CN104251421B - 背光模组、显示装置及其显示方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种背光模组、显示装置及其显示方法，属于显示技术领域，其可解决现有的3D显示装置结构不紧凑的问题。本发明的背光模组包括光产生单元和发光控制单元，所述光产生单元能够产生相对设置的至少两层点光源阵列，每层所述点光源阵列包括多个点光源，每层点光源阵列的各个点光源层与层之间沿发光方向间隔设置，且各个点光源在与发光方向的垂直的平面的投影交错设置；所述发光控制单元能够控制所述光产生单元所产生的所述至少两层点光源阵列轮流发光。本发明可用于显示装置中进行3D显示，可以增强图像景深，同时该种显示装置结构更加紧凑。

Description

背光模组、显示装置及其显示方法
技术领域
本发明属于显示技术领域，具体涉及一种背光模组、显示装置及其显示方法。
背景技术
集成成像立体显示技术是一种无需任何助视设备的3D立体显示技术。该技术具有裸眼立体观看的特点，其记录和显示过程简单，且能显示全视差和全真立体显示没有立体观看疲劳，是目前3D立体显示技术中的热点之一。
传统的实现集成成像的方式是利用微透镜阵列或使用小孔阵列，以及点光源阵列。其中，使用小孔阵列实现集成成像时，由于小孔阵列的孔径较小造成光的利用率很低，而增大孔径又会影响到小孔成像的图像的景深和质量；微透镜阵列是由若干个完全相同的微透镜紧密排列而成，虽然可以提高集成成像的亮度，但是由于其成像原理的限制，其存在景深范围小、分辨率低、视角窄等问题。
为了缓解传统的实现集成成像的方式存在的弊端，现有技术中提供一种可以提高景深方面问题的显示设备，即多层显示器。该多层显示器利用至少两层LCD面板以一定间隔重叠设置，分别用于显示前景和后景，形成前后深度感，包括突出颜色和对比度，3D画面是通过前后面板上分别显示内容相同，而亮度及大小均存在细微差别的影像而实现的。
发明人发现现有技术中至少存在如下问题：虽然多层显示器在一定程度上可以提高图像景深，但是其结构不紧凑，制造工艺复杂，成本较高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题包括，针对现有的集成成像显示装置存在的上述的问题，提供一种可以增强3D显示画面景深的背光模组、显示装置及其显示方法。
解决本发明技术问题所采用的技术方案是一种背光模组，包括光产生单元和发光控制单元，所述光产生单元能够产生相对设置的至少两层点光源阵列，每层所述点光源阵列包括多个点光源，每层点光源阵列的各个点光源层与层之间沿发光方向间隔设置，且各个点光源在与发光方向的垂直的平面的投影交错设置；
所述发光控制单元能够控制所述光产生单元所产生的所述至少两层点光源阵列轮流发光。
本发明背光模组应用于显示装置中，以发光控制单元能够控制光产生单元轮流产生两层点光源阵列为例，当对某一帧画面进行显示时，该背光模组的发光单元通过发光控制单元的控制在第一时刻产生第一层点光源阵列，从而显示该画面的一部分图像，在第二时刻产生第二层点光源阵列，从而显示该画面的另一部分图像，同时由于第一层点光源阵列的各个点光源与第二层点光源阵列的各个点光源交错设置，故所显示的两部分图像也就是该帧画面的不同角度，而且一帧画面的显示时间较短，故观看者可以看到两部分画面结合起来的画面，即3D立体画面。本实施例的光产生单元所产生的第一层点光源阵列和第二层点光源阵列之间存在一定的间隔，故所产生的两部分图像分别处于两个中心深度平面从而达到增加图形景深。
优选的是，所述光产生单元包括相对且间隔设置的第一发光阵列和第二发光阵列，且所述第一发光阵列上的各个发光器件与第二发光阵列上的各个发光器件交错设置；其中，
所述发光控制单元控制所述第一发光阵列产生第一层点光源阵列；
所述发光控制单元控制所述第二发光阵列产生第二层点光源阵列。
所述光产生单元包括：
发光阵列，用于通过发光控制单元的控制其上的多个发光器件产生多个点光源；
光纤，用于传输所述点光源以及控制所述点光源所能够传输的距离，以形成第一层点光源阵列或第二层点光源阵列；
光调控单元，用于调控所述光纤的通断，以能够轮流形成第一层点光源阵列和第二层点光源阵列。
进一步优选的是，所述发光器件为有机电致发光二极管或激光二极管。
解决本发明技术问题所采用的技术方案是一种显示装置，其包括上述背光模组。
由于本发明的显示装置包括上述背光模组，故其所显示3D画面是景深明显提高，且该种显示装置的结构紧凑，制备工艺简单。
优选的是，所述显示装置还包括设于所述背光模组出光面侧的图像元。
进一步优选的是，各层所述点光源阵列上的每个点光源对应所述图像元上多个子像素。
优选的是，所述显示装置还包括聚合物分散液晶光开关单元，
所述聚合物分散液晶光开关单元设于背光模组与图像元之间，在其关闭时用于将背光模组所发出的光进行扩散。
解决本发明技术问题所采用的技术方案是一种显示装置的显示方法，其包括：
通过发光控制单元控制光产生单元轮流产生相对设置的至少两层点光源阵列，其中，每层所述点光源阵列包括多个点光源，每层点光源阵列的各个点光源层与层之间沿发光方向间隔设置，且各个点光源在与发光方向的垂直的平面的投影交错设置。
由于本发明的通过发光控制单元控制光产生单元轮流产生相对设置的至少两层点光源阵列，故通过本发明的显示装置的显示方法可以实现3D画面的显示。
优选的是，所述发光控制单元控制光产生单元产生两层点光源阵列。
附图说明
图1为本发明的实施例1的背光模组的结构示意图；
图2为本发明的实施例1的背光模组的一种结构示意图；
图3为本发明的实施例1的背光模组的另一种结构示意图；
图4为本发明的实施例2的显示装置结构示意图；
其中附图标记为：100、光产生单元；101、第一层点光源阵列；102、第二层点光源阵列；110、第一发光阵列；120、第二发光阵列；130、发光阵列；140、光纤；150、光调控单元；200、发光控制单元；300、PDLC(聚合物分散液晶)光开关单元；400、图像元；501、502、中心深度平面。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
一种背光模组，其包括光产生单元和发光控制单元，所述光产生单元能够产生相对设置的至少两层点光源阵列，每层所述点光源阵列包括多个点光源，每层点光源阵列的各个点光源层与层之间沿发光方向间隔设置，且各个点光源在与发光方向的垂直的平面的投影交错设置；所述发光控制单元能够控制所述光产生单元所产生的所述至少两层点光源阵列轮流发光。
由于本实施例的背光模组的发光控制单元能够控制光产生单元轮流产生至少两层点光源阵列，且各层点光源阵列间隔相对设置，每层点光源阵列上的各个点光源相互交错，故将本实施例的背光模组与一图像元相结合，可以实现3D画面的显示，且本实施例的背光模组的结构简单，从而不会增加显示装置的厚度。
下面以背光模组的发光控制单元控制光产生单元轮流产生两层点光源阵列为例对本实施例的背光模组以及显示装置进行描述，当然本实施例的背光模组的发光控制单元控制光产生单元也可以轮流产生多层(三层、四层等等)点光源阵列，在此不一一描述，但是产生多层点光源阵列的背光模组也在本实施例的保护范围内。具体的如下述实施例所述。
实施例1：
如图1、4所示，本实施例提供一种背光模组，包括光产生单元100和发光控制单元200；其中，所述光产生单元100能够产生两层相对且间隔设置的点光源阵列，其中，第一层点光源阵列101的各个点光源与第二层点光源阵列102的各个点光源交错设置；所述发光控制单元200能够控制所述光产生单元100轮流产生第一层点光源阵列101和第二层点光源阵列102。
将本实施例的背光模组应用于显示装置中，当对某一帧画面进行显示时，该背光模组的发光单元通过发光控制单元200的控制在第一时刻产生第一层点光源阵列101，从而显示该画面的一部分图像，在第二时刻产生第二层点光源阵列102，从而显示该画面的另一部分图像，同时由于第一层点光源阵列101的各个点光源与第二层点光源阵列102的各个点光源交错设置，故所显示的两部分图像也就是该帧画面的不同角度，而且一帧画面的显示时间较短，故观看者可以看到两部分画面结合起来的画面，即3D立体画面。本实施例的光产生单元100所产生的第一层点光源阵列101和第二层点光源阵列102之间存在一定的间隔，故所产生的两部分图像分别处于两个中心深度平面501、502从而达到增加图形景深。
如图2所示，作为本实施例的一种优选情况，该光产生单元100包括相对且间隔设置的第一发光阵列110和第二发光阵列120，且所述第一发光阵列110上的各个发光器件与第二发光阵列120上的各个发光器件交错设置；其中，所述第一发光阵列110通过所述发光控制单元200控制产生所述第一层点光源阵列101；所述第二发光阵列120通过所述发光控制单元200控制产生所述第二层点光源阵列102。
由于第一发光阵列110和第二发光阵列120在发光控制单元200控制下分别产生第一层点光源阵列101和第二层点光源阵列102，也即是第一发光控制单元200和第二发光控制单元200能够轮流被开启，且第一发光阵列110上和第二发光阵列120之间存在间隔，第一发光阵列110上的发光器件与第二发光阵列120上的发光器件交错设置的，故采用该种背光模组可以在空间上产生两个不同深度的中心深度平面，实现3D画面显示的同时，进一步的增强图像景深。进一步优选地，第一发光阵列110上和第二发光阵列120上的发光器件可以是有机电致发光二极管也可以是激光二极管。当然也可以其他的发光器件。
需要说明的是，由于本实施例的第一发光阵列110上和第二发光阵列120上的发光器件可以是有机电致发光二极管也可以是激光二极管，故如图2所述，发光器件的所在位置也就是点光源所在的位置。
如图3、4所示，作为本实施例的另一种优选情况，所述光产生单元100包括：发光阵列130，用于通过发光控制单元200控制其上的多个发光器件产生多个点光源；用于传输所述点光源以及控制所述点光源所能够传输的距离，以形成第一层点光源阵列101或第二层点光源阵列102；光调控单元150，用于调控所述光纤140的通断，以能够轮流形成第一层点光源阵列101和第二层点光源阵列102。
具体的，该种光产生单元100相当于由多个发光器件组成的发光阵列，发光控制单元200控制点亮发光器件，发光器件所发出的光通过光纤140传输，并传输至第一层点光源阵列101或第二层点光源阵列102所对应的距离，在每一个光纤140上设置有光调控单元150以控制光纤140的通断，从而使得光产生单元100所产生的光在第一时刻形成第一层点光源阵列101，在第二时刻形成第二层点光源阵列102，故采用该种背光模组可以在空间上产生两个不同深度的中心深度平面501、502，实现3D画面显示的同时，进一步的增强图像景深。进一步优选地，上述发光器件可以是有机电致发光二极管也可以是激光二极管。当然也可以其他的发光器件。
需要说明的是，本实施例的背光模组的发光控制单元200还能够控制所述光产生单元100单独产生第一层点光源101阵列或第二层点光源阵列102，以及同时产生第一层点光源阵列101和第二层点光源阵列102。故该背光模组也可以用作2D显示时的背光源。在同时产生第一层点光源阵列101和第二层点光源阵列102所形成的画面要比单独产生第一层点光源阵列101或第二层点光源阵列102所形成的画面的亮度高。
实施例2：
如图4所示，本实施例提供一种显示装置，包括实施例1所述的背光模组和设置在背光模组出光面的图像元400。该显示装置可以为：手机、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相框、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件。
由于本实施例的显示装置包括实施例1所述的背光模组故其可以实现3D显示，也可以实现2D显示，而且所形成的3D画面的景深明显增强，该显示装置的结构更加紧凑，制备工艺简单。
优选地，在显示装置还包括PDLC(聚合物分散液晶)光开关单元，所述PDLC光开关单元300设于背光模组与图像元400之间。其中，在进行3D画面显示时，该PDLC光开关单元300打开，其成透明状态，背光模组的光可以通过PDLC光开关单元300进行画面显示；在进行2D显示时，该PDLC光开关单元300关闭，将背光模组所发出的光进行扩散，从而达到更好的显示效果。当然需要说明的是在进行2D显示时，该PDLC光开关单元300开启也是可以的，其对背光模组所发出的光不会产生影响。
当然，本实施例的显示装置中还可以包括其他常规结构，如显示驱动单元等。
实施例3：
本实施例提供了一种显示装置的显示方法，其包括：通过发光控制单元控制光产生单元轮流产生相对设置的至少两层点光源阵列，其中，每层所述点光源阵列包括多个点光源，每层点光源阵列的各个点光源层与层之间沿发光方向间隔设置，且各个点光源在与发光方向的垂直的平面的投影交错设置。
需要说明的是，本实施例的显示装置可以是实施例2所述的显示装置。
由于本实施例的显示方法可以通过发光控制单元控制光产生单元轮流产生相对设置的至少两层点光源阵列，故本实施例的显示方法可以实现3D画面的显示。
优选地，为了方法简单，且容易实现，故所述发光控制单元控制光产生单元产生两层点光源阵列。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种背光模组，包括光产生单元和发光控制单元，所述光产生单元能够产生相对设置的至少两层点光源阵列，每层所述点光源阵列包括多个点光源，每层点光源阵列的各个点光源层与层之间沿发光方向间隔设置，且各个点光源在与发光方向的垂直的平面的投影交错设置；所述发光控制单元能够控制所述光产生单元所产生的所述至少两层点光源阵列轮流发光；其特征在于，所述光产生单元包括：
发光阵列，用于通过发光控制单元的控制其上的多个发光器件产生多个点光源；
光纤，用于传输所述点光源以及控制所述点光源所能够传输的距离，以形成第一层点光源阵列或第二层点光源阵列；
光调控单元，用于调控所述光纤的通断，以能够轮流形成第一层点光源阵列和第二层点光源阵列。
2.根据权利要求1所述的背光模组，其特征在于，所述发光器件为有机电致发光二极管或激光二极管。
3.一种显示装置，其特征在于，所述显示装置包括权利要求1或2所述的背光模组。
4.根据权利要求3所述的显示装置，其特征在于，所述显示装置还包括设于所述背光模组出光面侧的图像元。
5.根据权利要求4所述的显示装置，其特征在于，各层所述点光源阵列上的每个点光源对应所述图像元上多个子像素。
6.根据权利要求3所述的显示装置，其特征在于，所述显示装置还包括聚合物分散液晶光开关单元，
所述聚合物分散液晶光开关单元设于背光模组与图像元之间，在其关闭时用于将背光模组所发出的光进行扩散。
7.一种如权利要求3-6中任一项所述的显示装置的显示方法，其特征在于，包括：
通过发光控制单元控制光产生单元轮流产生相对设置的至少两层点光源阵列，其中，每层所述点光源阵列包括多个点光源，每层点光源阵列的各个点光源层与层之间沿发光方向间隔设置，且各个点光源在与发光方向的垂直的平面的投影交错设置。
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