[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光效的屏幕和具有该屏幕的投影系统。所述屏幕包括从投影光线的入射侧依次层叠设置的微透镜层、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微透镜层、所述透明基材层和所述全反射层的光。所述微透镜层包括多个微透镜单元。所述全反射层包括多个微结构单元，所述微结构单元具有位于下侧的第一平面和位于上侧的第二平面，所述第一平面和所述第二平面相交，所述多个微结构单元构成锯齿结构。所述微透镜单元与所述微结构单元至少部分交错地设置，使得所述微透镜单元将至少部分所述投影光线会聚至所述第一平面，被会聚至所述第一平面的所述投影光线在所述第一平面和所述第二平面连续发生两次全反射之后出射。

技术领域

本发明涉及屏幕领域。具体地，本发明涉及一种能够提高对投影光线的利用率并且具有高对比度的投影屏幕和投影系统。

背景技术

近年来，超短焦投影机的出现是投影领域的一大进步。超短焦投影机具有很短的投射比，它的出现意味着在投影过程中由于人的走动或物体的摆放而挡住画面的情况将不复存在。此外，采用超短焦投影机的投影系统尺寸小，便于安装，整套系统价格低，并且能够在较小的投影距离内轻松实现大于100寸的画面。因此，在大尺寸家庭影院的应用中，投影显示系统比LCD电视更具优势。

在这样的投影系统中，除了投影机之外，投影屏幕是影响投影图像效果的重要因素。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，但是在客厅等实际家庭使用的环境中，环境光对屏幕画面的对比度会产生较强的影响。一般的投影屏幕既能反射投影机的投影光线也能反射环境光，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。

为了提高在有大量环境光的情况下的屏幕对比度，目前抗环境光的投影屏幕大多采用阵列微结构加上光反射层或者光吸收层的技术方案。例如，图1示出了本申请人之前提出的抗环境光的投影屏幕100。如图1所示，投影屏幕100层叠设置有透明基材层101、全反射层102和吸光层103。全反射层102中设置有能够使特定的入射光线连续发生两次全反射的微结构单元。全反射层102中设置有多个微结构单元，以形成锯齿状结构。入射的投影光线中的一部分经过全反射层102的全反射后从投影屏幕入射至观看者的眼中形成图像，而另一部分由于不满足在全反射层发生全反射的光学条件而透过全反射层被屏幕后侧的黑色吸光层103吸收而损失掉。通常，图1中所示的投影屏幕对于投影机的投影光线的光能利用率仅为50％左右。

可见，在上述现有技术中，投影屏幕在对投影光线和环境光进行区分的过程中损失掉了较多的投影光线，导致对投影光线的利用效率低，难以获得明亮的显示图像。

发明内容

针对上述问题，本发明期望提供一种能够提高对投影光线的利用率并且具有高对比度的屏幕和包含这样的屏幕的投影系统。

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，包括从所述投影光线的入射侧依次层叠设置的微透镜层、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微透镜层、所述透明基材层和所述全反射层的光。所述微透镜层包括多个微透镜单元。所述全反射层包括多个微结构单元，所述微结构单元具有位于下侧的第一平面和位于上侧的第二平面，所述第一平面和所述第二平面相交，所述多个微结构单元构成锯齿结构。所述微透镜单元与所述微结构单元至少部分交错地设置，使得所述微透镜单元将至少部分所述投影光线会聚至所述第一平面，被会聚至所述第一平面的所述投影光线在所述第一平面和所述第二平面连续发生两次全反射之后出射。

优选地，所述全反射层和所述微透镜层具有对应的旋转对称结构。优选地，所述全反射层的旋转中心轴线和所述微透镜层的旋转中心轴线均垂直于所述屏幕的平面且可以位于所述屏幕的下方。

优选地，所述微透镜层具有圆弧形的旋转对称结构。