[發明專利]投影屏幕和投影系統

在審

• 申請號: 201811472014.8
• 申請日: 2018-12-04
• 公開（公告）號: CN111273512A
• 公開（公告）日: 2020-06-12
• 發明（設計）人: 王霖;孫微;張紅秀;胡飛;李屹
• 申請（專利權）人: 深圳光峰科技股份有限公司
• 主分類號: G03B21/602
• 分類號: G03B21/602
• 代理公司: 北京信慧永光知識產權代理有限責任公司 11290
• 代理人: 姚鵬;曹正建

本發明公開了一種投影屏幕和包含所述投影屏幕和投影機的投影系統。所述投影屏幕包括從投影光線的入射側依次布置的微透鏡陣列層、濾光層和光學結構層，所述微透鏡陣列層包括多個微透鏡單元，所述濾光層具有預定的透光率并且設置有透光孔，所述光學結構層具有能夠反射入射光的光學微結構單元，并且所述濾光層中的所述透光孔的位置是基于所述微透鏡陣列層中的所述微透鏡單元的光軸位置布置的，以使所述透光孔正好位于所述微透鏡單元的焦平面上并且所述投影光線經過所述微透鏡單元的折射后正好穿過所述透光孔。根據本發明，確保了屏幕具有較高屏幕增益，提高屏幕的抗環境光對比度，并降低了制造屏幕的工藝難度。

技術領域

本發明涉及投影屏幕和投影系統。具體地，本發明涉及既能夠有效提高屏幕抗環境光能力又具有高增益的投影屏幕和使用該投影屏幕的投影系統。

背景技術

當前，投影顯示系統越來越受到人們的關注。尤其是在大尺寸家庭影院應用場景中，投影顯示系統的優勢越來越被大眾認可。

屏幕是影響投影顯示系統的一個重要因素，其對投影顯示的圖像質量影響很大，而屏幕的對比度是評價一塊屏幕好壞的重要參數。通常，因為一般的投影屏幕既能反射投影機的光線也能反射環境光的光線，所以屏幕反射的畫面的對比度因受到環境光的影響而遠低于投影機自身的對比度。

為了提高在有環境光的情況下的屏幕對比度，已經提出了不少的解決方案。例如，在專利文獻1(CN1670618A)中公開了一種抗環境光的投影屏幕。這種投影屏幕采用線柵屏幕，其微結構單元由上下兩個斜面組成。上方的斜面表面涂有黑色的吸光材料，用來吸收屏幕上方入射的環境光線，下方的斜面表面為由白色反射樹脂形成的基地材料，用于反射投影機的光線。但是，由于用于反射的白色漫反射層對于入射光線的角度沒有選擇性，所以入射到白色反射面的環境光一樣可以被反射到觀眾的視場，而且屏幕的增益一般低于0.5。另外，線柵結構只能準直投影機截面中央區域的入射光線，準直效果從屏幕中間到屏幕兩邊的逐漸變差。另外，在專利文獻2(CN105408777A)提出了一種具有圓形對稱的菲涅爾微結構的屏幕。這種屏幕利用投影光線與環境光入射角度不同來提高對比度。其中，環境光被反射層的上反射面反射至地面方向，因而這部分環境光不會影響屏幕的對比度。但是，在專利文獻2的方案中，仍有一部分環境光會被發射層的下反射面反射至觀眾的視場內。因此，專利文獻2中的的結構改善對比度的效果有限。此外，當前還存在利用全反射原理的屏幕結構。全反射屏幕結構利用投影光線和環境光線入射角度不同的特性，使大角度入射的投影光線滿足全反射條件而被反射，小角度入射的環境光線透過結構層而被吸收。然而，由于全反射條件相對比較苛刻，這樣的結構可能會導致一部分投影光線因為不滿足全反射條件而被浪費。因此，這種結構的屏幕光線利用率不高。此外，由于全反射結構的兩個反射面面積較大，來自屏幕上方的與投影光線對稱的環境光線會被反射向觀眾的視場，因此抗環境光的能力有局限性。

發明內容

針對上述問題，本發明旨在提供一種結構簡單、成本低，具有高增益、高對比度的投影屏幕和投影系統。

本發明的實施例公開了一種投影屏幕，包括從投影光線的入射側依次布置的微透鏡陣列層、濾光層和光學結構層，所述微透鏡陣列層包括多個微透鏡單元，所述濾光層具有預定的透光率并且設置有透光孔，所述光學結構層具有能夠反射入射光的光學微結構單元，所述透光孔正好位于所述微透鏡單元的焦平面上并且所述投影光線經過所述微透鏡單元的折射后正好穿過所述透光孔。

優選地，在所述投影屏幕的屏幕平面上，所述微透鏡陣列層的所述微透鏡單元、所述濾光層的所述透光孔和所述光學結構層的所述光學微結構單元均排布成圓環形狀。

優選地，所述光學結構層的所述光學微結構單元是涂覆有反射層的菲涅爾微透鏡單元，并且所述光學結構層包括基材層和菲涅爾微結構層。所述反射層的涂覆厚度例如不超過所述光學微結構單元的節距的1/5。或者，優選地，所述光學結構層的所述光學微結構單元是全反射微結構單元，并且所述光學結構層包括透鏡基材層、全反射微結構層和黑色吸光層。