CN101165809B - 显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种显示装置。该显示装置包括一显示面板及一与该显示面板叠合设置的光学系统，该光学系统包括至少一改变图像在不同方向缩放系数的变形透镜。在该显示装置中，通过该光学系统的变形透镜对像素单元在不同方向产生不同倍率缩放系数，以矫正因像素宽高比引起的图像变形问题，使得观赏者观赏到最佳显示画面。

Description

显示装置

技术领域

本发明涉及一种显示装置。

背景技术

随着电子技术的不断发展，显示一定宽高比图像的显示装置被越来越广泛应用于不同的领域。显示装置显示一定宽高比的图像，既是指显示装置的显示面板本身宽高比，也指在电视机或显示器屏幕上所显示画面的宽度与高度比例。如何正确显示图像，通常取决于三个因素，即：显示面板的宽高比、信号源输出的源图像信号格式及显示面板的像素单元宽高比(Pixel Aspect)。

当输入源图像信号的格式与显示装置的显示面板宽高比一致时，显示面板的像素单元宽高比，也就是每个像素单元的长宽比例同样也会影响显示图像的显示比例。一般情况下，对于显示面板的宽高比为4∶3的显示装置，当输入显示分辨率是4∶3的(如640×480)源图像信号时，显示面板的像素宽高比设定为1.0为佳。

如图1所示，将源图像信号格式宽高比为4∶3的图像信号传输至显示面板10宽高比为4∶3的显示装置1，如果该显示面板10的像素宽高比为1.0，则输出的图像信号能够正常显示，没有变形。如：输出的源图像信号为圆形，则在显示面板10上显示为圆形。

然而，在显示装置1的生产制造过程中，由于显示面板10像素区域的设计及制造工艺因素影响，使得该显示面板10的像素宽高比往往不能精确达到1.0，容易导致所显示图像变形。如图2及图3所示，分别表示当显示面板1的像素宽高比为1.067和0.9时，用显示装置1显示饼图像，明显地，在图1中正常显示为圆形的图像变成椭圆。

因像素宽高比不合乎设计要求，由此会引起显示图像变形问题。针对上述情况，设计误差的存在是不可避免的，所以导致显示面板10的像素宽高比有偏差。

另外，制造设备本身的精度限制，也会导致显示面板10的像素宽高比有偏差。而解决该问题则势必会对设备及制造工艺提出更高要求，使得制造成本升高，且实施起来也比较困难。

发明内容

为了解决现有技术中的制造成本高且图像变形的问题，有必要提供一种制造成本低且有效降低图像变形程度的显示装置。

一种显示装置，其包括一显示面板及一与该显示面板叠合设置的光学系统，该光学系统包括至少一改变图像在不同方向缩放系数的变形透镜，以矫正因显示面板上像素单元的像素宽高比偏差引起的图像变形。

相较于先前技术，本发明的显示装置将该光学系统与该显示面板叠合设置，通过该光学系统的变形透镜在不同方向具不同倍率缩放系数特性，对因像素单元本身宽高比偏差引起的图像显示变形问题进行矫正，使得观赏者观赏到最佳显示画面，同时降底对设备精度要求以及制造工艺精度要求，降低成本。

附图说明

图1是现有技术中当像素宽高比为1.0时显示圆图像示意图。

图2是现有技术中当像素宽高比为1.067时显示圆图像示意图。

图3是现有技术中当像素宽高比为0.9时显示圆图像示意图。

图4是本发明一种较佳实施方式所揭示的显示装置立体分解示意图。

图5是图4所示显示装置的柱面透镜立体示意图。

图6是图4所示显示装置的另一柱面透镜立体示意图。

图7是光束在图4所示显示装置中传输的俯视图。

图8是光束在图4所示显示装置中传输的左视图。

具体实施方式

请参阅图4，是本发明一种较佳实施方式所揭示显示装置的立体分解示意图。该显示装置2包括一显示面板21及一光学系统23，该显示面板21与该光学系统23叠合设置。

该显示面板21是一液晶显示面板，其包括一第一基板211及一第二基板213，该第一基板211与该第二基板213相对间隔设置，其中该第一基板211是一薄膜晶体管基板，用以接收信号数据并控制产生图像，该第一基板上阵列设置有多个像素单元215；该第二基板213是一彩色滤光片基板。

该光学系统23是用以实现矫正显示面板21显示图像宽高比变化的光学装置，其靠近该显示面板21的第二基板213外侧设置。该光学系统23包括一具有正光焦度的第一柱面透镜231及一具有负光焦度的第二柱面透镜233，该第一柱面透镜231及第二柱面透镜233叠合设置。

请一并参阅图5及图6，分别是该第一柱面透镜231及第二柱面透镜233的立体示意图。该第一柱面透镜231及第二柱面透镜233均为具有一个折射面是柱面的薄柱面透镜，其中该第一柱面透镜231是一具凹面的薄平凹柱面透镜，该第二柱面透镜233是一具凸面的薄平凸柱面透镜，且该第一柱面透镜231的凹面相对该显示面板21设置，该第二柱面透镜233的凸面远离该显示面板21设置。

在该第一柱面透镜231中，经过柱面的轴且垂直于该透镜平面的表面abdc是第一柱面透镜231的子午对称面，平行于该子午对称面abdc的截面是第一柱面透镜231的子午截面；与子午对称面abdc垂直且通过母线中点的平面mnqp是第一柱面透镜231的弧矢对称面，平行于该弧矢对称面mnqp的截面是第一柱面透镜231的弧矢截面。

当光束经过该第一柱面透镜231后，其在子午截面的光束相当于经过一个厚度很小的平行平板，光束不发生偏折。而在弧矢截面方向上，因为该第一柱面透镜231在平行于弧矢对称mnqp方向呈凹透镜状态，所以光束经该第一柱面透镜231折射，相当于球面透镜折射，根据球面透镜成像原理，经过该第一柱面透镜231后，能够获得在弧矢截面方向呈一定比率放大而在子午截面上不发生变化的虚像。

在该第二柱面透镜233中，经过柱面的轴且垂直于该透镜平面的表面a’b’d’c’是第二柱面透镜233的子午对称面，平行于该子午对称面a’b’d’c’的截面是第二柱面透镜233的子午截面；与子午对称面a’b’d’c’垂直且通过母线中点的平面m’n’q’是第二柱面透镜233的弧矢对称面，平行于该弧矢对称面m’n’q’的截面是第二柱面透镜233的弧矢截面。

当一光束经过该第二柱面透镜233折射后，其平行于子午截面的光束同样相当于经过一个厚度很小的平行平板，光束不发生偏折。而在平行于弧矢截面方向上，因为该第二柱面透镜233在平行于弧矢对称面m’n’q’方向呈凸透镜状态，所以光束经该第二柱面透镜233折射，相当于球面透镜折射，根据球面透镜成像原理，经过该第二柱面透镜233后，能够获得在弧矢对称面m’n’q’方向呈一定倍率缩小而在子午对称面a’b’d’c’方向上不发生变化的虚像。

在该光学系统23中，该第一柱面透镜231的子午对称面abdc与该第二柱面透镜233的子午对称面a’b’d’c’方向相互垂直设置，所以该光学系统23可以改变对该显示面板21在该第一柱面透镜231的弧矢对称面mnqp方向及该第二柱面透镜233的弧矢对称面m’n’q’方向的成像大小。

请一并参阅图7及图8，分别为光束在显示装置2内传输的俯视图及左视图。取显示面板21上一矩形显示区域216(参阅图4)内的多个像素单元为例，其中该矩形显示区域216是由两个相互平行的长边L 1配合两个相互平行的短边L2围成。自该矩形显示区域216发出的光束为平行入射光，依次经过该第一柱面透镜231及该第二柱面透镜233后射入眼睛，使得观赏者感知形成的虚像。

当光束经过该第一柱面透镜231时，由于该第一柱面透镜231在该弧矢对称面mnqp方向上具有光焦度，故光束经过该第一柱面透镜231后，如图7所示，该第一柱面透镜231对该矩形显示区域216在长边L1方向产生一放大虚像L1’，其中缩小比率取决于该第一柱面透镜231在弧矢对称面mnqp方向缩放系数。而在该第一柱面透镜231在子午对称面abdc方向，由于该第一柱面透镜231在子午对称面abdc方向没有光焦度，所以光束经过该第一柱面透镜231后，如图8所示，该矩形显示区域216的短边L2成一大小没有变化的虚像L2’。

接着光束经过该第二柱面透镜233，由于该第二柱面透镜233的子午对称面a’b’d’c’与该第一柱面透镜231的子午对称面abdc相互垂直设置，如图7所示，故光束经过该第二柱面透镜233后，在沿子午对称面a’b’d’c’方向光束仍然平行射出，而没有进一步改变该矩形显示区域216的长边L 1成像大小。如图8所示，在该矩形显示区域216在弧矢对称面m’n’q’方向，由于该第二柱面透镜233在该弧矢对称面m’n’q’方向上具有光焦度，故光束经过该第二柱面透镜233后，该矩形显示区域216的短边L2呈一缩小虚像。

综上所述，将该第一柱面透镜231及该第二柱面透镜233配合使用，使得该矩形显示区域216在长边L1方向放大，而在短边L2方向缩小，有效实现对该显示面板21所显示画面的缩放。

相较于现有技术，在该显示装置2中，通过该第一柱面透镜231配合该第二柱面透镜233改变该显示面板21所成像在不同方向的缩放比率，有效矫正由于该显示面板21上像素单元215的像素宽高比偏差导致图像变形的问题。通过增加该光学系统23可以轻易矫正图像变形，避免设计者重新设计新的显示信号源格式及像素单元宽高比，减少开发成本。

另外，如果只需要调整该显示面板21在其它方向的成像比率，可选择使用一柱面透镜，其中该柱面透镜能够调整该光学系统23在对应方向的缩放比率以矫正画面。如，在现有技术中显示为椭圆形状的圆经过该光学系统23后，观赏者可以获得一矫正为圆形的图像。

当然，在该实施方式中，该显示面板21还可以为电浆显示面板或者阴极射线管型显示面板。

Claims (10)

1.一种显示装置，其包括一显示面板及一与该显示面板叠合设置的光学系统，其特征在于：该光学系统包括至少一改变图像在不同方向缩放系数的变形透镜，以矫正因显示面板上像素单元的像素宽高比偏差引起的图像变形。

2.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于：该变形透镜是一具有正光焦度的柱面透镜。

3.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于：该变形透镜是一具有负光焦度的柱面透镜。

4.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于：该光学系统包括叠合设置的两个变形透镜，其中一变形透镜是一薄平凹柱面透镜，另一变形透镜是一薄平凸柱面透镜。

5.如权利要求4所述的显示装置，其特征在于：该两个变形透镜的母线相互垂直设置。

6.如权利要求4所述的显示装置，其特征在于：该薄平凹柱面透镜的凹面相对于该显示面板设置，该薄平凸柱面透镜的凸面朝着远离该显示面板方向设置。

7.如权利要求6所述的显示装置，其特征在于：该薄平凹柱面透镜的凹面设置在该显示面板与该薄平凸柱面透镜之间。

8.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于：该显示面板显示矩形图像。

9.如权利要求8所述的显示装置，其特征在于：该变形透镜是一改变该矩形图像的长边方向缩放系数的多柱面透镜。

10.如权利要求8所述的显示装置，其特征在于：该变形透镜是一改变该矩形图像的短边方向缩放系数的多柱面透镜。

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