基材层表面平整，所述金属反射层上压印或涂布形成密布凹陷的
所述反射单元。
16.本实用新型所提供的金属银幕的反射表面上密布有凹陷的反射单元，其中至少有90％比例的反射单元为凹球冠反射结构和/或凹旋转抛物面反射结构，这些部分反射单元对入射光线仅发生一次反射，这样金属银幕上大部分反射到观众席的光线均只被反射了一次。并且，这部分反射单元整体而言具有非常均匀的且不依赖角度的反射特性，可以在工艺允许的条件下尽可能地增加这种反射单元所占的比例，最大化提升金属银幕的亮度均匀性，可以有效改善金属银幕中心的亮斑问题。
附图说明
17.图1是本实用新型提供的具有均匀增益的金属银幕的正视图；
18.图2是本实用新型提供的具有均匀增益的金属银幕的局部放大示意图；
19.图3是本实用新型提供的凹球冠反射结构的立体图；
20.图4是本实用新型提供的凹球冠反射结构的截面图；
21.图5是本实用新型提供的采用凹球冠反射结构的金属银幕的增益曲线图；
22.图6是本实用新型提供的普通金属银幕的增益曲线图；
23.图7本实用新型提供的采用凹旋转抛物面结构的金属银幕的增益曲线图；
24.图8是本实用新型提供的具有均匀增益的金属银幕的侧视图。
具体实施方式
25.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型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实用新型，并不用于限定本实用新型。
26.参照图1、图2，本实用新型所提供的具有均匀增益的金属银幕具有反射表面1，反射表面1上密布有凹陷的反射单元11，图2为图1中a部分放大后的立体图，可以看到，整个反射表面1类似于布满一个个“凹坑”。相对而言，各反射单元11之间的部分就形成了一个个凸形反射结构12，凸形反射结构12可以是真实向外凸起的反射结构，也可以只是相对于反射单元11凸起但实际上是水平的反射面，当凸形反射结构12确实向外凸起时，需要保证各凸形反射结构12之间不相邻，以免产生多次反射。反射单元11与凸形反射结构12的材质相同，符合金属银幕的常规要求即可。
27.各反射单元11中，在形状上要求入射到其内部的光线至少在有90％比例的反射单元11为凹球冠反射结构和/或凹旋转抛物面反射结构，这部分的发射单元11对入射光线仅发生一次反射，并且，可以在工艺允许的条件下尽可能地增加这种反射单元11所占的比例，尽量做到所有的反射单元11基本上对光线均仅反射一次。对于凸形反射结构12，受其向外凸起的外形所限，必然使得入射到凸形反射结构12上的光线只被反射一次就能到达观众席，因此这样基本上所有被反射到观众席的光线均只在金属银幕上只被反射了一次，整个金属银幕上的大部分位置的反射单元11都具有非常均匀的且不依赖角度的反射特性，最大化提升了金属银幕的亮度均匀性，有效改善了金属银幕中心的亮斑问题。并且，还具有较高的偏振对比度，可改善3d电影左右眼图像串扰问题。
28.另外，通过试验发现，若反射单元11设计为六角形栅格这种规则的蜂窝结构，会使
得反射光在银幕表面形成六角形干涉图案，这种图案会影响银幕反射成像的质量，是我们不希望看到的，因此，本实用新型提供的金属银幕中将反射单元11设计成绝大部分为凹球冠反射结构和/或凹旋转抛物面反射结构，这些反射结构在与金属银幕平行的横切方向上，反射单元11的横切面曲线呈平滑状，使得反射光在银幕表面不会形成干涉图案，确保成像质量。
29.横切面曲线呈平滑状的凹陷结构有很多，可以根据需要灵活设计，如上所述，本实用新型提供了两种反射单元11的设计方案：第一种为凹球冠反射结构，第二种为凹旋转抛物面反射结构，同一个金属银幕上，可以全部采用第一种设计方案，也可以全部采用第二种设计方案，还可以采用第一种与第二种混合使用的设计方案。
30.对于第一种设计方案，如图3、图4所示，设凹球冠的球冠深度为h，凹球冠顶部截面圆的半径为r，凹球冠的球冠曲率半径为r，要求凹球冠反射结构的球冠深度h与球冠曲率半径r之比小于0.3，目的在于保证入射光线仅发生一次反射。需要说明的是，金属银幕中心位置为垂直入射，在不考虑斜入射时，发生2次反射的条件为：光线沿半圆形中心线方向入射，以水平方向反射，即入射光线与反射光线夹角为90
°
，此时：凹球冠的球冠深度h与凹球冠的球冠曲率半径r的比值为即0.3。整个球冠截面上的入射光线，均可反射回立体角为2π的半球内。这说明当h/r小于时，垂直于金属银幕表面的光线仅会发生一次反射。再考虑到斜入射的情况，h/r优先设计为小于0.2。其增益曲线如图5所示，可以看出其增益曲线类似于朗伯银幕，称为“类朗伯银幕”，另外，与图6所示的普通银幕的增益曲线对比可以看出，采用凹球冠反射结构的金属银幕的增益会更加均匀。
31.具体设计时，可以是各凹球冠反射结构具有相同的球冠深度h与球冠曲率半径r之比，而球冠曲率半径r相同或不同。
32.也可以是将所有的凹球冠反射结构分为若干组，每一组的凹球冠反射结构具有相同的球冠深度h与球冠曲率半径r之比，且各个组的球冠深度h与球冠曲率半径r之比不同，而各个组之间相比，球冠曲率半径r可以是相同，也可以不同。这种方案可以通过调整银幕上各组凹球冠反射结构的比例，实现调整增益曲线形状的目的。
33.对于第二种设计方案，凹旋转抛物面的切面满足上开口抛物线方程，具体为x2＝2py(p》0)，调节p即可调整增益，增益曲线如图7所示。
34.使用不同比例的凹球冠反射结构和凹旋转抛物面结构，可以调整增益随角度的变化，从而得到期望的增益曲线形状。
35.图8为本实用新型提供的均匀增益的金属银幕的侧视图，可以看出，金属银幕包括依次设置的基材层81和作为上述反射表面1的金属反射层82，金属反射层82可采用电镀的方式镀着在基材层81的表面。进一步地，为防止金属反射层82被划伤磨损，在金属反射层82远离基材层81的一侧还设置有保护层83。
36.只要金属反射层82的表面具有上面反射表面1的特性即可，具体制作时，可以基材层81上压印或涂布形成密布的凹陷结构，再将金属反射层82镀着在基材层81上，这样金属反射层82在表面会基材层81的凹陷结构而呈现出密布有上述凹陷的反射单元81。其中，压印可采用物理的方式实现，在基材层81上压制出符合要求的凹陷结构，而涂布方式则可以选用半导体工艺中常见的移印的方式实现，首先根据凹陷结构的位置设计出合适的移印
版，采用该移印版制作基材层8，即可得到具有凹陷结构的基材层81。
37.同理，还可以是基材层81的表面平整，而在金属反射层82上以压印或涂布的方式形成密布凹陷的反射单元11。
38.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。