一种背投屏幕及投影系统技术方案

本发明专利技术公开了一种背投屏幕，包括：沿投影镜头出光方向依次设置的菲涅尔透镜层，微透镜层和会聚透镜层，其中微透镜层包括多个呈阵列分布的第一微透镜，第一微透镜为正透镜，并且第一微透镜的折射率大于会聚透镜层的会聚透镜单元的折射率，可以减缓光束经过会聚透镜层后会聚的进程，使光束中各基色光光束会聚后再发散的程度降低，减小了各基色光光束在传播过程中的偏折差异，提高了各基色光光束的重合度，从而减小了白光经过上述背投屏幕后的空间能量分布变化，减轻或消除了色偏现象，提高了显示画面色彩的一致性。本发明专利技术还公开了一种应用上述投影屏幕的投影系统。

【技术实现步骤摘要】
一种背投屏幕及投影系统
本专利技术涉及显示
，尤指一种背投屏幕及投影系统。
技术介绍
在背投显示领域，尤其是背投显示领域，通常采用具有菲涅尔微透镜结构的投影屏幕，如图1和图2所示，沿投影镜头出光方向，依次经过菲涅尔透镜结构层11和会聚透镜结构层12。在使用时将投影机的焦距和背投屏幕匹配，可在背投屏幕上显示画面。具体光路图如图2所示，菲涅尔透镜结构层11将入射至屏幕的光线进行会聚准直，会聚透镜结构层12中的凸透镜部分接收准直光线并进行会聚，理论在在凸透镜的焦平面上进行成像，并最终从会聚透镜结构层12以会聚后发散的状态进行传输，且由于白光光束中的各基色光波长不同，被折射的程度也存在差异，从而各基色光的发散状态也不一致。在实际应用中，根据对背投屏幕后白场的测试结果，技术人员发现，如图6所示，在屏幕中心点，即水平视角为0处的色偏为0，而随着水平视角的增大，产生的色偏也会随之增大，以及，随着垂直视角的增大，产生的色偏也会随之增大，即随着视角增加，产生不同程度的色偏，色偏的直接视觉表现就是白场不再是预设的色温值了，而偏与某种基色颜色显示，从而人眼在不同视角或不同位置观看显示画面时存在图像画面颜色不一致，尤其是对于大屏拼接显示中，对于白场使用较多的场景，例如大型会议室的PPT展示，不同视角或不同位置的色偏会大大降低用户的体验。因此，如何有效减小背投屏幕在显示画面时产生的色偏成为亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种背投屏幕及投影系统，用以减小背投屏幕显示画面时在不同视角下的色偏现象。第一方面，本专利技术实施例提供一种背投屏幕，包括：沿投影镜头出光方向依次设置的菲涅尔透镜层、会聚透镜层，以及位于菲涅尔透镜层和会聚透镜层之间的微透镜层；微透镜层包括：多个呈阵列分布的第一微透镜；第一微透镜为正透镜，并且第一微透镜的折射率大于会聚透镜层的会聚透镜单元的折射率；进一步地，第一微透镜为双凸透镜结构或平凸透镜结构；进一步地，微透镜层与会聚透镜层紧密贴合或者两者存在预设距离的间隙；进一步地，会聚透镜层为柱状透镜层；进一步地，会聚透镜层为玻璃微珠层；进一步地，沿投影镜头出光方向，投影屏幕还包括依次设置于玻璃微珠层出光侧的环境光吸收层，基板保护层；进一步地，第一微透镜材质为光学塑胶或光学玻璃；进一步地，多个呈阵列分布的第一微透镜一体成型；进一步地，微透镜层的厚度在100~300μm。第二方面，本专利技术实施例提供一种投影系统，包括激光投影设备主机，还包括上述任一技术方案中的背投屏幕。本专利技术以上实施例至少具有以下有益效果：本专利技术实施例提供的背投屏幕，包括：沿投影镜头出光方向依次设置的菲涅尔透镜层、会聚透镜层，以及位于菲涅尔透镜层和会聚透镜层之间的微透镜层，微透镜层具有正透镜特性，且折射率大于会聚透镜层。从而，相比于现有技术中，经菲涅尔透镜层准直后平行入射至会聚透镜层，且被会聚后又发散的光束过程，本方案中，由菲涅尔透镜层准直后的光束先经由微透镜层的会聚，会聚后以发散的状态入射至会聚透镜层，再由会聚透镜层进行第二次会聚，且由会聚透镜层会聚的进程慢于微透镜层对光束的会聚进程，使得光束中各基色光逐渐会聚，在靠近或达到屏幕出射面时合为一束光，减轻了现有技术中光束仅通过会聚透镜层过早实现会聚，而在屏幕出光侧呈现较强发散状态导致的色偏现象，本方案通过减缓光束经过会聚透镜层后会聚的进程，使光束中各基色光光束会聚后再发散的程度相比于直接从会聚透镜层出射的发散程度得到了降低，从而减小了各基色光光束在传播过程中的偏折差异，提高了各基色光光束的重合度，减小了白光经过上述背投屏幕后的空间能量分布变化，使用户在不同视角下，观看到的图像画面的色偏程度减弱或消除，提高了显示画面色彩的一致性。附图说明图1为现有技术中一种背投屏幕的结构及光路传播示意图；图2为现有技术中又一种背投屏幕的结构及光路传播示意图；图3为本专利技术实施例中背投屏幕的一种结构及光路传播示意图；图4为本专利技术实施例中背投屏幕的又一结构及光路传播示意图；图5为本专利技术实施例中投影系统的结构示意图；图6为现有技术背投屏幕中测得的色偏变化图示；图7为现有技术中三基色色偏变化图示。具体实施方式本专利技术实施例提供一种背投屏幕及投影装置，用以减小背投屏幕在显示画面时产生的白光在不同视角下的色偏。为了使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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它实施例，都属于本专利技术保护的范围。下面结合附图详细介绍本专利技术具体实施例提供的背投屏幕及应用该背投屏幕的投影系统。实施例一、如图3所示的背投屏幕结构示意图，本专利技术实施例一提供的背投屏幕，包括：沿投影镜头出光方向依次设置的菲涅尔透镜层31、会聚透镜层32以及位于菲涅尔透镜层31和会聚透镜层32之间的微透镜层33。其中，微透镜层33包括：多个呈阵列分布的第一微透镜331。具体地，第一微透镜331为正透镜，且第一微透镜331的折射率大于会聚透镜层32的会聚透镜单元的折射率。投影镜头的出射光线依次入射该背投屏幕的菲涅尔透镜层31、微透镜层33，以及会聚透镜层32，并最终经屏幕表面出射后进入人眼，形成图像。优选地，第一微透镜与会聚透镜单元并列设置，尺寸相当。在现有技术中，如图6所示，不同投影光源投影到投影屏幕时色偏随视角变化而色偏的程度不同。研究人员发现，这是由于白光中的不同基色光（红光R、绿光G、蓝光B）的波长不同，在经过背投屏幕中的会聚透镜时的折射率不同进而导致白光经过屏幕后的空间能量分布发生了变化。图7为白光W经过背投屏幕的菲涅尔透镜层和会聚透镜层后各基色光随视角的亮度变化示意图，其中，蓝光B波长最短，折射率最大，相对亮度变化相对较慢，经过屏幕后的空间能量分布更宽广，而波长最长的红光R因为折射率最小所以经过屏幕后的空间能量分布角度更小。因此，随着视角增加，蓝光B在白光中的比例逐渐增加，导致色温越来越高，白场发生了向高色温方向的色偏，在视觉表现上就是图像偏蓝。在本专利技术实施例提供的背投屏幕中，采用阵列分布的微透镜组，由投影机投射到微透镜组上的白光光路图如图3所示，其中，W表示由投影机出射的白光，R、G、B分别表示白光中具有不同波长的红光、绿光和蓝光三基色光。根据光路图图示，白光W中不同波长的基色光在透镜中折射率存在差异，因此，具有不同波长的红光R、绿光G和蓝光B在经过会聚透镜层后发散的焦距也各不相同，其中，蓝光B的波长最短，经过会聚透镜层时其偏折的程度最大，故其焦距最短；而红光R的波长最长，其偏折的程度最小，其焦距最大，这就造成了离焦现象或者说偏折差异，各个波长的光束焦点不能完全重合，导致随视角不同的色偏现象。如图3所示的结构及光路传播示意图，在本专利技术实施例方案中，菲涅尔透镜层31将投影机发出的白光（W）准直后，首先使光线入射到微透镜层33的前表面，微透镜层33具有正透镜特性，能够对光线起会聚作用。同时由于微透镜层33对不同波长光的折射率不同，导致白光（W）分成R、G、B三束光，由于蓝光（B）的波长最短，其在微透镜层33中的折射率最大，因而相对于入射的平行光束有更大角度的偏折，具体地，根据偏折程度本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种背投屏幕，至少包括：沿投影镜头出光方向依次设置的菲涅尔透镜层、会聚透镜层，其特征在于，还包括位于所述菲涅尔透镜层和所述会聚透镜层之间的微透镜层；所述微透镜层包括：多个呈阵列分布的第一微透镜；所述第一微透镜为正透镜，并且所述第一微透镜的折射率大于所述会聚透镜层的会聚透镜单元的折射率。

【技术特征摘要】
1.一种背投屏幕，至少包括：沿投影镜头出光方向依次设置的菲涅尔透镜层、会聚透镜层，其特征在于，还包括位于所述菲涅尔透镜层和所述会聚透镜层之间的微透镜层；所述微透镜层包括：多个呈阵列分布的第一微透镜；所述第一微透镜为正透镜，并且所述第一微透镜的折射率大于所述会聚透镜层的会聚透镜单元的折射率。2.如权利要求1所述的背投屏幕，其特征在于，所述第一微透镜为双凸透镜结构或平凸透镜结构。3.如权利要求1所述的背投屏幕，其特征在于，所述微透镜层与所述会聚透镜层紧密贴合或者两者存在预设距离的间隙。4.如权利要求1所述的背投屏幕，其特征在于，所述会聚透镜层为柱状透镜层。5....

【专利技术属性】
技术研发人员：赵飞，刘显荣，
申请(专利权)人：海信集团有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37