CN104933999B

CN104933999B - 显示装置

Info

Publication number: CN104933999B
Application number: CN201410108284.6A
Authority: CN
Inventors: 野村良太; 陈岩
Original assignee: Lenovo Beijing Ltd
Current assignee: Lenovo Beijing Ltd
Priority date: 2014-03-21
Filing date: 2014-03-21
Publication date: 2018-12-14
Anticipated expiration: 2034-03-21
Also published as: CN104933999A

Abstract

本发明实施例公开了一种显示装置，包括：显示模块；位于所述显示模块下方的背光模块；位于所述显示模块与所述背光模块之间的光束会聚模块；位于所述光束会聚模块与所述显示模块之间的光束扩展模块；控制所述光束扩展模块状态切换的第一开关模块；其中，所述光束扩展模块包括：对所述光束会聚模块发出的光线具有散射作用的第一状态和对所述光束会聚模块发出的光线没有散射作用的第二状态，从而使得本发明实施例所提供的显示装置，可以根据用户的观看模式（即单人观看模式和多人观看模式），将所述背光模块发出的光线集中于用户观看的方向，提高背光模块发出光线的利用率，减少光能的浪费。

Description

显示装置

技术领域

本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种显示装置。

背景技术

如图1所示，现有技术中的液晶显示器除包括：显示模块01以及位于所述显示模块01下方的背光模块02外，还包括位于所述显示模块01和所述背光模块02之间的扩散膜03，以把所述背光模块02的发出的光线导向指定的方向，扩大所述液晶显示器的视角，使得所述液晶显示器的显示画面内亮度均匀。但是，现有技术中液晶显示器的光能利用率较低。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种显示装置，以提高所述显示装置中，背光模块发出的光线的利用率，减少光能的浪费，提高光能利用率。

为解决上述问题，本发明实施例提供了如下技术方案：

一种显示装置，包括：

显示模块；

位于所述显示模块下方的背光模块；

位于所述显示模块与所述背光模块之间的光束会聚模块；

位于所述光束会聚模块与所述显示模块之间的光束扩展模块，所述光束扩展模块包括：对所述光束会聚模块发出的光线具有散射作用的第一状态和对所述光束会聚模块发出的光线没有散射作用的第二状态；

控制所述光束扩展模块状态切换的第一开关模块。

优选的，所述第一开关模块包括：

第一信号源，所述第一信号源的输出信号为所述光束扩展模块的工作电压；

与所述第一信号源相连的第一开关，所述第一开关的输入端与第一信号源相连，输出端与所述光束扩展模块相连。

优选的，所述背光模块包括第一背光模组和第二背光模组，所述显示装置还包括第二开关模块；

所述第二开关模块包括：

第二信号源，所述第二信号源的输出信号为所述第一背光模组的工作电压；

第二开关，所述第二开关的输入端与所述第二信号源相连，输出端与所述第一背光模组相连；

第三信号源，所述第三信号源的输出信号为所述第二背光模组的工作电压；

第三开关，所述第三开关的输入端与所述第三信号源相连，输出端与所述第二背光模组相连。

优选的，所述显示装置还包括：设置于所述显示模块显示面的图像采集模块，用于实时采集所述显示模块显示面一侧前方的图像信息。

优选的，所述图像采集模块为可见光摄像头或红外摄像头。

优选的，所述第一开关模块包括：

与所述图像采集模块相连的控制电路；

与所述控制电路输出端相连的第一三极管，所述第一三极管的控制端与所述控制电路的输出端相连，输入端与所述第一信号源相连，输出端与所述光束扩展模块相连；

其中，所述控制电路利用所述图像采集模块采集到的图像信息生成控制信号，输出给所述第一三极管，控制所述第一三极管的开关。

所述第二开关模块包括：

第二三极管，所述第二三极管的控制端与所述控制电路的输出端相连，输入端与所述第三信号源相连，输出端与所述第二背光模组相连。

优选的，所述控制电路包括：

信号处理模块，用于检测所述图像采集模块采集到的图像信息，判断所述图像采集模块采集到目标图像信息时，所述图像采集模块的旋转角度生成第一电平信号和第二电平信号，其中，所述目标图像信息为用户头像信息，当所述图像采集模块采集到目标图像信息时，所述图像采集模块的旋转角度在第一预设角度范围内时，所述信号处理模块输出第一电平信号，当所述图像采集模块采集到目标图像信息时，所述图像采集模块的旋转角度在第二预设角度范围内时，所述信号处理模块输出第二电平信号；

与所述信号处理模块相连的第一运算放大器，所述第一运算放大器的第一输入端设置有预设电压，第二输入端与所述信号处理模块相连，输出端与所述第一三极管相连，其中，所述第一电平信号小于所述预设电压，所述第二电平信号大于所述预设电压。

优选的，所述第一预设角度范围为0°-45°；所述第二预设角度范围为45°-90°。

优选的，所述光束会聚模块为柱面透镜光栅。

优选的，所述柱面透镜光栅的材料为高透过率材料。

优选的，所述光束扩展模块为聚合物分散液晶薄膜。

与现有技术相比，上述技术方案具有以下优点：

本发明实施例所提供的技术方案，包括：显示模块，背光模块，位于所述显示模块与所述背光模块之间的光束会聚模块，位于所述光束会聚模块和所述显示模块之间的光束扩展模块，以及控制所述光束扩展模块状态切换的第一开关模块，其中，所述光束扩展模块包括：对所述光束会聚模块发出的光线具有散射作用的第一状态和对所述光束会聚模块发出的光线没有散射作用的第二状态，从而在所述显示装置用于单人观看模式时，通过所述第一开关模块控制所述光束扩展模块切换至对所述光束会聚模块发出的光线不具有散射作用的第二状态，缩小光线的照射范围，或者在所述显示装置用于多人观看模式时，通过所述第一开关模块控制所述光束扩展模块切换至对所述光束会聚模块发出的光线具有散射作用的第一状态，扩大光线的照射范围。

由此可见，本发明实施例所提供的显示装置，可以根据用户的观看模式(即单人观看模式和多人观看模式)，将所述背光模块发出的光线集中于用户观看的方向，提高背光模块发出光线的利用率，减少光能的浪费。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中液晶显示器的结构示意图；

图2为本发明一个实施例中所提供的显示装置用于单人观看模式时的结构示意图；

图3为本发明实施例所提供的显示装置于单人观看模式时的光线示意图；

图4为本发明一个实施例中所提供的显示装置用于多人观看模式时的结构示意图；

图5为本发明实施例所提供的显示装置于多人观看模式时的光线示意图；

图6为本发明一个实施例所提供的显示装置中，所述第一开关模块的结构示意图；

图7为本发明一个实施例所提供的显示装置中，所述第二开关模块的结构示意图；

图8为本发明另一个实施例中所提供的显示装置的结构示意图；

图9为本发明另一个实施例所提供的显示装置中，所述第二开关模块的结构示意图。

具体实施方式

正如背景技术部分所述，现有技术中的液晶显示器的光能利用率较低。

发明人研究发现，这是由于所述液晶显示器在工作时包括单人观看和多人观看两种观看模式，而液晶显示器中的扩散膜制作完成后，其参数无法改变，使得所述液晶显示器工作时，其视角范围为固定值，且该视角范围内各处亮度相同，为了扩大所述液晶显示器的应用范围，现有技术中的液晶显示器的视角范围一般适用于多人观看模式，从而导致所述液晶显示器应用于单人观看时，所述背光模块发出的光线不能全部被有效利用，造成光能的浪费，进而使得现有技术中液晶显示器的光能利用率较低。

有鉴于此，本发明实施例提供了一种显示装置，包括：

显示模块；

位于所述显示模块下方的背光模块；

位于所述显示模块与所述背光模块之间的光束会聚模块；

控制所述光束扩展模块状态切换的第一开关模块。

由此可见，本发明实施例所提供的显示装置中，可以在用于单人观看模式时，通过所述第一开关模块控制所述光束扩展模块切换至对所述光束会聚模块发出的光线不具有散射作用的第二状态，缩小光线的照射范围，也可以在用于多人观看模式时，通过所述第一开关模块控制所述光束扩展模块切换至对所述光束会聚模块发出的光线具有散射作用的第一状态，扩大光线的照射范围，从而使得本发明实施例所提供的显示装置，可以根据用户的观看模式(即单人观看模式和多人观看模式)，将所述背光模块发出的光线集中于用户观看的方向，提高背光模块发出光线的利用率，减少光能的浪费，提高光能利用率。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

在以下描述中阐述了具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以多种不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广。因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。

如图2所示，本发明实施例提供了一种显示装置，包括：显示模块1；位于所述显示模块1下方的背光模块2；位于所述显示模块1与所述背光模块2之间的光束会聚模块3；位于所述光束会聚模块3与所述显示模块1之间的光束扩展模块4，所述光束扩展模块4包括：对所述光束会聚模块3发出的光线具有散射作用的第一状态和对所述光束会聚模块3发出的光线没有散射作用的第二状态；控制所述光束扩展模块4状态切换的第一开关模块5。

优选的，在本发明的一个实施例中，所述光束会聚模块3为柱面透镜光栅，更优选的，所述柱面透镜光栅的材料为高透过率材料，但本发明对此并不做限定，只要所述光束会聚模块3能够满足所述显示装置的光线会聚需求即可。

在本发明的另一个实施例中，所述光束扩展模块4优选为聚合物分散液晶薄膜，但本发明对此也不做限定，只要所述光束扩展模块4具有对所述光束会聚模块3发出的光线具有散射作用的第一状态和对所述光束会聚模块3发出的光线没有散射作用的第二状态即可。

在本发明实施例中，将所述显示装置的视场分为三个区域，即中间区域和位于所述中间区域两侧的边缘区域，当所述显示装置用于单人用户观看时，如图2所示，其用户位于所述显示装置视场的中间区域，此时，通过所述第一开关模块控制所述光束扩展模块4切换至对所述光束会聚模块3发出的光线不具有散射作用的第二状态，如图3所示，缩小光线的照射范围，减少射向所述显示装置视场边缘区域的光线，将所述显示装置的光线更多的导向用户所在区域，即所述显示装置视场的中间区域，减少光能的浪费，提高所述显示装置的光能利用率。

当所述显示装置用于多人用户观看时，如图4所示，其用户一般位于所述显示装置视场的中间区域和边缘区域，此时，通过所述第一开关模块5控制所述光束扩展模块4切换至对所述光束会聚模块3发出的光线具有散射作用的第一状态，如图5所示，扩大光线的照射范围，使得所述显示装置的视场内光线均匀分布，以满足多用户的使用需求。

由此可见，本发明实施例所提供的显示装置，可以根据用户的观看模式(即单人观看模式和多人观看模式)，将所述其光线集中于用户观看的方向，提高背光模块2发出光线的利用率，减少光能的浪费，提高光能利用率。

在本发明的一个实施例中，如图6所示，所述第一开关模块5包括：第一信号源51以及与所述第一信号源51相连的第一开关52，其中，所述第一信号源51的输出信号为所述光束扩展模块4的工作电压，所述第一开关52的输入端与所述第一信号源51相连，输出端与所述光束扩展模块4相连。

在本实施例中，当所述显示装置用于单人观看模式时，断开第一开关52，使得所述光束扩展模块4切换至对所述光束会聚模块3发出的光线不具有散射作用的第二状态，缩小所述显示装置的照射范围，将所述显示装置的光线更多的导向中间区域，从而减少光能的浪费，提高光能的利用率。当所述显示装置用于多人观看模式时，闭合第一开关52，利用所述第一信号源51为所述光束扩展模块4提供工作电压，使得所述光束扩展模块4切换至对所述光束会聚模块3发出的光线具有散射作用的第一状态，扩大所述显示装置光线的照射范围，使得所述显示装置市场的中间区域和边缘区域光线均匀分布，以满足多用户观看的需求。

在上述任一实施例的基础上，在本发明的另一个实施例中，如图7所示，所述背光模块2包括第一背光模组21和第二背光模组22，在该实施例中，所述显示装置还包括第二开关模块6，所述第二开关模块6包括：第二信号源61，所述第二信号源61的输出信号为所述第一背光模组21的工作电压；第二开关62，所述第二开关62的输入端与所述第二信号源61相连，输出端与所述第一背光模组21相连；第三信号源63，所述第三信号源63的输出信号为所述第二背光模组22的工作电压；第三开关64，所述第三开关64的输入端与所述第三信号源63相连，输出端与所述第二背光模组22相连。

在本实施例中，当所述显示装置用于单人观看模式时，由于其光线照射范围较小，需要的背光模块2的功耗较小，因此，可以断开第二开关62，闭合第三开关64，从而利用所述第一背光模组21发出的光线，作为所述显示装置的背光，或者闭合第二开关62，断开第三开关64，从而利用所述第二背光模组22发出的光线，作为所述显示装置的背光，进而进一步提高所述显示装置光能的利用率，同时降低所述背光模组的功耗。当所述显示装置用于多人观看模式时，由于其光线照射范围较大，需要的背光模块2的功耗较大，因此，可以同时闭合第二开关62和第三开关64，利用所述第一背光模组21发出的光线和第二背光模组22发出的光线，同时作为所述显示装置的背光，以满足多用户观看模式的背光需求。

由此可见，本实施例所提供的显示装置，不仅可以根据用户的观看模式(即单人观看模式和多人观看模式)，将所述背光模块2发出的光线集中于用户观看的方向，减少光能的浪费，提高光能利用率，还可以根据用户的观看模式(即单人观看模式和多人观看模式)，调节所述背光模块2的功耗，以降低所述显示装置的功耗。

在本发明的又一个实施例中，如图8所示，所述显示装置还包括：设置于所述显示模块1显示面的图像采集模块7，用于实时采集所述显示模块1显示面一侧前方的图像信息。其中，所述图像采集模块7可以为可见光摄像头，或红外摄像头，或其他人脸识别设备，本发明对此并不做限定。

优选的，在该实施例中，所述第一开关模块5包括：第一信号源51，所述第一信号源51的输出信号为所述光束扩展模块4的工作电压；与所述图像采集模块7相连的控制电路53；与所述控制电路53输出端相连的第一三极管54，所述第一三极管54的控制端与所述控制电路53的输出端相连，输入端与所述第一信号源51相连，输出端与所述光束扩展模块4相连；其中，所述控制电路53利用所述图像采集模块7采集到的图像信息生成控制信号，输出给所述第一三极管54，控制所述第一三极管54的开关。

在本实施例中，当所述图像采集模块7采集到所述显示装置的视场内，只有中间区域存在用户头像时，所述控制电路53生成低电平信号，输出给所述第一三极管54的控制端，控制所述第一三极管54关闭，切断所述第一信号源51与所述光束扩展模块4之间的通路，使得所述光束扩展模块4处于对所述光束会聚模块3发出的光线没有散射作用的第二状态，将所述背光模块2发出的光线集中导线所述显示装置视场的中间区域，从而减少光线的浪费，提高光能的利用率。

当所述图像采集模块7采集到所述显示装置的视场内，中间区域和边缘区域均存在用户头像时，所述控制电路53生成高电平信号，输出给所述第一三极管54的控制端，控制所述第一三极管54打开，连通所述第一信号源51和所述光束扩展模块4之间的通路，利用所述第一信号源51输出的信号，为所述光束扩展模块4提供工作电压，使得所述光束扩展模块4处于对所述光束会聚模块3发出的光线具有散射作用的第一状态，扩大所述背光模块2射出光线的光线范围，使得所述背光模块2发出的光线在所述中间区域和边缘区域均匀分布，以满足多用户观看模式的背光需求。

在上述实施例的基础上，在本发明的另一个实施例中，如图9所示，所述背光模块2包括第一背光模组21和第二背光模组22，所述显示装置还包括第二开关模块6；所述第二开关模块6包括：第二信号源61，所述第二信号源61的输出信号为所述第一背光模组21的工作电压；第二开关62，所述第二开关62的输入端与所述第二信号源61相连，输出端与所述第一背光模组21相连；第三信号源63，所述第三信号源63的输出信号为所述第二背光模组22的工作电压；第二三极管65，所述第二三极管65的控制端与所述控制电路53的输出端相连，输入端与所述第三信号源63相连，输出端与所述第二背光模组22相连。

在该实施例中，打开所述显示装置时，闭合所述第二开关62，使得所述第一背光模组21处于常亮状态，即所述第一背光模组21处于恒定工作状态，当所述图像采集模块7采集到所述显示装置的视场内，只有中间区域存在用户头像时，所述控制电路53生成低电平信号，输出给所述第二三极管65的控制端，所述第二三极管65关闭，切断所述第三信号源63与所述第二背光模组22之间的通路，只利用所述第一背光模组21发出的光线为所述显示装置提供背光。当所述图像采集模块7采集到所述显示装置的视场内，中间区域和边缘区域均存在用户头像时，所述控制电路53生成高电平信号，输出给所述第二三极管65的控制端，连通所述第三信号源63和第二背光模组22，利用所述第一背光模组21和第二背光模组22同时为所述显示装置提供背光。

在上述两个实施例中，在本发明的一个优选实施例中，所述控制电路53包括：

信号处理模块，用于检测所述图像采集模块7采集到的图像信息，判断所述图像采集模块7采集到目标图像信息时，所述图像采集模块7的旋转角度生成第一电平信号和第二电平信号，其中，所述目标图像信息为用户头像信息，当所述图像采集模块7采集到目标图像信息时，所述图像采集模块7的旋转角度在第一预设角度范围内时，所述信号处理模块输出第一电平信号，当所述图像采集模块7采集到目标图像信息时，所述图像采集模块7的旋转角度在第二预设角度范围内时，所述信号处理模块输出第二电平信号；

与所述信号处理模块相连的第一运算放大器，所述第一运算放大器的第一输入端设置有预设电压，第二输入端与所述信号处理模块相连，输出端与所述第一三极管54相连，其中，所述第一电平信号小于所述预设电压，所述第二电平信号大于所述预设电压。

优选的，所述第一预设角度范围为0°-45°，包括端点值；所述第二预设角度范围为45°-90°，包括右端点值，但本发明对此并不做限定，视具体的使用需求而定。

在本实施例中，当所述信息处理模块检测到所述图像采集模块7采集到目标信息时，所述图像采集模块7的旋转角度在第一预设角度范围内时，所述信息处理模块输出第一电平信号给所述第一运算放大器。由于所述第一电平信号小于所述第一运算放大器第一输入端的预设电压，此时，所述第一运算放大器输出低电平信号给第一三极管54的控制端，控制所述第一三极管54关闭，切断所述第一信号源51与所述光束扩展模块4之间的通路，使得所述光束扩展模块4处于对所述光束会聚模块3发出的光线没有散射作用的第二状态，将所述背光模块2发出的光线集中导线所述显示装置视场的中间区域，从而减少光线的浪费，提高光能的利用率。

当所述信息处理模块检测到所述图像采集模块7采集到目标信息时，所述图像采集模块7的旋转角度在第二预设角度范围内时，所述信息处理模块输出第二电平信号给所述第一运算放大器。由于所述第二电平信号大于所述第一运算放大器第一输入端的预设电压，此时，所述第一运算放大器输出高电平信号给所述第一三极管54的控制端，控制所述第一三极管54打开，连通所述第一信号源51和所述光束扩展模块4之间的通路，利用所述第一信号源51输出的信号，为所述光束扩展模块4提供工作电压，使得所述光束扩展模块4处于对所述光束会聚模块3发出的光线具有散射作用的第一状态，扩大所述背光模块2射出光线的光线范围，使得所述背光模块2发出的光线在所述中间区域和边缘区域均匀分布，以满足多用户观看模式的背光需求。

需要说明的是，本发明实施例对所述第一电平信号、第二电平信号以及所述预设电压的数值并不做限定，视具体情况而定，只要保证所述第一电平信号小于所述预设电压值，所述第二电平信号大于所述预设电压值即可。

综上所述，本发明实施例所提供的显示装置，包括：显示模块1，背光模块2，位于所述显示模块1与所述背光模块2之间的光束会聚模块3，位于所述光束会聚模块3和所述显示模块1之间的光束扩展模块4，以及控制所述光束扩展模块4状态切换的第一开关模块5，其中，所述光束扩展模块4包括：对所述光束会聚模块3发出的光线具有散射作用的第一状态和对所述光束会聚模块3发出的光线没有散射作用的第二状态，从而在所述显示装置用于单人观看模式时，通过所述第一开关模块5控制所述光束扩展模块4切换至对所述光束会聚模块3发出的光线不具有散射作用的第二状态，缩小光线的照射范围，或者在所述显示装置用于多人观看模式时，通过所述第一开关模块5控制所述光束扩展模块4切换至对所述光束会聚模块3发出的光线具有散射作用的第一状态，扩大光线的照射范围，进而使得本发明实施例所提供的显示装置，可以根据用户的观看模式(即单人观看模式和多人观看模式)，将所述背光模块2发出的光线集中于用户观看的方向，减少光能的浪费，提高所述显示装置光能利用率。

本说明书中各个部分采用递进的方式描述，每个部分重点说明的都是与其他部分的不同之处，各个部分之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims

1.一种显示装置，其特征在于，包括：

显示模块；

位于所述显示模块下方的背光模块；

位于所述显示模块与所述背光模块之间的光束会聚模块；

控制所述光束扩展模块状态切换的第一开关模块；

设置于所述显示模块显示面的图像采集模块，用于实时采集所述显示模块显示面一侧前方的图像信息，所述图像采集模块用于确定用户头像在所述显示装置的视场内的中间区域和/或边缘区域；

所述第一开关模块包括：第一信号源，所述第一信号源的输出信号为所述光束扩展模块的工作电压；与所述图像采集模块相连的控制电路；与所述控制电路输出端相连的第一三极管，所述第一三极管的控制端与所述控制电路的输出端相连，输入端与所述第一信号源相连，输出端与所述光束扩展模块相连；其中，所述控制电路利用所述图像采集模块采集到的图像信息生成控制信号，输出给所述第一三极管，控制所述第一三极管的开关。

2.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述第一开关模块包括：

3.根据权利要求2所述的显示装置，其特征在于，所述背光模块包括第一背光模组和第二背光模组，所述显示装置还包括第二开关模块；

所述第二开关模块包括：

4.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述图像采集模块为可见光摄像头或红外摄像头。

5.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述背光模块包括第一背光模组和第二背光模组，所述显示装置还包括第二开关模块；

所述第二开关模块包括：

6.根据权利要求1或5所述的显示装置，其特征在于，所述控制电路包括：

7.根据权利要求6所述的显示装置，其特征在于，所述第一预设角度范围为0°-45°；所述第二预设角度范围为45°-90°。

8.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述光束会聚模块为柱面透镜光栅。

9.根据权利要求8所述的显示装置，其特征在于，所述柱面透镜光栅的材料为高透过率材料。

10.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述光束扩展模块为聚合物分散液晶薄膜。