CN102081237A - 显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种显示装置。该显示装置包括一显示面板和一立体光学膜，该立体光学膜设置在该显示面板的显示面上，该显示面板包括多个立体显示单元，该立体光学膜包括多个对应该多个立体显示单元的透镜单元，每个透镜单元包括一凸透镜结构，每个透镜单元用于对对应的立体显示单元射出的光线进行水平方向与垂直方向的分光。
Description
技术领域
本发明涉及一种显示装置，尤其是涉及一种具有立体显示效果的显示装置。
背景技术
为满足人们对三维立体显示的迫切需求，三维立体显示技术得到迅速发展。传统的具有三维显示效果的显示装置需要配备专用的立体眼镜或其他辅助设备，使用起来非常不方便，已无法满足人们的需要。
近年来，业界推出一种基于裸眼可视的显示装置。图1为现有技术一种显示装置的结构示意图。该显示装置100包括一平面显示面板120和一柱状透镜膜130，且该柱状透镜膜130直接贴合在该平面显示面板120表面。其中，该柱状透镜膜130是由多条相互平行的柱状凸透镜110依序排列而形成一柱状透镜光栅。在进行立体画面显示时，同一待观测物体在两个不同角度拍摄的画面所对应的光线由平面显示面板出射之后，经过该柱状透镜膜130中的柱状凸透镜110的折射处理，分别进入使用者的左右眼。因此，使用者便可在同一时刻同时观测到同一物体在两个不同角度所对应的画面，从而在人眼形成立体图像。
不过，由于采用该柱状透镜膜130，受其内部的柱状凸透镜110的影响，该柱状透镜膜130只能实现水平方向的左右分光，即使用者在面对该显示装置100时，在双眼所在直线与该显示装置100的一水平线基本平行时的水平角度方可观看到立体画面，而当使用者的双眼所在的直线与该水平线呈垂直角度时(比如当使用者躺着或者头部侧着)，便无法观测到立体图像。因此，现有的显示装置1((无法满足使用者对于多角度立体显示的需求。
发明内容
针对现有显示装置存在的以上问题，有必要提供一种可实现多角度立体画面显示的显示装置。
一种显示装置，其包括一显示面板和一立体光学膜，该立体光学膜设置在该显示面板的显示面上，该显示面板包括多个立体显示单元，该立体光学膜包括多个对应该多个立体显示单元的透镜单元，每个透镜单元包括一凸透镜结构，每个透镜单元用于对对应的立体显示单元射出的光线进行水平方向与垂直方向的分光。
与现有技术相比较，本发明提供的显示装置，通过在该显示面板的显示面设置该具有透镜阵列的立体光学膜，该立体光学膜中的每个透镜单元包括一凸透镜结构，进而该透镜单元至少可以实现包括水平方向与垂直方向的分光，进而使用者可不受垂直观看角度的限制，观测立体影像。
附图说明
图1为现有技术一种显示装置的结构示意图。
图2为本发明显示装置第一实施方式的立体分解示意图。
图3为图2所示的显示装置中的显示面板的平面结构示意图。
图4为图3所示显示面板的立体显示单元所要显示的图像的立体结构示意图。
图5为图3所示显示面板的立体显示单元中各个像素所施加的不同观看角度的图像数据的示意图。
图6为图2所示的显示装置中的立体光学模的平面结构示意图。
图7为图3沿VII-VII线的剖面示意图。
图8为图3沿VIII-VIII线的剖面示意图。
图9至图11为使用者在不同角度观看图2所示显示装置所显示的画面的光路示意图。
图12为本发明显示装置第二实施方式的显示面板的平面结构示意图。
图13为本发明显示装置第二实施方式的立体光学膜的平面结构示意图。
图14为本发明显示装置第三实施方式的立体分解示意图。
具体实施方式
请参阅图2，其为本发明显示装置第一实施方式的结构示意图。该显示装置200包括一显示面板220、一背光模组210和一立体光学膜230。其中，该显示面板220可以为一液晶显示面板，该背光模组210可设置在该显示面板220的背面，用于为该显示面板220提供一平面光以使其显示画面。该立体光学膜230可设置在该显示面板220的显示面(即远离该背光模组210的表面)上方，用于将该显示面板220显示的平面画面转换为立体画面。
请一并参阅图3，该显示面板220可包括多个呈矩阵分布的像素211。其中，每m×n个像素211可作为一立体显示单元212。在本实施例中，m和n可分别取m＝2，n＝2。为便于描述，在以下关于本实施例的描述中将以每个立体显示单元212包括2×2＝4个像素为例进行描述，并且将每个立体显示单元212的四个像素211分别记为第一像素单元P1、第二像素单元P2、第三像素单元P3和第四像素单元P4。其中，该四个像素单元P1-P4分别位于该立体显示单元212的左上部、右上部、左下部和右下部。
每一立体显示单元212是该显示装置200最小的一个显示单元。具体而言，如果将该显示面板220在某一时刻显示的图像划分为多个图像单元，则在该显示面板220中每个立体显示单元212分别用于显示该图像对应位置的一个图像单元，且所有立体显示单元212所显示的图像单元一起可组成该显示面板220显示的图像。并且，在每个立体显示单元212中，该第一至第四像素P1-P4分别用于显示该立体显示单元212对应的图像单元在四个不同角度拍摄得到的图像数据。
在一种实施例中，该四个不同角度可以分别为待显示物体的正面、背面、左面和右面。以下以四棱锥作为待显示物体为例简单介绍该四个像素单元P1-P4所显示的图像数据。请参阅图4及图5，该四棱锥包括四个三角形的侧面A、B、C、D，其分别位于该四棱锥的正面、左面、右面和背面。通过从正面、左面、右面和背面四个不同角度对该四棱锥进行拍摄所得到的四个图像分别对应于该四棱锥的侧面A、侧面B、侧面C和侧面D。在显示该四棱锥时，该显示装置200内部的显示驱动器(图未示)可分别将该侧面A、侧面B、侧面C和侧面D各个图像单元对应的图像数据分别提供到该显示面板220中对应位置的立体显示单元212中的第一、第二、第三、第四像素P1、P2、P3、P4，从而使得每个立体显示单元212可同时显示不同拍摄角度的对应图像单元。不过，应当理解，在其他实施例中，该四个不同的角度还可以为其他拍摄角度，比如正面偏左、正面偏右、正面偏上和正面偏下等。
请再次参阅图2和图6，该立体光学膜230包括一基板232设置在该基板232表面的多个透镜单元231。该多个透镜单元231以行和列为单位进行排布，从而形成一透镜阵列。每个透镜单元231分别对应于一立体显示单元212，且其尺寸与该立体显示单元212相一致。每个透镜单元231用于对对应的立体显示单元212射出的光线进行折射，即对立体显示单元212射出的光线进行至少包括水平方向与垂直方向的分光。当将该立体光学膜230设置在该显示面板220的显示面时，每个透镜单元231可基本覆盖其对应的立体显示单元212中各个像素(第一至第四像素P1-P4)。本实施例中，该显示面板220包括M×N个立体显示单元(即2M×2N个像素单元)，则该透镜阵列相对应地包括M×N个透镜单元231。
如图7和图8所示，其分别为图6所示的立体光学膜230中一透镜单元231所在位置分别沿VII-VII线和VIII-VIII线的剖面示意图。每个透镜单元231可包括一凸透镜结构，具体而言，每一透镜单元231包括入光面2311及出光面2312，该入光面2311为紧贴于基板232上的平面结构，该出光面2312为向远离该显示面板220的显示面突出的一曲面结构。本实施例中，每个透镜单元231的形状大致为半椭球体结构，该入光面2311为椭圆形的平面结构，该出光面2312为半椭球面。
每个透镜单元231的入光面2311还定义一长轴及一短轴，该长轴与该短轴的比例与该像素211的长宽比大致相同。进一步地，本实施例中，因每个透镜单元231的形状大致为半椭球体结构，故如图7及图8所示，每个透镜单元231还定义一长焦距fa及一短焦距fb，该长焦距fa和短焦距fb之间的比例可以大约等于该像素211的长宽比。
此外，本实施例中，各个透镜单元231所对应的椭球面的形状基本相同；不过，应当理解，在其他替代实施例中，为达到更好的光学效果，根据该透镜单元231所在位置的不同，该立体光学膜230中各个透镜单元231的形状(比如该部分椭球面的曲率)可以有所不同。
通过以上结构，本发明提供的显示装置200可以实现使使用者在从不同角度观看是均可观看到立体图像的效果，并且在不同的角度可以看到图像的角度是不同的。以下结合图9至图11介绍使用者在不同角度所观测到的立体画面的原理。
正常状态下，当使用者位于该显示装置200的前方，以水平角度观测该显示装置200，具体来说，使用者的双眼所在直线与该显示装置200的一水平线O-O平行时，如图9所示，每个透镜单元231对每个立体显示单元212射出的光线进行水平方向的左右分光，即每个立体显示单元212的第一像素P1和第二像素P2(或者第三像素P3和第三像素P4，图9中是以第一像素P1和第二像素P2为例作说明)射出的光线经过该立体光学膜230中对应的透镜单元231的折射之后，分别汇聚到使用者的左眼和右眼，由此使用者便可观看到不同角度的图像，而感受到立体影像。需要说明的是，事实上，所属领域的一般技术人员根据需要可以设定：当使用者位于该显示装置200的前方时以大致俯视的水平角度观看该立体显示单元212时，该立体显示单元212的第一像素P1和第二像素P2射出的光线经过该立体光学膜230中对应的透镜单元231的折射之后，分别汇聚到使用者的左眼和右眼，使使用者便可观看到不同角度的图像，而感受到立体影像；当使用者位于该显示装置200的前方时以大致仰视的水平角度观看该立体显示单元212时，该立体显示单元212的第三像素P3和第三像素P4射出的光线经过该立体光学膜230中对应的透镜单元231的折射之后，分别汇聚到使用者的左眼和右眼，使使用者便可观看到不同角度的图像，而感受到立体影像。
当使用者的双眼所在直线与该显示装置200的水中线O-O之间的超过一临界角度，比如当使用者的头部向左倾斜以一垂直角度观测该显示装置200时，如图10所示，每个透镜单元231对每个立体显示单元212射出的光线进行垂直方向的上下分光，即每个立体显示单元212的第一像素P1和第三像素P3射出的光线经过该立体光学膜230中对应的透镜单元231的折射之后，分别汇聚到使用者的右眼和左眼，由此使用者也可观看到不同角度的图像，而感受到立体影像。而当使用者的双眼所在直线与该显示装置200的水平中线之间超过一临界角度，比如当使用者的头部向右倾斜以一垂直角度观测该显示装置200时，每个透镜单元231对每个立体显示单元212射出的光线进行垂直方向的上下分光，即如图11所示，每个立体显示单元212的第二像素P2和第四像素P4射出的光线经过该立体光学膜230中对应的透镜单元231的折射之后，分别汇聚到使用者的左眼和右眼，由此使用者仍可观看到不同角度的图像，而感受到立体影像。
与现有技术相比较，本发明提供的显示装置200，通过在该显示面板220的显示面设置该具有透镜阵列的立体光学膜230，该立体光学膜230中的每个透镜单元231包括一凸透镜结构，进而该透镜单元231至少可以对每个立体显示单元212射出的光线进行水平方向与垂直方向的分光，进一步配合本实施例中包括2×2个像素211的立体显示单元212，使得无论使用者从水平或垂直哪个角度观看图像，每个立体显示单元212中的都会有两个像素211射出的光线通过对应的透镜单元231折射之后，分别汇聚到使用者的左眼和右眼，由此使用者可不受观看角度的限制，观测立体图像。
请参阅图12及图13，图12为本发明显示装置第二实施方式的显示面板的平面结构示意图，图13为本发明显示装置第二实施方式的立体光学膜的平面结构示意图。该显示装置300与以上实施例该的显示装置200相似，不过，该显示装置300的显示面板310中每个立体显示单元312分别包括三个像素311，且每个立体显示单元312的三个像素311可以分别记为P1、P2、P3，优选地，该P1、P2、P3呈等腰三角形排布。该P1、P2、P3分别用于显示在三个不同角度拍摄得到的图像数据。
正常状态下，当使用者双眼大致从水平角度观测显示装置300时，每个立体显示单元312的第一像素P1和第二像素P2射出的光线经过该立体光学膜330中对应的透镜单元331的折射之后，分别汇聚到使用者的左眼和右眼，使使用者观看到不同角度的图像，感受到立体影像。
当使用者的头部向左倾斜一定角度时，每个立体显示单元312的第一像素P1和第三像素P3射出的光线经过该立体光学膜230中对应的透镜单元231的折射之后，可以分别汇聚到使用者的右眼和左眼，使使用者观看到不同角度的图像，感受到立体影像。而当使用者的头部向右倾斜一定角度时，每个立体显示单元312的第二像素P2和第三像素P3射出的光线经过该立体光学膜330中对应的透镜单元331的折射之后，分别汇聚到使用者的左眼和右眼，使使用者观看到不同角度的图像，感受到立体影像。
请参阅图14，其为本发明显示装置第三实施方式的结构分解图。该显示装置400与以上实施例该的显示装置200相似，不过，该显示装置400中的显示面板220为自发光面板，如等离子面板或有机电致发光面板等自发光面板等。由于采用自发光面板，因此该显示装置400并不需要采用背光模组。可见，在本发明中，背光模组并不是必要的模块。
然而，本发明并不限于上述实施方式所述，如：第一实施方式中，该显示面板220中每个立体显示单元212所包括的像素211还可以为其他数目，比如3×2、3×3、4×4、4×2等。进一步地，该立体显示单元212中各个像素的排列方式并不局限于呈矩形排布，比如其还可以呈梯形排布等。
Claims (10)
1.一种显示装置，其包括显示面板和立体光学膜，该立体光学膜设置在该显示面板的显示面上，其特征在于：该显示面板包括多个立体显示单元，该立体光学膜包括多个对应该多个立体显示单元的透镜单元，每个透镜单元包括一凸透镜结构，每个透镜单元用于对对应的立体显示单元射出的光线进行水平方向与垂直方向的分光。
2.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于：该每个立体显示单元至少包括三个像素，该至少三个像素用于显示至少三个拍摄角度对应的图像数据，每个透镜单元覆盖对应的立体显示单元中的各个像素。
3.如权利要求2所述的显示装置，其特征在于：每一立体显示单元包括呈三角形排列的三个像素。
4.如权利要求2所述的显示装置，其特征在于：每一立体显示单元包括呈矩阵分布的2×2、3×2、3×3、4×2或4×4个像素。
5.如权利要求4所述的显示装置，其特征在于：该立体显示单元的多个像素中的四个分别用于显示待显示物体从四个不同拍摄角度对应的图像数据。
6.如权利要求5所述的显示装置，其特征在于：该四个不同拍摄角度对应的图像数据分别是从待显示物体正面、背面、左面和右面四拍摄角度对应的图像数据。
7.如权利要求2所述的显示装置，其特征在于：每一透镜单元包括入光面及出光面，该入光面为邻近该显示面板的平面结构，该出光面为向远离该显示面板的显示面突出的一曲面结构。
8.如权利要求7所述的显示装置，其特征在于：每个透镜单元的形状为半椭球体结构，该入光面为椭圆形的平面结构，该出光面为半椭球面。
9.如权利要求8所述的显示装置，其特征在于：该入光面定义一长轴及一短轴，该长轴与该短轴的比例与该像素的长宽比相同。
10.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于：该多个立体显示单元呈矩阵排布，该多个透镜单元也呈矩阵排布。
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Cited By (1)
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2009
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