一種多視圖led顯示裝置及其系統的製作方法
2023-05-23 14:28:26 1
專利名稱：一種多視圖led顯示裝置及其系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及發光二極體(Light Emitting Diode,LED)顯示技術領域,特別涉及一種可以顯示多視像信號的LED顯示裝置及其系統。
背景技術：
將發光二極體(LED)以橫行縱列的矩陣遍布後，通過驅動每一個LED，可以組成LED顯示裝置，並顯示單一視圖的圖像。其中的每一個LED可以對應單色(黑白)顯示裝置的像素，或者是彩色顯示裝置的子像素。然而，已知的LED顯示裝置並不能顯示多視圖的圖像內容，在不使用可濾光的眼鏡的情況下，無法為觀看者提供三維觀看效果。所述多視圖是指兩個或兩個以上個視圖。顯示多視圖的圖像內容，意味著人的雙眼有可能分別觀看到不同的視圖或者視圖組合，進而獲得所謂裸眼的三維觀看效果。人們已經知道，將已知的二維顯示裝置的像素所發的光引導至特定的、不同的方向，顯示裝置可以顯示多個視圖，進而實現三維觀看效果。然而，使已知的二維顯示裝置的像素具備發射不同方向的光的能力是困難的。通過利用包括透鏡和光柵在內的各種光學引導元件，近年人們開始能夠將液晶顯示面板(LCD panel)中的各個像素的光學輸出引導到不同的方向上，並進而製造出可以顯示多視像信號的具有三維觀看效果的顯示裝置。已知的利用透鏡做為光學引導元件的三維顯示裝置包括東芝公司的型號為55X3000C電視機，已知的利用光柵做為光學引導元件的三維顯示裝置包括任天堂公司的名為3DS的掌上遊戲機。應用於這些三維顯示裝置中的二維顯示裝置都是液晶顯示面板。現有技術中採用的光學引導元件通常具有和液晶顯示面板整體顯示尺寸大體相當的入射面以便充分覆蓋其上的各個像素。光學引導元件還需要與各個像素精確地對準，以保證光學輸出的引導效果。顯然，如果顯示裝置的尺寸型號較多，現有技術是不利的，因為需要為不同的尺寸製作特定的尺寸的光學引導元件。現有技術在製作較大尺寸的顯示裝置時也是不利的。隨著尺寸的增加，製造與裝配這種光學引導元件的難度會成倍增加，直至無法實施。這些都使得現有技術中採用的光學引導元件無法簡單的、直接的適用於LED顯示裝置。因此，有必要LED顯示技術進行創新處理，進而能夠利用LED顯示技術顯示多視像。
發明內容
本發明的實施例提出一種LED顯示裝置和系統，其可以顯示多視像信號。為達到上述目的，本發明的實施例採用如下技術方案一方面，本發明實施例提供了一種LED顯示裝置，包括多個由成橫行縱列矩陣式排布的像素元件以及一一設置於各像素元件上的多個光學引導元件，所述像素元件包括多組第一組像素元件，所述光學引導元件包括與第一組像素元件對應的多組第一組光學引導元件，其中通過第一組光學引導元件將第一組像素元件的每一個像素元件的光學輸出引導至彼此不同的方向上。其中所述第一組像素元件每個像素元件彼此之間橫向分離，所述像素元件還包括多組第二組像素元件，該第二組像素元件的每個像素元件彼此之間橫向分離，該第二組像素元件與第一組像素元件彼此之間縱向分離，所述光學引導元件還包括與第二組像素元件對應的多組第二組光學引導元件，其中通過第二組光學引導元件將第二組像素元件的各像素元件的輸出引導至彼此不同的方向上，並且第二組光學引導元件的引導方向與第一組光學兀件的引導方向不同。其中所述第一組像素元件和第二組像素元件被交替排布於不同的橫行。其中所述第一組光學引導元件的引導方向的數量等於或大於第一組像素元件的像素元件數量的兩倍。其中所述第二組光學引導元件的引導方向的數量等於或大於第二組像素元件的像素元件數量的兩倍。另一方面，本發明實施例提供了一種LED顯示系統，包括內容存儲裝置、內容播放裝置和多視圖LED顯示裝置，所述內容存儲裝置通過數據通訊線路與內容播放裝置連接，其存儲包含有三維信息的圖像內容數據，並通過數據通訊線路向內容播放裝置發送該包含有三維信息的圖像內容數據，所述內容播放裝置通過視頻信號線路與LED顯示裝置連接，其接收並解碼帶有三維信息的圖像內容數據，並向LED顯示裝置發送經過解碼的多視像信號，所述LED顯示裝置包括驅動元件、多個由成橫行縱列矩陣式排布的像素元件以及一一設置於各像素元件上的多個光學引導元件，所述像素元件包括多組第一組像素元件，所述光學引導元件包括與第一組像素元件對應的多組第一組光學引導元件，其中通過第一組光學引導元件將第一組像素元件的每一個像素元件的光學輸出引導至彼此不同的方向上，所述驅動元件接收多視像信號，並根據多視像信號驅動各像素元件。其中所述LED顯示裝置的第一組像素元件每個像素元件彼此之間橫向分離，所述像素元件還包括多組第二組像素元件，該第二組像素元件的每個像素元件彼此之間橫向分離，該第二組像素元件與第一組像素元件彼此之間縱向分離，所述光學引導元件還包括與第二組像素元件對應的多組第二組光學引導元件，其中通過第二組光學引導元件將第二組像素元件的各像素元件的輸出引導至彼此不同的方向上，並且第二組光學引導元件的引導方向與第一組光學元件的引導方向不同。其中所述內容播放裝置發送的多視像信號包括第一組視圖信號和與第一組視圖信號至少部分不同的第二組視圖信號，所述LED顯示裝置的驅動元件根據第一組視圖信號驅動第一組像素元件的部分像素元件並根據第二組視圖信號驅動第一組組像素元件的另一部分像素元件。其中所述內容播放裝置發送的多視像信號進一步包括第三組視圖信號和第四組視圖信號，所述LED顯示裝置的驅動元件根據第三組視圖信號驅動第二組像素元件的部分像素元件並根據第四組視圖信號驅動第二組組像素元件的另一部分像素元件。其中所述LED顯示裝置的第一組像素元件和第二組像素元件被交替排布於不同的橫行，所述第一組光學引導元件的引導方向的數量等於或大於第一組像素元件的像素元件數量的兩倍，所述第二組光學引導元件的引導方向的數量等於或大於第二組像素元件的像素元件數量的兩倍。由上述技術方案所描述的本發明的實施例，通過第一組光學引導元件將第一組像素元件的光學輸出引導至不同的方向上，LED顯示裝置和系統可以顯示多視像信號，以提供三維觀看效果；通過第二組光學引導元件將第二組像素元件的光學輸出進一步引導至不同的方向上，LED顯示裝置和系統可以進一步顯示多視像信號，以提供進一步優化的三維觀看效果。
為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1a是現有技術將不同像素元件的光學輸出引導至不同方向的示意圖。 圖1b是現有技術將同一像素元件的光輸出引導至不同方向的示意圖。圖2a是本發明實施例中LED顯示裝置的示意圖。圖2b是本發明實施例中第一組像素元件的光輸出被引導至不同方向的示意圖。圖3a是本發明實施例中另一 LED顯示裝置的示意圖。圖3b是本發明實施例中第一組像素元件和第二組像素元件的光輸出被引導至不同方向的示意圖。圖4是本發明實施例中的光學引導元件的結構示意圖。圖5是本發明實施例中LED顯示系統的示意圖。
具體實施例方式下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。如圖1a所示，現有技術通過一個折射曲面將多個像素元件la、lb、lc的光學輸出分別引導至不同的方向上。進一步地，如圖1b所示，現有技術通過採用相鄰的兩個折射曲面，將一像素元件11的光學輸出分別引導至不同的方向上。如圖2a所示，本發明的實施例中，LED顯示裝置100包括以橫行縱列矩陣排布的多組第一組像素元件101，其中每組第一組像素元件101包括位於同一橫行的多個第一像素元件IOla和多個第二像素元件101b。像素元件IOlaUOlb彼此相鄰並橫向分離，位於不同橫行的第一組像素元件101彼此縱向分離。該第一組像素元件101的發光部分可以是任意顏色和發光強度的LED或者經過混光的具有多種顏色輸出的LED組合。圖2b是圖2a所示LED顯示裝置100沿縱行方向觀察的剖面圖，並進一步示出圖2a中虛線範圍的細節。於第一組像素元件101上設置第一組光學引導元件102，其中第一組光學引導元件102包括對應設置於第一像素元件IOla的第一光學引導元件102a和對應設置於第二像素元件IOlb的第二光學引導元件102b。其中，第一光學引導元件102a將第一像素元件IOla的光學輸出引導至沿法線對稱夾角為α的兩個方向701、702上，第二光學引導元件102b將第二像素元件IOlb的光學輸出引導至沿法線對稱夾角為β的兩個方向703、704上，其中β不等於α。優選地，本實施例中α = 30度，β = 120度。進一步優選的，每一個像素元件101的光學輸出不被對應設置於同一橫行的相鄰像素元件101的光學引導元件102所引導。本發明的另一個實施例如圖3a所示。LED顯示裝置200包括以橫行縱列矩陣排布的多組第一組像素元件101和多組第二組像素元件111，其中第一組像素元件101和第二組像素元件111交替排布於不同的橫行，位於不同橫行的第一組像素元件101和第二組像素元件111彼此縱向分離。其中每組第二組像素元件111包括位於同一橫行的、彼此相鄰並橫向分離的多個第三像素元件Illa和多個第四像素元件111b。該第二組像素元件111的發光部分與第一組像素兀件101的發光部分本質上是相同的。圖3b是圖3a所示LED顯示裝置200沿縱行方向觀察的剖面圖，並進一步示出圖3a中虛線範圍的細節。於第二組像素元件111上設置第二組光學引導元件112，其中第二組光學引導元件112包括對應設置於第三像素元件IOla的第三光學引導元件102a和對應 設置於第四像素元件IOlb的第四光學引導元件102b。其中，第三光學引導元件112a將第三像素元件Illa的光學輸出引導至沿法線對稱夾角為Y的兩個方向705、706上，第四光學引導元件112b將第四像素元件Illb的光學輸出引導至沿法線對稱夾角為δ的兩個方向707、708上，其中Y和δ彼此不相等，也分別不等於α或β。優選地，本實施例中Y=60度，δ =90度。進一步優選的，每一個像素元件101、111的光學輸出不被對應設置於同一橫行的相鄰像素元件101、111的光學引導元件102所引導。第一組像素元件101a、IOlb的光學輸出通過第一組光學引導元件102a、102b所引導至虛線所示的方向以供對比參考。圖4示出了本發明實施例中第二光學引導元件102b，其包括大體上呈方形的不透明基體800，並列排布的第一導光槽801和第二導光槽802。其中第一導光槽801和第二導光槽802之間的距離為W。在第二光學引導元件102b與第二像素元件IOlb相對位置固定的情況下，w的值與β的值直接相關。本發明實施例中的第一光學引導元件102a、第三光學引導元件112a及第四光學引導元件112b與第二光學引導元件102b的構成大體相當，只是w的取值不同。如圖5所示，一 LED顯示系統，包括內容存儲裝置300、內容播放裝置400以及至少一個多視圖LED顯示裝置500。所述內容存儲裝置300通過數據通訊線路601與內容播放裝置400連接，該內容存儲裝置300存儲包含有三維信息的圖像內容數據，並通過數據通訊線路601向內容播放裝置400發送該包含有三維信息的圖像內容數據。所述內容播放裝置400通過視頻信號線路602與至少一個多視圖LED顯示裝置500連接，其接收並解碼帶有三維信息的圖像內容數據，並向多視圖LED顯示裝置500發送經過解碼的多視像信號。所述內容播放裝置400發送的多視像信號包括第一組視圖信號和與第一組視圖信號至少部分不同的第二組視圖信號，所述多視圖LED顯示裝置500的驅動元件501根據第一組視圖信號驅動第一組像素元件101的部分像素元件IOla並根據第二組視圖信號驅動第一組像素元件101的另一部分像素元件101b。如果多視圖LED顯示裝置500進一步包括第二組像素元件111，那麼內容播放裝置400進一步發送第三組視圖信號和第四組視圖信號，其中多視圖LED顯示裝置500的驅動元件501根據第三組視圖信號驅動第二組像素元件的部分像素元件Illa並根據第四組視圖信號驅動第二組像素元件111的另一部分像素元件111b。由此，前述LED顯示裝置和系統利用一組或多組光學引導元件，將多組LED像素元件的光學輸出弓I導至從不同的方向，進而使LED顯示裝置和系統能夠顯示多視圖的圖像信號，並使觀看者獲得三維觀看效果。以上所述，僅為本發明的具體實施方式
，但本發明的保護範圍並不局限於此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術範圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護範圍之內。因此，本發明的保護範圍應該以權利要求的保護範圍為準。
權利要求
1.一種LED顯示裝置，包括多個由成橫行縱列矩陣式排布的像素元件以及對應設置於各像素元件上的多個光學引導元件，其特徵在於，所述像素元件包括多組第一組像素元件，所述光學引導元件包括與第一組像素元件對應的多組第一組光學引導元件，其中通過第一組光學引導元件將第一組像素元件的每一個像素元件的光學輸出引導至彼此不同的方向上。
2.如權利要求1所述的LED顯示裝置，其特徵在於，所述第一組像素元件的每個像素元件彼此之間相鄰並橫向分離，所述像素元件還包括多組第二組像素元件，該第二組像素元件的每個像素元件彼此之間相鄰並橫向分離，該第二組像素元件與第一組像素元件彼此之間相鄰並縱向分離，所述光學引導元件還包括與第二組像素元件對應的多組第二組光學引導元件，其中通過第二組光學引導元件將第二組像素元件的各像素元件的輸出引導至彼此不同的方向上，並且第二組光學引導元件的引導方向與第一組光學元件的引導方向不同。
3.如權利要求2所述的LED顯示裝置，其特徵在於，所述第一組像素元件和第二組像素兀件交替排布於不同的橫行。
4.如權利要求1所述的LED顯示裝置，其特徵在於，所述第一組光學引導元件的引導方向的數量等於或大於第一組像素元件的像素元件數量的兩倍。
5.如權利要求3所述的LED顯示裝置，其特徵在於，所述第一組光學引導元件的引導方向的數量等於或大於第一組像素元件的像素元件數量的兩倍，第二組光學引導元件的引導方向的數量等於或大於第二組像素元件的像素元件數量的兩倍。
6.一種LED顯示系統，包括內容存儲裝置、內容播放裝置和多視圖LED顯示裝置，其特徵在於 所述內容存儲裝置通過數據通訊線路與內容播放裝置連接，其存儲包含有三維信息的圖像內容數據，並通過數據通訊線路向內容播放裝置發送該包含有三維信息的圖像內容數據； 所述內容播放裝置通過視頻信號線路與LED顯示裝置連接，其接收並解碼帶有三維信息的圖像內容數據，並向LED顯示裝置發送經過解碼的多視像信號； 所述LED顯示裝置包括驅動元件、多個由成橫行縱列矩陣式排布的像素元件以及一一設置於各像素元件上的多個光學引導元件，所述像素元件包括多組第一組像素元件，所述光學引導元件包括與第一組像素元件對應的多組第一組光學引導元件，其中通過第一組光學引導元件將第一組像素元件的每一個像素元件的光學輸出引導至彼此不同的方向上，所述驅動元件接收多視像信號，並根據多視像信號驅動各像素元件。
7.如權利要求6所述的LED顯示系統，其特徵在於，所述LED顯示裝置的第一組像素元件每個像素元件彼此之間橫向分離，所述像素元件還包括多組第二組像素元件，該第二組像素元件的每個像素元件彼此之間橫向分離，該第二組像素元件與第一組像素元件彼此之間縱向分離，所述光學引導元件還包括與第二組像素元件對應的多組第二組光學引導元件，其中通過第二組光學引導元件將第二組像素元件的各像素元件的輸出引導至彼此不同的方向上，並且第二組光學引導元件的引導方向與第一組光學元件的引導方向不同。
8.如權利要求7所述的LED顯示系統，其特徵在於，所述內容播放裝置發送的多視像信號包括第一組視圖信號和與第一組視圖信號至少部分不同的第二組視圖信號，所述LED顯示裝置的驅動元件根據第一組視圖信號驅動第一組像素元件的部分像素元件並根據第二組視圖信號驅動第一組組像素元件的另一部分像素元件。
9.如權利要求8所述的LED顯示系統，其特徵在於，所述內容播放裝置發送的多視像信號進一步包括第三組視圖信號和第四組視圖信號，所述LED顯示裝置的驅動元件根據第三組視圖信號驅動第二組像素元件的部分像素元件並根據第四組視圖信號驅動第二組組像素元件的另一部分像素元件。
10.如權利要求6所述的LED顯示系統，其特徵在於，所述LED顯示裝置的第一組像素元件和第二組像素元件被交替排布於不同的橫行，所述第一組光學引導元件的引導方向的數量等於或大於第一組像素元件的像素元件數量的兩倍，所述第二組光學引導元件的引導方向的數量等於或大於第二組像素元件的像素元件數量的兩倍。
全文摘要
本發明提出了一種多視圖LED顯示裝置，其包括多個成橫行縱列矩陣式排布的LED像素元件以及一一設置於各像素元件上的多個光學引導元件，其特徵在於，所述像素元件包括多組像素元件，所述光學引導元件包括與像素元件對應的多組光學引導元件，其中通過光學引導元件將像素元件的每一個像素元件的光學輸出引導至彼此不同的方向上。本發明還公開了一種多視圖LED顯示系統。實施本發明的多視圖LED顯示裝置和系統，可以顯示多視圖的圖像信號，並提供三維觀看效果。
文檔編號G09F9/33GK103021292SQ20131001313
公開日2013年4月3日 申請日期2013年1月11日 優先權日2013年1月11日
發明者楊亞軍 申請人:深圳市維尚視界立體顯示技術有限公司