专利名称：光纤显示屏的制作方法
讲述一种光纤显示屏，属于显示技术领域。
一直以来，图像显示领域都不断推陈出新，特别是在信息时代日新月异的今天，各种各样的显示器相继出现，较新的技术都是往平板显示技术方向发展。现在，技术上比较成熟的主要有液晶、液晶光阀、等离子、场至发射等技术。这几种显示技术的产品都有各种各样的优点或缺点，但如果往要取得更大的显示面积上看，它们都有各样的困难，要不是价格难以接受就是技术难度高，试想一下，一个平方米级的平板显示器在市场上的价格是多少，这样的价格使它们在发展中国家的普及显得很困难，设计一个低价位的超大屏幕显示器是人们所向往的。
在中国专利库里也有很多光纤显示屏的有关技术，但基本上都是一头聚在一起而另一头散开的光纤板显示方式，这种方法说起来很简单，但显示效果很差，主要是显示端构成像素的光纤端头太小，像素与像素之间的间距太大、太空，这种架构在其优势(光纤的直径小)上的缺点是很难克服的，另外其入射端与图像输入设备的精确吻合也是要有相当的技术要求(一个RGB三基色像素要求精确对应一条或三条光纤丝，对于640*480像素则最少有300000个对应点，另外要用小体积、高亮度的显示设备(液晶光阀、激光扫描、数字微反镜)作为图像输入设备，价格也不菲。本发明所构想的显示技术是一种很简单的光纤板显示技术，它主要是利用斜面效应来达到效果的，实际是一种一维图像放大器，它不存在上述的众多缺点，在厚度、显示面积、显示效果、技术难度、价格、等方面都存在极大的优势。下面是该显示屏的原理和实现方法。
简单来说，把光纤丝以同一方向、平行紧密地排列并固定成型而构成一光纤束组，该光纤束组在与其导光方向(ox)有一小夹角＜a(0＜a＜45)的切面上有一端面，称为图像信号显示端(fs2)，与之对应的另一端面则是与其导光方向垂直或有几乎九十度的角一平面或弧面，称为图像信号入射端(fs1)。把一图像信号显示装置的图像信号投射在入射端(fs1)上，在光纤板的显示端(fs2)上会得到一个在一个方向放大了的新图像信号。其中原理很简单，就是圆柱体的斜横截面的面积总比直横截面的面积大。而该光纤板实际就是由很多圆柱体状的光纤丝(f)构成。(见附
图1)
按上述的方法，一个在某一方向压缩的图像信号投射在光纤显示屏(FS-D)的图像信号入射端上时，在该光纤显示屏的图像信号显示端就会得到还原的图像信号，而要取得这样的压缩图像信号是很容易的，发光二极管阵列扫描技术就非常简单；其方法是把N(N＞1)条相互之间为中心对称的有M个像素点LED阵列(L1、L2、---LN)以其中心轴为中心作圆周运动，就可以在一范围(360/N度)内扫描出一弧形图像，再通过透镜组(CG1、CG2、---CGN)把图像聚焦到显示屏的图像信号入射端(fs7)上，在图像信号显示端(fs8)上就可以把弧形图像整理并放大成较大的平面图像。当LED行(列)阵列扫描图像，扫描线有R条(即图像分辨率为(M*R)时，则每转360/(N*R)度时LED行(列)阵列显示一行(列)像素信息，LED行(列)阵列的控制电路至少有M个像素点信息的存储量，以便能在同一时刻显示图像的行(列)像素；同步信号控制下的转轴每转360/N度LED行(列)阵列将扫描一帧图像，N个LED行(列)阵列在一个转动周期内将扫描N帧图像。(见附图3)上述的透镜组实际上是由一凸透镜阵列(C1)和一柱状透镜(C2)以及隔板(K)构成，其中凸透镜阵列中透镜光轴之间的距离是等于LED行(列)阵列像素点之间的距离，它置于述LED行(列)阵列像素点上面，凸透镜阵列中的每个透镜都能对应地把一个LED像素点发出的光(L1)进行准直得到平行光束(L2)，柱状透镜置于凸透镜阵列上面，它把光束(L2)聚焦成为光束(L3)，焦点落在光纤显示屏的图像信号显示端上，隔离板(K)是隔离相互两个像素点之间的光线。(见附图4)另外，把两个光纤显示屏结合在一起也可以把一个小图像信号进行放大，其原理就是把一个光纤显示屏(FS-B)的图像信号显示端(FS4)与另一光纤显示屏(FS-C)的图像信号入射端(FS5)紧密结合在一起，再在第一个光纤显示屏的图像信号入射端(FS3)加上其它图像显示装置，把图像显示装置的图像信号(S3)分别进行两次放大。(见附图2)上述的光纤显示屏由于可以用直径较小的光纤丝(几十微米)制成，对于一个1024*768像素的显示屏其厚度只不过是6、7厘米厚，但显示面积却可达到两平方米以上。对于用低成本的朔料光纤丝作材料时，其总体造价将是很低的。而LED行(列)扫描装置由于只控制显示屏的水平像素或垂直像素，其控制元件比其它点阵式显示技术的控制元件要少几百倍到上千倍，技术水平要求可以更低，并由于是采用发光二极管作为像素控制元件，因此其耗能很少，绝无辐射危害。
权利要求
一、一种光纤显示屏，其特征是把光纤丝以同一方向、平行紧密地排列并固定成型而构成一光纤束组，该光纤束组在与其导光方向有一小夹角＜a(0＜a＜45)的切面上有一端面，称为图像信号显示端，与之对应的另一端面则是与其导光方向垂直或有几乎九十度的角一平面或弧面，称为图像信号入射端；图像信号入射端选用平面或弧面形状取决于该某一图像信号显示装置，使图像信号显示装置的图像信号能以最清晰的分辨率均匀地投射在该端面；图像信号显示端可以处理成粗糙或光滑面。
二、根据权利要求一所述的光纤显示屏，可以把各种图像信号显示装置的图像信号投射在其图像信号入射端上，图像信号显示装置包括阴极射线管、等离子、液晶、液晶光阀、LED发光二极管等显示技术的显示装置以及各种幻灯片显示装置等。
三、根据权利要求一所述的光纤显示屏，可以把一个光纤显示屏的图像信号显示端与第二个光纤显示屏的图像信号入射端紧密结合在一起，再把各种图像信号显示装置的图像信号投射在第二个光纤显示屏的图像信号入射端上；图像信号显示装置包括各种阴极射线管、等离子、液晶、液晶光阀、LED发光二极管等显示技术的显示装置以及各种幻灯片显示装置等。
四、根据权利要求二、三所述的图像信号显示装置可以是一LED行(列)扫描装置，它主要由条受视频信号控制的LED行(列)阵列(单色或三基色)、透镜组、受同步信号控制的转轴组成；其特征是有N(N＞1)个LED行(列)阵列固定在转轴上，相互之间是以转轴的转动中心轴为中心的中心对称，每个LED行(列)阵列内包含有M(M＞1)个像素点，每个像素点可以是单色或者是由RGB三个LED二极管构成，其光线发射方向是与其转动方向相垂直；透镜组是安装在LED发射光线的光路中，它满足使LED行(列)阵列中的每个LED像素点发射的光线能最大限度聚焦，相互两个焦点之间互不重叠并且全部焦点成一直线，并最终把焦点落在权利要求一所描述的光纤式显示屏的图像信号入射端上；当LED行(列)阵列扫描图像，扫描线有R条(即图像分辨率为M*R)时，则每转360/(N*R)度时LED行(列)阵列显示一行(列)像素信息，LED行(列)阵列的控制电路至少有M个像素点信息的存储量，以便能在同一时刻显示图像的行(列)像素；同步信号控制下的转轴每转360/N度LED行(列)阵列将扫描一帧图像，N个LED行(列)阵列在一个转动周期内将扫描N帧图像。
五、根据权利要求四所述的透镜组是由一凸透镜阵列和一柱状透镜以及隔板构成，其中凸透镜阵列中透镜光轴之间的距离是等于权利要求四所述LED行(列)阵列像素点之间的距离，它置于述LED行(列)阵列像素点上面，凸透镜阵列中的每个透镜都能对应地把一个LED像素点发出的光进行准直，柱状透镜置于凸透镜阵列上面，它把从凸透镜阵列处来的光线聚焦，焦点落在权利要求一所述的光纤式显示屏的图像信号显示端上，隔离板是隔离相互两个LED像素点之间的光线。
全文摘要
公布一种大面积、低成本的光纤显示屏装置。主要是把光纤丝以同一方向、平行紧密地排列并固定成型而构成一光纤束组，再把此光纤束组在与其导光方向(ox)有一小夹角＜a(0°＜a＜45°)的方向切开而得到一斜端面，称为图像信号显示端(fs2)，而另一端面则是与其导光方向垂直或有几乎九十度的角一平面或弧面，称为图像信号入射端(fs1)。把图像信号显示装置的图像信号投射在图像信号入射端(fs1)上，在光纤显示屏的显示端(fs2)会得到一个在一个方向放大了的新图像信号。
文档编号G02B6/08GK1392433SQ0111480
公开日2003年1月22日 申请日期2001年6月15日 优先权日2001年6月15日
发明者陈东林 申请人:陈东林