专利名称：一种可屏蔽环境光的正向投影屏及其制造方法
技术领域：
本发明涉及正向投影屏及其制造方法，尤其涉及可屏蔽环境光的，具有高亮度 和高对比度的正向投影屏及其制造方法。
背景技术：
正向投影能够从很小的投影仪图像获得所需的大屏幕图像，原则上投影出的图 像大小不受限制。然而随着投影图像的增大，来自投影仪的光能量被分散到与尺寸成平 方关系增大的面积中，造成图像亮度急剧下降。另外，由于环境光的影响，图像的对比 度也会大大降低。单纯增加投影仪的光能量输出，可以改善投影图像的亮度，但会要求投影灯的 功率输出增大，随之带来散热问题及投影灯的寿命问题，投影仪的体积和电功率消耗也 会增加。提高投影仪的光能量输出也不能有效解决强环境光对投影图像的对比度影响问 题。如图1所示，普通的白屏幕(101)基于朗伯散射，将来自投影仪(102)的光能 量分散到屏幕前半球的所有方向，其中许多是不需要的，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观众眼睛(107)所 在的一条观察窗口(108)内，其水平方向的宽度(109)通常大于垂直方向(110)的宽度。从如图1还可以看到，任意方向的环境光(111)也可在屏幕表面反射，所形成的 光线(112)到达观察者，从而引起图像对比度和色彩饱和度的劣化。在很多情形下，劣 化严重到不能看清投影仪所透射出的图像内容，不得不采取降低环境光或增加投影仪光 功率输出的办法，以增加图像的对比度。然而，在很多情形下，环境光的干扰无法降低 到所需要的程度。从投影屏的光学性能着手是解决正向投影屏亮度和对比度的一条捷径，现有技 术采用多种方案达到改善屏幕亮度和对比度的目的。很常见的是玻璃微珠屏，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，这些玻璃微珠将投影光反射回投影仪 方向，大大增加了投影图像亮度。但这种屏幕有其局限性，如果投影仪偏离观众所在方 向(如上挂式或地落式的情形)，观众看到的屏幕亮度会大大降低。另外，玻璃微珠反 射的发散角为圆形，与前述之水平带有较大差距，故不能充分利用光能。此外，玻璃微 珠之间的间隙仍旧具有朗伯散射的特征，不能充分抑制环境光的影响(降低屏幕的对比 度)。美国专利发明US7262912B2提供了对比度增强正向投影屏，采用了折射型微透 镜列阵和孔径列阵及反射镜的组合，如图2所示，来者投影仪的光线(201)通过微透镜列 阵(202)聚焦后所形成的光线(203)穿过一个孔径列阵(204)，被反射镜(205)反射，所 形成的光线(206)再次穿过孔径列阵(204)，及微透镜列阵(202)，出射后的光线(207) 去往观察者。而部分环境光被微透镜列阵聚焦后不能穿过孔径列阵，被吸收层(208)吸 收，从而降低了环境光的影响。
上述发明的问题是，由于采用了相同的孔径列阵(204)作为入射和出射光的窗口，其孔径尺寸不能做得太小，否则视角会受到极大限制。但大的孔径尺寸又使得投影 仪附近的光线也能通过孔径，从而不能有效消除环境光的影响。图3是中国专利(申请号85105808)采用二维反射微透镜阵列(301)所发明的 一种投影屏，可实现如前所述的带状反射，即在水平和垂直方向具有不同的发散角(α 和β)，此特征是反射微透镜单元(302)在水平和垂直方向的光焦度不同形成的；另外， 反射微透镜单元的低散射特性使得环境光不能散射，并偏离观察窗口，减少了环境光造 成的对比度损失。然而该种屏幕有一个局限性，那就是屏幕上各处反射出的观察带并不 重合，这是由于来自投影仪的投影光到达屏幕上各点的角度不同造成的。如图3b中来 自投影仪(309)的光线到达屏幕(303)中间处，经微透镜单元(304)反射后形成一观察 窗口(306)；而投影到屏幕左下方处的光线，经微透镜单元(305)反射后形成另一观察 窗口(307)，只有在两个带交叉处(308)才能同时看到微透镜单元(304)和(305)处的图 像。如需看到屏幕的整体图像，观察者需处在屏幕所有各点反射形成的所有观察窗口交 叠处，由于屏幕上各点反射形成的观察窗口中间位置都有不同，交叠面积会远小于每个 透镜所生成的观察窗口面积，限制了观察者的视场范围。上述发明还有一个局限，虽然远离投影仪的光线不能到达观察窗口，但投影仪 附近的光线可以到达观察窗口，从而降低图像的对比度和色彩饱和度。
发明内容
基于以上背景，本发明提供一种正向投影屏幕，尤其提供一种具有高增益，高 对比度，消除环境光影响的正向投影屏幕，所述屏幕还具有高均勻性，无眩光，无莫尔 条纹，高色彩饱和度特征。本发明还提供了该屏幕的制作方法，尤其提供了一种利用微 透镜列阵本身形成所需孔径列阵的方法。本发明提供的正向投影屏，如图4a所示，由下列结构组成1.含有两个面的一个基底(401)，由透明的光学材料组成；2. —个透过型微透镜列阵(402)位于所说基底的第一面，接受来自投影仪的光 线.
一入 ，3. 一个反射型微透镜列阵(403)位于所说基底的第二面；反射投影光线至观察 窗口 (108)；4. 一个吸收层(404)位于所述的透过型微透镜列阵和反射型微透镜列阵之间； 所述的吸收层包含有第一个孔径列阵(405)和第二个孔径列阵(406)，光线可以透过这两 个孔径列阵，而入射到孔径之外区域(407)的光线则被吸收。本发明提供的正向投影屏，其特征还在于，如图4b所示，所述的吸收层位于透 过型微透镜列阵的焦平面上；吸收层第一个孔径列阵(405)与投影仪光线(408)通过透过 型微透镜列阵在焦平面上形成的焦点位置对应，即它们的中心位置重合，形状大小一致 或接近。通常第一个孔径列阵可略大于投影光线的焦点大小，使得在使用过程中投影仪 的位置有一定的冗余度。吸收层上的第二个孔径列阵(406)与来自观察窗口(108)方向的光线(409)和 (410)通过所说的透过型微透镜列阵在焦平面上的像区域对应，即它们的中心位置重合，形状大小一致或接近。因此，第二个孔径列阵的形状和大小取决于观察窗口的形状和 大小。比较理想的观察窗口是一个矩形(含正方形)，由于观察者在观察窗口水平方向 (109)通常有较大的分布，而在垂直方向(110)有较小的分布，第二个孔径列阵的孔径形 状可取为水平方向长、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。反射型微透镜列阵可以是凹面型的，也可以是菲涅耳型的，其上镀有金属膜或 多层介质干涉膜，以在可见光范围内都有均勻的高反射率，它将来自于吸收层上第一个 孔径列阵的投影光线反射至吸收层上的第二个孔径列阵，并聚焦光线。由于第二个孔径 列阵的孔径相对于透过型或反射型透镜单元较小，适当的聚焦可使光能量全部透过所述 的第二个孔径列阵。本发明提供的正向投影屏，其特征还在于，如图5所示，所述的反射型微透镜 列阵不同位置的微透镜单元如(503)和(504)根据入射投影光线的角度(508)和(509)不 同而有不同的倾斜角度，以使得反射光线能通过第二个孔径列阵和反射型微透镜列阵后 到达相同的观察窗口(512)。为使投影的中心光线到达观察窗口的中心，可以根据投影光线的入射角度β和 投影光线与观察窗口中心光线的夹角Θ，计算出反射型微透镜列阵各单元的倾斜角度 η,以及反射型微透镜列阵与吸收层的最佳距离d:角度条件2(β_η· η) = θ(1)位置条件2d· β /n-2d · n = ρ-θ · f/n (2)ρ为第一个和第二个孔径列阵的周期，n为基底材料的折射率，f为透过型微透 镜列阵在基底内的焦距。得到n = (β - θ /2) /n(3)d = n · p/ θ -f(4)进一步，可根据条件2f · ( θ - α ) /n+2f ‘ α /n = ρ(5)α为观察窗口相对于屏幕中心所张开的角度得到θ = n · p/ (2f)(6)将(6)代到(4)得到d = f(7)所以最佳的倾斜角度由(3)决定，并且(7)表明，反射型微透镜列阵与吸收层的 最佳距离d(514)与反射型微透镜列阵在基底内的焦距f(513)相等。进一步，为最大效率地利用光能量，并屏蔽环境光，反射型微透镜列阵将来自 吸收层上的第一个孔径列阵的投影光线反射后，在吸收层上形成的光斑尺寸与第二个孔 径列阵的孔径尺寸一致，即反射光线充满该孔径，并全部通过。在观察窗口垂直方向上，反射型微透镜列阵需将第一个孔径列阵成像到吸收层 与透过型微透镜列阵之间；在观察窗口水平方向上，反射型微透镜列阵需将第一个孔径 列阵成像到吸收层之后，可延伸至无穷，根据第二个孔径列阵的孔径在该方向上的大小 而定；
进一步，为消除邻近孔径的环境透射光到达观察窗口，在观察窗口垂直方向 上，第二个孔径列阵的孔径宽度应小于或等于其周期ρ的一半。对于观察窗口在水平方向上的宽度大于垂直方向的情况，第二个孔径列阵的孔 径有对应的尺寸，即孔径在在水平方向上的宽度大于垂直方向的宽度，从而要求反射型 微透镜列阵在两个方向上有不同的焦距，以使反射光线全部充满所说的第二个孔径列阵 的各个孔径。进一步，本发明还提供了在两个方向上有不同焦距的反射型微透镜列阵， 特别是在观察窗口水平方向上焦距大于垂直方向的焦距的反射型透镜列阵。进一步，可在与所述的反射型微透镜与投影仪方向相反的一面贴合一层起支持 和保护作用的材料，如玻璃，金属或高分子塑料材料，或其组合，以对屏幕起物理支撑 作用，并可保护反射型微透镜的浮雕面不变形。下面结合图5详细解释本发明所提供的正向投影屏的工作原理。
投影光线如(501)和(513)分别到达屏幕的不同区域，通过透过型微透镜列阵 (502)聚焦在吸收层上与焦点对应的第一个孔径列阵(505)，并全部透过它；从第一个孔 径列阵透过的光线，在观察窗口垂直方向上，被反射型微透镜列阵的透镜单元如(503) 和(504)反射成像到吸收层(515)和通过透过型微透镜列阵(502)之间，反射型微透镜列 阵各单元的倾斜和它与吸收层之间距离(514)的安排，即(514)等于(513)，使得反射光 线全都通过第二个孔径列阵(506)，并充满之；从第二个孔径列阵透过的光线再次通过 透过型微透镜列阵，并扩展至观察者窗口(512)全部区域。虽然投影光线入射到屏幕的 角度不同，如(508)和(509不同，但反射型微透镜列阵各单元不同程度的倾斜，使得出 射光线和入射光线的角度如(510)和(511)在屏幕的不同区域相等，即出射光线将会到达 同一个观察窗口。其它方向的光线将被吸收层除第一和第二个孔径列阵以外的区域(507)吸收， 而不能到达观察窗口；通过第二个孔径列阵的环境光也由于前述关于屏幕参数的安排而 不能到达观察窗口，从而屏蔽了环境光。本发明还提供了一种屏幕的制作方法，特别涉及直接利用屏幕的透过型微透镜 列阵产生所需吸收层的方法，其步骤如下形成第一个基底包含有第一面和第二面，第一个基底是透明的；形成一个透过型微透镜列阵，附着在第一个基底的第一面，并且朝向投影仪方 向接受光线；透过型微透镜列阵的焦平面与第一个基底的第二面重合。将一层感光材料附着在第一个基底的第二面；第一次曝光在相对于屏幕的投影仪位置放置一个点光源，点光源的大小与投 影仪光源相同或略大，通过透过型微透镜列阵和第一个基底对感光材料曝光，形成第一 个曝光区域；第二次曝光在相对于屏幕的观察窗口位置放置一个面光源，面光源大小与 观察窗口大小相同，通过透过型微透镜列阵和基底对感光材料曝光，形成第二个曝光区 域；将曝光后的感光材料从基底上剥离，作化学处理，形成一个吸收层，在第一个 曝光区域形成第一个孔径列阵，在第二个曝光区域形成第二个孔径列阵，其他区域吸收 光线。
进一步，将形成的吸收层或其复制品贴合在所述第一个基底的第二面，调节吸 收层和第一个基底的相对位置和角度，使得吸收层上的第一个孔径列阵与投影仪通过透 过型微透镜列阵和第一个基底在吸收层上形成的像点列阵重合；第二个孔径列阵与观察 窗口通过透过型微透镜列阵和第一个基底在吸收层上形成的像列阵重合。将第二个基底贴合在吸收层上，第二个基底是透明的；形成一个反射型微透镜列阵，并将它贴合在第二个基底上，调节它和第二个基 底的相对位置和角度，使得反射型微透镜列阵将来自于第一个孔径列阵的光线反射至第 二个孔径列阵，并再次通过透过型微透镜列阵到达观察窗口；所述的来自于第一个孔径 列阵的光线是投影仪方向的光线通过透过型微透镜列阵聚焦后形成的。
图1普通白屏幕的散射情况，光能量没有被全部反射到观察带内 图2现有技术一带微透镜列阵和孔径列阵及反射镜的一种正向投影屏图3a现有技术一用微透镜列阵作反射的一种正向投影屏图3b现有技术一用微透镜列阵作反射的一种正向投影屏，不同位置的透镜反 射后形成的观察带部分重合图4a本发明提供的正向投影屏结构，由两组微透镜列阵和吸收层组成，吸收层 上含有两组孔径列阵图4b本发明提供的正向投影屏，第一个孔径列阵与投影光线的焦点对应，第二 个孔径列阵与观察窗口在吸收层上的像区域对应图5本发明提供的正向投影屏，反射型微透镜列阵倾斜以使光线到达观察窗口图6a本发明提供的正向投影屏的实例一，其吸收层上的两个孔径列阵的图案图6b本发明提供的正向投影屏的实例一，其反射型微透镜列阵在观察窗口垂直 方向上透镜单元的反射情况图6c本发明提供的正向投影屏的实例一，其反射型微透镜列阵在观察窗口水平 方向上透镜单元的反射情况图7a本发明提供的正向投影屏的实例二，其吸收层上的两个孔径列阵的图案图7b本发明提供的正向投影屏的实例二，其反射型微透镜列阵在观察窗口垂直 方向上透镜单元的反射情况图7c本发明提供的正向投影屏的实例二，其反射型微透镜列阵在观察窗口水平 方向上透镜单元的反射情况图8本发明提供的正向投影屏的制作方法实例，用微透镜列阵直接产生所需的 孔径列阵
具体实施例方式[实施例1]本发明提供的正向投影屏的一个实例如图5和图6所示，1.含有两个面的一个基底(516)，由透明的光学材料组成；2. —个透过型微透镜列阵(502)位于所说基底的第一面，接受来自投影仪的光线.
一入 ， 3. 一个反射型微透镜列阵(517)位于所说基底的第二面；反射投影光线至观察 窗口(512)；4. 一个吸收层(515)位于所述的透过型微透镜列阵和反射型微透镜列阵之间； 所述的吸收层包含有第一个孔径列阵(505)和第二个孔径列阵(506)，光线可以透过这两 个孔径列阵，而入射到孔径之外区域(507)的光线则被吸收。所述的吸收层位于透过型微透镜列阵的焦平面上，即(513)等于透过型微透镜 列阵在基底材料的焦距；吸收层第一个孔径列阵(505)与投影仪光线(508)通过透过型微 透镜列阵在焦平面上形成的焦点位置对应，即它们的中心位置重合。第一个孔径列阵的 单元孔径略大于投影光线的焦点大小。吸收层上的第二个孔径列阵(506)与来自观察窗口通过所说的透过型微透镜列 阵在焦平面上的像区域对应，即它们的中心位置重合，形状大小一致。透过型微透镜列阵为凸面透镜列阵，表面镀有一层抗反射介质膜。反射型微透 镜列阵是表面镀有一层金属铝膜的凹面镜列阵，在可见光范围内有很高的反射效率。两 个透镜列阵的单元都为正方形，吸收层的单元图样与之对应，也为正方形，如图6a所示 一个4x4个单元的局部，第一孔径列阵的单元为一小方形孔(603)，第二个孔径列阵的 单元为矩形(601)，它在观察窗口垂直方向(604)上为周期的一半，观察窗口水平方向 (605)上等于周期。反射型微透镜列阵(517)根据位置的不同，而不同程度地倾斜，将来自吸收层 上的第一个孔径列阵的投影光线反射后，在吸收层上形成的光斑尺寸与第二个孔径列阵 的孔径尺寸一致，即反射光线充满该孔径(601)，并全部通过。在观察窗口垂直方向上，如图6b所示一个单元，反射型微透镜列阵(606)将来 自第一个孔径列阵(603)的光线(608)反射，反射光线(609)聚焦到透过型微透镜列阵上 (607)，并通过它形成出射光线(611)，并具有较小的发散角(612)；在观察窗口水平方向上，如图6c所示，反射型微透镜列阵(606)将来自第一个 孔径列阵(603)的光线(608)变换成平行光束(614)；到达透过型微透镜列阵(607)上， 并通过它形成出射光线(615)，并具有较大的发散角(613)；[实施例2]本发明提供的正向投影屏的第二个实例如图5和图7所示，1.含有两个面的一个基底(516)，由透明的光学材料组成；2. —个透过型微透镜列阵(502)位于所说基底的第一面，接受来自投影仪的光 线.
一入 ，3. 一个反射型微透镜列阵(517)位于所说基底的第二面；反射投影光线至观察 窗口(512)；4. 一个吸收层(515)位于所述的透过型微透镜列阵和反射型微透镜列阵之间； 所述的吸收层包含有第一个孔径列阵(505)和第二个孔径列阵(506)，光线可以透过这两 个孔径列阵，而入射到孔径之外区域(507)的光线则被吸收。所述的吸收层位于透过型微透镜列阵的焦平面上，即(513)等于透过型微透镜 列阵在基底材料的焦距；吸收层第一个孔径列阵(505)与投影仪光线(508)通过透过型微透镜列阵在焦平面上形成的焦点位置对应，即它们的中心位置重合。第一个孔径列阵的 单元孔径等于投影光线的焦点大小。吸收层上的第二个孔径列阵(506)与来自观察窗口通过所说的透过型微透镜列 阵在焦平面上的像区域对应，即它们的中心位置重合，形状大小一致。透过型微透镜列阵为凸面透镜列阵，反射型微透镜列阵是表面镀有一层金属银 膜的凹面镜列阵，在可见光范围内可获得很高的反射效率。两个透镜列阵的单元都为正 方形，吸收层的单元图样与之对应，也为正方形，如图7a所示，第一孔径列阵的单元为 一小方形孔(703)，第二个孔径列阵的单元也为方形(701)，在观察窗口垂直方向(704) 上为周期的三分之一，观察窗口水平方向(705)上也为周期的三分之一。反射型微透镜列阵(517)根据位置的不同，而不同程度地倾斜，将来自吸收层 上的第一个孔径列阵的投影光线反射后，在吸收层上形成的光斑尺寸与第二个孔径列阵 的孔径尺寸一致，即反射光线充满该孔径(701)，并全部通过。
在观察窗口垂直方向上，如图7b所示，反射型微透镜列阵(706)将第一个孔径 列阵(703)的光线(708)反射，反射光线(709)聚焦到透过型微透镜列阵(707)与吸收层 (716)之间，并通过透过型微透镜列阵形成出射光线(711)，并具有发散角(712)；在观察窗口水平方向上，如图7c所示，反射型微透镜列阵(706)将第一个孔径 列阵(703)的光线(708)反射，反射光线(714)聚焦到透过型微透镜列阵(707)与吸收层 (716)之间，并通过透过型微透镜列阵形成出射光线(715)，并具有发散角(713)。由于第二个孔径列阵的孔径单元为方形，反射型微透镜列阵(706)在观察窗口 垂直方向(704)和观察窗口水平方向(705)上具有相同的焦距，形成的出射光线(711)和 (715)具有相同的发散角(712)和(713)。[实施例3]本发明提供的正向投影屏的制作方法的一个实例，其步骤结合图8说明如下形成第一个基底(801)包含有第一面和第二面，第一个基底是透明的；形成一个透过型微透镜列阵(802)，附着在第一个基底的第一面，并且朝向投影 仪方向接受光线；透过型微透镜列阵的焦平面与第一个基底的第二面重合。将一层银盐感光材料(803)附着在第一个基底的第二面；第一次曝光在相对于屏幕的投影仪使用位置放置一个点光源(808)，点光源 的大小比投影仪光源略大，通过透过型微透镜列阵和第一个基底对感光材料曝光，形成 第一个曝光区域(804)；第二次曝光在相对于屏幕的观察窗口位置放置一个面光源(808)，面光源大 小与观察窗口大小相同，通过透过型微透镜列阵和基底对感光材料曝光，形成第二个曝 光区域(805)；将曝光后的银盐感光材料从基底上剥离，作化学处理，形成一个吸收层(809)， 在第一个曝光区域形成第一个孔径列阵(804)，在第二个曝光区域形成第二个孔径列阵 (805)，其他区域(806)吸收光线。进一步，将形成的吸收层或其复制品贴合在所述第一个基底的第二面，调节吸 收层和第一个基底的相对位置和角度，使得吸收层上的第一个孔径列阵与投影仪通过透 过型微透镜列阵和第一个基底在吸收层上形成的像点列阵重合；第二个孔径列阵与观察窗口通过透过型微透镜列阵和第一个基底在吸收层上形成的像列阵重合。将第二个基底贴合在吸收层上，第二个基底是透明的； 形成一个反射型微透镜列阵，并将它贴合在第二个基底上，调节它和第二个基 底的相对位置和角度，使得反射型微透镜列阵将来自于第一个孔径列阵的光线反射至第 二个孔径列阵，并再次通过透过型微透镜列阵到达观察窗口；所述的来自于第一个孔径 列阵的光线是投影仪方向的光线通过透过型微透镜列阵聚焦后形成的。
权利要求
1.一种正向投影屏，其特征在于，包含有一个基底有第一面和第二面；一个透过型微透镜列阵位于所说基底的第一面，接受投影光线；一个反射型微透镜列阵位于所说基底的第二面；反射投影光线至观察窗口(108)；一个吸收层位于所述的透过型微透镜列阵和反射型微透镜列阵之间；所述的吸收层 包含有第一个孔径列阵和第二个孔径列阵。
2.根据权利要求1所述的一种正向投影屏，其特征在于，所述的吸收层位于透过型微 透镜列阵的焦平面上；吸收层第一个孔径列阵与投影光线通过透过型微透镜列阵在焦平 面上形成的焦点位置对应；吸收层上的第二个孔径列阵与来自观察窗口方向的光线通过 所述的透过型微透镜列阵在焦平面上的所成的像区域对应。
3.根据权利要求2所述的一种正向投影屏，其特征在于，所述的反射型微透镜列阵每 个透镜单元光轴倾斜，倾斜程度依赖于入射投影光线的角度，以反射来自吸收层上第一 个孔径列阵的投影光线至吸收层上的第二个孔径列阵。
4.根据权利要求3所述的一种正向投影屏，所述的反射型微透镜列阵是凹面微透镜列 阵或菲涅耳透镜列阵，透镜表面镀有反射膜，如金属膜，多层介质干涉膜。
5.根据权利要求4所述的一种正向投影屏，所述的金属膜是铝膜或银膜。
6.根据权利要求3所述的一种正向投影屏，所述的透过型微透镜列阵是凸面微透镜列 阵或菲涅耳透镜列阵。
7.根据权利要求6所述的一种正向投影屏，所述的透过型微透镜列阵表面镀有一层抗 反射层。
8.根据权利要求3所述的一种正向投影屏，还有一层支持和保护层，与所述的反射型 微透镜与投影仪方向相反的一面贴合。
9.根据权利要求3所述的一种正向投影屏，所述的第一个孔径列阵的每个孔径等于或 大于投影光线通过透过型微透镜列阵在焦平面上形成的每个焦点的大小。
10.根据权利要求3所述的一种正向投影屏，所述的第二个孔径列阵的每个孔径是矩形。
11.根据权利要求10所述的一种正向投影屏，所述的第二个孔径列阵的每个孔径在观 察窗口垂直方向(110)的宽度小于水平方向(109)上的宽度。
12.根据权利要求3所述的一种正向投影屏，其特征在于，所述的反射型微透镜列阵 每个透镜单元光轴倾斜的程度使得反射的投影中心光线逆行于该处来自观察窗口中心光 线的方向。
13.根据权利要求12所述的一种正向投影屏，其特征在于，所述的反射型微透镜列阵 与所述的吸收层分开的距离，使得反射光线的中心穿过吸收层第二个孔径列阵的各个孔 径中心。
14.根据权利要求13所述的一种正向投影屏，其特征在于，所述的反射型微透镜列阵 与所述的吸收层之间的厚度等于基底第一个面与吸收层之间的厚度。
15.根据权利要求1-14所述的一种正向投影屏，其特征在于，所述的反射型微透镜列 阵将来自吸收层上的第一个孔径列阵的投影光线反射后，在吸收层上形成的光斑尺寸与 第二个孔径列阵的孔径尺寸一致。
16.根据权利要求15所述的一种正向投影屏，其特征在于，所述的反射型微透镜列阵 在观察窗口垂直方向(110)上将吸收层上的第一个孔径列阵成像于吸收层和基底第一面 之间。
17.根据权利要求16所述的一种正向投影屏，其特征在于，吸收层上的第二个孔径列 阵的每个孔径在观察窗口垂直方向上的宽度小于或等于所述吸收层在此方向上第一和第 二孔径列阵的周期的一半。
18.根据权利要求15所述的一种正向投影屏，其特征在于，反射型微透镜列阵在观察 窗口垂直方向(110)上的焦距等于或小于水平方向(109)上的焦距。
19.根据权利要求16所述的一种正向投影屏，其特征在于，反射型微透镜列阵在观察 窗口垂直方向上的焦距等于或小于水平方向上的焦距。
20.根据权利要求17所述的一种正向投影屏，其特征在于，反射型微透镜列阵在观察 窗口垂直方向上的焦距等于或小于水平方向上的焦距。
21.—种正向投影屏的制作方法，包括形成第一个基底包含有第一面和第二面，第一个基底是透明的；形成一个透过型微透镜列阵，附着在第一个基底的第一面，并且朝向投影仪方向接 受光线；透过型微透镜列阵的焦平面与第一个基底的第二面重合。将一层感光材料附着在第一个基底的第二面；第一次曝光在相对于屏幕的投影仪位置放置一个点光源，点光源的大小与投影仪 光源相同或略大，通过透过型微透镜列阵和第一个基底对感光材料曝光，形成第一个曝 光区域；第二次曝光在相对于屏幕的观察窗口位置放置一个面光源，面光源大小与观察窗 口大小相同，通过透过型微透镜列阵和基底对感光材料曝光，形成第二个曝光区域；将曝光后的感光材料从基底上剥离，作化学处理，形成一个吸收层，在第一个曝 光区域形成第一个孔径列阵，在第二个曝光区域形成第二个孔径列阵，其他区域吸收光 线。
22.根据权利要求21所述的一种正向投影屏的制作方法，还包括将形成的吸收层或其复制品贴合在所述第一个基底的第二面，调节吸收层和第一个 基底的相对位置和角度，使得吸收层上的第一个孔径列阵与投影仪通过透过型微透镜列 阵和第一个基底在吸收层上形成的像点列阵重合；第二个孔径列阵与观察窗口通过透过 型微透镜列阵和第一个基底在吸收层上形成的像列阵重合。将第二个基底贴合在吸收层上，第二个基底是透明的；形成一个反射型微透镜列阵，并将它贴合在第二个基底上，调节它和第二个基底的 相对位置和角度，使得反射型微透镜列阵将来自于第一个孔径列阵的光线反射至第二个 孔径列阵，并再次通过透过型微透镜列阵到达观察窗口；所述的来自于第一个孔径列阵 的光线是投影仪方向的光线通过透过型微透镜列阵聚焦后形成的。
全文摘要
本发明采用两组微透镜列阵及两个孔径列阵，提供了一种具有高增益，高对比度，可有效屏蔽环境光的正向投影屏幕，所述屏幕还具有高均匀性，无眩光，无莫尔条纹，高色彩饱和度特征。本发明还提供了该屏幕的制作方法，尤其提供了一种利用微透镜列阵本身形成所需孔径列阵的方法。
文档编号G03B21/60GK102012617SQ20091016878
公开日2011年4月13日 申请日期2009年9月4日 优先权日2009年9月4日
发明者陈波 申请人:陈波