CN102368377A

CN102368377A - 点阵显示屏像素倍增装置及点阵显示屏系统

Info

Publication number: CN102368377A
Application number: CN2011102750600A
Authority: CN
Inventors: 刘文军
Original assignee: Vtron Technologies Ltd
Current assignee: Nantong Zhuoxiao Automation Co ltd
Priority date: 2011-09-16
Filing date: 2011-09-16
Publication date: 2012-03-07
Anticipated expiration: 2031-09-16
Also published as: CN102368377B

Abstract

点阵显示屏像素倍增装置及点阵显示屏系统，该装置包括：光阀板，与点阵显示屏、光阀板连接的像素倍增控制板，点阵显示屏接收像素倍增控制板传输的图像信号进行显示，点阵显示屏所显示的光发射给光阀板，光阀板在像素倍增控制板的控制下对发射过来的光实现像素倍增后发射出去。根据本发明方案，点阵显示屏所发的光向外发射到光阀板后，光阀板在像素倍增控制板的控制下实现像素的倍增功能，使得原来的一个LED像素倍增到多个子像素，从而各子像素的间距减少，填充率提高，可以使点阵显示屏可适用于室内近距离观看的应用场合。

Description

点阵显示屏像素倍增装置及点阵显示屏系统

技术领域

本发明涉及一种点阵显示屏像素倍增装置以及一种点阵显示屏系统。

背景技术

目前大面积LED点阵显示屏广泛应用在户外广告、体育场等适合高亮度远距离观看的场合，由于LED显示屏存在像素颗粒大、填充率低(填充率指像素发光面积与平均每颗像素总面积的比，如3mm间距的LED屏的每颗像素总面积为3mm*3mm＝9mm²)等问题，因而无法使用在近距离观看的场合，例如电力调度、地铁调度等控制室应用场合。LED点阵显示屏厂家也在努力减小像素点距，但是，随着点距的减小，生产工艺难度及成本也急剧增高，无法达到实用的程度，目前LED点阵显示屏像素间距以10mm及6mm为主流，部分厂家已经做到3mm，但想再进一步减小间距如到2mm以内将极其困难，且单位显示面积成本将成指数上升，若是要满足近距离观看的需求，需要将间距控制到1.5mm以内且填充率提升到70％以上，现有技术的LED点阵显示屏根本无法达到。

发明内容

针对上述现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种点阵显示屏像素倍增装置以及一种点阵显示屏系统，其可以减少点阵显示屏的像素间距，提高填充率，使点阵显示屏可适用于室内近距离观看的场合。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种点阵显示屏像素倍增装置，其特征在于，包括：光阀板，与点阵显示屏、光阀板连接的像素倍增控制板，点阵显示屏接收像素倍增控制板传输的图像信号进行显示，点阵显示屏所显示的光发射给光阀板，光阀板在像素倍增控制板的控制下对发射过来的光实现像素倍增后发射出去。

一种点阵显示屏系统，包括点阵显示屏，还包括如上所述的点阵显示屏像素倍增装置。

根据上述本发明的方案，点阵显示屏所发的光向外发射到光阀板后，光阀板在像素倍增控制板的控制下实现像素的倍增功能，使得原来的一个LED像素倍增到多个子像素，从而各子像素的间距减少，填充率提高，可以使点阵显示屏可适用于室内近距离观看的应用场合。

附图说明

图1是现有技术中的点阵显示屏的像素结构示意图；

图2是本发明点阵显示屏像素倍增装置实施例一中的像素结构示意图；

图3是对应图2所示的显示屏像素倍增装置的结构示意图；

图4是一个具体示例中原始帧数据示意图；

图5是对图4中所示的原始帧数据分割后的各分割帧的示意图。

图6是本发明点阵显示屏像素倍增装置实施例二中的像素结构示意图；

图7是对应图6所示的显示屏像素倍增装置的结构示意图；

图8是本发明点阵显示屏像素倍增装置实施例三中的像素结构示意图；

图9是对应图8所示的显示屏像素倍增装置的结构示意图；

图10是本发明点阵显示屏像素倍增装置实施例四中的像素结构示意图；

图11是对应图10所示的显示屏像素倍增装置的结构示意图；

图12是本发明点阵显示屏像素倍增装置实施例五中的像素结构示意图；

图13是对应图12所示的显示屏像素倍增装置的结构示意图；

图14是本发明点阵显示屏像素倍增装置实施例六中的像素结构示意图；

图15是对应图14所示的显示屏像素倍增装置的结构示意图。

具体实施方式

以下结合具体的较佳实施例对本发明方案进行详细阐述。

如图1所示，是现有技术中的点阵显示屏的像素结构示意图，图示中是以一个LED像素为例进行说明，点阵显示屏通常由PCB基板、LED像素及像素格栅组成，PCB基板是点阵显示屏的载体，也是电路连接的通路，LED像素根据需要可以是1颗或多颗LED的组合体，像素格栅通常采用不透明的黑色材料，用以填充无LED的区域以提高对比度，同时完成像素间的光隔离。

本发明方案的基本思想，主要是将原LED像素划分为多个子像素，通过多个子像素的周期显示来实现像素的倍增功能。具体实现时，通过对点阵显示屏的像素结构做一定的修改，并结合一定的像素倍增的驱动控制方式来实现像素的倍增。以下就其中的几个具体实施方式进行详细说明。

实施例一

在本实施例中，通过在现有的点阵显示屏的像素结构中增加光阀板，并结合像素倍增控制板的控制来实现像素的倍增。图2中示出了本实施例中的像素结构示意图。图3中示出了本实施例中的点阵显示屏像素倍增装置的结构示意图。

如图2所示，在本实施例中，是在图1所示的像素结构的基础上增加了光阀板，光阀板设置在点阵显示屏的前方，点阵显示屏所显示的光通过光阀板后发射出去进行显示，光阀板在像素倍增控制板的配合下实现像素的倍增功能。在采用接收屏幕进行显示的情况下，光阀板设置在点阵显示屏与接收屏幕之间，点阵显示屏所显示的光通过光阀板后发射给接收屏幕。

参见图3所示，在本实施例中，该像素倍增控制板包括有：与点阵显示屏连接的扫描时序产生单元，与光阀板、扫描时序产生单元连接的光阀控制单元，与扫描时序产生单元连接的帧切割单元，工作时，帧切割单元对输入的图像数据进行切割，并在扫描时序产生单元产生的扫描时序的控制下传输给点阵显示屏，点阵显示屏显示的光线发射给光阀板，同时，光阀控制单元在扫描时序产生单元产生的控制信号的控制下驱动光阀板，该控制信号能够使与点阵显示屏显示的那一切割帧组对应组的光阀开启，其它组的光阀关闭，使光阀板的光阀的开启状态与点阵显示屏显示的切割帧相一致，完成像素的倍增功能。

其中，上述点阵显示屏可以是现有技术中成熟的含有驱动电路的点阵显示屏，在此不予赘述，像素倍增控制板除可以单独设计，也可以集成到点阵显示屏的原控制电路板中，在此不予赘述。

以下就像素倍增的方式进行详细说明。

倍增系数决定了一颗LED像素能转换出几颗像素，取行倍增系数为M，列倍增系数为N，则总倍增系数K＝M*N，为了保持倍增后的像素的长宽对称，通常取M＝N，因而K通常可取4、9、16等，但是在实际应用中，并不局限于这几种取值方式。

为了要保证人眼观看图像没有闪烁感，图像的帧率应大于等于50Hz，则光阀的切换速度应大于50*K，基于现有LCD光阀的开关速度，倍增系数取4是最理想的，此时光阀的最低切换速度为200Hz。如果总倍增系数取9，则光阀的切换最低速度达到450Hz，现有LCD光阀的开关速度已经比较难达到，但是可以通过对光阀的材料及驱动电路进行改进来实现。

为此，在下面的像素倍增的说明中，是以行像素倍增系数M＝2、列像素倍增系数N＝2(即总倍增系数K＝4)为例进行说明，这种说明仅仅是对本发明方案实施的示范性说明，并不用以对本发明方案进行限定。

假设点阵显示屏有3x2颗LED像素，输入图像为6x4像素(输入图像行方向像素的个数是LED行像素个数的M倍、列方向像素的个数时LED列像素个数的N倍)。

在实现像素倍增时，首先将待显示的图像数据写入帧缓存，帧缓存保存的数据排列如图4的原始帧数据所示，在显示时像素1、2、7、8对应一颗LED像素，像素3、4、9、10对应一颗LED像素，像素5、6、11、12对应一颗LED像素，像素13、14、19、20对应一颗LED像素，像素15、16、21、22对应一颗LED像素，像素17、18、23、24对应一颗LED像素，即每颗LED像素对应4个图像像素(与K相等)。

光阀的分布与待显示的图像数据排列一致，每颗待显示的像素对应一个光阀，光阀的个数与像素的个数相同，光阀的分组与分割帧的分组相同，按照图5中所示的分割帧，即为像素1、3、5、13、15、17对应一组光阀，像素2、4、6、14、16、18对应一组光阀，像素7、9、11、19、21、23对应一组光阀，像素8、10、12、20、22、24对应一组光阀。

随后，按照行方向每M个像素、列方向每N个像素为间隔提取像素组成分割帧，如图5所示的分割帧1、2、3、4所示，即，像素1、3、5、13、15、17为一组分割帧，像素2、4、6、14、16、18为一组分割帧，像素7、9、11、19、21、23为一组分割帧，像素8、10、12、20、22、24为一组分割帧。

然后，重新产生扫描时序，满足刷新率是原输入图像帧率的4倍(即K倍)，且能够满足点阵显示屏扫描时序的要求(满足点阵显示屏扫描时序要求是非常成熟的技术，在此不予赘述)。

然后将分割出的4帧图像在新产生的扫描时序的控制下逐帧传输给点阵显示屏进行显示，同时在每帧完成传输时同步进行光阀的切换，使光阀在任意时刻只有与点阵显示屏显示的分割帧对应的一组光阀处于开启状态(即光可以通过)、而其它组的光阀处于关闭状态。帧的传输次序可以不按图5中所示的次序，只需保证点阵显示屏显示哪一分割帧图像时，对应组的光阀处于开启状态而其它组为关闭状态，依次循环即可。

其中，上述图4、图5所示的示例说明中，是以按照行方向每M个像素、列方向每N个像素为间隔提取像素组成分割帧进行说明，根据实际需要，可以按照其他的方式来提取像素组成分割帧，并确定对应的光阀的排布组合方式，只要分割帧的组合与光阀的排布组合方式一致、每颗LED像素对应的K个图像像素中任意一个图像像素分别位于其中一个分割帧中即可，在此不予赘述。

实施例二

图6是本发明实施例二中的像素结构示意图。在本实施例中，与上述实施例一中的不同之处主要在于，本实施例中在实施例一的像素结构的基础上增加了第一匀光板。图7中示出了本实施例中的点阵显示屏像素倍增装置的结构示意图。

如图6、图7所示，在本实施例中，该第一匀光板设置在点阵显示屏前方、点阵显示屏与光阀板之间，点阵显示屏所显示的光通过第一匀光板后均匀发射给光阀板，通过第一匀光板的使用，可实现将点阵显示屏所发的光均匀地向外发射，使光线能够均匀地发散到各个方向，以保证经光阀板倍增变换出来的像素具有相同的光学特性。光阀板在像素倍增控制板的配合下实现像素的倍增功能。

实施例三

图8是本发明实施例三中的像素结构示意图。在本实施例中，与上述实施例一中的不同之处主要在于，本实施例中在实施例一的像素结构的基础上增加了第二匀光板。图9中示出了本实施例中的点阵显示屏像素倍增装置的结构示意图。

如图8、图9所示，该第二匀光板设置在点阵显示屏的LED像素与光阀板之间，且该第二匀光板是设置在介于点阵显示屏的像素格栅之间，LED像素所发的光通过第二匀光板后转换为均匀光发射给光阀板，光阀板在像素倍增控制板的配合下实现像素的倍增功能。通过增加的第二匀光板的使用，可实现将点阵显示屏所发的光均匀地向外发射，使光线能够均匀地发散到各个方向，以保证经光阀板倍增变换出来的像素具有相同的光学特性。

本实施例中的其他技术特征与上述实施例一中的相同，在此不予赘述。

实施例四

图10是本发明实施例四中的像素结构示意图。在本实施例中，与上述实施例二中的不同之处主要在于，本实施例中在实施例二的像素结构的基础上增加了第二匀光板。图11中示出了本实施例中的点阵显示屏像素倍增装置的结构示意图。

如图10、图11所示，该第二匀光板设置在点阵显示屏的LED像素与第一匀光板之间，且该第二匀光板是设置在介于点阵显示屏的像素格栅之间，LED像素所发的光通过第二匀光板后转换为均匀光发射给第一匀光板，再通过第一匀光板进一步匀光后发射给光阀板，光阀板在像素倍增控制板的配合下实现像素的倍增功能。通过增加的第二匀光板的使用，可以进一步提升匀光的效果，进一步提升倍增像素的均匀性。

本实施例中的其他技术特征与上述实施例二中的相同，在此不予赘述。

实施例五

图12是本发明实施例五中的像素结构示意图。在本实施例中，与上述实施例一中的不同之处主要在于，本实施例中在实施例一的像素结构的基础上增加了透镜板。图13中示出了本实施例中的点阵显示屏像素倍增装置的结构示意图。

如图12、图13所示，该透镜板设置在点阵显示屏与光阀板之间，透镜板的各透镜分别与LED像素对应，LED像素发出的发散光经过透镜转换成平行光后发射到光阀板，光阀板在像素倍增控制板的配合下实现像素的倍增功能。结合透镜的使用，其是先将LED像素所发的光转换为平行光后发射给光阀板，可进一步提升倍增像素的均匀性。

其中，由于LED像素所发的光经透镜后转变为平行光，因此经过光阀板后发射出的也会是平行光，而平行光无法发散到各个方向，会影响到观看效果，不适合观看，对此，可通过在光阀板的外面增加散射层来将平行光转变为散射光便于用户观看。这里的散射层可以是目前显示行业所指的屏幕，因为屏幕的一个功用就是将光发散到各个方向，在采用屏幕做散射层时，其对比度会依赖于屏幕对外界光的吸收特性，但可以对屏幕与光阀层的距离进行微调，使得在清晰度和填充度上达到较好的平衡，例如同时达到填充率为100％、显示的图像融合、不会出现刺眼的感觉的效果。

实施例六

图14是本发明实施例六中的像素结构示意图。在本实施例中，与上述实施例二中的不同之处主要在于，本实施例中在实施例二的像素结构的基础上增加了透镜板。图15中示出了本实施例中的点阵显示屏像素倍增装置的结构示意图。

如图14、图15所示，该透镜板设置在点阵显示屏与第一匀光板之间，透镜板的各透镜分别与LED像素对应，点阵显示屏的LED像素发出的发散光经过透镜板的透镜转换成平行光后发射到第一匀光板，经过第一匀光板转换为均匀光后发射给光阀板，光阀板在像素倍增控制板的配合下实现像素的倍增功能。结合透镜的使用，其是先将LED像素所发的光转换为平行光后再通过第一匀光板进行匀光，可进一步提升倍增像素的均匀性。

上述本发明方案所应用的点阵显示屏，可以是LED点阵显示屏、OLED点阵显示屏或者其他通过点组合方式显示的点阵显示屏，依据实际需要，上述本发明方案可应用于任何一种点阵显示屏，在此不予多加赘述。

根据上述本发明的点阵显示屏像素倍增装置，本发明还提供一种点阵显示屏系统，其包括有各LED像素，还包括如上所述的本发明的任意一种点阵显示屏像素倍增装置，在此不予赘述。

以上所述的本发明实施方式，仅仅是对本发明较佳实施例的详细说明，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims

1.一种点阵显示屏像素倍增装置，其特征在于，包括：光阀板，与点阵显示屏、光阀板连接的像素倍增控制板，点阵显示屏接收像素倍增控制板传输的图像信号进行显示，点阵显示屏所显示的光发射给光阀板，光阀板在像素倍增控制板的控制下对发射过来的光实现像素倍增后发射出去。

2.根据权利要求1所述的点阵显示屏像素倍增装置，其特征在于，还包括：设置在点阵显示屏与光阀板之间的第一匀光板，点阵显示屏所显示的光发射给第一匀光板，通过第一匀光板均匀后发射给光阀板。

3.根据权利要求1或2所述的点阵显示屏像素倍增装置，其特征在于，还包括设置在点阵显示屏的LED像素前方、像素格栅内的第二匀光板。

4.根据权利要求1所述的点阵显示屏像素倍增装置，其特征在于，还包括设置在点阵显示屏与光阀板之间的透镜板、设置在光阀板外侧的散射层，所述透镜板的各透镜分别与LED像素对应，LED像素发出的发散光经过透镜转换成平行光后发射到光阀板。

5.根据权利要求2所述的点阵显示屏像素倍增装置，其特征在于，还包括设置在点阵显示屏与第一匀光板之间的透镜板，所述透镜板的各透镜分别与LED像素对应，LED像素发出的发散光经过透镜转换成平行光后发射到第一匀光板。

6.根据权利要求1至5任意一项所述的点阵显示屏像素倍增装置，其特征在于，所述像素倍增控制板包括：与点阵显示屏连接的扫描时序产生单元，与光阀板、扫描时序产生单元连接的光阀控制单元，与扫描时序产生单元连接的帧切割单元，帧切割单元对输入的图像数据进行切割，并在扫描时序产生单元产生的扫描时序的控制下传输给点阵显示屏，光阀控制单元在扫描时序产生单元产生的控制信号的控制下驱动光阀板，使光阀板的光阀的开启状态与点阵显示屏显示的切割帧相一致。

7.根据权利要求1至5任意一项所述的点阵显示屏像素倍增装置，其特征在于，所述像素倍增控制板集成于点阵显示屏的控制电路板中。

8.根据权利要求1至7任意一项所述的点阵显示屏像素倍增装置，其特征在于，所述点阵显示屏为LED点阵显示屏或者OLED点阵显示屏。

9.一种点阵显示屏系统，包括点阵显示屏，其特征在于，还包括如上述权利要求1至8任意一项所述的点阵显示屏像素倍增装置。