CN104703787B - 无缝发射拼接块拼布 - Google Patents

Abstract

本文描述了一种能够被拼接而在拼接的屏幕之间没有可见间隙的多层显示屏以及使用所述装置的方法。在一个实施例中，系统包括被配置为产生光的光发生器和具有多个层的多层屏幕。多层屏幕可以被配置为允许来自光发生器的光通过其传播。多个层可以包括具有多个不透明区域的不透明区域层和包括设置在公共平面内的一个或多个邻接层的第一层，所述邻接层被以间隙间隔开，其中所述间隙与所述不透明区域重合。

Description

无缝发射拼接块拼布

发明背景

技术领域

本文描述的实施例一般性地涉及显示屏的使用。更具体地，实施例一般性地涉及大幅面显示的透射式和自发射式屏幕。

背景技术

包括立体显示系统的电子显示系统通常用于显示来自计算机和其它来源的信息。典型的显示系统的尺寸范围为从移动设备中使用的小显示器到用于显示大尺寸的图像和视频的非常大的显示器(例如拼接(tiled)显示器)。拼接显示系统通常由多个较小的单独显示装置或“拼接块(tile)”构成，在组装时仔细地将其对准以提供无缝和均匀的外观。在一些实施例中，每一个拼接块都可以是基于光的电子显示装置(例如激光-磷光体显示器(LPD))，包括独立的基于激光的图像生成系统。

LPD屏幕一般是一组不同的无源材料层。每一层都对制作激光磷光体显示屏作出不同的贡献。如果所需的屏幕尺寸是比单独LPD屏幕大的固定尺寸，则该固定尺寸需要将这些固定尺寸的屏幕邻接或拼接到一起。这导致在不同的拼接屏幕之间的接缝处可辨别的线。一种可能的技术涉及带固定，所述带固定涉及将两个邻接层保持在一起粘合剂。对于半透明或透明层来说带固定的问题在于：当光穿过时，在不考虑照射和发射光的情况下该带及其边缘以变色或亮度变化的形式对观看者是可见的。

环氧树脂或粘合剂也用于通过在一个大的透射表面上层叠多个膜来将邻接缝保持到一起。然而，由于对非常大的表面而言环氧树脂的不均匀性或者在层叠期间发生偏移，该工艺不适合于准确且均匀地布置屏幕拼接块。此外，大平面上的环氧树脂和粘合剂趋于具有缺陷，所述缺陷在光穿过时会显示不连续性。

因此，本领域中需要在没有能注意到的接缝的情况下拼接多层透射式屏幕的系统和方法。另外，本领域需要来自光磷光体显示器或其他多层屏幕的立体成像。

发明内容

本文所述的本发明一般性地涉及来自多个拼接的显示器的图像以标准图像形式和以立体图像形式的呈现。在一个实施例中，系统可以包括被配置为产生光的光发生器和具有多个层的多层屏幕，所述多层屏幕被配置为允许来自光发生器的光通过其传播。所述多个层可以包括具有多个不透明区域的不透明区域层和包括公共平面上的一个或多个邻接层的第一层，所述邻接层被以间隙间隔开，其中所述间隙与所述不透明区域重合。

在另一实施例中，系统可以包括被配置为产生和引导光的光发生器和多个多层屏幕。系统包括光发生器；多层屏幕，所述多层屏幕允许来自光发生器的光传播通过多层屏幕中的至少一个或多个层，其中至少一个层是不透明区域层，包括至少具有宽度的第一一维不透明区域；和多层屏幕内的第一层，其中第一层是彼此邻接的两个膜，所述邻接包括在两个膜之间的第一膜层间隙，其中两个膜之间的第一膜层间隙与第一不透明区域重合。

在另一实施例中，提供了一种系统。系统包括光发生器；多层屏幕，所述多层屏幕允许来自光发生器的光传播通过多层屏幕中的至少一个或多个层，其中至少一个层通过几乎固定孔径尺寸的光束沿着第一扫描线来扫描；和多层屏幕内的第一层，其中第一层是彼此邻接的两个膜，所述邻接包括两个膜之间的第一膜层间隙，其中两个膜之间的第一膜层间隙与扫描线平行。

每一个多层屏幕都可以包括具有第一边缘并被配置为提供反馈的伺服层，具有第二边缘的第二层，和具有第三边缘并被配置为过滤从至少光发生器接收的光的波长的过滤层，其中第一边缘、第二边缘和第三边缘中的至少一个延伸超过其余边缘之一。多个多层屏幕可以被配置为在相应屏幕的第一边缘、第二边缘和第三边缘之间连接以分别产生第一间隙、第二间隙和第三间隙，其中第一间隙、第二间隙和第三间隙中的至少一个被布置为使得穿过各个间隙的光被引导到间隙保持物(standoff)。

在另一实施例中，系统可以包括被配置为产生第一波长的光的光发生器和多个多层屏幕，每一个多层屏幕都包括具有第一边缘的过滤层、具有第二边缘的第二层和具有第三边缘的伺服层，所述伺服层与磷光体层的第二侧相连地布置，并被配置为向光引擎控制系统提供反馈，其中第一边缘、第二边缘和第三边缘中的至少两个不是重合的，并且其中第一边缘、第二边缘和第三边缘中的至少一个与多个间隙保持分隔器(standoff divider)之一重合地形成。第二层可以包括第一侧、与第一侧相对布置的第二侧和与第一侧相连地布置的多个光传播区域。

在另一实施例中，系统可以包括被配置为产生光的光发生器和具有多个层的多层屏幕，所述多层屏幕被配置为允许来自光发生器的光通过其传播。多个层可以包括具有多个第一光传播区域和多个第二光传播区域的第一光传播层和包括在公共平面内设置的一个或多个邻接层的第二层，其中邻接层中每一个的邻接边缘都被以第一间隙间隔开，其中第一间隙与第一层第一光传播区域重合。

在另一实施例中，系统可以包括被配置为产生和引导光的光发生器和多个多层屏幕。每一个多层屏幕都可以包括：伺服层，其被配置为提供反馈并具有第一边缘；第二层，其被配置为将可见光输送到观看者，被配置为具有两个或更多不透明光传播区域，并具有第二边缘；过滤层，其被配置为过滤从至少光发生器接收的光的波长并具有第三边缘；其中第一边缘和第二边缘不与第三边缘重合，并且多个多层屏幕被配置为在相应屏幕的至少第一边缘、第二边缘和第三边缘之间连接以分别产生第一间隙、第二间隙和第三间隙，其中第一间隙、第二间隙和第三间隙中的至少一个被配置为与一个或多个不透明光传播区域相邻。

在另一实施例中，系统可以包括被配置为产生扫描光的光发生器和具有多个层的多层屏幕，所述多层屏幕被配置为允许来自光发生器的光通过其传播。多个层可以包括具有多个第一光传播区域和多个第二光传播区域的第一光传播层，和包括设置在公共平面内的两个或更多邻接层的第二层，其包括：包括第一邻接边缘的第一层和包括第二邻接边缘的第二层，第一邻接边缘和第二邻接边缘具有公共平面并且以第一间隙间隔开，其中第一间隙与第一光传播层的第一光传播区域重合；和包括第三邻接边缘的第二层和包括第四邻接边缘的第三层，第三邻接边缘和第四邻接边缘具有公共平面并以第二间隙间隔开，其中第二间隙与扫描线重合，并且其中至少一个层通过几乎固定孔径尺寸的光束沿着扫描线来扫描。

在另一实施例中，系统可以包括：被配置为产生光的光发生器；多层屏幕，其被配置为允许来自光发生器的光传播通过多层屏幕中的至少一个或多个层，其中至少一个层通过几乎固定孔径尺寸的光束沿着第一扫描线来扫描；和多层屏幕内的第一层平面，第一层平面包括两个层，其中平面内的两个层中每一个的边缘都彼此邻接，从而在两个层之间产生第一层平面间隙，并且其中两个膜之间的第一层平面间隙与第一扫描线重合。在另一实施例中，光发生器可以进一步被配置为在产生与第二间隙一致的扫描线时呈现图像信息。在另一实施例中，光发生器进一步被配置为在产生与第二间隙不一致的扫描线时呈现图像信息。

附图说明

为了能够更详细地理解本发明的上述特征，通过参照实施例可以获得以上简要概述的本发明的更具体的说明，其中所述实施例的一些在附图中示出。然而，应注意，附图仅示出了本发明的典型实施例，因此不应认为限制其范围，这是因为本发明可以允许其他等效的实施例。

图1为根据一个实施例的显示系统的透视示意透视图；

图2为图1中A-A截面处截取的屏幕的部分横截面图；

图3A至3C描绘了根据一个或多个实施例的多层屏幕；和

图4示出了根据本文所述的实施例的具有垂直和水平间隙板对准的多层屏幕。

为了清楚，在适用的情况下已经使用相同的附图标记来表示附图之间共同的相同元件。考虑了一个实施例的特征可以并入其它实施例，而无需另外叙述。

具体实施方式

本文公开的一些实施例描述了多层拼接屏幕以及形成和使用所述屏幕的方法，所述多层拼接屏幕可以产生一个或多个同时的图像。多层屏幕的各个层包括一个或多个边缘，其在屏幕彼此邻接时形成在屏幕的层之间具有共同间隙的连续大屏幕。通过控制边缘和相应间隙的位置，对于屏幕的区域和其他间隙两者来说，可以减小那些间隙对于观看者的可见度。

本文所述的一些实施例包括在彼此不同的位置处拼接屏幕的各个板层(接缝)。另外，每个接缝或层边缘都应出现在发射光的区域之间的层堆叠上的位置。该技术不仅允许屏幕最终成为与多个拼接到一起的板状层一样大，而且接缝位于发射光的区域之间对观看者隐藏接缝，其中所述发射光的区域为屏幕的不透明区域。

屏幕拼接块一般是包括各种过滤层、磷光体层和/或间隙保持物层的几个层。具有各种厚度并且通常具有共同边缘的这些层表现出内反射的形式，所述内反射在屏幕边缘被放到一起时表现出照度和/或颜色的不连续性。采用几种方法来降低不连续性并有效地制作连续的屏幕。一个关键参数是降低层的厚度，这是由于作为层厚度的边缘高度使光对于观看者改变方向。实现该效果的一种方式是将以前的玻璃层制作为薄塑料层。第二个关键参数涉及层的交错，所以层不共享共同的边缘，而是一个层延伸超过层相邻的层，使得每一个层都是堆叠中唯一的边缘。第三个关键参数是将交错的边缘放置到之后会定义的不透明区域中。

间隙——术语“间隙”旨在包括在两个板或两个板层表面之间的两个或更多邻接的边缘之间形成的任何开口。在一个实施例中，两个边缘可以形成间隙。

层相邻——短语“层相邻”是用于表示两个层的表面之间、如多层屏幕的第一层和第二层之间的相邻的描述性术语。在一个示例中，均具有两个表面和四个边缘的两个矩形层在布置为第一层的一个表面与第二层的一个表面接触时为层相邻的。层相邻也可以对应于层的部分，如在第一层的表面的一部分与第二层的表面的一部分是层相邻的时候。

多层拼接显示器于是可以被配置为利用不同的左眼右眼过滤层或其他手段来产生立体图像。当前的LPD系统可以以相当低的购置总成本在非常大的观看区域上提供高分辨率、高亮度和高对比度的观看。通过为具有(例如)图案化偏振的显示屏添加偏振膜，可以扩展显示器的LPD或阵列的最佳品质以包括多重图像观看，如不同的观看者观看屏幕上不同的图像或者3D图像生成。参照以下附图更清楚地描述了要求保护的发明的实施例。

图1为根据本发明的实施例的显示系统100的示意透视图。显示系统100是基于光的电子显示装置，其被配置成为观看者206产生视频和静态图像。显示系统100可以包括光发射磷光体。例如，显示系统100可以是LPD或其他基于磷光体的显示装置。在一些实施例中，显示系统100是布置以形成单个拼接显示屏幕的多个显示系统中的一个。

在一个实施例中，显示系统100可以具有带有磷光体带202的屏幕201和激光模块250，所述激光模块用于产生一个或多个扫描激光束203以激发屏幕201上的磷光体材料。磷光体带202由具有不同颜色(例如红色、绿色和蓝色)的交替磷光体带构成，其中颜色被选择为使得它们可以组合以形成白色光和其它颜色的光。扫描激光束203是调制光束，其包含携带图像信息的光学脉冲宽度和/或幅度可变的脉冲，并以光栅扫描模式沿着两个正交的方向(例如水平地(平行于箭头208)和垂直地(平行于箭头209))扫描过屏幕201，从而在屏幕201上为观看者206产生图像。在一些实施例中，扫描激光束203包含具有不同颜色的可见激光束，其离散地照亮屏幕201的单独像素单元以产生图像。扫描激光束203可以具有特定的宽度和高度，以便一次仅激发特定的磷光体或磷光体组，如大约700μm高和大约100μm宽的扫描激光束。在其它实施例中，扫描激光束203包含可见激光束，如近紫色或紫外(UV)激光束，其充当激发光束来激发屏幕上的磷光体。在这类实施例中，扫描激光束203被引导到由磷光体带202形成的离散的像素单元，或到充当离散的像素单元并由光发射材料构成的磷光体带202的部分，所述光发射材料从扫描激光束203吸收光能以发射可见光并产生图像。可替代地，磷光体带可以是分段的磷光体区域。可替代地，扫描激光束203可以由混合的可见和不可见的激光组成。例如，蓝色激光可以用于在屏幕201上产生蓝颜色，并且相同的蓝色激光可以用于激发在被激发时发射红色和绿色光的磷光体。可替代地，紫外激光可以用于激发在被激发时发生绿色光的磷光体，并且红色和蓝色激光可以用于直接在屏幕上产生红颜色和蓝颜色。

在图1的系统中可以设置反馈控制对准机制以保持扫描光束203在期望的子像素上的正确对准，从而实现期望的图像质量。屏幕201被用于提供屏幕反馈信号以指示扫描光束203的对准状态。当对准有错误时，激光模块250内的控制模块响应屏幕反馈中的错误来控制扫描光束203以弥补该错误。这种反馈控制可以包括屏幕201上荧光区域和荧光区域之外的一个或多个周边区域中的参考标记以提供反馈光，所述反馈光由扫描光束203或单独的不可见激光光束(例如来自红外激光器的红外光束)产生并表示屏幕201上扫描光束的位置和其它性质。反馈光可以通过使用一个或多个光学伺服传感器来测量以产生反馈伺服信号。激光模块250中的伺服控制处理该反馈伺服信号以提取关于光束定位和屏幕上光束的其它性质的信息，并且作为响应，调整扫描光束203的方向和其它性质以确保显示系统的正确操作。

在一个示例中，可以提供反馈伺服控制系统以使用布置在显示区域之外的观看者看不到的周边伺服参考标记，从而提供对各种光束性质的控制。各种光束性质可以包括沿着垂直于荧光带的水平扫描方向的水平布置、沿着荧光带的纵向方向的垂直布置、用于控制图像锐度的屏幕上的光束聚焦和用于控制图像亮度的屏幕上的光束功率。在另一示例中，可以在显示系统启动时执行屏幕校准过程以测量光束位置信息作为静态校准图。通过创建静态校准图，将知道屏幕上子像素的精确位置。然后，激光模块250使用该校准图来控制扫描光束203的定时和布置，从而获得预期的颜色纯度。在另一示例中，可以提供动态伺服控制系统以在显示系统的正常操作期间定期更新预先存在的静态校准图。可以通过使用屏幕荧光区域的不透明区域中的伺服参考标记来执行预先存在的校准图的更新，以提供反馈光而不影响观看者的观看体验。

如以上所公开的，不透明区域是一类具有减少的、有限的光传播或发射区域或没有光传播或发射区域的区域。如本文所使用的，不透明光传播区域是不以接收来自光源的光为目标的区域(例如，当磷光体区域被激发光激发以朗伯(lambertian)方式发射光时，该区域不是扫描激光束203的目标，并且该区域不直接(或仅部分地)设置在观看者和磷光体区域202之间的光路中)。这与光传播区域相反，光传播区域通常在不透明光传播区域之间，其中当磷光体区域发射光时，光源大部分直接与光传播区域交叉，或更直接地在观看者和磷光体区域202之间的光路中。

图2为图1中A-A截面处截取的屏幕201的部分横截面图。屏幕201可以包括安装在衬底240上的多个磷光体区域230，膜图案化延迟器(retarder)(FPR)255，和不透明区域，如间隙保持分隔器220。屏幕201还可以包括颜色过滤层210和支撑层245。层245可以是涂覆或着色以提供各种功能的过滤层(如中性密度滤光器或光谱滤光器)的组合以增强RGB颜色或阻挡紫外光。如根据激光源250所确定的，颜色过滤层210和另外的过滤层和FPR可以布置在屏幕201面向观看者206的层表面上。出于安全原因，在观看者206和拼接屏幕材料之间可以有另外的大的单片式聚碳酸酯或玻璃板288(未示出)。该单片式聚碳酸酯或玻璃板288可以用于紫外线阻挡层或光谱密度膜的其他功能。透明衬底240可以布置在屏幕201的相对侧，并且磷光体区域230可以如所示地设置在外层(外层是例如210、245、255中的一个或全部)和衬底240之间。会在以下章节更详细地阐述衬底240。为了可见度和清楚阐述发明的各方面，利用各种组件所描绘的屏幕201被很大程度地放大。201的层的其他期望特征包括具有低的热膨胀系数和低的水分吸收，并且可容易制造成薄层。另外，层优选地由不易碎的、暴露于紫外线不会分解并且在显示系统100的寿命期间不褪色的材料构成。在一些实施例中，层包括聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜或其他聚合塑料膜，其很大程度地满足以上需求。另外，具有塑料层状的201对于可轧制性和运输目的有很大好处。颜色过滤层210为薄衬底，一般是厚度小于.5mm的塑料衬底，并且可以用过滤元件210R、210G和210B来配置，所述过滤元件中的每个都使穿过该过滤元件的特定颜色的光的色域变窄。通常，本文中的所有层都是通过屏幕201的其他结构件(无论是间隙保持物或其他结构件)固定就位的相对柔性的衬底或板。在图2所示的实施例中，颜色过滤层210包括红色、绿色和蓝色过滤元件，其分别与相应的红色、绿色或蓝色磷光体区域230对准地布置，用R、G和B来表示。过滤元件210R、210G和210B可以在组装屏幕201之前用平版印刷或喷墨或凹版印刷工艺在颜色过滤层210的必要位置上形成。在图2所示的实施例中，过滤元件210R、210G和210B被配置为细长带(垂直于页面)，其如磷光体区域230和间隙保持分隔器220一样，垂直地跨过屏幕201(即平行于图1中的箭头209)延伸。

间隙保持分隔器220将磷光体区域230彼此分隔，并防止外层接触到磷光体区域230。因此，间隙保持分隔器220在磷光体区域230中每一个的周围形成第一区域260。一种用于间隙保持分隔器220的示例材料是光敏树脂。用于间隙保持物材料的可替代手段是图案化的聚合物。光敏树脂可以作为可成像的光阻层压件应用到衬底，如颜色过滤层210或其他平面结构件，并选择性地暴露于必需的光能量，如紫外光和移除的光阻层压件的其余部分。聚合物间隙保持物也可以通过使用平面模具的复型过程或使用圆柱形模具的卷对卷(rollto roll)工艺应用紫外线固化来形成。当被适当地图案化时，间隙保持分隔器220可以形成在衬底上的期望区域中。应注意，如果颜色过滤层210不存在，则间隙保持分隔器可以形成在包括无源透明层的任何其他外层上。如所示的，间隙保持分隔器220与衬底240接触，并且通常为了良好的附着和结构完整性而胶合接触衬底。在一些实施例中，间隙保持分隔器220被配置为位于磷光体区域230之间的细长带。在一个实施例中，间隙保持分隔器220具有大约在50μm至100μm之间或大于磷光体高度区域的高度225。

一个或多个磷光体区域230由磷光体带202形成，并被配置为当磷光体区域中的一个或多个被激发光束(如扫描激光束203)激发时发射被观看者作为颜色或颜色的组合检测到的一定频率范围的光。因此，屏幕201的每一个像素单元都可以包括一个或多个磷光体区域230，其中每一个磷光体区域230充当较大的像素单元的子像素。在图2所示的实施例中，像素单元的一个维度(即像素宽度233)是通过三个磷光体区域230的宽度来限定的，并且正交维度(即从页面向外或垂直的维度)是由激发激光束光斑尺寸来限定的。在这种实施例中，因为磷光体带202是连续的带，每一个像素单元的垂直位置都不是固定的，并且可以通过调整激发激光束被引导到磷光体带202中的每一个的垂直位置来根据需要选择。在其他实施例中，间隙保持分隔器220可以限定磷光体区域230中每一个的两种维度，使得磷光体区域230在所有侧都通过以栅格图案形成的间隙保持分隔器220与相邻的磷光体区域分隔开。磷光体带202中的每一个都以Xμm的间距间隔开，使得屏幕201上的像素单元的像素宽度233为3Xμm。例如，如果X＝400μm，则像素间距为1200μm。在一个实施例中，磷光体带中的每一个都以400μm的间距间隔开，像素间距为1200μm。在另外的实施例中，屏幕201的像素单元可以包括分离的磷光体区域而不是磷光体带202的部分。例如，每一个子像素都可以是一种特定光发射磷光体材料的离散且分离的磷光体点或矩形。

衬底240是在光到达磷光体区域230之前由激光模块250照亮的第一层。衬底240含有多种功能，如紫外光的高透射，反射用于伺服目的的光，和高效地将可见光再循环到观看者。其至少包含共挤多层膜(显示参考)和伺服印刷层。具有伺服标记275的伺服印刷层通常与间隙保持物区域对准，使得其不阻碍紫外光到达磷光体区域230。支撑层245可以位于磷光体区域230上方。支撑层可以是基本上或完全覆盖磷光体区域230的固体透明表面。支撑层245可以与颜色过滤层210相连，或者其可以与第一区域260相连。支撑层与磷光体区域相比可以较厚，但是仍是相对柔性的。支撑层245不必对紫外光透明。在一个实施例中，紫外过滤层(未示出)可以用于防止紫外光到达观看者206。在另一实施例中，透明表面可以被选择用于紫外透明或者调整为对抗紫外透明。

FPR 255是透明的或部分透明的板。FPR 255可以由多个层构成。在一个实施例中，多个层包括偏振膜，如三乙酰基纤维素(TAC)膜，其可以对使磷光体区域230发出的光偏振。多个层还可以包括交替的左右圆偏振波板，其用于对于戴偏振眼睛的观看者分离信息。FPR255可以位于颜色过滤层210上方的支撑层245上方，或直接位于磷光体区域230上方，由此建立与间隙保持分隔器200结合的第一区域260。FPR 255可以建立多个左右圆偏振区域，其利用互补的圆偏振眼镜确定不同的左眼可视区域256和右眼可视区域257。FPR区域256和257可以被分成各种编排，如列、行、棋盘图案或其他形式，其会实现屏幕201上产生的图像在右眼偏振区域256和左眼偏振区域257之间的近似平均的分配。FPR 255可以以与像素宽度233相关的列来布置。

可以与本发明的实施例一起使用的FPR 255可以是将以交错方式同时存在的两个图像去相关的任何膜或层，以为观看者206建立多个图像，如用于产生3D幻觉的立体图像。示例性实施例可以包括FPR或膜图案化的移色器。在名称为“Methods for manufacturingmicropolarizers”并且在1994年7月5日授权的美国专利5,327,285号中更详细地描述了用FPR配置的基于LCD的显示系统，其内容通过引用并入本文。在名称为“Spectralseparation filters for 3D stereoscopic D-cinema presentation”并且在2011年6月14日授权的美国专利7,959,295号中更详细地描述了用膜图案化的移色器配置的基于投影仪的显示系统，其内容通过引用并入本文。

激光模块250(图1中所示)通过将扫描激光束203引导到磷光体带202并调制扫描激光束203以将期望量的光能输送到屏幕201的每一个磷光体区域230在屏幕201上形成图像。每一个磷光体区域230都通过发射由通过扫描激光203的其选择性的激光激发产生的可见光来输出用于形成期望图像的光。由磷光体区域230发射的光中的一部分会入射到间隙保持分隔器220上，其可以吸收和/或透射所述光，取决于形成间隙保持分隔器220的材料和光相对于间隙保持分隔器220的表面的入射角。来自磷光体区域230的入射光透射到相邻的磷光体区域中使得来自不同磷光体区域的颜色混合，从而降低图像的颜色纯度，而这种光的吸收减少最终到达观看者206的光的量。本发明的实施例考虑使用设置在磷光体区域230和间隙保持分隔器220之间的第一区域260中的具有低折射率的材料。第一区域260中的低折射率材料的存在使间隙保持分隔器220对由磷光体区域230发射的光的吸收和/或透射最小化，从而使得更多由磷光体区域230发射的光传播通过颜色过滤层210并到达观看者206。可替代地，区域260可以是空气。

在屏幕201上产生的图像会通过FPR 255进行过滤。与偏置器结合的FPR 255会使由磷光体区域230产生的光偏振。由于配对的线性偏置器，仅具有特定极性的光会被允许通过FPR 255。允许通过FPR 255的光的圆偏振定相在右眼区域256和左眼区域257之间不同。穿过右眼区域256的光对应于第一图像，而穿过左眼区域257的光对应于第二图像。因此，一个图像将与另一个一起相移地圆偏振。观看者206将具有合适的圆偏振相滤波观看装置(未示出)，其使得观看者能够用右眼看到第一图像并用左眼看到第二图像。

在图2所示的实施例中，屏幕201可以包括反射伺服层(未示出)和反射膜(未示出)。另外，反射伺服层可以具有设置于其上的多个定位标记。当激光击中多个定位标记中的至少一个时，激光会分散或反射回到伺服(未示出)。基于多个定位标记的已知的定位和形状，反射激光的位置可以基于可计算的参数(如反射角和接收时间)来确定。在名称为“Servo Feedback Control Based on Designated Scanning Servo Beam in ScanningBeam Display Systems with Light-Emitting Screens”并且在2009年12月21日提交的美国专利申请公开2010/0097678号中更详细地描述了用伺服光束配置的基于LPD的显示系统，其内容通过引用并入本文。

尽管描述为包括具有磷光体层230的衬底240，但是期望本文所述的方法可以有利于应用于其他成像装置。多层屏幕201中的图像产生的类型不旨在限制可能的实施例。

图3A至3C描绘了根据一个或多个实施例的多层屏幕。本文所述的一些实施例包括与在主要光发射区域之间的一个或多个层或区域中形成的光传播区域(如不透明区域)结合地布置边缘区域。本文所述的另外的实施例公开了在重叠层中非重叠边缘区域的形成。通过控制光通过边缘区域的位置和透射，边缘区域对于观看者的可见度可以减少，并且在一些情况下可以消除。为了清楚，各种实施例的元件是放大的。

图3A描绘了根据一个实施例的多层屏幕300。多层屏幕300可以包括第一层302。第一层302可以是部分透射的层，如紫外线过滤层或颜色过滤层。第一层可以包括多个第一边缘304。第一边缘304的数量会对应于第一层302的平面的边的数量。因为第一层302的平面中的两个边从该角度看是可见的，所以两个第一边缘304也是可见的。

第一层302可以在第二层306上方形成。第二层306可以是以上参照图2描述的一个或多个层，如磷光体层。在一个实施例中，第二层是透明衬底240。第二层306可以具有一个或多个不透明区域308，此处显示为三(3)个不透明区域308。不透明区域308可以在第二层306上形成，或者在第二层306中形成。不透明区域308可以被假想的平分线310平分。第一边缘304与不透明区域308相邻地形成，此处显示为与假想的平分线310齐平。与第一层302一样，第二层306具有多个第二边缘316，此处显示为两个第二边缘316。

第三层312可以与第二层306相连地形成。第三层312可以是反馈层，如伺服层。第三层312可以具有多个第三边缘314。与第一层302一样，第三边缘314的数量会对应于第三层312的平面中边的数量。因为第三层312的两个边从该角度看是可见的，所以两个第三边缘314也是可见的。此处示出，第三边缘314也与不透明区域的平分线310一致。

此处所示的边缘的放置允许更大程度地控制这些边缘对于观看者的可见度。因为第一边缘304和第三边缘314与不透明区域308相结合地形成，并且第二边缘316在不透明区域308处形成，所以来自光源或扫描激光束的光不以产生成像的方式(因为激发光在该扫描时段期间可能关闭)透射通过第一边缘304、第二边缘316和第三边缘314。这防止在第一边缘304、第二边缘316和第三边缘314处的反射或折射，使第一边缘304、第二边缘316和第三边缘314可见度较低。尽管显示为仅三层，但是应理解，多层屏幕300可以根据观看者的需求具有更多或更少的层。

图3B描绘了根据另一实施例的多层屏幕320。此处所示的多层屏幕320包括第一层322、第二层326和第三层332。第一层322可以包括多个第一边缘324，此处描绘为两个第一边缘324。第二层326可以包括多个不透明区域328和多个第二边缘336，此处分别描绘为三个不透明区域328和六个第二边缘336。第三层332包括多个第三边缘334，此处描绘为两个第三边缘334。

第一边缘324、第二边缘336和第三边缘334每个都相对于假想的平分线330示出，所述平分线平分不透明区域328。第一边缘324此处显示为不与平分线330、第二边缘336或第三边缘334对准。第二边缘336和第三边缘334也不与平分线330对准或彼此对准。这避免在第一边缘324、第二边缘336和第三边缘334之间的共同边缘。尽管第一边缘324、第二边缘336和第三边缘334不对准，但是每一个边缘都能够与不透明区域相邻地形成。

图3C描绘了根据另一实施例的多层拼接屏幕340。多层拼接屏幕340包括多个第一层342、多个第二层356和多个第三层352。此处描绘为两个第一层342的多个第一层342可以包括多个第一边缘324，此处描绘为两个第一边缘344。第一间隙345在两个第一边缘344之间形成。第一间隙345可以比此处所示的更大或更小。第二层346可以包括多个不透明区域348，此处描绘为三个不透明区域348。第二层346还可以包括多个第二边缘，与图3A和3B所示的那些相似。第三层352包括多个第三边缘354，此处描绘为两个第三边缘354。与第一层342一样，第三层352可以包括在多个第三边缘354之间形成的第三间隙347。屏幕340可以使用透明带356跨过第一间隙345、第三间隙347或其组合来连接，此处显示为使用透明带356跨过第三间隙347来连接。透明带356此处描绘为具有不与不透明区域348重合的边缘。然而，在使用透明带356的一个或多个实施例中，透明带356的边缘被布置为层相邻于不透明区域以降低透明带的边缘的可见度。

如前所述，第一边缘344和第三边缘354每个都相对于假想的平分线350示出，所述平分线平分不透明区域348。第一边缘344此处显示为不与平分线350、第二边缘或第三边缘354对准。第二边缘不与平分线350对准。另外，第一边缘344和第三边缘354不是层相邻于相同不透明区域，从而避免第一边缘344与第三边缘354之间的共同边缘和第一间隙345与第三间隙347之间的共同间隙。

据认为，避免共同边缘为多层拼接屏幕340提供另外的支撑。当在可用的拼接设计中使用共同边缘时，共同边缘变为屏幕的拐点。该拐点允许屏幕容易的弯曲、对粘合剂连接的施压和将力转移到邻接屏幕。多层拼接屏幕340的层中偏置边缘的重叠产生连续的板，并为多层拼接屏幕340提供额外的稳定性。使用一种或多种粘合剂技术的板层的层叠帮助建立强健和稳定的大的整体复合单板，其由较小的板制成，每一个板都包括多层，如上所示的层交错在一起并彼此层叠。

尽管参照放置为与不透明区域光学连接的第一边缘、第二边缘和第三边缘描述了图3A至3C，但是不透明区域对于本文所述的实施例来说不是必需的。具体地，在一个或多个实施例中，不透明区域可以用不接收来自扫描激光束或其他内部光源的光或辐射的区域来替代。在该实施例中，在边缘之间形成的边缘间隙会在观看者侧的发射区域之间(如在磷光体区域之间)和在光引擎侧接收扫描激光束的区域之间。这样，激发光束从不击中边缘间隙或边缘，并且来自磷光体的发射仅最小程度地击中边缘间隙或边缘。

在本文件中描述的显示系统中光束扫描可以通过在两个正交方向(例如水平和垂直方向)上扫描光的激发光束的两个扫描器来实现。水平扫描器可以通过多边形物体来实现，并且垂直扫描器可以通过振镜扫描器(galvo scanner)来实现。可以实施各种扫描技术来操作两个扫描器以扫描激发光束715。

考虑到在该实施例中描绘了系统，应理解，另外的补偿是可能的以确保最终拼接的面板201中的水平和垂直间隙在激光模块250前较小的可见度。即使边缘和相应的间隙在不透明区域中或接近扫描线，边缘也仍显现为屏幕上的变暗或褪色的线状的人工痕迹。这可以通过由激光模块250增强在接近间隙的磷光体区域220范围附近的激发光203来解决。在垂直边缘的情况下，示例为：如果边缘在不透明区域中的蓝色到红色边界处，则可以增强在所述子像素区域的间隙附近的一个或两个子像素的激发能量203。相似地，在水平边缘的情况下：在扫描中由激发激光203产生的水平扫描线可以根据其相对于水平间隙的位置来调整强度。

图4示出了根据本文所述的实施例的具有垂直间隙板对准的多层屏幕。在垂直板对准的情形中，可以有垂直磷光体带和垂直不透明区域，如间隙保持分隔器的带。此处的目标是确保在屏幕内彼此垂直地布置的放置层之间的间隙以不与磷光体区域一致地存在的方式来放置。以与水平地放置的邻接层膜相似的方式，垂直放置的层膜的邻接层膜之间的间隙可以位于与上方或下方层膜间隙相同的位置。如此处所描绘的，有三个层：伺服层810；磷光体层820；和过滤层830。三个层中的每一个都具有延长三个层的复合板的整体尺寸的邻接层。

在一个实施例中，多层屏幕800包括多个具有伺服层间隙811的伺服层810，其中邻接的两个伺服层810彼此邻接。伺服层间隙811的位置与跨过屏幕800的激光束的扫描一致，使得伺服层间隙811沿着光束的扫描大致位于中心。板层堆叠中的下一层是包括磷光体层间隙821的磷光体层820。此处再一次地，磷光体层间隙位于不与伺服层间隙811的位置重叠的第二位置，其中邻接的两个磷光体层820彼此邻接。随着激光束跨过复合板扫描，该磷光体层间隙821再次定位为与激光束的扫描一致，但是与伺服层间隙811的位置不同，因此与第一激光束扫描位置不同。板层堆叠中的后续层是包括过滤层间隙831的过滤层830。此处再一次地，过滤层间隙831位于不与伺服层间隙811和磷光体层间隙821的位置重叠的第三位置，其中邻接的两个过滤层831彼此邻接。随着激光束跨过复合板扫描，该过滤层间隙831再次定位为与激光束的扫描一致，但是与伺服层间隙811的位置不同，因此与第一激光束扫描位置不同，以及与磷光体层间隙821的位置不同，因此与第二激光束扫描位置不同。

当然，在不同的层中可以有更多应彼此邻接的层，或者可以有更多的层使屏幕在垂直或水平方向上甚至更大。任何额外的层中的每一个都会具有交错的间隙，以使层堆叠中的重叠间隙最小化。

而且，有以下可能性：整个屏幕可能需要垂直和水平地增大，从而包括在水平方向和垂直方向二者上各层的交错。该交错可以实现完全可扩展尺寸的屏幕，其中堆叠中最小的层重叠使屏幕中间隙的明显视觉识别最小化。

在一个实施例中，系统可以包括光发生器；多层屏幕，所述多层屏幕允许来自光发生器的光传播通过多层屏幕中的至少一个或多个层，其中至少一个层通过几乎固定孔径尺寸的光束沿着第一扫描线来扫描；和多层屏幕内的第一层，其中第一层是彼此邻接的两个膜，所述邻接包括两个膜之间的第一膜层间隙，其中两个膜之间的第一膜层间隙与第一扫描线重合。第一膜层间隙与第一扫描线之间的重合可以使所述间隙仅与扫描线的扫描光孔径接近。接近可以是基于堆叠方式的。至少一个层可以通过几乎固定孔径尺寸的光束沿着第二扫描线来扫描，其中第二扫描线与第一扫描线不同，其中多层屏幕还包括多层板内的第二层，并且其中第二层为邻接的两个膜。第二膜层间隙与第二扫描线之间的重合可以使所述间隙仅与第二扫描线的扫描光孔径接近。多层屏幕内的层可以具有至少一个磷光体区域。

在另一实施例中，系统可以包括：被配置为产生光的光发生器；多层屏幕，其被配置为允许来自光发生器的光传播通过多层屏幕中的至少一个或多个层，其中至少一个层通过几乎固定孔径尺寸的光束沿着第一扫描线来扫描；和多层屏幕内的第一层平面，第一层平面包括两个层，其中平面内的两个层中每一个的边缘都彼此邻接，从而在两个层之间产生第一层平面间隙，并且其中两个膜之间的第一层平面间隙与第一扫描线重合。在另一实施例中，光发生器可以进一步被配置为在产生与第二间隙一致的扫描线时呈现图像信息。在另一实施例中，光发生器进一步被配置为在产生与第二间隙不一致的扫描线时呈现图像信息。

总之，本发明的实施例阐述了一种能够拼接而在屏幕之间不显示可见边缘的多层显示装置。多层拼接屏幕于是能够形成单个或立体图像。立体图像可以用于为单个观看者产生3D成像或产生由不同观看者分别观看的两个图像。应理解，两个图像设计可以扩展到多于两个观看者，如通过增加帧速率和包括屏幕的多重偏振，使得可以容纳多于两个图像。本发明的优点包括在大屏幕幅面中观看3D内容和对于观看者来说更好的观看体验。

尽管上文针对的是本发明的实施例，但是可以在不脱离本发明的基本范围的条件下设计本发明的其他和另外的实施例，并且本发明的范围由所附的权利要求来确定。

Claims (17)

1.一种显示系统，其包括：

被配置为产生光的光发生器；和

具有多个层的多层屏幕，所述多层屏幕被配置为允许来自所述光发生器的光通过其传播，所述多个层包括：

具有多个第一光传播区域和多个第二光传播区域的第一光传播层；

包括设置在公共平面内的多于一个邻接层的第二层，其中所述邻接层中每一个的邻接边缘被以第一间隙间隔开，其中所述第一间隙与所述第一层第一光传播区域重合；以及

第三层，所述第三层包括设置在公共平面内的多于一个邻接层，所述邻接层被以第二间隙间隔开，其中所述第一间隙和所述第二间隙沿着所述第一光传播区域之一的平分线布置，其中所述第一间隙和所述第二间隙沿着不同的平分线布置，

其中所述第一光传播区域是不透明的。

2.权利要求1所述的显示系统，其中所述第二间隙与所述第一光传播区域重合。

3.权利要求1所述的显示系统，其中所述光发生器还被配置为增强在所述第一间隙的区域周围的所述第二光传播区域的光。

4.权利要求1所述的显示系统，其中所述多层屏幕被配置为使得由所述光发生器产生的光不传播通过所述第一光传播区域。

5.权利要求1所述的显示系统，其中所述第一光传播区域被配置为使得所述第一光传播区域比所述第二光传播区域接收或传播更少的光。

6.权利要求1所述的显示系统，其中所述多层屏幕被配置为使得由所述光发生器产生的光传播通过所述第二光传播区域。

7.权利要求1所述的显示系统，其中所述第二光传播区域被配置为提供朗伯发射。

8.权利要求1所述的显示系统，其中多个多层屏幕中的至少两个使用透明带连接，其中所述透明带的边缘与所述第一光传播区域重合。

9.权利要求1所述的显示系统，其还包括偏振层，其中所述偏振层的边缘与第一光传播区域重合。

10.权利要求9所述的显示系统，其中所述偏振层包括偏置器和膜图案化延迟器。

11.一种显示系统，其包括：

被配置为产生和引导光的光发生器；和

多个多层屏幕，每个多层屏幕都包括：

伺服层，其被配置为提供反馈并具有第一边缘；

第二层，其被配置为将可见光输送到观看者，被配置为具有两个或更多不透明的光传播区域，并具有第二边缘；

过滤层，其被配置为过滤从至少所述光发生器接收的光的波长，并具有第三边缘，其中所述第一边缘和第二边缘不与所述第三边缘重合；并且

所述多个多层屏幕被配置为在相应屏幕的至少所述第一边缘、所述第二边缘和所述第三边缘之间连接以分别产生第一间隙、第二间隙和第三间隙，其中所述第一间隙、所述第二间隙和所述第三间隙中的至少一个被配置为与一个或多个不透明光传播区域相邻，其中，所述第一间隙沿着第一不透明光传播区域的第一平分线布置，并且所述第二间隙沿着第二不透明光传播区域的第二平分线布置。

12.权利要求11所述的显示系统，其中，所述第二层包括：

一个或多个磷光体带，其被配置为接收来自所述光发生器的光，并响应于所接收的光而产生一个或多个波长的光；和

一个或多个区段，其布置在所述磷光体带之间并与所述磷光体带平行，所述区段被配置为将所述磷光体带彼此分隔。

13.权利要求11所述的显示系统，其中所述多个多层屏幕中的至少两个连接在相同平面处的第一不同层和第二不同层之间，所述第一不同层和所述第二不同层彼此邻接，其中所述第一不同层和所述第二不同层使用第三层来连接，所述第三层是与所述第一不同层和第二不同层相邻的层。

14.权利要求13所述的显示系统，其中所述第一不同层和所述第二不同层被配置为与所述第二层的不透明光传播区域重叠。

15.权利要求11所述的显示系统，其中所述过滤层为偏振层。

16.一种显示系统，其包括：

被配置为产生扫描光的光发生器；和

具有多个层的多层屏幕，所述多层屏幕被配置为允许来自所述光发生器的光通过其传播，所述多个层包括：

具有多个第一光传播区域和多个第二光传播区域的第一光传播层；和

包括设置在公共平面内的两个或更多邻接层的第二层，其包括：

包括第一邻接边缘的第一邻接层和包括第二邻接边缘和第三邻接边缘的第二邻接层，所述第一邻接边缘和第二邻接边缘具有公共平面并以第一间隙间隔开，其中所述第一间隙与所述第一光传播层的所述第一光传播区域重合；和

包括第四邻接边缘的第三邻接层，所述第三邻接边缘和第四邻接边缘具有公共平面并以第二间隙间隔开，其中所述第二间隙与扫描线重合，并且其中至少一个层通过几乎固定孔径尺寸的光束沿着所述扫描线来扫描，其中，所述第一间隙和所述第二间隙沿着所述第一光传播区域之一的平分线布置，其中所述第一间隙和所述第二间隙沿着不同的平分线布置，

其中所述第一光传播区域是不透明的。

17.权利要求16所述的显示系统，所述光发生器进一步被配置为在产生与所述第二间隙一致的扫描线时呈现图像信息。