CN102193301B - 显示方法及显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种显示方法及显示装置，其中方法包括：设置有光波长转换层的显示屏接收至少一投影装置投射的携带有图像信息的激发光；激发光携带的图像的每一投影像素与光波长转换层上、按预定规则排列的一系列重复单元中每一单位光波长转换材料对应；激发光激发所述重复单元中对应的光波长转换材料，产生受激发光，在显示屏的显示区域基于各重复单元及其所构成的阵列再现图像。本发明基于投影光源的调控，可提高屏幕显示亮度、消除图像拼缝，而且原理简单，成本低，易于实现。
Description
技术领域
本发明涉及图像显示技术领域，尤其涉及一种以光源激发光波长转换材料来产生图像和/或实现图像拼接的大屏幕的图像显示方法及显示装置。
背景技术
随着监控和户外显示市场的日益扩大，用以实现大屏幕显示的拼墙技术也日益发展和完善。
当前拼墙技术中主要采取的解决方案包括液晶拼墙和背投拼墙两种方案，分别将多个(例如但不限于2×2个)液晶电视或多个背投影显示单元排列在一起，共组成一个用来显示一幅图像或连续图像的大屏幕。其中，液晶拼墙的主要问题是各液晶电视之间存在不可消除的拼缝，目前主流产品的拼缝一般有5～7毫米宽。当其用于监控时，则有可能导致在拼缝处遗漏掉一些关键的监视信息，比如车辆牌照、人脸等。背投拼墙的拼接缝最好可以缩小到1毫米，但仍然不能完全消除拼缝，且在屏幕拼接处很难实现亮度和颜色的连续变化，也就是在拼缝两侧具有亮度和/或颜色的突变，会导致视觉效果变差。
现有的等离子显示屏也有采用以下办法来消除拼缝，其以牺牲部分发光面积为代价，人为增加相邻像素之间像素间隙的宽度，使之与等离子显示屏之间拼接缝的宽度接近，来使拼接的等离子显示屏幕的图像具有均匀的显示画面效果，从而消除图像的画框感来达到大屏幕的无缝感拼接。该方案的不足之处在于没有从本质上解决拼接缝遗漏信息的问题，并且牺牲了部分发光面积，同时不利于近处观看图像。
造成上述现有技术不足之处存在的主要原因在于大屏幕结构及其显示原理。对于投影机而言，来自前端的图像需要经过屏幕的散射和重新定向才可以被人眼所观看。为此，投影机屏幕中必须包含一块用来实现散射和重新定向的菲涅尔透镜。菲涅尔透镜具有同心状螺纹，投影光源的发光光轴必须与该同心状螺纹的圆心相对应，因此一块屏幕只能对应于一台投影光源。但一台投影机的亮度有限，无疑使投影机屏幕尺寸不能太大。因此要实现大屏幕，就必须使用屏幕拼接技术和高亮度投影光源。从原理上说投影在屏幕上的亮度具有中心最亮、四角最暗的分布特征，因此使用屏幕拼接时难以控制拼缝处的亮度一致性，直接导致了拼缝处出现亮度突变。
同时，现有技术大屏幕还具有诸如结构复杂、技术难度高、售价高昂，且光透过率只有约60％之类的不足。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种显示方法及显示装置，旨在解决屏幕拼接处难以避免的亮度或颜色不均匀问题。
为了达到上述目的，本发明提出一种显示方法，包括以下步骤：
设置有光波长转换层的显示屏接收至少一投影装置投射的携带有图像信息的激发光；所述激发光携带的图像的每一投影像素与所述光波长转换层上、按预定规则排列的一系列重复单元中每一单位光波长转换材料对应；
所述激发光激发所述重复单元中对应的光波长转换材料，产生受激发光，在显示屏的显示区域基于各重复单元及其所构成的阵列再现图像。
优选地，还包括：通过所述投影装置与显示屏的光路之间的第一滤光片透射投影装置发出的激发光及反射来自所述光波长转换层的受激发光；和/或通过显示屏相对于所述第一滤光片的另一侧的第二滤光片反射源自于投影装置的激发光及透射来自所述光波长转换层的受激发光。
优选地，还包括：通过所述投影装置与光波长转换层光路之间的微透镜阵列中的每一微透镜分别对应并汇聚入射光线往光波长转换材料的至少一个最小分布单元，同时利用涂敷或粘贴在所述微透镜阵列面向光波长转换材料层一侧的光反射材料或反射膜反射来自所述光波长转换层的受激发光。
优选地，还包括：通过所述投影装置与光波长转换层光路之间的光阑汇聚入射光线往光波长转换材料的至少一个最小分布单元，同时利用所述光阑面向光波长转换层一侧的反光面反射来自所述光波长转换层的受激发光。
优选地，所述激发光携带的图像的每一投影像素的亮度信息通过所述投影装置中的光阀控制，用以确定所述重复单元中对应的光波长转换材料的受激发光的亮度。
优选地，所述投影装置具有两个或两个以上时，各投影装置的激发光分别投射到所述显示屏的同一显示区域；或者各投影装置的激发光分别投射到所述显示屏的一局部，在各局部上再现的图像被拼接或叠拼成一幅图像。
优选地，至少一所述投影装置在所述显示屏上的投射区域的边缘呈曲线；所述边缘为单独点亮该投影装置且仅提供均匀亮度的图像时，显示屏上亮度小于或等于中心亮度的5％的屏幕显示像素所连成的线。
优选地，所述显示屏的显示亮度根据预定算法计算获取，以使显示亮度沿投影范围的外接圆圆心离心方向呈线性变化或非线性变化。
优选地，还包括各所述投影装置的激发光的校准过程，该校准过程包括步骤：
用光传感器采集该投影装置在显示屏上投射区域内的再现图像的颜色或亮度；
将所述颜色或亮度提供给一信号分析处理器进行测算；
根据测算结果确定该投影装置的投影光源的光强度分布要求；
根据所述光强度分布要求控制提供给所述投影光源的供电源或信号源。
优选地，还包括各所述投影装置的空间位置的校准过程，该校准过程包括步骤：
用光传感器采集该投影装置在显示屏上投射区域内的再现图像的颜色或亮度；
将所述颜色或亮度提供给一信号分析处理器进行测算；
根据测算结果确定该投影装置的空间偏移量，微距移动该投影装置直到测算结果满足要求。
优选地，所述激发光在250纳米～500纳米的波长区域范围内的光能量占该激发光在全波长区域范围内的光能量的比例高于80％。
本发明还提出一种显示装置，包括显示屏和至少一投影装置，所述投影装置将携带有图像信息的激发光投射往显示屏，所述显示屏的显示区域设有光波长转换层，在该光波长转换层上设置有至少一种用来受所述激发光激发产生可见的受激发光的光波长转换材料，各所述光波长转换材料按预定规则排列成一系列用来在该显示区域上再现图像的重复单元。
优选地，还包括第一滤光片，设置在所述投影装置与显示屏的光路之间，用于透射投影装置发出的激发光及反射来自所述光波长转换层的受激发光；和/或还包括第二滤光片，相对于所述第一滤光片，设置在显示屏的另一侧，用于反射源自于投影装置的激发光及透射来自所述光波长转换层的受激发光。
优选地，还包括一微透镜阵列，置于所述投影装置与光波长转换层光路之间；每一微透镜分别对应并汇聚入射光线往光波长转换材料的至少一个最小分布单元；所述微透镜阵列面向光波长转换材料层的一侧涂敷或粘贴有光反射材料或反射膜。
优选地，还包括一与所述显示屏相邻的光阑，置于所述投影装置与光波长转换层光路之间；该光阑上周期排列有开孔，用来分别对应光波长转换材料的至少一个最小分布单元；所述光阑面向光波长转换层的一侧为反光面。
优选地，所述投影装置是以蓝光LED和/或紫外LED和/或蓝色激光和/或紫外激光为光源的投影机。
优选地，所述投影装置具有两个或两个以上时，各投影装置的激发光分别投射到所述显示屏的同一显示区域；或者各投影装置的激发光分别投射到所述显示屏的一局部，在各局部上再现的图像被拼接或叠拼成一幅图像。
优选地，在所述光波长转换层上，所述重复单元沿着两个相互正交的方向周期性扩展及重复。
优选地，在所述重复单元之间或重复单元之内的不同格或条之间，填充有黑色吸光材料。
优选地，当所述投影装置的激发光为蓝光时，所述重复单元中标示承载蓝光的一格或条为透明基底或/和散射材料。
优选地，还包括至少一微量距离移动装置，相连接地附设在各所述投影装置上，用于微量调节该投影装置与所述显示屏的相对空间位置。
优选地，所述显示屏具有柔性材料所构成的衬底。
本发明提出的一种显示方法及显示装置，通过在显示屏上设置光波长转换材料层，在该光波长转换层上设置有至少一种光波长转换材料，各光波长转换材料按预定规则排列成一系列重复单元，至少一投影装置向显示屏投射携带有图像信息的激发光；激发光携带的图像的投影像素与一系列重复单元中每一单位光波长转换材料对应；激发光激发重复单元中对应的光波长转换材料，产生可见的受激发光，在显示屏的显示区域基于各重复单元及其所构成的阵列再现图像，尤其对于多个投影装置，既提高了图像的显示亮度，又可消除图像拼缝，具有原理简单、成本低及易于实现的优点。
附图说明
图1是本发明显示装置一实施例的结构示意图；
图2是本发明显示装置具有两个投影装置时的投射方式之一示意图；
图3是本发明显示装置具有两个投影装置时的投射方式之二示意图；
图4a是本发明显示屏上光波长转换层的立体结构示意；
图4b是本发明显示屏上光波长转换材料的第一种排列规则示意图；
图4c是本发明显示屏上光波长转换材料的第二种排列规则示意图；
图4d是本发明显示屏上光波长转换材料的第三种排列规则示意图；
图4e是本发明显示屏上光波长转换材料的第四种排列规则示意图；
图4f是本发明显示屏上光波长转换材料的第五种排列规则示意图；
图4g是本发明显示屏上光波长转换材料的第六种排列规则示意图；
图4h是本发明显示屏上光波长转换材料的第七种排列规则示意图；
图5是本发明显示装置的校准控制结构示意图；
图6本发明显示装置设有微透镜阵列的显示屏的结构示意图；
图7是本发明显示方法一实施例的流程示意图；
图8是本发明显示方法中对各投影装置的激发光的校准过程示意图；
图9是本发明显示方法中各投影装置的空间位置的校准过程示意图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
以下将结合附图及实施例，对实现发明目的的技术方案作详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如本领域技术人员所知，以下图示中的字母“B”、“G”和“R”为基准颜色代码，其中“B”表示蓝色、“G”均表示绿色、“R”表示红色，基于基准颜色的组合而形成的不同颜色及色调均为现有技术，在此不赘述。
如图1所示，本发明显示装置包括显示屏1和投影装置2，投影装置2将携带有图像信息的激发光投射往显示屏1。该图像信息包括待投影图像的每一投影像素的亮度信息(本实施例中定义投影像素为投影装置2投射的激发光所携带的图像的像素；同时定义显示屏1中再现的图像的像素为屏幕显示像素)。
其中，显示屏1的显示区域设有光波长转换层，在该光波长转换层上设置有至少一种用来受激发光激发产生可见的受激发光(例如红光、蓝光或绿光)的光波长转换材料，各光波长转换材料按预定规则排列成一系列重复单元，如标注为10的单元所示。每一重复单元10可以如图1中放大部分所示，包括2×2格阵列的四个最小单位，其中两个处于对角位置的格设置有激发绿色光(G)的光波长转换材料，另两个格设置激发其它色光(例如红光R或蓝光B)的光波长转换材料。
激发光携带的图像的每一投影像素与光波长转换层上的一系列重复单元中每一格(即每一最小单位)光波长转换材料相对应，具体地，每一投影像素对应于重复单元每一格光波长转换材料，反过来，当有一个投影装置时，重复单元的每一格光波长转换材料对应于该投影装置的每一个投影像素，而当有多个投影装置时，重复单元的每一格光波长转换材料则可能对应于多个投影装置的多个投影像素(比如当多个投影装置分别投射显示屏的某一局部区域的情形)。
激发光激发各重复单元中对应的光波长转换材料时，产生可见的受激发光，在显示屏1的显示区域基于各重复单元及其所构成的阵列再现图像。其中，激发光携带的图像的每一投影像素的亮度信息通过投影装置2中的光阀控制(光阀控制技术属于现有技术，在此不再赘述)，从而可以确定重复单元中对应的光波长转换材料的受激发光的亮度。因为重复单元每一格光波长转换材料是预先设置好就确定不变的，其每一格的颜色也就随之确定；同时，每一格光波长转换材料的发光亮度与其上的激发光的强度是成正比例关系的，通过光阀可控制投影装置每个投影像素激发光(即投影装置投射的激发光中对应每个投影像素的一小束激发光)的强度，进而控制重复单元相应的受激发的格的光波长转换材料的受激发光的亮度，也就是说，重复单元中每一格光波长转换材料的亮度是分别可控的。由于每一格重复单元的尺寸都很小，小到人眼很难分辨其内部的每一小格光波长转换材料的颜色和亮度，在人眼看来，每一格重复单元的颜色就是其内部每一小格光波长转换材料的颜色和亮度的叠加。这样根据光叠加原理，只要通过一定的算法分别控制每一格光波长转换材料的颜色和亮度，就可以实现相应的由若干个光波长转换材料格子组成的重复单元的颜色和亮度，进而实现对整个显示图像的彩色影像控制。
对于显示屏1一侧，在显示屏1的显示区域再现图像的每一个屏幕显示像素对应一个重复单元的位置，以重复单元10为例，其包括四格分别设置有相应用于激发色光的光波长转换材料，来自投影装置2、包括四个投影像素的亮度信息的激发光中，带有一个投影像素的亮度信息的每一小束激发光对应激发重复单元中相应的一格光波长转换材料。相当于以投影装置2的激发光的四个投影像素来实现显示屏1上彩色图像的一个屏幕显示像素。
当然，也可能存在有部分投影像素对应的激发光投射到光波长转换层以外的情形，只是会相应影响在显示屏上的成像效果，而其作为本实施例的一种变形实施方式，理应在本发明的保护范围之内。
在本实施例中，光波长转换材料包括荧光粉，纳米发光材料或发光染料，目前较常用荧光粉。
在图1实施例中，显示屏1可以具有柔性材料所构成的衬底，或如现有技术采用非柔性透明基底，将各种荧光粉小块按照一定的规则印刷到该透明基底上来形成屏幕。该屏幕可大可小，按需制作。投影装置放置在该显示屏1的一侧，激发光经图案调制后，包括图案所构成的图像的每一投影像素的亮度信息，再对应到各荧光粉小块，从而每一荧光粉小块的受激发光的亮度得到控制；进而在显示屏1的另一侧，由若干荧光粉小块受激发产生的重复单元的受激发光的亮度得到确认。由此，在显示区域上由各重复单元构成的阵列可很好地再现彩色图像。
以该图的重复单元10上荧光粉的排列规则为例，相当于以投影激发光的四个投影像素来实现显示屏1上彩色图像的一个屏幕显示像素，因此，显示屏1所显示的图像在水平或竖直两个方向上的分辨率分别下降了一半。
在图像分辨率要求较高的场合，为解决上述实施例之不足，本发明显示装置可以包括两个或两个以上的投影装置21、22。如图2所示，以两个投影装置21、22为例，令各投影装置21、22的激发光分别投射到显示屏1的一局部区域11、12，例如第一投影装置21的激发光投射往第一区域11，第二投影装置22的激发光投射往第二区域12，在这些局部区域11和12上再现的图像被拼接(此时区域11和12的交叉区域112小至可不计)或叠拼成一幅图像。由此扩展，对于具有较高分辨率的原始图像，因为投影装置21、22的数量及整个显示屏1的显示区域几乎可以不受限制地扩展，总可以通过投影装置的数量增加来保持最终显示屏1上显示的图像分辨率的不过损。从而实现本发明大屏幕显示时能够保证图像具有较高的分辨率。
在此种情形下，最好令任两个局部区域11、12间的重合部分的面积，占这两个局部中较小一个的面积的比例低于20％，以达到较高的图像拼接效率。为了避免出现拼接“痕迹”，可以使至少一投影装置21或22在显示屏1上的投射区域的边缘呈曲线，这样拼接时不存在易于被人眼所感知的直拼线。边缘可以确定为单独点亮该投影装置且仅提供均匀亮度的图像时，显示屏1上亮度小于或等于中心亮度的5％的像素所连成的线。为了达到较好的拼接效果，可以对显示屏1的显示亮度按照预定算法进行设计，例如：使前述单独匀光点亮的条件下，沿投影范围的外接圆圆心离心方向，使显示屏1的显示亮度呈线性变化或非线性变化；这样当每相邻部分的边缘变化相反时，拼接的“痕迹”将尽可能被淡化。
另外在需要的场合下，本显示装置还可以用来增加显示屏上的图像亮度，例如如图3所示，令各投影装置21、22的激发光分别投射到显示屏1的同一显示区域，从而将各投影装置21、22的激发光叠加来达到屏显增亮的效果。或当投影装置具有两个以上的投影装置时，使任两个局部间的重合部分的面积，占这两个局部中较小一个的面积的比例高于50％，如图2所示，当交叉区域112的面积占第一区域11的一半以上时，也能有效地对屏幕达到增亮作用。
上述各实施例中，投影装置可以使用现有技术中的投影机，尤其是单色投影机可以更省成本。考虑到给荧光粉提供高效的激发光，投影装置最好是以蓝光或紫外光为光源的单色投影机，尤其采用LED光源便于实时控制；在对光发散角度要求极高时，也可以考虑采用激光为光源。因此，投影光源提供给显示屏的激发光最好在250纳米～500纳米的波长区域范围内的光能量占该激发光在全波长区域范围内的光能量的比例高于80％，将有利于提高荧光粉的受激发效率。便于经济实施的例子如，将激发光设置为主波长是440～470纳米的蓝光或峰值波长为390～420纳米的紫外光。
当然对于采用多个投影装置的情况，投影装置可以是蓝光LED、紫外LED、蓝色激光、紫外激光为光源的投影机中的一种，或任意两种或多种的组合。
更进一步地，图4示意了各重复单元内光波长转换材料的若干种排列规则。图4a展示了光波长转换层的立面结构，图4b～4h则展示了光波长转换层中一重复单元(显示像素)内的光波长转换材料的排列，其中B、Y、G、R，W分别代表受激产生蓝光、黄光、绿光、红光、白光的光波长转换材料，例如荧光粉。图4b的实施例中，重复单元包括构成2×2阵列的四小格，以呈对角分布的两小格为单位分成分别承载蓝光荧光粉和黄光荧光粉的两个单位。当投影装置的激发光为蓝光时，该重复单元中标示承载蓝光荧光粉(B)的单位可以不具有任何光波长转换材料，为透明基底或/和散射材料(例如散光粉末涂层或散光膜)。以该图4b实施例来规划的显示屏，将被设计成显示黑白图像的显示屏。在黑白显示屏中，重复单元还可以是以2条为一个周期的条形阵列，在一个周期内至少一条设置有激发黄色光的光波长转换材料，至少一条不具有任何光波长转换材料或设置有散射材料。
同样采用2×2阵列，图4c和4d的重复单元所构成的显示屏被设计成用来显示彩色图像。其中，图4c中在呈对角分布的两小格内设置绿光荧光粉，其它两小格分别设置红光和蓝光荧光粉，则是考虑到现有绿光荧光粉受激发光效率较低。图4d中在标示为W的小格内还可以是承载黄色荧光粉，该荧光粉发出的黄光与透过荧光粉剩余的蓝光合成白光，其它3小格分别承载红光、蓝光和绿光荧光粉。图4e～图4h公布了其他几个可能的荧光粉重复单元的结构，这些结构更适用于大屏幕低像素的应用场合。其中，例如图4h示意了以3条为一个周期的条形阵列所构成的重复单元，在一个周期内至少一条设置有激发绿色光的光波长转换材料，至少一条设置有激发蓝色光的光波长转换材料，至少一条设置有激发红色光的光波长转换材料。
上述针对重复单元的各实施例可以在光波长转换层上，沿着两个相互正交的方向周期性扩展及重复。而这两个相互正交的方向，可以分别与该显示区域的两正交边相平行，或者呈45度角相交。因荧光粉受激发光发射的各向同性，本发明还在所述重复单元之间或重复单元之内的不同格或条之间，填充上黑色吸光材料，例如但不限于碳粉或石墨粉，可以避免不同色块间产生相互重叠、进而降低图像对比度之不足。
如图5所示，本发明显示装置还包括至少一个微量距离移动装置3(例如但不限于微距马达)，相连接地附设在各投影装置2上，用于微量调节该投影装置2与显示屏1的相对空间位置，以激发光携带的图像的投影像素与显示屏1上的各重复单元相对准来提高光激发效率。由于重复单元呈周期排布，投影装置2的移动范围不会超过一个重复单元的大小范围，要求移动非常精密。
当上述激发光携带的图像的投影像素与重复单元未能对准时，显示屏上将显示颜色错乱，因此有必要人为定期或自适应进行校准过程，可以设计采用下列步骤：
用光传感器采集该投影装置在显示屏上投射区域内的再现图像的颜色或亮度；
将颜色或亮度提供给一信号分析处理器进行测算；
根据测算结果来确定该投影装置的空间偏移量，微距移动该投影装置直到测算结果满足要求。
基于此，可以设计装置如图5所示，包括光传感器4和信号分析处理器。具体来说，将至少一个光传感器4放置于显示屏1与投影装置2相对的一侧，用于采集显示区域的光颜色或亮度；用信号分析处理器来接收来自于所述光传感器的采集信号，输出相应的控制信号往微量距离移动装置。多个光传感器4的位置可以随实际需要分别进行预设。
利用图5结构，还可以实现多投影装置显示图像拼接时的接缝处理。如图2所示，当两幅激发光图像的边缘有部分(如区域112)相重合时，利用图5实施例中的光传感器4和信号分析处理器，使信号分析处理器输出相应的控制信号往各所述投影装置，通过图像处理使得两幅图像在该处平滑的过渡而不存在突变，可以实现接缝的零宽度，同时接缝处的视觉效果比传统方法好很多。具体说来，在方法上可以对投影装置进行激发光的校准过程，如包括步骤：
用光传感器采集该投影装置在显示屏上投射区域内的再现图像的颜色或亮度；
将所述颜色或亮度提供给信号分析处理器进行测算；
根据测算结果来确定该投影装置的投影光源的光强度分布要求；
根据所述光强度分布要求来控制提供给所述投影光源的信号源或供电源；对所述信号源的控制包括改变图像信号的放大倍数，对供电源的控制包括改变供电电流或电压，这些控制因为现有技术，不在此赘述。
各所述投影装置的激发光在显示屏上投射区域有交叠时，可以对该交叠部分所对应的两个或两个以上投影装置均进行上述校准过程，使之在该交叠部分的激发光合光激发出的图像的亮度和颜色实现平滑过渡。例如针对区域112，对投影装置21和22均进行该部分的投影光源调校，或者择一投影装置进行该部分的投影光源调较均可，以保持该部分激发光总量合乎要求为准。当采用前述边缘光设计时，还应结合边缘光的减弱模式来确定相应的投影装置的投影光源的光强度分布要求。另外，当显示屏采用柔性材料，如透明塑料为基材来实现屏幕的异形(如环形或球形)时，很有必要进行上述的激发光校准过程。
为提高显示亮度，本发明显示装置还可以在投影装置与显示屏的光路之间设置第一滤光片，用于透射投影装置发出的激发光及反射来自光波长转换层的受激发光。或还可在相对第一滤光片，在显示屏的另一侧设置第二滤光片，用于反射源自于投影装置的激发光及透射来自光波长转换层的受激发光。
如图6所示，为提高荧光粉光萃取效率，可以靠近所述显示屏设置一微透镜阵列5，置于投影装置与光波长转换层光路之间；每一微透镜分别对应并汇聚入射光线往重复单元10的光波长转换材料的至少一个最小分布单元。微透镜阵列5面向光波长转换材料层的一侧涂敷或粘贴有光反射材料或反射膜，该光反射材料或反射膜遮盖住该微透镜阵列5的部分面积，可以提高本发明装置对未被吸收的激发光和受激发光的利用率。
进一步地，如图6所示，本发明装置可以包括一与所述显示屏相邻的光阑6，置于所述投影装置与光波长转换层光路之间；该光阑6上周期排列的各开孔用来分别对应光波长转换材料的至少一个最小分布单元。同样，可以设置所述光阑面向光波长转换层的一侧为反光面。
因滤光片面积较大时成本很高，以上采用带反射膜的微透镜阵列和/或带发光面的光阑可以节省设置于与所述投影装置同侧的滤光片，来同时达到透过激发光及反射大多数荧光粉受激发光的目的，并大大降低成本。
如图7所示，基于本发明的显示装置，本发明一实施例提出一种显示方法，其包括：
步骤S701，设置有光波长转换层的显示屏接收至少一投影装置投射的携带有图像信息的激发光；激发光携带的图像的每一投影像素与光波长转换层上、按预定规则排列的一系列重复单元中每一单位光波长转换材料对应；
步骤S702，激发光激发重复单元中对应的光波长转换材料，产生受激发光，在显示屏的显示区域基于各重复单元及其所构成的阵列再现图像。
在此基础上，本发明显示方法还包括各投影装置的空间位置的校准过程，以及存在图像拼接时对各投影装置的激发光的校准过程。其中：
如图8所示，各投影装置的激发光的校准过程包括：
步骤S801，用光传感器采集该投影装置在显示屏上投射区域内的再现图像的颜色或亮度；
步骤S802，将颜色或亮度提供给一信号分析处理器进行测算；
步骤S803，根据测算结果确定该投影装置的投影光源的光强度分布要求；
步骤S804，根据光强度分布要求控制提供给投影光源的供电源或信号源。
如图9所示，各投影装置的空间位置的校准过程包括：
步骤S901，用光传感器采集该投影装置在显示屏上投射区域内的再现图像的颜色或亮度；
步骤S902，将颜色或亮度提供给一信号分析处理器进行测算；
步骤S903，根据测算结果确定该投影装置的空间偏移量，微距移动该投影装置直到测算结果满足要求。
上述对各投影装置进行校准过程时，除根据测算结果之外，还根据所预先设计的各投影装置在显示屏上的投射区域的边缘的亮度变化模式来共同确定该投影装置的投影光源的光强度分布要求。
本发明经实验证实，显示屏可以使用在CRT(阴极射线显像管)中已经非常成熟的荧光粉印刷技术，从而成本非常低廉。同时可方便地使用现有投影机，无缝拼接效果极好。尤其是，使用本发明方法实现了显示屏的异形显示效果。
以上所述仅为本发明的优选实施例，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或流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (22)
1.一种显示方法，其特征在于，包括以下步骤：
设置有光波长转换层的显示屏接收至少一投影装置投射的携带有图像信息的激发光；所述激发光携带的图像的每一投影像素与所述光波长转换层上、按预定规则排列的一系列重复单元中每一单位光波长转换材料对应；
所述激发光激发所述重复单元中对应的光波长转换材料，产生受激发光，在显示屏的显示区域基于各重复单元及其所构成的阵列再现图像。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
通过所述投影装置与显示屏的光路之间的第一滤光片透射投影装置发出的激发光及反射来自所述光波长转换层的受激发光；和/或通过显示屏相对于所述第一滤光片的另一侧的第二滤光片反射源自于投影装置的激发光及透射来自所述光波长转换层的受激发光。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
通过所述投影装置与光波长转换层光路之间的微透镜阵列中的每一微透镜分别对应并汇聚入射光线往光波长转换材料的至少一个最小分布单元，同时利用涂敷或粘贴在所述微透镜阵列面向光波长转换材料层一侧的光反射材料或反射膜反射来自所述光波长转换层的受激发光。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
通过所述投影装置与光波长转换层光路之间的光阑汇聚入射光线往光波长转换材料的至少一个最小分布单元，同时利用所述光阑面向光波长转换层一侧的反光面反射来自所述光波长转换层的受激发光。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于，所述激发光携带的图像的每一投影像素的亮度信息通过所述投影装置中的光阀控制，用以确定所述重复单元中对应的光波长转换材料的受激发光的亮度。
6.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于，所述投影装置具有两个或两个以上时，各投影装置的激发光分别投射到所述显示屏的同一显示区域；或者各投影装置的激发光分别投射到所述显示屏的一局部，在各局部上再现的图像被拼接或叠拼成一幅图像。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，至少一所述投影装置在所述显示屏上的投射区域的边缘呈曲线；所述边缘为单独点亮该投影装置且仅提供均匀亮度的图像时，显示屏上亮度小于或等于中心亮度的5％的屏幕显示像素所连成的线。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述显示屏的显示亮度根据预定算法计算获取，以使显示亮度沿投影范围的外接圆圆心离心方向呈线性变化或非线性变化。
9.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于，还包括各所述投影装置的激发光的校准过程，该校准过程包括步骤：
用光传感器采集该投影装置在显示屏上投射区域内的再现图像的颜色或亮度；
将所述颜色或亮度提供给一信号分析处理器进行测算；
根据测算结果确定该投影装置的投影光源的光强度分布要求；
根据所述光强度分布要求控制提供给所述投影光源的供电源或信号源。
10.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于，还包括各所述投影装置的空间位置的校准过程，该校准过程包括步骤：
用光传感器采集该投影装置在显示屏上投射区域内的再现图像的颜色或亮度；
将所述颜色或亮度提供给一信号分析处理器进行测算；
根据测算结果确定该投影装置的空间偏移量，微距移动该投影装置直到测算结果满足要求。
11.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于，所述激发光在250纳米～500纳米的波长区域范围内的光能量占该激发光在全波长区域范围内的光能量的比例高于80％。
12.一种显示装置，包括显示屏和至少一投影装置，所述投影装置将携带有图像信息的激发光投射往显示屏，其特征在于，所述显示屏的显示区域设有光波长转换层，在该光波长转换层上设置有至少一种用来受所述激发光激发产生可见的受激发光的光波长转换材料，各所述光波长转换材料按预定规则排列成一系列用来在该显示区域上再现图像的重复单元。
13.根据权利要求12所述的显示装置，其特征在于，还包括第一滤光片，设置在所述投影装置与显示屏的光路之间，用于透射投影装置发出的激发光及反射来自所述光波长转换层的受激发光；和/或还包括第二滤光片，相对于所述第一滤光片，设置在显示屏的另一侧，用于反射源自于投影装置的激发光及透射来自所述光波长转换层的受激发光。
14.根据权利要求12所述的显示装置，其特征在于，还包括一微透镜阵列，置于所述投影装置与光波长转换层光路之间；每一微透镜分别对应并汇聚入射光线往光波长转换材料的至少一个最小分布单元；所述微透镜阵列面向光波长转换材料层的一侧涂敷或粘贴有光反射材料或反射膜。
15.根据权利要求12所述的显示装置，其特征在于，还包括一与所述显示屏相邻的光阑，置于所述投影装置与光波长转换层光路之间；该光阑上周期排列有开孔，用来分别对应光波长转换材料的至少一个最小分布单元；所述光阑面向光波长转换层的一侧为反光面。
16.根据权利要求12-15中任一项所述的显示装置，其特征在于，所述投影装置是以蓝光LED和/或紫外LED和/或蓝色激光和/或紫外激光为光源的投影机。
17.根据权利要求12-15中任一项所述的显示装置，其特征在于，所述投影装置具有两个或两个以上时，各投影装置的激发光分别投射到所述显示屏的同一显示区域；或者各投影装置的激发光分别投射到所述显示屏的一局部，在各局部上再现的图像被拼接或叠拼成一幅图像。
18.根据权利要求12-15中任一项所述的显示装置，其特征在于，在所述光波长转换层上，所述重复单元沿着两个相互正交的方向周期性扩展及重复。
19.根据权利要求12-15中任一项所述的显示装置，其特征在于，在所述重复单元之间或重复单元之内的不同格或条之间，填充有黑色吸光材料。
20.根据权利要求12-15中任一项所述的显示装置，其特征在于，当所述投影装置的激发光为蓝光时，所述重复单元中标示承载蓝光的一格或条为透明基底或/和散射材料。
21.根据权利要求12-15中任一项所述的显示装置，其特征在于，还包括至少一微量距离移动装置，相连接地附设在各所述投影装置上，用于微量调节该投影装置与所述显示屏的相对空间位置。
22.根据权利要求12-15中任一项所述的显示装置，其特征在于，所述显示屏具有柔性材料所构成的衬底。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: Method and device for smoke elimination efficiency display of smoke elimination lamp Effective date of registration: 20140828 Granted publication date: 20130109 Pledgee: Shenzhen SME credit financing guarantee Group Co.,Ltd. Pledgor: APPOTRONICS Corp.,Ltd. Registration number: 2014990000713 |
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| PLDC | Enforcement, change and cancellation of contracts on pledge of patent right or utility model | ||
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Date of cancellation: 20180305 Granted publication date: 20130109 Pledgee: Shenzhen SME credit financing guarantee Group Co.,Ltd. Pledgor: APPOTRONICS Corp.,Ltd. Registration number: 2014990000713 |
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| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Address after: 518000 20-22, 20-22 headquarters building, 63 high tech Zone, Xuefu Road, Nanshan District, Guangdong Province, Guangdong. Patentee after: APPOTRONICS Corp.,Ltd. Address before: 518000 20-22, 20-22 headquarters building, 63 high tech Zone, Xuefu Road, Nanshan District, Guangdong Province, Guangdong. Patentee before: SHENZHEN GUANGFENG TECHNOLOGY Co.,Ltd. |
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| CP01 | Change in the name or title of a patent holder | ||
| CP03 | Change of name, title or address |
Address after: 518000 20-22, 20-22 headquarters building, 63 high tech Zone, Xuefu Road, Nanshan District, Guangdong Province, Guangdong. Patentee after: SHENZHEN GUANGFENG TECHNOLOGY Co.,Ltd. Address before: 518000 No. 03, 17th Floor, Pioneering Building for Overseas Students, Nanshan High-tech Zone, Shenzhen, Guangdong Province Patentee before: APPOTRONICS Corp.,Ltd. |
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| CP03 | Change of name, title or address |