專(zhuān)利名稱(chēng)：光脈沖投影顯示技術(shù)及用其所制造的投影機(jī)和屏幕的制作方法
光脈沖投影顯示技術(shù)及用其所制造的投影機(jī)和屏幕本發(fā)明屬光學(xué)-電子技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域。前投技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于其使用便捷、節(jié)省空間而獲得了大量的應(yīng)用，但前投技術(shù)的 最大難點(diǎn)在于其易受環(huán)境光的影響，而使其應(yīng)用范圍大大的被限制。利用空間分離方式來(lái)制作屏幕，可較大的提高對(duì)比度，但對(duì)投影機(jī)的投射角度及 燈光的分布都有一定的限定，而喪失了一定的方便性。利用空間分離方式來(lái)制作屏幕，可較大的提高對(duì)比度，但對(duì)投影機(jī)的投射角度及 燈光的分布都有一定的限定，本發(fā)明采用了時(shí)間分離方式，利用小區(qū)域的同步掃描方式來(lái) 最大程度的降低屏幕表面對(duì)環(huán)境光反射時(shí)間的占空比，對(duì)比度可提高5-10倍以上。本發(fā)明的目的在于解決已有技術(shù)的不足之處，使投影屏幕不僅能很好的克服環(huán)境 光的影響，而且不對(duì)投影光的角度及環(huán)境光的位置進(jìn)行限定，使應(yīng)用更方便，可廣泛應(yīng)用于 投影系統(tǒng)等應(yīng)用場(chǎng)合。本發(fā)明的特點(diǎn)；采用了時(shí)間分離方式，利用反射光閥的同步方式來(lái)最大程度的降 低屏幕表面對(duì)環(huán)境光的反射總能量，從而大大的降低了對(duì)環(huán)境光反射的時(shí)間的占空比。本發(fā)明的技術(shù)關(guān)鍵提出了光脈沖投影顯示技術(shù)，是由帶有光脈沖功能的投影機(jī) 及帶有(反射)光閥功能的投影屏幕組成；其基本工作原理為由該投影機(jī)發(fā)出具有脈沖 光特征的(投影視頻圖像；即每一楨圖像是以短時(shí)間的脈沖光的形式發(fā)出，發(fā)光持續(xù)時(shí)間 占楨周期的時(shí)間很短；一般只占不大于1楨周期的1/5以下)光線，被投射到該投影屏幕 上，將在屏幕上產(chǎn)生反射圖像，由于投影機(jī)除在發(fā)出光脈沖時(shí)間外的其余大部分時(shí)間內(nèi)光 輸出則處于關(guān)斷狀態(tài)，且該投影機(jī)同時(shí)也向該投影屏幕發(fā)出(與光脈沖)同步的信號(hào)使該 投影屏幕作為一個(gè)整體反射光閥與投影機(jī)的光脈沖同步，而使得該屏幕對(duì)投影光及環(huán)境光 進(jìn)行選擇性的反射，只在投影光脈沖(輸出)的時(shí)間內(nèi)有光的強(qiáng)反射(反射率呈高的狀 態(tài))，其余時(shí)間對(duì)光線呈弱反射狀態(tài)(沒(méi)有光脈沖的時(shí)間內(nèi)只有環(huán)境光投射到屏幕上)，因 而環(huán)境光只有較少部分被反射(此時(shí)對(duì)環(huán)境光的反射率很低)，大大的增加了圖像對(duì)比度； 就技術(shù)本身而言；其特征就在于；在該投影機(jī)中使用了窄帶光脈沖發(fā)送方式，即光脈沖的 持續(xù)時(shí)間(的占空比)小于80% ；在該投影屏幕中采用了整體光閥方式，即光閥的開(kāi)啟時(shí) 間(的占空比)小于80%;并建立了投影機(jī)與屏幕之間的光脈沖持續(xù)時(shí)間與光閥的開(kāi)啟時(shí) 間的同步方式，即投影機(jī)輸出光脈沖時(shí)屏幕的反射才處于強(qiáng)的狀態(tài)中。應(yīng)用該技術(shù)光脈沖投影機(jī)的技術(shù)特征為由帶有光脈沖功能的投影裝置組成；其 工作原理為由該投影機(jī)發(fā)出具有脈沖光特征的(投影視頻圖像)光線，被投射到該投影屏 幕上，將產(chǎn)生反射圖像，投影機(jī)除在發(fā)出光脈沖時(shí)間外的其余大部分時(shí)間內(nèi)光輸出則處于 關(guān)斷狀態(tài)；其特征就在于；在該投影機(jī)中使用了窄帶光脈沖發(fā)送方式，即光脈沖的持續(xù)時(shí) 間(的占空比)小于80% ；窄帶光脈沖發(fā)送可以通過(guò)光源的頻閃來(lái)產(chǎn)生，也可以通過(guò)快門(mén) 及其他電子光閥的遮光來(lái)實(shí)現(xiàn)。應(yīng)用該技術(shù)光閥投影屏幕的技術(shù)特征為，由帶有反射光閥特征的電控光閥薄膜及 基材組成；其工作原理為在投影機(jī)向該投影屏幕發(fā)出(與光脈沖)同步的信號(hào)使該投影 屏幕作為一個(gè)整體反射光閥與投影機(jī)的光脈沖同步，而使得該屏幕對(duì)投影光及環(huán)境光進(jìn)行選擇性的反射，只在投影光脈沖(輸出)的時(shí)間內(nèi)有光的強(qiáng)反射，其余時(shí)間對(duì)光線呈弱反射 狀態(tài)，因而環(huán)境光只有較少部分被反射，大大的增加了圖像對(duì)比度；其特征就在于；在該投 影屏幕中采用了整體光閥方式，即光閥的開(kāi)啟時(shí)間(的占空比)小于80% ；并建立了投影 機(jī)與屏幕之間的光脈沖持續(xù)時(shí)間與光閥的開(kāi)啟時(shí)間的同步方式，即投影機(jī)輸出光脈沖時(shí)屏 幕的反射才處于強(qiáng)的狀態(tài)中。對(duì)于光源其特征就在于；所述的光脈沖可以使用LED光源(易于發(fā)出短時(shí)間強(qiáng)光 脈沖；led往往也可以用作與閃光燈)及弧光燈來(lái)實(shí)現(xiàn)。屏幕光閥特征就在于；所述的反射光閥可以是液晶材料(液晶微珠型的散光式液 晶較為適合)也可以是電致或場(chǎng)致變性材料。具體的講；該反射屏的基本結(jié)構(gòu)是，由基板、電極層、光閥介質(zhì)層、電極引線、同步 信號(hào)接收及驅(qū)動(dòng)電路部分等組成；其基本工作過(guò)程為，同步信號(hào)接受電路接受到來(lái)自投影 機(jī)的同步控制信號(hào)，該信號(hào)控制驅(qū)動(dòng)電路使驅(qū)動(dòng)電路發(fā)出驅(qū)動(dòng)信號(hào)，通過(guò)電極引線來(lái)使透 明電極層間加入電場(chǎng)而使透明電極間的光閥介質(zhì)進(jìn)行透光/阻光切換；其主要特點(diǎn)就在 于；反射屏幕上安裝有用于驅(qū)動(dòng)光閥介質(zhì)的同步信號(hào)接受電路及驅(qū)動(dòng)電路；在屏幕的工作 區(qū)域(投影光所能投射的區(qū)域)內(nèi)使用了光閥介質(zhì)、電極、電極層及引線；光閥介質(zhì)的透光 /阻光的切換由各自的電極及引線控制；基板起支撐作用來(lái)附著其它結(jié)構(gòu)。反射屏內(nèi)部光閥介質(zhì)，即可是有機(jī)光閥介質(zhì)，也可是無(wú)機(jī)光閥介質(zhì)，在電場(chǎng)的作用 下，光閥介質(zhì)可完成導(dǎo)光/阻光的切換過(guò)程。反射屏內(nèi)部的電極層是一些分立排布的、覆于光閥介質(zhì)表面上的且可被獨(dú)立驅(qū)動(dòng) 的，透光或不透光的電極材質(zhì)。反射屏內(nèi)部的電極是一些聯(lián)接電極層與驅(qū)動(dòng)電路之間的導(dǎo)電細(xì)條；即可以是透明 的也可以是不透明的。反射屏內(nèi)部的同步信號(hào)接受電路可以采用有線接收方式，也可采用無(wú)線接收方 式；該部分電路可安排在屏幕的周邊也可被安排在屏幕的背部或是屏幕的外部。反射屏內(nèi)部的驅(qū)動(dòng)電路發(fā)出時(shí)序掃描驅(qū)動(dòng)信號(hào)，用來(lái)通過(guò)驅(qū)動(dòng)電極層來(lái)控制的光 閥介質(zhì)的導(dǎo)光/阻光的切換。反射屏內(nèi)部的基板位于屏幕結(jié)構(gòu)的背面，可以是無(wú)機(jī)材料、有機(jī)材料或復(fù)合材料。投影機(jī)脈沖的產(chǎn)生可以有燈泡本身的亮暗切換產(chǎn)生，也可以通過(guò)投影機(jī)的像素光 閥的調(diào)制產(chǎn)生。Led光源比較適合于亮/暗切換，正常光源下由像素光閥的調(diào)制產(chǎn)生(只在 一楨內(nèi)的少部分時(shí)間有圖像光輸出，大部分時(shí)間像素光閥呈阻光關(guān)斷狀態(tài))將產(chǎn)生光的使 用率的較大不足。下面結(jié)合一個(gè)較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步所說(shuō)明；[圖一]光脈沖投影顯示技術(shù)原理示意圖。[圖二]一種液晶光閥反射屏幕(光閥反射屏)結(jié)構(gòu)示意圖。圖示說(shuō)明(1)光脈沖投影機(jī)(2)光閥反射屏(3)投影機(jī)光脈沖時(shí)序曲線(4)光閥反射屏開(kāi)關(guān)時(shí)序曲線
(5)光脈沖開(kāi)啟持續(xù)時(shí)間T5(6)光脈沖關(guān)斷持續(xù)時(shí)間T6(7)光閥反射屏開(kāi)啟持續(xù)時(shí)間T7(8)光閥反射屏關(guān)斷持續(xù)時(shí)間T8(9)光機(jī)光脈沖周期T9(9)光閥反射屏開(kāi)關(guān)周期T9(11)光閥反射屏的驅(qū)動(dòng)電路(13)投影光如[圖一]所示本技術(shù)是由光脈沖投影機(jī)(1)及光閥反射屏(2)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，基本原理為投影機(jī)光 脈沖時(shí)序曲線(3)，光閥反射屏開(kāi)關(guān)時(shí)序曲線(4)，(5)為光脈沖開(kāi)啟持續(xù)時(shí)間T5，(6)為光 脈沖關(guān)斷持續(xù)時(shí)間Τ6，(7)為光閥反射屏開(kāi)啟持續(xù)時(shí)間Τ7，(8)為光閥反射屏關(guān)斷持續(xù)時(shí)間 T8, (9)為光機(jī)光脈沖周期Τ，光閥反射屏開(kāi)關(guān)周期也為Τ(9)，光閥反射屏的驅(qū)動(dòng)電路(11)。圖中時(shí)序曲線(3)代表投影機(jī)輸出的圖像亮度曲線，t代表時(shí)間，I代表光強(qiáng)。圖中時(shí)序曲線(4)代表屏幕的反射率的變化曲線，t代表時(shí)間，k代表反射率。基本工作過(guò)程為由光脈沖投影機(jī)⑴發(fā)出的(脈沖)投影圖像光(13)，投射到光閥反射屏⑵上。投影機(jī)光脈沖時(shí)序曲線(3)是光脈沖周期為T(mén)9的曲線，是由光脈沖開(kāi)啟持續(xù)時(shí)間 T5及光脈沖關(guān)斷持續(xù)時(shí)間T6組成；有T9 = T5+T6而光閥反射屏開(kāi)關(guān)時(shí)序曲線(4)是周期仍然是T9的脈沖，光閥反射屏開(kāi)啟(強(qiáng)的 光反射性)持續(xù)時(shí)間Τ7，光閥反射屏關(guān)斷(保持弱的光反射性)持續(xù)時(shí)間T8 ；有T9 = Τ7+Τ8光閥反射屏的驅(qū)動(dòng)電路(11)，接收來(lái)自投影機(jī)的同步信號(hào)，通過(guò)電極引線(10)驅(qū) 動(dòng)屏幕上的反射光閥介質(zhì)，以達(dá)到改變屏幕對(duì)光線的反射率。T5遠(yuǎn)小于T6 ;Τ7遠(yuǎn)小于T8 ；而T5與T7同步；也就是投影機(jī)發(fā)光時(shí)，反射屏也恰好處 于強(qiáng)的光線反射狀態(tài)；！^與！^同步，也就是投影機(jī)不發(fā)光時(shí)，反射屏也恰好處于弱的光線反 射狀態(tài)。因而對(duì)比度的提高Τ8/Τ7倍。如[圖二]所示由基板(21)、電極層(22)、光閥介質(zhì)層(20)、電極引線(25)、同步信號(hào)接收電路及 驅(qū)動(dòng)電路部分(11)組成?；竟ぷ鬟^(guò)程為，同步信號(hào)接收及驅(qū)動(dòng)電路(11)接收到來(lái)自投影機(jī)的同步控制 信號(hào)(可以是復(fù)合同步信號(hào))，該信號(hào)使驅(qū)動(dòng)電路(11)發(fā)出驅(qū)動(dòng)信號(hào)，通過(guò)電極引線(25) 來(lái)使電極層(22)，使夾于電極層之間的光閥介質(zhì)層(20)進(jìn)行透光/阻光切換，不同的光閥 介質(zhì)材料有著不同的特點(diǎn)，有些介質(zhì)在電場(chǎng)下才導(dǎo)光，一些在電場(chǎng)下則是阻光，不同的材料 需要不同的驅(qū)動(dòng)方式。由投影機(jī)傳送給同步信號(hào)接受及驅(qū)動(dòng)電路(11)的傳輸方式，即可通過(guò)有線的形 式、也可通過(guò)無(wú)線遙控的形式?；?21)起支撐作用來(lái)附著其它結(jié)構(gòu)，外電極層(22)必須是透明的，而內(nèi)層電極的表面可涂有漫反射涂層或吸光涂層。 一種簡(jiǎn)單的反射屏可以使用在透明有機(jī)聚合物中摻雜液晶微珠，微珠的折射率與 聚合物幾乎相同，無(wú)外電場(chǎng)時(shí)則表現(xiàn)出透明特性，當(dāng)外加電場(chǎng)時(shí)雙折射的存在而產(chǎn)生折射 率的差異，體現(xiàn)出對(duì)外界光線強(qiáng)烈的光散射作用。因而當(dāng)出現(xiàn)強(qiáng)散射作用時(shí)才體現(xiàn)出光強(qiáng) 的反射作用，當(dāng)表現(xiàn)出透明特性時(shí)；透射液晶介質(zhì)的光線將被黑色的由基板(21)吸收。
權(quán)利要求
光脈沖投影顯示技術(shù)，由帶有光脈沖功能的投影機(jī)及帶有光閥功能的投影屏幕組成；其工作原理為由該投影機(jī)發(fā)出具有脈沖光特征的(投影視頻圖像)光線，被投射到該投影屏幕上，將產(chǎn)生反射圖像，投影機(jī)除在發(fā)出光脈沖時(shí)間外的其余大部分時(shí)間內(nèi)光輸出則處于關(guān)斷狀態(tài)，且該投影機(jī)同時(shí)也向該投影屏幕發(fā)出(與光脈沖)同步的信號(hào)使該投影屏幕作為一個(gè)整體反射光閥與投影機(jī)的光脈沖同步，而使得該屏幕對(duì)投影光及環(huán)境光進(jìn)行選擇性的反射，只在投影光脈沖(輸出)的時(shí)間內(nèi)有光的強(qiáng)反射，其余時(shí)間對(duì)光線呈弱反射狀態(tài)，因而環(huán)境光只有較少部分被反射，大大的增加了圖像對(duì)比度；其特征就在于；在該投影機(jī)中使用了(楨圖像)窄帶光脈沖發(fā)送方式，即(每一楨)光脈沖的持續(xù)時(shí)間(的占空比)小于80％；在該投影屏幕中采用了整體光閥方式，即光閥的開(kāi)啟時(shí)間(的占空比)小于80％；并建立了投影機(jī)與屏幕之間的光脈沖持續(xù)時(shí)間與光閥的開(kāi)啟時(shí)間的同步方式，即投影機(jī)輸出光脈沖時(shí)屏幕的反射才處于強(qiáng)的狀態(tài)中。
2.光脈沖投影機(jī)，由帶有光脈沖功能的投影裝置組成；其工作原理為由該投影機(jī)發(fā) 出具有脈沖光特征的(投影視頻圖像)光線，被投射到該投影屏幕上，將產(chǎn)生反射圖像，投 影機(jī)除在發(fā)出光脈沖時(shí)間外的其余大部分時(shí)間內(nèi)光輸出則處于關(guān)斷狀態(tài)；其特征就在于； 在該投影機(jī)中使用了窄帶光脈沖發(fā)送方式，即光脈沖的持續(xù)時(shí)間(的占空比)小于80% ； 窄帶光脈沖發(fā)送可以通過(guò)光源的頻閃來(lái)產(chǎn)生，也可以通過(guò)快門(mén)及其他電子光閥的遮光來(lái)實(shí) 現(xiàn)。
3.光閥投影屏幕，由帶有反射光閥特征的電控光閥薄膜及基材組成；其工作原理為 在投影機(jī)向該投影屏幕發(fā)出(與光脈沖)同步的信號(hào)使該投影屏幕作為一個(gè)整體反射光閥 與投影機(jī)的光脈沖同步，而使得該屏幕對(duì)投影光及環(huán)境光進(jìn)行選擇性的反射，只在投影光 脈沖(輸出)的時(shí)間內(nèi)有光的強(qiáng)反射，其余時(shí)間對(duì)光線呈弱反射狀態(tài)，因而環(huán)境光只有較少 部分被反射，大大的增加了圖像對(duì)比度；其特征就在于；在該投影屏幕中采用了整體光閥 方式，即光閥的開(kāi)啟時(shí)間(的占空比)小于80% ；并建立了投影機(jī)與屏幕之間的光脈沖持 續(xù)時(shí)間與光閥的開(kāi)啟時(shí)間的同步方式，即投影機(jī)輸出光脈沖時(shí)屏幕的反射才處于強(qiáng)的狀態(tài) 中。
4.如權(quán)利要求1、2及所述技術(shù)及投影機(jī)、其特征就在于；所述的光脈沖可以使用LED 光源及弧光燈來(lái)實(shí)現(xiàn)；脈沖的產(chǎn)生可以有燈泡本身的亮暗切換產(chǎn)生，也可以通過(guò)投影機(jī)的 像素光閥的調(diào)制產(chǎn)生。
5.如權(quán)利要求3所述屏幕，其特征就在于；所述的反射光閥可以是液晶材料也可以是 電致或場(chǎng)致變性材料。
全文摘要
光脈沖投影顯示技術(shù)及用其所制造的投影機(jī)和屏幕，屬光學(xué)—電子技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域。利用空間分離方式(提高正方向的反射增益)來(lái)制作屏幕，可較大的提高對(duì)比度，但對(duì)投影機(jī)的投射角度及燈光的分布都有一定的限定，本發(fā)明采用了時(shí)間分離方式，利用投影機(jī)的光脈沖及屏幕的反射光閥作用，來(lái)最大程度的降低屏幕表面對(duì)環(huán)境光反射時(shí)間的占空比，對(duì)比度可提高8-100倍以上，可廣泛應(yīng)用于各種投影系統(tǒng)應(yīng)用場(chǎng)合中。
文檔編號(hào)G03B21/00GK101950119SQ20101019193
公開(kāi)日2011年1月19日 申請(qǐng)日期2010年5月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月18日
發(fā)明者吳小平, 羅天珍 申請(qǐng)人:吳小平;羅天珍