CN112198751A - 一种投影屏幕及投影系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种投影屏幕及投影系统，属于投影显示领域。一种投影屏幕，包括沿投影屏幕厚度方向设置的柱状微透镜层、第一基材层和反射微结构层，所述柱状微透镜层设置在所述第一基材层的一侧，所述柱状微透镜层包括若干呈横向排列的柱状微透镜，所述柱状微透镜的高宽比沿所述投影屏幕的垂直方向从一边到另一边逐渐减小，所述柱状微透镜的高宽比＝所述柱状微透镜的高度/所述柱状微透镜的宽度；所述反射微结构层设置有若干微结构，所述微结构为圆弧形或抛物线形或椭圆形或直线型。投影系统包括投影机和上述投影屏幕。本发明改善了投影屏幕及投影系统的亮度均匀性。

Description

一种投影屏幕及投影系统

技术领域

本发明属于投影显示技术领域，具体地，涉及一种投影屏幕及投影系统。

背景技术

投影显示中需要有投影机和投影屏幕，投影屏幕的作用是将投影机发出的图像进行成像和对投影光强进行重新分布，而投影屏幕对投影光强的重新分布需要依靠屏幕上的各种微细结构对投影光扩散、汇聚或根据需要控制光的传输方向，以满足不同观看视场的需求。现在的投影屏幕广泛存在的问题是在不同的观看位置，屏幕显示的亮度差异性很大，不像LCD或LED屏幕在很大的视场范围内显示亮度都不会有较大差异，所以投影屏幕与LCD或LED的差距之一就是投影屏幕上不同观看视场下，观看者感受到的亮度不均匀，极大的影响了观看者的视觉体验。

一般投影屏幕都是通过设置竖向相连排列的大小相同的柱状透镜来对投影机的光线进行扩散，以期望在投影屏幕的水平方向上获得较好的亮度均匀性，比如国内专利申请公布号为CN107102508A的专利文件中就描述了一种大小相同的相连柱状透镜用来扩散投影机的光线，如下图1所示，它是利用大小相同的竖向相连排列的柱状透镜在屏幕上各个位置的水平扩散能力一样的原理，实现对投影屏幕水平方向上的光强进行扩散分布。但是一般来说投影机发出的光强在投影屏幕上各个位置的分布方式之一是呈现出中间部分比两边部分强的现象，所以投影机发出的光强分布在投影屏幕上各个位置本身就是不一样的，并且投影屏幕本身各个位置对不同角度入射的投影光线的损耗也是不一样的以及投影屏幕上的其它光学微结构对光线的汇聚也会造成光强在投影屏幕上的分布不均匀，而前述例中的大小相同并且相连排列的柱状透镜在各个位置的扩散能力都一样，所以并不能改善投影机本身亮度不均匀的问题，并且还会使投影屏幕上光强的分布变得更加不均匀，所以现有技术的投影屏幕的图像显示会呈现出中间亮，两边暗的亮度不均匀问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种投影屏幕，解决现有投影屏幕因光源的光强分布不均匀而导致的投影屏幕显示图像强度不均匀的问题。

为实现上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

一种投影屏幕，包括沿投影屏幕厚度方向设置的柱状微透镜层、第一基材层和反射微结构层，所述柱状微透镜层设置在所述第一基材层的一侧，所述柱状微透镜层包括若干呈横向排列的柱状微透镜，所述柱状微透镜的高宽比沿所述投影屏幕的垂直方向从一边到另一边逐渐减小，所述柱状微透镜的高宽比＝所述柱状微透镜的高度/所述柱状微透镜的宽度；所述反射微结构层设置有若干微结构，所述微结构为圆弧形或抛物线形或椭圆形或直线型。

作为一种可选方式，所述柱状微透镜在所述投影屏幕垂直方向的横截面为至少三条线段首尾相连组成的形状或至少两条曲线首尾相连组成的形状或至少一条线段与至少一条曲线首尾相连组成的形状。

作为一种可选方式，所述微结构在所述投影屏幕垂直方向的横截面为至少三条线段首尾相连组成的形状或至少两条曲线首尾相连组成的形状或至少一条线段与至少一条曲线首尾相连组成的形状。

作为一种可选方式，所述柱状微透镜内设置有扩散粒子。

作为一种可选方式，所述柱状微透镜内设置有吸光材料。

作为一种可选方式，所述反射微结构层设置在所述第一基材层远离所述柱状微透镜层的一侧，所述柱状微透镜层远离所述第一基材层的一侧表面为粗糙面。

作为一种可选方式，所述第一基材层远离所述柱状微透镜层的一侧表面为粗糙面；所述柱状微透镜层远离所述第一基材层的一侧设置有填平树脂材料层，用于填平所述柱状微透镜层，所述反射微结构层通过所述填平树脂材料层与柱状微透镜层连接。

作为一种可选方式，所述柱状微透镜层远离所述第一基材层的一侧表面为粗糙面。

作为一种可选方式，所述投影屏幕还包括第二基材层，所述第二基材层设置在所述填平树脂材料层和所述反射微结构层之间。

作为一种可选方式，所述反射微结构层远离所述柱状微透镜层的一侧设置有具有镜面反射或漫反射功能的反射层。

作为一种可选方式，所述投影屏幕还包括黑色背板和装饰边框，所述黑色背板设置在所述反射层远离所述柱状微透镜层的一侧，所述装饰边框包裹所述投影屏幕的四周。

作为一种可选方式，所述投影屏幕还包括磁性材料或挂件，并设置在所述黑色背板远离所述柱状微透镜层的一侧。

基于上述投影屏幕，本发明还提供一种投影系统，使靠近投影机光强更多的往远离光源位置分布，使靠近光源位置亮度降低，远离光源位置亮度增加，从而使靠近光源位置的亮度与远离光源位置的亮度接近或相同，获得极好的显示亮度均匀效果本发明实施例提供的投影系统，包括投影机和如前所述的投影屏幕。

本发明具有如下有益效果：

针对投影机的光强在投影屏幕上的分布呈现靠近投影机的区域强，远离投影机的区域弱造成投影屏幕显示亮度分布不均匀的问题，本发明的投影屏幕使靠近投影机的区域的光强更多的往远离投影机的区域分布，使投影屏幕靠近投影机的区域亮度降低，远离投影机的区域亮度增加，从而使投影屏幕上靠近投影机的区域的亮度与远离投影机的区域的亮度接近或相同，极大的改善了投影系统的显示亮度均匀效果。

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是现有技术中投影屏幕示意图；

图2是本发明实施例一的投影屏幕结构示意图；

图3是本发明实施例一的柱状微透镜在投影屏幕垂直方向的横截面示意图；

图4是本发明实施例一的圆弧柱状微透镜构成的柱状微透镜层示意图；

图5是本发明实施例一的柱状微透镜调节光强分布的原理图；

图6是本发明实施例一的反射微结构层示意图；

图7是本发明实施例一的投影屏幕对光强的扩散能力测试示意图；

图8是本发明实施例一的投影屏幕与现有技术的投影屏幕对光强扩散能力的对比图；

图9是本发明实施例二的投影屏幕中在柱状微透镜层设置扩散粒子和/或吸光材料的示意图；

图10是本发明实施例三的投影屏幕侧视图；

图11是本发明实施例四的投影屏幕侧视图；

图12是本发明实施例五的投影屏幕侧视图；

图13是本发明实施例六的投影屏幕侧视图；

图14是本发明实施例七的投影屏幕侧视图；

图15是本发明实施例八的投影屏幕侧视图；

图16是本发明实施例九的投影屏幕侧视图；

图17是本发明实施例十的投影屏幕侧视图；

图18是本发明实施例十一的投影屏幕侧视图；

图19是本发明实施例十二的投影系统的光路传输示意图；

图标：10-投影屏幕；20-投影系统；101-柱状微透镜层；102-第一基材层；103-反射微结构层；104-第二基材层；105-填平树脂材料层；106-反射层；107-黑色背板；108-装饰边框；109-挂件；1011-柱状微透镜；1012-粗糙面；1031-微结构；1032-第一主反射面；1033-第二主反射面；1034-扩散粒子；1035-吸光材料；T-柱状微透镜的高度，P-柱状微透镜的宽度；Z-中心轴；G-入射光线；Y-投影机；M-亮度计。

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做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，除非另有明确的规定和限定，术语“横向”、“垂直方向”、“一侧”、“另一侧”应做广义理解。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。

实施例一

参照图2所示，本发明的一种投影屏幕，包括沿投影屏幕厚度方向设置的柱状微透镜层101、第一基材层102和反射微结构层103，柱状微透镜层101设置在第一基材层102的一侧，柱状微透镜层101包括若干呈横向排列的柱状微透镜1011，柱状微透镜1011的高宽比沿投影屏幕10的垂直方向从一边到另一边逐渐减小，标记柱状微透镜1011的高度为T，柱状微透镜1011的宽度为P，则柱状微透镜1011的高宽比为所述柱状微透镜1011的高度与所述柱状微透镜1011的宽度之比，即柱状微透镜1011的高宽比＝T/P。反射微结构层103设置有若干微结构1031，所述微结构1031可以是圆弧形微结构，可以是抛物线形结构，可以是椭圆形微结构，还可以是直线型微结构；所述微结构1031包括两个主反射面，分别是第一主反射面1032和第二主反射面1033。

作为进一步地解释说明，可以通过设置沿投影屏幕10的垂直方向的若干呈横向排列的柱状微透镜1011的高宽比逐渐减小，来有效减小柱状微透镜1011的扩散能力，即减小对光的散射角度，可以根据投影机和投影屏幕10上不同位置对投影机的光强分布，使观看者在任何位置观看投影屏幕10都能获得更加均匀的亮度分布视角效果。

作为进一步地解释说明，沿投影屏幕10的垂直方向的若干呈横向排列的柱状微透镜1011的高宽比逐渐减小的表述应做广义的理解，具体的减小情况，需要根据匹配的光源的光强分布情况进行设置，可以呈现连续性减小，也可以呈现间隔不连续的减小，还可以呈现阶梯型的减小。比如：在横向排列的一定区域内的柱状微透镜1011的高宽比相同，下一个区域内柱状微透镜1011的高宽比相同，但是两个区域的柱状微透镜1011的高宽比不同，呈现以区域方式减小的特征。

作为进一步地解释说明，横向排列的柱状微透镜1011可以相互连接排列，也可以间隔一定距离排列，可以是在光强分布强的区域排列密集，光强分布弱的区域排列稀疏或者没有排列柱状微透镜，便于将光强强的区域的强度往光强弱的区域扩散，光强弱的区域少扩散或不扩散，以获得整体亮度均匀性效果。

需要补充说明的是，柱状微透镜1011的高宽比沿投影屏幕10的垂直方向从一边往另一边逐渐减小，其比值可以减小到零，也就是说柱状微透镜1011的高度T可以减小到零，即在投影屏幕远离投影机的边缘位置形成平面。这种柱状微透镜层101的设置用于只需要扩散中某一边部分的光强的情况。另外本发明的投影屏幕是可以根据投影机不同位置的光强分布，对应设置柱状微透镜1011的高度和宽度，对光强分布强的位置，柱状微透镜的高宽比大，相反的情况下，则柱状微透镜1011的高宽比小，可以灵活运用本发明实施例的柱状微透镜设置方法。

还需要进一步地补充说明的是，柱状微透镜1011的高宽比沿投影屏幕10的垂直方向从一边往另一边逐渐减小，这里(也包括下文中)的“一边”指的是靠近光源的位置，而相应的“另一边”指的是远离光源的位置，具体来说即高宽比大的柱状微透镜1011一定比高宽比小的柱状微透镜1011更靠近光源，这样有利于对光源光强分布强的地方进行扩散。

作为一种可选方式，如图3所示，为柱状微透镜100在投影屏幕10垂直方向的横截面示意图。如图3a所示，柱状微透镜在投影屏幕垂直方向的横截面为三角形，即三条线段首尾相连组成的图形；如图3b所示，柱状微透镜在投影屏幕垂直方向的横截面为梯形，当然，也可以是四条线段首尾相连组成的其它图形；如图3c所示，柱状微透镜在投影屏幕垂直方向的横截面为两条曲线首尾相连组成的图形，当然，也可以是多条曲线首尾相连组成的图形；如图3d所示，柱状微透镜在投影屏幕垂直方向的横截面为一条线段和一条曲线首尾相连组成的图形；如图3e所示，柱状微透镜在投影屏幕垂直方向的横截面为三条线段和一条曲线首尾相连组成的图形。当然，柱状微透镜在投影屏幕垂直方向的横截面还可以是多条直线段和多条曲线首尾相连组成的图形，此处不一一举出。

作为进一步地解释说明，组成柱状微透镜层的各柱状微透镜在投影屏幕垂直方向的横截面可以是相同的，也可以是不同的，还可以是部分相同的。组成柱状微透镜层的各柱状微透镜在投影屏幕垂直方向可以是上述截面中的任意一种图形，也可以是是上述截面中至少两种图形的组合。

作为一种可选方式，柱状微透镜1011为圆弧柱状微透镜，以此柱状微透镜1011组成的柱状微透镜层，来呈现柱状微透镜高宽比变化。如图4所示为圆弧柱状微透镜构成的柱状微透镜层示意图。如图4a所示，沿着投影屏幕的垂直方向，投影屏幕中的柱状微透镜层的柱状微透镜1011的高度T从一边往另一边减小，柱状微透镜1011的宽度P保持不变。如图4b所示，沿着投影屏幕的垂直方向，投影屏幕中的柱状微透镜层的柱状微透镜1011的高度T从一边往另一边减小，柱状微透镜101的宽度P沿着相同方向逐渐增大。如图4c所示，沿着投影屏幕的垂直方向，投影屏幕中的柱状微透镜层的柱状微透镜1011的高度T从一边往另一边逐渐减小，柱状微透镜1011的宽度P沿相同方向逐渐减小，但柱状微透镜1011的高度减小量大于柱状微透镜1011的宽度减小量。如图4d所示，沿着投影屏幕的垂直方向，投影屏幕中的柱状微透镜层的柱状微透镜1011的高度T保持不变，柱状微透镜1011的宽度从一边往另一边逐渐增大。

需要补充说明的是，柱状微透镜1011的高宽比逐渐减小的实施方式还有很多，不限于上述列举的四种情况。只要通过改变柱状微透镜1011的高宽比来控制光强分布的思路均属于本发明的构思范围。

进一步地，如图5所示为柱状微透镜层调节光强分布的原理图；投影屏幕的柱状微透镜层的一边的柱状微透镜1011的高宽比大于另一边的柱状微透镜1011的高宽比，入射到高宽比大的柱状微透镜1011上的入射光线G在柱状微透镜的圆弧形面上发生折射，因此，高宽比大的柱状微透镜1011的曲率半径相对较小，同方向的入射光线G与高宽比大的柱状微透镜1011的曲率半径组成的夹角大，即与高宽比大的柱状微透镜1011的光线入射角更大，所以从高宽比大的柱状微透镜1011折射出射的光线的折射角θ₁比从高宽比小的柱状微透镜1011折射出射的光线的折射角θ₂更大，即高宽比大的柱状微透镜1011对出射光线的偏折作用更明显，所以其对光线光强的重新分布能力更强，而高宽比小的柱状微透镜1011对出射光线的偏折作用很弱，当柱状微透镜1011的高度变成零时，就基本不改变光强分布状态，所以通过上述的原理，就实现了对光强分布的调节作用。

进一步地，所述柱状微透镜的材料包括但不限于是射线固化树脂，热固化树脂，反应型固化树脂，透明玻璃，透明陶瓷等，使用上述原材料制作柱状微透镜的方法是用制作有柱状微透镜结构的辊筒模具，将原材料转印涂布到基底材料上；使用透明玻璃或透明陶瓷制作柱状微透镜的方法是通过刀具雕刻或激光雕刻或者化学腐蚀在玻璃或陶瓷上形成柱状微透镜。

作为进一步地解释说明，第一基材层102可以由包括但不限于以下的材料构成，如聚乙烯，聚丙烯，聚苯乙烯，聚氯乙烯，酪蛋白磷酸肽，双轴向聚丙烯，聚碳酸酯，聚对苯二甲酸乙二醇酯，聚酰胺、聚氨酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、热塑性聚氨酯弹性体等柔性塑料或橡胶材料，或者玻璃、亚克力、陶瓷等有一定刚性的透明基板。

进一步地，第一基材层102还可以被灰色染料/颜料着色，使得第一基材层102的透光度适当降低，以调整投影屏幕整体的外观颜色、增加对环境光的吸收，提升投影屏幕对比度。

作为一种可选方式，如图6所示为反射微结构层的示意图。反射微结构层上设置有微结构1031，如图6a所示，所述微结构1031为圆弧形微结构；如图6b所示，所述微结构1031为椭圆弧形微结构；如图6c所示，所述微结构1031为抛物线形微结构；如图6d所示，所述微结构1031为直线型微结构；微结构1031除上述四种情形外，还可以设置成其它形状。

作为进一步地解释，微结构1031的整体形状可以具有确定的中心，如图6a所示的圆弧形微结构、图6b所示的椭圆弧形微结构、图6c所示的抛物线形微结构，该中心可以设置在投影屏幕尺寸范围之内，也可以设置在投影屏幕尺寸范围之外；微结构1031的整体形状还可以没有中心如图6d所示的直线型微结构，直线型微结构可以是如图6d所示的横向排列，也可以是竖向排列，还可以是成一定倾斜角度排列。

进一步地，所述微结构1031在所述投影屏幕垂直方向的横截面可以是至少三条线段首尾相连组成的形状，可以是至少两条曲线首尾相连组成的形状，可以是至少一条线段与至少一条曲线首尾相连组成的形状；即所述微结构1031在所述投影屏幕垂直方向的横截面与柱状微透镜在投影屏幕垂直方向的横截面形状相类似。

将本发明实施例的投影屏幕与现有技术投影屏幕做测试，具体测试过程如下：

图7是本发明实施例的投影屏幕对光强的扩散能力测试示意图。取一块长方形的投影屏幕作为样品1，样品1选用本实施例中的投影屏幕。从样品1上取9个测试点，分别为①、②、③、④、⑤、⑥、⑦、⑧、⑨。①、②和③在同一个水平线上，④、⑤和⑥在同一水平线上，⑦、⑧、⑨在同一水平线上，以中心轴Z为中心，其中①、④、⑦和③、⑥、⑨六个测试点位置与最边缘处的线段的距离是对应边长的1/6，②、⑤、⑧位于中心轴Z上，其中⑤位于整个样品1的中心。具体的测试方法是：使用斜入射的投影机Y(作为光源)投射光入射到样品1上，亮度计M位于样品1正前方3米位置，初始亮度计的镜头中心垂直对齐样品1的中心点⑤点，测试其它点时，保持亮度计的位置不变，通过转动亮度计M使亮度计M的镜头中心轴线对齐各点。

取与样品1大小完全一样的现有技术的投影屏幕作为样品2，并进行相应的标记。控制两个样品的测试环境完全一样，分别在不同的照度值测试样品1和样品2上的9个点的亮度值，并进行记录，得到如表1所示的亮度测试数据。

表1两种样品9点的亮度测试数据

表1中数据可以看出，投影机Y投射光本身在各个位置的照度就是中间亮、两边暗和靠近光源处越近越亮、远离光源处越远越暗的不均匀的状态，所以样品1(本实施例的投影屏幕)可以改善光源本身亮度不均匀的问题，获得均匀的亮度显示效果。

通过表1的数据可以得到如图8所示的本发明的投影屏幕(样品1)与现有技术的投影屏幕(样品2)对光强扩散能力的对比图。结合图8和表1可以明显的看出现有技术的投影屏幕(样品2)对光强进行扩散后，还是明显的存在靠近光源的⑦、⑧、⑨三点比远离光源的①、②、③三点的亮度更高的亮度不均匀问题，其原因是现有技术的投影屏幕在横向各个位置的扩散能力都是相近的，对于这种本身光源不均匀的情况，不能改变其本身就存在的亮度不均匀的趋势。而通过本发明实施例的方案可以使得靠近光源的区域的亮度降低，远离光源的区域的亮度增加，从而使靠近光源区域的亮度与远离光源区域的亮度更加接近，从而在投影屏幕上获得极好的显示亮度均匀效果。另外也可以看出本发明的技术方案可以很好的优化投影机(作为光源)本身的亮度不均匀问题，相互配合获得更好的亮度均匀性效果。

实施例二

在实施例一的基础上，如图9所示，在柱状微透镜层设置扩散粒子和/或吸光材料。

如图9a所示，在柱状微透镜层的柱状微透镜1011内设置扩散粒子1034，这些扩散粒子1034能够使经过柱状微透镜内部的光线发生均匀散射，进一步使得光强分布更均匀。扩散粒子包括但不限于二氧化硅粒子、三氧化二铝粒子、氧化钛粒子、氧化铈粒子、氧化锆粒子、氧化钽粒子、氧化锌粒子、氟化镁粒子等，它们的粒径优选5nm～200nm。需要说明的是，本发明的柱状微透镜主要依靠透镜结构本身的变化，实现对光的扩散调节作用，所以在柱状微透镜中也可以不设置扩散粒子，也能获得很好的光扩散效果。当在柱状微透镜1011内设置扩散粒子1034时，扩散粒子1034可以均匀分布在柱状微透镜1011内，也可以非均匀分布在柱状微透镜1011内，为了达到最佳效果，优选，扩散粒子1034均匀分布在柱状微透镜1011内的方式。

如图9b所示，在柱状微透镜层的柱状微透镜1011内设置吸光材料1035，吸光材料1035能够对一些不需要的光线进行吸收，选择性透过需要的光线。此处的吸光材料1035包括但不限于各种颜料、染料或者炭黑、黑色氧化铁等，起到滤光调色的作用。需要说明的是可以根据不同应用场景，在柱状微透镜中也可以不设置吸光材料。

如图9c所示，在柱状微透镜层的柱状微透镜1011内同时设置扩散粒子1034和吸光材料1035，可以起到匀光和滤光调色的作用，在显示应用中有非常好的效果。

作为进一步地补充说明，还可以在第一基材层102中加入扩散粒子1034和/或吸光材料1035；也可以在反射微结构层103中加入扩散粒子1034和/或吸光材料1035，进一步增强匀光和滤光调色作用。

作为进一步地补充说明，所述反射微结构层103远离所述柱状微透镜层101的一侧可以设置具有镜面反射功能或者具有漫反射功能的反射层，即所述反射层可以是镜面反射层，也可以是漫反射层。

实施例三

本实施例与实施例一的投影屏幕不同之处在于：参照图10所示的投影屏幕侧视图，所述柱状微透镜层101远离所述第一基材层102的一侧表面为粗糙面1012，所述粗糙面1012是在所述柱状微透镜层101的柱状微透镜1011的柱面上经过粗糙化处理形成的。此处形成粗糙面1012的方式可以是喷砂处理或模具表面粗糙化处理后，用胶水转印形成或者喷涂具有扩散粒子的胶水。所述粗糙面1012可以进一步对光线进行扩散，起到匀光、硬化保护和成像的作用。

实施例四

本实施例与实施例三的投影屏幕不同之处在于：参照图11所示的投影屏幕侧视图，在所述第一基材层102靠近所述柱状微透镜层101的一侧表面为粗糙面1012，所述粗糙面1012的形成方式已经在实施例三中进行了详细描述，此处不再赘述。在第一基材层102的面上设置粗糙面，进一步地增强了投影屏幕对光线的扩散能力。

作为进一步地补充说明，还可以设置第一基材层102的另一侧表面为粗糙面，即将第一基材层102的另一个面进行粗糙化处理，进一步增强投影屏幕的匀光能力。

实施例五

参照图12所示的投影屏幕侧视图。投影屏幕10包括沿投影屏幕厚度方向依次设置的第一基材层102、柱状微透镜层101、填平树脂材料层105和反射微结构层103；所述第一基材层102远离所述柱状微透镜层101的一侧表面为粗糙面1012，所述粗糙面1012的形成方式已经在实施例三中进行了详细描述，此处不再赘述，所述粗糙面1012可以对光线进行扩散，起到匀光、硬化保护和成像的作用；所述填平树脂材料层105用于填平所述柱状微透镜层101。

作为进一步地补充说明，所述柱状微透镜层101和填平树脂材料层105的材料折射率不同，设所述柱状微透镜层101的材料折射率为n₁，所述填平树脂材料层105的材料折射率为n₂，则n₁≠n₂。通过设置柱状微透镜层101和填平树脂材料层105的不同折射率的材料，使得光线在柱状微透镜层101和填平树脂材料层105的界面发生折射，当折射率相差越大，柱状微透镜层101的扩散能力越强。可以根据实际观察视场需要设置柱状微透镜层101和填平树脂材料层105的材料折射率差，用于调节柱状微透镜层101的扩散视角。

本实施例中柱状微透镜层101、第一基材层102、反射微结构层103的特征与实施例一中相应结构的特征相似，对柱状微透镜层101、第一基材层102、反射微结构层103的设计可参照实施例一的描述，此处不再重复赘述。

作为进一步地补充说明，还可以在第一基材层102中加入扩散粒子和/或吸光材料；也可以在反射微结构层103中加入扩散粒子和/或吸光材料；也可以在填平树脂材料层105中加入扩散粒子和/或吸光材料，进一步增强匀光和滤光调色作用。

实施例六

本实施例与实施例五的投影屏幕不同之处在于：参照图13所示的投影屏幕侧视图，在所述柱状微透镜层101远离所述第一基材层102的一侧表面为粗糙面1012。所述粗糙面1012是在所述柱状微透镜层101的柱状微透镜1011的柱面上经过粗糙化处理形成的。此处形成粗糙面1012的方式可以是喷砂处理或模具表面粗糙化处理后，用胶水转印形成或者喷涂具有扩散粒子的胶水。所述粗糙面1012可以进一步对光线进行扩散，起到匀光、硬化保护和成像的作用。

实施例七

本实施例与实施例五的投影屏幕不同之处在于：参照图14所示的投影屏幕侧视图，所述投影屏幕10还包括第二基材层104，所述第二基材层104设置在在所述填平树脂材料层105和所述反射微结构层103之间。

作为进一步地补充说明，第二基材层104可以由包括但不限于以下的材料构成，如聚乙烯，聚丙烯，聚苯乙烯，聚氯乙烯，酪蛋白磷酸肽，双轴向聚丙烯，聚碳酸酯，聚对苯二甲酸乙二醇酯，聚酰胺、聚氨酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、热塑性聚氨酯弹性体等柔性塑料或橡胶材料，或者玻璃、亚克力、陶瓷等有一定刚性的透明基板。

进一步地，第二基材层104还可以被灰色染料/颜料着色，使第二基材层104的透光度适当降低，以调整投影屏幕整体的外观颜色、增加对环境光的吸收，提升投影屏幕对比度。

作为进一步地补充说明，还可以在第二基材层104中加入扩散粒子和/或吸光材料，进一步增强匀光和滤光调色作用。

实施例八

本实施例与实施例七的投影屏幕不同之处在于：参照图15所示的投影屏幕侧视图，所述第二基材层104远离所述反射微结构层103的一侧表面为粗糙面1012。此处形成粗糙面1012的方式可以是喷砂处理或模具表面粗糙化处理后，用胶水转印形成或者喷涂具有扩散粒子的胶水。所述粗糙面1012可以进一步对光线进行扩散，起到匀光、硬化保护和成像的作用。

作为进一步地补充说明，还可以设置第二基材层104的另一侧表面为粗糙面，即将第二基材层104的另一个面进行粗糙化处理，进一步增强投影屏幕的匀光能力。

实施例九

本实施例与实施例七的投影屏幕不同之处在于：参照图16所示的投影屏幕侧视图，所述反射微结构层103远离所述柱状微透镜层101的一侧设置有反射层106。所述反射层106具有镜面反射功能或者具有漫反射功能，即所述反射层106可以是镜面反射层，也可以是漫反射层。无论是镜面反射层还是漫反射层均能够反射光，区别在于：镜面反射层的表面光滑像镜面，反射光与入射光满足光学反射定理，能成清晰的图像，一般可以使用电镀方式制作而成；漫反射层的表面略粗糙，反射光往各个方向传输，没有规律，不能够成清晰的图像，一般是使用印刷、喷镀的方式制作。

作为进一步地补充说明，可以将反射层106设置成具有一定的透光性，使得进入投影屏幕内部的环境光能够透过反射层，从而使环境光不被反射到观看区域，对于提升投影屏幕的对比度有很好的效果。

进一步地，还可以在反射层106中加入能够发射红绿蓝三色光并吸收/透过其它颜色可见光的颜料/染料，以吸收更多的环境光，提升投影屏幕的对比度。

实施例十

本实施例与实施例九的投影屏幕不同之处在于：参照图17所示的投影屏幕侧视图，投影屏幕10还包括黑色背板107和装饰边框108，所述黑色背板107设置在所述反射层106远离所述柱状微透镜层101的一侧，所述装饰边框108沿所述投影屏幕厚度方向包裹所述投影屏幕。黑色背板107可以通过双面胶或者EVA热熔胶与反射层106紧密贴合在一起，可在黑色背板107的面上设置黑色涂料，以吸收入射到黑色背板上不必要的光，能够适当提高投影屏幕的对比度。装饰边框108安装在黑色背板107的四周，在投影屏幕厚度方向上包围投影屏幕的各层结构，以固定、美化投影屏幕的外观，分割形成投影观看区的作用。装饰外框108与黑色背板107之间的固定方式可以是通过双面胶粘贴，还可以是通过螺钉/螺栓方式固定。

实施例十一

本实施例与实施例十的投影屏幕不同之处在于：参照图18所示的投影屏幕侧视图，投影屏幕10还包括挂件109，设置在所述黑色背板107远离所述柱状微透镜层101的一侧，所述挂件109通过双面胶粘贴或螺钉固定方式固定在黑色背板107的相应位置，以方便后续将投影屏幕安装在墙面上。

作为进一步地补充说明，也可以将所述挂件109更换成磁性材料，以便于通过磁性吸附的方式将投影屏幕安装到墙面上，保证墙面的美观性。

实施例十二

参照图19所示的投影系统的光路传输示意图。投影系统20包括投影机Y和投影屏幕，投影屏幕包括沿投影屏幕厚度方向依次设置的第一基材层102、柱状微透镜层101、填平树脂材料层105和反射微结构层103，第一基材层102远离柱状微透镜层101的一侧表面为粗糙面。投影屏幕中第一基材层102、柱状微透镜层101、填平树脂材料层105和反射微结构层103的特征在前述实施例中已进行详细描述，此处不再重复。

投影机Y发出的入射光线G依次经过第一基材层102、柱状微透镜层101、填平树脂材料层105和反射微结构层103，最终被反射微结构层103反射，再依次经过填平树脂材料层105、柱状微透镜层101和第一基材层102出射到观看范围内。通过使用上述投影屏幕能极大的改善投影机的显示亮度均匀性，也使得整个投影系统具有极高的亮度显示均匀性。

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内。

Claims (13)

1.一种投影屏幕，包括沿投影屏幕厚度方向设置的柱状微透镜层（101）、第一基材层（102）和反射微结构层（103），所述柱状微透镜层（101）设置在所述第一基材层（102）的一侧，其特征在于：

所述柱状微透镜层（101）包括若干呈横向排列的柱状微透镜（1011），所述柱状微透镜的高宽比沿所述投影屏幕（10）的垂直方向从一边到另一边逐渐减小，所述柱状微透镜的高宽比＝所述柱状微透镜的高度/所述柱状微透镜的宽度；

所述反射微结构层（103）设置有若干微结构（1031），所述微结构（1031）为圆弧形或抛物线形或椭圆形或直线型。

2.根据权利要求1所述的一种投影屏幕，其特征在于，所述柱状微透镜（1011）在所述投影屏幕（10）垂直方向的横截面为至少三条线段首尾相连组成的形状或至少两条曲线首尾相连组成的形状或至少一条线段与至少一条曲线首尾相连组成的形状。

3.根据权利要求1所述的一种投影屏幕，其特征在于，所述微结构（1031）在所述投影屏幕垂直方向的横截面为至少三条线段首尾相连组成的形状或至少两条曲线首尾相连组成的形状或至少一条线段与至少一条曲线首尾相连组成的形状。

4.根据权利要求1所述的一种投影屏幕，其特征在于，所述柱状微透镜（1011）内设置有扩散粒子（1034）。

5.根据权利要求1所述的一种投影屏幕，其特征在于，所述柱状微透镜（1011）内设置有吸光材料（1035）。

6.根据权利要求1所述的一种投影屏幕，其特征在于，所述反射微结构层（103）设置在所述第一基材层（102）远离所述柱状微透镜层（101）的一侧，所述柱状微透镜层（101）远离所述第一基材层（102）的一侧表面为粗糙面（1012）。

7.根据权利要求1所述的一种投影屏幕，其特征在于，所述第一基材层（102）远离所述柱状微透镜层（101）的一侧表面为粗糙面（1012）；所述柱状微透镜层（101）远离所述第一基材层（102）的一侧设置有填平树脂材料层（105），用于填平所述柱状微透镜层（101），所述反射微结构层（103）通过所述填平树脂材料层（105）与柱状微透镜层（101）连接。

8.根据权利要求7所述的一种投影屏幕，其特征在于，所述柱状微透镜层（101）远离所述第一基材层（102）的一侧表面为粗糙面（1012）。

9.根据权利要求7所述的一种投影屏幕，其特征在于，还包括第二基材层（104），所述第二基材层（104）设置在所述填平树脂材料层（105）和所述反射微结构层（103）之间。

10.根据权利要求7所述的一种投影屏幕，其特征在于，所述反射微结构层（103）远离所述柱状微透镜层（101）的一侧设置有具有镜面反射或漫反射功能的反射层（106）。

11.根据权利要求10所述的一种投影屏幕，其特征在于，还包括黑色背板（107）和装饰边框（108），所述黑色背板（107）设置在所述反射层（106）远离所述柱状微透镜层（101）的一侧，所述装饰边框（108）包裹所述投影屏幕（10）的四周。

12.根据权利要求11所述的一种投影屏幕，其特征在于，还包括磁性材料或挂件（109），并设置在所述黑色背板（107）远离所述柱状微透镜层（101）的一侧。

13.一种投影系统，其特征在于，包括投影机和权利要求1～12任一所述的投影屏幕。

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