專利名稱：一種具有像面全息結(jié)構(gòu)的投影屏的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種投影裝置的部件，具體涉及一種具有像面全息結(jié)構(gòu)的投影屏及其制造方法。
背景技術(shù)：
在投影系統(tǒng)中，投影屏與投影機(jī)的配合是獲得好的投影效果的必要條件。
目前市場(chǎng)上常見(jiàn)的投影屏幕有白塑布投影屏幕、玻璃珠投影屏幕和銀色珍珠投影屏幕。
白塑布投影屏幕屬于擴(kuò)散型，從理論上來(lái)說(shuō)，所有方向的顯示屏增益值(GS)都是1，但其實(shí)際值接近于0.9。由于增益低，對(duì)環(huán)境光線非常敏感，只能在暗室中使用。
玻璃珠投影屏幕屬于回歸型，這種投影幕的反射特性有點(diǎn)類似反光路標(biāo)的光學(xué)特點(diǎn)。當(dāng)光線投射在玻璃珠上時(shí)，光線會(huì)自然返回，簡(jiǎn)而言之，最大輻射強(qiáng)度返回到光源，也就是投影機(jī)。這種類型的投影屏幕，增益(GS)約為1.5到3。
銀色珍珠投影屏幕屬于反射型，這種類型的投影幕可以提供最大輻射強(qiáng)度，就像鏡子反射光一樣。投影幕的增益和擴(kuò)散是互相作用的，如果光線的擴(kuò)散不足，就可獲得較高的投影屏幕增益值，但易出現(xiàn)明顯的亮斑。銀色珍珠投影屏幕的增益范圍較廣，從1.5到10。這種投影幕亮度很高，但增益值越高，帶來(lái)的代價(jià)是視角越窄。
由于基于傳統(tǒng)光學(xué)漫反射原理，上述幾種投影屏幕都不透明，觀察者無(wú)法透過(guò)屏幕看到屏幕后的物體；同時(shí)，在圖像還原過(guò)程中，由于光線大面積散射，造成大量光線浪費(fèi)，使圖像對(duì)比度下降，圖像還原不自然，圖像亮度降低，這種情況下要提高畫面的對(duì)比度，只能提高投影機(jī)的光輸出，對(duì)投影機(jī)的要求就要提高，成本就會(huì)增加；且投影質(zhì)量受到周邊環(huán)境亮度的影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是提供一種具有透明度、高清晰、耐強(qiáng)光等特點(diǎn)的投影屏，并通過(guò)壓縮無(wú)用視角，提高投影光線的利用率。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種具有像面全息結(jié)構(gòu)的投影屏，在投影屏幕主體上附著有像面全息信息，所述像面全息信息為在投影屏幕的豎直方向上帶有延展趨勢(shì)的散斑結(jié)構(gòu)，定義組成散斑的微小衍射顆粒結(jié)構(gòu)在豎直方向?yàn)殚L(zhǎng)徑L，在水平方向?yàn)槎虖絎，則1.5W≤L≤10W。
上述技術(shù)方案中，構(gòu)成所述像面全息信息的散斑結(jié)構(gòu)由均勻分布于投影屏幕上的散斑結(jié)構(gòu)陣列構(gòu)成，所述陣列中的每一像素均為所述的豎直方向上帶有延展趨勢(shì)的散斑結(jié)構(gòu)。
提高投影屏的亮度，并使其對(duì)使用環(huán)境要求不高，本技術(shù)方案采用在豎直方向上有一定趨勢(shì)的散班屏使其制作的投影屏在豎直方向?qū)饩€有一定的壓縮。
根據(jù)圖1所示，若把投影屏縱向分成2n塊大像素組，投影屏第i塊的入射角為θi可以根據(jù)以下方程得到tanθi＝((i-n)*l+L/tan(β))/L根據(jù)θi角，我們可以得出制作光路中，入射角，再現(xiàn)角的角度。
為使其適合工業(yè)化制作，如附圖2所示，對(duì)整個(gè)投影屏分成的每一像素塊采用相同的最佳再現(xiàn)光角度。理論上投影儀的照射角度符合每一像素塊的最佳再現(xiàn)光角度時(shí)其投影效果最好，而在實(shí)際制作中，投影屏屬于薄全息，對(duì)角度的選擇性不是特別敏感，所以投影儀的照射角度不完全符合每一像素塊的最佳再現(xiàn)光角度對(duì)整體效果影響并不是很大。
上述具有像面全息結(jié)構(gòu)的投影屏的制作方法，包括如下步驟(1)采用二步拍攝法在光刻膠板上記錄像面全息的信息；第一步激光器發(fā)出激光光束通過(guò)分束器分為兩路，一路作為物光，另一路作為參考光，物光經(jīng)過(guò)散斑屏與參考光匯射于光刻膠板上曝光，獲得第一光刻膠板；第二步激光器發(fā)出激光光束，激光光束通過(guò)分束器分為兩路，一路作為第一光刻膠板的再現(xiàn)光，另一路作為參考光，從第一光刻膠板上產(chǎn)生的衍射光與參考光匯射于光刻膠板上曝光獲得第二光刻膠板，再現(xiàn)光與第一光刻膠板中的物光互為共軛光，第一光刻膠板的像成在第二步中光刻膠板放的位置；(2)對(duì)曝光后的第二光刻膠板進(jìn)行顯影，電鑄、拼版，獲得具有像面全息結(jié)構(gòu)的母版；(3)用步驟(2)獲得的模板在熱塑材料或薄膜上壓制獲得具有像面全息結(jié)構(gòu)的投影屏。
上述技術(shù)方案中，所述的“在熱塑材料或薄膜上壓制”可以采用微納米壓印技術(shù)或采用精密薄膜模壓設(shè)備實(shí)現(xiàn)。熱塑材料或薄膜為透明或半透明材料可以選用聚氯乙烯、聚碳酸酯、雙向拉伸聚丙烯或透明聚酯薄膜等。
進(jìn)一步的技術(shù)方案，在獲得的投影屏表面鍍制透明或半透明介質(zhì)的保護(hù)層，可以是單面鍍層，也可以是雙面鍍層。
上述技術(shù)方案中，在步驟(1)的第一步和第二步中，分別在物光和參考光光路中設(shè)置空間濾波器，對(duì)物光和參考光進(jìn)行濾波處理。所述的空間濾波器包括擴(kuò)束鏡和針孔，所述的擴(kuò)束鏡置于針孔的前端。
采用上述方法的具有像面全息結(jié)構(gòu)的投影屏制作系統(tǒng)，至少包括激光器、照相快門、分束器、透鏡、散斑屏和光刻膠板。其中，第一步中所述激光光束通過(guò)分束器分為兩路，一路獲取透鏡的物光，另一路作為參考光，所述物光與參考光以一夾角匯射于第一光刻膠板上；所述的照相快門置于激光光束前端。第二步中所述激光光束通過(guò)分束器分為兩路，一路為再現(xiàn)光，另一路作為參考光，所述第一光刻膠板的衍射光與參考光以一夾角匯射于第二光刻膠板上；所述的照相快門置于激光光束前端。
該系統(tǒng)還包括四個(gè)空間濾波器，其中兩個(gè)空間濾波器分別置于第一步中物光和參考光的光路中，對(duì)物光和參考光進(jìn)行相應(yīng)的濾波處理，另為兩個(gè)空間濾波器分別置于第二步中再現(xiàn)光和參考光的光路中，對(duì)再現(xiàn)光和參考光進(jìn)行相應(yīng)的濾波處理。所述的空間濾波器包括擴(kuò)束鏡和針孔，所述的擴(kuò)束鏡置于針孔的前端。
上述制作方法的一種變例是，采用如下步驟1)采用全息拍攝法在光刻膠板上記錄散斑屏的像信息。
2)采用自動(dòng)控制激光全息光刻系統(tǒng)在光刻膠板上記錄像面全息結(jié)構(gòu)的陣列。
3)對(duì)曝光后的光刻膠板進(jìn)行顯影，電鑄、拼版產(chǎn)生像面全息結(jié)構(gòu)陣列母版。
4)采用微納米壓印技術(shù)或采用精密薄膜模壓設(shè)備制造具有像面全息結(jié)構(gòu)的衍射投影屏。
所述的步驟1)包括如下步驟激光器發(fā)出激光光束，激光光束通過(guò)分束器分為兩路，一路作為物光，另一路作為參考光，物光與參考光以一夾角匯射于光刻膠板上曝光記為H1。
所述的步驟2)包括如下步驟21)激光器發(fā)出激光光束，激光光束通過(guò)分束器分為兩路，一路作為物光，另一路作為參考光，物光與參考光以一夾角匯射于光刻膠板上曝光。
22)計(jì)算機(jī)通過(guò)驅(qū)動(dòng)器控制照相快門的開(kāi)閉和光刻膠板的移動(dòng)，使照相快門的開(kāi)閉和光刻膠板的移動(dòng)相諧調(diào)。在光刻膠板上均勻地記錄像面全息陣列的信息，在本發(fā)明中，計(jì)算機(jī)可以通過(guò)激光全息光刻系統(tǒng)控制曝光時(shí)間、曝光量等，同時(shí)計(jì)算機(jī)通過(guò)驅(qū)動(dòng)器控制二維平臺(tái)的位移使光刻膠板在x方向和y方向的精確移動(dòng)。
所述的步驟4)中，所述的熱塑材料或薄膜為透明或半透明材料。所述的熱塑材料可為聚氯乙烯、聚碳酸酯或雙向拉伸聚丙烯等。所述的薄膜可以采用透明聚酯薄膜。
所述的步驟4)之后還包括如下步驟5)在模壓后的全息柱面透鏡陣列結(jié)構(gòu)層基體上鍍保護(hù)層。
所述的步驟5)中，所述的保護(hù)層為透明或半透明介質(zhì)保護(hù)層。
其制作系統(tǒng)至少包括計(jì)算機(jī)、激光器、相快門、分束器、透鏡、條形散斑屏、光闌、三維平臺(tái)、驅(qū)動(dòng)器和光刻膠板，其中，第一步，激光器發(fā)出激光光束，激光光束通過(guò)分束器分為兩路，一路作為物光，另一路作為參考光，物光與參考光以一夾角匯射于光刻膠板上曝光記為H1。第二步所述的激光器發(fā)出激光光束通過(guò)分束器分為兩路，一路獲取透鏡的物光，另一路作為參考光，所述物光與參考光以一夾角匯射于光刻膠板上；所述的照相快門置于激光光束前端，控制物光和參考光在光刻膠板上的曝光；所述計(jì)算機(jī)控制照相快門的開(kāi)閉、曝光量，和光刻膠板的移動(dòng)，使照相快門的開(kāi)閉和光刻膠板的移動(dòng)相諧調(diào)。
該系統(tǒng)還包括四個(gè)空間濾波器，所述的四個(gè)空間濾波器分別置于物光和參考光的光路中，對(duì)物光和參考光進(jìn)行相應(yīng)的濾波處理。所述的空間濾波器包括擴(kuò)束鏡和針孔，所述的擴(kuò)束鏡置于針孔的前端。
由于上述技術(shù)方案運(yùn)用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點(diǎn)1.本發(fā)明的投影屏由于在屏幕主體上采用了具有豎直方向趨勢(shì)的散斑結(jié)構(gòu)，可以壓縮豎直方向的視角，從而提高光的利用率，在觀察方向成像亮度高，克服了不必要的光浪費(fèi)。
2.由于散斑像面全息結(jié)構(gòu)需要比較嚴(yán)格的再現(xiàn)條件，環(huán)境光不滿足再現(xiàn)條件，因此，本發(fā)明的投影屏可以在普通光線環(huán)境下獲得較高的增益和對(duì)比度，既防止外界光線干擾，從人體工學(xué)和人體生理學(xué)來(lái)說(shuō)，也更有利于保護(hù)觀察者的視力。
3.由于采用了散斑結(jié)構(gòu)，獲得的投影屏具有消色差的效果，能夠較好地實(shí)現(xiàn)圖像的再現(xiàn)。
4.本發(fā)明的投影屏由于具有高亮、清晰及透明的特點(diǎn)，對(duì)環(huán)境的要求不高，適合高端的消費(fèi)場(chǎng)所，如政府機(jī)關(guān)及主管部門、企事業(yè)單位集團(tuán)消費(fèi)的控制室、會(huì)議室、商業(yè)情報(bào)(咨詢)中心、背投箱和視頻墻、電教室；商業(yè)廣告展示領(lǐng)域的展覽場(chǎng)、大型購(gòu)物中心；裝飾與展示并重的名品店、專賣店、汽車4S店、櫥窗展示、婚紗攝影、辦公大樓和酒店大堂、餐廳；機(jī)場(chǎng)、車站、銀行和其他人流密集地段的銷售點(diǎn)的產(chǎn)品、商業(yè)信息的告示等；也適合追求時(shí)尚的人士做家庭影院使用。


附圖1為本發(fā)明制作不同像素組投影屏的示意圖；附圖2為本發(fā)明制作同一像素組投影屏的示意圖；附圖3為本發(fā)明實(shí)施例一制作系統(tǒng)第一步光學(xué)結(jié)構(gòu)示意圖；附圖4為實(shí)施例一制作系統(tǒng)第二步光學(xué)結(jié)構(gòu)示意圖；附圖5為實(shí)施例二中的制作系統(tǒng)光學(xué)結(jié)構(gòu)示意圖；
附圖6為實(shí)施例一的制作流程示意圖；附圖7為實(shí)施例一中在熱塑料材料上的具體制作流程示意圖；附圖8為實(shí)施例一中在薄膜上的具體制作流程示意圖；附圖9為本發(fā)明像面全息陣列排布示意圖；附圖10為本發(fā)明像面全息陣列在屏幕體中的(八邊形)形狀示意圖；附圖11為本發(fā)明像面全息陣列在屏幕體中的(正六邊形)形狀示意圖；附圖12為本發(fā)明像面全息陣列在屏幕體中的(圓形)形狀示意圖；附圖13為實(shí)施例一中卷對(duì)卷的壓印方式示意圖；附圖14為本發(fā)明應(yīng)用示例示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述實(shí)施例一參見(jiàn)附圖3所示，本實(shí)施例的第一步制作系統(tǒng)包括激光器11、照相快門12、分束器13、平面反射鏡141、142、143、144、空間濾波器15包括擴(kuò)束鏡151和針孔152、散斑屏16、透鏡17和第一光刻膠板(H1)18。
如圖3所示，激光器11發(fā)出激光光束，激光光束通過(guò)分束器13分為兩路，一路獲取散斑屏16的物光，另一路獲取透鏡17作為參考光，物光與參考光以一夾角匯射于光刻膠板18上，在物光與參考光的光路中均設(shè)置空間濾波器15，空間濾波器15包括擴(kuò)束鏡151和針孔152，擴(kuò)束鏡151置于針孔152的前端，兩個(gè)空間濾波器15分別對(duì)物光和參考光進(jìn)行相應(yīng)的濾波處理。
其中，物光光路如下激光器11→照相快門12→分束器13→平面反射鏡142→平面反射鏡143→空間濾波器152→散斑屏16→光刻膠板18參考光光路如下激光器11→照相快門12→分束器13→平面反射鏡141→平面反射鏡144→空間濾波器151→透鏡17→光刻膠板18參見(jiàn)附圖4所示，本實(shí)施例的第二步制作系統(tǒng)包括激光器21、照相快門22、平面反射鏡231、232、233、分束器24、空間濾波器25包括擴(kuò)束鏡251和針孔252、透鏡26、第一光刻膠板(H1)18和第二光刻膠板(H2)27。
如圖4所示，激光器21發(fā)出激光光束，激光光束通過(guò)分束器24分為兩路，一路獲取透鏡26作為H1的再現(xiàn)光，另一路作為參考光，H1的衍射光與參考光以一夾角匯射于第二光刻膠板27上，在再現(xiàn)光與參考光的光路中均設(shè)置空間濾波器25，空間濾波器25包括擴(kuò)束鏡251和針孔252，擴(kuò)束鏡251置于針孔252的前端，兩個(gè)空間濾波器25分別對(duì)物光和參考光進(jìn)行相應(yīng)的濾波處理。其中H1再現(xiàn)的像的位置在光刻膠板H2面上，滿足像面全息的要求已達(dá)到消色差的目的。
再現(xiàn)光光路如下激光器21→照相快門22→平面反射鏡231→分束器24→平面反射鏡232→空間濾波器25→透鏡26→光刻膠板18→光刻膠板27參考光光路如下激光器21→照相快門22→平面反射鏡231→分束器24→平面反射鏡233→空間濾波器25→光刻膠板27具體制作流程如下1、激光器11發(fā)出激光光束，激光光束通過(guò)分束器13分為兩路，一路獲取散斑屏16的物光，另一路獲取透鏡17作為參考光，物光與參考光以一夾角匯射于光刻膠板18上曝光。
2、激光器21發(fā)出激光光束，激光光束通過(guò)分束器24分為兩路，一路獲取透鏡26作為H1的再現(xiàn)光，另一路作為參考光，H1的衍射光與參考光以一夾角匯射于光刻膠板27上曝光。
3、通常采用LIGA(光刻-電鑄)工藝，便于母板復(fù)制，具體工藝流程是，先對(duì)光刻膠浮雕表面進(jìn)行金屬化處理，生產(chǎn)電極，然后置于電鑄槽中，用電鑄方式在光刻膠上沉積成一定厚度的金屬鎳版，與光刻膠分離，金屬鎳板上形成了浮雕結(jié)構(gòu)，形成金屬鎳母版，再用母版翻鑄金屬工作版。
4、采用微納米壓印技術(shù)或采用精密薄膜模壓設(shè)備制造具有像面全息結(jié)構(gòu)的投影屏。采用微納米壓印技術(shù)可以利用透明熱塑材料，例如聚氯乙烯(PVCPolyrinylChloride)、聚碳酸酯(PCPolycarbonate)或雙向拉伸聚丙烯(BOPPBiaxialOrlentedPlypropylene)等，參見(jiàn)附圖7所示。采用精密薄膜模壓設(shè)備制造可以采用透明聚酯(PETPolyester)或BOPP薄膜，參見(jiàn)附圖8所示。其中在實(shí)際生產(chǎn)工藝中，可以將平面工作版包裹在模壓滾筒上，對(duì)PET或者BOPP進(jìn)行連續(xù)滾動(dòng)模壓復(fù)制，如附圖13所示。
5、在模壓后的熱塑材料的具有像面全息結(jié)構(gòu)的投影屏上鍍保護(hù)層，保護(hù)層可采用透明或半透明介質(zhì)保護(hù)層，如硫化鋅ZnS或二氧化硅SiO2等。
實(shí)施例二根據(jù)附圖3和附圖5所示，本實(shí)施例的制作系統(tǒng)包括激光器11、照相快門12、分束器13、平面反射鏡141、142、143、144、空間濾波器15包括擴(kuò)束鏡151和針孔152、散斑屏16、透鏡17、第一光刻膠板(H1)18、激光器31、照相快門32、分束器33、平面反射鏡341、342、、空間濾波器35包括擴(kuò)束鏡351和針孔352、透鏡361、362、H137、光闌381、382、光刻膠板39、驅(qū)動(dòng)器310和計(jì)算機(jī)311。
如圖3所示，激光器31發(fā)出激光光束，激光光束通過(guò)分束器33分為兩路，一路獲取透鏡362的物光，另一路獲取透鏡361作為參考光，物光與參考光以一夾角匯射于光刻膠板39上，在物光與參考光的光路中均設(shè)置空間濾波器35，空間濾波器35包括擴(kuò)束鏡351和針孔352，擴(kuò)束鏡351置于針孔352的前端，兩個(gè)空間濾波器35分別對(duì)物光和參考光進(jìn)行相應(yīng)的濾波處理，在物光與參考光的光路中均設(shè)置光闌381和382，兩個(gè)光闌分別對(duì)物光和參考光進(jìn)行相應(yīng)光束的限制。其中在第二步中H1的再現(xiàn)光為第一步中物光的共軛光，第二部中光刻膠板的位置在H1的像的位置。
如圖5所示，照相快門32置于激光光束前端，控制物光和參考光在光刻膠板39上的曝光，計(jì)算機(jī)311通過(guò)驅(qū)動(dòng)器控制照相快門2的開(kāi)閉、曝光量，和光刻膠板39的移動(dòng)，使照相快門2的開(kāi)閉和光刻膠板39的移動(dòng)相諧調(diào)。
如圖5所示，物光光路如下激光器31→照相快門32→分束器33→平面反射鏡342→空間濾波器35→透鏡362→光刻膠板H137→光闌381→光刻膠板39參考光光路如下激光器31→照相快門32→分束器33→平面反射鏡341→空間濾波器35→透鏡361→光闌382→光刻膠板39
如圖3和圖5所示，基本制作流程如下1)采用全息拍攝法在光刻膠板上記錄散斑屏的像信息。
2)采用自動(dòng)控制激光全息光刻系統(tǒng)在光刻膠板上記錄像面全息結(jié)構(gòu)的陣列。
3)對(duì)曝光后的光刻膠板進(jìn)行顯影，電鑄、拼版產(chǎn)生像面全息結(jié)構(gòu)陣列母版。
4)采用微納米壓印技術(shù)或采用精密薄膜模壓設(shè)備制造具有像面全息結(jié)構(gòu)的衍射投影屏。
如圖3，圖5，圖6和圖7所示，具體制作流程如下1、激光器11發(fā)出激光光束，激光光束通過(guò)分束器13分為兩路，一路獲取散斑屏16的物光，另一路獲取透鏡17作為參考光，物光與參考光以一夾角匯射于光刻膠板18上曝光。
2、激光器31發(fā)出激光光束，激光光束通過(guò)分束器33分為兩路，一路獲取透鏡362的物光，另一路獲取透鏡361作為參考光，物光與參考光以一夾角匯射于光刻膠板39上曝光。
3、計(jì)算機(jī)311通過(guò)驅(qū)動(dòng)器控制照相快門32的開(kāi)閉和光刻膠板39的移動(dòng)，使照相快門32的開(kāi)閉和光刻膠板39的移動(dòng)相諧調(diào)。在光刻膠板39上均勻地記錄像面全息陣列的信息，在本發(fā)明中，計(jì)算機(jī)311可以通過(guò)激光全息光刻系統(tǒng)控制曝光時(shí)間、曝光量等，同時(shí)，計(jì)算機(jī)12通過(guò)驅(qū)動(dòng)器控制二維平臺(tái)的位移使光刻膠板10在x方向和y方向的精確移動(dòng)。
4、通過(guò)自發(fā)研發(fā)的激光全息光刻程序使每次在一個(gè)位置曝光后，計(jì)算機(jī)12通過(guò)驅(qū)動(dòng)器控制二維平臺(tái)的位移來(lái)控制光刻膠板10移動(dòng)至下一個(gè)位置，再進(jìn)行曝光，如此循環(huán)，在光刻膠板10上均勻地記錄像面全息陣列，形成如圖7所示的形態(tài)。
5、對(duì)曝光后的光刻膠板進(jìn)行顯影，電鑄、拼版制作大幅面全息柱面透鏡陣列母板。
6、采用微納米壓印技術(shù)或采用精密薄膜模壓設(shè)備制造具有像面全息結(jié)構(gòu)的投影屏。采用微納米壓印技術(shù)可以利用透明熱塑材料，例如聚氯乙烯(PVCPolyrinylChloride)、聚碳酸酯(PCPolycarbonate)或雙向拉伸聚丙烯(BOPPBiaxialOrlentedPlypropylene)等。采用精密薄膜模壓設(shè)備制造可以采用透明聚酯(PETPolyester)或BOPP薄膜。其中在實(shí)際生產(chǎn)工藝中，將平面工作版包裹在模壓滾筒上，對(duì)PET或者BOPP進(jìn)行連續(xù)滾動(dòng)模壓復(fù)制。如圖137、在模壓后的熱塑材料的全息柱面透鏡陣列上鍍保護(hù)層，保護(hù)層可采用透明或半透明介質(zhì)保護(hù)層，如硫化鋅ZnS或二氧化硅SiO2等，也可以采用金屬反射材料保護(hù)層(如鍍鋁、銅等)，最后取得如圖8所示的，以熱塑材料為基低材料的屏幕體，該屏幕體上附設(shè)全息柱面透鏡陣列信息。
在本發(fā)明中，如圖9所示，像面全息陣列均勻排布屏幕體上，且以鄰接方式排布于屏幕體上，只需要在步驟2和步驟3中，使計(jì)算機(jī)311通過(guò)驅(qū)動(dòng)器控制二維平臺(tái)的位移使光刻膠板39在x方向和y方向的精確移動(dòng)與照相快門32的開(kāi)閉相諧調(diào)即可。圖7中的全息柱面透鏡在屏幕體中的形狀為正方形，本發(fā)明可以通過(guò)選擇光闌381和382的入射截面形狀以獲取相應(yīng)的形狀，光闌381和92的入射截面形狀采用圓形，則像面全息陣列在屏幕體中的形狀為圓形，圖9和圖11所示，像面全息陣列在屏幕體中的形狀分別為正方形和正六邊形，相對(duì)于圓形或橢圓形，正方形和正六邊形可取得更高的占空比，對(duì)于占空比的選擇，可以根據(jù)實(shí)際應(yīng)用的需要進(jìn)行選取。
本發(fā)明的一典型應(yīng)用方式如圖14所示，對(duì)于采用透明或半透明的屏幕體，以屏幕體為界，相對(duì)于觀察位置的一側(cè)，在屏幕體的另一側(cè)安放特定的實(shí)物，這樣無(wú)論是使用正面投影機(jī)還是背面投影機(jī)，從觀察位置看見(jiàn)投影畫面的同時(shí)，總是能看見(jiàn)屏幕體后面的實(shí)物，投影機(jī)的投影光源的光線卻不會(huì)直接進(jìn)入人眼影響觀察效果，這是其它投影屏所不具備的特性，本發(fā)明中的觀察方向和投射方向之間夾角的存在，使得看見(jiàn)投影畫面的同時(shí)看見(jiàn)屏幕體后面的實(shí)物成為一種現(xiàn)實(shí)、新穎的觀察效果，通過(guò)控制觀察方向的角度，所成影像(畫面)可使人感覺(jué)漂浮于半空中，給觀察者帶來(lái)了一個(gè)新鮮、且具有沖擊力的印象。
權(quán)利要求
1.一種具有像面全息結(jié)構(gòu)的投影屏，其特征在于在投影屏幕主體上附著有像面全息信息，所述像面全息信息為在投影屏幕的豎直方向上帶有延展趨勢(shì)的散斑結(jié)構(gòu)，定義組成散斑的微小衍射顆粒結(jié)構(gòu)在豎直方向?yàn)殚L(zhǎng)徑L，在水平方向?yàn)槎虖絎，則1.5W≤L≤10W。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有像面全息結(jié)構(gòu)的投影屏，其特征在于構(gòu)成所述像面全息信息的散斑結(jié)構(gòu)由均勻分布于投影屏幕上的散斑結(jié)構(gòu)陣列構(gòu)成，所述陣列中的每一像素均為所述的豎直方向上帶有延展趨勢(shì)的散斑結(jié)構(gòu)。
3.一種權(quán)利要求1所述的具有像面全息結(jié)構(gòu)的投影屏的制作方法，包括如下步驟(1)采用二步拍攝法在光刻膠板上記錄像面全息的信息；第一步激光器發(fā)出激光光束通過(guò)分束器分為兩路，一路作為物光，另一路作為參考光，物光經(jīng)過(guò)散斑屏與參考光匯射于光刻膠板上曝光，獲得第一光刻膠板；第二步激光器發(fā)出激光光束，激光光束通過(guò)分束器分為兩路，一路作為第一光刻膠板的再現(xiàn)光，另一路作為參考光，從第一光刻膠板上產(chǎn)生的衍射光與參考光匯射于光刻膠板上曝光獲得第二光刻膠板，再現(xiàn)光與第一光刻膠板中的物光互為共軛光，第一光刻膠板的像成在第二步中光刻膠板放的位置；(2)對(duì)曝光后的第二光刻膠板進(jìn)行顯影，電鑄、拼版，獲得具有像面全息結(jié)構(gòu)的母版；(3)用步驟(2)獲得的模板在熱塑材料或薄膜上壓制獲得具有像面全息結(jié)構(gòu)的投影屏。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的具有像面全息結(jié)構(gòu)的投影屏的制作方法，其特征在于在步驟(3)之后，進(jìn)一步在獲得的投影屏表面鍍制透明或半透明介質(zhì)的保護(hù)層。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的具有像面全息結(jié)構(gòu)的投影屏的制作方法，其特征在于在步驟(1)的第一步和第二步中，分別在物光和參考光光路中設(shè)置空間濾波器，對(duì)物光和參考光進(jìn)行濾波處理。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的具有像面全息結(jié)構(gòu)的投影屏的制作方法，其特征在于所述的空間濾波器包括擴(kuò)束鏡和針孔，所述的擴(kuò)束鏡置于針孔的前端。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種具有像面全息結(jié)構(gòu)的投影屏，其特征在于在投影屏幕主體上附著有像面全息信息，所述像面全息信息為在投影屏幕的豎直方向上帶有延展趨勢(shì)的散斑結(jié)構(gòu)，定義組成散斑的微小衍射顆粒結(jié)構(gòu)在豎直方向?yàn)殚L(zhǎng)徑L，在水平方向?yàn)槎虖絎，則1.5W≤L≤10W。本發(fā)明同時(shí)公開(kāi)了采用二步成像法制備所述投影屏的方法。本發(fā)明的投影屏具有高亮、清晰及透明的特點(diǎn)，對(duì)環(huán)境的要求不高，適合高端的消費(fèi)場(chǎng)所使用；也適合追求時(shí)尚的人士做家庭影院使用。
文檔編號(hào)G03H1/04GK101034252SQ20071003927
公開(kāi)日2007年9月12日 申請(qǐng)日期2007年4月10日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月10日
發(fā)明者吳智華, 周雷, 陳林森, 浦東林, 周小紅, 魏國(guó)軍, 謝正東 申請(qǐng)人:蘇州蘇大維格數(shù)碼光學(xué)有限公司, 蘇州大學(xué)