一种无莫尔条纹的3d-led显示系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种无莫尔条纹的3D-LED显示系统。包含一2D显示屏，一分光光栅，以及设置于所述2D显示屏与所述分光光栅之间的分光光栅背面上的反射套件，其中，所述2D显示屏上的像素一部分透过分光光栅入射到人眼，另一部分则经过所述分光光栅的背面的反射套件反射到2D显示屏上的黑矩阵，并将黑矩阵照亮而使黑矩阵消失；本发明的显著优点在于，将本被光栅遮挡并吸收的光反射到黑矩阵上，照亮黑矩阵，减少或消除因分光光栅和黑矩阵阵列周期性分布而产生的莫尔条纹。
【专利说明】-种无莫尔条纹的3D-LED显示系统
【技术领域】
[0001] 本发明涉及3D立体显示领域，尤其涉及一种无莫尔条纹的3D-LED显示系统。
【背景技术】
[0002] 立体显示由于其逼真的立体显示，越来越多的关注，已经发展了基于大型LED屏 的裸眼立体3D显示，包括狭缝光栅式3D-LED以及柱透镜光栅3D-LED。图1为现有LED屏结 构(包括LED像素点001和黑矩阵002)，我们可以看到现有LED屏存在较大比例的黑矩阵， 而在3D-LED立体显示系统中，由于黑矩阵和狭缝光栅的遮光区域形成莫尔条纹，影响立体 显示观看效果。
[0003] 在现有狭缝光栅3D-LED立体显示系统中，由于狭缝光栅遮光区域的阻挡，有很大 一部分光被遮挡而没有得到利用而损失。同时，在现有解决3D-LED莫尔条纹的方法之一， 将黑矩阵变成白色矩阵，莫尔条纹问题得到一定的解决，然后整个LED显示屏对比度变差 了。
[0004] 综上，针对现有3D-LED立体显示系统主要存在莫尔条纹问题而影响立体显示效 果，提出一种解决3D-LED莫尔条纹的方法是有意义的。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于提供一种无莫尔条纹的3D-LED显示系统。
[0006] 为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种无莫尔条纹的3D-LED显示系统，包 括， 一 2D显示屏，所述2D显示屏包括LED发光阵列、位于所述LED发光阵列的LED像素点 之间的黑矩阵以及设置于所述黑矩阵上的增亮膜阵列； 一分光光栅，用于分离所述2D显示屏上的左右图像； 以及设置于所述2D显示屏与所述分光光栅之间并位于所述分光光栅背面的反射套 件，其中，所述2D显示屏上的像素一部分透过所述分光光栅入射到人眼，另一部分则经过 所述分光光栅背面的反射套件反射到所述2D显示屏上的黑矩阵。
[0007] 在本发明实施例中，所述分光光栅为狭缝光栅。
[0008] 在本发明实施例中，所述反射套件为一反射镜。
[0009] 在本发明实施例中，所述反射套件为一漫反射膜。
[0010] 在本发明实施例中，所述反射套件为一凹面镜或凸面镜。
[0011] 在本发明实施例中，所述凹面镜或凸面镜上的凹面镜单元或凸面镜单元与所述 LED发光阵列单元一一对应且等宽；且凹面镜单元或凸面镜单元中的反射面朝向所述LED 发光阵列单元。
[0012] 在本发明实施例中，所述反射套件包括一朝向所述LED发光阵列的反射膜以及设 置于反射膜表面的凸透镜阵列。
[0013] 在本发明实施例中，所述凸透镜阵列的凸面朝向所述LED发光阵列，所述凸透镜 阵列的凸透镜单元与所述LED发光阵列的LED像素点一一对应且等宽。
[0014] 在本发明实施例中，所述反射套件包括一朝向所述LED发光阵列的反射膜以及设 置于反射膜表面的凹透镜阵列。
[0015] 在本发明实施例中，所述凹透镜阵列的凹面朝向所述LED发光阵列，所述凹透镜 阵列的凹透镜单元与所述LED发光阵列的LED像素点一一对应且等宽。
[0016] 相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：本发明的无莫尔条纹的3D-LED显示 系统能够将本被光栅遮挡并吸收的光反射到黑矩阵上，照亮黑矩阵，减少或消除因分光光 栅和黑矩阵阵列周期性分布而产生的莫尔条纹。
【专利附图】
【附图说明】
[0017] 图1为现有技术提供的一种LED屏。
[0018] 图2为本发明第一实施例提供的一种无莫尔条纹的3D-LED显示系统。
[0019] 图3为本发明第二实施例提供的一种无莫尔条纹的3D-LED显示系统。
[0020] 图4为本发明第三实施例提供的一种无莫尔条纹的3D-LED显示系统。
[0021] 图5为本发明第三实施例3D-LED显示系统的光路图。
[0022] 图6为本发明第四实施例提供的一种无莫尔条纹的3D-LED显示系统。
[0023] 图7为本发明第四实施例3D-LED显示系统的光路图。
[0024] 图8为本发明第五实施例提供的一种3D-LED显不系统及其光路图。
[0025] 图9为本发明第五实施例提供的3D-LED显示系统的等效光路图。
[0026] 图10为本发明第六实施例提供的一种3D-LED显不系统及其光路图。
[0027] 图11为本发明第六实施例提供的3D-LED显示系统的等效光路图。
[0028] 图中： 011、 021、031、041、051、061 为 2D 显示屏， 012、 022、032、042、052、062 为分光光栅， 013为反射镜，023为漫反射膜，033为凹面镜，043为凸面镜，053、063为反射膜， 054为凸透镜阵列,064为凹透镜阵列， 001、 0111、0211、0311、0411、0511、0611 为 LED 像素点， 002、 0112、0212、0312、0412、0512、0612 为黑矩阵， 0113、0213、0313、0413、0513、0613 为增亮膜， 0121、 0221、0321、0421 为遮光区， 0122、 0222、0322、0422 为透光区。
【具体实施方式】
[0029] 下面结合附图，对本发明的技术方案进行具体说明。
[0030] 本发明一种无莫尔条纹的3D-LED显示系统,包括一 2D显示屏，所述2D显示屏包 括LED发光阵列、位于所述LED发光阵列的LED像素点之间的黑矩阵以及设置所述黑矩阵 表面的增亮膜阵列；还包括一分光光栅，用于分离所述2D显示屏上的左右图像；以及设置 于所述2D显示屏与所述分光光栅之间并位于所述分光光栅背面的反射套件，其中，所述2D 显示屏上的像素一部分透过所述分光光栅入射到人眼，另一部分则经过所述分光光栅背面 的反射套件反射到所述2D显示屏上的黑矩阵。
[0031] 以下为本发明的具体实施例。
[0032] 第一实施例 如图2为本发明第一实施例提供的一种无莫尔条纹的3D-LED显示系统，包括：2D显示 屏（011)(该2D显示屏（011)包括设置于黑矩阵（0112)上增亮膜（0113))，分光光栅（012)， 以及设置于分光光栅背面且处于2D显示屏（011)与分光光栅（012)之间的反射平面镜 (013)。如图2所示，分光光栅包括透光区（0122)和遮光区（0121)两部分，反射镜（013)设 置于遮光区（0121)的背面。
[0033] 在本实施例中，反射镜（013)为镜面发射，LED像素点（0111)光源，一部分直接 从光栅的透光区（0122)出射，并分光为左右图像进入人眼，另一部分光源经反射平面镜 (013)反射到LED屏上，通过增亮膜（0113)而使黑矩阵（0112)区域变亮，并且减小或消除 黑矩阵与光栅因周期性分布排列而带来的莫尔条纹。本发明优选实施例中的增亮膜（0113) 优选磨砂PMMA塑料，其中磨砂面朝外。这样的目的在于，提高反射率，提高黑矩阵的亮度， 并且减小或消除黑矩阵与光栅因周期性分布排列而带来的莫尔条纹。
[0034] 第二实施例 如图3本发明第二实施例提供的一种无莫尔条纹的3D-LED显示系统，包括2D显示屏 (021)(该2D显示屏（021)包括设置于黑矩阵（0212)上增亮膜（0213))，分光光栅（022)， 以及设置于分光光栅（022)背面的漫反射膜（023)，在本实施例中所述的漫反射膜（023)优 选单面磨砂的PMMA塑料，光滑面贴于分光光栅（022)背面。
[0035] 在本实施例具体实施过程中，LED像素点（0211)的光源一部分经过分光光栅调制 产生左右图像，并使观察者获得立体效果，另一部分光则经过漫反射照亮LED显示屏的黑 矩阵（0212)(如图3中的光路①一②一③)。
[0036] 在本实施例中，所谓的黑矩阵（0212)并非代表其颜色是黑色，而是一种代表LED 像素点之间隔离的一种概念。为了使黑矩阵能够更好得接收并发射由漫反射投射来光，本 发明优选实施例中的增亮膜（0213)优选磨砂的PMMA塑料，其中磨砂面朝外。这样的目的 在于，提高反射率，提高黑矩阵的亮度，并且减小或消除黑矩阵与光栅因周期性分布排列而 带来的莫尔条纹。
[0037] 第三实施例 如图4本发明第三实施例提供的一种无莫尔条纹的3D-LED显示系统，包括2D显示屏 (031)，（该2D显示屏（031)包括设置于黑矩阵（0312)上增亮膜（0313))，分光光栅（032)， 以及设置于分光光栅背面的凹面镜（033 )。
[0038] 如图5所示，LED像素的光射到凹面镜（033)上，经反射，投射于LED像素点（0311) 与黑矩阵（0312)上，通过设置于黑矩阵（0312)上增亮膜（0313)照亮黑矩阵（0312)，光栅外 的人则看到黑矩阵对应位置的亮光，及黑矩阵消失，莫尔条纹也随之消失。本发明优选实施 例中的增亮膜（0313)优选磨砂亚克力板，其中磨砂面朝外。这样的目的在于，提高反射率， 提高黑矩阵的亮度，并且减小或消除黑矩阵与光栅因周期性分布排列而带来的莫尔条纹。
[0039] 如图5为凹面镜光路图，中可以看到光线会汇聚与一点，此点为凹面镜焦点。由于 光栅与LED屏距离远大与像素点，所以焦距f近似为r/2。由三角关系及余弦定理可求得凹 面镜曲率半径。
[0040] 由于光栅与显示屏距离d远大于像素点距1?，凹面镜曲率半径大，厚度小，近似 可得： 凹面镜曲率半径：
【权利要求】
1. 一种无莫尔条纹的3D-LED显示系统，其特征在于：包括， 一 2D显示屏，所述2D显示屏包括LED发光阵列、位于所述LED发光阵列的LED像素点 之间的黑矩阵以及设置于所述黑矩阵上的增亮膜阵列； 一分光光栅，用于分离所述2D显示屏上的左右图像； 以及设置于所述2D显示屏与所述分光光栅之间并位于所述分光光栅背面的反射套 件，其中，所述2D显示屏上的像素一部分透过所述分光光栅入射到人眼，另一部分则经过 所述分光光栅背面的反射套件反射到所述2D显示屏上的黑矩阵。
2. 根据权利要求1所述的一种无莫尔条纹的3D-LED显示系统，其特征在于：所述分光 光栅为狭缝光栅。
3. 根据权利要求1所述的一种无莫尔条纹的3D-LED显示系统，其特征在于：所述反射 套件为一反射镜。
4. 根据权利要求1所述的一种无莫尔条纹的3D-LED显示系统，其特征在于：所述反射 套件为一漫反射膜。
5. 根据权利要求1所述的一种无莫尔条纹的3D-LED显示系统，其特征在于：所述反射 套件为一凹面镜或凸面镜。
6. 根据权利要求5所述的一种无莫尔条纹的3D-LED显示系统，其特征在于：所述凹面 镜或凸面镜上的凹面镜单元或凸面镜单元与所述LED发光阵列单元一一对应且等宽；且凹 面镜单元或凸面镜单元中的反射面朝向所述LED发光阵列单元。
7. 根据权利要求1所述的一种无莫尔条纹的3D-LED显示系统，其特征在于：所述反射 套件包括一朝向所述LED发光阵列的反射膜以及设置于反射膜表面的凸透镜阵列。
8. 根据权利要求7所述的一种无莫尔条纹的3D-LED显示系统，其特征在于：所述凸透 镜阵列的凸面朝向所述LED发光阵列，所述凸透镜阵列的凸透镜单元与所述LED发光阵列 的LED像素点--对应且等宽。
9. 根据权利要求1所述的一种无莫尔条纹的3D-LED显示系统，其特征在于：所述反射 套件包括一朝向所述LED发光阵列的反射膜以及设置于反射膜表面的凹透镜阵列。
10. 根据权利要求7所述的一种无莫尔条纹的3D-LED显示系统，其特征在于：所述凹 透镜阵列的凹面朝向所述LED发光阵列，所述凹透镜阵列的凹透镜单元与所述LED发光阵 列的LED像素点一一对应且等宽。
【文档编号】G02B27/22GK104064123SQ201410322016
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2014年7月5日 优先权日:2014年7月5日
【发明者】张永爱, 郭太良, 周雄图, 叶芸, 林锑杭, 林婷 申请人:福州大学