CN109143765A - 成像结构、投影屏幕及投影系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供的成像结构、投影屏幕及投影系统，涉及成像技术领域。其中，所述成像结构包括由多个微透镜构成的树脂层，每一个所述微透镜具有至少一个曲面，以使光束传输至该微透镜时能够在对应的曲面发生扩散。通过上述设置，可以改善现有的成像结构中因光束的扩散效果较差而导致成像效果较差的问题。

Description

成像结构、投影屏幕及投影系统

技术领域

本发明涉及成像技术领域，具体而言，涉及一种成像结构、投影屏幕及投影系统。

背景技术

随着屏幕显示技术的不断发展，投影作为一种简单、便捷的显示方式得到的广泛的应用，例如，家庭的娱乐生活或办公需求。其中，在通过投影进行显示时，不可缺少的一个设备就是投影屏幕。并且，在投影屏幕中成像结构作为成像显示的一个关键结构发挥着重要的作用。

经发明人研究发现，在现有的投影屏幕中，由于投影机输出的光束传输至成像结构时在该结构中扩散的效果较差，因而，存在该成像结构的成像效果较差的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种成像结构、投影屏幕及投影系统，以改善现有的成像结构中因光束的扩散效果较差而导致成像效果较差的问题。

为实现上述目的，本发明实施例采用如下技术方案：

一种成像结构，包括由多个微透镜构成的树脂层，每一个所述微透镜具有至少一个曲面，以使光束传输至该微透镜时能够在对应的曲面发生扩散。

在本发明实施例较佳的选择中，在上述成像结构中，所述树脂层包括多层子结构，所述多层子结构在所述树脂层的厚度方向上依次设置，且每一层子结构在所述树脂层的厚度方向上具有一个微透镜、在所述树脂层的长度或宽度方向上具有多个依次设置的微透镜。

在本发明实施例较佳的选择中，在上述成像结构中，在所述多层子结构中任意相邻两层子结构中的微透镜的折射率不同，且同一层子结构中的各微透镜的折射率相同。

在本发明实施例较佳的选择中，在上述成像结构中，所述多层子结构包括多层第一子结构和多层第二子结构；

其中，所述第一子结构和第二子结构的折射率不同，且任意相邻两层第一子结构之间设置有一层第二子结构、任意相邻两层第二子结构之间设置有一层第一子结构。

在本发明实施例较佳的选择中，在上述成像结构中，所述微透镜为柱状结构，所述第一子结构中的各微透镜的宽度方向与所述树脂层的宽度方向相同，所述第二子结构中的各微透镜的宽度方向与所述树脂层的宽度方向垂直。

在本发明实施例较佳的选择中，在上述成像结构中，所述微透镜为柱状结构，所述第一子结构中的各微透镜的宽度方向与所述树脂层的宽度方向相同，所述第二子结构中的各微透镜的宽度方向与所述树脂层的宽度方向相同。

在本发明实施例较佳的选择中，在上述成像结构中，任意两层第一子结构中的微透镜的厚度和/或宽度不同，任意两层第二子结构中的微透镜的厚度和/或宽度不同。

在本发明实施例较佳的选择中，在上述成像结构中，任意两层第一子结构中对应位置的两个微透镜的主光轴位于不同的空间面，任意两层第二子结构中对应位置的两个微透镜的主光轴位于不同的空间面。

本发明实施例还提供了一种投影屏幕，包括基材结构和制作于所述基材结构的成像结构；

其中，该成像结构包括由多个微透镜构成的树脂层，每一个所述微透镜具有至少一个曲面，以使光束传输至该微透镜时能够在对应的曲面发生扩散。

本发明实施例还提供了一种投影系统，包括激光投影机和基于所述激光投影机输出的光束进行成像显示的投影屏幕，所述投影屏幕包括基材结构和制作于所述基材结构的成像结构；

其中，该成像结构包括由多个微透镜构成的树脂层，每一个所述微透镜具有至少一个曲面，以使光束传输至该微透镜时能够在对应的曲面发生扩散。

本发明提供的成像结构、投影屏幕及投影系统，通过设置由多个微透镜构成的树脂层，以使进入该树脂层的光束能够基于对应位置的微透镜的曲面发生扩散，从而使进入树脂层中的光束被扩散至成像结构的各个区域，进而在保证成像结构具有较好的成像效果的同时，还能够增大应用的投影屏幕的视角。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

图1为本发明实施例提供的投影系统的结构示意图。

图2为本发明实施例提供的投影系统的另一结构示意图。

图3为本发明实施例提供的投影屏幕的结构示意图。

图4为本发明实施例提供的成像结构的结构示意图。

图5为本发明实施例提供的成像结构的另一结构示意图。

图6为本发明实施例提供的光束在微透镜的曲面发生扩散的示意图。

图7为本发明实施例提供的成像结构的另一结构示意图。

图8为本发明实施例提供的输入侧和输出侧都为曲面的成像结构的结构示意图。

图9为本发明实施例提供的输入侧和输出侧都为曲面的成像结构的另一结构示意图。

图标：10-投影系统；20-激光投影机；30-投影屏幕；100-成像结构；110-微透镜；111-主光轴；130-第一子结构；150-第二子结构；200-基材结构。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为只是或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1和图2所示，本发明实施例提供了一种投影系统10，可以包括激光投影机20和投影屏幕30。其中，所述激光投影机20可以输出光束至所述投影屏幕30，所述投影屏幕30可以基于所述激光投影机20输出的光束进行成像显示。

可选地，所述激光投影机20包括的光学器件不受限制，可以根据实际应用需求进行设置，例如，可以包括，但不限于红色、绿色和蓝色的三色光阀，合束X棱镜、投影镜头以及驱动光阀等光学器件，只要能够有效地输出红色、绿色和蓝色的激光光束即可。

可选地，所述投影屏幕30包括的光学结构不受限制，可以根据实际应用需求进行设置，例如，根据所述投影屏幕30的类型不同可以有不同的结构设置。

其中，所述投影屏幕30的类型可以包括正投影屏幕和背投影屏幕。详细地，在正投影屏幕的应用中，激光投影机20与观看者位于投影屏幕30的同一侧。在背投影屏幕的应用中，激光投影机20与观看者位于投影屏幕30的相对两侧。也就是说，正投影屏幕相较于背投影屏幕，至少还具有一反射结构，以使激光投影机20输出的激光光束能够通过该反射结构进行反射。

结合图3，本发明实施例还提供一种可应用于上述投影系统10的投影屏幕30。其中，所述投影屏幕30可以包括成像结构100和基材结构200。

进一步地，在本实施例中，所述基材结构200可以为透明结构。所述成像结构100制作于所述基材结构200的一面，以使所述投影系统10中的激光投影机20输出的光束能够穿过所述基材结构200达到所述成像结构100，并在该成像结构100完成成像显示。

可选地，所述基材结构200的具体类型不受限制，可以根据实际应用需求进行设置，例如，既可以是柔性结构，也可以是具有一定刚性的结构。其中，柔性结构可以包括，但不限于PE、PVC、CPP、BOPP、PC、PET、PA或TPU等柔性塑料薄膜。具有一定刚性的结构可以包括，但不限于玻璃、亚克力等透明基板。

并且，所述基材结构200对可见光的透光率不受限制，可以根据实际应用需求进行设置。在本实施例中，为保证成像显示的效果，所述基材结构200的透光率可以大于或等于75％。

进一步地，在本实施例中，基于所述投影屏幕30的类型不同，该投影屏幕30还可以包括其它光学结构，例如，在所述投影屏幕30为正投影屏幕时，还可以包括反射结构。

其中，所述反射结构位于所述成像结构100远离所述基材结构200的一面，以使所述激光投影机20输出的光束可以依次穿过所述基材结构200、成像结构100达到所述反射结构，并在该反射结构发生反射以再次进入所述成像结构100。

结合图4和图5，本发明实施例还提供一种可应用于上述投影屏幕30的成像结构100。其中，所述成像结构100可以包括树脂层，并且，该树脂层可以由多个微透镜110构成。

进一步地，在本实施例中，每一个所述微透镜110具有至少一个曲面，以使穿过所述投影屏幕30的基材结构200的光束在进入所述树脂层后，能够基于对应位置的微透镜110的曲面发生扩散，从而使进入树脂层中的光束被扩散至成像结构100的各个区域(如图6所示)，进而在保证成像结构100具有较好的成像效果的同时，还能够增大应用的投影屏幕30的视角。

可选地，所述微透镜110的形状不受限制，只要具有至少一个曲面以使入射的光束能够发生扩散即可。在本实施例中，所述微透镜110可以为柱状结构。详细地，该柱状结构可以包括一平面、一曲面以及两个侧面围合形成。

其中，所述曲面的具体形状不受限制，可以根据实际应用需求进行设置，只要能够使入射的光束发生扩散即可，例如，可以包括，但不限于抛物面、圆弧面或椭圆面等。详细地，在所述曲面为圆弧面时，所述微透镜110的可以是一圆柱沿轴线纵向进行切割得到的部分结构。

可选地，所述树脂层的形成方式不受限制，可以根据实际应用需求进行选择。在本实施例中，可以采用液态树脂，并通过模具涂布的方式在所述基材结构200上制作形成具有多个微透镜110的树脂层。

其中，多个所述微透镜110的具体分布方式不受限制，可以根据实际应用需求进行设置，例如，可以根据制造工艺等因素进行设置。在本实施例中，多个所述微透镜110可以呈阵列分布，以使所述树脂层可以包括多层子结构。

详细地，所述多层子结构在所述树脂层的厚度方向上依次设置，以叠加形成所述树脂层。并且，考虑到一定的制造工艺因素，在每一层所述子结构中在所述树脂层的厚度方向(如图4或5中的H方向)上具有一个微透镜110、在所述树脂层的长度方向(如图4或5中的L方向)或宽度方向(如图4或5中的W方向)上具有多个依次设置的微透镜110。

也就是说，每一层所述子结构的厚度等于一个微透镜110的厚度，每一层所述子结构的长度等于一个微透镜110的长度或等于该层各微透镜110的宽度之和，每一层所述子结构的宽度等于该层各微透镜110的宽度之和或等于一个微透镜110的长度。

进一步地，为提高光束在所述树脂层内的扩散效果以保证具有较高的成像显示效果，在本实施例中，可以将所述多层子结构的折射率分别进行设置，以使各层子结构对应的折射率存在不同。

可选地，所述多层子结构中各微透镜110的折射率的设置方式不受限制，可以根据实际应用需求进行设置，例如，既可以是部分微透镜110的折射率存在不同，也可以是全部微透镜110的折射率都不同。在本实施例中，在所述多层子结构中任意相邻两层子结构中的微透镜110的折射率可以不同，且同一层子结构中的各微透镜110的折射率可以相同。

并且，在保证任意相邻两层子结构中的微透镜110的折射率存在不同的基础上，为进一步地提高制作成像结构100的效率，在本实施例中，结合图6，可以将所述多层子结构分为多层第一子结构130和多层第二子结构150。

详细地，所述第一子结构130和第二子结构150的折射率不同，且任意相邻两层第一子结构130之间设置有一层第二子结构150、任意相邻两层第二子结构150之间设置有一层第一子结构130。也就是说，所述第一子结构130和所述第二子结构150可以交替间隔分布。

其中，所述第一子结构130和所述第二子结构150对应的折射率的相对大小关系不受限制，可以根据实际应用需求进行设置，例如，既可以是所述第一子结构130对应的折射率大于所述第二子结构150对应的折射率，也可以是所述第二子结构150对应的折射率大于所述第一子结构130对应的折射率。例如，在一种可以替代的示例中，所述第一子结构130的折射率可以为1.60，所述第二子结构150的折射率可以为1.43。

可选地，所述第一子结构130和所述第二子结构150中微透镜110的设置方向不受限制，例如，既可以是所述第一子结构130中的微透镜110与所述第二子结构150中的微透镜110的设置方向相同，以使所述第一子结构130中的微透镜110与所述第二子结构150中的微透镜110平行排列，也可以是所述第一子结构130中的微透镜110与所述第二子结构150中的微透镜110的设置方向垂直，以使所述第一子结构130中的微透镜110与所述第二子结构150中的微透镜110垂直排列。

详细地，在一种示例中，请进一步参照图4，所述第一子结构130中的各微透镜110的宽度方向与所述树脂层的宽度方向相同，所述第二子结构150中的各微透镜110的宽度方向与所述树脂层的宽度方向相同。也就是说，所述第一子结构130中的微透镜110与所述第二子结构150中的微透镜110平行排列。

在另一种示例中，请进一步参照图5，所述第一子结构130中的各微透镜110的宽度方向与所述树脂层的宽度方向相同，所述第二子结构150中的各微透镜110的宽度方向与所述树脂层的宽度方向垂直。也就是说，所述第一子结构130中的微透镜110与所述第二子结构150中的微透镜110垂直排列。

可选地，在各层第一子结构130中对应的微透镜110的厚度关系不受限制，可以根据实际应用需求进行设置，例如，既可以是相同的，也可以是不同的。在本实施例中，为提高所述成像结构100对光束的扩散能力，任意两层第一子结构130中的微透镜110的厚度可以不同。

并且，在各层第一子结构130中对应的微透镜110的宽度关系不受限制，可以根据实际应用需求进行设置，例如，既可以是相同的，也可以是不同的。在本实施例中，结合图7，为提高所述成像结构100对光束的扩散能力，任意两层第一子结构130中的微透镜110的宽度可以不同。

其中，在多层所述第一子结构130中，沿靠近所述基材结构200至远离所述基材结构200的方向，所述微透镜110的厚度和宽度可以依次递增。

可选地，在各层第二子结构150中对应的微透镜110的厚度关系不受限制，可以根据实际应用需求进行设置，例如，既可以是相同的，也可以是不同的。在本实施例中，为提高所述成像结构100对光束的扩散能力，任意两层第二子结构150中的微透镜110的厚度可以不同。

并且，在各层第二子结构150中对应的微透镜110的宽度关系不受限制，可以根据实际应用需求进行设置，例如，既可以是相同的，也可以是不同的。在本实施例中，请进一步参照图6，为提高所述成像结构100对光束的扩散能力，任意两层第二子结构150中的微透镜110的宽度可以不同。

其中，在多层所述第二子结构150中，沿靠近所述基材结构200至远离所述基材结构200的方向，所述微透镜110的厚度和宽度可以依次递增。

可选地，在多层所述子结构中，各层子结构对应位置的各微透镜110的主光轴111的分布方式不受限制，例如，既可以是位于同一空间面内，也可以是位于不同空间面内。其中，主光轴111位于同一空间面是指，各层子结构的微透镜110按照同一方向进行排序后，各层子结构中属于同一排序的微透镜110的主光轴111重合。

其中，为进一步地提高所述成像结构100对光束的扩散能力，请进一步参照图6，可以将各层子结构对应位置的各微透镜110的主光轴111设置于不同的空间面。

详细地，考虑到所述子结构可以包括第一子结构130和第二子结构150，并且，所述第一子结构130和第二子结构150中微透镜110的排列方式可以是相同的，也可以是不同的，在本实施例中，任意两层第一子结构130中对应位置的两个微透镜110的主光轴111可以位于不同的空间面，任意两层第二子结构150中对应位置的两个微透镜110的主光轴111位于不同的空间面。

其中，在所述第一子结构130和所述第二子结构150中的微透镜110的排列方式相同时，任意两层第一子结构130和第二子结构150中的微透镜110的主光轴111可以位于不同的空间面，以使包括该第一子结构130和第二子结构150的成像结构100对入射的光束具有较高的扩散能力，从而使进入树脂层中的光束被扩散至成像结构100的各个区域。

进一步地，为提高所述成像结构100对光束的扩散能力，在本实施例中，还可以将所述成像结构100相对的两个表面分别作为曲面，也就是说，光束进入和透射出所述成像结构100的两个表面都可以为曲面，具体的，请参照图8和图9所示。

综上所述，本发明提供的成像结构100、投影屏幕30及投影系统10，通过设置由多个微透镜110构成的树脂层，以使进入该树脂层的光束能够基于对应位置的微透镜110的曲面发生扩散，从而使进入树脂层中的光束被扩散至成像结构100的各个区域，进而在保证成像结构100具有较好的成像效果的同时，还能够增大应用的投影屏幕30的视角。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种成像结构，其特征在于，包括由多个微透镜构成的树脂层，每一个所述微透镜具有至少一个曲面，以使光束传输至该微透镜时能够在对应的曲面发生扩散。

2.根据权利要求1所述的成像结构，其特征在于，所述树脂层包括多层子结构，所述多层子结构在所述树脂层的厚度方向上依次设置，且每一层子结构在所述树脂层的厚度方向上具有一个微透镜、在所述树脂层的长度或宽度方向上具有多个依次设置的微透镜。

3.根据权利要求2所述的成像结构，其特征在于，在所述多层子结构中任意相邻两层子结构中的微透镜的折射率不同，且同一层子结构中的各微透镜的折射率相同。

4.根据权利要求3所述的成像结构，其特征在于，所述多层子结构包括多层第一子结构和多层第二子结构；

其中，所述第一子结构和第二子结构的折射率不同，且任意相邻两层第一子结构之间设置有一层第二子结构、任意相邻两层第二子结构之间设置有一层第一子结构。

5.根据权利要求4所述的成像结构，其特征在于，所述微透镜为柱状结构，所述第一子结构中的各微透镜的宽度方向与所述树脂层的宽度方向相同，所述第二子结构中的各微透镜的宽度方向与所述树脂层的宽度方向垂直。

6.根据权利要求4所述的成像结构，其特征在于，所述微透镜为柱状结构，所述第一子结构中的各微透镜的宽度方向与所述树脂层的宽度方向相同，所述第二子结构中的各微透镜的宽度方向与所述树脂层的宽度方向相同。

7.根据权利要求5或6所述的成像结构，其特征在于，任意两层第一子结构中微透镜的厚度和/或宽度不同，任意两层第二子结构中微透镜的厚度和/或宽度不同。

8.根据权利要求5或6所述的成像结构，其特征在于，任意两层第一子结构中对应位置的两个微透镜的主光轴位于不同的空间面，任意两层第二子结构中对应位置的两个微透镜的主光轴位于不同的空间面。

9.一种投影屏幕，其特征在于，包括基材结构和制作于所述基材结构的成像结构；

其中，该成像结构包括由多个微透镜构成的树脂层，每一个所述微透镜具有至少一个曲面，以使光束传输至该微透镜时能够在对应的曲面发生扩散。

10.一种投影系统，其特征在于，包括激光投影机和基于所述激光投影机输出的光束进行成像显示的投影屏幕，所述投影屏幕包括基材结构和制作于所述基材结构的成像结构；

其中，该成像结构包括由多个微透镜构成的树脂层，每一个所述微透镜具有至少一个曲面，以使光束传输至该微透镜时能够在对应的曲面发生扩散。