[发明专利]屏幕和投影系统

说明书

本发明公开了一种具有高对比度和高增益的结构简单的屏幕和采用这种屏幕的投影系统。所述屏幕能够将来自投影机的投影光线反射至观看者的视场范围内。所述屏幕至少包括从所述投影光线的入射侧依次层叠设置的透明基材层、全反射层和吸光层。所述吸光层能够吸收透过所述透明基材层和所述全反射层到达所述吸光层的光。所述全反射层包括多个微结构单元，所述微结构单元具有两个相交平面，所述多个微结构单元构成锯齿结构，所述全反射层能够透过环境光，并且使至少部分所述投影光线在发生全反射后出射。所述微结构单元的所述两个相交平面中的至少一个平面上设置有微结构扩散层。

技术领域

本发明涉及屏幕领域。具体地，本发明涉及一种具有高对比度的结构简单的投影屏幕和投影系统。

背景技术

近年来，随着投影机亮度的不断提高，大尺寸的投影显示系统被广泛使用。例如，投影显示系统在大尺寸家庭影院应用中的优势日益体现了出来。相比于传统的LCD电视，投影系统整体尺寸小，便于安装和收纳，整套系统价格低，并可以轻松实现大于100寸的显示画面。

在投影显示系统中，除了投影机之外，投影屏幕是周边设备中最常使用的产品之一。在投影屏幕的投影显示中，图像对比度是评价屏幕画面质量的一个重要参数。通常，投影机的对比度可以达到数千比一，但是在实际的使用中，环境光对屏幕画面的对比度会产生较强的影响，使得对比度严重下降，极大地影响观看体验。因此，需要通过技术手段降低环境光对投影显示带来的不利影响，使投影画面具有较高的对比度，提升显示质量。

例如，如图1的a和b所示，在公开号为CN105408777A的中国专利申请中提出了一种圆形对称的菲涅尔光学屏幕结构。该屏幕采用的是阵列微结构加上吸光层的技术方案。该屏幕的阵列微结构由透镜面32和非透镜面33组成。透镜面32与屏幕平面的夹角小于非透镜面33与屏幕平面的夹角，投影机的入射光线L1只入射到具有小夹角的透镜面32上。入射在透镜面32上的光线是依靠由层叠在其表面上的多个金属薄膜25构成的反射层20反射至观看者侧。虽然该屏幕可以将投影机的入射光线反射到观众的眼睛，但镜面反射层20不可避免地同时也会反射从其它方向入射的光线，比如环境中的杂光，所以无法大幅提高投影屏幕的对比度。为了提高对比度，还需要在阵列微结构的观看者侧添加一层着色层42。着色层42吸收杂光，但也吸收了部分投影光线。因此，虽然提高了屏幕的对比度，但降低了整个投影系统的光学效率，相当于在对比度和光学效率之间进行了折中。目前市场上量产的采用该结构的投影屏幕能够实现的屏幕增益仅为大约0.9～1.1。

另外，如图2所示，在公开号为CN1954260A的中国专利申请也提出了一种反射屏幕。该反射屏幕10设置有基底部11、光透过部12、反射层13和光吸收部14能够使从影像源L投影的影像光L1、L2反射，同时，能够使来自设置于反射屏10的上方的室内照明G等的外部光G1、G2被光吸收部14吸收。此外，反射屏幕还设置有前面处理层15。前面处理层15可以根据需要选择设置，从而实现防眩光处理、散射处理、防反射处理、防带电处理、硬涂层处理、防污处理等各种技术效果。

可见，在上述现有技术中，一方面，难以有效地同时提供屏幕的光学增益和对比度，另一方面，现有的屏幕一般具有多层结构，结构复杂，导致成本高且成品率较低。

发明内容

针对上述问题，本发明期望提供一种兼具高对比度和高屏幕增益，并且结构简单、低成本的屏幕和投影系统。

根据本发明的第一实施例提供了一种屏幕。所述屏幕能够将来自投影机的投影光线反射至观看者的视场范围内。所述屏幕至少包括从所述投影光线的入射侧依次层叠设置的透明基材层、全反射层和吸光层。所述吸光层能够吸收透过所述透明基材层和所述全反射层到达所述吸光层的光，所述全反射层包括多个微结构单元，所述微结构单元具有两个相交平面，所述多个微结构单元构成锯齿结构，所述全反射层能够透过环境光，并且使至少部分所述投影光线在发生全反射后出射。所述微结构单元的所述两个相交平面中的至少一个平面上设置有微结构扩散层。