CN104932143A - 一种彩色视觉效果装置及其生成方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种彩色视觉效果装置及其生成方法，所述彩色视觉效果装置包括：多基色光源、光源驱动电路、显示面板和面板驱动电路，所述光源驱动电路与多基色光源相连接，所述面板驱动电路与显示面板相连接，所述显示面板设置于多基色光源上方，所述光源驱动电路和面板驱动电路连接在一起；其中，所述多基色光源的每种基色各占一个时隙，所述多基色光源的所有基色都通过显示面板的同一个像素点进行显示，所述多基色光源的所有基色按时间顺序排列由多基色光源传送至显示面板来合成色彩。本发明改变了传统彩色液晶屏的结构，取消彩色滤光膜，将光源改为多基色光源，并通过时分方式来合成色彩，大大提高了显示分辨率，降低了生产和工艺复杂程度和成本。

Description

一种彩色视觉效果装置及其生成方法
技术领域
本发明涉及一种视觉装置，尤其涉及一种彩色视觉效果装置，并涉及采用了该彩色视觉效果装置的彩色视觉效果生成方法。
背景技术
已有LCD彩色显示屏主要是TFT-LCD(Thin Film Transistor-LCD)技术，每一个像素由三个子像素组成，这三个子像素分别由红、绿、蓝三色的滤光膜所覆盖；若一个1280x1024分辨率的TFT显示屏，那么，就至少需要1280x3x1024个子像素和晶体管，而像素越小显示屏可能达到的分辨率就会越大。
但是由于晶体管物理特性的限制，目前TFT每个像素的大小基本都是0.0117英寸(0.297mm)，对于15英寸显示器来说，分辨率一般只有1024x768，要想做分辨率更高的显示器就要用更大的屏；如果做成眼镜式显示器，那么，其分辨率就更低了，比如谷歌眼镜的分辨率只有640x360，这样的分辨率来模拟几米之外看大屏幕，分辨率的限制是很大的遗憾。
另一方面，现有的TFT屏均采用彩色滤光膜，这个彩色滤光膜把背光的70%以上挡住了，只有小部分光被利用，因此能源利用率很低，尤其对便携式设备，如手机和手持智能终端等的电能利用率非常重要，现有的显示屏明显过于耗电使得产品存在很大的缺陷；我们在户外光线较强的地方用手机的时候都会觉得屏幕太暗，看不清，这主要就是因为背光的大部分都被滤光膜挡住了。
除此之外，这个彩色滤光膜不止挡住了大部分光线，还大大地提高了显示屏的成本；彩色滤光膜从材料成本上来说就已经占显示屏总材料成本的20%了，更不用说生产工艺复杂性和成品率降低等更重要的因素了；另外，现有的LCD彩色显示屏的一个像素中三个子像素的排列方式不同也会造成纵纹、斜纹、水纹等视觉干扰效果，使得整体显示效果并不理想。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是能够简化彩色显示屏的结构，提高显示的速度和分辨率，降低生产和工艺复杂程度和成本，提高成品率，并且能够避免纵纹、斜纹、水纹等视觉干扰效果的彩色视觉效果装置，并提供采用了该彩色视觉效果装置的彩色视觉效果生成方法。
对此，本发明提供一种彩色视觉效果装置，包括：多基色光源、光源驱动电路、显示面板和面板驱动电路，所述光源驱动电路与多基色光源相连接，所述面板驱动电路与显示面板相连接，所述显示面板设置于多基色光源上方，所述光源驱动电路和面板驱动电路连接在一起；其中，所述多基色光源的每种基色各占一个时隙，所述多基色光源的所有基色都通过显示面板的同一个像素点进行显示，所述多基色光源的所有基色按时间顺序排列由多基色光源传送至显示面板来合成色彩。
本发明的进一步改进在于，所述面板驱动电路控制显示面板合成色彩中的每一种基色的显示速度为任一像素的色彩合成显示速度。
本发明的进一步改进在于，所述多基色光源为RGB三基色或任意组合基色光源。
本发明的进一步改进在于，所述显示面板为黑白屏，所述面板驱动电路控制显示面板合成色彩中的每一种基色的时隙长度为该基色在RGB三基色光源中的时隙长度的三分之一。
本发明的进一步改进在于，还包括导光板，所述导光板设置于多基色光源和液晶面板之间。
本发明的进一步改进在于，所述液晶面板包括薄膜电晶体基板、配向膜和偏光板，所述薄膜电晶体基板设置于导光板上方，所述配向膜设置于薄膜电晶体基板的上方，所述偏光板设置于配向膜的上方。
本发明的进一步改进在于，所述液晶面板还包括液晶，所述光源驱动电路和液晶分别设置于薄膜电晶体基板上。
本发明还提供一种彩色视觉效果的生成方法，采用了如上所述的彩色视觉效果装置，并包括以下步骤：
步骤S1，所述多基色光源的各种基色分别按照一定时间顺序交替提供光源或背光；
步骤S2，所述光源驱动电路提取步骤S1中多基色光源的各种基色的工作时隙；
步骤S3，所述面板驱动电路控制液晶面板的像素点根据步骤S2中各种基色的工作时隙进行灰度分量变化的跟随调节，进而使得所有的基色按照时序完成灰度分量的显示。
本发明的进一步改进在于，所述像素点为单一的显示点或是临近的多个显示点，若所述像素点为临近的多个显示点，则每个点分别用于显示不同基色的灰度分量。
本发明的进一步改进在于，所述多基色光源为RGB三基色光源；所述步骤S2中，所述RGB三基色光源的R基色工作时隙为TR，G基色工作时隙为TG，B基色工作时隙为TB；所述步骤S3中，所述R基色的灰度分量变化所显示时间则为TR/(TR+TG+TB)，所述G基色的灰度分量变化所显示时间则为TG/(TR+TG+TB)，所述B基色的灰度分量变化所显示时间则为TB/(TR+TG+TB)。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：改变了传统彩色液晶屏的结构，取消彩色滤光膜，并且将光源改为多基色光源，所述多基色光源的每种基色各占一个时隙，所有基色都通过同一个像素点进行显示，所有基色按时间顺序排列由多基色来合成色彩，通过时分方式替换空分方式并由多基色来合成色彩，进而能够提高显示的速度和分辨率，降低了生产和工艺复杂程度和成本，提高了成品率，并且还能够避免纵纹、斜纹、水纹等视觉干扰问题；当所述多基色光源为RGB三基色光源时，分辨率能够提高至现有技术的3倍，并且还能够大大降低其生产成本和生产工艺的复杂程度。
附图说明
图1是本发明一种实施例的结构示意图；
图2是本发明一种实施例的多基色光源的结构示意图；
图3是本发明一种实施例的分解结构示意图；
图4是本发明另一种实施例的工作流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的较优的实施例作进一步的详细说明。
实施例1：
如图1所示，本例提供一种彩色视觉效果装置，包括：多基色光源1、光源驱动电路11、显示面板2和面板驱动电路21，所述光源驱动电路11与多基色光源1相连接，所述面板驱动电路21与显示面板2相连接，所述显示面板2设置于多基色光源1上方，所述光源驱动电路11和面板驱动电路21连接在一起；其中，所述多基色光源1的每种基色各占一个时隙，所述多基色光源1的所有基色都通过显示面板2的同一个像素点进行显示，所述多基色光源1的所有基色按时间顺序排列由多基色光源1传送至显示面板2来合成色彩。
本例所述多基色光源1用于提供多种基色的光源，如图2所示，所述多基色光源1优选为RGB三基色光源，所述RGB三基色光源的R基色12、G基色13和B基色14共三种基色均匀分布在多基色光源1上；所述显示面板2为彩色显示屏的面板，优选为液晶显示面板；当应用于平板产品中，所述多基色光源1优选多基色背光源，所述显示面板2优选为前面板；本例除了应用于平板方式的彩色显示屏中，也能够用于眼镜式显示和投影显示中。
现有技术中，传统LCD彩色显示屏以三点合成一个像素，原理是人眼空间分辨尺度的限制，把距离足够近的三个点感受为一个点，通过三个不同彩色（RGB）相邻点混合出各种颜色。而本例的基本原理是利用人眼时间分辨的限制，采用时分方式代替空分方式来实现色彩的合成。
本例所述面板驱动电路21控制显示面板2合成色彩中的每一种基色的显示速度为任一像素的色彩合成显示速度。本例所述多基色光源1优选为RGB三基色光源或其他任意组合基色光源，当所述多基色光源1为RGB三基色光源、所述显示面板为黑白屏时，所述面板驱动电路21控制显示面板2合成色彩中的每一种基色的时隙长度为该基色在RGB三基色光源中的时隙长度的三分之一；当通过普通的黑白屏来实现本例所述的彩色视觉效果装置时，因为传统的彩色显示是RGB三基色同时显示，而我们要把三种基色挤在同一帧中进行排序，即三种基色通过黑白屏的显示面板2的同一个像素点进行显示，假设一幅彩色静态画面为一帧，每秒画面数量为帧速，那么，每个基色具有相同的帧速，即每个基色的显示速度为任一像素的色彩合成显示速度；因此在黑白屏中的显示速度则要求为该基色在RGB三基色光源中的显示速度的3倍，这个要求对于现有的液晶的黑白屏来说，是可以实现的。
相当于，如果通过黑白屏来实现本例所述的彩色视觉效果装置，所述面板驱动电路21控制显示面板2合成色彩中的每一种基色的速度为该基色在多基色光源1中的速度的基色数量倍数，也就是说，每一种基色的速度在显示面板2的像素点中的速度为该基色在多基色光源1中的速度的基色数量倍数，这样，只要保证所述多基色光源1的每种基色各占一个时隙，所述多基色光源1的所有基色就能够都通过显示面板2的同一个像素点进行显示，进而相当于直接将显示的速度和分辨率提高为现有技术的基色数量倍数。例如，当所述多基色光源1为RGB三基色光源时，所述基色数量倍数为3倍，即所述面板驱动电路21控制显示面板2合成色彩中的每一种基色的速度为该基色在RGB三基色光源中的速度的3倍，这样，就能够让普通的黑白屏幕来实现彩色图像的显示，并且使得同一尺寸的显示屏比现有技术提高了3倍的分辨率。
同时，也可以通过现有的液晶或其他形式的彩色显示屏来实现本例所述的彩色视觉效果装置，而应用于本例的彩色显示屏跟现有技术的彩色屏幕也存在着区别，即本例的彩色显示屏无需现有技术中的彩色滤光膜，而本例也因为取消了现有彩色显示屏的彩色滤光膜，除了能够很好地降低生产的工艺复杂程度和成本，提高了能源利用率，提高了成品率，还能够避免纵纹、斜纹、水纹等视觉干扰问题，这些优势，对于产品的成本、加工工艺和视觉效果来说，都是具有很巨大的影响的。
如图3所示，本例还包括导光板3，所述导光板3设置于多基色光源1和显示面板2之间；所述显示面板2包括薄膜电晶体基板22、配向膜23和偏光板24，所述薄膜电晶体基板22设置于导光板3上方，所述配向膜23设置于薄膜电晶体基板22的上方，所述偏光板24设置于配向膜23的上方；所述显示面板2还包括液晶25，所述光源驱动电路11和液晶25分别设置于薄膜电晶体基板22上。
实施例2：
如图4所示，本例还提供一种彩色视觉效果的生成方法，采用了如实施例1所述的彩色视觉效果装置，并包括以下步骤：
步骤S1，所述多基色光源1的各种基色分别按照一定时间顺序交替提供光源或背光；
步骤S2，所述光源驱动电路11提取步骤S1中多基色光源1的各种基色的工作时隙；
步骤S3，所述面板驱动电路21控制显示面板2的像素点根据步骤S2中各种基色的工作时隙进行灰度分量变化的跟随调节，进而使得所有的基色按照时序完成灰度分量的显示。
本例所述像素点为单一的显示点或是临近的多个显示点，若所述像素点为临近的多个显示点，则每个点分别用于显示不同基色的灰度分量。前者的好处是用黑白屏幕就能够来实现彩色图像的显示，成本低，具有很高的分辨率；后者的好处是可以降低像素点反应速度的要求，并能利用现有LCD彩色屏幕来实现，只需要去除现有技术中LCD彩色屏幕的彩色滤光膜即可，相当于，在现有的LCD彩色屏幕生产中减去彩色滤光膜对应的工序即可，能够很好的降低生产的工艺复杂程度和成本，提高了能源利用率，提高了成品率，能够避免纵纹、斜纹、水纹等视觉干扰问题。
当所述多基色光源1为RGB三基色光源时，假设，所述步骤S2中，所述RGB三基色光源的R基色12工作时隙为TR，G基色13工作时隙为TG，B基色14工作时隙为TB；那么，所述步骤S3中，所述R基色12的灰度分量变化所显示时间则为TR/(TR+TG+TB)，所述G基色13的灰度分量变化所显示时间则为TG/(TR+TG+TB)，所述B基色14的灰度分量变化所显示时间则为TB/(TR+TG+TB)。
本例所述多基色光源1的多种基色分别按一定时间顺序交替提供背光，比如RGB共三个基色各占一个时隙；然后在显示面板2中的同一个像素点根据该点色彩对应的多基色光源1的各种基色给出每一种基色相应的灰度分量变化，在某一色背光工作的时隙中，像素点根据该基色的分量调到相应的灰度，所有基色依时序完成各字分量的显示。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种彩色视觉效果装置，其特征在于，包括：多基色光源、光源驱动电路、显示面板和面板驱动电路，所述光源驱动电路与多基色光源相连接，所述面板驱动电路与显示面板相连接，所述显示面板设置于多基色光源上方，所述光源驱动电路和面板驱动电路连接在一起；其中，所述多基色光源的每种基色各占一个时隙，所述多基色光源的所有基色都通过显示面板的同一个像素点进行显示，所述多基色光源的所有基色按时间顺序排列由多基色光源传送至显示面板来合成色彩。
2.根据权利要求1所述的彩色视觉效果装置，其特征在于，所述面板驱动电路控制显示面板合成色彩中每一种基色的显示速度为任一像素的色彩合成显示速度。
3.根据权利要求1所述的彩色视觉效果装置，其特征在于，所述多基色光源为RGB三基色。
4.根据权利要求3所述的彩色视觉效果装置，其特征在于，所述显示面板为黑白屏，所述面板驱动电路控制显示面板合成色彩中的每一种基色的时隙长度为该基色在RGB三基色光源中的时隙长度的三分之一。
5.根据权利要求1至4任意一项所述的彩色视觉效果装置，其特征在于，还包括导光板，所述导光板设置于多基色光源和液晶面板之间。
6.根据权利要求5所述的彩色视觉效果装置，其特征在于，所述液晶面板包括薄膜电晶体基板、配向膜和偏光板，所述薄膜电晶体基板设置于导光板上方，所述配向膜设置于薄膜电晶体基板的上方，所述偏光板设置于配向膜的上方。
7.根据权利要求6所述的彩色视觉效果装置，其特征在于，所述液晶面板还包括液晶，所述光源驱动电路和液晶分别设置于薄膜电晶体基板上。
8.一种彩色视觉效果的生成方法，其特征在于，采用了如权利要求1至7任意一项所述的彩色视觉效果装置，并包括以下步骤：
步骤S1，所述多基色光源的各种基色分别按照一定时间顺序交替提供光源或背光；
步骤S2，所述光源驱动电路提取步骤S1中多基色光源的各种基色的工作时隙；
步骤S3，所述面板驱动电路控制液晶面板的像素点根据步骤S2中各种基色的工作时隙进行灰度分量变化的跟随调节，进而使得所有的基色按照时序完成灰度分量的显示。
9.根据权利要求8所述的彩色视觉效果的生成方法，其特征在于，所述像素点为单一的显示点或是临近的多个显示点，若所述像素点为临近的多个显示点，则每个点分别用于显示不同基色的灰度分量。
10.根据权利要求8所述的彩色视觉效果的生成方法，其特征在于，所述多基色光源为RGB三基色光源；所述步骤S2中，所述RGB三基色光源的R基色工作时隙为TR，G基色工作时隙为TG，B基色工作时隙为TB；所述步骤S3中，所述R基色的灰度分量变化所显示时间则为TR/(TR+TG+TB)，所述G基色的灰度分量变化所显示时间则为TG/(TR+TG+TB)，所述B基色的灰度分量变化所显示时间则为TB/(TR+TG+TB)。
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