CN101950119A - 光脉冲投影显示技术及用其所制造的投影机和屏幕 - Google Patents
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Abstract
光脉冲投影显示技术及用其所制造的投影机和屏幕，属光学—电子技术应用领域。利用空间分离方式(提高正方向的反射增益)来制作屏幕，可较大的提高对比度，但对投影机的投射角度及灯光的分布都有一定的限定，本发明采用了时间分离方式，利用投影机的光脉冲及屏幕的反射光阀作用，来最大程度的降低屏幕表面对环境光反射时间的占空比，对比度可提高8-100倍以上，可广泛应用于各种投影系统应用场合中。
Description
本发明属光学-电子技术应用领域。
前投技术的优点在于其使用便捷、节省空间而获得了大量的应用，但前投技术的最大难点在于其易受环境光的影响，而使其应用范围大大的被限制。
利用空间分离方式来制作屏幕，可较大的提高对比度，但对投影机的投射角度及灯光的分布都有一定的限定，而丧失了一定的方便性。
利用空间分离方式来制作屏幕，可较大的提高对比度，但对投影机的投射角度及灯光的分布都有一定的限定，本发明采用了时间分离方式，利用小区域的同步扫描方式来最大程度的降低屏幕表面对环境光反射时间的占空比，对比度可提高5-10倍以上。
本发明的目的在于解决已有技术的不足之处，使投影屏幕不仅能很好的克服环境光的影响，而且不对投影光的角度及环境光的位置进行限定，使应用更方便，可广泛应用于投影系统等应用场合。
本发明的特点；采用了时间分离方式，利用反射光阀的同步方式来最大程度的降低屏幕表面对环境光的反射总能量，从而大大的降低了对环境光反射的时间的占空比。
本发明的技术关键：提出了光脉冲投影显示技术，是由带有光脉冲功能的投影机及带有(反射)光阀功能的投影屏幕组成；其基本工作原理为：由该投影机发出具有脉冲光特征的(投影视频图像；即每一桢图像是以短时间的脉冲光的形式发出，发光持续时间占桢周期的时间很短；一般只占不大于1桢周期的1/5以下)光线，被投射到该投影屏幕上，将在屏幕上产生反射图像，由于投影机除在发出光脉冲时间外的其余大部分时间内光输出则处于关断状态，且该投影机同时也向该投影屏幕发出(与光脉冲)同步的信号使该投影屏幕作为一个整体反射光阀与投影机的光脉冲同步，而使得该屏幕对投影光及环境光进行选择性的反射，只在投影光脉冲(输出)的时间内有光的强反射(反射率呈高的状态)，其余时间对光线呈弱反射状态(没有光脉冲的时间内只有环境光投射到屏幕上)，因而环境光只有较少部分被反射(此时对环境光的反射率很低)，大大的增加了图像对比度；就技术本身而言；其特征就在于；在该投影机中使用了窄带光脉冲发送方式，即光脉冲的持续时间(的占空比)小于80％；在该投影屏幕中采用了整体光阀方式，即光阀的开启时间(的占空比)小于80％；并建立了投影机与屏幕之间的光脉冲持续时间与光阀的开启时间的同步方式，即投影机输出光脉冲时屏幕的反射才处于强的状态中。
应用该技术光脉冲投影机的技术特征为：由带有光脉冲功能的投影装置组成；其工作原理为：由该投影机发出具有脉冲光特征的(投影视频图像)光线，被投射到该投影屏幕上，将产生反射图像，投影机除在发出光脉冲时间外的其余大部分时间内光输出则处于关断状态；其特征就在于；在该投影机中使用了窄带光脉冲发送方式，即光脉冲的持续时间(的占空比)小于80％；窄带光脉冲发送可以通过光源的频闪来产生，也可以通过快门及其他电子光阀的遮光来实现。
应用该技术光阀投影屏幕的技术特征为，由带有反射光阀特征的电控光阀薄膜及基材组成；其工作原理为：在投影机向该投影屏幕发出(与光脉冲)同步的信号使该投影屏幕作为一个整体反射光阀与投影机的光脉冲同步，而使得该屏幕对投影光及环境光进行选择性的反射，只在投影光脉冲(输出)的时间内有光的强反射，其余时间对光线呈弱反射状态，因而环境光只有较少部分被反射，大大的增加了图像对比度；其特征就在于；在该投影屏幕中采用了整体光阀方式，即光阀的开启时间(的占空比)小于80％；并建立了投影机与屏幕之间的光脉冲持续时间与光阀的开启时间的同步方式，即投影机输出光脉冲时屏幕的反射才处于强的状态中。
对于光源其特征就在于；所述的光脉冲可以使用LED光源(易于发出短时间强光脉冲；led往往也可以用作与闪光灯)及弧光灯来实现。
屏幕光阀特征就在于；所述的反射光阀可以是液晶材料(液晶微珠型的散光式液晶较为适合)也可以是电致或场致变性材料。
具体的讲；该反射屏的基本结构是，由基板、电极层、光阀介质层、电极引线、同步信号接收及驱动电路部分等组成；其基本工作过程为，同步信号接受电路接受到来自投影机的同步控制信号，该信号控制驱动电路使驱动电路发出驱动信号，通过电极引线来使透明电极层间加入电场而使透明电极间的光阀介质进行透光/阻光切换；其主要特点就在于；反射屏幕上安装有用于驱动光阀介质的同步信号接受电路及驱动电路；在屏幕的工作区域(投影光所能投射的区域)内使用了光阀介质、电极、电极层及引线；光阀介质的透光/阻光的切换由各自的电极及引线控制；基板起支撑作用来附着其它结构。
反射屏内部光阀介质，即可是有机光阀介质，也可是无机光阀介质，在电场的作用下，光阀介质可完成导光/阻光的切换过程。
反射屏内部的电极层是一些分立排布的、覆于光阀介质表面上的且可被独立驱动的，透光或不透光的电极材质。
反射屏内部的电极是一些联接电极层与驱动电路之间的导电细条；即可以是透明的也可以是不透明的。
反射屏内部的同步信号接受电路可以采用有线接收方式，也可采用无线接收方式；该部分电路可安排在屏幕的周边也可被安排在屏幕的背部或是屏幕的外部。
反射屏内部的驱动电路发出时序扫描驱动信号，用来通过驱动电极层来控制的光阀介质的导光/阻光的切换。
反射屏内部的基板位于屏幕结构的背面，可以是无机材料、有机材料或复合材料。
投影机脉冲的产生可以有灯泡本身的亮暗切换产生，也可以通过投影机的像素光阀的调制产生。Led光源比较适合于亮/暗切换，正常光源下由像素光阀的调制产生(只在一桢内的少部分时间有图像光输出，大部分时间像素光阀呈阻光关断状态)将产生光的使用率的较大不足。
下面结合一个较佳实施例对本发明作进一步所说明；
[图一]光脉冲投影显示技术原理示意图。
[图二]一种液晶光阀反射屏幕(光阀反射屏)结构示意图。
图示说明：
(1)光脉冲投影机
(2)光阀反射屏
(3)投影机光脉冲时序曲线
(4)光阀反射屏开关时序曲线
(5)光脉冲开启持续时间T5
(6)光脉冲关断持续时间T6
(7)光阀反射屏开启持续时间T7
(8)光阀反射屏关断持续时间T8
(9)光机光脉冲周期T9
(9)光阀反射屏开关周期T9
(11)光阀反射屏的驱动电路
(13)投影光
如[图一]所示：
本技术是由光脉冲投影机(1)及光阀反射屏(2)来实现的，基本原理为：投影机光脉冲时序曲线(3)，光阀反射屏开关时序曲线(4)，(5)为光脉冲开启持续时间T5，(6)为光脉冲关断持续时间T6，(7)为光阀反射屏开启持续时间T7，(8)为光阀反射屏关断持续时间T8，(9)为光机光脉冲周期T，光阀反射屏开关周期也为T(9)，光阀反射屏的驱动电路(11)。
图中时序曲线(3)：代表投影机输出的图像亮度曲线，t代表时间，I代表光强。
图中时序曲线(4)：代表屏幕的反射率的变化曲线，t代表时间，k代表反射率。
基本工作过程为：
由光脉冲投影机(1)发出的(脉冲)投影图像光(13)，投射到光阀反射屏(2)上。
投影机光脉冲时序曲线(3)是光脉冲周期为T9的曲线，是由光脉冲开启持续时间T5及光脉冲关断持续时间T6组成；
有T9＝T5+T6
而光阀反射屏开关时序曲线(4)是周期仍然是T9的脉冲，光阀反射屏开启(强的光反射性)持续时间T7，光阀反射屏关断(保持弱的光反射性)持续时间T8；
有T9＝T7+T8
光阀反射屏的驱动电路(11)，接收来自投影机的同步信号，通过电极引线(10)驱动屏幕上的反射光阀介质，以达到改变屏幕对光线的反射率。
T5远小于T6；T7远小于T8；而T5与T7同步；也就是投影机发光时，反射屏也恰好处于强的光线反射状态；T6与T8同步，也就是投影机不发光时，反射屏也恰好处于弱的光线反射状态。
因而对比度的提高：T8/T7倍。
如[图二]所示：
由基板(21)、电极层(22)、光阀介质层(20)、电极引线(25)、同步信号接收电路及驱动电路部分(11)组成。
基本工作过程为，同步信号接收及驱动电路(11)接收到来自投影机的同步控制信号(可以是复合同步信号)，该信号使驱动电路(11)发出驱动信号，通过电极引线(25)来使电极层(22)，使夹于电极层之间的光阀介质层(20)进行透光/阻光切换，不同的光阀介质材料有着不同的特点，有些介质在电场下才导光，一些在电场下则是阻光，不同的材料需要不同的驱动方式。
由投影机传送给同步信号接受及驱动电路(11)的传输方式，即可通过有线的形式、也可通过无线遥控的形式。基板(21)起支撑作用来附着其它结构，外电极层(22)必须是透明的，而内层电极的表面可涂有漫反射涂层或吸光涂层。
一种简单的反射屏可以使用在透明有机聚合物中掺杂液晶微珠，微珠的折射率与聚合物几乎相同，无外电场时则表现出透明特性，当外加电场时双折射的存在而产生折射率的差异，体现出对外界光线强烈的光散射作用。因而当出现强散射作用时才体现出光强的反射作用，当表现出透明特性时；透射液晶介质的光线将被黑色的由基板(21)吸收。
Claims (5)
1.光脉冲投影显示技术，由带有光脉冲功能的投影机及带有光阀功能的投影屏幕组成；其工作原理为：由该投影机发出具有脉冲光特征的(投影视频图像)光线，被投射到该投影屏幕上，将产生反射图像，投影机除在发出光脉冲时间外的其余大部分时间内光输出则处于关断状态，且该投影机同时也向该投影屏幕发出(与光脉冲)同步的信号使该投影屏幕作为一个整体反射光阀与投影机的光脉冲同步，而使得该屏幕对投影光及环境光进行选择性的反射，只在投影光脉冲(输出)的时间内有光的强反射，其余时间对光线呈弱反射状态，因而环境光只有较少部分被反射，大大的增加了图像对比度；其特征就在于；在该投影机中使用了(桢图像)窄带光脉冲发送方式，即(每一桢)光脉冲的持续时间(的占空比)小于80％；在该投影屏幕中采用了整体光阀方式，即光阀的开启时间(的占空比)小于80％；并建立了投影机与屏幕之间的光脉冲持续时间与光阀的开启时间的同步方式，即投影机输出光脉冲时屏幕的反射才处于强的状态中。
2.光脉冲投影机，由带有光脉冲功能的投影装置组成；其工作原理为：由该投影机发出具有脉冲光特征的(投影视频图像)光线，被投射到该投影屏幕上，将产生反射图像，投影机除在发出光脉冲时间外的其余大部分时间内光输出则处于关断状态；其特征就在于；在该投影机中使用了窄带光脉冲发送方式，即光脉冲的持续时间(的占空比)小于80％；窄带光脉冲发送可以通过光源的频闪来产生，也可以通过快门及其他电子光阀的遮光来实现。
3.光阀投影屏幕，由带有反射光阀特征的电控光阀薄膜及基材组成；其工作原理为：在投影机向该投影屏幕发出(与光脉冲)同步的信号使该投影屏幕作为一个整体反射光阀与投影机的光脉冲同步，而使得该屏幕对投影光及环境光进行选择性的反射，只在投影光脉冲(输出)的时间内有光的强反射，其余时间对光线呈弱反射状态，因而环境光只有较少部分被反射，大大的增加了图像对比度；其特征就在于；在该投影屏幕中采用了整体光阀方式，即光阀的开启时间(的占空比)小于80％；并建立了投影机与屏幕之间的光脉冲持续时间与光阀的开启时间的同步方式，即投影机输出光脉冲时屏幕的反射才处于强的状态中。
4.如权利要求1、2及所述技术及投影机、其特征就在于；所述的光脉冲可以使用LED光源及弧光灯来实现；脉冲的产生可以有灯泡本身的亮暗切换产生，也可以通过投影机的像素光阀的调制产生。
5.如权利要求3所述屏幕，其特征就在于；所述的反射光阀可以是液晶材料也可以是电致或场致变性材料。
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|---|---|---|---|
| CN2010101919373A CN101950119A (zh) | 2009-05-18 | 2010-05-17 | 光脉冲投影显示技术及用其所制造的投影机和屏幕 |
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- 2010-05-17 CN CN2010101919373A patent/CN101950119A/zh active Pending
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