CN102934448B

CN102934448B - 提供斑纹减少的投影显示表面

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Publication number: CN102934448B
Application number: CN201180027891.4A
Authority: CN
Inventors: 巴里·D·西尔弗施泰因; 迈克尔·艾伦·马库斯; 安德魯·F·库尔茨
Original assignee: Eastman Kodak Co
Current assignee: Image Emea; Imax Corp; Imax EMEA Ltd
Priority date: 2010-06-16
Filing date: 2011-06-13
Publication date: 2015-03-04
Anticipated expiration: 2031-06-13
Also published as: US8218235B2; US20120008200A1; TW201215168A; US8085467B1; BR112012030168A2; CN102934448A; WO2011159588A1; EP2583466A1; US20110310478A1

Abstract

本发明揭示一种投影显示表面，其用于减少来自投影机的斑纹假影，所述投影机具有含入射可见波长带的至少一个窄带光源，其中所述入射可见波长带具有入射峰值波长及入射带宽，所述投影显示表面包括：衬底，其具有反射至少所述入射可见波长带内的入射光的反射层；及荧光剂，其分布在所述反射层上，其中所述荧光剂吸收所述入射可见波长带内的光的一部分并发出具有发射峰值波长及发射带宽的发射可见波长带内的光；其中当所述入射可见波长带内的入射光入射在所述投影显示表面上时，所产生的来自所述投影显示表面的返回光含有所述入射可见波长带与所述发射可见波长带两者内的光，由此减少斑纹假影。

Description

提供斑纹减少的投影显示表面

技术领域

本发明大体上涉及数字图像投影，且更特定来说，本发明涉及一种激光投影机，其具有含荧光材料以减少所显示图像中的斑纹噪声的投影屏幕。

背景技术

激光照明展现出能够改进色域及实现数字投影设备(包含能够提供影院质量成像的数字投影机及提供可携式投影以使图像更易共享的微型投影机)所需的亮度水平的一些前景。然而，使用窄带光源的投影系统的一个公认问题是与斑纹有关。

斑纹为由光学表面的随机粗糙度(约为光的波长)导致的小尺度空间变动强度波动。激光器的增加相干性对投影系统引入重大影响，其中粗糙度产生干涉在一起的随机相控次波源。此随机强度波动降低图像的有效质量，尤其在较高频率时本质上产生遮掩小细节的“闪光效应”且还产生实际上为假影的强度清晰度。

许多研究者已详细研究了斑纹现象，且约瑟夫·古德曼(Joseph Goodman)已于“光学中的斑纹现象、理论及应用(Speckle Phenomena in Optics，Theory and Application)”(罗伯茨(Roberts)及公司出版社，格林伍德村，CO，2007年)的书中公布了知识的综合摘要。古德曼(Goodman)建议全帧显示器应具有斑纹水平，其中强度变动的标准偏差小于调制装置的强度分辨率的最低有效位的量值。对于数字电影应用，强度分辨率一般为12位且对比率一般约为2000∶1。其它电影标准倾向于不同准则，从而指示斑纹“应不可见”，这可在数量上假定使斑纹水平等效于白光投影机在普通屏幕上的斑纹水平。

斑纹噪声可量化为斑纹对比度C(以百分比为单位)：

C = 100 (\frac{I_{std}}{I_{mean}}) - - - (1)

其中I_std是相对于平均强度I_mean的强度波动的标准偏差。全展开斑纹的斑纹对比度为100％。斑纹使成像系统解析小空间细节的能力降低并导致看上去很让人厌烦的图像的噪声水平。更糟的情况是，由于无某一形式的校正，斑纹可能会令人很不适以呈现不适于显示目的的相干照明。

已存在用于降低成像显示器中的斑纹效应的可见度的许多方法。减少斑纹的常规策略包含修改照明的空间或时间相关性、将许多无关联的斑纹图案叠加到彼此上或修改斑纹的偏光态。一种方法提供显示屏幕的振动或振荡运动。如果振荡高于阈值速度，那么可明显减少感知斑纹。其它方法包含通过使用静态及振荡漫射器或振荡光纤或通过沿照明或成像光的路径振动各种光学组件而加宽激光照明的光谱线宽及减少空间相关性。

古德曼(Goodman)已特征化一些常用方法以减少显示应用中的斑纹：

1.引入偏光分集；

2.引入移动屏幕；

3.引入使斑纹的产生最小化的经特殊设计屏幕；

4.对于各色彩，加宽源的光谱或使用频率略微不同的多个激光器，由此实现照明的波长分集；

5.对于各色彩，使用空间上分离的多个独立激光器，由此实现照明的角度分集；

6.相较于眼睛的分辨率而超规格设计投影光学装置；

7.使具有随机相格的变化漫射器成像到屏幕上；及

8.使具有确定或正交相位码的变化漫射器成像到屏幕上。

此些方法的各者有利有弊。其一些很适合于高端数字电影投影，而其它者却不是。另外，在许多情况中，单一方法可能无法足够有效地将斑纹减少到可接受阈值以下。例如，偏光分集在许多情况下并不令人满意，因为需要偏光以调制光或产生立体成像的任何投影机都无法允许不纯态影响到观看者。实现屏幕摇动的经特殊设计屏幕可为有效，然而，其需要显著修改不符合要求的会场。为实现屏幕摇动而修改大屏幕尤其困难，因为设备大且昂贵。

光源的光谱加宽可实质上降低斑纹的水平，然而，此在激光制造时可能难以控制，因为产生期望用于显示应用的可见固态源的许多方法使用将波长控制在约1纳米左右的频率双晶体。

多个独立激光器可为非常好的方法，但取决于用以控制斑纹的元件的数量。此对从低亮度到高亮度的投影系统的整个范围作用不明显，因为1000流明的投影机需要与10000流明的投影机一样无斑纹，但源的数量可高达10倍。例如，莫拉迪恩(Mooradian)等人揭示使用文章“高功率扩展垂直腔面发射二极管激光器及阵列及其应用(High powerextended vertical cavity surface emitting diode lasers and arrays and their applications)”(2005年日本东京的微型光学会议)中的乐法诺扩展腔面发射激光器(NECSELS)来改进斑纹性能。在此情况中，30到40个独立(彼此不相干)发射体将斑纹减少到数个百分比。虽然使用较大数量的发射体来减少斑纹，但并非总是减少到数字电影严格要求所需的白光水平。

在名称为“投影显示器设备、系统及方法(Projection display apparatus，system，andmethod)”的莫拉迪恩(Mooradian)等人的第7,296,897号美国专利中，揭示类似于古德曼(Goodman)所述的个别及组合技术以减少激光斑纹。第一，增加彼此实质上不相关的激光器的数量。第二，可使用激光器的光谱加宽(曼妮(Manni)等人的第6,975,294号美国专利中也描述此技术)。第三，成阵列的个别激光器可经设计以与多个频率、相位及方向(角度)分布一起操作。最后，光学元件可用以搅乱方向、相位及偏光信息。如前所述，增加激光器的数量可有效减少斑纹，但效果不完全。所述的额外方法大体上难以实施、昂贵或光学上不合意。

名称为“激光照明的投影显示器(Laser illuminated projection displays)”的戈沃罗夫(Govorkov)等人的第7,244,028号美国专利描述使用传递到扫描构件的至少一个激光，所述扫描构件暂时增大进入透镜的激光束散度，所述透镜将光传递到照射空间光调制器的光束均匀器。当与具有至少一个特征以进一步减少斑纹的屏幕组合时，此将激光斑纹减少到可接受水平。暂时变动激光束散度大体上为减少斑纹的有效方式，但其也需要修改屏幕以完成斑纹减少。此对于一般投影用途来说不合意。

名称为“使用激光的用于减少显示器中图像质量衰退的装置(Device for reducingdeterioration of image quality in display using laser)”的季(Ji)等人的第7,116,017号美国专利描述由激光与屏幕之间的光路径中的振动镜组成的特定装置。仅凭此无法将斑纹减少到可接受水平。名称为“使用多波长多普勒偏移光束的斑纹抑制激光投影系统(Specklesuppressed laser projection system using a multi-wavelength Doppler shifted beam)”的罗迪(Roddy)等人的共同转让的第6,445,487号美国专利描述使用激光调频结合及时偏转光束的角度的装置的方法。此方法需要对全部激光源并非均实用或可行的激光调制。类似地，应用集中于使用声光调制器来偏转角度。这些装置非常昂贵且仅可处理某些激光器类型及大小。

现有技术中已描述减少斑纹的许多方法。名称为“用于减少激光斑纹的方法、设备及漫射器(Method，apparatus，and diffuser for reducing laser speckle)”的特里斯那迪(Trisnadi)等人的第6,747,781号美国专利揭示移动定位在中间图像平面处的漫射元件，所述漫射元件将图像像素细分成具有不同时间相位的更小单元。库尔兹(Kurtz)等人的名称为“激光投影显示系统(Laser projection display system)”的共同转让的第6,577,429号美国专利揭示使用电子可控降斑调制器来提供具有线性SLM的可控局部随机化相变。特里斯那迪(Trisnadi)等人的名称为“用于减少激光斑纹的方法及设备(Method andapparatus for reducing laser speckle)”的第6,323,984号美国专利揭示使用图像平面中的波前调制器来减少斑纹。弗洛伦斯(Florence)的名称为“使用相干光的无斑纹显示系统(Speckle-free display system using coherent light)”的第5,313,479号美国专利揭示光阀通过旋转漫射器的照明。名称为“全息显微术的斑纹抑制(Speckle suppression of holograghicmicroscopy)”的布里奥内斯(Briones)的第4,256,363号美国专利及名称为“后投影屏幕系统(Rear projection screen system)”的罗森(Rawson)的第4,143,943号美国专利各揭示通过移动投影路径内的漫射组件而减少斑纹的设备。名称为“使用空间及时间混合的均匀减少斑纹的激光投影机(Uniform speckle reduced laser projection using spatial and temporalmixing)”的希尔斯坦(Silverstein)等人的共同转让的第2009/0284713号美国专利申请公开案教示使用光学路径中的时变光学相移装置来减少数字电影系统中的斑纹。

虽然斑纹减少的常规方法对基于激光的投影系统具有一定适用性，但这些方法存在约束图像质量及减小总对比度以及增加投影设备的成本及复杂性的缺点。例如，成像路径中的组件的任何类型修改均可能需要明显重新设计、会使组件封装复杂化及存在将噪声或振动引入到投影机组件的光学及信号路径中的风险。

因为不同类型的空间光调制器(SLM)正用于数字投影，所以斑纹减少的问题进一步复杂化。实际使用三种类型的SLM：点扫描、线扫描及逐帧。点扫描投影机通过一次光栅扫描单一像素而显示图像。许多投影机使用光栅光阀(GLV)或光栅机电系统(GEMS)，其使用具有经可变致动以形成图像的微小机械部件的衍射光栅来产生图像。将来自此装置的图像一次单一线地扫描到显示表面上。这些调制器具有简单及成本方面的优势，因此可期望用在消费型装置(例如微型投影机)中。然而，其存在由可传递的能量密度所致的问题，能量密度限制可安全投影的光的数量。其它投影机采用反射或透射液晶装置(LCD)。这些SLM一次投影完整图像帧。另外其它投影设备使用数字微镜装置及二维阵列的微机电反射器，例如来自得克萨斯州达拉斯市的德州仪器(Texas Instruments)公司的数字光处理器(DLP)。类似地，DLP装置一次形成完整图像帧。这些面积型装置具有将更少能量密度传递到屏幕从而提供更安全操作的优势。因为使用这些不同SLM及投影技术以不同方式形成图像，所以用一种类型的SLM来补偿斑纹的解决方案在用在使用不同类型的SLM来形成图像的投影机中时可能无效。

已提出使用经特殊设计屏幕来减少斑纹的许多不同方法。名称为“无斑纹液晶投影显示器(Non-speckle liquid crystal projection display)”的陈(Chen)等人的第6,122,023号美国专利揭示包含液晶材料的投影屏幕。当用AC电压驱动时，液晶材料略微振动以使得斑纹图案快速改变，进而使得观看者所观察的斑纹噪声减少。

名称为“具有经减少的斑纹噪声的图像投影(Image Projection with Reduced SpeckleNoise)”的亚维德(Yavid)及斯特恩(Stern)的第7,304,795号美国专利揭示包含多个光学共振腔的投影屏幕，所述光学共振腔在大于相干时间的时间内捕捉入射激光及用于产生其中斑纹噪声被减少的时变干涉图案。

名称为“具有晶状体前表面的前投影屏幕(Front projection screen with lenticular frontsurface)”的马戈(Magocs)及贝克(Baker)的第5,473,469号美国专利揭示与激光投影机一起使用的前投影屏幕，所述激光投影机包含所述屏幕的正面上的双凸透镜阵列(所述屏幕并入有光散射粒子以形成漫射区)及所述屏幕的背面上的反射器。因为入射光线沿不同方向穿越所述漫射区的不同部分(这增加光线将并入有散射粒子的可能性)，所以斑纹噪声被减少。

以下技术中描述并入有变色材料的投影屏幕的使用。名称为“用于可控制地产生激光显示的方法及设备(Method and Apparatus for Controllably Producing a Laser Display)”的亚维德(Yavid)等人的第7,414,621号美国专利揭示用于将图像投影到在屏幕上并入有至少一个磷光体的屏幕上的光栅扫描式激光显示器，所述磷光体用于反射具有不同于入射激光束(其发射光谱的紫外光或IR波长区内的光)的波长的波长的光。磷光体需要完全吸收激光束以完全利用此方法。

名称为“投影屏幕(Projection Screen)”的皮耶(Piehl)的第6,987,610号美国专利揭示包括衬底的投影屏幕，所述衬底上具有：一个或一个以上荧光材料，其发射可见光，其中入射一个或一个以上范围的可见光，并吸收不包含在所述一个或一个以上范围内的至少一个其它波长范围内的可见光；及一个或一个以上吸收材料，其安置于所述衬底与所述一个或一个以上荧光材料之间，所述一个或一个以上荧光材料反射所述一个或一个以上范围内的光的波长并吸收不包含在所述至少一个其它范围内及所述一个或一个以上范围内的光的波长。

名称为“具有量子点屏幕的单一激光多色彩投影显示器(Single laser multi-colorprojection display with quantum dot screen)”的斯基普(Skipor)等人的第2008/0172197号美国专利申请公开案揭示包括无源屏幕的显示器，所述无源屏幕印刷有通过将单一UV激光束光栅扫描在所述屏幕上而激发的不同色彩量子点的图案。

名称为“发射可见彩色光的使用可激发紫外线的磷光体的激光显示器(Laser Displaysusing UV-Excitable Phosphors Emitting Visible Colored Light)”的哈加(Hajjar)等人的第7,474,286号美国专利揭示一种显示系统，其使用至少一个扫描激光束来激发屏幕上的呈发光以形成图像的平行磷光条形式的一个或一个以上荧光材料。还需要对准验证传感器以验证激光调制时序在将激光光栅扫描在屏幕表面上期间恰好与磷光条对准。在相关的揭示内容中，名称为“具有有光学荧光材料的屏幕的显示系统(Display Systems HavingScreens with Optical Fluorescent Materials)”的肯特(Kent)等人的第2008/0291140号美国专利申请公开案进一步教示荧光材料可包含磷光体材料或量子点。

名称为“经配置用于波长转换的显示器及显示器屏幕(Display and display screenconfigured for wavelength conversion)”的鲍威尔(Powell)等人的第2008/0048936号美国专利申请公开案揭示一种显示屏幕，其包含含有波长转换材料的耦联体阵列。所述耦联体经配置以接收第一波长处的光并沿一方向而响应性优先发射第二波长处的光。

名称为“光源单位及投影机(Light source unit and projector)”的奥佳华(Ogawa)的第2009/0262308号美国专利申请公开案揭示一种投影机，其包含：第一及第二光源(包括发光二极管或固态发光装置)，其用于发射两个预定波长带中的每一者内的光；及第三光源，其由透射所述第一光源的光并吸收从所述第二光源发射的光的磷光体形成。在此情况中，屏幕上不存在磷光体材料。

因此，应了解斑纹呈现在使用激光照明时投影设备设计中必须解决的经常性问题。常规斑纹补偿方法增加投影机设计的成本及复杂性，且大体上降低与投影机输出相关的图像质量。接着，需要可用于广泛成像技术且不影响投影机设计的斑纹补偿机制。

发明内容

本发明的目的为改进数字图像投影的技术。就此目的来说，本发明的一个实施例的特征在于用于减少来自投影机的斑纹假影的投影显示表面，所述投影机具有含入射可见波长带的至少一个窄带光源，其中所述入射可见波长带具有入射峰值波长及入射带宽，所述投影显示表面包括：

a)衬底，其具有反射至少所述入射可见波长带内的入射光的反射层；及

b)荧光剂，其分布在所述反射层上，其中所述荧光剂吸收所述入射可见波长带内的光的一部分并发射具有发射峰值波长及发射带宽的发射可见波长带内的光，其中所述发射带宽比所述入射带宽宽且至少为5纳米宽；

其中当所述入射可见波长带内的入射光是入射在所述投影显示表面上时，所产生的来自所述投影显示表面的返回光含有所述入射可见波长带与所述发射可见波长带两者内的光，由此通过光谱加宽的机制而减少斑纹假影。

本发明的设备具有的优点在于其与用在投影机中的图像形成技术无关。同样地，本发明的设备非常适合于与使用空间光调制器(其将线性图像扫描到显示表面上)的投影系统一起使用，以及适合于一次形成完全二维图像的投影系统。

本发明具有的额外优点在于其不增加投影设备本身的任何成本或复杂性。

本发明的另一优点在于其减少斑纹且对图像质量无明显影响。

将通过审查对优选实施例的以下详细描述及所附权利要求书及参考附图而更清楚地理解及了解本发明的这些及其它方面、目的、特征及优点。

附图说明

图1是使用本发明的投影显示表面的数字投影设备的简化框图；

图2是展示数字投影设备中的单一色彩通道的示范性发射光谱的曲线图；

图3是展示通过吸收入射波长带内的光产生的荧光发射波长带的理想实例的曲线图；

图4是展示由小斯托克斯偏移引起的理想返回光光谱的曲线图；

图5是展示经稀疏分布荧光剂调节的显示表面的放大前视图及侧视图的图；

图6A展示未使用荧光剂而产生的示范性斑纹图案的图像；

图6B展示具有根据本发明而产生的减少斑纹的图像；

图7是绘制以若丹明6G荧光剂的光学密度为函数的绿激光的测量斑纹对比度及平均代码值的曲线图；

图8是绘制以若丹明6G荧光剂的光学密度为函数的红色、绿色及蓝色激光的测量斑纹对比度及平均代码值的曲线图；

图9是入射在未经涂覆屏幕样品上的绿色激光的测量光谱辐射率对波长的曲线图；

图10是入射在具有若丹明6G荧光剂的OD＝0.04涂层的屏幕样品上的绿色激光的测量光谱辐射率对波长的曲线图；

图11是入射在具有若丹明6G荧光剂的OD＝0.30涂层的屏幕样品上的绿色激光的测量光谱辐射率对波长的曲线图；

图12是入射在未经涂覆屏幕样品上的红色、绿色及蓝色激光的测量光谱辐射率对波长的曲线图；

图13是入射在具有若丹明6G荧光剂的OD＝0.04涂层的屏幕样品上的红色、绿色及蓝色激光的测量光谱辐射率对波长的曲线图；

图14是入射在具有若丹明6G荧光剂的OD＝0.30涂层的屏幕样品上的红色、绿色及蓝色激光的测量光谱辐射率对波长的曲线图；

图15展示CIE 19312°配色函数的曲线图；及

图16展示根据本发明的对数字投影系统进行色彩校准的流程图。

具体实施方式

对于以下详细信息，应了解未特定展示或描述的元件可采用所属领域的技术人员所众所周知的各种形式。提供本文中所示及所述的图以根据本发明的若干实施例而说明主要操作原理及沿其相应光学路径的组件关系，且图可不展示实际尺寸或比例。可能必须进行一些放大以强调基本结构关系或操作原理。

本发明的若干实施例通过调适显示屏幕或其它类型的显示表面对来自投影机的入射窄带光的响应而解决斑纹减少的问题。通过将入射光能的一部分重新分布到显示屏幕表面上的发射材料，本发明的若干实施例有效扩展显示图像的光谱带宽，由此减少斑纹假影且对亮度及色彩质量没有影响或无明显影响。

图1的简化示意图展示具有投影透镜20的一种类型的投影设备10，投影透镜20投射光束22以在具有设置于衬底25上的反射层26的显示表面30上形成图像。在一些实施例中，衬底25是由反射材料制成。在此情况中，反射层26可为衬底的顶面。位于光束22下方的观看者150可观看显示表面30上的投影图像。取决于观看者与屏幕的距离及其它因素，观看者还可感知斑纹假影及其它图像假影，例如色变失效假影。

投影设备10具有三个或三个以上色彩通道，通常为红色(R)、绿色(G)及蓝色(B)。各色彩通道分别具有窄带光源16r、16g及16b及对应空间光调制器12r、12g及12b。在优选实施例中，空间光调制器12r、12g及12b是数字微镜装置，例如可从得克萨斯州达拉斯市的德州仪器公司购买的众所周知的数字光处理器(DLP)空间光调制器。

来自三个或三个以上色彩通道中的每一者的调制光是使用组合元件(例如二向色组合器14)而组合到相同光学路径(光轴O)上。此基本模型同样还适用于与此系统一起使用的LCD或其它类型的空间光调制器，且LCD调制器相对于其相干光源的定向不同。

各光源16r、16g及16b是窄带光源(例如激光光源或LED光源)，其具有以提供近处波长的小范围内的一定量的能量的峰值波长及带宽为特征的可见波长带。图2的曲线图说明波长带40，其对应于用作为数字投影机(例如图1中所示的投影机)中的照明源的代表性激光的发射光谱。在此实例中，激光是展示为绿色激光，其具有532纳米的峰值波长λ1但具有此中心值的各侧附近的波长处的能量。波长带40的宽度的特征为带宽Δλ1(例如全宽半最大带宽)。此相同的基本关系还适用于红色及蓝色激光(在其对应波长带内)。用在激光投影机中的典型激光带宽是在0.05纳米到0.50纳米的范围内。

光在极窄波长带内的此高集中度具有提供宽色域的优点。然而，因为激光具高相关性，所以此相同窄带特性还为促使可感知斑纹在显示图像中形成的因素。可通过增加光能在光谱内的扩散而减少斑纹。本发明的方法尝试以可控方式加宽此能量分布，且不过度损害图像质量。

在本发明中，通过调节显示屏幕(图1的系统中的显示表面30)对入射光的响应而实现能量分布的此加宽。可以许多种方式实现屏幕的此调节。在一个实施例中，荧光剂27(例如分布在显示表面30的反射层26上的荧光染料)提供此光谱加宽功能，进而补充反射层26的反射性。

荧光染料为吸收第一波长处的光能并响应于此吸收能量而发射从所述第一波长光谱偏移的第二波长处的光能的材料。例如，荧光染料对定位及追踪分子成像应用中的各种生化物质有用。这些应用使用称为斯托克斯偏移的荧光染料响应。斯托克斯偏移是关于λ1处的经透射及经部分吸收的第一光能与λ2处的发射的第二光能之间的荧光响应中的波长差。

对于生物医学成像应用，高选择滤波器是用以使激发光的入射光波长与荧光波长分离。为有助于进一步促进此分离，研究者使用发射波长明显高于激发波长的荧光的材料。然而，为了本发明，可期望由斯托克斯偏移所致的波长的仅略微偏移。

参考图3，展示一种类型的荧光染料的低斯托克斯偏移现象。荧光染料吸收具有入射峰值波长λ1及入射带宽Δλ1的入射波长带42内的入射可见光。接着，荧光染料发射具有发射峰值波长λ2及发射带宽Δλ2的发射波长带44内的光。发射峰值波长λ2相对于入射峰值波长λ1而偏移斯托克斯偏移Δλs。根据本发明，入射波长带42及发射波长带44两者将大体上在从约400纳米延伸到约700纳米的可见波长范围内。

在低斯托克斯偏移条件(例如图3中所表示的偏移)下，λ1与λ2之间的斯托克斯偏移量Δλs可低达数纳米。在本发明的背景下，为加宽感知光的能量分布以减少斑纹，小于约40纳米的偏移作用明显。更优选斯托克斯偏移可为更小值，例如小于约20纳米或小于约10纳米的偏移。投影图像的观看者无法感知所产生的此色偏移量。此外，因为发射波长带44通常具有延伸尾部，所以光谱偏移保持较小会减少可重叠到相邻色谱中的非需要残余光。但是，由于原激光与经激发的发射光之间存在微小频率差，所以屏幕上图像中的斑纹假影被减少。

优选地，发射带宽Δλ2比入射带宽Δλ1宽且至少为5纳米宽且不超过约50纳米宽。较宽的带宽有助于通过光谱加宽而提供斑纹减少。

可用于本发明的示范性染料包含来自加州卡尔斯巴德市的生命技术(LifeTechnologies)公司的Alexa染料。例如，对于绿色通道，Alexa Fluor 532染料具有532纳米的吸收峰值波长λ1及约555纳米的发射峰值波长λ2。

分布在反射层26上的荧光剂27的量可经调整以控制入射波长带42内的被吸收的光的量，且荧光剂27产生发射波长带内的发射光。大体上，将期望使用相对较低量的荧光剂27以仅吸收入射光的一部分，使得来自显示表面30的返回光含有从反射层26反射的入射波长带42内的光与由荧光剂27发射的发射波长带44内的光两者。

虽然皮耶(Piehl)(第6,987,610号美国专利)、斯基普(Skipor)等人(第2008/0172197号美国专利申请公开案)、哈加(Hajjar)等人(第7,474,286号美国专利)、肯特(Kent)等人(第2008/0291140号美国专利申请公开案)及鲍威尔(Powell)等人(第2008/0048936号美国专利申请公开案)的先前所提及参考案各教示包含荧光剂的显示屏幕的使用，但本发明与现有技术配置之间仍存在若干重要不同点。在这些参考案中的每一者中，荧光剂的用途为将入射光的色彩变成新色彩。在一些情况中，将不可见紫外线辐射转换为可见光。相反，本发明的方法提供相对于入射光仅偏移小间隔的返回光。优选地，偏移的量值足够小，使得人类观察者将感知的入射光及返回光具有相同色名(例如“红色”、“绿色”或“蓝色”)。

此外，在现有技术参考案中，荧光剂经设计以吸收几乎全部入射激光，使得返回光仅含有发射光。相比之下，本发明中的返回光含有入射波长带42与发射波长带44两者内的光。此特征对产生光谱加宽以减少斑纹假影的可见度有用。现有技术的投影屏幕没有一个教示提供斑纹减少的配置。

图3的实例说明应用本发明的方法以便为具有绿窄带光源的绿色通道提供斑纹减少。在一些配置中，可通过使用单一荧光剂来仅给单一色彩通道(即，绿色通道或某一其它色彩通道)提供光谱加宽而实现斑纹假影的可见度的明显降低。例如，一个色彩通道中的斑纹假影通常比在其它色彩通道中的更可见。因此，减少所述色彩通道中的斑纹假影可提供明显的图像质量改进，即使为其它色彩通道未提供斑纹减少。

在其它配置中，通过将多个荧光剂分布在反射层上，可将相同斑纹减少原理应用于多个色彩通道。例如，吸收红色入射波长带内的光并发射对应红色发射波长带内的光的红色荧光剂可与绿色荧光剂一起分布在反射层上。替代地，多个荧光剂27可分布在显示表面30上以对于给定色彩通道进行操作。例如，两个荧光剂27(一者具有较小正斯托克斯偏移，且另一者具有较小负(反斯托克斯)偏移)可在入射波长带42的两侧上提供光谱加宽。

图3中所示的特性响应是理想化的且表示约等于初始激发光束的水平的水平处的受激荧光能的功率。实际上，此平衡关系并非必需；有用的是获得足够荧光以略微加宽色彩光的光谱分布使得斑纹假影被消除或至少减少到不可感知的水平。

返回光未必具有两个不同的峰值波长，如图3的实例中所示。例如，图4展示理想实例，其中入射波长带42激励发射波长带44以具有较小斯托克斯偏移。另外，发射波长带内的返回光的功率小于入射波长带42内的返回光的功率。在此情况中，所得返回光波长带46具有与入射波长带42相同的峰值波长λ1，但具有加宽光谱及加宽带宽Δλ_B。此布置的优点在于返回光的色偏移将明显小于图3的实例的色偏移。

荧光剂(例如荧光染料)可以各种方式施加到投影屏幕的表面。例如，荧光染料可分散或悬浮在外加涂层内。许多实际观察适用于以此方式使用荧光染料：

(i)大体上，染料分子(纳米级)将明显小于显示屏幕上的像素尺寸(毫米级)。因此，粒子或悬浮状的荧光染料分子的分散使荧光染料能够在不影响图像分辨率的情况下以适合浓度施加到显示屏幕表面上。

(ii)在一个实施例中，针对色彩通道中的每一者(例如红色、绿色及蓝色)将一种单独的荧光染料施加到投影屏幕表面。不同荧光染料可经组合并施加为相同涂层的部分。替代地，不同荧光染料可施加在分离涂层中。在替代实施例中，仅针对单一色彩通道(例如绿色)施加荧光染料且不为其它色彩通道(例如蓝色及红色)提供投影屏幕的调节。应了解可使用针对此目的的各种调节组合，包含对任何一个、任何两个或全部三个色彩通道的处理。对于四色投影系统，甚至可具有更多排列组合。

(iii)通常，需要较低数量的荧光染料以提供所需效应。例如，已发现足以吸收入射波长带内的光的约10％的染料浓度提供典型配置中的实质斑纹减少。大体上，荧光染料的浓度应经选择以吸收入射波长带内的2％到40％之间的光。用于各色彩通道的荧光染料的最佳浓度将为许多因素(包含色彩通道的斑纹可见度及由特定荧光染料的斯托克斯偏移提供的光谱加宽的程度)的函数。

(iv)当荧光染料是施加到既有屏幕组成上时，某种额外涂层保护会对提供耐用性有用。在一个实施例中，防护层(例如聚合防护层)是提供在荧光剂27(图1)的顶上以给荧光剂提供保护。优选地，用于防护层的材料不应具有可感知双折射性。在替代实施例中，荧光剂27可悬浮在防护层内。防护层大体上是用以保护荧光染料免受环境影响。在一些情况中，防护层还可掺杂或涂覆有紫外光阻断剂以给荧光染料提供进一步保护。

一般来说，荧光剂发射具有低于激发能的能量(即，具有较长波长)的光。例如，此关系在图3中加以展示。还存在使发射能具有较低波长的发荧光材料。已将此类型的响应称为“反斯托克斯”偏移。替代地，具有此类型响应的材料可用于本发明的若干实施例。

适合于与红色通道中的投影光一起使用的荧光染料的实例包含表格1中所给出的荧光染料。大体上，应选择其中峰值吸收波长紧密匹配发射峰值波长(对于窄带光源)的荧光染料。类似地，适合于与绿色通道一起使用的荧光染料的实例包含表格2中所给出的荧光染料，且适合于与蓝色通道一起使用的荧光染料的实例包含表格3中所给出的荧光染料。

表格1：与红色通道一起使用的示范性荧光染料。

荧光染料	峰值吸收波长(纳米)	峰值发射波长(纳米)
			BODIPY 630/650	625	640
BODIPY 650/665	646	660
			Alexa Fluor 633	632	647
Alexa Fluor 635	633	647
			Alexa Fluor 647	650	668

表格2：与绿色通道一起使用的示范性荧光染料。

表格3：与蓝色通道一起使用的示范性荧光染料。

荧光染料	峰值吸收波长(纳米)	峰值发射波长(纳米)
			二烷基胺基香豆素	435	475
Sytox蓝	445	475
			Pacific蓝色染料	410	455
Alexa Fluor 405	402	421
			Cascade蓝	400	420

图5是展示根据替代实施例的经荧光剂27调节的显示表面30的放大前视图及侧视图的图。在此情况中，荧光剂是呈稀疏及随机分布荧光点24的图案化样式分布在衬底25上的反射层26上。替代地，荧光点24还可布置成更均匀排序的矩阵。反射层26像常规薄膜投影表面中一样反射入射光。图中还展示封装荧光点24的任选保护涂层28。在本发明的背景下，荧光点的稀疏分布是其中个别荧光点24彼此不相互作用的布置。此暗示荧光点24覆盖不超过约40％的显示表面30。(类似地，当荧光剂27是施加在均匀涂层中时，荧光剂27的稀疏涂层将被界定为其中荧光剂分子不聚集的涂层。)

荧光点24的数量及密度可经选择以实现入射波长带内的光的期望吸收水平(大体上为2％到40％之间)。例如，如果荧光点24足够密集，从而吸收入射波长带内的几乎全部光，且倘若期望吸收9％的入射光，那么荧光点24的数量应经选择以覆盖显示表面30的9％表面积。

对于其中多个荧光剂用以给多个色彩通道提供光谱加宽的配置，各荧光点24可具有单一荧光剂。替代地，各荧光剂24可包含荧光剂的组合。大体上，将期望荧光点24的尺寸小于投影像素的尺寸，使得每一像素将产生具有反射入射光与发射光两者的返回光。在此实例中，荧光点24是展示为圆点，但可使用任何合宜形状来形成荧光点24。

荧光点24的尺寸及数量以及荧光剂在荧光点24中的浓度可经调整以控制反射入射光及发射光在返回光中的相对数量。在图5配置的一个实施例中，施加高浓度荧光剂27使得落在荧光点24上的入射波长带内的光的大多数是经吸收及用以激励发射波长带内的发射光。

为测试根据本发明的方法而形成的投影屏幕的斑纹减少特性，样品屏幕是基于赫尔利屏幕(Hurley Screen)MW-16屏幕材料而形成。赫尔利屏幕(Hurley Screen)MW-16材料是大尺寸二氧化钛着色乙烯薄膜。所述材料具有光滑表面及使光分布最大化的细微压花且具有1.0的增益及50°的视角。

若丹明6G如下涂覆到赫尔利屏幕(Hurley Screen)MW-16屏幕材料上。若丹明6G染料是溶解在1-丁醇中且经稀释以制成具有各种光学密度的涂层。赫尔利屏幕(HurleyScreen)MW-16的方形样品被切割成2”×2”的尺寸且以每分钟2000转旋转涂覆稀释若丹明6G染料溶液。接着，在测试之前，样品被加热到50℃且干燥30分钟。制备具有0.0、0.04、0.12、0.30、0.60的光学密度的样品以用于具有532纳米的峰值波长的入射光。

五个不同屏幕样品是安装到海报板上，且在均匀照明条件下使用激光投影系统来同时照射全部样品。激光投影系统使用具有532纳米的波长的绿色激光、具有465纳米的波长的蓝色激光及具有637纳米的波长的红色激光。

使用具有28毫米到135毫米的变焦透镜(焦距设定为135毫米)的Canon-EOS RebelXSi 1220万像素(4272像素×2848像素)相机来同时执行五个不同屏幕样品的斑纹对比度测量。在测量期间，相机是安装在距离屏幕10英尺的三脚架上。原始相机图像被一直使用并被转换为用于分析的16位TIFF文件。

经捕捉的数字图像文件中的各像素对应于175微米×175微米的屏幕区。为了比较，对于正常20/20视力，眼睛的角分辨率约为1.0弧分，且一些个别者具有低至0.3弧分的更佳视敏度。对于1.0弧分的角分辨率及10英尺视距，正常眼睛分辨率将约为880微米，且对于最佳视敏度，眼睛分辨率将约为260微米。因此，可明白经捕捉的数字图像含有足够空间细节以使斑纹图案可见度充分特征化。

通过将安装在海报板上的五个屏幕贴剂中的每一者定位在经捕捉的数码相机图像中而计算斑纹对比度。使用选自各屏幕贴剂内的200×200的相机像素区来执行计算。全部三个色彩通道中的原始线性相机代码值的平均值及标准偏差经测量以计算波长带中的每一者内的斑纹对比度。因为在这些样品中我们仅具有绿色发射体，所以仅绿色通道有效以通过光谱加宽的机制而提供斑纹减少。此在显示白光、绿光、红色入射光及蓝色入射光的数据的表格4中加以说明。

表格4：经若丹明6G涂覆的屏幕的测量斑纹对比度

表格4中的第一列显示测量条件数。测量条件包含第列行中所示的相机曝光时间(以秒为单位)、第三列中所示的相机F/#及第四列中所示的用以照射屏幕的(若干)入射激光的色彩。表格4的第五列到第九列展示由未经涂覆的屏幕样品(OD为0)及具有若丹明6G染料层(分别具有0.04、0.12、0.30及0.60的光学密度)的经涂覆屏幕样品的方程式(1)计算的测量斑纹对比度。对于仅利用绿色激光的条件1到条件4及利用组合的红色、绿色及蓝色激光的条件5到条件9，仅使用绿色通道数据来报告斑纹对比度数据。对于仅利用红色激光的条件#10，使用红色通道数据来报告斑纹对比度数据；及对于仅利用蓝色激光的条件#11，使用蓝色通道数据来报告斑纹对比度数据。表格4的最后一列展示OD0.04数据与OD 0.00数据的比率。

此数据展示最佳斑纹减少大体上发生在OD 0.04样品上，其中当绿色激光是入射在屏幕样品上时未经涂覆的样品上存在14％到20％的斑纹减少。虽然数值似乎将暗示此改进的百分比相当小，但改进的视觉印象实际上比这些数值所显示的明显很多。虽然对于OD 0.00样品来说绿色激光的可见斑纹水平相当不理想，但对于OD 0.04来说可见斑纹已大幅减少。对于人类观察者来说，斑纹对比度的量值与斑纹假影的可见度之间的此不一致可能反映斑纹对比度度量(其未考虑斑纹的频率含量或人类视觉系统的频率响应)的不足。

还可从表格4明白条件#10及条件#11的斑纹水平本质上保持恒定。此与若丹明6G荧光剂仅有效吸收绿色激光的事实一致。因此，红色及蓝色通道将不存在光谱加宽，且斑纹假影无对应减少。

表格5展示对应于表格4中所示的数据的各种经涂覆屏幕样品的测量平均相机代码值。表格5中的第一列到第四列与表格4中相同。表格5的第五列到第九列展示对应于表格4中的斑纹对比度测量值的分别具有0.00、0.04、0.12、0.30及0.60的若丹明6G光学密度的屏幕样品的平均相机代码值。(数码相机的饱和计数值为65535。在测量期间，还测量每色彩通道的最大相机计数值。表格4及表格5中所示的曝光时间与F/#组合经选择使得在报告数据的任何者中未观察到具有饱和代码值的像素。)可明白，对于较高染料密度，存在相机代码值的显著减小，从而反映由荧光染料吸收光多于其发射光的事实所致的较低屏幕亮度水平。

表格5：经若丹明6G涂覆的屏幕的测量平均代码值

图6A及图6B展示分别不具有(染料光学密度＝0.00)及具有若丹明6G荧光染料的低光学密度涂层(染料光学密度＝0.04)的赫尔利屏幕(Hurley Screen)MW-16材料样品的200×200像素区域的绿色平面的图像。对于532纳米的仅绿色入射激光来说，使用来自表格4的照明及相机设置条件2来获得这些图像的两者。虽然无法确定印刷图中差异是否将清楚，但在用以产生这些图的原始图像中图6B的斑纹假影的可见度相对于图6A明显降低。

图7展示用于照明及相机设置条件#2的以若丹明6G的屏幕光学密度为函数的测量斑纹对比度52的曲线图。应注意，对于低光学密度涂层来说斑纹对比度改进。发现在OD为0.3及以上时斑纹对比度比不具有任何若丹明6G涂层的屏幕的斑纹对比度差。虽然这些样品的光谱加宽量会更大且由光谱加宽所致的斑纹减少量因此应更佳，但显然存在染料浓度较高时出现的斑纹假影的其它来源，高染料浓度开始主导由光谱加宽所致的预期减少斑纹水平。

斑纹水平的增加可能起因于荧光染料涂层的厚度或密度的不均匀性。在光学密度较高时，存在可导致荧光淬灭的荧光染料分子的聚集趋势。已知若丹明6G形成导致荧光淬灭的高光学密度溶液中的二聚物、三聚物及更高聚集物。(要获得更多信息，请参阅洛佩尔·阿贝罗阿(F.López Arbeloa)等人于光化学及光生物学期刊A：化学(Journal ofPhotochemistry and Photobiology A：Chemistry)的第45卷第313页到第323页(1988)中的文章“经浓缩的乙醇溶液中的若丹明6G的荧光淬灭机制(The fluorescence quenchingmechanisms of Rhodamine 6G in concentrated ethanolic solution)”)因此，将预期用于将荧光剂27提供到显示表面30的改进沉积或涂覆方法可允许使用更高染料密度且不会观察到斑纹对比度的上升。A.巴兰克(A.Barranco)及P.罗宁朗缪尔(P.Groening)(郎缪尔(Langmuir)第22卷第6719页到第6722页(2006))的文章“含有非聚集若丹明6G激光染料分子的荧光等离子体纳米复合材料薄膜(Fluorescent Plasma Nanocomposite Thin FilmsContaining Nonaggregated Rhodamine 6G Laser Dye Molecules)”中描述此改进涂覆方法的实例。

图7中还展示绘制用于照明的以若丹明6G的屏幕光学密度为函数的绿色通道中的测量平均代码值54的曲线。可观察到从屏幕反射的绿光的量随若丹明6G涂层的光学密度的增加而在单调减少。

图8展示用于相机设置条件#6的以若丹明6G的屏幕光学密度为函数的绿色通道中的测量斑纹对比度62及测量平均代码值64的类似曲线图。虽然条件#2仅利用入射绿色激光，但条件#6利用通过激活红色、绿色及蓝色激光源而形成的白色入射光。图8的白光条件具有与图7的仅绿光条件相同的斑纹减少及平均相机计数值趋势。应注意，因为针对此曲线图计算的斑纹对比度仅使用数码相机图像的绿色通道，所以将不提供可存在于红色及蓝色通道中的任何斑纹的可见度的指示。

对于仅使用红色激光照明的条件#10，斑纹对比度的计算仅与红色通道有关。在此情况中，仅使用红色通道数据来确定表格4及表格5中的斑纹对比度及平均代码值。同样，对于仅使用蓝色激光照明的条件#11，斑纹对比度及平均代码值的计算仅与蓝色通道有关。在两种情况中，可明白若丹明6G荧光剂相对不影响红色及蓝色通道中的斑纹，如所预期。

使用光研究PR650光谱比色计来获得色彩测量值。测量绿色激光及由红色、绿色及蓝色激光的组合形成的“白色激光”的光谱辐射率，以瓦/(球面度*平方米)为单位。图9展示入射在未经涂覆屏幕样品上的532纳米绿色激光的测量光谱辐射率对波长的曲线图。因为投影机中仅存在一个开启激光，所以在光谱辐射率图中仅存在532纳米处的单一绿色反射峰值72。即使激光带宽小于0.5纳米，测量光谱也显得明显更宽，此是由仪器的光谱带宽(其约为10纳米)所致。

图10展示入射在具有OD＝0.04的光学密度的经若丹明6G涂覆的屏幕样品上的532纳米激光的光谱辐射率对波长的曲线图。与图9中一样，可观察到对应于532纳米激光的绿色反射峰值82。然而，可明白绿色反射峰值82处的光谱辐射率的量值已比未涂覆薄膜的测量值的量值略微降低且光的一些已被偏移到更长波长，如绿色荧光带84的外观所指示。如下所论述，返回光从绿色反射峰值82到绿色荧光带84中的偏移导致色度坐标x及y的偏移。

图11展示入射在具有OD＝0.3的光学密度的经若丹明6G涂覆的屏幕样品上的532纳米激光的光谱辐射率对波长的曲线图。与图10中一样，可观察到绿色反射峰值92与绿色荧光带94两者。对于此更高光学密度涂层，绿色反射峰值92的峰值强度已明显进一步减小且以560纳米为中心的绿色荧光带94更为明显得多。

图12展示通过组合入射在未经涂覆屏幕样品上的来自465纳米蓝色激光光源、532纳米绿色激光光源及637纳米红色激光光源的光而形成的白光屏幕照明的光谱辐射率对波长的曲线图。现在，在光谱辐射率数据中观察到三个峰值：465纳米处的蓝色反射峰值102、532纳米处的绿色反射峰值104及637纳米处的红色反射峰值106。(即使所述激光中的每一者的带宽小于0.5纳米，但其均因仪器的光谱带宽而显得更宽。)

图13展示与图12中相同的白光屏幕照明入射在经具有OD＝0.04的光学密度的若丹明6G涂覆的屏幕样品上的情况的光谱辐射率对波长的曲线图。与图12中一样，可观察到蓝色反射峰值112、绿色反射峰值114及红色反射峰值116，但绿色反射峰值114处的光谱辐射率的量值已比图12中所示的未经涂覆屏幕的光谱辐射率的量值略微降低。另外，可明白，此光的一部分已被偏移到绿色荧光带128内的532纳米到575纳米之间的较长波长。蓝色反射峰值112及红色反射峰值116的量值与图12中所示的未经涂覆屏幕的测量值相比并无本质改变。

优选地，绿色荧光带128的峰值波长离绿色反射峰值114比离蓝色反射峰值112或红色反射峰值116更近。为维持不同原色之间的分离，大体上可期望绿色荧光带128延伸以与蓝色反射峰值112及红色反射峰值116的峰值波长相隔不小于约30纳米。产生绿色荧光带118的荧光剂应大体上吸收绿色入射光的一部分，但不应吸收任何可观数量的红色及蓝色入射光(例如小于10％)。

类似地，图14展示与图12中相同的白光屏幕照明入射在经具有OD＝0.12的光学密度的若丹明6G涂覆的屏幕样品上的情况的光谱辐射率对波长的曲线图。与图13中一样，光谱辐射率包含蓝色反射峰值122、绿色反射峰值124、红色反射峰值126及绿色荧光带128。再者，蓝色反射峰值122及红色反射峰值126的量值与图12中所示的未经涂覆屏幕的量值相同。图14中所示的绿色反射峰值124的量值降幅甚至大于图13中所示的量值降幅。图14中的绿色荧光带128的量值也大于图13中的。这些观察结果证实绿色激光来自经若丹明6G染料涂覆的屏幕的荧光的主要成因。

PR650光谱比色计还测量亮度及CIE色度坐标x及y。通过以下程序，基于1931CIE2°配色函数及而计算色度及亮度。图15是展示与波长呈函数关系描绘的配色函数136、配色函数134及配色函数132的曲线图。首先，CIE XYZ三色值是计算为：

X = \underset{λ}{Σ} S (λ) \overset{&OverBar;}{x} (λ) Δλ

Y = \underset{λ}{Σ} S (λ) \overset{&OverBar;}{y} (λ) Δλ - - - (2)

Z = \underset{λ}{Σ} S (λ) \overset{&OverBar;}{z} (λ) Δλ

其中S(λ)是光谱功率分布且Δλ是波长样品之间的波长间隔。通常，用表格表示以1纳米递增的CIE 1931配色函数，且在此情况中波长间隔将为1纳米。图9到图14中所示的测量光谱辐射率分布是等效于光谱功率分布。方程式(2)中的Y项是等效于屏幕上的测量色彩的亮度且通常是以英尺朗伯(fl)或每平方米坎德拉(cd/m²)为单位而报告的。色度坐标x、y、z是由以下关系式计算：

x = \frac{X}{X + Y + Z}

y = \frac{Y}{X + Y + Z} - - - (3)

z = \frac{Z}{X + Y + Z} = 1 - x - y

表格6到表格9展示未经涂覆屏幕样品及经若丹明6G涂覆的薄膜样品的选择上的各种照明条件的测量比色测定数据(亮度Y及色度值x、y)。表格6展示用532纳米绿色激光照射屏幕样品的情况下的比色测定数据。在光学密度OD＝0.04时，可明白存在较小色偏移及较小亮度下降。当染料的光学密度增大时，屏幕上的色偏移不断增大且屏幕亮度下降。因此，光学密度越大，光效率越低，此非我们所期望。

表格6：经若丹明6G染料涂覆的屏幕上的绿色激光照明的测量比色测定值。

OD	Y(fl)	x	y
				0.00	456.0	0.1799	0.783
0.04	443.7	0.2173	0.7504
				0.12	402.8	0.276	0.6994
0.30	287.2	0.3356	0.643

表格7展示在用由蓝色(465纳米)、绿色(532纳米)及红色(637纳米)的组合激光组成的“白色”激光照射屏幕样品的情况下的比色测定数据。在光学密度OD＝0.04时，色偏移及亮度下降较小。然而，当染料的光学密度增大时，可明白色偏移不断增大及全屏幕亮度下降。

表格7：经若丹明6G染料涂覆的屏幕上的“白色”激光照明的测量比色测定值

OD	Y(fl)	x	y
				0.00	655.0	0.2996	0.3177
0.04	648.8	0.3125	0.3094
				0.12	602.9	0.3352	0.2999

表格8展示用637纳米红色激光照射屏幕样品的情况下的比色测定数据。可发现，当若丹明6G染料的光学密度增大时，红色激光照明的亮度及色彩并无明显影响。表格9具有相同观察结果，表格9展示用465纳米的蓝色激光照射屏幕样品的情况下的比色测定数据。

表格8：经若丹明6G染料涂覆的屏幕上的红色激光照明的测量比色测定值。

OD	Y(fl)	x	y
				0.00	159.5	0.7089	0.2857
0.04	158.8	0.7089	0.2858
				0.12	157.9	0.7089	0.2859

表格9：经若丹明6G染料涂覆的屏幕上的蓝色激光照明的测量比色测定值

OD	Y(fl)	x	Y
				0.00	48.1	0.1378	0.0441
0.04	47.4	0.1397	0.0482
				0.12	45.7	0.1449	0.0572

涂覆到赫尔利(Hurley)MW-16屏幕材料上的若丹明6G染料的数据展示在低光学密度(0.04到0.12之间)时斑纹对比度存在15％到20％减小。在一些实施例中，可通过测量一系列样品而确定对应于最低斑纹可见度的染料浓度以确定使斑纹对比度(或斑纹可见度的某一其它测量)最小化的配置。在其它实施例中，当确定最佳染料浓度时，可期望考虑其它因素，例如色偏移及亮度降低的量。在光学密度为0.12时，从屏幕反射的测量亮度显著下降。还存在大于0.04光学密度情况的色偏移。因此，在一些应用中，将优选为选择此范围低端处的光学密度以提供最佳性能。

选择适合于特定应用的荧光染料应考虑以上已论述的性能属性(斑纹对比度减小、屏幕亮度下降、色偏移(斯托克斯偏移Δλs)及发射带宽Δλ2)以及其它因素，例如成本、可获得性、染料退色特性、物理耐用性及毒性。

甚至在染料浓度相对较低时，还可观察到可测量色偏移，如从表格6及表格7可明白。为获得最佳图像质量，可期望补偿由使用荧光剂引入的任何此些色偏移以减少斑纹假影。此可通过使用色彩处理器来施加适当色彩校正变换以考虑到返回光的光谱特性而完成，所述返回光包含经反射的入射光及由荧光剂发射的光。

当设置投影机时，其通常已编码成基于投影机光源的光谱分布的正规化原色矩阵。为校正由观看条件引发的任何色偏移(其将包含由屏幕引发的色偏移)，必须在正常观看条件下作为一系统一起校准投影机及屏幕。图16展示色彩校准过程流程图200，其描述根据优选实施例的可用以校准正常观看条件下的投影机及屏幕的步骤。所属领域的技术人员将认识到可根据本发明而使用此色彩校正过程的许多其它变动。

首先，执行原色的光谱响应的测量步骤202。此涉及用光谱测量仪器(例如分光光度计或分光辐射计)来测量个别原色光源中的每一者的光谱响应。为校正由观看条件引发的任何色偏移(其包含由屏幕引发的色偏移)，必须通过测量来自观看屏幕的返回光而非直接测量光源本身的光谱而在预期观看环境的背景下测量个别原色光源中的每一者。对于本实例，将假定激光投影机具有红原色、绿原色及蓝原色，但此方法可经一般化以适用于具有其它原色集的激光投影机。将由S_i(λ)给出第i原色光源的测量光谱响应，其中i＝分别用于红原色光源、绿原色光源及蓝原色光源的R、G、B。

接着，使用原色的比色测定值的计算步骤204来确定原色三色值及色度坐标。第i原色光源的三色值X_i、Y_i及Z_i是计算如下：

X_{i} = \underset{λ}{Σ} S_{i} (λ) \overset{&OverBar;}{x} (λ) Δλ

Y_{i} = \underset{λ}{Σ} S_{i} (λ) \overset{&OverBar;}{y} (λ) Δλ - - - (4)

Z_{i} = \underset{λ}{Σ} S_{i} (λ) \overset{&OverBar;}{z} (λ) Δλ

其中这些方程式是根据方程式(2)调适而来。原色光源x_i、y_i、z_i中的每一者的色度坐标是根据以下关系式计算而来：

x_{i} = \frac{X_{i}}{X_{i} + Y_{i} + Z_{i}}

y_{i} = \frac{Y_{i}}{X_{i} + Y_{i} + Z_{i}} - - - (5)

z_i＝1-x_i-y_i

接着，使用原色矩阵的测定步骤206而确定原色矩阵P。此步骤如下形成来自原色光源的色度坐标的原色矩阵P：

P = [\begin{matrix} x_{R} & x_{G} & x_{B} \\ y_{R} & y_{G} & y_{B} \\ z_{R} & z_{G} & z_{B} \end{matrix}] - - - (6)

接着，使用正规化原色矩阵的确定208来确定适当正规化原色矩阵。对于此步骤，将假定以x_w、y_w、z_w给出投影机系统的期望目标白点的色度坐标x及y。白色参考向量W_ref被界定为：

W_{ref} = [\begin{matrix} x_{w} / y_{w} \\ 1 \\ z_{w} / y_{w} \end{matrix}] - - - (7)

作为实例，DCI参考白点色度值为x_w＝0.314、y_w＝0.351及z_w＝0.335。现在，色彩系数对角矩阵C是使用以下关系式计算：

C＝I₃·(P^-1·W_ref) (8)

其中I₃是3×3单位矩阵且P^-1是原色矩阵P的逆矩阵。接着，正规化原色矩阵NPM是由以下关系式给出：

NPM＝P·C (9)

接着，使用正规化原色矩阵的存储步骤210将正规化原色矩阵NPM存储到存储器中以用来对显示图像进行色彩校正。在一些实施例中，正规化原色矩阵NPM被编码成投影机的固件。正规化原色矩阵NPM可与同输入图像的色彩编码相关联的矩阵组合以便确定原色转换矩阵，所述原色转换矩阵可用以将线性输入RGB值转换为适合于投影机/显示器屏幕系统上显示的线性RGB值。在一些实施例中，可将经组合的原色转换矩阵(而非正规化原色矩阵NPM)存储在存储器中。

接着，使用原色功率调整因素的确定步骤212来计算用以实现期望白点及亮度水平的各原色光源的功率调整因素。功率调整因素可计算如下。对于白点，三色值是等效于个别原色光源的三色值的总和。以一组初始源功率电平P_R0、P_G0、P_B0测量原色的比色测定值的计算步骤204中所确定的三色值(红原色光源的X_R、Y_R、Z_R、绿原色光源的X_G、Y_G、Z_G及蓝原色光源的X_B、Y_B、Z_B)，其中P_R0是红原色光源的初始功率电平，P_G0是绿原色光源的初始功率电平，且P_B0是蓝原色光源的初始功率电平。大体上，功率电平是以瓦测量，但还可根据本发明而使用其它测量单位。白点的色彩将随三原色之间的相对功率的变动而改变。

系数A_R、A_G及A_B被界定为新功率电平与其初始功率电平P_R0、P_G0及P_B0的比率。当调整功率电平时，新白点三色值X_n、Y_n及Z_n是由以下关系式计算：

X_n＝A_RX_R+A_GX_G+A_BX_B

Y_n＝A_RY_R+A_GY_G+A_BY_B (10)

Z_n＝A_RZ_R+A_GZ_G+A_BZ_B

新白点色度值x_n及y_n可通过下式计算：

x_{n} = \frac{A_{R} X_{R} + A_{G} X_{G} + A_{B} X_{B}}{A_{R} (X_{R} + Y_{R} + Z_{R}) + A_{G} (X_{G} + Y_{G} + Z_{G}) + A_{B} (X_{B} + Y_{B} + Z_{B})}

(11)

y_{n} = \frac{A_{R} Y_{R} + A_{G} Y_{G} + A_{B} Y_{B}}{A_{R} (X_{R} + Y_{R} + Z_{R}) + A_{G} (X_{G} + Y_{G} + Z_{G}) + A_{B} (X_{B} + Y_{B} + Z_{B})}

接着，可通过解算满足以下条件的值而确定三个功率比系数A_R、A_G及A_B：

x_n＝x_w

y_n＝y_w (12)

Y_n＝Y_d

其中Y_d是从屏幕测量的期望亮度水平。可使用解算所述领域中已知方程式的系统的任何方法来确定功率比系数A_R、A_G及A_B。例如，软件包(例如矩阵实验室(Matlab)或数学软件(Mathematica))中的非线性解算器可用以解算期望值。

一旦确定了功率比系数A_R、A_G及A_B，即刻使用原色功率电平的调整步骤214来确定将产生指定白点色度及亮度水平的原色光源中的每一者的新功率电平。原色的新功率电平通过下式计算：

P_R＝A_RP_R0

P_G＝A_GP_G0 (13)

P_B＝A_BP_B0

其中P_R、P_G及P_B是红原色、绿原色及蓝原色的新功率电平。

图16的示范性色彩校准过程同样适用于本发明的变动，其中一个以上荧光剂27是用在显示表面30上。例如，所述过程可用于针对各色彩通道使用不同荧光剂27的情况。所述过程还可用于在至少一个色彩通道中使用斯托克斯荧光剂与反斯托克斯荧光剂两者的情况。

除荧光染料及相关化合物以外，其它类型的材料也可与荧光剂27一样施加到显示表面30(图1)以提供等效低斯托克斯偏移效应。例如，量子点可用作荧光剂27。量子点是半导体纳米晶体，其荧光响应特性(包含光谱偏移)是晶体尺寸的因数。通常，使用无机半导体的小粒子(具有小于约40纳米的粒度)来制造量子点材料。可在名称为“量子点光发射装置(Quantum dot light emitting device)”的卡亨(Kahen)的第2008/0217602号美国专利申请公开案中找到量子点的更多相关信息。

示范性量子点材料包含(但不限于)CdS、CdSe、ZnSe、InAs、GaAs及GaN的小粒子。类似于参考图3而描述的荧光染料，量子点在由第一波长λ1处的光辐射激发时发射第二波长λ2处的荧光响应辐射。然而，与荧光染料不同，所发射的波长取决于量子点的粒度、粒子的表面性质及所使用的无机半导体材料。有利地，分散在主体材料中的量子点材料由于其小尺寸而具有低光学反向散射性。

许多研究者在过去数十年中已制造高发光核/壳量子点的胶态分散体(例如，参阅B.O.达布西(B.O.Dabbousi)等人的“(CdSe)ZnS核壳量子点：高度发光纳米晶体尺寸系列的合成及特征化((CdSe)ZnS Core-shell Quantum Dots：Synthesis and characterization of asize series of highly luminescent nanocrystallites)”，物理化学期刊(J.Phys.Chem.)B 1997，第101卷第9463页到第9475页，1997年)。发光核可由IV族(Si)、III到V族(InAs)或II到VI族(CdTe)半导体材料组成。对于光谱的可见部分内的发射，CdSe是优选核材料，因为通过在1.9纳米到6.7纳米的范围内变动CdSe核的直径，发射波长可从465纳米调谐到640纳米。

在所属领域中众所周知，可见发光量子点可由其它材料系统(例如掺杂ZnS)制成。通过所属领域中众所周知的化学方法而制造发光核。此制造的典型合成过程包含高温下在配位溶剂中分解分子前驱体、溶剂热法及抑制性沉淀。包围核的半导体壳通常是由II到VI型半导体材料(例如CdS或ZnSe)组成。通常，壳半导体是经选择以与核材料几乎晶格匹配及具有原子价及导电带水平，使得核电洞及电子很大程度上受限于量子点的核区。CdSe核的优选壳材料是ZnSe_xS_1-x，其中x在0.0到0.5变动。通常，经由高温下在配位溶剂中分解分子前驱体或使用反微胞技术而完成包围发光核的半导体壳的形成。

使用前驱体、有机表面活性剂及溶剂的三组分系统以胶态合成半导体纳米晶体，例如量子点。在将反应介质加热到足够高温度之后，前驱体经由化学作用而变换成单体。一旦单体达到足够高过饱和水平，纳米晶体生长即刻以成核过程开始。此生长过程期间的温度为确定纳米晶体生长的最佳条件的一个因素，且必须足够高以允许在合成过程期间重新布置原子及使原子退火，同时足够低以促进晶体生长。纳米晶体生长期间严格受控的另一重要因素是单体浓度。

纳米晶体的生长过程可在两个不同状态(“聚焦”及“散焦”)中发生。在高单体浓度下，临界尺寸(纳米晶体既不生长也不收缩的尺寸)相对较小，从而导致几乎全部粒子的生长。在此状态中，较小粒子生长得比大粒子快(因为较大晶体比小晶体需要更多原子来生长)，从而导致尺寸分布的“聚焦”以产生几乎单分散的粒子。当单体浓度被保持使得存在的平均纳米晶体尺寸总是略大于临界尺寸时，尺寸聚焦为最佳。当单体浓度在生长期间被耗尽时，临界尺寸变为大于平均尺寸且分布“散焦”。

存在适合于许多不同半导体(包含硒化镉、硫化镉、砷化铟及磷化铟)的胶态方法。这些量子点可含有量子点容积内的低达100到100000个原子，且直径为10到50个原子。此对应于约2纳米到10纳米的直径。还可形成更大量子点，且尺寸不超过100纳米。

如上所述，可通过控制纳米晶体结构的几何尺寸而设计量子点的光谱响应。可通过改动量子点形状及改变与量子点的量子限制电位相关的其它性质而获得进一步的控制。作为本发明的实施例中的荧光剂，特定量子点材料可经形成及定尺寸使得其发射与入射色彩光相关的有利波长处的荧光，如图3及4的实例中的荧光染料所示。在一个实施例中，针对多个色彩通道使用呈量子点形式的相同半导体材料，且各色彩通道的量子点经适当调配及定尺寸。在替代实施例中，不同色彩通道的量子点是来自不同半导体材料。

如上文所提及，斑纹减少很重要以在数字电影投影与消费型投影两者中实现高图像质量成像。在数字电影应用中，可接受斑纹的水平可能低于消费型空间的水平。在此观看环境中，房间漆黑，这一般打开观看者的瞳孔，从而减少对眼睛所产生的斑纹。然而，图像质量必须比较高以便不干扰情节。然而，在消费型空间中，环境光水平可能明显更高，例如在办公室环境或更糟室外日光中。在此情况中，观看者的瞳孔明显更小，从而增大激光斑纹的可见度。虽然激光斑纹在这些观看环境下的容限可能高于电影院的容限，但产生斑纹的条件会明显更糟。有助于改进消费者观看经历的一种方式将为将屏幕与环境光抑制及斑纹减少组合。可以许多方式完成环境光抑制。一种方式为产生表面结构，其光学地将来自非直接轴上投影的方向的光重新导引而远离观看者位置。此可通过将物理透镜或全息光学元件定位在屏幕顶上而完成。

替代实施例除了荧光剂27之外将可并入另外染料或颜料。如前所述，激光光谱较窄且还可期望维持光谱加宽斑纹减少光的相对较窄带。因此，原入射激光照明波长带与发射波长带之间存在投影系统不使用的明显波长带。然而，常规屏幕材料反射带宽相对较宽的环境光。经选择以吸收不使用可见波长带内的光的光吸收剂(例如染料或颜料)将明显有益于这些屏幕的可用性。优选地，光吸收颜料应经选择使得其吸收带与入射激光照明波长带的任何者或对应于荧光剂27的发射可见波长带的任何者实质上不重叠。将通过部分消除此环境光而实质上提高对比率。另外，将通过增大与较低环境光一致的瞳孔尺寸而进一步减小斑纹可见度。此增大的瞳孔尺寸与减小的斑纹可见度正相关。优选地，光吸收剂是以与荧光剂27相同的方式分布在反射层26上。在一个实施例中，光吸收剂与荧光剂是包含于相同涂层中。在另一实施例中，光吸收点是与荧光点24一起分布在反射层上。

使用本发明的方法及设备的实施例有助于通过用荧光剂调节投影显示表面而补偿斑纹，所述荧光剂具有优选在约25纳米的峰值激光频率内的低斯托克斯偏移。有利地，本发明的投影表面可与使用一个或一个以上色彩通道中的激光照明的各种类型的数字投影设备的任何者一起使用。有利地，投影表面30还可用于具有窄带宽光源(包含LED或可见波长超发光二极管)的其它类型的投影系统中的斑纹减少。

作为本发明的另一方面及优点，应认识到具有经稀疏沉积的小斯托克斯偏移的荧光剂27的显示表面30还可降低与观察者光谱灵敏度的差异相关联的色变失效假影的效应。在色彩科学领域中，色变是具有不同光谱功率分布的色彩刺激的色彩匹配的视觉感知。换句话说，如果色彩对人眼来说似乎完全相同(即使其具有非常不同光谱)，那么色彩被称为色变。色彩成像系统依赖色变现象以产生具有期望色彩外观的彩色图像，因为再现色彩光谱大体上将不匹配原景的色彩光谱。然而，由色彩成像系统使用的着色剂的量可经调整以产生似乎匹配原景色彩的色彩。

色变的视觉现象取决于光源光谱与材料(光从所述材料反射)的光学性质的相互作用，及观察者眼睛的色彩感知。当不同观察者感知相同色彩刺激的不同色彩时，发生色变失效假影。存在各种类别的色变失效假影，包含照明色变失效假影(当两个材料样品在一个光源(但非另一者)下观看时具有匹配色彩外观时)及观察者色变失效假影(当观察者色觉差导致不同色彩或色调的报告时)。

激光投影显示器(与图1类似)给图像投影领域带来各种潜在优点，重点包含相较于其它技术的大幅扩展的色域。然而，当使用激光来使色彩通道光谱变窄(图12)且色域被扩展时，观察者色变失效假影的程度可能变得更明显，使得不同观察者可感知具有明显差异的显示色彩。

可通过考虑图15中所示的1931 CIE 2°标准观察者配色函数而更好地理解观察者色变失效假影。这些曲线描绘由一小部分观察者的配色实验得出(凭借经验)的人类群体的代表性色彩感知预期。图15的配色函数(CMF)表示“平均”或“标准”色彩正常人类观察者，称为CIE 1931标准观察者。虽然后续研究已解决1931结果中的考虑及不足且已公布改进的CMF，但图15的1931 CMF仍恰当且被广泛使用。

然而，个别人类观察者各具有其唯一CMF，此导致观察者与观察者的色彩感知差异。例如，拉杰夫拉玛纳(Rajeev Ramanath)的文章“使显示系统中观察者色变最小化(Minimizing observer metamerism in display systems)”(色彩研究及应用(Color Research &Application)，第34卷第391页到第398页，2009年)提供一图，图中具有模型化观察者及个别观察者的取样的比较CMF，所述取样数据可取自各种已公布研究。图展示以波长为函数的色彩响应度的明显局部变动(多达5％到10％)。当用不同电子显示装置(包含CRT显示器、LCD、基于DLP及LED的显示器、基于CCFL(冷阴极荧光灯)的显示器及激光显示器)观看色彩内容时，拉玛纳(Ramanath)探究观察者色变失效假影的比较敏感性。拉玛纳(Ramanath)得出结论，当显示光谱变窄(更小FWHM)或显示光谱中的模式数量增加时观察者色变失效假影可更频繁出现。因此，具有窄或多模态光谱的激光显示器及CCFL显示器最可能具有观察者色变失效假影。比较来说，分别具有约73纳米及约28纳米带宽的CRT显示器及LED显示器分别具有用于观察者色变失效假影的低电位及适中电位。

考虑到拉玛纳(Ramanath)的研究，可明白本发明的显示屏幕30(具有经稀疏沉积的小斯托克斯偏移的荧光剂27)将有以下益处：降低观察者色变失效假影的程度，而且减少由色彩通道中的加宽光谱所致的通过激光投影机10而显示在屏幕上的图像内容中的斑纹假影。

再次考虑图10及11的示范性荧光加宽绿色光谱，可明白绿色荧光带84及94可使光谱加宽40纳米或更多。相较于图10的示范性荧光加宽绿色光谱，图11的绿色荧光带94(其具有更高相对能量)将对降低由投影机10的观看者150观察的观察者色变失效假影的程度更有价值。一般来说，荧光带变得越宽越强(更高强度)，观察者色变失效假影将减少越多。

进一步来说，图7的示范性数据暗示，为获得由具有OD 0.3荧光剂涂层的屏幕产生的图11的光谱加宽，使观察者色变失效假影减少的光谱加宽可超过使斑纹可感知度降低所期望的光谱加宽。另外，由荧光剂27提供的光谱加宽将有减小投影系统的色域的效果。因此，大体上将必须选择平衡观察者色变失效假影的改进与斑纹的改进及色域的减小的最佳荧光剂浓度。优选地，期望一种平衡方法，其中使用荧光剂27的屏幕处的荧光加宽有助于斑纹减少及观察者色变失效假影减少，但不引起投影机色域的明显减小。

图7到14中所呈现的结果指示可根据涂层参数而产生荧光加宽光谱范围。然而，如前所述，这些结果表示使用特定屏幕材料(赫尔利(Hurley)MW-16)、特定染料(若丹明6G)及非最佳旋转涂覆过程的初始实验。屏幕材料、荧光剂及涂覆或图案化过程的其它组合将产生不同结果。荧光剂27相对于其斯托克斯偏移Δλs及荧光带宽Δλ2的选择将明显确定对色域、斑纹减少及观察者色变失效假影减少的影响。然而，这些光谱性质还可受通过涂覆过程而赋予荧光剂27的组织结构及屏幕表面结构的影响。另外，应注意涂覆用于给定色彩通道的两种或两种以上荧光剂27(例如，一者具有较小正斯托克斯偏移且一者具有较小负(反斯托克斯)偏移)可在原色光谱的任一侧上提供光谱加宽，此可扩展光谱加宽以增强斑纹减少与观察者色变失效假影减少两者且不必改变荧光剂27在显示表面30上的浓度或填充因数。所属领域的技术人员将明白，这些因素的全部可经共同优化以平衡对色域、斑纹减少及观察者色变失效假影减少的影响，以及解决其它系统设计准则。

对于一些应用，由投影设备10投影到显示表面30上的光束22使用偏光。例如，许多立体投影系统交替地投影处于两种不同正交偏光状态的光束。观看者150戴着具有偏光滤波器的眼镜，使得一只眼睛观看到一种偏光状态的光且另一只眼睛观看到另一偏光状态的光。在此些情况中，重要的是显示屏幕30应保存光的偏光状态使得返回光的偏光实质上与入射光的偏光相同。众所周知可使用实质上保存入射光的偏光的材料及制造技术来构建显示表面。本发明可应用于投影设备10，其通过将荧光剂27分布在实质上具偏光保存性的反射层26上而投影偏光光束。在此情况中，重要的是荧光剂27或保护涂层28不引入任何明显程度的去偏光。在前述显示屏幕样品上所作的测量展示所述显示屏幕样品实质上具有偏光保存性。

元件列表

10 投影设备

12r，12g，12b 空间光调制器

14 二向色组合器

16r，16g，16b 光源

20 投影透镜

22 光束

24 荧光点

25 衬底

26 反射层

27 荧光剂

28 保护涂层

30 显示表面

40 波长带

42 入射波长带

44 发射波长带

46 返回光波长带

52 测量斑纹对比度

54 平均代码值

62 测量斑纹对比度

64 平均代码值

72 绿色反射峰值

82 绿色反射峰值

84 绿色荧光带

92 绿色反射峰值

94 绿色荧光带

102 蓝色反射峰值

104 绿色反射峰值

106 红色反射峰值

112 蓝色反射峰值

114 绿色反射峰值

116 红色反射峰值

118 绿色荧光带

122 蓝色反射峰值

124 绿色反射峰值

126 红色反射峰值

128 绿色荧光带

132配色函数

134配色函数

136配色函数

150 观看者

200 色彩校正程序流程图

202 原色的光谱响应的测量步骤

204 原色的比色测定值的计算步骤

206 原色矩阵的测定步骤

208 正规化原色矩阵的确定步骤

210 正规化原色矩阵的存储步骤

212 原色功率调整因素的确定步骤

214 原色功率电平的调整步骤

O 光轴

λ1，λ2 峰值波长

Δλ1，Δλ2 带宽

Δλs 斯托克斯偏移

Claims

1.一种投影显示表面，其用于接收来自投影机的光，所述投影机具有含入射可见波长带的至少一个窄带光源，其中所述入射可见波长带具有入射峰值波长及入射带宽，所述投影显示表面包括：

b)荧光剂，其分布在所述反射层上，其中所述荧光剂吸收所述入射可见波长带内的光的一部分并发射具有发射峰值波长及发射带宽的发射可见波长带内的光，其中所述入射可见波长带内的光的由所述荧光剂吸收的所述部分在2％与40％之间，且其中所述入射可见波长带内的所述光的剩余部分由所述衬底反射；

其中当所述入射可见波长带内的入射光入射在所述投影显示表面上时，所产生的来自所述投影显示表面的返回光含有所述入射可见波长带内的未被所述荧光剂吸收且从所述衬底反射的反射光与由所述荧光剂发射的所述发射可见波长带内的光两者，所述入射可见波长带内的所述反射光超过所述入射可见带中的所述入射光的60％。

2.根据权利要求1所述的投影显示表面，其中在所述投影显示表面上显示的投影图像提供相对于在不包含所述荧光剂的投影显示表面上形成的投影图像减少的斑纹假影或观察者色变失效假影。

3.根据权利要求1所述的投影显示表面，其中所述发射带宽比所述入射带宽宽且至少为5纳米宽。

4.根据权利要求1所述的投影显示表面，其中所述发射带宽不超过50纳米。

5.根据权利要求1所述的投影显示表面，其中所述发射峰值波长是经相对于所述入射峰值波长偏移。

6.根据权利要求5所述的投影显示表面，其中所述发射峰值波长是经相对于所述入射峰值波长偏移不超过40纳米。

7.根据权利要求1所述的投影显示表面，其中所述荧光剂是荧光染料。

8.根据权利要求7所述的投影显示表面，其中所述荧光染料是若丹明6G、Alexa Fluor532或BODIPY 530/550。

9.根据权利要求1所述的投影显示表面，其中所述荧光剂是量子点。

10.根据权利要求9所述的投影显示表面，其中所述量子点是使用CdS、CdSe、ZnSe、InAs、GaAs或GaN制成。

11.根据权利要求1所述的投影显示表面，其中所述荧光剂是均匀分布在所述衬底上。

12.根据权利要求1所述的投影显示表面，其中所述荧光剂是稀疏地分布在所述衬底上。

13.根据权利要求1所述的投影显示表面，其中分布在所述反射层上的所述荧光剂的量是经调整以实质上使斑纹可见度最小化。

14.根据权利要求1所述的投影显示表面，其中所述衬底是由反射材料制成，且其中所述反射层对应于所述衬底的顶面。

15.根据权利要求1所述的投影显示表面，其进一步包含保护所述投影显示表面的保护涂层。

16.根据权利要求15所述的投影显示表面，其中所述荧光剂是包含在所述保护涂层内。

17.根据权利要求15所述的投影显示表面，其中所述保护涂层是施加在所述荧光剂的顶上。

18.根据权利要求1所述的投影显示表面，其中所述投影显示表面具偏光保存性使得所述返回光的偏光实质上与所述入射光的偏光相同。

19.根据权利要求1所述的投影显示表面，其中人类观察者感知所述入射可见波长带及所述发射可见波长带内的光具有相同色名。

20.根据权利要求1所述的投影显示表面，其中所述斑纹假影是通过光谱加宽的机制而减少。

21.根据权利要求1所述的投影显示表面，其中所述发射峰值波长比所述入射峰值波长长，且所述投影显示表面进一步包含分布在所述反射层上的第二荧光剂，其中所述第二荧光剂吸收所述入射可见波长带内的光的一部分并发射具有第二发射峰值波长及第二发射带宽的第二发射可见波长带内的光，所述第二发射峰值波长比所述入射峰值波长短。

22.根据权利要求1所述的投影显示表面，其进一步包含分布在所述反射层上的一种或一种以上光吸收剂，所述光吸收剂吸收与所述入射可见波长带或所述发射可见波长带实质上不重叠的一个或一个以上波长带内的环境光。

23.一种投影显示表面，其用于减少来自彩色投影机的斑纹假影，所述彩色投影机具有分别含第一、第二及第三入射可见波长带的至少三个窄带光源，其中各入射可见波长带具有相关联入射峰值波长及相关联入射带宽，所述投影显示表面包括：

a)衬底，其具有反射至少所述第一、第二及第三入射可见波长带内的入射光的反射层；及

b)第一荧光剂，其分布在所述反射层上，其中所述第一荧光剂吸收所述第一入射可见波长带内的光的一部分并发射具有第一发射峰值波长及第一发射带宽的第一发射可见波长带内的光，其中所述第一入射可见波长带内的光的由所述第一荧光剂吸收的所述部分在2％与40％之间，且其中所述第一入射可见波长带内的所述光的剩余部分由所述衬底反射；

其中当所述第一入射可见波长带内的入射光入射在所述投影显示表面上时，所产生的来自所述投影显示表面的返回光含有所述第一入射可见波长带内的未被所述荧光剂吸收且从所述衬底反射的反射光与由所述荧光剂发射的所述第一发射可见波长带内的光两者，所述入射可见波长带内的所述反射光超过所述入射可见带中的所述入射光的60％。

24.根据权利要求23所述的投影显示表面，其中所述发射带宽比所述入射带宽宽且至少为五纳米宽。

25.根据权利要求23所述的投影显示表面，其中所述第一发射峰值波长相对于所述第一入射峰值波长比相对于所述第二或第三入射峰值波长接近。

26.根据权利要求23所述的投影显示表面，其中所述第一发射可见波长带延伸以与所述第二或第三入射峰值波长相隔不小于30纳米。

27.根据权利要求23所述的投影显示表面，其中所述第一入射可见波长带内的光的由所述第一荧光剂吸收的所述部分在2％与40％之间且所述第二及第三入射可见波长带内的光的由所述第一荧光剂吸收的所述部分可忽略。

28.根据权利要求23所述的投影显示表面，其进一步包含：

c)第二荧光剂，其分布在所述反射层上，其中所述第二荧光剂吸收所述第二入射可见波长带内的光的一部分并发射具有第二发射峰值波长及第二发射带宽的第二发射可见波长带内的光；

其中当所述第二入射可见波长带内的入射光入射在所述投影显示表面上时，所产生的来自所述投影显示表面的返回光含有所述第二入射可见波长带与所述第二发射可见波长带两者内的光。

29.根据权利要求28所述的投影显示表面，其进一步包含：

d)第三荧光剂，其分布在所述反射层上，其中所述第三荧光剂吸收所述第三入射可见波长带内的光的一部分并发射具有第三发射峰值波长及第三发射带宽的第三发射可见波长带内的光；

其中当所述第三入射可见波长带内的入射光入射在所述投影显示表面上时，所产生的来自所述投影显示表面的返回光含有所述第三入射可见波长带与所述第三发射可见波长带两者内的光。