CN101546500B - 发光二极管立体显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种发光二极管立体显示装置，用以显示立体图像，其包括：一个基板，多个像素以及一个柱状透镜阵列。该多个像素设置在该基板上，每一个像素包括多个不同色光发光二极管；该多个像素组成沿一第一方向交替排列的多个奇数列像素区和多个偶数列像素区；该柱状透镜阵列与该基板相对设置且与该多个像素相邻，其包括多个沿该第一方向排列的柱状透镜，每一个柱状透镜包括一个远离该多个像素的凸柱面，且每一个该柱状透镜对应一个奇数列像素区及与该奇数列像素区相邻的一个偶数列像素区。

Description

发光二极管立体显示装置

技术领域

本发明涉及一种信息显示装置，尤其是一种发光二极管立体显示装置。

背景技术

现有的立体显示装置所采用的立体显示技术一般为眼镜式立体技术和裸眼式立体显示技术。眼镜式立体技术的原理是在戴眼镜的镜片上使用快门式相互交替技术，或者使用不同偏极方向的光学镜片，使得左右眼在同一时间所获取的影像不同，从而产生立体的感觉。而裸眼式立体显示技术的原理是利用显示屏中的光闸(light valve)的打开和关闭，而使得左右眼在同一时间所获取的影像不同，从而产生立体的感觉。在此，一种新型的立体显示装置可参阅Chiodo，J.D.等人在2000年Electronics and the Environment，2000.ISEE 2000.Proceedings of the 2000 IEEE International Symposium on上发表的论文IsolatingLCD’S at end-of-life using active disassembly technology：a feasibility study。

现有的这两种立体显示技术分别需增加眼镜、偏极片或者光闸等元件，制作工艺难且成本高。同时，由于眼镜式立体技术所产生的立体效果不佳，一般选用裸眼式立体技术，但裸眼式立体显示技术一般需使用液晶显示屏，而液晶材料在控制时要达到稳态则需要一定的时间，所以其开关频率有其上限，无法实现较高频率的开关操作。

发明内容

有鉴于此，提供一种能够进行较高频率开关操作的立体显示装置实为必要。

下面将以实施例说明一种能够进行较高频率开关操作的发光二极管立体显示装置。

一种发光二极管立体显示装置，用以显示立体图像，其包括：一个基板，多个像素以及一个柱状透镜阵列。该多个像素设置在该基板上，每一像素包含多个不同色光发光二极管；该多个像素组成沿一第一方向交替排列的多个奇数列像素区和多个偶数列像素区；该柱状透镜阵列与该基板相对设置且与该多个像素相邻，其包括多个沿该第一方向排列的柱状透镜，每一柱状透镜包括一个远离该多个像素的凸柱面，且每一个该柱状透镜对应一个奇数列像素区及与该奇数列像素区相邻的一个偶数列像素区。

与现有技术相比，该发光二极管立体显示装置中的奇数列像素区与偶数列像素区发出的光线经由柱状透镜阵列中的柱状透镜的凸柱面折射后从不同的方向出射，观察者左右眼所获取的视觉影像不同，从而产生立体画面的感觉。因此，本发明实施例提供的发光二极管立体显示装置无需增加眼镜、偏极片或者光闸等元件，结构简单，且发光二极管能够快速反应，其从驱动到稳态所需时间很短，所以能够很好的实现较高频率的开关操作。

附图说明

图1是本发明第一实施例提供的发光二极管立体显示装置的结构示意图；

图2是图1中沿II-II线的剖面示意图；

图3是图1中每个像素所包含的多个不同色光发光二极管呈行列式排布的示意图；

图4是图1中每个像素所包含的多个不同色光发光二极管呈金字塔形排布的示意图；

图5是图1中的柱状透镜的成像原理示意图；

图6是本发明第二实施例提供的发光二极管立体显示装置的奇数列像素区与偶数列素区交替点亮且不存在延迟时间的信号时序图；

图7是本发明第二实施例提供的发光二极管立体显示装置的奇数列像素区与偶数列素区交替点亮且存在延迟时间的信号时序图；

图8是本发明第三实施例提供的发光二极管立体显示装置的柱状透镜成像原理示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明实施例作进一步的详细说明。

请参阅图1至图5，本发明第一实施例提供的发光二极管立体显示装置10，其包括一个基板11、多个像素12以及一个柱状透镜阵列13。

该多个像素12设置在该基板11上，该多个像素12组成沿A方向交替排布的多个奇数列像素区12a和多个偶数列像素区12b。每一个奇数列像素区12a及偶数列像素区12b分别包括多个排列成一个列的像素12。每一个像素12包含多个不同色光发光二极管，例如一个红色发光二极管121、一个蓝色发光二极管123和一个绿色发光二极管122。该红色、蓝色及绿色发光二极管121、122及123呈一规则排布方式，例如三角形排布(如图1所示)，或行列式排布(如图3所示)。当然，每一个像素12中的发光二极管的数量则可视实际需要而定。

需指明的是，每一个像素12也可包含多个红色发光二极管121、多个蓝色发光二极管123和多个绿色发光二极管122。也就是说，每一个像素12中的同色光发光二极管并不限于一个，而可为多个。对于该种设置之像素，其所包含的多个发光二极管也为一规则排布方式，例如，金字塔形排布(如图4所示)，或者其它合适的排布方式例如行列式排布。

该柱状透镜阵列13与该基板11相对设置且与该多个像素12相邻。该柱状透镜阵列13包括多个相互平行设置且沿A方向排列的柱状透镜131，该多个柱状透镜131分别沿不同于A方向的另一方向延伸。本实施例中，该多个柱状透镜131分别为平凸柱状透镜，每一柱状透镜131分别包括一个邻近多个像素12的平面及一个远离该多个像素12的凸柱面131a，且每个柱状透镜131对应一个奇数列像素区12a及一个与该奇数列像素区12a相邻的偶数列像素区12b。

进一步的，发光二极管立体显示装置10还包括一个控制电路(图中未显示)，该控制电路用以控制奇数列像素区12a及偶数列像素区12b所包括的多个像素12之点亮及熄灭状态，从而实现图像显示。该控制电路可设置在该基板11上。

请参阅图5，当经由该控制电路之控制驱动一个柱状透镜131所对应的奇数列像素区12a及偶数列像素区12b所包含之多个像素中之与所欲显示之图像对应的像素同时点亮，且观察者位于该柱状透镜131的前方时，该奇数列像素区12a和偶数列像素区12b所发出的光线在该柱状透镜131的凸柱面131a发生折射后分别沿不同的方向射出。由于观察者的左右眼之间存在一定的间距，因此左眼可接收到该偶数列像素区12b所投射出来的影像画面；同时，右眼可接收到该奇数列像素区12a所投射出来的影像画面。在同一时间，观察者的大脑将该左右眼所获得的不同的影像画面整合，即可产生立体画面的感觉。

参见图6及图7，本发明第二实施例提供的发光二极管立体显示装置与第一实施例的结构基本相同，区别在于，本发明第二实施例是采用时序控制使该观察者的视觉影像产生差异，进一步加强立体的视觉效果。

具体的，该奇数列像素区12a所包含的多个像素与该偶数列像素区12b所包含的多个像素是经由控制电路之控制而交替点亮。也即，当该奇数列像素区12a所包含的多个像素中之与所欲显示之图像对应的像素点亮，则该偶数列像素区12b所包含的多个像素处于熄灭状态；反之，当该奇数列像素区12a所包含的多个像素处于熄灭状态，则该偶数列像素区12b所包含的多个像素中之与所欲显示之图像对应的像素点亮。

如图6所示，当该奇数列像素区12a与该偶数列像素区12b所包含的多个像素交替点亮且不存在延迟时间，即在任何一个时间，仅有该奇数列像素区12a或者该偶数列像素区12b所包含的多个像素中之与所欲显示之图像对应的像素处于点亮状态。因此，该观察者只有左眼(或者右眼)能够接受到该偶数列像素区12b(或者该奇数列像素区12a)所投射出来的影像画面，而另一只眼睛则不会获取到影像画面。然而，由于该奇数列像素区12a所包含的多个像素中之与所欲显示之图像对应的像素的点亮持续时间t1与该偶数列像素区12b所包含的多个像素中之与所欲显示之图像对应的像素的点亮持续时间t2均小于视觉的暂留时间，由于视觉暂留现象，在同一时间内观察者的左右眼仍能够感受到不同的影像画面，进而可产生立体的视觉效果。

如图7所示，当交替点亮存在一个延迟时间Δt，即在某个时刻，该奇数列像素区12a与该偶数列像素区12b会均处于熄灭状态；因此该偶数列像素区12b与该奇数列像素区12a所投射出来的影像画面为不连续的。但在该奇数列像素区12a所包含的多个像素中之与所欲显示之图像对应的像素的点亮持续时间t1与该偶数列像素区12b所包含的多个像素中之与所欲显示之图像对应的像素的点亮持续时间t2均小于视觉的暂留时间，且该延迟时间Δt小于视觉的暂留时间之情形下，由于视觉暂留现象，观察者左右眼所接收到的影像画面仍然是连续的。同理，观察者的大脑将该左右眼所获得的不同的影像画面整合，即可产生立体画面的感觉。

参见图8，本发明第三实施例提供的发光二极管立体显示装置与第一实施例的结构基本相同，不同之处在于：每一个柱状透镜131对应六个像素列A、B、C、D、E和F，其中像素列A、B和C构成一个奇数列像素区12a，像素列D、E和F为一个偶数列像素区12b。

(1)当该奇数列像素区12a与该偶数列像素区12b分别所包含的多个像素中之与所欲显示之图像对应的像素同时点亮，位于图9的该柱状透镜131的前方之观察者之左眼所接收到的是该偶数列像素区12b投射出来的影像画面，其右眼所接收到的是该奇数列像素区12a投射出来的影像画面。在同一时间，观察者的大脑将该左右眼所获得的不同的影像画面整合，即可产生立体画面的感觉。

(2)当该奇数列像素区12a与该偶数列像素区12b分别所包含的多个像素交替点亮且不存在延迟时间，即在任何一个时间，该奇数列像素区12a中至少有一像素列所包含的多个像素中之与所欲显示之图像对应的像素点亮，或者该偶数列像素区12b中至少有一像素列所包含的多个像素中之与所欲显示之图像对应的像素点亮。即在任何一个时间，该观察者只有左眼(或者右眼)能够接受到该偶数列像素区12b(或者该奇数列像素区12a)中被点亮的像素列投射出来的影像画面，而另一只眼睛则不会获取到影像画面。然而，由于该奇数列像素区12a所包含的多个像素中之与所欲显示之图像对应的像素的点亮持续时间与该偶数列像素区12b所包含的多个像素中之与所欲显示之图像对应的像素的点亮持续时间均小于视觉的暂留时间，由于视觉暂留现象，因此，在同一时间观察者的左右眼仍能够感受到不同的影像画面，进而可产生立体的视觉效果。

(3)当该奇数列像素区12a与该偶数列像素区12b分别所包含的多个像素交替点亮存在一个延迟时间Δt，即在某个时间，该奇数列像素区12a与该偶数列像素区12b所包含的多个像素会处于熄灭状态，因此该偶数列像素区12b中被点亮的像素列或者该奇数列像素区12a中被点亮的像素列所投射出来的影像画面为不连续的。但在该奇数列像素区12a所包含的多个像素中之与所欲显示之图像对应的像素的点亮持续时间与该偶数列像素区12b所包含的多个像素中之与所欲显示之图像对应的像素的点亮持续时间均小于视觉的暂留时间，且该延迟时间Δt小于视觉的暂留时间之情形下，由于视觉暂留现象，因此，观察者左右眼所接收到的影像画面仍为连续的。同理，观察者的大脑将该左右眼所获得的不同的影像画面整合，即可产生立体画面的感觉。

可以理解的是，在本发明的第一、第二及第三实施例中，一个柱状透镜131之奇数列像素区及偶数列像素区分别所对应的像素列并不限于一个或三个，其也可为两个或者三个以上。另外，需要说明的是，本发明实施例所涉及的列像素区也可称之为行像素区，因为“列”与“行”之称谓是相对的。

再者，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术构思做出其它各种对应的改变与变形，如适当变更柱状透镜的结构、发光二极管的个数及/或排布方式，而所有这些改变与变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (7)

1.一种发光二极管立体显示装置，用以显示立体图像，其包括：

一个基板，

多个像素，该多个像素设置在该基板上，每一个像素包括多个不同色光发光二极管；该多个像素组成沿一第一方向交替排列的多个奇数列像素区和多个偶数列像素区；

一个柱状透镜阵列，该柱状透镜阵列与该基板相对设置且与该多个像素相邻，其包括多个沿该第一方向排列的柱状透镜，每一个柱状透镜包括一个远离该多个像素的凸柱面，且每一个该柱状透镜对应一个奇数列像素区及与该奇数列像素区相邻的一个偶数列像素区；以及

一个控制电路，其用以驱动至少一个该柱状透镜对应的该奇数列像素区的与所欲显示之图像对应的像素的发光二极管与该偶数列像素区的与所欲显示之图像对应的像素的发光二极管交替点亮。

2.如权利要求1所述的发光二极管立体显示装置，其特征在于，该奇数列像素区的该与所欲显示之图像对应的像素的发光二极管的点亮持续时间与该偶数列像素区的该与所欲显示之图像对应的像素的发光二极管的点亮持续时间分别小于视觉暂留时间。

3.如权利要求1所述的发光二极管立体显示装置，其特征在于，该交替点亮存在一延迟时间，该延迟时间小于视觉暂留时间。

4.如权利要求1所述的发光二极管立体显示装置，其特征在于，每一个像素的该多个不同色光发光二极管呈三角形排布、金字塔排布或行列式排布。

5.如权利要求1所述的发光二极管立体显示装置，其特征在于，每一个像素的该多个不同色光发光二极管包括至少一个红色发光二极管、至少一个蓝色发光二极管和至少一个绿色发光二极管。

6.如权利要求1所述的发光二极管立体显示装置，其特征在于，该多个柱状透镜分别为平凸柱状透镜，每一个平凸柱状透镜包括一个邻近该多个像素之平面以及一个远离该多个像素的该凸柱面。

7.如权利要求1所述的发光二极管立体显示装置，其特征在于，每一个该奇数列像素区及每一个该偶数列像素区分别包括多个像素列，每一个像素列包括多个像素。

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