CN113763833A - 一种增加led显示像素的系统 - Google Patents

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郭滨刚
李州
陈嘉婷
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Abstract

本发明提出一种增加LED显示像素的系统，包括LED灯珠、透镜阵列和显示屏，所述透镜阵列和所述显示屏沿所述LED灯珠的光路方向顺次设置；所述透镜阵列靠近所述LED灯珠的一侧设置有多个透镜，所述LED灯珠与多个所述透镜对应，多个所述透镜用于将一个所述LED灯珠输出的单点光源调制为多点光源并在所述显示屏上形成多个像素点，因此显示屏的像素密度增加，显示屏画面质量变得细腻，具有显示效果的优点，满足了使用者的高显示精度的要求。

Description

一种增加LED显示像素的系统
技术领域
本发明涉及LED显示技术领域，尤其涉及一种增加LED显示像素的系统。
背景技术
随着LED各项技术的不断发展，LED的发光亮度，封装散热问题得到进一步改善。技术进步促使LED的价格也越来越便宜，使得LED在照明、显示等领域的应用更加广泛。
在电子产品竞争日益激烈的情况下，消费者对LED显示屏的亮度、画面质量的要求越来越高。LED显示屏的显示效果与显示屏的分辨率有很大关系，分辨率为LED显示屏中显示一个画面中包含显示点数目的多少，包含显示点数目越多，画面就越精细，画面的质量就越高。
LED显示屏的画面质量取决于显示的像素点，要使显示屏画面质量越来越细腻就必须增加显示屏的像素密度。增加显示屏的像素密度即可通过增加显示屏中总体的像素点数目，也可以通过增加显示屏中虚拟像素密度来实现。
现有的彩色LED显示屏是以至少三个不同颜色的LED发光源组成一个像素显示单元，众多相同的像素显示单元按矩阵形式构成彩LED显示屏的显示面。通常一个像素显示单元采用一个红色LED发光源、一个绿色LED发光源和一个蓝色LED发光源，在发光源的一侧设置透镜，通过发光源和透镜一一配合，发光源发出的光通过透镜从而形成单个像素点，但是这种设置像素点过少，无法满足消费者的高画面质量要求。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提出一种增加LED显示像素的系统，可以大幅提高LED的显示像素。
本发明通过以下技术方案实现的：一种增加LED显示像素的系统，包括LED灯珠、透镜阵列和显示屏，所述透镜阵列和所述显示屏沿所述LED灯珠的光路方向顺次设置；
所述透镜阵列包括多个透镜，多个所述透镜设置于所述透镜阵列靠近所述LED灯珠的一侧，一个所述LED灯珠与多个所述透镜对应，多个所述透镜用于将一个所述LED灯珠输出的单点光源调制为多点光源并在所述显示屏上形成多个像素点。
作为上述方案的进一步改进，多个所述透镜在所述透镜阵列上呈中心对称分布。
作为上述方案的进一步改进，多个所述透镜在所述透镜阵列上呈正六边形分布。
作为上述方案的进一步改进，多个所述透镜在所述透镜阵列上呈矩形分布。
作为上述方案的进一步改进，所述透镜阵列背离所述LED灯珠的一侧设有增透膜。
作为上述方案的进一步改进，所述LED灯珠与所述透镜阵列之间的距离范围为不大于2毫米。
作为上述方案的进一步改进，所述透镜阵列为微透镜阵列。
本发明还提出一种LED显示器，包括上述的增加LED显示像素的系统。
本发明的有益效果：
本发明提出的一种增加LED显示像素的系统，包括LED灯珠、透镜阵列和显示屏，所述透镜阵列和所述显示屏沿所述LED灯珠的光路方向顺次设置；所述透镜阵列靠近所述LED灯珠的一侧设置有多个透镜，所述LED灯珠与多个所述透镜对应，多个所述透镜用于将一个所述LED灯珠输出的单点光源调制为多点光源并在所述显示屏上形成多个像素点，因此显示屏的像素密度增加，显示屏画面质量变得细腻，具有显示效果的优点，满足了使用者的高显示精度的要求。
附图说明
图1为本发明的LED灯珠正装下的原理示意图；
图2为本发明的LED灯珠倒装下的原理示意图；
图3为本发明的透镜阵列的结构示意图；
图4为本发明的透镜阵列的侧部结构示意图。
附图标记说明：1、LED灯珠；2、透镜阵列；3、显示屏；31、透镜。
具体实施方式
为了更加清楚完整的说明本发明的技术方案，下面结合附图对本发明作进一步说明。
现有的彩色LED显示屏是以至少三个不同颜色的LED发光源组成一个像素显示单元，众多相同的像素显示单元按矩阵形式构成彩LED显示屏的显示面。通常一个像素显示单元采用一个红色LED发光源、一个绿色LED发光源和一个蓝色LED发光源，在发光源的一侧设置透镜，通过发光源和透镜一一配合，发光源发出的光通过透镜从而形成单个像素点，但是这种设置像素点过少，无法满足消费者的高画面质量要求。
为了解决上述问题，请参考图1-2，一种增加LED显示像素的系统(以下称为本结构)，包括LED灯珠1、透镜阵列2和显示屏3。
通常像素显示单元采用红色LED、绿色LED和蓝色LED作为三原色进行控制配色，需要在LED灯珠的一侧设置透镜阵列，通过LED灯珠和透镜阵列的配合，LED灯珠发出的光通过透镜阵列从而形成多个像素点，在本发明中，LED灯珠采用外部的供电设备进行供电。
所以为了实现上述功能，本系统具有如下的连接关系：所述透镜阵列和所述显示屏沿所述LED灯珠的光路方向顺次设置，以上述的连接关系为基础，LED灯珠发出的发散光，被透镜阵列2上的透镜31调制，再将调制后的光投射到显示屏上形成像素点。
须注意的是，作为在显示屏上形成的像素点在单位面积内越多，其分辨率越高，当然在宏观上，每个像素都有依照图像驱动需要显示的颜色和变化规律，在本发明的所述LED灯珠在受控做为显示的一个像素显示的过程中，在所述显示屏上对应该灯珠的各像素点采用相同的颜色和变化规律。因此，本发明结构的较佳实施例可以提升像素的分辨率。
LED显示屏的显示效果与显示屏的分辨率有很大关系，分辨率为LED显示屏中显示一个画面中单位面积包含显示点数目的多少，包含显示点数目越多，画面就越精细，画面的质量就越高。因此，本发明通过上述结构可以提升显示效果。
LED显示屏的画面质量取决于显示的像素点，要使显示屏画面质量越来越细腻就必须增加显示屏的像素密度。增加显示屏的像素密度即可通过增加显示屏中总体的像素点数目。
为了增加单个LED灯珠在显示屏上投射的像素点，从而增加像素提升画面质量：所述透镜阵列靠近所述LED灯珠的一侧设置有多个透镜，单个LED灯珠与多个所述透镜对应，一个LED灯珠发射出的散射光线通过多个透镜的焦点形成多组光线，多组光线在显示屏上形成多个像素点。
本发明通过将透镜阵列将LED灯珠的一侧设置有多个透镜，透镜阵列对入射光分开投射并在显示屏上形成多个像素点，显示屏的像素密度增加，显示屏画面质量变得细腻，具有显示效果的优点，满足了使用者的高显示精度的要求。
请参考图1-4，在满足上述尺寸情况下，透镜的形状不做具体限制，可以采用圆球形、长方体形或其它相对规则的形状；出于制备工艺的考虑，为了使透镜阵列更加易于制备，本实施例中，透镜阵列上的透镜可以为突起的球冠状结构。
值得说明的是，本发明适应于LED的正装及倒装结构，适用性广。
为了在增加像素时使得本结构占据最小的体积，从而使得本结构小型化和轻型化。
在本发明的一些实施例中，实现上述效果的具体结构为：所述透镜在所述透镜阵列上呈中心对称分布，中心对称分布使得在多个本结构在排布时占据的空间面积非常小，结构紧凑，且提升了对于光线的利用率，节能环保。
在本发明的一些实施例中，所述透镜在所述透镜阵列上呈正六边形分布。当透镜呈正六边形排布时，一个LED灯珠发射出的散射光线通过六个透镜的焦点，从而将光线转化为六组光线，每组光线在显示屏上形成一个像素点，所以六组光线可以在显示屏上形成六个像素点，同时，也可以在正六边形内部额外设置一个透镜，从而加大LED灯珠发射出的光线的利用率，进一步提升像素点的数量，从而提升显示质量。
在本发明的一些实施例中，所述透镜在所述透镜阵列上呈矩形分布。当透镜为呈矩形排布的四个时，一个LED灯珠发射出的散射光线通过四个透镜的焦点，从而将光线转化为四组光线，每组光线在显示屏上形成一个像素点，所以四组光线可以在显示屏上形成四个像素点。
同时，也可以在矩形内部额外设置一个透镜，从而加大LED灯珠发射出的光线的利用率，进一步提升像素点的数量，从而提升显示质量。
作为上述方案的进一步改进，所述透镜阵列靠近所述显示屏的一侧设有增透膜。
增透膜是一种应用范围很广的光学镀层，可以当做显示器防眩防静电膜和电脑视保屏，具有广阔的市场前景，而且能改善透镜阵列的基体的力学性能和光学性并且能在一定程度上增加物理性能。
作为上述方案的进一步改进，所述LED灯珠与所述透镜阵列之间的距离范围为不大于2毫米。
在本实施方式中，LED灯珠与所述透镜阵列之间的距离D为50微米、2毫米和0.975毫米，各自对应一个形状的透镜。
例如，当透镜的折射率为1.5时，上述距离分别对应的透镜半径为25微米、1毫米和0.4875毫米，可以通过不同使用需求，对它们之间的距离进行调整，从而控制整体结构占据空间的面积。
作为上述方案的进一步改进，所述透镜阵列为微透镜阵列。
微透镜阵列是由通光孔径及浮雕深度为微米级的透镜组成的阵列，具有传统透镜的聚焦、成像等基本功能，还具有单元尺寸小、集成度高的特点。微透镜阵列的使用能够完成传统大型光学元件无法完成的功能，并能构成许多新型的光学系统。
它能将一个完整的激光波前在空间上分成许多微小的部分,每一部分都被相应的小透镜聚焦在焦平面上,一系列微透镜就可以得到由一系列焦点组成的平面。如果光波前为理想的平面波前,那么在微透镜阵列焦平面上就可以得到一组均匀而且规则的焦点分布。在本方案中，通过微透镜阵列可以将本结构小型化，以便应用于各个不同的场合。
本发明还提出一种LED显示器，包括上述的增加LED显示像素的系统。
在LED显示器的使用过程中，通过将透镜阵列将LED灯珠的发出的发散光调制，在显示屏上形成像素点，因此显示屏上形成多个像素点，显示的像素密度增加，显示画面质量变得细腻，具有显示效果的优点，满足了使用者的高显示精度的要求。
综上所述，本发明提出的一种增加LED显示像素的系统，透镜阵列和显示屏沿LED灯珠的光路方向顺次设置；透镜阵列靠近LED灯珠的一侧设置有多个透镜，LED灯珠与多个透镜对应，透镜阵列对入射光分开投射在显示屏上形成多个像素点，因此显示屏的像素密度增加，显示屏画面质量变得细腻，具有显示效果的优点，满足了使用者的高显示精度的要求。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
当然，本发明上述实施例的描述较为细致，但不能因此而理解为对本发明的保护范围的限制，本发明还可有其它多种实施方式，基于本实施方式，本领域的普通技术人员在没有做出任何创造性劳动的前提下所获得其他实施方式，都属于本发明所保护的范围，本发明的保护范围以所附权利要求书为准。

Claims (8)

1.一种增加LED显示像素的系统，包括LED灯珠、透镜阵列和显示屏，所述透镜阵列和所述显示屏沿所述LED灯珠的光路方向顺次设置，其特征在于，
所述透镜阵列包括多个透镜，多个所述透镜设置于所述透镜阵列靠近所述LED灯珠的一侧，一个所述LED灯珠与多个所述透镜对应，多个所述透镜用于将一个所述LED灯珠输出的单点光源调制为多点光源并在所述显示屏上形成多个像素点。
2.根据权利要求1所述的增加LED显示像素的系统，其特征在于，多个所述透镜在所述透镜阵列上呈中心对称分布。
3.根据权利要求2所述的增加LED显示像素的系统，其特征在于，多个所述透镜在所述透镜阵列上呈正六边形分布。
4.根据权利要求2所述的增加LED显示像素的系统，其特征在于，多个所述透镜在所述透镜阵列上呈矩形分布。
5.根据权利要求1所述的增加LED显示像素的系统，其特征在于，所述透镜阵列背离所述LED灯珠的一侧设有增透膜。
6.根据权利要求1-5任一项所述的增加LED显示像素的系统，其特征在于，所述LED灯珠与所述透镜阵列之间的距离范围为不大于2毫米。
7.根据权利要求1-5任一项所述的增加LED显示像素的系统，其特征在于，所述透镜阵列为微透镜阵列。
8.一种LED显示器，其特征在于，包括权利要求1-7任一项所述的增加LED显示像素的系统。
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