CN108388020B - 显示器及显示系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及显示技术领域，提供一种显示器及显示系统。该显示器，包括透明基板、平面镜阵列、像素阵列以及挡光板阵列。透明基板具有透光性。像素阵列设置在透明基板上，包括间隔设置的多个像素单元，其中每个像素单元包括一个第一像素或一个第二像素。平面镜阵列设置在透明基板的第一侧，包括与多个像素单元对应设置的多个平面镜，第一像素发出的光线经平面镜反射后会聚至透明基板的第二侧的第一视点，第二像素发出的光线经平面镜反射后会聚至透明基板的第二侧的第二视点。挡光板阵列设置在透明基板上，包括与多个像素单元对应设置的多个挡光板，挡光板不具有透光性。位于显示器一侧的用户能够透过该显示器观察到显示器另一侧的事物。

Description

显示器及显示系统

技术领域

本发明涉及显示技术领域，具体而言，涉及一种显示器及显示系统。

背景技术

近年来，3D显示技术逐渐走向成熟。与普通2D显示技术相比，3D显示技术可以使画面变得立体逼真，图像不再局限于屏幕所在的平面上，仿佛能够走出屏幕外面，让观众有身临其境的感觉。现有的3D显示器一般为非透明的，即用户并不能透过显示器看到显示器后面的事物，在某些具体的应用场景下存在着很大的局限性。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种显示器及显示系统以解决上述技术问题。

本发明的实施例通过以下技术方案实现：

第一方面，本发明实施例提供一种显示器，包括：透明基板、平面镜阵列、像素阵列以及挡光板阵列；

透明基板具有透光性；

像素阵列设置在透明基板上，包括间隔设置的多个像素单元，多个像素单元中的每个像素单元包括一个第一像素或一个第二像素，多个像素单元共包括多个第一像素以及多个第二像素，其中，第一像素为用于显示第一图像的像素，第二像素为用于显示第二图像的像素；

平面镜阵列设置在透明基板的第一侧，包括与多个像素单元对应设置的多个平面镜，多个第一像素发出的光线经多个平面镜反射后会聚至透明基板的第二侧的第一视点，多个第二像素发出的光线经多个平面镜反射后会聚至透明基板的第二侧的第二视点；

挡光板阵列设置在透明基板上，包括与多个像素单元对应设置的多个挡光板，多个挡光板均不具有透光性。

首先，该显示器的透明基板具有透光性，从而位于显示器一侧的用户能够透过显示器观察到位于显示器另一侧的事物，以满足某些实际应用场景的需求。其次，第一图像以及第二图像可以是具有视差的图像，因此该显示器还能够提供裸眼3D的显示效果。此外，与目前常见的狭缝光栅式3D显示器不同，该显示器间隔设置的像素单元之间可以具有较大的间距，像素发出的光线经平面镜反射后大部分都能够进入人眼，从而能够提高人眼看到的图像的亮度，改善显示效果。

结合第一方面，在第一方面的第一种可能的实施方式中，透明基板的光透过率大于等于百分之五十。

当透明基板的光透过率大于等于百分之五十时，用户能够比较清楚地观察到显示器另一侧的事物。

结合第一方面的第一种可能的实施方式，在第一方面的第二种可能的实施方式中，制备透明基板的材料包括透光材料。

透明基板的第一种制备方式是构成透明基板的材料本身具有透光性，从而使制备成的透明基板具有透光性。

结合第一方面的第一种可能的实施方式，在第一方面的第三种可能的实施方式中，透明基板的未设置有多个像素单元的位置开设有通孔。

透明基板的第二种制备方式是构成透明基板的材料本身不具有透光性，但通过在透明基板上开设多个通过，使制备成的透明基板从整体上看具有透光性。

结合第一方面或第一方面的第一种至第三种中的任意一种可能的实施方式，在第一方面的第四种可能的实施方式中，平面镜具有透光性。

将平面镜设置为透光的，从而其不会阻挡用户的视线，使用户能够更加清楚地观察到显示器另一侧的事物。

结合第一方面的第四种可能的实施方式，在第一方面的第五种可能的实施方式中，制备平面镜的材料包括半透半反膜。

半透半反膜既能够实现平面镜的反射作用，还具有透光性。同时，半透半反膜是光学领域一种常见的材料，价格便宜，生产方便，便于本发明提供的显示器的实施。

结合第一方面或第一方面的第一种至第三种中的任意一种可能的实施方式，在第一方面的第六种可能的实施方式中，多个像素单元中的每个像素单元还包括一个第三像素或一个第四像素，多个像素单元共包括多个第三像素以及多个第四像素，其中，第三像素为用于显示第三图像的像素，第四像素为用于显示第四图像的像素；

多个第三像素发出的光线经多个平面镜反射后会聚至透明基板的第二侧的第三视点，多个第四像素发出的光线经多个平面镜反射后会聚至透明基板的第二侧的第四视点。

第一视点以及第二视点可以构成一个观察位置，该显示器还可以提供第三视点以及第四视点构成另一个观察位置，使得用户在不同的角度都可以获得良好的3D观看效果。显然的，每个像素单元还可以包括更多的像素，提供更多的视点。

结合第一方面或第一方面的第一种至第三种中的任意一种可能的实施方式，在第一方面的第七种可能的实施方式中，多个像素单元中的第一像素单元与第二像素单元交替设置，其中，第一像素单元为包括有一个第一像素的像素单元，第二像素单元为包括有一个第二像素的像素单元。

上述像素单元的设置方式，能够改善显示效果，使得用户认为所观察到的图像是连续变化的。

结合第一方面或第一方面的第一种至第三种中的任意一种可能的实施方式，在第一方面的第八种可能的实施方式中，第一视点与第二视点的间距与左右眼之间的间距相匹配。

适当地设置第一视点与第二视点之间的间距，可以使用户获得较好的3D观看效果。

第二方面，本发明实施例提供一种显示系统，包括：控制器以及第一方面或第一方面的任意一种可能的实施方式提供的显示器，控制器与显示器连接。控制器能够控制像素发光，以实现3D显示效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1示出了本发明第一实施例提供的显示器的分解示意图；

图2示出了本发明第一实施例提供的显示器的结构示意图；

图3示出了本发明第一实施例提供的显示器的通孔的结构示意图；

图4示出了本发明第二实施例提供的显示器的结构示意图；

图5示出了本发明第三实施例提供的显示系统的结构框图。

图中：1－显示系统；10－显示器；100－透明基板；102－通孔；110－挡光板阵列；112－挡光板；120－像素阵列；121－像素单元；122－第一像素；122a－第一像素的像；124－第二像素；124a－第二像素的像；126－第三像素；128－第四像素；130－平面镜阵列；132－平面镜；20－控制器；200－第一视点；210－第二视点；220－第三视点；230－第四视点。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明实施例而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

第一实施例

图1示出了本发明第一实施例提供的显示器10的分解示意图。参照图1，显示器10包括透明基板100、平面镜阵列130、像素阵列120以及挡光板阵列110。图2示出了本发明第一实施例提供的显示器10的结构示意图。参照图2，像素阵列120以及挡光板阵列110均设置在透明基板100上。将透明基板100的两侧分别称为第一侧以及第二侧，其中透明基板100的第一侧设置有平面镜阵列130，而观看显示器10显示内容的用户则处于透明基板100的第二侧，在图2中，透明基板100上方为第一侧，下方为第二侧。

具体而言，透明基板100具有透光性，从而用户在透明基板100的第二侧观看显示内容的同时可以透过透明基板100观察到位于透明基板100的第一侧的事物，显然的，用户在透明基板100的第一侧时也可以透过透明基板100观察到位于透明基板100的第二侧的事物，当然此时用户不能观看显示器10的显示内容。从这一意义上讲，透明基板100是“透明”的，但不代表透明基板100本身的制备材料一定是透明材料。作为一种可选的实施方式，透明基板100的透光率为百分之五十或更高，以确保用户能够较为清楚地观察到显示器10另一侧的事物。

在实际中，有一些场景下对透明的显示器10是存在需求的。例如将显示器安装在楼宇的玻璃外墙上投放广告，如果采用普通的显示器，则处于楼宇外部的人看不到楼宇内部的状况，使得玻璃外墙失去意义，而处于楼宇内部的显示器后面的人，由于工作环境采光差，长期看不到外面的景物，难免出现心情压抑的问题。又例如，在工作场所，某些员工在躲在显示器后玩手机、睡觉，领导难以观察到，无疑会影响工作效率，而采用透明的显示器10则可以避免此类问题。

像素阵列120包括间隔设置的多个像素单元121，这里所称的间隔设置可以是等间隔的，也可以不是等间隔的，在图2示出的实施方式中像素单元121是等间隔设置的。每个像素单元121包括一个像素，该像素可以为第一像素122或第二像素124，对于整个像素阵列120而言，共包括多个第一像素122以及多个第二像素124。

其中，第一像素122为用于显示第一图像的像素，第二像素124为用于显示第二图像的像素，第一图像与第二图像可以为同一场景的相互之间存在视差的图像，从而当人的两眼分别观察第一图像以及第二图像时，会形成对于该场景的立体视觉，即实现3D显示效果。在像素单元121和透明基板100之间可以设置用于驱动像素发光的驱动电路，以实现对于第一图像以及第二图像的显示。像素的具体实现方式可以采用，但不限于发光二极管、有机发光二极管等方式。

平面镜阵列130包括与像素单元121对应设置的多个平面镜132。每个平面镜132与其对应的像素单元121之间均具有一定的夹角，如图2所示。适当地设置多个平面镜132的位置，使得多个第一像素122发出的光线经与之对应的多个平面镜132反射后汇聚于透明基板100的第二侧的一点，该点称为第一视点200。其中，与第一像素122对应的平面镜132，是指与第一像素122所在的像素单元121对应的平面镜132。类似的，适当地设置多个平面镜132的位置，使得多个第二像素124发出的光线经与之对应的多个平面镜132反射后汇聚于透明基板100的第二侧的不同于第一视点200的一点，该点称为第二视点210。在第一视点200处向显示器10方向观察，可以看到平面镜132中第一像素的像122a，而所有第一像素的像122a的集合就构成了第一图像的像，为简化描述，称此时在第一视点200处可以观察到第一图像。类似的，在第二视点210处向显示器10方向观察，可以看到平面镜132中第二像素的像124a，而所有第二像素的像124a的集合就构成了第二图像的像，为简化描述，称此时在第二视点210处可以观察到第二图像。

不难看出，第一视点200以及第二视点210实际上确定了一个观察位置，当用户处于该观察位置时，两眼分别观察到第一图像以及第二图像，进而在用户的大脑中产生立体视觉，即实现了显示器10的3D显示效果，需要指出，该显示器10提供的3D显示是一种裸眼3D显示方式，无需佩戴眼镜等外部设备，用户体验良好。作为一种可选的实施方式，第一视点200与第二视点210之间的距离与人的左右眼之间的距离相匹配，以确保用户处于第一视点200以及第二视点210确定的观察位置上进行观看时，能够获得较好的3D观看效果。

挡光板阵列110包括与像素单元121对应设置的多个挡光板112，挡光板112不具有透光性，从而像素发出的光只能够由平面镜132反射后进入人眼而不能直接由像素位置进入人眼，即人眼无法直接看到像素，以避免和平面镜132反射的光线产生串扰，导致显示异常。其中，挡光板112的面积通常大于像素单元121的面积，以确保将像素单元121完全遮盖。挡光板112可以嵌入设置在透明基板100内，图2示出的就是这种实施方式，这里所称的嵌入可以是在透明基板100制作好以后进行安装嵌入，也可以是与透明基板100一体成型。或者，挡光板112也可以凸出设置于透明基板100的表面，其位置与像素单元121在透明基板100上的位置对应，并通过胶水、螺钉或者其他固定方式安装在透明基板100上。还或者，挡光板112不限于是板材，只要能够遮盖住像素单元121的部件均可以作为第一实施例中的挡光板112，例如挡光板112还可以是粘贴在透明基板100表面的不透光贴纸或覆盖在透明基板100表面的不透光涂层等，其位置与像素单元121在透明基板100上的位置对应。

需要指出，挡光板112虽然不透光，但通常而言，各个挡光板112之间的间隙很大，对用户观察位于透明基板100的另一侧的事物造成的影响非常微小。另外，挡光板112不同于传统3D显示器中的狭缝光栅，由于其相互之间间隔很大，因此像素发出的光线经平面镜132反射后大部分都能够进入人眼，不会受到挡光板112太多的阻挡，从而能够提高人眼看到的图像的亮度，使得显示效果更佳。

总之，该显示器10既能够满足用户透过显示器10看到另一侧事物的需求，还具有裸眼3D显示效果，同时其显示的画面亮度较高，观看效果较好。

进一步的，对于透明基板100的制备至少有两种方式。第一种是制备透明基板100的材料本身具有透光性，从而使制备成的透明基板100具有透光性。例如，可以采用，但不限于聚甲基丙烯酸甲酯、增透减反射玻璃、光导材料等，这些材料的光透过率可达百分之九十八或更高。第二种是制备透明基板100的材料本身可以不具有透光性，但通过在透明基板100的适当位置打孔，使得透明基板100从整体上看具有透光性。图3示出了本发明第一实施例提供的显示器10的通孔102的结构示意图。参照图3，通孔102包括多个，其开设的位置可以在透明基板100上未设置有像素单元121的位置。上述第一种方式制备的透明基板100具有较好的透光效果，上述第二种方式制备的透明基板100其制作材料选择范围广，有利于降低成本。当然，也可以将上述两种方式结合生产透明基板100，以节省制备透明基板100的具有透光性的材料，开设通孔102产生的余料可以用于其它用途。

进一步的，不妨将包括有第一像素122的像素单元121称为第一像素单元，将包括有第二像素124的像素单元121称为第二像素单元，在第一实施例中，并不具体限定第一像素单元以及第二像素单元的排布方式。但作为一种可选的实施方式，可以将第一像素单元以及第二像素单元交替设置，如图2所示。该设置方式可以改善显示器10的3D显示效果，使得用户在观看时不易察觉第一像素单元以及第二像素单元之间的间隔，从而认为观察的图像是连续变化的。

进一步的，在第一实施例中，平面镜132可以采用普通的平面镜132，例如镀有反射膜的玻璃。平面镜132也可以采用具有透光性的材料制备，例如镀有半透半反膜的玻璃。对于后一种情况，由于光能够穿过平面镜132，因此显示器10对于用户的视线的遮挡更少，显示器10的透明程度更高，用户能够看到更为清晰完整的位于显示器10另一侧的事物。

第二实施例

图4示出了本发明第二实施例提供的显示器10的结构示意图。参照图4，在第二实施例中，每个像素单元121包括两个像素，其中一个像素可以为第一像素122或第二像素124，这在第一实施例中已经阐述。另一个像素可以为第三像素126或第四像素128，对于整个像素阵列120而言，共包括多个第三像素126以及多个第四像素128。

其中，第三像素126为用于显示第三图像的像素，第四像素128为用于显示第四图像的像素，第三图像与第四图像可以为同一场景的相互之间存在视差的图像，从而当人的两眼分别观察第三图像以及第四图像时，会形成对于该场景的立体视觉，即实现3D显示效果。

适当地设置多个平面镜132的位置，使得多个第三像素126发出的光线经与之对应的多个平面镜132反射后汇聚于透明基板100的第二侧的一点，该点称为第三视点220。类似的，适当地设置多个平面镜132的位置，使得多个第四像素128发出的光线经与之对应的多个平面镜132反射后汇聚于透明基板100的第二侧的不同于第三视点220的一点，该点称为第四视点230。在第三视点220处可以观察到第三图像，在第四视点230处可以观察到第四图像。显然的，设置第三像素126以及第四像素128实现的效果和设置第一像素122以及第二像素124实现的效果是类似的，只是由于像素的位置不同，因此形成的第三视点220以及第四视点230的位置与第一视点200以及第二视点210的位置不同。如果说第一视点200以及第二视点210确定了一个观察3D影像的位置，那么第三视点220以及第四视点230则确定了另一个不同的观察3D影像的位置，从而使用户在至少两个观察位置观看显示器10时，都能获得较好的观看效果。显然的，每个像素还可以包括更多的像素，提供更多的视点以及更多的观察位置，使得用户在不同的角度观看显示器10时，能够看到场景在不同角度下的3D影像，或者也可以说显示器10支持多个用户同时进行观看，并且位于不同角度的用户能够看到场景在不同角度下的3D影像，其显示功能强大，用户观看体验良好。

进一步的，各个视点之间可以采取更加自由的组合方式，例如在图4示出的实施方式中，也可以由第一视点200以及第三视点220构成一个观察位置，由第二视点210以及第四视点230构成另一个观察位置，当然此时各个显示图像的内容需要相应地调整。

第二实施例与前述实施例相同的部分，在第二实施例中未重复提及，可以参考前述实施例中的相关阐述。

第三实施例

图5示出了本发明第三实施例提供的显示系统1的结构框图。参照图5，显示系统1包括控制器20以及本发明第一实施例或第二实施例提供的显示器10。控制器20与显示器10的像素单元121连接，用于对像素的发光进行控制，以提供显示器10需要显示的画面。关于控制器20控制像素发光，属于显示领域的现有技术，在此处不再具体进行阐述。

第三实施例与前述实施例相同的部分，在第三实施例中未重复提及，可以参考前述实施例中的相关阐述。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种显示器，其特征在于，包括：透明基板、平面镜阵列、像素阵列以及挡光板阵列；

所述透明基板具有透光性；

所述像素阵列设置在所述透明基板上，包括间隔设置的多个像素单元，所述多个像素单元中的每个像素单元包括一个第一像素或一个第二像素，所述多个像素单元共包括多个第一像素以及多个第二像素，其中，所述第一像素为用于显示第一图像的像素，所述第二像素为用于显示第二图像的像素；

所述平面镜阵列设置在所述透明基板的第一侧，包括与所述多个像素单元对应设置的多个平面镜，所述多个第一像素发出的光线经所述多个平面镜反射后会聚至所述透明基板的第二侧的第一视点，所述多个第二像素发出的光线经所述多个平面镜反射后会聚至所述透明基板的第二侧的第二视点；

所述挡光板阵列设置在所述透明基板上，包括与所述多个像素单元对应设置的多个挡光板，所述多个挡光板均不具有透光性；

其中，所述透明基板的未设置有所述多个像素单元的位置开设有通孔；

所述多个像素单元中的每个像素单元还包括一个第三像素或一个第四像素，所述多个像素单元共包括多个第三像素以及多个第四像素，其中，所述第三像素为用于显示第三图像的像素，所述第四像素为用于显示第四图像的像素；

所述多个第三像素发出的光线经所述多个平面镜反射后会聚至所述透明基板的第二侧的第三视点，所述多个第四像素发出的光线经所述多个平面镜反射后会聚至所述透明基板的第二侧的第四视点；

所述多个像素单元中的第一像素单元与第二像素单元交替设置，其中，所述第一像素单元为包括有所述一个第一像素的像素单元，所述第二像素单元为包括有所述一个第二像素的像素单元。

2.根据权利要求1所述的显示器，其特征在于，所述透明基板的透光率大于等于百分之五十。

3.根据权利要求2所述的显示器，其特征在于，制备所述透明基板的材料包括透光材料。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的显示器，其特征在于，所述平面镜具有透光性。

5.根据权利要求4所述的显示器，其特征在于，制备所述平面镜的材料包括半透半反膜。

6.根据权利要求1-3中任一项所述的显示器，其特征在于，所述第一视点与所述第二视点的间距与左右眼之间的间距相匹配。

7.一种显示系统，其特征在于，包括：控制器以及如权利要求1-6中任一项所述的显示器，所述控制器与所述显示器连接。

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