[发明专利]光栅图像显示器

说明书

技术领域

本发明涉及一种动态的光栅图像显示器用于显示两个或更多图像变化以及三维动感效果。

背景技术

光栅图像显示器用于显示两个或更多连续变化的图像(例如动画效果)，或三维立体效果，常用于商业广告中。该类显示器由光栅板及合成图组成。光栅板为一面为平面，另一面为条形透镜的透明塑料板。合成图可直接印制在光栅板平面上或先印制在纸张上再裱贴或自由帖靠于光栅板平面上。

对于显示动画的情况，条形透镜一次只可聚焦于合成图中两个或多个图像中的一个。若观察者相对于光栅移动则可顺序观察到合成图中的不同图像。对于显示立体效果的情况，条形透镜须垂直放置以还原左眼及右眼视差从而产生立体感。若合成图及光栅板有相对运动即可产生三维动感效果。

动态的光栅图像显示器因合成图及光栅板之间的相对运动可自动显示动画图像及三维动感效果，而观察者不需移动。此应用中可以用合成图载体可滑动的帖靠于光栅板平面上。第一类的合成图载体为平的塑料片材，合成图可直接印制在此塑料片材上或可将合成图输出膜附着在此塑料片材上。合成图输出膜可以为较薄的塑料膜，纸或膜等材料用于输出或印制合成图。典型的合成图输出膜厚度小于0.5毫米(约20mil)。这一类的合成图载体比合成图输出膜厚并不像它那样柔软。取决于其用途，这一类的合成图载体的厚度一般在0.5毫米至3毫米之间以利于控制。第二类合成图载体为将合成图输出膜附着于较硬的框上。由框上可选的张力机构将合成图输出膜拉伸平整。

被显示图像的质量取决于栅数(单位为LPI-每英寸条形透镜的数量)、线性对位以及光栅版及合成图载体的接触情况。栅数决定了最高的显示分辨率，LPI越高，显示的图像越精细。

合成图由两个或多个图像的抽样条状图顺序排列而成。相邻抽样条间距与相邻的条形透镜间距相同。抽样条状图与条形透镜须维持绝对的角度对位才可以观察到完整平滑的图像，这对于合成图及光栅板间有相对运动的动态图像显示器来说不易实现，尤其是温度及湿度变化会造成合成图及光栅板材料的伸缩变形。

另外，若光栅板及合成图接触不均匀，会造成至少一部分图像无法聚焦产生虚影(即同时看到两个或多个图像)、模糊或不均匀的切换。大尺寸的光栅板(尺寸大于或等于A1，即594mmx841mm)因为处理、存储和运输等原因很难保持平整，使得光栅板和合成图之间均匀及紧密的接触更加难以实现。

一些专利及专利申请中涉及了几种动态光栅图像显示器用于显示两个或更多连续变化的图像，包括：美国专利号7210257，7234257，7263791，6226906，6219948，6748684，6384980，美国专利申请号2006/0082877，2003/02231220，欧洲专利号EP1704444及PCT申请号WO2005/124725。

已公开的动态显示技术中涉及了几种为了保持光栅板及合成图紧密接触的方法，例如充气的囊及泵，风扇和袋状物，真空腔，静电吸附系统及其他一些方法。这些装置都存在的一些不足。他们或者制造和维护过于昂贵，或者需要使用不透明的材料使其无法用于背光系统，或者难以更换合成图，或者仅是使用了不可靠的方法。

已公开技术中的对位装置独立于光栅板，这在较大的温度变化环境中使用(如室外)或因为设备的运输等可能产生的问题。因为这些原因而造成的很小的对位误差在大尺寸设备中都会在光栅板及合成图间产生很大的偏移。若对位装置独立于光栅板安装，震动、光栅板及安装对位装置的材料间的不同温度膨胀系数等均会造成对位误差。这对于要求精确对位的应用，如多于两幅图的显示、动画或三维动感效果的显示有更大的影响。

已公开技术中的驱动方式也会产生问题。为了使合成图载体与光栅板之间产生相对运动，通常它们中之一运动而另一个保持静止。典型的用于大尺寸显示器的光栅板为厚度大于2mm的塑料板。精确的对位还要求光栅板及合成图载体需要一定的厚度使其易于控制。一类合成图载体若用塑料其厚度大于0.5mm，最好在1mm至2.5mm之间。另一类用金属、木料或塑料等制成的较硬的框作为合成图载体。

因而对于大尺寸显示设备无论是光栅板还是合成图载体被移动，均可能有几百克或更大的驱动负荷(对于大尺寸显示设备)加在电机及减速齿轮上。另外为了保证合成图载体平滑运动的装置如推力及拉力机构还会产生额外的负荷。

通常这些显示器会不间断的运行数月或数年(若定期更换图片)，需要长寿命的电机及减速齿轮。长期驱动数百克或更大的负荷需要较大的电机及减速齿轮，从而增加成本并难以被安装在显示器有限的空间中。

本发明的目的是克服现有光栅图像显示器技术中的一个或更多不足。

发明内容