專(zhuān)利名稱(chēng):高清晰度薄膜反射式屏幕的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種屏幕，投影機(jī)向該屏幕投射主要根據(jù)諸如液晶顯示器(LCD)、數(shù)字光處理器(DLP)和硅上液晶(LCOS)之類(lèi)電子信號(hào)產(chǎn)生的圖像，特別是涉及一種薄膜反射式屏幕，用于在單個(gè)屏幕內(nèi)同時(shí)執(zhí)行圖像的透射、漫射和反射，并具有再反射該圖像的結(jié)構(gòu)，從而能夠?qū)⒚總€(gè)像素的清晰度和對(duì)比度提高兩倍以上。
背景技術(shù)：
如圖1中所示，慣用投影機(jī)形成的慣用圖像，例如，高清晰度(HD)圖像形成在由1980水平(W)像素*1080垂直(H)像素組成的成像板100上，燈照亮屏幕的背面或前側(cè)，使得從燈發(fā)射的光能夠直接透射或反射到成像板100并穿過(guò)成像板100，以穿過(guò)投影機(jī)透鏡投射到屏幕上。這對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是眾所周知的。
但是，投影機(jī)的圖像，即如圖1、2a、2b和3中所示，成像板100的像素的結(jié)構(gòu)，具有如下問(wèn)題。例如，如圖2a中所示，在數(shù)字光處理器(DLP)成像板100中，由于像素單位圖像信號(hào)9和小尺寸芯片的微芯片形成的像素單位反射鏡的區(qū)域形成的邊界，即由于像素8的區(qū)域，產(chǎn)生了圖像差。在液晶顯示器(LCD)投影機(jī)中，如圖2b中所示，必須環(huán)繞各自的像素8提供用于透射和阻斷從LCD到每個(gè)單位像素8的圖像信號(hào)的圖像光的開(kāi)關(guān)。但是，由于不能使光透射過(guò)開(kāi)關(guān)，因而存在著亮度差，即中心單位像素的圖像信號(hào)9的亮度是單位像素8整個(gè)亮度的兩倍。
圖2c中示出了將光投射到成像板100的光源的結(jié)構(gòu)。如圖中所示，由于處于光源中心地帶的主光源R1的亮度，作為發(fā)光物體的亮度，是環(huán)繞主光源R1的次光源R的亮度的兩倍以上，因而單位像素8的分辨率不均勻。
因此，如圖3中所示，由于環(huán)繞成像板100的單位像素8的暗區(qū)與單位像素圖像信號(hào)9的光源的單位像素8的中心區(qū)之間存在不均勻性，并且不均勻性被放大和投射到整個(gè)屏幕上，因而由于不均勻性，屏幕上形成的圖像十分粗糙，屏幕上圖像的分辨率變差，圖像的亮度降低，使得圖像的清晰度也變差，在圖像中出現(xiàn)噪聲，并且圖像的對(duì)比度也變差。

發(fā)明內(nèi)容因此，考慮到上述和/其它問(wèn)題作出的本發(fā)明，并且本發(fā)明的目的是要提供一種高清晰度薄膜反射式屏幕，在這種屏幕中，投影機(jī)的成像板的單位像素的整個(gè)亮度范圍與作為單位像素圖像信號(hào)的亮度范圍的圖像信號(hào)之間的差值在光在屏幕中的透射、漫射和反射過(guò)程中受到補(bǔ)償以提高圖像的清晰度，并且在光通過(guò)屏幕透射和反射的過(guò)程中提高對(duì)比度，由此提高屏幕上圖像的分辨率和清晰度。
從以下結(jié)合附圖對(duì)實(shí)施例的說(shuō)明中，可以對(duì)本發(fā)明的這些和/或其它方面和優(yōu)點(diǎn)更為清楚，并且獲得更清楚的理解，其中圖1是說(shuō)明慣用電子投影機(jī)形成的屏幕的結(jié)構(gòu)的視圖；圖2a是說(shuō)明慣用電子投影機(jī)的數(shù)字光處理型成像板的結(jié)構(gòu)的視圖；圖2b是說(shuō)明慣用電子投影機(jī)的液晶顯示器型的成像板的結(jié)構(gòu)的視圖；圖2c是說(shuō)明慣用電子投影機(jī)中使用的燈的視圖；圖3是說(shuō)明圖1中的屏幕的像素的結(jié)構(gòu)的視圖；圖4是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的屏幕的像素的視圖；圖5是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的屏幕的結(jié)構(gòu)的剖視圖；和圖6是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的屏幕的操作和效果的剖面圖。
具體實(shí)施方式如圖5中所示，根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的薄膜反射式屏幕1包括單個(gè)的薄膜結(jié)構(gòu)，并且包括在其上形成從投影機(jī)投射的圖像的表面層2，通過(guò)其透射一部分來(lái)自表面層2的圖像光的透射層3，其上分布用于漫射穿過(guò)透射層3透射的光的漫射材料的漫射層4，和形成在漫射層4的背面以再反射透射過(guò)漫射層4的光的反射表面6。
薄膜反射式屏幕1是由諸如聚乙烯、聚酯之類(lèi)的能夠制造成薄膜的透明材料制造的。為了增強(qiáng)薄膜反射式屏幕1的剛性，將一些諸如塑料、金屬之類(lèi)的材料添加到薄膜反射式屏幕1的背面。
但是，為了給薄膜反射式屏幕1提供再反射功能，由于當(dāng)透射層3厚時(shí)可能會(huì)根據(jù)環(huán)境具有重疊的圖像，所以根據(jù)薄膜反射式屏幕1的尺寸，薄膜反射式屏幕1的厚度優(yōu)選是大于2μm，但小于5mm，并且根據(jù)它的用途，其背面的材料沒(méi)有限制。
透射層3具有在薄膜反射式屏幕1的表面層2加工有壓紋以便入射光透射過(guò)透射層3的結(jié)構(gòu)。在這種情況下，透射層3是透明的，以便提高光的透射率。
即使當(dāng)壓紋加工到由透射層3的表面(即，表面層2)和透射層3的背面(即，反射層5)形成的邊界面時(shí)，也能取得相同的效果。
當(dāng)壓紋加工之后表面的細(xì)度號(hào)是#(篩號(hào)(mesh))50至#(篩號(hào))500時(shí)，能從表面層2獲得20％至70％左右的透射效果和80％至30％的反射效果。
能夠得到50％的透射效果和50％的反射效果的表面的細(xì)度號(hào)優(yōu)選是#100至#300。但是，由于表面的細(xì)度號(hào)可以根據(jù)添加到薄膜反射式屏幕1的選定材料改變，所以要根據(jù)薄膜反射式屏幕1的材料的折射系數(shù)選擇表面的細(xì)度號(hào)。
此外，即使當(dāng)在透射層3上涂覆預(yù)定厚度的漫射材料時(shí)，透射層3也制造成透明的。
漫射材料分布到薄膜反射式屏幕1的透射層3中，從而可以漫射透射過(guò)透射層3的圖像光。
上述漫射材料是用諸如硅石之類(lèi)的透光的透明材料制造成球形細(xì)小顆粒的形式，并且顆粒度優(yōu)選小于70μm。
原因是由于當(dāng)漫射材料的折射系數(shù)大于薄膜反射式屏幕1的材料的折射系數(shù)，并且小于70μm的細(xì)顆粒具有常用介質(zhì)的折射系數(shù)兩倍以上的折射系數(shù)的時(shí)候，可以不損失光地獲得漫射效果，從而能夠?qū)⒙湫Ч岣邇杀兑陨稀?br> 反射層5是由具有高表面反射率的銀色或黑色拋光表面的金屬或塑料制造的。
為了消除殘留圖像，需要反射層5的快的響應(yīng)速度。為了快的響應(yīng)速度，需要到達(dá)反射表面6的光的高透射率。
由于根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的薄膜反射式屏幕具有即使在如所述減小散射和折射率并提高透射率兩倍的時(shí)候也能再反射光的結(jié)構(gòu)，所以，可以取得相同的漫射效果，從而能夠盡可能地提高反射響應(yīng)速度。此外，可以將殘留圖像縮小一半，從而將圖像的清晰度提高兩倍以上。
如上所述，在根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的薄膜反射式屏幕中，光的一部分在薄膜反射式屏幕1的表面層2中散射，并且其余光被漫射材料漫射同時(shí)透射過(guò)透射層3，被反射表面6再反射，再次透射過(guò)透射層3，并且與形成在表面層2上的圖像組合。
因此，在根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的薄膜反射式屏幕1中，由于折射造成的漫射效果是再反射的漫射效果的兩倍以上，所以可以將折射材料和漫射材料的量減少一半，并且能夠提高光的透射率，從而也能夠提高圖像的亮度。
凸飾到透射層2的表面中的顆粒具有#800的細(xì)度號(hào)，因此具有高的透射率，從而能夠減小漫射所需的折射系數(shù)，并且可提高光透射率，使圖像的亮度提高兩倍。
因此，根據(jù)本發(fā)明的薄膜反射式屏幕1，如圖5中所示，小于投影機(jī)的成像板100的單位像素8的面積的單位像素圖像信號(hào)9的光留存在薄膜反射式屏幕1的表面層2中，而其余的光透射過(guò)透射層3并且被反射層5漫射和再反射，然后在透射層3漫射兩次并與表面層2的圖像組合。
因此，在根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的薄膜反射式屏幕1中，由于作為如圖3中所示的成像板100的單位像素圖像9的信號(hào)的圖像，如同圖4中所示的屏幕圖像信號(hào)10一樣，在單位像素8中被放大兩倍以上，因此圖像的分辨率、清晰度和亮度可提高兩倍。
如圖6中所示，根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的薄膜反射式屏幕1包括通過(guò)用暗色染料涂覆作為薄膜反射式屏幕1的透射層3的表面的表面層2形成的暗色層7。
暗色的意思是諸如黑色、藍(lán)色之類(lèi)的低亮度的顏色，并且染料的意思是透射光的透明染料。
暗色層7形成為薄膜形式，并且透射白光，并與暗色的色調(diào)成正比地部分透射暗色光，從而提高對(duì)比度。
例如，當(dāng)形成九倍暗色的通常色調(diào)的暗色層7的時(shí)候，在白光∶暗色光為100∶1的圖像的情況下，即對(duì)比度100∶1的情況下，由于薄膜反射式屏幕1是薄膜，所以白光照常透射通過(guò)，而當(dāng)暗色光透射過(guò)暗色層時(shí)，暗色光變暗九倍1*9＝9，透過(guò)薄膜反射式屏幕1的暗色光的亮度成為1/9，即初始暗色光的0.11。因此，對(duì)比度系數(shù)是100∶0.11＝大約900∶1，也就說(shuō)，提高初始對(duì)比度系數(shù)的九倍以上。
因此，圖像的清晰度提高九倍以上。
當(dāng)暗色的色調(diào)是30％時(shí)，如上所述地計(jì)算具有100∶1的對(duì)比度系數(shù)圖像，白光∶暗色光的比率是100*70％∶1*30％＝70∶0.3＝233∶1。因此，對(duì)比度系數(shù)提高2.33倍以上。
但是，如上所述，由于根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的薄膜反射式屏幕具有允許光透射過(guò)透射層3并由反射層5反射的結(jié)構(gòu)，所以對(duì)比度系數(shù)是在同樣的暗色色調(diào)的對(duì)比度系數(shù)的兩倍。
薄膜反射式屏幕1的整個(gè)表面層2上形成的圖像光與透射光的優(yōu)選比率是30％∶70％。
在這種情況下，由于透射層3將70％的光漫射和反射，并且放大到具有雙倍面積的屏幕單位像素10的尺寸，70％的光降低一半，并且作為具有35％亮度的光而反射，然后，在表面層上與30％的光組合。
因此，根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的薄膜反射式屏幕將圖像的亮度和分辨率提高兩倍以上，并且將對(duì)比度系數(shù)提高兩至九倍，從而將圖像的清晰度提高四倍以上。
此外，根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的薄膜反射式屏幕1，如圖5中所示，通過(guò)將增強(qiáng)膜附加到薄膜反射式屏幕1的背面，可以作為滾動(dòng)式屏幕使用，并且，當(dāng)把塑料板附加到薄膜反射式屏幕1的背面時(shí)，可以作為平板屏幕使用。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的薄膜反射式屏幕，單個(gè)的屏幕1是由其上形成圖像的表面層2、漫射層4和反射表面6形成的，并且在此單個(gè)的屏幕上發(fā)生由于從DLP投影機(jī)或LCD投影機(jī)透射的電子圖像在本發(fā)明的薄膜反射式屏幕的表面上形成圖像而引起的散射、透射、漫射和反射。此外，圖像被薄膜結(jié)構(gòu)的反射表面6再反射，以重復(fù)上述過(guò)程，從而將再反射的圖像組合在薄膜反射式屏幕1的表面層2中，并且將單位像素圖像10的信號(hào)放大到單位像素8的尺寸，從而使圖像的清晰度和分辨率加倍，將圖像的亮度提高兩倍以上，并且將對(duì)比度系數(shù)提高兩至九倍。
盡管為了舉例說(shuō)明披露了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，但是，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)知道，可以有各種修改、增加和替代，而不脫離附隨的權(quán)利要求
中披露的本發(fā)明的范圍和精神。
權(quán)利要求
1.一種高清晰度薄膜反射式屏幕，包括用于形成透射圖像的表面層；形成在表面層背面的漫射層和透射層；和形成在漫射層背面的反射表面；其中光的透射、漫射和反射在薄膜反射式屏幕中被重復(fù)進(jìn)行，以便提高來(lái)自投影機(jī)的單位像素的圖像的清晰度。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的高清晰度薄膜反射式屏幕，進(jìn)一步包括添加到透射層中的漫射材料，光透射過(guò)該漫射材料，且被該漫射材料折射。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的高清晰度薄膜反射式屏幕，進(jìn)一步包括形成在透射層的前表面或背面之一上以允許漫射的壓紋表面。
4.根據(jù)權(quán)利要求
2所述的高清晰度薄膜反射式屏幕，進(jìn)一步包括涂覆在透射層的表面上的漫射材料。
5.一種高清晰度薄膜反射式屏幕，包括暗色層；形成在暗色層的背面以形成透射圖像的表面層；形成在表面層背面的漫射層和透射層；和形成在漫射層背面的反射表面；其中透射過(guò)暗色層的圖像的透射、漫射和反射在薄膜反射式屏幕中被重復(fù)進(jìn)行，以便提高來(lái)自投影機(jī)的單位像素的圖像的清晰度。
專(zhuān)利摘要
薄膜反射式屏幕包括形成在單個(gè)屏幕中的表面層、透射層、漫射層和反射層，屏幕具有諸如在表面上形成圖像、散射、透射、漫射和反射的功能，通過(guò)再反射光使散射、透射、漫射和反射重復(fù)，從而放大從DLP投影機(jī)或LCD投影機(jī)投射的電子圖像的像素單位的圖像信號(hào)，以提高圖像的清晰度和亮度。暗色層形成在屏幕的表面上，從而在漫射和反射過(guò)程中提高圖像的對(duì)比度，結(jié)果，將圖像的分辨率提高兩倍至九倍。
文檔編號(hào)B32B33/00GK1996140SQ200610066790
公開(kāi)日2007年7月11日 申請(qǐng)日期2006年4月13日
發(fā)明者崔海龍 申請(qǐng)人:崔海龍導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan