一種背投屏幕及投影系統的制作方法

一種背投屏幕及投影系統的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種背投屏幕，包括：沿投影鏡頭出光方向依次設置的菲涅爾透鏡層、柱狀透鏡層及微透鏡層，該微透鏡層包括由第一微透鏡組成的微透鏡組，其中第一微透鏡為正透鏡，且焦距大于柱狀透鏡層的柱狀透鏡的焦距，從而以長焦距使發散的各基色光光束再次達到會聚，由于經過相對長的焦距進行會聚，各基色光光束會聚后再發散的程度相比于直接從柱狀透鏡層出射的發散程度得到了降低，提高了各基色光光束的重合度，解決了投影屏幕在不同視角下觀看圖像畫面的色偏現象。本發明還公開了一種應用上述投影屏幕的投影系統。
【專利說明】
_種背投屏幕及投影系統
技術領域
[0001]本發明涉及顯示技術領域，尤指一種背投屏幕及投影系統。
【背景技術】
[0002]在背投顯示領域，尤其是背投顯示領域，通常采用具有菲涅爾微透鏡結構的投影屏幕，如圖1所示，沿投影鏡頭出光方向，依次經過菲涅爾透鏡結構層11和柱狀透鏡結構層12，使用時將投影機的焦距和背投屏幕的焦距匹配，可在背投屏幕上顯示畫面。具體光路圖如圖2所示，菲涅爾透鏡結構層11將入射至屏幕的光線進行會聚準直，柱狀透鏡結構層12中的凸透鏡部分接收準直光線并進行會聚，理論在在凸透鏡的焦平面上進行成像，并最終從柱狀透鏡結構層12以會聚后發散的狀態進行傳輸。
但在實際應用中，根據對背投屏幕后白場的測試結果，技術人員發現，在屏幕中心點，即水平視角為O處的色偏為0，而隨著水平視角的增大，產生的色偏也會隨之增大，以及，隨著垂直視角的增大，產生的色偏也會隨之增大，即隨著視角增加，產生不同程度的色偏，色偏的直接視覺表現就是白場不再是預設的色溫值了，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存在圖像畫面顏色不一致，尤其是對于大屏拼接顯示中，對于白場使用較多的場景，例如大型會議室的PPT展示，不同視角或不同位置的色偏會大大降低用戶的體驗。
[0003]因此，如何有效減小背投屏幕在顯示畫面時產生的色偏成為亟待解決的問題。

【發明內容】

[0004]本發明實施例提供一種背投屏幕及投影裝置，用以減小背投屏幕顯示畫面時在不同視角下的色偏現象。
[0005]第一方面，本發明實施例提供一種背投屏幕，包括:沿投影鏡頭出光方向依次設置的菲涅爾透鏡層、柱狀透鏡層，以及還包括微透鏡層；
微透鏡層包括:多個呈陣列分布的微透鏡組；
微透鏡組至少包括:第一微透鏡，第一微透鏡為正透鏡，其中，第一微透鏡的焦距大于柱狀透鏡層的柱狀透鏡的焦距；
投影鏡頭的出射光線依次入射菲涅爾透鏡層、柱狀透鏡層，并最終經過微透鏡層后進入人眼；
進一步地，第一微透鏡與柱狀透鏡的色散系數相同，且第一微透鏡的曲率大于柱狀透鏡；
或者，進一步地，第一微透鏡與柱狀透鏡層的柱狀透鏡的曲率相同，且第一微透鏡的色散系數大于柱狀透鏡的色散系數；
進一步地，第一微透鏡為雙凸透鏡結構或平凸透鏡結構；
進一步地，微透鏡層與柱狀透鏡層緊密貼合或者兩者存在預設距離的間隙；
以及，本發明還提供了一種背投屏幕，包括:沿投影鏡頭出光方向依次設置的菲涅爾透鏡層、柱狀透鏡層，以及還包括微透鏡層；
微透鏡層包括:多個呈陣列分布的微透鏡組；
微透鏡組包括:第一微透鏡，第一微透鏡為正透鏡，以及位于第一微透鏡入射光路中、且與第一微透鏡并列設置的第二微透鏡，第二微透鏡為負透鏡，其中，第一微透鏡的色散系數大于第二微透鏡的色散系數，投影鏡頭的出射光線依次入射菲涅爾透鏡層、柱狀透鏡層，并最終經過微透鏡層后進入人眼；
進一步地，第二微透鏡為雙凹透鏡結構或平凹透鏡結構；
進一步地，第一微透鏡與第二微透鏡緊密貼合或者之間存在預設距離的間隙。
[0006]進一步地，至少第一微透鏡、第二微透鏡各自的出光面表面為非球面；
進一步地，第一微透鏡和/或第二微透鏡的材質為光學塑膠或光學玻璃。
[0007]第二方面，本發明實施例提供一種投影系統，包括激光投影設備，還包括上述任一技術方案中的背投屏幕。
[0008]本發明以上實施例至少具有以下有益效果:
本發明實施例提供的背投屏幕，包括:沿投影鏡頭出光方向依次設置的菲涅爾透鏡層、柱狀透鏡層及微透鏡層，其中微透鏡層包括第一微透鏡。由于第一微透鏡為正透鏡，從而當第一微透鏡接收從柱狀透鏡層出射的呈發散狀態的各基色光光束時，能夠對各基色光束進行會聚。
[0009]由前述可知，呈發散狀態的各基色光束是白光在進入透鏡介質進行折射時，合成白光的三基色光，因波長不同在同一介質中的折射率不同而形成不同的發散狀態，并因此造成了色偏現象。在本發明方案中，第一微透鏡的焦距大于柱狀透鏡的焦距，即第一微透鏡對光束的偏折程度小于柱狀透鏡層中柱狀透鏡對光束的偏折程度，以長焦距使發散的光束再次達到會聚，由于經過相對長的焦距進行會聚，各基色光光束會聚后再發散的程度相比于直接從柱狀透鏡層出射的發散程度得到了降低，從而減小了各基色光光束在傳播過程中的偏折差異，提高了各基色光光束的重合度，減小了白光經過上述背投屏幕后的空間能量分布變化，使用戶在不同視角下，觀看到的圖像畫面的色偏程度減弱或消除，提高了顯示畫面色彩的一致性。
[0010]以及，本發明實施例還提供了一種投影屏幕，包括沿投影鏡頭出光方向依次設置的菲涅爾透鏡層、柱狀透鏡層，以及微透鏡層。其中微透鏡層包括第一微透鏡，第一微透鏡為正透鏡，以及位于第一微透鏡入射光路中、且與第一微透鏡并列設置的第二微透鏡，第二微透鏡為負透鏡，其中，第一微透鏡的色散系數大于第二微透鏡的色散系數。通過設置第一微透鏡和第二微透鏡不同的色散系數，形成折射率的差異，第二微透鏡對光束發散的厲害，而第一微透鏡對光束進行較低偏折程度的會聚，以對不同波長的各基色光在第二微透鏡中發生的偏折差異進行反向偏折的過程中進行補償，使出射的各基色光的光線基本重合，大大減小了不同波長的基色光的分開程度，減小白光W經過背投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。
[0011]以及本發明實施例方案還提供了一種投影系統，應用上述技術方案的投影屏幕，從而能夠降低色偏現象，提升投影畫面顯示色彩的一致性，也提升了用戶體驗。
【附圖說明】
[0012]圖1為現有技術中背投屏幕的結構示意圖；
圖2為現有技術中背投屏幕的光路圖；
圖3A為本發明實施例中背投屏幕的一種結構示意圖；
圖3B為圖3A中從柱狀透鏡出射的光束經過微透鏡層的光路圖；
圖4A為本發明實施例中背投屏幕的又一結構示意圖；
圖4B為圖4A中從柱狀透鏡出射的光束經過微透鏡層的光路圖；
圖4C為本發明實施例中一種微透鏡層的結構及透射光路示意圖；
圖5為現有技術背投屏幕中測得的色偏變化圖示；
圖6為現有技術中三基色色偏變化圖示；
圖7為本發明實施例中背投系統結構示意圖。
【具體實施方式】
[0013]本發明實施例提供一種背投屏幕及投影裝置，用以減小背投屏幕在顯示畫面時產生的白光在不同視角下的色偏。
[0014]為了使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本發明作進一步地詳細描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0015]下面結合附圖詳細介紹本發明具體實施例提供的背投屏幕及應用該背投屏幕的投影系統。
[0016]實施例一、
如圖3A所述，本發明實施例一提供的背投屏幕，包括:沿投影鏡頭出光方向依次設置的菲涅爾透鏡層31、柱狀透鏡層32及微透鏡層33。其中，微透鏡層33包括:多個呈陣列分布的微透鏡組，微透鏡組至少包括第一微透鏡331。具體地，第一微透鏡331為正透鏡，且第一微透鏡331的焦距大于柱狀透鏡層32的柱狀透鏡的焦距。
[0017]優選地，第一微透鏡與柱狀透鏡并列設置，尺寸相當。
[0018]投影鏡頭的出射光線依次入射該背投屏幕的菲涅爾透鏡層31、柱狀透鏡層32，并最終經過微透鏡層33后進入人眼，形成圖像。
[0019]現有技術中背投屏幕采用柱透鏡時會在屏幕的不同位置產生白場色偏，分別以LED光源以及激光光源為例的背投投影機進行測試，得到如圖5所示的不同投影光源投影到投影屏幕時色偏隨視角變化示意圖。
[0020]研究人員發現，這是由于白光中的不同基色光(紅光R、綠光G、藍光B)的波長不同，在經過背投屏幕中的柱透鏡時的折射率不同進而導致白光經過屏幕后的空間能量分布發生了變化。圖為6白光W經過背投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，藍光B波長最短，折射率最大，相對亮度變化相對較慢，經過屏幕后的空間能量分布更寬廣，而波長最長的紅光R因為折射率最小所以經過屏幕后的空間能量分布角度更小。因此，隨著視角增加，藍光B在白光中的比例逐漸增加，導致色溫越來越高，白場發生了向高色溫方向的色偏，在視覺表現上就是圖像偏藍。
[0021]在本發明實施例提供的上述背投屏幕中，采用陣列分布的微透鏡組，由投影機投射到微透鏡組上的白光光路圖如圖3B所示，其中，W表示由投影機出射的白光，R、G、B分別表示白光中具有不同波長的紅光、綠光和藍光三基色光。根據光路圖圖示，白光W中不同波長的基色光在透鏡中折射率存在差異，因此，具有不同波長的紅光R、綠光G和藍光B在經過柱狀透鏡層后發散的焦距也各不相同，其中，藍光B的波長最短，經過柱狀透鏡層時其偏折的程度最大，故其焦距最短;而紅光R的波長最長，其偏折的程度最小，其焦距最大，這就造成了離焦現象或者說偏折差異，各個波長的光束焦點不能完全重合。
[0022]在本發明實施例方案中，由于第一微透鏡331為正透鏡，當第一微透鏡331接收從柱狀透鏡層32出射的呈發散狀態的R、G、B各基色光光束時，能夠對各基色光束進行會聚。并且由于第一微透鏡331的焦距大于柱狀透鏡層32中柱狀透鏡的焦距，即第一微透鏡331對光束的偏折程度小于柱狀透鏡層32中柱狀透鏡對光束的偏折程度，以長焦距使發散的光束再次達到會聚。由于經過相對長的焦距進行會聚，各基色光光束會聚后再發散的程度相比于直接從柱狀透鏡層出射的發散程度得到了降低，從而減小了各基色光光束在傳播過程中的偏折差異，提高了各基色光光束的重合度，減小了白光經過上述背投屏幕后的空間能量分布變化，使用戶在不同視角下，觀看到的圖像畫面的色偏程度減弱或消除，提高了顯示畫面色彩的一致性。
[0023]如圖3B所示，以一束白光從柱狀透鏡層32出射至微透鏡層33的光路為例，圖中的折射界面即為柱狀透鏡的出光面。由于藍光在介質中的折射率最大，因此藍光偏折程度最大，圖示中從一束白光中分離的三束光束從上至下分別是藍光光束，綠光光束，以及紅光光束。這三束不同波長的光束入射至微透鏡層33的第一微透鏡，第一微透鏡對各光束進行再次會聚，并在出光面使得各光束均以會聚的方式繼續傳播，而由于會聚的光束以相對長的焦距進行會聚的，因此再次發散后，各光束之間的偏折程度差異也會降低，從而提高了光束重合度。
[0024]在一具體實施中，第一微透鏡331與柱狀透鏡的色散系數相同，即采用相同的光學材料制成，但第一微透鏡331的曲率大于柱狀透鏡的曲率，從而使得第一微透鏡331的焦距大于柱狀透鏡的焦距。
[0025]以及，在另一具體實施中，第一微透鏡331與柱狀透鏡層32的柱狀透鏡的曲率相同，可以采用相同的形狀，但第一微透鏡331的色散系數大于柱狀透鏡的色散系數，其中，色散系數反應了白光入射到透明介質中時不同波長的基色光折射率隨波長變化的差異程度，色散系數越小表示基色光在該介質中折射率隨波長的變化程度越大，即基色光在該介質中的發生偏折的程度越大。例如，在不種色散系數的透明介質中，白光W中的藍光B在高色散介質，即色散系數較小的介質中的發生偏折的程度更大，從而使得第一微透鏡331對光束的偏折程度小于柱狀透鏡對光束的偏折程度，需要以更長的焦距才能使光束進行會聚。
[0026]以及，在一具體實施例中，第一微透鏡331的材質可以為光學塑膠或光學玻璃，以及第一微透鏡331可以為雙凸透鏡結構或平凸透鏡結構，在本發明實施例圖3A中示出了一種第一微透鏡331為平凸透鏡結構的情形，從而為透鏡層33與柱狀透鏡層32相臨的面為光滑平面，可以便于與柱狀透鏡層32通過光學膠粘合。
[0027]需要說明的是，微透鏡層33與柱狀透鏡層32可以是緊密貼合，也可以兩者存在預設距離的間隙，該間隙可以是折射率為I的介質層，比如空氣層。
[0028]在本發明實施例中，通過在現有背投屏幕結構上增加微透鏡層，該微透鏡層中的微透鏡結構為正透鏡，并且該正透鏡其對光束的偏折程度小于柱狀透鏡層對光束的偏折程度，從而以更長的焦距對發散的光束進行會聚，使會聚后的光束以較小的偏折角度發散傳輸，提高了各光束的重合度，降低了色偏現象。
[0029]實施例二、
如圖4A所述，本發明實施例二提供的另一種背投屏幕，包括:沿投影鏡頭出光方向依次設置的菲涅爾透鏡層41、柱狀透鏡層42及微透鏡層43。其中，與實施例一中不同的是，微透鏡層43的微透鏡組在包括第一微透鏡431的基礎上，還包括位于第一微透鏡431入射光路中、且與第一微透鏡431并列設置的第二微透鏡432，其中，第二微透鏡432為負透鏡，并且第一微透鏡431的色散系數大于第二微透鏡432的色散系數。
[0030]具體地，第一微透鏡431的色散系數大于第二微透鏡432的色散系數，如前所述，色散系數與鏡片的制作材料有關，并影響光束的折射率，在本發明實施例中，第一微透鏡431的折射率小于第二微透鏡432的折射率。
[0031]以及，第二微透鏡432具體可以為雙凹透鏡結構或平凹透鏡結構。
[0032]在一具體實施例中，第一微透鏡431可以為雙凸透鏡，第二微透鏡432為平凹透鏡或為雙凹透鏡;或者，第一微透鏡431可以為平凸透鏡，第二微透鏡432為雙凹透鏡或平凹透鏡，本領域技術人員可以根據需求選擇上述組合，以滿足光路調整的需求，以及，進一步地，上述第一微透鏡和第二微透鏡可以為非球面透鏡，或者，至少上述兩個透鏡各自的出光面表面為非球面，可以提高光路設計的可調性及靈活性，。
[0033]如圖4A所示，微透鏡層43中第一微透鏡431為雙凸透鏡，第二微透鏡432為平凹透
Ho
[0034]下面將結合圖4A、圖4B詳細說明背投屏幕的工作原理。
[0035]根據實施例一所描述的色偏現象及原因，從柱狀透鏡層42出射的各基色光束呈不同程度的發散狀態。色偏原因和現象同理可參見圖2及圖6。
[0036]當發散的各基色光經過微透鏡層43時，光路示意圖如圖4B所示。
[0037]呈發散狀態的R、G、B三色光束首先入射至第二微透鏡432，第二微透鏡432為負透鏡，對光束進行發散，并且由于具有較低的色散系數，對各基色光束具有較高的折射率，并且各基色光在經過第二微透鏡432發散時也各不相同，具體地的，白光中的藍光B發散程度最大，其次是綠光G，最后是紅光R，從而圖4B中所示的藍光B向上發散偏折最為嚴重。經過第二微透鏡432后呈發散狀態的各基色光再入射至第一微透鏡431，第一微透鏡431為正透鏡，且色散系數大于第二微透鏡432，從而折射率小于第二微透鏡432，即對光束的會聚過程中的偏折程度相對較小。R、G、B三基色光入射至第一微透鏡431并到達出光面的同一點，出射時，偏折程度仍存在B光最大，R光最小的差異，但是均小于透過第二微透鏡432的偏折程度，使得原來偏折最厲害的B光，其次的G光和R光均向下偏折會聚，使三基色光的出光方向一致，最終會聚成一束白光。
[0038]通過上述光路過程可知，第一微透鏡431和第二微透鏡432通過設置不同的色散系數，形成折射率的差異，第二微透鏡432對光束發散的厲害，而第一微透鏡431對光束進行較低偏折程度的會聚，以對不同波長的各基色光在第二微透鏡432中發生的偏折差異進行補償，使出射的各基色光的光線(R、G、B)基本重合，大大減小了不同波長的基色光的分開程度，減小白光W經過背投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。
[0039]上述示例中僅以一束白光為例進行原理性說明，由于投影機入射到投影屏幕的的光束有無數條，通過上述過程的光束處理，使得入射至投影屏幕的光束出射時發散程度降低或消除，從而在不同的視角下觀察時，不會因為基色光光束不同偏折而進入人眼的光束范圍有限造成色偏的現象。
[0040]在本發明實施例中的上述微透鏡組中，采用不同的材料，使第一微透鏡431的色散系數大于第二微透鏡432的色散系數，結合上述的凹透鏡結構和凸透鏡結構，白光經過第二微透鏡432，對其各基色光(R、G、B)進行發散，由于第二微透鏡的色散系數較小，各基色光發生偏折的差異較大，且藍光B的偏折程度最大，紅光R偏折程度最小;在各基色光再入射至第一微透鏡431時，由于第一微透鏡431為具有較高的色散系數的凸透鏡結構，使得在第二微透鏡432中發生最大程度偏折的藍光B在經過第一微透鏡431時的折射率也最大，凸透鏡結構的第一微透鏡431對其的會聚作用較其它基色光也最大，同理，對紅光R的會聚作用最小，從而使得藍光B在第一微透鏡431中的焦距變長，紅光R在第一微透鏡431中的焦距變短，由此，使出射的各基色光的焦距接近，從而減小各基色光出射時的分開程度。
[0041]具體地，在本發明實施例提供的上述背投屏幕中，第一微透鏡431的色散系數可為40-80;第二微透鏡432的色散系數可為10-40。由前述對白光經過微透鏡組光路的說明可知，由于第二微透鏡432的光線發散作用和高色散(色散系數較小)使得白光W中各基色光(R、G、B)的分開程度較大，而第一微透鏡431具有光線會聚作用且具有較低色散(色散系數較大)，使得本來分開的各基色光(R、G、B)的光線在會聚后基本重合在一起。因此，第二微透鏡432與第一微透鏡431在色散系數上的差異，使第一微透鏡431對經過第二微透鏡432的各基色光的偏折差異具有補償作用。在具體實施時，可根據實際需要采用不同材料制作上述的第一微透鏡431和第二微透鏡432，以使第一微透鏡431的色散系數大于第二微透鏡432的色散系數，從而使第一微透鏡431為低色散凸透鏡，第二微透鏡432為高色散凹透鏡。此外，還可在上述的色散系數范圍內調整第一微透鏡431和第二微透鏡432的色散系數，本發明實施例不對各微透鏡的色散系數的具體取值進行限定。
[0042]在具體實施時，在本發明實施例提供的上述背投屏幕中，如圖4A所示，第一微透鏡431與第二微透鏡432緊密貼合。在實際應用中，第一微透鏡431和第二微透鏡432可采用膠合的方式貼合在一起，其消偏原理如上所述，此處不再贅述。
[0043]此外，如圖4C所示，微透鏡組中的第一微透鏡431和第二微透鏡432之間可以存在預設距離的間隙，此時，白光W入射到微透鏡組時的光路圖如圖4C所示，具體地，白光W在入射到第二微透鏡432之后發生發散，由于白光W中的各基色光(R、G、B)在第二微透鏡432中的折射率不同導致各基色光的偏折程度發生差異，經過第二微透鏡432后的各基色光(R、G、B)穿過第一微透鏡431和第二微透鏡432之間的空氣間隙后入射到第一微透鏡431中，第一微透鏡431相對于第二微透鏡432具有較高的色散系數，使得各基色光在第一微透鏡432中會聚，并發生較小程度的反向偏折，從而使出射的白光W中各基色光(R、G、B)基本重合。
[0044]由圖4C可以看出，在第一微透鏡431和第二微透鏡432之間存在一定間隙時，微透鏡組可對入射到微透鏡組接近邊緣處的光線進行偏折，因此，采用間隙設置第二微透鏡432和第一微透鏡431適用于微透鏡鏡組具有較大孔徑的情況，在實際應用時，可根據實際需要采用上述兩種方式的任一種設置微透鏡組，消除經過微透鏡組的白光色偏。
[0045]進一步地，在本發明實施例提供的上述背投屏幕中，第一微透鏡431及第二微透鏡432的材料為光學塑膠或光學玻璃。在制作過程中，可通過模具將微透鏡層43中所有的第一微透鏡431—體成型，以及將所有的第二微透鏡432—體成型，而后將成型的各第一微透鏡431和各第二微透鏡432通過光學膠進行膠合而形成微透鏡層43;或者，還可分別制作每個第一微透鏡431和第二微透鏡432，再將各第一微透鏡431和第二微透鏡432進行膠合組成微透鏡層43。在實際應用時，為簡化工藝復雜度可優選第一種方式進行微透鏡層43的制作，且組成微透鏡層43的第一微透鏡431和第二微透鏡432可采用光學塑膠或光學玻璃進行制作。此外，采用其它制作方法及材料制作上述的微透鏡層而達到本發明相應作用的情況，在此不做限定。
[0046]以及，在本發明實施例方案中，通過對微透鏡層中的第一微透鏡和第二微透鏡的色散系數進行不同設置，使得兩正、負透鏡在對光束的偏折過程中進行差異補償，提高不同基色光束的重合度。
[0047]以及，在具體實施時，在本發明實施例提供的上述背投屏幕中，如圖3A所示，柱狀透鏡層32與微透鏡層33之間可存在一定的間距，例如，柱狀透鏡層32與微透鏡層33之間可相距l-5mm。在實際應用中，柱狀透鏡層32和微透鏡層33之間的間隙可采用折射率為I的透明材質填充;或者，也可通過外邊緣的固定件將柱狀透鏡層32和微透鏡層33保持上述間距進行固定，此時，兩者之間的空氣充當上述的折射率為I的透明材質。柱狀透鏡層32和微透鏡層33之間的距離根據背投屏幕的制作需求和成像標準可進行調整，通常情況下兩者之間可相距3-5_，在實際應用時，可靈活調整，在此不做限定。
[0048]進一步地，在本發明實施例提供的上述背投屏幕中，菲涅爾透鏡層21的厚度可為50-200μπι。在實際應用時，菲涅爾透鏡層21可為由聚烯烴等材料注壓而成的薄片，在制作過程中可將其厚度控制在50-200μπι之內，使其適應于背投屏幕的整體厚度。當然，還可根據實際需求調整菲涅爾透鏡層21的厚度，本發明實施例不對其具體厚度取值進行限定。
[0049]與此同時，為保證背投屏幕的整體厚度不至于過大，微透鏡層的厚度可為100-300Mi。在實際應用中，如圖4Α所示，組成微透鏡層43的各微透鏡組中的第一微透鏡431和第二微透鏡432可為低色散的凹透鏡結構和高色散的凸透鏡結構的組合，為適合具體應用，可將上述的凸透鏡和凹透鏡結構的具體形狀進行組合使用，兩者的單獨厚度以適合應用為準，無嚴格數值要求，而為將背投屏幕的重量和體積控制在合理范圍之內，可將兩種微透鏡膠合后的厚度可控制在100-300μπι之間，在制作過程中，可根據實際需求調整第一微透鏡431和第二微透鏡432的厚度，以使微透鏡組的整體厚度符合要求。
[0050]需要說明的是，本發明實施例提供的上述背投屏幕中，出光方向指投影光束入射進入背投屏幕進行出射的方向；菲涅爾透鏡層、柱狀透鏡層以及微透鏡層的光軸應保持平行，各微透鏡結構優選地的并列設置。
[0051 ] 實施例三、
基于同一發明構思，本發明實施例提供一種投影系統，該投影系統包括上述任一背投屏幕。該投影系統可為背投拼接顯示系統，投影系統的投影機可為激光投影機，在實際應用中，將投影機的焦距和背投屏幕的焦距匹配后即可進行圖像顯示。
[0052]具體地，可以如圖7所示，該投影系統采用如實施例二中所示的投影屏幕技術方案。
[0053]由于采用了上述實施例一或二中的投影屏幕，本發明實施例投影系統進行圖像顯示時，可有效減小白光經過背投屏幕后的空間能量分布差異，在不同視角下白光色偏較低，提升顯示色彩的一致性。
[0054]具體地，本發明實施例提供的背投屏幕及投影系統，包括:沿出光方向依次設置的菲涅爾透鏡層、柱狀透鏡層及微透鏡層。
[0055]微透鏡層包括:多個呈陣列分布的微透鏡組;微透鏡組包括:沿出光方向依次設置的第二微透鏡及第一微透鏡，第二微透鏡用于對入射光線中的各基色光進行發散，第一微透鏡用于對各基色光進行會聚，以縮小經過第二微透鏡發散后的各基色光的偏折差異。由于投射到背投屏幕的白光中不同波長的光線在透鏡中折射率的差異，導致透過透鏡的不同波長的基色光線的折射方向發生差異產生色偏。本發明實施例提供的上述微透鏡層中的各微透鏡組中，白光入射光線中的各基色光透過第二微透鏡時對各基色光產生發散作用，使各基色光發生不同程度的且較大的偏折后入射到第一微透鏡，由于第一微透鏡具有較高的色散系數，因此相對于第二微透鏡可對入射的發散后的各基色光線進行較低程度的會聚作用，減小了由第二微透鏡導致的各基色光的偏折差異，從而對白光在第二微透鏡中產生的各基色光偏折差異進行補償，使出射的不同波長的各基色光基本重合，減小白光經過上述背投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。
[0056]顯然，本領域的技術人員可以對本發明進行各種改動和變型而不脫離本發明的精神和范圍。這樣，倘若本發明的這些修改和變型屬于本發明權利要求及其等同技術的范圍之內，則本發明也意圖包含這些改動和變型在內。
【主權項】
1.一種背投屏幕，包括:沿投影鏡頭出光方向依次設置的菲涅爾透鏡層、柱狀透鏡層，其特征在于，還包括微透鏡層； 所述微透鏡層包括:多個呈陣列分布的微透鏡組； 所述微透鏡組包括:第一微透鏡，所述第一微透鏡為正透鏡，其中，所述第一微透鏡的焦距大于所述柱狀透鏡層的柱狀透鏡的焦距； 所述投影鏡頭的出射光線依次入射所述菲涅爾透鏡層、柱狀透鏡層，并最終經過所述微透鏡層后進入人眼。2.如權利要求1所述的背投屏幕，其特征在于，所述第一微透鏡與所述柱狀透鏡的色散系數相同，且所述第一微透鏡的曲率大于所述柱狀透鏡。3.如權利要求1所述的背投屏幕，其特征在于，所述第一微透鏡與所述柱狀透鏡層的柱狀透鏡的曲率相同，且所述第一微透鏡的色散系數大于所述柱狀透鏡的色散系數。4.如權利要求1所述的背投屏幕，其特征在于，所述第一微透鏡為雙凸透鏡結構或平凸透鏡結構。5.如權利要求1所述的背投屏幕，其特征在于，所述微透鏡層與所述柱狀透鏡層緊密貼合或者兩者存在預設距離的間隙。6.—種背投屏幕，包括:沿投影鏡頭出光方向依次設置的菲涅爾透鏡層、柱狀透鏡層，其特征在于，還包括微透鏡層； 所述微透鏡層包括:多個呈陣列分布的微透鏡組； 所述微透鏡組包括:第一微透鏡，所述第一微透鏡為正透鏡，以及位于所述第一微透鏡入射光路中、且與所述第一微透鏡并列設置的第二微透鏡，所述第二微透鏡為負透鏡， 所述第一微透鏡的色散系數大于第二微透鏡的色散系數； 所述投影鏡頭的出射光線依次入射所述菲涅爾透鏡層、柱狀透鏡層，并最終經過所述微透鏡層后進入人眼。7.如權利要求6所述的背投屏幕，其特征在于，所述第一微透鏡為雙凸透鏡結構或平凸透鏡結構，所述第二微透鏡為雙凹透鏡結構或平凹透鏡結構。8.如權利要求6所述的背投屏幕，其特征在于，所述第一微透鏡與所述第二微透鏡緊密貼合或者之間存在預設距離的間隙。9.如權利要求1或6所述的背投屏幕，其特征在于，至少所述第一微透鏡、所述第二微透鏡各自的出光面表面為非球面。10.如權利要求1或6所述的背投屏幕，其特征在于，所述第一微透鏡和/或所述第二微透鏡的材質為光學塑膠或光學玻璃。11.一種投影系統，包括激光投影設備，其特征在于，還包括如權利要求1-10任一項所述的背投屏幕。
【文檔編號】G03B21/602GK106019795SQ201610651142
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年8月10日
【發明人】趙飛, 劉洪巖
【申請人】海信集團有限公司