CN101498812B

CN101498812B - 一种多幅图像合成一幅图像显示的方法及其显示组件

Info

Publication number: CN101498812B
Application number: CN2008100652527A
Authority: CN
Inventors: 黄峰彪
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-01-30
Filing date: 2008-01-30
Publication date: 2011-04-13
Anticipated expiration: 2028-01-30
Also published as: CN101498812A; WO2009097782A1

Abstract

一种多幅图像合成一幅图像显示的方法及其显示组件，所述显示组件包括一个或一个以上的微显示器件，与所述微显示器件相应的光学镜片，一个图像合成器件，所述的微显示器件、光学镜片设置在所述图像合成器件入射面一侧，与所述图像合成器件的图像入射端面构成投影关系。本发明采用低分辨率器件，组合出高分辨率显示的效果，简单实现了高分辨率大屏幕显示的结果，大大降低了整机功耗或成本；在目前技术不能制造单一高分辨率大屏幕显示器件的情况下，发明了高分辨率大屏幕器件替代品，比较好的解决了随身便携式电子设备显示高分辨率图像的问题，应用于通讯、医疗、军事、工业、民用等行业，作为便携的大屏幕近眼显示器像源使用，应用极为广泛。

Description

一种多幅图像合成一幅图像显示的方法及其显示组件

技术领域

本发明涉及一种多幅图像合成一幅图像显示的方法及其显示组件，所属光机及电子领域的图像显示，其显示组件特别涉及一种能够扩展微显示屏幕，提高微显示屏幕分辨率和屏幕大小的显示组件。

背景技术

众所周知，常见的显示装置主要是CRT显示器、液晶显示器、投影显示器、LED显示器等，一般都具有固定的屏幕面积大小，当用于更大面积的显示应用时，往往采用拼接法，拼接法是采用一个中央控制电脑或中央信号处理设备及多台显示屏，为了不丢失显示信息，在电路处理上，先将完整的显示信号虚拟成一个满足设计分辨率的虚拟屏幕，再按每个实际小屏幕显示的局部尺寸计算切分区域，按照其组织关系取出每个显示屏需要的局部显示信号，发送给各个显示屏。这种方法用于将普通显示器拼接成大的显示幕墙时，由于每个屏幕的尺寸较大，相邻屏幕的边在视觉上影响比较小，效果是基本令人满意的。但对于近眼显示器的微显示器件来说，当单个微显示器件难以满足显示要求时，这种拼接方法就难以满足视觉的需要，主要原因是由于微显示器件的显示像素密度非常高，驱动复杂，结构上边框占有的面积比例过大，有效显示面积比例比较小，拼接后的视觉效果非常差，难以实际应用。

发明内容

本发明的目的是针对上述提到的现有微显示器件为了提高显示分辨率和屏幕大小，存在拼接显示的需求，但在拼接扩展屏幕的应用上，存在拼接难度高，效果差的问题，提供一种显示方法和显示组件，用于扩展拼接微显示屏幕，可以根据需要提高微显示屏幕的分辨率和屏幕面积。

本发明的技术方案是：

本发明的一种多幅图像合成一幅图像显示的方法，它是采用通用光学技术和一种图像合成器件，将一个微显示器件分时显示或多个微显示器件同时显示的多个图像，投影到一个图像合成器件的图像入射端面，在该图像合成器件的图像出射端面显示出拼接后的图像，然后将所述的图像合成器件的图像出射端面作为一个独立的图像投射源，用于后续显示处理；图像合成器件是一个组合器件，包括多块电控遮蔽板和光纤面板，电控遮蔽板的个数与拼接图像的个数相同，通过电子分时控制方式，将投影图像按组成顺序，分时投影在光纤面板图像入射端面的对应显示位置，在光纤面板的图像出射端面形成拼接图像，电控遮蔽板的通断控制频率与对应图像显示频率相同，且高于通常显示信号刷新频率的N倍，N的数值等于参与拼接的图像个数。

上述的图像合成器件是一个组合器件，所述的图像合成器件同侧有一个或多个图像入射端面和一个图像出射端面，所述的图像合成器件的图像出射端面形成的图像，是其图像入射端面各个投影图像所形成的拼接图像。

本发明的一种显示组件，包括一个或一个以上的微显示器件、与所述微显示器件相应的光学镜片、一个图像合成器件及连接件，所述的微显示器件、光学镜片设置在所述图像合成器件入射端面一侧，与所述图像合成器件的图像入射端面构成投影关系；所述微显示器件、光学镜片及图像合成器件通过连接件按投影光路装配在一起，显示组件还包括电控遮蔽板，所述电控遮蔽板的数量与所述光学镜片相应，并位于所述光学镜片与所述图像合成器件的光路上。

上述电控遮蔽板是电控液晶板。

上述图像合成器件是光纤面板。

上述光纤面板在其同侧设有两个或两个以上图像入射端面。

上所述光纤面板入射端面和出射端面镀有增透膜。

本发明的有益效果是：本发明的一种多幅图像合成一幅图像显示的方法及其显示组件，将一个微显示器件分时显示的多个图像，或多个微显示器件同时显示的多个图像，通过光学镜片，投影在图像合成器件的图像入射端面，在图像合成器件的图像出射端面形成多幅图像的拼接显示效果。本发明一种显示组件，采用低分辨率器件，组合出高分辨率显示的效果，在目前高分辨率器件尚不成熟或成本过高的微显示领域，简单实现了高分辨率大屏幕显示的结果，大大降低了整机功耗或成本，在目前技术不能制造单一高分辨率大屏幕显示器件的情况下，发明了高分辨率大屏幕器件替代品，比较好的解决了随身便携式电子设备显示高分辨率图像的问题，应用于通讯、医疗、军事、工业、民用等行业，作为便携的大屏幕近眼显示器像源使用，应用极为广泛。

附图说明

图1是本发明一种显示组件原理示意图。

图2是本发明一种显示组件结构示意图。

图3是本发明实施例一种显示组件剖面示意图。

图4是本发明实施例另一种显示组件结构示意图。

图5是本发明实施例另一种显示组件结构示意图。

图6是本发明实施例图5所示显示组件光路控制波形图。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。

图中，101-微显示器件，1011-第一微显示器件，1012-第二微显示器件，1013-第三微显示器件，1014-第四微显示器件，1021-第一光学镜片， 1022-第二光学镜片，1023-第三光学镜片，1024-第四光学镜片，103-光纤面板，1041-第一电控液晶板，1042-第二电控液晶板，1043-第三电控液晶板，1044-第四电控液晶板，105-连接件。

为了达到提供一种多幅图像合成一幅图像显示的方法，可以达到拼接图像，提高显示分辨率和改变显示屏幕面积的目的，本发明的关键，在于采用光学镜片和电子控制，将一个微显示器件分时显示的多幅图像或多个微显示器件同时显示的多幅图像，投影在图像合成器件的图像入射端面，在图像合成器件的图像出射端面形成一个拼接的图像，作为新的图像投射源使用。

本发明的显示组件的基本结构为微显示器件、光学镜片、图像合成器件及连接件。

参看附图1，图1中所示为本发明具体实施例的实现基本原理图。第一微显示器件1011、第一光学镜片1021构成一个图像投影光路，光纤面板103的图像入射面A面在该光路上截获投影图像，同时，第二微显示器件1012、第二光学镜片1022构成一个图像投影光路，其投影图像同样投影在光纤面板103的图像入射面A面的另一区域，因此，当微显示器件1011、1012同时有图像显示时，光纤面板103的图像入射面A即会获得拼接的图像，根据光纤面板的显示特性，光纤面板103的图像出射端面会显示出与图像入射面相同的图像，即达到了输出拼接图像的目的。本实施例中的图像合成器件是采用的光纤面板103。

图2为本发明一种显示组件结构示意图，图示为4个微显示器件、4个光学镜片、1个光纤面板构成的图像拼接组件示意，第一微显示器件1011、第一光学镜片1021、光纤面板103的第I区域构成第一条投影光路，第一微显示器件1011的图像通过第一光学镜片1021投影后，在光纤面板103图像输出端面的第I区域显示出来；第二微显示器件1012、第二光学镜片1022、光纤面板103的第II区域构成第二条投影光路，第二微显示器件1012的图像通过第二光学镜片1022投影后，在光纤面板103图像输出端面的第II区域显示出来；第三微显示器件1013、第三光学镜片1023、光纤面板103的第III区域构成第三条投影光路，第三微显示器件1013的图像通过第三光学镜片1023投影后，在光纤面板103图像输出端面的第III区域显示出来；第四微显示器件1014、第四光学镜片1024、光纤面板103的第IV区域构成第四条投影光路，第四微显示器件1014的图像通过第四光学镜片1024投影后，在光纤面板103图像输出端面的第IV区域显示出来。本例中光纤面板103的图像出射端面B面为四个微显示器件显示图像的拼接显示。

上述两款实施例分别举出两组光路和四组光路的显示例子，实际上，本发明的显示组件可以采用一路光路(分时显示时采用)或两路或者两路以上的光路来显示图像，如三路、五路、六路等。

图3是本发明实施例一种显示组件剖面示意图，类似于图1、图2，微显示器件1011、光学镜片1021构成一条投影光路，微显示器件1012、光学镜片1022构成另一条投影光路，连接件105的作用是连接固定这些器件，同时分割各投影光路，使各投影光路不会相互干扰，保证光纤面板103的图像入射端面的各幅图像清晰。

图4是本发明实施例另一种显示组件结构示意图，它与图1所示实施例相比，其大体结构相同，所不同的是图中第一微显示器件1011、第二显示器件1012，第一光学镜片1021、第二光学镜片1022分别构成两条投影光路，作为图像合成器件的光纤面板103，其多个图像的入射端面A面、A’面不在同一个平面上，图像出射端面为一个平面B面，两条投影光路的图像同样可以在光纤面板106的图像出射端面I区、II区显示，即在光纤面板106的图像出射端面B面拼合。

图5为本发明实施例另一种显示组件结构示意图，本示意图中包括1个微显示器件101，4个光学镜片1021、1022、1023、1024，4个电控液晶板1041、1042、1043、1044，和1个光纤面板103。其中微显示器件101、光学镜片1021、电控液晶板1041构成第一条投影光路，其成像显示在光纤面板103的第I区域，微显示器件101、光学镜片1022、电控液晶板1042构成第二条投影光路，其成像显示在光纤面板103的第II区域，微显示器件101、光学镜片1023、电控液晶板1043构成第三条投影光路，其成像显示在光纤面板103的第III区域，微显示器件101、光学镜片1024、电控液晶板1044构成第四条投影光路，其成像显示在光纤面板103的第IV区域。当微显示器件101显示第1幅图像时，电控液晶板1041可透光，其他电控液晶板1042、1043、1044受控不透光，微显示器件101的图像通过第一条光路投影在光纤面板的第I区域，当微显示器件101显示第2幅图像时，电控液晶板1042可透光，其他电控液晶板1041、1043、1044受控不透光，微显示器件101的图像通过第二条光路投影在光纤面板的第II区域，当微显示器件101显示第3幅图像时，电控液晶板1043可透光，其他电控液晶板1041、1042、1044受控不透光，微显示器件101的图像通过第三条光路投影在光纤面板的第III区域，当微显示器件101显示第4幅图像时，电控液晶板1044可透光，其他电控液晶板1041、1042、1043受控不透光，微显示器件101的图像通过第四条光路投影在光纤面板的第IV区域。类似的，第5幅图像属于第1幅图像序列，第6幅图像属于第2幅图像序列，当电控液晶板1041、1042、1043、1044与微显示器件101以相同频率循环工作时，就可以达到将微显示器件101显示的4个图像序列稳定的投影在光纤面板103的图像入射端面A面对应I、II、III、IV各显示区域内，形成分时显示的拼接图像，由于人眼能接受的最低显示刷新频率24HZ，控制微显示器件101的显示内容变化与四条投影光路同步，且以四倍于人眼能接受的最低显示刷新频率96HZ的频率显示图像，根据人眼的视觉暂留现象，就可以看到光纤面板103的图像出射面B面有稳定的图像显示，并且刷新频率越高，图像显示质量越高，即达到将1个微显示器件分时显示的多个图像序列拼接显示在1个图像合成器件的图像输出端面的目的。

图6为本发明实施例图5所示显示组件光路控制波形图。设T为显示时间，假设为人眼能接受的连续图像最慢刷新时间1/24秒，t1、t2、t3、t4分别是a、b、c、d各投影光路打开的时间，也对应于微显示器件4个图像序列的显示时间，可以使每个图像序列在图像合成器件各投影区对应显示。

综上所述，本发明一种显示组件，可以按照设计的要求，将一个微显示器件分时显示的图像，或多个微显示器件同时显示的图像，拼合在一起，作为新的图像投射源，提高显示分辨率。在上述光学镜片及电控液晶板的制造上，将多个光学镜片和多个电控液晶板集成为同一个整体，可以更好的保证光学参数，也便于制造及装配。

本发明所引用的技术中将整体显示数据分别直接送入组成整体屏幕的各个微显示器件，或将各局部显示图像用一个微显示器件按顺序分时显示，是目前已经成熟的数字图像处理技术，在此不再叙述。

本发明实施例中采用的光纤面板，就是图像合成器件的一种，光纤面板的制作原理是：光纤面板是由若干股细小的光纤束烧结而成，每个光纤束又是由若干细小的光纤结合而成，可以形成一个长的光纤棒，把长光纤棒横向切开成薄片，再表面抛光、镀膜，形成两个端平面，就可以作为一种显示器件----光纤面板。当在光纤面板的一个端面投影图像时，该端面称为图像入射端面，图像入射端面图像的每一个像素都被所感光的光纤或光纤束真实的传递到该光纤或光纤束的另一端面，即称为光纤面板的图像出射端面。因此当把图像投射源的图像投影在成像光纤面板的入射端面时，其图像出射端面同时显示出与图像入射端面完全相同的图像。因此可以调整光学镜片的参数，就可以在出射端面得到多幅入射端面图像的拼合图像，该图像可以是分时投影的图像或同时投影的图像，对于分时显示的图像，根据人的视觉暂留现象，一般需要提供的图像显示频率不能低于每秒24幅，因此，只要分时显示图像的频率足够高，人的眼睛就可以得到稳定显示的图像，这是目前非常成熟的电子技术，不在此详述。本发明方案的实施结果是，将原来低分辨率的图像投射源变换成了一个新的高分辨率图像投射源。

本发明中所述的光学镜片的含义包括单片光学镜片和光学镜片组两种含义。

本实施例为本发明优选实施方式，其它凡其原理和基本结构与本发明相同或相近的，均在本发明保护范围之内。

Claims

1.一种多幅图像合成一幅图像显示的方法，其特征在于：它是采用通用光学技术和一种图像合成器件，将一个微显示器件分时显示或多个微显示器件同时显示的多个图像，投影到一个图像合成器件的图像入射端面，在该图像合成器件的图像出射端面显示出拼接后的图像，然后将所述的图像合成器件的图像出射端面作为一个独立的图像投射源，用于后续显示处理；所述的图像合成器件是一个组合器件，包括多块电控遮蔽板和光纤面板，电控遮蔽板的个数与拼接图像的个数相同，通过电子分时控制方式，将投影图像按组成顺序，分时投影在光纤面板图像入射端面的对应显示位置，在光纤面板的图像出射端面形成拼接图像，电控遮蔽板的通断控制频率与对应图像显示频率相同，且高于通常显示信号刷新频率的N倍，N的数值等于参与拼接的图像个数。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的图像合成器件是一个组合器件，所述的图像合成器件同侧有一个或多个图像入射端面和一个图像出射端面，所述的图像合成器件的图像出射端面形成的图像，是其图像入射端面各个投影图像所形成的拼接图像。

3.一种显示组件，其特征在于：包括一个或一个以上的微显示器件、与所述微显示器件相应的光学镜片、一个图像合成器件及连接件，所述的微显示器件、光学镜片设置在所述图像合成器件入射端面一侧，与所述图像合成器件的图像入射端面构成投影关系；所述微显示器件、光学镜片及图像合成器件通过连接件按投影光路装配在一起；所述显示组件还包括电控遮蔽板，所述电控遮蔽板的数量与所述光学镜片相应，并位于所述光学镜片与所述图像合成器件的光路上。

4.根据权利要求3所述的显示组件，其特征在于：所述电控遮蔽板是电控液晶板。

5.根据权利要求3或4所述的显示组件，其特征在于：所述图像合成器件是光纤面板。

6.根据权利要求5所述的显示组件，其特征在于：所述光纤面板在其同侧设有两个或两个以上图像入射端面。

7.根据权利要求6所述的显示组件，其特征在于：在所述光纤面板入射端面和出射端面镀有增透膜。