專利名稱：多層復(fù)合屏及帶該多層復(fù)合屏的正投影系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在正投影系統(tǒng)中使用的屏幕以及一種帶該屏幕的正投影系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
投影系統(tǒng)是把影像投射到屏幕上形成可視畫面的系統(tǒng)，屏幕是其終端元件。除屏幕以外的其它元件我們統(tǒng)稱為投影器。屏幕質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到成像畫面的質(zhì)量。因此，獲得更佳質(zhì)量的屏幕一直是投影領(lǐng)域不懈追求的目標(biāo)。根據(jù)觀眾觀看投影畫面的方式可把投影系統(tǒng)分為正投影系統(tǒng)和背投影系統(tǒng)，相應(yīng)的屏幕稱為正投影屏幕(簡(jiǎn)稱正投屏幕)和背投影屏幕(簡(jiǎn)稱背投屏幕)。在正投影系統(tǒng)中觀眾與投影器處于屏幕的同一側(cè)，觀眾觀看到的是由屏幕反射的投影光線所形成的影像。而在背投影系統(tǒng)中，觀眾與投影器分處屏幕的兩側(cè)，觀眾觀看到的是光線穿過屏幕后形成的影像?？梢哉f，背投屏幕是透射式成像，正投屏幕是反射式成像。本發(fā)明主要涉及正投屏幕反射成像。與正投屏幕相對(duì)應(yīng)的投影器稱為投影機(jī)。
正投屏幕的質(zhì)量大致包括增益、抗干擾度、視角等方面。增益是指屏幕的反射能力，一般約定白色墻面的增益為1，屏幕的增益是指其反射能力相對(duì)于白墻壁的倍數(shù)。抗干擾度主要反映屏幕對(duì)環(huán)境光線的抗干擾能力。環(huán)境光線越亮，畫面中暗區(qū)越亮，對(duì)比度越低，對(duì)比度降低的幅度越大越快，抗干擾度越低。視角反映的是屏幕在各個(gè)方向上反射光線的均勻性，視角越大，獲得同等畫質(zhì)的觀賞角度就越大。
目前，正投屏幕大致可以分為以下四種白塑幕、玻珠幕、金屬幕以及灰幕。
白塑幕增益低，約1.0～1.2，相當(dāng)于白墻壁，抗干擾度低，受環(huán)境光影響大；玻珠幕是通過在幕布表面粘合許多玻璃微珠而制成的，其利用玻璃微珠的高折射率，使得從投影機(jī)的方向看過去，增益較高，約1.5～2.5，在該方向上，抗干擾度略高于白塑幕。實(shí)際上，玻珠幕并沒有真正提高總體增益，只是把光線盡量會(huì)聚到一個(gè)方向，即投影機(jī)方向，只在局部形成較高增益，在其它方向上的增益則不如白塑幕。
金屬幕是通過在幕基上涂布一層金屬微粒而制成的。由于金屬微粒反射率高，所以金屬幕的總體增益最高。按照所采用的幕基材料，金屬幕可分為軟幕和硬幕。金屬幕的增益一般大于4.0，抗干擾度也相對(duì)較高。
灰幕或黑幕采用強(qiáng)吸光材料，因而增益很低，僅僅只有約0.5～1.0，但是受環(huán)境影響較小。
現(xiàn)有技術(shù)的這四種屏幕有一個(gè)共同的缺點(diǎn)，即無法把環(huán)境光線與投影機(jī)所投射的有效光線區(qū)別開來，對(duì)這兩種光線的吸收和反射都是同等的。如果提高屏幕增益，加強(qiáng)對(duì)投影機(jī)有效光線的反射，則對(duì)環(huán)境光線的反射也相應(yīng)增加，比如金屬幕；如果加強(qiáng)對(duì)環(huán)境光線的吸收，則會(huì)同等地削弱對(duì)投影機(jī)有效光線的反射，增益就會(huì)降低，如灰幕?？垢蓴_度與增益兩者很難同時(shí)達(dá)到較高的水平。如果使用高增益的屏幕，因其抗干擾度較低，往往在白天或夜晚燈光明亮的地方，畫面對(duì)比度較差。在這種情況下如想提高對(duì)比度，只能提高投影機(jī)的光輸出，增加明暗對(duì)比，但投影機(jī)的成本會(huì)大幅度增加，同時(shí)投影機(jī)太亮，會(huì)增加觀看者眼睛的不適感。如果改為使用高抗干擾度的屏幕，由于屏幕增益低，投影機(jī)光輸出被吸收太多，整個(gè)畫面的亮度都大大降低，要增加畫面亮度也必須提高投影機(jī)的光輸出。綜上所述，需要有一種屏幕能夠同時(shí)獲得高增益和高抗干擾度，即需要有一種全天候的屏幕，即便是在較為明亮的場(chǎng)所都能獲得極佳的畫面質(zhì)量，從而為投影機(jī)進(jìn)入家庭構(gòu)建家庭影院系統(tǒng)鋪平道路。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種正投影屏幕以及一種帶有該屏幕的正投影系統(tǒng)，該正投影屏幕和正投影系統(tǒng)能夠克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺點(diǎn)。
本發(fā)明所提供的正投影屏幕具有一個(gè)反光材料層，該反光材料層包括一個(gè)反光表面，在該反光表面上覆蓋有一個(gè)偏光層。所述反光材料層能對(duì)光線產(chǎn)生很強(qiáng)的反射，為屏幕提供高增益。所述偏光層能讓某個(gè)偏振方向的偏振光通過，而吸收與該方向相垂直的偏振光，從而可以吸收大約一半的環(huán)境光線。所以，所述正投影屏幕能夠把環(huán)境光線與投影機(jī)的光線區(qū)別開來，盡量多地吸收環(huán)境光線而盡量少地吸收投影機(jī)的有效光線，從而在實(shí)現(xiàn)較高增益的同時(shí)，獲得很高的抗干擾度，這使得投影畫面能夠很容易地獲得接近或達(dá)到彩色顯象管電視才能擁有的對(duì)比度和色彩層次感。
優(yōu)選地，在所述偏光層之與所述反光材料層相背的表面上覆蓋有一個(gè)擴(kuò)散層，該擴(kuò)展層之與所述偏光層相背的表面具有盡可能小的反光率。該擴(kuò)散層具有很高的透光率，表面可形成漫反射，避免在屏幕上出現(xiàn)燈光的影子。
優(yōu)選地，所述偏光層之與所述反光材料層相背的表面是一個(gè)啞光面。從而可以起到擴(kuò)散層的作用，而可以無需擴(kuò)散層。
優(yōu)選地，所述反光材料層還包括一個(gè)與所述反光表面相背的背面，該背面貼敷到一張基材上。
優(yōu)選地，所述反光材料層由金屬微粒制成。
優(yōu)選地，所述金屬微粒是一種超細(xì)鋁粉末。
優(yōu)選地，所述偏光層是由聚乙烯醇制成的。
本發(fā)明還提供一種正投影系統(tǒng)，該正投影系統(tǒng)包括一個(gè)投影機(jī)和一個(gè)根據(jù)本發(fā)明的正投影屏幕。


圖1為本發(fā)明正投影屏幕工作原理的示意圖；圖2為本發(fā)明正投影屏幕一種具體實(shí)施方式
的結(jié)構(gòu)示意圖。
在以上附圖中1屏幕、2擴(kuò)散層、3偏光層、4反光材料層、5環(huán)境光線、6幕基、7隔離層、8偏光材料層、9反光表面、10擴(kuò)散層外表面、11偏光層外表面。
具體實(shí)施例方式
從圖1中可以看出，環(huán)境光線5投射到擴(kuò)散層2上。擴(kuò)散層2具有較高的透光率，且其外表面10如圖2所示凸凹不平。應(yīng)該指出的是，在圖2中為了清楚地圖示而夸大示出了擴(kuò)散層外表面10的凸凹不平。從而，有少量光線在擴(kuò)散層外表面10處形成初次反射，但大部分光線通過擴(kuò)散層2進(jìn)入其下面的偏光層3。由于環(huán)境光線通常為自然光，所以在通過偏光層3后，有大約一半的光線被偏光層3吸收，而剩下的光線成為與偏光層3偏振方向相同的偏振光。此通過偏光層后得到的偏振光經(jīng)反光材料層4反射后，重新穿越偏光層3，再經(jīng)擴(kuò)散層2穿出。在重新穿越偏光層3時(shí)，由于此偏振光的偏振方向與偏光層偏振方向相同，所以偏光層3不會(huì)對(duì)其產(chǎn)生吸收。
另外，盡管圖1中沒有示出，但是實(shí)際上，當(dāng)光線穿越擴(kuò)散層2和偏光層3的邊界時(shí)仍有少量反射，但反射量很小。
由于基于液晶面板的投影機(jī)所投射的光線通常為偏振光，因此當(dāng)把屏幕偏光層的偏振方向與該偏振光的偏振方向設(shè)置為相同的方向時(shí)，投影機(jī)所投射的光線在穿越偏光層3時(shí)并不會(huì)被吸收，從而經(jīng)反光材料層4反射獲得很高的增益。
由此可見，通過利用偏光原理，本發(fā)明的屏幕可以將環(huán)境光線與投影機(jī)投射的有效光線區(qū)分開來，從而大幅度地吸收環(huán)境光線，而較少地吸收投影機(jī)投射的有效光線，以此方式在高增益的情況下獲得了很高的抗干擾度。
對(duì)于基于數(shù)字微反射器(Digital Micromirror Device，簡(jiǎn)記為DMD)的投影機(jī)而言，因?yàn)槠渫渡涞墓饩€為自然光線，所以使用該屏幕得不到所需效果。但是，如果在投影機(jī)的光學(xué)引擎中加入偏光器件，從而使其輸出的光線為偏振光，仍可使用該屏幕獲得較好效果。
如圖2中所示意性示出的，屏幕1包括幕基6，幕基6可選用布料或PC、PVC等材料制成。緊鄰幕基6的是一反光材料層4，該反光材料層4可通過在幕基上涂敷以一層金屬微粒而形成。所述金屬微粒可選用超細(xì)鋁粉末，并通過膠水(圖中沒有示出)而粘接至幕基6。即該反光材料層4為一金屬層，并且其具有一個(gè)反光表面9以及一個(gè)與該反光表面9相背的背面。反光材料層4的背面與幕基6膠接，而其反光表面9與一偏光層3膠接。如圖2所示，偏光層3包括一個(gè)偏光材料層8。偏光材料層8由聚乙烯醇(PVA)薄膜經(jīng)染色拉伸制成，也稱為偏光原膜，是二向色性材料。另外，因?yàn)橛蒔VA膜制成的偏光材料層8易因吸水、褪色而喪失偏光性能，因此在偏光材料層8的兩側(cè)各附著有一個(gè)隔離層7來隔絕水分和空氣，從而保護(hù)偏光材料層8。所述隔離層7可以采用光學(xué)均勻性和透明性良好的三醋酸纖維素酯(TAC)膜。
在所述偏光層3之與所述反光材料層6相背的外表面11上覆蓋有一個(gè)擴(kuò)散層2。該擴(kuò)散層2可采用PC、PMMA等高透光率材料制成。如圖2中所示，該擴(kuò)散層2的外表面10凸凹不平，為一個(gè)啞光面。該外表面具有盡可能小的反光率。
上述說明、例子和數(shù)據(jù)對(duì)本發(fā)明的屏幕提供了詳細(xì)說明。由于在本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)而可以得到不同于所述具體實(shí)施方式
的具體屏幕，例如偏光材料層8外側(cè)隔離層7的外表面11為高擴(kuò)散的啞光面，足以消除鏡面反射，則可不再需要上述實(shí)施例中的擴(kuò)散層2。所以，本發(fā)明的保護(hù)范圍由附帶的權(quán)利要求限定。
權(quán)利要求
1.一種正投影屏幕，具有一個(gè)反光材料層，該反光材料層包括一個(gè)反光表面，在該反光表面上覆蓋有一個(gè)偏光層。
2.如權(quán)利要求1所述的正投影屏幕，其特征在于，在所述偏光層之與所述反光材料層相背的表面上覆蓋有一個(gè)擴(kuò)散層，該擴(kuò)展層之與所述偏光層相背的表面具有盡可能小的反光率。
3.如權(quán)利要求1所述的正投影屏幕，其特征在于，所述偏光層之與所述反光材料層相背的表面是一個(gè)啞光面。
4.如權(quán)利要求1-3之任一項(xiàng)所述的正投影屏幕，其特征在于，所述反光材料層還包括一個(gè)與所述反光表面相背的背面，該背面貼敷到一張基材上。
5.如權(quán)利要求1-4之任一項(xiàng)所述的正投影屏幕，其特征在于，所述反光材料層由金屬微粒制成。
6.如權(quán)利要求5所述的正投影屏幕，其特征在于，所述金屬微粒是一種超細(xì)鋁粉末。
7.如權(quán)利要求1-3之任一項(xiàng)所述的正投影屏幕，其特征在于，所述偏光層是由聚乙烯醇制成的。
8.一種正投影系統(tǒng)，包括一個(gè)投影機(jī)和一個(gè)如權(quán)利要求1-7之任一項(xiàng)所述的正投影屏幕。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種正投影屏幕，該正投影屏幕具有一個(gè)反光材料層，該光材料層包括一個(gè)反光表面，在該反光表面上覆蓋有一個(gè)偏光層。從而所述正投影屏幕能夠把環(huán)境光線與投影機(jī)的光線區(qū)別開來，盡量多地吸收環(huán)境光線而盡量少地吸收投影機(jī)的有效光線，從而在實(shí)現(xiàn)較高增益的同時(shí)，獲得很高的抗干擾度，這使得投影畫面能夠容易地獲得接近或達(dá)到彩色顯象管電視才能擁有的對(duì)比度和色彩層次感。
文檔編號(hào)G03B21/60GK1804716SQ20061000158
公開日2006年7月19日 申請(qǐng)日期2006年1月24日 優(yōu)先權(quán)日2006年1月24日
發(fā)明者羅筱泠 申請(qǐng)人:羅筱泠