专利名称:拼接显示单元和大屏幕显示装置的制作方法
技术领域:
本发明涉及大屏幕显示技术,尤其涉及一种拼接显示单元和无缝拼接大屏幕显示
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背景技术:
现有的大屏幕显示装置由若干块显示单元拼接而成。由于驱动电路和生产工艺的需要,在每块显示单元的图像显示区域的周围需要保留有一定空间的边框,该边框为无图像显示区域,即图像不能显示到边框。因此,大屏幕显示装置各块相邻的显示单元之间容易形成较大的拼接缝,该拼接缝宽度为相邻两块显示单元边框宽度的总和,导致每块显示单元与相邻各块显示单元上显示的画面被分割,破坏了显示图像的连续性和完整性,使整体画面的视觉效果变差。因此,消除显示单元边框的无图像显示区域,实现真正的无缝拼接是大屏幕拼接技术研发的方向,是亟待解决的技术难题。
发明内容
本发明解决的技术问题是提供一种拼接显示单元和用该拼接显示单元组成的大屏幕显示装置,使得该大屏幕显示装置所显示的图像完整、连续,实现无缝拼接显示。为解决上述技术问题,本发明采用的拼接显示单元包括依次设置的准直背光、显示器件、图像放大装置和屏幕,该显示器件包括显示区域和位于该显示区域周围的边框区域,该图像放大装置为与显示器件的显示区域对应并可将该显示区域的图像放大至边框区域的偏心微透镜阵列。这里的图像放大至边框区域是指显示器件的显示区域投射到屏幕上的图像被图像放大装置放大,且放大图像覆盖了显示器件的边框区域,由此使得在进行拼接显示时,相邻拼接显示单元之间可以实现无缝连接。改进之一所述偏心微透镜阵列的一个或多个偏心微透镜与该显示器件的一个或多个像素对应且口径大小一致。对应是指一个或多个偏心微透镜的中心位置与一个或多个像素的中心位置对应。改进之二 所述偏心微阵列中的偏心微透镜的偏心量自阵列中心向四周逐渐增加。改进之三所述准直背光包括依次设置的反射片、发光面、准直层和校正层,该校正层置于所述显示器件下方并与其显示区域对准,该准直层为微准直透镜阵列,该校正层为微棱镜阵列,且准直层的各个微准直透镜分别与校正层的各个微棱镜对准;
每个微准直透镜包括光束收敛部和设置在其上的光束准直部,该光束收敛部的底面设有小孔,该光束准直部包括标准透镜和环绕该标准透镜的一层或多层倾斜旋转透镜,该标准透镜的中心对准该光束收敛部的小孔;
每个微棱镜包括与该微准直透镜的标准透镜对准的平面部分和与该微准直透镜的各层倾斜旋转透镜对应且对准的棱镜旋转部分,该棱镜旋转部分用于将与该微准直透镜的倾斜旋转透镜出射的光线大致偏转至该小孔的轴线方向。
改进之四所述微准直透镜的标准透镜与所述小孔的距离为其透镜焦距,所述微准直透镜的倾斜旋转透镜与所述小孔的距离为其透镜焦距。改进之五所述光束收敛部的底面在小孔以外部分设有反射膜。为解决上述技术问题,本发明采用的大屏幕显示装置包括若干上述拼接显示单兀。与现有技术相比,有益效果是本发明显示器件出射的图像经过图像放大装置后可以覆盖整个显示器件的,因此在进行拼接显示时,相邻拼接显示单元之间可以实现无缝连接。
图1是实施例的拼接显示单元的结构示意图; 图2是实施例的图像放大装置的效果示意图3是实施例的拼接显示单元拼接后的效果示意图; 图4是实施例的准直背光的结构示意图; 图5是实施例的微准直透镜和微棱镜的结构示意图; 图6是实施例的准直背光光路示意图。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明。本实施例的大屏幕显示装置由若干个拼接显示单元组成,如图1所示,每个拼接显示单元包括自下而上依次叠加设置的准直背光10、显示器件20、图像放大装置30和屏幕 40。如图2所示,该显示器件20包括显示区域21和位于该显示区域21周围的边框区域22。该图像放大装置30为与显示器件20的显示区域21对应并可将该显示区域21的图像放大至边框区域22的偏心微透镜阵列。该偏心微透镜阵列的每个偏心微透镜都有一定偏心量(偏心量由每个像素的放大倍数决定),且偏心量自阵列的中心向四周逐渐增加。偏心微透镜大致呈球冠状,球冠的底面为平面并正对显示器件20的表面,球冠的其中一个端面(远离阵列中心方向)为平面,并大致垂直于球冠底面。其中,偏心微透镜和显示器件20像素之间可以采用各种对应形式,例如可以采用一对一、一对多、多对一或多对多等形式。如图2所示,在本实施例中,每个偏心微透镜的口径大小和图像显示器件20每个像素发出的光束口径大小一致,每个偏心微透镜中心位置和每个像素中心位置一致,即图像放大装置30的各个偏心微透镜和显示器件20的各个像素是一一对应的,每个像素发出的光束进入与之对应的偏心微透镜。显示器件20显示区域 21发出的图像光线经过图像放大装置30的放大后的效果如图2所示,可以看出显示器件 20的显示区域21发出的图像光线经图像放大装置30放大后,可以覆盖至显示器件20的边框区域22。如果将两个拼接显示单元进行拼接,可以得到如图3所示的无缝拼接效果。如图1和图4所示,该准直背光10包括自下而上依次设置的反射片50、发光面60、 准直层70和校正层80,该校正层80置于显示器件20下方并与其显示区域21对准,该准直层70为由微准直透镜71周期性排列所形成的微准直透镜阵列,该校正层80为由微棱镜81周期性紧密排列所形成的微棱镜阵列,且准直层70的各个微准直透镜71分别与校正层 80的各个微棱镜81对准。如图5所示,每个微准直透镜71包括光束收敛部711和设置在其上的光束准直部 712。该光束收敛部711的底面713(即与发光面60相对的一面)设有小孔714,小孔714 口径与微准直透镜71 口径相比可以忽略不计。为了保证最后显示屏的输出亮度,取小孔714 的口径与光线收敛部口径比为1 :10为佳。为了减小光损,该底面713在小孔714以外部分镀有反射膜。该光束准直部712包括标准透镜715和环绕该标准透镜715的一层或多层倾斜旋转透镜716,该标准透镜715位于光束准直部712的中心位置,其中心对准该光束收敛部711的小孔714。每个微棱镜81包括与该微准直透镜71的标准透镜715对准的平面部分811和与该微准直透镜71的各层倾斜旋转透镜716对应且对准的棱镜旋转部分812,该棱镜旋转部分812用于将与该微准直透镜71的倾斜旋转透镜716出射的光线大致偏转至该小孔714 的轴线方向。若该微准直透镜71具有多层倾斜旋转透镜716,则微棱镜81的棱镜旋转部分 812将具有与各层倾斜旋转透镜716对应的多个部分。微准直透镜71的标准透镜715和倾斜旋转透镜716与小孔714的距离为其透镜焦距。此外,为了避免光线在微准直透镜71内部发生全反射而降低能量利用率,微准直透镜71最外层的倾斜旋转透镜716的外缘和小孔714外沿之间连线与光束收敛部711法线之间的夹角要小于准直层70所采用材料的临界角。本实施例的工作原理如下
如图6、图7所示,发光面60为一朗伯体面光源,放置在反射片50上方,发光面60发出的光线有一部分通过小孔714进入准直层70,另外一部分光线在准直层70底面713的反射膜和反射片50之间反射并最终进入小孔714。准直层70采用PMMA材料,折射率为1. 49,由于PMMA材料的折射作用,进入光束收敛部711的光线角度为正负42度,。随后光线进入光束准直部712,这些光线分为两部分 (1)正负14度内的光线进入标准透镜715,设计标准透镜使得小孔距离标准透镜距离为透镜焦距,又使打到透镜表面的光线不会发生全反射现象,光线经标准透镜715折射后的发散半角为6度;(2)设计倾斜旋转透镜使得正负14度至42度的光线不会发生全反射现象, 光线经倾斜旋转透镜716折射后的发散半角也是6度,只不过光束和垂直方向成观度角。校正层80叠放于准直层70之上,并和准直层70严格对准,校正层80材料也为 PMMA。光线进入校正层80之后,沿垂直方向出射的光束经过平面部分811,基本不发生折射,保持传播方向不变,继续沿垂直方向出射。与垂直方向成观度角方向出射的光线经过棱镜旋转部分812,发生折射,传播方向发生改变,变成沿垂直方向出射。所有经过校正层 80出射的光线发散半角都为6度。最后整个朗伯体发光面60经过该准直装置之后,变成准直光出射。由于进入小孔 714的光线全部被准直,能量利用率高,完全满足后续光学系统对于高亮度、高准直发光面 60的要求。显示器件20叠放于准直背光10之上,由准直背光10出射的光线投射到图像显示屏上,图像显示屏每个像素发出的光线束发散半角为6度。图像放大装置30叠放于显示器件20之上,每个偏心微透镜和显示器件20的每个像素严格对准。每个像素光束只能进入相对应的偏心微透镜,由于每个偏心微透镜都有一定的偏心量,经过偏心微透镜阵列的光线束投射到屏幕40上的位置都有了一定的位移。其中,显示器件20边缘的像素被投射到屏幕40的边缘位置,并覆盖显示器件20的边框区域 22。此外,对于扩散半角为6度的光束,通过紧贴在图像显示屏上的偏心微透镜阵列,可以保证相邻两光线束在屏幕40上互不交叠,保证屏幕40上图像的清晰度。
本实施例的拼接显示单元视角大,不损失分辨率,颜色饱和度高,最大程度地维持了显示屏的图像特征。将多个拼接显示单元进行拼接,即可得到无缝拼接的大屏幕显示装置。
权利要求
1.一种拼接显示单元,其特征在于,包括依次设置的准直背光、显示器件、图像放大装置和屏幕,该显示器件包括显示区域和位于该显示区域周围的边框区域,该图像放大装置为与显示器件的显示区域对应并可将该显示区域的图像放大至边框区域的偏心微透镜阵列。
2.根据权利要求1所述的拼接显示单元,其特征在于所述偏心微透镜阵列的一个或多个偏心微透镜与该显示器件的显示区域的一个或多个像素对应且口径大小一致。
3.根据权利要求1或2所述的拼接显示单元,其特征在于所述偏心微阵列中的偏心微透镜的偏心量自阵列中心向四周逐渐增加。
4.根据权利要求1所述的拼接显示单元,其特征在于所述准直背光包括依次设置的反射片、发光面、准直层和校正层,该校正层置于所述显示器件下方并与其显示区域对准,该准直层为微准直透镜阵列,该校正层为微棱镜阵列,且准直层的各个微准直透镜分别与校正层的各个微棱镜对准;每个微准直透镜包括光束收敛部和设置在其上的光束准直部,该光束收敛部的底面设有小孔,该光束准直部包括标准透镜和环绕该标准透镜的一层或多层倾斜旋转透镜,该标准透镜的中心对准该光束收敛部的小孔;每个微棱镜包括与该微准直透镜的标准透镜对准的平面部分和与该微准直透镜的各层倾斜旋转透镜对应且对准的棱镜旋转部分,该棱镜旋转部分用于将与该微准直透镜的倾斜旋转透镜出射的光线大致偏转至该小孔的轴线方向。
5.根据权利要求4所述的拼接显示单元,其特征在于所述微准直透镜的标准透镜与所述小孔的距离为其透镜焦距,所述微准直透镜的倾斜旋转透镜与所述小孔的距离为其透镜焦距。
6.根据权利要求4或5所述的拼接显示单元,其特征在于所述光束收敛部的底面在小孔以外部分设有反射膜。
7.一种大屏幕显示装置,包括若干拼接显示单元,其特征在于所述拼接显示单元为权利要求1至7任一所述的拼接显示单元。
全文摘要
本发明涉及大屏幕显示技术,尤其涉及一种拼接显示单元和无缝拼接大屏幕显示装置。该拼接显示单元包括依次设置的准直背光、显示器件、图像放大装置和屏幕,该显示器件包括显示区域和位于该显示区域周围的边框区域,该图像放大装置为与显示器件的显示区域对应并可将该显示区域的图像放大至边框区域的偏心微透镜阵列。该大屏幕显示装置由若干上述拼接显示单元组成。由于显示器件出射的图像经过图像放大装置后可以覆盖整个显示器件的,因此在进行拼接显示时,相邻拼接显示单元之间可以实现无缝连接。
文档编号G09F9/00GK102184678SQ20111011469
公开日2011年9月14日 申请日期2011年5月5日 优先权日2011年5月5日
发明者彭晓林, 黄永峰 申请人:广东威创视讯科技股份有限公司