超亮背光lcd視頻顯示器的制造方法
【專利摘要】一種超亮背光LCD視頻顯示器包括外罩，所述外罩包含例如一個或多個LED之類的光源。準(zhǔn)直透鏡接收由所述光源生成的幾乎所有的光，并且引導(dǎo)這樣的光穿過偏振器。偏振器輸出被發(fā)送到LCD面板，所述LCD面板具有被動態(tài)地控制成允許光穿過預(yù)定像素的像素陣列。LCD面板輸出穿過形成視頻圖像屏幕的漫射器。
【專利說明】超亮背光LCD視頻顯示器
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本申請要求2012年I月9日提交的美國臨時申請?zhí)?1/584，481的優(yōu)先權(quán)。

【背景技術(shù)】
[0003]戶外視頻顯示器通常使用LED，其以分辨率為代價提供亮度(brightness)。但是傳統(tǒng)的戶外LDC顯示器通常不如所期望的那樣明亮，其提供僅僅處于大約400到1200坎德拉每平方米(其也被稱作“nits”)的范圍內(nèi)的輝度(luminance)。
[0004]因此將希望提供一種例如作為視頻立方的顯示器單元，其將提供更高的亮度但是仍然使用LED。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]—種超亮背光IXD視頻顯不器包括外罩,所述外罩包含例如一個或多個LED之類的光源。準(zhǔn)直透鏡接收由所述光源生成的幾乎所有的光，并且引導(dǎo)這樣的光穿過偏振器。偏振器輸出被發(fā)送到LCD面板，所述LCD面板具有被動態(tài)地控制成允許光穿過預(yù)定像素的像素陣列。LCD面板輸出穿過形成視頻圖像屏幕的漫射器。
[0006]可選的是，可以在視頻顯示器外罩內(nèi)圍繞LED放置再循環(huán)套環(huán)(recyclingcollar)以便捕獲更多的光。或者可以圍繞LED放置拋物面反射器以便捕獲更多的光。如果期望的話，可以在光源與準(zhǔn)直透鏡之間放置附加的透鏡。
[0007]在另一個實施例中，在準(zhǔn)直透鏡與屏幕之間提供具有反射內(nèi)表面的光隧道。
[0008]可以在外罩內(nèi)放置一個或多個光傳感器，并且使用控制電路來調(diào)節(jié)圖像顏色和均勻性，其中所述控制電路使用這樣的光傳感器以及外部校準(zhǔn)傳感器的輸出。
[0009]特別在對于更大屏幕所需要的情況下可以使用多個光源。此外，可以層疊多個視頻顯示器以形成視頻壁面。在任一種情況下，所述控制電路連同傳感器一起被用來調(diào)節(jié)圖像顏色和強度，從而使得屏幕顯示是均勻的。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1是根據(jù)本發(fā)明的LCD背光系統(tǒng)的第一實施例的示意性表示；
[0011]圖2是根據(jù)本發(fā)明的LCD背光系統(tǒng)的第二實施例的示意性表示；
[0012]圖3是用在LCD背光系統(tǒng)中的光源的一個實施例的示意性表示；
[0013]圖4是根據(jù)本發(fā)明的LCD背光系統(tǒng)的第三實施例的示意性表示；
[0014]圖5是可以與先前的實施例一同使用的所述系統(tǒng)的修改的示意性表示；
[0015]圖6是根據(jù)本發(fā)明的LCD背光系統(tǒng)的一部分的另一個實施例的不意性表不；
[0016]圖7是根據(jù)本發(fā)明的顯示器模型的透視圖；
[0017]圖8是利用多個圖7的模塊形成的視頻壁面的透視圖；
[0018]圖9是用在本發(fā)明的系統(tǒng)中的控制模塊的示意性表示；以及
[0019]圖10是利用多個光源的IXD背光系統(tǒng)的不意性表不。

【具體實施方式】
[0020]圖1示出了具有外罩12的視頻顯示器10的第一實施例。優(yōu)選地是LED14的光源被固定在外罩12內(nèi)的第一開放腔室15中，并且由電力供應(yīng)裝置(未不出)供電。從LED發(fā)出的光16被封閉腔室15的透鏡18準(zhǔn)直。經(jīng)過準(zhǔn)直的光20穿過可以是吸收性或反射性的偏振器22。在使用反射性偏振器時，未穿過偏振器22的光被反射回到LED并且將被再循環(huán)，從而增強系統(tǒng)的輸出。
[0021 ] 經(jīng)過偏振的光隨后穿過IXD面板24和第二偏振器26 (分析器)，其將允許來自IXD面板24上的經(jīng)過調(diào)制的像素的光穿過并且被看到。
[0022]來自第二偏振器26的輸出將具有較窄的發(fā)散和非常窄的觀看角度。為了產(chǎn)生更寬的觀看角度，令光穿過漫射器28。屏幕的亮度將取決于光源的功率。在圖1的實例中，透鏡18、偏振器22和26、IXD面板24和漫射器28都被包含在外罩12內(nèi)，并且通過氣隙彼此間隔開。
[0023]LED在非常大的角度下發(fā)光，因此難以收集光輸出。圖2示出了一個替換實施例，其中視頻顯示器1a在外罩內(nèi)的LED14與準(zhǔn)直透鏡18之間包含帶有內(nèi)部反射表面31的再循環(huán)套環(huán)30。在圖2的實施例中，從LED14發(fā)出的低角度的光將被直接發(fā)射到透鏡18，而發(fā)射角度高于預(yù)定角度的光束32則將從再循環(huán)套環(huán)內(nèi)表面32朝向LED14反射回去。因此，所有的高角度光束32都將被再循環(huán)。
[0024]在大多數(shù)應(yīng)用中，所述準(zhǔn)直透鏡、偏振器、IXD面板和屏幕是矩形的。因此，光離開視頻顯示器10、1a的孔徑應(yīng)當(dāng)是矩形的，以便與屏幕匹配。
[0025]在圖3的實施例中，取代具有處于外罩內(nèi)部15之內(nèi)的再循環(huán)套環(huán)30和收集所有的光的準(zhǔn)直透鏡18，拋物面反射器34圍繞LED14以便收集高角度光束并且對其進行準(zhǔn)直。較小的準(zhǔn)直透鏡36被布置在腔室12中并且沿著顯示器的軸38居中，以便僅僅捕獲并且準(zhǔn)直小角度光束40。在被拋物面反射器34準(zhǔn)直之后，更高角度光束32朝向偏振器22傳遞到透鏡36的外部。圖3中所示的配置提供了高輸出，但是在由準(zhǔn)直透鏡進行準(zhǔn)直之后具有更高發(fā)散。更高的發(fā)散將導(dǎo)致來自LCD顯示器的較低對比率。
[0026]在圖4的實施例中，視頻顯示器1b包括安放在LED14之上的提高系統(tǒng)效率的圓頂透鏡42?？蛇x的是，透鏡44可以位于腔室12中，從而將來自圓頂?shù)墓飧咝У伛詈系綔?zhǔn)直透鏡18。
[0027]圖5示出了包括光源14和屏幕50的顯示器模塊10c，其包括準(zhǔn)直透鏡、帶有偏振器、漫射器、反射器的IXD等等。模塊1c在外罩的內(nèi)部還包括光傳感器52和控制電路54。控制電路54包含關(guān)于光源的強度、各種顏色的強度以及屏幕處的光照的均勻性的信息，從而可以調(diào)節(jié)輸入圖像信號以便提供所期望的圖像顏色和均勻性。
[0028]圖6不出了 IXD視頻顯不器的一個替換實施例的一部分。完全封閉在反射壁面62中的準(zhǔn)直透鏡18與偏振器22或IXD面板24之間的中空腔室60產(chǎn)生更高的照明均勻性。
[0029]圖7示出了具有IXD和矩形屏幕54的IXD視頻顯示器10的透視圖。
[0030]圖8示出了由視頻顯示器10的2x2層疊配置形成的視頻壁面64。
[0031]圖9示出了包含連接到外部校準(zhǔn)傳感器模塊70的控制電路54的視頻顯示器。所述控制電路接收來自外部傳感器模塊70和圖5中所示的內(nèi)部傳感器52全部二者的輸入信號。使用測試圖像從而通過校準(zhǔn)傳感器模塊70檢測出強度、顏色和失真(如果存在的話)，并且調(diào)節(jié)參數(shù)被發(fā)送并且存儲在控制電路54中。這一點在將多個單元放置在一起以作為視頻壁面時特別重要。
[0032]圖10示出了包含可以被用來照明更大的IXD面板的多個光源14的IXD視頻顯示器10d。舉例來說，可以由單一 LED光源為一臺10〃對角線顯示器供電。一臺60〃對角線顯示器優(yōu)選地由按照3x3配置在內(nèi)部腔室12內(nèi)的間隔開的9個LED光源供電。替代單一準(zhǔn)直透鏡18，優(yōu)選地對于每一個光源14使用單獨的準(zhǔn)直透鏡18a、18b和18c。
[0033]由于每一個光源14將具有略微不同的強度和顏色，因此來自傳感器的輸出將被用來利用控制電路54進行調(diào)節(jié)。此外，如圖9中所示，還可以使用校準(zhǔn)傳感器模塊70，使得大屏幕尺寸將具有均勻的強度和顏色。在本實施例中還可以使用圖6中所示的反射器腔室60和壁面62，其形成準(zhǔn)直透鏡18與屏幕之間的光隧道。
[0034]所述準(zhǔn)直透鏡可以是玻璃透鏡、塑料透鏡或Fresnel透鏡。光源14雖然優(yōu)選地是LED，但是替換地可以是電弧燈、微波燈或鹵素?zé)簟Ｐ?zhǔn)模塊70包括數(shù)字?jǐn)z影機和用于進行分析的計算機，所述計算機連接到控制電路54并且提供調(diào)節(jié)參數(shù)。所述調(diào)節(jié)參數(shù)被存儲在控制電路存儲器中。
[0035]前面的描述代表本發(fā)明的優(yōu)選實施例。各種修改對于本領(lǐng)域技術(shù)人員將是顯而易見的。所有這樣的修改和變型應(yīng)當(dāng)落在如在所附權(quán)利要求書中闡述的本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種超亮背光IXD視頻顯示器，其包括: 具有包含光源的中空腔室的外罩； 包含在所述外罩中以便接收由所述光源生成的基本上所有的光的準(zhǔn)直透鏡； 以接收穿過所述準(zhǔn)直透鏡的基本上所有的光的方式耦合到所述準(zhǔn)直透鏡的偏振器； 以接收穿過所述偏振器的基本上所有的光的方式耦合到所述偏振器的LCD面板，所述LCD面板具有被動態(tài)地控制成允許光穿過預(yù)定像素的像素陣列；以及 以接收穿過所述LCD面板的基本上所有的光并且形成視頻圖像屏幕的方式耦合到所述LCD面板的漫射器。
2.權(quán)利要求1的視頻顯示器，其還包括圍繞LED放置在視頻顯示器外罩內(nèi)以便捕獲更多的光的再循環(huán)套環(huán)。
3.權(quán)利要求1的視頻顯示器，其還包括能夠圍繞LED放置以便捕獲更多的光的拋物面反射器。
4.權(quán)利要求1的視頻顯示器，其包括位于光源與準(zhǔn)直透鏡之間的附加透鏡。
5.權(quán)利要求1的視頻顯示器，其還包括位于準(zhǔn)直透鏡與屏幕之間的具有反射內(nèi)表面的光隧道。
6.權(quán)利要求1的視頻顯示器，其中，所述外罩包含一個或多個光傳感器和控制電路，所述控制電路使用這樣的光傳感器以及外部校準(zhǔn)傳感器的輸出來調(diào)節(jié)圖像顏色和均勻性。
7.權(quán)利要求1的視頻顯示器，其中，所述外罩包含多個光源并且包括控制電路，所述控制電路使用內(nèi)部和外部傳感器來調(diào)節(jié)屏幕顯示，從而使得圖像顏色和強度是均勻的。
8.權(quán)利要求7的視頻顯示器，其包括對應(yīng)于每一個光源的單獨的準(zhǔn)直透鏡。
9.一種視頻壁面，其包括多個層疊的如權(quán)利要求1所述的視頻顯示器。
10.如權(quán)利要求9所述的視頻壁面，其還包括控制電路，所述控制電路使用內(nèi)部和外部傳感器來調(diào)節(jié)圖像顏色和強度，從而使得所述視頻壁面的屏幕顯示是均勻的。
【文檔編號】G09G3/32GK104303223SQ201380005018
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2013年1月9日 優(yōu)先權(quán)日:2012年1月9日
【發(fā)明者】K·K·李 申請人:瓦維恩股份有限公司