[发明专利]一种成像显示均匀性高的光学投影屏幕及投影系统

说明书

本发明属于投影显示领域，提供一种成像显示均匀性高的光学投影屏幕包括沿厚度方向依次设置第一基材层、微结构层和微透镜层，微结构层包括多个微结构，多个微结构在光学投影屏幕厚度方向上呈锯齿形结构；微透镜层包括若干成阵列排列的微透镜结构；以光学投影屏幕竖直方向中心线为基准，沿光学投影屏幕水平方向往两端方向设置的微透镜结构在光学投影屏幕水平方向上的高宽比逐渐减小；以光学投影屏幕下边线为基准沿着光学投影屏幕竖直方向往上边线方向设置的微透镜结构在光学投影屏幕竖直方向上的高宽比逐渐减小，微透镜结构在光学投影屏幕的水平方向上的高宽比大于其在竖直方向上的高宽比。本发明改善了光学投影屏幕及投影系统的成像显示均匀性。

技术领域

本发明属于投影显示技术领域，具体地，涉及一种光学投影屏幕及投影系统。

背景技术

投影显示中需要有投影机和投影屏幕，投影屏幕的作用是将投影机发出的图像进行成像和对投影光强进行重新分布，而投影屏幕对投影光强的重新分布需要依靠屏幕上的各种微细结构对投影光扩散、汇聚或根据需要控制光的传输方向，以满足不同观看视场的需求。现在的投影屏幕广泛存在的问题是在不同的观看位置，屏幕显示的亮度差异性很大，不像LCD或LED屏幕在很大的视场范围内显示亮度都不会有较大差异，所以投影屏幕与LCD或LED的差距之一就是投影屏幕上不同观看视场下，观看者感受到的亮度不均匀，极大的影响了观看者的视觉体验。

一般光学投影屏幕都是通过设置竖向相连排列的大小相同的透镜来对投影机的光能量进行分布，以期望在投影屏幕的水平方向上获得较好的视角，比如国内专利申请公布号CN107966874A公开了一种宽视角高增益正投影屏幕用来扩大投影屏幕的水平视角，如图1所示，利用叠加多个竖直方向排列的微透镜结构1031的镜面单元，使得屏幕在各个位置的水平扩散能力一样，实现对投影屏幕水平方向上的光强进行扩散分布，从而改变投影屏幕的观看视角。但是一般来说投影机发出的光强在投影屏幕上各个位置的分布方式之一是呈现出中间部分比两边部分强的现象，靠近投影机区域比远离投影机区域强的现象，所以投影机发出的光强分布在投影屏幕上各个位置本身就是不一样的，并且投影屏幕本身各个位置对不同角度入射的投影光线的损耗也是不一样的以及投影屏幕上的其它光学微结构对光线的汇聚也会造成光强在投影屏幕上的分布不均匀，而前述例中的大小相同并且相连排列的微透镜结构在各个位置的扩散能力都一样，所以只能用于增大投影屏幕的观看视角，并不能改善投影机本身亮度不均匀的问题，并且还会使投影屏幕上光强的分布变得更加不均匀，所以现有技术的投影屏幕的图像显示会呈现出中间亮，两边暗的成像显示不均匀问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种成像显示均匀性高的光学投影屏幕，解决现有光学投影屏幕因投影机的光强分布不均匀而导致的光学投影屏幕成像显示不均匀的问题。

为实现上述目的，本发明的光学投影屏幕采用如下技术方案：

一种成像显示均匀性高的光学投影屏幕，包括沿光学投影屏幕厚度方向依次设置的第一基材层、微结构层和微透镜层，所述微结构层包括多个微结构，多个所述微结构在所述光学投影屏幕厚度方向上呈锯齿形结构，所述锯齿形结构由第一平面和第二平面相交构成；

所述微透镜层包括若干成阵列排列的微透镜结构，所述微透镜结构呈柱状或椭球状或球冠状或圆锥状或棱锥状；

以所述光学投影屏幕竖直方向中心线为基准，沿所述光学投影屏幕水平方向往两端方向设置的所述微透镜结构在所述光学投影屏幕水平方向上的高宽比逐渐减小，所述微透镜结构在光学投影屏幕水平方向上的高宽比＝所述微透镜结构在光学投影屏幕水平方向上的高度/所述微透镜结构在光学投影屏幕水平方向上的宽度；

以所述光学投影屏幕下边线为基准沿着所述光学投影屏幕竖直方向往上边线方向设置的所述微透镜结构在所述光学投影屏幕竖直方向上的高宽比逐渐减小，所述微透镜结构在光学投影屏幕竖直方向上的高宽比＝所述微透镜结构在光学投影屏幕竖直方向的高度/微透镜结构在光学投影屏幕竖直方向的宽度；

所述微透镜结构在光学投影屏幕的水平方向上的高宽比大于所述微透镜结构在光学投影屏幕的竖直方向上的高宽比。