[发明专利]一种视角可控的正投影屏幕

说明书

本发明公开了一种视角可控的正投影屏幕，包括菲涅尔透镜层，所述菲涅尔透镜层包括若干层相互平行排列的圆形镜面单元，每一层所述镜面单元包括圆形的工作面，每个所述工作面的工作角从两端外侧至中心均匀变化，且每个所述工作角为连续对称变化。本发明通过改变每一层镜面单元在圆周方向各处的工作角，从而可改变圆周方向各处水平以及上下方向的光能量分配比例，可以改善普通的圆形菲涅尔透镜的光能在人眼的观看区域内上下校正过头左右校正不足的现象，实现对视角的主光线范围的有效控制，使得上下视角和水平视角的主光线方向能同时合理射入人眼范围之内，满足实际观影需求，实现较好的观影体验。

技术领域

本发明涉及一种投影屏幕，特别涉及一种视角可控的正投影屏幕。

背景技术

现有的超短焦正投影屏幕大多通过散射的方式成像，如白塑幕等，对环境光没有选择性，导致环境光对投影效果的影响非常大，当环境光越亮时，投影显示的对比度越低，显示效果越差。

为了克服以上缺陷，人们在投影屏幕上使用了圆形菲涅尔透镜加散射剂来实现。传统的圆形菲涅尔透镜在正视图上为一圈圈相互平行排列的偏心圆结构，利用圆形曲率对水平视角的主光线方向进行控制，利用圆形菲涅尔透镜上的锯齿状凸起对上下视角的主光线方向进行控制。圆形菲涅尔透镜不仅可以改变投影机主光线在观看空间的合理分布，还能消除一部分环境光的影响，提高屏幕的对比度，散射剂则提供观看视角。由但于其自身原理所限，现有的圆形菲涅尔透镜很难同时将上下视角和水平视角的主光线方向合理射入人眼范围之内，实现较好的观影体验。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中所存在的上述不足，提供一种视角可控的正投影屏幕，通过改变圆形菲涅尔透镜层的每一层镜面单元在不同位置的工作角，使得工作角沿着周向方向连续变化，从而改变圆周方向各处的水平及上下方向的光能量分配比例。

为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：

一种视角可控的正投影屏幕，包括菲涅尔透镜层，所述菲涅尔透镜层包括若干层相互平行排列的圆形镜面单元，每一层所述镜面单元包括圆形的工作面，每个所述工作面的工作角从两端外侧至中心均匀变化(可以是逐渐增大或逐渐减小)，且每个所述工作角为连续对称变化。

本发明所述的工作角为菲涅尔透镜的工作面与基板的夹角，通过改变每一层镜面单元在圆周方向各处的工作角，从而可改变圆周方向各处水平以及上下方向的光能量分配比例，可以改善普通的圆形菲涅尔透镜的光能在人眼的观看区域内上下校正过头左右校正不足的现象，实现对视角的主光线范围的有效控制，使得上下视角和水平视角的主光线方向能同时合理射入人眼范围之内，满足实际观影需求，实现较好的观影体验。

优选的，所述工作角的变化区间小于或等于7度，此范围内可实现较好的视角校正，满足实际观影需求。

优选的，每个所述镜面单元上均叠加有多个竖直排列的柱面微单元。投影光线经过所述柱面微单元时，会沿着屏幕水平方向的分量发生较大角度的反射，从而可为屏幕提供较大的的水平视角，利用柱面微单元扩大水平视角，提高屏幕的均匀性。

优选的，每个所述镜面单元均包括工作面和干扰面，且所述柱面微单元设于所述工作面上，方便加工，避免产生额外干扰光线。

优选的，所述柱面微单元为弧形柱结构或三棱柱结构，该弧形柱是横截面边缘为弧形的柱体结构，且所述柱面微单元表面相对于所述镜面单元内凹或外凸。至少包括以下三种情况，其一，所述柱面微单元由若干个大小相同的弧形柱构成，所有所述弧形柱相互连接并排列成阵列状；其二，所述柱面微单元由若干个大小相同的三棱柱构成，所有所述三棱柱相互连接并排列成阵列状；其三，所述柱面微单元由若干个大小相同的弧形柱和若干个大小相同的三棱柱构成，所有所述弧形柱和所述三棱柱相互连接并混合排列成阵列状。

优选的，所述菲涅尔透镜层贴合在支撑层上，且所述菲涅尔透镜层和支撑层之间设有反射层。所述反射层由银、铝等金属材料构成，具有高可见光反射率，用于反射投影仪的入射光。