[发明专利]一种菲涅尔结构的透明投影屏及应用其的投影系统

说明书

本发明涉及一种具有菲涅尔结构的透明投影屏，该投影屏设置了具有特定结构的菲涅尔结构单元，能使照射到每个菲涅尔结构单元的入射光被该位置的菲涅尔微结构矫正，以一定的可视范围反射到观察者方向，提升了透明投影屏的显示均一性，同时降低了外界环境光线对透明投影屏的干扰，使应用其的投影系统具有良好的观影效果。

技术领域

本发明涉及投影屏和投影系统技术领域，具体地，本发明涉及一种能够抗环境光干扰并且能够高对比清晰成像的菲涅尔结构的透明投影屏及应用其的投影系统。

背景技术

投影应用分为家用和商用两个领域，比如家用的激光投影和商用的屏幕投影。目前家用和商用投影都属于非透明显示，即将投影幕固定在投影区域，投影机将显示画面投放在投影幕上，观察者可以观看幕布上的内容，但投影幕后面的物体影像是被阻隔的。随着观察者对观看体验要求越来越高，在一些特殊的应用场景，比如车内投影显示、地铁投影显示、大型商业广告、商品展览橱窗、高级会议室等，观察者要求投影幕不仅作为显示内容载体，同时具有透明的效果，投影幕后的景观也可以透过投影幕呈现给观察者，即需要一种透明显示技术。透明显示可以满足观察者对科技感的需求，目前家用的激光投影和商用投影屏幕均无法实现透明显示的效果。

透明显示常采用短焦投影仪解决光源反光和节省安装空间，但短焦投影造成的亮度不均、可视角度小的问题严重影响观看体验，同时短焦透明投影更容易受到环境光线的影响无法高对比度清晰成像。

发明内容

本申请主要解决了当前透明投影屏受环境光影响无法高对比度清晰成像且亮度不均、可视角度小的问题，提供了一种菲涅尔结构的透明投影屏及应用其的投影系统。

为实现上述目的，本申请提供了一种菲涅尔结构的透明投影屏，所述透明投影屏包括：

基层，所述基层具有相对平行设置的基层第一表面和基层第二表面；

菲涅尔结构层，所述菲涅尔结构层是形成在所述基层第一表面上的多个菲涅尔结构单元，所述多个菲涅尔结构单元排列形成具有公共圆心的多个同心圆弧，每个所述菲涅尔结构单元包括靠近公共圆心的第一侧表面、远离公共圆心的第二侧表面以及与所述基层第一表面平行的底面，多个所述第一侧表面和多个所述第二侧表面形成所述菲涅尔结构层第一表面，多个所述底面形成所述菲涅尔结构层第二表面，每个所述菲涅尔结构单元的截面包括三条彼此相交的线条a、线条b和线条c，所述线条b上任意一点的切线与所述线条c的夹角β1＞60°，且所述菲涅尔结构层具有第一折射率n1；

显示层，所述显示层具有相对设置的显示层第一表面和显示层第二表面，所述显示层第二表面设置在所述菲涅尔结构层第一表面上，所述显示层第二表面基本上保形于所述菲涅尔结构层第一表面，使所述显示层形成与所述菲涅尔结构层第一表面基本一致的结构，且所述显示层具有第二折射率n2；

折射率匹配层，所述折射率匹配层具有相背的折射率匹配层第一表面和折射率匹配层第二表面，所述折射率匹配层第二表面设置于所述显示层第一表面上并保形于所述显示层第一表面，所述折射率匹配层第一表面为平行于所述基层第二表面的表面，且所述折射率匹配层具有第三折射率n3；

其中，所述第一折射率n1与第三折射率n3基本上相同。

作为本申请的进一步改进，所述线条a上任意一点的切线与所述线条c的夹角0°＜α1≤60°。

作为本申请的进一步改进，所述线条a与所述线条b的交点P到所述线条c的垂直距离为h1，每个所述菲涅尔结构单元上的h1随着远离公共圆心逐渐增大。

作为本申请的进一步改进，每个所述菲涅尔结构单元的截面为三角形，所述线条a与所述线条c的夹角为α2，0°＜α2≤60°，所述线条b与所述线条c的夹角为β2，β2＞60°。

作为本申请的进一步改进，位于不同所述菲涅尔结构单元上的夹角α2随着远离公共圆心逐渐增大。