本公開通常涉及光學(xué)顯示器，并且具體地但是非排除性地，涉及光學(xué)顯示器的無縫拼接(tiling)。

背景技術(shù)：

由于用于制造顯示面板的成本隨著單體(monolithic)顯示器面積而呈指數(shù)式增加，所以大型墻式顯示器可能過于昂貴。成本的這樣的指數(shù)式增加源自：大型單體顯示器的增加的復(fù)雜度，與大型顯示器相關(guān)聯(lián)的產(chǎn)出(yield)的下降(對于大型顯示器，較大數(shù)量的組件必需是無缺陷的)，以及增加的運輸、遞送和安裝成本。對較小的顯示面板進行拼接以形成較大的多面板顯示器可以幫助降低與大型單體顯示器相關(guān)聯(lián)的許多成本。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

圖1A和圖1B示出了將多個較小的、較不昂貴的顯示面板100拼接在一起可以如何實現(xiàn)可以被用作大型墻式顯示器的大型多面板顯示器105。由每個顯示面板100所顯示的單個圖像可以構(gòu)成由多面板顯示器105總體地顯示的較大的整體合成圖像的子部分。雖然多面板顯示器105可以降低成本，但是視覺上其具有重大缺陷。每個顯示面板100包括圍繞其周圍的邊框110。邊框110是容置在其中布置有顯示像素的像素區(qū)域115的機械結(jié)構(gòu)。近年，制造商已經(jīng)相當(dāng)可觀地減少了邊框110的厚度，達到小于2毫米。然而，即使這些薄的邊框裝飾(trim)對于裸眼仍然非常明顯，使觀看者分心以及以其他方式降低整體視覺體驗。為了實現(xiàn)高質(zhì)量多拼接顯示器，在具有高對準度的情況下，從典型的觀看距離應(yīng)當(dāng)基本上察覺不到圖像部分之間的過渡(transition)。

附圖說明

參考以下附圖來描述本發(fā)明的非限制性且非窮舉性的實施例，其中，除非另外地指明，否則貫穿各個視圖相同的附圖標記指代相同的部件。附圖并不必須按照比例，替代地，當(dāng)示出被描述的原理時對其施加強調(diào)。

圖1A和圖1B(現(xiàn)有技術(shù))示出傳統(tǒng)的顯示面板拼接。

圖2是根據(jù)本公開的實施例、示出多層顯示拼接的功能層的透視圖。

圖3A是根據(jù)本公開的實施例、示出圖像部分之間的重疊照明的多層顯示拼接的功能層的截面圖。

圖3B是根據(jù)本公開的實施例、示出可以如何實現(xiàn)包括多顯示拼接的大型無縫顯示器的兩個顯示拼接的平面圖。

圖4是根據(jù)本公開的實施例、示出用于使用陰影投射技術(shù)進行的照明層與顯示層之間的粗略對準的過程的流程圖。

圖5A和圖5B根據(jù)本公開的實施例、示出粗略對準期間對準圖案的使用。

圖6是根據(jù)本公開的實施例、示出用于使用陰影投射技術(shù)進行的照明層與顯示層之間的精細對準的過程的流程圖。

圖7根據(jù)本公開的實施例、示出指示具有對稱的明亮區(qū)域的良好對準的照明圖案。

圖8根據(jù)本公開的實施例、示出指示具有明亮區(qū)域中的不均勻性的不良對準的照明圖案。

圖9根據(jù)本公開的實施例、示出指示具有明亮區(qū)域中的不均勻性的不良對準的照明圖案。

具體實施方式

在本文中描述用于對準多層顯示器的光學(xué)層的系統(tǒng)、裝置和方法的實施例。在下面的描述中，對很多特定的細節(jié)進行陳述以提供對實施例的透徹的理解。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員將意識到，可以在不具有特定的細節(jié)中的一個或多個的情況下來實踐在本文中所描述的技術(shù)，或者可以采用其他方法、組件、材料等來實踐本文中所描述的技術(shù)。在其他實例中，公知的結(jié)構(gòu)、材料或操作未被詳細地示出或描述以避免模糊特定的方面。

貫穿本說明書對“一個實施例”或“一實施例”的指代意味著結(jié)合實施例所描述的特定的特征、結(jié)構(gòu)或特性被包括在本發(fā)明的至少一個實施例中。因此，貫穿本說明書、在各種位置中出現(xiàn)的短語“在一個實施例中”或“在一實施例中”不必所有都指代同一實施例。此外，在一個或多個實施例中，可以按照任何合適的方式來組合特定的特征、結(jié)構(gòu)或特性。

圖2和圖3A根據(jù)本公開的實施例示出多層顯示拼接200的功能層。圖2是顯示拼接200的各層的透視圖，而圖3A是其截面圖。所示出的顯示拼接200的實施例包括照明層205、顯示層210以及屏幕層215。所示出的照明層205的實施例包括照明源220的陣列和透鏡化層(lensing layer)221(為了簡明，僅在圖3A中示出)。所示出的顯示層210的實施例包括通過間隔區(qū)域235而彼此分離的透射式像素陣列230。所示出的屏幕層215的實施例被分割為用于顯示整體合一的圖像的各圖像部分250的區(qū)域。多層顯示拼接200由多個小像素(pixlet)組成，多個小像素各自包括穿過多層顯示拼接200在列內(nèi)對準的照明源220、像素陣列230以及用于顯示圖像部分250的屏幕區(qū)域。

在所示出的實施例中，每個照明源220對準在相對應(yīng)的像素陣列230之下，以采用燈光對相對應(yīng)的像素陣列的背面照明。照明源220可以被實施為獨立的光源(例如，彩色的或單色的LED、量子點等)，其發(fā)射具有限定的角展度或圓錐型的光以完全地對存在于顯示層210之上的它們相對應(yīng)的透射式像素陣列230照明。照明層205和顯示層210以固定的距離245(例如，8毫米)而彼此分離?？梢允褂猛该髦虚g物(例如，玻璃或塑料層)來實現(xiàn)該分離，并且該分離可以進一步包括一個或多個透鏡化層221(包括透鏡、光圈、限束器(beam confiner)等)以控制或操縱從照明源220所發(fā)射的燈光的角范圍和截面形狀。在一個實施例中，照明控制器可以耦合到照明源220以控制它們的照明強度。照明層205可以包括基板，在該基板上布置有照明源220和/或包括有助于每個照明源220的單獨的位置的精細的橫向X-Y調(diào)整的機械結(jié)構(gòu)。

透射式像素陣列230被布置在顯示層210上并且各自包括透射式像素的陣列(例如，100像素乘100像素)。在一個實施例中，透射式像素可以被實施為背光式液晶像素。每個透射式像素陣列230是在顯示層210上通過間隔區(qū)域235與鄰近的透射式像素陣列230分離的獨立的顯示陣列。將鄰近的像素陣列230彼此分離的內(nèi)部間隔區(qū)域235可以是將給定的像素陣列230與顯示層210的外邊緣分離的邊界間隔區(qū)域235的寬度的二倍。在一個實施例中，內(nèi)部間隔區(qū)域235具有4毫米的寬度，而邊界間隔區(qū)域235具有2毫米的寬度。當(dāng)然，可以實施其他尺寸。

如所示地，通過將每個透射式像素陣列230分離的間隔區(qū)域235，透射式像素陣列230以矩陣的形式跨越顯示層210而間隔開。在一個實施例中，透射式像素陣列230各自表示顯示像素(例如，背光式LCD像素)的分離的并且獨立的陣列。間隔區(qū)域235顯著地大于給定的透射式像素陣列230的像素之間的像素間(inter-pixel)分離。間隔區(qū)域235提供改進的靈活性，以用于對信號線進行路由或包括額外的電路(諸如，顯示控制器)。沿著顯示層210的外部邊界存在的間隔區(qū)域235還提供用于顯示拼接200的邊框裝飾206的空間。邊框裝飾206操作為用于顯示拼接200的殼體的側(cè)邊。沿著外部邊界存在的間隔區(qū)域235還提供用于電源和/或通信端口的空間。

盡管圖2示出了顯示層210為包括排列為兩行三列的六個透射式像素陣列230，但是應(yīng)當(dāng)意識到顯示拼接200的各種實施方式可以包括被組織為行和列的不同組合的更多的或更少的透射式像素陣列230。這樣，在具有照明源220對透射式像素陣列230的一對一比例的實施例中，在照明層205上的照明源220的數(shù)量和布局也可以變化。雖然為了簡明圖2未示出所示出的三個層之間的居于中間的層，但是應(yīng)當(dāng)意識到，實施例可以包括各種居于中間的光學(xué)或結(jié)構(gòu)子層，諸如透鏡陣列、用于提供機械剛性和光學(xué)偏移的透明基板、屏幕層215之上的保護層，或者其他。

透射式像素陣列230在顯示控制器的控制之下被開關(guān)(switch)，以調(diào)制燈光并且將圖像部分250投影到屏幕層215的背面。在一個實施例中，屏幕層215由被涂覆在提供機械支撐的透明基板上的、適合于背面投影的不光滑材料制成。圖像部分250在屏幕層215上被整體地混合到一起，以從基本上無縫的屏幕層215的觀看側(cè)向觀看者呈現(xiàn)合一的圖像。換言之，當(dāng)通過透射式像素陣列230所創(chuàng)建的圖像跨越顯示層210與屏幕層215之間的分離255(例如，2毫米)被投影時，其被放大。圖像部分250被放大為足以在間隔區(qū)域235之上延伸并且覆蓋間隔區(qū)域235，以形成無縫的合一的圖像。放大系數(shù)依賴于分離255以及由照明源220所發(fā)射的燈光的角展度。在一個實施例中，圖像部分250以近似1.5的系數(shù)被放大。合一的圖像不僅覆蓋內(nèi)部間隔區(qū)域235，而且還覆蓋邊界間隔區(qū)域235。這樣，顯示拼接200可以被定位為與其他顯示拼接200鄰近并且通信地連結(jié)以形成更大的合成的無縫顯示器，在該情況下，通過單個顯示拼接所生成的合一的圖像變?yōu)槎嗥唇雍弦坏膱D像的子部分(例如，參見圖3B)。

圖3A是顯示拼接200的多功能層的截面圖。如所示地，照明源220相對于透射式像素陣列230和屏幕層215的位置和束擴展被設(shè)計為使得透射式像素陣列230投影或投射與鄰近的近鄰的圖像部分重疊的圖像部分250。被投影到屏幕層215的背面的圖像部分250的這些重疊范圍被稱為重疊區(qū)域。

重疊區(qū)域可以是若干像素寬(例如，兩個圖像像素至十個圖像像素寬，盡管可以實施更多或更少的重疊)，并且在屏幕層215上提供以下區(qū)域，在該區(qū)域中，鄰近的透射式像素陣列230(以及相對應(yīng)的照明源220)兩者將光貢獻到屏幕層215上。雖然對于加工容差的仔細控制可以在鄰近的圖像部分250之間提供合理的對準，但是不可能在不具有顯著的加工開銷的情況下，使這些縫隙完全地不可見。因此，在本文中所描述的技術(shù)使用從鄰近的透射式像素陣列230所投射的重疊照明(參見圖3A和圖3B)，以覆蓋間隔區(qū)域235，并且?guī)椭鈱W(xué)組件的物理對準。重疊照明使得能夠使用各種混合技術(shù)來無縫地將鄰近的圖像部分250拼貼(stitch)在一起成為接近無縫的合一的圖像。通過鄰近的透射式像素陣列230所投射的重疊的照明產(chǎn)生了具有明亮區(qū)域251的照明圖案。這些明亮區(qū)域251可以被用于照明層205與顯示層210之間的粗略對準和精細對準兩者。具體地，可以對于非均勻性——諸如非對稱的照明圖案——來對照明圖案的明亮區(qū)域251進行分析，以識別失準(misalignment)。當(dāng)給定的照明源220和透鏡化層221的居于中間的透鏡元件與其相對應(yīng)的透射式像素陣列230光學(xué)對準時，實現(xiàn)均勻的(例如，對稱的)照明圖案。當(dāng)近鄰小像素的光學(xué)組件對準時，通過顯示層210所投射的照明圖案是均勻的。

圖4是根據(jù)本公開的實施例、示出用于使用陰影投射技術(shù)進行的照明層205的組件與顯示層210的組件之間的粗略對準的過程400的流程圖。過程塊中的一些或所有在過程400中出現(xiàn)的次序不應(yīng)當(dāng)被視為限制性的。反而，受益于本公開的本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將理解，過程塊中的一些可以按照未示出的各種次序來執(zhí)行或者甚至并行地執(zhí)行。

在過程塊405中，顯示層210暫時地被定位在照明層205之上，以執(zhí)行多層顯示拼接200的兩層之間的初始粗略對準。執(zhí)行此初始粗略對準而無需將屏幕層215放置在顯示層210之上。在照明層205和顯示層210暫時地夾疊(sandwich)在一起的情況下，照明層205和顯示層210被供電，并且顯示層210被驅(qū)動為具有對準圖案(過程塊410和415)。圖5A和圖5B根據(jù)實施例、示出跨越多個透射式像素陣列230所顯示的示例對準圖案。如所示地，對準圖案包括通過每個透射式像素陣列230所顯示的對準標記510，以圍繞照明圖案的明亮區(qū)域251。通過分析被投射在對準圖案周圍的光的均勻性(或非均勻性)(過程塊420)，可以確定照明層205與顯示層210之間的粗略對準(決定塊425)。例如，如果來自鄰近的透射式像素陣列230的對準標記501不對稱地圍繞它們的居于中間的明亮區(qū)域251(參見圖5A)，則可以推斷照明層205與顯示層210之間的粗略失準。相對應(yīng)地，如果對準標記501均勻地(例如，對稱地)圍繞它們的居于中間的明亮區(qū)域251，則可以推斷照明層205與顯示層210之間的粗略對準。這兩層可以相對于彼此而被調(diào)整(過程塊430)，直到實現(xiàn)最佳的均勻性或可接受的均勻性為止(決定塊425)。在一個實施例中，沿著二維平面(例如，x和y維度)進行調(diào)整。一旦實現(xiàn)粗略對準(決定塊425)，則顯示層210關(guān)于照明層250的相對位置被記錄，以用于給定部件的將來的裝配(過程塊435)。

圖6是根據(jù)本公開的實施例、示出用于使用陰影投射技術(shù)進行的照明層205與顯示層210之間的精細對準的過程600的流程圖。過程塊中的一些或所有在過程600中出現(xiàn)的次序不應(yīng)當(dāng)被視為限制性的。反而，受益于本公開的本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將理解，過程塊中的一些可以按照未示出的各種次序來執(zhí)行或者甚至并行地執(zhí)行。

與過程400相比，過程600是精細對準過程。過程400用于粗略地將整體的照明層205相對于顯示層210對準。過程400調(diào)整承載基板的位置，該過程400一次移動所有照明源220。相反，過程600用于通過單獨地調(diào)整每個照明源220的位置來相對于顯示層210精細地對準照明層205，并且在一些實施例中，透鏡化層221的透鏡元件也可以單獨地調(diào)整和對準。這些調(diào)整是精細調(diào)整，諸如微米等級位移。

在過程塊605中，屏幕層210附接至顯示層210以創(chuàng)建上夾疊模塊。在一個實施例中，該附接可以包括膠黏劑或者其他機械緊固件。在過程塊610中，上夾疊模塊被定位在照明層205之上。照明層205可以根據(jù)在粗略對準過程400中所確定的并且所記錄的粗略對準位置來定位。一旦已裝配，則照明層205被使能(過程塊615)并且顯示層210被驅(qū)動為具有黑暗屏幕圖像，使得所有透射式像素陣列230顯示均勻的黑暗圖像部分，諸如黑色屏幕圖像部分(過程塊620)。

這些黑色屏幕圖像部分將陰影投射到由在圖像部分(例如，圖像部分250)之間的過渡或縫隙處的明亮區(qū)域所圍繞的屏幕層215的背面上。這些陰影和明亮區(qū)域總體地形成屏幕層215上的照明圖案，其被用于對準。這些明亮區(qū)域的形狀，或照明區(qū)域的均勻性可以被用于單獨地對準照明層205的光學(xué)組件。圖7、圖8以及圖9示出了在使用在本文中所描述的陰影投射技術(shù)精細地對準照明層205的光學(xué)組件時，被投射到屏幕層215上的照明圖案。圖7示出了指示良好對準的照明圖案700，而圖8和圖9分別地示出了指示不良對準的照明圖案800和900。

在過程塊625中，針對均勻性(或非均勻性)來分析被投射到屏幕層215上的照明圖案，以確定對準(或失準)。如果單獨的照明源220和透鏡化層221的居于中間的透鏡元件與它們的相對應(yīng)的透射式像素陣列230正確地對準，則與照明圖案700類似的照明圖案被投射到屏幕層215上(決定塊630)。照明圖案700是均勻的，因為明亮區(qū)域701形成了黑暗圖像部分702之間的對稱的過渡。在這種情形下，在過程塊635中將認為對準完成。

然而，如果單獨的照明源220和/或透鏡化層221的居于中間的透鏡元件與它們的相對應(yīng)的透射式像素陣列230失準，則與照明圖案800或900類似的照明圖案被投射到屏幕層215上(決定塊630)。如所示地，失準導(dǎo)致非均勻的明亮區(qū)域圍繞黑暗圖像部分802和902。特定的非均勻的明亮區(qū)域提供哪個照明源220和/或透鏡元件需要被調(diào)整的指示和調(diào)整的方向兩者。因此，在過程塊635中，特定的照明源220和/或透鏡元件的位置被調(diào)整以降低或消除被投射到屏幕層215上的非均勻性。這些調(diào)整可以包括微小的位置調(diào)整，或給定的照明源220和/或透鏡化層221上的其相對應(yīng)的透鏡元件的微移(nudge)。對照明源220和/或透鏡化層221的位置調(diào)整可以繼續(xù)，直到非均勻性的量或程度下降低于閾值等級(例如，可接受的均勻性)或者確定照明圖案的均勻性實質(zhì)上不可以進一步改進為止。

在計算機軟件和硬件方面描述了以上所解釋的過程。所描述的技術(shù)可以構(gòu)成被例示在有形的或非暫態(tài)機器(例如，計算機)可讀存儲媒介內(nèi)的機器可運行指令，其當(dāng)被機器執(zhí)行時，將使得機器執(zhí)行所描述的操作。額外地，過程可以被例示在硬件內(nèi)，諸如專用集成電路(“ASIC”)或其他方式。

有形機器可讀存儲媒介包括以由機器(例如，計算機、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、個人數(shù)字助理、制造工具、具有一個或多個處理器集的任何設(shè)備等等)可訪問的非暫態(tài)形式提供(即，存儲)信息的任何機構(gòu)。例如，機器可讀存儲媒介包括可記錄/不可記錄介質(zhì)(例如，只讀存儲器(ROM)、隨機存取存儲器(RAM)、磁盤存儲媒介、光學(xué)存儲媒介、閃速存儲器設(shè)備等)。

本發(fā)明的所示實施例的上述描述(包括在摘要中所描述的內(nèi)容)不意圖為窮盡的或?qū)⒈景l(fā)明限制為所公開的精確形式。雖然出于示意的目的在本文中描述了本發(fā)明的特定實施例以及用于其的示例，但是如本領(lǐng)域技術(shù)人員將認識到地，在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以進行各種修改。

根據(jù)以上詳細描述可以對本發(fā)明進行這些修改。在所附權(quán)利要求書中所使用的術(shù)語不應(yīng)當(dāng)被解釋為將本發(fā)明限制到在說明書中所公開的特定的實施例。反而，本發(fā)明的范圍通過所附的權(quán)利要求完整地確定，其要根據(jù)所創(chuàng)建的對于權(quán)利要求解讀的原則來解釋。