CN103780857A - 一种光学全彩图像显示方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种光学全彩图像显示方法，其包括以下步骤：使用原材在其上镀各色滤光膜，制作单色滤光膜基片；对待显示的图像进行分离单色图像，提取单色图像信息和各单色图像的厚度信息，并存储进激光设备；人工对所述各单色图像的厚度信息进行校正，确定各单色图像不同部位的滤光膜厚度，并存储进激光设备；根据激光设备中存储的单色图像信息和单色图像厚度信息，使用激光技术，消除每个单色滤光膜基片上单色图像不需要的滤光膜，以及削薄单色图像不同部位的滤光膜的厚度，形成图像基片；对上述图像基片进行定位和固定，形成光学全彩图像基片；采用白光进行显示。与先前技术相比，本发明的光学全彩图像制作方法提高了图像的饱和度和质感。

Description

一种光学全彩图像显示方法

技术领域

本发明涉及一种光学全彩图像的显示方法，尤其涉及能够提高图像色彩表现力的图像显示方法。

背景技术

近年来，体积庞大且笨重的阴极射线管(CRT)投影机，已逐渐被液晶投影机及数字光源处理(DLP)投影机等产品所取代。这些产品具有轻薄且可携性高的特性，并可直接与数字产品连结以将影像投影显示出来。

一般而言，现有的投影机大多是采用基于色轮的、利用空间光调制器的原理，将白光依序分成红光、蓝光与绿光，再通过投影镜头的配合，进行彩色图像的显示。在投影装置中，光源所提供的白光首先通过准直光学件，再反射至色轮。色轮包括红色滤光片、绿色滤光片与蓝色滤光片，通过色轮的转动，将白光按照顺序快速过滤成红光、绿光与蓝光，并射向空间光调制器。控制器接收输入的视频信号，并与色轮同步，将图像数据发给空间光调制器。之后，投影镜头再将经过调制的红色、绿色与蓝色光束聚焦投影于屏幕上，三种原色的图像合在一起，在屏幕上形成全彩影像。

附图1是传统的圆形彩轮的结构示意图。由图1可知，传统的圆形彩轮包括设有在白光中只让相应于各个彩色的光波波长才允许通过的颜色滤波器；设有用来固定颜色滤波器的联轴器；以及设有连接在联轴器上的产生转矩的电动机。圆形彩轮在电动机的拖动下，带动联轴器和固定在其上面的颜色滤波器进行旋转，因此能依次分离出彩色光。

但是，采用上述顺序彩色，利用RGB(红绿蓝)三原色色轮实现彩色的方法，存在着如下的问题。

首先，图像的表现力和色彩饱和度不够。

其次，光源的利用率不高，理论值小于1/3。为了克服该弱点，提高光的利用率，进而采用了RGB+W(红绿蓝白)四段色轮，但由于增加W段滤色片会降低画面色彩饱和度，因此其所占色轮的比重不能过大。所以，由于色轮和光学系统的限制，光的利用率仍然较低。

再次，上述方法通常是通过色轮实现的白光分离，圆形彩轮在一边进行旋转的同时，光将通过颜色滤波器；这时光能通过多大的有效面积，就能滤过多少波，而且纯色亮度将随着彩轮的红绿蓝滤波区域的增加而增大，即彩轮的直径越大，纯色亮度和画面质量越好。若减小这种彩轮的大小，将会产生降低画面质量等问题。但增大色轮，会增加投影设备的大小、重量以及噪音，因此这一问题就成为了投影设备小型化和轻量化的一个负担。

而且，在圆形的色轮上，想均匀地涂布彩色需要很大的费用，而且废品率高。

另外，色轮为转动件，其在可靠度方面较固定件差，并且磨损率也很高，所以较容易发生故障。

并且，色轮采用的滤光片通常采用染色法、颜料分散法、印刷法、电镀法和喷墨法等方法制作，无法兼顾工艺简便、高精度、低成本的要求。

发明内容

针对现有存在的问题，本发明目的在于提供一种光学全彩图像显示方法，以增强显示图像的表现力和色彩饱和度，提高光源利用率，使得图像的制作工艺简便，便于投影装置小型化。

为了达到上述目的，本发明提供了一种光学全彩图像显示方法，该方法包括以下步骤：

步骤一、使用原材在其上镀各色滤光膜，制作单色滤光膜基片；

步骤二、对待显示的图像进行分离单色图像，提取单色图像信息和各单色图像的厚度信息，并存储进激光设备；

步骤三、人工对所述各单色图像的厚度信息进行校正，对各单色图像需要的地方进行增减色度，确定各单色图像不同部位的滤光膜厚度，并存储进激光设备；

步骤四、根据激光设备中存储的单色图像信息和单色图像膜厚度信息，使用激光技术，消除每个单色滤光膜基片上单色图像不需要的滤光膜，以及削薄单色图像不同部位的滤光膜的厚度，形成图像基片；

步骤五、通过坐标点定位，对上述图像基片进行定位和固定，形成光学全彩图像基片。

步骤六、使光源透过光学全彩图像基片进行图像显示。

进一步地，步骤一还包括原材厚度为0.5-1MM，材料为光学超白耐高温超薄玻璃，基片划分为直径为25-52MM的圆片，或划分为长方形，方形，菱形，椭圆等形状。

进一步地，步骤一还包括分别制作四种颜色滤光膜基片，分别为第一色、第二色、第三色和第四色基片，其中第四色为黑色。

进一步地，步骤二还包括提取单色图像信息为提取第一色图像信息，第二色图像信息和第三色图像信息。

进一步地，步骤四还包括根据第一色图像信息，第二色图像信息，第三色图像信息和各图像厚度信息，对各相应颜色的滤光膜进行击穿或部分击穿，获得第一色图像基片、第二色图像基片和第三色图像基片，对第四色基片的滤光膜进行激光击穿，使得基片中央的黑色滤光膜被击穿，激光雕刻形成圆或方形，保留基片边缘的黑色滤光膜，获得第四色图像基片。

进一步地，步骤五的对上述图像基片进行定位和固定的方法具体包括：1、将步骤四中获得的第一色图像基片与步骤四中获得的第二色图像基片在定位仪器中定位，粘胶压制固定产生二色图像基片；2、将步骤四中获得的第三色图像基片与所述二色图像基片定位粘胶、压制固定产生三色图像基片；3、将步骤四中获得的第四色图像基片与所述三色图像基片定位粘胶、压制固定，遮住四周不需要透光的地方，产生四层图像基片，从而减少或防止图像晕影的发生；4、最后用边框固定上述各图像基片，形成最终的光学全彩图像基片。

进一步地，第一色、第二色、第三色分别为红色、黄色、蓝色。或第一色、第二色、第三色分别为红色、黄色、绿色。

进一步地，光源可为环境光、LED、或其他白光源。

如上所述，本发明与现有技术相比具有以下优点：本发明利用激光纳米技术对滤色膜进行击穿形成基片，并对多个基片进行压制，从而提高色彩逼真感和生产效率，实现投影设备的小型化和轻量化，增大色彩饱和度，颜色均匀，防止晕影，降低费用，生产容易。

除了上述的本发明的目的和优点之外，有关其他的目的和优点将通过以下的详细说明和附图，会更加清楚。

附图说明

图1为传统的圆形彩轮的结构示意图。

图2为本发明的光学全彩图像基片的剖面结构示意图。

图3为本发明的光学全彩图像显示方法流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述，需注意的是，以下描述仅为举例之用，本发明并不局限于下述实施例：

本发明的光学全彩图像显示方法具体包括以下步骤：

第一步：制作单色滤光膜基片

制作原材，使用真空镀膜技术在原材上镀上各色滤光平面膜，从而形成各色基片。根据目前灯具厂制作灯片的尺寸，对基片进行划分，形成合适尺寸与形状的基片。优选的，基片的尺寸可以为10-100MM，形状可以为圆形、长方形、方形、菱形、椭圆等形状。

原材可选用耐高温的光学材料，可以是光学超白耐高温超薄玻璃，如钠钙玻璃，或镀Si02膜或柔性聚脂薄膜材料，或其他的超白耐高温超薄材料。通常，原材层厚度为0.3-5MM，当然也可以根据需要，选择其他的合适厚度。

滤光平面膜可根据需要具有多种颜色，而在本实施例中是以四种颜色为例，即第一色滤光膜、第二色滤光膜，第三色滤光膜，以及第四色滤光膜。其中，第一色滤光膜的颜色例如是红色，第二色滤光膜的颜色例如是黄色，第三色滤光膜的颜色例如是蓝色，第四色滤光膜的颜色例如是黑色。需注意的是，这里滤光膜的颜色选择仅为举例之用，本发明并不对其作限定。可以根据待显示图像的要求，镀上其他颜色的滤光膜，如可以用绿色滤光膜代替蓝色滤光膜，也可以镀上红色如洋红、浅红等滤光膜，黄色如桔黄、浅黄等滤光膜，蓝色如浅蓝、深蓝等滤光膜。各滤光层的色度满足彩色滤光片标准，厚度满足彩色滤光片各颜色画素的厚度要求。

这里，作为示范性示例，制作形成第一红色基片，第二黄色基片，第三蓝色基片和第四黑色基片。

第二步：分离单色图像

采用分离单色图像软件，对需要显示的图像进行单色分离。

针对待显示的图像，将需要的图像信息进行提取，分离出所需的单色图像，如红色图像信息，黄色图像信息，蓝色图像信息，并将上述图像信息存入激光设备中。同时还将各单色图像的厚薄数据信息确定下来，并同样存储进激光设备中。

通常，可以先提取红色图像信息，再提取黄色图像信息，然后提取蓝色图像信息。

第三步：确定不同颜色图像的膜厚度

根据存储的各单色图像厚薄数据信息，对该数据信息进行人工校正，对各单色图像需要的地方进行增减色度，形成多于三种图像信息的多色图像信息，并保存数据进激光设备中。

第四步：使用激光技术形成图像基片。

根据激光设备中存储的单色图像信息和单色图像厚薄数据信息，在基片上使用激光技术，消除每个单色图像不需要的色彩膜，以及削薄所需图像不同部位膜的厚度，形成图像基片。

调节激光设备，使用冷光源如红外线、紫外线光源等不可见光光源或可见光光源，采用激光技术，对基片上的滤色膜进行击穿，根据激光设备中存储的单色图像信息，用激光点消除每个单色图像不需要的色彩膜；根据激光设备中存储的单色图像厚薄数据信息，削薄所需图像不同部位膜的厚度，形成图像基片。

根据激光设备中存储图像的要求，将激光光点通过整形或聚焦方式调节到纳米点大小，且将激光能量调节到能使滤色膜击穿，对基片进行激光扫描，在滤色膜上每微秒击穿相应的纳米点或半击穿纳米点，从而让白光穿过。被击穿的滤色膜的透光度将改变图像色彩。

具体的，对于提取的红色图像信息，在红色基片上进行击穿。保留红滤色膜为原始厚度，即红滤色膜未被击穿时，红滤色膜吸收其它光的颜色只让红色通过就产生了深红；根据提取的红色图像信息的不同厚度，对红滤色膜的厚度进行半击穿、3/4击穿或其他比例的击穿，从而使得红滤色膜的透光度增加，减少吸收其它颜色，从而产生正红，洋红，浅红等不同程度的红色图像。最终形成红色图像基片。

以此类推，对于提取的黄色图像信息及其厚度信息、蓝色图像信息及其厚度信息，进行类似的对相应颜色的基片上的滤光膜的击穿或半击穿或部分击穿，从而产生不同程度的黄色或蓝色图像，形成黄色或蓝色图像基片。

其中第一、第二和第三图像基片为不同色同一图像的基片，具有不同色的单色图像。

对第四色基片的滤光膜进行激光击穿，使得基片中央的黑色滤光膜被击穿，激光雕刻形成圆或方形，保留基片边缘的黑色滤光膜，获得第四色图像基片，用以遮住四周不需要透光的地方，从而防止晕影的产生。

上述步骤中对红、黄、蓝、黑滤色膜的击穿或部分击穿的次序可互换。

第五步：形成光学全彩图像基片

在上述获得的第一层红色图像基片、第二层黄色图像基片、第三层蓝色图像基片和第四层黑色图像基片的基础上，根据下述步骤制作完成光学全彩图像基片。

1、将第一层图像基片与第二层基片在定位仪器中定位，粘胶压制固定产生二色图像基片。

首先在电脑原图上做3-4个坐标点或根据图像的需要做其他各种形式的坐标图案，以对图案进行定位，然后根据分离出的所需单色图像，在各个单色图像上的相同位置设置相应的3-4个坐标点。第一层基片与第二层基片在定位仪器中通过摄像头传到显示器屏幕上，根据基片上的每个坐标点定位，第一层基片与第二层基片图像准确定位重合，然后粘无影胶压制固定产生二色图像基片。

2、将第三层基片与二色图像基片定位粘胶、压制固定产生三色图像基片。

第三层基片与二色图像基片坐标点定位，图像色彩准确定位重合，粘无影胶、压制固定产生三色图像基片。

3、将第四层基片与三色图像基片定位粘胶、压制固定产生全彩图像基片。

第四层基片为黑色遮光层，与三色图像基片定位粘胶、压制，遮掉四周不需要透光的地方，，形成四层图像基片。

4、最后用边框固定各层图像基片，形成光学全彩图像基片。

边框形状与基片相匹配，以适合固定基片为宜。

上述步骤中对红、黄、蓝三层基片的固定次序可互换。

步骤六、使光源透过光学全彩图像基片进行图像显示。光源可为环境光、LED、或其他白光源。

根据上述流程，根据各层滤光膜的不同厚度，产生不同的透光度，以便保证白光透过第一层、第二层、第三层滤光膜时产生颜色变化，达到色彩的综合还原图像，最终实现图像色彩的丰富，从而形成具有立体感的图像。

以上方式即完成了光学全彩图像的显示。

实施例：一种光学全彩图像显示方法

1、制作单色滤光膜基片

在0.5MM厚的光学超白耐高温超薄玻璃上，使用真空镀膜技术镀上红色滤光膜、黄色滤光膜、蓝色滤光膜、黑色滤光膜，形成红色基片1、黄色基片2、蓝色基片3、黑色基片4。将基片划成直径为30MM的圆片。

2、分离单色图像

根据显示图像，分离为红色图像、黄色图像、蓝色图像。并在电脑原图上做3-4个坐标点对图案进行定位，同时在各个单色图像上的相同位置设置相应的3-4个坐标点。

3、确定各色图像的膜厚度

对各色图像的膜厚度进行人工校正，并将膜厚度存入激光设备中。

4、使用激光技术形成图像基片

(1)将基片1固定在激光设备的平台上，根据分离的红色单色图像，将激光能量与光点尺寸调节到合适大小，由程序控制激光的打开与关闭，并使得光束在预设的图案区域内与红色滤光膜发生作用，通过激光的瞬间作用使得滤色膜适当比例(厚度)击穿。

(2)将基片2固定在激光设备的平台上，根据分离的黄色单色图像，将激光能量与光点尺寸调节到合适大小，由程序控制激光的打开与关闭，并使得光束在预设的图案区域内与黄色滤光膜发生作用，通过激光的瞬间作用使得滤色膜适当比例(厚度)击穿。

(3)将基片3固定在激光设备的平台上，根据分离的蓝色单色图像，激光能量与光点尺寸调节到合适大小，由程序控制激光的打开与关闭，并使得光束在预设的图案区域内与蓝色滤光膜发生作用，通过激光的瞬间作用使得滤色膜适当比例(厚度)击穿。

(4)将基片4固定在激光设备的平台上，激光能量与光点尺寸调节到合适大小，由程序控制激光的打开与关闭，并使得光束在预设的图案区域内与黑色滤光膜发生作用，通过激光的瞬间作用使得基片中央的黑色滤光膜被击穿，形成圆或方形或不规则现状的透光区域，保留基片边缘的黑色滤光膜。

5、固定形成光学全彩图像基片

(1)在基片1上，根据基片上的每个坐标点定位，使得基片1与基片2的图像准确定位重合，从而将基片2固定在基片1上，然后粘无影胶压制固定产生二色图像基片。

(2)根据基片上的每个坐标点定位，将基片3紧密贴合到基片2的表面并固定，粘无影胶、压制固定产生三色图像基片。

(3)根据基片上的每个坐标点定位，将基片4紧密贴合到基片3的表面并固定，粘无影胶、压制固定，遮住四周不需要透光的地方，产生四层图像基片。(4)最后用圆边框固定各层图像基片，形成光学全彩图像基片。

6、使白光透过光学全彩图像基片进行图像显示。

综上所述，本发明提供了一种光学全彩图像显示方法，该方法制作出来的图像色彩丰富，具有质感和立体感，色彩过度层层次丰富多彩，使得图像具有更好的生命力。

虽然本发明已以优选实施例披露如上，然其并非用以限定本发明，本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视权利要求所界定的为准。

Claims (9)

1.一种光学全彩图像显示方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤一、使用原材在其上镀各色滤光膜，制作单色滤光膜基片；

步骤二、对待显示的图像进行分离单色图像，提取单色图像信息和各单色图像的厚度信息，并存储进激光设备；

步骤三、人工对所述各单色图像的厚度信息进行校正，对各单色图像需要的地方进行增减色度，确定各单色图像不同部位的滤光膜厚度，并存储进激光设备；

步骤四、根据激光设备中存储的单色图像信息和单色图像膜厚度信息，使用激光技术，消除每个单色滤光膜基片上单色图像不需要的滤光膜，以及削薄单色图像不同部位的滤光膜的厚度，形成图像基片；

步骤五、通过坐标点定位，对上述图像基片进行定位和固定，形成光学全彩图像基片；

步骤六、使光源透过光学全彩图像基片进行图像显示。

2.根据权利要求1所述的光学全彩图像显示方法，步骤一还包括原材厚度为0.3-5MM，材料为光学超白耐高温超薄玻璃，基片划分为直径为10-100MM的圆片，或划分为长方形，方形，菱形，椭圆等形状。

3.根据权利要求1所述的光学全彩图像显示方法，步骤一还包括分别制作四种颜色滤光膜基片，分别为第一色、第二色、第三色、第四色基片。

4.根据权利要求1所述的光学全彩图像显示方法，步骤二还包括提取单色图像信息为提取第一色图像信息，第二色图像信息和第三色图像信息。

5.根据权利要求1所述的光学全彩图像显示方法，步骤四还包括根据第一色图像信息，第二色图像信息，第三色图像信息和各图像厚度信息，对各相应颜色的滤光膜进行击穿或部分击穿，获得第一色图像基片、第二色图像基片、第三色图像基片，对第四色基片的滤光膜进行激光击穿，使得基片中央的滤光膜被击穿，激光雕刻形成圆或方形，保留基片边缘的滤光膜，获得第四色图像基片。

6.根据权利要求1所述的光学全彩图像显示方法，步骤五的对上述图像基片进行定位和固定的方法具体包括：1、将步骤四中获得的第一色图像基片与步骤四中获得的第二色图像基片在定位仪器中定位，粘胶压制固定产生二色图像基片；2、将步骤四中获得的第三色图像基片与所述二色图像基片定位粘胶、压制固定产生三色图像基片；3、将步骤四中获得的第四色图像基片与所述三色图像基片定位粘胶、压制固定产生四层图像基片；4、最后用边框固定上述各图像基片，形成光学全彩图像基片。

7.根据权利要求3所述的光学全彩图像显示方法，第一色、第二色、第三色、第四色分别为红色、黄色、蓝色和黑色。

8.根据权利要求3所述的光学全彩图像显示方法，第一色、第二色、第三色、第四色分别为红色、黄色、绿色和黑色。

9.根据权利要求3所述的光学全彩图像显示方法，其中步骤六的光源可为环境光、LED、或其他白光源。

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