CN108181720A - 显示装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开一种显示装置，涉及显示技术领域，该显示装置包括：显示面板，显示面板包括多个显示单元；微透镜组，微透镜组位于显示面板的出光侧上方，微透镜组包括多个微透镜，微透镜与显示单元一一对应设置；其中，射入显示面板的光源为平行光光源，平行光光源从显示面板的入光侧垂直射入显示面板；各显示单元分别显示参考图案，显示单元显示的参考图案被与其对应设置的微透镜在显示面板所在平面的正投影覆盖；微透镜组在背离显示面板一侧的空间形成悬浮图案。如此方案，有效避免了相邻微透镜之间发生串扰的现象，有利于提高悬浮图案的显示效果。

Description

显示装置

技术领域

本申请涉及显示技术领域，具体地说，涉及一种显示装置。

背景技术

近年来，显示技术正朝着高清晰、三维显示的方向发展。三维显示区别于传统二位显示就是通过各种方法给观看者带来视觉上的深度感知，使其自然或者不自然地获得第三维度信息。

随着科学技术的发展和人们生活水平的提高，人们对于显示装置的要求已经不仅仅局限于简单的传递二维平面信息，而是希望提供更加真实、富有立体感、更加接近人眼实际感受的三维图像信息。

目前常见的三维显示装置一半采用视差型三维显示原理，通过透镜或者光栅分离左、右视图分别进入观察者左右眼进行观察，利用双目视觉融像而产生立体感知。现有三维装置大多只能提供有限的视点信息，三维可视区有限，而且长时间观看会出现头痛、恶心等反应。当观察者在显示装置的侧面观察时，显示效果比较差。此外，该种方式呈现的三维显示图像不会随着观察者眼镜移动产生变化，无法对应显示不同视角的图像。因此无法为观察者提供身临其境的三维显示效果，显示图像不直观。

悬浮显示装置的出现有效解决了上述问题，使观察者能在不同角度观察到悬浮的显示图像。但是现有的悬浮显示装置中，光源通常为发散光，相邻透镜间会发生串扰现象，对悬浮显示装置的成像效果造成很大影响。

发明内容

有鉴于此，本申请所要解决的技术问题是如何避免显示装置中相邻微透镜间容易发生串扰的现象，从而提高悬浮图案的显示效果。

为了解决上述技术问题，本申请有如下技术方案：

本申请提供一种显示装置，包括：

显示面板，所述显示面板包括多个显示单元；

微透镜组，所述微透镜组位于所述显示面板的出光侧上方，所述微透镜组包括多个微透镜，所述微透镜与所述显示单元一一对应设置；

其中，射入所述显示面板的光源为平行光光源，所述平行光光源从所述显示面板的入光侧垂直射入所述显示面板；

各所述显示单元分别显示参考图案，所述显示单元显示的参考图案被与其对应设置的所述微透镜在所述显示面板所在平面的正投影覆盖；

所述微透镜组在背离所述显示面板一侧的空间形成悬浮图案。

与现有技术相比，本申请所述的显示装置，达到了如下效果：

本申请所提供的显示装置中，射入显示面板的光源为平行光光源，平行光光源从显示面板的入光侧垂直射入显示面板，使得显示单元分别显示参考图案，参考图案通过微透镜组的折射作用，在背离显示面板一侧的空间形成悬浮图案。由于本申请的光源采用平行光光源，而且显示单元显示的参考图案被与其对应设置的微透镜在显示面板所在平面的正投影覆盖，从而有效避免了相邻微透镜之间发生串扰的现象，有利于提高悬浮图案的显示效果。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1所示为本申请实施例所提供的显示装置的一种俯视图；

图2所示为本申请实施例所提供的显示装置的一种截面图；

图3所示为本申请实施例所提供的显示装置的另一种俯视图；

图4所示为本申请实施例所提供的显示面板的一种电路构成图；

图5所示为本申请实施例所提供的显示装置的一种显示模式示意图；

图6所示为本申请实施例所提供的显示装置进行3D图像显示的一种示意图；

图7所示为与图6中一个显示单元所覆盖的参考图案的一种示意图；

图8所示为本申请实施例所提供的显示装置中进行3D图像显示的另一种示意图；

图9所示为本申请实施例所提供的显示装置的另一种显示模式示意图；

图10所示为本申请实施例所提供的显示装置的一种结构示意图。

具体实施方式

如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接受的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，基本达到所述技术效果。此外，“耦接”一词在此包含任何直接及间接的电性耦接手段。因此，若文中描述一第一装置耦接于一第二装置，则代表所述第一装置可直接电性耦接于所述第二装置，或通过其他装置或耦接手段间接地电性耦接至所述第二装置。说明书后续描述为实施本申请的较佳实施方式，然所述描述乃以说明本申请的一般原则为目的，并非用以限定本申请的范围。本申请的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。

现有的悬浮显示装置中，光源通常为发散光，相邻透镜间会发生串扰现象，对悬浮显示装置的成像效果造成很大影响。本申请实施例提供一种显示装置，能够有效解决现有技术中存在的上述问题。

参见图1所示为本申请实施例所提供的显示装置的一种俯视图，图2所示为本申请实施例所提供的显示装置的一种截面图，结合图1和图2，该显示装置100包括：

显示面板10，显示面板10包括多个显示单元20；

微透镜组30，微透镜组30位于显示面板10的出光侧上方，微透镜组30包括多个微透镜31，微透镜31与显示单元20一一对应设置；

其中，射入显示面板10的光源为平行光光源，平行光光源从显示面板10的入光侧垂直射入显示面板10；

各显示单元20分别显示参考图案，显示单元20显示的参考图案被与其对应设置的微透镜31在显示面板10所在平面的正投影覆盖；

微透镜组30在背离显示面板10一侧的空间形成悬浮图案。

具体地，请参见图1和图2，本申请实施例所提供的显示装置100包括显示面板10和微透镜组30，微透镜组30位于显示面板10的出光侧上方，微透镜组30中所包含的微透镜31与显示面板10上的显示单元20一一对应设置，微透镜31将与其对应设置的显示单元20所显示的参考图案覆盖，例如，参见图2，各显示单元20所显示的参考图案均为FEDCBA，与各显示单元20所对应设置的微透镜31在显示面板10所在平面的正投影将显示单元20所显示的参考图案FEDCBA所覆盖。特别是，输入显示面板10的光源为平行光光源，平行光光源从显示面板10的入光侧射入显示面板10后，促使相应显示单元20显示参考图案，参考图案在微透镜31上方的焦点汇聚后再散射出去，在微透镜组30背离显示面板10一侧的空间形成悬浮图案ABCDEF，以达到悬浮显示的效果。本申请实施例采用平行光光源，而且每个显示单元20所显示的参考图案均由对应的微透镜31所覆盖，因此各微透镜31只会对其正下方所覆盖的参考图案进行调整，不会因为不同显示单元20中的参考图案的排列距离近而产生串扰现象，因此有利于提升悬浮图案的显示效果。

可选地，显示单元20在显示面板10上呈阵列排布，微透镜31在显示面板10的出光侧上方呈阵列排布。

请继续参见图1和图2，从图1和图2可看出，各显示单元20和各微透镜31在显示面板10上的排布方式为阵列排布，阵列排布的方式对显示装置100中显示面板10的制作及显示面板10和微透镜组30的组合提供了便利，有利于简化显示装置100的制作流程。

可选地，微透镜31在显示面板10的出光侧上方呈密集排列。

具体地，请继续参见图1和图2，本申请实施例所提供的显示装置100中，微透镜31在显示面板10上方呈密集排列，此处的密集排列指的是相邻两个微透镜31之间至少有部分边缘是彼此接触的。考虑到本申请显示装置100所使用的光源为平行光光源，而且微透镜31只会对其正下方的参考图案进行调整，而不会对其他区域的参考图案造成影响，因此相邻透镜之间无需间隔一定的距离，采用密集排列的方式时同样不会产生串扰现象，有利于提高显示装置100显示效果的同时还能够提高显示装置100的显示效率。

可选地，图1所示实施例中，微透镜31在显示面板10所在平面的正投影为圆形，相邻的两个微透镜31在显示面板10所在平面的正投影相切。请继续参考图1，该实施例中各微透镜31在显示面板10所在平面的正投影均呈现为圆形，当在显示面板10上的各微透镜31呈现密集排布时，具体可体现为任意相邻两个微透镜31在显示面板10所在平面的正投影相切，位于显示面板10非边缘位置的微透镜31与4个其他微透镜31相邻且相切，位于显示面板10边缘位置的微透镜31至少与两个微透镜31相邻且相切。微透镜31采用此种密集排布的方式使得在显示面板10出光侧表面有限的空间内可放置更多数量的微透镜31，从而有利于增加显示面板10上显示单元20的数量，有利于提升显示面板10的显示效率。

可选地，图3所示为本申请实施例所提供的显示装置的另一种俯视图，微透镜31在显示面板10所在平面的正投影为方形，相邻的两个微透镜31在显示面板10所在平面的正投影中相邻的两条边完全吻合。

具体地，图3中微透镜31在显示面板10所在平面的正投影的形状为方形，方形的微透镜31可以在生产过程中直接形成，也可在圆形微透镜31的基础上进行切割打磨而形成，本申请对比不进行具体限定。当微透镜31呈现为方形时，任意一个微透镜31的四条边和与其相邻的四个微透镜31的边缘是分别吻合的，也就是相邻的两条边是紧靠在一起的。采用方形的微透镜31时，各微透镜31在显示面板10出光侧的表面所占用的面积最大可以与整个显示面板10的显示区的面积相等，此时所获得的显示单元20的数量达到最大化，因此更加有利于提升显示装置100的显示效率。

需要说明的是，本申请实施例中显示单元20的形状可以为圆形、方形，还可以为多边形或不规则图形，图1和图3仅示例性的设置显示单元20的形状为圆形或方形，而并非对本发明实施例的限制。

可选地，图4所示为本申请实施例所提供的显示面板的一种电路构成图，该显示面板10包括沿第一方向延伸并沿第二方向排布的多条栅极线11和沿第一方向排布并沿第二方向延伸的多条数据信号线12；多条栅极线11和多条数据信号线12交叉限定多个子像素单元40；栅极线11用于为多个子像素单元40提供扫描信号，数据信号线12用于为多个子像素单元40提供数据信号。

具体地，请继续参见图4，在显示面板10上设置有多条平行的栅极线11和多条平行的数据信号线12，栅极线11和数据信号线12交叉，相邻的两条栅极线11和相邻的两条数据信号线12交叉限定一个子像素单元40，每个子像素单元40中还包括薄膜晶体管50和像素电极60，位于同一行的薄膜晶体管50的栅极连接同一栅极线11，位于同一列的薄膜晶体管50的源极连接同一数据信号线12，各薄膜晶体管50的漏极分别连接到像素电极60。在显示面板10的显示过程中，通过栅极线11向薄膜晶体管50发送扫描信号，通过数据信号线12向薄膜晶体管50发送数据信号，从而控制各子像素单元40进行显示。

可选地，图4所示实施例中，相邻的多个子像素单元40形成一个像素单元，每个显示单元20包括至少2*2个像素单元。通常，一个像素单元包括三个子像素单元40，分别为红色子像素单元、绿色子像素单元和蓝色子像素单元，在一些其他实施例中，一个像素单元还可包括第四色子像素单元，例如白色子像素单元等，本申请对此不进行具体限定。各像素单元通常呈行列排布，本申请实施例中的每个显示单元20包括至少2*2个像素单元，由2*2个像素单元共同显示形成一个参考图案。由于每个微透镜31对应覆盖一个显示单元20，微透镜31面积越大，其所覆盖的显示单元20中所包含的像素单元的数量就越多，可以显示更复杂的参考图案。在实际生产过程中，可根据显示装置100的显示需求对各显示单元20所包括的像素单元的个数进行灵活设置，本申请对此不进行具体限定。

可选地，本申请实施例所提供的显示装置100中，每个显示单元20所显示的参考图案相同。图5所示为本申请实施例所提供的显示装置100的一种显示模式示意图，该实施例中，每个显示单元20所显示的参考图案均为相同，该实施例中每个参考图案均体现为OK，每个显示单元20的参考图案经过各自对应的微透镜31的作用后，在微透镜组30背离显示面板10一侧的空间形成一个面积较大的悬浮图案OK，此种显示模式可理解为集成显示模式，集成显示模式的显示装置100中，多个显示单元20均显示相同参考图案，并且多个相同的参考图案共同形成一个悬浮图案，因此，当显示装置100采用集成显示模式时，能够显示出更大面积、更高精细度、更多视点的图像。

可选地，图6所示为本申请实施例所提供的显示装置进行3D图像显示的一种示意图，图7所示为与图6中一个显示单元所覆盖的参考图案的一种示意图，参见图6和图7，显示单元20包含呈阵列排布的图案，其中，呈阵列排布的图案由多个相同的参考图案排列组成，一帧显示周期中，显示单元20显示呈阵列排布的图案中多个相同的参考图案中的任一参考图案。

具体地，请继续参见图6和图7，显示装置100的各显示单元20包含呈阵列排布的图案DCBA，该呈阵列排布的图案由多个相同的参考图案DCBA排列组成的，在图像显示的过程中，以图6所示实施方式为例，在第一帧显示周期中，各显示单元20中的一个参考图案进行显示，其他参考图案不显示，在微透镜31上方形成了一组位于第一位置的3D悬浮图案ABCD；在第二帧显示周期中，各显示单元20中的另一个参考图案进行显示，其他参考图案不显示，在微透镜31上方形成了一组位于第二位置的3D悬浮图案ABCD，第二位置和第一位置不同。如此，在不同帧显示周期中，3D悬浮图案的位置可以在可视范围内随意改变，可根据设计实现动画效果。

以下结合图8对3D悬浮图案的显示原理进行说明，图8所示为本申请实施例所提供的显示装置中进行3D图像显示的另一种示意图，其中，微透镜31的焦距为f，3D图像距离焦点的高度为L，参考图案显示图像的中心与3D图像中心的距离为a，微透镜31中心与3D图像中心的距离为b，这些参数之间满足以下关系：

参考图像与透镜的位置关系由中心距离(a-b)决定：

3D图像的放大倍数m＝L/f。

由于微透镜31的焦距f为固定值，因此图像高度L直接决定了图案的放大倍数m，也决定了图案大小。本申请实施例可通过设计各显示单元20中进行显示的参考图案的位置来实现3D图像的动画效果。具体为，首先确定每一帧3D悬浮图像的高度L和参考图案中心的水平位置，然后根据微透镜组30的焦距f和排列位置，计算出各显示单元20中需要进行显示的参考图案。如此，在不同帧时，3D悬浮图案的显示位置可以在可视范围内随意改变，从而能够设计出任意想要的动画效果。

可选地，图9所示为本申请实施例所提供的显示装置的另一种显示模式示意图，参见图9，显示面板10上设置有多个呈阵列排布的显示单元组21，每个显示单元组21中包括n*n个显示单元20，n为正整数且n≥2；

同一个显示单元组21中的每个显示单元20所显示的参考图案相同，并且不同显示单元组21所显示的参考图案不完全相同。

以图9所示实施方式为例，显示面板10上设置有6个显示单元组21，每个显示单元组21包括3*3个显示单元20，各显示单元组21中的每个显示单元20显示的参考图案相同，而且每个显示单元组21分别显示不同的参考图案，6个显示单元组21所显示的参考图案分别为A、B、C、D、E和F，此种显示面板10上各显示单元组21所显示的参考图案不完全相同的显示模式为分离显示模式，各显示单元组21分别位于不同的位置，同时显示不同的图像，由这些图像构成一个有层次感的3D悬浮图案。需要说明的是，图9仅示意性地给出了6个显示单元组21，在实际应用过程中，可通过更多个显示单元组21拼接实现更大面积、更高精细度、更复杂图案的3D显示，更有利于提升用户的体验效果。

可选地，请继续参见图9，各显示单元组21中，显示单元20包含呈阵列排布的图案，其中呈阵列排布的图案由多个相同的参考图案排列组成，一帧显示周期中，显示单元20可显示呈阵列排布的图案中多个相同的参考图案中的任一参考图案。

具体地，请继续参见图9，该实施例包括6个显示单元组21，每个显示单元组21包括3*3个显示单元20，每个显示单元组21中所包含的显示单元20包含呈阵列排布的图案，具体为阵列排布的图案A、阵列排布的图案B、阵列排布的图案C、阵列排布的图案D、阵列排布的图案E、阵列排布的图案F。此种分离显示模式的显示装置所显示的悬浮图案同样能能够实现动画显示的效果，在第一帧显示周期中，各显示单元组21中一个显示单元20的某一参考图案进行显示，其他参考图案不显示，在微透镜31上方形成了一组位于第一位置的3D悬浮图案ABCDEF；在第二帧显示周期中，各显示单元组21中一个显示单元20的另一个参考图案进行显示，其他参考图案不显示，在微透镜31上方形成了一组位于第二位置的3D悬浮图案ABCDEF，第二位置和第一位置不同。本申请实施例可通过设计各显示单元20中进行显示的参考图案的位置来实现3D图像的动画效果，从而构成有层次感的整体3D动画图案，从而有利于提升用户的视觉体验效果。

需要说明的是，图5呈现了本申请实施例所提供的显示装置100的集成显示模式，图9呈现了本申请实施例所提供的显示装置100的分离显示模式，在实际应用过程中，显示装置100可随时对其显示模式进行切换，从而使形成的悬浮图案的形式和内容更加灵活多变、丰富多彩，能够给用户带来更加丰富的视觉体验效果。

可选地，本申请实施例中的微透镜31为平凸透镜，平凸透镜具有相对的平侧面和凸侧面；平凸透镜的平侧面与显示面板10的表面贴合。具体地，采用平凸透镜作为本申请实施例中的微透镜31，能够对射入的平行光进行很好的汇聚作用，而且平凸透镜的平侧面还能与显示面板10的表面可靠贴合，有利于提升显示装置100的生产良率。

需要说明的是，上述实施例所述的显示装置100中的显示面板10可以是液晶显示面板10、等离子体显示面板10、阴极射线管显示面板10、有机发光显示面板10中的任意一种，本申请实施例对此不进行限制。

图10所示为本申请实施例所提供的显示装置100的一种结构示意图，本申请实施例所提供的显示装置100例如可以为：手机、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相框、导航仪等任何具有现实功能的产品或部件。

通过以上各实施例可知，本申请存在的有益效果是：

本申请所提供的显示装置中，射入显示面板的光源为平行光光源，平行光光源从显示面板的入光侧垂直射入显示面板，使得显示单元分别显示参考图案，参考图案通过微透镜组的折射作用，在背离显示面板一侧的空间形成悬浮图案。由于本申请的光源采用平行光光源，而且显示单元显示的参考图案被与其对应设置的微透镜在显示面板所在平面的正投影覆盖，从而有效避免了相邻微透镜之间发生串扰的现象，有利于提高悬浮图案的显示效果。

上述说明示出并描述了本申请的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本申请并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本申请的精神和范围，则都应在本申请所附权利要求的保护范围内。

Claims (12)

1.一种显示装置，其特征在于，包括：

显示面板，所述显示面板包括多个显示单元；

微透镜组，所述微透镜组位于所述显示面板的出光侧上方，所述微透镜组包括多个微透镜，所述微透镜与所述显示单元一一对应设置；

其中，射入所述显示面板的光源为平行光光源，所述平行光光源从所述显示面板的入光侧垂直射入所述显示面板；

各所述显示单元分别显示参考图案，所述显示单元显示的参考图案被与其对应设置的所述微透镜在所述显示面板所在平面的正投影覆盖；

所述微透镜组在背离所述显示面板一侧的空间形成悬浮图案。

2.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述显示单元在显示面板上呈阵列排布，所述微透镜在所述显示面板的出光侧上方呈阵列排布。

3.根据权利要求2所述的显示装置，其特征在于，所述微透镜在所述显示面板的出光侧上方呈密集排列。

4.根据权利要求3所述的显示装置，其特征在于，所述微透镜在所述显示面板所在平面的正投影为圆形，相邻的两个所述微透镜在所述显示面板所在平面的正投影相切。

5.根据权利要求3所述的显示装置，其特征在于，所述微透镜在所述显示面板所在平面的正投影为方形，相邻的两个所述微透镜在所述显示面板所在平面的正投影中相邻的两条边完全吻合。

6.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述显示面板包括沿第一方向延伸并沿第二方向排布的多条栅极线和沿第一方向排布并沿第二方向延伸的多条数据信号线；

多条所述栅极线和多条所述数据信号线交叉限定多个子像素单元；

所述栅极线用于为多个所述子像素单元提供扫描信号，所述数据信号线用于为多个所述子像素单元提供数据信号。

7.根据权利要求6所述的显示装置，其特征在于，相邻的多个所述子像素单元形成一个像素单元，每个所述显示单元包括至少2*2个所述像素单元。

8.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，每个所述显示单元所显示的参考图案相同。

9.根据权利要求8所述的显示装置，其特征在于，

所述显示单元包含呈阵列排布的图案，其中，所述呈阵列排布的图案由多个相同的所述参考图案排列组成，一帧显示周期中，所述显示单元显示所述呈阵列排布的图案中多个相同的所述参考图案中的任一所述参考图案。

10.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述显示面板上设置有多个呈阵列排布的显示单元组，每个所述显示单元组中包括n*n个所述显示单元，n为正整数且n≥2；

同一个所述显示单元组中的每个所述显示单元所显示的参考图案相同，并且不同所述显示单元组所显示的参考图案不完全相同。

11.根据权利要求10所述的显示装置，其特征在于，各所述显示单元组的每个所述显示单元包含呈阵列排布的图案，其中所述呈阵列排布的图案由多个相同的所述参考图案排列组成，一帧显示周期中，所述显示单元可显示所述呈阵列排布的图案中多个相同的所述参考图案中的任一所述参考图案。

12.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述微透镜为平凸透镜，所述平凸透镜具有相对的平侧面和凸侧面；

所述平凸透镜的平侧面与所述显示面板的表面贴合。