CN206627750U - 一种超短焦的抗光投影幕布和投影系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种超短焦的抗光投影幕布和应用该投影幕布的投影系统，包括由后向前相贴的底层和棱镜层，底层包括一黑胶层，棱镜层的后表面为一平面并贴合底层前表面，棱镜层的前表面由沿竖直方向依次相接的多行棱镜平行排布而成，每行棱镜均由多个三棱凸透镜沿水平方向依次相接而成，每个三棱凸透镜包括两个分别朝向前上方、前下方的斜面和一个朝向正后方的底面，其中朝向前下方的斜面为沿水平方向前凸的凸面，并且凸面上设有投影反射层。本实用新型在实现超短焦投影时能够更好地避免外在环境光线的干扰，并且在维持高投影增益的同时能够取得较大的视角范围，相对于传统的投影幕布有更佳的视觉效果。

Description

一种超短焦的抗光投影幕布和投影系统

技术领域

本实用新型涉及投影领域，尤其是一种超短焦的抗光投影幕布和应用该投影幕布的投影系统。

背景技术

投影幕布是与投影仪配合来显示图像、视屏等影像的工具，通常用于商业广告、教学、办公、家庭或影院娱乐等场合。作为同样用于显示影像的液晶屏幕来说，在大尺寸需求的场合中液晶屏幕的成本高且不易搬运和收纳，在不使用的时候无法即时收存起来；并且大于50寸的液晶屏幕价格昂贵，不利于普通家庭购买使用；另外，长期观看液晶屏幕时人眼也容易因受到辐射而影响视力，不利于人体的健康。

然而，相对于液晶屏幕，同样尺寸的投影幕布却不存在上述问题，其不仅成本和售价远低于同样尺寸的液晶屏幕，也易于搬运和卷起收存，同时还不影响人眼健康，因此得到了广泛的应用。目前的应用中，投影幕布大多适用于远距离的投影，即投影仪必需放置于距离投影幕布较远的地方，对投影距离的要求使得投影幕布不适用于空间有限的场合，例如作为家庭娱乐的家庭影院屏幕使用时，一般家庭的观看空间距离都无法满足长焦投影的需求；因而超短焦的投影幕布便应运而生，超短焦的投影幕布允许投影仪放置于距离投影幕布很近的地方，从而降低了对空间范围的需求。

然而，目前的超短焦投影幕布还存在一些缺陷，例如申请号为CN201520450469.5的中国专利文献公开了一种抗环境光的投影屏幕，其包括整体由深色吸光材料制成的基材和用于加强和稳定基材水平和竖直方向强度的加强部件，其中，所述基材的正面延伸有大量整体呈锯齿状的微凸条，在所述微凸条的一侧面上形成上吸光面，另一面设置有投影成像层。上述抗环境光的投影屏幕不仅结构简单、成本低；而且能够有效抵抗环境光对投影成像画面进行干扰，从而使成像画面更清晰、对比度更高、亮度更高，但是该投影屏幕的构造无法满足大范围的水平视角的要求。

再例如中国专利CN203825353U公开了一种用于短焦投影设备的定向增光和抗环境光投影屏幕，包括一侧表面呈锯齿状的透明基材和用于投影成像的涂料层，该专利技术利用锯齿状的反射面对从斜下方投射的投影光线进行反射，以实现短焦投影的目的；然而，该专利技术也存在投影水平视角有限，无法实现增大投影视角的效果。另外，该专利的投影屏幕采用硬板材料，不具有卷展性，当不使用该屏幕时无法对其进行卷放，占用较大空间且不利于收纳。

申请号为CN201520753038.6的中国专利文件还公开了一种超强抗环境光投影幕，涉及投影幕。设有背面吸光层、平面幕基、锯齿状幕基、正面吸光层、光学漫反射结构层；平面幕基设在背面吸光层与锯齿状幕基之间，正面吸光层设在锯齿状幕基的锯齿上方，光学漫反射结构层设在锯齿下方；平面幕基的背面与背面吸光层的正面粘接；平面幕基的正面与锯齿状幕基的背面粘接。正面吸光层的底面与锯齿状幕基的锯齿顶面粘接；光学漫反射结构层的背面与锯齿状幕基的锯齿底面粘接。各部分结构采用粘合的方式固定成一个整体结构。可大幅度提高超短焦激光投影机亮度资源和超短焦特性的利用率，所显示出的画面细致清晰，对比度高，色彩逼真；可方便进行外围结构安装，可卷曲包装和运输。然而，该专利提供的投影幕也存在水平视角有限的问题，无法同时实现抗光、广视角、高增益和超短焦的投影需求。

日本Arizawa生产的投影幕布，能够取得较宽广的可视角度，然而，其在保持宽广的可视角度的需求下，其增益值最高只能到0.6以下，并且需要大能量、高亮度的投影仪方可实现高增益的效果，因而观看成本高昂，且投影仪的功率损耗很大，对投影仪的要求高；另一方面，当其满足高增益的同时，屏幕的可视角度又会受到影响。

综上可知，目前超短焦的投影幕布在观看时还存在以下缺陷：

1.目前大多数投影幕布容易受到日光、灯光等外在环境光线的干扰，仅仅适用于较为黑暗的场合，例如在教学演示图像时需要将室内日光和灯光进行遮挡，以制造一个避免光线干扰的场合，这样一来使得投影幕布的使用场合大为受限，再者由于容易受到外在环境光线的干扰，使得其彩色饱和度和黑白对比度较低·；

2.目前市场上的投影幕布普遍存在高增益和广视角之间的矛盾，无法同时满足高增益和广视角的要求；

3.目前的投影幕布大多为PPU材质，PPU材质作为投影幕布时卷展性欠佳，当卷起来之后不易恢复到原来的平展度，无法适应多样化的应用场合；

4.目前的投影幕布表面抗刮性能弱，不易进行清洁擦洗，在清洁的过程中投影幕布容易产生刮痕而损坏；

5.传统的投影幕布的黑白对比度较低，相对于液晶屏幕而言投影得到影像效果欠佳，影响观看者的视觉效果。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种超短焦的抗光投影幕布，包括由后向前相贴的底层和棱镜层，底层包括一黑胶层，棱镜层的后表面为一平面并贴合底层的前表面，棱镜层的前表面由沿竖直方向依次相接的多行棱镜平行排布而成，每行棱镜均由多个三棱凸透镜沿水平方向依次相接而成，每个三棱凸透镜的纵断面为三角形，三角形的顶角朝前且底边竖直，使得三棱凸透镜包括两个分别朝向前上方、前下方的斜面和一个朝向正后方的底面，其中，朝向前下方的斜面为沿水平方向前凸的凸面，并且凸面上设有投影反射层。

进一步地，构成每行棱镜的多个三棱凸透镜的尺寸均相同。

优选地，底层由后向前依次包括有第一基材层和黑胶层，棱镜层的后表面贴合于黑胶层的前表面，第一基材层的材料为PET、PVC或者TPU材质。

进一步地，棱镜层还包括第二基材层，第二基材层的后表面贴合底层的前表面，第二基材层的前表面与多个三棱凸透镜的朝向正后方的底面相粘合，第二基材层的材料为PET、 PVC或者TPU材质。

优选地，每个三棱凸透镜的朝向前上方的斜面为平面，且其上设置有用于吸光的黑色物质。

进一步地，投影幕布还包括贴合于棱镜层前表面的表层。

优选地，表层由后向前依次包括胶体层、第三基材层和第一扩散层，第一扩散层的后表面贴合第三基材层的前表面，第三基材层的后表面通过胶体层与棱镜层的前表面相粘合，第一扩散层的前表面由众多微粒子状突起构成粗糙的表面，并且掺杂有黑色的染色墨水，第三基材层的材料为PET、PVC或者TPU材质。

进一步地，第一扩散层的前表面还设有抗刮涂层。

进一步地，表层还包括第二扩散层，第二扩散层的前表面贴合于第一扩散层的后表面，第二扩散层的后表面由众多微粒子状突起构成粗糙的表面，并且第二扩散层掺杂有黑色的染色墨水。

优选地，任意相邻的两个微粒子状突起的顶点之间的距离小于10μm。

进一步地，三棱凸透镜的朝向前上方的斜面相对于水平面的倾斜度小于其朝向前下方的斜面。

优选地，三棱凸透镜的朝向前下方的斜面与竖直方向的夹角由下而上逐渐增大。

进一步地，任意相邻的两层棱镜层的棱距小于50μm。

本实用新型还公开了一种投影系统，包括投影仪和如上所述的超短焦的抗光投影幕布。

优选地，投影仪与投影幕布的投射比大于等于0.2且小于等于0.5。

进一步地，投影仪的镜头面对三棱凸透镜的凸面。

综上，利用本实用新型公开的超短焦的抗光投影幕布和应用该投影幕布的投影系统，能同时满足抗光、广视角、高增益的超短焦投影需求，在实现超短焦投影时能够更好地避免外在环境光线的干扰，在应用于具有日光或灯光等日常环境中时能够取得很好的观看效果，并且在维持高投影增益同时能够取得较大的视角范围，还能够避免炫光、实现表面抗刮和取得良好的黑白对比度，相对于传统的超短焦的抗光投影幕布能够取得更佳的视觉效果。为了让本实用新型的上述内容能更明显易懂，下文特举优选实施例，并结合附图，作详细说明如下。

附图说明

图1-1为本实用新型的超短焦抗光投影幕布的立体结构示意图；

图1-2为本实用新型的超短焦抗光投影幕布的棱镜层的局部放大图；

图2为本实用新型的超短焦抗光投影幕布的整体结构的侧视图；

图3为本实用新型的超短焦抗光投影幕布的整体结构的俯视图；

图4为本实用新型的超短焦抗光投影幕布的表面扩散层的结构图；

图5为本实用新型的超短焦抗光投影幕布的抗光效果示意图；

图6为本实用新型的投影系统的整体结构示意图；

图7为本实用新型的超短焦抗光投影幕布和投影系统的棱镜层的投影角度变化示意图。

图示标号：

超短焦的抗光投影幕布 100 投影仪 200

底层 1 棱镜层 2 表层 3

黑胶层 11 第一基材层 12

棱镜 21 三棱凸透镜 22 投影反射层 23 第二基材层 24

三棱凸透镜的朝向前下方的斜面 22a

三棱凸透镜的朝向前上方的斜面 22b

三棱凸透镜的朝向正后方的底面 22c

第一扩散层 31 第三基材层 32 胶体层 33

微粒子状突起 31a 抗刮涂层 31b

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。虽然本实用新型的描述将结合较佳实施例一起介绍，但这并不代表此实用新型的特征仅限于该实施方式。恰恰相反，结合实施方式作实用新型介绍的目的是为了覆盖基于本实用新型的权利要求而有可能延伸出的其它选择或改造。为了提供对本实用新型的深度了解，以下描述中将包含许多具体的细节。本实用新型也可以不使用这些细节实施。此外，为了避免混乱或模糊本实用新型的重点，有些具体细节将在描述中被省略。

另外，在以下的说明中所使用的“上”、“下”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“前”、“后”，仅表示相对的方位关系，不应理解为对本实用新型的限制。

以下结合附图对本实用新型作进一步的说明。

【第一实施例】

如图1-1和图1-2中所示，本实施例公开了一种超短焦的抗光投影幕布100，包括由后向前相贴的底层1和棱镜层2，底层1包括一黑胶层11，棱镜层2的后表面为一平面并贴合底层1的前表面，棱镜层2的前表面由沿竖直方向依次相接的多行棱镜21平行排布而成，每行棱镜21均由多个三棱凸透镜22沿水平方向依次相接而成，每个三棱凸透镜22 的纵断面为三角形，三角形的顶角朝前且底边竖直，使得三棱凸透镜22包括两个分别朝向前上方、前下方的斜面和一个朝向正后方的底面，其中，朝向前下方的斜面22a为沿水平方向前凸的凸面，并且该凸面上设有投影反射层23。

具体地，多行棱镜21沿着竖直方向的高度层次依次相接地平行排布，构成每行棱镜 21的多个三棱凸透镜22的尺寸均相同，每一行棱镜21的高度可以相同，也可以不同，并且任意相邻的两行棱镜21的棱距小于100μm，该棱距指任意相邻的两行棱镜21的三角形纵断面的顶角之间的垂直距离。如图2中所示，采用这样的构造，当放置于本实施例的投影幕布前下方一定距离处的投影仪进行投影时，在竖直方向上，一方面投影仪的投影光线入射至每个三棱凸透镜22的朝向前下方的斜面22a处，根据反射定律，入射的投影光线的传播路径改变，形成出射光线沿水平方向向前射出，从而进入在投影幕布前方观看的人眼；另一方面，自上方或者斜上方射来的日光、灯光等环境光线入射至每个三棱凸透镜22 的朝向前上方的斜面22b处，被该斜面阻挡或反射回去而无法进入人眼，避免日光、灯光等环境光线对投影光线造成干扰；本实施例的构造有利于超短焦投影仪直接放置于投影幕布前下方的近距离处进行投影，极大地节省了投影空间，同时能够避免日光、灯光等环境光线的干扰，可广泛应用于具有环境光线的场合。

更进一步地，如图1-1和图1-2和图3中所示，本实施例的每个三棱凸透镜22的朝向前下方的斜面22a为凸面，采用这样的构造，当投影光线射入时，投影仪的投影光线入射至每个三棱凸透镜22的朝向前下方的斜面22a处，根据反射定律，在水平方向上，入射的投影光线的传播路径改变，形成出射光线向前射出，入射光线和出射光线之间具有一定的夹角，从而扩大了本实施例提供的投影幕布的水平视角范围，通过对凸面曲率进行设定，可以控制投影幕布的水平视角范围。

较佳地，每行棱镜21中排布的三棱凸透镜22上下相互对应，使得同一宽度层次上的各个位置处的凸面曲率相同，从而能够取得更佳的视觉效果。

本实用新型第一实施例提供的超短焦的抗光投影幕布100中，底层1由后向前依次包括第一基材层12和设置于第一基材层12基础上的黑胶层11，棱镜层2的后表面贴合于黑胶层11的前表面，该黑胶层11不仅可用于黏贴置于底层1之上的其他材料层，而且可作为遮光面来避免光线从幕布底面透出，同时可以防止超短焦的抗光投影幕布100背面的环境光线由此透入。

更进一步地，棱镜层2还包括第二基材层24，第二基材层24的后表面贴合底层1的前表面，具体来讲，第二基材层24的后表面黏贴于底层1的黑胶层11之上；第二基材层 24的前表面与多个三棱凸透镜22的朝向正后方的底面22c相粘合。

如图1-1和图1-2中所示，本实用新型第一实施例中，每个三棱凸透镜22的朝向前上方的斜面22b上还设置有用于吸光的黑色物质，以进一步吸收与其表面相对入射的日光、灯光等干扰光线，例如图1-1和图1-2中，每个三棱凸透镜22的朝向前上方的斜面22b 为平面，可以在其上加镀黑色吸光物质，以吸收从上方入射的日光、灯光等外在环境光线，避免此类外在环境光线的干扰，使得本实施例提供的超短焦的抗光投影幕布100能够更好地适用于具有外在环境光线的场合，而不像传统的投影幕布一样只能应用于无外在环境光线的黑暗背景中。

更进一步地，本实施例的投影幕布100还包括贴合于棱镜层2前表面的表层3。表层3由后向前依次包括胶体层33、第三基材层32和第一扩散层31，第一扩散层31的后表面贴合第三基材层32的前表面，第三基材层32的后表面通过胶体层33与棱镜层2的前表面相粘合，第一扩散层31的前表面由众多微粒子状突起31a构成粗糙的表面。具体地，第一扩散层31的表面分布有紧密排布的微粒子状突起31a，附图4为这些微粒子状突起 31a的结构示意图。第一扩散层31表面的微粒子状突起31a的表面可以呈圆形，或椭圆形，使得第一扩散层31的表面呈现为粗糙的凹凸不平表面，可以对射入的光线进行一定程度的漫反射，从而使得第一扩散层31具备防炫光的作用；更为具体地，第一扩散层31表面的微粒子状突起31a，对从斜上方射入的日光、灯光等环境光线进行折射，使得环境光线从下方射出，日光、灯光等环境光线难以被投影幕布反射至人眼，如此便能够起到抗光的作用，避免外在环境光线的干扰；另外，该微粒子状突起31a可将入射到其侧面的投影光线进行各个方向的扩散，也起到了扩大投影幕布的视角范围的有益效果。在此，任意两个相邻的微粒子状突起31a的顶点之间的距离小于10μm。

进一步地，第一扩散层31的前表面的众多微粒子状突起31a中还掺杂有黑色的染色墨水，优选为黑色的纳米墨水，通过对黑色比例的控制可以调整出射光线的黑色对比度和彩色饱和度，如果黑色比例过多，则出射光线会较为暗淡，若黑色比例过少，则出射光线会无明暗对比而显得过亮；此外，调整合适的黑色比例还能够吸收一部分环境光线，从而减少环境光线进入该扩散层，影响投影的视觉效果。值得注意的是，附图4仅对该第一扩散层31的结构和形态进行示意性说明，并非根据实际的比例和形状所绘制。

更进一步地，第一扩散层31的前表面还设有抗刮涂层31b。该抗刮涂层31b贴合第一扩散层31表面的微粒子状突起31a，使得第一扩散层31对整个超短焦的抗光投影幕布100起到了表面保护的作用，在使用后能够对其表面进行清洁和擦洗，而不会对幕布造成损伤。

为了取得更好地视觉效果，在表层3中可以设置类似于第一扩散层31的多个扩散层，例如表层3中还可以包括第二扩散层，第二扩散层的前表面贴合于第一扩散层31的后表面，第二扩散层的后表面由众多微粒子状突起构成粗糙的表面，并且第二扩散层掺杂有黑色的染色墨水。利用两层扩散层可以进一步扩大投影幕布100在各个角度的视角范围，同时进一步增强了投影幕布的抗光和防炫光的效果。

进一步地，各个三棱凸透镜22的朝向前上方的斜面22b相对于水平面的倾斜度小于其朝向前下方的斜面22a，以配合两个斜面在投影过程中所起到的不同作用。具体来讲，在投影时，朝向前上方的斜面22b主要用于吸收和反射自上方或斜上方射来的日光、灯光等环境光线，较小的倾斜度更有利于阻挡这些环境光线，以避免环境光线对投影光线造成的干扰；而朝向前下方的斜面22a主要用于反射自斜下方射来的投影光线，较大的倾斜度更有利于对投影光线的角度进行变换，从而实现超短焦和大范围水平视角的投影。

当环境光线的入射角度变化时，各个三棱凸透镜22的朝向前上方的斜面22b以不同的出射角度将环境光线进行反射，如图5中所示，环境光线与垂直方向的夹角为θ，当θ取值从10°到70°时，入射至本实施例的投影幕布上的环境光线均可被反射至上方，而不会进入到人眼的可视范围，由此可见，使用本投影幕布时多数的环境光线不会对人眼的观看造成影响，能够取得较佳的抗光效果。

本技术领域的人员应当理解，当投影仪放置于本实用新型所提供的投影幕布的前上方时，也可以将本实用新型提供的投影幕布旋转180度来进行使用。

优选地，如图7中所示，在竖直方向上，三棱凸透镜22的朝向前下方的斜面22a与竖直方向的夹角由下而上逐渐增大，这是由于自斜下方射来的投影光线与竖直方向的夹角由下而上逐渐减小，三棱凸透镜22的斜面的倾斜角度的不同设计能够对投影光线进行最佳的反射，从而得到更好的视觉效果。

以下结合附图1-1和图4来详细说明本实用新型第一实施例的投影幕布100的光线传播原理：

如图1-1和图4所示，当投影仪的光线由前下方倾斜射入投影幕布时，第一扩散层31 首先吸收和折射部分干扰的外在环境光线，入射光线经过第三基材层32和胶体层33的微小折射作用后到达三棱凸透镜22的朝向前下方的斜面22a上；

此时，由于各个三棱凸透镜22的朝向前下方的斜面22a上设有投影反射层，因此在竖直方向上，如图2所示，入射光线经过斜面的反射作用沿水平方向向前射出；在水平方向上，如图3所示，入射光线经过凸面的反射作用，以与入射光线具有一定水平夹角的方向射出，将竖直方向和水平方向上的转向进行合成则得到出射光线，从而实现了超短焦投影并扩大了投影的水平视角范围；

出射光线再次经由胶体层33和第三基材层32到达第一扩散层31之后，由于第一扩散层31表面排布有众多的微粒子状突起31a，出射光线在水平方向和竖直方向上均再一次微调而改变出射角度，从而在各个方向上进一步扩大了投影幕布的视角范围；

与此同时，由上方和斜上方射来的日光、灯光等环境光线经过第一扩散层31的吸收和折射、各个三棱凸透镜22的朝向前上方的斜面22b的吸收和反射，环境光线向上方或斜上方射出，无法与投影光线一样进入人眼，从而避免了日光、灯光等环境光线对投影的干扰，使得投影幕布可以应用于具有日光、灯光等环境光线的场合中，而不需要与传统的投影幕布一般仅仅能应用于无外在环境光线干扰的黑暗环境中。

本实用新型第一实施例中，第一基材层12、第二基材层24和第三基材层32优选地均可采用PET、PVC或者TPU材质，PET材质具有良好的物理机械性能，当卷起来后易于恢复原状，能够维持本实施例提供的超短焦的抗光投影幕布100的平展度，使得其不会因多次卷起和展开而变形，能够应用于多种场合，从而进一步提高了本实施例提供的超短焦的抗光投影幕布的商业价值。

应用本实用新型第一实施例的投影幕布，可以实现超短焦的投影，极大的节省了投影空间，能够适用于放映空间有限的家庭影院、工作讲演等应用场合；并且还能够避免日光、灯光等环境管线对投影放映的干扰，能够适用于户外广告投放、教学讲演等多个应用场合；并且本实用新型的投影幕布的视角范围广阔，在各个角度进行观看时的视觉效果佳，同时还具有黑白对比度高、抗刮防炫、不易变形的优点，具有极大的商业价值。

【第二实施例】

如图6和图1-1和图1-2中所示，本实用新型还提供一种投影系统，包括投影仪200和超短焦的抗光投影幕布100，超短焦距的抗光投影幕布100包括由后向前相贴的底层1 和棱镜层2，底层1包括一黑胶层11，棱镜层2的后表面为一平面并贴合底层1的前表面，棱镜层2的前表面由沿竖直方向依次相接的多行棱镜21平行排布而成，每行棱镜21均由多个三棱凸透镜22沿水平方向依次相接而成，每个三棱凸透镜22的纵断面为三角形，三角形的顶角朝前且底边竖直，使得三棱凸透镜22包括两个分别朝向前上方、前下方的斜面和一个朝向正后方的底面，其中，朝向前下方的斜面22a为沿水平方向前凸的凸面，并且该凸面上设有投影反射层23。

更为优选地，投影仪200与超短焦距的抗光投影幕布100的投射比大于等于0.2且小于等于0.5。

其中，投影仪200与超短焦的抗光投影幕布100的投射比S是指投影仪200距离超短焦的抗光投影幕布100的直线距离L与超短焦的抗光投影幕布100的水平宽度W之间的比例。例如当超短焦的抗光投影幕布100为80"的投影幕布时，投影仪200与超短焦的抗光投影幕布100的最大直线距离L1应为：

L1＝S·W＝0.5×80"×2.54＝40"×2.54＝101.6cm；

投影仪200与超短焦的抗光投影幕布100的最小直线距离L2应为：

L2＝S·W＝0.2×80"×2.54＝16"×2.54＝40.64cm；

因此，投影仪200应放置于直线距离超短焦的抗光投影幕布100为40.64cm-101.6cm 的范围内。

再例如，当超短焦的抗光投影幕布100为100"的投影幕布时，投影仪200与超短焦的抗光投影幕布100的最大直线距离L1应为：

L1＝S·W＝0.5×100"×2.54＝50"×2.54＝127cm；

投影仪200与超短焦的抗光投影幕布100的最小直线距离L2应为：

L2＝S·W＝0.2×100"×2.54＝20"×2.54＝50.8cm；

因此，投影仪200应放置于直线距离超短焦的抗光投影幕布100为50.8cm-127.6cm的范围内。

更进一步地，投影仪200的镜头面对三棱凸透镜22的凸面，即三棱凸透镜22的朝向前下方的斜面22a。较佳地，如图7所示，三棱凸透镜22的朝向前下方的斜面22a与竖直方向的夹角为α，由几何原理可知，投影仪200发出的投影光线与水平方向的夹角为2α，当投影光线的入射高度为h，投影仪到投影幕布的水平距离为L时，

在竖直方向上，三棱凸透镜22的朝向前下方的斜面22a与竖直方向的夹角由下而上逐渐增大，那么如图7中所示，当投影幕布100的高度为H₁，其最高点距离水平地面的高度为H₂，投影仪200放置于水平地面上，其到投影幕布的水平距离为L时，三棱凸透镜22 的朝向前下方的斜面22a与竖直方向的夹角为α的范围为：

具体地，多行棱镜21沿着竖直方向的高度层次依次相接地平行排布，构成每行棱镜 21的多个三棱凸透镜22的尺寸均相同，每一行棱镜21的高度可以相同，也可以不同，并且任意相邻的两行棱镜21的棱距小于100μm，该棱距指任意相邻的两行棱镜21的三角形纵断面的顶角之间的垂直距离。如图2中所示，采用这样的构造，当放置于本实施例的投影幕布前下方一定距离处的投影仪200进行投影时，在竖直方向上，一方面投影仪200的投影光线入射至每个三棱凸透镜22的朝向前下方的斜面22a处，根据反射定律，入射的投影光线的传播路径改变，形成出射光线沿水平方向向前射出，从而进入在投影幕布前方观看的人眼；另一方面，自上方或者斜上方射来的日光、灯光等环境光线入射至每个三棱凸透镜22的朝向前上方的斜面22b处，被该斜面阻挡或反射回去而无法进入人眼，避免日光、灯光等环境光线对投影光线造成干扰；本实施例的构造有利于超短焦投影仪直接放置于投影幕布前下方的近距离处进行投影，极大地节省了投影空间，同时能够避免日光、灯光等环境光线的干扰，可广泛应用于具有环境光线的场合。

更进一步地，如图1-1、图1-2和图3中所示，本实施例的每个三棱凸透镜22的朝向前下方的斜面22a为凸面，采用这样的构造，当投影光线射入时，投影仪的投影光线入射至每个三棱凸透镜22的朝向前下方的斜面22a处，根据反射定律，在水平方向上，入射的投影光线的传播路径改变，形成出射光线向前射出，入射光线和出射光线之间具有一定的夹角，从而扩大了本实施例提供的投影幕布的水平视角范围，通过对凸面曲率进行设定，可以控制投影幕布的水平视角范围。

较佳地，每行棱镜21中排布的三棱凸透镜22上下相互对应，使得同一宽度层次上的各个位置处的凸面曲率相同，从而能够取得更佳的视觉效果。

本实用新型第二实施例提供的超短焦的抗光投影幕布100中，底层1由后向前依次包括第一基材层12和设置于第一基材层12基础上的黑胶层11，棱镜层2的后表面贴合于黑胶层11的前表面，该黑胶层11不仅可用于黏贴置于底层1之上的其他材料层，而且可作为遮光面来避免光线从幕布底面透出，同时可以防止超短焦的抗光投影幕布100背面的环境光线由此透入。

更进一步地，棱镜层2还包括第二基材层24，第二基材层24的后表面贴合底层1的前表面，具体来讲，第二基材层24的后表面黏贴于底层1的黑胶层11之上；第二基材层 24的前表面与多个三棱凸透镜22的朝向正后方的底面22c相粘合。

如图1-1和图1-2中所示，本实用新型第二实施例中，每个三棱凸透镜22的朝向前上方的斜面22b上还设置有用于吸光的黑色物质，以进一步吸收与其表面相对入射的日光、灯光等干扰光线，例如图1-1和图1-2中，每个三棱凸透镜22的朝向前上方的斜面22b 为平面，可以在其上加镀黑色吸光物质，以吸收从上方入射的日光、灯光等外在环境光线，避免此类外在环境光线的干扰，使得本实施例提供的超短焦的抗光投影幕布100能够更好地适用于具有外在环境光线的场合，而不像传统的投影幕布一样只能应用于无外在环境光线的黑暗背景中。

更进一步地，本实施例的投影幕布100还包括贴合于棱镜层2前表面的表层3。表层3由后向前依次包括胶体层33、第三基材层32和第一扩散层31，第一扩散层31的后表面贴合第三基材层32的前表面，第三基材层32的后表面通过胶体层33与棱镜层2的前表面相粘合，第一扩散层31的前表面由众多微粒子状突起31a构成粗糙的表面。具体地，第一扩散层31的表面分布有紧密排布的微粒子状突起31a，附图4为这些微粒子状突起 31a的结构示意图。第一扩散层31表面的微粒子状突起31a的表面可以呈圆形，或椭圆形，使得第一扩散层31的表面呈现为粗糙的凹凸不平表面，可以对射入的光线进行一定程度的漫反射，从而使得第一扩散层31具备防炫光的作用；更为具体地，第一扩散层31表面的微粒子状突起31a，对从斜上方射入的日光、灯光等环境光线进行折射，使得环境光线从下方射出，日光、灯光等环境光线难以被投影幕布反射至人眼，如此便能够起到抗光的作用，避免外在环境光线的干扰；另外，该微粒子状突起31a可将入射到其侧面的投影光线进行各个方向的扩散，也起到了扩大投影幕布的视角范围的有益效果。在此，任意两个相邻的微粒子状突起31a的顶点之间的距离小于10μm。

进一步地，第一扩散层31的前表面的众多微粒子状突起31a中还掺杂有黑色的染色墨水，优选为黑色的纳米墨水，通过对黑色比例的控制可以调整出射光线的黑色对比度和彩色饱和度，如果黑色比例过多，则出射光线会较为暗淡，若黑色比例过少，则出射光线会无明暗对比而显得过亮；此外，调整合适的黑色比例还能够吸收一部分环境光线，从而减少环境光线进入该扩散层，影响投影的视觉效果。值得注意的是，附图4仅对该第一扩散层31的结构和形态进行示意性说明，并非根据实际的比例和形状所绘制。

更进一步地，第一扩散层31的前表面还设有抗刮涂层31b。该抗刮涂层31b贴合第一扩散层31表面的微粒子状突起31a，使得第一扩散层31对整个超短焦的抗光投影幕布100起到了表面保护的作用，在使用后能够对其表面进行清洁和擦洗，而不会对幕布造成损伤。

为了取得更好地视觉效果，在表层3中可以设置类似于第一扩散层31的多个扩散层，例如表层3中还可以包括第二扩散层，第二扩散层的前表面贴合于第一扩散层31的后表面，第二扩散层的后表面由众多微粒子状突起构成粗糙的表面，并且第二扩散层掺杂有黑色的染色墨水。利用两层扩散层可以进一步扩大投影幕布100在各个角度的视角范围，同时进一步增强了投影幕布的抗光和防炫光的效果。

进一步地，各个三棱凸透镜22的朝向前上方的斜面22b相对于水平面的倾斜度小于其朝向前下方的斜面22a，以配合两个斜面在投影过程中所起到的不同作用。具体来讲，在投影时，朝向前上方的斜面主要用于吸收和反射自上方或斜上方射来的日光、灯光等环境光线，较小的倾斜度更有利于阻挡这些环境光线，以避免环境光线对投影光线造成的干扰；而朝向前下方的斜面主要用于反射自斜下方射来的投影光线，较大的倾斜度更有利于对投影光线的角度进行变换，从而实现超短焦和大范围水平视角的投影。

当环境光线的入射角度变化时，各个三棱凸透镜22的朝向前上方的斜面22b以不同的出射角度对环境光线进行反射，如图5中所示，环境光线与垂直方向的夹角为θ，当θ取值从10°到70°时，入射至本实施例的投影幕布上的环境光线均可被反射至上方，而不会进入到人眼的可视范围，由此可见，使用本投影幕布时多数的环境光线不会对人眼的观看造成影响，能够取得较佳的抗光效果。

本技术领域的人员应当理解，当投影仪200放置于本实用新型所提供的投影幕布的前上方时，也可以将本实用新型提供的投影幕布旋转180度来进行使用。

优选地，在竖直方向上，三棱凸透镜22的朝向前下方的斜面22a与竖直方向的夹角由下而上逐渐增大，这是由于自斜下方射来的投影光线与竖直方向的夹角由下而上逐渐减小，三棱凸透镜22的斜面的倾斜角度的不同设计能够对投影光线进行最佳的反射，从而得到更好的视觉效果。

本实用新型第二实施例中，第一基材层12、第二基材层24和第三基材层32优选地均可采用PET、PVC或者TPU材质，PET材质具有良好的物理机械性能，当卷起来后易于恢复原状，能够维持本实施例提供的超短焦的抗光投影幕布100的平展度，使得其不会因多次卷起和展开而变形，能够应用于多种场合，从而进一步提高了本实施例提供的超短焦的抗光投影幕布100的商业价值。

应用本实用新型第二实施例的投影系统，可以实现超短焦的投影，极大的节省了投影空间，能够适用于放映空间有限的家庭影院、工作讲演等应用场合；并且还能够避免日光、灯光等环境管线对投影放映的干扰，能够适用于户外广告投放、教学讲演等多个应用场合；并且本实用新型的投影幕布的视角范围广阔，在各个角度进行观看时的视觉效果佳，同时还具有黑白对比度高、抗刮防炫、不易变形的优点，具有极大的商业价值。

综上所述，本实用新型公开的超短焦的抗光投影幕布和投影系统，能够实现超短距离投影，减小对投影空间的需求，还能在保持高增益的同时获得宽广的可视角度；并且能够最大程度的避免外来光线的干扰，从而可应用于明亮的室内或室外；同时，幕布表面防炫抗刮，便于擦洗清洁；作为投影幕布，其不仅显示图像或影像的色彩饱和度和黑白对比度高，能够取得很好的视觉效果，还具有很好的卷放弹性，便于在不使用状态下卷起收好，长时间观看时也不会因辐射而影响人眼健康，可以应用于商业广告、办公教学、家庭娱乐等多种场所，具有极高的市场推广价值。上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims (16)

1.一种超短焦的抗光投影幕布，其特征在于，包括由后向前相贴的底层和棱镜层，所述底层包括一黑胶层，所述棱镜层的后表面为一平面并贴合所述底层的前表面，所述棱镜层的前表面由沿竖直方向依次相接的多行棱镜平行排布而成，每行所述棱镜均由多个三棱凸透镜沿水平方向依次相接而成，每个所述三棱凸透镜的纵断面为三角形，所述三角形的顶角朝前且底边竖直，使得所述三棱凸透镜包括两个分别朝向前上方、前下方的斜面和一个朝向正后方的底面，其中，朝向前下方的斜面为沿水平方向前凸的凸面，并且所述凸面上设有投影反射层棱镜层。

2.如权利要求1所述的投影幕布，其特征在于，构成每行棱镜的多个所述三棱凸透镜的尺寸均相同。

3.如权利要求1所述的投影幕布，其特征在于，所述底层由后向前依次包括有第一基材层和所述黑胶层，所述棱镜层的后表面贴合于所述黑胶层的前表面，所述第一基材层的材料为PET、PVC或者TPU材质。

4.如权利要求1所述的投影幕布，其特征在于，所述棱镜层还包括第二基材层，所述第二基材层的后表面贴合所述底层的前表面，所述第二基材层的前表面与多个所述三棱凸透镜的朝向正后方的底面相粘合，所述第二基材层的材料为PET、PVC或者TPU材质。

5.如权利要求1所述的投影幕布，其特征在于，每个所述三棱凸透镜的朝向前上方的斜面为平面，且其上设置有用于吸光的黑色物质。

6.如权利要求1所述的投影幕布，其特征在于，所述投影幕布还包括贴合于所述棱镜层前表面的表层。

7.如权利要求6所述的投影幕布，其特征在于，所述表层由后向前依次包括胶体层、第三基材层和第一扩散层，所述第一扩散层的后表面贴合所述第三基材层的前表面，所述第三基材层的后表面通过所述胶体层与所述棱镜层的前表面相粘合，所述第一扩散层的前表面由众多微粒子状突起构成粗糙的表面，并且掺杂有黑色的染色墨水，所述第三基材层的材料为PET、PVC或者TPU材质。

8.如权利要求7所述的投影幕布，其特征在于，所述第一扩散层的前表面设有抗刮涂层。

9.如权利要求7所述的投影幕布，其特征在于，所述表层还包括第二扩散层，所述第二扩散层的前表面贴合于所述第一扩散层的后表面，所述第二扩散层的后表面由众多微粒子状突起构成粗糙的表面，并且所述第二扩散层掺杂有黑色的染色墨水。

10.如权利要求7所述的投影幕布，其特征在于，任意相邻的两个所述微粒子状突起的顶点之间的距离小于10μm。

11.如权利要求1所述的投影幕布，其特征在于，所述三棱凸透镜的朝向前上方的斜面相对于水平面的倾斜度小于其朝向前下方的斜面。

12.如权利要求1所述的投影幕布，其特征在于，所述三棱凸透镜的朝向前下方的斜面与竖直方向的夹角由上自下逐渐减小。

13.如权利要求1所述的投影幕布，其特征在于，任意相邻的两层所述棱镜层的棱距小于50μm。

14.一种投影系统，其特征在于，包括投影仪和如权利要求1-13中任一所述的超短焦的抗光投影幕布。

15.如权利要求14所述的投影系统，其特征在于，所述投影仪与所述投影幕布的投射比大于等于0.2且小于等于0.5。

16.如权利要求14或15所述的投影系统，其特征在于，所述投影仪的镜头面对所述三棱凸透镜的凸面。