一种LED显示屏光学透镜及其显示屏制造技术

本实用新型专利技术公开了一种LED显示屏光学透镜及其显示屏，设有层叠交叉配置的第一透射光栅和第二透射光栅，LED灯发射的光束在第一透射光栅和第二透射光栅的衍射与干涉作用下形成被设定尺寸的光强分布域，并通过交叉层叠的第一透射光栅和第二透射光栅组成的矩形光阑后，分束成为由若干光学像素单元组成的光学像素，LED点光源转换成面光，消除了颗粒感，近距离看时不会刺目、眩晕、图像亮度更加均匀，画面质量得到提高。交叉层叠的第一透射光栅和第二透射光栅与LED显示屏主体上任一一个的LED灯像素单元随机的对应，适配性强，光效高。

An Optical Lens for LED Display Screen and Its Display Screen

【技术实现步骤摘要】
一种LED显示屏光学透镜及其显示屏
本技术属于LED显示屏
，更具体的说，涉及一种LED显示屏光学透镜及其显示屏。
技术介绍
LED屏幕是由多个LED灯的点阵组成，一个点阵单元为一个像素单元，其发光面积小于像素单元面积，非发光面积在LED灯点亮时表现为黑色，颗粒感强，观看体验感差，近距离观看时刺目，眩晕，画面质量不高。现有解决方法是在LED显示屏前加装导光罩，在技术专利(专利号CN105448199A)中所述LED屏前罩设有形成阵列的多个灯罩单元，一个灯罩单元用于罩设在一个LED灯的上方；所述灯罩单元的顶部为朝向远离LED灯的方向的拱起结构，将LED显示屏的点发光变为面发光，该方法可以有效的消除摩尔纹，减少了整体显示屏上表现出的网格式黑区的面积；但LED显示屏有多种间距，间距不同其LED灯像素单位的大小也不同，灯罩单元与LED灯一一对应的方式使得不同的间距需要不同的灯罩单元，随着SMD和COB等贴片技术的发展，LED显示屏发展了更多的间距规格和不同的发光方式，现有的导光罩的匹配适用性问题亟待解决。另一项公开专利(专利号：CN106023824A)中，是LED屏幕前加多层透明或部分透明的塑胶纸粘接的整体，构成点阵式分布圆孔，圆孔内无黑网，保持屏罩本体的透明度，该技术屏罩本体使像素单元发光强度变小，而部分透光区的透光，则遏制像素之间的相互串扰，但是这种阻挡部分光线的方式减少了出光量，不能高效地利用LED灯发光效率，丧失图像的锐度。另一项公开专利(申请号：201310566242.2)中，在LED显示屏表面覆盖透镜阵列Ⅰ和透镜阵列Ⅱ，利用透镜阵列Ⅰ和透镜阵列Ⅱ共同作用对LED像素进行放大，采用凸凸透镜组合、凸凹透镜组合、凹凸透镜组合、微透镜阵列组合、条纹状微透镜阵列组合的任一一种透镜阵列Ⅰ和透镜阵列Ⅱ无论是二维网状结构还是一维交叉结构，均可以对像素一对一地进行定尺寸放大，或者多对一地进行定尺寸放大。根据专利(申请号：201310566242.2)的说明内容和光学原理可知，其中微透镜阵列和条纹状微透镜阵列的光学性质等效于单个微透镜光学性质的叠加，因此透镜阵列Ⅰ和透镜阵列Ⅱ的任一一种组合只需要根据物像关系确定物距，就能得到放大的像。在上述公开专利(申请号：201310566242.2)中，采用透镜阵列Ⅰ和透镜阵列Ⅱ对LED显示屏的像素进行放大，使得LED像素相互结合在一起；本申请欲提供一种完全不同的LED显示屏光学透镜及其显示屏，采用与公开专利(申请号：201310566242.2)完全不同的技术原理，对透镜进行设置，使之成为光栅；对于光学透镜，需满足第一透射光栅和第二透射光栅的折射率n为1.2≦n≦2.0，设在侧面上的多个依次排列的半柱状凸条的曲率半径r与光栅常数d之间的关系为d/2≦r<15d；对于显示屏，需满足显示屏上任一一个LED灯像素单元所对应的光栅狭缝数量大于2条；第一透射光栅和第二透射光栅的衍射因子和干涉因子的乘积将光束各向异性地定尺寸地分束，并通过交叉层叠的第一透射光栅和第二透射光栅组成的中间通光的矩形光阑后，该光束衍射光强分布为多个矩形组成的图样，由点光转为面光；本申请利用透射光栅的衍射因子和干涉因子的乘积将光束各向异性地定量地分束的特性原理来成像，以这种方式来将点光转变为面光，可以大大提升光学像素的饱满率，大大降低黑区，消除颗粒感。
技术实现思路
为了克服现有技术存在的不足，本技术提供一种LED显示屏光学透镜及其显示屏，可以将LED显示屏点光源阵列转换成面光阵列，黑区率低，更加饱满，消除颗粒感。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种LED显示屏光学透镜，其特征在于：包括第一透射光栅和第二透射光栅，所述第一透射光栅和第二透射光栅的主体均为一折射率在1.2-2.0之间的透镜，所述透镜的一个侧面上设有多个依次排列的半柱状凸条；所述第一透射光栅上的半柱状凸条的曲率半径为r1，光栅常数为d1，其中d1/2≦r1<15d1；所述第二透射光栅上的半柱状凸条的曲率半径为r2，光栅常数为d2，其中d2/2≦r2<15d2；所述第一透射光栅和第二透射光栅以长轴方向相互交叉的形式层叠配置。上述技术方案中的一种LED显示屏光学透镜，设有层叠交叉配置的第一透射光栅和第二透射光栅，光束在透射光栅将入射光束分束为多束光，该光束受到单缝衍射和位相延迟的共同调制；衍射光强分布为多个矩形组成的图样，对LED显示屏的矩阵形式的黑区的消除有良好作用；第一透射光栅和第二透射光栅的衍射与干涉作用下形成被设定尺寸的光强分布域，并通过交叉层叠的第一透射光栅和第二透射光栅组成的矩形光阑后，分束成为由若干光学像素单元组成的光学像素，LED点光源转换成面光，消除了颗粒感，近距离看时不会刺目、眩晕、图像亮度更加均匀，画面质量得到提高；上述技术方案利用透射光栅的衍射因子和干涉因子的乘积将光束各向异性地定量地分束的特性原理来成像，以这种方式来将点光转变为面光，可以大大提升光学像素的饱满率，大大降低黑区，消除颗粒感；交叉层叠的第一透射光栅和第二透射光栅可以与LED显示屏主体上任一一个的LED灯像素单元随机的对应，适配性强，光效高。优选的，所述第一透射光栅设有半柱状凸条的一侧面和第二透射光栅设有半柱状凸条的一侧面，相对地层叠配置；所述第一透射光栅的另一侧面为LED灯光束的受光面，所述第二透射光栅的另一侧面为LED灯光束的出射面。优选的，所述第一透射光栅设有半柱状凸条的一侧面和第二透射光栅设有半柱状凸条的一侧面，相背地层叠配置；所述第一透射光栅设有半柱状凸条的一侧面为受光面，所述第二透射光栅设有半柱状凸条的一侧面为出射面；优选的，所述第一透射光栅设有半柱状凸条的一侧面和所述第二透射光栅设有半柱状凸条的一侧面，同向地层叠配置；所述第一透射光栅设有半柱状凸条的一侧面为受光面，所述第二透射光栅的另一侧面为出射面；或者，所述第一透射光栅的另一侧面为受光面，所述第二透射光栅的设有半柱状凸条的一侧面为出射面。优选的，所述LED显示屏光学透镜为分体结构，由分体的第一透射光栅和分体的第二透射光栅组合而成；或者所述LED显示屏光学透镜的第一透射光栅和第二透射光栅为一体结构。优选的，所述第一透射光栅的半柱状凸条的长轴方向，与第二透射光栅的半柱状凸条的长轴方向交叉呈90°地配置。优选的，所述第一透射光栅和第二透射光栅为半曲面柱型透射光栅、半多棱柱型透射光栅的任一一种。本申请还提供了一种LED显示屏，其特征在于：包括设有LED灯像素单元的显示屏主体和与显示屏主体连接并设置在光线照射路径上的如上述任意一项所述的LED显示屏光学透镜；在显示屏主体的正投影面上，所述显示屏主体上设置的任一一个LED灯像素单元，所对应的所述第一透射光栅的狭缝数量大于2，所对应的所述第二透射光栅的狭缝数量大于2。所述显示屏主体上的LED灯像素单元呈阵列式排布。本技术的有益效果是：本技术公开了一种LED显示屏光学透镜及其显示屏，设有层叠交叉配置的第一透射光栅和第二透射光栅，LED灯发射的光束在第一透射光栅和第二透射光栅的衍射与干涉作用下形成被设定尺寸的光强分布域，并通过交叉层叠的第一透射光栅和第二透射光栅组成的矩形光阑后，分束成为由若干光本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种LED显示屏光学透镜，其特征在于：包括第一透射光栅和第二透射光栅，所述第一透射光栅和第二透射光栅的主体均为一折射率在1.2‑2.0之间的透镜，所述透镜的一个侧面上设有多个依次排列的半柱状凸条；所述第一透射光栅上的半柱状凸条的曲率半径为r1，光栅常数为d1，其中d1/2≦r1<15d1；所述第二透射光栅上的半柱状凸条的曲率半径为r2，光栅常数为d2，其中d2/2≦r2<15d2；所述第一透射光栅和第二透射光栅以长轴方向相互交叉的形式层叠配置。

【技术特征摘要】
1.一种LED显示屏光学透镜，其特征在于：包括第一透射光栅和第二透射光栅，所述第一透射光栅和第二透射光栅的主体均为一折射率在1.2-2.0之间的透镜，所述透镜的一个侧面上设有多个依次排列的半柱状凸条；所述第一透射光栅上的半柱状凸条的曲率半径为r1，光栅常数为d1，其中d1/2≦r1<15d1；所述第二透射光栅上的半柱状凸条的曲率半径为r2，光栅常数为d2，其中d2/2≦r2<15d2；所述第一透射光栅和第二透射光栅以长轴方向相互交叉的形式层叠配置。2.根据权利要求1所述的一种LED显示屏光学透镜，其特征在于：所述第一透射光栅设有半柱状凸条的一侧面和第二透射光栅设有半柱状凸条的一侧面，相对地层叠配置；所述第一透射光栅的另一侧面为LED灯光束的受光面，所述第二透射光栅的另一侧面为LED灯光束的出射面。3.根据权利要求1所述的一种LED显示屏光学透镜，其特征在于：所述第一透射光栅设有半柱状凸条的一侧面和第二透射光栅设有半柱状凸条的一侧面，相背地层叠配置；所述第一透射光栅设有半柱状凸条的一侧面为受光面，所述第二透射光栅设有半柱状凸条的一侧面为出射面。4.根据权利要求1所述的一种LED显示屏光学透镜，其特征在于：所述第一透射光栅设有半柱状凸条的一侧面和所述第二透射光栅设有半柱状凸条的一侧面，同向地层叠配置；所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：滕文东，
申请(专利权)人：广州艾恩电子有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44