CN211318982U - 正投影屏幕及投影系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供的正投影屏幕及投影系统，涉及光学投影技术领域。所述正投影屏幕包括沿厚度方向依次层叠的纳米级微细结构层、成像层、光学结构层和反射层，所述纳米级微细结构层远离所述成像层的一侧表面设置有若干纳米级微细结构，所述纳米级微细结构为凹状结构或者凸状结构，所述光学结构层在厚度方向的横截面为若干相互排布的三角形，所述三角形的一边设置在所述成像层面，所述三角形的另外两边附着所述反射层。所述投影系统包括上述正投影屏幕和投影装置。本实用新型实施例提供的正投影屏幕及投影系统具有亮度高、光能利用率高、图像清晰度高、抗环境光性能好、对比度高的优点。

Description

正投影屏幕及投影系统

技术领域

本实用新型涉及光学投影技术领域，具体而言，涉及一种正投影屏幕及投影系统。

背景技术

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，有效的遮蔽环境光、增强投影装置投射的光强。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，投影屏幕作为画面的载体，其性能的高低决定了观众的视觉体验。

按照投影方式的不同，投影屏幕分为正投影屏幕和背投影屏幕，正投影屏幕是观众和投影装置位于投影屏幕的同一侧，背投影屏幕是观众和投影装置位于投影屏幕的两侧。在现有的正投影屏幕中，投影屏幕的表面一般制作成线度为几百微米的凹凸结构的毛面，当投影光束垂直入射到投影屏幕表面时，投影屏幕的表面对投影光束的折射作用远大于反射作用，大部分投影光束经折射后进入到投影屏幕内部实现成像显示；当投影光束倾斜入射到投影屏幕表面的毛面时，投影屏幕的表面反射作用逐渐增强，折射作用逐渐减弱，导致大量投影光束未进入投影屏幕内部而直接在投影屏幕表面被反射到观看区域外，越靠近投影屏幕的边缘，当倾斜入射角度越大，对投影光束的反射损失越大，造成越靠近投影屏幕边缘的位置画面显示越暗。

如图1所示，现有正投影屏幕包括沿厚度方向依次层叠设置的成像层100、光学结构层107和反射层105，成像层100远离光学结构层的一侧设置有毛面130。如图2所示，现有正投影屏幕系统的投影光束E的光路示意图；现有的正投影屏幕系统包括投影装置T和如图1所示的正投影屏幕，投影装置T和观众G位于正投影屏幕的同一侧，投影装置T发出投影光束E，当投影装置T发出的投影光束E斜入射到普通的毛面130上部分被反射到观看区域外得到观看区域外的光线E₁，部分折射依次经过成像层100、光学结构层107，经反射层105反射，再依次经过光学结构层107、成像层100和毛面130得到观看区域内的光线E₂。在整个光路传输过程中，得到的观看区域外的光线E₁不能在正投影屏幕上形成有效的能量分布，造成投影光束E能量大量损失，正投影屏幕的亮度较低；观看区域外的光线E₁在观看区域外形成图像，对投影图像的观看造成干扰，极大地限制了正投影屏幕的亮度均匀性、观看视角以及图像对比度，增加了投影系统的能耗。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种正投影屏幕及投影系统，以改善现有的正投影屏幕在投影光束不垂直入射时，正投影屏幕及投影系统亮度均匀性低、图像对比度低、表面反射严重、光能利用率低及投影系统能耗高的问题。

为实现上述目的，本实用新型实施例采用如下技术方案：

一种正投影屏幕，包括沿厚度方向依次层叠的纳米级微细结构层、成像层、光学结构层和反射层；所述纳米级微细结构层远离所述成像层的一侧表面设置有若干纳米级微细结构，所述纳米级微细结构为凹状结构或者凸状结构；所述光学结构层在厚度方向的横截面为若干相互排布的三角形，所述三角形的一边设置在所述成像层表面，所述三角形的另外两边附着所述反射层。

在本实用新型实施例较佳的选择中，在上述正投影屏幕中，所述纳米级微细结构的线度为20nm～350nm，任意相邻的所述纳米级微细结构中心距离为20nm～700nm。

在本实用新型实施例较佳的选择中，在上述正投影屏幕中，任意相邻的所述纳米级微细结构的间隔距离为100nm或150nm或200nm或250nm中至少一种。

在本实用新型实施例较佳的选择中，在上述正投影屏幕中，所述纳米级微细结构为凹状结构，所述凹状结构为圆柱体、圆锥体、圆台体、棱台体、棱锥体、球体的局部或抛物面形中至少一种，所述凹状结构的凹面底部尺寸≤凹面表面尺寸。

在本实用新型实施例较佳的选择中，在上述正投影屏幕中，所述纳米级微细结构为凸状结构，所述凸状结构为圆柱体、圆锥体、圆台体、棱台体、棱锥体、球体的局部或抛物面形中至少一种，所述凸状结构的凸面底部尺寸≥凸面表面尺寸。

在本实用新型实施例较佳的选择中，在上述正投影屏幕中，所述纳米级微细结构采用材料去除加工法或模具涂布转印或阳极氧化或光刻中至少一种方式制作于所述纳米级微细结构层表面。

在本实用新型实施例较佳的选择中，在上述正投影屏幕中，所述成像层包括扩散粒子层、点状透镜层、扩散面层和柱状微透镜层中至少一种。

在本实用新型实施例较佳的选择中，在上述正投影屏幕中，所述扩散粒子层包括透明基材层和透明树脂，所述透明树脂层中混合有扩散粒子，所述扩散粒子为球体或多面体。

在本实用新型实施例较佳的选择中，在上述正投影屏幕中，所述光学结构层包括线性菲涅尔透镜结构、圆形菲涅尔透镜结构、线光栅结构和弧形光栅结构中至少一种结构。

一种投影系统，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正投影屏幕，所述投影装置设置在所述正投影屏幕的纳米级微细结构层远离所述成像层的一侧，所述正投影屏幕包括沿厚度方向依次层叠的纳米级微细结构层、成像层、光学结构层和反射层；所述纳米级微细结构层远离所述成像层的一侧表面设置有若干纳米级微细结构，所述纳米级微细结构为凹状结构或者凸状结构；所述光学结构层在厚度方向的横截面为若干相互排布的三角形，所述三角形的一边设置在所述成像层表面，所述三角形的另外两边附着所述反射层。

本实用新型实施例的正投影屏幕通过设置所述纳米级微细结构层、所述成像层、所述光学结构层的设置，保证投影光束在所述成像层上均匀扩散并成像，有效提高正投影屏幕亮度均匀性和图像清晰度；所述光学结构层的设置能有效控制投影光束的传输方向，有效控制观看视角，提高正投影屏幕本身的光学利用率；所述纳米级微细结构层、所述光学结构层和所述反射层的设置，减弱了投影屏幕表面的反射。本实用新型实施例的正投影屏幕与投影装置构成的投影系统有效提高了光能的利用率，降低了投影装置需要的功率，进而降低了整个投影系统的能耗使用，整个投影系统亮度高、光能利用率高、图像清晰度高、抗环境光性能好、对比度高，具有极好的投影显示效果。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

图1是现有技术的正投影屏幕的结构示意图；

图2是现有技术的投影系统的光路示意图；

图3是本实用新型实施例提供的正投影屏幕的结构示意图；

图4本实用新型实施例提供的不同形状的纳米级微细结构的各参数示意图；

图5本实用新型实施例提供的纳米级微细结构层的第一种示意图；

图6本实用新型实施例提供的纳米级微细结构层的第二种示意图；

图7本实用新型实施例提供的纳米级微细结构层的第三种示意图；

图8本实用新型实施例提供的纳米级微细结构层的第四种示意图；

图9本实用新型实施例提供的纳米级微细结构层的第五种示意图；

图10实用新型实施例提供的纳米级微细结构层的第六种示意图；

图11是本实用新型实施例提供的纳米级微细结构的第一种位置分布图；

图12是本实用新型实施例提供的纳米级微细结构的第二种位置分布图；

图13是本实用新型实施例提供的纳米级微细结构的第三种位置分布图；

图14是本实用新型实施例提供的纳米级微细结构的第四种位置分布图；

图15是本实用新型实施例提供的成像层的结构示意图；

图16是本实用新型实施例提供的扩散粒子层的结构示意图；

图17是本实用新型实施例提供的点状透镜层的第一种结构示意图；

图18是本实用新型实施例提供的点状透镜层的第二种结构示意图；

图19是本实用新型实施例提供的扩散面层的第一种结构示意图；

图20是本实用新型实施例提供的扩散面层的第二种结构示意图；

图21是本实用新型实施例提供的柱状微透镜层的第一种结构示意图；

图22是本实用新型实施例提供的柱状微透镜层的第二种结构示意图；

图23是本实用新型实施例提供的柱状微透镜层的第三种结构示意图；

图24是本实用新型实施例提供的光学结构层的第一种结构示意图；

图25是本实用新型实施例提供的光学结构层的第二种结构示意图；

图26是本实用新型实施例提供的光学结构层的第三种结构示意图；

图27是本实用新型实施例提供的光学结构层的第四种结构示意图；

图28是本实用新型实施例提供的投影系统的光路示意图。

图标：10-正投影屏幕；20-投影系统；100-成像层；101-扩散粒子层；102-扩散面层；103-柱状微透镜层；104-点状透镜层；105-反射层；106-纳米级微细结构层；107-光学结构层；111-扩散粒子；112-非光滑面；113-直线型柱状微透镜；114-点状透镜；115-纳米级微细结构；116-线性菲涅尔透镜结构；117-圆形菲涅尔透镜结构；118-线光栅结构；119-弧形光栅结构；120-透明基材层；140-透明树脂层；E-投影光束；E1-观看区域外的光线；E2-观看区域内的光线；G-观众；T-投影装置；d-线度；p-中心距离；A-局部放大图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例只是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。在本实用新型的描述中，术语“一侧”等仅用于区分描述，而不能理解为只是或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“层叠”、“设置”应做广义理解。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例一

如图3所示，本实用新型实施例提供一种正投影屏幕10包括沿厚度方向依次层叠设置的纳米级微细结构层106、成像层100、光学结构层107和反射层105，所述纳米级微细结构层106在远离所述成像层100的一侧表面设置有若干纳米级微细结构115，所述的纳米级微细结构115为凹状结构或凸状结构；所述光学结构层107在厚度方向的横截面为若干相互排布的三角形，所述三角形的一边设置在所述成像层100表面，所述三角形的另外两边附着所述反射层105。

作为一种选方式，所述纳米级微细结构115为圆柱体、圆锥体、圆台体、棱台体、棱锥体、球体的局部或抛物面形中至少一种。如图4所示，所述纳米级微细结构115可以凸状结构，还可以是凹状结构；可以是圆柱体，也可以是棱柱体，也可以是棱台体，也可以是圆台体，也可以是球体的局部，也可以是圆柱体和球体的局部的组合体。所述纳米级微细结构层106表面的所述纳米级微细结构115可以是均匀分布设置的，也可以是不规则分布设置的。所述纳米微细结构层106表面设置的若干纳米级微细结构115可以是相同的，也可以是不完全相同的。

作为一种可选方式，设置所述纳米级微细结构115的线度d为20nm～350nm，任意相邻的所述纳米级微细结构115的中心距离p为20nm～700nm。此处的线度，作为一种常规理解，从直观上说指物体的大小，具体指物体从各个方向来测量时的最大的长宽度。

作为一种优选方式，设置所述纳米级微细结构115在平行于所述纳米级微细结构层106方向的线度d为45nm、65nm或100nm。

作为一种优选方式，可以设置任意相邻的所述纳米级微细结构115的中心距离p为100nm、150nm、200nm、250nm中至少一种，即：可以设置任意相邻的所述纳米级微细结构115的中心距离p为100nm；可以设置任意相邻的所述纳米级微细结构115的中心距离p为150nm；也可以设置任意相邻所述纳米级微细结构115的中心距离p为200nm；也可以设置任意相邻所述纳米级微细结构115的中心距离p为250nm；也可以设置任意相邻所述纳米级微细结构115的中心距离p部分为100nm，剩余部分为150nm；也可以设置任意相邻所述纳米级微细结构115的中心距离p部分为100nm，剩余部分为200nm；也可以设置任意相邻所述纳米级微细结构115的中心距离p部分为100nm，剩余部分为250nm；也可以设置任意相邻所述的纳米级微细结构115的中心距离p部分为150nm，剩余部分为200nm；也可以设置任意相邻所述纳米级微细结构115的中心距离p部分为150nm，剩余部分为250nm；也可以设置任意相邻所述纳米级微细结构115的中心距离p部分为200nm，剩余部分为250nm；可以设置任意相邻所述纳米级微细结构115的中心距离p部分为100nm，部分为150nm，剩余部分为200nm；可以设置任意相邻所述纳米级微细结构115的中心距离p部分为100nm，部分为150nm，剩余部分为250nm；可以设置任意相邻所述纳米级微细结构115的中心距离p部分为100nm，部分为200nm，剩余部分为250nm；可以设置任意相邻所述纳米级微细结构115的中心距离p部分为150nm，部分为200nm，剩余部分为250nm；还可以设置任意相邻所述纳米级微细结构115的中心距离p部分为100nm，部分为150nm，部分为200nm，剩余部分为250nm。

如图5～图10所示，为本实用新型实施例提供的纳米级微细结构层的六种示意图；所述纳米级微细结构层106的一侧表面设置有若干纳米级微细结构115，所述纳米级微细结构115均匀分布在所述纳米级微细结构层106上。如图5所示， 所述纳米级微细结构115为凸状结构，且为圆柱体；如图6所示，所述纳米级微细结构115为凸状结构，且为棱台体；如图7所示，所述纳米级微细结构115为凸状结构，且为圆台体；如图8所示，所述纳米级微细结构115为凸状结构，且为棱柱体；如图9所示，所述纳米级微细结构115为凸状结构，且为棱台体；如图10所示，所述纳米级微细结构115为凹状结构，且为球体的局部。

作为一种优选方式，当所述纳米级微细结构115为凹状结构时，限定凹状结构的凹面底部尺寸≤凹面表面尺寸；当所述纳米级微细结构115为凸状结构时，限定凸状结构的凸面底部尺寸≥凸面表面尺寸。

作为一种可选方式，所述纳米级微细结构115可以采用材料去除加工法制作于所述纳米级微细结构层106表面，也可以是采用模具涂布转印方式制作于所述纳米级微细结构层106表面，也可以通过阳极氧化的方式制作于所述纳米级微细结构层106表面，还可以通过光刻的方式制作于所述纳米级微细结构层106的表面；还可以通过上述方式的任意组合制作于所述纳米级微细结构层106表面。

作为一种可选方式，所述纳米级微细结构115在所述纳米级微细结构层106的表面可以呈现规则排布，也可以呈现不规则排布。如图11所示，所述纳米级微细光学结构115在所述纳米级微细结构层106上呈现椭圆形排布；如图12所示，所述纳米级微细光学结构115在所述纳米级微细结构层106上呈现抛物线排布；如图13所示，所述纳米级微细光学结构115在所述纳米级微细结构层106上呈现若干同心圆的圆形排布，且同心圆的圆心位于所述纳米级微细结构层106上；如图14所示，所述纳米级微细光学结构115在所述纳米级微细结构层106上呈现若干同心圆的圆形排布，同心圆的圆心不在所述纳米级微细结构层106上。

作为一种可选方式，所述成像层100包括扩散粒子层101、点状透镜层104、扩散面层102和柱状微透镜层103中至少一种。也就是说，所述成像层100可以是所述扩散粒子层101、所述点状透镜层104、所述扩散面层102、所述柱状微透镜层103中任意一种；也可以是所述扩散粒子101、所述点状透镜层104、所述扩散面层102、所述柱状微透镜层103中任意两种层叠而成；也可以是所述扩散粒子层101、所述点状透镜层104、所述扩散面层102、所述柱状微透镜层103中任意三种层叠而成，不限制位置关系；还可以是所述扩散粒子层101、所述点状透镜层103、所述扩散面层102、所述柱状微透镜层103四种层叠而成，不限定各层之间的位置关系。

特别的是，所述成像层100中还可以均匀的加入颜料或色粉，也可以单独地在所述成像层100中设置着色层，且可以根据需要调整所述着色层的位置，所述着色层可以位于所述成像层100的各部分结构之间，也可以位于所述成像层100的各部分结构的外侧；可以选择性的吸收相应波长的光线，进而实现提升投影屏幕对比度的作用。

作为一种可选方式，如图15所示，所述成像层100由沿厚度方向依次设置的扩散面层102、扩散粒子层101和柱状微透镜层103层叠而成；所述扩散面层102、所述扩散粒子层101和所述柱状微透镜层103可以是单层结构，也可以是多层结构；也就是说，所述扩散面层102、所述扩散粒子层101和所述柱状微透镜层103可以全部是单层结构，可以全部是多层结构，还可以部分是单层结构，部分是多层结构。

作为一种优选方式，如图16所示，所述扩散粒子层101包括透明基材层120和透明树脂层140，所述透明树脂层140中混合有扩散粒子111。所述透明基材层120的具体类型不受限制，可以根据实际应用需求进行设置，例如，既可以是柔性结构，也可以是具有一定刚性的结构；其中，柔性结构可以包括但不限于聚乙烯、聚氯乙烯、氯化聚丙烯、双轴向聚丙烯、聚碳酸酯、聚乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚酰胺（尼龙）、热塑性聚氨酯树脂等柔性透明塑料或橡胶薄膜，具有一定刚性的结构可以包括但不限于玻璃、亚克力、陶瓷等透明基板。此外，所述透明基材层120对可见光的透光率不受限制，可以根据实际应用需求进行设置。本实施例中，为保证成像显示最佳，选择所述透明基材层120的透光率≥75%。所述透明树脂层140可以是热固化树脂，也可以是射线固化树脂，还可以是反应固化树脂形成的，所述透明树脂层140可依据实际生产需要选择。

作为一种可选方式，所述扩散粒子111的材料、数量、比例均不受限制，可以根据实际观看视场和屏幕显示亮度均匀性的要求，选择具体的材料，进行具体数量比例的设置。具体而言，所述扩散粒子111的材料不受限制，可以是金属材料，也可以是非金属材料，在实际生产中，可尽量使所述扩散粒子111的折射率与所述透明树脂层140的折射率不同，以使进入透明树脂层140内部的投影光束发生扩散。

作为一种可选方式，所述扩散粒子111混合在所述透明树脂层140的方式不受限制，可以根据实际观看视场和屏幕显示亮度均匀性的要求，进行具体设置。设置方式包括但不限于：将所述扩散粒子111混合到液态树脂中，然后通过涂布的方式制作于所述扩散粒子层101。

在本实施例中，不限制所述扩散粒子111在所述透明树脂层140中的分布方式，例如，所述扩散粒子111可以有序分布在所述透明树脂层140中，也可以是无序混乱排布在所述透明树脂层140中。为了具有更佳的成像显示效果，使投影光束被较好的扩散，所述扩散粒子111在所述透明树脂层140中按多层阵列有序排列。

可以理解的是，所述扩散粒子111可以任意形状存在，例如可以是球体，也可以是多面体，具体而言，所述扩散粒子111可以是椭圆形球体，可以是圆球体，还可以是具有一定棱角的多面体。

作为一种可选方式，如图17所示，提供点状透镜层104的第一种结构示意图。设置的所述点状透镜层104为单层，所述点状透镜层104在垂直于厚度方向上的至少一个平面设置有点状透镜114，所述点状透镜114均匀分布在垂直于厚度方向上的所述点状透镜层104的平面上，以起到均匀扩散投影光束、更好的成像的作用。

作为一种可选方式，如图18所示，提供点状透镜层104的第二种结构示意图。设置的所述点状透镜层104是多层结构，每层所述点状透镜层104在垂直厚度方向上的平面都设置有点状透镜114，所述点状透镜114均匀分布在垂直于厚度方向上的所述点状透镜层104的平面，所述点状透镜层104多层结构的设置起到对入射光线更加均匀的扩散作用。

作为一种可选方式，如图19所示，提供扩散面层102的第一种结构示意图，设置的所述扩散面层102是单层，所述扩散面层102在垂直于厚度方向的一面是非光滑面112，投影光束在进入扩散面层102中能够在所述非光滑面112上发生扩散。

作为一种可选方式，如图20所示，提供扩散面层102的第二种结构示意图，设置的所述扩散面层102为多层结构，每层所述扩散面层102在垂直于厚度方向的一面是非光滑面112，以使进入扩散面层102的投影光束更加充分的扩散，获得更加均匀的亮度显示。

可以理解的是，所述扩散面层102可以直接作为成像层100，直接涂布或者转印在所述纳米级微细结构层106表面，与所述光学结构层107和所述反射层105依次层叠构成投正投影屏幕10；所述扩散面层102也可以与由透明基材层120、透明树脂层140构成的扩散粒子层101、点状透镜层104和柱状微透镜层103中至少有一种结合形成成像层100，所述扩散面层102涂布或转印到所述透明基材层120上，在与所述纳米级微细结构层106粘贴在一起。

特别的是，所述非光滑面112可以是制作有凹凸不平结构的表面，此处对制作的凹凸不平结构的具体形状、数量及分布情况，可以根据实际应用需求进行相应的设置。例如：所述非光滑面112可以是由不规则的凹凸形状构成，也可以是由规则的凹凸形状构成，还可以是有不规则的凹凸形状和规则的凹凸形状的组合构成；所述非光滑112中的凹凸不平结构可以几十个，可以是数百个，还可以是数千个；所述非光滑112可以是按一定规律有序排列，也可以是无规律的任意排列，还可以是部分按一定规律有序排列，部分无规律任意排布。为了提高所述扩散面层102对投影光束的扩散能力，所述非光滑面112可采用无规律的任意排列。

作为一种可选方式，如图21所示，提供柱状微透镜层103的第一种结构示意图，所述柱状微透镜层103为单层结构，所述柱状微透镜层103由若干一排排相互排列的直线型柱状微透镜113构成，所述柱状微透镜层103在厚度方向上的截面为若干相互排列的圆形、椭圆形、抛物线形、弓形或多边形。

作为一种可选方式，如图22所示，提供柱状微透镜层103的第二种结构示意图，所述柱状微透镜层103为多层结构，所述柱状微透镜层103由若干一排排相互排列的直线型柱状微透镜113构成，所述柱状微透镜层103在厚度方向上的截面是若干相互排列的圆形、椭圆形、抛物线形、弓形或多边形；每层所述柱状微透镜层103形状、排列方式均相同，也就是说每层的所述柱状微透镜层103相同，且每层的所述柱状微透镜层103沿同一方向层叠。

作为一种可选方式，如图23所示，提供柱状微透镜层103的第三种结构示意图，与图22的柱状微透镜层103的第二种结构不同之处在于：第二层所述柱状微透镜层103沿着平面旋转90°，然后与第一层所述柱状微透镜层103层叠；第三层所述柱状微透镜层103与第一层所述柱状微透镜层103排放方向相同，并与第二层所述柱状微透镜层103层叠；第四层所述柱状微透镜层103与第二层所述柱状微透镜层103排放方向相同，并与第二层所述柱状微透镜层103层叠............按此规律依次层叠。

特别的是，所述柱状微透镜层103可以直接涂布或转印到所述光学结构层107远离所述反射层105的一侧，也可以是与其它结构如扩散粒子层101、点状透镜层104或扩散面层102中至少一种结合后再粘贴所述光学结构层107远离所述反射层105的一侧。

作为一种可选方式，如图24所示，所述光学结构层107为线性菲涅尔透镜结构116，所述线性菲涅尔透镜结构116在厚度方向的横截面为若干相互排列的三角形，呈现锯齿状。所述三角形的齿形顶角可以是全部相同，也可以是部分相同，还可以是全部不同的。所述菲涅尔透镜结构116为非对称结构，其非对称排列的分界线可以在所述线性菲涅尔透镜结构116的几何尺寸内，也可以位于几何尺寸之外。作为一种优选方式，可以设置所述线性菲涅尔透镜结构116的三角形齿形顶角为直角，利用直角三角形的斜边起到调节投影光束传输方向的作用。

作为一种可选方式，如图25所示，所述光学结构层107为圆形菲涅尔透镜结构117，所述圆形菲涅尔透镜结构117由若干圆形棱柱组成，所述圆形棱柱的圆心位于同一点，即成同心圆排布；所述圆形菲涅尔透镜结构117沿厚度方向的截面呈现锯齿状。作为一种优选方式，所述圆形菲涅尔透镜结构117沿厚度方向的截面锯齿角度为90°，利用该直角的斜边起到调节投影光束传输方向的作用。

作为一种可选方式，如图26所示，所述光学结构层107为线光栅结构118，所述线光栅结构118在平行于所述成像层的方向上为一条一条按线性阵列排布的棱柱，所述棱柱的截面形状为非直角三角形，该非直角三角形的两条短边起到调节投影光束传输方向的作用。

作为一种可选方式，如图27所示，所述光学结构层107为弧形光栅结构119，所述弧形光栅结构为弧形的棱柱构成，所述棱柱在厚度方向的截面形状为非直角三角形，非直角三角形的两条短边起到调节投影光束传输方向的作用。

作为一种优选方式，所述光学结构层107可以是线性菲涅尔透镜结构116、圆形菲涅尔透镜结构117、线光栅结构118和弧形光栅结构119中至少两种的组合制作而成，以实现更好的投影光束控制效果，获得更好的图像显示效果。

可以理解的是，所述反射层105对可见光的反射率可以根据实际应用需求进行设置，即可以根据对成像显示效果的需求进行设置。对反射层105的厚度不做相应约定。所述反射层105可以是金属反射层，也可以是合金反射层，还可以是非金属复合反射层，只要具有一定的对可见光的反射能力即可；所述金属反射层包括但不限于：铝、银、金、铬、镍、铜；所述合金反射层包括但不限于：镍铬合金、铝合金、钛合金；所述非金属复合反射层包括但不限于：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。

作为一种优选方式，为保证成像效果最佳，所述反射层105对可见光的反射率≥60%；控制所述反射层105的厚度在50nm～50000nm。

作为一种优选方式，为避免所述反射层105长期使用被氧化而变质、脱落，延长投影屏幕的使用寿命，所述投影屏幕210还可以包括保护层，将所述保护层设置在远离所光学结构层107的所述反射层105表面；所述保护层的材料包括但不限于：SiO₂、Si₃N₄、Al₂O₃、SiCN、TiO₂、SiN、SiC、铬、镍、不锈钢、铝板、玻璃板、陶瓷板、铁板，抗划伤树脂、PET保护膜、热熔胶等材料。

本实用新型实施例的正投影屏幕通过设置所述纳米级微细结构层、所述成像层、所述光学结构层的设置，保证投影光束在所述成像层上均匀扩散并成像，有效提高正投影屏幕亮度均匀性和图像清晰度；所述光学结构层的设置能有效控制投影光束的传输方向，有效控制观看视角，提高正投影屏幕本身的光学利用率；所述纳米级微细结构层、所述光学结构层和所述反射层的设置，减弱了正投影屏幕表面的反射。

实施例2

如图28所示，一种投影系统20，包括投影装置T和基于实施例1所述投影装置T输出的投影光束E进行成像显示正投影屏幕，所述投影装置T设置在所述正投影屏幕10的纳米级微细结构层106远离所述成像层100的一侧。

所述投影装置T输出投影光束E，依次经过所述纳米级微细结构层106、所述成像层100、所述光学结构层107，最终被所述反射层105反射，再经过所述光学结构层107、所述成像层100、和所述纳米级微细结构层106出射到观看区域内得到观看区域内的光线E2，进入观众G的视线范围。

本实用新型实施例的正投影屏幕与投影装置构成的投影系统有效提高了光能的利用率，降低了投影装置需要的功率，进而降低了整个投影系统的能耗使用，整个投影系统亮度高、光能利用率高、图像清晰度高、抗环境光性能好、对比度高，具有极好的投影显示效果。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种正投影屏幕，其特征在于，包括沿厚度方向依次层叠的纳米级微细结构层（106）、成像层（100）、光学结构层（107）和反射层（105）；

所述纳米级微细结构层（106）远离所述成像层（100）的一侧表面设置有若干纳米级微细结构（115），所述纳米级微细结构（115）为凹状结构或者凸状结构；

所述光学结构层（107）在厚度方向的横截面为若干相互排布的三角形，所述三角形的一边设置在所述成像层（100）表面，所述三角形的另外两边附着所述反射层（105）。

2.根据权利要求1所述的正投影屏幕，其特征在于，所述纳米级微细结构（115）线度（d）为20nm～350nm，任意相邻的所述纳米级微细结构（115）中心距离（p）为20nm～700nm。

3.根据权利要求2所述的正投影屏幕，其特征在于，任意相邻的所述纳米级微细结构（115）中心距离（p）为100nm或150nm或200nm或250nm中至少一种。

4.根据权利要求1所述的正投影屏幕，其特征在于，所述纳米级微细结构（115）为凹状结构，所述凹状结构为圆柱体、圆锥体、圆台体、棱台体、棱锥体、球体的局部或抛物面形中至少一种，所述凹状结构的凹面底部尺寸≤凹面表面尺寸。

5.根据权利要求1所述的正投影屏幕，其特征在于，所述纳米级微细结构（115）为凸状结构，所述凸状结构为圆柱体、圆锥体、圆台体、棱台体、棱锥体、球体的局部或抛物面形中至少一种，所述凸状结构的凸面底部尺寸≥凸面表面尺寸。

6.根据权利要求1所述的正投影屏幕，其特征在于，所述纳米级微细结构（115）采用材料去除加工法或模具涂布转印或阳极氧化或光刻中至少一种方式制作于所述纳米级微细结构层（106）表面。

7.根据权利要求1所述的正投影屏幕，其特征在于，所述成像层（100）包括扩散粒子层（101）、点状透镜层（104）、扩散面层（102）和柱状微透镜层（103）中至少一种。

8.根据权利要求7所述的正投影屏幕，其特征在于，所述扩散粒子层（101）包括透明基材层（120）和透明树脂层（140），所述透明树脂层（140）中混合有扩散粒子（111），所述扩散粒子（111）为球体或多面体。

9.根据权利要求1所述的正投影屏幕，其特征在于，所述光学结构层（107）包括线性菲涅尔透镜结构（116）、圆形菲涅尔透镜结构（117）、线光栅结构（118）和弧形光栅结构（119）中至少一种结构。

10.一种投影系统，其特征在于，包括投影装置（T）和基于所述投影装置（T）输出的投影光束（E）进行成像显示的如权利要求1至9任一项所述的正投影屏幕（10）；

所述投影装置（T）设置在所述正投影屏幕（10）的纳米级微细结构层（106）远离所述成像层（100）的一侧；

所述正投影屏幕包括沿厚度方向依次层叠的纳米级微细结构层（106）、成像层（100）、光学结构层（107）和反射层（105）；

所述纳米级微细结构层（106）远离所述成像层（100）的一侧表面设置有若干纳米级微细结构（115），所述纳米级微细结构（115）为凹状结构或者凸状结构；

所述光学结构层（107）在厚度方向的横截面为若干相互排布的三角形，所述三角形的一边设置在所述成像层（100）表面，所述三角形的另外两边附着所述反射层（105）。

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