[发明专利]透明投影屏幕

权利要求书

1.一种透明投影屏幕，其特征在于它的结构为：第一基材层（2）的上表面与空气接触，第一基材层的下表面依次分布聚焦结构（3）和扩散结构（4）；所述聚焦结构将来自投影系统的光线聚焦于观察者所在位置，所述扩散结构将来自投影系统的光线在观察者所在位置扩散成一个观察区域；在所述的扩散结构上镀有部分反射薄膜结构（5）；部分反射薄膜结构表面覆盖有折射率匹配层（6），折射率匹配层材料的折射率与聚焦结构和扩散结构材料的折射率一致；第二基材层（7）的一个表面覆盖于折射率匹配层上，第二基材层的另一表面与空气接触；所述的投影系统与观察者所在位置在投影屏幕的同侧。

2.根据权利要求1所述的一种透明投影屏幕，其特征在于：所述的聚焦结构为V型槽结构、变频光栅结构、微棱镜阵列结构中的一种。

3.根据权利要求2所述的一种透明投影屏幕，其特征在于：所述的V型槽结构的分布、取向、槽深与槽宽为连续变化，其结构参数满足将入射的投影光线聚焦于观察者所在位置；所述的变频光栅结构的分布、取向、频率参数满足将入射的投影光线聚焦于观察者所在位置；所述的微棱镜阵列结构包括棱镜单元，棱镜单元的截面为直角三角形，其中一条直角边与阵列所在的平面垂直，另一条直角边位于阵列平面内，棱镜单元的顶角为锐角，顶角的角度与棱镜的取向满足将入射的投影光线聚焦于观察者所在位置。

4.根据权利要求1所述的一种透明投影屏幕，其特征在于：所述的扩散结构为随机相位结构、微透镜阵列结构、二元光学元件结构中的一种。

5.根据权利要求4所述的一种透明投影屏幕，其特征在于：所述随机相位结构为表面起伏的浮雕结构，浮雕结构的形状、尺寸高度为随机分布，浮雕结构的扩散性能包括扩散角度分布和能量分布，由浮雕结构的形状与平均尺度确定，满足在观察者所在位置形成一个均匀观察区域；所述的微透镜阵列结构的扩散性能包括扩散角度分布和能量分布由微透镜的半径与口径形状确定，满足在观察者所在位置形成一个均匀观察区域；所述的二元光学元件通过二元光学设计方法获得相应的扩散结构，满足在观察者所在位置形成一个均匀观察区域。

6.根据权利要求1所述的一种透明投影屏幕，其特征在于：所述的部分反射薄膜结构为介质膜结构，介质膜结构对投影系统输出的光谱实现部分反射，对其余的可见光谱实现透射，介质膜结的平均反射率为5%～70%。

7.根据权利要求1所述的一种透明投影屏幕，其特征在于：所述的部分反射薄膜结构为金属膜结构，金属膜结构对可见光谱实现部分反射，平均反射率为5%～70%。

8.根据权利要求1所述的一种透明投影屏幕，其特征在于：所述的折射率匹配层填充在由部分反射膜、聚焦结构与扩散结构形成的微结构空隙中；折射率匹配层材料的折射率与聚焦结构和扩散结构的材料的折射率一致。

9.根据权利要求1所述的一种透明投影屏幕，其特征在于：第一基材层和第二基材层与空气接触的表面设有增透抗反射结构，所述增透抗反射结构为普通光学增透膜或纳米蛾眼抗反射结构。

10.根据权利要求1所述的一种透明投影屏幕，其特征在于：所述的第一基材层和第二基材层的材料为有机材料的板材、有机材料的膜材、玻璃材料中的一种；所述的有机材料包括聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯。