CN109429058A - 一种显示屏及显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种显示屏及显示装置。所述显示屏包括阵列形式布设的多个像素点，每个像素点设置有至少两个发光源，发光源固定在固定板上，且在垂直于显示屏平面的方向上间隔设定距离，每个发光源用于通过所述发光源所发出的光线呈现像素点的图像数据。旋转驱动装置，用于驱动所述发光源旋转角度，以调整出射光线的朝向。本发明实施例提供的显示屏及显示装置，采用旋转驱动装置驱动各像素点的发光源旋转，使得观看者能够在屏幕前的任意位置获得观看体验。

Description

一种显示屏及显示装置

技术领域

本发明实施例涉及图像显示技术，尤其涉及一种显示屏及显示装置。

背景技术

裸眼3D是目前热门的显示技术发展方向，其通过显示屏显示画面，让观看者无需佩戴特制的3D眼镜，就能观看到3D效果的画面。

目前的裸眼3D显示技术方案，如图1所示，是通过在常规显示屏的观看侧面罩设一个特制透镜来实现的。在显示屏中包括阵列形式排列的多个像素点110，每个像素点110是显示屏中的一个独立显示单元。每帧裸眼3D视频画面中，已经预设了左眼像素点111和右眼像素点112，通常是均匀的间隔分布。当裸眼3D视频画面输入至显示屏时，该帧画面对应至显示屏，就使得显示屏的某些像素点为左眼像素点111，另一些像素点为右眼像素点112。在显示屏朝向观看者的观看侧面罩设有透镜，例如图1所示的表面为连续弧线的柱状透镜120，也被称为双凸透镜或者3D技术。每个弧线曲面与像素点110有设定的对应关系，使显示屏的像平面位于柱状透镜120的焦平面上，这样每个柱状透镜120下面的图像的像素点110被分成几个子像素点，这样透镜120就能以不同的方向投影每个子像素所发出的光线。当显示画面时，各左眼像素点111所发出的光线通过透镜120进行折射，而后投射至显示屏外侧对应于人的左眼的位置，类似的，各右眼像素点112所发出的光线通过透镜120进行折射，而后投射至显示屏外侧对应于人的右眼的位置。人的左眼和右眼看到不同的画面，会在大脑中拼合成3D效果的画面，即实现了裸眼3D显示。

但是，基于柱状透镜呈现的3D图像，每个像素点与透镜的位置相对固定，且不能发生相互干涉，对像素点的位置设置要求较高，且观看者在观看时需要处于特定的位置，才能体验到裸眼3D的显示效果，给观看者带来诸多不便，影响裸眼3D体验效果。此外，左眼像素点和右眼像素点间隔设置，只能占据屏幕的一半面积，显然降低了画面显示的分辨率。

发明内容

本发明提供一种显示屏及显示装置，以改善显示屏中像素点的空间分布，并且便于多角度控制显示画面。

第一方面，本发明实施例提供了一种显示屏，所述显示屏包括阵列形式布设的多个像素点，其中，

每个像素点设置有至少两个发光源，发光源固定在固定板上，且在垂直于显示屏平面的方向上间隔设定距离，每个发光源用于通过所述发光源所发出的光线呈现像素点的图像数据。

旋转驱动装置，用于驱动所述发光源旋转角度，以调整出射光线的朝向。

第二方面，本发明实施例还提供了一种显示装置，包括处理器和存储器，其中，还包括本发明任意实施例所提供的显示屏。

本发明实施例通过在显示屏的各像素点位置设置至少两个发光源，每个发光源发出的光线用于呈现像素点的图像数据，且所述发光源在垂直于显示屏平面的方向上间隔设定距离，将各像素点的发光源进行立体空间布局，在相同显示屏面积的情况，能够提高所布设发光源的数量，从而提高了显示画面的分辨率，同时该显示屏采用旋转驱动装置驱动各像素点的发光源旋转，使得观看者能够在屏幕前的任意位置获得观看体验。该技术方案中，发光源的位置及发光方向也更易于控制，解决了现有技术中对像素点的位置设置要求较高，并且画面显示分辨率较低的问题，在改善裸眼3D显示屏中像素点空间分布、便于多角度控制显示画面的同时提高了画面显示的分辨率。

附图说明

图1是现有技术中柱状透镜裸眼3D显示的原理图；

图2a是本发明实施例一中的一种显示屏的结构俯视图；

图2b是本发明实施例一中的一种显示屏的结构俯视图；

图2c是本发明实施例一中的一种显示屏的结构前视图；

图2d是本发明实施例一中的一种显示屏的结构前视图；

图3a是本发明实施例二中的一种显示屏中两类发光源与眼睛的位置关系示意图；

图3b是本发明实施例二所提供的显示屏中一个像素点的俯视图；

图3c是本发明实施例二所提供的显示屏中一个像素点的俯视图；

图3d是本发明实施例二中的一种显示屏中两类发光源与眼睛的位置关系示意图；

图3e是本发明实施例二所提供的显示屏中一个像素点的前视图。

图3f是本发明实施例二所提供的显示屏中一个像素点的前视图。

图3g是本发明实施例二所提供的显示屏中一个像素点的前视图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

实施例一

图2a为本发明实施例一提供的一种显示屏的结构俯视图，图2b为本发明实施例一提供的一种显示屏的结构俯视图，图2c为本发明实施例一提供的一种显示屏的结构前视图，图2d为本发明实施例一提供的一种显示屏的结构前视图，其中，所述显示屏210包括阵列形式布设的多个像素点220。

每个像素点设置有至少两个发光源，发光源固定在固定板上，且在垂直于显示屏平面的方向上间隔设定距离，每个发光源用于通过所述发光源所发出的光线呈现像素点的图像数据。

旋转驱动装置，用于驱动所述发光源旋转角度，以调整出射光线的朝向。

具体的，每个像素点220设置有至少两个发光源230，这些发光源230固定在与该像素点相对应的固定板上，且在垂直于显示屏210平面的方向上间隔设定距离。本实施例中，每个像素点220对应的各发光源230其排列方式不作限定，只要能实现显示屏210的功能即可。每个发光源230用于通过所述发光源230所发出的光线呈现像素点220的图像数据。

旋转驱动装置，用于根据所述人眼位置和与显示屏之间的距离，驱动所述发光源旋转角度，以调整出设光线的朝向。

所述旋转驱动装置与每个发光源连接，或与固定板连接。

本实施例中，所述旋转驱动装置可以与每个发光源连接，或与固定板连接。所述旋转驱动装置可以根据人眼位置和与显示屏之间的距离来带动各个发光源或各个固定板偏转至合适的位置，使得观看者出现在屏幕前方任意位置时，发光源的发光方向可以跟随变化，即人在任意位置都能看到3D显示效果。

其中，旋转驱动装置的原理可以有三种：

1)电磁场原理，可以在每个发光源处设置微小的导电片，当磁场相对于导电片运动时，导电片中会产生感应电流，该感应电流使处在运动磁场中的导电片受到磁场安培力的作用，因此，导电片能够在电磁场的作用下发生转动，从而带动发光源旋转设定位置，通过控制电磁场就可以独立控制各个发光源的发光角度；

2)微动技术，在微动力学的作用力下，利用纳米级别的半导体材料带动发光源旋转；

该技术通过特定的微力发生装置，将静电力、电磁力、热力等转化成所需要的驱动微力，以带动纳米级别的压电陶瓷或超磁致伸缩等半导体材料进行微动，以带动发光源旋转。该技术属于低电压驱动，因此比较适合应用于3D显示屏中。利用该技术可以方便的控制发光源旋转到特定的位置，其位移分辨率高；并且其在旋转过程中无噪声，也不会存在电磁干扰。

3)机械方式，通过设置翻转驱动片或者开关等，自动或手动操作带动发光源或固定板旋转。

其中，翻转驱动片可以与每个发光源相连，也可以与每个固定板相连，当人眼识别模块检测到人眼位置和其与显示屏之间的距离时，内部控制模块将通过机械方式控制翻转驱动片带动各发光源或固定板旋转到特定的位置；或者，也可以将翻转驱动片与外部开关进行连接，当需要旋转各发光源或固定板时，使用者可以手动操作开关，以带动各发光源或固定板旋转到特定的位置。本实施例通过增设了旋转驱动装置，可以动态调整发光源所发出光线的角度，能够适应不同眼间距的观看者，更能跟随在屏幕前移动的观看者，使得呈现3D显示效果的位置范围更宽。

本实施例中，每个像素点220都设置有至少两个发光源230，每个发光源230优选是可发出RGB三种颜色混合后所呈现的颜色，且能根据外部观看环境的明暗变化，通过控制驱动电信号来调整发光源230的亮度，以增强眼睛观看显示屏的舒适度，提升观看体验。各像素点220的图像数据可以通过各发光源230所发出的光线进行呈现。由于每个像素点220包括至少两个发光源230，所以该像素点220可以利用一个或多个发光源230配合来显示画面中最小显示单位的一个像素图像数据，或者，也可以利用该像素点220内多个发光源230来呈现显示画面中多个最小显示单位的像素图像数据，即像素点220实际为多个图像画面像素的集合。

本发明实施例通过在显示屏210的各像素点220位置设置至少两个发光源230，每个发光源230发出的光线用于呈现像素点220的图像数据，且所述发光源230在垂直于显示屏210平面的方向上间隔设定距离，将各像素点220的发光源230进行立体空间布局，在相同显示屏面积的情况，能够提高所布设发光源230的数量，从而提高了显示画面的分辨率，同时该显示屏采用旋转驱动装置驱动各像素点的发光源旋转，使得观看者能够在屏幕前的任意位置获得观看体验。该技术方案中，发光源230的位置及发光方向也更易于控制，解决了现有技术中对像素点的位置设置要求较高、只能从某个特定角度观看显示画面以及画面显示分辨率较低的问题，在改善裸眼3D显示屏中像素点空间分布、便于多角度控制显示画面的同时提高了画面显示的分辨率。

进一步的，

所述发光源230优选可采用Micro LED，每个像素点内的多个Micro LED发光源可单独或相互配合来显示画面中最小显示单位的一个像素图像数据，也可显示画面中多个最小显示单位的像素图像数据。Micro LED发光源体积超微小，因此，在相同显示屏面积的情况下，能够大幅提高所布设发光源的数量，从而有效提高显示屏的分辨率。此外，由于MicroLED发光源还具有节能、可自发光、无需背光源等特点，因此可大大降低显示屏幕的耗电率，有效提高其利用率。

进一步的，

各所述发光源划分为至少两类；

每类发光源设置为朝向所述显示屏外侧的设定位置发出光线；

所述显示屏中各类发光源所对应的设定位置的数量为至少两个。

本实施例中，优选是每个像素点220所对应的发光源230划分为至少两类，每类发光源230都会朝向显示屏210外侧的某个特定方向上发出光线，即每类发光源230的发光方向不同。所述显示屏210中各类发光源230所对应的所述设定位置的数量为至少两个。由于发光源230所发射光线朝向不同设定位置发出，则在不同设定位置能看到不同画面，呈现多样的显示效果，尤其适用于当设定位置分别为左眼位置和右眼位置时，则能够呈现裸眼3D显示效果。若存在多个左眼位置，以及相对应的多个右眼位置，则多个观看者站在不同的位置，都能看到裸眼3D显示效果，并且旋转驱动装置能够根据观看者的位置变化，带动发光源旋转，以调整其左右眼位置朝向，满足观看者在任意角度都能进行观看的需求。

进一步的，

所述设定位置距离所述显示屏外表面的直线距离为20cm-50cm。

本发明实施例所提供的显示屏210，优选为移动终端、平板电脑或个人电脑等小型显示装置，因此，所述设定位置距离所述显示屏210外表面的直线距离优选为20cm-50cm。

实施例二

图3a为本发明实施例二提供的一种显示屏中两类发光源与眼睛的位置关系示意图，本实施例对实施例一进行了优化，具体的，本实施例进一步描述了像素点所对应的的发光源的分类及位置朝向等内容。

各所述发光源划分为左眼发光源和右眼发光源；

左眼发光源设置为朝向所述显示屏外侧的左眼位置发出光线；

右眼发光源设置为朝向所述显示屏外侧的右眼位置发出光线。

本实施例中，各所述发光源至少可划分为左眼发光源310和右眼发光源320；左眼发光源310设置为朝向所述显示屏外侧的左眼位置340发出光线；右眼发光源320设置为朝向所述显示屏外侧的右眼位置350发出光线。

其中，朝向左眼位置与朝向右眼位置的两类发光源的相对方向的设定是根据人的眼间距确定的。且由于左眼与右眼视差的存在，因此，两类发光源设定发出的光线会存在一定的位移。

示例性的，每个像素点220所对应的发光源230优选是四个，也可以是多个，且都是成对存在，其中，两个发光源230对应显示屏幕外的左眼位置，两个发光源230对应显示屏幕外的右眼位置。对应左眼位置的两个发光源230其出射光线的位置是不同的，即，分别对应两个不同的左眼位置，且左眼位置与右眼位置是成对出现的，只要确定左眼位置，根据人的眼间距就可以确定相对应的右眼位置，即对应右眼位置的两个发光源230其出射光线的位置也是不同的，也分别对应两个右眼发光源。由于人的左右眼在分别视物时，所看到的物体存在一定的位移，因此，应控制朝向左眼位置的发光源230所发出的光线聚合点与对应朝向右眼位置的发光源230所发出的光线聚合点之间存在一定的位移。这样，当一个观看者站在其中一对左右眼位置上进行观看时，观看者的两只眼睛接收到的与该位置相对应的两个光源所发出的光线存在与视差相对应的位移，因此，观看者能够体验到裸眼3D的显示效果，当观看者移动到任意位置时，旋转驱动装置会带动该对发光源或者另外一对发光源朝向观看者眼睛所在的位置发出光线，使观看者在任意位置都能体验到裸眼3D的显示效果。当存在两个观看者时，两对发光源发出的光线分别进入两个观看者的眼中，并且，当观看者位置发生任意移动时，旋转驱动装置会带动两对发光源分别朝向两个观看者眼睛所在的位置发出光线。因此，该显示屏不仅可以使观看者站在任意的位置体验到裸眼3D的显示效果，还可以满足多个观看者观看的需求。

本发明实施例通过在显示屏的各像素点位置设置至少两个发光源，并将各发光源至少划分为左眼发光源310和右眼发光源320两类，且将两类发光源分别设置为朝向显示屏外侧的左眼位置340和右眼位置350发出光线，解决了现有技术中对像素点的位置设置要求较高、只能从某个特定角度观看显示画面并且画面显示分辨率较低的问题，在改善裸眼3D显示屏中像素点空间分布、便于多角度控制显示画面的同时提高了画面显示的分辨率。

进一步的，

每个像素点对应一个固定板，所述固定板的内表面呈弧形设置，固定在所述固定板内表面的至少两个发光源沿弧形表面设置。

本实施例中，优选是每个像素点对应一个固定板360，所有固定板360的内表面呈弧形，每个像素点对应的所有发光源沿固定板360的弧形内表面设置。

进一步的，

每个固定板上固定的发光源至少包括两类，且每类发光源的数量为一个、两个或两个以上。

每个固定板内的两类发光源相对于弧形中轴线对称设置。

每个固定板内的发光源至少划分为左眼发光源和右眼发光源两类，且每类发光源可相对于弧形内表面的中轴线对称设置。每个固定板内的左眼发光源和右眼发光源是成对存在的，并且发光源的总数量可以是一对，两对或两对以上，即每个固定板上固定的发光源至少包括两类，每类发光源的数量为一个、两个或两个以上。当发光源的数量为一对时，旋转驱动装置可根据观看者所在的位置带动发光源旋转至朝向该观看者眼睛所在的位置，使观看者在任意方向都可体验到裸眼3D的显示效果。当发光源的数量为两对时，其对应两个左眼发光源和与之成对存在的右眼发光源的朝向，此时，如果只存在一个观看者且该观看者位置发生移动时，旋转驱动装置会带动处于工作状态的发光源或者另外一对发光源朝向观看者眼睛所在的位置发出光线，使观看者在任意位置都能体验到裸眼3D的显示效果。当存在两个观看者时，两对发光源发出的光线分别进入两个观看者的眼中，并且，当观看者位置发生任意移动时，旋转驱动装置会带动两对发光源分别朝向两个观看者眼睛所在的位置发出光线。当发光源的数量为两对以上时，既可以满足多个观看者观看的需求，也可以使观看者站在任意的位置体验到裸眼3D的显示效果。

进一步的，

一个发光源设置在固定板弧形内表面的底部中心。

除了左眼发光源和右眼发光源外，每个固定板360弧形内表面的底部中心还设置有一个特殊的发光源330，该发光源可以设定为左眼发光源，也可以设定为右眼发光源，也可以设定为普通的发光源。当该发光源被设定为左眼或右眼发光源时，可与其他左眼发光源或右眼发光源中的一个相配合达到3D显示的效果，当该发光源被设定为普通发光源时，即可进行2D显示。这样，该显示屏就可以根据用户的需求进行2D显示与3D显示之间的切换；发光源可以采用半导体制成工艺形成，可直接制备在固定板360上，因此其位置精度较高。

发光源在固定板360内部的分布方式不限，优选是5个发光源，可以分布在四个角和中心，如图3b所示，中间的为普通发光源330，右边的是左眼发光源310，左边的是右眼发光源320。也可以是在四边的中点以及整个固定板的中心，如图3c所示。或者，如图3d所示，发光源沿固定板360内表面的一条弧线布设，中间的为普通发光源330，右边的是两个左眼发光源310，左边的是两个右眼发光源320。两个左眼发光源310和两个右眼发光源320可以控制其同时发光，也可以控制部分发光，可以射向相同的左右眼位置，也可以射向不同的左右眼位置，以满足不同观看位置的观看需求。

可以理解的是，固定板内发光源的数目并不限于5个，还可以是其他任意的数目，如3个、7个、9个等；且左眼发光源和右眼发光源也不限于相对于弧形中轴线对称设置；固定板360的截面形状并不限于是圆弧形，还可以是其他形状，例如梯形，如图3e所示，例如波浪形，如图3f所示，例如折线形，如图3g所示。

因此，固定板内发光源的分布方式、固定板内发光源数量、两类发光源是否对称设置以及固定板的界面形状都不限于上述描述，只要能够满足各发光源在空间上的立体布局即可，通常需要在垂直显示屏平面的方向上错开设定距离，且在平行显示屏平面的方向上位置有部分重叠或者距离接近。

实施例三

在上述实施例的基础上，所述显示屏还可以包括：人眼位置识别模块，位于所述显示屏内，用于识别所述显示屏前方观看者的人眼位置和与显示屏之间的距离。本实施例中，人眼识别模块可以通过屏幕前方的摄像头拍摄图像识别获得，该摄像头通过镜头捕捉屏幕前方人脸的图像，并投射到图像传感器表面，通过图像识别技术判断人眼在图像中的具体位置，然后根据成像的大小、形状等各种参数来确定显示屏前方观看者的人眼位置和与显示屏之间的距离，并将眼睛的图像以及相关数据传送给眼间距识别模块，以保证该模块能够准确的确定人的眼间距。或者也可通过设置于像素点内的IR模块实现，所述IR模块可发出红外光，基于虹膜技术可准确的识别人眼的位置。虹膜识别技术是基于眼睛中的虹膜进行识别分析，具体的，通过接收眼睛图像并进行预处理，然后对虹膜进行定位，以得到人眼的位置。

相应的，所述显示屏还包括：显示控制装置，与所述旋转驱动装置相连，用于根据所述人眼位置调整所述发光源的旋转角度。

在观看者观看裸眼3D视频或图像过程中，其位置可能会发生变化，如果左眼发光源和右眼发光源所发出的光线汇聚点仍然保持不变，则观看者所看到的图像就会存在偏差，甚至出现反转，会使得观看者产生眩晕等不良反应。因此，可以通过人眼识别模块根据观看者的位置，并根据观看者的位置计算发光源发出光线的出射角，并根据出射角计算发光源的旋转角度，以使得发光源发出光线的汇聚点于观看者的人眼位置一致。进一步提升了裸眼3D的观看体验。

此外，由于每个人的眼间距不同，因此，显示屏中朝向左眼位置与朝向右眼位置的两类发光源的相对方向不能设定为某个值，其应该随观看者的不同发生相应的变化，以使每个观看者都能有很好的观看体验。基于上述目的，当人眼识别模块确定眼间距的具体数值后，将结果传送给旋转驱动模块，旋转驱动模块带动两类发光源旋转到对应的位置，以使得两类发光源所发出光线汇聚于左眼位置和右眼位置。以使得观看者获得更好的裸眼3D观看体验。其中，两类发光源旋转的角度可以不同。

本发明实施例还提供了一种显示装置，包括处理器和存储器，其中，还包括本发明任意实施例所提供的显示屏。该显示装置可以是任意显示设备，例如手机、平板电脑、或PC等设备。

本发明实施例的技术方案所提供的显示装置，尤为适用于能够便捷的实现裸眼3D显示的用户便携式电子设备。在此类电子设备中，通过设置像素点中发光源的发光朝向就可以在任意位置呈现裸眼3D效果，不会过多增加其他部件，使得设备本身的重量轻，体积小，满足便携设备的常规要求。而且，便携设备的特点是，通常观看者较少，由于便携设备方便调整角度，所以观看者也仅会在电子设备显示屏前方的某个较小位置范围内观看，所以易于使得光线汇集位置与人眼位置进行匹配。用户无需另行携带特制眼镜等设备，就可以方便的直接使用便携设备欣赏裸眼3D视频图像。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (12)

1.一种显示屏，包括阵列形式布设的多个像素点，其特征在于：

每个像素点设置有至少两个发光源，发光源固定在固定板上，且在垂直于显示屏平面的方向上间隔设定距离，每个发光源用于通过所述发光源所发出的光线呈现像素点的图像数据；

旋转驱动装置，用于驱动所述发光源旋转角度，以调整出射光线的朝向。

2.根据权利要求1所述的显示屏，其特征在于：

所述旋转驱动装置与每个发光源连接，或与固定板连接。

3.根据权利要求1所述的显示屏，其特征在于：

各所述发光源划分为至少两类；

每类发光源设置为朝向所述显示屏外侧的设定位置发出光线；

所述显示屏中各类发光源所对应的设定位置的数量为至少两个。

4.根据权利要求3所述的显示屏，其特征在于，各所述发光源划分为左眼发光源和右眼发光源；

左眼发光源设置为朝向所述显示屏外侧的左眼位置发出光线；

右眼发光源设置为朝向所述显示屏外侧的右眼位置发出光线。

5.根据权利要求4所述的显示屏，其特征在于，每个像素点对应一个固定板，所述固定板的内表面呈弧形设置，固定在所述固定板内表面的至少两个发光源沿弧形表面设置。

6.根据权利要求5所述的显示屏，其特征在于，每个固定板上固定的发光源至少包括两类，且每类发光源的数量为一个、两个或两个以上。

7.根据权利要求6所述的显示屏，其特征在于，一个发光源设置在固定板弧形内表面的底部中心。

8.根据权利要求6所述的显示屏，其特征在于：每个固定板内的两类发光源相对于弧形中轴线对称设置。

9.根据权利要求1-8任一所述的显示屏，其特征在于，还包括：

人眼位置识别模块，用于识别所述显示屏前方观看者的人眼位置；

显示控制装置，与所述旋转驱动装置相连，用于根据所述人眼位置调整所述发光源的旋转角度。

10.根据权利要求1所述的显示屏，其特征在于：所述发光源为micro LED。

11.根据权利要求3所述的显示屏，其特征在于：所述设定位置距离所述显示屏外表面的直线距离为20cm-50cm。

12.一种显示装置，包括处理器和存储器，其特征在于，还包括权利要求1-11任一项所述的显示屏。