[发明专利]LED屏幕消除莫尔条纹并提高填充系数的装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种视频图像显像装置，特别涉及一种LED屏幕消除莫尔条纹并提高填充系数的装置及方法。

背景技术

LED屏幕表面的LED灯和LED灯间隙都具有周期性结构。在普通LED显示屏上，由于LED灯发光面积小于像素所占物理表面积，导致像素之间存在明显的不发光黑区，形成网格状周期结构。由于目前的摄影设备的图像拾取器件大多是面阵CCD，同样具备周期性结构，所以当摄像设备拍摄到LED屏幕，并且LED屏幕在CCD上所成像的空间频率与CCD的空间频率相近时，会出现明显的莫尔条纹。莫尔条纹不是被拍摄图像本身的信息，故需要对其进行消除。

填充系数是指单个像素中发光面积占像素物理表面积的比例，如图12所示：图中所示为九个像素单元，虚线小方格为单个像素物理表面，其尺寸为3mm×3mm；实线方格为LED灯封装边；圆形为LED发光区域，半径为0.7mm。此LED屏的填充系数为较小的填充系数导致当观看距离较近时，画面不连贯不完整，而且亮度不均产生颗粒感和较为严重的刺目感。

现有消除莫尔条纹装置是使用整块散射玻璃对LED图像整体进行雾化，无法阻隔相邻像素间光的干扰，使图像模糊，锐度降低。而提高填充系数则主要是通过更密集的LED排列或使用具有雾度的平板来实现。由于受LED封装工艺及焊接工艺的限制，密集的LED排列无法大幅度提高填充系数；具有雾度的平板无法准确控制填充系数，可能导致相邻像素重叠，降低清晰度，同时平板的发散角较小，不利于大角度方向观看。

发明内容

本发明涉及一种LED屏幕消除莫尔条纹并提高填充系数装置，此种装置使用具有特定透光度和雾度的聚碳酸酯注塑形成具有独立像素单元的散射罩，罩于LED屏体前端。

LED屏幕消除莫尔条纹并提高填充系数的装置，主要由散射罩和LED屏体组成；所述散射罩罩于LED屏体的前端，散射罩与LED屏体固定连接；所述散射罩大小与LED屏体的大小相对应；

所述散射罩的正面具有若干个球顶结构，散射罩的背面可以为具有隔断结构的独立凹槽或无任何结构；

所述LED屏体上具有若干个LED像素灯，所述LED像素灯与所述球顶结构相互对应；

所述散射罩具有不低于70％的雾度。

所述球顶结构包括多种球形结构：正球顶实心体或壳结构、椭球顶实心体或壳结构、由多个平面拼接成类球顶结构或球顶表面不平整的结构。

所述正球顶结构根据LED像素灯像素尺寸及散射罩的雾度而定：

LED像素灯像素边长为a，则球顶结构的球顶半径r为球顶结构的球心位于以LED像素灯上表面的像素顶角至LED像素灯中心法线的与半径等长距离的位置。

所述球顶半径r根据LED像素灯的发光位置和发光散射角分布以及散射罩的雾度选取。

所述隔断结构是按照LED像素灯周期制作的独立凹槽。

所述凹槽为矩形结构，其矩形结构长宽深与LED像素灯封装结构长宽高相同。

所述凹槽底部为球弧形下凹结构，其下凹弧形曲率根据所选取的材料雾度而定，最大不小于权利要求3中所述半径r，下凹深度在0～0.5mm范围。

所述散射罩与LED屏体的连接方式分为两种：

通过散射罩上的固定销固定连接或通过在散射罩的背面涂胶直接粘接于LED屏体表面固定连接。

一种使用LED屏幕消除莫尔条纹并提高填充系数的装置的方法：使用如以上任一项权利要求所述的LED屏幕消除莫尔条纹并提高填充系数的装置消除莫尔条纹，包括以下步骤：

1)散射罩的制作：采用具有不低于70％雾度的可透光材料制成散射罩；

2)LED屏体制作；

3)安装：

①、采用固定销固定安装：将步骤1)中注塑完成的散射罩罩在LED屏体前端，固定销穿过印制电路板(PCB)上的通孔；加热PCB背面穿过的固定销使其熔融，冷却后重新成形即将散射罩固定安装在LED屏体上；

或，

②、采用涂胶粘接安装：将胶直接涂于散射罩背面或隔断结构上，直接粘接至LED屏体表面。

散射罩上的球顶结构和独立隔断结构可以将LED像素灯所发出光均匀扩散至像素所占物理面积大小，填充系数达到93％以上，使相邻像素间不存在间隙或间隙很小以致无法形成干涉条纹。