CN102667618A - 具有高对比度的正投影屏幕 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光漫射光学构造。该光学构造包括对称光学漫射器，所述对称光学漫射器以第一视角AH沿着第一方向散射光并且以第二视角A_V沿着与第一方向正交的第二方向散射光，其中，A_V基本等于A_H。该对称光学漫射器包括光学透明的第一层和多个随机布置的光学透明微珠，光学透明微珠部分嵌入在第一层中，使微珠的一些部分暴露。该光学构造还包括镜面反射器，该镜面反射器反射没有被对称光学漫射器散射的光。所述镜面反射器对于0度的入射角在可见范围内具有第一平均反射率R_o以及对于60度的入射角在可见范围内具有第二平均反射率R₆₀。R_o/R₆₀为至少1.5。该光学构造还包括吸光层，该吸光层吸收没有被所述镜面反射器反射的光。

Description

具有高对比度的正投影屏幕

技术领域

本发明整体涉及投影屏幕。本发明尤其适用于具有高光学增益和对比度的对称正投影屏幕。

背景技术

显示装置通常向观众呈现信息。就显示器的各种特性方面来描述显示器的性能。一种这样的特性是显示器吸收源自各种光源（诸如房间中或街道上的灯泡或太阳）的环境光的能力。通常，入射到显示器上并没有被显示器吸收的环境光叠加在所呈现的信息上，从而导致图像对比度降低。由于环境光导致对比度降低通常被称为“偏白现象(washout)”。在环境光非常亮的应用中，尤为关注偏白现象。例如，在室外应用中，来自太阳的环境光可以大大降低显示器对比度，从而观众难以察觉到所呈现的信息。显示器（如，机动车辆中用到的仪表板）尤其容易由于太阳光而出现偏白现象。通常，将显示器置于外壳中，以减少到达显示器的环境光。通常，将外壳制成黑色，以通过减少外壳反射的光量来进一步减少偏白现象。

显示器的另一种特性是视角。通常理想的是，容易沿着水平方向和垂直方向在预定的视角范围内观看到所呈现的信息。当一种显示特性改进时，一种或多种其它显示特性通常劣化。结果，为了最好地满足给定显示应用的性能标准，在显示装置中进行某些权衡。因此，仍然需要整体性能提高同时满足最小性能标准的显示器。

发明内容

总体上，本发明涉及投影屏幕。本发明还涉及可以显示具有高亮度和对比度的图像的投影系统。

在一个实施例中，一种光漫射光学构造包括对称光学漫射器，所述对称光学漫射器以第一视角AH沿着第一方向散射光并且以等于A_H的第二视角A_V沿着与第一方向正交的第二方向散射光。所述对称光学漫射器包括第一层和多个微珠，这些微珠部分嵌入在所述第一层中，使微珠的一些部分暴露。该光学构造还包括反射器，所述反射器反射没有被所述对称光学漫射器散射的光并且对于0度的入射角在可见范围内具有第一平均反射率R_o以及对于60度的入射角在可见范围内具有第二平均反射率R₆₀。R_o/R₆₀为至少1.5。该光学构造还包括吸收没有被所述镜面反射器反射的光的吸光层。在一些情况下，A_H/A_V不大于1.2或不大于1.1。在一些情况下，所述第一层的平均光学透射率不小于70%或不小于80%。在一些情况下，所述微珠的平均光学透射率不小于70%或不小于80%。在一些情况下，所述微珠大体是球形的。在一些情况下，所述微珠的折射率范围为1.3至3.2、或1.4至2.5、或1.4至2。在一些情况下，所述微珠的折射率和所述第一层的折射率之差不大于0.05、或不大于0.03、或不大于0.02。在一些情况下，所述对称光学漫射器基本是偏振不敏感的。在这种情况下，两个相互正交的偏振入射光的所述对称光学漫射器的增益曲线相差不超过10%、或不超过5%。在一些情况下，可见波长下的所述镜面反射器的镜面反射率与总反射率之比不小于0.7、或不小于0.8、或不小于0.9。在一些情况下，R_o/R₆₀为至少1.7、或至少2。在一些情况下，所述镜面反射器包括可见范围内的基本平坦的反射谱。在一些情况下，所述镜面反射器的蓝色波长下的反射率与红色波长下的反射率之比的范围为0.8至1.2、或0.9至1.1。在一些情况下，一种正投影屏幕包括所述光漫射光学构造。在一些情况下，一种投影系统包括：一个或多个成像装置，所述成像装置将图像投影到显示平面上；和所述光漫射光学构造，所述光漫射光学构造位于所述显示平面中。在这种情况下，所述一个或多个成像装置的输出光可以是偏振或未偏振的。

在另一个实施例中，一种光漫射光学构造包括对称光学漫射器，所述对称光学漫射器包括多个随机布置的微透镜。光学漫射器以第一视角AH沿着第一方向散射光并且以等于A_H的第二视角A_V沿着与第一方向正交的第二方向散射光。所述光学构造还包括镜面反射器，所述镜面反射器反射没有被所述对称光学漫射器散射的光。所述反射器对于0度的入射角在可见范围内具有第一平均反射率R_o以及对于60度的入射角在可见范围内具有第二平均反射率R₆₀。R_o/R₆₀之比为至少1.5。所述光学构造还包括吸光层，所述吸光层吸收没有被所述镜面反射器反射的光。在一些情况下，所述多个随机布置的微透镜包括部分嵌入在第一层中并且部分暴露的多个随机布置的颗粒。

在另一个实施例中，一种投影系统包括图像投影光源，所述光源沿着第一方向将图像光投影到图像平面上。所述第一方向与水平方向成角度θ₁。所述投影系统还包括环境光源，所述环境光源沿着第二方向发射环境光，所述第二方向与所述水平方向成角度θ₂。所述投影系统还包括对称光学漫射器，所述光学漫射器置于所述图像平面内并且沿着所述水平方向具有第一视角A_H并且沿着垂直方向具有第二视角A_V。A_H等于A_V。A_V/2大于θ₁且小于θ₂。所述投影系统还包括镜面反射器，所述镜面反射器反射没有被所述对称光学漫射器散射的光并且对于θ₁的入射角在可见范围内具有第一平均反射率R₁以及对于θ₂的入射角在可见范围内具有第二平均反射率R₂，R₁/R₂为至少1.5。

附图说明

结合附图对本发明的各种实施例所做的以下详细描述将有利于更完整地理解和体会本发明，其中：

图1是投影系统的示意性侧视图；

图2是投影屏幕的水平增益曲线和垂直增益曲线的示意图；

图3是投影系统的示意性侧视图；

图4是光学漫射器的示意性侧视图；

图5是结构化表面的示意性俯视图；

图6是另一个光学漫射器的示意性侧视图；

图7是光学构造的示意性侧视图。

在本说明书中，多个附图中使用的相同附图标记是指具有相同或类似性质和功能的相同或类似的元件。

具体实施方式

本发明整体涉及投影屏幕。本发明所公开的投影屏幕具有对称的视角并且能够显示具有高对比度、高亮度和高光学增益的图像。在一些情况下，本发明所公开的投影屏幕将所需光（如，来自图像投影器的光）重新导向观众，并且重新引导不需要的光（如，来自环境光源的光）背离观众。本发明所公开的屏幕尤其利于户外或光线充足环境下使用的显示装置。

本发明所公开的屏幕利用不同的机制来增强图像亮度并吸收环境光。投影屏幕装配有角度敏感镜面反射器，该反射器对较小的入射角具有高反射率而对较大的入射角具有低反射率。图像射线通常具有较小的入射角并且被镜面反射器反射。另一方面，环境光线通常具有较大的入射角并且被镜面反射器透射并且被吸光层吸收。通过选择性反射所需的图像射线并且透射不需要的环境光线，本文所公开的屏幕提供具有高亮度和对比度的图像。

图1是总体限定三个对角轴线x、y和z的投影系统100的示意性侧视图。投影系统100包括图像投影光源110、环境光源140和光漫射光学构造190，该光漫射光学构造包括对称光学漫射器170、大体镜面反射器150和吸光层160。

图像投影光源110将大体沿着第一方向112的图像光111投影到图像平面120上。第一方向112与沿着x轴的水平方向130成角度θ₁。在一些情况下，角度θ₁基本上等于零。在这种情况下，角度θ₁小于20度、或小于15度、或小于10度、或小于5度、或小于3度。

环境光源140大体沿着第二方向142发射环境光141，该第二方向与水平方向130成角度θ₂。在一些情况下，角度θ₂大体大于角度θ₁。在这种情况下，角度θ₂比角度θ₁大至少20度、或至少30度、或至少40度、或至少50度、或至少60度、或至少70度。在一些情况下，角度θ₂大于40度、或大于50度、或大于60度、或大于70度。

对称光学漫射器170将入射光沿着不同方向对称散射。例如，对称光学漫射器170将光沿着平行于x方向的水平方向130以及沿着平行于y方向的垂直方向132对称散射光。图2是沿着相互正交的水平方向和垂直方向的对称光学漫射器170相应的水平增益曲线210和垂直增益曲线220的示意图。对称光学漫射器170具有对应于同轴或零视角的最大增益g_o和限定水平视角A_H(215)和垂直视角A_V(245)的半最大增益g₁=g_o/2，该水平视角等于A_H1-A_H2并且该垂直视角等于A_V1-A_V2。A_H1和A_H2可以分别被称为正水平视角和负水平视角，并且A_V1和A_V2可以分别被称为正垂直视角和负垂直视角。在图2的示例性增益图中，增益曲线210和220都关于同轴观看方向对称。大体上，增益曲线210和220可以关于同轴观看方向对称或者可以不关于同轴观看方向对称。例如，在一些情况下，与正视角的半亮度视角对应的正视角A_H1可以不同于与负视角的半亮度视角对应的负视角A_H2。

重新参考图1，光学漫射器170是对称光学漫射器，这意味着视角A_H和A_V基本相等，从而意味着A_H和A_V之差小于10度、或小于8度、或小于6度、或小于5度、或小于4度、或小于2度。在一些情况下，对称光学漫射器170对于第一视角A_H沿着第一方向（如，水平方向）散射光，并且对于第二视角A_V沿着与第一方向正交的第二方向（如，垂直方向）散射光，其中，A_H/A_V和A_V/A_H这两个比值中大的那个比值不大于1.1、或不大于1.08、或不大于1.06、或不大于1.04、或不大于1.02。

对称光学漫射器170沿着垂直方向132置于图像平面120中。对称漫射器170接收图像光111并且散射图像光，以形成大体沿着第二方向114传播的散射图像光113。在一些情况下，方向112和114关于x轴对称。在这种情况下，第二方向114与水平方向130成角度θ₁。在一些情况下，散射图像光113具有垂直图像光锥115，该光锥包括或覆盖与水平方向130成角度α_V的所需观看位置180。

对称漫射器170接收环境光141并且散射环境光，以形成大体沿着第四方向144传播的散射环境光143。在一些情况下，方向142和144关于水平方向130对称。在这种情况下，第四方向144与水平方向130成角度θ₂。在一些情况下，散射环境光143具有不包括或者不覆盖所需观看位置180的垂直环境光锥145。

在一些情况下，观看位置180包括在或者位于垂直图像光锥115内，但是不包括或者不位于垂直环境光锥145内。在这种情况下，观看位置180处的观众可以看到具有高对比度的图像，此时图像没有包括源自环境光源140的环境光或者包括极少的环境光。在一些情况下，对称漫射器170的视角足够大，以致于垂直图像光锥115包括或者覆盖观看位置180，并且足够小，以致于垂直环境光锥145不包括观看位置180。

在一些情况下，例如，当角度α_V基本等于0（如图3中示意性示出）时，对称漫射器170散射的图像光到达观看位置180，并且漫射器散射的环境光背离观看位置传播。在这种情况下，漫射器170的半垂直视角(A_V/2)大于θ₁且小于θ₂。在这种情况下，观看位置180处的观众观察到对比度增强的所显示的图像。

反射器150反射不被光学漫射器170散射的图像光155。在一些情况下，反射器150基本上是镜面反射器。在这种情况下，反射器150反射的全部光中的绝大部分被镜面反射，被反射的全部光中只有一小部分被漫射地反射。例如，在这种情况下，在可见波长下，发射器150的镜面发射率与总发射率之比为至少0.7、或至少0.75、或至少0.8、或至少0.85、或至少0.9、或至少0.95，其中，可见波长可以是电磁光谱的可见范围内的任何波长。在一些情况下，可见范围为400nm至690nm、或410nm至680nm、或420nm至670nm。

反射器150将图像光155沿着与水平方向成θ₁的第五方向152镜面反射，使之为反射的图像光151。反射器150反射不被光学漫射器170散射的环境光156。反射器150沿着与水平方向成角度θ₂的第六方向154反射环境光156，使之为反射的环境光153。在一些情况下，观看位置180、图像投影光源110和环境光源140的位置使得观看位置180处的观众接收并观看到反射的图像光151而非反射的环境光153。在这种情况下，镜面反射器150将不被对称光学漫射器170散射的图像光155向着观看位置反射，并且反射不被对称光学漫射器170散射的环境光156，使之背离观看位置。在这种情况下，位于观看位置180处的观众可以观看到对比度提高的图像。

在一些情况下，随着入射角的增大，镜面反射器150的反射率没有变化，或者变化非常小。在这种情况下，镜面反射器150对于为θ₁的入射角，在可见范围内，具有第一平均反射率R₁并且对于为θ₂的入射角，在可见范围内，具有第二平均反射率R₂，其中，R₁和R₂之差不大于10%、或不大于5%、或不大于2%。在一些情况下，角度θ₁为0，并且角度θ₂为45度。在一些情况下，角度θ₁为0，并且角度θ₂为60度。

在一些情况下，随着入射角的增大，镜面反射器150的反射率发生变化，例如，反射率减小。在一些情况下，例如，当角度θ₁大体小于角度θ₂，其反射率随着入射角增大而减小的反射器150可以提高呈现于观看位置（如，观看位置180）的图像的对比度。在一些情况下，镜面反射器150对于为θ₁的入射角，在可见范围内，具有第一平均反射率R₁并且对于为θ₂的入射角，在可见范围内，具有第二平均反射率R₂，其中，R₁/R₂之比为至少1.2、或至少1.4、或至少1.5、或至少1.6、或至少1.8、或至少2、或至少2.5、或至少3。在一些情况下，角度θ₁为0并且角度θ₂为45度。在一些情况下，角度θ₁为0并且角度θ₂为60度。

在一些情况下，镜面反射器150可以在电磁光谱的区域（如，可见区域）中具有基本平坦的反射谱。例如，在这种情况下，在可见范围内，镜面反射器的反射率变化不超过20%、或不超过15%、或不超过10%、或不超过5%。在一些情况下，蓝色波长（如，440nm）下反射器150的反射率与红色波长（如，620nm）下的反射率之比为0.8至1.2的范围，或者0.9至1.1的范围。

通常，镜面反射器150可以是任何在应用中可能理想和/或实际的镜面反射器。例如，镜面反射器150可以是铝质膜、多层无机介电膜或多层聚合物反射膜，如得自3M公司(St.Paul,Minnesota)的反射偏振膜或VikuitiESR膜。

吸光层160可以通过吸收没有被镜面反射器150反射的环境光161和环境光162来提高所显示图像的对比度。吸光层160可以包含任何在应用中可能理想和/或实际的吸光材料。例如，层160可以包含分散在粘结剂材料中的炭黑、吸光染料（如，黑色染料或其它暗色染料）、吸光颜料或其它暗色颜料、或不透明颗粒。合适的粘结剂包括热塑性塑料、辐射固化性或热固性丙烯酸酯、环氧树脂、有机硅基材料或其它合适的粘结剂材料。在一些情况下，在可见范围内，吸光层160的光学吸收系数为至少0.1每微米、或至少0.2每微米、或至少0.4每微米、或至少0.6每微米。

在一些情况下，光学构造190包括可选的基板185。在一些情况下，基板185可以主要对光学构造中的其它组件提供支承。在一些情况下，基板185可以提供一个或多个额外的光学功能。例如，基板185可以是或者可以包括光学漫射器、宽带吸光器、吸收型偏振器、反射型偏振器或具有应用中可能理想的功能的任何其它膜。基板185可以是可能适用于应用和/或在应用中实践的任何材料，如，聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚氯乙烯(PVC)、聚碳酸酯、丙烯酸类树脂、铝片和玻璃及它们的复合物。

通常，在可能有利的是对称散射光的任何应用中，可以采用光学构造190。例如，光学构造190可以是正投影屏幕或者可以是其一部分。

图像投影光源110包括成像装置并且将装置形成的图像投影到显示器或图像平面120上。投影仪110的输出光111可以具有在应用中可能理想的任何偏振。例如，在一些情况下，输出光111基本上未偏振。在这种情况下，具有第一偏振态的输出光111的强度与具有第二偏振态的输出光的强度之比的范围为0.8至1.2、或0.85至1.15、或0.9至1.1、或0.95至1.05，第二偏振态垂直于第一偏振态。在一些情况下，例如，输出光111基本上沿着第一方向偏振。在这种情况下，具有第一偏振态的输出光111的强度与具有正交偏振态的输出光的强度之比为至少100、或至少500、或至少1000。在一些情况下，输出光110包括偏振态的混合。例如，在一些情况下，输出光110可以包括红光、绿光和蓝光，其中，蓝光和红光具有一个偏振态并且绿光具有正交偏振态。

通常，图像投影光源110可以包括任何成像装置。例如，成像装置可以是反射型显示器、透射型显示器或发射型显示器、或者不同显示类型的组合如透反射型显示器。例如，在一些情况下，反射型成像装置可以包括液晶阵列或数字微镜阵列，如，得自Texas Instruments有限公司的数字光处理器(DLP)。

通常，对称光学漫射器170可以是在应用中可能理想和/或实际的任何对称漫射器。例如，对称漫射器170可以是体漫射器和/或表面漫射器。例如，可以通过将客体材料的小颗粒掺入或分散在主体材料中来实现体漫射，其中，客体材料和主体材料具有不同的折射率。例如，可以通过使漫射器的表面粗糙来实现表面漫射。在一些情况下，漫射器170是体漫射器并且客体材料和主体材料的折射率之差为至少0.01、或至少0.02、或至少0.03、或至少0.04。

在一些情况下，对称光学漫射器170可以基本上是对偏振不敏感的。在这种情况下，沿着给定方向（如，水平方向）的两个相互正交偏振入射光的对称光学漫射器的增益曲线（如，水平增益曲线210）基本上相同。例如，在这种情况下，沿着水平方向的两个相互正交偏振入射光的水平增益曲线210相差不超过15%、或不超过10%、或不超过5%。作为另一个例子，沿着垂直方向的两个相互正交偏振入射光的垂直增益曲线220相差不超过15%、或不超过10%、或不超过5%。

在一些情况下，对称光学漫射器170可以包括结构化的表面或层。结构化的层可以包括随机布置的结构，这些结构具有在应用中可能理想的任何形状。示例性的形状包括平面、凹面、凸面、球面、非球面、菲涅耳面、椭球体、原纤、衍射和小平面形状。例如，图4是包括结构化表面410的对称光学漫射器470的示意性侧视图，该结构化表面包括多个随机布置的结构或光学透镜，如微透镜420。在一些情况下，结构420可以具有不同形状。例如，一些结构（如，结构430）可以具有弯曲的小平面，并且一些结构（如，结构440）可以具有平坦的小平面。在一些情况下，至少一些结构420可以是变形的，例如，用于改变图像投影光源110投影的图像的长宽比。在一些情况下，变形的透镜或结构可以是或者可以包括细长（如，圆柱形）透镜。在一些情况下，对称光学漫射器170可以包括随机布置的细长光学透镜阵列，如，随机布置的圆柱形透镜阵列。例如，图5是与结构化表面410类似的结构化表面510的示意性俯视图，该结构化表面包括多个随机布置并取向的小透镜520。每个小透镜具有a₁的宽度、a₂的长度和a₂/a₁的长宽比。在一些情况下，长宽比的范围为1.5至200、或2至100、或2至50、或2至25。结构化表面510是对称光学漫射器，意味着该表面将光沿着两个相互正交方向对称地散射。

在一些情况下，对称光学漫射器170是体漫射器并且包括在第二材料内随机布置并取向的第一材料的多个细长结构或颗粒，其中，这两种材料具有不同的折射率。在一些情况下，细长颗粒的长度范围为50nm至100微米、或100nm至50微米、或200nm至10微米。在一些情况下，细长颗粒的长宽比范围为5:1至1000:1、或10:1至200:1、或20:1至50:1。

图6是与光学漫射器170类似的对称光学漫射器670的示意性侧视图，该光学漫射器包括基板610、位于基板上的光学透明的第一层620和部分嵌入在第一层中的多个随机布置的光学透明微珠630。基板610是基本光学透明的，意味着第一层的平均光学透射率不小于60%、或不小于70%、或不小于80%、或不小于90%。微珠630是基本光学透明的，意味着微珠的平均光学透射率不小于60%、或不小于70%、或不小于80%、或不小于90%。

微珠630可以具有在应用中可能理想的任何形状。例如，在一些情况下，微珠630可以是任何三维的曲线或线性主体。例如，在一些情况下，微珠620可以大体是球形或球体、类球体或椭圆体。在一些情况下，微珠630的折射率范围为1.3至3.2、或1.3至3、或1.4至3、或1.4至2.5、或1.4至2.3、或1.4至2.1、或1.4至2。在一些情况下，微珠和第一层具有基本相等的折射率。例如，在这种情况下，微珠的折射率和第一层的折射率之差不大于0.05、或不大于0.04、或不大于0.03、或不大于0.02、或不大于0.01。微珠630可以具有在应用中可能理想的任何直径或直径范围。在一些情况下，微珠630的平均直径不小于2微米、或不小于4微米、或不小于5微米、或不小于6微米、或不小于8微米、或不小于10微米、或不小于15微米、或不小于20微米。在一些情况下，微珠630的直径范围为1微米至100微米、或2微米至80微米、或2微米至60微米、或2微米至60微米、或5微米至50微米、或5微米至40微米、或5微米至30微米、或5微米至20微米。

在一些情况下，光学构造190是一体化构造，意味着该构造中的各个组件通过（例如）一个或多个粘合剂层相互粘附。

用以下实例进一步示出本发明所公开的系统和构造的一些优点。这个实例中叙述的具体材料、量和尺寸以及其它条件和细节不应该被理解为不当地限制本发明。

实例1：

构造光学构造700，在图7中示出其示意性侧视图。该光学构造包括：吸光层160；镜面反射器150，所述镜面反射器通过第一光学粘合剂层710层合于吸光层；以及对称光学漫射器670，所述对称光学漫射器通过第二光学粘合剂层720层合于镜面反射器。第一光学粘合剂层和第二光学粘合剂层包括得自3M公司(St.Paul,Minnesota)的光学透明粘合剂OCA-8171。吸光层160是吸光黑膜（ScotchCal Graphic Film 7725，得自3M公司(St.Paul,Minnesota)）。

镜面反射器150是得自3M公司(St.Paul,Minnesota)的窄带镜面反射膜(c-ESR)镜面反射器对垂直入射的400nm至700nm的波长范围的反射率为99%。在可见范围内，镜面反射器对于0度入射角的平均反射率和对于60度入射角的平均反射率之比为1.7。

对称光学漫射器670中的基板610的平均光学透射率为95%。第一层620具有1.49的折射率、90%的平均光学透射率和10微米的平均厚度。微珠630大体是球形并且具有1.49的折射率、90%的平均光学透射率和8微米的平均直径。微珠随机布置并部分嵌入在第一层620中，使微珠的一些部分暴露。光学构造700具有2.9的同轴光学增益。光学构造的总光学反射率比反射性朗伯漫射器大42%。光学构造具有54度的水平视角和54度的垂直视角。光学构造吸收300勒的环境光的43%。

项1，一种光漫射光学构造，包括：

对称光学漫射器，所述对称光学漫射器以第一视角AH沿着第一方向散射光并且以等于A_H的第二视角A_V沿着与第一方向正交的第二方向散射光，所述对称光学漫射器包括：光学透明的第一层；和多个随机布置的光学透明微珠，所述微珠部分嵌入在所述第一层中；

基本镜面反射器，所述基本镜面反射器反射没有被所述对称光学漫射器散射的光并且对于0度的入射角在可见范围内具有第一平均反射率R_o对于60度的入射角在可见范围内具有第二平均反射率R₆₀，R_o/R₆₀为至少1.5；以及

吸光层，所述吸光层吸收没有被所述镜面反射器反射的光。

项2是项1所述的光漫射光学构造，其中A_H/A_V不大于1.2。

项3是项1所述的光漫射光学构造，其中A_H/A_V不大于1.1。

项4是项1所述的光漫射光学构造，其中所述第一层的平均光学透射率不小于70%。

项5是项1所述的光漫射光学构造，其中所述第一层的平均光学透射率不小于80%。

项6是项1所述的光漫射光学构造，其中所述微珠的平均光学透射率不小于70%。

项7是项1所述的光漫射光学构造，其中所述微珠的平均光学透射率不小于80%。

项8是项1所述的光漫射光学构造，其中所述微珠大体是球形。

项9是项1所述的光漫射光学构造，其中所述微珠的折射率范围为1.3至3.2。

项10是项1所述的光漫射光学构造，其中所述微珠的折射率范围为1.4至2.5。

项11是项1所述的光漫射光学构造，其中所述微珠的折射率范围为1.4至2。

项12是项1所述的光漫射光学构造，其中所述微珠的折射率和所述第一层的折射率之差不大于0.05。

项13是项1所述的光漫射光学构造，其中所述微珠的折射率和所述第一层的折射率之差不大于0.03。

项14是项1所述的光漫射光学构造，其中所述微珠的折射率和所述第一层的折射率之差不大于0.02。

项15是项1所述的光漫射光学构造，其中所述对称光学漫射器基本是偏振不敏感的。

项16是项15所述的光漫射光学构造，其中两个相互正交的偏振入射光的所述对称光学漫射器的增益曲线相差不超过10%。

项17是项15所述的光漫射光学构造，其中两个相互正交的偏振入射光的所述对称光学漫射器的增益曲线相差不超过5%。

项18是项1所述的光漫射光学构造，其中可见波长下的所述基本镜面反射器的镜面反射率与总反射率之比不小于0.7。

项19是项1所述的光漫射光学构造，其中可见波长下的所述基本镜面反射器的镜面反射率与总反射率之比不小于0.8。

项20是项1所述的光漫射光学构造，其中可见波长下的所述基本镜面反射器的镜面反射率与总反射率之比不小于0.9。

项21是项1所述的光漫射光学构造，其中R_o/R₆₀为至少1.7。

项22是项1所述的光漫射光学构造，其中R_o/R₆₀为至少2。

项23是项1所述的光漫射光学构造，其中所述基本镜面反射器包括可见范围内的基本平坦的反射谱。

项24是项23所述的光漫射光学构造，其中所述基本镜面反射器的蓝色波长下的反射率与红色波长的反射率之比为0.8至1.2。

项25是项23所述的光漫射光学构造，其中所述基本镜面反射器的蓝色波长下的反射率与红色波长下的反射率之比为0.9至1.1。

项26是一种正投影屏幕，所述正投影屏幕包括项1所述的光漫射光学构造。

项27是一种投影系统，所述投影系统包括：一个或多个成像装置，所述成像装置将图像投影到显示平面上；和项1所述的光漫射光学构造，所述光学构造位于所述显示平面中。

项28是项27所述的投影系统，其中所述一个或多个成像装置的输出光基本上是未偏振的。

项29是项27所述的投影系统，其中所述一个或多个成像装置包括数字微镜阵列。

项30是项27所述的投影系统，其中所述一个或多个成像装置包括液晶阵列。

项31是一种光漫射光学构造，包括：

对称光学漫射器，所述对称光学漫射器包括多个基本随机布置的微透镜以第一视角AH沿着第一方向散射光并且以等于A_H的第二视角A_V沿着与所述第一方向正交的第二方向散射光；

基本镜面反射器，所述基本镜面反射器反射没有被所述对称光学漫射器散射的光并且对于0度的入射角在可见范围内具有第一平均反射率R_o对于60度的入射角在可见范围内具有第二平均反射率R₆₀，R_o/R₆₀为至少1.5；以及

吸光层，所述吸光层吸收没有被所述镜面反射器反射的光。

项32是项31所述的光漫射光学构造，其中所述多个基本随机布置的微透镜包括部分嵌入在第一层中的多个基本随机布置的颗粒。

项33是一种投影系统，包括：

图像投影光源，所述图像投影光学沿着第一方向将图像光投影到图像平面上，所述第一方向与水平方向成角度θ₁；

环境光源，所述环境光学沿着第二方向发射环境光，所述第二方向与所述水平方向成角度θ₂；

对称光学漫射器，所述对称光学漫射器置于所述图像平面内并且沿着所述水平方向具有第一视角A_H并且沿着与所述水平方向正交的垂直方向具有第二视角A_V，A_H等于A_V，A_V/2大于θ₁且小于θ₂；以及

基本镜面反射器，所述基本镜面反射器反射没有被所述对称光学漫射器散射的光并且对于θ₁的入射角在可见范围内具有第一平均反射率R₁以及对于θ₂的入射角在可见范围内具有第二平均反射率R₂，R₁/R₂为至少1.5。

如本文所使用的，术语如“垂直”、“水平”、“上方”、“下方”、“左”、“右”、“上”和“下”、“前”和“后”、“顺时针”和“逆时针”和其它类似术语是指如图中所示的相对位置。通常，物理实施例可以具有不同的取向，并且在这种情况下，这些术语旨在指修改成装置实际取向的相对位置。例如，即使图1的构造与图中的取向相比旋转了90度，箭头方向130仍然被视为是沿着“水平”方向。

以上引用的所有的专利、专利申请以及其它出版物均以如同全文复制的方式引入本文以供参考。虽然以上详细描述了本发明的具体实例来帮助说明本发明的各种方面，但是应该理解，其目的不在于将本发明限于实例的具体方式。确切地讲，其目的在于覆盖落入所附权利要求书限定的本发明的精神和范围内的所有修改形式、实施例和替代形式。

Claims (9)

1.一种光漫射光学构造，包括：

对称光学漫射器，所述对称光学漫射器以第一视角A_H沿着第一方向散射光并且以等于A_H的第二视角A_V沿着与所述第一方向正交的第二方向散射光，所述对称光学漫射器包括：

光学透明的第一层；和

多个随机布置的光学透明微珠，所述微珠部分嵌入在所述第一层中；

基本镜面反射器，所述基本镜面反射器反射没有被所述对称光学漫射器散射的光，并且对于0度的入射角在可见范围内具有第一平均反射率R_o，对于60度的入射角在可见范围内具有第二平均反射率R₆₀，R_o/R₆₀为至少1.5；以及

吸光层，所述吸光层吸收没有被所述镜面反射器反射的光。

2.根据权利要求1所述的光漫射光学构造，其中A_H/A_V不大于1.2。

3.根据权利要求1所述的光漫射光学构造，其中所述第一层的平均光学透射率不小于70%。

4.根据权利要求1所述的光漫射光学构造，其中所述微珠的折射率范围为1.4至2.5。

5.根据权利要求1所述的光漫射光学构造，其中所述微珠的折射率和所述第一层的折射率之差不大于0.03。

6.根据权利要求1所述的光漫射光学构造，其中两个相互正交的偏振入射光的所述对称光学漫射器的增益曲线相差不超过10%。

7.根据权利要求1所述的光漫射光学构造，其中R_o/R₆₀为至少2。

8.一种光漫射光学构造，包括：

对称光学漫射器，所述对称光学漫射器包括多个随机布置的微透镜，以第一视角A_H沿着第一方向散射光，并且以等于A_H的第二视角A_V沿着与所述第一方向正交的第二方向散射光；

基本镜面反射器，所述基本镜面反射器反射没有被所述对称光学漫射器散射的光并且对于0度的入射角在可见范围内具有第一平均反射率R_o以及对于60度的入射角在可见范围内具有第二平均反射率R₆₀，R_o/R₆₀为至少1.5；以及

吸光层，所述吸光层吸收没有被所述镜面反射器反射的光。

9.一种投影系统，包括：

图像投影光源，所述图像投影光源沿着第一方向将图像光投影到图像平面上，所述第一方向与水平方向成角度θ₁；

环境光源，所述环境光源沿着第二方向发射环境光，所述第二方向与所述水平方向成角度θ₂；

对称光学漫射器，所述对称光学漫射器置于所述图像平面内并且沿着所述水平方向具有第一视角A_H并且沿着与所述水平方向正交的垂直方向具有第二视角A_V，A_H等于A_V，A_V/2大于θ₁且小于θ₂；

基本镜面反射器，所述基本镜面反射器反射没有被所述对称光学漫射器散射的光并且对于θ₁的入射角在可见范围内具有第一平均反射率R₁以及对于θ₂的入射角在可见范围内具有第二平均反射率R₂，R₁/R₂为至少1.5。

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