CN108469715A - 一种基于像素光源微阵列投影的显示方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及基于像素光源微阵列投影的显示方法。该显示方法包括步骤：布设投影显示幕，接收图像信号，显示效果呈现。具体是在显示阵列的前部微距布设一个与所述显示阵列的形状相适配的投影显示幕，所述投影显示幕设置有与每一个所述像素光源相对应的投影显示格；所述显示阵列接收电子图像信号并对应点亮每一个所述像素光源而发出光线，所述光线对应投射到所述投影显示格内，进行光学处理后透射出去，在所述投影显示幕上得到所需的图像显示效果。该方法能够减少光空间传播损耗，在降低能耗的同时提高亮度，消除摩尔纹现象，还具有三维显示、滤除有害光保护眼睛等特点。

Description

一种基于像素光源微阵列投影的显示方法

技术领域

本发明涉及显示技术领域，具体涉及一种基于像素光源微阵列投影的显示方法。

背景技术

现有技术中，在播放电影、教学课件等视频图像时，通常使用投影仪将需要显示的图像通过光线照射到图像的显示元件上面，从而产生影像，然后再通过镜头投射到幕布上放大显示。这种方式使得图像与幕布之间具有一定的空间距离，图像光源需要较大的输出功率才能保证幕布显示的亮度和清晰度，但是在外部光线较强时，这种方式的显示效果会因光线对比度的问题造成显示不清楚。

为此，需要提供一种更加有效的显示投影技术手段解决显示光源的光线投影到显示幕上后清晰显示的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于像素光源微阵列投影的显示方法，解决现有技术中光源光线投影到幕布后亮度不足、显示清晰度有限的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是提供一种基于像素光源微阵列投影的显示方法，所述像素光源相邻等间隔布设而成显示阵列，布设投影显示幕，在所述显示阵列的前部微距布设一个与所述显示阵列的形状相适配的投影显示幕，所述投影显示幕设置有与每一个所述像素光源相对应的投影显示格；接收图像信号，所述显示阵列接收电子图像信号并对应点亮每一个所述像素光源而发出光线，所述光线对应投射到所述投影显示格内；显示效果呈现，所述光线在所述投影显示格进行光学处理后透射出去，在所述投影显示幕上得到所需的图像显示效果。

在本发明基于像素光源微阵列投影的显示方法的另一实施例中，所述光学处理包括聚光处理，所述投影显示格包括透射层，所述透射层设置有透射面，所述聚光处理是所述像素光源以点光源的形式发出光线投射到所述透射面后以面光源的形式从所述投影显示幕投射出光线。

在本发明基于像素光源微阵列投影的显示方法的另一实施例中，所述光学处理包括偏振处理，所述投影显示幕还包括设置在所述透射层外侧的偏振层，所述偏振处理是所述偏振层改变从所述透射层透射出来的光线的偏振方向，所述显示阵列的每一行的所述像素光源对应的所述偏振层的偏振方向相同，而所述显示阵列的相邻行对应的所述偏振层的偏振方向相反；或者，所述显示阵列的每一列的所述像素光源对应的所述偏振层的偏振方向相同，而所述显示阵列的相邻列对应的所述偏振层的偏振方向相反；或者，所述显示阵列的每一行中相邻所述像素光源对应的所述偏振层的偏振方向相反，同时所述显示阵列的每一列中相邻所述像素光源对应的所述偏振层的偏振方向也相反。

在本发明基于像素光源微阵列投影的显示方法的另一实施例中，所述光学处理包括滤光处理，所述投影显示幕还包括设置在所述偏振层外侧的滤光层，所述滤光处理是当从所述偏振层透射出来的光线通过所述滤光层时，所述滤光层减弱其中的有害光成分。

在本发明基于像素光源微阵列投影的显示方法的另一实施例中，所述显示阵列的所述像素光源的发光亮度由人工调整，或者对外界光线亮度感应后自适应调整所述述像素光源的发光亮度。

本发明的有益效果是：本发明涉及基于像素光源微阵列投影的显示方法。该显示方法包括步骤：布设投影显示幕，接收图像信号，显示效果呈现。具体是在显示阵列的前部微距布设一个与所述显示阵列的形状相适配的投影显示幕，所述投影显示幕设置有与每一个所述像素光源相对应的投影显示格；所述显示阵列接收电子图像信号并对应点亮每一个所述像素光源而发出光线，所述光线对应投射到所述投影显示格内，进行光学处理后透射出去，在所述投影显示幕上得到所需的图像显示效果。

该方法能够减少光空间传播损耗，在降低能耗的同时提高亮度，消除摩尔纹现象，还具有三维显示、滤除有害光保护眼睛等特点。

附图说明

图1是基于像素光源微阵列投影的显示***一实施例的组成示意图；

图2是基于像素光源微阵列投影的显示***另一实施例中的投影显示幕整体示意图；

图3是基于像素光源微阵列投影的显示***另一实施例中的投影显示幕的剖面示意图；

图4是基于像素光源微阵列投影的显示***另一实施例中的投影显示幕的剖面示意图；

图5是基于像素光源微阵列投影的显示***另一实施例中的投影显示幕的多层组成示意图；

图6是基于像素光源微阵列投影的显示***另一实施例中的投影显示幕的多层组成示意图；

图7是基于像素光源微阵列投影的显示***另一实施例中构成投影显示幕的面板的立体图；

图8是基于像素光源微阵列投影的显示***另一实施例中构成投影显示幕的面板的主视图；

图9是基于像素光源微阵列投影的显示***另一实施例中构成投影显示幕的面板的左视图；

图10是基于像素光源微阵列投影的显示***另一实施例中构成投影显示幕的面板的俯视图；

图11是图8所示面板的A‐A向剖视图；

图12是本发明基于像素光源微阵列投影的显示方法一实施例的流程图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的各实施例进行详细说明。

为了便于理解本发明，下面结合附图和具体的实施例，对本发明进行更加详细的说明。附图中给出了本发明的较佳的实施例，但本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本说明书所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是用于限制本发明。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的所有的组合。

如图1和图2所示，本发明提供了一种基于像素光源微阵列投影的显示***实施例，包括由所述像素光源021相邻等间隔布设而成的显示阵列022，以及向所述显示阵列发送显示数据的显控终端，在所述显示阵列022的前部微距布设一个与所述显示阵列的形状相适配的投影显示幕011，所述投影显示幕011与所述显示阵列022相对应的一侧设置有与每一个所述像素光源相对应的投影显示格012，所述显示阵列022接收电子图像信号并对应点亮每一个所述像素光源021而发出光线，所述光线对应投射到所述投影显示格012内并经过光学处理后透射出去，从而在所述投影显示幕011上得到所需的图像显示效果。

优选的，投影显示幕011与所述显示阵列022直接贴覆在一起或者投影显示幕011与所述显示阵列022的距离设置很近，因此称为微距，这里，显示阵列022上布设的像素光源通常比较密集，间距微小，再加之投影显示幕011与所述显示阵列022之间的距离属于毫米级的微距，因此本实施例称之为基于像素光源微阵列投影的显示***。例如，当投影显示幕011与所述显示阵列022直接贴覆在一起时，每一个像素光源021对应容纳在每一个投影显示格012内。又例如，投影显示幕011与所述显示阵列022的距离在5毫米以内。由此，通过向显示幕进行微距投影，可以大大降低光线传输带来的光功率损耗。

优选的，如图2所示，投影显示格012是相互隔离的一个内陷腔体。由此，对应的像素光源正好投射到该投影显示格内而不会将光线投射到其它投影显示格，这样可以保证每一个像素光源投射到投影显示格后的聚光性会更好，消除了光源发出光线直接显示带来的刺眼效应。

优选的，像素光源包括LED光源、OLED光源、LCD光源等像素可独立控制的光源。

优选的，所述投影显示格012包括透射层，所述透射层设置有透射面，所述像素光源以点光源的形式发出光线投射到所述透射面后以面光源的形式从所述投影显示幕投射出光线。优选的，所述像素光源发出光线投射到所述透射面后垂直于所述投影显示幕而平行透射出去。如图3所示投影显示格012的剖面图，其中显示了光线传播的光路示意图。其中，像素光源021对应容纳在投影显示格012的内陷空腔中，在沿像素光源021发出光线传播的主方向上，透射层121设置在投影显示格012的前方，优选的，像素光源021是半球面的点光源，透射层121包括一个半球面结构的透射面122，像素光源021发出光线211投射到所述透射面122后垂直于所述投影显示幕而平行透射出去。优选的，像素光源021也可以是方面的点光源，透射层包括一个方面结构的透射面，像素光源021发出光线投射到所述透射面后垂直于所述投影显示幕而平行透射出去。

优选的，透射层121为无色的透光玻璃或塑料，或者为吸收紫外线等有害光线的有色透光玻璃或塑料。

优选的，在投影显示格012的后方设置有阻光层123，可以看出投射到阻光层123将会被阻光层123吸收而不能透射出去，由此可以避免相邻的像素光源发出光线经过投影显示格012后相互串光，造成光线干扰。

在图3的基础上，如图4所示，所述投影显示幕还包括设置在所述透射层121外侧的偏振层131，所述偏振层131改变从所述透射层121透射出来的光线的偏振方向。

进一步优选的，在投影显示幕上与显示阵列的每一行的所述像素光源对应的所述偏振层的偏振方向相同，而所述显示阵列的相邻行对应的所述偏振层的偏振方向相反。或者，优选的，所述显示阵列的每一列的所述像素光源对应的所述偏振层的偏振方向相同，而所述显示阵列的相邻列对应的所述偏振层的偏振方向相反。举例说明，如图5所示，在该投影显示幕的所述透射层121外侧的偏振层131有两种偏振方向，并且这两种偏振方向的偏振层，即第一偏振方向偏振层1311和第二偏振方向偏振层1312在投影显示幕上以行为单位交替分布。或者，优选的，所述显示阵列的每一行中相邻所述像素光源对应的所述偏振层的偏振方向相反，同时所述显示阵列的每一列中相邻所述像素光源对应的所述偏振层的偏振方向也相反，我们称这种方式为“棋盘格”式布设方式，例如第一行的像素光源所对应的偏振方向是“左右左右……”，第二行的对应像素光源所对应的偏振方向是“右左右左……”，第三行的对应像素光源所对应的偏振方向是“左右左右……”，依次类推。通过设置偏振层131来改变光线的偏振方向，这种偏振方向还包括相反的两种方向，比如左偏振方向和右偏振方向。并且在空间分布上，这两种相反方向的偏振层在沿投影显示幕的竖直方向上以行为单位交替分布，并且每一个偏振行对应一行像素光源。通过这种方式可以使得该投影显示幕能够呈现三维视频效果，配合显示阵列的光源显示内容的变换可以显示三维立体图像。

优选的，该偏振层131可以是一层偏振膜粘贴在透射层121的外侧，也可以是通过激光刻蚀的方法在玻璃或塑料上刻制的偏振层。

进一步优选的，该偏振层不一定设置在透射层的外侧，也可以是以一个个偏振片的形式粘贴在透射层121的透射面上，但要保证每一行的偏振片的偏振方向相同，而相邻行的偏振片的偏振方向相反，通过偏振片粘贴在透射层的内侧避免偏振片的大面积反光，有利于消除摩尔纹现象。优选的，这种情况下需要透射层足够光滑而不能进行磨砂处理，否则会影响偏振带来的三维显示效果。

在图4的基础上，如图5所示，所述投影显示幕还包括设置在所述偏振层131外侧的滤光层141，当从所述偏振层131透射出来的光线通过所述滤光层141时，所述滤光层141减弱其中的有害光成分。

增加滤光层141的目的是滤除光线中的有害光成分，例如蓝光对人眼具有一定损害度，通过该滤光层可以滤除或减弱蓝光成分。又例如也可以滤除一些紫外线的成分。

优选的，滤光层可以是有色透光层，例如可以是呈现黄色或褐色的玻璃或塑料透光层。

进一步优选的，所述投影显示幕的外表面设置为磨砂面，所述磨砂面的磨砂颗粒度与所述像素光源的尺寸相适配。这里相适配是指像素光源的尺寸越大，所述磨砂面的磨砂颗粒度或粗糙度也就越大，否则像素光源的尺寸越小，所述磨砂面的磨砂颗粒度或粗糙度也就越精细。通过设置磨砂面可以有效弱化光线的刺眼效应，使得发出的光线更加融合。

优选的，所述显控终端对所述显示阵列的所述像素光源的发光亮度进行人工调整，或者对外界光线亮度感应后自适应调整所述述像素光源的发光亮度。通过这种方式可以对光源的发光亮度进行调整，从而使得该显示***的发光亮度既能满足人眼光看的最佳视觉效果，同时也能够在降低能耗、提高环境适应性等方面具有优势。

进一步的，本发明给出了一种投影显示幕的优选实施例，如图7～图11所示，该投影显示幕是由多个相同结构的面板1拼接而成，该面板1用于罩设在像素光源的前端，这里像素光源以LED灯珠为例。面板1的内侧面由上向下均匀间隔布设有凹槽2，该凹槽2由面板1的左侧向右侧贯通，该凹槽2将面板1的内侧面分割成由上向下逐行交替排布的透射区3和凹槽2，面板1的内侧面的最下端为透射区3，面板1的内侧面的最上端为凹槽2。该透射区3等效于前述的投影显示格。

本实施例的面板1拼接的过程中，上下两个相邻的面板的拼接处即为凹槽2与透射区3的交界处，在整体观看的视觉上，拼接后的投影显示幕不会产生较为明显的拼接纹路。并且，左右相邻的面板1在拼接时受上下拼接界限的限定，也能保证左右相邻的面板1精确的对齐拼接。并且拼接的界限均在LED灯珠的黑色区域(类似前述的阻光层)，在播放视频时，拼接处会被LED灯珠释放的光的折射效果遮盖。因此，拼接完成后的投影显示幕一体效果好，在显示视频时不会出现画面有断裂和摩尔纹，提高了观众的观看舒适度。

进一步优选地，本实施例在面板1内填充有蓝光吸收剂，形成蓝光吸收剂层，类似前述的用于吸收有害光的滤光层。在其它的实施例中面板1内还可以填充紫外线吸收剂，形成紫外线吸收剂层。优选地，在本实施例里的蓝光吸收剂是采用无机纳米材料与高分子材料复合而成，通过吸收320nm～440nm波段紫外线和蓝光，阻隔紫外光和蓝光的透过，减少蓝光对人眼的伤害。同时对440nm～780nm的可见光完全透过，不影响透视和采光效果。

进一步优选地，透射区3的最左侧设置有左侧隔挡片22，透射区3的最右侧设置有右侧隔挡片23，透射区3在左侧隔挡片22和右侧隔挡片23之间均布有中间隔挡片24，左侧隔挡片22与第一个中间隔挡片24之间、最后一个中间隔挡片24与右侧隔挡片23之间，以及相邻两个中间隔挡片24之间形成容纳LED灯珠的空间25，类似前述的投影显示格的内部空腔，左侧隔挡片22和右侧隔挡片23的厚度为中间隔挡片24的厚度的1/2。每行的透射区3的下端设置有下隔挡沿26。首先在拼接过程中，左侧隔挡片22和右侧隔挡片23能够拼接成一个中间隔挡片，并且处于LED灯珠的黑色区域，在视频投放时，左侧隔挡片22与右侧隔挡片23之间的拼接边界能够被LED灯珠的折射光线所覆盖，不会出现黑色区域的重叠，因此，左侧隔挡片22和右侧隔挡片23之间的拼接缝隙不影响整体的观影效果，进一步增强了播放视频的平整度。其次，左侧隔挡片22、右侧隔挡片23和中间隔挡片24还能起到阻挡左右相邻LED光线的干扰的作用(类似前述的阻光层)，下隔挡沿26起到阻挡上下相邻的LED光线的干扰，使播放的视频更清晰。

进一步优选地，透射区3上设置有交替排布的左眼偏振膜和右眼偏振膜，类似前述的偏振层，以使光源射出的光线分成两个不同的方向。本实施例利用了面板来安装左、右眼偏振膜，将左、右眼偏振膜贴设在面板1的内侧面的透射区3上的容纳空间5内，避免了户外光直接照射到偏振膜上而产生极端的亮度对比，引起眩光的问题。

左眼偏振膜和右眼偏振膜的贴设方式可以为以下几种情况：左眼偏振膜和右眼偏振膜为块状结构，左眼偏振膜和右眼偏振膜可以采用由上向下依次交替贴设在透射区3的容纳空间25内，比如，左眼偏振膜和右眼偏振膜按奇数行和偶数行贴设在透射区3的容纳空间25内，把图像信息分开，产生水平光的偏振膜粘接在奇数行，产生铅垂光的偏振膜粘接在偶数行，人眼戴上水平的和垂直的偏振分光镜，就会把左、右图像分开，形成3D显示效果。

当然，在其它的实施例中，左眼偏振膜和右眼偏振膜还可以由左向右依次交替排布贴设在透射区3的容纳空间25内。也就是说左眼偏振膜和右眼偏振膜按奇数列和偶数列贴设在透射区3的容纳空间25的内侧面上，同样能够产生立体效果。

当然在其它的实施例中，左眼偏振膜和右眼偏振膜贴有规律的贴设在不同位置的容纳空间25内，比如棋盘状排布等。

在其它的实施例中，左眼偏振膜和右眼偏振膜还可以为呈条状的偏振带，带状的左眼偏振膜和带状的右眼偏振膜交替贴设在面板1的外侧面的位置。

进一步优选地，面板1的外侧面设置成磨砂面。增强了光的漫反射，过滤掉了大视角的光线，使平板显示器件射出的强烈的光线更加的柔和，不会产生刺眼现象，增加了观影舒适度。

基于同一构思，本发明还提供了一种基于像素光源微阵列投影的显示方法，所述像素光源相邻等间隔布设而成显示阵列。如图12所示，该方法具体包括步骤有：

步骤S101：布设投影显示幕，在所述显示阵列的前部微距布设一个与所述显示阵列的形状相适配的投影显示幕，所述投影显示幕设置有与每一个所述像素光源相对应的投影显示格；

步骤S102：接收图像信号，所述显示阵列接收电子图像信号并对应点亮每一个所述像素光源而发出光线，所述光线对应投射到所述投影显示格内；

步骤S103：显示效果呈现，所述光线在所述投影显示格进行光学处理后透射出去，在所述投影显示幕上得到所需的图像显示效果。

优选的，所述光学处理包括聚光处理，所述投影显示格包括透射层，所述透射层设置有透射面，所述聚光处理是所述像素光源发出光线投射到所述透射面后垂直于所述投影显示幕而平行透射出去。

优选的，所述光学处理包括偏振处理，所述投影显示幕还包括设置在所述透射层外侧的偏振层，所述偏振处理是所述偏振层改变从所述透射层透射出来的光线的偏振方向，并且与所述显示阵列的每一行的所述像素光源对应的所述偏振层的偏振方向相同，而所述显示阵列的相邻行对应的所述偏振层的偏振方向相反。

优选的，所述光学处理包括滤光处理，所述投影显示幕还包括设置在所述偏振层外侧的滤光层，所述滤光处理是当从所述偏振层透射出来的光线通过所述滤光层时，所述滤光层减弱其中的有害光成分。

优选的，所述光学处理包括光线柔和处理，所述投影显示幕的外表面设置为磨砂面，所述磨砂面的磨砂颗粒度与所述像素光源的尺寸相适配。所述柔和处理是光线通过所述磨砂面透射后光线更加柔和，进一步克服的光线刺眼的效应。

优选的，所述显控终端对所述显示阵列的所述像素光源的发光亮度进行人工调整，或者对外界光线亮度感应后自适应调整所述述像素光源的发光亮度。

由于该基于像素光源微阵列投影的显示方法与前述的基于像素光源微阵列投影的显示***是基于同一构思，相关技术内容参考前述，这里不再赘述。

本发明涉及一种基于像素光源微阵列投影的显示方法，该显示方法包括步骤：布设投影显示幕，接收图像信号，显示效果呈现。具体是在显示阵列的前部微距布设一个与所述显示阵列的形状相适配的投影显示幕，所述投影显示幕设置有与每一个所述像素光源相对应的投影显示格；所述显示阵列接收电子图像信号并对应点亮每一个所述像素光源而发出光线，所述光线对应投射到所述投影显示格内，进行光学处理后透射出去，在所述投影显示幕上得到所需的图像显示效果。

以上所述仅为本发明的几种实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (5)

1.一种基于像素光源微阵列投影的显示方法，所述像素光源相邻等间隔布设而成显示阵列，其特征在于，

布设投影显示幕，在所述显示阵列的前部微距布设一个与所述显示阵列的形状相适配的投影显示幕，所述投影显示幕设置有与每一个所述像素光源相对应的投影显示格；

接收图像信号，所述显示阵列接收电子图像信号并对应点亮每一个所述像素光源而发出光线，所述光线对应投射到所述投影显示格内；

显示效果呈现，所述光线在所述投影显示格进行光学处理后透射出去，在所述投影显示幕上得到所需的图像显示效果。

2.根据权利要求1所述的基于像素光源微阵列投影的显示方法，其特征在于，所述光学处理包括聚光处理，所述投影显示格包括透射层，所述透射层设置有透射面，所述聚光处理是所述像素光源以点光源的形式发出光线投射到所述透射面后以面光源的形式从所述投影显示幕投射出光线。

3.根据权利要求2所述的基于像素光源微阵列投影的显示方法，其特征在于，所述光学处理包括偏振处理，所述投影显示幕还包括设置在所述透射层外侧的偏振层，所述偏振处理是所述偏振层改变从所述透射层透射出来的光线的偏振方向；所述显示阵列的每一行的所述像素光源对应的所述偏振层的偏振方向相同，而所述显示阵列的相邻行对应的所述偏振层的偏振方向相反；或者，所述显示阵列的每一列的所述像素光源对应的所述偏振层的偏振方向相同，而所述显示阵列的相邻列对应的所述偏振层的偏振方向相反；或者，所述显示阵列的每一行中相邻所述像素光源对应的所述偏振层的偏振方向相反，同时所述显示阵列的每一列中相邻所述像素光源对应的所述偏振层的偏振方向也相反。

4.根据权利要求3所述的基于像素光源微阵列投影的显示方法，其特征在于，所述光学处理包括滤光处理，所述投影显示幕还包括设置在所述偏振层外侧的滤光层，所述滤光处理是当从所述偏振层透射出来的光线通过所述滤光层时，所述滤光层减弱其中的有害光成分。

5.根据权利要求4所述的基于像素光源微阵列投影的显示方法，其特征在于，所述显示阵列的所述像素光源的发光亮度由人工调整，或者对外界光线亮度感应后自适应调整所述述像素光源的发光亮度。