一種可屏蔽環境光的正向投影屏及其製造方法

2023-10-06 07:15:09

專利名稱：一種可屏蔽環境光的正向投影屏及其製造方法
技術領域：
本發明涉及正向投影屏及其製造方法，尤其涉及可屏蔽環境光的，具有高亮度 和高對比度的正向投影屏及其製造方法。
背景技術：
正向投影能夠從很小的投影儀圖像獲得所需的大屏幕圖像，原則上投影出的圖 像大小不受限制。然而隨著投影圖像的增大，來自投影儀的光能量被分散到與尺寸成平 方關係增大的面積中，造成圖像亮度急劇下降。另外，由於環境光的影響，圖像的對比 度也會大大降低。單純增加投影儀的光能量輸出，可以改善投影圖像的亮度，但會要求投影燈的 功率輸出增大，隨之帶來散熱問題及投影燈的壽命問題，投影儀的體積和電功率消耗也 會增加。提高投影儀的光能量輸出也不能有效解決強環境光對投影圖像的對比度影響問 題。如圖1所示，普通的白屏幕(101)基於朗伯散射，將來自投影儀(102)的光能 量分散到屏幕前半球的所有方向，其中許多是不需要的，如朝上方向(103)、朝下方向 (104)、朝左方向(105)、朝右方向(106)，而有用的方向只在屏幕前方觀眾眼睛(107)所 在的一條觀察窗口(108)內，其水平方向的寬度(109)通常大於垂直方向(110)的寬度。從如圖1還可以看到，任意方向的環境光(111)也可在屏幕表面反射，所形成的 光線(112)到達觀察者，從而引起圖像對比度和色彩飽和度的劣化。在很多情形下，劣 化嚴重到不能看清投影儀所透射出的圖像內容，不得不採取降低環境光或增加投影儀光 功率輸出的辦法，以增加圖像的對比度。然而，在很多情形下，環境光的幹擾無法降低 到所需要的程度。從投影屏的光學性能著手是解決正向投影屏亮度和對比度的一條捷徑，現有技 術採用多種方案達到改善屏幕亮度和對比度的目的。很常見的是玻璃微珠屏，在屏幕上 分散了大量微小的具有溯源反射性能的玻璃微珠，這些玻璃微珠將投影光反射回投影儀 方向，大大增加了投影圖像亮度。但這種屏幕有其局限性，如果投影儀偏離觀眾所在方 向(如上掛式或地落式的情形)，觀眾看到的屏幕亮度會大大降低。另外，玻璃微珠反 射的發散角為圓形，與前述之水平帶有較大差距，故不能充分利用光能。此外，玻璃微 珠之間的間隙仍舊具有朗伯散射的特徵，不能充分抑制環境光的影響(降低屏幕的對比 度)。美國專利發明US7262912B2提供了對比度增強正向投影屏，採用了折射型微透 鏡列陣和孔徑列陣及反射鏡的組合，如圖2所示，來者投影儀的光線(201)通過微透鏡列 陣(202)聚焦後所形成的光線(203)穿過一個孔徑列陣(204)，被反射鏡(205)反射，所 形成的光線(206)再次穿過孔徑列陣(204)，及微透鏡列陣(202)，出射後的光線(207) 去往觀察者。而部分環境光被微透鏡列陣聚焦後不能穿過孔徑列陣，被吸收層(208)吸 收，從而降低了環境光的影響。
上述發明的問題是，由於採用了相同的孔徑列陣(204)作為入射和出射光的窗口，其孔徑尺寸不能做得太小，否則視角會受到極大限制。但大的孔徑尺寸又使得投影 儀附近的光線也能通過孔徑，從而不能有效消除環境光的影響。圖3是中國專利(申請號85105808)採用二維反射微透鏡陣列(301)所發明的 一種投影屏，可實現如前所述的帶狀反射，即在水平和垂直方向具有不同的發散角(α 和β)，此特徵是反射微透鏡單元(302)在水平和垂直方向的光焦度不同形成的；另外， 反射微透鏡單元的低散射特性使得環境光不能散射，並偏離觀察窗口，減少了環境光造 成的對比度損失。然而該種屏幕有一個局限性，那就是屏幕上各處反射出的觀察帶並不 重合，這是由於來自投影儀的投影光到達屏幕上各點的角度不同造成的。如圖3b中來 自投影儀(309)的光線到達屏幕(303)中間處，經微透鏡單元(304)反射後形成一觀察 窗口(306)；而投影到屏幕左下方處的光線，經微透鏡單元(305)反射後形成另一觀察 窗口(307)，只有在兩個帶交叉處(308)才能同時看到微透鏡單元(304)和(305)處的圖 像。如需看到屏幕的整體圖像，觀察者需處在屏幕所有各點反射形成的所有觀察窗口交 疊處，由於屏幕上各點反射形成的觀察窗口中間位置都有不同，交疊面積會遠小於每個 透鏡所生成的觀察窗口面積，限制了觀察者的視場範圍。上述發明還有一個局限，雖然遠離投影儀的光線不能到達觀察窗口，但投影儀 附近的光線可以到達觀察窗口，從而降低圖像的對比度和色彩飽和度。

發明內容
基於以上背景，本發明提供一種正向投影屏幕，尤其提供一種具有高增益，高 對比度，消除環境光影響的正向投影屏幕，所述屏幕還具有高均勻性，無眩光，無莫爾 條紋，高色彩飽和度特徵。本發明還提供了該屏幕的製作方法，尤其提供了一種利用微 透鏡列陣本身形成所需孔徑列陣的方法。本發明提供的正向投影屏，如圖4a所示，由下列結構組成1.含有兩個面的一個基底(401)，由透明的光學材料組成；2. —個透過型微透鏡列陣(402)位於所說基底的第一面，接受來自投影儀的光 線.
一入 ，3. 一個反射型微透鏡列陣(403)位於所說基底的第二面；反射投影光線至觀察 窗口 (108)；4. 一個吸收層(404)位於所述的透過型微透鏡列陣和反射型微透鏡列陣之間； 所述的吸收層包含有第一個孔徑列陣(405)和第二個孔徑列陣(406)，光線可以透過這兩 個孔徑列陣，而入射到孔徑之外區域(407)的光線則被吸收。本發明提供的正向投影屏，其特徵還在於，如圖4b所示，所述的吸收層位於透 過型微透鏡列陣的焦平面上；吸收層第一個孔徑列陣(405)與投影儀光線(408)通過透過 型微透鏡列陣在焦平面上形成的焦點位置對應，即它們的中心位置重合，形狀大小一致 或接近。通常第一個孔徑列陣可略大於投影光線的焦點大小，使得在使用過程中投影儀 的位置有一定的冗餘度。吸收層上的第二個孔徑列陣(406)與來自觀察窗口(108)方向的光線(409)和 (410)通過所說的透過型微透鏡列陣在焦平面上的像區域對應，即它們的中心位置重合，形狀大小一致或接近。因此，第二個孔徑列陣的形狀和大小取決於觀察窗口的形狀和 大小。比較理想的觀察窗口是一個矩形(含正方形)，由於觀察者在觀察窗口水平方向 (109)通常有較大的分布，而在垂直方向(110)有較小的分布，第二個孔徑列陣的孔徑形 狀可取為水平方向長、垂直方向窄的矩形，可以更好地利用光能量，得到理想的亮度增 益。反射型微透鏡列陣可以是凹面型的，也可以是菲涅耳型的，其上鍍有金屬膜或 多層介質幹涉膜，以在可見光範圍內都有均勻的高反射率，它將來自於吸收層上第一個 孔徑列陣的投影光線反射至吸收層上的第二個孔徑列陣，並聚焦光線。由於第二個孔徑 列陣的孔徑相對於透過型或反射型透鏡單元較小，適當的聚焦可使光能量全部透過所述 的第二個孔徑列陣。本發明提供的正向投影屏，其特徵還在於，如圖5所示，所述的反射型微透鏡 列陣不同位置的微透鏡單元如(503)和(504)根據入射投影光線的角度(508)和(509)不 同而有不同的傾斜角度，以使得反射光線能通過第二個孔徑列陣和反射型微透鏡列陣後 到達相同的觀察窗口(512)。為使投影的中心光線到達觀察窗口的中心，可以根據投影光線的入射角度β和 投影光線與觀察窗口中心光線的夾角Θ，計算出反射型微透鏡列陣各單元的傾斜角度 η,以及反射型微透鏡列陣與吸收層的最佳距離d:角度條件2(β_η· η) = θ(1)位置條件2d· β /n-2d · n = ρ-θ · f/n (2)ρ為第一個和第二個孔徑列陣的周期，n為基底材料的折射率，f為透過型微透 鏡列陣在基底內的焦距。得到n = (β - θ /2) /n(3)d = n · p/ θ -f(4)進一步，可根據條件2f · ( θ - α ) /n+2f 『 α /n = ρ(5)α為觀察窗口相對於屏幕中心所張開的角度得到θ = n · p/ (2f)(6)將(6)代到(4)得到d = f(7)所以最佳的傾斜角度由(3)決定，並且(7)表明，反射型微透鏡列陣與吸收層的 最佳距離d(514)與反射型微透鏡列陣在基底內的焦距f(513)相等。進一步，為最大效率地利用光能量，並屏蔽環境光，反射型微透鏡列陣將來自 吸收層上的第一個孔徑列陣的投影光線反射後，在吸收層上形成的光斑尺寸與第二個孔 徑列陣的孔徑尺寸一致，即反射光線充滿該孔徑，並全部通過。在觀察窗口垂直方向上，反射型微透鏡列陣需將第一個孔徑列陣成像到吸收層 與透過型微透鏡列陣之間；在觀察窗口水平方向上，反射型微透鏡列陣需將第一個孔徑 列陣成像到吸收層之後，可延伸至無窮，根據第二個孔徑列陣的孔徑在該方向上的大小 而定；
進一步，為消除鄰近孔徑的環境透射光到達觀察窗口，在觀察窗口垂直方向 上，第二個孔徑列陣的孔徑寬度應小於或等於其周期ρ的一半。對於觀察窗口在水平方向上的寬度大於垂直方向的情況，第二個孔徑列陣的孔 徑有對應的尺寸，即孔徑在在水平方向上的寬度大於垂直方向的寬度，從而要求反射型 微透鏡列陣在兩個方向上有不同的焦距，以使反射光線全部充滿所說的第二個孔徑列陣 的各個孔徑。進一步，本發明還提供了在兩個方向上有不同焦距的反射型微透鏡列陣， 特別是在觀察窗口水平方向上焦距大於垂直方向的焦距的反射型透鏡列陣。進一步，可在與所述的反射型微透鏡與投影儀方向相反的一面貼合一層起支持 和保護作用的材料，如玻璃，金屬或高分子塑料材料，或其組合，以對屏幕起物理支撐 作用，並可保護反射型微透鏡的浮雕面不變形。下面結合圖5詳細解釋本發明所提供的正向投影屏的工作原理。
投影光線如(501)和(513)分別到達屏幕的不同區域，通過透過型微透鏡列陣 (502)聚焦在吸收層上與焦點對應的第一個孔徑列陣(505)，並全部透過它；從第一個孔 徑列陣透過的光線，在觀察窗口垂直方向上，被反射型微透鏡列陣的透鏡單元如(503) 和(504)反射成像到吸收層(515)和通過透過型微透鏡列陣(502)之間，反射型微透鏡列 陣各單元的傾斜和它與吸收層之間距離(514)的安排，即(514)等於(513)，使得反射光 線全都通過第二個孔徑列陣(506)，並充滿之；從第二個孔徑列陣透過的光線再次通過 透過型微透鏡列陣，並擴展至觀察者窗口(512)全部區域。雖然投影光線入射到屏幕的 角度不同，如(508)和(509不同，但反射型微透鏡列陣各單元不同程度的傾斜，使得出 射光線和入射光線的角度如(510)和(511)在屏幕的不同區域相等，即出射光線將會到達 同一個觀察窗口。其它方向的光線將被吸收層除第一和第二個孔徑列陣以外的區域(507)吸收， 而不能到達觀察窗口；通過第二個孔徑列陣的環境光也由於前述關於屏幕參數的安排而 不能到達觀察窗口，從而屏蔽了環境光。本發明還提供了一種屏幕的製作方法，特別涉及直接利用屏幕的透過型微透鏡 列陣產生所需吸收層的方法，其步驟如下形成第一個基底包含有第一面和第二面，第一個基底是透明的；形成一個透過型微透鏡列陣，附著在第一個基底的第一面，並且朝向投影儀方 向接受光線；透過型微透鏡列陣的焦平面與第一個基底的第二面重合。將一層感光材料附著在第一個基底的第二面；第一次曝光在相對於屏幕的投影儀位置放置一個點光源，點光源的大小與投 影儀光源相同或略大，通過透過型微透鏡列陣和第一個基底對感光材料曝光，形成第一 個曝光區域；第二次曝光在相對於屏幕的觀察窗口位置放置一個面光源，面光源大小與 觀察窗口大小相同，通過透過型微透鏡列陣和基底對感光材料曝光，形成第二個曝光區 域；將曝光後的感光材料從基底上剝離，作化學處理，形成一個吸收層，在第一個 曝光區域形成第一個孔徑列陣，在第二個曝光區域形成第二個孔徑列陣，其他區域吸收 光線。
進一步，將形成的吸收層或其複製品貼合在所述第一個基底的第二面，調節吸 收層和第一個基底的相對位置和角度，使得吸收層上的第一個孔徑列陣與投影儀通過透 過型微透鏡列陣和第一個基底在吸收層上形成的像點列陣重合；第二個孔徑列陣與觀察 窗口通過透過型微透鏡列陣和第一個基底在吸收層上形成的像列陣重合。將第二個基底貼合在吸收層上，第二個基底是透明的；形成一個反射型微透鏡列陣，並將它貼合在第二個基底上，調節它和第二個基 底的相對位置和角度，使得反射型微透鏡列陣將來自於第一個孔徑列陣的光線反射至第 二個孔徑列陣，並再次通過透過型微透鏡列陣到達觀察窗口；所述的來自於第一個孔徑 列陣的光線是投影儀方向的光線通過透過型微透鏡列陣聚焦後形成的。


圖1普通白屏幕的散射情況，光能量沒有被全部反射到觀察帶內 圖2現有技術一帶微透鏡列陣和孔徑列陣及反射鏡的一種正向投影屏圖3a現有技術一用微透鏡列陣作反射的一種正向投影屏圖3b現有技術一用微透鏡列陣作反射的一種正向投影屏，不同位置的透鏡反 射後形成的觀察帶部分重合圖4a本發明提供的正向投影屏結構，由兩組微透鏡列陣和吸收層組成，吸收層 上含有兩組孔徑列陣圖4b本發明提供的正向投影屏，第一個孔徑列陣與投影光線的焦點對應，第二 個孔徑列陣與觀察窗口在吸收層上的像區域對應圖5本發明提供的正向投影屏，反射型微透鏡列陣傾斜以使光線到達觀察窗口圖6a本發明提供的正向投影屏的實例一，其吸收層上的兩個孔徑列陣的圖案圖6b本發明提供的正向投影屏的實例一，其反射型微透鏡列陣在觀察窗口垂直 方向上透鏡單元的反射情況圖6c本發明提供的正向投影屏的實例一，其反射型微透鏡列陣在觀察窗口水平 方向上透鏡單元的反射情況圖7a本發明提供的正向投影屏的實例二，其吸收層上的兩個孔徑列陣的圖案圖7b本發明提供的正向投影屏的實例二，其反射型微透鏡列陣在觀察窗口垂直 方向上透鏡單元的反射情況圖7c本發明提供的正向投影屏的實例二，其反射型微透鏡列陣在觀察窗口水平 方向上透鏡單元的反射情況圖8本發明提供的正向投影屏的製作方法實例，用微透鏡列陣直接產生所需的 孔徑列陣
具體實施例方式[實施例1]本發明提供的正向投影屏的一個實例如圖5和圖6所示，1.含有兩個面的一個基底(516)，由透明的光學材料組成；2. —個透過型微透鏡列陣(502)位於所說基底的第一面，接受來自投影儀的光線.
一入 ， 3. 一個反射型微透鏡列陣(517)位於所說基底的第二面；反射投影光線至觀察 窗口(512)；4. 一個吸收層(515)位於所述的透過型微透鏡列陣和反射型微透鏡列陣之間； 所述的吸收層包含有第一個孔徑列陣(505)和第二個孔徑列陣(506)，光線可以透過這兩 個孔徑列陣，而入射到孔徑之外區域(507)的光線則被吸收。所述的吸收層位於透過型微透鏡列陣的焦平面上，即(513)等於透過型微透鏡 列陣在基底材料的焦距；吸收層第一個孔徑列陣(505)與投影儀光線(508)通過透過型微 透鏡列陣在焦平面上形成的焦點位置對應，即它們的中心位置重合。第一個孔徑列陣的 單元孔徑略大於投影光線的焦點大小。吸收層上的第二個孔徑列陣(506)與來自觀察窗口通過所說的透過型微透鏡列 陣在焦平面上的像區域對應，即它們的中心位置重合，形狀大小一致。透過型微透鏡列陣為凸面透鏡列陣，表面鍍有一層抗反射介質膜。反射型微透 鏡列陣是表面鍍有一層金屬鋁膜的凹面鏡列陣，在可見光範圍內有很高的反射效率。兩 個透鏡列陣的單元都為正方形，吸收層的單元圖樣與之對應，也為正方形，如圖6a所示 一個4x4個單元的局部，第一孔徑列陣的單元為一小方形孔(603)，第二個孔徑列陣的 單元為矩形(601)，它在觀察窗口垂直方向(604)上為周期的一半，觀察窗口水平方向 (605)上等於周期。反射型微透鏡列陣(517)根據位置的不同，而不同程度地傾斜，將來自吸收層 上的第一個孔徑列陣的投影光線反射後，在吸收層上形成的光斑尺寸與第二個孔徑列陣 的孔徑尺寸一致，即反射光線充滿該孔徑(601)，並全部通過。在觀察窗口垂直方向上，如圖6b所示一個單元，反射型微透鏡列陣(606)將來 自第一個孔徑列陣(603)的光線(608)反射，反射光線(609)聚焦到透過型微透鏡列陣上 (607)，並通過它形成出射光線(611)，並具有較小的發散角(612)；在觀察窗口水平方向上，如圖6c所示，反射型微透鏡列陣(606)將來自第一個 孔徑列陣(603)的光線(608)變換成平行光束(614)；到達透過型微透鏡列陣(607)上， 並通過它形成出射光線(615)，並具有較大的發散角(613)；[實施例2]本發明提供的正向投影屏的第二個實例如圖5和圖7所示，1.含有兩個面的一個基底(516)，由透明的光學材料組成；2. —個透過型微透鏡列陣(502)位於所說基底的第一面，接受來自投影儀的光 線.
一入 ，3. 一個反射型微透鏡列陣(517)位於所說基底的第二面；反射投影光線至觀察 窗口(512)；4. 一個吸收層(515)位於所述的透過型微透鏡列陣和反射型微透鏡列陣之間； 所述的吸收層包含有第一個孔徑列陣(505)和第二個孔徑列陣(506)，光線可以透過這兩 個孔徑列陣，而入射到孔徑之外區域(507)的光線則被吸收。所述的吸收層位於透過型微透鏡列陣的焦平面上，即(513)等於透過型微透鏡 列陣在基底材料的焦距；吸收層第一個孔徑列陣(505)與投影儀光線(508)通過透過型微透鏡列陣在焦平面上形成的焦點位置對應，即它們的中心位置重合。第一個孔徑列陣的 單元孔徑等於投影光線的焦點大小。吸收層上的第二個孔徑列陣(506)與來自觀察窗口通過所說的透過型微透鏡列 陣在焦平面上的像區域對應，即它們的中心位置重合，形狀大小一致。透過型微透鏡列陣為凸面透鏡列陣，反射型微透鏡列陣是表面鍍有一層金屬銀 膜的凹面鏡列陣，在可見光範圍內可獲得很高的反射效率。兩個透鏡列陣的單元都為正 方形，吸收層的單元圖樣與之對應，也為正方形，如圖7a所示，第一孔徑列陣的單元為 一小方形孔(703)，第二個孔徑列陣的單元也為方形(701)，在觀察窗口垂直方向(704) 上為周期的三分之一，觀察窗口水平方向(705)上也為周期的三分之一。反射型微透鏡列陣(517)根據位置的不同，而不同程度地傾斜，將來自吸收層 上的第一個孔徑列陣的投影光線反射後，在吸收層上形成的光斑尺寸與第二個孔徑列陣 的孔徑尺寸一致，即反射光線充滿該孔徑(701)，並全部通過。
在觀察窗口垂直方向上，如圖7b所示，反射型微透鏡列陣(706)將第一個孔徑 列陣(703)的光線(708)反射，反射光線(709)聚焦到透過型微透鏡列陣(707)與吸收層 (716)之間，並通過透過型微透鏡列陣形成出射光線(711)，並具有發散角(712)；在觀察窗口水平方向上，如圖7c所示，反射型微透鏡列陣(706)將第一個孔徑 列陣(703)的光線(708)反射，反射光線(714)聚焦到透過型微透鏡列陣(707)與吸收層 (716)之間，並通過透過型微透鏡列陣形成出射光線(715)，並具有發散角(713)。由於第二個孔徑列陣的孔徑單元為方形，反射型微透鏡列陣(706)在觀察窗口 垂直方向(704)和觀察窗口水平方向(705)上具有相同的焦距，形成的出射光線(711)和 (715)具有相同的發散角(712)和(713)。[實施例3]本發明提供的正向投影屏的製作方法的一個實例，其步驟結合圖8說明如下形成第一個基底(801)包含有第一面和第二面，第一個基底是透明的；形成一個透過型微透鏡列陣(802)，附著在第一個基底的第一面，並且朝向投影 儀方向接受光線；透過型微透鏡列陣的焦平面與第一個基底的第二面重合。將一層銀鹽感光材料(803)附著在第一個基底的第二面；第一次曝光在相對於屏幕的投影儀使用位置放置一個點光源(808)，點光源 的大小比投影儀光源略大，通過透過型微透鏡列陣和第一個基底對感光材料曝光，形成 第一個曝光區域(804)；第二次曝光在相對於屏幕的觀察窗口位置放置一個面光源(808)，面光源大 小與觀察窗口大小相同，通過透過型微透鏡列陣和基底對感光材料曝光，形成第二個曝 光區域(805)；將曝光後的銀鹽感光材料從基底上剝離，作化學處理，形成一個吸收層(809)， 在第一個曝光區域形成第一個孔徑列陣(804)，在第二個曝光區域形成第二個孔徑列陣 (805)，其他區域(806)吸收光線。進一步，將形成的吸收層或其複製品貼合在所述第一個基底的第二面，調節吸 收層和第一個基底的相對位置和角度，使得吸收層上的第一個孔徑列陣與投影儀通過透 過型微透鏡列陣和第一個基底在吸收層上形成的像點列陣重合；第二個孔徑列陣與觀察窗口通過透過型微透鏡列陣和第一個基底在吸收層上形成的像列陣重合。將第二個基底貼合在吸收層上，第二個基底是透明的； 形成一個反射型微透鏡列陣，並將它貼合在第二個基底上，調節它和第二個基 底的相對位置和角度，使得反射型微透鏡列陣將來自於第一個孔徑列陣的光線反射至第 二個孔徑列陣，並再次通過透過型微透鏡列陣到達觀察窗口；所述的來自於第一個孔徑 列陣的光線是投影儀方向的光線通過透過型微透鏡列陣聚焦後形成的。
權利要求
1.一種正向投影屏，其特徵在於，包含有一個基底有第一面和第二面；一個透過型微透鏡列陣位於所說基底的第一面，接受投影光線；一個反射型微透鏡列陣位於所說基底的第二面；反射投影光線至觀察窗口(108)；一個吸收層位於所述的透過型微透鏡列陣和反射型微透鏡列陣之間；所述的吸收層 包含有第一個孔徑列陣和第二個孔徑列陣。
2.根據權利要求1所述的一種正向投影屏，其特徵在於，所述的吸收層位於透過型微 透鏡列陣的焦平面上；吸收層第一個孔徑列陣與投影光線通過透過型微透鏡列陣在焦平 面上形成的焦點位置對應；吸收層上的第二個孔徑列陣與來自觀察窗口方向的光線通過 所述的透過型微透鏡列陣在焦平面上的所成的像區域對應。
3.根據權利要求2所述的一種正向投影屏，其特徵在於，所述的反射型微透鏡列陣每 個透鏡單元光軸傾斜，傾斜程度依賴於入射投影光線的角度，以反射來自吸收層上第一 個孔徑列陣的投影光線至吸收層上的第二個孔徑列陣。
4.根據權利要求3所述的一種正向投影屏，所述的反射型微透鏡列陣是凹面微透鏡列 陣或菲涅耳透鏡列陣，透鏡表面鍍有反射膜，如金屬膜，多層介質幹涉膜。
5.根據權利要求4所述的一種正向投影屏，所述的金屬膜是鋁膜或銀膜。
6.根據權利要求3所述的一種正向投影屏，所述的透過型微透鏡列陣是凸面微透鏡列 陣或菲涅耳透鏡列陣。
7.根據權利要求6所述的一種正向投影屏，所述的透過型微透鏡列陣表面鍍有一層抗 反射層。
8.根據權利要求3所述的一種正向投影屏，還有一層支持和保護層，與所述的反射型 微透鏡與投影儀方向相反的一面貼合。
9.根據權利要求3所述的一種正向投影屏，所述的第一個孔徑列陣的每個孔徑等於或 大於投影光線通過透過型微透鏡列陣在焦平面上形成的每個焦點的大小。
10.根據權利要求3所述的一種正向投影屏，所述的第二個孔徑列陣的每個孔徑是矩形。
11.根據權利要求10所述的一種正向投影屏，所述的第二個孔徑列陣的每個孔徑在觀 察窗口垂直方向(110)的寬度小於水平方向(109)上的寬度。
12.根據權利要求3所述的一種正向投影屏，其特徵在於，所述的反射型微透鏡列陣 每個透鏡單元光軸傾斜的程度使得反射的投影中心光線逆行於該處來自觀察窗口中心光 線的方向。
13.根據權利要求12所述的一種正向投影屏，其特徵在於，所述的反射型微透鏡列陣 與所述的吸收層分開的距離，使得反射光線的中心穿過吸收層第二個孔徑列陣的各個孔 徑中心。
14.根據權利要求13所述的一種正向投影屏，其特徵在於，所述的反射型微透鏡列陣 與所述的吸收層之間的厚度等於基底第一個面與吸收層之間的厚度。
15.根據權利要求1-14所述的一種正向投影屏，其特徵在於，所述的反射型微透鏡列 陣將來自吸收層上的第一個孔徑列陣的投影光線反射後，在吸收層上形成的光斑尺寸與 第二個孔徑列陣的孔徑尺寸一致。
16.根據權利要求15所述的一種正向投影屏，其特徵在於，所述的反射型微透鏡列陣 在觀察窗口垂直方向(110)上將吸收層上的第一個孔徑列陣成像於吸收層和基底第一面 之間。
17.根據權利要求16所述的一種正向投影屏，其特徵在於，吸收層上的第二個孔徑列 陣的每個孔徑在觀察窗口垂直方向上的寬度小於或等於所述吸收層在此方向上第一和第 二孔徑列陣的周期的一半。
18.根據權利要求15所述的一種正向投影屏，其特徵在於，反射型微透鏡列陣在觀察 窗口垂直方向(110)上的焦距等於或小於水平方向(109)上的焦距。
19.根據權利要求16所述的一種正向投影屏，其特徵在於，反射型微透鏡列陣在觀察 窗口垂直方向上的焦距等於或小於水平方向上的焦距。
20.根據權利要求17所述的一種正向投影屏，其特徵在於，反射型微透鏡列陣在觀察 窗口垂直方向上的焦距等於或小於水平方向上的焦距。
21.—種正向投影屏的製作方法，包括形成第一個基底包含有第一面和第二面，第一個基底是透明的；形成一個透過型微透鏡列陣，附著在第一個基底的第一面，並且朝向投影儀方向接 受光線；透過型微透鏡列陣的焦平面與第一個基底的第二面重合。將一層感光材料附著在第一個基底的第二面；第一次曝光在相對於屏幕的投影儀位置放置一個點光源，點光源的大小與投影儀 光源相同或略大，通過透過型微透鏡列陣和第一個基底對感光材料曝光，形成第一個曝 光區域；第二次曝光在相對於屏幕的觀察窗口位置放置一個面光源，面光源大小與觀察窗 口大小相同，通過透過型微透鏡列陣和基底對感光材料曝光，形成第二個曝光區域；將曝光後的感光材料從基底上剝離，作化學處理，形成一個吸收層，在第一個曝 光區域形成第一個孔徑列陣，在第二個曝光區域形成第二個孔徑列陣，其他區域吸收光 線。
22.根據權利要求21所述的一種正向投影屏的製作方法，還包括將形成的吸收層或其複製品貼合在所述第一個基底的第二面，調節吸收層和第一個 基底的相對位置和角度，使得吸收層上的第一個孔徑列陣與投影儀通過透過型微透鏡列 陣和第一個基底在吸收層上形成的像點列陣重合；第二個孔徑列陣與觀察窗口通過透過 型微透鏡列陣和第一個基底在吸收層上形成的像列陣重合。將第二個基底貼合在吸收層上，第二個基底是透明的；形成一個反射型微透鏡列陣，並將它貼合在第二個基底上，調節它和第二個基底的 相對位置和角度，使得反射型微透鏡列陣將來自於第一個孔徑列陣的光線反射至第二個 孔徑列陣，並再次通過透過型微透鏡列陣到達觀察窗口；所述的來自於第一個孔徑列陣 的光線是投影儀方向的光線通過透過型微透鏡列陣聚焦後形成的。
全文摘要
本發明採用兩組微透鏡列陣及兩個孔徑列陣，提供了一種具有高增益，高對比度，可有效屏蔽環境光的正向投影屏幕，所述屏幕還具有高均勻性，無眩光，無莫爾條紋，高色彩飽和度特徵。本發明還提供了該屏幕的製作方法，尤其提供了一種利用微透鏡列陣本身形成所需孔徑列陣的方法。
文檔編號G03B21/60GK102012617SQ20091016878
公開日2011年4月13日 申請日期2009年9月4日 優先權日2009年9月4日
發明者陳波 申請人:陳波