本發(fā)明涉及投影顯示技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種正投影透光投影屏幕及投影系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

目前，在投影顯示領(lǐng)域中廣泛使用的投影屏幕一般可分為反射式、透射式兩類。其中，反射式用于正投，透射式用于背投。

反射式投影屏幕適用于觀察者和投影機(jī)處于同一側(cè)的情況。顯示圖像由投影機(jī)投射到反射式投影屏幕上，并最終反射到觀察者的眼中。

透射式投影屏幕則適用于觀察者和投影機(jī)分別處于投影屏幕兩側(cè)的情況。此時，由屏幕一側(cè)的投影機(jī)投射到投影屏幕上的光束透過該屏幕，并入射到位于屏幕另一側(cè)的觀察者眼中。

上述的兩種主流的投影屏幕，均只能觀察投影屏幕上顯示的，由投影機(jī)投影出的一幅圖像。

然而，在舞臺表演、櫥窗展示或一些特殊的場合，需要既能呈現(xiàn)前景圖像，同時也能看到后景內(nèi)容的需求越來越多，而現(xiàn)有的實現(xiàn)方法是用透明液晶顯示、透明oled顯示、幻影顯示或投影全息屏幕顯示等，這些方法可以取得比較好的顯示效果，但是，由于其投影原理的限制，對于需要高亮度、超大尺寸前景顯示畫面的需求，卻一直沒有很好的解決方案。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種正投影透光投影屏幕及投影系統(tǒng)，其能夠有效改善上述問題。

本發(fā)明的實施例是這樣實現(xiàn)的：

第一方面，本發(fā)明實施例提供了一種正投影透光投影屏幕，其包括屏幕基材，所述屏幕基材的一側(cè)表面間隔設(shè)置有多個成像基體，所述成像基體內(nèi)摻有散射粒子，所述成像基體和所述屏幕基材相鄰的一側(cè)斜面涂覆有吸光層，所述屏幕基材上的多個所述成像基體之間的間隔區(qū)域設(shè)置有透光區(qū)，投影光由所述屏幕基材的一側(cè)入射到所述成像基體上，被反射并沿遠(yuǎn)離所述屏幕基材的方向出射，背景光由所述屏幕基材的另一側(cè)入射到所述屏幕基材上，經(jīng)所述屏幕基材上的透光區(qū)透射，并沿與被反射的投影光相同的方向出射。

在本發(fā)明較佳的實施例中，所述成像基體的形狀為線性長條狀或非線性長條狀。

在本發(fā)明較佳的實施例中，所述成像基體的截面形狀為三角形或四邊形或扇形。

在本發(fā)明較佳的實施例中，所述多個成像基體的形狀全部相同。

在本發(fā)明較佳的實施例中，所述多個成像基體中相鄰的兩個成像基體之間的間隔相同。

在本發(fā)明較佳的實施例中，所述透光區(qū)均勻設(shè)置在所述屏幕基材上。

在本發(fā)明較佳的實施例中，所述成像基體內(nèi)摻雜的所述散射粒子為二氧化硅、二氧化鈦、銀粉、鋁粉中的至少一種。

在本發(fā)明較佳的實施例中，所述吸光層的可見光吸收率大于或等于10％。

在本發(fā)明較佳的實施例中，所述透光區(qū)的可見光透過率大于或等于10％。

第二方面，本發(fā)明實施例還提供了一種投影系統(tǒng)，其包括如上所述的正投影透光投影屏幕和投影機(jī)，所述投影機(jī)設(shè)置在所述正投影透光投影屏幕中的屏幕基材設(shè)置有成像基體的一側(cè)，由所述投影機(jī)發(fā)出的投影光入射到所述成像基體上，被反射并沿遠(yuǎn)離所述屏幕基材的方向出射，背景光由所述屏幕基材的另一側(cè)入射到所述屏幕基材上，經(jīng)所述屏幕基材上的透光區(qū)透射，并沿與被反射的投影光相同的方向出射。

本發(fā)明實施例提供的正投影透光投影屏幕及投影系統(tǒng)，通過在屏幕基材的一側(cè)表面間隔設(shè)置多個成像基體，以及在所述屏幕基材上的多個所述成像基體之間的間隔區(qū)域設(shè)置透光區(qū)，將投影屏幕分成用于投影顯示的成像區(qū)和用于透過背景光的透光區(qū)。其中，成像基體內(nèi)摻有散射粒子，其能夠改變成像基體的折射率分布，從而使得成像基體能夠反射從投影屏幕前方入射的投影光；而投影屏幕背后的背景光則通過屏幕基材上設(shè)置的透光區(qū)，以和被反射的投影光相同的方向透射到屏幕的前方。同時，所述成像基體和所述屏幕基材相鄰的一側(cè)斜面涂覆有吸光層，其能夠有效地吸收環(huán)境光和其他雜光，極大的增強(qiáng)屏幕的抗光能力。和現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的正投影透光投影屏幕及投影系統(tǒng)使觀看者既能夠看到屏幕上反射的投影圖像，又能夠通過屏幕上分布的透光區(qū)看到屏幕背后的場景，且投影光和背景光的兩路光線互不干擾，實現(xiàn)了圖像信息顯示的完美融合，為觀看者提供了雙重的視覺享受，其結(jié)構(gòu)精簡、成本低廉，可以很好的解決大面積前景顯示的需求。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例的技術(shù)方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，應(yīng)當(dāng)理解，以下附圖僅示出了本發(fā)明的某些實施例，因此不應(yīng)被看作是對范圍的限定，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他相關(guān)的附圖。

圖1為本發(fā)明第一實施例提供的正投影透光投影屏幕的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明第一實施例提供的線性長條狀的成像基體的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明第一實施例提供的非線性長條狀的成像基體的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明第一實施例提供的第二種截面形狀成像基體的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明第一實施例提供的第三種截面形狀成像基體的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本發(fā)明第一實施例提供的第四種截面形狀成像基體的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為本發(fā)明第一實施例提供的第五種截面形狀成像基體的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8為本發(fā)明第一實施例提供的多種截面形狀組合的成像基體的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9為本發(fā)明第一實施例提供的設(shè)置間隔不同的成像基體的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖10為本發(fā)明第一實施例提供的背側(cè)設(shè)置有吸光層的屏幕基材的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖11為本發(fā)明第二實施例提供的投影系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖標(biāo)：100-屏幕基材；200-成像基體；300-吸光層；400-透光區(qū)；500-投影機(jī)；1000-正投影透光投影屏幕；2000-投影系統(tǒng)。

具體實施方式

為使本發(fā)明實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。通常在此處附圖中描述和示出的本發(fā)明實施例的組件可以以各種不同的配置來布置和設(shè)計。

因此，以下對在附圖中提供的本發(fā)明的實施例的詳細(xì)描述并非旨在限制要求保護(hù)的本發(fā)明的范圍，而是僅僅表示本發(fā)明的選定實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

應(yīng)注意到：相似的標(biāo)號和字母在下面的附圖中表示類似項，因此，一旦某一項在一個附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對其進(jìn)行進(jìn)一步定義和解釋。

在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，術(shù)語“中”、“上”、“下”、“左”、“右”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，或者是該發(fā)明產(chǎn)品使用時慣常擺放的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”、“第三”等僅用于區(qū)分描述，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

此外，術(shù)語“水平”、“豎直”、“懸垂”等術(shù)語并不表示要求部件絕對水平或懸垂，而是可以稍微傾斜。如“水平”僅僅是指其方向相對“豎直”而言更加水平，并不是表示該結(jié)構(gòu)一定要完全水平，而是可以稍微傾斜。

在本發(fā)明的描述中，還需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“設(shè)置”、“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。

此外，“輸入”、“輸出”、“反饋”、“形成”等術(shù)語應(yīng)理解為是描述一種光學(xué)、電學(xué)變化或光學(xué)、電學(xué)處理。如“形成”僅僅是指光信號或電信號通過該元件、儀器或裝置之后發(fā)生了光學(xué)上或電學(xué)上的變化，使得所述光信號或所述電信號受到處理，進(jìn)而獲得實施技術(shù)方案或解決技術(shù)問題所需要的信號。

在本發(fā)明的具體實施例附圖中，為了更好、更清楚的描述該正投影透光投影屏幕及投影系統(tǒng)中各元件的工作原理，表現(xiàn)所述裝置中各部分的連接關(guān)系，只是明顯區(qū)分了各元件之間的相對位置關(guān)系，并不能構(gòu)成對元件或結(jié)構(gòu)內(nèi)的光路方向、連接順序及各部分結(jié)構(gòu)大小、尺寸、形狀的限定。

第一實施例

請參照圖1，本實施例提供了一種正投影透光投影屏幕1000，其包括屏幕基材100，所述屏幕基材100的一側(cè)表面間隔設(shè)置有多個成像基體200，所述成像基體200內(nèi)摻有散射粒子，所述成像基體200和所述屏幕基材100相鄰的一側(cè)斜面涂覆有吸光層300，所述屏幕基材100上的多個所述成像基體200之間的間隔區(qū)域設(shè)置有透光區(qū)400。

本實施例中的正投影透光投影屏幕1000在顯示成像時，投影光由所述屏幕基材100的一側(cè)入射到所述成像基體200上，被反射并沿遠(yuǎn)離所述屏幕基材100的方向出射；背景光由所述屏幕基材100的另一側(cè)入射到所述屏幕基材100上，經(jīng)所述屏幕基材100上的透光區(qū)400透射，并沿與被反射的投影光相同的方向出射。

可以理解的是，所述屏幕基材100設(shè)置有成像基體200的一側(cè)可以看作是本實施例提供的正投影透光投影屏幕1000的前方(或觀察側(cè))，而所述屏幕基材100沒有設(shè)置成像基體200的一側(cè)可以看作是正投影透光投影屏幕1000的后方(或背景側(cè))。當(dāng)觀察者的雙眼位于正投影透光投影屏幕1000的前方且正對該正投影透光投影屏幕1000時，觀察者既能夠看到由成像基體200反射的投影光，同時又能夠通過屏幕基材100上的透光區(qū)400看到由正投影透光投影屏幕1000的后方的場景發(fā)射(或反射)的背景光，即觀察者能夠同時看到屏幕前方的投影圖像和屏幕后方的場景(實物、表演或其他顯示設(shè)備顯示的圖像)，實現(xiàn)了富有層次感的前、后景雙重顯示。

請參照圖2和圖3，本實施例中，所述成像基體200的形狀可以是如圖2所示的棱邊為直線的線性長條狀，也可以是如圖3所示的棱邊為曲線的非線性長條狀。

本實施例中，多個成像基體200以相互平行的線性長條或非線性長條分布在所述屏幕基材100的觀察側(cè)表面(前表面)?？梢岳斫獾氖牵龀上窕w200可以平行于屏幕基材100的某一邊設(shè)置，也可以和所述屏幕基材100的某一邊呈一定角度設(shè)置。

本實施例中，所述多個成像基體200的形狀全部相同。特別的，分布在屏幕基材100表面的多個成像基體200的形狀也可以是不完全相同的，例如可以是線性長條狀和非線性長條狀的任意組合?？梢岳斫獾氖?，當(dāng)所述多個成像基體200的形狀全部相同時，屏幕基材100上的前景成像區(qū)分布均勻，具有較好的前景成像(投影光成像)效果。

請參照圖1、圖4、圖5、圖6和圖7，本實施例中，所述成像基體200的截面形狀可以是多樣化的，可以是如圖1所示的非平行四邊形，可以是如圖4所示的直角梯形，可以是如圖5所示的直角三角形，可以是如圖6所示的扇形，也可是如圖7所示的銳角三角形，或是其他由多條直線或曲線邊構(gòu)成的多邊形?？梢岳斫獾氖?，所述成像基體200截面的邊長、角度均可根據(jù)具體的應(yīng)用環(huán)境進(jìn)行設(shè)計，以在該應(yīng)用環(huán)境上實現(xiàn)最優(yōu)的顯示效果。

特別的，所述成像基體200表面上涂覆的吸光層300的形狀可以根據(jù)成像基體200的形狀進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)計。例如圖7所示的，吸光層300的厚度從屏幕基材100到成像基體200的最前端逐漸變薄，該設(shè)計能夠保證吸光層300在圖7所示的成像基體200結(jié)構(gòu)下?lián)碛休^佳的雜光吸收能力。

請參照圖8，作為一種特殊的實施方案，屏幕基材100上的多個成像基體200的截面形狀可以是不完全相同的，例如圖8中四邊形和三角形的組合。需要注意的是，圖8中展示的只是所有可能的不同截面形狀組合的其中一種，也可以有其他形狀的組合。

本實施例中，所述多個成像基體200中相鄰的兩個成像基體200之間的間隔可以是相同的(請參照圖1)，也可以是不同的(請參照圖9)。同樣的，圖9中展示的只是所有可能的以不同間隔設(shè)置的成像基體200結(jié)構(gòu)中的一種，也可以是以其他形式間隔分布的結(jié)構(gòu)。

本實施例中，所述透光區(qū)400可以均勻設(shè)置在所述屏幕基材100上，也可以不均勻的設(shè)置在所述屏幕基材100上，所述透光區(qū)400的寬度、面積可以根據(jù)成像基體200的分布結(jié)構(gòu)進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)計。

特別的，成像基體200之間的間隔距離不一定等于透光區(qū)400的寬度，相鄰的兩個成像基體200之間的透光區(qū)400的寬度不大于這兩個成像基體200之間的間隔距離。

相應(yīng)的，所述屏幕基材100上也可以間隔設(shè)置吸光區(qū)域，屏幕基材100上的吸光區(qū)域不影響屏幕前方的投影成像，只會影響屏幕后方的背景光的成像，相鄰的吸光區(qū)域之間的間隔可以是透光區(qū)400的寬度，吸光區(qū)域的位置可以和成像基體200的位置對應(yīng)?？梢岳斫獾氖?，所述屏幕基材100上的吸光區(qū)域，可以是屏幕基材100自身的結(jié)構(gòu)，也可以是通過其他形式設(shè)置在屏幕基材100背側(cè)的吸光層300(請參照圖10)。

本實施例中，所述成像基體200內(nèi)摻雜的散射粒子為二氧化硅、二氧化鈦、銀粉、鋁粉中的至少一種。可以理解的是，通過在成像基體200內(nèi)摻雜散射粒子，可以改變成像基體200材料的折射率分布，使成像基體200具有高的可見光反射率，進(jìn)而實現(xiàn)反射或散射(漫反射)投影光的功能。

本實施例中，所述成像基體200可以采用摻有散射粒子的高透光學(xué)樹脂或熱固化樹脂制作，可先在屏幕基材100上涂布濕膜，再通過模具模壓，最后通過固化成型。具體步驟如下：

1)涂布濕膜：可以是在已經(jīng)制作好的屏幕基材100上的著色擴(kuò)散層表面涂布光學(xué)樹脂或熱固化樹脂，也可以在涂布完成成像基體200結(jié)構(gòu)以后通過，再將成像基體200結(jié)構(gòu)通過透明膠水與屏幕基材100上的著色擴(kuò)散層覆合。

2)模壓：可先根據(jù)具體的投影設(shè)備參數(shù)設(shè)計成像基體200的形狀結(jié)構(gòu)，再用精密機(jī)床加工該形狀的模具，模具一般是圓筒模具。

3)固化成型：將模壓過后的涂布濕膜用紫外線照射或加熱進(jìn)行固化成型。

本實施例中，設(shè)置在成像基體200一側(cè)表面的吸光層300的可見光吸收率大于或等于10％，即吸光層300的吸光能力最大可以是100％吸光，最小可以是10％吸光。吸光層300可以吸收極少數(shù)透過成像基體200的投影光，以及從其他方向入射到屏幕上的環(huán)境光和其他雜光，增強(qiáng)了屏幕的抗光能力，提高了成像效果。

本實施例中，屏幕基材100上的透光區(qū)400可以是全透明的，也可以是著色或者非全透明的。優(yōu)選的，所述透光區(qū)400的可見光透過率大于或等于10％。

本實施例提供的正投影透光投影屏幕1000能夠使位于屏幕前方的投影圖像信息在成像基體200結(jié)構(gòu)上完美成像顯示，同時使屏幕背后的場景也能夠通過屏幕基材100上的透光區(qū)400透過屏幕進(jìn)入觀察者的視線，這兩類圖像信息互不干擾，并且能夠通過人眼的視覺延遲達(dá)到圖像信息的完美融合，使人們在同一張屏幕前就能夠觀看到富有層次感的畫面，實現(xiàn)了豐富的視覺效果。

第二實施例

請參照圖11，本實施例提供了一種投影系統(tǒng)2000，其包括上述第一實施例中提供的正投影透光投影屏幕1000和投影機(jī)500。所述投影機(jī)500設(shè)置在所述正投影透光投影屏幕1000中的屏幕基材100設(shè)置有成像基體200的一側(cè)。本實施例中，所述投影機(jī)500可以是偏軸短焦投影機(jī)500。

本實施例中，一方面，由設(shè)置在屏幕基材100一側(cè)(正面)的所述投影機(jī)500發(fā)出的投影光入射到所述成像基體200上，被反射并沿遠(yuǎn)離所述屏幕基材100的方向出射，最終到達(dá)觀察者眼中；另一方面，屏幕背后場景發(fā)出的背景光由所述屏幕基材100的另一側(cè)(背面)入射到所述屏幕基材100上，經(jīng)所述屏幕基材100上的透光區(qū)400透射(折射)，并沿與被反射的投影光相同的方向出射，最終也被觀察者所觀察到。

可以理解的是，所述投影機(jī)500設(shè)置在與成像基體200上的吸光層300相對的一側(cè)，例如圖11中所示的，吸光層300設(shè)置在成像基體200的上方，此時投影機(jī)500設(shè)置在屏幕的斜下方，以避免投影機(jī)500出射的投影光直接入射到吸光層300上被吸收。同樣的，當(dāng)吸光層300設(shè)置在成像基體200的下斜面上時，投影機(jī)500可以設(shè)置在屏幕的斜上方；當(dāng)吸光層300設(shè)置在成像基體200的側(cè)面時，投影機(jī)500可以設(shè)置在與吸光層300相對的另一側(cè)。

本實施例中的屏幕基材100上的成像基體200的斜面和透光區(qū)400的夾角由投影機(jī)500的參數(shù)(投影機(jī)500與屏幕的相對位置或投影光出射的方向)及材料的折、反射率決定，最后使得投影機(jī)500以不同角度入射到成像基體200上的投影光經(jīng)成像基體200反射后，集中以垂直于屏幕的方向平行或近似平行射出，以達(dá)到最優(yōu)的投影顯示效果。

綜上所述，本發(fā)明實施例提供的正投影透光投影屏幕及投影系統(tǒng)，通過在屏幕基材的一側(cè)表面間隔設(shè)置多個成像基體，以及在所述屏幕基材上的多個所述成像基體之間的間隔區(qū)域設(shè)置透光區(qū)，將投影屏幕分成用于投影顯示的成像區(qū)和用于透過背景光的透光區(qū)。其中，成像基體內(nèi)摻有散射粒子，其能夠改變成像基體的折射率分布，從而使得成像基體能夠反射從投影屏幕前方入射的投影光；而投影屏幕背后的背景光則通過屏幕基材上設(shè)置的透光區(qū)，以和被反射的投影光相同的方向透射到屏幕的前方。同時，所述成像基體和所述屏幕基材相鄰的一側(cè)斜面涂覆有吸光層，其能夠有效地吸收環(huán)境光和其他雜光，極大的增強(qiáng)屏幕的抗光能力。和現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的正投影透光投影屏幕及投影系統(tǒng)使觀看者既能夠看到屏幕上反射的投影圖像，又能夠通過屏幕上分布的透光區(qū)看到屏幕背后的場景，且投影光和背景光的兩路光線互不干擾，實現(xiàn)了圖像信息顯示的完美融合，為觀看者提供了雙重的視覺享受，其結(jié)構(gòu)精簡、成本低廉，可以很好的解決大面積前景顯示的需求。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。