CN106292018B - 一种显示装置及其驱动方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种显示装置及其驱动方法，涉及显示技术领域，包括显示面板，还包括：用于对观测区域内至少一个观测位置进行检测的位置传感器，以及液晶透镜、控制器；液晶透镜设置于显示面板的出光侧；控制器与位置传感器和液晶透镜相连接，控制器用于从至少一个观测位置中确定出主观测位置，并对液晶透镜中液晶分子的偏转方向进行调整，以使得液晶透镜的出射光汇聚至主观测位置。能够主动识别主观测者，并调整画面显示方向，使主观测者所在的位置能够看到显示画面，其他位置无法看到显示画面。

Description

一种显示装置及其驱动方法

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及其驱动方法。

背景技术

目前，液晶显示装置因具有高画质、体积小、重量轻及应用范围广等优点而被广泛应用于移动电话、笔记型计算机、桌上型显示装置以及电视等消费性电子产品，并已经逐渐取代传统的阴极射线管(CRT)显示装置而成为显示装置的主流。为了能够有效的保护使用者的隐私，在使用者观看液晶显示器上的显示画面时，就需要显示装置能够具有防窥功能，防止液晶显示器视角范围内的其他人观看到画面内容。

现有的显示装置防窥技术通常为使用者佩戴专用的辅助器件，例如偏光片眼镜，以使得只有佩戴专用眼镜的使用者能够看到显示装置上的显示内容，然而专用的眼镜不便于携带，长时间佩戴也可能会对使用者造成眩晕等不适症状，降低了使用者的使用舒适度。

为了提高使用者的使用舒适度，在此基础上，现有的显示装置防窥技术种还包括在显示装置上贴附防窥膜层，通过防窥膜层的视角限制，使得只有位于显示装置的预设观看区域内(通常将该区域设置在中心区域)的使用者能够看清显示画面，其他区域则无法看清显示画面。

但是这种贴附防窥膜层的方式要求使用者必须始终处于预设观看区域内，当使用者移动至预设观看区域的范围之外，则无法观看到画面内容。

发明内容

本发明实施例提供一种显示装置及其驱动方法，能够主动识别主观测者，并调整画面显示方向，使主观测者所在的位置能够看到显示画面，其他位置无法看到显示画面。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

本发明实施例的一方面，提供一种显示装置，包括显示面板，还包括：用于对观测区域内至少一个观测位置进行检测的位置传感器，以及液晶透镜、控制器；液晶透镜设置于显示面板的出光侧；控制器与位置传感器和液晶透镜相连接，控制器用于从至少一个观测位置中确定出主观测位置，并对液晶透镜中液晶分子的偏转方向进行调整，以使得液晶透镜的出射光汇聚至主观测位置。

进一步的，位置传感器包括采集单元，采集单元包括用于向观测区域发送光线的发射器，以及用于接收观测区域反射的光线的接收器；位置传感器还包括处理单元，处理单元与采集单元中的每一个接收器相连接，处理单元用于根据每一个接收器采集到的反射的光线，以及多个接收器的位置关系确定至少一个观测位置。

优选的，接收器设置有两个，接收器在显示装置上位于同一水平方向设置且位置不重叠；或者，接收器设置有至少三个且设置位置不重叠，其中，一个接收器设置在显示面板的中心位置。

进一步的，控制器包括判定单元；判定单元与位置传感器相连接，用于在中心观测区域内的所有观测位置中，选取与显示面板的距离最近的观测位置，并将该观测位置作为主观测位置；或者，当中心观测区域内没有观测位置时，在中心观测区域以外的所有观测区域中，选取与显示面板的距离最近的观测位置，并将该观测位置作为主观测位置；其中，中心观测区域位于观测区域的中心位置，中心观测区域的面积与观测区域的面积之比在2:3～4:5之间。

进一步的，控制器包括与判定单元相连接的第一电压设置单元；第一电压设置单元用于根据主观测位置，向液晶透镜提供控制电压，以对液晶分子的偏转方向进行调整。

优选的，控制器包括第二电压设置单元和存储器；第二电压设置单元与判定单元以及存储器相连接，第二电压设置单元用于根据主观测位置，从存储器中调用与主观测位置相匹配的电压数据组，并将电压数据组中的电压施加至液晶透镜中，以对液晶分子的偏转方向进行调整。

优选的，在发射器上设置有汇聚透镜。

本发明实施例的另一方面，提供一种驱动方法，应用于上述任一项所述的显示装置中，包括：位置传感器检测至少一个观测位置；控制器从至少一个观测位置中确定出主观测位置；调整液晶透镜中液晶分子的偏转方向，使得液晶透镜的出射光汇聚至主观测位置。

进一步的，当发射器为红外发射器，接收器为红外接收器时，在通过位置传感器检测至少一个观测位置之前，驱动方法还包括：红外接收器获取热辐射信号，确定观测区域内是否有观测者。

进一步的，当控制器包括判定单元以及与判定单元相连接的第一电压设置单元时，控制器从至少一个观测位置中确定出主观测位置包括：在观测区域的中心位置划分中心观测区域，中心观测区域的面积与观测区域的面积之比在2:3～4:5之间；在中心观测区域内的所有观测位置中，选取与显示面板距离最近的观测位置作为主观测位置；中心观测区域内没有观测位置时，在中心观测区域以外的所有观测区域中，选取与显示面板距离最近的观测位置作为主观测位置；调整液晶透镜中液晶分子的偏转方向，使得液晶透镜的出射光汇聚至主观测位置包括：第一电压设置单元根据主观测位置向液晶透镜提供控制电压，以调整液晶透镜中液晶分子的偏转方向。

优选的，当控制器包括第二电压设置单元和存储器时，在通过位置传感器检测至少一个观测位置之前，驱动方法包括：存储器中存储与液晶透镜中液晶分子的多个偏转方向相匹配的电压数据组；调整液晶透镜中液晶分子的偏转方向，使得液晶透镜的出射光汇聚至主观测位置包括：调取存储器中与主观测位置相匹配的电压数据组；第二电压设置单元将电压数据组中的电压施加至液晶透镜。

本发明实施例提供一种显示装置及其驱动方法，显示装置包括显示面板，还包括：用于对观测区域内至少一个观测位置进行检测的位置传感器，以及液晶透镜、控制器；液晶透镜设置于显示面板的出光侧；控制器与位置传感器和液晶透镜相连接，控制器用于从至少一个观测位置中确定出主观测位置，并对液晶透镜中液晶分子的偏转方向进行调整，以使得液晶透镜的出射光汇聚至主观测位置。

综上所述，该显示装置的显示过程为，位置传感器检测至少一个观测位置，控制器从至少一个观测位置中确定出主观测位置，并控制液晶透镜中液晶分子的偏转方向，使液晶透镜的出射光汇聚至上述主观测位置，以使得只有位于主观测位置的用户才能看到该显示装置显示的图像，而位于主观测位置以外的用户无法观测到显示图像，从而实现防窥显示。在此基础上，当用户的位置发生变化时上述各个观测位置会发生变化，控制器能够对主观测位置进行重新确定，并始终保证只有位于主观测位置的用户看到显示图像。因此，显示光线的出射方向能够跟随主观测位置的变化而变化，从而达到实现主动防窥的目的。

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，下面描述中的附图仅仅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为本发明实施例提供的一种显示装置的结构示意图一；

图2为图1中显示装置的俯视图；

图3为液晶透镜的结构示意图；

图4为位置传感器的结构框图；

图5为本发明实施例一提供的一种显示装置的结构示意图；

图6为本发明实施例一提供的一种显示装置的驱动电路图一；

图7为本发明实施例一提供的一种显示装置的驱动电路图二；

图8为本发明实施例一提供的一种控制器的结构框图；

图9为使用图8所示的控制器的显示装置的俯视图；

图10为本发明实施例二提供的一种显示装置的结构示意图；

图11为本发明实施例二提供的一种控制器的结构框图；

图12为使用图11所示的控制器的显示装置的俯视图；

图13为本发明实施例提供的一种显示装置的驱动方法的流程图一；

图14为本发明实施例提供的一种显示装置的驱动方法的流程图二；

图15为本发明实施例一提供的一种显示装置的驱动方法中步骤S102的流程图；

图16为本发明实施例一提供的一种显示装置的驱动方法中步骤S103的流程图；

图17为本发明实施例二提供的一种显示装置的驱动方法的流程图；

图18为本发明实施例二提供的一种显示装置的驱动方法中步骤S103的流程图。

附图标记：

01-显示面板；02-位置传感器；21-采集单元；211-发射器；212-接收器；22-处理单元；221-滤波器；222-积分放大器；223-差分器；224-计算器；03-液晶透镜；31-上基板；32-液晶分子；33下基板；04-控制器；41-判定单元；42-第一电压设置单元；43-第二电压设置单元；44-存储器；05-汇聚透镜；A显示面板出光侧；T-对观测区域X的分区；X-观测区域；X′-中心观测区域；X〞-周边区域；a、b、c-观测区域中的观测位置；h-观测位置与显示面板之间的距离；h1-观测位置与第一个接收器之间的距离；h2-观测位置与第二个接收器之间的距离；α-观测位置与显示面板中心之间的夹角；β-显示装置的视角；γ-分区的两边与显示面板中心之间的夹角。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供一种显示装置，如图1所示，包括显示面板01，还包括：用于对观测区域X内至少一个观测位置(如图1中所示a、b、c)进行检测的位置传感器02，如图2所示，还包括液晶透镜03、控制器04。液晶透镜03设置于显示面板01的出光侧A。控制器04与位置传感器02和液晶透镜03相连接，控制器04用于从至少一个观测位置(如图1或图2中所示a、b、c)中确定出主观测位置(例如在图1中观测位置a为主观测位置)，并对液晶透镜03中液晶分子的偏转方向进行调整，以使得液晶透镜03的出射光汇聚至该主观测位置。

需要说明的是，第一，观测区域X指的是在显示面板01的出光侧A，显示面板01所显示的画面能够被完整看到的范围，即位于上述观测区域X的用户能够完整的看到显示面板01显示的画面，如图2中虚线所包括的扇形区域，该扇形区域的两边缘向显示面板01背离出光侧A的方向延伸具有一个夹角，这个夹角即为显示面板01的视角β，观测者在该视角β所包含的区域以外站立会由于位置过偏而难以看清显示画面。因此，本发明中所述的观测区域X仅包含视角β内能够看清显示画面的范围，通常显示装置能够做到的视角β在140°～170°之间。

第二，观测位置指的是位于观测区域X内的任意位置，当有多个观测者位于显示面板01前的观测区域X内时，每个观测者所处的位置均为一个观测位置，如图2中的a、b、c均为观测位置。

第三，控制器04从至少一个观测位置中确定出主观测位置，其中包括两种情况，例如，当显示面板01的观测区域X内只有一个观测者时，认定该观测者所处的观测位置为主观测位置，若该观测者移动位置，则重新确定观测位置并认定其为主观测位置。又例如，如图2所示，当显示面板01的观测区域X内同时有多个观测者时，从多个观测者所在的多个观测位置a、b、c中根据预先设定的判断标准确定其中一个观测位置为主观测位置，例如当以观测位置与显示面板01的距离为判断标准时，选取距离显示面板01的距离最近的观测位置为主观测位置，如图2中即可直观认定观测位置a为主观测位置。若多个观测位置发生移动，导致主观测位置发生了变化，则再次从多个观测位置中重新确定出主观测位置。

第四，如图3所示，液晶透镜(LC Lens)又称为液晶棱镜，为在相互对盒的上基板31和下基板33之间设置有液晶分子32的结构，在其中一侧基板，例如上基板31上施加恒定电压，另一侧基板例如下基板33上设置并列排列的多个条状电极，对多个条状电极分别施加不同的电压，通过使得液晶层上与条状电极位置对应的液晶分子32上产生的电压差不同，就能够控制液晶分子32的偏转方向，对条状电极施加的电压值不同，相应位置的液晶分子32的偏转方向也不同，使得显示面板01上对应位置的出射光线发射角度也不同，进而能够在显示面板01的出光侧A产生类似透镜显示的效果，控制显示面板01显示的画面的出射方向。例如，以观测位置a为主观测位置为例，如图3所示，在上基板31施加恒定电压值，对下基板33上的各条状电极施加不同的电压值，具体设置为，由显示面板01的一侧向主观测位置在显示面板01上的投影逐渐靠近，其对应位置的条状电极上施加的电压值逐渐增大，在与主观测位置投影重合处的条状电极与上基板31之间电压差为零，然后向显示面板01另一侧延伸时电压值继续增大，这样一来，即在液晶透镜03的上基板31和下基板32之间形成一个梯度电场，使得越靠近主观测位置处的电压差绝对值越小，且主观测位置两侧的电压差极性相反。该梯度电场控制液晶分子32产生相应的偏转，越远离主观测位置处由于电压差大绝对值大，则使得液晶分子32偏转角度越大，且主观测位置左右两侧的液晶分子32偏转方向相反，如图中实线箭头所示，使得显示面板01出光侧A发出的光线沿液晶分子32的偏转方向确定为主观测位置的观测位置a出射，其他观测位置b、c则由于液晶透镜03中液晶分子偏转后的遮挡作用，而无法看清显示画面，如图中虚线箭头所示。

本发明中对于液晶透镜03不进行具体限定，只要能够根据驱动实现控制显示画面的光线向不同的方向发射即可，例如液晶光栅(LC Barrier)等均可适用于本发明中。

本发明提供的一种显示装置，包括显示面板，还包括：用于对观测区域内至少一个观测位置进行检测的位置传感器，以及液晶透镜、控制器；液晶透镜设置于显示面板的出光侧；控制器与位置传感器和液晶透镜相连接，控制器用于从至少一个观测位置中确定出主观测位置，并对液晶透镜中液晶分子的偏转方向进行调整，以使得液晶透镜的出射光汇聚至主观测位置。该显示装置的显示过程为，位置传感器检测至少一个观测位置，控制器从至少一个观测位置中确定出主观测位置，并控制液晶透镜中液晶分子的偏转方向，使液晶透镜的出射光汇聚至上述主观测位置，以使得只有位于主观测位置的用户才能看到该显示装置显示的图像，而位于主观测位置以外的用户无法观测到显示图像，从而实现防窥显示。在此基础上，当用户的位置发生变化时上述各个观测位置会发生变化，控制器能够对主观测位置进行重新确定，并始终保证只有位于主观测位置的用户看到显示图像。因此，显示光线的出射方向能够跟随主观测位置的变化而变化，从而达到实现主动防窥的目的。

进一步的，如图4所示，位置传感器02包括采集单元21，如图2所示，采集单元21包括用于向观测区域X发送光线的发射器211，以及用于接收观测区域X反射的光线的接收器212。如图4所示，位置传感器02还包括处理单元22，处理单元22与采集单元21中的每一个接收器212相连接，处理单元22用于根据每一个接收器212采集到的反射的光线，以及多个接收器212的位置关系确定至少一个观测位置。

在采集单元21中，发射器211向观测区域X发送光线信号，发送的光线信号在观测区域X内遇到障碍物(如观测者)即会在观测者所在的观测位置(例如图4中的观测位置a)处发生反射，接收器212接收观测位置a反射的光线信号，确定观测位置a的具体坐标。

其中，当接收器212仅设置有一个时，接收器212只能通过接收到的反射光线确定与观测位置a之间的直线距离，而在观测区域X内与一个接收器212具有相同距离的观测位置可能有多个，一个接收器212接收到的光线信号难以确定出准确的观测位置坐标，因此，为了保证位置传感器02对观测位置具体坐标的准确定位，接收器212至少设置有两个。

以下对于位置传感器02的具体设置方式和设置位置，以及显示装置实现主动防窥作用的实现过程进行详细的举例说明。

实施例一

在本实施例中，如图5所示，发射器211设置有一个，位于显示面板01中心，接收器212设置有两个分别位于发射器211的两侧，接收器212在显示装置上位于同一水平方向设置且位置不重叠。本实施例中的控制器04先判定出主观测位置，然后根据主观测位置计算需要向液晶透镜03中各处施加的电压值，进而将计算得到的电压值施加在液晶透镜03上以控制液晶分子32的偏转方向。

如图8所示，上述的控制器04包括判定单元41以及与判定单元41相连接的第一电压设置单元42。

如图6所示的驱动电路，通过电压转换处理，将外接电压源的电压值转换为位置传感器02以及控制器04的所需的相应供电电压值进行供电，例如，外接5V电压源，通过电压转换，将5V电源电压转换为12V提供位置传感器02中接收器212、发射器211以及处理单元22的供电，将5V电源电压转换为3.3V提供控制器04的工作电源。通过控制器04控制发射器211发射光线信号，接收器212接收到的信号经处理单元22计算处理后输送至控制器04。

如图2所示，发射器211接通电源后发出的光线信号发射至观测位置a，如图2中实线箭头所示，接着光线信号在观测位置a处发生反射，位于发射器211两侧的两个接收器212分别接收观测位置a反射的光线信号，如图2中虚线箭头所示。

如图7所示，位置传感器02的采集单元21中的两个接收器212将接收到的光线信号发送至处理单元22中，将接收到的光线信号进行调制处理，首先经过滤波器221进行滤波，将光线信号中杂乱的干扰信号去除，然后通过积分放大器222和差分器223的处理将有用波形放大并调制使信号特征明显，再将调制后的信号输入计算器224进行计算处理以得到观测位置a的具体坐标。经过调制处理的光线信号由于消除了杂乱信号的干扰并放大了波形特征，能够使得后续的计算更加精确。

以下对于图7中处理单元22对于观测位置a的具体坐标的计算方法进行详细的说明。

如图2所示，处理单元22与采集单元21中的两个接收器212分别连接，将两个接收器212采集到的反射光线h1、h2进行运算处理，例如，分别计算发射器211发出的光线信号强度与两个接收器212接收到的光线信号的强度之间的差值，即为光线信号在传播过程中的损失，由于光线信号在传播过程中经过的路线越长，光强损失越大，则可得到h1、h2的长度，两个接收器212之间的距离也为已知，即已知三角形的三个边长，则可通过勾股定理计算得到有三角形的一个顶角向对边所做垂线的长度，即图中观测位置a与显示面板01之间的距离h，并进一步通过勾股定理计算得到观测位置a与显示面板01中心的夹角α，由此确定观测位置a的具体坐标。又例如，由于光线信号在传播过程中经过的路线越长，所用的时间越长，则还可以分别计算发射器211发出光线信号与两个接收器212接收到光线信号之间的时间差得到h1、h2的长度，对于观测位置a的具体坐标的计算方式与上述相同，此处不再赘述。

采用上述同样的方式，当观测区域X内有多个观测位置时，处理单元22能够确定出位于观测区域X内的所有观测位置(如图2中所示的观测位置a、b、c)的具体坐标。

这样一来，在能够保证测试精度的前提下，本实施例仅设置两个接收器212就可计算得到观测位置的具体坐标，节省了显示装置的制造成本。

优选的，可以使用红外光作为本发明中发送和接收的信号源，相应的，接收器212为红外接收器，发射器211为红外发射器，由于红外光为不可见光且在室内使用不会对人体产生不利影响，例如波长为940nm红外光，即经常用于测距等工作中，其使用方便，测量精准。此外，红外发射器与红外接收器已成熟使用的红外线发送和接收设备，加工成本也较低，有利于节省显示装置的制造成本。

此外，当使用红外光作为本发明中发送接收的信号源时，接收器212还能够通过接收由人体发出的热辐射红外信号(热辐射红外信号的波长约为10μm左右)，接收红外信号的接收器212能够通过接收到的热辐射红外信号首先判断出现在观测区域内的观测位置处是否为人体，当确定观测位置处具有人体发出的热辐射红外信号后，再进行上述主观测位置的计算和判定，这样能够避免观测区域X内的障碍物(如桌椅板凳)产生的观测位置导致位置传感器02中对主观测位置的误判，同时减少位置传感器02中处理单元22的计算处理量，提高位置传感器02的响应速度。

如图8所示，控制器04包括判定单元41以及与判定单元41相连接的第一电压设置单元42。判定单元41与位置传感器02相连接，接收位置传感器02发送的一个或多个观测位置的具体坐标。判定单元41在所有观测位置中根据预先设定的判断标准判定出主观测位置，第一电压设置单元42根据该主观测位置，计算需要向液晶透镜03中每一个条状电极中施加的电压值并将计算得到的电压值向条状电极输出，以对液晶分子的偏转方向进行调整，使显示画面的光线向主观测位置的方向出射。

这样一来，就能够使得显示面板01的显示画面仅向主观测位置处显示，其他观测者所处的位置则由于液晶透镜03的阻挡，无法看到或看清显示画面，从而实现显示装置主动防窥视的目的。

上述预先设定的判断标准可以根据不同显示装置的应用场合不同，并结合实际需要设定具体的限定条件来对多个观测位置中的主观测位置进行选择。以下通过一个具体的示例进行详细说明。

例如，判断标准可以设定为：如图9所示，首先在中心观测区域X′内的所有观测位置中，选取与显示面板01的距离h最近的观测位置，并将该观测位置作为主观测位置，当中心观测区域X′内没有观测位置时，在中心观测区域X′以外的所有观测区域X中，选取与显示面板01的距离h最近的观测位置，并将该观测位置作为主观测位置。

这样一来，由于控制器04的判定单元41优先对中心观测区域X′内的观测者进行判定，降低了对主观测者产生误判的可能性，例如，若观测区域X内的周边区域X〞进入无关人群，在中心观测区域X′内有观测者的情况下，判定单元41不会对无关人群产生的位置信息进行采集处理而导致误判，进而影响到主观测者对显示装置的使用。只有当中心观测区域X′内没有观测者时，判定单元41才会对周边区域X〞的观测者进行计算处理和判断，以确定周边区域X〞内与显示面板01的距离最近的观测位置的观测者为主观测者。

需要说明的是，无论是手机、平板电脑等小型显示设备，电视、公共电子显示屏，或者计算机、提款机操作屏幕等显示设备，对于显示面板01前的观测区域X，观测者通常大部分时候会在面对显示面板01的中心位置观看或使用，同时，考虑到位于显示面板01任意一侧与显示面板01之间的角度过小时，使用者能够看到的显示画面也会发生颜色变化或者清晰度下降等问题。因此，对观测区域X划分中心区域符合观测者的常规使用习惯。具体划分如图9所示，以显示面板01的中心为圆点、分别向显示面板01两侧做扇形延伸的方式将观测区域X划分为中心观测区域X′以及中心观测区域X′以外的周边区域X〞。

根据使用经验，具体设置中心观测区域X′位于观测区域X的中心位置，中心观测区域X′的面积与观测区域X的面积之比设置在2:3～4:5之间。经上述划分，中心观测区域X′内为观测者的惯用观测或使用范围，且当观测者位于中心观测区域X′内时所观测到的显示画面效果也为最佳。

此外，还需要说明的是，控制器04中在观测区域X内选取与显示面板01的距离h最近的观测位置作为主观测位置，可以通过两两比较的计算方法，将出现在中心观测区域X′(或者在中心观测区域X′内没有观测者时，出现在周边区域X〞)内的多个观测者所在观测位置的具体位置坐标两两进行比较，得出的多个距离h较近的观测位置之间再两两比较，最终得出与显示面板01的距离h最近的观测位置作为主观测位置。本发明中对于在控制器04中由多个观测位置中确定主观测位置的方法不做具体限定，上述两两比较的计算方法仅为例举。

实施例二

在本实施例中，如图10所示，发射器211设置有一个，位于显示面板01中心，接收器212设置有三个且位置不重叠。本实施例中的控制器04预先将观测区域X进行分区划分，储存显示画面向每一个分区内显示时所需向液晶透镜03施加的电压值组，然后判定主观测位置所述的具体分区后，直接将实现向该分区显示的电压值组调出并施加至液晶透镜03。

如图11所示，上述的控制器04包括判定单元41、第二电压设置单元43和存储器44。

位置传感器02使用这种设置方式，三个接收器212可以不用必须设置在同一水平方向上，使得接收器212在显示面板01上的设置位置选择更加灵活，同时，三个接收器212共同定位来计算观测位置的具体坐标，即两两之间根据与实施例一中所述的方式计算，所得结果之间互相印证，能够提高处理单元22计算处理的准确性。

本实施例中位置传感器02与控制器04之间的连接关系以及驱动过程与实施例一相同，此处不再赘述。

如图11所示，控制器04包括判定单元41、第二电压设置单元43和存储器44，第二电压设置单元43与判定单元41以及存储器44相连接，第二电压设置单元43用于根据判定单元41确定出的主观测位置，从存储器44中调用与主观测位置相匹配的电压数据组，并将电压数据组中的电压施加至液晶透镜03中，以对液晶分子的偏转方向进行调整。

控制器04的具体控制方式如下：如图12所示，以显示面板01的中心为圆点将显示面板01前的观测区域X预先划分为多个扇形区域作为预设分区T，每一个预设分区T为与显示面板01的中心呈一个具有夹角γ的扇形范围。预先计算显示画面向每一个分区T显示时所需液晶透镜03中液晶分子的偏转角度，根据该偏转角度值，进一步计算所需向各处液晶分子施加的电压数据组，并将多个与向预设分区T显示画面的液晶分子所需偏转角度相匹配的电压数据组预先存储在存储器44中，这样一来，当判定单元41确定出的主观测位置后，第二电压设置单元43根据确定出的主观测位置所处的预设分区T，调用存储器44中与该预设分区T的显示相匹配的电压数据组并施加至液晶透镜03的每一个条状电极中，即可实现使液晶分子做相应的偏转以使显示画面向主观测位置的显示。

本实施例中，由于多个电压数据组为预先计算并存储在存储器44中的，在使用中仅需在判定单元41中判断后向存储器44直接调用，能够缩短显示装置的计算处理时间，提高控制器04的响应速度。

上述多个预设分区T与显示面板01的中心的夹角γ可以设置为如图12所示的等分的形式，也可以根据实际使用经验对每个预设分区T单独设定其夹角γ的角度，具体的夹角γ的角度值也可以根据需要进行设定，本发明中对此不做具体限定。

本实施例中其他连接关系、工作原理以及计算方法均与实施例一相同，此处不再赘述。

进一步的，如图2所示，在上述实施例一或实施例二所述的发射器211前端设置有汇聚透镜05。发射器211发出的光线信号经过汇聚透镜05的汇聚作用，能够提高发射器211发出的光线信号的强度。

此外，本发明中对于发射器211的设置数量不做具体限制，可以如上述实施例一和实施例二所示的设置一个，也可以设置两个或多个。以红外发射器为例，通常一个红外发射器的发射角度能够达到显示面板01的视角β的范围，因此设置一个红外发射器即可覆盖整个观测区域X的信号发射。

由于汇聚透镜05的汇聚作用，会使得发射器211原有的发射覆盖角度缩小，因此，为了保证发射器211发射的光线信号角度能够覆盖整个观测区域X，在发射器211前端设置有汇聚透镜05时，可以在同一位置设置两个或多个发射器211且两个或多个发射器211面向不同方向发射信号，以补偿一个发射器211经汇聚透镜05汇聚光线后发射角度缩小的问题。

优选的，汇聚透镜05为菲涅尔透镜。菲涅尔透镜又名螺纹透镜，是指镜片表面一面为光面、另一面刻录由小到大的同心圆形成螺纹状表面的凸透镜。普通凸透镜在使用时会出现边角变暗、模糊的现象，是由于光的折射只发生在介质的交界面，凸透镜片较厚，光在玻璃中直线传播的部分会使得光线衰减而导致的。如果可以去掉直线传播的部分，只保留发生折射的曲面，便能省下大量材料同时达到相同的聚光效果。菲涅耳透镜就是应用这种原理。将菲涅尔透镜设置在发射器211的发射端，就能够在发射器211的前方产生一个交替变化的“盲区”和“高灵敏区”，以提高发射器211发出光线信号的能量幅度，同时使发射器211发出的光线信号各处强度一致。

进一步的，根据显示装置的常规使用习惯，观测者在观赏显示画面的时候通常会选择尽量靠近中心区域的位置，因此，汇聚透镜05弧形面的曲率设置为由中心向四周逐渐增大，这样能够提高接收器212对中心区域发射红外光信号的均匀性，提高位置传感器02的测量精度。

本发明的另一方面提供一种使用上述显示装置实现主动防窥视的驱动方法，如图13所示，包括：

S101、位置传感器02检测至少一个观测位置；

S102、控制器04从至少一个观测位置中确定出主观测位置；

S103、调整液晶透镜03中液晶分子的偏转方向，使得液晶透镜03的出射光汇聚至主观测位置。

具体的，位置传感器02在观测区域X内检测出一个或多个观测位置，分别通过前述方法计算出检测到的每一个观测位置的具体位置坐标，将每一个观测位置的具体位置坐标发送至控制器04，在控制器04中，根据预设判定条件(例如前述的工作过程中将观测位置与显示面板01的距离h最近作为判定条件)将其中一个观测位置确定为主观测位置，控制器04根据该主观测位置计算需向液晶透镜03中的每一个条状电极施加的电压值，并将计算得到的电压值加载在每一个条状电极上，使得液晶分子根据上基板和下基板之间不同的电压差产生相应方向的偏转，将显示面板01出射的一部分光线出射、另一部分光线阻挡，显示面板01的显示画面仅向该主观测位置显示，实现主动防窥视的目的，解决了现有的防窥显示器中，显示方向无法改变，观测者只能够被动的位于防窥显示器能够显示的区域内才能看到显示画面的问题。

优选的，当发射器211为红外发射器，接收器212为红外接收器时，在步骤S101之前，如图14所示，所述驱动方法还包括：

S201、接收器212获取热辐射信号，确定观测区域X内是否有观测者。

接收器212为红外接收器时，红外接收器能够接收人体发出的热辐射红外信号，以在对观测区域X内的所有观测位置进行检测之前，首先判定观测位置处的观测者是否为人体，当能够接收到热辐射信号时，判定观测位置处的观测者为人体，再进一步检测所在的观测位置，这样能够排除其他障碍物对红外光信号的反射而使红外接收器将该障碍物判定为一个观测位置并进行计算，减少位置传感器02的运算量，同时降低误判的可能性。

具体的，例如，当显示装置为实施例一所述的结构时，控制器04包括判定单元41以及与判定单元41相连接的第一电压设置单元42时，如图15所示，步骤S102包括：

S1021、在观测区域X的中心位置划分中心观测区域X′，中心观测区域X′的面积与观测区域X的面积之比在2:3～4:5之间；

S1022、在中心观测区域X′内的所有观测位置中，选取与显示面板01距离h最近的观测位置作为主观测位置；

S1023、中心观测区域X′内没有观测位置时，在中心观测区域X′以外的所有观测区域X中，选取与显示面板01距离h最近的观测位置作为主观测位置。

如图16所示，步骤S103包括：

S1031、第一电压设置单元42根据主观测位置向液晶透镜03提供控制电压，以调整液晶透镜03中液晶分子的偏转方向。

又例如，当显示装置为实施例一所述的结构时，控制器04包括第二电压设置单元43和存储器44时，如图17所示，在步骤S101之前，驱动方法包括：

S301、存储器44中存储与液晶透镜03中液晶分子的多个偏转方向相匹配的电压数据组。

如图18所示，步骤S103包括：

S1032、调取存储器44中与主观测位置相匹配的电压数据组；

S1033、第二电压设置单元43将电压数据组中的电压施加至液晶透镜03。

由于在上述显示装置的结构以及实现主动防窥显示的方式已经在上述实施例一和实施例二中进行了具体的说明，并且也对于控制器04的具体设置方式、驱动方法以及有益效果均已进行了详细的说明，此处不再赘述。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种显示装置，包括显示面板，其特征在于，还包括：用于对观测区域内至少一个观测位置进行检测的位置传感器，以及液晶透镜、控制器；

所述液晶透镜设置于所述显示面板的出光侧；所述控制器与所述位置传感器和所述液晶透镜相连接，所述控制器用于从所述至少一个观测位置中确定出主观测位置，并对所述液晶透镜中液晶分子的偏转方向进行调整，以使得所述液晶透镜的出射光汇聚至所述主观测位置；

所述位置传感器包括采集单元，所述采集单元包括用于向所述观测区域发送光线的发射器，以及用于接收所述观测区域反射的光线的接收器；

所述位置传感器还包括处理单元，所述处理单元与所述采集单元中的每一个接收器相连接，所述处理单元用于根据每一个所述接收器采集到的反射的光线，以及多个所述接收器的位置关系确定所述至少一个观测位置；

所述控制器包括判定单元；

所述判定单元与所述位置传感器相连接，用于在中心观测区域内的所有所述观测位置中，选取与所述显示面板的距离最近的所述观测位置，并将该观测位置作为所述主观测位置；或者，当所述中心观测区域内没有所述观测位置时，在所述中心观测区域以外的所有所述观测区域中，选取与所述显示面板的距离最近的所述观测位置，并将该观测位置作为所述主观测位置；

其中，所述中心观测区域位于所述观测区域的中心位置，所述中心观测区域的面积与所述观测区域的面积之比在2:3～4:5之间；

所述控制器包括与所述判定单元相连接的第一电压设置单元；

所述第一电压设置单元用于根据所述主观测位置，向所述液晶透镜提供控制电压，以对液晶分子的偏转方向进行调整；

或者所述控制器包括第二电压设置单元和存储器；

所述第二电压设置单元与所述判定单元以及所述存储器相连接，所述第二电压设置单元用于根据所述主观测位置，从所述存储器中调用与所述主观测位置相匹配的电压数据组，并将所述电压数据组中的电压施加至所述液晶透镜中，以对液晶分子的偏转方向进行调整。

2.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述接收器设置有两个，所述接收器在所述显示装置上位于同一水平方向设置且位置不重叠；或者，所述接收器设置有至少三个且设置位置不重叠，其中，一个所述接收器设置在所述显示面板的中心位置。

3.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述发射器上设置有汇聚透镜。

4.一种使用如权利要求1-3任一项所述的显示装置的驱动方法，其特征在于，包括：

位置传感器检测至少一个观测位置；

控制器从所述至少一个观测位置中确定出主观测位置；

调整液晶透镜中液晶分子的偏转方向，使得所述液晶透镜的出射光汇聚至所述主观测位置。

5.根据权利要求4所述的驱动方法，其特征在于，当所述发射器为红外发射器，所述接收器为红外接收器时，在所述通过位置传感器检测至少一个观测位置之前，所述驱动方法还包括：

所述红外接收器获取热辐射信号，确定观测区域内是否有观测者。

6.根据权利要求4所述的驱动方法，其特征在于，当所述控制器包括判定单元以及与所述判定单元相连接的第一电压设置单元时，所述控制器从所述至少一个观测位置中确定出主观测位置包括：

在所述观测区域的中心位置划分中心观测区域，所述中心观测区域的面积与所述观测区域的面积之比在2:3～4:5之间；

在中心观测区域内的所有所述观测位置中，选取与显示面板距离最近的所述观测位置作为所述主观测位置；

所述中心观测区域内没有所述观测位置时，在所述中心观测区域以外的所有所述观测区域中，选取与显示面板距离最近的所述观测位置作为所述主观测位置；

所述调整液晶透镜中液晶分子的偏转方向，使得所述液晶透镜的出射光汇聚至所述主观测位置包括：

所述第一电压设置单元根据所述主观测位置向所述液晶透镜提供控制电压，以调整液晶透镜中液晶分子的偏转方向。

7.根据权利要求4所述的驱动方法，其特征在于，当所述控制器包括第二电压设置单元和存储器时，在所述通过位置传感器检测至少一个观测位置之前，所述驱动方法包括：

所述存储器中存储与液晶透镜中液晶分子的多个偏转方向相匹配的电压数据组；

所述调整液晶透镜中液晶分子的偏转方向，使得所述液晶透镜的出射光汇聚至所述主观测位置包括：

调取所述存储器中与所述主观测位置相匹配的所述电压数据组；

所述第二电压设置单元将所述电压数据组中的电压施加至所述液晶透镜。