[发明专利]亮度和均匀性增强的投影仪屏幕

说明书

所公开的技术通常涉及显示器，并且更具体地说，涉及被配置为通过使用光学层来控制返回光廓形的方向和形状以增加的亮度和改善的对比度和均匀性来显示图像的投影屏幕。所公开的技术包括：光学层，该光学层被配置为使得来自光源的入射光被引导朝向反射性或透射性显示介质上全部位置的特定方位；以及光廓形整形光学层，该光廓形整形光学层被配置为在向观看者显示图像之前整形从投影屏幕反射或透射的光的强度分布。方向控制光学层和光廓形整形光学层可以被组合成单个光学介质。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年9月13日提交的题为“BRIGHTNESS AND UNIFORMITY-ENHANCED PROJECTOR SCREEN”的美国临时专利申请号62/730,838的优先权，其内容通过引用整体结合于此。

通过引用并入

本申请通过引用结合了于2018年4月12日提交的题为“RETROREFLECTIVE DISPLAYSYSTEMS CONFIGURED TO DISPLAY IMAGES USING SHAPED LIGHT PROFILE”的美国专利申请号15/952,148的全部内容。本说明书中提及的全部公开物、专利和专利申请以如同每个单独的公开物、专利或专利申请都被具体地和单独地指示为通过引用被结合的相同程度通过引用结合于此。就通过引用结合的公开物和专利或专利申请与说明书中包含的公开内容相矛盾的程度而言，说明书旨在取代和/或优先于任何这种矛盾的材料。

技术领域

所公开的技术总体上涉及显示器，更具体地说涉及被配置为改善关键观看参数(诸如亮度、均匀性、观看窗口和环境光眩光减少)的投影仪显示屏。

背景技术

当前现有技术的投影仪屏幕具有许多基本限制，这些限制抑制了所述屏幕的实用性和有效性。第一个限制是大部分光被反射(对于前投影系统)或透射(对于后投影系统)到没有观看者的位置。以正面投影屏幕为例，最普遍的屏幕类型是基本的基于白布的屏幕，其在全部方向上广泛地漫射光，从而导致大部分所投射的光被反射到天花板和地板或没有观看者的其他位置。这类投影仪屏幕的标称增益值约为0.9至1.1增益，其中对于使用白云母块进行的经校准的亮度测量，增益被归一化为1.0的值。常规的基于白布的投影仪屏幕的第二个关键限制是对比度非常低。这是因为屏幕表面是白色的，并在很宽的角度范围内散射光线，这导致大量环境光反射和散射到用户的眼睛，这显著地使对比度劣化。

存在利用环境光滤除(ambient light rejecting，ALR)特性来提高对比度性能的一类屏幕。这些屏幕减少了被反射到观看者的眼睛的环境光的量，从而提高了对比度，然而这些类型的投影仪屏幕的增益通常较低，其中峰值位置处的增益的值小于大约1.5，并且通常随着观看者背离投影仪位置移动而下降到小于1.0的增益。

目前，仍然缺乏能够将ALR特性与高反射增益值相组合的投影仪屏幕。

发明内容

在一个方面，被配置为通过回射反射方式反射来自投影仪的入射光来显示图像的回射反射(RR)显示器包括回射反射(RR)层，该回射反射层包括侧向布置在其主表面上的多个RR元件。RR显示器附加地包括形成在RR层上的光廓形调制层。光廓形调制层包括侧向布置在其主表面上的多个光漫射特征。光漫射特征具有平均侧向特征尺寸(L)。RR层和光廓形调制层被配置成使得来自投影仪的入射在该光廓形调制层上的入射点处的光线穿过该光廓形调制层，并且在从该光廓形调制层上的离开点离开之前被该RR元件中的一个回射反射。L大约与光廓形调制层上的入射点和离开点之间的侧向距离相同或小于光廓形调制层上的入射点和离开点之间的侧向距离。