CN109725462B - 显示器件、显示设备以及显示器件的驱动方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了显示器件、显示设备以及显示器件的驱动方法。该显示器件，包括：偏振点光源阵列，其包括多个第一偏振点光源和多个第二偏振点光源；在偏振点光源阵列的出光侧设置液晶面板，液晶面板包括与第一偏振点光源对应的第一子像素组和与第二偏振点光源对应的第二子像素组，第一子像素组用于构建具有第一深度值的三维图像，第二子像素组用于构建具有第二深度值的三维图像。根据本申请实施例的技术方案，通过偏振点光源阵列和液晶面板来实现不同深度值的三维虚拟图像，增加了虚拟三维光场物体可调节范围。

Description

显示器件、显示设备以及显示器件的驱动方法

技术领域

本申请一般涉及显示技术领域，尤其涉及显示器件、显示设备以及显示器件的驱动方法。

背景技术

增强现实技术(Augmented Reality，简称AR)，这种技术不仅展现了真实世界的信息，而且将虚拟的信息同时显示出来，两种信息相互补充、叠加。例如，利用AR眼镜，把真实世界与虚拟图像多重合成在一起，便可以看到真实世界围绕着虚拟图像。

然而，现有的AR眼镜在具体应用场景中，观察者只能在固定的位置看到AR图像。当观察者在远离真实物体观察AR图像时，会导致真实物体和通过显示面板呈现的AR图像都会变得模糊，这主要由于AR眼镜在动态范围内无法变焦，使得其成像的聚焦位置与眼睛的聚焦位置不一致，从而导致AR图像变得模糊。

发明内容

鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种显示器件、设备以及该显示器件的驱动方法来提高虚拟图像与真实场景的适应性。

第一方面，本申请实施例提供了一种显示器件，包括：

偏振点光源阵列，其包括多个第一偏振点光源和多个第二偏振点光源；

在偏振点光源阵列的出光侧设置液晶面板，液晶面板包括与第一偏振点光源对应的第一子像素组和与第二偏振点光源对应的第二子像素组，第一子像素组用于构建具有第一深度值的三维图像，第二子像素组用于构建具有第二深度值的三维图像。

可选地，偏振点光源阵列包括：

侧入式的第一光源和第二光源；

导光板，其位于第一光源与第二光源之间，包括在导光板的入光侧间隔分布的多个第一导光点和多个第二导光点；

在导光板的出光侧依次设置第一偏振膜和第二偏振膜，其中，第一偏振膜包括多个第一偏振区域，第二偏振膜包括多个第二偏振区域；

第一偏振区域与第二导光点在液晶面板的正投影重合，第二偏振区域与第一导光点在液晶面板的正投影重合；从第二偏振区域透射的光构成第一偏振点光源，从第一偏振区域透射的光构成第二偏振点光源。

可选地，显示器件还包括：

第一偏振区域设置在第一偏振膜上且与第二偏振膜相对的一侧；

第二偏振区域设置在第二偏振膜上且与第一偏振膜相对的一侧。

可选地，显示器件还包括：

在液晶面板远离第二偏振膜一侧设置偏光片。

可选地，第一光源和第二光源为发光二极管。

第二方面，本申请实施例提供了一种头戴式显示设备，其包括如第一方面描述的显示器件。

第三方面，本申请实施例提供了一种显示器件的驱动方法，该显示器件为第一方面描述的显示器件，方法包括：

响应于时序控制信号，驱动控制第一光源和第二光源交替工作；

在第一时刻控制第一光源处于开启状态时，驱动与第一光源对应的第二偏振区域处于偏振调制开启状态，且第一偏振区域处于偏振调制关闭状态；

响应于第二偏振区域处于偏振调制开启状态，控制液晶面板上与第一偏振点光源对应的第一子像素组，用于构建具有第一深度值的三维图像。

可选地，该方法还包括：

在第二时刻控制第二光源处于开启状态时，驱动与第二光源对应的第一偏振区域处于偏振调制开启状态，且第二偏振区域处于偏振调制关闭状态；

响应于第一偏振区域处于偏振调制开启状态，控制液晶面板上与第二偏振点光源对应的第二子像素组，用于构建具有第二深度值的三维图像。

本申请实施例提供的通过偏振点光源阵列与液晶面板结合来实现不同深度值的三维虚拟图像的重构，当三维虚拟图像与不同位置距离的真实场景融合时，可以同时获得清晰的三维虚拟图像。

进一步地，偏振点光源阵列还使得包含显示器件的产品在户外应用时获得亮度增强的效果。

进一步地，将偏振点光源阵列的偏振区域相对设置以减小屏幕的厚度。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1示出了本申请实施例提供的显示器件的结构示意图；

图2示出了本申请实施例提供的偏振点光源阵列101的结构示意图；

图3示出了本申请实施例提供的显示器件的结构原理示意图；

图4示出了本申请实施例提供的显示器件的驱动方法的流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关公开，而非对该公开的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与公开相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

观察者透过显示设备的显示器件来观察真实环境的观察对象时，环境光透过现有技术的显示器件，显示器件采用固定的光学器件，则导致观察者需在固定的位置才能看到清洗的增强现实图像(即AR图像)。当佩戴增强现实装置的观察者在动态范围内变更自己的位置时，例如远离真实的观察对象时，由于人眼的聚焦位置与增强现实装置成像的聚焦位置不一致，导致人眼看到的观察对象和AR图像都变得模糊不清，从而导致AR光场显示效果较差。

本公开提出了一种显示器件，期望有效地提升场景范围内真实场景与AR图像融合的清晰度，并提升AR光场显示效果。

请参考图1，图1示出了本申请实施例提供的显示器件的结构示意图。

如图1所示，该显示器件包括：

偏振点光源阵列101，其包括多个第一偏振点光源101a和多个第二偏振点光源101b；

在偏振点光源阵列的出光侧设置液晶面板102，液晶面板102包括与第一偏振点光源对应的第一子像素组102a和与第二偏振点光源对应的第二子像素组102b。第一子像素组102a用于构建具有第一深度值的三维图像103，第二子像素组102b用于构建具有第二深度值的三维图像104。

本申请实施例中的偏振点光源阵列可以是相对设置的两层偏振膜来实现，通过偏振膜可以减少偏光板的数量，缩小显示器件的高度。第一偏振膜上设置第一偏振区域(或称为第一偏振)，第二偏振膜上设置第二偏振区域(或称为第二偏振)。优选地，第一偏振区域设置第一偏振区域设置在第一偏振膜上且与第二偏振膜相对的一侧；第二偏振区域设置在第二偏振膜上且与第一偏振膜相对的一侧。通过这种相对设置的结构可以进一步地压缩垂直空间，减少显示器件的高度。

进一步地，还可以仅在液晶面板远离第二偏振膜一侧设置偏光片105。

本申请实施例通过结合液晶面板对入射光进行调制，实现了显示的不同灰阶，通过去掉一层偏光片，增加环境光的透过率，从而提高了显示器件的亮度和三维图像的清晰度。

本申请实施例提供的显示器件，通过引入偏振点光源阵列和在偏振点光源阵列的出光侧设置的液晶面板来提升空间三维光场的深度值范围，使得AR图像可以在更大的深度范围内获得清晰的图像。

图2示出了本申请实施例提供的偏振点光源阵列101的结构示意图。

如图2所示，偏振点光源阵列101包括：

侧入式的第一光源201和第二光源202。

导光板203，其位于第一光源与第二光源之间，包括在导光板的入光侧间隔分布的多个第一导光点203a和多个第二导光点203b；

在导光板203的出光侧依次设置第一偏振膜204和第二偏振膜205。其中，第一偏振膜204包括多个第一偏振区域204a，第二偏振膜205包括多个第二偏振区域205a。

第一偏振区域204a与第二导光点在液晶面板的正投影重合。第二偏振区域205a与第一导光点在液晶面板的正投影重合。从第二偏振区域205a透射的光构成第一偏振点光源，从第一偏振区域204a透射的光构成第二偏振点光源。

本申请实施例中在偏振点光源阵列101的出光侧设置液晶面板102以及偏光片。其中，第一光源和第二光源可以是发光二极管。

本申请中对偏振膜和偏光片的材质不做限定。

本申请实施例通过改进显示器件的结构来增加三维场景的深度值范围，从而使得观察者能够在一个更为广阔的范围内获得清晰的融合图像。

本申请实施例还可以将上述显示器件应用在头戴式显示设备中。其中，术语“头戴式显示设备”是指可佩戴设备具备向用户呈现计算机生成的信息(诸如图像和/或视频)的能力，以及允许用户看穿它的能力。头戴式显示设备用于向用户呈现虚拟对象，同时还赋予用户看到真实世界的场景的能力。其包括放置在用户眼前且在向用户呈现计算机生成的信息的透镜中包含半透明物理显示设备的一个或两个透镜。例如液晶显示屏(LiquidCrystal Display，简称LCD)、LED显示屏(LED即发光二极管，Light Emitting Diode，简称LED)、OLED显示屏(有机发光二极管Organic Light-Emitting Diode，简称OLED)等。

头戴式显示设备可以佩戴在用户头上或者作为用户佩戴的头盔的部分。例如可以是AR眼镜，可以是单目的也可以是双目的。

本申请实施例中，以观察者观看真实观察对象来进一步说明，请参考图3，图3示出了本申请实施例提供的显示器件的结构原理示意图。

如图3所示，在第一光源201处于开启状态时，入射光通过导光板203的多个第一导光点203a经由第二偏振膜205的第二偏振区域205a将第一光源201的光透射到液晶面板102上形成光斑，液晶面板上的第一子像素组102a通过部分遮挡将左右眼的图像区分开，从而实现三维显示效果。此时形成的三维图像103是通过第一子像素组构成的第一深度面来重构的。

在第二光源201处于开启状态时，入射光通过导光板203的多个第二导光点203b经由第一偏振膜204的第一偏振区域204a将第二光源202的光透射到液晶面板102上形成光斑，液晶面板上的第二子像素组102b通过部分遮挡将左右眼的图像区分开，从而实现三维显示效果。此时形成的三维图像104是通过第二子像素组构成的第二深度面来重构的。

为了实现本申请提出的三维光场的深度值范围调整，本申请实施例还提供了一种基于上述实施例描述的显示器件的驱动方法。请参考图4，图4示出了本申请实施例提供的显示器件的驱动方法的流程示意图。

步骤401，响应于时序控制信号，驱动控制第一光源和第二光源交替工作。

步骤402，在第一时刻控制第一光源处于开启状态时，驱动与第一光源对应的第二偏振区域处于偏振调制开启状态，且第一偏振区域处于偏振调制关闭状态。

步骤403，响应于第二偏振区域处于偏振调制开启状态，控制液晶面板上与第一偏振点光源对应的第一子像素组，用于构建具有第一深度值的三维图像。

步骤404，在第二时刻控制第二光源处于开启状态时，驱动与第二光源对应的第一偏振区域处于偏振调制开启状态，且第二偏振区域处于偏振调制关闭状态。

步骤405，响应于第一偏振区域处于偏振调制开启状态，控制液晶面板上与第二偏振点光源对应的第二子像素组，用于构建具有第二深度值的三维图像。

假设如图3描述的显示器件，第一光源201和第二光源202响应于时序控制信号，在第一时刻驱动第一光源201处于开启状态，响应于第一光源201的开启状态，控制第二偏振膜上的第二偏振区域处于偏振调制开启状态，同时控制第一偏振膜上的第一偏振区域处于偏振调制关闭状态。此时，真实环境中的观察对象的光线通过第二偏振区域，投射到液晶面板102上，与之对应的第一子像素组采用现有方式在对应的深度值平面上重构三维图像103。

在第二时刻驱动第二光源202处于开启状态，响应于第二光源的开启状态，控制第一偏振膜上的第一偏振区域处于偏振调制开启状态，同时控制第二偏振膜上的第二偏振区域处于偏振调制关闭状态。此时，真实环境中的观察对象的光线通过第一偏振区域，透射到液晶面板102上，与之对应的第二子像素组采用现有方式在对应的深度值平面上重构三维图像104。

本申请实施例，通过时序控制信号交替控制第一光源和第二光源，使得液晶显示面板上的子像素区域分别被限定在对应的被偏振的点光源的照亮区域内，能够使得观察者在距离真实观察对象不同的距离的场景中，可以获得更大的景深范围，从而获得更清晰的AR图像，同时，本申请的双层偏振点光源阵列通过两个光源可以有效地提升增强现实设备的显示亮度。

应当注意，尽管在附图中以特定顺序描述了本公开方法的操作，但是，这并非要求或者暗示必须按照该特定顺序来执行这些操作，或是必须执行全部所示的操作才能实现期望的结果。相反，流程图中描绘的步骤可以改变执行顺序。附加地或备选地，可以省略某些步骤，将多个步骤合并为一个步骤执行，和/或将一个步骤分解为多个步骤执行。

应当理解，上文针对方法描述的操作和特征同样适用于装置及其中包含的单元，在此不再赘述。

文中提及的模块或者单元，这种划分并非强制性的。实际上，根据本公开的实施方式，上文描述的两个或更多模块或者单元的特征和功能可以在一个模块或者单元中具体化。反之，上文描述的一个模块或者单元的特征和功能可以进一步划分为由多个模块或者单元来具体化。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的公开范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离前述公开构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (7)

1.一种显示器件，其特征在于，所述显示器件用于AR显示，包括：

偏振点光源阵列，其包括多个第一偏振点光源和多个第二偏振点光源；

在所述偏振点光源阵列的出光侧设置液晶面板，所述液晶面板包括与所述第一偏振点光源对应的第一子像素组和与所述第二偏振点光源对应的第二子像素组，所述第一子像素组用于构建具有第一深度值的三维图像，所述第二子像素组用于构建具有第二深度值的三维图像；

所述偏振点光源阵列包括：

侧入式的第一光源和第二光源；

导光板，其位于所述第一光源与所述第二光源之间，包括在所述导光板的入光侧间隔分布的多个第一导光点和多个第二导光点；

在所述导光板的出光侧依次设置第一偏振膜和第二偏振膜，其中，所述第一偏振膜包括多个第一偏振区域，第二偏振膜包括多个第二偏振区域；

所述第一偏振区域与所述第二导光点在所述液晶面板的正投影重合，所述第二偏振区域与所述第一导光点在所述液晶面板的正投影重合；从所述第二偏振区域透射的光构成所述第一偏振点光源，从所述第一偏振区域透射的光构成所述第二偏振点光源。

2.根据权利要求1所述的显示器件，其特征在于，所述显示器件还包括：

所述第一偏振区域设置在所述第一偏振膜上且与所述第二偏振膜相对的一侧；

所述第二偏振区域设置在所述第二偏振膜上且与所述第一偏振膜相对的一侧。

3.根据权利要求1-2中任一项所述的显示器件，其特征在于，所述显示器件还包括：

仅在所述液晶面板远离所述第二偏振膜一侧设置偏光片。

4.根据权利要求1所述的显示器件，其特征在于，所述第一光源和所述第二光源为发光二极管。

5.一种头戴式显示设备，其特征在于，其包括如权利要求1-4中任一项所述的显示器件。

6.一种显示器件的驱动方法，该显示器件为如权利要求1-4任一项，所述方法包括：

响应于时序控制信号，驱动控制所述第一光源和第二光源交替工作；

在第一时刻控制所述第一光源处于开启状态时，驱动与所述第一光源对应的所述第二偏振区域处于偏振调制开启状态，且所述第一偏振区域处于偏振调制关闭状态；

响应于所述第二偏振区域处于偏振调制开启状态，控制所述液晶面板上与所述第一偏振点光源对应的第一子像素组，用于构建具有第一深度值的三维图像。

7.根据权利要求6所述的驱动方法，其特征在于，该方法还包括：

在第二时刻控制所述第二光源处于开启状态时，驱动与所述第二光源对应的第一偏振区域处于偏振调制开启状态，且所述第二偏振区域处于偏振调制关闭状态；

响应于所述第一偏振区域处于偏振调制开启状态，控制所述液晶面板上与所述第二偏振点光源对应的第二子像素组，用于构建具有第二深度值的三维图像。

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