CN206805990U - 基于dmd带图案的dlp背光源装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于DMD带图案的DLP背光源装置，包括DLP模块、控制器、显示装置；所述的显示装置位于DLP模块的前方。所述的DLP模块包括多个微小的反射镜按矩阵行列排布，每个微镜在数字信号的控制下进行角度翻转。所述的控制器连接DLP模块控制微镜的角度翻转，数字处理后图案信号通过控制器控制DLP模块进行光投影形成最终图案。本实用新型效果更好，速度更快，应用场合广泛，也可以运用于特殊光强分布的场合。

Description

基于DMD带图案的DLP背光源装置

技术领域

本实用新型专利涉及背光源显示技术领域，是一种能够实现通过用基于DMD的、带图案的、具有方向性的DLP替换原有的LED背光源在各显示领域中的应用，使背景光在各应用上更加可调可控，使用起来更加灵活。

背景技术

随着液晶显示技术的不断发展，液晶显示器特别是彩色液晶显示器的应用领域也在不断拓宽。受液晶显示器的市场拉动，背光源产业，呈现一派繁荣景象。

背光源是位于液晶显示器(LCD)等背后的一种光源，它的发光效果将直接影响到液晶显示模块(LCM)等的视觉效果。液晶显示器本身并不发光，它显示图形或是它对光线调制的结果。

目前市面上使用较多的是LED背光源，由于采用较多的LED，除了耗电量增加之外，也导致温度升高的问题。并且LED的蓝色光成分非常大，在相同照度下，对视力的伤害很大。大多数显示屏都需要一个以上的LED才能实现可接受的明亮度，不同LED之间的亮度均匀性则更难实现，特别是当LED老化时问题更加严重。另外，LED背光闪烁速度慢，由于闪烁的速度慢了，所以使用者就更容易眼睛疲倦。

DLP是“Digital Light Processing”的缩写，即为数字光处理，也就是说这种技术要先把影像信号经过数字处理，然后再把光投影出来，使投影更加智能快捷。DMD数字微镜器件是由美国德州仪器公司开发的。该技术的核心是：通过数字信息控制数十万到上百万个微小的反射镜，将不同数量的光线投射出去。DLP显示板有高分辨率而且非常可靠。DLP投影技术的优点在于成本低，亮度高，抗光干扰能力强，在拥有强光的白天，也能有着不错的画质效果表现，同时，智能投影仪内部机身结构简单，让整个投影机身做得非常小巧，便于携带。另外一方面，内部采用全密闭设计，可有效防止灰尘进入，有效延长了使用寿命。在本专利中，我们允许每个微镜在信号的控制下做任意度的角度翻转，使得即使在一个平行光的均匀照射下，这些微镜阵行也会给出带图案的光场分布，而且每个点(pixel)的光的出射方向都可以任意调控。

如在共享观影屏幕或三维裸眼显示中的柱状LED阵列做背光源时，一旦两个最相邻的柱状LED距离固定住，观看的人垂直距离走远将产生误差和眩晕。而智能控制下的DLP背光源可以进行任意的背光调控，任意的形状，并且分布随着时间变化，一切点亮状态都可由计算机根据观看者的位置移动等而调节。本专利对背光技术进行研究，优化了背光源的显示技术，可以实时让观看者体验到随角度位置变化的显示图案，并且降低眩晕感。

实用新型内容

1、实用新型目的。

本实用新型专利的目的是针对现有LED背光源的不足，提供一个利用计算机控制点亮的DLP背光源，采用带图案的背光方式，解决现有阵列式LED按空间，时间控制不灵活的问题。

2、本实用新型所采用的技术方案。

将原有的LED柱透镜阵列更换为DLP模块，该DLP模块由计算机控制点亮，不同时刻，根据观看者的位置，智能地自动改变背光源的点亮模式，产生随时间变化的背光源图案，而且每个点的光出射方向都可以任意调控，使观看者随时观看，且不受观看者前后移动的影响。

本实用新型提出的一种基于DMD带图案的DLP背光源装置，包括DLP模块、控制器、显示装置；所述的显示装置位于DLP模块的前方。所述的DLP模块包括多个微小的反射镜按矩阵行列排布，每个微镜在数字信号的控制下进行角度翻转。所述的控制器连接DLP模块控制微镜的角度翻转，数字处理后影像信号通过控制器控制DLP模块进行光投影形成最终图案。

更进一步具体实施方式，所述的显示装置可为某种屏，或光学器件或LCD。

3、本实用新型所产生的技术效果。

(1)本实用新型使用DLP做背光源调整做背光源的DLP/DMD中微镜使得从每个微镜出射的光具有分别设定的方向。

(2)本实用新型由控制器控制背光源的点亮，更加高效精确。

(3)本实用新型效果更好，速度更快，应用场合广泛，也可以运用于特殊光强分布的场合。

附图说明

图1是本实用新型专利的工作原理图。

图2是本实用新型专利的实施例结构示意图。

其中，1是DLP模块，2是控制器，3是显示装置，4是观看区域平面。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型专利作进一步说明。

本实用新型设计的背光源采用计算机控制的DLP模块，与传统的柱透镜阵列式LED比较：LED作为背光源需要按照时序秩序点亮，严格的顺序点亮背光源。本方案将基于DMD技术的DLP模块引入到显示所需的背光源中，成功使背光调控更加灵敏，而按照时间改变背光源点亮图案，而且每个点的光出射方向都可以任意调控，使背光模式智能高效。

本实用新型所采用的DMD数字微镜器件是由美国德州仪器公司开发的。通过数字信息控制数十万到上百万个微小的反射镜，将不同数量的光线投射出去。每个微镜的面积如只有16×16微米，微镜按矩阵行列排布，每个微镜可以在二进制0/1数字信号的控制下做正10度或负10度的角度翻转。再经过RIP(路由信息协议)解释和栅格化，获得可以记录的0/1信号。这种二进制信号的每一位都与印版上的1个记录点对应。DLP显示板的优点是它们有极快的响应时间。可以在显示一帧图像时将独立的像素开关很多次。它使利用一块显示板通过逐场过滤方式产生真彩图像。

在DLP模块之后也可加上光学元器件改善出光的特性，如加上线性菲涅尔透镜，光束通过线性菲尼尔透镜之后，光束在平行于透镜纹线的方向没有发生改变，在垂直于纹线的方向光束发生汇聚以减小光线发射。

该实用新型技术可以运用到多领域，例如：

1：飞机/汽车等仪表盘的背光

普通仪表盘内部需要通过多个LED分布在不同位置，分别点亮，实现对不同区域指示灯亮暗的控制。而如果借助带图案的DLP背光源，就可以实现对不同位置指示灯的及时高效控制。

2：电脑键盘/机械键盘背光

普通键盘只是简单在背后每一个键背后安置一个LED光源，无法对每个键的背光做单独的亮暗控制。而带图案的DLP背光源可以弥补缺陷。

3：共享观影屏幕与三维裸眼显示

利用带图案的DLP背光源，对于同一块显示屏幕，在不同位置，观众可以接收到不同观影内容。而且结合跟踪头部或眼睛，随着人的移动，这个背光的图案也会动态的改变。应用场景：家中夫妻二人可以收看不同的电视频道，比如足球和韩剧。如图2所示：两簇直线分别为不同观看内容的提取像素，间隔排列，通过pattern的背光将显示内容呈现到不同的方向A,B。当然如果有头部追踪，可以随着观众的位置，控制背光的图案及每点出射光线的方向，确保观看位置的高度自由。同样的原理，可以应用于三维裸眼显示，使左眼右眼看到不同的场景。

实施例

如图1所示，显示装置包含一个由控制器2调节的DLP模块作为背光源，背光源被点亮逻辑完全由操作系统控制，可以使背光源按照需求随时间空间做出相应变化。例如被点亮的光源区域的光源照在显示装置3上，本实施例中的显示装置3为LCD上，然后使观看者可以在可观看区域有实时的显示效果。

本专利涉及的DLP背光源模块由操作系统提供算法分析点亮逻辑，可以任意的背光调控，随着时间变化有任意的形状分布，

而且每个点的光出射方向都可以任意调控。并且观察者可以前后移动，DLP可以及时改变被控制点亮的区域，不影响观看效果。

如图1所示，本实用新型的实施例中，这款显示装置可以使用带图案的DLP模块作为背光源，也可以替换为LCOS或者LCD。背光源的发光效果将直接影响到液晶显示模块视觉效果。其中，LCOS技术的优点在于色彩饱和度、对比度、亮度、分辨率等非常高，但这样的画质和色彩表现，通常需要复杂的工艺和高成本作为支撑。LCOS的缺点是速度相对于DLP比较慢。而LCD图像更清晰，噪点也较少。

该带图案的背光源装置能自动感应不同环境的光线强度，从而自动调节屏幕的亮度和对比度，以适合人眼观看的功能。也就是说在光线较暗的环境会调低亮度和对比度，在光线较强的环境会调高亮度和对比度。举例对于应用于汽车领域而言，在行驶过程中周围环境的发光强度是在时刻变化着的，在外界光线较暗时，过亮的屏幕会使人感觉很刺眼，而在外界光线较亮，又会看不清楚显示画面，而自动背光调节正好就能解决这些问题，可以提高人眼观看的舒适度，还能起到保护视力的作用。

上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种基于DMD带图案的DLP背光源装置，其特征在于：包括DLP模块(1)、控制器(2)、显示装置(3)；

所述的显示装置(3)位于DLP模块(1)的前方；

所述的DLP模块(1)包括多个微小的反射镜按矩阵行列排布，每个微镜在数字信号的控制下进行角度翻转；

所述的控制器(2)连接DLP模块(1)控制微镜的角度翻转，数字处理后影像信号通过控制器(2)控制DLP模块(1)进行光投影形成最终图案。

2.根据权利要求1所述的基于DMD带图案的DLP背光源装置，其特征在于：所述的显示装置(3)为屏、光学器件或LCD。