[发明专利]一种背投影单元无缝拼接方法及专用光学结构

说明书

技术领域

本发明涉及背投影单元拼接领域，具体涉及一种背投影单元无缝拼接方法及其专用的光学结构。

背景技术

投影拼接显示墙是一种特殊的、要求较高的投影显示应用，可将多屏图像拼接在一起，实现超大屏幕超高分辨率的图像显示。投影显示拼接技术可分为如下几种：单元拼接、整幕图像拼接和软边融合拼接等，其中单元拼接技术有技术成熟、工艺简单、安装方便等优点，被广泛的应用。由于技术的进步，现有拼接墙的图像拼缝已经做到很小，小于图像的一个像素，几乎没有图像的丢失。虽然如此，相邻单元之间也还是存在着明显的拼接缝，视觉上有一条明显的黑线，显示图像有被割裂的感觉，影响了图像的整体显示效果，难以实现全景的一体化显示，并非真正的无缝拼接技术。

通常的投影单元拼接显示系统的结构原理如图1所示。整个拼接显示系统由多个背投影单元11紧密拼接组成，相邻两个背投影单元间存在一条拼接缝隙12。如图2，每个背投影单元11由投影机21及屏幕系统22按照光路依次设置构成，为了减小系统厚度，多数情况下在投影机21及屏幕系统22之间还安装有反光镜，这里从略。屏幕系统22由固定支架23、菲涅尔透镜24、背投影屏幕25组成。在每个背投影单元11中，投影机21发出的投影光线26穿过菲涅尔透镜24并被菲涅尔透镜24折射，然后准直投向背投影屏幕25，最后在背投影屏幕25的作用下按合理的角度分布从背投影屏幕25的正面射出。投影光线26的范围恰巧覆盖满整个背投影屏幕25。由于安装固定以及屏幕系统22位置调整的需要，两个屏幕系统之间始终存在一定的拼接缝隙12。因为没有光线到达此拼接缝隙12，从而导致拼接缝隙12处形成一条暗线，从而导致出现图象分割的现象。

发明内容

本发明的首要目的在于克服现有技术的不足，提供一种背投影单元无缝拼接方法，消隐了投影显示单元拼接缝隙处所形成的暗线。

本发明的另一目的是提供专用于背投影单元无缝拼接方法的光学结构。

本发明通过以下技术方案实现上述首要目的：一种背投影单元无缝拼接方法，相邻两背投影单元间存在拼接缝隙，每个背投影单元由投影机及屏幕系统按照光路依次设置构成，其中屏幕系统包括按照光路依次设置的固定支架、菲涅尔透镜和背投影屏幕，其特征在于：投影机投射出的光线范围略超出背投影屏幕显示图象的范围，超出部分的光线投射到屏幕系统的侧面；在所述屏幕系统的侧面使用光学结构引导投射到屏幕系统侧面的光线出射到拼接缝隙。

所述投影机投射出的光线范围超出背投影屏幕显示图像的范围优选一个像素以内；特别优选半个像素以内。

本发明采用以下技术方案实现上述另一目的：专用于背投影单元无缝拼接方法的光学结构，为设置在屏幕系统侧面的散射光学结构或折射光学结构。

所述光学结构为在菲涅尔透镜边缘上设置的沟槽，沟槽表面为光滑面或磨砂面；所述沟槽的开口指向外侧，沟槽靠近屏幕的倾斜面与菲涅尔透镜正面的夹角大于屏幕正面显示图像对应边缘光线的角度，沟槽远离屏幕的倾斜面与菲涅尔透镜正面的夹角小于或等于60°。

上述屏幕系统还包括设在菲涅尔透镜与固定支架间的玻璃板；所述光学结构为在菲涅尔透镜和玻璃板相接触的面的边缘棱上所分别设置的切角，或为设置在玻璃板侧面上的散射层或透光微结构层；切角的切削面为光滑面或磨砂面，菲涅尔透镜上切角的切削面与菲涅尔透镜正面的夹角大于屏幕正面显示图像对应边缘光线的角度，玻璃板上切角的切削面与菲涅尔透镜正面的夹角小于或等于60°。

所述光学结构为设置在菲涅尔透镜侧面的散射层或透光微结构层。其中透光微结构层优选平行于菲涅尔透镜正面的台阶状微棱镜层，也可用有序排列的微球缺层或微锥体层。

所述光学结构为在屏幕系统与固定支架相接触的位置靠近固定支架处所设置的折射光楔；此时固定支架可为透光固定支架，或者为与屏幕系统接触的一端是透光的固定支架。

本发明的作用原理为：在现有的背投影显示单元基础上，首先使投影机投射出的光线范围稍微扩大，略超出背投影屏幕显示图象的范围(超出量在一个像素以内)，超出部分的光线投射到屏幕系统的侧面。并在所述屏幕系统的侧面设置特定的光学结构，使投射到屏幕系统侧面的光线通过这些光学结构后，以一定角度出射到拼接缝隙，再从背投影屏幕的正面射出。

从以上技术方案和作用原理可知，本发明具有如下优点和效果：

1)本发明可使投影光到达原来没有光到达的拼接缝隙处，从而消隐了拼接缝隙处的暗线，达到视觉上有效消隐拼接图像分割线的效果，真正实现了图像的完整再现。