CN112255878A - 一种折反射式侧向投影屏幕及投影系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种折反射式侧向投影屏幕及投影系统，包括与投影屏幕的投影面大小相同的表面功能层、成像功能层和反射功能层；表面功能层包括同心圆折射微结构层，同心圆折射微结构层由一个完整的同心圆折射微结构阵列截取部分矩形区域获得，同心圆折射微结构阵列包括若干个圆心相同且半径依次增大的折射微结构单元；表面功能层、成像功能层和反射功能层沿投影屏幕的厚度方向由外到内依次设置，且同心圆折射微结构层中的折射微结构单元的圆心偏离侧向投影屏幕的中垂线。本发明的目的在于提供一种折反射式侧向投影屏幕及投影系统，改善现有的投影屏幕及投影系统亮度增益低、亮度均匀性偏移、水平视角左右不对称和图像对比度低的问题。

Description

一种折反射式侧向投影屏幕及投影系统

技术领域

本发明涉及光学投影显示技术领域，尤其涉及一种折反射式侧向投影屏幕及投影系统。

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，并将其投影到屏幕上，承载图像信息的光线在屏幕上通过透射、反射的方式最终进入人眼而获得图像信息的显示技术。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CRT，LCD，DLP等不同类型；其中智能投影仪的出现，将传统庞大的投影仪精巧化、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，从而推动投影产品走向家电化，逐渐成为客厅或卧室观影的主角。

在现有的实际应用中，智能投影仪通常用于反射式投影应用场景；配合传统的白墙、白塑幕、玻珠幕、金属幕等反射式屏幕正投使用(投影装置正对投影屏幕的中垂线)。传统反射式正投屏幕主要是通过漫反射、定向反射等技术原理，将投影机入射的图像光能反射到观看者眼中，如图1所示。

基于上述技术原理的传统反射式屏幕增益低，抗环境光性能不佳，导致投影系统存在显示图像亮度低、对比度差等缺点。

消费者为追求大尺寸观影体验，越来越多的智能投影产品开始进入家庭应用领域。客厅茶几正投应用场景(将投影装置放在茶几上使用)下存在因人的正常活动，正投显示画面易受到人体遮挡和投影机位移、震动等干扰或者房间开间距离较小无法满足大尺寸投影画面显示的问题；而壁挂正投应用场景下(将投影装置挂装在消费者头顶的墙上使用)，易给消费者造成一定的压迫感导致用户体验不佳或者房间开间较小无法满足大尺寸投影画面显示的问题。

由于存在上述问题，现有技术还提出了侧向投影的解决方案，将投影装置设置在投影屏幕中垂线靠左或者靠右的一侧，通过对投影图像梯形校正的方法来实现大尺寸画面的显示，如图2所示。

侧投影场景下，如图5所示，能投影仪配合传统的白墙、白塑幕、玻珠幕、金属幕等屏幕使用，存在屏幕亮度增益低、亮度均匀性偏移、水平视角左右不对称、抗环境光性能不佳等缺点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种折反射式侧向投影屏幕及投影系统，改善现有的投影屏幕及投影系统亮度增益低、亮度均匀性偏移、水平视角左右不对称以及图像对比度低的问题。

本发明通过下述技术方案实现：

一种折反射式侧向投影屏幕，包括与投影屏幕的投影面大小相同的表面功能层、成像功能层和反射功能层；

所述表面功能层包括同心圆折射微结构层，所述同心圆折射微结构层由一个完整的同心圆折射微结构阵列截取部分矩形区域获得，所述同心圆折射微结构阵列包括若干个圆心相同且半径依次增大的折射微结构单元，且截取的所述同心圆折射微结构层满足：

其中，R₁为所述同心圆折射微结构层中的所述折射微结构单元距所述圆心的最大半径；R₂为所述同心圆折射微结构层中的所述折射微结构单元距所述圆心的最小半径；H为所述投影屏幕的高度；W为所述投影屏幕的宽度；D₃为所述投影屏幕靠近所述圆心一侧的垂直边缘与所述圆心的距离；D₄为所述投影屏幕靠近所述圆心一侧的水平边缘与所述圆心的距离；d为最大半径R₁和最小半径R₂可接受的半径偏差值，且0mm≤d≤500mm；

所述表面功能层、所述成像功能层和所述反射功能层沿所述投影屏幕的厚度方向由外到内依次设置，且所述同心圆折射微结构层中的所述折射微结构单元的圆心偏离所述投影屏幕的中垂线P3。

优选地，所述同心圆折射微结构层包括折射微结构表面和基底平面，所述折射微结构表面和所述基底平面沿所述投影屏幕的厚度方向由外到内依次设置，且所述基底平面与所述投影屏幕的平面平行；

所述折射微结构表面包括若干个所述折射微结构单元，且若干个所述折射微结构单元呈同心圆状排列在所述基底平面上；

任意一个所述折射微结构单元包括折光表面和非折光表面，所述折光表面和所述非折光表面均与所述基底平面连接，所述折光表面、所述非折光表面与所述基底平面的截面为三角形，且所述折光表面位于远离所述圆心的一侧。

优选地，所述同心圆折射微结构层包括折射微结构表面和与所述投影屏幕平行的基底平面，所述同心圆折射微结构层包括折射微结构表面和基底平面，所述折射微结构表面和所述基底平面沿所述投影屏幕的厚度方向由外到内依次设置，且所述基底平面与所述投影屏幕的平面平行；

所述折射微结构表面包括若干个所述折射微结构单元，且若干个所述折射微结构单元呈同心圆状排列在所述基底平面上；

任意一个所述折射微结构单元包括折光表面、非折光表面和顶面，所述折光表面和所述非折光表面与所述基底表面连接，所述顶面用于连接所述折光表面和所述非折光表面，且所述顶面与所述基底平面平行，所述折光表面、所述非折光表面、所述顶面与所述基底平面的截面为梯形，且所述折光表面位于远离所述圆心的一侧。

优选地，所述折光表面与所述基底平面呈夹角设置且所述夹角为锐角；

所述非折光表面与所述基底平面呈夹角设置，且所述夹角为锐角。

优选地，所述反射功能层包括沿所述屏幕厚度方向由外到内依次设置的基底层和反光材料层；所述基底层朝向观看区域的一侧表面具有镜面和/或粗糙毛面，沿所述投影屏幕高度方向观察，所述基底层远离观看区域一侧表面的截面是圆锥曲线阵列的轮廓形状中的至少一种；

所述圆锥曲线阵列由沿所述投影屏幕高度方向延伸和沿所述投影屏幕宽度方向阵列排布的直线型棱镜微结构的截面形状组成；所述直线型棱镜微结构的所述圆锥曲线阵列轮廓形状朝向观看区域一侧凹陷或者朝向背板支撑层一侧突起；

所述反光材料层位于所述圆锥曲线阵列背对观看区域侧的表面。

优选地，所述非折光表面和所述顶面还设置有吸光材料。

优选地，所述表面功能层还包括防眩抗划伤材料层，所述防眩抗划伤材料层设置于所述折射微结构表面；所述防眩抗划伤材料层的表面为具有凹凸起伏的粗糙毛面，且所述防眩抗划伤材料层的表面硬度大于或等于2H。

优选地，还包括背板支撑层，所述背板支撑层粘接于所述反光材料层。

一种折反射式侧向投影屏幕侧向投影系统，包括投影装置，还包括上述的折反射式侧向投影屏幕侧向投影屏幕，所述投影装置设置于观看区域，且所述投影装置设置于过所述投影屏幕中垂线P3、且与所述投影屏幕平面垂直的平面的左侧或者右侧；所述投影装置的安装位置由下式获取：

d₃＝d₂*tan(θ)-W/2

d₄＝C

其中，d₃表示所述投影装置镜头中心Q与距离所述投影装置镜头中心Q最近且与所述投影屏幕高度方向平行的所述投影屏幕侧边的水平距离，d₂表示投影装置镜头中心Q距离所述投影屏幕平面的垂直距离；W表示所述投影屏幕的宽度；θ表示过所述投影装置镜头中心Q的水平面内，经过所述投影装置镜头中心Q和投影屏幕矩形显示区域中垂线P3的光轴P1，与同一水平面内经过所述投影屏幕矩形显示区域中垂线P3的投影屏幕平面法线P2之间的夹角；d₄表示所述投影装置镜头中心Q与距离所述投影装置镜头中心Q最近，且与投影屏幕宽度方向平行的所述投影屏幕侧边的垂直距离；C为一实数，表示所述投影装置镜头中心Q与距离所述投影装置镜头中心Q最近，且与所述投影屏幕宽度方向平行的所述投影屏幕侧边的实际垂直距离数值。

优选地，当投影显示画面的宽度和高度比例为9：16、3：4或10：16时，所述投影装置和所述投影屏幕以过所述投影屏幕中心的法线为旋转轴，顺时针或者逆时针旋转90°；

当所述投影装置吊投使用时，所述投影装置和所述投影屏幕以过所述投影屏幕中心的法线为旋转轴，顺时针或者逆时针旋转180°。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

(1)通过调节折射微结构单元的参数，能够有效的调节侧向入射投影光束的传输方向，使得尽可能多的出射投影光束集中在有效观看区域以内，提高投影屏幕本身的光能利用率；从而获得相较于传统投影屏幕更高亮度增益的显示图像；同时优化和改善了传统屏幕显示画面存在亮度均匀性偏移(例如：观看者在垂直投影屏幕中心位置观察时，投影屏幕平面左侧较亮，而右侧较暗；或者左侧较暗，而右侧较亮)、水平视角严重不对称(例如：垂直投影屏幕观察时，左侧水平视角有35°，而右侧水平视角只有15°；而正常的观影习惯和屏幕标准要求是±25°，偏差小于1°)等画质问题；

(2)通过在表面功能层中设置光吸收材料和/或光扩散材料，可以有效吸收环境光和有效控制观看视角，从而获得相较于传统投影屏幕更高对比度的显示图像和更佳的观影视角；

(3)设置有防眩晕抗划伤层，防止投影屏幕在实际使用过程中被划伤，从而保证投影屏幕的外观完整性，便于投影屏幕后期的使用、清洁以及维护。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为现有技术中正投影的结构示意图；

图2为现有技术中侧投影的结构示意图；

图3为本发明折反射式侧向投影屏幕的结构示意图；

图4为本发明折反射式侧向投影屏幕的原理图；

图5为传统投影屏幕的投影光束传输图；

图6为本发明投影屏幕的投影光束传输图；

图7为获取本发明同心圆折射微结构层的示意图；

图8为本发明的投影装置位于投影屏幕左侧时同心圆折射微结构层与圆心位置的关系示意图；

图9为本发明的投影装置位于投影屏幕右侧时同心圆折射微结构层与圆心位置的关系示意图；

图10为本发明的投影装置与投影屏幕的位置关系示意图；

附图中标记及对应的零部件名称：

1、同心圆折射微结构层；2、成像功能层；3、反射功能层；4、折射微结构单元；401、基底平面；402、折光表面；403、非折光表面。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例1

一种折反射式侧向投影屏幕，如图3所示，包括与投影屏幕的投影面大小相同的表面功能层、成像功能层2和反射功能层3；其中，表面功能层包括同心圆折射微结构层1，同心圆折射微结构层1由一个完整的同心圆折射微结构阵列截取部分矩形区域获得，同心圆折射微结构阵列包括若干个圆心相同且半径依次增大的折射微结构单元4，且截取的同心圆折射微结构层1满足：

其中，R₁为同心圆折射微结构层1中的折射微结构单元4距离圆心的最大半径；R₂为同心圆折射微结构层1中的折射微结构单元4距离圆心的最小半径；H为投影屏幕的高度；W为投影屏幕的宽度；D₃为投影屏幕靠近圆心一侧的垂直边缘与圆心的距离；D₄为投影屏幕靠近圆心一侧的水平边缘与圆心的距离；d为最大半径R₁和最小半径R₂可接受的半径偏差值，且0mm≤d≤500mm。

本实施例中，截取的同心圆折射微结构层1包括折射微结构表面和基底平面401，折射微结构表面和基底平面401沿投影屏幕的厚度方向由外到内依次设置，且基底平面401与投影屏幕的平面平行。折射微结构表面包括若干个折射微结构单元4，且若干个折射微结构单元4呈同心圆状排列在基底平面401上；其中，如图4所示，任意一个折射微结构单元4包括折光表面402和非折光表面403，折光表面402和非折光表面403均与基底平面401连接，折光表面402、非折光表面403与基底平面401的截面为三角形，且折光表面402位于远离折射微结构单元4的圆心的一侧。另外，为了能够更好的匹配投影光束，使得入射到投影屏幕上的各种角度的投影光束都能够被同心圆折射微结构层1调节传输方向，并且使得出射的投影光束往投影屏幕中心法线附近的有效观看区域传输，折光表面402与基底平面401以及非折光表面403与基底平面401的夹角均设置为锐角，具体设置角度可以根据实际情况进行设置，本实施例中，不做具体限制。

传统的折反射投影屏幕，只是对入射光线进行镜面反射和/或漫反射，如图5所示，投影屏幕左侧的投影光束较大比例的返回至观看区域，而投影屏幕右侧的投影光束较大比例的返回至非观看区域，从而造成投影屏幕的亮度均匀性发生偏移，当垂直投影屏幕观察时，投影屏幕平面左侧较亮，而右侧较暗(或者左侧较暗，而右侧较亮，投影装置设置在投影屏幕的中垂线P3另外一侧的情况)，从而使得整个投影屏幕的亮度不均匀；除此之外，还会造成水平视角严重不对称，例如：垂直投影屏幕观察时，左侧水平视角有35°，而右侧水平视角只有15°，而正常的观影习惯和投影屏幕标准要求是±25°，偏差小于1°，从而影响观众的观感。而在本申请中，增加了同心圆折射微结构层1，通过调节折光表面402与基底平面401以及非折光表面403与基底平面401的夹角，可以控制投影光束在投影屏幕内部的走向以及出射方向，阻止投影光束被反射到投影屏幕中心法线附近的有效观看区域以外的区域，从而提高投影屏幕的光能利用效率以及亮度增益；有效改善了传统的投影屏幕的上述缺陷，具体地，使用本申请的投影屏幕时，投影屏幕的投影光束走向如图6所示，投影光线经折射微结构单元4调节后，投影屏幕左侧和右侧的投影光束均被反射到投影屏幕中心法线附近的有效观看区域，从而使得整个投影屏幕的亮度非常均匀，同时水平视角不对称的问题也得到有效的改善。

此外，由于折射微结构单元4的截面为三角形，其顶部为三角形的顶角，在与其它膜层粘接时，由于接触面积小，既容易损伤其它膜层，又容易出现粘接不稳定的情况，因此，可以将折光表面402和非折光表面403的连接处截断，从而使得折射微结构单元4的截面为梯形，此时的折射微结构单元4包括折光表面402、非折光表面403和顶面，折光表面402和非折光表面403与基底表面连接，顶面用于连接折光表面402和非折光表面403，且顶面与基底平面401平行，折光表面402、非折光表面403、顶面与基底平面401的截面为梯形，由于此时的折射微结构单元4的顶部为一个平面，在与其它膜层粘接的过程，可有效增加接触面积，使得膜层之间的粘接更为牢固；同时还可以降低三角形顶角被外力划伤的风险。

本实施例在具体实施时，表面功能层、成像功能层2和反射功能层3沿投影屏幕的厚度方向由外到内依次设置，且同心圆折射微结构层1中的折射微结构单元4的圆心偏离投影屏幕的中垂线P3。本实施例所说的折射微结构单元4的圆心偏离投影屏幕的中垂线P3指的是：根据截取的同心圆折射微结构层1，折射微结构单元4的圆心可以位于投影屏幕外侧，也可以位于投影屏幕上，位于投影屏幕上或位于投影屏幕外的折射微结构单元4的圆心可以位于除投影屏幕中垂线P3的任意位置。

以下，对同心圆折射微结构层1的具体获取方式进行说明：

如图7所示，假设一个完整的同心圆折射微结构阵列的圆心为C，最小远心半径为R，在远离圆心C的任意半径方向上，以在投影屏幕宽度方向上(即图7的水平方向)与圆心C点距离为D₃的点M作为起点，在屏幕宽度方向上取远离点M距离为W的点N作为终点，N点与圆心C的垂直距离为D₄，起点和终点之间的边MN作为投影屏幕的同心圆折射微结构层1的宽度；在以点M为起点，垂直于边MN的垂线上，取距离为H的点F作为终点，垂直边MF作为投影屏幕的同心圆折射微结构层1的高度；MN和MF作为宽度和高度围成的矩形区域即为投影屏幕的同心圆折射微结构层1的有效区域。

其中，在一个完整的同心圆折射微结构阵列中，可以采用以圆心C为旋转对称中心，截取多个同心圆折射微结构层1；也可以以X轴为水平对称轴，以Y轴为垂直对称轴，分别采用与X轴或Y轴轴对称的方法，截取多个同心圆折射微结构层1。根据所截取的矩形尺寸大小，D₃和D₄的距离可以不同，同一个尺寸大小的完整同心圆微结构阵列可以截取的同心圆折射微结构层1的数量不同。

值得说明的是，为了使得具有同一参数指标的投影屏幕具有更高的稳定性，一个完整的同心圆折射微结构阵列用于截取具有同一参数指标的投影屏幕所需的同心圆折射微结构层1；不同参数指标的投影屏幕所需的同心圆折射微结构层1，在另外一个不同设计参数的完整同心圆折射微结构阵列中截取。

进一步地，在本实施例中，反射功能层3包括基底层和反光材料层；基底层朝向观看区域的一侧表面为光滑平面，沿投影屏幕高度方向观察，基底层远离观看区域一侧的表面的微结构的截面是镜面、粗糙毛面和微透镜阵列的轮廓形状中的至少一种；

其中，微透镜阵列由沿投影屏幕高度方向延伸和沿投影屏幕宽度方向阵列排布的直线型棱镜微结构、或者旋转对称圆锥曲线微结构的截面形状组成；直线型棱镜微结构、旋转对称圆锥曲线微结构阵列轮廓形状朝向观看区域一侧凹陷或者朝向背板支撑层一侧突起；

反光材料层位于基底层远离观看区域的一侧，且反光材料层包括具有高可见光反光率的铝、银、反光介质膜材料中的至少一种，并通过印刷、喷涂、转印、真空镀膜中的任意一种制造方法附着在基底层。

进一步地，为了提升投影屏幕的对比度和外观色彩效果，在本实施例中，非折光表面403和顶面还设置有可以吸收环境光线的吸光材料，吸光材料包括黑色、深灰色的颜料、油墨、涂料或者减反射的介质膜材料中的至少一种，并通过印刷、喷涂、转印、真空镀膜中的任意一种制造方法附着在非折光表面403和顶面。当环境光线进入到投影屏幕内部时，被吸光材料吸收，有效减少环境光线射入到有效观看区域内，从而提高投影屏幕的抗环境光能力，使得在明亮环境下使用，显示画面具有更加理想的效果。

具体实施时，也可以不在非折光表面403和顶面设置吸光材料，而是在表面功能层朝向观看区域的一侧再设置滤光层和散光层，但考虑到光线折射需要两层材料的折射率有一定的差值，因此会导致材料成本较高和折射微结构单元4的折光表面402与基底平面401的夹角较大。因此，在本实施例中，通过在非折光表面403和顶面设置吸光材料以代替设置在表面功能层朝向观看区域的一侧的滤光层和散光层，使得折射微结构单元4直接与空气接触，较好的减少了上述问题。

进一步地，在本实施例中，表面功能层还包括防眩抗划伤材料层，防眩抗划伤材料层设置于折射微结构表面；本实施例中的防眩抗划伤材料层的表面为具有凹凸起伏的粗糙毛面，且防眩抗划伤材料层的表面硬度大于或等于2H。

其中，防眩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，以防止投影屏幕在实际使用过程中被划伤，从而保证投影屏幕的外观完整性，便于投影屏幕后期的使用、清洁以及维护；此外，由于防眩抗划伤层具有凹凸轮廓的粗糙表面，因此，还可以实现投影屏幕表面抗眩光和抑制散斑的作用。

进一步地，在本实施例中，为了在使用过程中对投影屏幕的反光材料层进行保护，还设置有背板支撑层，背板支撑层包括但不限于蜂窝铝板、铁板、玻纤板等其他刚性材料，具体设置时，背板支撑层粘接于反射功能层。

实施例2

本实施例与实施例1的不同之处在于，本实施例中的反射功能层3包括反光材料层和同心圆微结构层；

在本实施例中，同心圆微结构层由一个完整的同心圆微结构阵列截取部分矩形区域获得。其中，同心圆微结构阵列包括若干个圆心相同且半径依次增大的微结构单元，且截取的同心圆微结构层满足：

其中，R₁为同心圆微结构层中的微结构单元距圆心的最大半径；R₂为同心圆微结构层中的微结构单元距圆心的最小半径；H为投影屏幕的高度；W为投影屏幕的宽度；D₃为投影屏幕靠近圆心一侧的垂直边缘与圆心的距离；D₄为投影屏幕靠近圆心一侧的水平边缘与圆心的距离；d为最大半径R₁和最小半径R₂可接受的半径偏差值，且0mm≤d≤500mm；

本实施例中，截取的同心圆微结构层包括微结构表面和基底平面，基底平面与微结构表面沿投影屏幕的厚度方向由外到内依次设置，且基底平面与投影屏幕的平面平行。微结构表面包括若干个微结构单元，且若干个微结构单元呈同心圆状排列在基底平面上，其中，微结构单元包括反光表面和非反光表面，反光表面和非反光表面均与基底平面连接，反光表面、反光表面与基底平面的截面为三角形，且反光表面位于远离圆心的一侧。

具体实施时，表面功能层、成像功能层2、反光材料层以及同心圆微结构层沿投影屏幕的厚度方向由外到内依次设置，且同心圆微结构层中的微结构单元的圆心偏离投影屏幕的中垂线P3。本实施例所说的微结构单元的圆心偏离投影屏幕的中垂线P3指的是：根据截取的同心圆微结构层，微结构单元的圆心可以位于投影屏幕外侧，也可以位于投影屏幕上，位于投影屏幕上或投影屏幕外的微结构单元的圆心可以位于投影屏幕中垂线P3以外的任意位置。此外，本实施例中的反光材料层包括具有高可见光反光率的铝、银、反光介质膜材料中的至少一种，并通过印刷、喷涂、转印、真空镀膜中的任意一种制造方法附着在成像功能层2上。

一种折反射式侧向投影屏幕侧向投影系统，包括投影装置，还包括折反射式侧向投影屏幕，投影装置设置于观看区域，且投影装置设置于过投影屏幕中垂线P3、且与投影屏幕平面垂直的平面的左侧或者右侧；为了达到最佳的投影图像显示效果，投影装置安装位置的投影应与折射微结构单元4的圆心重合；即：投影屏幕平面的垂线同时经过投影装置镜头中心Q和折射微结构单元4的圆心，如图8和图9所示，本实施例在具体实施时，如图10所示，投影装置的安装位置由下式获取：

d₃＝d₂*tan(θ)-W/2

d₄＝C

其中，d₃表示投影装置镜头中心Q与距离投影装置镜头中心Q最近，且与投影屏幕高度方向平行的投影屏幕侧边的水平距离，d₂表示投影装置镜头中心Q距离投影屏幕平面的垂直距离；W表示投影屏幕的宽度；θ表示过投影装置镜头中心Q的水平面内，经过投影装置镜头中心Q和投影屏幕矩形显示区域中垂线P3的光轴P1，与同一水平面内经过投影屏幕矩形显示区域中垂线P3的屏幕平面法线P2之间的夹角；d₄表示投影装置镜头中心Q与距离投影装置镜头中心Q最近，且与投影幕宽度方向平行的投影屏幕侧边的垂直距离；C为一实数，表示投影装置镜头中心Q与距离投影装置镜头中心Q最近，且与投影屏幕宽度方向平行的投影屏幕侧边的实际垂直距离数值。

当投影装置发出的投影光束进入到投影屏幕内部的同心圆折射微结构层1，使入射到投影屏幕上的各种角度的投影光束都能够被折射微结构单元4调节传输方向。通过调节折光表面402与基底平面401以及非折光表面403与基底平面401的夹角，来控制投影光束的走向，能够阻止投影光束被反射到观看区域之外，使得反射光线尽可能多的进入到屏幕中心法线附近的有效观看区域内，不仅可以提升投影屏幕的亮度和光能利用率，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，改善亮度均匀性偏移(例如：垂直于屏幕平面观察时，屏幕平面左侧较亮，而右侧较暗；或者左侧较暗，而右侧较亮。)以及水平视角严重不对称(例如：垂直于屏幕平面观察时，左侧水平视角有35°，而右侧水平视角只有15°；而正常的观影习惯和屏幕标准要求是±25°，偏差小于1°)等画质问题。

值得说明的是，根据家居和办公建筑设计规范和大多数情况下的反射式侧向投影应用场景，通常θ取值范围为10°～50°，且以20°～40°取值为最佳。

当投影显示画面的宽度和高度比例为9：16、3：4或10：16时，投影装置和投影屏幕以过投影屏幕中心的法线为旋转轴，顺时针或者逆时针旋转90°；当投影装置吊投使用时，投影装置和投影屏幕以过投影屏幕中心的法线为旋转轴，顺时针或者逆时针旋转180°。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种折反射式侧向投影屏幕，其特征在于，包括与投影屏幕的投影面大小相同的表面功能层、成像功能层(2)和反射功能层(3)；

所述表面功能层包括同心圆折射微结构层(1)，所述同心圆折射微结构层(1)由一个完整的同心圆折射微结构阵列截取部分矩形区域获得，所述同心圆折射微结构阵列包括若干个圆心相同且半径依次增大的折射微结构单元(4)，且截取的所述同心圆折射微结构层(1)满足：

其中，R₁为所述同心圆折射微结构层(1)中的所述折射微结构单元(4)距所述圆心的最大半径；R₂为所述同心圆折射微结构层(1)中的所述折射微结构单元(4)距所述圆心的最小半径；H为所述投影屏幕的高度；W为所述投影屏幕的宽度；D3为所述投影屏幕靠近所述圆心一侧的垂直边缘与所述圆心的距离；D4为所述投影屏幕靠近所述圆心一侧的水平边缘与所述圆心的距离；d为最大半径R1和最小半径R2可接受的半径偏差值，且0mm≤d≤500mm；

所述表面功能层、所述成像功能层(2)和所述反射功能层(3)沿所述投影屏幕的厚度方向由外到内依次设置，且所述同心圆折射微结构层(1)中的所述折射微结构单元(4)的圆心偏离所述投影屏幕的中垂线P3。

2.根据权利要求1所述的一种折反射式侧向投影屏幕侧向投影屏幕，其特征在于，所述同心圆折射微结构层(1)包括折射微结构表面和基底平面(401)，所述折射微结构表面和所述基底平面(401)沿所述投影屏幕的厚度方向由外到内依次设置，且所述基底平面(401)与所述投影屏幕的平面平行；

所述折射微结构表面包括若干个所述折射微结构单元(4)，且若干个所述折射微结构单元(4)呈同心圆状排列在所述基底平面(401)上；

任意一个所述折射微结构单元(4)包括折光表面(402)和非折光表面(403)，所述折光表面(402)和所述非折光表面(403)均与所述基底平面(401)连接，所述折光表面(402)、所述非折光表面(403)与所述基底平面(401)的截面为三角形，且所述折光表面(402)位于远离所述圆心的一侧。

3.根据权利要求1所述的一种折反射式侧向投影屏幕侧向投影屏幕，其特征在于，所述同心圆折射微结构层(1)包括折射微结构表面和基底平面(401)，所述折射微结构表面和所述基底平面(401)沿所述投影屏幕的厚度方向由外到内依次设置，且所述基底平面(401)与所述投影屏幕的平面平行；

所述折射微结构表面包括若干个所述折射微结构单元(4)，且若干个所述折射微结构单元(4)呈同心圆状排列在所述基底平面(401)上；

任意一个所述折射微结构单元(4)包括折光表面(402)、非折光表面(403)和顶面，所述折光表面(402)和所述非折光表面(403)与所述基底表面连接，所述顶面用于连接所述折光表面(402)和所述非折光表面(403)，且所述顶面与所述基底平面(401)平行，所述折光表面(402)、所述非折光表面(403)、所述顶面与所述基底平面(401)的截面为梯形，且所述折光表面(402)位于远离所述圆心的一侧。

4.根据权利要求2或3所述的一种折反射式侧向投影屏幕侧向投影屏幕，其特征在于，所述折光表面(402)与所述基底平面(401)呈夹角设置且所述夹角为锐角；

所述非折光表面(403)与所述基底平面(401)呈夹角设置，且所述夹角为锐角。

5.根据权利要求4所述的一种折反射式侧向投影屏幕侧向投影屏幕，其特征在于，所述反射功能层(3)包括沿所述屏幕厚度方向由外到内依次设置的基底层和反光材料层；所述基底层朝向观看区域的一侧表面具有镜面和/或粗糙毛面，沿所述投影屏幕高度方向观察，所述基底层远离观看区域一侧表面的截面是圆锥曲线阵列的轮廓形状中的至少一种；

所述圆锥曲线阵列由沿所述投影屏幕高度方向延伸和沿所述投影屏幕宽度方向阵列排布的直线型棱镜微结构的截面形状组成；所述直线型棱镜微结构的所述圆锥曲线阵列轮廓形状朝向观看区域一侧凹陷或者朝向背板支撑层一侧突起；

所述反光材料层位于所述圆锥曲线阵列背对观看区域侧的表面。

6.根据权利要求3所述的一种折反射式侧向投影屏幕侧向投影屏幕，其特征在于，所述非折光表面(403)和所述顶面还设置有吸光材料。

7.根据权利要求6所述的一种折反射式侧向投影屏幕侧向投影屏幕，其特征在于，所述表面功能层还包括防眩抗划伤材料层，所述防眩抗划伤材料层设置于所述折射微结构表面；所述防眩抗划伤材料层的表面为具有凹凸起伏的粗糙毛面，且所述防眩抗划伤材料层的表面硬度大于或等于2H。

8.根据权利要求7中所述的一种折反射式侧向投影屏幕侧向投影屏幕，其特征在于，还包括背板支撑层，所述背板支撑层粘接于所述反光材料层。

9.一种折反射式侧向投影屏幕侧向投影系统，其特征在于，包括投影装置，还包括如权利要求1-8中任意一项所述的一种折反射式侧向投影屏幕侧向投影屏幕，所述投影装置设置于观看区域，且所述投影装置设置于过所述投影屏幕中垂线P3、且与所述投影屏幕平面垂直的平面的左侧或者右侧；所述投影装置的安装位置由下式获取：

d₃＝d₂*tan(θ)-W/2

d₄＝C

其中，d₃表示所述投影装置镜头中心Q与距离所述投影装置镜头中心Q最近且与所述投影屏幕高度方向平行的所述投影屏幕侧边的水平距离，d₂表示投影装置镜头中心Q距离所述投影屏幕平面的垂直距离；W表示所述投影屏幕的宽度；θ表示过所述投影装置镜头中心Q的水平面内，经过所述投影装置镜头中心Q和投影屏幕矩形显示区域中垂线P3的光轴P1，与同一水平面内经过所述投影屏幕矩形显示区域中垂线P3的投影屏幕平面法线P2之间的夹角；d₄表示所述投影装置镜头中心Q与距离所述投影装置镜头中心Q最近，且与投影屏幕宽度方向平行的所述投影屏幕侧边的垂直距离；C为一实数，表示所述投影装置镜头中心Q与距离所述投影装置镜头中心Q最近，且与所述投影屏幕宽度方向平行的所述投影屏幕侧边的实际垂直距离数值。

10.根据权利要求9所述的一种折反射式侧向投影屏幕侧向投影系统，其特征在于，当投影显示画面的宽度和高度比例为9：16、3：4或10：16时，所述投影装置和所述投影屏幕以过所述投影屏幕中心的法线为旋转轴，顺时针或者逆时针旋转90°；

当所述投影装置吊投使用时，所述投影装置和所述投影屏幕以过所述投影屏幕中心的法线为旋转轴，顺时针或者逆时针旋转180°。

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