用于显示二维和三维电影的投影银幕及其使用方法
【专利说明】
[0001] 本申请是申请号为201080062836. 4的中国发明专利申请（申请日：2010年12月 1日；发明名称：用于显示二维和三维电影的投影银幕及其使用方法）的分案申请。
技术领域
[0002] 本公开内容涉及光学领域。更具体地，本公开内容关注前投影银幕。
【背景技术】
[0003] 影院工业指南规定，当正在投射电影时，从为银幕的高度1至1. 5倍的观看距离开 始，组装的银幕接缝对肉眼应当是不可见的（称为"不可见性"要求）。为了满足"不可见 性"要求，每个接合部处的接缝间隙可以为从约50微米至约70微米一样地大，以便看电影 的人在电影正在放映时不容易看到接缝，提供不分心的内容传送和观看体验。
[0004] 在用于电影应用的大幅面反射性前投影银幕的制造中，最小化或消除最终制成的 银幕材料中的固有变化是有挑战性的工艺-银幕的光学完整性以及视觉非均匀性的缺失 是重要的。同样，由于银幕的重量，银幕中的接缝应当能够承受恒定的拉伸载荷，以满足前 投影银幕的最低工业标准。
[0005] 当前生产的商用影院尺寸的（10' X20'，20' X40'和40' X85' (IMAX)是 常见尺寸）大幅面前投影银幕是利用诸如到背部支撑材料的超声波焊接、热焊接或层压之 类的常见接缝技术制成的。这种背衬辅助装置是不希望的，因为它们带来重量并且使得声 音穿孔的匹配变得困难。
[0006] 投影银幕被垂直地悬挂，以将观看表面呈现给体育场座椅上的观众。虽然本领域 技术人员可以根据其需要改变随动方向，但说明性实施例描述涉及垂直悬挂的、尺寸稳定 的观看表面的结构和工艺。对于剧院中的商业使用，所描述的垂直悬挂的观看表面在其有 用寿命（10年以上）内在4-6磅每英寸的恒定垂直和水平拉伸载荷的影响可以保持平直， 而不卷曲、变形或起皱。特别地，以这些大规格保持结构完整性，根据本发明的一个方面，可 以最小化电影图像的扭曲，该扭曲否则将在观看银幕分段之间的接合部的接缝处出现。
【发明内容】
[0007] 本公开内容披露了反射性前投影银幕，其被设计为如实地和精确地显示来自如在 大型公共电影院、家庭影院、办公室中发现的和供用于消费者和商业应用的便携式投影系 统使用的现代（SOTA)和下一代（NG)2D和3D电影放映机的图像。特别地，它公开了具有前 表面微观结构和80?130度范围内的水平观看角度的影院尺寸的、光学偏振保持光成形3D 投影银幕。
[0008] 本公开内容的前投影银幕包括以多种组合一起使用的-或者专用地，或者不排 外地-数个子系统。这些子系统为：用于形成光学微观结构的"原形"的无缝母版制作 (mastering)和加工；提供具有前投影银幕光学微观结构的基底；用来大量生产光学微观 结构的压纹工艺；应用于大量生产的光学微观结构以增强反射性和保持投射光的偏振的金 属化工艺；避免由诸如氧化之类的环境条件和诸如清洗之类的处理损坏引起的磨损的硬涂 层工艺；以及最终产品的最终组装所必需的多个"银幕制造"工艺：适合银幕在大型影院 (或其它相关地点）中展开而不造成对前投影银幕的损坏或以其它方式损坏其光学、机械 或声学性能的缝合、穿孔、框架和组装。
【附图说明】
[0009] 图1为示出主题发明的投影银幕的图形；
[0010] 图2为图1的一部分的横截面；
[0011] 图3为具有光学微观结构的顶层的连续卷的俯视图；
[0012] 图4示出将用树脂缝合在一起的两个条带；
[0013] 图5示出被缝合并经受拉伸的两个条带；
[0014] 图6示出被穿孔的银幕材料；
[0015] 图7、8、9和10为声音透射度的曲线图；
[0016] 图11示出设置在真空台上的银幕材料；
[0017] 图12为电子胶带输送装置；
[0018] 图13为不同缝合技术的结果比较；
[0019] 图14A和14B为银幕材料条带的子组件的示意图；
[0020] 图15为本发明的接缝的爆炸图；
[0021] 图16示出剧院中的组装工作表面；
[0022] 图17为本发明的Ω形通道的横截面；
[0023] 图18示出将树脂灌输在银幕材料部分上的方式；
[0024] 图19为主题发明的通道的顶视图；以及
[0025] 图20为用于在本发明的银幕的制造中将微观结构放置在聚合物基底上的热压纹 机的示意图。
【具体实施方式】
[0026] 虽然本发明容许多种形式的实施例，附图中显示并且将在其后描述当前优选实施 例，应理解，本公开内容被视为本发明的示例，而不是要将本发明限制到所图示的具体实施 例。
[0027] 进一步将理解是，说明书本部分的标题，即"【具体实施方式】"，涉及美国专利商标 局的规则，并且不是意图、不是暗示、也不应当被推断为限制在此公开的主题或本发明的范 围。
[0028] 所公开的实施例用作示例，并且本领域技术人员将理解的是，所公开的所提出的 前投影系统可以被修改和添加，用于多种应用。因此，将理解的是，本发明的范围将不限于 这些实施例。
[0029] 制造本发明以满足电影工业的需求是由数种多学科制造工艺和技术促进的。本公 开内容涵盖已经明确地开发或调整以制造所公开的前投影银幕的工艺和技术，前投影银幕 (front-projection screen)在电影工业中经常称为电影银幕（movie screen)或影院银幕 (cinema screen)。对于本公开内容，沿着重力的线且在投影银幕的平面中的垂直悬挂银幕 的轴线为Y轴，大致垂直于重力且在银幕的平面中的轴线为X轴，并且垂直于银幕的平面 和重力的轴线为Z轴。同样，为了相对定位，术语前、后、上、下是从反射性银幕的观看者的 角度来说的。
[0030] 参照图1，本发明的投影银幕100的优选实施例包括一组光学银幕材料片101，该 组光学银幕材料片被涂覆有连续的光学微观结构阵列103。多个缝合片102-起形成连续 的前投影影院（电影）投影银幕。本公开内容的示例性银幕可以用于满足电影工业的高标 准的2D和3D投影两者。可以采用与为影院投影银幕所描述的技术不同的几种制造技术制 造小型家庭影院和办公室投影2D/3D银幕。
[0031] 位置103的横截面的视图在图2的显微照片200中示出。显微照片200被定位为 使得Z轴指向上，X轴和Y轴进出图像的表面或并排。显微照片示出透明聚合物薄膜基底 201，环氧树脂层202位于向观众示出的投影表面。单独的微观结构203形成在环氧树脂中。 在金属化之前，图2中的微观结构203在前表面金属化之前使光以14度的角度（在透射模 式中按半最大值全宽（full-width at half-maximum,FWHM)测量的角度）从银幕的前面扩 散到银幕的背面，前表面金属化将光学微观结构从透射性的转换成反射性的，形成用于本 发明的可操作的微观结构。本公开内容不限于14度的扩散角，并且也可以在8度至22度 FWHM的范围内，优选在12度至17度的范围内。光学微观结构203将由在具体观看区域中 的电影放映机或类似设备发射的光反射至观看者。在显微照片200的示例性结构中，环氧 树脂202在界面区域205中结束。界面区域205具有双层207,双层207太薄而不能在显微 照片中分辨出。与大量微观结构203接触的第一层包括非常薄的（从约700埃至约1200 埃）反射层，该反射层贴合地涂覆至环氧树脂层。该层可以包括铝、银、或银/金合金。所 述双层的第一层包括界面区域205的几乎全部可见波形线。第二层是贴合地涂敷的非常薄 的用于保护反射性光学微观结构免受损坏的保护材料层（有时已知为硬涂层）。它可以具 有不同的厚度，这取决于是否仅希望保护，或者是否希望转动观看角度。一个或多个保护层 的厚度可以从25埃至250埃变化。在图2中，该硬涂层