[发明专利]投影屏幕和投影系统

说明书

本发明公开了一种投影屏幕和使用该投影屏幕的投影系统。所述投影屏幕包括从投影光线的入射侧依次层叠设置的微结构层和吸光层，所述微结构层包括多个微结构单元，各所述微结构单元包含一个反射面和与所述反射面相对的一个透镜面，并且所述反射面设置在与所述透镜面的焦点相匹配的位置上。根据本发明，能够提供抗环境光的并且具有高增益和高对比度的投影屏幕和投影系统。

技术领域

本发明涉及投影屏幕和投影系统。具体地，本发明涉及一种能够抗环境光并且提高对比度的投影屏幕和使用该投影屏幕的投影系统。

背景技术

近年来，随着投影机亮度的不断提高，投影显示系统的应用越来越广泛。屏幕是投影显示系统的重要组成部分，其对投影显示系统的图像质量影响很大。

通常，屏幕的对比度是评价一块屏幕好坏的重要参数。在屏幕的使用环境中，入射在屏幕上的除了来自投影机的投影光线，往往还有来自周围环境的环境光线。现有的投影屏幕既能反射投影光线也能反射环境光线。因此，由于受到环境光的影响，经屏幕反射而最终呈现出的显示画面的对比度一般远低于投影机自身的对比度。

为了提高屏幕在存在环境光的使用环境下的屏幕对比度，人们已经提出了一些解决方案。如图1的a中所示，在专利文献CN1670618A中提出了一种具有微结构单元的线栅屏幕。微结构单元由上下两个斜面组成，上面的斜面表面涂有黑色的吸光材料，用来吸收屏幕上方过来的环境光线，下面的斜面表面为反射树脂基材，用于反射投影光线。此外，如图2的b中所示，在专利文献CN1693989A中也提出了一种的具有微结构单元的线栅屏幕。与图1的a中不同的是，本图中的微结构单元的基材是黑色的，而在面对投影机的斜面表面涂有一层白色的反射材料，用于反射投影机的光线。线栅结构的准直效果从中间到两边逐渐变差，并且反射表面对于入射光线的角度没有选择性。这就使得环境光一样可以被反射到观众的视场，同时使得屏幕的增益一般低于0.5。

此外，如图1的c中所示，在专利文献CN105408777A中提出了一种具有圆形对称的菲涅尔结构的屏幕。该屏幕利用投影光线与环境光入射角度不同来提高对比度。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。图中示出了以较大角度入射的投影光线L1和环境光G1、G2的光路。投影光线L1只入射到具有小夹角的透镜面32上。环境光G2经反射层的上反射面反射到地面方向，不影响观看的对比度，但仍有一部分如图中环境光G1会经发射层的下反射面反射回观看视场中。因此，图1的c中的结构改善对比度效果有限。

发明内容

针对上述问题，本发明期望提供一种能够抗环境光并且具有高增益和高对比度的投影屏幕和投影系统。

根据本发明的实施例，公开了一种投影屏幕，所述投影屏幕包括从投影光线的入射侧依次层叠设置的微结构层和吸光层，所述微结构层包括多个微结构单元，各所述微结构单元包含一个反射面和与所述反射面相对的一个透镜面，并且所述反射面设置在与所述透镜面的焦点相匹配的位置上。

优选地，所述微结构单元还包括连接所述反射面和所述透镜面的连接面。更加优选地，所述连接面包括竖直面，并且所述竖直面与所述吸光层接触。进一步优选地，所述连接面还包括与所述反射面直接相连的水平面。

优选地，各所述微结构单元中的所述透镜面上的任一点的切线与所述反射面的延长线的夹角为钝角。

优选地，各所述微结构单元是微结构单元，在各所述微结构单元中，所述透镜面和所述反射面是针对所述投影光线而设置的一对全反射表面。可替代地，各所述微结构单元是镜面反射微结构单元，在各所述镜面反射微结构单元中，所述透镜面和所述反射面均镀有反射层。

优选地，所述透镜面在竖直方向上具有曲率。另外，优选地，所述反射面在竖直方向上具有曲率。

优选地，所述多个微结构单元在所述投影屏幕的平面内以旋转对称的方式呈环形分布。