可拼合显示装置的光学构造
【专利说明】
[0001] 与相关申请的横向参考
[0002] 本申请基于35U.S.C§ 119(e)要求2013年7月19日提交的美国临时申请第 61/856, 462号和2014年3月27日提交的美国非临时申请第14/227, 915号的优先权。该 优先权申请的内容通过引用整体结合于此。
技术领域
[0003] 本公开总地涉及显示器，更具体地，但非排它地，涉及可拼合显示器。
【背景技术】
[0004] 大型显示器由于制造显示面板的成本与显示面积成指数增长而非常昂贵。这种 指数的成本增长是由大型单面板显示器的复杂性增加、与大型显示器相关联的生产率下降 (对于大型显示器而言，更多部件必须是无缺陷的）以及增加的运输、传送和设置成本造成 的。拼合较小的显示面板以形成较大的多面板显示器能够有助于降低与大型单面板显示器 相关的很多成本。
[0005] 将多个较小的、不太昂贵的显示面板拼合到一起能够导致大型多面板显示器，其 可以用作大型墙壁显示器。由每个显示面板显示的单个图像能够构成由该多面板显示器共 同显示的较大的整体图像的子部分。虽然多面板显示器能够降低成本，但是它具有大的视 觉缺陷。尤其是，围绕显示器的边框区域在由多面板显示器显示的整体图像中带来接缝或 裂缝。这些接缝使观察者分散注意力并降低了整体视觉体验。此外，当很多高分辨率显示 器被用于实现大型多面板显示器时，整体图像处于极其高分辨率，这对于向极其高分辨率 的显示器驱动图像内容（尤其是视频）来说产生带宽和处理挑战。
【附图说明】
[0006] 参照以下附图描述了非限制性和非穷尽的实施方式，其中相同的附图标记在各个 视图中始终表示相同的部件，除非另有说明。
[0007] 图1A-1C分别是显示装置的实施方式的两个透视图和横截面图，该显示装置包括 设置在屏幕层和照明层之间的显示层。
[0008] 图2是透过屏幕层至照明层看到的显示装置的实施方式的半透明平面图。
[0009] 图3显示了由拼合到一起的多于一个的显示装置形成的拼合显示器的实施方式。
[0010] 图4A是显示装置的实施方式的横截面图。
[0011] 图4B是显示装置的另一实施方式的横截面图。
[0012] 图5A是图4A的显示装置的实施方式的部分横截面图，示出了其操作。
[0013] 图5B是包括均匀光学元件的图4A的显示装置的实施方式的部分横截面图。
[0014] 图5C是图5B中的指定区域的放大图。
[0015] 图6A是包括均匀化光学元件的图4A的显示装置的实施方式的部分横截面图。
[0016] 图6B是均匀化光学元件的实施方式的横截面图。
[0017] 图7是显示装置的另一实施方式的部分横截面图。
[0018] 图8是显示装置的另一实施方式的部分横截面图。
【具体实施方式】
[0019] 描述了可拼合显示器的装置和系统的实施方式。在下面的描述中，陈述多种特定 细节，以提供实施方式的全面理解。但是，本领域技术人员将认识到，在此描述的技术能够 在没有一个或多个特定细节的情况下、或利用其它方法、部件、材料等实施。在其它情况下， 众所周知的结构、材料或操作没有被详细示出或描述以避免使某些方面模糊不清。
[0020] 贯穿本说明书对"一个实施方式"或"实施方式"的称谓意味着所描述的特征、结果 或特性被包括在至少一个实施方式中。因而，在本说明书中，短语"在一个实施方式中"或 "在实施方式中"的出现并不必全部指相同的实施方式。此外，所描述的特征、结构或者特性 可以按照任何适当的方式在一个或多个实施方式中组合。
[0021] 图1A至1C示出显示装置101的实施方式，该显示装置101包括设置在屏幕层110 和照明层130之间的显示层120。虽然图1A-1C没有示出在层110、120和130之间的居间 层，但应该了解的是，实施方式可以包括各种居间的光学和结构层，诸如透镜阵列、光学偏 移（opticaloffsets)和透明衬底，以提供机械刚性。
[0022] 图1A示出照明层130包括光源131、132、133、134、135和136的阵列。光源阵列 中的每个光源照明相应的像素集（pixlet)，以将像素集的子图像投影到屏幕层110上成为 整合图像（unifiedimage)。在图1A中所示的实施方式中，每个像素集包括具有布置成行 和列（例如，在一个实施方式中100像素乘100像素）的多个单独的透射型显示像素的透 射型像素阵列。每个像素集显示整体图像（overallimage)的一部分，并且当与光源和屏 幕耦合时，如下面进一步描述的，将整体图像的该部分的放大版本投影到屏幕上。
[0023] 图1B还示出照明层130包括设置在照明层130的公共平面上的光源131、132、 133、134、135和136。在一个实施方式中，每个光源可以是激光器，但在其它实施方式中，每 个光源可以是从相对小的发射开口发射光的发光二极管（"LED"）。通常，考虑光源与之 耦合的像素集的尺寸，所选择的开口尺寸将取决于亮度和分辨率之间的折衷。例如，具有 150-300微米的发射开口的LED能够在一个实施方式中使用，但是在其它实施方式中，更小 的发射开口（例如，小于150微米）或更大的开口尺寸（大于1_平方，例如在一个特定实 施方式中1.1mm)可以被使用。LED可以发射白光。在其它实施方式中，可以使用其它技术 作为光源。在一个实施方式中，每个光源是从由至少一个其它光源共享的光整合腔（light integrationcavity)发射光的开口。
[0024] 显示层120包括像素集121、122、123、124、125和126的矩阵。所示的实施方式是 像素集121-126的2X3矩阵，但是其它显示层可以具有不同的像素集数量和/或布置。在 所示的实施方式中，在像素集的矩阵中的每个像素集在显示层120的共同平面上取向。像 素集可以是液晶显示器（"IXD"），该液晶显示器可以是彩色IXD或单色IXD。在一个实施 方式中，每个像素集是通过间隔区域128与相邻像素集间隔开的独立显示器阵列。在一个 实施方式中，每个像素集测得20X20mm。在矩阵中的每个像素集之间的节距可以是相同的。 换句话说，一个像素集的中心与其相邻像素集的中心之间的距离可以是相同的距离。在所 示的实施方式中，光源的阵列中的每个光源与像素集具有一一对应关系。例如，光源131对 应于像素集121，光源132对应于像素集122,光源133对应于像素集123等等。同样在所 示的实施方式中，每个光源在其各自的相应像素集之下居中。
[0025] 显示层120还包括围绕像素集121-126的间隔区域128。在图1B中，像素集126 邻近像素集123和125。像素集126与像素集125间隔开尺寸162,并与像素集123间隔开 尺寸164。尺寸162和164可以被考虑为"内部间隔"并且不需要是相等的距离，但是在某 些实施方式中是相等的。像素集126还与显示层120的边缘间隔开尺寸161和163。尺寸 161和163被认为是"外部间隔"并且不需要是相等的距离，但是在某些实施方式中是相等 的。在一个实施方式中，尺寸161和163是尺寸162和164的一半；在一个不例中，尺寸161 和163都是2mm且尺寸162和164都是4mm。在所示的实施方式中，像素集之间的内部间隔 基本上大于在每个像素集中包括的像素的像素节距（像素之间的间隔）。
[0026] 在图1B的实施方式中，放大的子图像将均为相同尺寸和方形形状。为了产生相 同尺寸的放大子图像，在一个实施方式中，显示层120和其像素集121-126可以从光源 131-136偏移固定尺寸165 (在一个实施方式中，尺寸165是8mm)，但是其它实施方式可以 包括调节照明层