CN111538204A - 一种反射型投影屏幕及投影系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种反射型投影屏幕及投影系统，涉及投影显示技术领域。投影系统包括投影装置和上述反射型投影屏幕。本发明提供的反射型投影屏幕包括从观看方向起依次设置的表面功能层、成像功能层和反射功能层，所述表面功能层包括至少一层表面物理层，所述成像功能层包括层叠的至少两层折射率不同的成像物理层，所述反射功能层包括至少两层反射物理层，所述反射物理层包括光学微细结构阵列层、反光材料层。本发明提供的反射型投影屏幕能够减少屏幕外表面投影图像光的反射损失、减少成像功能层内部粒子散射的光能损失，提升投影光能利用率；能够加强对环境光线的吸收，增强屏幕的抗环境光性能；能够抑制激光散斑和环境眩光，提升观看体验。

Description

一种反射型投影屏幕及投影系统

技术领域

本发明涉及投影显示技术领域，具体而言，涉及一种反射型投影屏幕及投影显示系统。

背景技术

投影显示是一种利用光学元件将图像信息的轮廓放大,并将图像信息投射到屏幕上再现的显示技术。投影显示技术目前广泛应用于家庭、办公室、学校和娱乐场所，根据工作方式不同，投影仪主要有LCD、DLP等不同类型；其中智能投影机的出现，将传统庞大的投影机精巧化、便携化、微小化、娱乐化、实用化，使其更加贴近生活和娱乐的发展方向，从而推动投影显示产品走向家电化，成为客厅或卧室观影的主角。

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。投影屏幕是由一系列微细结构组成，可以使投影光束光强和环境光光强在屏幕结构中的传输过程中重新分布，其主要功能是将投影装置发出的投影光束成像给观众观看，有效的遮蔽环境光、合理利用投影装置投射的光能。在投影显示技术日趋成熟、投影装置技术越来越同质化的今天，投影屏幕作为投影图像的载体，其性能的高低决定了观众的视觉体验。

在实际应用中，投影装置通常用于反射式投影应用场景，配合传统的白墙、白塑幕、灰幕等反射型屏幕正向投影使用。传统反射型屏幕主要是通过漫反射、粒子散射等技术原理，将投影机投射的图像光能反射到观看者眼中。经发明人研究发现，此类屏幕很难合理的调制投影装置投射的图像光能在观看区域水平和垂直方向的分布，特别是光能在粒子散射过程中存在明显的光能传输损耗，导致现有技术的投影屏幕及投影系统存在光能利用率低、增益亮度低，以及抗光性能、对比度不佳等缺点。

发明内容

针对上述屏幕存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种能克服现有技术中所存在不足的反射型投影屏幕和投影系统，所述反射型投影屏幕能够减少图像光的反射和定向反射损耗，能够尽可能多的吸收无用的环境光线；不仅可以提升投影屏幕对图像投影光能的利用率，增大投影屏幕的增益以及投影系统的亮度输出，还可以尽可能多的吸收环境光线，增强所述反射型屏幕的抗环境光性能以及提高投影图像画面的对比度。

所述反射型屏幕还能够合理的控制图像投影光能在屏幕内部的传输方向和路径，减少散射粒子的使用，从而减少图像投影光能在屏幕内部传输时的损耗，进一步提升投影屏幕对图像投影光能的利用率，进一步增大投影屏幕的增益以及投影系统的亮度输出。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种反射型投影屏幕，包括从观看方向起沿屏幕厚度方向依次层叠设置的表面功能层、成像功能层和反射功能层；所述表面功能层包括至少一层物理层，所述成像功能层包括层叠的至少两层折射率不同的物理层，所述反射功能层包括至少两层物理层。

在本发明实施例较佳的选择中，在上述反射型投影屏幕中，所述表面功能层包括至少一层物理层；所述表面功能层远离所述成像功能层一侧的表面具有光学薄膜、毛面、表面微透镜阵列光学结构物理层中的至少一种。

在本发明实施例较佳的选择中，在上述反射型投影屏幕中，所述微透镜阵列中的微透镜结构包括圆柱、棱柱，圆台、棱台，圆锥、棱锥，以及圆锥曲线形成的旋转体中的至少一种立体几何体；所述微透镜阵列由玻璃材料或者有机树脂材料形成。

在本发明实施例较佳的选择中，在上述反射型投影屏幕中，所述毛面具有凹凸起伏的表面轮廓，由玻璃材料或者有机树脂材料形成。

在本发明实施例较佳的选择中，在上述反射型投影屏幕中，所述毛面是在由玻璃材料组成的所述光学结构物理层表面通过化学刻蚀方法或研磨法或喷砂法或喷涂纳米材料高温烘烤固化法形成，具有防眩光、消散斑的作用。

在本发明实施例较佳的选择中，在上述反射型投影屏幕中，所述毛面是在由有机树脂材料组成的所述光学结构物理层表面通过涂覆纳米材料形成，具有防眩光、消散斑的作用。

在本发明实施例较佳的选择中，在上述反射型投影屏幕中，所述光学薄膜由减少可见光光线反射和定向反射的可见光减反射光学镀膜层和/或波长选择吸收功能材料层形成。

在本发明实施例较佳的选择中，在上述反射型投影屏幕中，所述可见光减反射光学镀膜层为设置在所述表面功能层远离所述成像功能层一侧表面上的至少一层可见光减反射电解质膜。

所述可见光减反射光学镀膜层能够减少投影图像光中红光、绿光和蓝光波长带宽范围内的光线在所述表面功能层远离所述成像功能层一侧的表面入射时的反射光能量损失，使得尽可能多的投影图像光能进入观看区域，从而具有提高投影入射光能利用率、提高所述反射型屏幕亮度、增益的作用。

受益于投影图像光线入射时反射光能量损失的减少，在屏幕安装位置上方的天花板上形成的反光光斑同时可以得到有效抑制，从而有效的减弱了天花板反光光斑对观看投影图像的干扰，有效改善了观影体验。

在本发明实施例较佳的选择中，在上述反射型投影屏幕中，所述波长选择吸收功能材料层为使投影图像光中的红光、绿光和蓝光波长带宽范围内的光线透过，所述投影图像光中的红光、绿光和蓝光波长带宽范围以外的环境光线被吸收的带通滤光膜、颜料和染料中的至少一种，具有提高所述反射型屏幕抗环境光性能、提高投影显示画面对比度的作用。

在本发明实施例较佳的选择中，在上述反射型投影屏幕中，所述成像功能层包括层叠的至少两层折射率不同的物理层；所述成像功能层中物理层的界面包括毛面、光滑平面和微透镜阵列中的至少一种形貌；所述成像功能层与所述表面功能层之间、所述成像功能层与所述反射功能层之间的界面包括毛面、光滑平面和微透镜阵列中的至少一种形貌。

在本发明实施例较佳的选择中，在上述反射型投影屏幕中，所述成像功能层中的微透镜阵列界面的形貌包括线性柱面镜阵列、线性非球面镜阵列、线性棱镜结构透镜阵列、球冠阵列和椭球阵列中的至少一种。所述线性柱面镜沿屏幕厚度方向的剖面轮廓形状为半圆弧形或者为半圆弧形的局部；所述线性非球面镜沿屏幕厚度方向的剖面轮廓为抛物线、椭圆等圆锥曲线；所述线性棱镜结构透镜沿屏幕厚度方向的剖面轮廓为三角形。

在本发明实施例较佳的选择中，在上述反射型投影屏幕中，所述反射功能层包括至少两层物理层，所述反射功能层中的物理层为光学微细结构阵列层和反光材料层；从所述反射功能层远离成像功能层一侧起沿厚度方向观察，所述光学微细结构阵列层包括若干光学微细结构单元，所述光学微细结构单元排列形状包括圆锥曲线型阵列状或直线型阵列状或反射微透镜阵列状中的至少一种。

在本发明实施例较佳的选择中，在上述反射型投影屏幕中，所述光学微细结构阵列层为同心圆菲涅尔透镜或者抛物线菲涅尔透镜或者椭圆菲涅尔透镜中至少一种。

在本发明实施例较佳的选择中，在上述反射型投影屏幕中，所述光学微细结构阵列层为线性菲涅尔透镜、线性柱面透镜阵列、线性非球面镜阵列、线性棱镜结构透镜阵列、球冠反射微透镜阵列、椭球反射微透镜阵列中的至少一种。所述线性柱面镜沿屏幕厚度方向的剖面轮廓形状为半圆弧形或者为半圆弧形的局部；所述线性非球面镜沿屏幕厚度方向的剖面轮廓为抛物线、椭圆等圆锥曲线；所述线性棱镜结构透镜沿屏幕厚度方向的剖面轮廓为三角形。

在本发明实施例较佳的选择中，在上述反射型投影屏幕中，所述反光材料层设置在所述光学微细结构阵列层远离所述成像功能层一侧的表面；所述反光材料层为镀膜反光材料或者反光涂层材料，所述镀膜反光材料由蒸发镀或溅射镀工艺中至少一种方式制作形成，所述反光涂层材料由喷涂或印刷工艺中至少一种方式制作形成。

在本发明实施例较佳的选择中，在上述反射型投影屏幕中，所述反光材料层远离表面功能层的一侧设置有反光材料保护层，所述反光材料保护层能够防止反光材料层被屏幕外部的硬物划伤、擦伤导致的损坏。

在本发明实施例较佳的选择中，在上述反射型投影屏幕中，所述任意物理层中添加有着色剂和/或扩散粒子材料。

在本发明实施例较佳的选择中，在上述反射型投影屏幕中，所述表面功能层、成像功能层、反射功能层中至少一层上设置有基材层，所述基材层为聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚甲基丙烯酸甲酯或聚碳酸酯或聚乙烯或聚氯乙烯或无机玻璃材料中的至少一种。

在本发明实施例较佳的选择中，在上述反射型投影屏幕中，反射型投影屏幕还可以包括背板层40，背板层40包括粘接层314和背板支撑材料层315。背板支撑材料层315可以是1mm～20mm厚的蜂窝板、实心复合板、发泡板、铝塑板、纤维板、玻璃板中的至少一种。蜂窝板包括铝合金蜂窝板、铁质蜂窝板、玻纤蜂窝板、碳纤蜂窝板；实心复合板包括钢塑板、铝塑板、铁塑板、碳纤复合板、玻纤复合板；发泡板包括有机发泡板、PP发泡板、金属发泡板。背板支撑材料层315有很高平整度和刚性，保证屏幕在长时间使用后不变形或变形量小于5mm。粘接层314位于反射功能层30远离表面功能层10的一侧，用于粘接固定反射型投影屏幕成像功能层20和背板支撑材料层315，以形成具有很高平整度和刚性的硬质屏幕。

本发明所述反射型投影屏幕包括上述的任意一种反射型投影屏幕。

本发明还公开了一种反射型投影系统，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前述反射型投影屏幕；所述反射型投影屏幕包括从观看方向起沿屏幕厚度方向依次层叠设置的表面功能层、成像功能层和反射功能层；所述投影装置位于所述表面功能层远离所述成像功能层一侧的观看区域中。如上所述，根据本发明的反射型投影屏幕和反射型投影系统至少具有如下优点：

(1) 通过所述反射型投影屏幕依次设置的表面功能层、成像功能层和反射功能层，使得所述投影装置输出的图像光入射通过所述表面功能层远离所述成像功能层一侧的表面所具有的光学薄膜、微透镜阵列光学结构物理层时，能够减少图像光的反射和定向反射损耗，能够尽可能多的吸收无用的环境光线；具有提升投影光能利用率，增大投影屏幕的增益以及投影系统的亮度输出的有益效果，还具有尽可能多的吸收环境光线，增强所述反射型屏幕的抗环境光性能以及提高投影图像画面对比度的有益效果。

(2) 通过所述反射型投影屏幕依次设置的表面功能层、成像功能层和反射功能层，使得所述投影装置输出的图像光入射通过所述表面功能层远离所述成像功能层一侧的表面所具有的毛面光学结构物理层时，能够有效抑制环境光反光产生的眩光，以及激光为光源的投影装置的图像光线经过屏幕后产生的散斑；具有防眩光、消散斑的有益效果。

(3) 通过所述反射型投影屏幕依次设置的表面功能层、成像功能层和反射功能层，使得所述投影装置输出的图像光入射、出射通过所述成像功能层中层叠设置的具有毛面或光滑平面或微透镜阵列的至少两层折射率不同的物理层的界面时，所述界面能够合理调控图像光的传播方向和路径，并且将投影的图像光能在观看区域的空间内合理的分布。从而减少散射粒子的使用，减少图像投影光能在屏幕内部传输时的粒子散射损耗。具有进一步提升所述反射型投影屏幕对图像投影光能的利用率，进一步增大所述反射型投影屏幕的增益以及投影系统的亮度输出，实现更好的投影显示效果的有益效果。

(4) 通过所述成像功能层中至少两层折射率不同的物理层界面参数的巧妙设置，所述反射型投影屏幕可获得更大可视角度、亮度均匀性性能的有益效果。

应当理解，本发明的有益效果不限于上述效果，而可以是本文中说明的任何有益效果。

以下将结合附图对本发明各实施例的技术方案进行清楚、完整的描述，为了便于描述和理解，部分附图未图示出所述反射型投影屏幕全部的功能层或物理层，部分附图将屏幕紧密相连的物理层及相邻界面进行了拆分图示，并不代表本发明所提供的反射型屏幕的实际形态。

需要强调的是，附图中的所有尺寸仅是示意性的并且不一定是按照真实比例图示的，因而不具有限定性。例如，应当理解，图示出投影屏幕中的各物理层中各种微结构的大小、厚度、厚度比例以及角度并不是按照实际的尺寸和比例示出的，仅是为了图示方便。也不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。

附图说明

图1是本发明提供的反射型投影屏幕示意图；

图2是本发明实施例提供的一种具有微透镜阵列物理层的表面功能层示意图；

图3是本发明实施例提供的一种具有毛面物理层的表面功能层示意图；

图4是本发明实施例提供的一种具有减反射光学镀膜物理层的表面功能层示意图；

图5是本发明实施例提供的一种具有波长选择吸收功能材料物理层的表面功能层示意图；

图6是本发明实施例提供的一种具有同心圆菲涅尔透镜的光学微细结构阵列层示意图；

图7是本发明实施例提供的一种具有线性菲涅尔透镜的光学微细结构阵列层示意图；

图8是本发明实施例提供的具有镀膜反光材料的反光材料层示意图；

图9是本发明实施例提供的具有反光涂层材料的反光材料层示意图；

图10是本发明实施例提供的具有同心圆圆锥曲线型阵列光学微细结构示意图；

图11是本发明实施例提供的具有椭圆圆锥曲线型阵列光学微细结构示意图；

图12是本发明实施例提供的一种反射型投影屏幕示意图；

图13是本发明实施例提供的另一种反射型投影屏幕示意图；

图14是本发明实施例提供的另一种反射型投影屏幕示意图；

图15是本发明实施例提供的另一种反射型投影屏幕示意图；

图16是本发明提供的反射型投影屏幕和投影系统示意图；

图标：

1-反射型投影系统；2-反射型投影屏幕；3-投影装置；10-表面功能层；20-成像功能层；30-反射功能层；40-背板层；

100-基材层；110-物理层；111-表面微透镜阵列；112-毛面；113-光学薄膜；

121-微透镜结构；141-第一减反射电解质膜层；142-第二减反射电解质膜层；143-第三减反射电解质膜层；151-第一滤光膜层；152-第二滤光膜层；153-第三滤光膜层；

201-第一物理层；202-第二物理层；203-第三物理层；204-第四物理层；205-第五物理层；

221-第一线性柱镜单元；222-第二线性柱镜单元；223-第三线性柱镜单元；224-第四线性柱镜单元；225-第五线性柱镜单元；226-第六线性柱镜单元；

227-第一工作面；228-第二工作面；230-空气间隔区域；

301-光学微细结构阵列层；302-反光材料层；303-反光材料保护层；

312-反光表面；313-非反光表面；314-粘接层；315-背板支撑材料层；

L-屏幕垂直对称中心线；L’-线性菲涅尔透镜阵列的对称中心线；

O-屏幕中心点；P-同心圆菲涅尔透镜的圆心；

C1、C2、C3-椭圆曲线菲涅尔透镜结构单元的中心点。

具体实施方式

下面结合附图进一步说明本发明的技术方案。

如图1所示，本发明实施例提供的一种反射型投影屏幕2具有三层功能层，包括从观看位置起沿屏幕厚度方向依次设置的表面功能层10、成像功能层20和反射功能层30，还可以包括在反射功能层30远离成像功能层20一侧设置的背板层40。表面功能层10包括至少一层物理层110，成像功能层20包括层叠的至少两层折射率不同的物理层，反射功能层30包括至少两层物理层。

表面功能层10包括至少一层物理层；表面功能层10远离成像功能层20一侧的表面具有光学薄膜、毛面、表面微透镜阵列光学结构物理层中的至少一种。

作为一种可选方式，如图2所示，表面功能层10由基材层100和光学结构物理层110构成，光学结构物理层110设置在基材层100沿厚度方向远离所述成像功能层一侧的表面上，由表面微透镜阵列111构成。

表面微透镜阵列111由多个相同或者不相同的表面微透镜结构121在光学结构物理层110上规则或者不规则的阵列排布形成。表面微透镜结构121包括圆柱、棱柱，圆台、棱台，圆锥、棱锥，以及圆锥曲线形成的旋转体中的一种或多种立体几何体，由玻璃材料或者有机树脂材料形成。

进一步的，表面微透镜结构121由玻璃材料形成时，可以通过化学刻蚀方法或研磨法或喷砂法或喷涂纳米材料高温烘烤固化法形成，具有防眩光、消散斑的作用；表面微透镜结构121由有机树脂材料形成时，可以通过涂覆纳米材料固化成型，具有防眩光、消散斑的作用。

作为一种可选方式，如图3所示，表面功能层10由基材层100和光学结构物理层110构成，光学结构物理层110设置在基材层100沿厚度方向远离所述成像功能层一侧的表面上，由毛面112构成。毛面112包括规则或者不规则的凹凸微结构。

毛面112可以由玻璃材料或者有机树脂材料制作形成；当毛面112使用玻璃材料制作时，可通过化学刻蚀方法（化学刻蚀法是通过使用氢氟酸盐类和盐酸、硫酸和溶剂等按一定比例混合后，将玻璃放入其中进行刻蚀获得毛面112的方法。）或研磨法或喷砂法（喷砂法是通过使用高压将高硬度砂粒喷到玻璃表面，轰击形成毛面112的方法。）或喷涂纳米材料高温烘烤固化法（喷涂纳米材料高温烘烤固化法是通过将纳米级尺寸颗粒混合到胶水和溶剂中，使用喷枪喷涂溶剂到玻璃表面上，烘干溶剂，使胶水固化后包裹颗粒物，附着在玻璃表面上形成毛面112的方法。）在玻璃至少一个面上形成毛面112。当毛面112使用有机树脂材料制作时，可通过涂覆纳米材料在有机树脂材料至少一个面上形成毛面112。

进一步的，毛面112的雾度可以为5%~70%，透光率可以为82%~93%，通过毛面112可以使玻璃或有机树脂材料的高反光表面变为低反光表面，减少光线的不均匀反射，起到防眩光作用；另外经过特殊处理的毛面112，还能减轻光干涉强度，实现消散斑的作用。

进一步的，毛面112表面的凹凸微结构可以使用具有互补的形状轮廓特征的粗糙表面的模具和紫外线固化树脂、热固化树脂或类似材料，通过复制转印的方法形成；还可以是在透明的紫外线固化树脂、热固化树脂或类似材料中添加不同折射率、不同粒径大小的微粒形成。

作为一种可选方式，如图4所示，表面功能层10由基材层100和光学结构物理层110构成，光学结构物理层110设置在基材层100沿厚度方向远离所述成像功能层一侧的表面上，由光学薄膜113构成；光学薄膜113由能够减少可见光光线反射和定向反射的减反射光学镀膜层构成。减反射光学镀膜层为在所述表面功能层远离所述成像功能层一侧表面上的层叠设置的至少一层可见光减反射电解质膜。

进一步的，通过第一减反射电解质膜层141、第二减反射电解质膜层142和第三减反射电解质膜层143的层叠设置，光学薄膜113能够减少投影图像光中红光、绿光和蓝光波长带宽范围内的光线在表面功能层10远离所述成像功能层20一侧的表面入射时的反射光能量损失，使得尽可能多的投影图像光能进入观看区域，从而具有提高投影入射光能利用率、提高所述反射型屏幕亮度、增益的作用。

受益于投影图像光线入射时反射光能量损失的减少，在屏幕安装位置上方的天花板上形成的反光光斑同时可以得到有效抑制，从而有效的减弱了天花板反光光斑对观看投影图像的干扰，有效改善了观影体验。

作为一种可选方式，如图5所示，表面功能层10由基材层100和光学结构物理层110构成，光学结构物理层110设置在基材层100沿厚度方向远离所述成像功能层一侧的表面上，由光学薄膜113构成；光学薄膜113为波长选择吸收功能材料层，包括使投影图像光中红光、绿光和蓝光波长带宽范围内的光线透过，投影图像光中红光、绿光和蓝光波长带宽范围以外的环境光线被吸收的带通滤光膜、颜料和染料中的至少一种，具有提高所述反射型屏幕抗环境光性能、提高投影显示画面对比度的作用。

进一步的，波长选择吸收功能材料层为沿反射型投影屏幕2厚度方向朝向成像功能层20依次设置的三层滤光膜层，其中具有第一滤光膜层151、第二滤光膜层152和第三滤光膜层153。投影图像入射光线经上述多层滤光膜层后能够高效率的透过投影图像光红、绿、蓝三色光主波长附近一定带宽范围内的光波，同时吸收上述红、绿、蓝三色光主波长带宽范围以外的环境光中其它波长的光波，从而实现有用的图像光能尽可能的透过和反射进入观看者眼睛，而导致显示画面对比度下降的环境光中其他无用的光波被尽可能的吸收和过滤，减少了经由反射型投影屏幕2反射后进入观看者眼睛的非投影图像光，从而提高了反射型投影屏幕2显示图像的对比度。

进一步的，第一滤光膜层151中添加有紫外线吸收剂，能够衰减波长λ＜390nm的光波能量，实现对反射型投影屏幕2远离投影装置3一侧各物理层材料的防紫外线老化的有益效果。第二滤光膜层152可以由多层光学镀膜层或者添加有特定光波段吸收材料的树脂层形成，能够衰减460＜λ＜520波段的光波能量。第三滤光膜层153可以由多层光学镀膜层或者添加有特定光波段吸收材料的树脂层形成，能够衰减560＜λ＜630波段的光波能量。经由上述三层滤光膜的层叠，可以形成一种具有防止内部材料老化，且高效透过红光波段420~460nm，绿光波段520~560nm，蓝光波段630~670nm的三色可见光，吸收环境光中其他无用光波的表面功能层。

进一步的，本实施例提供了一种可行的示例，以实现透过红、绿、蓝三色的光且吸收红、绿、蓝三色以外的其它颜色的光的目的。其中，第二滤光膜层152和第三滤光膜层153的材料可以为Ta2O5材料层和SiO2材料层按任意顺序、数量交替的层叠设置。第一滤光膜层151具有吡唑啉酮染料、二苯甲酮染料、苯基三嗪染料、苯并三唑染料、草酰苯胺染料和水杨酸脂染料中的至少一种。第二滤光膜层152包括但不限于甲基染料和偶氮金属染料中的至少一种。第三滤光膜层153包括但不限于蒽醌染料和莱醌染料中的至少一种。

作为一种可选方式，如图6、图7所示，反射功能层30中的光学微细结构阵列层301设置在成像功能层20远离表面功能层10一侧的表面，或者是在成像功能层20远离表面功能层10一侧的表面上贴合有一层PET基材层，再在PET基材层的另一侧表面上设置光学微细结构阵列层301。从反射功能层30的远离成像功能层20一侧起沿厚度方向观察，光学微细结构阵列层301由若干光学微细结构单元组合而成。光学微细结构阵列层301中的光学微细结构单元排列形状包括圆锥曲线型阵列状或直线型阵列状或反射微透镜阵列状中的至少一种。

进一步的，光学微细结构单元按照圆锥曲线型阵列状排列时，可设置为同心圆菲涅尔透镜或者抛物线菲涅尔透镜或者椭圆菲涅尔透镜中至少一种，菲涅尔透镜沿屏幕厚度方向的剖面形状为三角形或梯形或弓形。光学微细结构单元按照直线型阵列状排列时，可以是线性菲涅尔透镜、线性柱面透镜阵列、线性非球面镜阵列、线性棱镜结构透镜阵列中至少一种；线性柱面透镜沿屏幕厚度方向的剖面轮廓形状为半圆弧形或者半圆弧形的局部，线性非球面镜沿屏幕厚度方向的剖面轮廓为抛物线、椭圆等圆锥曲线，线性棱镜结构透镜沿屏幕厚度方向的剖面轮廓形状为三角形。光学微细结构单元按照反射微透镜阵列状排列时，可以是由圆柱、棱柱，圆台、棱台，圆锥、棱锥，以及圆锥曲线形成的旋转体等多种立体几何体其中的至少一种构成。

作为一种可选方式，如图8、图9所示，反射功能层30中的反光材料层302设置在在光学微细结构阵列层301远离所述成像功能层20一侧的表面；反光材料层302为镀膜反光材料或者为反光涂层材料，其中如图8所示，反光材料层302为由蒸发镀或溅射镀中至少一种方式制作形成的镀膜反光材料；如图9所示，反光材料层302为由喷涂或印刷中至少一种方式制作形成的反光涂层材料。

反光材料层302的材料不受限制，只要具有一定的对可见光的反射能力即可。例如，反光材料层302的材料可以包括但不限于铝、金、银、铜、铬或镍等金属材料，镍铬合金、铝合金、钛合金等合金材料，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。

优选的，如图6、图8、图10所示，从反射功能层30远离成像功能层20一侧起沿厚度方向观察，光学微细结构阵列层301的光学微细结构设置为同心圆菲涅尔透镜阵列，同心圆菲涅尔透镜的圆心P设置在反射型投影屏幕2的屏幕垂直对称中心线L上，可以位于反射型投影屏幕2矩形区域内，还可以位于反射型投影屏幕2矩形区域外；当同心圆菲涅尔透镜的圆心P位于反射型投影屏幕2矩形区域内时，可以是在反射型投影屏幕2中心点O的下方，还可以是在反射型投影屏幕2中心点O的上方。同心圆菲涅尔透镜阵列的同心圆菲涅尔透镜单元沿反射型投影屏幕2厚度方向的剖面形状为由反光表面312和非反光表面313以及屏幕平面围成的三角形形成；同心圆菲涅尔透镜单元的反光表面312远离同心圆菲涅尔透镜的圆心P，非反光表面313靠近同心圆菲涅尔透镜的圆心P；反光表面312与屏幕平面的夹角可以固定不变，也可以沿同心圆的半径远离同心圆菲涅尔透镜的圆心P的方向逐渐增大。

优选的，如图7、图9所示，从反射功能层30远离成像功能层20一侧起沿厚度方向观察，光学微细结构阵列层301的光学微细结构可设置为线性菲涅尔透镜阵列，线性菲涅尔透镜阵列由若干线性菲涅尔透镜单元构成。线性菲涅尔透镜单元的长度方向与反射型投影屏幕2的屏幕垂直对称线中心线L平行，且线性菲涅尔透镜阵列的对称中心线L’与反射型投影屏幕2的屏幕垂直对称中心线L重合。线性菲涅尔透镜单元沿反射型投影屏幕2厚度方向的剖面形状为由反光表面312和非反光表面313以及屏幕平面围成的三角形形成；线性菲涅尔透镜单元的反光表面312远离屏幕垂直对称中心线L，非反光表面313靠近屏幕垂直对称中心线L；反光表面312与屏幕平面的夹角可以固定不变，也可以沿反射型投影屏幕2宽度方向远离屏幕垂直对称中心线L的方向逐渐增大。

优选的，如图11所示，从反射功能层30远离成像功能层20一侧起沿厚度方向观察，光学微细结构阵列层301的光学微细结构可设置为椭圆曲线菲涅尔透镜阵列，其中的椭圆曲线菲涅尔透镜单元中心点（如C1、C2、C3）位于反射型投影屏幕2的屏幕垂直对称中心线L上，每个椭圆曲线菲涅尔透镜单元的中心点在屏幕垂直对称中心线L上的高度位置可以相同，也可以不同。例如其中三个椭圆曲线菲涅尔透镜单元的中心点C1、C2、C3可以分别是高度位置不同的三个点。椭圆曲线菲涅尔透镜结构的中心点可以位于反射型投影屏幕2的矩形区域以内，还可以位于反射型投影屏幕2的矩形区域以外。椭圆曲线菲涅尔透镜沿屏幕厚度方向的剖面形状为由反光表面312和非反光表面313以及屏幕平面围成的三角形形成；椭圆曲线菲涅尔透镜单元的反光表面312远离椭圆曲线菲涅尔透镜单元的中心点C1，非反光表面313靠近椭圆曲线菲涅尔透镜单元的中心点C1；椭圆曲线菲涅尔透镜结构单元的反光表面312与屏幕平面的夹角可以固定不变，也可以沿屏幕垂直对称中心线L远离屏幕下边缘的方向逐渐增大，还可以沿屏幕垂直对称中心线L远离屏幕下边缘的方向不规则的增大或减小。

进一步的，椭圆曲线菲涅尔透镜沿屏幕厚度方向的剖面形状还可以是曲线、分段直线形成的弓形、梯形或分段曲线等形状。

经由每个椭圆曲线菲涅尔透镜单元中心高度位置的巧妙设置，可以灵活的控制相邻椭圆曲线菲涅尔透镜单元的间距，配合在局部区域特别设定的反光表面312与屏幕平面间的夹角，可以有益的调控对应局部区域反射光线的能量大小和传输方向，使得反射型投影屏幕2具有更好的亮度增益均匀性或者具有更大的屏幕宽度方向的可视角度。

进一步的，反光材料层302远离表面功能层10的一侧设置有反光材料保护层303，能够防止反光材料层302被屏幕外部的硬物划伤、擦伤等导致的损坏。

进一步的，表面功能层10和成像功能层20中任意物理层中添加有着色剂和/或扩散粒子材料。

进一步的，表面功能层10、成像功能层20、反射功能层30中至少一层上设置有基材层100，基材层100为聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚甲基丙烯酸甲酯或聚碳酸酯或聚乙烯或聚氯乙烯或无机玻璃材料中的至少一种。

进一步的，如图9所示，反射型投影屏幕2还可以包括背板层40，背板层40包括粘接层314和背板支撑材料层315。背板支撑材料层315可以是1mm～20mm厚的蜂窝板、实心复合板、发泡板、铝塑板、纤维板、玻璃板中的至少一种。蜂窝板包括铝合金蜂窝板、铁质蜂窝板、玻纤蜂窝板、碳纤蜂窝板；实心复合板包括钢塑板、铝塑板、铁塑板、碳纤复合板、玻纤复合板；发泡板包括有机发泡板、PP发泡板、金属发泡板。背板支撑材料层315有很高平整度和刚性，保证屏幕在长时间使用后不变形或变形量小于5mm。粘接层314位于反射功能层30远离表面功能层10的一侧，用于粘接固定反射型投影屏幕2成像功能层20和背板支撑材料层315，以形成具有很高平整度和刚性的硬质整屏。

综合上述描述示出的表面功能层10、反射功能层30的若干实施例，反射型投影屏幕2包括但不限于以下示出的多种成像功能层20优选方案的技术方案。

实施例一

作为一种可选的反射型投影屏幕的实施例，如图12所示的一种反射型投影屏幕2，其包括表面功能层10、成像功能层20和反射功能层30，表面功能层10包括基材层100和光学结构物理层110，光学结构物理层110由如图2所示表面微透镜阵列111形成。反射功能层30包括由如图6所示同心圆菲涅尔透镜构成的光学微细结构阵列层301和由如图9所示的喷涂或印刷方法制成的反光材料层302。成像功能层20由多层物理层层叠构成，包括第一物理层201、第二物理层202和第三物理层203。

具体的，成像功能层20由多层物理层层叠构成，包括第一物理层201、第二物理层202和第三物理层203。第一物理层201由折射率介于1.4至1.65之间的树脂材料形成；进一步的，第一物理层201为高折射率1.6，或者第一物理层201为低折射率1.43。第一物理层201由多个长度方向与反射型投影屏幕2高度方向平行的第一线性柱镜单元221阵列形成，第一线性柱镜单元221沿屏幕厚度方向的剖面圆弧曲线的弧长小于等于半径为R的圆弧周长的1/2长度；圆弧弦长小于等于0.3mm，半径R≥0.15mm。优选的，圆弧弦长小于等于0.2mm，半径R≥0.1mm。进一步的，第一线性柱镜单元221的圆弧曲线沿屏幕厚度方向朝向远离表面功能层10的一侧凸起，或者该圆弧曲线沿屏幕厚度方向朝向远离表面功能层10的一侧凹陷。

进一步的，第二物理层202由折射率介于1.4至1.65之间的树脂材料形成，且与第一物理层201的折射率不同，两个物理层间具有尽可能大的折射率差。进一步的，第二物理层202为低折射率1.43的材料，或者当第一物理层201为低折射率材料时，第二物理层202的为高折射率1.6的材料。第二物理层202沿屏幕厚度方向朝向表面功能层10的一侧由设置的多个长度方向与屏幕高度方向平行的第二线性柱镜单元222阵列形成，且第二线性柱镜单元222沿屏幕厚度方向的剖面圆弧曲线与第一线性柱镜单元221截面圆弧曲线的曲率半径相同。

第二线性柱镜单元222沿屏幕厚度方向的剖面圆弧曲线弧长小于等于半径为R的圆弧周长的1/2长度；圆弧弦长小于等于0.3mm，半径R≥0.15mm。优选的，圆弧弦长小于等于0.2mm，半径R≥0.1mm。第二线性柱镜单元222圆弧曲线沿屏幕厚度方向朝向远离表面功能层10的一侧凹陷或凸起，且与第一线性柱镜单元221沿屏幕厚度方向的剖面圆弧曲线的方向相反，两个柱镜单元曲线界面的高低起伏状态互补，使得所述第一线性柱镜单元221阵列和第二线性柱镜单元222阵列相邻的曲线界面紧密联结。当投影图像光能透过第一线性柱镜单元221阵列和第二线性柱镜单元222阵列相邻的界面时，由于圆弧曲线两侧的材料折射率不同，使得线性柱镜单元能够将光线向垂直于该线性柱镜单元长度方向的方向两侧偏折；从而实现在成像功能层20材料中没有添加或少量添加散射粒子的情况下，可以有效的将光线在屏幕宽度方向发散传输，减少散射粒子对光能散射损失，在提高投影光能利用效率、增大了反射型投影屏幕2亮度增益的同时，还可以增大屏幕水平可视角度的有益效果。

第二物理层202沿屏幕厚度方向远离表面功能层10的一侧还设置有由多个长度方向与屏幕宽度方向平行的第三线性柱镜单元223形成的阵列，第三线性柱镜单元223沿屏幕厚度方向的剖面圆弧曲线弧长小于等于半径为R的圆弧周长的1/2长度；圆弧弦长小于等于0.3mm，半径R≥0.15mm。优选的，圆弧弦长小于等于0.2mm，半径R≥0.1mm。第三线性柱镜单元223的圆弧曲线沿屏幕厚度方向朝向远离表面功能层10的一侧凸起，或者该圆弧曲线沿屏幕厚度方向朝向远离表面功能层10的一侧凹陷。

进一步的，第三物理层203由折射率介于1.4至1.65之间的树脂材料形成，且与第二物理层202的折射率不同，两个物理层间具有尽可能大的折射率差。优选的，第三物理层203为高折射率1.6的材料，或者当第二物理层202为高折射率材料时，第三物理层203为低折射率1.43的材料。第三物理层203沿屏幕厚度方向朝向表面功能层10的一侧由设置的多个长度方向与屏幕宽度方向平行的第四线性柱镜单元224阵列形成，且第四线性柱镜单元224沿屏幕厚度方向的剖面圆弧曲线与第一线性柱镜单元221沿屏幕厚度方向的剖面圆弧曲线的曲率半径相同。

第四线性柱镜单元224沿屏幕厚度方向的剖面圆弧曲线弧长小于等于半径为R的圆弧周长的1/2长度；圆弧弦长小于等于0.3mm，半径R≥0.15mm。优选的，圆弧弦长小于等于0.2mm，半径R≥0.1mm。第四线性柱镜单元224圆弧曲线沿屏幕厚度方向朝向远离表面功能层10的一侧凹陷或凸起，且与第三线性柱镜单元223沿屏幕厚度方向的剖面圆弧曲线的方向相反，两个柱镜单元曲线界面的高低起伏状态互补，使得第三线性柱镜单元223阵列和第四线性柱镜单元224阵列相邻的曲线界面紧密联结。当投影图像光能透过第三线性柱镜单元223阵列和第四线性柱镜单元224阵列相邻的界面时，由于圆弧曲线两侧的材料折射率不同，使得线性柱镜单元能够将光线向垂直于该线性柱镜单元宽度方向的方向两侧偏折；从而实现在成像功能层20材料中没有添加或少量添加散射粒子的情况下，可以有效的将光线在屏幕高度方向发散传输，减少散射粒子对光能散射损失，在提高投影光能利用效率、增大了反射型投影屏幕2亮度增益的同时，还可以增大屏幕垂直可视角度的有益效果。

第三物理层203沿屏幕厚度方向远离表面功能层10的一侧由设置的多个长度方向与屏幕高度方向平行的第五线性柱镜单元225形成的阵列，第五线性柱镜单元225沿屏幕厚度方向的剖面圆弧曲线弧长小于等于半径为R的圆弧周长的1/2长度；圆弧弦长小于等于0.3mm，半径R≥0.15mm。优选的，第五线性柱镜单元225的圆弧弦长小于第一线性柱镜单元221的柱镜圆弧弦长，圆弧弦长等于0.1mm，半径R≥0.05mm。第五线性柱镜单元225的圆弧曲线沿屏幕厚度方向朝向远离表面功能层10的一侧凸起，或者该圆弧曲线沿屏幕厚度方向朝向远离表面功能层10的一侧凹陷。

光学微细结构阵列层301由同心圆菲涅尔透镜构成，由折射率介于1.4至1.65之间的树脂材料形成，且与成像功能层20的第三物理层203的折射率不同，两个物理层间具有尽可能大的折射率差。优选的，光学微细结构阵列层301为低折射率1.43的材料，或者当第三物理层203为低折射率材料时，光学微细结构阵列层301为高折射率1.6的材料。光学微细结构阵列层301沿屏幕厚度方向朝向表面功能层10的一侧由设置的多个长度方向与屏幕高度方向平行的第六线性柱镜单元226阵列形成，且第六线性柱镜单元226沿屏幕厚度方向的剖面圆弧曲线与第五线性柱镜单元225沿屏幕厚度方向的剖面圆弧曲线的曲率半径相同。

第六线性柱镜单元226沿屏幕厚度方向的剖面圆弧曲线弧长小于等于半径为R的圆弧周长的1/2长度；圆弧弦长小于等于0.3mm，半径R≥0.15mm。优选的，圆弧弦长小于第一物理层201的第一线性柱镜单元221的圆弧弦长。第六线性柱镜单元226圆弧曲线向沿屏幕厚度方向远离表面功能层10的一侧凹陷或凸起，且与第五线性柱镜单元225沿屏幕厚度方向的剖面圆弧曲线的方向相反，两个柱镜单元曲线界面的高低起伏状态互补，使得所述第五线性柱镜单元225阵列和第六线性柱镜单元226阵列相邻的曲线界面紧密联结。当投影图像光能透过所述第五线性柱镜单元225阵列和第六线性柱镜单元226阵列相邻的界面时，由于圆弧曲线两侧的材料折射率不同，使得线性柱镜单元能够将光线向垂直于该线性柱镜单元宽度方向的方向两侧偏折；同时由于第五线性柱镜单元225的圆弧弦长设置小于第一物理层201的第一线性柱镜单元221的圆弧弦长，从而实现在成像功能层20材料中没有添加或少量添加散射粒子的情况下，可以进一步的将光线在屏幕宽度方向发散传输，减少散射粒子对光能散射损失，在提高光能利用效率、增大反射型投影屏幕2亮度增益的同时，可以对反射型投影屏幕2局部区域的亮度均匀性进行更加细微的调节；在尽可能小的减小屏幕宽度方向可视角度的前提下，得以实现反射型投影屏幕2更高的亮度均匀性的有益效果。

实施例二

作为一种可选的反射型投影屏幕实施例，如图13所示的一种所述反射型投影屏幕2，其包括表面功能层10、成像功能层20和反射功能层30；表面功能层10包括基底层100和光学结构物理层110，光学结构物理层110由如图5所示含有波长选择吸收功能材料层的光学薄膜113形成；反射功能层30包括由如图7所示线性菲涅尔透镜构成的光学微细结构阵列层301，和由如图8所示蒸发镀或溅射镀工艺方法中至少一种方式制作形成的反光材料层302。成像功能层20由多层物理层层叠构成，包括第一物理层201、第二物理层202和第三物理层203。

进一步的，光学结构物理层110由光学薄膜113构成，该光学薄膜113由波长选择吸收功能材料层形成；具体的，各滤光膜层可以由多层不同折射率材料构成，第一滤光膜层151由抗划伤材料形成，在抗划伤材料内添加的紫外线吸收剂，能够吸收和衰减波长λ＜390nm的光波能量，实现对反射型投影屏幕2远离该光学结构物理层110一侧各物理层材料的防紫外线老化作用。第二滤光膜层152由添加有特定光波段吸收材料的树脂层或者对特定光波段吸收截止的多层光学镀膜层形成，能够衰减460＜λ＜520波段的光波能量。第三滤光膜层153由添加有特定光波段吸收材料的树脂层或者对特定光波段吸收截止的多层光学镀膜层形成，能够衰减560＜λ＜630波段的光波能量。经由上述三层滤光膜的层叠，可以形成一种具有防止内部材料老化，且高效透过420~460nm红光，520~560nm绿光，630~670nm蓝光波段的三色可见光表面功能层，同时上述光波波段范围外的光能被吸收和截止。

进一步的，反射功能层30具有设置在成像功能层20远离表面功能层10一侧表面的光学微细结构阵列层301，如图7所示。从反射功能层30远离成像功能层20一侧起沿厚度方向观察，光学微细结构阵列层301设置为线性菲涅尔透镜阵列，线性菲涅尔透镜阵列由若干线性菲涅尔透镜单元构成。线性菲涅尔透镜单元的长度方向与反射型投影屏幕2的屏幕垂直对称中心线L平行，且线性菲涅尔透镜阵列的对称中心线L’与反射型投影屏幕2的屏幕垂直对称中心线L重合。线性菲涅尔透镜单元沿屏幕厚度方向的剖面图形状为由反光表面312和非反光表面313以及屏幕平面围成的三角形形成；线性菲涅尔透镜单元的反光表面312远离屏幕垂直对称中心线L，非反光表面313靠近屏幕垂直对称中心线L；反光表面312与屏幕平面的夹角可以固定不变，也可以沿所述反射型屏幕宽度方向远离屏幕垂直对称中心线L的方向逐渐增大。

进一步的，反射功能层30中的反光材料层302设置在光学微细结构阵列层301远离所述成像功能层20一侧的表面；反光材料层302为镀膜反光材料或者为反光涂层材料，其中如图8所示镀膜反光材料由蒸发镀或溅射镀工艺方法中至少一种方式制作形成，具有反射率高、材料厚度薄等优点；如图9所示反光涂层材料由喷涂或印刷工艺方法中至少一种方式制作形成，具有制作工艺难度低，材料成本低的优点。优选的，本实施例反光材料层302由溅射镀方式制作形成。

本实施例反射型投影屏幕2的成像功能层20具有第一物理层201、第二物理层202和第三物理层203。其中，第一物理层201、第二物理层202以及第三物理层203与图12所示实施例反射型投影屏幕的成像功能层20具有的第一物理层201、第二物理层202以及第三物理层203具有相同的设置。

本实施例的反射型投影屏幕2与前述图12实施例反射型投影屏幕的不同之处在于，反射功能层30朝向表面功能层一侧的表面为平面，成像功能层20的第三物理层203远离表面功能层10一侧设置有由多个长度方向与屏幕高度方向平行的第五线性柱镜单元225形成的线性柱面镜阵列；反射功能层30朝向表面功能层一侧的平面与第五线性柱镜单元225形成的阵列相邻，但并非紧密联结；存在着由空气填充的空气间隔区域230。

具体的，反射功能层30朝向表面功能层一侧的平面与第五线性柱镜单元225阵列剖面圆弧的顶点及顶点附近相邻较窄的区域紧密联结；优选的，第五线性柱镜单元225阵列在其长度方向上，过其剖面圆弧的顶点且以不连续的点阵形式与平面上的粘接剂进行点接触式的紧密联结固定；优选的，在第五线性柱镜单元225阵列的长度方向上，过其剖面圆弧的顶点且以连续的直线形式与平面上的粘接剂进行线接触式的紧密联结固定。

由于空气的折射率远远小于常规的透光材料，当投影图像光线传输到第五线性柱镜单元225阵列与空气间隔区域230的相邻界面时，界面两侧的折射率差进一步加大；结合对第五线性柱镜单元225阵列剖面圆弧的弦长和半径的巧妙设置，可以使得投影图像光线在反射型投影屏幕宽度方向上，相对于屏幕垂直对称中心线的偏折角度加大，投影图像光线更加的发散。

进一步的，还可以在反射型投影屏幕2的成像功能层20的其他物理层与另外一层相邻物理层的分界面处设置空气间隔区域230；在成像功能层20中还可以设置多层间隔层叠的空气间隔区域230。

综上所述，相较于前述图12的实施例，本实施例的反射型投影屏幕2的有益之处在于：通过设置具有波长选择吸收功能材料层的光学薄膜113，使投影图像光中红光、绿光和蓝光波长带宽范围内的光线透过，投影图像光中红光、绿光和蓝光波长带宽范围以外的环境光线被尽可能多的吸收，具有提高反射型投影屏幕2抗环境光性能、提高投影显示画面对比度的作用。通过设置成像功能层20中第五线性柱镜单元225阵列与反射功能层间的空气间隔区域230，使得投影图像光线在反射型投影屏幕2宽度方向上，相对于屏幕垂直对称中心线L的偏折角度加大，投影图像光线更加的发散，显示画面亮度更加均匀。

实施例三

作为一种可选的反射型投影屏幕实施例，如图14所示的一种反射型投影屏幕2，其包括表面功能层10、成像功能层20和反射功能层30；表面功能层10包括基底层100和光学结构物理层110，光学结构物理层110由如图3所示毛面112形成，毛面112包括但不限于规则或者不规则的凹凸微结构。反射功能层30包括由如图11所示椭圆菲涅尔透镜构成的光学微细结构阵列层301，和由图9所示的喷涂或印刷方法制成的反光材料层302。成像功能层20由多层物理层层叠构成。

进一步的，制作毛面112的材料为玻璃或者有机树脂，当使用玻璃材料时，可通过化学刻蚀方法（化学刻蚀法是通过使用氢氟酸盐类和盐酸、硫酸和溶剂等按一定比例混合后，将玻璃放入其中进行刻蚀获得毛面112的方法。）或研磨法或喷砂法（喷砂法是通过使用高压将高硬度砂粒喷到玻璃表面，轰击形成毛面112的方法。）或喷涂纳米材料高温烘烤固化法（喷涂纳米材料高温烘烤固化法是通过将纳米级尺寸颗粒混合到胶水和溶剂中，使用喷枪喷涂溶剂到玻璃表面上，烘干溶剂，使胶水固化后包裹颗粒物，附着在玻璃表面上形成毛面112的方法。）在玻璃至少一个面上形成毛面112；当使用有机树脂材料时，可通过涂覆纳米材料在有机树脂材料至少一个面上形成毛面112；毛面112的雾度可以为5%~70%，透光率可以为82%~93%，通过毛面112可以使玻璃或有机树脂材料的高反光表面变为低反光表面，减少光线的不均匀反射，起到防眩光作用；另外经过特殊处理的毛面112，还能减轻光干涉强度，实现消散斑的作用。

进一步的，毛面112的凹凸微结构可以通过使用具有与凹凸微结构形状轮廓互补的粗糙表面的模具和紫外线固化树脂、热固化树脂或类似材料形成；还可以是在所述树脂材料中添加不同折射率、不同粒径大小的微粒形成。

进一步的，表面功能层10中的毛面112和基材层100可以分别添加有着色剂和/或扩散粒子材料，也可以同时添加有着色剂和/或扩散粒子材料。

反射型投影屏幕2的反射功能层30具有依次设置在成像功能层20远离表面功能层10一侧的光学微细结构阵列层301和反光材料层302。光学微细结构从屏幕厚度方向观察，其排列形状可以是圆锥曲线型阵列状或直线型阵列状或反射微透镜阵列状；优选的，从屏幕厚度方向观察，光学微细结构阵列层301的光学微细结构可设置为椭圆曲线菲涅尔透镜阵列，椭圆曲线菲涅尔透镜单元的中心点位于屏幕垂直对称中心线上，每个椭圆曲线菲涅尔透镜单元的中心点高度位置可以相同，也可以不同；如图11所示的3个椭圆曲线菲涅尔透镜结构单元的中心点C1、C2、C3可以是高度位置相同的同一个点，还可以分别是高度位置不同的三个点。椭圆曲线菲涅尔透镜单元的中心点可以位于反射型投影屏幕2的矩形区域以内，还可以位于反射型投影屏幕2的矩形区域以外。

椭圆曲线菲涅尔透镜单元沿屏幕厚度方向的剖面图形状为由反光表面312和非反光表面313以及屏幕平面围成的三角形形成；椭圆曲线菲涅尔透镜单元的反光表面312远离椭圆曲线菲涅尔透镜结构单元的中心点C1，非反光表面313靠近椭圆曲线菲涅尔透镜结构单元的中心点C1；反光表面312与屏幕平面的夹角可以固定不变，也可以沿屏幕垂直对称中心线L远离椭圆曲线菲涅尔透镜结构单元的中心点C1的方向逐渐增大。

进一步的，反射功能层30中的反光材料层302设置在光学微细结构阵列层301远离所述成像功能层20一侧的表面；反光材料层302为镀膜反光材料或者为反光涂层材料，其中如图8所示镀膜反光材料由蒸发镀或溅射镀工艺方法中至少一种方式制作形成，具有反射率高、材料厚度薄等优点；如图9所示反光涂层材料由喷涂或印刷工艺方法中至少一种方式制作形成，具有制作工艺难度低，材料成本低的优点。优选的，本实施例反光材料层302由印刷方式制作形成。

本实施例反射型投影屏幕与前述实施例的不同之处在于，所述反射功能层30朝向表面功能层10一侧的表面为光滑平面，所述成像功能层20除了具有第一物理层201、第二物理层202、第三物理层203外，还增加了第四物理层204，并且与反射功能层30朝向表面功能层10一侧的光滑平面表面紧密联结。进一步的，沿屏幕厚度方向观察，在成像功能层20的第一个物理层和最后一个物理层之间，还设置有第五物理层205。第五物理层205采用含有着色剂材料的吸光材料制成，用于吸收环境杂散光线，提高反射型投影屏幕2的对比度；第五物理层205分别朝向和远离表面功能层10的两个表面可以是光滑表面，也可以是毛面，还可以是微透镜阵列表面；并且在所述第五物理层205中可以少量添加与第五物理层205基体材料具有不同折射率的、粒径大小相同或各不相同的散射微粒材料，用于进一步的调控反射型投影屏幕2的亮度均匀性和屏幕宽度方向、屏幕高度方向的可视角度。

优选的，第五物理层205采用黑色或者灰色吸光材料制成，用于吸收环境杂散光线，提高反射型投影屏幕2的对比度；第五物理层205分别朝向和远离表面功能层10的两个表面全部区域或者局部区域设置有微透镜阵列。具体的，图像光线通过巧妙设置在第五物理层205表面局部区域上的微透镜阵列时，局部光线的传输方向可以发生有益的改变，同时减少基体材料中散射微粒材料的使用，使得该实施例的反射型投影屏幕2具有既减少了图像光能通过微粒材料散射时的损失，同时又对过亮或过暗的局部区域的亮度进行改善的有益效果。

实施例四

作为一种可选的反射型投影屏幕实施例，如图15所示的一种反射型投影屏幕2，其包括表面功能层10、成像功能层20和反射功能层30；表面功能层10包括基底层100和光学结构物理层110，光学结构物理层110由如图3所示毛面112形成，毛面112包括但不限于规则或者不规则的凹凸微结构；光学结构物理层110内还设置有抗静电材料，使得反射型投影屏幕2具有抗静电的有益效果。反射功能层30包括由如图6所示同心圆菲涅尔透镜构成的光学微细结构阵列层301，和由如图9所示的喷涂或印刷方法制成的反光材料层302。成像功能层20具有第一物理层201，包括朝向表面功能层10一侧表面上设置的长度方向与所述反射型投影屏幕2高度方向平行的第一线性柱镜单元221，以及远离表面功能层10一侧表面上设置的长度方向与屏幕宽度方向平行的第二线性柱镜单元222。

与前述实施例区别在于，第二线性柱镜单元222由第一工作面227和第二工作面228相交构成；优选的，第一工作面227和第二工作面228相交的顶角角度70°≤β≤100°；进一步的，顶角角度85°≤β≤95°为佳。因第二线性柱镜单元222设置为长度方向与屏幕宽度方向平行，其对图像光能在屏幕高度方向的扩散效果具有聚拢的作用，可以有效的增大图像光能在屏幕高度方向的能量密度，从而进一步提高反射型投影屏幕2的图像亮度。

进一步的，如图9所示，反射功能层30还可以包括反光材料保护层303，反光材料保护层303设置在反光材料层302远离表面功能层10的一侧，能够防止反光材料层302被屏幕外部的硬物划伤、擦伤等导致的损坏。

进一步的，如图9所示，反射型投影屏幕2还可以包括背板层40，背板层40包括粘接层314和背板支撑材料层315。背板支撑材料层315可以是1mm～20mm厚的蜂窝板、实心复合板、发泡板、铝塑板、纤维板、玻璃板中的至少一种。蜂窝板包括铝合金蜂窝板、铁质蜂窝板、玻纤蜂窝板、碳纤蜂窝板；实心复合板包括钢塑板、铝塑板、铁塑板、碳纤复合板、玻纤复合板；发泡板包括有机发泡板、PP发泡板、金属发泡板。背板支撑材料层315有很高平整度和刚性，保证屏幕在长时间使用后不变形或变形量小于5mm。粘接层314位于反射功能层30远离表面功能层10的一侧，用于粘接固定成像功能层20和背板支撑材料层315，以形成具有很高平整度和刚性的硬质整屏。

实施例五

作为一种可选的反射型投影屏幕及投影系统实施例，如图16所示，一种反射型投影系统1，由上述多种实施例中的一种反射型投影屏幕2和投影装置3构成，投影装置3位于表面功能层10远离成像功能层20一侧的观看区域内。本实施例的反射型投影系统1可以实现一种减少散射粒子对光能散射损失，提高光能利用效率，增大显示图像亮度增益；减少投影图像入射光反射，提高光能利用效率，增大显示图像亮度增益；有效吸收环境光线，提高显示图像对比度；并且具有较大的屏幕宽度方向可视角度，以及合理的屏幕高度方向可视角度的反射型投影屏幕及投影系统。

Claims (19)

1.一种反射型投影屏幕，其特征在于，包括从观看位置起沿屏幕厚度方向依次层叠设置的表面功能层、成像功能层和反射功能层；所述表面功能层包括至少一层物理层，所述成像功能层包括层叠的至少两层折射率不同的物理层，所述反射功能层包括至少两层物理层。

2.根据权利要求1所述的一种反射型投影屏幕，其特征在于，所述表面功能层远离所述成像功能层一侧的表面具有光学结构物理层，所述光学结构物理层包括光学薄膜、毛面、表面微透镜阵列中的至少一种。

3.根据权利要求2所述的一种反射型投影屏幕，其特征在于，所述表面微透镜阵列中的微透镜结构包括圆柱、棱柱，圆台、棱台，圆锥、棱锥，以及圆锥曲线形成的旋转体中的至少一种立体几何体；所述表面微透镜阵列由玻璃材料或者有机树脂材料形成。

4.根据权利要求2所述的一种反射型投影屏幕，其特征在于，所述毛面具有凹凸起伏的表面轮廓，由玻璃材料或者有机树脂材料形成。

5.根据权利要求4所述的一种反射型投影屏幕，其特征在于，所述毛面是在由玻璃材料组成的所述光学结构物理层表面通过化学刻蚀方法或研磨法或喷砂法或喷涂纳米材料高温烘烤固化法形成，具有防眩光、消散斑的作用。

6.根据权利要求4所述的一种反射型投影屏幕，其特征在于，所述毛面是在由有机树脂材料组成的所述光学结构物理层表面通过涂覆纳米材料形成，具有防眩光、消散斑的作用。

7.根据权利要求2所述的一种反射型投影屏幕，其特征在于，所述光学薄膜由减少可见光光线反射和定向反射的可见光减反射光学镀膜层和/或波长选择吸收功能材料层形成。

8.根据权利要求7所述的一种反射型投影屏幕，其特征在于，所述可见光减反射光学镀膜层为设置在所述表面功能层远离所述成像功能层一侧表面上的至少一层可见光减反射电解质膜；

所述可见光减反射光学镀膜层能够减少投影图像光中红光、绿光和蓝光波长带宽范围内的光线在所述表面功能层远离所述成像功能层一侧的表面入射时的反射光能量损失，使得尽可能多的投影图像光能进入观看区域。

9.根据权利要求7所述的一种反射型投影屏幕，其特征在于，所述波长选择吸收功能材料层为使投影图像光中红光、绿光和蓝光波长带宽范围内的光线透过，所述投影图像光中红光、绿光和蓝光波长带宽范围以外的环境光线被吸收的带通滤光膜、颜料和染料中的至少一种。

10.根据权利要求1所述的一种反射型投影屏幕，其特征在于，所述成像功能层包括层叠的至少两层折射率不同的物理层；所述成像功能层中物理层的界面包括毛面、光滑平面和微透镜阵列中的至少一种形貌；所述成像功能层与所述表面功能层之间、所述成像功能层与所述反射功能层之间的界面包括毛面、光滑平面和微透镜阵列中的至少一种形貌。

11.根据权利要求10所述的一种反射型投影屏幕，其特征在于，所述成像功能层中的微透镜阵列界面的形貌包括线性柱面镜阵列、线性非球面镜阵列、线性棱镜结构透镜阵列、球冠阵列和椭球阵列中的至少一种。

12.根据权利要求1所述的一种反射型投影屏幕，其特征在于，所述反射功能层包括至少两层物理层，所述反射功能层中的物理层为光学微细结构阵列层和反光材料层；从所述反射功能层远离成像功能层一侧起沿厚度方向观察，所述光学微细结构阵列层包括若干光学微细结构单元，所述光学微细结构单元排列形状包括圆锥曲线型阵列状或直线型阵列状或反射微透镜阵列状中的至少一种。

13.根据权利要求12所述的一种反射型投影屏幕，其特征在于，所述光学微细结构阵列层为同心圆菲涅尔透镜或者抛物线菲涅尔透镜或者椭圆菲涅尔透镜中至少一种。

14.根据权利要求12所述的一种反射型投影屏幕，其特征在于，所述光学微细结构阵列层为线性菲涅尔透镜、线性柱面透镜阵列、线性非球面镜阵列、线性棱镜结构透镜阵列、球冠反射微透镜阵列、椭球反射微透镜阵列中的至少一种。

15.根据权利要求12所述的一种反射型投影屏幕，其特征在于，所述反光材料层设置在所述光学微细结构阵列层远离所述成像功能层一侧的表面；所述反光材料层为镀膜反光材料或者反光涂层材料，所述镀膜反光材料由蒸发镀或溅射镀工艺中至少一种方式制作形成，所述反光涂层材料由喷涂或印刷工艺中至少一种方式制作形成。

16.根据权利要求12所述的一种反射型投影屏幕，其特征在于，所述反光材料层远离表面功能层的一侧设置有反光材料保护层。

17.根据权利要求1所述的一种反射型投影屏幕，其特征在于，所述任意物理层中添加有着色剂和/或扩散粒子材料。

18.根据权利要求1所述的一种反射型投影屏幕，其特征在于，所述表面功能层、成像功能层、反射功能层中至少一层上设置有基材层，所述基材层为聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚甲基丙烯酸甲酯或聚碳酸酯或聚乙烯或聚氯乙烯或无机玻璃材料中的至少一种。

19.一种反射型投影系统，包括投影装置，其特征在于，还包括基于所述投影装置输出的投影光束进行成像显示的如权利要求1至18中任一项所述的反射型投影屏幕；

所述反射型投影屏幕包括从观看方向起沿屏幕厚度方向依次层叠设置的表面功能层、成像功能层和反射功能层；

所述投影装置位于所述表面功能层远离所述成像功能层一侧的观看区域中。

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