CN1996140B - 高清晰度薄膜反射式屏幕 - Google Patents

Abstract

薄膜反射式屏幕包括形成在单个屏幕中的表面层、透射层、漫射层和反射层，屏幕具有诸如在表面上形成图像、散射、透射、漫射和反射的功能，通过再反射光使散射、透射、漫射和反射重复，从而放大从DLP投影机或LCD投影机投射的电子图像的像素单位的图像信号，以提高图像的清晰度和亮度。暗色层形成在屏幕的表面上，从而在漫射和反射过程中提高图像的对比度，结果，将图像的分辨率提高两倍至九倍。

Description

高清晰度薄膜反射式屏幕

技术领域

本发明涉及一种屏幕，投影机向该屏幕投射主要根据诸如液晶显示器(LCD)、数字光处理器(DLP)和硅上液晶(LCOS)之类电子信号产生的图像，特别是涉及一种薄膜反射式屏幕，用于在单个屏幕内同时执行图像的透射、漫射和反射，并具有再反射该图像的结构，从而能够将每个像素的清晰度和对比度提高两倍以上。

背景技术

如图1中所示，惯用投影机形成的惯用图像，例如，高清晰度(HD)图像形成在由1980水平(W)像素*1080垂直(H)像素组成的成像板100上，灯照亮屏幕的背面或前侧，使得从灯发射的光能够直接透射或反射到成像板100并穿过成像板100，以穿过投影机透镜投射到屏幕上。这对于本领域技术人员来说是众所周知的。

但是，投影机的图像，即如图1、2a、2b和3中所示，成像板100的像素的结构，具有如下问题。例如，如图2a中所示，在数字光处理器(DLP)成像板100中，由于像素单位图像信号9和小尺寸芯片的微芯片形成的像素单位反射镜的区域形成的边界，即由于像素8的区域，产生了图像差。在液晶显示器(LCD)投影机中，如图2b中所示，必须环绕各自的像素8提供用于透射和阻断从LCD到每个单位像素8的图像信号的图像光的开关。但是，由于不能使光透射过开关，因而存在着亮度差，即中心单位像素的图像信号9的亮度是单位像素8整个亮度的两倍。

图2c中示出了将光投射到成像板100的光源的结构。如图中所示，由于处于光源中心地带的主光源R1的亮度，作为发光物体的亮度，是环绕主光源R1的次光源R的亮度的两倍以上，因而单位像素8的分辨率不均匀。

因此，如图3中所示，由于环绕成像板100的单位像素8的暗区与单位像素图像信号9的光源的单位像素8的中心区之间存在不均匀性，并且不均匀性被放大和投射到整个屏幕上，因而由于不均匀性，屏幕上形成的图像十分粗糙，屏幕上图像的分辨率变差，图像的亮度降低，使得图像的清晰度也变差，在图像中出现噪声，并且图像的对比度也变差。

发明内容

因此，考虑到上述和/其它问题作出的本发明，并且本发明的目的是要提供一种高清晰度薄膜反射式屏幕，在这种屏幕中，投影机的成像板的单位像素的整个亮度范围与作为单位像素图像信号的亮度范围的图像信号之间的差值在光在屏幕中的透射、漫射和反射过程中受到补偿以提高图像的清晰度，并且在光通过屏幕透射和反射的过程中提高对比度，由此提高屏幕上图像的分辨率和清晰度。

附图说明

从以下结合附图对实施例的说明中，可以对本发明的这些和/或其它方面和优点更为清楚，并且获得更清楚的理解，其中：

图1是说明惯用电子投影机形成的屏幕的结构的视图；

图2a是说明惯用电子投影机的数字光处理型成像板的结构的视图；

图2b是说明惯用电子投影机的液晶显示器型的成像板的结构的视图；

图2c是说明惯用电子投影机中使用的灯的视图；

图3是说明图1中的屏幕的像素的结构的视图；

图4是说明根据本发明的优选实施例的屏幕的像素的视图；

图5是说明根据本发明的优选实施例的屏幕的结构的剖视图；和

图6是说明根据本发明的优选实施例的屏幕的操作和效果的剖面图。

具体实施方式

如图5中所示，根据本发明的优选实施例的薄膜反射式屏幕1包括单个的薄膜结构，并且包括在其上形成从投影机投射的图像的表面层2，通过其透射一部分来自表面层2的图像光的透射层3，其上分布用于漫射穿过透射层3透射的光的漫射材料的漫射层4，和形成在漫射层4的背面以再反射透射过漫射层4的光的反射表面6。

薄膜反射式屏幕1是由诸如聚乙烯、聚酯之类的能够制造成薄膜的透明材料制造的。为了增强薄膜反射式屏幕1的刚性，将一些诸如塑料、金属之类的材料添加到薄膜反射式屏幕1的背面。

但是，为了给薄膜反射式屏幕1提供再反射功能，由于当透射层3厚时可能会根据环境具有重叠的图像，所以根据薄膜反射式屏幕1的尺寸，薄膜反射式屏幕1的厚度优选是大于2μm，但小于5mm，并且根据它的用途，其背面的材料没有限制。

透射层3具有在薄膜反射式屏幕1的表面层2加工有压纹以便入射光透射过透射层3的结构。在这种情况下，透射层3是透明的，以便提高光的透射率。

即使当压纹加工到由透射层3的表面(即，表面层2)和透射层3的背面(即，反射层5)形成的边界面时，也能取得相同的效果。

当压纹加工之后表面的细度号是#(筛号(mesh))50至#(筛号)500时，能从表面层2获得20％至70％左右的透射效果和80％至30％的反射效果。

能够得到50％的透射效果和50％的反射效果的表面的细度号优选是#100至#300。但是，由于表面的细度号可以根据添加到薄膜反射式屏幕1的选定材料改变，所以要根据薄膜反射式屏幕1的材料的折射系数选择表面的细度号。

此外，即便当在透射层3上涂覆预定厚度的漫射材料时，透射层3也制造成透明的。

漫射材料分布到薄膜反射式屏幕1的透射层3中，从而可以漫射透射过透射层3的图像光。

上述漫射材料是用诸如硅石之类的透光的透明材料制造成球形细小颗粒的形式，并且颗粒度优选小于70μm。

原因是由于当漫射材料的折射系数大于薄膜反射式屏幕1的材料的折射系数，并且小于70μm的细颗粒具有常用介质的折射系数两倍以上的折射系数的时候，可以不损失光地获得漫射效果，从而能够将漫射效果提高两倍以上。

反射层5是由具有高表面反射率的银色或黑色抛光表面的金属或塑料制造的。

为了消除残留图像，需要反射层5的快的响应速度。为了快的响应速度，需要到达反射表面6的光的高透射率。

由于根据本发明的优选实施例的薄膜反射式屏幕具有即使在如所述减小散射和折射率并提高透射率两倍的时候也能再反射光的结构，所以，可以取得相同的漫射效果，从而能够尽可能地提高反射响应速度。此外，可以将残留图像缩小一半，从而将图像的清晰度提高两倍以上。

如上所述，在根据本发明的优选实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的表面层2中散射，并且其余光被漫射材料漫射同时透射过透射层3，被反射表面6再反射，再次透射过透射层3，并且与形成在表面层2上的图像组合。

因此，在根据本发明的优选实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两倍以上，所以可以将折射材料和漫射材料的量减少一半，并且能够提高光的透射率，从而也能够提高图像的亮度。

凸饰到透射层2的表面中的颗粒具有#800的细度号，因此具有高的透射率，从而能够减小漫射所需的折射系数，并且可提高光透射率，使图像的亮度提高两倍。

因此，根据本发明的薄膜反射式屏幕1，如图5中所示，小于投影机的成像板100的单位像素8的面积的单位像素图像信号9的光留存在薄膜反射式屏幕1的表面层2中，而其余的光透射过透射层3并且被反射层5漫射和再反射，然后在透射层3漫射两次并与表面层2的图像组合。

因此，在根据本发明的优选实施例的薄膜反射式屏幕1中，由于作为如图3中所示的成像板100的单位像素图像9的信号的图像，如同图4中所示的屏幕图像信号10一样，在单位像素8中被放大两倍以上，因此图像的分辨率、清晰度和亮度可提高两倍。

如图6中所示，根据本发明的优选实施例的薄膜反射式屏幕1包括通过用暗色染料涂覆作为薄膜反射式屏幕1的透射层3的表面的表面层2形成的暗色层7。

暗色的意思是诸如黑色、蓝色之类的低亮度的颜色，并且染料的意思是透射光的透明染料。

暗色层7形成为薄膜形式，并且透射白光，并与暗色的色调成正比地部分透射暗色光，从而提高对比度。

例如，当形成九倍暗色的通常色调的暗色层7的时候，在白光∶暗色光为100∶1的图像的情况下，即对比度100∶1的情况下，由于薄膜反射式屏幕1是薄膜，所以白光照常透射通过，而当暗色光透射过暗色层时，暗色光变暗九倍1*9＝9，透过薄膜反射式屏幕1的暗色光的亮度成为1/9，即初始暗色光的0.11。因此，对比度系数是100∶0.11＝大约900∶1，也就说，提高初始对比度系数的九倍以上。

因此，图像的清晰度提高九倍以上。

当暗色的色调是30％时，如上所述地计算具有100∶1的对比度系数图像，白光∶暗色光的比率是100*70％∶1*30％＝70∶0.3＝233∶1。因此，对比度系数提高2.33倍以上。

但是，如上所述，由于根据本发明的优选实施例的薄膜反射式屏幕具有允许光透射过透射层3并由反射层5反射的结构，所以对比度系数是在同样的暗色色调的对比度系数的两倍。

薄膜反射式屏幕1的整个表面层2上形成的图像光与透射光的优选比率是30％∶70％。

在这种情况下，由于透射层3将70％的光漫射和反射，并且放大到具有双倍面积的屏幕单位像素10的尺寸，70％的光降低一半，并且作为具有35％亮度的光而反射，然后，在表面层上与30％的光组合。

因此，根据本发明的优选实施例的薄膜反射式屏幕将图像的亮度和分辨率提高两倍以上，并且将对比度系数提高两至九倍，从而将图像的清晰度提高四倍以上。

此外，根据本发明的优选实施例的薄膜反射式屏幕1，如图5中所示，通过将增强膜附加到薄膜反射式屏幕1的背面，可以作为滚动式屏幕使用，并且，当把塑料板附加到薄膜反射式屏幕1的背面时，可以作为平板屏幕使用。

如上所述，根据本发明的薄膜反射式屏幕，单个的屏幕1是由其上形成图像的表面层2、漫射层4和反射表面6形成的，并且在此单个的屏幕上发生由于从DLP投影机或LCD投影机透射的电子图像在本发明的薄膜反射式屏幕的表面上形成图像而引起的散射、透射、漫射和反射。此外，图像被薄膜结构的反射表面6再反射，以重复上述过程，从而将再反射的图像组合在薄膜反射式屏幕1的表面层2中，并且将单位像素图像10的信号放大到单位像素8的尺寸，从而使图像的清晰度和分辨率加倍，将图像的亮度提高两倍以上，并且将对比度系数提高两至九倍。

尽管为了举例说明披露了本发明的优选实施例，但是，本领域技术人员应当知道，可以有各种修改、增加和替代，而不脱离附随的权利要求中披露的本发明的范围和精神。

Claims (4)

1.一种高清晰度薄膜反射式屏幕，包括：

用于形成透射图像的表面层；

形成在表面层背面的漫射层和透射层；和

形成在漫射层背面的反射表面；其中

光的透射、漫射和反射在薄膜反射式屏幕中被重复进行，以便提高来自投影机的单位像素的图像的清晰度。

2.根据权利要求1所述的高清晰度薄膜反射式屏幕，进一步包括添加到透射层中的漫射材料，光透射过该漫射材料，且被该漫射材料折射。

3.根据权利要求1所述的高清晰度薄膜反射式屏幕，进一步包括形成在透射层的前表面或背面之一上以允许漫射的压纹表面。

4.根据权利要求2所述的高清晰度薄膜反射式屏幕，进一步包括涂覆在透射层的表面上的漫射材料。

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