一種投影屏幕及投影系統(tǒng)的制作方法

本發(fā)明涉及顯示技術(shù)領(lǐng)域，尤指一種投影屏幕及投影系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

在背投顯示領(lǐng)域，尤其是背投顯示領(lǐng)域，通常采用具有菲涅爾微透鏡結(jié)構(gòu)的投影屏幕，菲涅爾透鏡結(jié)構(gòu)能夠?qū)⑷肷涞墓馐M(jìn)行準(zhǔn)直并均勻分布。為了成像，在菲涅爾透鏡層后還需要設(shè)置會(huì)聚成像元件，比如會(huì)聚正透鏡，使光線會(huì)聚成像，從而出射使用戶觀看到圖像。圖1示例性的給出了目前使用的一種背投屏幕結(jié)構(gòu)，沿投影鏡頭出光方向，依次經(jīng)過(guò)菲涅爾透鏡結(jié)構(gòu)層11和柱狀透鏡結(jié)構(gòu)層12，使用時(shí)將投影機(jī)的焦距和投影屏幕的焦距匹配，可在投影屏幕上顯示畫面。具體光路圖如圖1A所示，菲涅爾透鏡結(jié)構(gòu)層11將入射至屏幕的光線進(jìn)行會(huì)聚準(zhǔn)直，柱狀透鏡結(jié)構(gòu)層12中的凸透鏡部分接收準(zhǔn)直光線并進(jìn)行會(huì)聚，理論上在凸透鏡的焦平面上進(jìn)行成像，并最終從柱狀透鏡結(jié)構(gòu)層12以會(huì)聚后發(fā)散的狀態(tài)進(jìn)行傳輸。

但在實(shí)際應(yīng)用中，根據(jù)對(duì)投影屏幕后白場(chǎng)的測(cè)試結(jié)果，技術(shù)人員發(fā)現(xiàn)，在屏幕中心點(diǎn)，即水平視角為0處的色偏為0，而隨著水平視角的增大，產(chǎn)生的色偏也會(huì)隨之增大，以及，隨著垂直視角的增大，產(chǎn)生的色偏也會(huì)隨之增大，即隨著視角增加，產(chǎn)生不同程度的色偏，色偏的直接視覺(jué)表現(xiàn)就是白場(chǎng)不再是預(yù)設(shè)的色溫值了，而偏與某種基色顏色顯示，從而人眼在不同視角或不同位置觀看顯示畫面時(shí)存在圖像畫面顏色不一致，尤其是對(duì)于大屏拼接顯示中，對(duì)于白場(chǎng)使用較多的場(chǎng)景，例如大型會(huì)議室的PPT展示，不同視角或不同位置的色偏會(huì)大大降低用戶的體驗(yàn)。

因此，如何有效減小投影屏幕在顯示畫面時(shí)產(chǎn)生的色偏成為亟待解決的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明實(shí)施例提供一種投影屏幕及投影裝置，用以減小投影屏幕顯示畫面時(shí)在不同視角下的色偏現(xiàn)象。

第一方面，本發(fā)明提供了一種投影屏幕，包括：沿投影鏡頭出光方向依次設(shè)置的菲涅爾透鏡層、光線分布傳播層，所述光線分布傳播層具有正透鏡特性，還包括位于光線分布傳播層后的微透鏡層；微透鏡層包括：多個(gè)呈陣列分布的第一微透鏡；第一微透鏡為負(fù)透鏡，所述光線分布傳播層具有多個(gè)正透鏡單元，其中，第一微透鏡的色散系數(shù)小于光線分布傳播層的正透鏡單元的色散系數(shù)；投影鏡頭的出射光線入射菲涅爾透鏡層、光線分布傳播層后最終經(jīng)過(guò)微透鏡層后出射；

優(yōu)選地，第一微透鏡為雙凹透鏡結(jié)構(gòu)或平凹透鏡結(jié)構(gòu)；

優(yōu)選地，第一微透鏡與柱狀透鏡緊密貼合或者之間存在預(yù)設(shè)距離的間隙；

優(yōu)選地，光線分布傳播層為柱狀透鏡層；或者，光線分布傳播層為玻璃微珠層；以及，沿投影鏡頭出光方向，投影屏幕還包括依次設(shè)置于玻璃微珠層和微透鏡層之間的環(huán)境光吸收層，基板保護(hù)層；或者，投影屏幕還包括設(shè)置于玻璃微珠層和微透鏡層之間的環(huán)境光吸收層，環(huán)境光吸收層設(shè)置于微透鏡層靠近所述玻璃微珠層一側(cè)的表面；

優(yōu)選地，第一微透鏡的色散系數(shù)在10~40之間；

優(yōu)選地，柱狀透鏡的色散系數(shù)在40~80之間。

第二方面，本發(fā)明實(shí)施例提供一種投影系統(tǒng)，包括激光投影設(shè)備，還包括上述任一技術(shù)方案中的投影屏幕。

本發(fā)明以上實(shí)施例至少具有以下有益效果：

本發(fā)明實(shí)施例提供的投影屏幕，通過(guò)在屏幕結(jié)構(gòu)的光線分布傳播層后設(shè)置呈陣列分布的第一微透鏡組成的微透鏡層，第一微透鏡為負(fù)透鏡，具有負(fù)光焦度，產(chǎn)生正色差，光線分布傳播層包括多個(gè)正透鏡單元，具有正光焦度，產(chǎn)生負(fù)色差。從而通過(guò)不同材料的正、負(fù)透鏡組合，正色差與負(fù)色差相互配合來(lái)校正色差，即達(dá)到消色差的目的，使三束光線能更好的匯聚。三束光在人眼觀看時(shí)空間上是重合的，從而減小白光W經(jīng)過(guò)投影屏幕后的空間能量分布變化，使得白光在不同視角下的色偏降低，提升顯示色彩的一致性，解決了投影屏幕在不同視角下觀看圖像畫面的色偏現(xiàn)象。

以及本發(fā)明實(shí)施例方案還提供了一種投影系統(tǒng)，應(yīng)用上述技術(shù)方案的投影屏幕，從而能夠降低色偏現(xiàn)象，提升投影畫面顯示色彩的一致性，也提升了用戶體驗(yàn)。

附圖說(shuō)明

圖1A為現(xiàn)有技術(shù)中一種投影屏幕的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖1B為現(xiàn)有技術(shù)中一種投影屏幕的光路示意圖；

圖2為現(xiàn)有技術(shù)中另一種投影屏幕的結(jié)構(gòu)及光路示意圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例一投影屏幕的結(jié)構(gòu)及光路示意圖；

圖4A為本發(fā)明實(shí)施例的一種示例光路原理示意圖；

圖4B為本發(fā)明實(shí)施例中另一種示例光路原理示意圖；

圖4C為本發(fā)明實(shí)施例中又一種示例光路原理示意圖；

圖4D為本發(fā)明實(shí)施例中再一種示例光路原理示意圖；

圖5為本發(fā)明實(shí)施例二投影屏幕的結(jié)構(gòu)及光路示意圖；

圖6為本發(fā)明實(shí)施例三投影系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為現(xiàn)有技術(shù)投影屏幕中測(cè)得的色偏變化圖示；

圖8為現(xiàn)有技術(shù)中三基色色偏變化圖示。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明實(shí)施例提供一種投影屏幕及投影系統(tǒng)，用以減小投影屏幕在顯示畫面時(shí)產(chǎn)生的白光在不同視角下的色偏。

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

下面結(jié)合附圖詳細(xì)介紹本發(fā)明具體實(shí)施例提供的投影屏幕及應(yīng)用該投影屏幕的投影系統(tǒng)。

實(shí)施例一、

現(xiàn)有技術(shù)中投影屏幕采用柱透鏡時(shí)會(huì)在屏幕的不同位置產(chǎn)生白場(chǎng)色偏，分別以LED光源以及激光光源為例的背投投影機(jī)進(jìn)行測(cè)試，得到如圖7所示的不同投影光源投影到投影屏幕時(shí)色偏隨視角變化示意圖。

研究人員發(fā)現(xiàn)，這是由于白光中的不同基色光（紅光R、綠光G、藍(lán)光B）的波長(zhǎng)不同，在經(jīng)過(guò)投影屏幕中的柱透鏡時(shí)的折射率不同進(jìn)而導(dǎo)致白光經(jīng)過(guò)屏幕后的空間能量分布發(fā)生了變化。圖為8白光W經(jīng)過(guò)投影屏幕的菲涅爾透鏡層和柱狀透鏡層后各基色光隨視角的亮度變化示意圖，其中，藍(lán)光B波長(zhǎng)最短，折射率最大，相對(duì)亮度變化相對(duì)較慢，經(jīng)過(guò)屏幕后的空間能量分布更寬廣，而波長(zhǎng)最長(zhǎng)的紅光R因?yàn)檎凵渎首钚∷越?jīng)過(guò)屏幕后的空間能量分布角度更小。因此，隨著視角增加，藍(lán)光B在白光中的比例逐漸增加，導(dǎo)致色溫越來(lái)越高，白場(chǎng)發(fā)生了向高色溫方向的色偏，在視覺(jué)表現(xiàn)上就是圖像偏藍(lán)。

基于上述技術(shù)問(wèn)題，如圖3所述，本發(fā)明實(shí)施例一提供了一種投影屏幕，沿投影鏡頭出光方向依次設(shè)置的菲涅爾透鏡層31、柱狀透鏡層32，此處，柱狀透鏡層是光線分布傳播層的一種，柱狀透鏡一種凸透鏡，具有正透鏡特性，以及還包括位于菲涅爾透鏡層31和柱狀透鏡層32之間的微透鏡層33。微透鏡層33包括多個(gè)呈陣列分布的第一微透鏡。第一微透鏡為負(fù)透鏡，柱狀透鏡層32包括多個(gè)柱狀透鏡單元。

投影鏡頭的出射光線依次入射菲涅爾透鏡層31、柱狀透鏡層32，并最終經(jīng)過(guò)微透鏡層后出射。出射的光束進(jìn)入人眼，從而用戶可以觀察到背投屏幕顯示的圖像。

在具體實(shí)施中，第一微透鏡單元與柱狀透鏡單元并列依次設(shè)置，兩透鏡的尺寸相當(dāng)。

具體地，第一微透鏡的色散系數(shù)與正透鏡的色散系數(shù)設(shè)置可以是，第一微透鏡的色散系數(shù)大于正透鏡的色散系數(shù)，也可以是等于或者小于關(guān)系。但是當(dāng)?shù)谝晃⑼哥R的色散系數(shù)小于柱狀透鏡的色散系數(shù)時(shí)，三基色重合度高，消色差效果佳。其中，色散系數(shù)與鏡片的制作材料有關(guān)，并影響光束的折射率，在本發(fā)明實(shí)施例中，優(yōu)選地，第一微透鏡的折射率大于柱狀透鏡的折射率。

具體地，第一微透鏡的色散系數(shù)在10~40之間，以及柱狀透鏡的色散系數(shù)在40~80之間。上述數(shù)值僅為舉例，也可以根據(jù)需要設(shè)置第一微透鏡的色散系數(shù)在10~30之間，柱狀透鏡的色散系數(shù)在50~80之間。

以及，第一微透鏡為負(fù)透鏡，對(duì)入射光束具有發(fā)散作用，具體可以為雙凹透鏡結(jié)構(gòu)或平凹透鏡結(jié)構(gòu)。

以及，第一微透鏡的出光面表面為非球面，可以便于對(duì)光束的發(fā)散偏折的程度進(jìn)行靈活設(shè)計(jì)，或者第一微透鏡的入光面和出光面均為非球面，可以提高光路設(shè)計(jì)的可調(diào)性及靈活性。

第一微透鏡的材質(zhì)可以為光學(xué)塑膠或光學(xué)玻璃。

下面將結(jié)合附圖詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)施例投影屏幕的工作原理。

根據(jù)實(shí)施例一所描述的色偏現(xiàn)象及原因，從柱狀透鏡層會(huì)聚后出射的各基色光束呈不同程度的發(fā)散狀態(tài)，色偏原因和現(xiàn)象可參見圖1B及圖8。

如圖3所示，菲涅爾透鏡層31接收投影鏡頭出射的一定角度范圍內(nèi)的影像光束，將對(duì)該一定角度范圍內(nèi)的光束進(jìn)行準(zhǔn)直變成平行光出射，平行光入射至柱狀透鏡層32進(jìn)行會(huì)聚，影像光束在柱狀透鏡層32內(nèi)部就完成會(huì)聚，會(huì)聚后再發(fā)散出射，并以發(fā)散狀態(tài)入射至微透鏡層。

由于在原投影屏幕結(jié)構(gòu)上增加了負(fù)透鏡微透鏡層，相比于圖1B，使得影像光束從原柱狀透鏡層出射后的光路發(fā)生變化。其光路原理示意圖如圖4A所示。

圖4A示出了本發(fā)明實(shí)施例中消色差的光路原理圖，其中，W表示由投影機(jī)出射的白光，R、G、B分別表示白光中具有不同波長(zhǎng)的紅光、綠光和藍(lán)光。與中心光軸呈平行狀態(tài)的白光入射正透鏡41，具有正光焦度，產(chǎn)生負(fù)色差，第一微透鏡42為負(fù)透鏡，具有負(fù)光焦度，產(chǎn)生正色差，從而通過(guò)不同材料的正、負(fù)透鏡組合，正色差與負(fù)色差相互配合來(lái)校正色差，即達(dá)到消色差的目的，使三束光線能更好的匯聚。三束光在人眼觀看時(shí)空間上是重合的，因而不會(huì)造成隨視角的色偏。

圖4C和圖4D示出了第一微透鏡和正透鏡設(shè)置不同色散系數(shù)關(guān)系時(shí)的光路原理示意圖。其中，圖4C示出了當(dāng)?shù)谝晃⑼哥R負(fù)透鏡和正透鏡柱狀透鏡色散系數(shù)相當(dāng)，即折射率相等的時(shí)候，光線的傳播示意圖，圖4D示出了當(dāng)?shù)谝晃⑼哥R負(fù)透鏡的色散系數(shù)小于正透鏡柱狀透鏡色散系數(shù)時(shí)，光線的傳播示意圖。通過(guò)對(duì)比可知，圖4C中，三基色光經(jīng)過(guò)正透鏡和負(fù)透鏡組成的透鏡組合后，相比于圖4D，各基色光束仍發(fā)生較大程度的會(huì)聚偏折，會(huì)聚較快，而圖4D中由于負(fù)透鏡發(fā)散作用較大，會(huì)聚較慢，從而更利于三基色光焦距差異的縮小，三者分離的程度較小，從而最終更容易達(dá)到重合，提高消色偏的效果。

這是由于，當(dāng)?shù)谝晃⑼哥R的色散系數(shù)小于正透鏡單元的色散系數(shù)，從而第一微透鏡對(duì)光束的折射率大于正透鏡對(duì)光束的折射率，能夠?qū)馐M(jìn)行較高偏折程度的發(fā)散。當(dāng)投影鏡頭出射的影像光束經(jīng)過(guò)菲涅爾透鏡層進(jìn)行準(zhǔn)直后，光束以白光平行光入射至光線分布傳播層的正透鏡單元對(duì)光束進(jìn)行較低偏折程度的會(huì)聚，且因波長(zhǎng)的差異，對(duì)各基色光會(huì)聚后偏折的程度也不同，白光中的各基色光發(fā)生彼此分開，其中，藍(lán)光B偏折最為厲害，即焦距最短，其次是綠光G，紅光R的焦距在三者之中最長(zhǎng)。而設(shè)置于光線分布傳播層后方的微透鏡層對(duì)各基色光進(jìn)行較大偏折程度的發(fā)散，進(jìn)行反向偏折，且反向偏折的程度因各基色光波長(zhǎng)差異而不同，其中藍(lán)光B最大，其次是綠光G和紅光R，從而較大程度上補(bǔ)償了同一介質(zhì)中各基色光因波長(zhǎng)不同而造成的偏折差異，使得最終三基色光實(shí)現(xiàn)再次會(huì)聚時(shí)光線偏折的角度接近，更容易達(dá)到會(huì)聚于一點(diǎn)，提高了三基色光的重合度，從而減小白光W經(jīng)過(guò)投影屏幕后的空間能量分布變化，從而使得白光在不同視角下的色偏降低，提升顯示色彩的一致性。

以及，優(yōu)選地，第一微透鏡的色散系數(shù)小于正透鏡的色散系數(shù)，即負(fù)透鏡的折射率大于正透鏡的折射率。在本具體實(shí)施例中，白光W中不同波長(zhǎng)的基色光在透鏡中折射率存在差異，因此，具有不同波長(zhǎng)的紅光R、綠光G和藍(lán)光B在經(jīng)過(guò)正透鏡41會(huì)聚后的焦距也各不相同，在本示例中，正透鏡41具體是柱狀透鏡。其中，藍(lán)光B的波長(zhǎng)最短，經(jīng)過(guò)正透鏡41時(shí)其偏折的程度最大，故其焦距最短；而紅光R的波長(zhǎng)最長(zhǎng)，經(jīng)過(guò)正透鏡41時(shí)其偏折的程度最小，其焦距最長(zhǎng)。由此，在經(jīng)過(guò)正透鏡41的會(huì)聚作用之后，白光中的紅光R、綠光G和藍(lán)光B的偏折程度發(fā)生差異。而第一微透鏡42相對(duì)于正透鏡41具有較小的色散系數(shù)，因此相對(duì)于正透鏡41可對(duì)入射的會(huì)聚后的各基色光線（紅光R、綠光G和藍(lán)光B）進(jìn)行更大程度的發(fā)散作用，在白光經(jīng)過(guò)正透鏡41而入射至第一微透鏡42時(shí)，第一微透鏡42針對(duì)正透鏡41，對(duì)不同波長(zhǎng)的各基色光在正透鏡41中發(fā)生的偏折差異進(jìn)行補(bǔ)償。具體地，藍(lán)光B會(huì)聚的最厲害，向下偏折，當(dāng)入射至第一微透鏡42時(shí)，藍(lán)光B會(huì)進(jìn)行一定的程度的發(fā)散，向上偏折，且發(fā)散的程度大于其被會(huì)聚的程度，綠光G也會(huì)進(jìn)行一定程度的發(fā)散，但是由于綠光G在第一微透鏡中的折射率小于藍(lán)光B在第一微透鏡中的折射率，因此發(fā)散的程度也相對(duì)小于藍(lán)光B的發(fā)散程度，同理，紅光R小于綠光G，和藍(lán)光B的發(fā)散程度，從而原來(lái)呈會(huì)聚狀態(tài)的三基色光經(jīng)過(guò)第一微透鏡的發(fā)散作用下，反向偏折的補(bǔ)償即向上偏折的程度按照藍(lán)、綠、紅的順序呈逐漸減小的趨勢(shì)，從而通過(guò)上述正負(fù)透鏡的組合以及折射率配置的方案，能夠減小光束會(huì)聚時(shí)光束的偏折差異，使得最終三基色光實(shí)現(xiàn)再次會(huì)聚時(shí)光線偏折的角度接近，更容易達(dá)到會(huì)聚于一點(diǎn)，提高了三基色光的重合度，最終使從第一微透鏡42出射的各基色光會(huì)聚后的光線出光方向基本一致，呈現(xiàn)基本重合狀態(tài)，大大減小了不同波長(zhǎng)的基色光的分開程度，減小白光W經(jīng)過(guò)投影屏幕后的空間能量分布變化，從而使得白光在不同視角下的色偏降低，提升顯示色彩的一致性。

上述示例中僅以一束白光為例進(jìn)行原理性說(shuō)明，由于投影機(jī)入射到投影屏幕的的光束有無(wú)數(shù)條，通過(guò)上述過(guò)程的光束處理，使得入射至投影屏幕的光束出射時(shí)發(fā)散程度降低或消除，從而在不同的視角下觀察時(shí)，不會(huì)因?yàn)榛夤馐煌鄱M(jìn)入人眼的光束范圍有限造成色偏的現(xiàn)象。

在本發(fā)明實(shí)施例中，采用不同的材料，使柱狀透鏡的色散系數(shù)大于第一微透鏡的色散系數(shù)，從而柱狀透鏡即正透鏡單元的折射率小于第一微透鏡的折射率。利用這一設(shè)置，使得白光光束在通過(guò)柱狀透鏡后，雖然各基色光發(fā)生了不同程度的偏折，發(fā)生分開現(xiàn)象，但是由于第一微透鏡對(duì)各基色光的發(fā)散程度較大，能夠?qū)Ω骰膺M(jìn)行反向偏折的補(bǔ)償，藍(lán)光會(huì)聚的程度最強(qiáng)，其發(fā)散的強(qiáng)度也最強(qiáng)，即補(bǔ)償?shù)姆纫沧畲螅腋骰獍l(fā)散的程度大于會(huì)聚的程度，最終使得各基色光從第一微透鏡42出射后，各基色光的焦距均被拉長(zhǎng)，即補(bǔ)償了因?yàn)闀?huì)聚偏折造成的焦距長(zhǎng)短差異，使各基色光的焦距接近，焦點(diǎn)靠近或重合，從而減小各基色光出射時(shí)的分開程度。

因此，第一微透鏡與柱狀透鏡在色散系數(shù)上的差異，以及對(duì)光束不同的會(huì)聚和發(fā)散作用，使得后者能夠?qū)η罢咴斐傻母骰獾钠鄄町惥哂醒a(bǔ)償作用。在具體實(shí)施時(shí)，可根據(jù)實(shí)際需要采用不同材料制作上述的柱狀透鏡和第一微透鏡，以使柱狀透鏡的色散系數(shù)大于第一微透鏡的色散系數(shù)，從而使柱狀透鏡為低色散凸透鏡，第一微透鏡為高色散凹透鏡。此外，還可在上述的色散系數(shù)范圍內(nèi)調(diào)整柱狀透鏡和第一微透鏡的色散系數(shù)，本發(fā)明實(shí)施例不對(duì)各微透鏡的色散系數(shù)的具體取值進(jìn)行限定。

在具體實(shí)施時(shí)，在本發(fā)明實(shí)施例提供的上述投影屏幕中，如圖4A所示，柱狀透鏡與第一微透鏡緊密貼合。在實(shí)際應(yīng)用中，柱狀透鏡和第一微透鏡可采用膠合的方式貼合在一起，其消色偏原理如上所述，此處不再贅述。

與圖4A不同的是，如圖4B所示，正透鏡41’或柱狀透鏡41’和第一微透鏡42’之間可以存在預(yù)設(shè)距離的間隙，例如，正透鏡41’與第一微透鏡42’之間可相距1-5mm。此時(shí)，白光W入射到柱狀透鏡41’和第一微透鏡42’組成的微透鏡組時(shí)的光路圖如圖4B所示，具體地，白光W在入射到正透鏡41’之后發(fā)生會(huì)聚，由于白光W中的各基色光（R、G、B）在正透鏡41’中的折射率不同導(dǎo)致各基色光的偏折程度發(fā)生差異，經(jīng)過(guò)正透鏡41’后的各基色光（R、G、B）穿過(guò)正透鏡41’和第一微透鏡42’之間的空氣間隙后入射到第一微透鏡42’中，第一微透鏡42’相對(duì)于正透鏡41’具有較低的色散系數(shù)，使得各基色光在第一微透鏡42’中發(fā)散，并發(fā)生較大程度的反向偏折，從而使出射的白光W中各基色光（R、G、B）基本重合。由圖4B可以看出，在正透鏡41’和第一微透鏡42’之間存在一定間隙時(shí)，可對(duì)入射到柱狀透鏡接近邊緣處的光線進(jìn)行偏折，因此，采用間隙設(shè)置正透鏡41’和第一微透鏡42’適用于兩者組成的鏡組具有較大孔徑的情況，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，可根據(jù)實(shí)際需要采用上述兩種方式的任一種設(shè)置，消除原有投影屏幕結(jié)構(gòu)造成的白光偏色。

柱狀透鏡層和微透鏡層之間的距離根據(jù)投影屏幕的制作需求和成像標(biāo)準(zhǔn)可進(jìn)行調(diào)整，通常情況下兩者之間可相距3-5mm，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，可靈活調(diào)整，在此不做限定。

進(jìn)一步地，在本發(fā)明實(shí)施例提供的上述投影屏幕中，第一微透鏡的材料為光學(xué)塑膠或光學(xué)玻璃。在制作過(guò)程中，可通過(guò)模具將微透鏡層中所有的各第一微透鏡一體成型，而后將成型的各第一微透鏡與柱狀透鏡層通過(guò)光學(xué)膠進(jìn)行膠合，或者通過(guò)屏幕頂端通過(guò)固定結(jié)構(gòu)將兩層光學(xué)部件層進(jìn)行相對(duì)位置固定；或者，還可分別制作每個(gè)第一微透鏡，再將各第一微透鏡進(jìn)行光學(xué)膠膠合連接組成微透鏡層。在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，為簡(jiǎn)化工藝復(fù)雜度可優(yōu)選第一種方式進(jìn)行微透鏡層的制作。此外，采用其它制作方法及材料制作上述的微透鏡層而達(dá)到本發(fā)明相應(yīng)作用的情況，在此不做限定。

進(jìn)一步地，在本發(fā)明實(shí)施例提供的上述投影屏幕中，菲涅爾透鏡層的厚度可為50-200μm。在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，菲涅爾透鏡層可為由聚烯烴等材料注壓而成的薄片，在制作過(guò)程中可將其厚度控制在50-200μm之內(nèi)，使其適應(yīng)于投影屏幕的整體厚度。當(dāng)然，還可根據(jù)實(shí)際需求調(diào)整菲涅爾透鏡層的厚度，本發(fā)明實(shí)施例不對(duì)其具體厚度取值進(jìn)行限定。

與此同時(shí)，為保證投影屏幕的整體厚度不至于過(guò)大，微透鏡層的厚度可為100-300μm。

需要說(shuō)明的是，本發(fā)明實(shí)施例提供的上述投影屏幕中，出光方向指投影光束入射進(jìn)入投影屏幕進(jìn)行出射的方向；菲涅爾透鏡層、柱狀透鏡層以及微透鏡層的光軸應(yīng)保持平行，第一微透鏡結(jié)構(gòu)和柱狀透鏡結(jié)構(gòu)單元優(yōu)選地的并列設(shè)置。

實(shí)施例二、

本發(fā)明實(shí)施例二提供了另一種投影屏幕，用于背投顯示。具體地，如圖5所示，投影屏幕包括沿投影鏡頭出光方向依次設(shè)置的菲涅爾透鏡層51、光線分布傳播層，以及還包括位于光線分布傳播層后的微透鏡層55，此處，光線分布傳播層具體的為玻璃微珠層52。

以及，微透鏡層55包括：多個(gè)呈陣列分布的第一微透鏡；第一微透鏡為負(fù)透鏡，玻璃微珠層52具有多個(gè)玻璃微珠單元，每個(gè)玻璃微珠單元相當(dāng)于一個(gè)凸透鏡，具有正透鏡特性，其中，第一微透鏡的色散系數(shù)小于玻璃微珠層52的玻璃微珠單元的色散系數(shù)，從而第一微透鏡的對(duì)入射光束的折射率大于玻璃微珠單元對(duì)入射光束的折射率。

以及，在本實(shí)施例提供的投影屏幕結(jié)構(gòu)中，沿投影鏡頭出光方向，還包括還包括依次設(shè)置于玻璃微珠層52和微透鏡層55之間的環(huán)境光吸收層53，基板保護(hù)層54。投影鏡頭的出射光線入射菲涅爾透鏡層51、玻璃微珠層52，并最終經(jīng)過(guò)微透鏡層55后出射。其中，環(huán)境光吸收層53用于吸收從屏幕正面，即用戶所在一側(cè)的環(huán)境光，防止環(huán)境光對(duì)影像光束的干擾，但對(duì)鏡頭出射的影像光束進(jìn)行透射，以及，基板保護(hù)層54用于為環(huán)境光吸收層53和玻璃微珠層52提供支撐，并起到一定的保護(hù)作用，對(duì)鏡頭出射的影像光束也進(jìn)行透射。

或者，在本實(shí)施例提供的投影屏幕結(jié)構(gòu)中，可以省略基板保護(hù)層54，即屏幕結(jié)構(gòu)依次包括菲涅爾透鏡層51，玻璃微珠層52，環(huán)境光吸收層53，以及微透鏡層55，其中，環(huán)境光吸收層53是一種介質(zhì)層，需要有附著支撐，此時(shí)，環(huán)境光吸收層設(shè)置于微透鏡層55靠近玻璃微珠層52一側(cè)的表面，即微透鏡層55的內(nèi)側(cè)，可以是涂覆或者粘合方式。優(yōu)選地，微透鏡層55為內(nèi)側(cè)為內(nèi)凹形狀，外側(cè)為平面形狀的凹透鏡單元組成，這樣既可以滿足對(duì)環(huán)境光吸收層53的支撐，還可以使得屏幕正面表面平整光滑。

圖2為現(xiàn)有技術(shù)中一種投影屏幕的結(jié)構(gòu)圖，如圖所示，白光W經(jīng)過(guò)投影屏幕的菲涅爾透鏡層和玻璃微珠層后，由于藍(lán)光B波長(zhǎng)最短，折射率最大，偏折程度最大，其次是綠光G和紅光R。于是出現(xiàn)了圖2光路所示的各基色光分離現(xiàn)象。其中，藍(lán)光B相對(duì)亮度變化相對(duì)較慢，經(jīng)過(guò)屏幕后的空間能量分布更寬廣，而波長(zhǎng)最長(zhǎng)的紅光R因?yàn)檎凵渎首钚∷越?jīng)過(guò)屏幕后的空間能量分布角度更小。因此，隨著視角增加，藍(lán)光B在白光中的比例逐漸增加，導(dǎo)致色溫越來(lái)越高，白場(chǎng)發(fā)生了向高色溫方向的色偏，在視覺(jué)表現(xiàn)上就是圖像偏藍(lán)。其現(xiàn)象表現(xiàn)圖可同理參見圖8。

本發(fā)明實(shí)施例提供的投影屏幕，通過(guò)在屏幕的最外側(cè)設(shè)置微透鏡層，微透鏡層為負(fù)透鏡單元組成，且負(fù)透鏡的折射率大于玻璃微珠層的折射率，從而，同理參見圖4A或圖4B所提供的消色差光路原理圖。具體地，圖4A和圖4B中，41或41’為玻璃微珠正透鏡，42和42’為第一微透鏡負(fù)透鏡，其消色偏原理和過(guò)程可參見實(shí)施例一相關(guān)描述，在此不再贅述。

以及，在本發(fā)明實(shí)施例二中，第一微透鏡的材質(zhì)，形狀，加工制作，厚度等同理可參見實(shí)施例一中說(shuō)明，在此不再贅述。

本實(shí)施例二中提供的投影屏幕結(jié)構(gòu)，通過(guò)在屏幕最外側(cè)設(shè)置了負(fù)透鏡微透鏡層，能夠?qū)θ肷涔馐M(jìn)行發(fā)散，且第一微透鏡負(fù)透鏡的色散系數(shù)小于玻璃微珠正透鏡單元的色散系數(shù)，從而第一微透鏡對(duì)光束的折射率大于玻璃微珠正透鏡對(duì)光束的折射率，能夠?qū)馐M(jìn)行較高偏折程度的發(fā)散。當(dāng)投影鏡頭出射的影像光束經(jīng)過(guò)菲涅爾透鏡層進(jìn)行準(zhǔn)直后，光束以白光平行光入射至玻璃微珠正透鏡層，玻璃微珠正透鏡對(duì)光束進(jìn)行較低偏折程度的會(huì)聚，且因波長(zhǎng)的差異，對(duì)各基色光會(huì)聚后偏折的程度也不同，從而白光中的各基色光發(fā)生彼此分開，其中，藍(lán)光B偏折最為厲害，即焦距最短，其次是綠光G，紅光R的焦距在三者之中最長(zhǎng)。而設(shè)置于玻璃微珠單元后方或者出光側(cè)的微透鏡層對(duì)各基色光進(jìn)行較大偏折程度的發(fā)散，進(jìn)行反向偏折，且反向偏折的程度因各基色光波長(zhǎng)差異而不同，其中藍(lán)光B最大，其次是綠光G和紅光R，從而補(bǔ)償了同一介質(zhì)中各基色光因波長(zhǎng)不同而造成的偏折差異，

使得最終三基色光實(shí)現(xiàn)再次會(huì)聚時(shí)光線偏折的角度接近，更容易達(dá)到會(huì)聚于一點(diǎn)，提高了三基色光的重合度，從而減小白光W經(jīng)過(guò)投影屏幕后的空間能量分布變化，從而使得白光在不同視角下的色偏降低，提升顯示色彩的一致性，解決了投影屏幕在不同視角下觀看圖像畫面的色偏現(xiàn)象。

實(shí)施例三、

基于同一發(fā)明構(gòu)思，本發(fā)明實(shí)施例提供一種投影系統(tǒng)，該投影系統(tǒng)包括上述技術(shù)方案的投影屏幕。

該投影系統(tǒng)可為背投投影機(jī)，或者為背投拼接顯示系統(tǒng)。

投影系統(tǒng)的投影機(jī)可為激光投影機(jī)，在實(shí)際應(yīng)用中，將投影機(jī)的焦距和投影屏幕的焦距匹配后即可進(jìn)行圖像顯示。

具體地，可以如圖6所示，該投影系統(tǒng)包括投影機(jī)60，以及投影屏幕61。該投影屏幕61采用如實(shí)施例一或?qū)嵤├兴镜耐队捌聊患夹g(shù)方案。

由于采用了上述實(shí)施例一或?qū)嵤├械耐队捌聊?，本發(fā)明實(shí)施例投影系統(tǒng)進(jìn)行圖像顯示時(shí)，由于在對(duì)現(xiàn)有背投屏幕進(jìn)行了改進(jìn)，在投影屏幕結(jié)構(gòu)的最外側(cè)設(shè)置了呈陣列分布的第一微透鏡組成的微透鏡層，第一微透鏡為負(fù)透鏡，具體可以是平凹凹透鏡，或雙凹透鏡，具有負(fù)光焦度，產(chǎn)生正色差，光線分布傳播層包括多個(gè)正透鏡單元，具有正光焦度，產(chǎn)生負(fù)色差。從而通過(guò)不同材料的正、負(fù)透鏡組合，正色差與負(fù)色差相互配合來(lái)校正色差，即達(dá)到消色差的目的，使三束光線能更好的匯聚。三束光在人眼觀看時(shí)空間上是重合的，因而不會(huì)造成隨視角的色偏。并且，第一微透鏡的色散系數(shù)小于正透鏡單元的色散系數(shù)，從而第一微透鏡對(duì)光束的折射率大于正透鏡對(duì)光束的折射率，能夠?qū)馐M(jìn)行較高偏折程度的發(fā)散。當(dāng)投影鏡頭出射的影像光束經(jīng)過(guò)菲涅爾透鏡層進(jìn)行準(zhǔn)直后，光束以白光平行光入射至光線分布傳播層的正透鏡單元對(duì)光束進(jìn)行較低偏折程度的會(huì)聚，且因波長(zhǎng)的差異，對(duì)各基色光會(huì)聚后偏折的程度也不同，白光中的各基色光發(fā)生彼此分開，其中，藍(lán)光B偏折最為厲害，即焦距最短，其次是綠光G，紅光R的焦距在三者之中最長(zhǎng)。而設(shè)置于光線分布傳播層后方的微透鏡層對(duì)各基色光進(jìn)行較大偏折程度的發(fā)散，進(jìn)行反向偏折，且反向偏折的程度因各基色光波長(zhǎng)差異而不同，其中藍(lán)光B最大，其次是綠光G和紅光R，從而較大程度上補(bǔ)償了同一介質(zhì)中各基色光因波長(zhǎng)不同而造成的偏折差異，使得最終三基色光實(shí)現(xiàn)再次會(huì)聚時(shí)光線偏折的角度接近，更容易達(dá)到會(huì)聚于一點(diǎn)，提高了三基色光的重合度，從而減小白光W經(jīng)過(guò)投影屏幕后的空間能量分布變化，從而使得白光在不同視角下的色偏降低，提升顯示色彩的一致性，解決了投影屏幕在不同視角下觀看圖像畫面的色偏現(xiàn)象。

顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。