专利名称：三维成像屏幕的制作方法
技术领域：
本发明涉及与普通投影仪一起使用的三维成像屏幕，具体涉及一种允许 观看者无需诸如偏光镜之类的辅助设备就能使用他/她的肉眼观看三维图像 的三维成像屏幕。
背景技术：
通常， 一些使用诸如等离子体显示面板(PDP)或液晶显示器(LCD) 之类的图像显示器的成像设备已被开发出，并用于在没有偏光镜辅助的情况 下为观看者提供三维图像。然而，这些常规成像设备具有这样的问题由于 必须增大显示器的尺寸以获得大尺寸的屏幕，因而在所形成的图像的放大率 上存在限制。进一步地，图像的尺寸越大，常规成像设备的重量和安装面积 就越大，制造成本也会增大。因此，常规成像设备在其实际使用中存在困难。 特别地，常规成像设备的水平视角不足以观看三维图像。
通常，投影仪具有易于根据其投影距离扩大屏幕尺寸的功能。 在投影方式中， 一种公知的常规成像方法为使用两台投影仪在普通屏 幕上投影三维图像，且偏振滤光片连接至每个投影仪提供的投影镜头的前 侧。
然而，以上描述的常规图像投影方式需要分立的偏光镜来观看三维图 像。进一步地，使用偏光镜引起屏幕上形成的图像的亮度和分辨率的大幅度 下降，因此，增加了观看者的眼睛疲劳。特别地，由于只有配戴偏光镜的观 看者才能观看三维图像，所以常规图像投影方法只允许特定的人群观看，而 不适合于为了广告等目的用于普通的成像设备中。
发明内容
因此，考虑到以上问题而提出本发明，且本发明的一个目的在于提供一
种三维成像屏幕，其具有这样的功能散射光以允许来自投影仪的图像在聚 焦位置形成在屏幕上；在图像传输的同时分离左图像和右图像；以及精确地 将左图像和右图像合并在一起，以形成遍及屏幕的三维图像。
本发明的另一目的在于提供三维成像屏幕，其中来自左投影仪和右投影 仪的左图像和右图像被分离并放大到可分别由观看者的左眼和右眼捕获，从 而允许观看者无需诸如偏光镜之类的分离工具就能观看三维图像。
根据本发明，以上和其它的目的可通过提供一种使用投影仪的三维成像 屏幕来实现，该使用投影仪的三维成像屏幕包括作为基层的透射屏幕，所 述透射屏幕同时实现散射和透射功能，以无需诸如偏光镜之类的辅助设备就 能提供生动的三维图像；多条左偏光线和右偏光线，其竖直形成在透射屏幕 一个表面，以分离和传输来自投影仪的左图像和右图像；以及多条弯曲表面 线，其竖直形成在透射屏幕另一表面，以与偏光线具有相同的方向和尺寸， 其中由单一屏幕结构进行左图像和右图像的散射、透射、精确分离以及分离
图像的合并，以实现屏幕的大视角和图像的高鲜明度。
本发明的以上及其它目的、特征和其它优点，将会从以下结合附图进行 的详细描述中更清楚地理解，其中
图1为依据本发明示例性实施例的三维成像屏幕重要部分的主视图2为使用图1所示三维成像屏幕的侧视图3为本发明可选实施例的框架屏幕结构的主视图4为依据本发明的成像屏幕操作的解释性示图5为依据本发明的成像屏幕截面结构的解释性示图；以及
图6为依据本发明的反射屏幕结构的解释性示图。
具体实施例方式
现在对本发明的优选实施例进行详细介绍，并在附图中对本发明进行示例。
现在将参考附图，对依据本发明的三维成像屏幕100的结构进行详细描述。
如图1 、 4和5所示，本发明的三维成像屏幕100包括作为基层(substrate) 的透射屏幕l。透射屏幕1由分布有扩散材料的透明薄膜制成。可选地，可 对透射屏幕1的表面进行模压处理，而代替使用扩散材料。使用扩散材料或
屏幕1。
透射屏幕1具有在大约10%至卯％范围内的透射率，该透射率可根据屏 幕1的使用目的进行调节。
在这种情况下，透射屏幕1具有90%至10%的散射率。由于散射率与屏 幕的水平视角成反比，所以合适的透射率在20%至40%的范围内。
左偏光线3R和右偏光线3L竖直地形成在透射屏幕1的前表面。这里， 透射屏幕1的前表面是投影仪投射图像的表面。
左偏光线3R和右偏光线3L使用偏光薄膜材料成直线地形成，以便使 左偏光线3R和右偏光线3L具有对称的偏光角。例如，左偏光线3R和右偏 光线3L这两类偏光线中的一类可具有45°的偏光角，而这两类偏光线的另 一类可具有-45°的偏光角。可选地，左偏光线3R和右偏光线3L这两类偏 光线中的一个可具有水平偏光角，而这两类偏光线中的另一个可具有竖直偏 光角。
可选地，具有上述结构的左偏光线3R和右偏光线3L形成在透射屏幕1 的表面，从而使其从透射屏幕l的左边至右边顺序排列。
左偏光线3R和右偏光线3L的宽度(al)可依据整个屏幕1的尺寸在 0.2mm至15mm的范围内改变。这里，15mm的宽度等于在大尺寸电子显示器板中使用的发光二极管(LED)的尺寸。
透射屏幕1具有竖直形成在其后表面的透明弯曲表面线2。如图1所示， 弯曲表面线2的宽度(a)等于左偏光线3R和右偏光线3L的宽度(al )。
总之，左、右偏光线3R、 3L及透明弯曲表面线2基于作为基层的透射 屏幕1对称形成，以便使左偏光线3R和右偏光线3L形成在透射屏幕1的 前表面，而弯曲表面线2形成在透射屏幕1的后表面。
弯曲表面线2以这样的方式设置每条弯曲表面线2采取具有水平弯曲 表面的竖直延伸线的形式，该水平弯曲表面具有预定的曲率。当弯曲表面线 2的曲率对应于左偏光线3R和右偏光线3L的宽度时，图像的扩大率增加到 最大程度，更具体地说，增加至少20%。
例如，如果弯曲表面线2的宽度(a)为lmm，则弯曲表面的曲率直径 在1至5mm的范围内。
具体地说，弯曲表面线2的曲率越大，图像的扩大率就越高。这保证左 图像和右图像的分离效率的提高，从而保证了三维图像灵敏度的提高。
透射屏幕1的左偏光线3R和右偏光线3L与位于左投影仪5R和右投影 仪5L的左偏光片4R和右偏光片4L具有相同的偏光角。
因此，如图4所示，左偏光线3R和右偏光线3L可选地顺序排列在透 射屏幕1的前表面，如果左图像R从左投影仪5R投影出来并由左偏光片4R 进行偏光，那么右偏光线3L截取左图像R,而左偏光线3R传输左图像R, 以使左图像R形成在透射屏幕1上。
类似地，如果右图像L从右投影仪5L投影出来并由右偏光片4L进行 偏光，那么由左偏光线3R截取右图4象L，而由右偏光线3L传llT右图^象L, 以使右图像L形成在透射屏幕1上。
如以上所述形成在透射屏幕1上的左图像R和右图像L在笔直向前时， 由位于透射屏幕1后表面的相应弯曲表面线2扩大。然后，当左图像R和右 图像L由对应的弯曲表面线2扩大到像素单位大小时顺序合并，从而允许观 看者无需偏光镜就观看三维图像。
在这种情况下，透射屏幕1对来自投影仪左侧和右侧入射的光以图5所
示的角度ZA进行散射，从而导致三维图像的很宽视角ZA。
在透射屏幕1具有大约20%的透射率时，透射屏幕1的散射率等于80%,
从而，-观角ZA大约等于180°的80%,即144° 。因此，透射屏幕1可达
到大于常规平板显示器的标准视角40°三倍的视角。
由于在三维成像屏幕100中的透射屏幕1上形成的图像由在透射屏幕1
后表面的弯曲表面线2扩大，且外面的光被散射到弯曲表面线2的表面外，
所以本发明的三维成像屏幕100具有可实现亮度和鲜明度大于常规三维图
像两倍的图像的优点。 〈第一实施例〉
对于三维成像屏幕100的构成部件，左偏光线3R和右偏光线3L由薄 膜材料制成，而弯曲表面线2由诸如透明硅橡胶或已烷材料之类的柔软材料 制成，从而允许整个三维成像屏幕100巻起来。
如图1和图2所示，屏幕壳体201、旋转杆202和下端杆203连接至三 维成像屏幕100，从而构成巻式(roll-up type)三维成像屏幕,其中屏幕壳体 201能容纳三维成像屏幕100,三维成像屏幕100的上端围绕着旋转杆202 转动，旋转杆202由电动机等进行旋转，而下端杆203用于支撑三维成像屏 幕100的下端。
〈第二实施例〉
参考图6，可在三维成像屏幕100的后表面增加反射层6。 在这种情况下，弯曲表面线2形成在透射屏幕1的前表面，而左偏光线
3R和右偏光线3L形成在透射屏幕1的后表面，并且反射层6增加到左偏光
线3R和右偏光线3L的后表面，乂人而形成反射屏幕。
在本实施例中，如图6所示，如果图像入射到弯曲表面线2，该图像在
传输经过左偏光线3R和右偏光线3L之后，形成在透射屏幕1上且由反射
层6反射。
〈第三实施例〉
参考图3，三维成像屏幕100连接至框架300。
通常，如果屏幕的平面度不佳，则三维图像的均匀性也会下降。
因此，在以预定间隔在三维成像屏幕100的周围打孔之后，诸如弹簧或 橡胶绳之类的屏幕紧固线302穿透所打的孔，从而连接至框架300内的固定 棒301。从而，透射屏幕1可连接至框架300，以便在所有方向自如地拉扯 透射屏幕l。
利用以上描述的结构，透射屏幕1具有很好的平面度，从而可适用于对 角长度大于2m的大型屏幕中。
在以上描述的三维成像屏幕100的结构中，透射屏幕l、反射层6、左 偏光线3R和右偏光线3L的排列次序可以在需要时改变，不过即使在这种 情况下，三维成像屏幕100也可达到与以上描述一样的效果。
而且，在本发明的范围内，位于三维成像屏幕100表面的左偏光线3R 和右偏光线3L可由视差屏障式(parallax-barrier)偏光结构替代。
从以上描述可明显得到，依据本发明两个具有偏振滤光片的投影仪可用 于在透射屏幕投影左图像和右图像，以使观看者可以不使用分立的偏光镜就 观看形成在本发明三维成像屏幕上的三维图像。使用本发明，观看三维图像 所需的视角可增加至大于现有技术的三倍，而且图像的鲜明度可增加至大于 现有技术的两倍。
进一步地，由于本发明的三维成像屏幕由诸如薄膜材料之类的柔软材料 制成，因此该屏幕可在需要时采用巻式屏幕的形式。
可选地，三维成像屏幕可连接至分立的框架，从而构成具有良好平面度 的大尺寸屏幕。
依据本发明的三维成像屏幕可实现生动的大尺寸的三维图像，从而可有 效地用作广告设备等。 -
尽管为了示例的目的公开了本发明的优选实施例，但本领域技术人员可 以理解，在不偏离所附权利要求书中公开的本发明的范围和精神的情况下, 各种修改、附加和替换是可能的。
权利要求
1、一种使用投影仪的三维成像屏幕，包括作为基层的透射屏幕，该透射屏幕同时实现散射和透射功能；多条弯曲表面线，其竖直地形成在所述透射屏幕的一个表面上；以及多条左偏光线和右偏光线，其通过利用偏光片竖直地形成在所述透射屏幕的另一表面上，其中，由单一屏幕结构进行图像的形成、透射、偏光和扩大，以允许观看者无需偏光镜就能观看大尺寸的三维图像。
2、 一种使用投影仪的三维成像屏幕，包括作为基层的透射屏幕，该透射屏幕同时实现散射和透射功能；以及 多条弯曲表面线及多条左、右偏光线，其分别竖直地形成在所述透射屏幕的前表面和后表面上，其中该三维成像屏幕由薄膜材料制成，从而在与旋转杆一起使用时采用巻式屏幕的形式。
3、 如权利要求2所述的三维成像屏幕，其中该三维成像屏幕在与框架 一起使用时具有良好的平面度。
4、 一种使用投影仪的三维成像屏幕，包括作为基层的透射屏幕，该透射屏幕同时实现散射和透射功能；多条弯曲表面线及多条左、右偏光线，其分别竖直地形成在所述透射屏 幕的前表面禾口后表面上；以及反射层，其形成在所述左偏光线和右偏光线的后表面，以便为该三维成 像屏幕提供反射功能，其中，该三维成像屏幕由薄膜材料制成，从而在与旋转杆一起使用时采 用巻式屏幕的形式。
5、 如权利要求4所述的三维成像屏幕，其中该三维成像屏幕在与框架 一起使用时具有良好的平面度。
全文摘要
本发明公开了一种三维成像屏幕，其中在具有散射和透射功能的屏幕基层的基础上，在屏幕基层的一个表面形成用于分离和传输来自投影仪的左图像和右图像的偏光线，在屏幕基层的另一表面形成弯曲表面线，以具有与偏光线相同的方向和尺寸。根据该结构，由单一屏幕进行光的散射和透射，左图像和右图像的分离、传输和合并，以及分离图像的扩大，以便实现屏幕的宽视角，从而允许观看者无需偏光镜的辅助就观看具有高鲜明度的三维图像。该三维成像屏幕在与由电动机旋转的旋转杆连接时采取卷式屏幕的形式。可选地，该三维成像屏幕在与框架连接时可达到良好的平面度。
文档编号G03B21/60GK101183209SQ20071018710
公开日2008年5月21日 申请日期2007年11月14日 优先权日2006年11月16日
发明者崔海龙 申请人:崔海龙