CN106019796A - 一种投影屏幕、大尺寸拼接屏幕及投影*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种投影屏幕，包括菲涅尔透镜层，以及还包括位于菲涅尔透镜层出光侧的微透镜层，其中微透镜层包括多个呈阵列分布的微透镜组。沿投影影像光束出射方向，微透镜组依次包括：第一微透镜，为负透镜；以及第二微透镜，为正透镜；并且，第一微透镜的色散系数小于第二微透镜的色散系数。投影影像光束至少透过菲涅尔透镜层之后，并最终经微透镜层出射后进入人眼，上述技术方案通过设置色散系数不同的两种透镜，后者能够对前者透射的光束的偏折差异进行补偿，提高了各基色光光束的重合度，解决了投影屏幕在不同视角下观看图像画面的色偏现象。

Description

一种投影屏幕、大尺寸拼接屏幕及投影***

技术领域

本发明涉及显示技术领域，尤指一种投影屏幕、拼接屏幕及投影***。

背景技术

在投影显示领域，尤其是投影显示领域，投影屏幕的使用逐渐从传统的白色幕布发展到使用硬屏屏幕，目前常用的光学屏幕为硬屏的一种，比如菲涅尔屏，菲涅尔屏采用菲涅尔透镜结构原理，可以将一定角度入射的光束进行准直变成平行光，并最终送入人眼成像，可以减小环境光的干扰，提高屏幕亮度和对比度。

但在实际应用中，根据对投影屏幕出射的图像白场的测试结果，技术人员发现，在屏幕中心点，即水平视角为0处的色偏为0，而随着水平视角的增大，产生的色偏也会随之增大，以及，随着垂直视角的增大，产生的色偏也会随之增大，即随着视角增加，产生不同程度的色偏。图1A是以背投屏幕作为测试对象，图1B是以正投屏幕作为测试对象，并分别以LED光源投影机和激光光源投影机作为投影设备进行测试，均得到不同的但存发生随视角的色偏现象。

色偏的直接视觉表现就是白场不再是预设的色温值了，而偏于某种基色颜色显示，从而人眼在不同视角或不同位置观看显示画面时存在图像画面颜色不一致，尤其是对于大屏拼接显示中，对于白场使用较多的场景，例如大型会议室的PPT展示，不同视角或不同位置的色偏会大大降低用户的体验。

因此，如何有效减小投影屏幕在显示画面时产生的色偏成为亟待解决的问题。

发明内容

本发明实施例提供一种投影屏幕、大尺寸拼接屏幕以及投影***，用以减小投影屏幕显示画面时在不同视角下的色偏现象。

为实现上述技术目的，采用如下的技术方案：

第一方面，本发明实施例提供一种投影屏幕，至少包括菲涅尔透镜层，还包括位于菲涅尔透镜层出光侧的微透镜层；微透镜层包括：多个呈阵列分布的微透镜组；

沿投影影像光束出射方向，微透镜组依次包括：第一微透镜，第一微透镜为负透镜，以及第二微透镜，第二微透镜为正透镜，其中第一微透镜的色散系数小于第二微透镜的色散系数；投影影像光束至少透过菲涅尔透镜层之后，并最终经微透镜层出射后进入人眼；

优选地，投影屏幕为正投屏幕，还包括着色层、扩散层，以及反射层，其中，投影影像光束依次入射为透微透镜层、着色层、扩散层、菲涅尔透镜层，并经反射层反射后折回，再次经过菲涅尔透镜层、扩散层、着色层，并最终经微透镜层出射后进入人眼；

或者，优选地，投影屏幕为背投屏幕，还包括柱状透镜层，其中，投影影像光束依次入射菲涅尔透镜层、柱状透镜层后，并最终入射微透镜层并出射后进入人眼；

优选地，第一微透镜为双凹透镜结构或平凹透镜结构，第二微透镜为双凸透镜结构或平凸透镜结构；

优选地，第一微透镜与第二微透镜紧密贴合或者之间存在预设距离的间隙；

优选地，第一微透镜的色散系数为30-80；第二微透镜的色散系数为10-30；

优选地，第一微透镜和/或第二微透镜的材质为光学塑胶或光学玻璃；

优选地，第一微透镜、第二微透镜为非球面透镜。

第二方面，本发明实施例提供一种大尺寸拼接投影屏幕，应用上述任一技术方案的投影屏幕。

第三方面，本发明实施例提供一种投影***，包括激光投影设备，还包括上述任一技术方案中的投影屏幕。

本发明以上实施例至少具有以下有益效果：

本发明实施例提供的投影屏幕，为菲涅尔屏，包括位于菲涅尔透镜层出光侧的微透镜层，投影影像光束至少透过菲涅尔透镜层之后，并最终经微透镜层出射后进入人眼。沿投影影像光束出射方向，微透镜层包括第一微透镜，第一微透镜为负透镜，以及第二微透镜，第二微透镜为正透镜，其中，第一微透镜的色散系数小于第二微透镜的色散系数，投影影像光束至少透过所述菲涅尔透镜层之后，并最终经所述微透镜层出射后进入人眼。通过设置第一微透镜和第二微透镜不同的色散系数，形成折射率的差异，第一微透镜对光束进行较大偏折程度发散，而第二微透镜对光束进行较小偏折程度的会聚，以对不同波长的各基色光在第一微透镜中发生的偏折差异进行反向偏折的过程中进行补偿，使出射的各基色光的光线基本重合，大大减小了不同波长的基色光的分开程度，减小白光W经过投影屏幕后的空间能量分布变化，从而使得白光在不同视角下的色偏降低，提升显示色彩的一致性。

以及，本发明实施例方案还提供了一种大尺寸拼接投影屏幕，应用上述技术方案的投影屏幕，从而实现多屏拼接时能够减小因为单位拼接屏色偏现象严重导致的拼接画面颜色不均匀，色偏，提升大尺寸投影画面显示色彩的一致性。

以及，本发明实施例方案还提供了投影***，应用上述技术方案的投影屏幕，能够降低色偏现象，提升投影画面显示色彩的一致性，也提升了用户体验。

附图说明

图1A为现有技术中一种投影屏幕存在的色偏变化图示意图；

图1B为现有技术中又一种投影屏幕存在的色偏变化图示意图；

图1C为色偏现象中各基色亮度变化示意图；

图2A为现有技术中正投屏幕结构示意图；

图2B为现有技术中正投屏幕光路示意图；

图2C为现有技术中背投屏幕结构示意图；

图2D为现有技术中背投屏幕光路示意图；

图3A为本发明实施例一中投影屏幕的一种结构示意图；

图3B为基于图3A的光束经过为透镜层的光路图；

图3C为基于图3A的投影屏幕光路示意图；

图3D为本发明实施例一中又一种微透镜层光路示意图；

图4A为本发明实施例二中投影屏幕的结构示意图；

图4B为基于图4A的光束经过微透镜层的光路图；

图4C为本发明实施例二中又一种微透镜层光路示意图；

图5为本发明实施例三大尺寸拼接屏幕示意图；

图6为本发明实施例四中投影***结构示意图；

图7为本发明实施例五中投影***结构示意图。

具体实施方式

本发明实施例提供一种投影屏幕及投影装置，用以减小投影屏幕在显示画面时产生的白光在不同视角下的色偏。

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

下面结合附图详细介绍本发明具体实施例提供的投影屏幕及应用该投影屏幕的投影***。

实施例一、

如图2A所示，为现有技术中一种正投屏幕的结构示意图，包括：着色层21、扩散层22、菲涅尔透镜层23和反射层24，其中，着色层21位于投影屏幕的最外侧，投影影像光束最先入射，也最终通过该层出射，着色层的主要作用是为了提高投影屏幕的色彩还原能力，有时着色层21也可被基板层替代，基板层包括着色层和硬质膜层，硬质膜层主要起到保护作用。

扩散层22主要用于不均匀的入射光进行匀化，并将出射光的角度进行扩大。

菲涅尔透镜层23用于将入射的一定角度范围内的光束进行准直平行射出，并将反射层24反射的光束进行发散。

反射层24通常为铝反射膜层，镀于菲涅尔透镜层23的外侧。

由于投影机投射到投影屏幕上的白光W中不同波长的基色光在介质中的折射率有所差异，从而使经过菲涅尔透镜层12的不同波长的光线的偏折角度发生不同的变化，其中，蓝光B波长最短，因而折射率最大，经过屏幕后的空间能量分布更宽广，而波长最长的红光R因为折射率最小所以经过屏幕后的空间能量分布角度更小，如图2A所示的实测中经过现有技术中的投影屏幕后各基色光随视角的亮度曲线，由图1B和图1C可以看出，随着视角增加，白光W经过投影屏幕的菲涅尔透镜层和柱状透镜层后各基色光随视角的亮度变化示意图，其中，蓝光B波长最短，折射率最大，相对亮度变化相对较慢，经过屏幕后的空间能量分布更宽广，而波长最长的红光R因为折射率最小所以经过屏幕后的空间能量分布角度更小。因此，随着视角增加，蓝光B在白光中的比例逐渐增加，导致色温越来越高，白场发生了向高色温方向的色偏。

针对现有技术中存在的问题，本发明实施例一提供一种投影屏幕，具体是一种正投影屏幕，如图3A所示，沿投影影像光束入射方向依次包括微透镜层31、着色层32、扩散层33、菲涅尔透镜层34和反射层35。其中，投影影像光束依次入射微透镜层31、着色层32、扩散层33、菲涅尔透镜层34，并经反射层35反射后折回，再次经过菲涅尔透镜层34、扩散层33、着色层32，并最终经微透镜层31出射后进入人眼。

微透镜层31包括：多个呈阵列分布的微透镜组。

沿投影影像光束出射方向，微透镜组包括：第一微透镜311，第一微透镜311为负透镜，以及与第一微透镜311并列设置的第二微透镜312，第二微透镜为正透镜。第一微透镜311的色散系数小于第二微透镜312的色散系数。

对于入射光线，第二微透镜312用于对入射的白光进行会聚偏折；第一微透镜311用于对经第二微透镜312偏折后出现偏折差异的各基色光进行发散。

对于出射光线，第一微透镜311用于对出射光线中的各基色光进行发散；第二微透镜312用于对各基色光进行会聚，以减小经过第一微透镜311发散后的各基色光的偏折差异。

如图3B所示的经过上述微透镜层的光路示意图。

其中，W表示由投影机出射的白光，R、G、B分别表示白光中具有不同波长的红光、绿光和蓝光。白光W中不同波长的基色光在透镜中折射率存在差异，因此，具有不同波长的红光R、绿光G和蓝光B在首先入射至为透镜层31的第二微透镜312时，组成白光的各基色光会聚后的焦距也各不相同，其中，蓝光B的波长最短，经过第二微透镜312时其偏折的程度最大，故其焦距最短；而红光R的波长最长，经过第二微透镜312时其偏折的程度最小，其焦距最大。由此，在经过第二微透镜312的会聚作用之后，白光中的红光R、绿光G和蓝光B的偏折程度发生差异。而第一微透镜311相对于第二微透镜312具有较小的色散系数，因此相对于第二微透镜311可对入射的会聚后的各基色光线（红光R、绿光G和蓝光B）进行更大程度的发散作用，在白光经过第二微透镜312而入射至第一微透镜311时，第一微透镜311针对第二微透镜312，对不同波长的各基色光在第二微透镜312中发生的偏折差异进行补偿，使出射的各基色光的光线（R、G、B）基本重合，大大减小了不同波长的基色光的分开程度。

在上述的重合光线经过反射层35的反射后再由第一微透镜311侧向微透镜层31入射时，由于白光入射至微透镜层31以及经过反射层35反射再入射至微透镜层31的过程相反，其光路图如图3B返回光路所示，呈发散状态的R、G、B三色光束首先入射至第一微透镜311，第一微透镜311为负透镜，对光束进行发散，并且由于具有较低的色散系数，对各基色光束具有较高的折射率，并且各基色光在经过第二微透镜311发散时也各不相同，具体地的，白光中的蓝光B发散程度最大，其次是绿光G，最后是红光R。经过第一微透镜311后呈发散状态的各基色光再入射至第二微透镜312，第二微透镜312为正透镜，且色散系数大于第一微透镜311，从而折射率小于第一微透镜311，即对光束的会聚过程中的偏折程度相对较小。R、G、B三基色光入射至第二微透镜312并到达出光面的同一点，出射时，偏折程度仍存在B光最大，R光最小的差异，但是均小于透过第一微透镜311的偏折程度，使得原来偏折最厉害的B光，其次的G光和R光均向下偏折会聚，使三基色光的出光方向一致，最终会聚成一束白光。两次经过微透镜层31的光路为可逆的，根据光路可逆性原理可知，最终出射的光线和最初入射的光线是相同的，都为未发生基色偏折的白光。

在采用本发明实施例提供的上述投影屏幕进行投影时，由投影机投射到投影屏幕的白光光路图如图3C所示，由图3C可以看出，白光W在经过投影屏幕后白光W中不同波长的各基色光的光线（R、G、B）完全重合。由此采用本发明实施例提供的上述投影屏幕可以有效减小白光中各基色光由于偏折差异而造成空间能量分布变化，由此，各基色光在白光中所占比例保持恒定，并不会随着视角的增加而发生色温差异，也不会引起白光在不同视角下的偏色，提升显示色彩的一致性。

在具体实施时，微透镜组中的第一微透镜311可采用凹透镜结构，第二微透镜312可采用凸透镜结构，凹透镜结构的第一微透镜311具有发散作用，且色散系数小，对光束的偏折程度较高，凸透镜结构的第二微透镜312后各基色光产生的较大光线偏折差异缩小，使得经过微透镜组后的白光中的各基色光的分开程度减小。

进一步地，在本发明实施例提供的上述投影屏幕中，第一微透镜311的色散系数小于第二微透镜312的色散系数。色散系数反应了白光入射到透明介质中时不同波长的基色光折射率随波长变化的差异程度，色散系数越小表示基色光在该介质中折射率随波长的变化程度越大，即基色光在该介质中的发生偏折的程度越大。例如，在不种色散系数的透明介质中，白光W中的蓝光B在高色散介质，即色散系数较小的介质中的发生偏折的程度更大。

在本发明实施例中的上述微透镜组中，采用不同的材料，使第一微透镜311的色散系数小于第二微透镜312的色散系数。具体地，在本发明实施例提供的上述投影屏幕中，第二微透镜312的色散系数可为30-80，第一微透镜311的色散系数可为10-30。

由前述对白光经过微透镜组光路的说明可知，当投影影像光束出射时，第一微透镜312具有光线发散作用且具有较高色散（色散系数较小），第二微透镜312的光线会聚作用和低色散（色散系数较大）使得白光W中各基色光（R、G、B）的分开程度较小，而使得本来分开的各基色光（R、G、B）的光线基本重合在一起。因此，第二微透镜312与第一微透镜311在色散系数上的差异，使第二微透镜312对经过第一微透镜311的各基色光的偏折差异具有补偿作用。在具体实施时，可根据实际需要采用不同材料制作上述的第一微透镜311和第二微透镜312，以使第一微透镜311的色散系数小于第二微透镜312的色散系数，从而使第一微透镜311为低色散凹透镜，第二微透镜312为高色散凸透镜。

此外，还可在上述的色散系数范围内调整第一微透镜311和第二微透镜312的色散系数，本发明实施例不对各微透镜的色散系数的具体取值进行限定。

在具体实施时，在本发明实施例提供的上述投影屏幕中，如图3A和3B所示，第一微透镜311与第二微透镜312紧密贴合。在实际应用中，第一微透镜311和第二微透镜312可采用胶合的方式贴合在一起，其消偏原理如上所述，此处不再赘述。

此外，如图3D所示，微透镜组中的第一微透镜311和第二微透镜312之间可以存在预设距离的间隙，此时，白光W入射到微透镜组时的光路图如图3D所示，具体地，白光W在入射到第二微透镜312之后发生会聚，由于白光W中的各基色光（R、G、B）在第二微透镜312中的折射率不同导致各基色光的偏折程度发生差异，经过第二微透镜312后的各基色光（R、G、B）穿过第第二微透镜312和第一微透镜311之间的空气间隙后入射到第一微透镜311中，第一微透镜311相对于第二微透镜312具有较低的色散系数，使得各基色光在第一微透镜311中发散，并发生较大程度的反向偏折，从而使出射的白光W中各基色光（R、G、B）基本重合。

在经过反射层35反射后的光线重新入射至微透镜层31的光路如图3D所示，其过程与第一次入射至微透镜层31的光路过程相反，因此，最终出射的光线与最初入射的光线均为未发生基色偏折的折光。由图3D可以看出，在第一微透镜311和第二微透镜312之间存在一定间隙时，微透镜组可对入射到微透镜组接近边缘处的光线进行偏折，因此，采用间隙设置第一微透镜311和第二微透镜312适用于微透镜镜组具有较大孔径的情况，在实际应用时，可根据实际需要采用上述两种方式的任一种设置微透镜组，消除经过微透镜组的白光偏色。

进一步地，在本发明实施例提供的上述投影屏幕中，第一微透镜311及第二微透镜312的材料为光学塑胶或光学玻璃。在制作过程中，可通过模具将微透镜层31中所有的第一微透镜311一体成型，再将所有的第二微透镜312一体成型，而后将成型的各第一微透镜311和各第二微透镜通过光学胶进行胶合而形成微透镜层31；或者，还可分别制作每个第一微透镜311和第二微透镜312，再将各第一微透镜311和第二微透镜312进行胶合组成微透镜层31。在实际应用时，为简化工艺复杂度可优选第一种方式进行微透镜层31的制作，且组成微透镜层31的第一微透镜311和第二微透镜312可采用光学塑胶或光学玻璃进行制作。此外，采用其它制作方法及材料制作上述的微透镜层而达到本发明相应作用的情况，在此不做限定。

在具体实施时，在本发明实施例提供的上述投影屏幕中，菲涅尔透镜层34的厚度可为100-200μm。在实际应用时，菲涅尔透镜层34可为由聚烯烃等材料注压而成的薄片，在制作过程中可将其厚度控制在100-200μm之内，使其适应于投影屏幕的整体厚度。当然，还可根据实际需求调整菲涅尔透镜层34的厚度，本发明实施例不对其具体厚度取值进行限定。

与此同时，为保证投影屏幕的整体厚度不至于过大，微透镜层31的厚度可为150-300μm。在实际应用中，组成微透镜层31的各微透镜组中的第一微透镜311和第二微透镜312可为低色散的凹透镜结构和高色散的凸透镜结构的组合，为适合具体应用，可将上述的凸透镜结构可制作为双凸透镜结构或平凸透镜结构；凹透镜结构可制作为双凹透镜结构或平凹透镜结构，两者的单独厚度以适合应用为准，无严格数值要求，而为将投影屏幕的重量和体积控制在合理范围之内，可将两种微透镜胶合后的厚度可控制在150-300μm之间，在制作过程中，可根据实际需求调整第一微透镜311和第二微透镜312的厚度，以使微透镜组的整体厚度符合要求。

实施例二、

如图2C所示，现有技术中的一种背投屏幕结构示意图，镜头投射方向和屏幕影像光束出射方向一致。如图所示，沿投影影像光束出射方向，依次经过菲涅尔透镜结构层11和柱状透镜结构层12，使用时将投影机的焦距和背投屏幕的焦距匹配，可在背投屏幕上显示画面。具体光路图如图2D所示，菲涅尔透镜结构层11将入射至屏幕的光线进行会聚准直，柱状透镜结构层12中的凸透镜部分接收准直光线并进行会聚，理论在在凸透镜的焦平面上进行成像，并最终从柱状透镜结构层12以会聚后发散的状态进行传输。

针对上述现有背投屏幕进行改进，本发明实施例二提供的另一种投影屏幕，如图4A所示，包括：沿投影镜头出光方向依次设置的菲涅尔透镜层41、柱状透镜层42及微透镜层43。微透镜层43的微透镜组在包括第一微透镜431以及与第一微透镜431并列设置的第二微透镜432，其中，第一微透镜431为负透镜，第二微透镜432为正透镜，并且第一微透镜431的色散系数小于第二微透镜432的色散系数。

具体地，第一微透镜431的色散系数小于第二微透镜432的色散系数，如前所述，色散系数与镜片的制作材料有关，并影响光束的折射率，在本发明实施例中，第一微透镜431的折射率大于第二微透镜432的折射率。

在一具体实施例中，第一微透镜431可以为双凹透镜，第二微透镜432为平凸透镜或为双凸透镜；或者，第一微透镜431可以为平凹透镜，第二微透镜432为双凸透镜或平凸透镜，本领域技术人员可以根据需求选择上述组合，以满足光路调整的需求，以及，进一步地，上述第一微透镜和第二微透镜可以为非球面透镜，或者，至少上述两个透镜各自的出光面表面为非球面，可以提高光路设计的可调性及灵活性。

如图4A所示，微透镜层43中第一微透镜431为平凹透镜，第,二微透镜432为双凸透镜。

下面将结合图4A、图4B详细说明投影屏幕的工作原理。

根据实施例一所描述的色偏现象及原因，从柱状透镜层42出射的各基色光束呈不同程度的发散状态，并导致色偏现象的产生，产生的原因和现象在实施例一中已经说明，在此不再赘述。

当发散的各基色光经过微透镜层43时，光路示意图如图4B所示。

呈发散状态的R、G、B三色光束首先入射至第一微透镜431，第一微透镜431为负透镜，对光束进行发散，并且由于具有较低的色散系数，对各基色光束具有较高的折射率，并且各基色光在经过第一微透镜431发散时也各不相同，具体地的，白光中的蓝光B发散程度最大，其次是绿光G，最后是红光R，从而图4B中所示的蓝光B向上发散偏折最为严重。经过第一微透镜431后呈发散状态的各基色光再入射至第二微透镜432，第二微透镜432为正透镜，且色散系数大于第一微透镜431，从而折射率小于第一微透镜431，即对光束的会聚过程中的偏折程度相对较小。R、G、B三基色光入射至第二微透镜432并到达出光面的同一点，出射时，偏折程度仍存在B光最大，R光最小的差异，但是均小于透过第一微透镜431的偏折程度，使得原来偏折最厉害的B光，其次的G光和R光均向下偏折会聚，使三基色光的出光方向一致，最终会聚成一束白光。

通过上述光路过程可知，第一微透镜431和第二微透镜432通过设置不同的色散系数，形成折射率的差异，第一微透镜431对光束发散的厉害，而第二微透镜432对光束进行较低偏折程度的会聚，以对不同波长的各基色光在第一微透镜431中发生的偏折差异通过较小程度的反向偏折进行补偿，使出射的各基色光的光线（R、G、B）基本重合，大大减小了不同波长的基色光的分开程度，减小白光W经过投影屏幕后的空间能量分布变化，从而使得白光在不同视角下的色偏降低，提升显示色彩的一致性。

上述示例中仅以一束白光为例进行原理性说明，由于投影机入射到投影屏幕的的光束有无数条，通过上述过程的光束处理，使得入射至投影屏幕的光束出射时发散程度降低或消除，从而在不同的视角下观察时，不会因为基色光光束不同偏折而进入人眼的光束范围有限造成色偏的现象。

在本发明实施例中的上述微透镜组中，采用不同的材料，使第一微透镜431的色散系数大于第二微透镜432的色散系数，结合上述的凹透镜结构和凸透镜结构，白光经过第一微透镜431，对其各基色光（R、G、B）进行发散，由于第一微透镜的色散系数较小，各基色光发生偏折的差异较大，且蓝光B的偏折程度最大，红光R偏折程度最小；在各基色光再入射至第二微透镜432时，由于第二微透镜432为具有较高的色散系数的凸透镜结构，使得在第二微透镜432中发生最大程度偏折的蓝光B在经过第一微透镜431时的折射率也最大，凸透镜结构的第一微透镜431对其的会聚作用较其它基色光也最大，同理，对红光R的会聚作用最小，从而使得蓝光B在第一微透镜431中的焦距变长，红光R在第一微透镜431中的焦距变短，由此，使出射的各基色光的焦距接近，从而减小各基色光出射时的分开程度。

具体地，在本发明实施例提供的上述投影屏幕中，第一微透镜431的色散系数可为10-40；第二微透镜432的色散系数可为40-80。由前述对白光经过微透镜组光路的说明可知，由于第一微透镜431的光线发散作用和高色散（色散系数较小）使得白光W中各基色光（R、G、B）的分开程度较大，而第二微透镜432具有光线会聚作用且具有较低色散（色散系数较大），使得本来分开的各基色光（R、G、B）的光线在会聚后基本重合在一起。因此，第二微透镜432与第一微透镜431在色散系数上的差异，使第一微透镜431对经过第二微透镜432的各基色光的偏折差异具有补偿作用。在具体实施时，可根据实际需要采用不同材料制作上述的第一微透镜431和第二微透镜432，以使第一微透镜431的色散系数小于第二微透镜432的色散系数，从而使第一微透镜431为高色散凹透镜，第一微透镜432为低色散凸透镜。此外，还可在上述的色散系数范围内调整第一微透镜431和第二微透镜432的色散系数，本发明实施例不对各微透镜的色散系数的具体取值进行限定。

在具体实施时，在本发明实施例提供的上述投影屏幕中，如图4A和4B所示，第一微透镜431与第二微透镜432紧密贴合。在实际应用中，第一微透镜431和第二微透镜432可采用胶合的方式贴合在一起，其消偏原理如上所述，此处不再赘述。

此外，如图4C所示，微透镜组中的第一微透镜431和第二微透镜432之间可以存在预设距离的间隙，此时，白光W入射到微透镜组时的光路图如图4C所示，具体地，白光W在入射到第一微透镜431之后发生发散，由于白光W中的各基色光（R、G、B）在第一微透镜431中的折射率不同导致各基色光的偏折程度发生差异，经过第一微透镜431后的各基色光（R、G、B）穿过第一微透镜431和第二微透镜432之间的空气间隙后入射到第二微透镜432中，第一微透镜431相对于第二微透镜432具有较高的色散系数，使得各基色光在第一微透镜432中会聚，并发生较小程度的反向偏折，从而使出射的白光W中各基色光（R、G、B）基本重合。

由图4C可以看出，在第一微透镜431和第二微透镜432之间存在一定间隙时，微透镜组可对入射到微透镜组接近边缘处的光线进行偏折，因此，采用间隙设置第二微透镜432和第一微透镜431适用于微透镜镜组具有较大孔径的情况，在实际应用时，可根据实际需要采用上述两种方式的任一种设置微透镜组，消除经过微透镜组的白光色偏。

进一步地，在本发明实施例提供的上述投影屏幕中，第一微透镜431及第二微透镜432的材料为光学塑胶或光学玻璃。在制作过程中，可通过模具将微透镜层43中所有的第一微透镜431一体成型，以及将所有的第二微透镜432一体成型，而后将成型的各第一微透镜431和各第二微透镜432通过光学胶进行胶合而形成微透镜层43；或者，还可分别制作每个第一微透镜431和第二微透镜432，再将各第一微透镜431和第二微透镜432进行胶合组成微透镜层43。在实际应用时，为简化工艺复杂度可优选第一种方式进行微透镜层43的制作，且组成微透镜层43的第一微透镜431和第二微透镜432可采用光学塑胶或光学玻璃进行制作。此外，采用其它制作方法及材料制作上述的微透镜层而达到本发明相应作用的情况，在此不做限定。

以及，在本发明实施例方案中，通过对微透镜层中的第一微透镜和第二微透镜的色散系数进行不同设置，使得两正、负透镜在对光束的偏折过程中进行差异补偿，提高不同基色光束的重合度。

以及，在具体实施时，在本发明实施例提供的上述投影屏幕中，柱状透镜层42与微透镜层43之间可存在一定的间距，例如，柱状透镜层42与微透镜层43之间可相距1-5mm。在实际应用中，柱状透镜层42和微透镜层43之间的间隙可采用折射率为1的透明材质填充；或者，也可通过外边缘的固定件将柱状透镜层42和微透镜层43保持上述间距进行固定，此时，两者之间的空气充当上述的折射率为1的透明材质。柱状透镜层42和微透镜层43之间的距离根据投影屏幕的制作需求和成像标准可进行调整，通常情况下两者之间可相距3-5mm，在实际应用时，可灵活调整，在此不做限定。

进一步地，在本发明实施例提供的上述投影屏幕中，菲涅尔透镜层41的厚度可为50-200μm。在实际应用时，菲涅尔透镜层41可为由聚烯烃等材料注压而成的薄片，在制作过程中可将其厚度控制在50-200μm之内，使其适应于投影屏幕的整体厚度。当然，还可根据实际需求调整菲涅尔透镜层41的厚度，本发明实施例不对其具体厚度取值进行限定。

与此同时，为保证投影屏幕的整体厚度不至于过大，微透镜层的厚度可为100-300μm。在实际应用中，如图4A所示，组成微透镜层43的各微透镜组中的第一微透镜431和第二微透镜432可为低色散的凹透镜结构和高色散的凸透镜结构的组合，为适合具体应用，可将上述的凸透镜和凹透镜结构的具体形状进行组合使用，两者的单独厚度以适合应用为准，无严格数值要求，而为将投影屏幕的重量和体积控制在合理范围之内，可将两种微透镜胶合后的厚度可控制在100-300μm之间，在制作过程中，可根据实际需求调整第一微透镜431和第二微透镜432的厚度，以使微透镜组的整体厚度符合要求。

需要说明的是，本发明实施例提供的上述投影屏幕中，出光方向指投影光束入射进入投影屏幕进行出射的方向；菲涅尔透镜层、柱状透镜层以及微透镜层的光轴应保持平行，各微透镜结构优选地的并列设置。

实施例三、

本发明实施例三基于实施例一基础上，提出了一种大尺寸拼接投影屏幕，如图5所示。

图5所示的大尺寸拼接屏幕，可以应用实施例一中的正投投影屏幕，即，投影设备和用户均位于投影屏幕一侧，用户观察到的是通过屏幕反射入人眼形成的图像。

或者，图5所示的大尺寸拼接屏幕，可以应用实施例一中的背投投影屏幕，即，投影设备和用户分别位于投影屏幕两侧，用户观察到的是通过屏幕透射入人眼形成的图像。

由于该大尺寸拼接屏幕应用了实施例一或实施例二中描述的投影屏幕技术方案，从而实现多屏拼接时能够减小因为单位拼接屏色偏现象严重导致的拼接画面颜色不均匀，色偏，提升大尺寸投影画面显示色彩的一致性。

实施例四、

基于实施例一的投影屏幕实施方案，本发明实施例提供一种投影***。

在实际应用中，将投影机的焦距和投影屏幕的焦距匹配后即可进行图像显示。采用本发明实施例提供的投影***进行图像显示时，可有效减小白光经过投影屏幕后的空间能量分布差异，其白光偏色较低，提升显示色彩的一致性。

如图6所示，在本发明实施例提供的上述投影***中，包括激光投影机时，该投影***为激光投影***。其中，激光投影机可为超短焦激光投影机。

本发明实施例提供的投影屏幕及投影***，包括：沿投影光束入射至投影屏幕的方向依次设置的微透镜层61、着色层62、扩散层63、菲涅尔透镜层64以及反射层65。微透镜层61包括：多个呈阵列分布紧密排列的微透镜组；微透镜组包括：沿投影光束出射方向依次设置的第一微透镜611及第二微透镜612；第一微透镜611的色散系数小于第二微透镜612的色散系数；第一微透镜611用于对入射光线中的各基色光进行发散；第二微透镜612用于对各基色光进行会聚，以减小经过第一微透镜会聚后的各基色光的偏折差异；经过反射层反射的光线再经过微透镜层后入射至人眼。

对于第一微透镜层611和第二微透镜612组合进行消除色偏的过程和原理在前述实施例中已经说明，在此不再赘述。

由此，本发明实施例提供的上述投影屏幕减小了白光中各基色光由于偏折差异而造成空间能量分布变化，由此，各基色光在白光中所占比例保持恒定，并不会随着视角的增加而发生色温差异，也不会引起白光在不同视角下的偏色，提升显示色彩的一致性。

实施例五、

基于实施例二的投影屏幕实施方案，本发明实施例提供一种投影***。

该投影***可为投影拼接显示***，投影***的投影机可为激光投影机，在实际应用中，将投影机的焦距和投影屏幕的焦距匹配后即可进行图像显示。

具体地，可以如图7所示，

具体地，本发明实施例提供的投影屏幕及投影***，包括：沿出光方向依次设置的菲涅尔透镜层71、柱状透镜层72及微透镜层73。

微透镜层包括：多个呈阵列分布的微透镜组；微透镜组包括：沿投影影像光束出射方向依次设置的第一微透镜731及第二微透镜732，第一微透镜731用于对入射光线中的各基色光进行发散，第二微透镜732用于对各基色光进行会聚。

本发明实施例提供的上述微透镜层中的各微透镜组中，白光入射光线中的各基色光透过第一微透镜时对各基色光产生发散作用，使各基色光发生不同程度的且较大的偏折后入射到第二微透镜，由于第二微透镜具有较高的色散系数，因此相对于第一微透镜可对入射的发散后的各基色光线进行较低程度的会聚作用，缩小了由第一微透镜导致的各基色光的偏折差异，从而对白光在第一微透镜中产生的各基色光偏折差异通过较小程度的反向偏折后进行补偿，使出射的不同波长的各基色光基本重合，减小白光经过上述投影屏幕后的空间能量分布变化，从而使得白光在不同视角下的色偏降低，提升显示色彩的一致性。

由于采用了上述实施例二中的投影屏幕，本发明实施例投影***进行图像显示时，可有效减小白光经过投影屏幕后的空间能量分布差异，在不同视角下白光色偏较低，提升显示色彩的一致性。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种投影屏幕，至少包括菲涅尔透镜层，其特征在于，还包括位于菲涅尔透镜层出光侧的微透镜层；

所述微透镜层包括：多个呈阵列分布的微透镜组；

沿投影影像光束出射方向，所述微透镜组依次包括：第一微透镜，所述第一微透镜为负透镜，以及第二微透镜，所述第二微透镜为正透镜，

所述第一微透镜的色散系数小于第二微透镜的色散系数；

投影影像光束至少透过所述菲涅尔透镜层之后，并最终经所述微透镜层出射后进入人眼。

2.如权利要求1所述的投影屏幕，其特征在于，所述投影屏幕为正投屏幕，还包括着色层、扩散层，以及反射层，其中，投影影像光束依次入射所述为透微透镜层、着色层、扩散层、菲涅尔透镜层，并经所述反射层反射后折回，再次经过所述菲涅尔透镜层、扩散层、着色层，并最终经所述微透镜层出射后进入人眼。

3.如权利要求1所述的投影屏幕，其特征在于，所述投影屏幕为背投屏幕，还包括柱状透镜层，其中，投影影像光束依次入射所述菲涅尔透镜层、柱状透镜层后，并最终入射所述微透镜层并出射后进入人眼。

4.如权利要求2或3所述的投影屏幕，其特征在于，所述第一微透镜为双凹透镜结构或平凹透镜结构，所述第二微透镜为双凸透镜结构或平凸透镜结构。

5.如权利要求1所述的投影屏幕，其特征在于，所述第一微透镜与所述第二微透镜紧密贴合或者之间存在预设距离的间隙。

6.如权利要求1或6所述的投影屏幕，其特征在于，所述第一微透镜的色散系数为30-80；所述第二微透镜的色散系数为10-30。

7.如权利要求1所述的投影屏幕，其特征在于，所述第一微透镜和/或所述第二微透镜的材质为光学塑胶或光学玻璃。

8.如权利要求1所述的投影屏幕，其特征在于，所述第一微透镜、第二微透镜为非球面透镜。

9.一种大尺寸拼接屏幕，其特征在于，包括多块如权利要求1-8任一所述的投影屏幕。

10.一种投影***，包括激光投影设备，其特征在于，还包括如权利要求1-8任一项所述的投影屏幕。