CN100541563C - 显示系统覆层 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于覆盖具有多个像素(12)构成的像素阵列的可视显示装置(10)的组件(16)，该组件(16)包括：带反射壁并在各端部具有开口的多个单元(18)构成的单元阵列。透明覆板(20)与单元(18)在单元阵列的一侧的开口端部相邻设置。单元阵列被形成为特定维度的，以使应用时各单元(18)与可视显示装置(10)的一个像素(12)对齐，其中，所述组件还包括用于产生承重部件的底板，使得所述组件足以承重而形成基板或壁结构的一部分。这样，可以提供光学性能优异的大的可视显示系统，其既可在室内使用又可在室外使用，并且能够承重并形成结构部件。

Description

显示系统覆层
技术领域
本发明涉及一种用于覆盖可视显示系统的组件，该组件改进了系统的光学和物理性能。
背景技术
已知提供了一种由像素阵列构成的可视显示器，其中每个像素由一光源(如LED或光纤的端面)生成。这样的可视显示器可用于信息标志、广告、电视画面转播、艺术装设等等。然而，这种显示器存在多个缺点。为看到比较连贯且清晰的图像，可以观看画面的角度和可以观看画面的距离相对受限。即使在优选范围内观看时的光学性能和清晰度也不是特别好，因为图像往往呈现为黑色背景上的色点。为在户外使用，还需要很大花费对这种可视显示器进行额外的修改，以使它们不受天气影响；并且这种系统具有受限的承重能力，而不能用做结构部件。
还已知的是使用由厚玻璃板覆盖的CRT、等离子、或LCD屏的阵列来制造大显示器。然而，尺寸仍然受限，所产生的总体图像因针对单个TV屏的相对较厚的边沿而被中断了。
发明内容
本发明提供了一种用于覆盖具有多个像素构成的像素阵列的可视显示装置的组件，该组件包括：带反射壁并在各端部具有开口的多个单元构成的单元阵列；和透明覆板，与单元在单元阵列的一侧的开口端部相邻，其中，单元阵列被形成为特定维度，以使应用时各单元与可视显示装置的一个像素对齐，其中，所述组件还包括用于产生承重部件的底板，使得所述组件足以承重而形成基板或壁结构的一部分。
优选地，单元是邻接的，并且可以采用开口端部管的形式。在一优选实施例中，单元由相邻六边形单元的蜂窝状网格形成。另选地，单元可以由具有大体方形孔的网格形成。在又一另选例中，各单元可以包括一抛物面反射镜，该抛物面反射镜在底部中央处具有开口以与可视显示装置的像素对齐。在又一另选例中，每个单元可以包括一光导。
单元的壁可以设有表面处理部以增加反射率。
另外，在每个单元中还可以设置透镜以基本上捕获所有来自像素的光。
覆板优选地包括玻璃或塑料。组件还可以包括用于产生承重结构的底板，并且可以提供防风雨能力以保护可视显示装置。
为了改进光学性能，覆板可被模制为形成与单元阵列的各单元对齐的透镜。覆板还可以设有表面处理部以改进光学特性。
改进光学性能的进一步的选择是在单元阵列与覆板之间包括透镜装置，该透镜装置与单元的壁对齐，以使得可在相邻单元之间漫射光。透镜装置可以采用在单元与覆板之间使用的粘合剂的形式。
本发明还提供了一种可视显示系统，该可视显示系统包括如上所述的组件，该组件被固定至具有像素阵列的可视显示装置，以将单元阵列夹在覆板与可视显示装置之间。
在另一方面中，本发明提供了一种数字可视显示系统，该数字可视显示系统包括排列成多行的多个离散光源，其中，各行中的光源相对于相邻行中的光源是偏置的。
附图说明
下面参照附图仅通过举例来详细说明本发明，其中：
图1是沿图2中的A-A线所截取的与可视显示装置相结合的本发明第一实施例的一部分的示意横截面图；
图2是图1中所示第一实施例的一部分的示意平面图；
图3是本发明第二实施例的一部分的示意平面图；
图4是本发明第三实施例的一部分的示意平面图；
图5是本发明第五实施例的一部分的示意平面图；
图6是横贯本发明第五实施例的一部分的示意横截面视图；以及
图7是本发明的适用于所有实施例的延伸特征的示意横截面视图。
具体实施方式
图1是横贯与可视显示装置相结合的本发明第一实施例的横截面图。可视显示装置(10)是点阵(或数位)型的，它包括由多个像素(12)构成的像素阵列，每个像素(12)由一光源(如LED或光纤的端部)形成。本领域中公知的是，像素(12)安装在底座部件(14)上。
本发明的组件(16)包括由与透明覆板(20)相邻的多个单元(18)构成的单元阵列。单元(18)的壁(22)由产生邻接六边形单元的蜂窝状网格形成，如在图2的平面图中所最佳看到的。从而单元18在各端部开口。蜂窝状网格典型地是由诸如铝的材料制成的，从而使单元(18)的壁(22)反光。
单元(18)的阵列被形成为特定维度的，以使可按将每个像素(12)与一个单元(18)的中心对准的方式将组件装配在可视显示装置(10)上方。从而，来自每个像素(12)的光透过单元(18)，并可被观察者(24)通过透明的顶板(20)看到。单元(18)的壁(22)的反射有助于最佳化通过单元(18)传输的光量，从而增强观察者(24)所看图像的亮度。壁(22)可以具有表面处理部以提高其反射率。另外，透镜(未示出)可被装入每个单元(18)中，以基本上捕获来自每个像素(12)的所有光。
与可视显示装置(10)结合使用本发明的组件(16)提供了许多优点。首先，在光学性能上，各单元(18)内的内反射意味着单元(18)充满了光。这又意味着观察者(24)看到的图像由紧密的色块而非黑色背景上的色点构成。
另外，视角和视距范围也增加了。从而，观察者可以从更大的角度范围和更大的距离范围观看显示器，并且仍看到连贯且清晰的图像。
进一部的优点是，顶板(20)可以设计成当与底部带孔板相结合时对整个显示单元提供结构性能，即，它可以是承重部件，允许使用单元来创建或形成基板或壁结构的一部分。
顶板(20)还可以提供防风雨的功能，使得显示系统可以在外面使用，而无需对可视显示装置(10)本身进行进一步的修改。
通过表面处理还可使顶板(20)适于进一步增强光学性能，并且/或者可以将其模制为形成与阵列中的每个单元(18)对齐的透镜(未示出)，以提高光输出。
单元(18)不必是如图1和2中所示的蜂窝状结构的六边形单元。单元(18)也可以由如图3所示集束在一起的柱形管(26)形成。另选地，可以如图4所示使用带有大体方形孔的网格(28)。另一种排列是如图5所示的等边三角形阵列。另一种选择是每个单元(18)采用如图6所示的抛物面反射镜的形式，在每个抛物面反射镜的底部中央处具有开口以容纳像素(12)。
在某些情况下，希望在相邻像素间具有一些光的漫射。这使得能够改进具有光滑边沿形式或柔和色彩过渡的图像呈现。为了允许在相邻像素间具有一些漫射，一个选择是在单元(18)的壁(22)的顶部提供在壁(22)与覆板(20)之间延伸的透镜(30)的构成。这在图7中进行了例示。该透镜网络可以被创建为要包括在组件中的独立部分，或者可以通过使用液体粘合剂来形成，所述液体粘合剂在单元(18)与覆板(20)之间设置了透光泡。这种布置可以并入任一上述实施例中。
进一步可能的是，将每个单元(18)形成为在各端部处为平面的光导，如实心的玻璃或塑料元件，所述平面基本上使所有入射光无反射地透过，构成了单元的“开口端部”。然而，光导的与这些端面接合的侧壁提供大体的全内反射，以使所有进入光导的光通过光导传播并从相对的端面射出。
应该清楚，单元(18)的这些示例不是穷举性的，还存在其它可能性。
如上所述，像素(12)的排列以及上覆的单元(18)的形状和排列可以采取各种形式。具体来说，像素(12)可以排列成如图4和5中所示的方形网格，其中，像素排成多行，各行中的像素与相邻行中的像素对齐。另选地，像素(12)可以呈偏置排列，各行中的像素相对于各相邻行中的像素偏置，如图2和3中所示。在一些应用中，这种偏置排列是优选的，因为各像素(12)具有更多的等距相邻像素(12)。在图2和3的排列中，各像素(12)与6个像素(12)等距。然而，对于图4和5的排列，各像素(12)仅具有4个与其最靠近的等距相邻像素。这种偏置排列使得每个像素具有更多的等距相邻像素，从而允许改进图像到显示器上的映射，这就产生了对于观察者具有更有效的分辨率的图像。
因此，本发明使得可以提供光学性能更优异的大的可视显示系统，其在室内和室外都可使用，并且能够承重并形成结构部件。应该清楚，在不脱离权利要求中所述的发明范围的情况下，可以对在此描述的精确细节进行很多变型和修改。

Claims (16)

1、一种用于覆盖具有多个像素构成的像素阵列的可视显示装置的组件，该组件包括：带反射壁并在各端部具有开口的多个单元构成的单元阵列；和透明覆板，与单元在单元阵列的一侧的开口端部相邻，
其中，单元阵列被形成为特定维度的，以使应用时各单元与可视显示装置的一个像素对齐，
其中，所述组件还包括用于产生承重部件的底板，使得所述组件足以承重而形成基板或壁结构的一部分。
2、根据权利要求1所述的组件，其中，所述多个单元是邻接的。
3、根据权利要求1或权利要求2所述的组件，其中，每个单元包括在各端部处开口的管。
4、根据权利要求1所述的组件，其中，单元阵列包括产生相邻六边形单元的蜂窝状网格。
5、根据权利要求1所述的组件，其中，单元阵列包括带有大体方形孔的网格。
6、根据权利要求1所述的组件，其中，每个单元包括一抛物面反射镜，该抛物面反射镜在底部中央处具有开口以与像素对齐。
7、根据权利要求1所述的组件，其中，每个单元包括一光导。
8、根据权利要求1所述的组件，其中，单元的壁设有表面处理部以增加其反射率。
9、根据权利要求1所述的组件，该组件还包括位于每个单元中的透镜。
10、根据权利要求1所述的组件，其中，覆板包括玻璃或塑料。
11、根据权利要求1所述的组件，其中，覆板为可视显示装置提供防风雨功能。
12、根据权利要求1所述的组件，其中，覆板被成形为，形成与单元阵列的各单元对齐的透镜。
13、根据权利要求1所述的组件，其中，覆板设有表面处理部以改进光学性能。
14、根据权利要求1所述的组件，该组件还包括置于单元阵列与覆板之间的透镜装置，其与单元的壁对齐，可在相邻单元之间漫射光。
15、根据权利要求14所述的组件，其中，透镜装置是由单元与覆板之间的粘合剂设置的。
16、一种可视显示系统，该可视显示系统包括如任一前述权利要求所述的组件，该组件被固定至具有像素阵列的可视显示装置，以将单元阵列夹在覆板与可视显示装置之间。
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