專利名稱：三維成像屏幕的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及與普通投影儀一起使用的三維成像屏幕，具體涉及一種允許 觀看者無需諸如偏光鏡之類的輔助設(shè)備就能使用他/她的肉眼觀看三維圖像 的三維成像屏幕。
背景技術(shù)：
通常， 一些使用諸如等離子體顯示面板(PDP)或液晶顯示器(LCD) 之類的圖像顯示器的成像設(shè)備已被開發(fā)出，并用于在沒有偏光鏡輔助的情況 下為觀看者提供三維圖像。然而，這些常規(guī)成像設(shè)備具有這樣的問題由于 必須增大顯示器的尺寸以獲得大尺寸的屏幕，因而在所形成的圖像的放大率 上存在限制。進(jìn)一步地，圖像的尺寸越大，常規(guī)成像設(shè)備的重量和安裝面積 就越大，制造成本也會增大。因此，常規(guī)成像設(shè)備在其實際使用中存在困難。 特別地，常規(guī)成像設(shè)備的水平視角不足以觀看三維圖像。
通常，投影儀具有易于根據(jù)其投影距離擴大屏幕尺寸的功能。 在投影方式中， 一種公知的常規(guī)成像方法為使用兩臺投影儀在普通屏 幕上投影三維圖像，且偏振濾光片連接至每個投影儀提供的投影鏡頭的前 側(cè)。
然而，以上描述的常規(guī)圖像投影方式需要分立的偏光鏡來觀看三維圖 像。進(jìn)一步地，使用偏光鏡引起屏幕上形成的圖像的亮度和分辨率的大幅度 下降，因此，增加了觀看者的眼睛疲勞。特別地，由于只有配戴偏光鏡的觀 看者才能觀看三維圖像，所以常規(guī)圖像投影方法只允許特定的人群觀看，而 不適合于為了廣告等目的用于普通的成像設(shè)備中。

發(fā)明內(nèi)容
因此，考慮到以上問題而提出本發(fā)明，且本發(fā)明的一個目的在于提供一
種三維成像屏幕，其具有這樣的功能散射光以允許來自投影儀的圖像在聚 焦位置形成在屏幕上；在圖像傳輸?shù)耐瑫r分離左圖像和右圖像；以及精確地 將左圖像和右圖像合并在一起，以形成遍及屏幕的三維圖像。
本發(fā)明的另一目的在于提供三維成像屏幕，其中來自左投影儀和右投影 儀的左圖像和右圖像被分離并放大到可分別由觀看者的左眼和右眼捕獲，從 而允許觀看者無需諸如偏光鏡之類的分離工具就能觀看三維圖像。
根據(jù)本發(fā)明，以上和其它的目的可通過提供一種使用投影儀的三維成像 屏幕來實現(xiàn)，該使用投影儀的三維成像屏幕包括作為基層的透射屏幕，所 述透射屏幕同時實現(xiàn)散射和透射功能，以無需諸如偏光鏡之類的輔助設(shè)備就 能提供生動的三維圖像；多條左偏光線和右偏光線，其豎直形成在透射屏幕 一個表面，以分離和傳輸來自投影儀的左圖像和右圖像；以及多條彎曲表面 線，其豎直形成在透射屏幕另一表面，以與偏光線具有相同的方向和尺寸， 其中由單一屏幕結(jié)構(gòu)進(jìn)行左圖像和右圖像的散射、透射、精確分離以及分離
圖像的合并，以實現(xiàn)屏幕的大視角和圖像的高鮮明度。


本發(fā)明的以上及其它目的、特征和其它優(yōu)點，將會從以下結(jié)合附圖進(jìn)行 的詳細(xì)描述中更清楚地理解，其中
圖1為依據(jù)本發(fā)明示例性實施例的三維成像屏幕重要部分的主視圖2為使用圖1所示三維成像屏幕的側(cè)視圖3為本發(fā)明可選實施例的框架屏幕結(jié)構(gòu)的主視圖4為依據(jù)本發(fā)明的成像屏幕操作的解釋性示圖5為依據(jù)本發(fā)明的成像屏幕截面結(jié)構(gòu)的解釋性示圖；以及
圖6為依據(jù)本發(fā)明的反射屏幕結(jié)構(gòu)的解釋性示圖。
具體實施例方式
現(xiàn)在對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進(jìn)行詳細(xì)介紹，并在附圖中對本發(fā)明進(jìn)行示例。
現(xiàn)在將參考附圖，對依據(jù)本發(fā)明的三維成像屏幕100的結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)描述。
如圖1 、 4和5所示，本發(fā)明的三維成像屏幕100包括作為基層(substrate) 的透射屏幕l。透射屏幕1由分布有擴散材料的透明薄膜制成?？蛇x地，可 對透射屏幕1的表面進(jìn)行模壓處理，而代替使用擴散材料。使用擴散材料或
屏幕1。
透射屏幕1具有在大約10%至卯％范圍內(nèi)的透射率，該透射率可根據(jù)屏 幕1的使用目的進(jìn)行調(diào)節(jié)。
在這種情況下，透射屏幕1具有90%至10%的散射率。由于散射率與屏 幕的水平視角成反比，所以合適的透射率在20%至40%的范圍內(nèi)。
左偏光線3R和右偏光線3L豎直地形成在透射屏幕1的前表面。這里， 透射屏幕1的前表面是投影儀投射圖像的表面。
左偏光線3R和右偏光線3L使用偏光薄膜材料成直線地形成，以便使 左偏光線3R和右偏光線3L具有對稱的偏光角。例如，左偏光線3R和右偏 光線3L這兩類偏光線中的一類可具有45°的偏光角，而這兩類偏光線的另 一類可具有-45°的偏光角。可選地，左偏光線3R和右偏光線3L這兩類偏 光線中的一個可具有水平偏光角，而這兩類偏光線中的另一個可具有豎直偏 光角。
可選地，具有上述結(jié)構(gòu)的左偏光線3R和右偏光線3L形成在透射屏幕1 的表面，從而使其從透射屏幕l的左邊至右邊順序排列。
左偏光線3R和右偏光線3L的寬度(al)可依據(jù)整個屏幕1的尺寸在 0.2mm至15mm的范圍內(nèi)改變。這里，15mm的寬度等于在大尺寸電子顯示器板中使用的發(fā)光二極管(LED)的尺寸。
透射屏幕1具有豎直形成在其后表面的透明彎曲表面線2。如圖1所示， 彎曲表面線2的寬度(a)等于左偏光線3R和右偏光線3L的寬度(al )。
總之，左、右偏光線3R、 3L及透明彎曲表面線2基于作為基層的透射 屏幕1對稱形成，以便使左偏光線3R和右偏光線3L形成在透射屏幕1的 前表面，而彎曲表面線2形成在透射屏幕1的后表面。
彎曲表面線2以這樣的方式設(shè)置每條彎曲表面線2采取具有水平彎曲 表面的豎直延伸線的形式，該水平彎曲表面具有預(yù)定的曲率。當(dāng)彎曲表面線 2的曲率對應(yīng)于左偏光線3R和右偏光線3L的寬度時，圖像的擴大率增加到 最大程度，更具體地說，增加至少20%。
例如，如果彎曲表面線2的寬度(a)為lmm，則彎曲表面的曲率直徑 在1至5mm的范圍內(nèi)。
具體地說，彎曲表面線2的曲率越大，圖像的擴大率就越高。這保證左 圖像和右圖像的分離效率的提高，從而保證了三維圖像靈敏度的提高。
透射屏幕1的左偏光線3R和右偏光線3L與位于左投影儀5R和右投影 儀5L的左偏光片4R和右偏光片4L具有相同的偏光角。
因此，如圖4所示，左偏光線3R和右偏光線3L可選地順序排列在透 射屏幕1的前表面，如果左圖像R從左投影儀5R投影出來并由左偏光片4R 進(jìn)行偏光，那么右偏光線3L截取左圖像R,而左偏光線3R傳輸左圖像R, 以使左圖像R形成在透射屏幕1上。
類似地，如果右圖像L從右投影儀5L投影出來并由右偏光片4L進(jìn)行 偏光，那么由左偏光線3R截取右圖4象L，而由右偏光線3L傳llT右圖^象L, 以使右圖像L形成在透射屏幕1上。
如以上所述形成在透射屏幕1上的左圖像R和右圖像L在筆直向前時， 由位于透射屏幕1后表面的相應(yīng)彎曲表面線2擴大。然后，當(dāng)左圖像R和右 圖像L由對應(yīng)的彎曲表面線2擴大到像素單位大小時順序合并，從而允許觀 看者無需偏光鏡就觀看三維圖像。
在這種情況下，透射屏幕1對來自投影儀左側(cè)和右側(cè)入射的光以圖5所
示的角度ZA進(jìn)行散射，從而導(dǎo)致三維圖像的很寬視角ZA。
在透射屏幕1具有大約20%的透射率時，透射屏幕1的散射率等于80%,
從而，-觀角ZA大約等于180°的80%,即144° 。因此，透射屏幕1可達(dá)
到大于常規(guī)平板顯示器的標(biāo)準(zhǔn)視角40°三倍的視角。
由于在三維成像屏幕100中的透射屏幕1上形成的圖像由在透射屏幕1
后表面的彎曲表面線2擴大，且外面的光被散射到彎曲表面線2的表面外，
所以本發(fā)明的三維成像屏幕100具有可實現(xiàn)亮度和鮮明度大于常規(guī)三維圖
像兩倍的圖像的優(yōu)點。 〈第一實施例〉
對于三維成像屏幕100的構(gòu)成部件，左偏光線3R和右偏光線3L由薄 膜材料制成，而彎曲表面線2由諸如透明硅橡膠或已烷材料之類的柔軟材料 制成，從而允許整個三維成像屏幕100巻起來。
如圖1和圖2所示，屏幕殼體201、旋轉(zhuǎn)桿202和下端桿203連接至三 維成像屏幕100，從而構(gòu)成巻式(roll-up type)三維成像屏幕,其中屏幕殼體 201能容納三維成像屏幕100,三維成像屏幕100的上端圍繞著旋轉(zhuǎn)桿202 轉(zhuǎn)動，旋轉(zhuǎn)桿202由電動機等進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，而下端桿203用于支撐三維成像屏 幕100的下端。
〈第二實施例〉
參考圖6，可在三維成像屏幕100的后表面增加反射層6。 在這種情況下，彎曲表面線2形成在透射屏幕1的前表面，而左偏光線
3R和右偏光線3L形成在透射屏幕1的后表面，并且反射層6增加到左偏光
線3R和右偏光線3L的后表面，乂人而形成反射屏幕。
在本實施例中，如圖6所示，如果圖像入射到彎曲表面線2，該圖像在
傳輸經(jīng)過左偏光線3R和右偏光線3L之后，形成在透射屏幕1上且由反射
層6反射。
〈第三實施例〉
參考圖3，三維成像屏幕100連接至框架300。
通常，如果屏幕的平面度不佳，則三維圖像的均勻性也會下降。
因此，在以預(yù)定間隔在三維成像屏幕100的周圍打孔之后，諸如彈簧或 橡膠繩之類的屏幕緊固線302穿透所打的孔，從而連接至框架300內(nèi)的固定 棒301。從而，透射屏幕1可連接至框架300，以便在所有方向自如地拉扯 透射屏幕l。
利用以上描述的結(jié)構(gòu)，透射屏幕1具有很好的平面度，從而可適用于對 角長度大于2m的大型屏幕中。
在以上描述的三維成像屏幕100的結(jié)構(gòu)中，透射屏幕l、反射層6、左 偏光線3R和右偏光線3L的排列次序可以在需要時改變，不過即使在這種 情況下，三維成像屏幕100也可達(dá)到與以上描述一樣的效果。
而且，在本發(fā)明的范圍內(nèi)，位于三維成像屏幕100表面的左偏光線3R 和右偏光線3L可由視差屏障式(parallax-barrier)偏光結(jié)構(gòu)替代。
從以上描述可明顯得到，依據(jù)本發(fā)明兩個具有偏振濾光片的投影儀可用 于在透射屏幕投影左圖像和右圖像，以使觀看者可以不使用分立的偏光鏡就 觀看形成在本發(fā)明三維成像屏幕上的三維圖像。使用本發(fā)明，觀看三維圖像 所需的視角可增加至大于現(xiàn)有技術(shù)的三倍，而且圖像的鮮明度可增加至大于 現(xiàn)有技術(shù)的兩倍。
進(jìn)一步地，由于本發(fā)明的三維成像屏幕由諸如薄膜材料之類的柔軟材料 制成，因此該屏幕可在需要時采用巻式屏幕的形式。
可選地，三維成像屏幕可連接至分立的框架，從而構(gòu)成具有良好平面度 的大尺寸屏幕。
依據(jù)本發(fā)明的三維成像屏幕可實現(xiàn)生動的大尺寸的三維圖像，從而可有 效地用作廣告設(shè)備等。 -
盡管為了示例的目的公開了本發(fā)明的優(yōu)選實施例，但本領(lǐng)域技術(shù)人員可 以理解，在不偏離所附權(quán)利要求書中公開的本發(fā)明的范圍和精神的情況下, 各種修改、附加和替換是可能的。
權(quán)利要求
1、一種使用投影儀的三維成像屏幕，包括作為基層的透射屏幕，該透射屏幕同時實現(xiàn)散射和透射功能；多條彎曲表面線，其豎直地形成在所述透射屏幕的一個表面上；以及多條左偏光線和右偏光線，其通過利用偏光片豎直地形成在所述透射屏幕的另一表面上，其中，由單一屏幕結(jié)構(gòu)進(jìn)行圖像的形成、透射、偏光和擴大，以允許觀看者無需偏光鏡就能觀看大尺寸的三維圖像。
2、 一種使用投影儀的三維成像屏幕，包括作為基層的透射屏幕，該透射屏幕同時實現(xiàn)散射和透射功能；以及 多條彎曲表面線及多條左、右偏光線，其分別豎直地形成在所述透射屏幕的前表面和后表面上，其中該三維成像屏幕由薄膜材料制成，從而在與旋轉(zhuǎn)桿一起使用時采用巻式屏幕的形式。
3、 如權(quán)利要求2所述的三維成像屏幕，其中該三維成像屏幕在與框架 一起使用時具有良好的平面度。
4、 一種使用投影儀的三維成像屏幕，包括作為基層的透射屏幕，該透射屏幕同時實現(xiàn)散射和透射功能；多條彎曲表面線及多條左、右偏光線，其分別豎直地形成在所述透射屏 幕的前表面禾口后表面上；以及反射層，其形成在所述左偏光線和右偏光線的后表面，以便為該三維成 像屏幕提供反射功能，其中，該三維成像屏幕由薄膜材料制成，從而在與旋轉(zhuǎn)桿一起使用時采 用巻式屏幕的形式。
5、 如權(quán)利要求4所述的三維成像屏幕，其中該三維成像屏幕在與框架 一起使用時具有良好的平面度。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種三維成像屏幕，其中在具有散射和透射功能的屏幕基層的基礎(chǔ)上，在屏幕基層的一個表面形成用于分離和傳輸來自投影儀的左圖像和右圖像的偏光線，在屏幕基層的另一表面形成彎曲表面線，以具有與偏光線相同的方向和尺寸。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，由單一屏幕進(jìn)行光的散射和透射，左圖像和右圖像的分離、傳輸和合并，以及分離圖像的擴大，以便實現(xiàn)屏幕的寬視角，從而允許觀看者無需偏光鏡的輔助就觀看具有高鮮明度的三維圖像。該三維成像屏幕在與由電動機旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)桿連接時采取卷式屏幕的形式?？蛇x地，該三維成像屏幕在與框架連接時可達(dá)到良好的平面度。
文檔編號G03B21/60GK101183209SQ20071018710
公開日2008年5月21日 申請日期2007年11月14日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月16日
發(fā)明者崔海龍 申請人:崔海龍