CN115343908B - 一种菲涅尔投影屏幕及投影设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种菲涅尔投影屏幕及投影设备，涉及投影显示技术领域，用于解决菲涅尔投影屏幕的增益较低的问题。该菲涅尔投影屏幕包括依次层叠设置的表面层、菲涅尔透镜层以及反射层。菲涅尔透镜层的菲涅尔微结构具有相互连接的第一表面和第二表面。第一表面倾斜设置，第一表面与表面层靠近菲涅尔透镜层一侧的表面形成的夹角为θ+a。其中，‑5°＜a＜5°，θ＝2.2777764775843E^‑15r⁵‑1.6393352729939E^‑11r⁴+4.7433765352602E^‑8r³‑7.1110397598114E^‑5r²+6.3971788444051E^‑2r‑5.6385768409072。r为菲涅尔微结构的半径。该投影屏幕用于显示投影机投射的影像。

Description

一种菲涅尔投影屏幕及投影设备

技术领域

本申请涉及投影显示技术领域，尤其涉及一种菲涅尔投影屏幕及投影设备。

背景技术

在投影显示技术领域，投影机一般搭配菲涅尔投影屏幕使用。投影机射出的光线投射到菲涅尔投影屏幕上，经过菲涅尔投影屏幕的反射后到达观众的眼中，观众便可以在菲涅尔投影屏幕的表面观看到光线形成的影像。

为了提升菲涅尔投影屏幕的增益，菲涅尔投影屏幕一般包括菲涅尔透镜层。菲涅尔透镜层能够起到汇聚光线的作用，进而提升菲涅尔投影屏幕的增益。但是，现有的菲涅尔透镜层的增益水平较低，无法满足用户的需求。

发明内容

本申请提供一种菲涅尔投影屏幕及投影设备，用于解决菲涅尔投影屏幕的增益较低的问题。

为达到上述目的，本申请采用如下技术方案：

一方面，本申请实施例提供一种菲涅尔投影屏幕包括依次层叠设置的表面层、菲涅尔透镜层以及反射层。菲涅尔透镜层靠近反射层一侧具有多个同圆心设置的菲涅尔微结构，菲涅尔微结构具有相互连接的第一表面和第二表面。第一表面倾斜设置，第一表面靠近第二表面的一端与表面层之间的距离大于第一表面远离第二表面的一端与表面层之间的距离。第一表面与表面层靠近菲涅尔透镜层一侧的表面形成的夹角为θ+a。

其中，-5°＜a＜5°，θ＝2.2777764775843E^-15r⁵-1.6393352729939E^-11r⁴+4.7433765352602E^-8r³-7.1110397598114E^-5r²+6.3971788444051E^-2r-5.6385768409072。r为菲涅尔微结构的半径。

本申请实施例提供的菲涅尔投影屏幕，包括依次层叠设置的表面层、菲涅尔透镜层以及反射层。投影机投射的光线到达菲涅尔投影屏幕时，依次经过表面层、菲涅尔透镜层后到达反射层。在反射层的反射下，光线依次被反射至菲涅尔透镜层以及表面层，最终反射至观众的眼中，观众便能够在菲涅尔投影屏幕上观看到影像。

由于光线在经过菲涅尔透镜层时会向中心汇聚，观众在正对菲涅尔投影屏幕的位置能够观看到亮度较高的影像，菲涅尔投影屏幕的增益较高。同时，菲涅尔透镜层还能够起到一定的抗环境光的作用，环境光会在菲涅尔微结构的作用下朝非人眼观看的区域反射。

此外，由于第一表面与表面层靠近菲涅尔透镜层一侧的表面形成的夹角为θ+a，其中，-5°＜a＜5°，θ＝2.2777764775843E^-15r⁵-1.6393352729939E^-11r⁴+4.7433765352602E^{- 8}r³-7.1110397598114E^-5r²+6.3971788444051E^-2r-5.6385768409072，r为菲涅尔微结构的半径。由此，本申请实施例提供的菲涅尔投影屏幕根据菲涅尔微结构的半径设计了夹角的大小，使得投影机投射的光线经过菲涅尔微结构的反射后，能够更好的朝向菲涅尔投影屏幕的中心汇聚，从而提升了菲涅尔投影屏幕的增益，改善了菲涅尔投影屏幕的投影效果。

在一些实施例中，表面层远离菲涅尔透镜层一侧具有多个透光凸起。第一表面与表面层靠近菲涅尔透镜层一侧的表面形成的夹角为k(θ+a)。其中，k为修正系数，k≠0，且k≠1。

在一些实施例中，每个菲涅尔微结构对应的k的值不相同。

在一些实施例中，透光凸起的形状为半球形。k＝k₀+b；其中，-0.3≤b≤0.3，k₀＝1.6089315478386E^-21x⁵-8.4586327227823E^-17x⁴+1.6900833055087E^-12x³-1.6087126401172E^-8x²+7.2849973133300E^-5x+1.0256456238937；x为正整数。其中，x为多个菲涅尔微结构的序列数；沿远离多个菲涅尔微结构的圆心的方向，菲涅尔微结构的序列数逐渐增大。

在一些实施例中，表面层的折射率与菲涅尔透镜层的折射率相同。

在一些实施例中，菲涅尔透镜层的折射率小于1.4或者菲涅尔透镜层的折射率大于1.65。第一表面与表面层靠近菲涅尔透镜层一侧的表面形成的夹角为m(θ+a)。其中，m为修正系数。

在一些实施例中，m与菲涅尔透镜层的折射率为负相关关系。

在一些实施例中，菲涅尔投影屏幕还包括扩散层。扩散层位于表面层和菲涅尔透镜层之间。扩散层的折射率与表面层的折射率相同。

在一些实施例中，菲涅尔投影屏幕还包括着色层。着色层位于表面层和菲涅尔透镜层之间。着色层的折射率与表面层的折射率相同。

另一方面，本申请实施例提供一种投影设备，包括投影机以及上述任一种菲涅尔投影屏幕。投影机位于菲涅尔投影屏幕的表面层所在的一侧，用于朝向菲涅尔投影屏幕发射光线。

由于本申请实施例提供的投影设备包括上述菲涅尔投影屏幕，因此能够解决与上述菲涅尔投影屏幕相同的技术问题，达到相同的技术效果，此处不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的投影设备的使用状态示意图；

图2为本申请实施例提供的一种菲涅尔投影屏幕的结构示意图；

图3为菲涅尔透镜层靠近反射层一侧的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的另一种菲涅尔投影屏幕的结构示意图；

图5为本申请实施例提供的表面层具有透光凸起时的光线示意图；

图6为夹角α未修正前，光线射至菲涅尔投影屏幕中心的菲涅尔微结构处的光线示意图；

图7为夹角α修正后，光线射至菲涅尔投影屏幕中心的菲涅尔微结构处的光线示意图；

图8为投影机投射到菲涅尔投影屏幕上的光线的分布图；

图9为表面层远离菲涅尔透镜层一侧的表面为光滑平面时的光线示意图；

图10为本申请实施例提供的一种表面层的结构示意图；

图11为透光凸起经过雾化处理后的结构示意图；

图12为本申请实施例提供的一种反射层的结构示意图；

图13为本申请实施例提供的另一种反射层的结构示意图。

附图标记：

100-投影设备；1-菲涅尔投影屏幕；11-表面层；111-透光凸起；12-菲涅尔透镜层；121-菲涅尔微结构；1211-第一表面；1212-第二表面；13-反射层；14-扩散层；15-着色层；16-基材层；2-投影机；21-入射光线；22-出射光线；3-观众；40-扩散粒子。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语、“上”、“下”、“前”、“内”、“中心”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

在本申请实施例中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

在本申请实施例中，“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本申请实施例中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其他实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。

在投影显示技术领域，尤其是超短焦激光投影显示领域，为达到较好的亮度及显示效果，投影机可以搭配具有菲涅尔微结构的投影屏幕。其中，该投影屏幕一般包括菲涅尔透镜层。菲涅尔透镜层具有多个同圆心设置的菲涅尔微结构。

相关技术中，投影机投射的光线经过菲涅尔透镜层时，被菲涅尔微结构反射后的光线会产生一定的偏移，不能较好的朝向投影屏幕的中心汇聚，从而导致投影屏幕的增益降低。

基于此，本申请实施例提供了一种投影设备100，参阅图1，图1为本申请实施例提供的投影设备100的使用状态示意图。投影设备100可以包括菲涅尔投影屏幕1和投影机2。

投影设备100在使用时，投影机2可以放置在菲涅尔投影屏幕1的前下方，观众3位于菲涅尔投影屏幕1的前方并看向菲涅尔投影屏幕1。投影机2发出的入射光线21照向菲涅尔投影屏幕1，入射光线21经过菲涅尔投影屏幕1的反射后最终形成出射光线22照向观众3，同时在菲涅尔投影屏幕1中成像。

图1所示的投影机2可以包括激光器，该激光器可以为单色激光器、双色激光器和三色激光器中的一种。其中，三色激光器可发射蓝色激光、红色激光以及绿色激光。激光器发射的蓝色激光的波长的范围可设置为430nm-460nm，发射的绿色激光的波长的范围可设置为500nm-540nm，发射的红色激光的波长的范围可设置为610nm-650nm。

由于三色激光器具有色彩存真和色域较高的优势，本申请实施例提供的投影机2中的激光器可以选择三色激光器。当然，本申请实施例提供的投影机2中的激光器也可以选择单色激光器或者双色激光器。

下面对本申请实施例提供的菲涅尔投影屏幕1的具体结构进行举例说明。

参阅图2，图2为本申请实施例提供的一种菲涅尔投影屏幕1的结构示意图。菲涅尔投影屏幕1可以包括依次层叠设置的表面层11、菲涅尔透镜层12以及反射层13。

如图2所示，投影机2位于投影屏幕1的表面层11所在的一侧，朝向投影屏幕1发射光线。光线经过投影屏幕1的内部后从表面层11重新射出。

如图3所示，图3为菲涅尔透镜层12靠近反射层一侧的结构示意图，菲涅尔透镜层12靠近反射层13(图2)一侧具有同圆心设置的多个菲涅尔微结构121。其中，如图2所示，菲涅尔微结构121具有相互连接的第一表面1211和第二表面1212。

如图2所示，第一表面1211倾斜设置，第一表面1211靠近第二表面1212的一端与表面层11之间的距离大于第一表面1211远离第二表面1212的一端与表面层11之间的距离。即如图2所示，第一表面1211朝右下方倾斜。第一表面1211与表面层11靠近菲涅尔透镜层12一侧的表面形成的夹角α为θ+a。

其中，-5°＜a＜5°，θ＝2.2777764775843E^-15r⁵-1.6393352729939E^-11r⁴+4.7433765352602E^-8r³-7.1110397598114E^-5r²+6.3971788444051E^-2r-5.6385768409072。r为菲涅尔微结构121的半径。由此，根据菲涅尔微结构121的半径重新设计夹角α的大小，使得投影机2投射的光线经过菲涅尔微结构121后，光线的汇聚效果更好，能够朝向菲涅尔投影屏幕1的中心汇聚，提升了菲涅尔投影屏幕1的增益。

可以理解的是，菲涅尔微结构121的宽度较窄，菲涅尔微结构121上的任意一点到圆心的距离均可以作为菲涅尔微结构121的半径r。

由此，如图2所示，本申请实施例提供的菲涅尔投影屏幕1，包括依次层叠设置的表面层11、菲涅尔透镜层12以及反射层13。投影机2投射的光线到达菲涅尔投影屏幕1时，依次经过表面层11、菲涅尔透镜层12后到达反射层13。在反射层13的反射下，光线依次被反射至菲涅尔透镜层12以及表面层11，最终反射至观众3的眼中，观众3便能够在菲涅尔投影屏幕1上观看到影像。

由于光线在经过菲涅尔透镜层12时会向中心汇聚，观众3在正对菲涅尔投影屏幕1的位置能够观看到亮度较高的影像，菲涅尔投影屏幕1的增益较高。同时，菲涅尔透镜层12还能够起到一定的抗环境光的作用，环境光会在菲涅尔微结构的作用下朝非人眼观看的区域反射。

此外，由于第一表面1211与表面层11靠近菲涅尔透镜层12一侧的表面形成的夹角α为θ+a，其中，-5°＜a＜5°，θ＝2.2777764775843E^-15r⁵-1.6393352729939E^-11r⁴+4.7433765352602E^-8r³-7.1110397598114E^-5r²+6.3971788444051E^-2r-5.6385768409072，r为菲涅尔微结构121的半径。由此，本申请实施例提供的菲涅尔投影屏幕1根据菲涅尔微结构121的半径r设计了夹角α的大小，使得投影机2投射的光线经过菲涅尔微结构121的反射后，能够更好的朝向菲涅尔投影屏幕1的中心汇聚，从而提升了菲涅尔投影屏幕1的增益，改善了菲涅尔投影屏幕1的投影效果。

在一些实施例中，表面层11的折射率可以与菲涅尔透镜层12的折射率相同。这样，光线从表面层11进入到菲涅尔透镜层12时，光线不会发生偏折。由此，避免了光线在经过表面层11和菲涅尔透镜层12时发射偏折，影响光线的出射角度，从而使得按照上述公式设计的夹角能够使得光线尽可能的朝向菲涅尔投影屏幕1的中心汇聚，使菲涅尔投影屏幕1具有较高的增益。

当然，表面层11的折射率也可以与菲涅尔透镜层12的折射率不同。这样，光线在经过表面层11和菲涅尔透镜层12的边界时，由于折射率的不同，光线会发射偏折。此时，可通过设置修正系数，对夹角α的角度作出细微修正，以消除折射率不同对光线角度造成的影响。

由于制作表面层11的材料和制作菲涅尔透镜层12的材料的折射率一般相差较小，光线经过表面层11和菲涅尔透镜层12的边界时，光线发射的偏折较小，对菲涅尔投影屏幕1的增益效果影响较小。因此，当表面层11和菲涅尔透镜层12的折射率不同时，也可以不修正夹角α。此时，菲涅尔投影屏幕1也具有较高的增益。

在一些实施例中，菲涅尔透镜层12的折射率小于1.4或者菲涅尔透镜层12的折射率大于1.65。当菲涅尔透镜层12的折射率在1.4～1.65的范围内时，采用上述公式设计夹角α能够使光线较好的聚集效果，增益效果较高。

当菲涅尔透镜层的折射率小于1.4或者大于1.65时，菲涅尔透镜层12的折射率对于夹角α会产生一定的影响。因此，为了保证投影机2投射的光线能够尽可能的朝向菲涅尔投影屏幕1的中心汇聚，第一表面1211与表面层11靠近菲涅尔透镜层12一侧的表面形成的夹角α为m(θ+a)，m为修正系数。

由此，当菲涅尔透镜层12的折射率小于1.4或者菲涅尔透镜层12的折射率大于1.65时，通过修正系数m，来修正夹角α，最终使得投影机2投射的光线能够朝向菲涅尔投影屏幕1的中心汇聚，保证菲涅尔投影屏幕1的增益。当然，当菲涅尔透镜层12的折射率略小于1.4或者略大于1.65时，也可以不对夹角α进行修正，也即m可以始终为1。

在一些实施例中，m可以与菲涅尔透镜层12的折射率为负相关关系。如图2所示，当菲涅尔透镜层12的折射率越大，投影机2投射的光线进入到菲涅尔投影屏幕1的内部时，发生的偏转角度越大。以图2所示的光线为例，当光线经过菲涅尔微结构121后水平出射，光线进入菲涅尔投影屏幕1内部时的偏转角度越大，β的角度越小，根据光线反射原理，该菲涅尔微结构121对应的夹角α为β/2。即光线的折射率越大，需要更小的夹角α能够使得光线朝中心汇聚，保证增益效果。

其中，修正系数m可以为常量，对于不同的菲涅尔透镜层12的折射率，可以选择不同的修正系数。示例性的，当菲涅尔透镜层12的折射率大于1.65，m的值可以为小于1的常数，例如m可以为0.9或者0.8等。当菲涅尔透镜层12的折射率小于1.4时，m可以为大于1的常数，例如m可以为1.1或者1.2等m的取值可根据投影画面的效果选择，以便较好的修正夹角α。

如图2所示，投影机2投射的光线需经过表面层11进入菲涅尔投影屏幕1的内部，当表面层11的反射率过高时，投影机2投射的光线容易在表面层11直接被反射，从而在其他地方(如天花板)形成清晰的影像，进而降低用户的观看体验。

为此，如图4所示，图4为本申请实施例提供的另一种菲涅尔投影屏幕1的结构示意图。表面层11远离菲涅尔透镜层12一侧的表面具有多个透光凸起111。其中，表面层11远离菲涅尔透镜层12一侧的表面可以通过喷砂工艺处理来形成雾化表面，便可形成上述透光凸起111，操作简单、方便，容易实现。

由此，光线在表面层11处的光线反射率较低，投影机2投射的光线在到达表面层11时，会有更多的光线透过表面层11进入菲涅尔投影屏幕1的内部，从而使得投影机2投射的光线不容易在其它地方(如天花板)形成清晰的影像，保证观众3的观看体验。

当表面层11远离菲涅尔透镜层12一侧具有透光凸起111的时候，如图5所示，图5为本申请实施例提供的表面层11具有透光凸起111时的光线示意图，当表面层11两侧的光线射入表面层11，经过透光凸起111时，透光凸起111会对光线的路径造成一定的影响，使光线发生偏折。

示例性的，如图5所示，两侧的光线的入射角β为60°，此时，部分光线经过表面层11时会发生全反射。其中，表面层11下方的一部分光线经过透光凸起111从上方射出后，会产生一定的收缩，角度较小。相反的，表面层11上方的光线经过透光凸起111从下方射出后，出射角γ会大于60°。

由上述可知，透光凸起111会对光线产生一定的影响，当表面层11远离菲涅尔透镜层12一侧的表面具有多个透光凸起111，第一表面1211与表面层11靠近菲涅尔透镜层12一侧的表面形成的夹角为θ+a时，如图6所示，图6为夹角α未修正前，光线射至菲涅尔投影屏幕中心的菲涅尔微结构121处的光线示意图，光线在经过透光凸起111以及菲涅尔微结构121射出后，光线会向上偏离中心位置，进而影响菲涅尔投影屏幕的增益。其中，可以理解的是，为方便观察，图6仅示出了部分透光凸起111以及菲涅尔微结构121处的光线图，省略了其他结构。

因此，当表面层11远离菲涅尔透镜层12一侧的表面具有多个透光凸起111时，在一些实施例中，第一表面1211与表面层11靠近菲涅尔透镜层12一侧的表面形成的夹角α为k(θ+a)。其中，k为修正系数，k≠0，且k≠1。

当第一表面1211与表面层11靠近菲涅尔透镜层12一侧的表面形成的夹角α为k(θ+a)时，如图7所示，图7为夹角α修正后，光线射至菲涅尔投影屏幕中心的菲涅尔微结构121处的光线示意图，通过修正系数k，改变夹角α的大小，使得修正后的α能够使得光线在经过菲涅尔微结构121之后，能够朝向菲涅尔投影屏幕的中心出射，消除透光凸起111对光线路径造成的影响，保证菲涅尔投影屏幕的增益。

如图8所示，图8为投影机投射到菲涅尔投影屏幕1上的光线的分布图，其中，图8所示的菲涅尔投影屏幕1具有图7所示的透光凸起111。投影机2投射的光线经过菲涅尔投影屏幕1反射后出射至参考平面S。

参照图8中经菲涅尔投影屏幕1反射后的带箭头的虚线所示，带箭头的虚线为未修正前的光线路径。可以看到，夹角α未修正前，光线在透光凸起111(图7)的作用下会以偏离的方向射出，从而无法朝向中心汇聚，使得菲涅尔投影屏幕1的增益较低。

同时，参照图8中经菲涅尔投影屏幕1反射后的带箭头的实线所示，实线为修正后的光线路径。可以看到，依照上述k对夹角α进行修正后，光线能够朝向菲涅尔投影屏幕1的中心汇聚，从而保证了菲涅尔投影屏幕1的增益。

如图9所示，图9为表面层11远离菲涅尔透镜层12一侧的表面为光滑平面时的光线示意图，当表面层11远离菲涅尔透镜层12一侧的表面为光滑表面，且第一表面1211与表面层11靠近菲涅尔透镜层12一侧的表面形成的夹角α为θ+a时，光线经过菲涅尔透镜层12射出后，能够朝向菲涅尔投影屏幕的中心出射，增益较高。

由上述可知，多个菲涅尔微结构121具有不同的半径，对应有不同的夹角α。在一些实施例中，每个菲涅尔微结构121对应的k的值不相同。在利用k值修正夹角α时，对于不同的菲涅尔微结构121，可以采用不同的k值进行修正，进而使得投影机2投射的光线经过各个菲涅尔微结构121之后，光线都能够较好的朝向中心汇聚，提升菲涅尔投影屏幕1的增益。

当然，在另一些实施例中，多个菲涅尔微结构121对应的k的值也可以相同。其中，k的取值可根据实际情况进行设置。示例性的，在选择k的取值时，可以先选择不同的k值，然后判断各个k值对应的菲涅尔投影屏幕1整体的增益效果，选择能够使菲涅尔投影屏幕1呈现最大增益的k值即可。

如图7所示，透光凸起111的形状可以为半球形。当透光凸起111为半球形时，k＝k₀+b；其中，-0.3≤b≤0.3，k₀＝1.6089315478386E^-21x⁵–8.4586327227823E^-17x⁴+1.6900833055087E^–12x³–1.6087126401172E^-8x²+7.2849973133300E^-5x+1.0256456238937，x为正整数。

x为多个菲涅尔微结构121的序列数；沿远离多个菲涅尔微结构121的圆心的方向，菲涅尔微结构121的序列数逐渐增大。即越靠近圆心的半径越小的菲涅尔微结构121，序列数越小。其中，可以理解的是，半径最小的菲涅尔微结构121的序列数为1。

当透光凸起111为半球形，每个菲涅尔微结构121所对应的k的取值为上述公式时，此时，如图7所示，中心位置处的光线经过菲涅尔微结构121之后，能够朝向菲涅尔投影屏幕1的中心出射，菲涅尔投影屏幕1的增益较高。

示例性的，参照图6，当菲涅尔透镜层12的折射率和透光凸起111的折射率为1.56时，中心位置处的菲涅尔微结构121的夹角α未修正前为16.5°，光线的入射角为58.5°入射，光线最终以偏离中心位置12°的方向出射。参照图7，按照上述公式修正后的夹角α为19.5°，光线便朝向中心位置出射。

如图10所示，图10为本申请实施例提供的一种表面层11的结构示意图。在一些实施例中，为了进一步扩大菲涅尔投影屏幕1的观看角度，表面层11远离菲涅尔透镜层一侧(左侧)的表面可以分布有扩散粒子40。通过在该表面添加扩散粒子40，可以增大菲涅尔投影屏幕的观看视角，同时也能够增加该表面的粗糙度，使得光线更多的透过该表面，不容易在别处形成清晰的影像，提升观众的观看体验。其中，扩散粒子40的材质可以为聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethyl Methacrylate，PMMA)。

当表面层11分布有扩散粒子40时，也可以采用修正系数k＝k₀+b进行修正，也可以选择固定的k值进行修正。具体可根据实际情况设置修正系数。

此外，参阅图11，图11为透光凸起111经过雾化处理后的结构示意图。在一些实施例中，透光凸起111的表面可以为雾化表面。通过对透光凸起111的表面进行雾化处理，能够进一步提高该表面的粗糙度，进而使得光线在该表面的反射率进一步降低，从而使得光线的透过率更高，进而提高投影机投射的光线的利用效率，降低因光线反射在别处形成清晰影像的概率。此时，也可以采用修正系数k＝k₀+b进行修正，或者选择固定的k值进行修正。

此外，如图2所示，为了进一步扩大菲涅尔投影屏幕1的观看视角，在一些实施例中，菲涅尔投影屏幕1还可以包括扩散层14。扩散层14可以位于表面层11和菲涅尔透镜层12之间。其中，扩散层14内分布有扩散粒子40。进入菲涅尔投影屏幕1内的光线经过扩散层14，在扩散粒子40的作用下沿各个方向扩散。

扩散层14与表面层11的折射率可以相同。由于扩散层14和表面层11的折射率相同，投影机2投射的光线从表面层11进入到扩散层14时，不会发射偏折，使得光线在经过菲涅尔透镜层12之后，能够按照原定的方向出射，保证菲涅尔投影屏幕1的增益效果。当然，扩散层14的折射率也可以与菲涅尔透镜层12的折射率不同，由于制作两者的材料折射率相差不大，夹角α为θ+a时，对菲涅尔投影屏幕1的增益影响不大。

由于光线进行扩散，使得菲涅尔投影屏幕1的观看视角有所增大。同时，扩散后的光线之间的相干性较弱，降低了光线在菲涅尔投影屏幕1表面的干涉程度，进而减弱菲涅尔投影屏幕1表面出现的散斑的严重程度。其中，虽然光线发生了扩散，但是扩散粒子使光线发生扩散的程度较小，光线还是会朝向投影屏幕的中心汇聚，对投影屏幕的增益效果影响不大，可以不修正夹角α。

继续参阅图2，在一些实施例中，菲涅尔投影屏幕1还可以包括着色层15，着色层15可以位于表面层11和菲涅尔透镜层12之间。示例性的，如图2所示，着色层15位于表面层11和扩散层14之间。着色层15内分布有暗色染料。这样，当外界环境光经过着色层15时，会被着色层15内的暗色染料所吸收，进而使得菲涅尔投影屏幕1的抗环境光能力较强，使得菲涅尔投影屏幕1在光线较强的环境下也具有较好的对比度，投影画面更好。当然暗色染料也可以添加在其它位置。如图4所示，反射层13内添加有暗色染料。环境光在经过反射层13时，会被反射层13内的暗色染料所吸收。

着色层15可以与表面层11的折射率相同。这样，当投影机2投射的光线经过表面层11和着色层15之间时，光线不会发生折射，进而减小光线折射对出射角度的影响，使得光线能够朝向中心汇聚。

当菲涅尔投影屏幕1包括扩散层14以及着色层15时，着色层15的折射率可以与表面层11、菲涅尔透镜层12以及扩散层14的折射率相同，也可以不同。当着色层15的折射率与表面层11以及扩散层14的折射率不同时，如图9所示，从表面层11进入着色层15时，光线发射偏折。由于表面层11与扩散层14的折射率可以相同，着色层15进入扩散层14时，光线与进入着色层15之间的方向相同。示例性的，表面层11以及扩散层14的折射率可以为1.65、着色层15的折射率可以为1.48、菲涅尔透镜层12的折射率可以为1.56。

可以理解的是，菲涅尔投影屏幕1各层的材料可根据实际情况选择，示例性的，以图2所示的菲涅尔投影屏幕1为例，菲涅尔透镜层12、扩散层14以及着色层15均可以由无影胶(Ultraviolet Rays，UV)材料制成。

基于图2所示的菲涅尔投影屏幕1，扩散层14可作为制作菲涅尔透镜层12的基底。以菲涅尔透镜层12由UV胶固化而成为例，因为UV胶具有弹性，所以使得菲涅尔透镜层12可卷曲。

在制作菲涅尔透镜层12时，将UV胶涂布在扩散层14的表面上，然后用专用的模具对菲涅尔透镜层12进行压印，使得菲涅尔透镜层12成型，然后再用UV光源灯对UV胶进行固化，最后脱模即可完成菲涅尔透镜层12的制作。当然，在另一些实施例中，菲涅尔透镜层12也可以由热固化胶水制成。

同样的，着色层15也可以以扩散层14为基底进行制作。在制作着色层15时，在UV胶中添加暗色染料，然后涂布在扩散层14远离菲涅尔透镜层12一侧的表面上，然后用UV光源登对UV胶进行固化即可。

如图4所示，在一些实施例中，菲涅尔投影屏幕1还可以包括基材层16。基材层16位于菲涅尔透镜层12和表面层11之间，可以用作菲涅尔投影屏幕1的制作基底。例如，以图4所示的菲涅尔投影屏幕1为例，基材层16可以作为表面层11以及菲涅尔透镜层12的制作基底。

其中，基材层16可以选择不同的材料制成。例如，基材层16可以由聚对苯二甲酸乙二醇酯(Polyethylene terephthalate,PET)材料制成。PET材料具有柔性，进而使得基材层16具有柔性，能够卷曲。当然基材层16也可以由其它柔性材料制成，例如，可以由热塑性聚氨酯弹性体橡胶(Thermoplastic polyurethanes，TPU)材料制成基材层16，TPU具有弹性，可实现卷曲。或者，基材层16还可以苯乙烯系嵌段共聚物(Styrenic Block Copolymers，SBC)柔性材料制成。

TPU硬度范围光，增加硬度仍可以保持良好的弹性和耐磨性，耐油性、耐老化以及耐磨性好，成本较低。SBC材料柔性好，具有良好的机械性能，可防水，抗拉强度、抗撕裂强度和圆球顶破强度强。具有较好的抗氧化性、防水性、耐候性、耐化学性和耐腐蚀性。材料下表面粗糙，呈立体网状结构，能够与多种粘接剂具有良好的粘接强度，能够与其它材料共混来改善材料的性能和强度。

又例如，基材层16也可以由聚氨酯(Polyurethane，PU)。PU材料具有柔性，使得菲涅尔投影屏幕1能够卷曲。同时，PU材料可以适应不同的热膨胀系数基材的粘和，可与基材之间形成软-硬过渡层，粘接力强。因此，其与菲涅尔投影屏幕的其它层状结构的结合性更好。而且具有优良的缓冲、减震功能。

由上述可知，反射层可将光线进行反射。为了实现反射层的反射功能，反射层中的反射材料也可以为铝、银，或者为银和铝的组合物。为了更好的反射光线，可以选择不同形状的材料作为反射层的材料。下面，以反射材料选择铝为例，结合附图，对本申请实施例提供的几种不同的反射层做示例性的说明。

在一些实施例中，如图12所示，图12为本申请实施例提供的一种反射层13的结构示意图，为了提高菲涅尔投影屏幕1的增益，可以选择粉末状铝粉，采用喷涂印刷或者蒸镀的方式涂覆在菲涅尔透镜层12上。如此一来，因为粉末状铝粉更为细腻，方向性不明显，投影机发出的光线大多能够根据菲涅尔透镜层12的微结构的设置而定向反射出该菲涅尔投影屏幕，不会造成光线四处乱反射，所以使得该菲涅尔投影屏幕的增益较高。

此外，当选用铝颗粒作为反射材料时，铝颗粒的直径范围可以为5um～20um。此范围内的铝颗粒，由于直径较小，在形成反射层13后，铝颗粒会形成致密的反射面，光线照射在该反射面时，能够将光线尽可能的进行反射，从而避免光线能量的浪费。同时，在选用铝颗粒作为反射材料时，可以将反射层13做得很薄，从而可以节省铝材料的消耗，节约制作成本。

在另一些实施例中，如图13所示，图13为本申请实施例提供的另一种反射层13的结构示意图。反射层13的反射材料为铝时，也可以选择鳞片状铝粉。采用喷涂印刷的方式将鳞片状铝粉喷涂在菲涅尔透镜层12上。因为鳞片状铝粉的径厚比较大，铝的结合能力较强，不易脱落。其中，鳞片状铝粉的径厚比的范围可为(40:1)至(100:1)之间。

以上，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求所述的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种菲涅尔投影屏幕，其特征在于，包括依次层叠设置的表面层、菲涅尔透镜层以及反射层；所述菲涅尔透镜层靠近所述反射层一侧具有多个同圆心设置的菲涅尔微结构；所述菲涅尔微结构具有相互连接的第一表面和第二表面；

所述第一表面倾斜设置，所述第一表面靠近所述第二表面的一端与所述表面层之间的距离大于所述第一表面远离所述第二表面的一端与所述表面层之间的距离；所述第一表面与所述表面层靠近所述菲涅尔透镜层一侧的表面形成的夹角为θ+a；

其中，-5°＜a＜5°；θ＝2.2777764775843E^-15r⁵-1.6393352729939E^-11r⁴+4.7433765352602E^-8r³-7.1110397598114E^-5r²+6.3971788444051E^-2r-5.6385768409072；r为所述菲涅尔微结构的半径。

2.根据权利要求1所述的菲涅尔投影屏幕，其特征在于，所述表面层远离所述菲涅尔透镜层一侧具有多个透光凸起；所述第一表面与所述表面层靠近所述菲涅尔透镜层一侧的表面形成的夹角为k(θ+a)；

其中，所述k为修正系数，k≠0，且k≠1。

3.根据权利要求2所述的菲涅尔投影屏幕，其特征在于，每个所述菲涅尔微结构所对应的k的值不相同。

4.根据权利要求3所述的菲涅尔投影屏幕，其特征在于，所述透光凸起的形状为半球形；所述k＝k₀+b；其中，-0.3≤b≤0.3；k₀＝1.6089315478386E^-21x⁵-8.4586327227823E^-17x⁴+1.6900833055087E^-12x³-1.6087126401172E^-8x²+7.2849973133300E^-5x+1.0256456238937；x为正整数；

所述x为所述多个菲涅尔微结构的序列数；沿远离所述多个菲涅尔微结构的圆心的方向，所述菲涅尔微结构的序列数逐渐增大。

5.根据权利要求1所述的菲涅尔投影屏幕，其特征在于，所述表面层的折射率与所述菲涅尔透镜层的折射率相同。

6.根据权利要求5所述的菲涅尔投影屏幕，其特征在于，所述菲涅尔透镜层的折射率小于1.4或者所述菲涅尔透镜层的折射率大于1.65；所述第一表面与所述表面层靠近所述菲涅尔透镜层一侧的表面形成的夹角为m(θ+a)；所述m为修正系数。

7.根据权利要求6所述的菲涅尔投影屏幕，其特征在于，所述m与所述菲涅尔透镜层的折射率为负相关关系。

8.根据权利要求5所述的菲涅尔投影屏幕，其特征在于，所述菲涅尔投影屏幕还包括：

扩散层，所述扩散层位于所述表面层与所述菲涅尔透镜层之间；所述扩散层的折射率与所述表面层的折射率相同。

9.根据权利要求5所述的菲涅尔投影屏幕，其特征在于，所述菲涅尔投影屏幕还包括：

着色层，所述着色层位于所述表面层和所述菲涅尔透镜层之间；所述着色层的折射率与所述表面层的折射率相同。

10.一种投影设备，其特征在于，包括投影机以及权利要求1～9中任一项所述的菲涅尔投影屏幕；所述投影机位于所述菲涅尔投影屏幕的表面层所在的一侧，用于朝向所述菲涅尔投影屏幕发射光线。