[发明专利]正投影屏幕及投影系统

说明书

本发明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。本发明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。

技术领域

本发明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。

发明内容

有鉴于此，本发明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，本发明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。

在本发明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。