CN107219634A - 立体显示设备及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种立体显示设备及方法，所述设备包括控制装置、显示屏和基板；其中，所述控制装置设置于所述显示屏和基板之间，且所述控制装置配置为调节所述显示屏与所述基板之间的距离。本发明实施例的技术方案通过将控制装置设置于显示屏和基板之间，使控制装置配置可以调节所述显示屏与所述基板之间的距离，从而达到增强显示屏的立体显示效果的目的。

Description

立体显示设备及方法

技术领域

本发明涉及立体显示技术领域，特别涉及一种立体显示设备及方法。

背景技术

随着科技的进步与发达，人们对于物质生活以及精神层面的享受一向都只有增加而从未减少。以精神层面而言，在这科技日新月异的年代，人们希望能够借由显示装置来实现天马行空的想象力，以达到身历其境的效果；因此如何使显示装置呈现立体的图像或影像，便成为现今显示装置技术急欲达到的目标。

目前的立体显示技术包括例如裸眼3D显示技术，这种技术按实现方法可以分为透镜法和光栅法两种。在两种方法中都用了一种合成的图像，包含竖直的交替排列的图像条纹，这些条纹由具有位差的左图像和右图像构成。在透镜法或光栅法中都有一个液晶显示屏，通过排列一种普通的颜色过滤器来显示合成图像。可见现有技术是利用双眼的色差达到立体显示的效果。但是这种方法可能存在图像闪烁、图像立体亮度等问题。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例的目的是提供一种通过微机电系统控制显示屏与基板之间的距离，使用户观看到的图像具有更好的立体显示效的立体显示设备及方法。

为了实现上述目的，本发明实施例提供了一种立体显示设备，包括控制装置、显示屏和基板；其中，所述控制装置设置于所述显示屏和基板之间，且所述控制装置配置为调节所述显示屏与所述基板之间的距离。

作为优选，所述控制装置包括至少一个伸出部件和套接所述伸出部件的中空底座，所述中空底座的底部与基板连接，其中，所述伸出部件可由中空底座的顶部伸出，以在其伸出所述中空底座时使所述显示屏在伸出部件的推力作用下远离所述基板，在缩回所述中空底座时使所述显示屏接近所述基板。

作为优选，所述中空底座为电磁线圈，所述伸出部件为磁体，当所述电磁线圈通电后产生磁场，所述磁体在所述磁场的作用下伸出或缩回所述电磁线圈。

作为优选，所述磁体为外表面设置有第一螺纹的圆柱状结构，所述电磁线圈的内表面设置有与所述螺纹相匹配的第二螺纹。

作为优选，所述伸出部件与所述显示屏相对的面设置有保护层。

作为优选，所述显示屏由多块显示单元拼接组成，且每块显示单元对应至少一个磁体和中空底座。

作为优选，每个所述显示单元之间通过相互咬合的沟槽连接，或者通过凹凸滑轨嵌入连接。

作为优选，所述控制装置的像素低于所述显示屏的像素。

作为优选，所述控制装置与所述显示屏像素的数量比为1：100至1：1000。

作为优选，所述控制装置接收所述基板发送的电流信号，以使所述控制装置根据所述电流信号调节所述基板与所述显示屏的距离，其中所述电流信号与显示屏显示的立体显示特征相匹配。

作为优选，其中，所述显示屏为柔性屏。

作为优选，其中，所述基板为TFT基板。

本发明实施例还提供一种立体显示方法，应用于如上所述的立体显示设备，所述方法包括：

获取显示屏上所显示的图像；

提取所述图像中的立体显示特征；

根据所述立体显示特征生成立体显示信号；以及

将所述立体显示信号转换为控制装置的驱动信号，使所述控制装置根据所述驱动信号调节基板与显示屏的距离。

与现有技术相比，本发明实施例具有以下有益效果：本发明实施例的技术方案通过将控制装置设置于显示屏和基板之间，使控制装置配置可以调节所述显示屏与所述基板之间的距离，从而达到增强显示屏的立体显示效果的目的。

附图说明

图1为本发明的立体显示设备的实施例一的示意图；

图2为本发明的立体显示设备的实施例二的示意图；

图3为本发明的立体显示设备的实施例二的电磁线圈和磁体的剖面示意图；

图4为本发明的立体显示设备的实施例二的磁体保护层的示意图；

图5为本发明的立体显示设备的实施例二的显示屏的显示单元的连接结构示意图；

图6为本发明的立体显示方法的实施例一的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

实施例一

图1为本发明的立体显示设备的实施例一的示意图，如图1所示，本实施例的立体显示设备，包括控制装置10、显示屏20和基板30；且所述控制装置10配置为调节所述显示屏20与所述基板30之间的距离。

具体地，控制装置10可以根据显示屏所显示图像的立体显示特征，控制图像相应位置处的基板与显示屏之间的距离，使得显示屏呈现出凹凸不平的状态，从而呈现出真实的立体显示效果。一般情况下，基板需要具备电驱动功能，并向控制装置10发送驱动信号，使得控制装置10做出调节所述显示屏20与所述基板30之间的距离的动作，例如，控制装置10的一端朝向显示屏20，另一端朝向基板30，在驱动信号作用下，控制装置的长度发生变化，来实现显示屏20与基板30之间距离的变化。

本发明实施例的技术方案通过将控制装置设置于显示屏和基板之间，使控制装置配置可以调节所述显示屏与所述基板之间的距离，从而达到增强显示屏的立体显示效果的目的。

实施例二

本实施例在在如图1所示的实施例的基础上，进一步更加详细地介绍本发明的技术方案。

其中，所述控制装置具体可以包括至少一个伸出部件和套接伸出部件的中空底座，中空底座的底部与基板30连接，其中，伸出部件可在驱动力的作用下由中空底座的顶部伸出，以在其伸出中空底座时使显示屏20在伸出部件的推力作用下远离基板30，在缩回中空底座时使显示屏20接近基板30；

在本发明的其中一个实施例中，这种伸出部件和套接伸出部件的中空底座，以及使伸出部件实现伸出动作的驱动力可以由微机电系统(MEMS)实现。微机电系统包含微机械元件、致动器和电子器件。可使用沉积、蚀刻或将衬底和/或沉积材料层的部分蚀刻掉或添加层以形成电装置和机电装置和其它微机械加工工艺来制作微机械元件。

在本发明的其他实施例中，也可以通过弹簧或填充弹性材料等其他方式实现伸出部件10的伸缩。

本发明实施例的技术方案通过在基板与显示屏之间设备至少一个伸出部件和套接伸出部件的中空底座，中空底座的底部与基板连接，并且，伸出部件可在驱动力的作用下由中空底座的顶部伸出，伸出部件的伸出端与显示屏接触，以在其伸出中空底座时使显示屏在伸出部件的推力作用下远离基板，在缩回中空底座时使显示屏接近基板，从而达到增强显示屏的立体显示效果的目的。

如图2所示，由于伸出部件和套接伸出部件的中空底座，以及使伸出部件实现伸出动作的驱动力可以由微机电系统实现。因此，本实施例在具体实施时，采用磁体101作为伸出部件，电磁线圈102作为中空底座，电磁线圈102在通电时，形成磁场，利用磁场与磁体101的相互作用，使磁体101伸出电磁线圈102，从而控制显示屏20与基板30之间的距离。

具体地，如图3所示，中空底座为电磁线圈102，伸出部件为磁体101，当电磁线圈102通电后产生磁场，磁体101在磁场的作用下伸出或缩回电磁线圈102。在磁体101旋入电磁线圈102时，为便于控制磁体101的缩入长度，可以采用T形磁体101。

进一步地，磁体101为外表面设置有第一螺纹的圆柱状结构，电磁线圈102的内表面设置有与螺纹相匹配的第二螺纹。

具体地，磁体101与电磁线圈102内壁之间通过螺纹接触，磁体101可以通过螺纹旋出或旋入。因此，可以根据实际需要调整螺纹的细密程度，并结合电磁线圈102的电流大小来控制磁场的强度，以控制磁体101的伸出长度，以便于更精确地控制显示屏20与基板30之间的距离。

进一步地，由于显示屏20较易被划损，因此，本实施例在具体实施时，可以在伸出端与显示屏20相接触的面设置保护层103。如图4所示，保护层103的材料可以采用树脂、聚酰亚胺(Polyimide，PI)、橡胶等材料制作。同时由于保护层103具有一定的厚度，可以进一步增强立体显示效果。

进一步地，为避免磁体101伸出时，支撑显示屏20远离基板30，造成显示屏20在张力作用下容易断裂的问题，因此本实施例的显示屏20可以采用柔性屏201。

进一步地，为更好地实现立体显示效果，可以采用拼接式显示屏20，这样能够更好地控制显示屏20的凹凸程度。具体地，显示屏20包括多块显示单元，且每块显示单元对应至少一个磁体101和中空底座20。

在具体实施时，显示单元呈规则形状，例如矩形，而磁体101和中空底座20排布成阵列，根据每块显示单元的大小，使其与磁体101的数量相对应。

如图5所示，进一步地，每个显示单元之间通过相互咬合的沟槽连接或者通过凹凸滑轨嵌入连接，以避免相邻显示单元在错位滑动时，造成滑动，使显示屏20损坏的问题。这种拼接式的显示屏在本实施例的控制装置的推力作用下，可以进一步扩大屏幕的凹凸程度，使显示屏获得更好的真实的立体显示效果。尤其是在大尺寸显示屏中，根据显示内容的立体显示特征调整每个显示单元的凹凸程度，并实时动态调整，能够更显著的实现立体显示效果。

进一步地，为增强显示屏的立体显示效果，所述控制装置的中空底座的数量低于所述显示屏的像素的数量。较佳地，所述控制装置的中空底座的数量与所述显示屏像素的数量比可以为1：100至1：1000。

进一步地，所述控制装置接收所述基板发送的电流信号，以使所述控制装置根据所述电流信号调节所述基板与所述显示屏的距离，其中所述电流信号与显示屏显示的立体显示特征相匹配。

进一步地，所述基板为薄膜晶体管(Thin Film Transistor，TFT)基板。TFT基板是目前主要用于各类笔记本电脑、台式机和手机的显示设备上，该类显示设备上的每个液晶像素点都是由集成在像素点后面的薄膜晶体管来驱动，因此TFT显示屏也是一类有源短阵液晶显示设备，其还具有高响应度、高亮度、高对比度等优点。本实施例由TFT基板为控制装置的电感线圈提供电流信号，该电流信号与图像中的立体显示特征相匹配。例如，当显示屏中部分区域显示近距离物体时，对于该位置处的MEMS器件的电流驱动信号驱动此处MEMS器件旋出，使与其接触的显示单元凸出，形成凸出的显示物体轮廓，实现可触摸到的真实立体显示效果。

本发明实施例所使用的基板不限于TFT基板，也可以使用其他类型的具备电驱动功能的基板。

其中，所述显示屏20为柔性屏201。

其中，柔性屏是指OLED，其具有低功耗、可弯曲的特性。

本发明实施例的技术方案的显示屏20采用拼接显示屏20，并且各显示单元之间通过相互咬合的沟槽连接，或者通过凹凸滑轨嵌入连接，以避免相邻显示单元发生移动错开时，造成滑动，使显示屏20损坏的问题；另外，在磁体101与显示屏20相接触的表面设置保护层103，以防止磁体101划损显示屏20。

实施例三

图6为本发明的立体显示方法的实施例一的示意图，本实施例应用于如图1至图5任一所示的立体显示设备中。如图6所示，本实施例的立体显示方法，具体可以包括如下步骤：

S601，获取显示屏上所显示的图像。

具体地，实施例的执行主体为与MEMS相连接的控制单元。

S602，提取图像中的立体显示特征。

具体地，控制单元获取显示屏20上显示的图像后，对图像进行分析处理，提取图像中的立体显示特征，并获取立体显示特征对应的显示单元，以确定哪些显示单元需要凸出或需要凹进。

S603，根据立体显示特征生成立体显示信号。

具体地，根据立体显示特征生成使显示单元凸出或凹进的立体显示信号。

S604，将所述立体显示信号转换为控制装置的驱动信号，使所述控制装置根据所述驱动信号调节基板与显示屏的距离。

具体地，根据控制装置向立体显示设备发送控制指令，使显示屏中的显示单元凸出或凹进，以增强显示屏的立体显示效果。

本发明实施例的技术方案通过获取显示屏的图像，并对图像进行分析，获取图像中的立体显示特征，根据立体显示特征向控制装置发送控制指令，以使显示屏具有凹凸效果，增强了显示屏的立体显示效果。

以上实施例仅为本发明的示例性实施例，不用于限制本发明，本发明的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本发明的实质和保护范围内，对本发明做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本发明的保护范围内。

Claims (13)

1.一种立体显示设备，包括控制装置、显示屏和基板；其中，所述控制装置设置于所述显示屏和基板之间，且所述控制装置配置为调节所述显示屏与所述基板之间的距离。

2.根据权利要求1所述的设备，所述控制装置包括至少一个伸出部件和套接所述伸出部件的中空底座，所述中空底座的底部与基板连接，其中，所述伸出部件可由中空底座的顶部伸出，以在其伸出所述中空底座时使所述显示屏在伸出部件的推力作用下远离所述基板，在缩回所述中空底座时使所述显示屏接近所述基板。

3.根据权利要求2所述的设备，所述中空底座为电磁线圈，所述伸出部件为磁体，当所述电磁线圈通电后产生磁场，所述磁体在所述磁场的作用下伸出或缩回所述电磁线圈。

4.根据权利要求3所述的设备，所述磁体为外表面设置有第一螺纹的圆柱状结构，所述电磁线圈的内表面设置有与所述螺纹相匹配的第二螺纹。

5.根据权利要求2所述的设备，所述伸出部件与所述显示屏相对的面设置有保护层。

6.根据权利要求2所述的设备，所述显示屏由多块显示单元拼接组成，且每块显示单元对应至少一个磁体和中空底座。

7.根据权利要求6所述的设备，每个所述显示单元之间通过相互咬合的沟槽连接，或者通过凹凸滑轨嵌入连接。

8.根据权利要求7所述的设备，所述控制装置的中空底座的数量低于所述显示屏的像素的数量。

9.根据权利要求8所述的设备，所述控制装置的中空底座的数量与所述显示屏像素的数量比为1：100至1：1000。

10.根据权利要求1所述的设备，所述控制装置接收所述基板发送的电流信号，以使所述控制装置根据所述电流信号调节所述基板与所述显示屏的距离，其中所述电流信号与显示屏显示的立体显示特征相匹配。

11.根据权利要求1所述的设备，其中，所述显示屏为柔性屏。

12.根据权利要求1所述的设备，其中，所述基板为TFT基板。

13.一种立体显示方法，应用于如权利要求1所述的立体显示设备，所述方法包括：

获取显示屏上所显示的图像；

提取所述图像中的立体显示特征；

根据所述立体显示特征生成立体显示信号；以及

将所述立体显示信号转换为控制装置的驱动信号，使所述控制装置根据所述驱动信号调节基板与显示屏的距离。