专利名称：组合式背部投影电视机与用其所组合的m×n无缝大画面显示器及均匀其亮场的方法
技术领域：
本发明属民用电子技术领域近年来，背部投影电视机得到了越来越广泛的应用，尤其是利用该类电视机的部件及整机改制m×n(m行n列)大画显示装置，已大量应用于电视台，机场大厅，展示厅等广告，新闻媒介中，在此类技术中较在代表性的技术为松下电器产业株式会社的两项发明专利申请(CN1107630A，中国申请日94.4.23；CN1120286A，中国申请日95.3.15)，特点是用于拼接m×n大画面显示装置时，比较方便，甚至可利用整机来直接拼接组合，且拼接所形成的边缝较小(约4-6mm)图像缺损较少。
就理想的显示器标准而言，目前的背部投影显示技术还有以下缺陷，具体表现为画面亮度分布不均(中心区的亮度大于边角区亮度，呈渐变趋势)；所组成的m×n(m行，n列)大画面显示装置拼接处边缝宽度仍较大地超过了像素尺度，使视觉效果有较强的破碎，间断感。
本发明的目的就在于克服已有技术的不足之处，使改进后画面的亮度分布均匀性有较大提高，所拼接的m×n大画面显示装置的拼接处边缝宽度大大地小于像素尺度(1mm)以下，同时给出一种组合式背部投影电视机方案，使之作为电视机单独使用时做到外型美观，实用性强，又能方便，用于拼接m×n大画面显示装置。
本发明的技术关键就在于，使用数字电子技术合理的提升画面亮度偏低区(视频信号)的对比度，亮度以抵消低亮度区对投影光线的额外衰减，使画面亮度均一。在背部投影幕板组件及边围固定框架的周边加工有阶梯及斜坡，当相互嵌入阶梯及斜坡后，经粘接所制成的显示组件，在拼接m×n大画面显示装置时，能获得大大小于像素尺度(1mm以下)的边缝宽度。利用组合式结构，使背部投影电视机的显示组件可以从整机中单独移出，可方便的用于直接拼接m×n大画面显示装置，而电视机单独使用时又不破坏其美观，实用性。
本发明的其它特点为1、当利用该电视机拼接m×n大画面显法装置时，配电组件合并摆放后可作为支撑底座，保护边壳重新组合后可固定在大屏幕的边框周围。
2、在形成m×n大画显示装置时，原配电组件(2)内的部分功能也可选择性的使用(如音响功能，电源等)。
3、背部投影幕板组件(4)的周边端面可用高强度薄膜类材料履盖保护，必要时可将其周边粗糙化处理，以减少不良的反射，同时也不致地过多的增加非显示图像内容的边围宽度。
下面结合附图
就本发明几个较佳实施例对本发明作进一步说明(图一)组合式背部投影电视机结构示意图。
(图二)背部投影幕板组件与边围固定框架结合方式示意图。
(图三)用组合式背部投影电视机改装的2×2大画面显示装置示意图。
(图四)目前背部投影电视机屏幕亮度分布示意图(图五)用数字电子技术实现预补偿视频信号方法示意图。
(图六)均匀亮场的信号处理流程示意图(图七)背部投影幕板组件与边围固定框架其它结合方式示意图之一。
(图八)背部投影幕板组件与边围固定框架其它结合方法示意图之二。
(图九)改进型普通背部投影幕板示意图。
(图十)螺旋纤维透镜背部投影幕板示意图。
(图十一)未端螺旋纤维背部投影幕板示意图。
(图十二)亮度补偿膜示意图。
(图十三)一种m×n(m行n列)无缝大画面显示器示意图。
(图十四)另一种组合式背部投影电视机示意图。
如(图一)所示，组合式背部投影电视机，由显示组件(1)配电组件(2)及保护边框(3)构成，显示组件(1)内可包括解码，视放等电路部分，配电组件(2)内可包括音响，控制，电源等部分；两组件间用电缆联接各自的电路；保护边壳(3)的作用是使(图二)中的背部投影幕板组件(4)的周边免于受到意外的碰击而损坏同时也使外形美观。
如(图二)所示(图一)中的显示组件(1)的前部是由背部投影幕板组件(4)与边围固定框架(5)结合而成，把背部投影幕板组件(4)与边围固定框架(5)的接触部及其附近(即背部投影幕板组件(4)的周边部分)加工有阶梯及斜坡(6)该阶梯及斜坡用于与边围固定框架(5)结合，边围固定框架(5)与背部投影幕板组件(4)的接触部及其附近，也可同样处理成斜坡及阶梯状(7)，(8)为阶梯及斜坡的局部放大图示。(9)为边缘处的投影光线，它可达到背部投影幕板组件(4)的显示面的边缘，背部投影幕板(4)的周边可用高强度超薄材料粘覆，粘接面可进行粗糙化处理，以消除不利的可能反射。
如(图三)所示，为用组合式背部投影电视机，经重新组合后改装的2×2大画面显示装置，将(图一)中的显示组件(1)配电组件(2)及保护边框(3)经重新组合而成，样式美观，组合方便，拼接的边缝远小于像素尺度，视觉上将形成统一的画面，更大的m×n组合的拼接也与此相类似。
如(图四)所示目前的各类背部投影式电视机显示面的中心部分(20)亮度最高，由中心出发沿任何方向(21)，亮度渐渐衰减，边框处亮度最低。对于任意一行来说，当显示均匀亮场时，表现为中心部位的亮度最高，两边的亮度最低。
如(图五)所示(13)为每行视频信号电平，t为行周期(包括逆程)(11)为亮度，对比度补因子，(12)为亮度平衡因子，其基本补偿过程为先由不同背部投影幕板的具体条件来决定亮度，对比度补偿因子(11)及亮度平衡因子(12)然后进行数字化处理，然后与经数字化处理的视频信号电症(13)进行如下运算VB×VO+VA＝VO′VB×(VO+VA)＝VO′式中V为补偿后的视频信号，补偿后的视频信号非中心区的电平的亮度及对比度将相对有所提升。上面两式都能达到同样的结果。只是各式中V、V将有所差异。
经过上述处理之后，视频信号电平(13)的亮度，对比度得到了不同的提升(正级性视频信号，高电位区对应高亮度，低电位区对应低亮度)使每行视频信号电平在正程期的中部提升最小，两端提升最大，呈渐变趋势(对于负极性视频信号则需压宿)。
除以上两种运算外，也可有其它运算，其运算结果都是一样的。
也可以是将亮度对比度补偿因子(11)，亮度平衡因子(12)及其它们的函数参与与视频信号电平(13)的加、减、乘、除、乘方、指数、对数等运算。经不同提升后的视频信号电平(13)，即补偿后的视频信号，能使原亮场较暗区的亮度，对比度得到了加强，在原亮场较亮区得到抑制，共同作用的结果使屏幕亮场趋于均匀。
如(图六)所示为均匀亮场的电路信号处理流程图，视频信号V经模数转换器变为数字信号后，与数字信号V及V一起送入运算器(29)中进行上述运算后，再经数模转换后，转换为补偿后的模拟视频信号电平，其它复杂的计算方式，诸如VO′=VA,VOVB]]>VO′=VOVB+VA]]>等也能取得同样的效果。
如(图七)所示左图与右图分别代表只在背部投影幕板组件(4)或边围固定柜架(5)的相经接触区及其附近加工有斜坡及阶梯。当幕板有足够的厚度时，易于获得足够的空间，使投影光(61)能达到屏幕(幕板的外表面)边界，而同时边围固定柜架(5)所围面积又不超过或板少超过背部投影幕板(4)的显示面积(显示面积指的是，用于显示图像内容的有效面积)如(图八)所示当背部投影幕板(4)的厚度足够时，充分大的空间，可充许将边围固定柜架(5)的端面(63)直接与背部投影幕板(4)的内表面周边结合，(61)为投影光，其它性能，指标与(图七)的相应部分一致。
如(图九)所示该幕板是由目前使用在该类电视机中的普通幕板组件(64)与一定厚度的透明介质板(65)结合而成。或者是对该类电视机的足够厚的背部投影幕板组件，的周边按本发明的思路(图二、七、八)所示的方式处理。
如(图十)所示在菲涅耳透镜(67)(平板透镜)的表面上覆一块螺旋纤维面板(68)，面板内的螺旋纤维束(69)能起到光学透镜的作用，将菲涅耳透镜所导出的近似平行光散射到一定的立体角内，而又不产出其它不良影响，(70)则代表螺旋纤维束中纤维的扭转状态示意图。
如(图十一)所示该幕板是由未端呈螺旋状的纤维束(72)组成。投影光经纤维束导引后由未端散射到需要的立体角内。(含局部放大)如(图十二)所示亮度补偿膜的吸光率，在中心处最大，边角区最小，呈渐变趋势，可覆盖在背部投影幕板或光路的其它通道中。
如(图十三)所示该显示器为2×2型，其显示部分(77)可直接由本发明电视机的显示组件(1)拼接而成，也可用显示单元屏(78)拼接得到，显示单元屏(78)的结构与显示组件(1)的前部具有同样结构可看成是由显示组件(1)的前部经改造后得到的，实际上，显示单元屏(78)可单独制造，专门用于m×n无缝大画面拼接。
如(图十四)所示另一种组合式背部投影电视机示意图，相当于将日立公司1995推出的薄型背部投影电视机，经改造后得到的，(80)为反光镜(81)为投影光。(1)为显示组件(2)配电组件(3)保护边壳。其背部投影幕板(4)与边围固定柜架(5)的结合部结构与(图二、十、八)相同。在拼接大画面时，显示组件(1)的凸凹部分可相互嵌套，形成连续大画面，部分配电组件可兼作支承底座(83)。
特点厚度薄、外观美、省空间。
权利要求
1.组合式背部投影电视机；由显示组件(1)，配电组件(2)及保护边壳(3)组成，其特征就在于显示组件(1)可整体与整机其它组件分离，直接用作拼接m×n无缝大画面显示器的基本显示单元，配电组件(2)可兼作该大画面显示器的基座部分。
2.如权利要求1所述的电视机，其特征就在于，显示组件(1)前部的背部投影幕板组件(4)与边围固定框架(5)的接触部及其附近加工有用于相互结合的斜坡及阶梯(7)；或者将边围固定框架(5)的端面，直接与背部投影幕板组件(4)的内表面周边结合，使得投影光(61)能到达屏幕边界，边围固定柜架(5)所围面积不超过或少量超过背部投影幕板(4)的显示面积。
3.如权利要求1所述的电视机，其特征就在于，显示组件(1)前部的背部投影幕板组件(4)，可以是改进型普通背部投影幕板；螺旋纤维透镜背部投影幕板或未端螺旋纤维背部投影幕板。
4.权利要求1所述的电视机，其特征就在于显示组件(1)外形上的凸凹形状，在拼接m×n大画面显示器时，可相互嵌套，使其前部的背部投影幕板(4)能相互紧密拼接，使大画面无图像间断。
5.如权利要求1所述电视机，其特征就在于，在显示组件(1)前部的背部投影幕板组件(4)的表面或其它投影光通路上，覆有亮度补偿膜。
6.一种m×n(m行，n列)无缝大画面显于器，其特征就在于，其显示部分可直接由组合式背都投影电视机的显示组件(1)拼接面成；或者是由与显示组件(1)前部有同样结构的显示单元屏(78)拼接而成；各显示组件(1)或显示单元屏间的图像缺损宽度远小于像素尺度，使视觉上无图像间断感。
7.均匀屏幕亮场的方法，其特征就在于，提升视频信号电平(13)中的亮度，对比度，使每行视频信号电平(正级性)正程期的中部提升最小，两端提升最大，呈渐变趋势，(负极性视频信号则需压宿)；可用亮度对比度补偿因子(11)去乘视频信号电平(13)后再同亮度平衡因子(12)求和；或视频信号电平(13)与亮度平衡因子(12)求和后再与亮度对比度补偿电平因子(11)相乘；也可以是将亮度对比度补偿因子(11)，亮度平衡因子(12)及其函数与视频信号电平(13)的进行加、减、乘、除、乘方、指数、对数运算，以达到合理的提升。
8.如权利要求7所述的方法，其特征就在于亮度，对比度补偿因子(11)的绝对值在视频信号电平(13)所对应的行扫描的正程期间的中部(14)取得最小值。
9.如权利要求7所述的方法，其特征就在于，亮度平衡因子(12)的绝对值，针对不同的投影光路及屏幕特点，在视频信号电平(13)所对应的行扫描的正程期间的中部(14)即可取最小值，也可取最大值。
全文摘要
组合式背部投影电视机及用其所组合的m×n(m行n列)无缝大画面显示器以及均匀其亮场的方法。属民用电子技术领域。利用可从该电视机整体移出的显示组件(1),拚接成m×n无缝(图像间断远小于像素尺度)的大画面显示器,利用数字电子技术预处理视频信号,使大画面亮场均一,形成理想大画面显示。
文档编号H04N5/74GK1169639SQ96108558
公开日1998年1月7日 申请日期1996年6月26日 优先权日1996年6月26日
发明者姜牧 申请人:姜牧