一种投影屏幕及投影系统技术方案

本发明专利技术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，柱状微透镜层包括柱状微透镜层Ⅰ和柱状微透镜层Ⅱ且设置在第一基材层的一侧；柱状微透镜层Ⅰ包括若干竖向柱状微透镜，以中心轴为基准，沿投影屏幕的横向往两端方向设置的竖向柱状微透镜的高宽比逐渐减小；柱状微透镜层Ⅱ包括若干横向柱状微透镜，横向柱状微透镜的高宽比沿投影屏幕的垂直方向从一边到另一边逐渐减小；反射微结构层设置有若干微结构，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。本发明专利技术改善了投影屏幕及投影系统的亮度均匀性。

【技术实现步骤摘要】
一种投影屏幕及投影系统
本专利技术属于投影显示
，具体地，涉及一种投影屏幕及投影系统。
技术介绍
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。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术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，本专利技术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柱状微透镜层Ⅰ和柱状微透镜层Ⅱ；所述柱状微透镜层Ⅰ包括若干竖向柱状微透镜，以中心轴为基准，沿所述投影屏幕的横向往两端方向设置的所述竖向柱状微透镜的高宽比逐渐减小，所述中心轴是所述柱状微透镜层Ⅰ中高宽比为最大值的所述竖向柱状微透镜的对称轴，所述竖向柱状微透镜的高宽比=所述竖向柱状微透镜的高度/所述竖向柱状微透镜的宽度；所述柱状微透镜层Ⅱ包括若干横向柱状微透镜，所述横向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，所述横向柱状微透镜的高宽比＝所述横向柱状微透镜的高度/所述横向柱状微透镜的宽度；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，所述竖向柱状微透镜在所述投影屏幕横向的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；所述横向柱状微透镜在所述投影屏幕垂直方向的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，所述竖向柱状微透镜和所述横向柱状微透镜内都设置有扩散粒子。作为一种可选方式，所述竖向柱状微透镜和所述横向柱状微透镜内都设置有吸光材料。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反射微结构层靠近所述柱状微透镜层一侧。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，本专利技术还提供一种投影系统，解决了投影机（光源）的光强在投影屏幕上的分布呈现中间强、两边弱，靠近投影机（光源）的区域强、远离投影机（光源）的区域弱，造成显示亮度分布不均匀的问题。本专利技术实施例提供的一种投影系统，包括投影机和如前所述的投影屏幕。本专利技术具有如下有益效果：本专利技术的投影屏幕通过设置若干竖向柱状微透镜构成的柱状微透镜层Ⅰ针对性地增加对投影机发出光源的中间光强的扩散，减少对两边光强的扩散能力，使得投影屏幕的中间亮度降低，两边亮度增加，从而使得投影屏幕上中间的亮度与两边的亮度接近或者相同；通过设置若干横向柱状微透镜构成的柱状微透镜层Ⅱ，使得靠近投影机（光源）区域的光强更多的往远离投影机的区域分布，使得投影屏幕靠近投影机（光源）的区域亮度降低，远离投影机（光源）的区域亮度增加，从而使得投影屏幕靠近光源的区域亮度与远离光源的区域亮度接近或相同；进一步地，改善整个投影系统的显示亮度均匀效果。为使本专利技术的上述目的、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是本专利技术实施例一的投影屏幕结构示意图；图3是本专利技术实施例一的竖向柱状微透镜在投影屏幕横向的截面示意图；图4是本专利技术实施例一的柱状微透镜层的四种结构示意图；图5是本专利技术实施例一的竖向柱状微透镜构成的柱状微透镜层Ⅰ调节光强分布的原理图；图6是本专利技术实施例一的横向柱状微透镜构成的柱状微透镜层Ⅱ调节光强分布的原理图；图7是本专利技术实施例一的反射微结构层示意图；图8是本专利技术实施例一的投影屏幕对光强的扩散能力测试示意图；图9是本专利技术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10是本专利技术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11是本专利技术实施例三的投影屏幕结构示意图；图12是本专利技术实施例四的投影屏幕结构示意图；图13是本专利技术实施例五的投影屏幕结构示意图；图14是本专利技术实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】
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：/n所述柱状微透镜层（101）包括柱状微透镜层Ⅰ和柱状微透镜层Ⅱ；/n所述柱状微透镜层Ⅰ包括若干竖向柱状微透镜（1011），以中心轴为基准，沿所述投影屏幕的横向往两端方向设置的所述竖向柱状微透镜（1011）的高宽比逐渐减小，所述中心轴（Z）是所述柱状微透镜层Ⅰ中高宽比为最大值的所述竖向柱状微透镜（1011）的对称轴，所述竖向柱状微透镜的高宽比＝所述竖向柱状微透镜的高度/所述竖向柱状微透镜的宽度；/n所述柱状微透镜层Ⅱ包括若干横向柱状微透镜（1021），所述横向柱状微透镜（1021）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，所述横向柱状微透镜的高宽比＝所述横向柱状微透镜的高度/所述横向柱状微透镜的宽度；/n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。/n

【技术特征摘要】
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）包括柱状微透镜层Ⅰ和柱状微透镜层Ⅱ；
所述柱状微透镜层Ⅰ包括若干竖向柱状微透镜（1011），以中心轴为基准，沿所述投影屏幕的横向往两端方向设置的所述竖向柱状微透镜（1011）的高宽比逐渐减小，所述中心轴（Z）是所述柱状微透镜层Ⅰ中高宽比为最大值的所述竖向柱状微透镜（1011）的对称轴，所述竖向柱状微透镜的高宽比＝所述竖向柱状微透镜的高度/所述竖向柱状微透镜的宽度；
所述柱状微透镜层Ⅱ包括若干横向柱状微透镜（1021），所述横向柱状微透镜（1021）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，所述横向柱状微透镜的高宽比＝所述横向柱状微透镜的高度/所述横向柱状微透镜的宽度；
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，所述竖向柱状微透镜（1011）在所述投影屏幕（10）横向的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；所述横向柱状微透镜（1021）在所述投影屏幕（10）垂直方向的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，所述竖向柱状微透镜（1011）和所述横向柱状微透镜（1021）内都设置有扩散粒子（1034）。


5.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：王起飞，张益民，罗坚，
申请(专利权)人：成都菲斯特科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51