阅读说明：本技术 投影屏幕及投影系统 (Projection screen and projection system ) 是由 张益民 王祖熊 胡世加 吴庆富 于 2019-12-21 设计创作，主要内容包括：本发明提供的投影屏幕及投影系统,涉及中长焦光学投影技术领域。所述投影屏幕包括沿厚度方向依次设置的菲涅尔透镜层、成像元件层、光学结构层和反射层；所述菲涅尔透镜层由一排排相互排列的线性菲涅尔透镜构成,所述线性菲涅尔透镜为三棱柱透镜；所述光学结构层在厚度方向的横截面为若干一排排相互排布的三角形,所述光学结构层由若干所述三角形分别沿着若干弧线扫略形成的光学结构组成,所述三角形的一边设置在所述成像元件层表面,所述三角形远离所述成像元件层的角为70°～110°。所述投影系统由上述投影屏幕和投影装置构成。本发明投影屏幕及投影系统亮度高、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。(The invention provides a projection screen and a projection system, and relates to the technical field of medium and long focus optical projection. The projection screen comprises a Fresnel lens layer, an imaging element layer, an optical structure layer and a reflecting layer which are sequentially arranged along the thickness direction; the Fresnel lens layer is composed of a row of linear Fresnel lenses which are mutually arranged, and the linear Fresnel lenses are triangular prism lenses; the cross section of the optical structure layer in the thickness direction is a plurality of triangles which are arranged in a row, the optical structure layer is composed of optical structures which are formed by sweeping a plurality of triangles along a plurality of arc lines, one side of each triangle is arranged on the surface of the imaging element layer, and the angle of each triangle far away from the imaging element layer is 70-110 degrees. The projection system is composed of the projection screen and the projection device. The projection screen and the projection system have the advantages of high brightness, high light energy utilization rate, high image definition, good ambient light resistance, high contrast and excellent projection display effect.)

投影屏幕及投影系统

技术领域

本发明涉及中长焦光学投影技术领域，具体而言，涉及一种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。因此，投影屏幕性能的高低直接决定了观看者对于投影显示的接受程度。

现在常用的投影屏幕如白塑幕，只能对投影装置输出的光束进行漫反射，不能有效的控制光束的传输方向，也不能有效控制环境光线的传输，因此会造成投影屏幕的亮度不均匀，整体的亮度系数低，光能利用率低；由于传统的投影屏幕本身没有抗光性，导致显示的图像清晰度差，观看视角的可控性差；由常用的投影屏幕形成的投影系统要求投影装置的功率较大，以满足图像显示的需要，造成更高的能耗损失。

如图1所示的投影系统中，投影屏幕采用垂直于水平方向设置的直线型微细光学结构106，投影装置T向投影屏幕发出投影光束E，当投影光束E垂直于直线型微细光学结构106入射时，投影光束E全部被反射到观看区域得到观看区域内的光线E₁；当投影光束不垂直于直线型微细光学结构106入射时，投影光束E从投影屏幕表面偏离入射方向反射到观看区域外得到观看区域外的光线E₂。同理，如图2所示的投影系统中，投影屏幕采用沿着水平方向设置的直线型微细光学结构106，投影装置T向投影屏幕发出投影光束E，当投影光束E垂直于直线型微细光学结构106入射时，投影光束E全部被反射到观看区域得到观看区域内的光线E₁；当投影光束不垂直于直线型微细光学结构106入射时，投影光束E从投影屏幕表面偏离入射方向反射到观看区域外得到观看区域外的光线E₂。此两种投影系统，都会造成投影光束E不能被完全有效利用，增加投影装置的能耗。具体表现为：投影屏幕在正对投影装置T入射投影光束E处显示亮度高，偏离投影装置入射投影光束E的位置显示亮度低，并且投影屏幕上偏离入射投影光束E处越远的位置显示亮度越低，极大的限制了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投影屏幕及投影系统，以改善现有的投影屏幕及系统亮度均匀性低、图像对比度低、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：

一种投影屏幕，包括沿厚度方向依次设置的菲涅尔透镜层、成像元件层、光学结构层和反射层；所述菲涅尔透镜层由一排排相互排列的线性菲涅尔透镜构成，所述线性菲涅尔透镜为三棱柱透镜；所述光学结构层在厚度方向的横截面为若干一排排相互排布的三角形，所述光学结构层由若干所述三角形分别沿着若干弧线扫略形成的光学结构组成，所述三角形的一边设置在所述成像元件层表面，所述三角形远离所述成像元件层的角为70°～110°。

在本发明实施例较佳的选择中，在上述投影屏幕中，所述菲涅尔透镜结构层为非对称结构。

在本发明实施例较佳的选择中，在上述投影屏幕中，所述成像元件层包括扩散粒子层、点状透镜层、扩散面层和柱状微透镜层中至少一种。

在本发明实施例较佳的选择中，在上述投影屏幕中，所述扩散粒子层包括透明基材层和透明树脂层，所述透明树脂层中混合有扩散粒子。

在本发明实施例较佳的选择中，在上述投影屏幕中，所述扩散粒子是球体或多面体，所述扩散粒子与所述透明树脂层的折射率不同。

在本发明实施例较佳的选择中，在上述投影屏幕中，所述点状透镜层不少于一层，每层所述点状透镜层在垂直于厚度方向上至少一面设置有点状透镜。

在本发明实施例较佳的选择中，在上述投影屏幕中，所述扩散面层不少于一层，每层所述扩散面层在垂直于厚度方向上至少一面是非光滑面。

在本发明实施例较佳的选择中，在上述投影屏幕中，所述柱状微透镜层不少于一层，每层所述柱状微透镜层包括若干一排排相互排列的直线型柱状微透镜，且每层所述柱状微透镜层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、弓形或多边形。

在本发明实施例较佳的选择中，在上述投影屏幕中，所述弧线为圆弧，若干所述圆弧呈同心圆排列。

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投影屏幕，所述投影屏幕包括沿厚度方向依次设置的菲涅尔透镜层、成像元件层、光学结构层和反射层；所述菲涅尔透镜层由一排排相互排列的线性菲涅尔透镜构成，所述线性菲涅尔透镜为三棱柱透镜；所述光学结构层在厚度方向的横截面为若干一排排相互排布的三角形，所述光学结构层由若干所述三角形分别沿着若干弧线扫略形成的光学结构，所述三角形的一边设置在所述成像元件层表面，所述三角形远离所述成像元件层的角为70°～110°。

本发明实施例的投影屏幕通过设置所述光学结构层、所述成像元件层和所述菲涅尔透镜层的设置，可保证投影光束在所述成像元件层上均匀扩散并成像，有效提高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，提高投影屏幕本身的光学利用率；所述菲涅尔透镜层、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。本发明实施例的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。

为使本发明的上述目的、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为第一种现有投影系统的光路示意图；

图2为第二种现有投影系统的光路示意图；

图3为本发明实施例投影屏幕的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的成像元件层的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的扩散粒子层的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的点状透镜层的第一种结构示意图；

图7为本发明实施例提供的点状透镜层的第二种结构示意图；

图8为本发明实施例提供的扩散面层的第一种结构示意图；

图9为本发明实施例提供的扩散面层的第二种结构示意图；

图10为本发明实施例提供的柱状微透镜层的第一种结构示意图；

图11为本发明实施例提供的柱状微透镜层的第二种结构示意图；

图12为本发明实施例提供的柱状微透镜层的第三种结构示意图；

图13为本发明实施例提供的光学结构层的横截面示意图；

图14为本发明实施例提供的光学结构层的第一种平面示意图；

图15为本发明实施例提供的光学结构层的第二种平面示意图；

图16为本发明实施例提供的光学结构层的第三种平面示意图；

图17为本发明实施例提供的光学结构层的第四种平面示意图；

图18为本发明实施例提供的线性菲涅尔透镜层的横截面示意图；

图19为本发明实施例投影光束经过投影屏幕的的光路***图；

图20为本发明实施例提供的投影屏幕对环境光线的反射示意图；

图21为本发明实施例提供的投影系统示意图；

图标：10-投影系统；20-投影屏幕；100-成像元件层；101-扩散粒子层；102-扩散面层；103-柱状微透镜层；104-光学结构层；105-反射层；106-直线型微细光学结构；107-点状透镜层；108-菲涅尔透镜层；111-扩散粒子；112-非光滑面；113-直线型柱状微透镜；114-光学结构；115-点状透镜；116-线性菲涅尔透镜；120-透明基材层； 140-透明树脂层；150-毛面；C-圆心；C₁-几何中心；E-投影光束；E₁-观看区域内的光线；E₂-观看区域外的光线；F-环境光线；G-观众；T-投影装置；β-齿形顶角；P-齿形截距；H-齿形高度。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明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发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

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。在本发明的描述中，术语“远离”、“一面”、“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。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”等应做广义理解。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发明中的具体含义。

如图3所示，一种投影屏幕20，包括沿厚度方向依次设置的菲涅尔透镜层108、成像元件层100、光学结构层104和反射层105；所述菲涅尔透镜层108由一排排相互排列的线性菲涅尔透镜116构成，所述线性菲涅尔透镜116为三棱柱透镜；所述光学结构层104在厚度方向的横截面为若干一排排相互排布的三角形，所述光学结构层104由若干所述三角形分别沿着若干弧线扫略形成的光学结构114组成，所述三角形的一边设置在所述成像元件层100表面，所述三角形远离所述成像元件层100的角为70°～110°。

作为一种可选方式，所述成像元件层投影屏幕20中成像元件层100包括扩散粒子层101、点状透镜层107、扩散面层102和柱状微透镜层103中至少一种。也就是说，所述成像元件层100可以是所述扩散粒子层101、所述点状透镜层107、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107、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107、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107、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，所述成像元件层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元件层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元件层100的各部分结构之间，也可以位于所述成像元件层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。

特别的是，在所述成像元件层100靠近所述菲涅尔透镜层108的一侧表面设置有散斑抑制层，所述散斑抑制层是采用光学微加工技术制作而成的微结构，所述散斑抑制层各位置对投影光束的位相不同，可以消除所述投影屏幕在成像时因干涉产生的明暗相间、不规则的斑点，提升所述投影屏幕20的图像显示清晰度。

如图4所示，所述成像元件层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。

如图5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。

如图6所示，提供点状透镜层107的第一种结构示意图。设置的所述点状透镜层107为单层，所述点状透镜层107在垂直于厚度方向上的至少一个平面设置有点状透镜115，所述点状透镜115均匀分布在垂直于厚度方向上的所述点状透镜层107的平面上，以起到均匀扩散投影光束、更好的成像的作用。

如图7所示，提供点状透镜层107的第二种结构示意图。设置的所述点状透镜层107是多层结构，每层所述点状透镜层107在垂直厚度方向上的平面都设置有点状透镜115，所述点状透镜115均匀分布在垂直于厚度方向上的所述点状透镜层107的平面，所述点状透镜层107多层结构的设置起到对入射光线更加均匀的扩散作用。

如图8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。

如图9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可以直接作为成像元件层100，直接涂布或者转印在所述菲涅尔透镜层108表面，与所述光学结构层104和所述反射层105依次层叠构成投影屏幕20；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107和柱状微透镜层103中至少有一种结合形成成像元件层100，所述扩散面层102涂布或转印到所述透明基材层120上，在与所述菲涅尔透镜层108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。

如图10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。

如图11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。

如图12所示，提供柱状微透镜层103的第三种结构示意图，与图11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104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107或扩散面层102中至少一种结合后再粘贴所述光学结构层104远离所述反射层105的一侧。

如图13所示，提供的光学结构层的横截面示意图。所述光学结构层104在厚度方向的横截面为若干一排排相互排列的三角形，所述光学结构层由若干所述三角形分别沿着若干弧线扫略形成的光学结构114，所述三角形的一边设置在所述成像元件层表面，所述三角形远离所述成像元件层100的角α为70°～110°。其中，不在所述成像元件层100的所述三角形的两条边构成的平面上设置有毛面150，可以对入射光进行适当的漫反射，防止入射光定向反射。

可以理解的是，所述光学结构114可以是相同的，也可以是不同的，也就是说，在厚度方向的所述光学结构层104的横截面的若干三角形可以是相同的，也可以是不同的；构成所述角α的两边可以是等长的，也可以是不等长的。可以根据实际需求设置所述三角形远离所述成像元件层100的角α在70°~110°之间，以实现调节入射光往特定的观看区域反射的目的。

特别的是，所述角α在85°～95°为宜，设置角α为90°最佳，当角α为90°，可以使得入射到所述光学结构层104的入射光全部按照平行于入射光的方向返回，使得所述投影屏幕获得最佳的亮度和对比度。

作为一种可选方式，所述弧线可以是曲线，包括圆弧、椭圆形的曲线、弓形、抛物线或其他高次曲线等。可以根据投影光束的要求进行具体弧线的设置。如图14所示，本发明实施例提供的光学结构层的第一种平面示意图；所述弧线为圆弧，光学结构层104的若干所述光学结构114呈同心圆排列。所述投影屏幕20上的所述光学结构114的圆心C在投影屏幕20的几何中心C₁。如图15所示，本发明实施例提供的光学结构层的第一种平面示意图；所述弧线为圆弧，光学结构层104的若干所述光学结构114呈同心圆排列，所述投影装置20上的所述光学结构114的圆心C不在投影屏幕20的几何中心C₁。所述弧线为圆弧时，所述光学结构114的圆心C设置，可以根据实际情况去调整，使得所述光学结构114更加匹配投影光束，使得不同方向的投影光束都能够被调节传输方向。如图16所示，本发明实施例提供的光学结构层的第三种平面示意图；所述弧线为椭圆形的曲线，所述弧线为椭圆形弧线，光学结构层104的若干所述光学结构114的圆心位于同一点。如图17所示，本发明实施例提供的光学结构层的第四种平面示意图；所述弧线为弓形，光学结构层104的若干所述光学结构114的中心点为同一点。

在本实施例中，如图18（a）～（c）所示，所述菲涅尔透镜层108由一排排相互排列的线性菲涅尔透镜116构成，所述线性菲涅尔透镜116为三棱柱透镜，所述菲涅尔透镜层108在厚度方向的横截面为若干相互排列的三角形，呈锯齿状。所述三角形的齿形顶角β可以是全部相同，也可以部分相同，还可以全部不同，所述菲涅尔透镜层108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116的几何尺寸内，也可以位于几何尺寸之外。可根据实际观看视场和光能利用的要求，调整所述菲涅尔透镜层所述横截面三角形的齿形顶角β的角度，获得较佳的图像显示效果。

可以理解的是，所述菲涅尔透镜层108的相邻所述三角形的齿形截距P可以是相同的，也可以是不同的；相邻所述三角形的齿形高度H可以是相同的，也可以是不同的。在实际应用过程中，可以根据投影光束的位置和观看视场的要求，调整所述菲涅尔透镜层108的所述三角形的齿形顶角β、齿形截距P和齿形高度H。通过调节所述菲涅尔透镜层108的所述三角形的上述参数进一步控制入射光在投影屏幕内部的走向，阻止投影光束被反射到观看区域以外、阻挡环境光线射入到观看区域内，还能调节投影屏幕的亮度均匀性。

可以理解的是，可以在所述菲涅尔透镜层108的齿形顶角β形成的平面上通过微细结构加工技术制作出粗糙毛面，对投影光束进行适当的漫反射，防止投影光束发生定向反射，形成干涉亮条纹。

如图19，本发明实施例投影光束经过投影屏幕的光路***图；投影装置T输出投影光束E，依次经过菲涅尔透镜层108、成像元件层100（未示出）、光学结构层104，最后由反射层105反射再经过光学结构层104、成像元件层100（未示出）、菲涅尔透镜层108出射到观看范围内，得到观看区域内的光线E₁。

可以理解的是，在整个光路传输过程中，入射到光学结构层104上的投影光束E与反射回的投影光束E在所述光学结构层104的所述光学结构远离所述成像元件层的角α为90°时，两束投影光束平行，但是传输方向相反；当角α＞90°时，反射回的投影光束将靠近投影光束E入射的方向。根据这一原理，可通过改变角α的角度，来调整不同视场下投影光束的走向，实现投影光束被投射到特定的观看视场。同时，所述光学结构层104搭配上所述菲涅尔透镜层108后，能够有效减少投影屏幕表面反射，同时还更加匹配投影光束的传播波形，使得投影光束的各个方向的分量都能被所述光学结构层104有效的往观看视场内反射，极大的避免了投影光束部分分量被反射到观看视场外，有效提升投影屏幕的显示亮度、光能利用率。

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。特别的是，为保证成像效果最佳，所述反射层105对可见光的反射率≥60%。此外，对所述反射层105的厚度也不做相应约定，为效果最佳，可以控制所述反射层105的厚度在50nm～50000nm。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。

在本实施例中，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20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104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。

如图20所示，本发明实施例提供的投影屏幕对环境光线的反射示意图。环境光线F从投影屏幕20上方入射，所述投影屏幕20由沿厚度方向依次设置的菲涅尔透镜层108、成像元件层100、光学结构层104和反射层105构成。所述环境光线F入射到菲涅尔透镜层108，在所述菲涅尔透镜层108上发生折射，所述环境光线F被折射后进入所述成像元件层100、所述光学结构层104、所述反射层105，最终被所述反射层105反射，从投影屏幕20下方出射到观看区域外，得到观看区域外的光线E2。在这个入射、反射过程中，环境光线F经过多次折射、反射后损耗殆尽或者远离观看区域，通过菲涅尔透镜层108和光学结构层104的搭配，使得投影屏幕20的图像显示几乎不受来自环境光线F的影响，有效提升了投影屏幕的图像显示对比度。

如图21所示，本发明实施例提供投影系统的示意图。所述投影系统10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进行成像显示的投影屏幕20，包括沿厚度方向依次设置的菲涅尔透镜层108、成像元件层100、光学结构层104和反射层105；所述菲涅尔透镜层108由一排排相互排列的线性菲涅尔透镜116构成，所述线性菲涅尔透镜116为三棱柱透镜；所述光学结构层104在厚度方向的横截面为若干一排排相互排布的三角形，所述光学结构层104由若干所述三角形分别沿着若干弧线扫略形成的光学结构114组成，所述三角形的一边设置在所述成像元件层100表面，所述三角形远离所述成像元件层100的角为70°～110°。投影光束E经过所述菲涅尔透镜层108折射，基于所述成像元件层100扩散和成像，基于光学结构层104和反射层105来共同控制投影光束E传输方向，减少投影光束E被反射到观众G能够观看的视场之外，有效提升投影屏幕的显示亮度、光能利用率，还能增强投影屏幕的观看视角可控性和有效减少投影屏幕表面对投影光束的反射；光学结构层104围绕整个投影屏幕上、下、左、右各个方向，所以各方同投射的环境光线都会被反射后，远离观看区域，从而减少环境光线对投影光束的干扰，实现提升投影屏幕对比度和抗光性能。

投影装置T发出的投影光束E进入所述菲涅尔透镜层108后，投影光束E被折射进入投影屏幕内部的成像元件层100，使入射到所述投影屏幕20上的各种角度的投影光束E都能够被所述菲涅尔透镜层108调节传输方向。通过调节菲涅尔透镜层的齿形参数配合光学结构层来控制光束的走向，能够阻止投影光束被反射到观看区域之外，促使更多投影光束折射到投影屏幕内部用于显示，提升投影屏幕亮度和光能利用率，并且还能阻挡环境光线射入观看区域之内，起到调节屏幕各部分的亮度均匀性的作用。

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