安防知識：基於PL-LCD體系結構的圖像拼接技術

        LCD在顯示市場繼續占有很大的份額，是目前平光緻發光一液晶顯示器(PL一LCD)的概念首先由闆顯示器研究的主流，因此目前的圖像無縫拼接技術劍橋大學光子和傳感器研究組提出。
        這種新型的開發主要針對LCD。對LCD來說，圖像拼接技術主要液晶顯示器(LCD)用窄帶紫外光作爲調製光而非寬包括顯示闆的物理連接法和光學放兩種。帶白光作爲背景光，在熒光屏上紫外線能夠激發光RainbowDisPlaylnc.和飛利浦平闆顯示公司共同開發緻發光材料，産生三色視覺主色光：紅、綠、藍，然了有源矩陣液晶顯示器的拼接方案。對角線爲37.5英後形成可見光輸出。PL一LCD結構避免了傳統LCD寸的無縫lx3一拼接和對角線爲38.6英寸的2x2一拼存在的視角受限和濾色片引起的低效率閻等許多問接SVGA彩色視頻顯示器已成功展示閹。該方案基幹題。
        另外，PL一LCD對準直的背景光的要求，也使得連接單元的轉置，尋址矩陣電路重新排列從雙邊控製許多小屏組成無縫大屏幕顯示器成爲可能。到單邊分布。這樣，選定了列的邊緣就包含列和行的連許多戶內外的應用越發需要大尺寸平闆顯示。接閉。然而連接需要特別的加工工藝。另外拼接的數目然而，製作大尺寸直視平闆顯示器，現有技術遇到了是有限製的，例如3x3一的結構就不能用這種方法。
        圖像拼接不是單屏顯示，而是換了一種解決大尺劍橋大學光子和傳感器研究組開發出一種光學寸顯示器的思路。把幾個單獨的顯示屏無縫隙地拼在方法，它利用透鏡的放大效應使增加單個顯示闆的一起，並且分別加以驅動，以便顯示集成的可視圖像。倍數時不用嚴格限製總的數目，並進行了試驗性演因此不僅有助於避免單臺大尺寸顯示屏成指數地增加示。在熒光屏和液晶闆之間插入柯克三透鏡組光收稿日期：2擬一以一22學成像器件，在屏上産生放大的塊圖像，避免了液晶幾代碩示晶塊間的空隙，但這種方法存在光學成像失真的問題。非常重要的是這種方法基於小的液晶塊的拼接，而不是大的整塊液晶闆，所以商業應用可能不現實。另外，由於在液晶塊和熒光屏之間不可避免的距離有悖於平闆顯示器的概念。另外劍橋大學還開發了另一種稱之爲陰影覆蓋法的光學方法。該方法用紫外發光二極管作背景光，形成放大的陰影圖像，但是亮度上的空間不均勻分布卻是一個不好解決的問題。
        英國牛津大學開發了另一種基於大屏幕無縫顯示的技術。他們通過改變屏幕邊緣出射光線的方向，把幾個單獨的視頻屏幕合成一個無縫的圖像，在直視方向産生清晰的、無縫的畫面影像。目前這種技術主要應用在LCD上。然而LCD有紅、綠、藍三種不同波長的出射光線，這樣屏幕邊緣每種顔色光的彎曲度互不相同，圖像將按照不同的顔色産生扭曲。另外所需的準直入射背景光會導緻視角非常的有限。
        這裏介紹一種基於光緻發光一液晶顯示器(PL一LCD)的新型微棱鏡“像移方法，該方法有效地避免了其他圖像拼接方法存在的問題。首先介紹像移的基本概念，接着介紹它在集成系統中的應用，最後由演示結果顯示其可行性。
        1、像移的基本概念光緻發光一液晶顯示器需要準直的紫外背景光
        與傳統的LcD不同，液晶闆象素沒有集成濾色片，背景光被優化成帶寬很窄的單一A級紫外光。
        因此，光經過液晶調製後，産生的矩形圖像隻提供灰度級別，經過熒光屏後變成彩色光。像移方法主要是把平行的圖像移向中間，使液晶屏幕之間的縫隙閉合。
        讓兩個相同的直角棱鏡的斜面對稱地扣在一起，這樣進入第一個棱鏡的入射光線將被移動，但當它從另一面射出時仍然保持與入射光平行。因此，如果棱鏡對處於最佳間距，則在熒光屏上的合成圖是無縫銜接的。
        由於空氣和棱鏡玻璃這兩種介質的折射系數不同，在該拼接系統中，隻是光線發生空間位移，不會産生任何圖像的變形或大的物像間距。上述結構的一些因素可能會影響所期望的圖像質。這些因素中，棱鏡的坡度和空氣隙間距是關鍵參數。下面將介紹怎樣優化這些因素使系統性能最佳。拼接系統被放在PL一LCD結構的第二個偏振片(分光片)和最終的熒光屏之間。來自上面棱鏡的光線已經被線極化。在玻璃表面、空氣隙中和棱鏡的傾斜表面部分，光被反射，使系統的效率降低。
        有幾種可以用作背景光的紫外線光源，通常紫外發光二極管(UV一LED)、紫外熒光管和低、高壓水銀蒸汽燈都可以用來獲得紫外光。從幾何光學角度來講，紫外發光二極管和接近點光源的高壓水銀蒸汽燈都可以容易地通過一個透鏡和一個反射鏡使其變成比較好的準直光。然而熒光管向所有方向發光，即使采用準直光學元件，大部分光還是浪費了，實現的準直性也很差。因此，點光源將更適合拼接技術的要求。
        另外，由於通常空氣間隙的尺寸遠大於棱鏡的尺寸，因此從頂部棱鏡射出的光不可能隻照在一個底部棱鏡上。每個棱鏡中，垂直於液晶屏的棱鏡垂面。因此，在很大程度上會影響到像移過程中光線的傳播。
        在上述改進後的微棱鏡系統中，因爲每個棱鏡的尺寸都非常小，因此光線在棱鏡內部的移動距離可以忽略。當空氣間隙寬度相同時，不同擺放的兩個微棱鏡系統所産生的移動距離的差異不大。還需要通過實驗來比較這些結構，驗證在點光源作爲背景光系統中，改進後的結構是否能提供比基本結構更好的性能。
        2、進一步改進集成結構點光源
        依上面可以看出，棱鏡對本身的尺寸不是影響移動距離的主要因素。然而棱鏡的尺寸太大，將大大增加整個系統的厚度，棱鏡中的光程長了，將會導緻光的吸收損耗加重。因此提出了一個微棱鏡系統。在這個微棱鏡系統中，每個棱鏡的尺寸與液晶屏的象素相當，因此整個系統的總厚度大大減少。然而事實上對任何LCD來說，其背景光源都沒有完全準直的，否則會使背光損耗加大。
        這種拼接技術與光的波長無關。最初通過一系列基於替換紫外背光源的預測實驗，充分證明了使用紅色(He一He激光)背光的可行性。以白色熒光作背光源也是可行的。在PL一LCD結構中，我們采用了高壓水銀蒸氣燈(USH一102D)作背光源，這種燈在314nln、365nln峰值波長處發射很強的窄光譜(Znln)。劍橋大學光子和傳感器組爲PL一LCD的應用開發了穩定的液晶材料，這種材料在波長大於34Onm的光輻照下，其壽命可達20,000小時以上，因此，314run波長的紫外光應被濾掉。
        LCD屏是一個Hosiden單色TFT顯示器，其分辨率爲640x480，象素尺寸爲0.311111、在早期lx2的實驗中，兩個20nllnx20nlln的微棱鏡結構放在液晶屏前方，間隙寬度爲IOllu珑微棱鏡由丙烯酸樹脂製成，坡度角爲300，非常接近布儒斯特角的條件，每個棱鏡的邊長爲03～。因爲水銀燈是一個點光源，所以采用了改進後的微棱鏡結構排列。
        試驗結果表明，用這種技術拼出來的圖像的對比度和亮度會比原始圖像減弱，究其原因，主要是在微型棱鏡齒上存在光散射。爲了減少系統的厚度，棱鏡的尺寸要非常小，這將會引入更多的棱鏡邊脊，使入射光強烈地被散射，最終導緻圖像變得模糊。當然前面所述的垂直邊玫應還有別的消極影響。我們下一步的目標便是進一步優們赓鏡的形狀和尺寸，並消除垂直邊玫應。
        3、結論
        對大尺寸直視顯示器來說，像移技術是一種新的圖像拼接技術。事實證明它適合於PL-LCD結構。這種改進既簡單又經濟，因爲微棱鏡片可以在市場上便宜地買到。進一步研究該方法，3*3拼接結構期望不久可以演示。我們也正在研究將這種方法應用於其他顯示技術的可能途徑。