[發明專利]一種曲面棱錐形微透鏡陣列及帶有該透鏡陣列的背投屏幕

無效

• 申請號: 201010567339.1
• 申請日: 2010-11-30
• 公開（公告）號: CN102478675A
• 公開（公告）日: 2012-05-30
• 發明（設計）人: 韓喜春;高緩緩;王宇志;范衛國;宮銘輝
• 申請（專利權）人: 沈陽新松機器人自動化股份有限公司
• 主分類號: G02B3/00
• 分類號: G02B3/00;G02B1/10;G02B1/11;G03B21/60
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 白振宇

技術領域

本發明涉及背投光學屏幕，具體地說是一種背投影屏幕使用的曲面棱錐形微透鏡陣列及帶有該透鏡陣列的背投屏幕。

背景技術

背投光學屏幕目前廣泛應用于大型會議室、指揮控制中心、培訓教育、電視會議、展示廳、展覽館、禮堂、體育館、音樂廳、超級市場、機場、車站、碼頭、自助餐廳、櫥窗等場合，甚至各種環境光強烈的復雜環境，這就對光學屏幕提出了更高的要求。

光學屏幕是指含一個或多個光學鏡頭系統的投影屏幕，背投影屏幕通常是由菲涅爾透鏡與漫反射屏幕組成。光機出射的光線經過菲涅爾屏后變成平行光，再經過漫反射屏將光線散射，從而達到大視場觀看的目的。現在，市面上主要的漫反射屏多為簡單漫反射屏、柱面鏡屏和玻珠屏的形式。

簡單漫反射屏主要是直接對亞克力表面進行處理制作而成。菲涅爾透鏡與簡單漫反射屏配合后，從菲涅爾透鏡出射的雜散光將產生很嚴重的眩光現象。

柱面鏡屏的柱面鏡組元結構如圖1所示，入射光通過入射面的柱狀凸透鏡聚焦于出射面的柱狀凸透鏡附近，在出射面上相鄰柱狀凸透鏡的中間區域形成凸起部分，在凸起部分印刷黑條紋1，這樣可以保證出射面一側有最大面積的涂黑，從而提高對比度。但由于柱面鏡只能將水平方向的光線發散，而豎直方向的光線傳播方向不變，這就導致了柱面鏡屏幕在豎直方向的發散角很小，不能應用在大角度全方位的觀看場合。

玻珠屏的結構如圖2所示，在菲涅爾屏2與漫反射屏3之間使用細小的玻珠4，并在玻珠4面向觀看者的一側噴涂上一層黑色涂層5。玻珠4能將菲涅爾屏2折射過來的平行光發散，并傳送至觀看者。照在屏幕上的環境光則被黑色涂層5直接吸收掉。但由于玻珠之間的部分有黑色涂層5，這將導致至少21.5％的光能損失，如圖3所示，所以玻珠屏在光能利用方面存在一定缺陷。

發明內容

為了解決現有漫反射屏存在的上述問題，本發明的目的在于提供一種曲面棱錐形微透鏡陣列及帶有該透鏡陣列的背投屏幕。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：

本發明的曲面棱錐形微透鏡陣列，由多個曲面棱錐形微透鏡單元組成陣列結構，每個曲面棱錐形微透鏡單元具有底面、頂面及連接底面與頂面的四個側面；所述曲面棱錐形微透鏡單元的底面為正方形，頂面為球面，側面為弧面。

其中：所述曲面棱錐形微透鏡單元的四個側面的外表面鍍有全反射膜；曲面棱錐形微透鏡單元的頂面的外表面鍍有增透膜；曲面棱錐形微透鏡單元側面的曲率半徑大于0.04mm，兩相對側面之間的夾角小于60°；曲面棱錐形微透鏡單元頂面的曲率半徑大于0.01mm；曲面棱錐形微透鏡單元底面的邊長為0.05mm～0.5mm。

本發明帶有曲面棱錐形微透鏡陣列的背投屏幕，包括菲涅爾屏、曲面棱錐形微透鏡陣列及帶精細毛面的散射層，其中曲面棱形微透鏡陣列由多個曲面棱錐形微透鏡單元組成陣列結構，曲面棱錐形微透鏡單元的底面與菲涅爾屏相連，頂面與帶精細毛面的散射層相連，在相鄰曲面棱錐形微透鏡單元之間涂有黑色涂層。

其中：所述黑色涂層涂在曲面棱錐形微透鏡單元側面全反射膜的外表面。

本發明的優點與積極效果為：

1.本發明的曲面棱錐形微透鏡陣列利用光線在曲面棱錐形微透鏡單元的側面發生全反射，并從頂面射出，可以保證光線各個角度的散射，不會出現柱面鏡在垂直方向具有盲區的現象；曲面棱錐形微透鏡單元相對兩側面之間的夾角角度保證了雜散光不會出射，從面達到了防眩光的效果。

2.曲面棱錐形微透鏡單元7底面為正方形，可以使微透鏡結構更加緊湊，避免了光能損失，不會出現玻珠陣列的光能損失問題。

3.本發明將曲面棱錐形微透鏡陣列與菲涅爾透鏡組合，形成用于LCD、LCOS、DLP為投影源的高清投影電視的背投屏幕，具有高透過率、高對比度、高分辨率、防眩光、大視場角的優點。

4.本發明在每個曲面棱錐形微透鏡單元的側面不發光部分涂有黑色涂層，可以將環境光吸收，從而提高了屏幕的對比度。

附圖說明

圖1為現有柱面鏡組元背投屏幕的結構示意圖；

圖2為現有玻珠屏的結構示意圖；

圖3為現有玻珠屏的剖面圖；

圖4為本發明曲面棱錐形微透鏡陣列的立體結構示意圖；

圖5為圖4中曲面棱錐形微透鏡單元的結構示意圖；

圖6為本發明帶有曲面棱錐形微透鏡陣列的背投屏幕的結構剖視圖；