用于激光投影的高性能屏幕的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了在例如高端影院改善亮度的觀眾感知而無需額外照明成本的電影屏幕。屏幕是由也有助于減輕來自激光照明的光斑的材料生產(chǎn)的。屏幕具有特性并且包括可被調(diào)諧到投影系統(tǒng)、影院的布置以及投影儀(和投影角度、觀看角度)的特定能力的結(jié)構(gòu)。從屏幕反射的光被朝著觀眾成員并遠(yuǎn)離墻壁和天花板引導(dǎo)。
【專利說明】
用于激光投影的高性能屏幕
[0001] 對相關(guān)申請的交叉引用
[0002] 本申請要求于2014年3月10日提交的美國臨時專利申請No. 61/950，521的優(yōu)先權(quán) 權(quán)益，該申請整體通過引用被結(jié)合于此。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003] 本發(fā)明涉及用來顯示圖像的屏幕和其它成像設(shè)備，并且尤其涉及電影屏幕。本發(fā) 明還涉及這樣的屏幕特點(diǎn)和結(jié)構(gòu):其高效地反射并將投影的圖像朝觀眾引導(dǎo)，同時最小化 環(huán)境光的引入并且當(dāng)這種投影經(jīng)由基于激光的投影設(shè)備進(jìn)行時減少諸如光斑的視覺假象。
【背景技術(shù)】
[0004] 電影投影通常使用屏幕向觀眾顯示投影的圖像。目前存在在高端影院提供更大屏 幕的趨勢。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明人已經(jīng)意識到，下一代電影是關(guān)于匹配或接近人類視覺系統(tǒng)(HVS)的能力 的高動態(tài)范圍、寬色域和高亮度。具有這樣質(zhì)量的圖像被稱為視覺動態(tài)范圍或VDR圖像。本 發(fā)明提供了高性能屏幕，該高性能屏幕補(bǔ)充利用高性能激光投影儀，并且有助于以有效和 高效的方式啟用VDR成像，特別是在高端商業(yè)影院和運(yùn)動圖片電影設(shè)置中。
[0006] 在各種實(shí)施例中，本發(fā)明提供了可單獨(dú)或組合使用以產(chǎn)生高亮度、高動態(tài)范圍和 寬色域的圖像的規(guī)范、結(jié)構(gòu)和裝備(包括屏幕）。
[0007] 在各種實(shí)施例中，本發(fā)明提供了在例如高端影院改善亮度的觀眾感知而無需額外 照明成本的電影屏幕。屏幕是由也有助于減輕來自激光照射的光斑的材料生產(chǎn)的。屏幕具 有特性并且包括可被調(diào)諧到投影系統(tǒng)、影院的布置和/或投影儀的特定能力的結(jié)構(gòu)。例如， 在具有頂行之上的投影儀的高起坡座位影院（stadium seating theater)中。
[0008] 在一種實(shí)施例中，本發(fā)明提供了具有物理結(jié)構(gòu)的屏幕，這種物理結(jié)構(gòu)以最小化朝 禮堂或影院的結(jié)構(gòu)反射的光的方式將反射光從屏幕引導(dǎo)到觀眾成員。投影的圖像在從投影 的圖像到所有觀眾成員(或者至少大部分觀眾成員）均勻分布光的方向被反射。
[0009] 在各種實(shí)施例中，屏幕的結(jié)構(gòu)被布置成使得來自屏幕的反射（即，顯示在屏幕上的 圖像)被引導(dǎo)到觀眾成員并且減少到達(dá)諸如側(cè)壁、天花板等影院結(jié)構(gòu)的光量，由此增大呈現(xiàn) 給觀眾的圖像的亮度并防止一些圖像光對影院中的環(huán)境照明起促進(jìn)作用并降低屏幕上的 對比度。
[0010] 在各種實(shí)施例中，屏幕上的結(jié)構(gòu)包括包含以下一個或多個的各種涂層，例如漫射 材料、反射器、偏振器、棱鏡、球形結(jié)構(gòu)、珠子、封裝液體的珠子、水晶、液晶、微點(diǎn)、量子點(diǎn)、表 現(xiàn)出布朗運(yùn)動的材料、且對諸如高頻聲音或物理振動的振動作出反應(yīng)(移動）的柔性材料、 當(dāng)振動引入到聲波時表現(xiàn)出隨機(jī)運(yùn)動的材料、偏振保持材料。
[0011] 屏幕上的結(jié)構(gòu)一般具有比顯示在屏幕上的像素小的尺寸。例如，結(jié)構(gòu)可以是剛好 小于像素尺寸、像素的1/2、像素的1/4或比像素尺寸小一個數(shù)量級或更小當(dāng)中任何一個。在 所有其它因素都相同的情況下，示出4k或8k圖像的屏幕將具有分別比示出2k圖像的屏幕上 的結(jié)構(gòu)小2倍或4倍的結(jié)構(gòu)。為了跨所有典型圖像2k-8k的兼容性，較小的結(jié)構(gòu)尺寸是更期望 的。
[0012] 各種結(jié)構(gòu)可以被蝕刻或壓印到屏幕材料上。各種材料或涂層可以包括隨機(jī)混入到 透明或半透明介質(zhì)(諸如像漆、丙烯酸或環(huán)氧樹脂）中并噴涂到屏幕基板上的結(jié)構(gòu)。例如，這 種基板可以是塑料、PVC、聚合物?；蹇梢跃哂欣绺吣Ａ俊＝Y(jié)構(gòu)可以經(jīng)由計算機(jī)數(shù)控 (CNC)機(jī)器(諸如具有精細(xì)切割或打印儀器的大尺寸CNC路由表)被蝕刻到或打印到基板上。 小尺寸(例如，微)3D打印可被用來產(chǎn)生結(jié)構(gòu)。
[0013] 本發(fā)明包括在現(xiàn)場(例如，在屏幕被安裝或者要被安裝的影院）屏幕的構(gòu)造和/或 結(jié)構(gòu)在屏幕上的打印。
[0014] 在各種實(shí)施例中，結(jié)構(gòu)的朝向基于屏幕的位置或區(qū)域而改變。在一種實(shí)施例中，朝 向跨屏幕改變。結(jié)構(gòu)的朝向變化與不是由要顯示的圖像造成的、投影到屏幕上的照明模式 相關(guān)。照明模式是與禮堂的幾何形狀、（一個或多個)投影儀的放置、屏幕位置和觀眾位置 (即跨屏幕的照明變化的方向）相關(guān)的有角度模式。示例性照明模式在圖3和7中示出（其中 實(shí)線示出屏幕到觀眾的角度，而虛線示出投影儀到彎曲屏幕的角度）。朝向變化補(bǔ)償常常作 為例如熱點(diǎn)被觀察到的不均勻照明，并且，相對于側(cè)壁、天花板和其它影院結(jié)構(gòu)，保留更多 來自屏幕的光在觀眾。
[0015] 在各種實(shí)施例中，屏幕可以包括屏幕顫動器(shaker)。屏幕顫動器具體而言可以 被調(diào)諧到表現(xiàn)出包含在屏幕涂層中的顆粒的增大或最大化運(yùn)動的頻率。這種顆?？梢园?封裝在施工期間噴涂到基板上的珠子中的液體。這種液體可以包括已知或工程設(shè)計為具有 布朗運(yùn)動的牛奶或其它液體。這種液體可以是混合物，諸如水與花粉或其它碎片。
[0016] 在一種實(shí)施例中，定向反射光對最佳畫面強(qiáng)調(diào)影院的特定區(qū)域。這種最佳畫面區(qū) 域可以是在可用座位的中心區(qū)域，從而進(jìn)一步最小化朝影院的結(jié)構(gòu)部件(諸如側(cè)壁）的反 射。本發(fā)明包括將最佳畫面區(qū)域中的座位作為高端座位出售(并且有可能有關(guān)聯(lián)的高端價 格、VIP稱號、更寬敞的座椅或其它升級）。
[0017] 本發(fā)明可以體現(xiàn)為屏幕設(shè)置，以便接收高動態(tài)范圍圖像，諸如由下一代雙調(diào)制激 光投影儀實(shí)現(xiàn)的。本發(fā)明包括在電影或其它設(shè)置中呈現(xiàn)VDR或接近VDR圖像的方法，由此圖 像是經(jīng)由具有一個或多個高度準(zhǔn)直光源的激光投影儀準(zhǔn)備的，該一個或多個高度準(zhǔn)直光源 照射產(chǎn)生圖像的調(diào)制器或一系列調(diào)制器-并且將圖像投影到屏幕上。屏幕是，例如，安裝在 具有高起坡座位的高端影院中的屏幕。投影儀可以在屏幕的最高點(diǎn)或接近最高點(diǎn)高度處從 高起坡影院的頂行上方投影并且在向下方向投影。該方法包括修改從傳統(tǒng)市售屏幕表現(xiàn)出 的法線反射。屏幕上的結(jié)構(gòu)將反射光修改成涵蓋高起坡座位的更有限范圍的反射，同時排 除側(cè)壁和其它劇場結(jié)構(gòu)，并且，例如，補(bǔ)償熱點(diǎn)并在各處均勻地分布反射光。結(jié)構(gòu)至少基于 關(guān)于投影儀的角度的部分、屏幕相對于投影儀的朝向以及屏幕的幾何形狀(彎曲的、平的、 凹的等等)來定向或調(diào)整。
[0018] 在各種實(shí)施例中，本發(fā)明包括為了效率或亮度基于屏幕的能力或特點(diǎn)調(diào)節(jié)投影儀 的性能特點(diǎn)。這種能力和特點(diǎn)包括，例如，至少部分地定義屏幕的增益性能的涂層和/或屏 幕基板材料。結(jié)構(gòu)被開發(fā)成考慮要使用的涂層和/或基板材料。
[0019] 本發(fā)明的部分和/或體現(xiàn)本發(fā)明的方法可以方便地在通用計算機(jī)上或聯(lián)網(wǎng)計算機(jī) 上的編程中實(shí)現(xiàn)，并且結(jié)果可以顯示在連接到任何通用、聯(lián)網(wǎng)計算機(jī)的輸出設(shè)備上，或者被 發(fā)送到遠(yuǎn)程設(shè)備，用于輸出或顯示。這種計算機(jī)包括，例如，電影服務(wù)器、高速數(shù)據(jù)連接、存 儲設(shè)備。通過包括獲取到投影儀的信號，DCP文件（電影內(nèi)容)利用加密的物理介質(zhì)和經(jīng)衛(wèi) 星、光纖或類似傳輸?shù)募用芙橘|(zhì)發(fā)送。
[0020] 此外，在計算機(jī)程序、數(shù)據(jù)或圖像序列和/或控制信號中表示的本發(fā)明的任何組成 部分都可以體現(xiàn)為在任何介質(zhì)中以任何頻率的電信號廣播(或者被發(fā)送），該電信號廣播包 括但不限于無線廣播、經(jīng)(一根或多根)銅線的傳輸、（一根或多根)光纖電纜以及(一根或多 根)同軸電纜等等。
【附圖說明】
[0021] 本發(fā)明的更完整理解及其許多附帶優(yōu)點(diǎn)將很容易獲得，因為，通過在聯(lián)系附圖考 慮時參考以下具體描述，這些將變得更好理解，附圖中：
[0022] 圖1是相對于投影的照明法線的屏幕增益對水平觀看角度的曲線圖；
[0023] 圖2是示出當(dāng)照明從與屏幕垂直移動到向下8度角時水平增益變化的曲線圖；
[0024] 圖3是示出向下有角度投影對感知到的亮度的影響的圖；
[0025]圖4是可被壓印、蝕刻或打印到屏幕基板上的示例結(jié)構(gòu)；
[0026] 圖5A、5B、5C和?是用于改變屏幕的反射系數(shù)的示例性圖；
[0027] 圖6是屏幕的主要反射區(qū)域的圖；及
[0028] 圖7是利用對應(yīng)于屏幕曲率的結(jié)構(gòu)示出在中央和側(cè)部區(qū)域的反射角度的影院的頂 視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029] 本發(fā)明人已經(jīng)意識到關(guān)于如今屏幕的各種問題，這些問題可以利用按用于禮堂的 正確規(guī)范制作的工程化的結(jié)構(gòu)化屏幕校正，該禮堂具有激光照明投影和高起坡座位。光斑 需要被減輕。
[0030] a.光斑可以通過使用具有生成較少光斑的表面特性的屏幕來防止。表面粗糙度和 光穿透表面的深度是生成的光斑的量的重要因素。
[0031] b.光斑可以通過顫動屏幕得到減輕。屏幕材料和張緊確定由機(jī)械顫動器生成的表 面分裂跨表面分布的程度，這又驅(qū)動實(shí)現(xiàn)期望減輕水平所必需的屏幕顫動器的數(shù)量和位 置。
[0032] 現(xiàn)在參照附圖，其中相同的附圖標(biāo)記表示完全相同或?qū)?yīng)的部分，并且更特別地 參照其圖1，示出了對于屏幕的集合，相對于投影的照明法線，屏幕增益對水平觀看角度的 曲線圖。這種測量是利用都與屏幕垂直的投影照明和觀眾取得的。增益為1表示將從朗伯表 面反射的水平。
[0033] 在具有高起坡座位的禮堂中的投影儀通常與屏幕的頂部垂直定位。這意味著大多 數(shù)屏幕以向下的角度（即，不垂直于屏幕)被照明。具有增益的屏幕被設(shè)計為將最大量的光 反射回照明源。隨著觀察點(diǎn)移開照明的法向軸，更少的光被反射。
[0034] 所作的假設(shè)是，照明與屏幕垂直，這不符合向下有角度投影的情況。圖2是示出當(dāng) 照明從與屏幕垂直移動到向下8度角時水平增益變化的曲線圖。圖2示出當(dāng)照明從與屏幕垂 直移動到向下8度角照明時水平增益圖的變化。下面的藍(lán)線示出照明垂直于屏幕的增益，而 綠線示出照明在向下8度角的增益。紫線示出照明垂直于屏幕的增益百分比，而紅線示出照 明在向下8度角的增益百分比。
[0035]用于這種應(yīng)用的大多數(shù)屏幕對諸如塑料、乙烯樹脂、PVC和/或類似材料的基板應(yīng) 用涂層。反射性涂層是確定所生成的增益性能和光斑量的因素?；宕_定顫動器將執(zhí)行的 程度。由于涂層被應(yīng)用到基板的相對光滑均勻的表面，因此增益性能在垂直和水平視軸上 下都是相同的。換句話說，屏幕的性能在偏離屏幕的垂直照明X度的任何方向看都是相同 的。
[0036]工程化的結(jié)構(gòu)化屏幕將3D圖案壓印到基板中。這些結(jié)構(gòu)可以不對稱地建立，以產(chǎn) 生依賴于觀看角度從照明法線水平還是垂直偏移而變化的增益性能。另外，可以制造結(jié)構(gòu) 以使得增益性能依賴于它從法線的哪一側(cè)被觀看而變化。
[0037] 圖4是可被壓印、蝕刻或打印到屏幕基板上的示例結(jié)構(gòu)。圖4包括每個都具有反射 表面的結(jié)構(gòu)(例如，三角形）。這個實(shí)施例中的每個結(jié)構(gòu)的偏離法線表面是主反射表面并且 直接反射來自投影儀(例如，電影投影儀、激光投影儀、基于DLP的投影儀、雙調(diào)制投影儀，等 等)的光，還有來自法線表面的二次反射以及來自鄰近結(jié)構(gòu)的任何反射。
[0038] 如圖4中所示，主反射表面的傾斜可以改變。這說明從屏幕的主要角度反射將改 變。這種變化跨屏幕發(fā)生，當(dāng)光需要被反射或者引導(dǎo)到除典型反射將被引導(dǎo)到的區(qū)域之外 的區(qū)域時，更陡峭角度的表面放置在屏幕的區(qū)域中。反射表面的更平坦區(qū)域行為更像典型 的屏幕表面并且一般將基于被反射的光的入射角朝投影儀或者以一定角度反射回去。
[0039] 如上面所指出的，傾斜和有角度反射(相對于屏幕法線）的量將變化。例如，屏幕可 以包括具有特定量的反射系數(shù)的區(qū)域，并且在大多數(shù)情況下，具有一般屬性的傾斜量的區(qū) 域。優(yōu)選地，傾斜從具有第一一般傾斜量的一個區(qū)域到具有第二傾斜量的另一區(qū)域平滑地 變化。也如圖4中所示，結(jié)構(gòu)之間的間隔可以變化。例如，更高度傾斜的反射表面之間的間隔 可以更短并且隨著反射表面變平而增大。優(yōu)選地，結(jié)構(gòu)之間間隔的變化，如果變化的話，將 平滑地變化。
[0040] 圖4中所示的結(jié)構(gòu)是一維的，因為它們示出了在一個方向的反射，但是，跨屏幕，反 射可以在任何方向或方向的組合被引導(dǎo)。例如，在屏幕的一個區(qū)域中的結(jié)構(gòu)可以主要在向 下的方向反射，而在屏幕的另一區(qū)域中的反射器可以在另一個方向（例如，垂直于屏幕)反 射，并且這兩個區(qū)域之間的反射器可以在向下和垂直之間以增大的量反射。類似地，反射方 向可以跨屏幕，朝向中心或者從屏幕的中心到邊緣。雖然被示為更簡單的反射器，但是其它 光學(xué)器件可以被使用，諸如棱鏡，并可以與諸如透鏡、漫射器、涂層等其它元素結(jié)合。
[0041] 圖5A提供了用于改變屏幕的反射系數(shù)的示例性圖。屏幕的頂部區(qū)域主要具有主要 在向下方向反射的結(jié)構(gòu);側(cè)面區(qū)域主要向下并朝著屏幕的中心反射;而屏幕的底部區(qū)域主 要向上反射。圖5B提供了在屏幕的頂部具有更大向下反射區(qū)域的替代方案。圖5C提供了主 要垂直并朝屏幕的邊緣向外反射的屏幕的中央?yún)^(qū)域的例子。圖f5D提供了結(jié)合圖5A和5C的例 子。
[0042]屏幕的結(jié)構(gòu)被布置成使得來自屏幕的反射（即，顯示在屏幕上的圖像)被引導(dǎo)到觀 眾成員并減少到達(dá)諸如側(cè)壁、天花板等影院結(jié)構(gòu)的光量，由此增大呈現(xiàn)給觀眾的圖像的亮 度并防止一些圖像光對影院中的環(huán)境照明起促進(jìn)作用并降低屏幕上的對比度。這也降低了 觀眾的在別處的感覺，并且降低了照明成本(燈泡、激光、瓦數(shù)，等等）。
[0043] 在各種實(shí)施例中，屏幕上的結(jié)構(gòu)包括包含以下一個或多個的各種涂層，例如漫射 材料、反射器、偏振器、棱鏡、球形結(jié)構(gòu)、珠子、封裝液體的珠子、水晶、液晶、微點(diǎn)、量子點(diǎn)、表 現(xiàn)出布朗運(yùn)動的材料、對諸如高頻聲音或物理振動的振動作出反應(yīng)(移動）的柔性材料、當(dāng) 振動引入到聲波時表現(xiàn)出隨機(jī)運(yùn)動的材料、偏振保持材料。
[0044] 屏幕上的結(jié)構(gòu)一般具有比顯示在屏幕上的像素小的尺寸。例如，該結(jié)構(gòu)可以是剛 好小于像素尺寸、像素的1/2、像素的1/4或比像素尺寸小一個數(shù)量級或更小當(dāng)中任何一個。 在所有其它因素都相同的情況下，示出4k或8k圖像的屏幕將具有分別比示出2k圖像的屏幕 上的結(jié)構(gòu)小2倍或4倍的結(jié)構(gòu)。為了跨所有典型圖像2k-8k的兼容性，較小的結(jié)構(gòu)尺寸是更期 望的。
[0045] 各種結(jié)構(gòu)可以被蝕刻或壓印到屏幕材料上。各種材料或涂層可以包括隨機(jī)或均勻 混入到透明或半透明介質(zhì)(諸如像漆、丙烯酸或環(huán)氧樹脂）中并噴涂到屏幕基板上的結(jié)構(gòu)。 例如，這種基板可以是塑料、PVC、聚合物。與當(dāng)前在使用的普通電影屏幕相比，基板例如可 以具有高模量，當(dāng)結(jié)合屏幕顫動使用以便減少光斑時，這會是有用的。
[0046] 結(jié)構(gòu)和/或結(jié)構(gòu)上方的涂層可以利用輥以特有的開始到結(jié)束圖案壓印。例如，它們 可以這樣的：
[0047] a.在10m高的屏幕上垂直完成將意味著圓周10米的輥或者直徑為3.2米的輥。
[0048] b.可以將垂直接合用于較小的特有輥，或者在同一基板上使用多個特有輥。
[0049] c.在20米寬的屏幕上水平完成將意味著圓周20米的輥或者直徑為6.4米的輥。
[0050] d.可以將水平接合用于較小的特有輥，或者在同一基板上使用多個特有輥。
[0051] e.可以使用例如15個特有輥將一個屏幕作為單個基板或者作為接合到一起的多 個基板壓印。以下表1示出了 15個特有輥及其屏幕的覆蓋(例如，每個輥主要應(yīng)用到對應(yīng)于 表1中輥ID號的物理位置的區(qū)段）。
[0052] ^1
[0054]例如，每個輥可以具有輥材料的不同結(jié)構(gòu)。例如，輥結(jié)構(gòu)與要應(yīng)用到屏幕的結(jié)構(gòu)相 反。例如，輥可以應(yīng)用到基板的區(qū)段，然后這些區(qū)段被焊接(例如，塑料焊接)或以其它方式 接合到一起?；宓膮^(qū)段可以重疊，使得當(dāng)屏幕在相鄰的區(qū)段之間過渡時一定量的混合在 不同的區(qū)段之間發(fā)生。
[0055] 例如，輥1的結(jié)構(gòu)可以主要應(yīng)用導(dǎo)致屏幕的反射主要向下和向內(nèi)（主要從影院的墻 壁離開)的結(jié)構(gòu)。向內(nèi)反射例如在圖7中示出-較暗的反射箭頭從所示的屏幕邊緣發(fā)出。輥15 可以是主要向上和向內(nèi)，向內(nèi)的成分也由圖7的較暗的反射箭頭示出。例如，輥8可以具有使 反射光更均勻地分布的結(jié)構(gòu)，例如，由圖7中屏幕的中央反射所示出的。諸如本文參照圖5A-5D、圖6以及其它地方示出和/或描述的反射圖案也可以實(shí)現(xiàn)。
[0056] 當(dāng)被加熱并處于可延展?fàn)顟B(tài)時，輥可以在基板上乳過，然后冷卻或以其它方式固 化，以使得在屏幕上形成結(jié)構(gòu)?；w材料可以在乳制之前被應(yīng)用到基板，諸如可固化的液體 或糊、丙烯酸、環(huán)氧樹脂等等。基體材料例如可以包括顆粒、光學(xué)顆粒、和/或如本文別處所 述的其它材料等等，當(dāng)被固化時，它們與基體材料作為整體一起在基板上形成結(jié)構(gòu)。
[0057]在一種實(shí)施例中，輥包括孔口，可以包括光學(xué)顆粒的基體材料在乳制處理期間在 該孔口中流出到輥上。當(dāng)輥穿越屏幕(基板)時，基體材料的成分可以被改變成對應(yīng)于對屏 幕的對應(yīng)位置是期望的光學(xué)質(zhì)量。為了在屏幕的區(qū)域之間提供具有不同光學(xué)特性的平滑變 化，輥可以改變和/或首先利用一個區(qū)段的輥、然后利用來自相鄰區(qū)段的輥雙乳制基板/屏 幕的一些部分(例如，區(qū)段之間的過渡區(qū)域）。當(dāng)輥接近其對應(yīng)區(qū)段的邊緣時，施加到輥的壓 力可以減小。相鄰區(qū)段的輥可以利用輕壓力在區(qū)段之間的過渡區(qū)域開始，該輕壓力在過渡 區(qū)域之外并且完全在其對應(yīng)區(qū)段內(nèi)增大到滿正常壓力。
[0058]結(jié)構(gòu)可以經(jīng)由計算機(jī)數(shù)控(CNC)機(jī)器(諸如具有精細(xì)切割或打印儀器的大尺寸CNC 路由表)被蝕刻或打印到基板上。小尺寸(例如，微)3D打印可被用來產(chǎn)生結(jié)構(gòu)。
[0059] 為了各種目的，諸如為了改善光斑減少、漫射或鏡面反射當(dāng)中任何一個，結(jié)構(gòu)可以 被涂覆各種材料。涂層也可以包括結(jié)構(gòu)，諸如晶體(例如，液晶）、不透明、透明或半透明材料 的小顆粒。涂層可以是包括附加結(jié)構(gòu)的透明或半透明材料的丙烯酸或漆狀的混合物。涂層 可以被噴涂到屏幕上并被固化。依賴于涂層材料，固化可以來自空氣接觸、用光(例如，UV， 或IR(熱））照射或其它固化工藝。
[0060] 涂層可以包括顏料或過濾材料。涂層可以包括被設(shè)計為基于波長改變反射以減少 非投影光的反射從而減少環(huán)境光對屏幕圖像對比度的影響的光譜涂層。在一種實(shí)施例中， 涂層包括高度反射由投影儀發(fā)射的光的波長(例如，紅色、綠色和藍(lán)色激光波長)并且更少 反射其它波長的著色材料。屏幕的反射靈敏度優(yōu)選地被調(diào)諧到對應(yīng)于激光投影儀的廣色域 原色和/或光譜分離的3D圖像的第1(R1G1B1)和第二(R2G2B2)信道(例如，2組RGB激光）的至 少6個主波長。
[0061] 在一些實(shí)施例中，反射器（以及任何涂層)是偏振保持的，并且屏幕表面包括偏振 保持表面。這種實(shí)施例與常規(guī)的和基于激光照射偏振的3D投影系統(tǒng)(例如，z屏幕實(shí)現(xiàn)、雙投 影儀左右正交極化投影等等)兼容。
[0062] 反射系數(shù)可以針對特定的幾何形狀或投影角度而被調(diào)諧。調(diào)諧可以跨屏幕提供， 使得屏幕的一個區(qū)域可以與其它區(qū)域略微或顯著不同地被調(diào)諧。
[0063] 現(xiàn)在討論為向下有角度照明（即，具有高起坡座位的禮堂)建立工程化的結(jié)構(gòu)化屏 幕的設(shè)計參數(shù)。結(jié)構(gòu)使得它針對10度(或?qū)?yīng)于投影角度的其它角度）向下有角度照明而被 優(yōu)化(這是概念A(yù))。假設(shè)光以偏離法線10度到達(dá)屏幕，結(jié)構(gòu)將向下朝著觀眾偏置反射光的分 布。
[0064] 例如，如圖6中示出，屏幕的結(jié)構(gòu)從屏幕的頂部到底部變化(這是概念B):
[0065] a.頂部將被設(shè)計為取得假設(shè)與其表面垂直(或者依賴于應(yīng)用具有偏離法線的+/_ 幾度)的照明并且向下朝著觀眾偏置其分布，而幾乎沒有從法線向上的反射。
[0066] b.底部將被設(shè)計為取得假設(shè)與其表面有20度向下角度(依賴于應(yīng)用+/_幾度)的照 明并且向上朝著觀眾偏置其分布，而幾乎沒有向下的反射。
[0067] c.屏幕的其余部分將被設(shè)計為在頂部和底部參數(shù)之間過渡。從頂部到底部，假設(shè) 的向下有角度投影的角度將增大。從頂部到底部，反射將從下到上偏置，而中心相等地向上 和向下偏置光。
[0068] 設(shè)計參數(shù)應(yīng)當(dāng)具有獨(dú)立于和/或連同工程化的結(jié)構(gòu)化屏幕以減少光斑的質(zhì)量(這 是概念C)。這包括，例如，選擇一旦被壓印和涂覆就提供由屏幕顫動器引起的表面分裂的增 強(qiáng)傳輸?shù)幕?。例如，這可以通過涂覆光斑減少材料或與屏幕顫動(例如，機(jī)械或聲波振動） 結(jié)合反應(yīng)以減少光斑的材料的PVC基板(例如，穿孔的)來提供。
[0069] 壓印結(jié)構(gòu)和/或涂層本身為了減少觀眾察覺到的光斑的特性而被選擇(這是概念 D)。設(shè)計參數(shù)和概念可以以任何組合進(jìn)行組合。一些示例性組合包括概念A(yù)C、AD、A⑶、BC、 BD、B⑶和⑶，以產(chǎn)生提供多個好處的屏幕。
[0070] 在一種實(shí)施例中，在高角度設(shè)計的（非常低)屏幕增益的使用可以對曲面屏幕改善 對比度。想法是，為了到達(dá)屏幕的邊緣，結(jié)構(gòu)被設(shè)計為取得光(該光將以較陡峭的水平角進(jìn) 入)并且不僅將其更多地朝觀眾并且更重要的是遠(yuǎn)離墻壁引導(dǎo)，以防止降低對比度的返回 屏幕的反射。就算不是更重要也是同等重要的是，保持光離開天花板，從而頂部垂直結(jié)構(gòu)將 需要在其規(guī)范中考慮這一點(diǎn)。例如，在圖5A中，頂部區(qū)域主要向下引導(dǎo)(遠(yuǎn)離天花板），側(cè)面 區(qū)域主要向內(nèi)（并遠(yuǎn)離墻壁）引導(dǎo)。地板反射應(yīng)當(dāng)類似地被最小化。而且，屏幕結(jié)構(gòu)可以是使 得其被設(shè)計為當(dāng)彎曲時表現(xiàn)良好。好的屏幕曲率可以是，例如，20:1并且屏幕的水平結(jié)構(gòu)應(yīng) 當(dāng)將曲率考慮在內(nèi)來設(shè)計，以便對觀眾獲得更多的光并保持光離開墻壁。例如，結(jié)構(gòu)被設(shè)計 為使得當(dāng)屏幕是彎曲的時反射在期望的方向發(fā)出，這在屏幕是平的時不同。例如，所有其它 因素都相同的情況下，與平面屏幕相比，具有20:1水平曲率的屏幕將具有在反射器的位置 以與屏幕曲率成比例的量有角度的反射器。這種反射器的結(jié)構(gòu)考慮到了屏幕曲率，如圖所 不。
[0071] 在描述附圖中所示的本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例時，為了清晰，采用特定的術(shù)語。但是，本 發(fā)明并非意在被限定到這樣選擇的特定術(shù)語，并且應(yīng)當(dāng)理解，每個特定元件包括以類似方 式操作的所有技術(shù)等同物。例如，當(dāng)描述反射器時，任何其它等同設(shè)備，諸如適當(dāng)配置的反 射鏡、棱鏡、玻璃或硅酸鹽(例如，粉碎的硅酸鹽)或者具有相似或等同功能或能力的其它設(shè) 備或材料都可以取代其，無論是否在此列出。此外，發(fā)明人認(rèn)識到，現(xiàn)在未知的新開發(fā)的技 術(shù)也可以取代所描述的部分并且仍然沒有背離本發(fā)明的范圍。所有其它描述的項，包括但 不限于結(jié)構(gòu)、涂層、基板、投影儀、座位、布置等等，也應(yīng)當(dāng)按照任何和所有可用的等同物來 考慮。
[0072] 本發(fā)明可以適當(dāng)?shù)匕?，包含，或基本上包含如本文所描述的任何元?本發(fā)明的 各種部分和特征，例如，[列出的部分/部件])及其等效物。另外，本文示例性公開的本發(fā)明 可以在沒有任何元件的情況下實(shí)踐，無論是否在本文具體公開。顯然，本發(fā)明的許多修改和 變型按照以上教導(dǎo)都是可能的。因此，應(yīng)當(dāng)理解，在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)，本發(fā)明可以以 不同于本文具體描述的方式來實(shí)踐。
【主權(quán)項】
1. 一種電影屏幕，包括:被配置為將投影到屏幕上的光朝著觀眾并且遠(yuǎn)離影院的側(cè)壁、 天花板和地板引導(dǎo)的結(jié)構(gòu)。2. 如權(quán)利要求1所述的電影屏幕，還包括:光譜涂層，該光譜涂層被設(shè)計為基于波長來 改變反射以減少非投影光的反射從而減小環(huán)境光對屏幕圖像對比度的影響。3. 如權(quán)利要求1所述的電影屏幕，還包括:光斑減少涂層。4. 如權(quán)利要求1所述的電影屏幕，其中，所述結(jié)構(gòu)具有跨屏幕改變的幾何特性，并且其 中，所述結(jié)構(gòu)的幾何形狀以使得更多朝屏幕邊緣反射的光遠(yuǎn)離影院的墻壁并朝著觀眾被引 導(dǎo)的方式朝屏幕的邊緣增大。5. 如權(quán)利要求4所述的電影屏幕，其中，幾何形狀被修改為考慮屏幕曲率。6. 如權(quán)利要求1所述的電影屏幕，還包括:涂層，該涂層包括嵌在涂層中的顆粒。7. 如權(quán)利要求6所述的電影屏幕，其中，顆粒引起干涉圖案的中斷，否則的話該干涉圖 案將由基于激光的圖像到屏幕上的投影產(chǎn)生。8. 如權(quán)利要求1所述的電影屏幕，其中，所述結(jié)構(gòu)在以下項中的至少一個方面平滑變 化:幾何形狀、反射角度以及跨電影屏幕的間隔。9. 如權(quán)利要求1所述的電影屏幕，還包括:偏振保持涂層。10. 如權(quán)利要求1所述的電影屏幕，其中，屏幕是針對不與屏幕中心垂直的投影角度設(shè) 計的，并且照明越垂直的屏幕區(qū)域包含越多將與屏幕垂直的光朝觀眾中心引導(dǎo)的結(jié)構(gòu)，并 且越不垂直的屏幕區(qū)域包含越多將來自投影照明的有角度光朝觀眾中心引導(dǎo)的結(jié)構(gòu)。11. 如權(quán)利要求10所述的電影屏幕，其中，屏幕是針對大約10度向下角度投影設(shè)計的， 并且屏幕的頂部包含更多主要在向下方向反射的結(jié)構(gòu)，屏幕的底部包含主要在向上方向反 射的結(jié)構(gòu)，而屏幕的邊緣主要向內(nèi)并朝著觀眾反射。12. 如權(quán)利要求1所述的電影屏幕，其中，屏幕是針對大約10度向下角度投影設(shè)計的，并 且屏幕的頂部包含更多主要在向下方向反射的結(jié)構(gòu)，屏幕的底部包含主要在向上方向反射 的結(jié)構(gòu)，而屏幕的邊緣主要向內(nèi)并朝著觀眾反射。13. 如權(quán)利要求1所述的電影屏幕，其中，屏幕針對高起坡座位高端影院和激光投影而 被優(yōu)化。14. 一種電影屏幕，包括:傳輸諸如屏幕顫動的機(jī)械振動的材料。15. 如權(quán)利要求14所述的電影屏幕，其中，所述材料比當(dāng)前典型的電影屏幕更有效地傳 輸振動。16. 如權(quán)利要求14所述的電影屏幕，包括:高模量基板。17. 如權(quán)利要求16所述的電影屏幕，還包括:具有從屏幕的一個區(qū)段到另一個區(qū)段變化 的光學(xué)特性的基板涂層。18. 如權(quán)利要求17所述的電影屏幕，其中，光學(xué)特性從一個區(qū)段到另一個區(qū)段平滑地變 化。19. 一種方法，包括以下步驟:準(zhǔn)備具有高增益的光學(xué)性能的屏幕，以及以將較多反射 光朝觀眾并且將較少反射光朝影院的墻壁和天花板引導(dǎo)的方式反射投影到該屏幕上的光。20. 如權(quán)利要求19所述的方法，其中，所準(zhǔn)備的屏幕的能力和特點(diǎn)包括至少部分地定義 屏幕的增益性能的涂層和/或屏幕基板材料當(dāng)中至少一個。21. 如權(quán)利要求20所述的方法，其中，結(jié)構(gòu)被開發(fā)以考慮要使用的涂層和/或基板材料。22. 如權(quán)利要求19所述的方法，還包括以下步驟:基于屏幕的能力對用于將圖像投影到 屏幕上的投影儀的特點(diǎn)進(jìn)行去調(diào)諧。23. 如權(quán)利要求22所述的方法，其中，所述去調(diào)諧的步驟包括降低投影儀的能量要求。24. 如權(quán)利要求22所述的方法，其中，所述去調(diào)諧的步驟包括降低從投影儀發(fā)射的光的 亮度。25. 如權(quán)利要求22所述的方法，其中，所述去調(diào)諧的步驟包括降低投影儀中的光源的瓦 數(shù)(例如，更少或更小的激光器）。26. -種制作電影屏幕的方法，包括以下步驟:準(zhǔn)備基板，及將結(jié)構(gòu)和涂層當(dāng)中至少一 個乳制到基板上。27. 如權(quán)利要求26所述的方法，其中，準(zhǔn)備基板的步驟包括準(zhǔn)備基板以接受由乳制步驟 強(qiáng)加的結(jié)構(gòu)。28. 如權(quán)利要求27所述的方法，其中，準(zhǔn)備基板的步驟包括加熱基板和用能固化的物質(zhì) 涂覆基板當(dāng)中至少一個。29. 如權(quán)利要求26所述的方法，其中，乳制步驟包括:利用包括第一結(jié)構(gòu)特性的第一輥 乳制基板的第一區(qū)段，利用包括第二結(jié)構(gòu)特性的第二輥乳制基板的相鄰區(qū)段，及還用一個 或多個其它輥乳制基板的一個或多個其它區(qū)段。30. 如權(quán)利要求29所述的方法，其中，用于每個區(qū)段的輥包括與基板的被乳制區(qū)段有關(guān) 的結(jié)構(gòu)特性。31. 如權(quán)利要求26所述的方法，還包括以下步驟:準(zhǔn)備基板的多個區(qū)段，及將區(qū)段接合 到一起。32. 如權(quán)利要求31所述的方法，其中，接合步驟包括塑料焊接的形式。33. 如權(quán)利要求31所述的方法，其中，接合步驟包括在屏幕的邊緣或過渡區(qū)域使區(qū)段重 置。34. 如權(quán)利要求29所述的方法，其中，基板的每個區(qū)段被利用其對應(yīng)的輥乳制，并且沿 基板之間較寬或重疊區(qū)域之一的過渡區(qū)域被利用對應(yīng)于兩個基板的輥乳制。35. 如權(quán)利要求34所述的方法，其中，乳制基板的任一個區(qū)段的步驟包括減小過渡區(qū)域 中輥的壓力，從而平滑地從一個區(qū)段到另一個區(qū)段改變由乳制強(qiáng)加的結(jié)構(gòu)特性。
【文檔編號】G03B21/60GK106030404SQ201580009391
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2015年3月10日
【發(fā)明人】D·J·喬尼, M·J·里查茲, T·孔克爾, D·L·斯科努勒
【申請人】杜比實(shí)驗室特許公司