投影屏幕及投影系统
阅读：767发布：2020-05-12
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，所述投影屏幕包括成像元件层、微细光学结构层、基材层和线性三 角 形结构层；基材层一侧表面附着线性三角形结构层，另一侧设置有相互贴靠的成像元件层和微细光学结构层；线性三角形结构层由一排排相互排列的三棱柱结构组成，在厚度方向的横截面为一排排相互排列的三角形，三棱柱结构的一个侧面设置在基材层上，另外两个侧面上设置反射层；微细光学结构层包括菲涅尔透镜结构层和用于填平菲涅尔透镜结构层的填充层。由上述投影屏幕和投影装置构成投影系统，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，包括成像元件层、微细光学结构层、基材层和线性三角形结构层，所述基材层一侧表面附着所述线性三角形结构层，远离所述线性三角形结构层的所述基材层的另一侧设置有相互贴靠的所述成像元件层和所述微细光学结构层；
所述线性三角形结构层由一排排相互排列的三棱柱结构组成，所述线性三角形结构层在厚度方向的横截面为一排排相互排列的三角形，所述三棱柱结构的一个侧面设置在所述基材层上，所述三棱柱结构的另外两个侧面上设置反射层；
所述微细光学结构层包括菲涅尔透镜结构层和用于填平所述菲涅尔透镜结构层的填充层，所述菲涅尔透镜结构层为线性菲涅尔透镜结构层或圆形菲涅尔透镜结构层。
2.根据权利要求1所述的投影屏幕，其特征在于，所述菲涅尔透镜结构层为线性菲涅尔透镜结构层，所述线性菲涅尔透镜结构层由若干一排排相互排列的三棱柱透镜组成，所述三棱柱透镜的排列方向与组成所述线性三角形结构层的所述三棱柱结构的排列方向垂直。
3.根据权利要求2所述的投影屏幕，其特征在于，远离所述线性三角形结构层的所述基材层的另一侧依次层叠设置所述线性菲涅尔透镜结构层、所述填充层和所述成像元件层，所述线性菲涅尔透镜结构层的所述三棱柱透镜的一个侧面设置在所述基材层上。
4.根据权利要求3所述的投影屏幕，其特征在于，所述成像元件层远离所述填充层的一侧设置有抗划伤层。
5.根据权利要求2所述的投影屏幕，其特征在于，所述填充层、所述线性菲涅尔透镜结构层、所述成像元件层依次层叠设置，且所述线性菲涅尔透镜结构层的所述三棱柱透镜的一个侧面设置在所述成像元件层。
6.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。
7.根据权利要求6所述的投影屏幕，其特征在于，所述扩散粒子层包括透明树脂层，所述透明树脂层中混合有扩散粒子，所述扩散粒子为球体或多面体。
8.根据权利要求6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；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；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。
9.根据权利要求1所述的投影屏幕，其特征在于，所述线性三角形结构层在厚度方向的横截面为一排排相互排列的三角形，远离所述基材层的所述三角形的角为70°～110°。
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，包括成像元件层、微细光学结构层、基材层和线性三角形结构层，所述基材层一侧表面附着所述线性三角形结构层，远离所述线性三角形结构层的所述基材层的另一侧设置有相互贴靠的所述成像元件层和所述微细光学结构层；
所述线性三角形结构层由一排排相互排列的三棱柱结构组成，所述线性三角形结构层在厚度方向的横截面为一排排相互排列的三角形，所述三棱柱结构的一个侧面设置在所述基材层上，所述三棱柱结构的另外两个侧面上设置反射层；
所述微细光学结构层包括菲涅尔透镜结构层和用于填平所述菲涅尔透镜结构层的填充层，所述菲涅尔透镜结构层为线性菲涅尔透镜结构层或圆形菲涅尔透镜结构层。
投影屏幕及投影系统
技术领域
[0001] 本发明属于光学投影技术领域，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。
发明内容
[0004] 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亮度均匀性低、表面反射严重、图像清晰度较低及投影系统能耗高的问题。
[0005] 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，包括成像元件层、微细光学结构层、基材层和线性三角形结构，所述基材层一侧表面附着所述线性三角形结构层，远离所述线性三角形结构层的所述基材层的另一侧设置有相互贴靠的所述成像元件层和所述微细光学结构层；
所述线性三角形结构层由一排排相互排列的三棱柱结构组成，所述线性三角形结构层在厚度方向的横截面为一排排相互排列的三角形，所述三棱柱结构的一个侧面设置在所述基材层上，所述三棱柱结构的另外两个侧面上设置反射层；
所述微细光学结构层包括菲涅尔透镜结构层和用于填平所述菲涅尔透镜结构层的填充层，所述菲涅尔透镜结构层为线性菲涅尔透镜结构层或圆形菲涅尔透镜结构层。
所述线性三角形结构层由一排排相互排列的三棱柱结构组成，所述线性三角形结构层在厚度方向的横截面为一排排相互排列的三角形，所述三棱柱结构的一个侧面设置在所述基材层上，所述三棱柱结构的另外两个侧面上设置反射层；
所述微细光学结构层包括菲涅尔透镜结构层和用于填平所述菲涅尔透镜结构层的填充层，所述菲涅尔透镜结构层为线性菲涅尔透镜结构层或圆形菲涅尔透镜结构层。
[0006] 在本发明实施例较佳的选择中，在上述投影屏幕中，所述菲涅尔透镜结构层为线性菲涅尔透镜结构层，所述线性菲涅尔透镜结构层由若干一排排相互排列的三棱柱透镜组成，所述三棱柱透镜的排列方向与组成所述线性三角形结构层的所述三棱柱结构的排列方向垂直。
[0007] 在本发明实施例较佳的选择中，在上述投影屏幕中，远离所述线性三角形结构层的所述基材层的另一侧依次层叠设置所述线性菲涅尔透镜结构层、所述填充层和所述成像元件层，所述线性菲涅尔透镜结构层的所述三棱柱透镜的一个侧面设置在所述基材层上。
[0008] 在本发明实施例较佳的选择中，在上述投影屏幕中，所述成像元件层远离所述填充层的一侧设置有抗划伤层。
[0009] 在本发明实施例较佳的选择中，在上述投影屏幕中，所述填充层、所述线性菲涅尔透镜结构层、所述成像元件层依次层叠设置，且所述线性菲涅尔透镜结构层的所述三棱柱透镜的一个侧面设置在所述成像元件层。
[0010] 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。
[0011] 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透明树脂层，所述透明树脂层中混合有扩散粒子，所述扩散粒子为球体或多面体。
[0012] 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；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；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。
[0013] 在本发明实施例较佳的选择中，在上述投影屏幕中，所述线性三角形结构在厚度方向的横截面为一排排相互排列的三角形，远离所述基材层的所述三角形的角为70°～110°。
[0014] 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，包括成像元件层、微细光学结构层、基材层和线性三角形结构层，所述基材层一侧表面附着所述线性三角形结构层，远离所述线性三角形结构层的所述基材层的另一侧设置有相互贴靠的所述成像元件层和所述微细光学结构层；所述线性三角形结构层由一排排相互排列的三棱柱结构组成，所述线性三角形结构在厚度方向的横截面为一排排相互排列的三角形，所述三棱柱结构的一个侧面设置在所述基材层上，所述三棱柱结构的另外两个侧面上设置反射层；
所述微细光学结构层包括菲涅尔透镜结构层和用于填平所述菲涅尔透镜结构层的填充层，所述菲涅尔透镜结构层为线性菲涅尔透镜结构层或圆形菲涅尔透镜结构层。
所述微细光学结构层包括菲涅尔透镜结构层和用于填平所述菲涅尔透镜结构层的填充层，所述菲涅尔透镜结构层为线性菲涅尔透镜结构层或圆形菲涅尔透镜结构层。
[0015] 本发明实施例的投影屏幕通过设置所述微细光学结构层、所述线性三角形结构层和所述成像元件层的设置，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；所述微细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；设置所述微细光学结构层的所述菲涅尔透镜结构层为由若干一排排相互排列的三棱柱透镜组成的线性菲涅尔透镜结构层，所述三棱柱透镜的排列方向与组成所述线性三角形结构层的所述三棱柱结构的排列方向垂直，减弱了投影屏幕表面的反射；通过在所述成像元件层远离所述填充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
[0017] 图1是本发明实施例提供的投影屏幕的第一种结构示意图；图2是本发明实施例提供的投影屏幕的第二种结构示意图；
图3是本发明实施例提供的投影屏幕中成像元件层与微细光学结构层各组成的第一种位置关系示意图；
图4是本发明实施例提供的投影屏幕中成像元件层与微细光学结构层各组成的第二种位置关系示意图；
图5是本发明实施例提供的投影屏幕中成像元件层与微细光学结构层各组成的第三种位置关系示意图；
图6是本发明实施例提供的投影屏幕光路示意图；
图7是本发明实施例提供的成像元件层的结构示意图；
图8是本发明实施例提供的扩散粒子层的结构示意图；
图9是本发明实施例提供的点状透镜层的结构示意图；
图10是本发明实施例提供的扩散面层的结构示意图；
图11是本发明实施例提供的柱状微透镜层的结构示意图；
图12是本发明实施例提供的线性三角形结构层的结构示意图；
图13是本发明实施例提供的线性菲涅尔透镜结构层的结构示意图；
图14是本发明实施例提供的圆形菲涅尔透镜结构层的结构示意图；
图15是本发明实施例提供的线性菲涅尔结构层沿厚度方向的横截面示意图；
图16是本发明实施例提供的圆形菲涅尔透镜结构层的圆心示意图；
图17是本发明实施例提供的投影屏幕对投影屏幕上方的环境光线的反射示意图；
图18是本发明实施例提供的投影屏幕系统示意图。
图3是本发明实施例提供的投影屏幕中成像元件层与微细光学结构层各组成的第一种位置关系示意图；
图4是本发明实施例提供的投影屏幕中成像元件层与微细光学结构层各组成的第二种位置关系示意图；
图5是本发明实施例提供的投影屏幕中成像元件层与微细光学结构层各组成的第三种位置关系示意图；
图6是本发明实施例提供的投影屏幕光路示意图；
图7是本发明实施例提供的成像元件层的结构示意图；
图8是本发明实施例提供的扩散粒子层的结构示意图；
图9是本发明实施例提供的点状透镜层的结构示意图；
图10是本发明实施例提供的扩散面层的结构示意图；
图11是本发明实施例提供的柱状微透镜层的结构示意图；
图12是本发明实施例提供的线性三角形结构层的结构示意图；
图13是本发明实施例提供的线性菲涅尔透镜结构层的结构示意图；
图14是本发明实施例提供的圆形菲涅尔透镜结构层的结构示意图；
图15是本发明实施例提供的线性菲涅尔结构层沿厚度方向的横截面示意图；
图16是本发明实施例提供的圆形菲涅尔透镜结构层的圆心示意图；
图17是本发明实施例提供的投影屏幕对投影屏幕上方的环境光线的反射示意图；
图18是本发明实施例提供的投影屏幕系统示意图。
[0018] 图标：10-投影系统；20-投影屏幕；100-成像元件层；101-扩散粒子层；102-扩散面层；103-柱状微透镜层；104-线性三角形结构层；105-反射层；106-线性菲涅尔透镜结构层；107-填充层；108-基材层；109-圆形菲涅尔透镜结构层；110-点状透镜层；111-扩散粒子；
112-非光滑面；113-直线型柱状微透镜；114-点状透镜；115-微细光学结构层；C-圆心；C1-屏幕几何中心；130-抗划伤层；140-透明树脂层；150-毛面；E-投影光束；E1-观看区域外的光线；E2-观看区域内的光线；F-环境光线；G-观众；T-投影装置。
112-非光滑面；113-直线型柱状微透镜；114-点状透镜；115-微细光学结构层；C-圆心；C1-屏幕几何中心；130-抗划伤层；140-透明树脂层；150-毛面；E-投影光束；E1-观看区域外的光线；E2-观看区域内的光线；F-环境光线；G-观众；T-投影装置。
具体实施方式
[0019] 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。
[0020] 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。
[0021] 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。
[0022] 在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“层叠”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。
[0023] 如图1所示，本发明实施例提供了投影屏幕20的第一种结构示意图，一种投影屏幕20，包括依次层叠设置的线性三角形结构层104、基材层108、微细光学结构层115和成像元件层100；所述线性三角形结构层104由一排排相互排列的三棱柱结构组成，所述线性三角形结构层104在厚度方向上的横截面为一排排相互排列的三角形，所述三棱柱结构的一个侧面附着在所述基材层108表面，所述三棱柱结构的另外两个侧面上设置有反射层105；所述微细光学结构层115包括线性菲涅尔透镜结构层106和填充层107，所述填充层107用于填平所述线性菲涅尔透镜结构层106；所述线性三角形结构层104的所述三棱柱结构垂直于水平方向排列，所述线性菲涅尔透镜结构层106由若干一排排相互排列的三棱柱透镜组成，所述三棱柱透镜的排列方向与组成所述线性三角形结构层104的所述三棱柱结构的排列方向垂直。
[0024] 如图2所示，本发明实施例提供了投影屏幕20的第二种结构示意图，与投影屏幕20的第一种结构的各部分组成及层叠设置顺序相同，不同之处在于：所述线性菲涅尔透镜结构层106的三棱柱透镜垂直于水平方向排列，所述三角形结构层104的所述三棱柱结构与所述三棱柱透镜的排列方向垂直。
[0025] 可以理解的是，所述线性三角形结构层104、所述基材层108、所述微细光学结构层115和所述成像元件层100的折射率可以全部是相同的，也可以部分是相同的，还可以全部是不同的。所述微细光学结构层的所述线性菲涅尔透镜结构层106和用于填平所述线性菲涅尔透镜结构层106的填充层107的折射率也可以是不同的，也可以是相同的。所述微细光学结构层与线性三角形结构层104的折射率不需要设定，实际中为了减轻制造难度，降低材料成本，优选折射率相同的同种材料。
[0026] 作为一种可选方式，如图1和图2所示，在所述成像元件层一侧设置有抗划伤层130，所述抗划伤层130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，能够防止投影屏幕在实际使用过程中被划伤，保证投影屏幕的外观完整性，便于投影屏幕后期使用维护；所述抗划伤层130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。
[0027] 作为一种可选方式，所述抗划伤层130的折射率小于所述成像元件层100的折射率，这样可以进一步保证更多的投影光束进入投影屏幕内部获得更高的投影屏幕显示亮度。
[0028] 作为一种可选方式，所述抗划伤层130、所述成像元件层100、所述填充层107和所述线性菲涅尔透镜结构层106的折射率大小关系为：所述抗划伤层130＜所述成像元件层100＜所述填充层107＜所述线性菲涅尔透镜结构层106。通过这种折射率梯度的设置，可以促使更多的投影光束进入投影屏幕内部，同时通过层层调整斜投影光束的传输方向的方式，能够更容易使进入投影屏幕的投影光束以近乎垂直的方向入射到所述微细光学结构
115上，减少所述投影屏幕20表面反射，获得特定的观看视场、高显示亮度，进一步提升光能利用率。
115上，减少所述投影屏幕20表面反射，获得特定的观看视场、高显示亮度，进一步提升光能利用率。
[0029] 作为一种可选方式，制作所述抗划伤层的材料折射率为1.42，制作所述成像元件层的材料折射率为1.66，制作所述填充层的材料折射率为2.25。
[0030] 作为一种可选方式，选择的所述填充层107可以是可见光透过率＞75%的金属氧化物，也可以是可见光透过率＞75%的非金属氧化物，还可以是可见光透过率＞75%的树脂材料，所述金属氧化物包括但不限于TiO2、Nb2O5、Ta2O5、Al2O3和HfO2；所述非金属氧化物包括但不限于SiO2；所述树脂材料包括射线固化树脂、热固化树脂和反应型固化树脂。通过电镀或涂布或转印或印刷或喷涂的方式使用上述填充层107原料设置在所述线性菲涅尔透镜结构层106的表面，使得所述填充层107和所述线性菲涅尔透镜结构层106构成的所述微细光学结构层115的结构面平整无沟槽，便于在所述微细光学结构层115一侧表面制作所述成像元件层100。
[0031] 可以理解的是，所述反射层105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105对可见光的反射率≥60%。此外，对所述反射层105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105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。
[0032] 在本实施例中，为避免所述反射层105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线性三角形结构层104的所述反射层105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。
[0033] 如图3～图5所示，本发明实施例提供的投影屏幕20中成像元件层100与微细光学结构层115各组成部分的位置关系。微细光学结构层115由填充层107和线性菲涅尔透镜结构层106组成，所述线性菲涅尔透镜结构层106由若干一排排相互排列的三棱柱透镜组成。如图3和图4所示，所述投影屏幕20中所述填充层107、所述线性菲涅尔透镜结构层106和所述成像元件层100层叠设置，所述三棱柱透镜的一个侧面设置在所述成像元件层100上，所述填充层106用于填平所述线性菲涅尔透镜结构层106。组成所述线性菲涅尔透镜结构层
106的各三棱柱透镜可以是全部相同的，也可以是部分相同的，还可以是全部不同；所述线性菲涅尔透镜结构层106两端的两个三棱柱的一个侧面可以与投影屏幕20的厚度方向平行，也可以是与厚度方向无关。如图5所示，所述投影屏幕20中所述线性菲涅尔透镜结构层
106、所述填充层107和所述成像元件层100层叠设置，所述线性菲涅尔透镜结构层106中各所述三棱柱透镜的一侧与投影屏幕20的厚度方向垂直，所述线性菲涅尔透镜结构层106中各所述三棱柱透镜的另两侧与所述填充层107紧邻设置，所述填充层107将所述线性菲涅尔透镜结构层106填平。
106的各三棱柱透镜可以是全部相同的，也可以是部分相同的，还可以是全部不同；所述线性菲涅尔透镜结构层106两端的两个三棱柱的一个侧面可以与投影屏幕20的厚度方向平行，也可以是与厚度方向无关。如图5所示，所述投影屏幕20中所述线性菲涅尔透镜结构层
106、所述填充层107和所述成像元件层100层叠设置，所述线性菲涅尔透镜结构层106中各所述三棱柱透镜的一侧与投影屏幕20的厚度方向垂直，所述线性菲涅尔透镜结构层106中各所述三棱柱透镜的另两侧与所述填充层107紧邻设置，所述填充层107将所述线性菲涅尔透镜结构层106填平。
[0034] 如图6所示，本发明实施例提供的投影屏幕光路示意图。投影光束E从空气斜入射到投影屏幕20的表面，在空气与抗划伤层130的界面发生折射进入抗划伤层130内部，投影光束E传输方向偏向水平方向；投影光束E继续传输到达所述抗划伤层130与成像元件层100的界面再被折射，传输方向继续偏向水平方向；进一步地，在投影光束E传输到成像元件层100与填充层107的界面，再次折射，投影光束E方向几乎被折射到平行于水平方向；投影光束E再依次进入到线性菲涅尔透镜结构层106、基材层108和线性三角形结构层104；经反射层105反射，再依次经过所述线性三角形结构层104、所述基材层108、所述线性菲涅尔透镜结构层106、所述填充层107、所述成像元件层100和所述抗划伤层130,得到反射到观看区域内的光线E2。
[0035] 作为一种可选方式，如图7～图11所示，投影屏幕20中成像元件层100包括扩散粒子层101、点状透镜层110、扩散面层102和柱状微透镜层103中至少一种。也就是说，所述成像元件层100可以是所述扩散粒子层101、所述点状透镜层110、所述扩散面层102、所述柱状微透镜层103任意一种；也可以是所述扩散粒子层101、所述点状透镜层110、所述扩散面层102、所述柱状微透镜层103中任意两种层叠而成；也可以是所述扩散粒子层101、所述点状透镜层110、所述扩散面层102、所述柱状微透镜层103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101、所述点状透镜层110、所述扩散面层102、所述柱状微透镜层103四种层叠而成，不限定各层之间的位置关系。
[0036] 特别的是，所述成像元件层100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100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100的各部分结构之间，也可以位于所述成像元件层100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。
[0037] 特别的是，在所述成像元件层100 靠近所述抗划伤层130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光束的位相不同，可以消除所述投影屏幕20在成像时因干涉产生的明暗相间的、不规则的斑点，提升所述投影屏幕20的图像显示清晰度。
[0038] 如图7所示，所述成像元件层100由沿厚度方向依次设置的扩散面层102、扩散粒子层101和柱状微透镜层103层叠而成；所述扩散面层102、所述扩散粒子层101和所述柱状微透镜103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102、所述扩散粒子层101和所述柱状微透镜103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。
[0039] 如图8所示，所述扩散粒子层101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111。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111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111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111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。
[0040] 作为一种可选方式，所述扩散粒子111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111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101。
[0041] 在本实施例中，不限制所述扩散粒子111在所述透明树脂层140中的分布方式，例如，所述扩散粒子111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111在所述透明树脂层140中按多层阵列有序排列。
[0042] 可以理解的是，所述扩散粒子111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111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。
[0043] 如图9所示，所述点状透镜层110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110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110可以是单层结构，也可以是多层结构。所述点状透镜层110多层结构的设置起到对入射光线更加均匀的扩散作用。
[0044] 如图10所示，所述扩散面层102在垂直于厚度方向的一面是非光滑面112，投影光束在进入扩散面层102中能够在所述非光滑面112上发生扩散。所述扩散面层102可以是单层结构，也可以是多层结构。所述扩散面层102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。
[0045] 可以理解的是，所述扩散面层102可以直接作为成像元件层100，直接涂布或者转印在所述微细光学结构层115的表面；所述扩散面层102也可以与由透明树脂层140和扩散粒子111构成的扩散粒子层101、点状透镜层110和柱状微透镜层103中至少有一种结合形成成像元件层100，所述扩散面层102涂布或转印到所述微细光学结构层115表面。
[0046] 特别的是，所述非光滑面112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112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112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102对投影光束的扩散能力，所述非光滑面112可采用无规律的任意排列。
[0047] 如图11所示，所述柱状微透镜层103由若干一排排相互排列的直线型柱状微透镜113构成，所述柱状微透镜层103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103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103的所述直线型柱状微透镜113的形状、排列方式相同。当所述柱状微透镜层103为多层结构时，可以是每层所述柱状微透镜层103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103相同，且每层的所述柱状微透镜层103沿同一方向层叠；还可以是第二层所述柱状微透镜层103沿着平面旋转90°，然后与第一层所述柱状微透镜层
103层叠；第三层所述柱状微透镜层103与第一层所述柱状微透镜层103排放方向相同，并与第二层所述柱状微透镜层103层叠；第四层所述柱状微透镜层103与第二层所述柱状微透镜层103排放方向相同，并与第二层所述柱状微透镜层103层叠............按此规律依次层叠。
103层叠；第三层所述柱状微透镜层103与第一层所述柱状微透镜层103排放方向相同，并与第二层所述柱状微透镜层103层叠；第四层所述柱状微透镜层103与第二层所述柱状微透镜层103排放方向相同，并与第二层所述柱状微透镜层103层叠............按此规律依次层叠。
[0048] 特别的是，所述柱状微透镜层103可以直接涂布或转印到所述微细光学结构层115的表面，也可以是与其它结构如扩散粒子层101、点状透镜层110或扩散面层102中至少一种结合形成成像元件层100，所述成像元件层涂布或转印到所述微细光学结构层115表面。
[0049] 如图12所示，本发明实施例提供的线性三角形结构层的结构示意图；线性三角形结构层104由一排排相互排列的三棱柱结构组成，所述线性三角形结构层104在厚度方向上的横截面为一排排相互排列的三角形，所述三棱柱结构的一个侧面附着在所述基材层108表面，远离所述基材层108的所述三角形的角α为70°110°。其中，不在所述基材层108的所~述三角形的两条边可以是等长的，也可以是不等长的。所述线性三角形结构层104可以通过调整角α的大小，以调节投影光束反射在最佳观看区域。但是在投影装置本身亮度较低的情况下，顶角的角度调整变化不宜太大，以免造成光线被过于分散，使投影屏幕显示亮度过低。在本发明实施例中，角α优选85°或90°或95°。不在所述基材层108的所述三角形的两条边构成的平面上设置有毛面150，可以对投影光束进行适当的漫反射，防止投影光束定向反射。
[0050] 如图13所示，线性菲涅尔透镜结构层的结构示意图。构成投影屏幕20的所述线性菲涅尔透镜结构层106为非对称结构形式，中心靠近下边缘。所述线性菲涅尔透镜结构层106可以由如图14所示的圆形菲涅尔透镜结构层109代替，所述圆形菲涅尔透镜结构层109的中心靠近下边缘。对于所述线性菲涅尔透镜结构层106、所述圆形菲涅尔透镜结构层109来说，优选中心靠近下边缘，靠近投影光束的入射位置，便于设计结构角度和生产制造。
[0051] 如图15（a）～(c)所示，所述线性菲涅尔透镜结构层106在厚度方向的横截面为若干相互排列的三角形，呈锯齿状。所述三角形的齿形顶角β可以是全部相同，也可以部分相同，还可以全部不同，所述线性菲涅尔透镜结构层106为非对称结构。可根据实际观看视场和光能利用的要求，调整所述线性菲涅尔透镜结构层所述横截面三角形的齿形顶角β的角度，获得较佳的图像显示效果。当然以上特征也同样适用于圆形菲涅尔透镜结构109。
[0052] 可以理解的是，所述线性菲涅尔透镜结构层106的相邻所述三角形的齿形截距P可以是相同的，也可以是不同的；相邻所述三角形的齿形高度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，调整所述线性菲涅尔结构层106的所述三角形的齿形顶角β、齿形截距P和齿形高度H。通过调节所述线性菲涅尔透镜结构层106的所述三角形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。线性菲涅尔透镜结构层106的上述特征也同样适用于圆形菲涅尔透镜结构层109。
[0053] 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。
[0054] 如图16所示，所述投影屏幕20上的所述圆形菲涅尔透镜结构109的圆心C在在投影屏幕20的几何中心C1外。可以理解的是，所述投影屏幕20上的所述圆形菲涅尔透镜结构109的圆心C也可以在投影屏幕20的几何形状上。
[0055] 进一步地，可以在所述圆形菲涅尔透镜结构109的齿形面上通过微细结构加工技术制作出粗糙的毛面，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。
[0056] 如图17所示，投影屏幕20由沿厚度方向依次设置的反射层105、线性三角形结构层104、基材层108、线性菲涅尔透镜结构层106、填充层107、成像粒子层100和抗划伤层，所述线性三角形结构层104由一排排相互排列的三棱柱结构组成，所述线性三角形结构层104在厚度方向上的横截面为一排排相互排列的三角形，所述三棱柱结构的一个侧面附着在所述基材层108表面，所述反射层设置在所述三棱柱结构的另外两个侧面上；所述线性三角形结构层104的所述三棱柱结构沿水平方向排列，所述线性菲涅尔透镜结构层106由若干一排排相互排列的三棱柱透镜组成，所述三棱柱透镜的排列方向与组成所述线性三角形结构层
104的所述三棱柱结构的排列方向垂直。环境光线F从投影屏幕20上方入射到反射层105上，在反射层105上发生镜面反射，被阻挡反射到观看区域外，得到观看区域外的光线E1,远离观看区域，以使得投影光束不会受到环境光线F的影响，有效提升投影屏幕的对比度。
104的所述三棱柱结构的排列方向垂直。环境光线F从投影屏幕20上方入射到反射层105上，在反射层105上发生镜面反射，被阻挡反射到观看区域外，得到观看区域外的光线E1,远离观看区域，以使得投影光束不会受到环境光线F的影响，有效提升投影屏幕的对比度。
[0057] 可以理解的是，当构成所述线性菲涅尔透镜结构层106的所述三棱柱透镜沿水平方向排列时，所述线性三角形结构层104的所述三棱柱结构的排列方向与所述线性菲涅尔透镜结构层106的所述三棱柱透镜垂直。同样，环境光线F从投影屏幕20上方入射到反射层105上，在反射层105上发生镜面反射，被阻挡反射到观看区域外，得到观看区域外的光线E1,远离观看区域。
[0058] 如图18所示，本发明实施提供一种投影系统10，包括投影装置T和基于所述投影装置输出的投影光束E进行成像显示的投影屏幕20，所述投影屏幕包括沿厚度方向依次设置的反射层105、线性三角形结构层104、基材层108、线性菲涅尔透镜结构层106、填充层107、成像粒子层100和抗划伤层130，所述线性三角形结构层104由一排排相互排列的三棱柱结构组成，所述线性三角形结构层104在厚度方向上的横截面为一排排相互排列的三角形，所述三棱柱结构的一个侧面附着在所述基材层108表面，所述反射层设置在所述三棱柱结构的另外两个侧面上；所述线性菲涅尔透镜结构层106由若干一排排相互排列的三棱柱透镜组成，所述线性菲涅尔透镜结构层106的所述三棱柱透镜沿水平方向排列，所述线性三角形结构层104的所述三棱柱结构与所述三棱柱透镜的排列方向垂直。
[0059] 投影装置T发出的投影光束E 入射到投影屏幕20的表面，在空气与抗划伤层130的界面发生折射进入抗划伤层130内部，投影光束E传输方向偏向水平方向；投影光束E继续传输到达所述抗划伤层130与成像元件层100的界面再被折射，传输方向继续偏向水平方向；进一步地，在投影光束E传输到成像元件层100与填充层107的界面，再次折射，投影光束E方向几乎被折射到平行于水平方向；投影光束E再依次进入到线性菲涅尔透镜结构层106、基材层108和线性三角形结构层104；经反射层105反射，再依次经过所述线性三角形结构层
104、所述基材层108、所述线性菲涅尔透镜结构层106、所述填充层107、所述成像元件层100和所述抗划伤层130,得到反射到观众G观看区域内的光线E2，保证了所述投影屏幕20的成像效果，增大了应用的投影屏幕20的视角。通过所述线性菲涅尔透镜结构层106、所述线性三角形结构层104以及反射层105的设置，共同控制投影光束E的传输方向，减少投影光束E被反射到观众G能够看到的视场之外，有效提升投影屏幕的显示亮度，减少投影屏幕的表面反射，进而降低整个投影系统10的能耗。
104、所述基材层108、所述线性菲涅尔透镜结构层106、所述填充层107、所述成像元件层100和所述抗划伤层130,得到反射到观众G观看区域内的光线E2，保证了所述投影屏幕20的成像效果，增大了应用的投影屏幕20的视角。通过所述线性菲涅尔透镜结构层106、所述线性三角形结构层104以及反射层105的设置，共同控制投影光束E的传输方向，减少投影光束E被反射到观众G能够看到的视场之外，有效提升投影屏幕的显示亮度，减少投影屏幕的表面反射，进而降低整个投影系统10的能耗。
[0060] 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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