梁燕

摘要： 本文針對廣東某公司自2005年至今在中國申請公開有關(guān)大屏幕顯示無縫拼接顯示技術(shù)專利申請，進(jìn)行申請數(shù)量、申請人排行進(jìn)行統(tǒng)計分析，以及對有關(guān)傳統(tǒng)的大屏幕顯示拼接技術(shù)和投影式大屏幕顯示拼接技術(shù)兩方面進(jìn)行消除拼縫實現(xiàn)無縫拼接的技術(shù)進(jìn)行總結(jié)歸納，并對代表性專利技術(shù)進(jìn)行介紹，分析其發(fā)展趨勢，望為相關(guān)關(guān)業(yè)內(nèi)人士對了解該領(lǐng)域技術(shù)提供借鑒。

關(guān)鍵詞：平板顯示 投影 無縫拼接 專利

中圖分類號：T-18 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）05（c）-0000-00

0.前言

隨著人們對信息傳遞與顯示需求的提升，大屏幕顯示的應(yīng)用越來越廣，已遍及公眾顯示、廣告展示、交通運(yùn)輸監(jiān)控、氣象監(jiān)控、電力電信監(jiān)控、消防監(jiān)控指揮、軍事指揮等各個領(lǐng)域，但目前大屏幕視頻圖像拼接縫隙卻無法消除，影響了圖像的連續(xù)性、完整性和觀看的效果[1]，因此，盡可能減少直至徹底消除圖像拼接的物理拼縫和光學(xué)拼縫是視頻大屏幕拼接研發(fā)的方向。

廣東某公司是在中國設(shè)立的外商投資企業(yè)，成立于2004年8月，作為其數(shù)字顯示系統(tǒng)產(chǎn)品的中國生產(chǎn)基地，專門從事高清晰度大屏幕數(shù)字拼接墻系統(tǒng)和IDB交互數(shù)字平臺等產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)、銷售和服務(wù)，其擁有一批自主知識產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù)，公司目前已經(jīng)積累了眾多國際、國內(nèi)專利和世界領(lǐng)先的原創(chuàng)技術(shù)，截止2014年底，已取得和申請獲受理的專利有1389件，其中超過50%為發(fā)明專利，其中涉及大屏幕數(shù)字拼接專利300多項，關(guān)于無縫拼接顯示技術(shù)專利就有66項。

現(xiàn)針對廣東某公司在大屏幕無縫拼接顯示技術(shù)在中國申請的一些關(guān)鍵技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r進(jìn)行介紹，以幫助相關(guān)業(yè)內(nèi)人士對了解這個領(lǐng)域技術(shù)狀況。

1.專利情況

廣東某公司在大屏幕無縫拼接技術(shù)方面的相關(guān)專利申請約66件，其中已授權(quán)21件，其隨時間申請量趨勢如圖1所示。其中該申請人的專利申請呈現(xiàn)出兩個明顯的高峰時期2009年與2012年為兩個申請高峰期，由于于2004年8月成立，在其成立之初的前幾年過渡以及全球經(jīng)濟(jì)危機(jī)影響，在2005年至2008年期間專利申請幾乎沒有，隨后于2009年出現(xiàn)一個申請高峰，隨后申請量繼續(xù)增長，至2012年達(dá)到另一個高峰，之后隨著技術(shù)趨于成熟，申請數(shù)量趨于平緩。并且由圖2可以看出諸如黃永峰、孫婷、孟凡華等申請人較多，在此領(lǐng)域較為活躍。

2.代表性專利

廣東某公司所申請關(guān)于顯示拼接技術(shù)的專利中，主要涉及平板顯示拼接系統(tǒng)和投影式大屏幕拼接顯示系統(tǒng)，其無縫拼接技術(shù)包括純硬件融合技術(shù)、純軟件融合技術(shù)和軟硬件融合技術(shù)，其中純硬件融合技術(shù)通過光學(xué)的遮光處理來融合圖像，純軟件融合技術(shù)是通過電子線路的處理來完成圖像的融合，軟硬件融合技術(shù)是指既有光學(xué)遮光融合處理，又有電子融合處理 [2]。

通過光學(xué)的遮光處理來融合圖像、消除圖像的拼接縫，即，一般有2 種技術(shù)途徑： 一是圖像放大法； 一是圖像移動法。其中柱面鏡放大法和光纖傳像束法都是屬于圖像放大的方法， 而斜方棱鏡移像法則屬于圖像移動法的范疇[3]。而廣東某公司所授權(quán)專利中，針對投影式大屏幕拼接顯示系統(tǒng)及平板顯示拼接系統(tǒng)進(jìn)行拼縫消除，采用光學(xué)遮蓋進(jìn)行顯示圖像放大或平移，來遮蓋拼縫，代表專利申請?zhí)栍校篊N201110114695，CN201110280049，CN200910039102 ，CN201210130299，均在顯示區(qū)域的邊框區(qū)域設(shè)置光學(xué)系統(tǒng)，使得顯示區(qū)域的圖像放大至邊框區(qū)域，覆蓋整個顯示器件，實現(xiàn)無縫拼接，其中采用的光學(xué)結(jié)構(gòu)包括偏心微透鏡陣列、菲涅爾透鏡等；申請?zhí)枮镃N201210130299的發(fā)明專利，在每個顯示屏表面貼附有第一線偏振片，第一線偏振片表面安裝有表面和背面均為平面的斜方棱鏡，顯示屏發(fā)出的光形成一圖像塊，P偏振光經(jīng)過棱鏡偏振分光膜反射后，在斜方棱鏡中傳播至拼縫處的平行斜面，再經(jīng)過拼縫處的平行斜面反射，最終進(jìn)入人眼，顯示屏的拼縫被該圖像塊覆蓋，實現(xiàn)了無縫拼接顯示，結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉。

采用純軟件融合技術(shù)，即通過電子線路的處理來完成圖像的融合，具體代表專利申請?zhí)栍校篊N200810220116，CN200910039093，其通過圖像顯示區(qū)域內(nèi)設(shè)置的圖像傳輸區(qū)，在圖像傳輸區(qū)內(nèi)顯示兩幅圖像，分別是該區(qū)域本身需要顯示的圖像和邊框處需要顯示的圖像，通過圖像傳輸裝置將邊框處需要顯示的圖像分離出來并傳輸?shù)竭吙蛱?，覆蓋邊框部分形成無邊框的顯示單元。

采用軟硬件融合技術(shù)，既有光學(xué)遮光融合處理，又有電子融合處理，具體代表專利有：CN200910041563、CN201110346854。其中，申請?zhí)枮镃N200910041563的發(fā)明專利，其拼接顯示系統(tǒng)中，每個背投影單元由投影機(jī)及屏幕系統(tǒng)按照光路依次設(shè)置構(gòu)成，屏幕系統(tǒng)包括菲涅爾透鏡、背投影屏幕，相鄰兩個屏幕系統(tǒng)的菲涅爾透鏡之間相互拼接。投影機(jī)投射出的光線范圍超出背投影屏幕顯示圖像范圍，超出部分的光線投射到屏幕系統(tǒng)側(cè)面；菲涅爾透鏡相互拼接的側(cè)面設(shè)有切角，使投影光到達(dá)原來沒有光到達(dá)的拼接縫內(nèi)，從而消除拼接縫隙處的黑線，可有效消除圖像拼接縫，實現(xiàn)圖像的完整再現(xiàn)，可以一個背投影單元單獨使用一塊背投影屏幕，也可多個背投影單元共用一塊背投影屏幕。

申請?zhí)枮镃N201110346854的發(fā)明專利，在LCD面板的顯示區(qū)域邊緣上設(shè)置根據(jù)圖像切換頻率切換顯示圖像，在t1時刻顯示自身顯示圖像和在t2時刻顯示非顯示區(qū)域應(yīng)該顯示而不能顯示的圖像的選定區(qū)域，選定區(qū)域與非顯示區(qū)域等寬等長，在LCD面板前設(shè)置根據(jù)圖像切換頻率在t1時刻不改變來自選定區(qū)域的線偏振光的偏振方向，和在t2時刻將來自選定區(qū)域的線偏振光偏振方向旋轉(zhuǎn)90度的光學(xué)器件，在光學(xué)器件前設(shè)置光軸在光線入射面內(nèi)且光軸與晶面成一傾斜角的單軸晶體，根據(jù)信號光偏振方向決定其偏折與否，利用發(fā)生偏折移像的圖像信號覆蓋并消除屏幕拼縫。本發(fā)明能夠完全消除屏幕拼縫，解決屏幕拼接圖像不完整不連續(xù)問題。

除上述已授權(quán)專利外，還有通過將像素發(fā)光中心進(jìn)行搬移，使人眼觀察不到縫隙，在視覺上實現(xiàn)無縫拼接，代表專利有：

申請?zhí)枮镃N201210147659的發(fā)明專利，其拼接顯示包括相互拼接的顯示單元，將顯示單元中心到顯示區(qū)域邊緣的像素從顯示單元中心向顯示單元邊緣方向移動，在像素與像素之間根據(jù)移動距離的不同形成像素間隙，顯示單元顯示區(qū)域邊緣的像素移動后覆蓋顯示單元的邊框，有效解決顯示單元拼接時的邊框和拼縫問題，更好地保證了顯示單元與顯示單元之間的顯示圖像的連續(xù)性和完整性，達(dá)到更好的觀看效果。

申請?zhí)枮镃N201210190257的發(fā)明專利，其包括拼接單元，將包括邊框區(qū)域和顯示區(qū)域的拼接單元區(qū)域以一個像素大小為單元進(jìn)行均等劃分，其中拼接單元的邊緣像素包括發(fā)光部分和邊框部分，在拼接單元表面設(shè)置有將像素發(fā)光中心進(jìn)行搬移的光學(xué)膜層，邊緣像素的發(fā)光中心經(jīng)光學(xué)膜層后搬移到邊緣像素的中央。經(jīng)過像素均分后屏幕上所有像素的面積都相等，邊緣像素的發(fā)光面積較小且偏離像素中心，拼接單元加上光學(xué)膜層后實現(xiàn)像素發(fā)光中心的搬移，使屏幕上所有像素的發(fā)光中心限制在像素的中央，而在像素與像素之間形成的縫隙人眼觀察不到，使屏幕上的每個像素在視覺上都一樣，提高了顯示的對比度，實現(xiàn)拼接單元的無縫拼接。

此外，申請?zhí)朇N201210196185在拼縫處設(shè)置有LED燈和LED燈顯示控制裝置，LED燈與LED燈顯示控制裝置連接，通過在背投拼接墻的拼縫處設(shè)置LED燈，使LED燈發(fā)出的光線穿過拼縫顯示出來，有效解決背投拼接墻拼縫黑邊的問題，使得拼接墻整天顯示效果大大提高，顯示效果顯著；而且LED燈顯示控制裝置讀取拼接墻單元邊緣處的像素，并通過控制LED燈顯示將讀取的邊緣處像素顯示出來，使得圖像顯示連貫性好，圖像不會出現(xiàn)突然斷開的現(xiàn)象。

3.總結(jié)

通過對廣東威創(chuàng)視訊股份有限公司有關(guān)拼接顯示技術(shù)專利了解，無論是平板顯示器的傳統(tǒng)大屏幕顯示墻無縫拼接還是投影式大屏幕無縫拼接，其拼接技術(shù)主要是純硬件融合技術(shù)、純軟件融合技術(shù)以及軟硬件融合技術(shù)，并且各項技術(shù)發(fā)展均已趨向成熟。但隨著科技發(fā)展，鑒于人們對效率、自動化、低成本的需求以及視覺享受的需求[4]，諸如，消除拼縫處光斑，顏色校正，色彩渲染等提高顯示質(zhì)量，提高融合技術(shù)算法運(yùn)算速度、拼接精度、自動化程度，以及降低成本，來滿足人們所追求的高性價比、高質(zhì)量、以及視覺享受，均是今后需要研究的方向。

參考文獻(xiàn)

[1]高國保等.拼接投影的邊緣融合處理問題[J].現(xiàn)代顯示，2007（73）：49-53.

[2]孟凡華.一種背投影單元無縫拼接技術(shù)研究[J].應(yīng)用光學(xué)，2010.31（6）：922-926.

[3]朱繼鳴.淺談邊緣融合大屏幕無縫拼接技術(shù)[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2012，（19）：34-35.

[4]李謙.拼接式大屏幕投影系統(tǒng)的設(shè)計與研究[J].機(jī)電工程技術(shù)，2014（12）：169-171.