投影屏幕及投影系统
阅读：484发布：2020-05-11
专利汇可以提供投影屏幕及投影系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 提供的投影屏幕及投影系统，属于光学投影技术领域，所述投影屏幕包括沿厚度方向依次设置的圆形菲涅尔透镜层、成像元件层、光学结构层和反射层；所述圆形菲涅尔透镜层由若干圆心在同一点的圆形菲涅尔透镜结构构成；所述光学结构层由若干一排排相互排列的线性三 角 形光学结构组成，所述光学结构层沿厚度方向的横截面呈锯齿状，远离所述成像元件层的所述线性三角形光学结构的顶角为70°～110°。所述投影系统由上述投影屏幕和投影装置构成。本发明投影屏幕及投影系统 亮度 高、光能利用率高、图像清晰度高、抗环境光性能好、 对比度 高，具有极好的投影显示效果。，下面是投影屏幕及投影系统专利的具体信息内容。
1.一种投影屏幕，其特征在于，包括沿厚度方向依次设置的圆形菲涅尔透镜层、成像元件层、光学结构层和反射层；所述圆形菲涅尔透镜层由若干圆心在同一点的圆形菲涅尔透镜结构构成；所述光学结构层由若干一排排相互排列的线性三角形光学结构组成，所述光学结构层沿厚度方向的横截面呈锯齿状，远离所述成像元件层的所述线性三角形光学结构的顶角为70°～110°。
2.根据权利要求1所述的投影屏幕，其特征在于，还包括抗划伤层，所述抗划伤层设置在所述圆形菲涅尔透镜层远离所述成像元件层的一侧。
3.根据权利要求1所述的投影屏幕，其特征在于，所述圆形菲涅尔透镜层在厚度方向的横截面呈锯齿状。
4.根据权利要求1所述的投影屏幕，其特征在于，所述成像元件层包括扩散粒子层、点状透镜层、扩散面层和柱状微透镜层中至少一种。
5.根据权利要求4所述的投影屏幕，其特征在于，所述扩散粒子层包括混合有扩散粒子的透明树脂层，所述扩散粒子是球体或多面体。
6.根据权利要求4所述的投影屏幕，其特征在于，所述点状透镜层不少于一层，每层所述点状透镜层在垂直于厚度方向上至少一面设置有点状透镜。
7.根据权利要求4所述的投影屏幕，其特征在于，所述扩散面层不少于一层，每层所述扩散面层在垂直于厚度方向上至少一面是非光滑面。
8.根据权利要4所述的投影屏幕，其特征在于，所述柱状微透镜层不少于一层，每层所述柱状微透镜层包括若干一排排相互排列的直线型柱状微透镜，且每层所述柱状微透镜层在厚度方向上的截面为若干相互排列的圆形、椭圆形、抛物形、弓形或多边形。
9.根据权利要求1所述的投影屏幕，其特征在于，所述反射层通过电镀或真空镀或印刷或喷涂或涂布转印中至少一种方式设置在所述光学结构层上。
10.一种投影系统，其特征在于，包括投影装置和基于所述投影装置输出的投影光束进行成像显示的投影屏幕，所述投影屏幕包括沿厚度方向依次设置的圆形菲涅尔透镜层、成像元件层、光学结构层和反射层；所述圆形菲涅尔透镜层由若干圆心在同一点的圆形菲涅尔透镜结构构成；所述光学结构层由若干一排排相互排列的线性三角形光学结构组成，所述光学结构层沿厚度方向的横截面呈锯齿状，远离所述成像元件层的所述线性三角形光学结构的顶角为70°～110°。
投影屏幕及投影系统
技术领域
[0001] 本发明涉及光学投影技术领域，具体而言，涉及一种投影屏幕及投影系统。
背景技术
[0002] 随着屏幕显示技术的不断发展，投影作为一种简单、便捷的显示方式得到的广泛的应用，例如，家庭的娱乐生活或办公需求。其中，在通过投影进行显示时，不可缺少的一个设备就是投影屏幕。因此，投影屏幕性能的高低直接决定了观看者对于投影显示的接受程度。
[0003] 现在常用的投影屏幕如白塑幕，只能对投影装置输出的光束进行漫反射，不能有效的控制光束的传输方向，也不能有效控制环境光线的传输，因此会造成投影屏幕的亮度不均匀，整体的亮度系数低，光能利用率低；由于传统的投影屏幕本身没有抗光性，导致显示的图像清晰度差，观看视角的可控性差；由常用的投影屏幕形成的投影系统要求投影装置的功率较大，以满足图像显示的需要，造成更高的能耗损失。
[0004] 如图1所示的投影系统中，投影屏幕采用垂直于水平方向设置的直线型微细光学结构104，投影装置T向投影屏幕发出投影光束E，当投影光束E垂直于直线型微细光学结构104入射时，投影光束E全部被反射到观看区域得到观看区域内的光线E1；当投影光束不垂直于直线型微细光学结构104入射时，投影光束E从投影屏幕表面偏离入射方向反射到观看区域外得到观看区域外的光线E2。同理，如图2所示的投影系统中，投影屏幕采用沿着水平方向设置的直线型微细光学结构104，投影装置T向投影屏幕发出投影光束E，当投影光束E垂直于直线型微细光学结构104入射时，投影光束E全部被反射到观看区域得到观看区域内的光线E1；当投影光束不垂直于直线型微细光学结构104入射时，投影光束E从投影屏幕表面偏离入射方向反射到观看区域外得到观看区域外的光线E2。此两种投影系统，都会造成投影光束E不能被完全有效利用，增加投影装置的能耗。具体表现为：投影屏幕在正对投影装置T入射投影光束E处显示亮度高，偏离投影装置入射投影光束E的位置显示亮度低，并且投影屏幕上偏离入射投影光束E处越远的位置显示亮度越低，极大的限制了投影屏幕的亮度均匀性、观看视角以及图像对比度，增加了投影系统的能耗。
发明内容
[0005] 有鉴于此，本发明的目的在于提供一种投影屏幕及投影系统，以改善现有的投影屏幕及系统亮度均匀性低、图像对比度低、光能利用率低及投影系统能耗高的问题。
[0006] 为实现上述目的，本发明实施例采用如下技术方案：一种投影屏幕，包括沿厚度方向依次设置的圆形菲涅尔透镜层、成像元件层、光学结构层和反射层；所述圆形菲涅尔透镜层由若干圆心在同一点的圆形菲涅尔透镜结构构成；所述光学结构层由若干一排排相互排列的线性三角形光学结构组成，所述光学结构层沿厚度方向的横截面呈锯齿状，远离所述成像元件层的所述线性三角形光学结构的顶角为70°～
110°。
110°。
[0007] 在本发明实施例较佳的选择中，在上述投影屏幕中，还包括抗划伤层，所述抗划伤层设置在所述圆形菲涅尔透镜层远离所述成像元件层的一侧。
[0008] 在本发明实施例较佳的选择中，在上述投影屏幕中，所述圆形菲涅尔透镜层在厚度方向的横截面呈锯齿状。
[0009] 在本发明实施例较佳的选择中，在上述投影屏幕中，所述成像元件层包括扩散粒子层、点状透镜层、扩散面层和柱状微透镜层中至少一种。
[0010] 在本发明实施例较佳的选择中，在上述投影屏幕中，所述扩散粒子层包括混合有扩散粒子的透明树脂层，所述扩散粒子是球体或多面体。
[0011] 在本发明实施例较佳的选择中，在上述投影屏幕中，所述点状透镜层不少于一层，每层所述点状透镜层在垂直于厚度方向上至少一面设置有点状透镜。
[0012] 在本发明实施例较佳的选择中，在上述投影屏幕中，所述扩散面层不少于一层，每层所述扩散面层在垂直于厚度方向上至少一面是非光滑面。
[0013] 在本发明实施例较佳的选择中，在上述投影屏幕中，所述柱状微透镜层不少于一层，每层所述柱状微透镜层包括若干一排排相互排列的直线型柱状微透镜，且每层所述柱状微透镜层在厚度方向上的截面为若干相互排列的圆形、椭圆形、抛物形、弓形或多边形。
[0015] 一种投影系统，包括投影装置和基于所述投影装置输出的投影光束进行成像显示的投影屏幕，所述投影屏幕包括沿厚度方向依次设置的圆形菲涅尔透镜层、成像元件层、光学结构层和反射层；所述圆形菲涅尔透镜层由若干圆心在同一点的圆形菲涅尔透镜结构构成；所述光学结构层由若干一排排相互排列的线性三角形光学结构组成，所述光学结构层沿厚度方向的横截面呈锯齿状，远离所述成像元件层的所述线性三角形光学结构的顶角为70°～110°。
[0016] 本发明实施例的投影屏幕通过设置所述光学结构层、所述成像元件层和所述圆形菲涅尔透镜层的设置，可保证投影光束在所述成像元件层上均匀扩散并成像，有效提高投影屏幕亮度均匀性和图像清晰度；所述光学结构层的设置能有效控制投影光束的传输方向，有效控制观看视角，提高投影屏幕本身的光学利用率；所述圆形菲涅尔透镜层、所述光学结构层和所述反射层的设置，减弱了投影屏幕表面的反射；通过在所述圆形菲涅尔透镜层远离所述成像元件层的一侧设置抗划伤层，防止了投影屏幕在运输、使用维护过程中被划伤，进一步保证投影屏幕的外观。本发明实施例的投影屏幕与投影装置构成的投影系统有效提高了光能的利用率，降低了投影装置需要的功率，进而降低了整个投影系统的能耗使用，整个投影系统亮度高、光能利用率高、图像清晰度高、抗环境光性能好、对比度高，具有极好的投影显示效果。
附图说明
[0018] 图1为第一种现有投影系统的光路示意图；图2为第二种现有投影系统的光路示意图；
图3为本发明实施例投影系统的结构示意图；
图4为本发明实施例投影屏幕的圆形菲涅尔透镜层沿厚度方向的横截面示意图；
图5为本发明实施例投影屏幕的圆形菲涅尔透镜层的第一种示意图；
图6为本发明实施例投影屏幕的圆形菲涅尔透镜层的第二种示意图；
图7为本发明实施例投影屏幕的圆形菲涅尔透镜层的投影光束光路示意图；
图8为本发明实施例提供的成像元件层的结构示意图；
图9为本发明实施例提供的扩散粒子层的结构示意图；
图10为本发明实施例提供的点状透镜层的结构示意图；
图11为本发明实施例提供的扩散面层的结构示意图；
图12为本发明实施例提供的柱状微透镜层的结构示意图；
图13为本发明实施例提供的光学结构层的横截面示意图；
图14为本发明实施例提供的前投影屏幕对屏幕上方环境光线的反射示意图；
图15为本发明实施例提供的前投影系统的示意图。
图3为本发明实施例投影系统的结构示意图；
图4为本发明实施例投影屏幕的圆形菲涅尔透镜层沿厚度方向的横截面示意图；
图5为本发明实施例投影屏幕的圆形菲涅尔透镜层的第一种示意图；
图6为本发明实施例投影屏幕的圆形菲涅尔透镜层的第二种示意图；
图7为本发明实施例投影屏幕的圆形菲涅尔透镜层的投影光束光路示意图；
图8为本发明实施例提供的成像元件层的结构示意图；
图9为本发明实施例提供的扩散粒子层的结构示意图；
图10为本发明实施例提供的点状透镜层的结构示意图；
图11为本发明实施例提供的扩散面层的结构示意图；
图12为本发明实施例提供的柱状微透镜层的结构示意图；
图13为本发明实施例提供的光学结构层的横截面示意图；
图14为本发明实施例提供的前投影屏幕对屏幕上方环境光线的反射示意图；
图15为本发明实施例提供的前投影系统的示意图。
[0019] 图标：10-投影系统；20-投影屏幕；100-圆形菲涅尔透镜层；101-光学结构层；102-反射层；103-成像元件层；104-直线型微细光学结构；105-扩散粒子层；106-点状透镜层；107-扩散面层；108-柱状微透镜层；111-圆形菲涅尔透镜结构；112-线性三角形光学结构；
113-扩散粒子；114-点状透镜；115-非光滑面；116-直线型柱状微透镜；140-透明树脂层；
150-毛面；C-圆心；C1-几何中心；E-投影光束；E1-观看区域内的光线；E2-观看区域外的光线；F-环境光线；G-观众；T-投影装置；α-线性三角形光学结构顶角；β-圆形菲涅尔透镜结构齿形顶角；P-齿形截距；H-齿形高度。
113-扩散粒子；114-点状透镜；115-非光滑面；116-直线型柱状微透镜；140-透明树脂层；
150-毛面；C-圆心；C1-几何中心；E-投影光束；E1-观看区域内的光线；E2-观看区域外的光线；F-环境光线；G-观众；T-投影装置；α-线性三角形光学结构顶角；β-圆形菲涅尔透镜结构齿形顶角；P-齿形截距；H-齿形高度。
具体实施方式
[0020] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
[0021] 因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0022] 应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。在本发明的描述中，术语 “远离”、“一面”、“一侧”等仅用于区分描述，而不能理解为只是或暗示相对重要性。
[0023] 在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语 “设置”等应做广义理解。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0024] 如图3所示，本发明实施例提供了一种投影屏幕20，沿厚度方向依次设置的圆形菲涅尔透镜层100、成像元件层103、光学结构层101和反射层102；所述圆形菲涅尔透镜层由若干圆心在同一点的圆形菲涅尔透镜结构111构成；所述光学结构层101由若干一排排相互排列的线性三角形光学结构112组成，所述光学结构层沿厚度方向的横截面呈锯齿状，远离所述成像元件层的所述线性三角形光学结构的顶角为70°～110°。
[0025] 作为一种可选方式，为了进一步提升投影屏幕的对比度和外观色彩效果，可以在所述圆形菲涅尔透镜层100的所述圆形菲涅尔透镜结构111中加入色粉或染料，也可以在所述成像元件层103中加入色粉或染料，还可以在所述圆形菲涅尔透镜层100与所述光学结构层101之间设置一层包括色粉或者染料的着色层，所述着色层可以位于所述成像元件层任意一侧；所述色粉或染料具有吸收环境光线，进一步调节所述投影屏幕20成像显示色彩的功能。
[0026] 作为一种可选方式，可以将不同折射率的微细粒子加入到所述圆形菲涅尔透镜结构111中，增强所述投影屏幕20的亮度均匀性和观看视角范围。
[0027] 作为一种可选方式，所述投影屏幕20还包括抗划伤层，所述抗划伤层设置在所述圆形菲涅尔透镜层100远离所述成像元件层的一侧。所述抗划伤层可以是一层抗划伤保护膜，也可以是在固化形态下硬度较高的透光树脂层，能够防止投影屏幕20在实际使用过程中被划伤，保证投影屏幕20的外观完整性，便于投影屏幕20后期使用维护；所述抗划伤层是采用光学微加工技术制造而成的微结构，还可以实现投影屏幕表面抗眩光和抑制散斑的作用。
[0028] 可以理解的是，所述反射层102对可见光的反射率可以根据实际应用需求进行设置，即可以根据对成像显示效果的需求进行设置。特别的是，为保证成像效果最佳，所述反射层102对可见光的反射率≥60%。此外，对所述反射层102的厚度也不做相应约定，为效果最佳，可以控制所述反射层105的厚度在50nm～50000nm。所述反射层102可以是金属反射层，也可以是合金反射层，还可以是非金属复合反射层，只要具有一定的对可见光的反射能力即可；所述金属反射层包括但不限于：铝、银、金、铬、镍、铜；所述合金反射层包括但不限于：镍铬合金、铝合金、钛合金；所述非金属复合反射层包括但不限于：TiO2/SiO2，Nb2O5/SiO2，Ta2O5/SiO2，Al2O3/SiO2，HfO2/SiO2，TiO2/MgF2，Nb2O5/MgF2，Ta2O5/MgF2，Al2O3/MgF2，HfO2/MgF2等高、低折射率材料交替组合成的膜堆结构。
[0029] 在本实施例中，为避免所述反射层102长期使用被氧化而变质、脱落，延长投影屏幕的使用寿命，所述投影屏幕20还可以包括保护层，将所述保护层设置在远离所述光学结构层101的所述反射层102表面；所述保护层的材料包括但不限于：SiO2、Si3N4、Al2O3、SiCN、TiO2、SiN、SiC、铬、镍、不锈钢、铝板、玻璃板、陶瓷板、铁板，抗划伤树脂、PET保护膜、热熔胶等材料。
[0030] 作为一种可选方式，所述反射层102可以通过电镀、真空镀、印刷、喷涂和涂布转印中至少一种方式设置在所述光学结构层101上。
[0031] 如图4所示，所述圆形菲涅尔透镜结构层100在厚度方向的横截面呈锯齿状。所述圆形菲涅尔透镜结构层由若干圆形菲涅尔透镜结构111构成，所述圆形菲涅尔透镜结构111的齿形顶角β可以是全部相同，也可以是部分相同，还可以是全部不同的。可根据实际观看视场和光能利用的要求，调整所述圆形菲涅透镜结构111的齿形顶角β的角度，以获得最佳的图像显示效果。
[0032] 可以理解的是，任意两个相邻的所述圆形菲涅尔透镜结构111的齿形截距P可以是相同的，也可以是不同的；任意两个相邻的所述圆形菲涅尔透镜结构111的齿高H可以是相同的，也可以是不同的。在实际应用过程中，可以根据投影光束的位置和观看视场的要求，调整所述圆形菲涅尔透镜结构111的齿形顶角β、齿形截距P和齿形高度H；即用所述圆形菲涅尔透镜结构111的各参数去匹配投影光束的方向，使得入射到所述投影屏幕上的各种角度的投影光束都能够被所述圆形菲涅尔透镜结构111调节传输方向，并且调节出射的投影光束往特定观看视场传输方向。通过调节圆形菲涅尔透镜结构111的上述参数进一步控制入射光在投影屏幕内部的走向，阻止投影光束被反射到观看区域以外、阻挡环境光线射入到观看区域内，还能调节投影屏幕的亮度均匀性。可以理解的是，可以在所述线性菲涅尔透镜结构层106的齿形顶角β形成的平面上通过微细结构加工技术制作出粗糙毛面，对投影光束进行适当的漫反射，防止投影光束发生定向反射，形成干涉亮条纹。
[0033] 作为一种可选方式，所述圆形菲涅尔透镜结构111的齿尖可以制作成圆弧形，使得所述圆弧形菲涅尔透镜结构111的齿尖更圆滑，有效降低在清洁擦拭投影屏幕表面过程中，由于齿尖太尖锐而被磨损的可能性，有利于所述圆形菲涅尔透镜结构111的齿形形状的保护，进而保护投影屏幕。
[0034] 作为一种可选方式， 可以在所述圆形菲涅尔透镜结构111的齿形面上通过微细结构加工技术制作出粗糙的毛面150，对入射的投影光束进行适当的漫反射，防止投影光束发生定向反射，形成干涉亮条纹。
[0035] 如图5所示，本发明实施例投影屏幕的圆形菲涅尔透镜层的第一种示意图。所述圆形菲涅尔透镜层100的所述圆形菲涅尔透镜结构111呈同心圆排列。所述投影屏幕20上的所述圆形菲涅尔透镜结构111的圆心C在投影屏幕20的几何中心C1。
[0036] 如图6所示，本发明实施例投影屏幕的圆形菲涅尔透镜层的第二种示意图。所述圆形菲涅尔透镜层100的所述圆形菲涅尔透镜结构111呈同心圆排布，所述圆形菲涅尔透镜结构111的圆心C在投影屏幕20的几何中心C1外。
[0037] 可以理解的是，所述圆形菲涅尔透镜结构111的圆心设置，可以根据实际情况去调整，使得所述圆形菲涅尔透镜结构111更加匹配投影光束，使得不同方向的投影光束都能够被调节传输方向。
[0038] 如图7所示，本发明实施例投影屏幕的圆形菲涅尔透镜层的投影光束光路示意图；投影光束E从各个方向入射到圆形菲涅尔透镜层的圆形菲涅尔透镜结构111上，被所述圆形菲涅尔透镜结构111折射进入到投影屏幕内部，最终反射至观看区域得到观看区域内的光线E1。通过圆形菲涅尔透镜结构111的设置，更加匹配投影光束E，使得不同方向入射的投影光束E被相应的圆形菲涅尔透镜结构111调节至观看区域。
[0039] 作为一种可选方式，如图8～12所示，投影屏幕20中成像元件层103包括扩散粒子层105、点状透镜层106、扩散面层107和柱状微透镜层108中至少一种。也就是说，所述成像元件层103可以是所述扩散粒子层105、所述点状透镜层106、所述扩散面层107、所述柱状微透镜层108任意一种；也可以是所述扩散粒子层105、所述点状透镜层106、所述扩散面层107、所述柱状微透镜层108中任意两种层叠而成；也可以是所述扩散粒子层105、所述点状透镜层106、所述扩散面层107、所述柱状微透镜层108中任意三种层叠而成，不限制位置关系；还可以是所述扩散粒子层105、所述点状透镜层106、所述扩散面层107、所述柱状微透镜层108四种层叠而成，不限定各层之间的位置关系。
[0040] 特别的是，所述成像元件层103中还可以均匀的加入颜料或色粉，也可以单独地在所述成像元件层103中设置着色层，且可以根据需要调整所述着色层的位置，所述着色层可以位于所述成像元件层103的各部分结构之间，也可以位于所述成像元件层103的各部分结构的外侧；可以选择性的吸收相应波长的光线，进而实现提升投影屏幕对比度的作用。
[0041] 特别的是，在所述成像元件层103靠近所述圆形菲涅尔透镜层100的一侧表面设置有散斑抑制层，所述散斑抑制层是采用光学微加工技术制作而成的微结构，所述散斑抑制层各位置对投影光束的位相不同，可以消除所述投影屏幕在成像时因干涉产生的明暗相间、不规则的斑点，提升所述投影屏幕20的图像显示清晰度。
[0042] 如图8所示，所述成像元件层103由沿厚度方向依次设置的扩散面层107、扩散粒子层105和柱状微透镜层108层叠而成；所述扩散面层107、所述扩散粒子层105和所述柱状微透镜108可以是单层结构，也可以是多层结构；也就是说，所述扩散面层107、所述扩散粒子层105和所述柱状微透镜108可以全部是单层结构，可以全部是多层结构，还可以部分是单层结构，部分是多层结构。
[0043] 如图9所示，所述扩散粒子层105包括透明树脂层140和混合在所述透明树脂层140中的扩散粒子113。所述透明树脂层140可以是热固化树脂，也可以是射线固化树脂，还可以是反应固化树脂形成的，所述透明树脂层140可依据实际生产需要选择。所述扩散粒子113的材料、数量、比例均不受限制，可以根据实际观看视场和屏幕显示亮度均匀性的要求，选择具体的材料，进行具体数量比例的设置。具体而言，所述扩散粒子113的材料不受限制，可以是金属材料，也可以是非金属材料，在实际生产中，可尽量使所述扩散粒子113的折射率与所述透明树脂层140的折射率不同，以使进入透明树脂层140内部的投影光束发生扩散。
[0044] 作为一种可选方式，所述扩散粒子113混合在所述透明树脂层140的方式不受限制，可以根据实际观看视场和屏幕显示亮度均匀性的要求，进行具体设置。设置方式包括但不限于：将所述扩散粒子113混合到液态树脂中，然后通过涂布的方式制作于所述扩散粒子层105。
[0045] 在本实施例中，不限制所述扩散粒子113在所述透明树脂层140中的分布方式，例如，所述扩散粒子113可以有序分布在所述透明树脂层140中，也可以是无序混乱排布在所述透明树脂层140中。为了具有更佳的成像显示效果，使投影光束被较好的扩散，所述扩散粒子113在所述透明树脂层140中按多层阵列有序排列。
[0046] 可以理解的是，所述扩散粒子113可以任意形状存在，例如可以是球体，也可以是多面体，具体而言，所述扩散粒子113可以是椭圆形球体，可以是圆球体，还可以是具有一定棱角的多面体。
[0047] 如图10所示，所述点状透镜层106在垂直于厚度方向上的至少一个平面设置有点状透镜114，所述点状透镜114均匀分布在垂直于厚度方向上的所述点状透镜层106的平面上，以起到均匀扩散投影光束、更好的成像的作用。所述点状透镜层106可以是单层结构，也可以是多层结构。所述点状透镜层106多层结构的设置起到对投影光束更加均匀的扩散作用。
[0048] 如图11所示，所述扩散面层107在垂直于厚度方向的一面是非光滑面115，投影光束在进入扩散面层107中能够在所述非光滑面115上发生扩散。所述扩散面层107可以是单层结构，也可以是多层结构。所述扩散面层107多层结构的设置起到对投影光束更加充分的扩散作用，以获得更加均匀的亮度显示。
[0049] 可以理解的是，所述扩散面层107可以直接作为成像元件层103，直接涂布或者转印在所述光学结构层101的表面；所述扩散面层107也可以与由透明树脂层140和扩散粒子113构成的扩散粒子层105、点状透镜层106和柱状微透镜层108中至少有一种结合形成成像元件层103，所述扩散面层107涂布或转印到所述光学结构层101表面。
[0050] 特别的是，所述非光滑面115可以是制作有凹凸不平结构的表面，此处对制作的凹凸不平结构的具体形状、数量及分布情况，可以根据实际应用需求进行相应的设置。例如：所述非光滑面115可以是由不规则的凹凸形状构成，也可以是由规则的凹凸形状构成，还可以是有不规则的凹凸形状和规则的凹凸形状的组合构成；所述非光滑115中的凹凸不平结构可以几十个，可以是数百个，还可以是数千个；所述非光滑112可以是按一定规律有序排列，也可以是无规律的任意排列，还可以是部分按一定规律有序排列，部分无规律任意排布。为了提高所述扩散面层107对投影光束的扩散能力，所述非光滑面115可采用无规律的任意排列。
[0051] 如图12所示，所述柱状微透镜层108由若干一排排相互排列的直线型柱状微透镜116构成，所述柱状微透镜层108在厚度方向上的截面为若干相互排列的圆形、椭圆形、抛物线形、弓形或多边形。所述柱状微透镜层108可以是单层结构，也可以是多层结构。同一层所述柱状微透镜层108的所述直线型柱状微透镜116的形状、排列方式相同。当所述柱状微透镜层108为多层结构时，可以是每层所述柱状微透镜层108形状的排列方式完全相同，也就是每层的所述柱状微透镜层108相同，且每层的所述柱状微透镜层108沿同一方向层叠；还可以是第二层所述柱状微透镜层108沿着平面旋转90°，然后与第一层所述柱状微透镜层
108层叠；第三层所述柱状微透镜层108与第一层所述柱状微透镜层108排放方向相同，并与第二层所述柱状微透镜层108层叠；第四层所述柱状微透镜层108与第二层所述柱状微透镜层108排放方向相同，并与第二层所述柱状微透镜层108层叠............按此规律依次层叠。
108层叠；第三层所述柱状微透镜层108与第一层所述柱状微透镜层108排放方向相同，并与第二层所述柱状微透镜层108层叠；第四层所述柱状微透镜层108与第二层所述柱状微透镜层108排放方向相同，并与第二层所述柱状微透镜层108层叠............按此规律依次层叠。
[0052] 特别的是，所述柱状微透镜层108可以直接涂布或转印到所述光学结构101的表面，也可以是与其它结构如扩散粒子层105、点状透镜层106或扩散面层107中至少一种结合形成成像元件层103，所述成像元件103涂布或转印到所述光学结构层101表面。
[0053] 如图13所示，光学结构层的横截面示意图；所述光学结构层101由若干一排排相互排列的线性三角形光学结构112组成，所述光学结构层101在厚度方向的横截面为若干相互排列的三角形，呈锯齿状。所述三角形可以是等腰三角形，也可以是非等腰三角形。所述线性三角形光学结构112的顶角为70°～110°。可以通过控制所述线性三角形光学结构112的顶角角度在70°～110°，实现调节投影光束往观看区域内反射的目的。为了满足各种亮度需求，所述线性三角形光学结构112的顶角α角度变化不宜过大，以免造成投影光束被过于分散，使得投影屏幕的显示亮度过低。在本发明实施例中，优选所述线性三角形光学结构112顶角α角度为85°～95°，其中：85°、90°、95°为所述线性三角形光学结构顶角的最优角度。
[0054] 作为一种可选方式，可以在所述线性三角形光学结构112的两条边构成的平面上通过微细结构加工技术制作出粗糙的毛面150，以对投影光束进行适当的漫反射，防止投影光束发生定向反射。
[0055] 如图14所示，本发明实施例提供的投影屏幕对环境光线的反射示意图。环境光线F从投影屏幕20上方入射，所述投影屏幕20由沿厚度方向依次设置的反射层102、光学结构层101、成像元件层103和圆形菲涅尔透镜层100组成。所述环境光线F入射到所述圆形菲涅尔透镜层100，在所述圆形菲涅尔透镜层100上发生折射，所述环境光线被折射后进入所述成像元件层103、所述光学结构层101、所述反射层102，最终被所述反射层102反射，从投影屏幕20下方出射到观看区域外，得到观看区域外的光线E2。在这个入射、反射过程中，环境光线F经过多次折射、反射后损耗殆尽或者远离观看区域，通过圆形菲涅尔透镜层100和光学结构层101的搭配，使得投影屏幕20的图像显示几乎不受来自环境光线F的影响，有效提升了投影屏幕的图像显示对比度。
[0056] 如图15所示，本发明实施例提供的投影系统的示意图。所述投影系统10包括投影装置T和基于所述投影装置T输出的投影光束E进行成像显示的投影屏幕20，所述投影屏幕20包括沿厚度方向依次设置反射层102、光学结构层101、成像元件层103和圆形菲涅尔透镜层100，所述圆形菲涅尔透镜层由若干圆心在同一点的圆形菲涅尔透镜结构构成，所述光学结构层101由若干一排排相互排列的线性三角形光学结构112组成，所述光学结构层沿厚度方向的横截面呈锯齿状，远离所述成像元件层的所述线性三角形光学结构的顶角为70°～
110°。投影光束E经过所述圆形菲涅尔透镜层100折射，基于所述成像元件层103扩散和成像，基于光学结构层101和反射层102来共同控制光束传输方向，减少投影光束E被反射到观众G能够观看的视场之外，有效提升投影屏幕的显示亮度、光能利用率，还能增强投影屏幕的观看视角可控性和有效减少投影屏幕表面对入射投影光束的反射；通过圆形菲涅尔透镜结构搭配线性三角形光学结构，能够将屏幕上方的环境光线沿着近似垂直向下的方向反射到观看视场之外，从而减少环境光线对投影光线的干扰，实现提升投影屏幕对比度的目的。
110°。投影光束E经过所述圆形菲涅尔透镜层100折射，基于所述成像元件层103扩散和成像，基于光学结构层101和反射层102来共同控制光束传输方向，减少投影光束E被反射到观众G能够观看的视场之外，有效提升投影屏幕的显示亮度、光能利用率，还能增强投影屏幕的观看视角可控性和有效减少投影屏幕表面对入射投影光束的反射；通过圆形菲涅尔透镜结构搭配线性三角形光学结构，能够将屏幕上方的环境光线沿着近似垂直向下的方向反射到观看视场之外，从而减少环境光线对投影光线的干扰，实现提升投影屏幕对比度的目的。
[0057] 投影装置T发出的投影光束E进入所述圆形菲涅尔透镜层100后，投影光束E被折射进入投影屏幕内部的成像元件层103，使入射到所述投影屏幕20上的各种角度的投影光束E都能够被所述圆形菲涅尔透镜结构调节传输方向。通过调节圆形菲涅尔透镜结构的齿形参数配合线性三角形光学结构来控制光束的走向，能够阻止入射光束被反射到观看区域之外，促使更多投影光束折射到投影屏幕内部用于显示，提升投影屏幕亮度和光能利用率，并且还能阻挡环境光线射入观看区域之内，起到调节投影屏幕各部分的亮度均匀性的作用。
[0058] 以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
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