CN104698647B - 液晶显示装置及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种液晶显示装置及其控制方法，包括液晶显示单元、位置捕捉单元、控制单元和至少两个背光单元，其中，至少两个背光单元的出光方向不同；位置捕捉单元用于采集使用者的位置信息，并将其反馈至控制单元；控制单元用于基于位置信息而获得使用者的观察视角，并控制出光方向与观察视角相匹配的背光单元发光，同时调整液晶显示单元的亮度，以使其与观察视角相匹配。本发明提供的液晶显示装置，其可以保证在不同的观察视角，液晶显示屏的画质不会损失。

Description

液晶显示装置及其控制方法
技术领域
本发明涉及显示技术领域，具体地，涉及一种液晶显示装置及其控制方法。
背景技术
传统的液晶显示装置通常包括由平板式的背光源和液晶显示单元构成。当使用者的视角偏大时，该液晶显示装置往往存在对比度降低，亮度下降的问题，从而导致画质损失。该问题主要由下面两个原因造成：
其一，背光源的视角限制。由于背光源中的实用棱镜片具有聚集光线的作用，导致背光源的亮度在观察视角偏至30°左右时，急剧下降到垂直视角(使用者的眼睛正对显示屏时的视角，且为0°)的三分之一左右。
其二，由于液晶分子具有各向异性的特性，导致当使用者的视角偏移时，液晶显示屏的对比度降低、且亮度下降。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种液晶显示装置及其控制方法，其可以避免当使用者的视角偏移时，液晶显示屏的对比度降低、且亮度下降，从而可以保证在不同的观察视角，液晶显示屏的画质不会损失。
为实现本发明的目的而提供一种液晶显示装置，包括液晶显示单元、位置捕捉单元、控制单元和至少两个背光单元，其中，所述至少两个背光单元的出光方向不相同；所述位置捕捉单元用于采集使用者的位置信息，并将其反馈至所述控制单元；所述控制单元用于基于所述位置信息而获得所述使用者的观察视角，并控制出光方向与所述观察视角相匹配的所述背光单元发光，同时通过采用不同的电压时序控制所述液晶显示单元中的液晶翻转不同的角度，来调整所述液晶显示单元的亮度，以使其与所述观察视角相匹配。
优选的，所述位置捕捉单元包括位置采集设备和信号输出设备，其中，所述位置采集设备用于采集所述使用者的位置信息，并将其发送至所述信号输出设备；所述信号输出设备用于将所述位置信息转换为电信号，并将其发送至所述控制单元。
优选的，所述位置采集设备包括人脸识别设备，用于采用人脸识别的方式采集所述使用者的位置信息。
优选的，各个背光单元的出光方向汇聚于一点。
优选的，所述背光单元的数量为奇数，且依次排列，居中的一个背光单元用作主背光单元，其出光方向与所述液晶显示单元的显示屏相互垂直。
作为另一个技术方案，本发明还提供一种液晶显示装置的控制方法，所述控制方法用于控制本发明提供的上述液晶显示装置，且包括以下步骤：
所述位置捕捉单元采集使用者的位置信息；
所述控制单元基于所述位置信息而获得所述使用者的观察视角，并控制出光方向与所述观察视角相匹配的所述背光单元发光，同时通过采用不同的电压时序控制所述液晶显示单元中的液晶翻转不同的角度，来调整所述液晶显示单元的亮度，以使其与所述观察视角相匹配。
优选的，所述位置捕捉单元采集所述使用者的数量，并将其反馈至所述控制单元；所述控制单元判断所述使用者的数量。
优选的，若所述使用者的数量为一个，所述控制单元则基于所述位置信息而获得所述使用者的观察视角，并控制所述发光方向与所述观察视角相匹配的所述背光单元发光，同时调整所述液晶显示单元中的液晶分子的偏转角度，以使其与所述观察视角相匹配。
优选的，若所述使用者的数量为两个以上，所述控制单元则基于所述位置信息而获得各个使用者的观察视角，以及各个观察视角所对应的使用者的数量，并判断各个观察视角所对应的使用者的数量是否相同。
优选的，若各个观察视角所对应的使用者的数量相同，则所述控制单元不动作；或随机选择一组使用者，所示控制单元控制所述液晶显示单元中的液晶分子的偏转角度与该组使用者的观察视角相对应的背光单元发光。
优选的，若各个观察视角所对应的使用者的数量不同，所述控制单元则控制所述液晶显示单元中的液晶分子的偏转角度与数量最多的使用者的观察视角相对应的所述背光单元发光，同时调整所述液晶显示单元的亮度，以使其与所述观察视角相匹配。
本发明具有以下有益效果：
本发明提供的液晶显示装置，其通过设置至少两个背光单元，且各个背光单元的出光方向不同，并利用位置捕捉单元采集使用者的位置信息，以及利用控制单元基于该位置信息而获得使用者的观察视角，并控制出光方向与观察视角相匹配的背光单元发光，同时调整液晶显示单元的亮度，以使其与观察视角相匹配，可以保证在不同的观察视角，液晶显示屏的画质不会损失。
本发明提供的液晶显示装置的控制方法，其用于控制本发明提供的上述液晶显示装置，可以保证在不同的观察视角，液晶显示屏的画质不会损失。
附图说明
图1为本发明实施例提供的液晶显示装置的原理框图；
图2A为本发明实施例提供的液晶显示装置当使用者在位置A时的结构示意图；
图2B为当使用者在位置A时控制单元采用的电压时序，以及液晶翻转的过程图；
图3A为本发明实施例提供的液晶显示装置当使用者在位置B时的结构示意图；
图3B为当使用者在位置B时控制单元采用的电压时序，以及液晶翻转的过程图；
图4A为本发明实施例提供的液晶显示装置当使用者在位置C时的结构示意图；
图4B为当使用者在位置C时控制单元采用的电压时序，以及液晶翻转的过程图；以及
图5为本发明实施例的一个变型实施例提供的液晶显示装置的结构示意图。
具体实施方式
为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图来对本发明提供的液晶显示装置及其控制方法进行详细描述。
图1为本发明实施例提供的液晶显示装置的原理框图。请参阅图1，液晶显示装置包括液晶显示单元23、位置捕捉单元21、三个背光单元(11～13)和控制单元22，其中，三个背光单元(11～13)用于发光、且各个背光单元的出光方向不同。实现各个背光单元的出光方向不同可以采用以下两种方式，即：第一种方式是，各个背光单元均设置在同一平面，而布置在各个背光单元上的背光源的出光方向不同；第二种方式是，布置在各个背光单元上的背光源的出光方向均垂直于各自背光单元所在平面，而各个背光单元的偏转角度不同，即，各个背光单元设置在不同的平面上，从而实现各个背光单元上的背光源的出光方向不同。
位置捕捉单元21用于采集使用者的位置信息，并将其反馈至控制单元22；控制单元22用于基于该位置信息而获得使用者的观察视角，并控制出光方向与该观察视角相对应的背光单元发光，同时调整液晶显示单元23的亮度，以使其与观察视角相匹配。
具体地，背光单元11的出光方向对应的使用者的观察视角为A；背光单元12的出光方向对应的使用者的观察视角为C；背光单元13的出光方向对应的使用者的观察视角为B。其中，当使用者的观察视角为A时，如图2A所示，位置捕捉单元21采集到该使用者的位置信息，并将其反馈至控制单元22；控制单元22基于该位置信息而获得使用者的观察视角A，并控制背光单元11发光，此时背光单元11朝向观察视角A的方向直射光线(如图2A中的箭头所示)；同时，控制单元22调整液晶显示单元23的亮度，以使其与观察视角A相匹配，例如，可将液晶显示单元23的最亮状态调整至与观察视角A相匹配的角度。
控制单元22可以通过采用不同的电压时序控制液晶显示单元23中的液晶翻转不同的角度，来调整液晶显示单元23的亮度。以可显示255灰阶的液晶显示单元23为例，当使用者的观察视角为A时，控制单元22采用的电压时序如图2B中的左图所示；液晶显示单元23中液晶相对于背光单元11发出的光线(如图2B中的箭头所示)的翻转过程如图2B中的右图所示。在该电压时序的控制下，最终可以实现将液晶显示单元23的最亮状态调整至与观察视角A相匹配的角度。
当使用者的观察视角为B时，如图3A所示，位置捕捉单元21采集到该使用者的位置信息，并将其反馈至控制单元22；控制单元22基于该位置信息而获得使用者的观察视角B，并控制背光单元13发光，此时背光单元13朝向观察视角B的方向直射光线(如图3A中的箭头所示)；同时，控制单元22调整液晶显示单元23的亮度，以使其与观察视角B相匹配，例如，可将液晶显示单元23的最亮状态切换至与观察视角B相匹配的角度。
优选的，控制单元22可以通过采用不同的电压时序控制液晶显示单元23中的液晶翻转不同的角度，来调整液晶显示单元23的亮度。以可显示255灰阶的液晶显示单元23为例，当使用者的观察视角为B时，控制单元22采用的电压时序如图3B中的左图所示；液晶显示单元23中液晶相对于背光单元13发出的光线(如图3B中的箭头所示)的翻转过程如图3B中的右图所示。在该电压时序的控制下，最终可以实现将液晶显示单元23的最亮状态调整至与观察视角B相匹配的角度。
当使用者的观察视角为C时，如图4A所示，位置捕捉单元21采集到该使用者的位置信息，并将其反馈至控制单元22；控制单元22基于该位置信息而获得使用者的观察视角C，并控制背光单元12发光，此时背光单元12朝向观察视角C的方向直射光线(如图4A中的箭头所示)；同时，控制单元22调整液晶显示单元23的亮度，以使其与观察视角C相匹配，例如，可将液晶显示单元23的最亮状态调整至与观察视角C相匹配的角度。
控制单元22可以通过采用不同的电压时序控制液晶显示单元23中的液晶翻转不同的角度，来调整液晶显示单元23的亮度。以可显示255灰阶的液晶显示单元23为例，当使用者的观察视角为C时，控制单元22采用的电压时序如图4B中的左图所示；液晶显示单元23中液晶相对于背光单元12发出的光线(如图4B中的箭头所示)的翻转过程如图4B中的右图所示。在该电压时序的控制下，最终可以实现将液晶显示单元23的最亮状态调整至与观察视角C相匹配的角度。
优选的，上述位置捕捉单元21包括位置采集设备和信号输出设备，其中，位置采集设备用于采集使用者的位置信息，并将其发送至信号输出设备；该位置采集设备可以为人脸识别设备，用于采用人脸识别的方式采集使用者的位置信息。当然，在实际应用中，还可以采用其他可采集人的位置信息的设备。信号输出设备用于将位置信息转换为电信号，并将其发送至控制单元。控制单元根据该位置信息进行相应的解析和计算，而获得使用者的观察视角。
优选的，各个背光单元的出光方向汇聚于一点，以有利于简化控制单元的计算过程。具体来说，在本实施例中，通过使各个背光单元设置在不同的平面上，即，各个背光单元的偏转角度不同，来实现各个背光单元的出光方向不同，且汇聚于一点。但是，在实际应用中，也可以将各个背光单元均设置在同一平面，而布置在各个背光单元上的背光源的出光方向汇聚于一点。
进一步优选的，背光单元的数量可以为奇数，且依次排列，居中的一个背光单元用作主背光单元，其出光方向与液晶显示单元的显示屏相互垂直。由于使用者主要还是在正对液晶显示单元的显示屏的位置使用液晶显示装置的时间较多，因此，通过将居中的一个背光单元用作主背光单元，可以满足使用者的正常使用习惯。
作为本发明实施例的一个变型实施例，图5为本发明实施例的一个变型实施例提供的液晶显示装置的结构示意图。请参阅图5，本变型实施例与上述实施例的区别仅在于：背光单元的数量不同。
具体地，在本实施例中，背光单元的数量为五个，分别为31～35，五个背光单元31～35具有五种出光方向，从而可以对应地将使用者的观察视角细分为五个，进而可以使相应的背光单元能够更精确地朝向观察视角的方向直射光线，从而可以进一步降低液晶显示屏的画质损失。
当然，在实际应用中，还可以根据具体情况，将背光单元的数量设计为两个、四个或者六个以上。
综上所述，本发明提供的液晶显示装置，其通过设置至少两个背光单元，且各个背光单元的出光方向不同，并利用位置捕捉单元采集使用者的位置信息，以及利用控制单元基于该位置信息而获得使用者的观察视角，并控制出光方向与观察视角相匹配的背光单元发光，同时调整液晶显示单元的亮度，以使其与观察视角相匹配，可以保证在不同的观察视角，液晶显示屏的画质不会损失。
作为另一个技术方案，本发明还提供一种显示装置的控制方法，该控制方法用于控制本发明提供的上述液晶显示装置，且包括以下步骤：
位置捕捉单元采集使用者的位置信息；
控制单元基于位置信息而获得使用者的观察视角，并控制出光方向与观察视角相匹配的背光单元发光，同时调整液晶显示单元的亮度，以使其与观察视角相匹配。
在实际应用中，使用者的数量可能为一个，或者也可能为两个以上。针对这两种情况，可以利用位置捕捉单元采集使用者的数量，并将其反馈至控制单元。例如，可以利用人脸识别设备来确定使用者的数量。控制单元判断使用者的数量是否为两个以上，并根据判断结果进行相应的控制工作。
例如，若使用者的数量为一个，控制单元则基于位置信息而获得使用者的观察视角，并控制发光方向与观察视角相匹配的背光单元发光，同时调整液晶显示单元的中液晶分子的偏转角度，以使其与观察视角相匹配。
若使用者的数量为两个以上，控制单元则基于该位置信息而获得各个使用者的观察视角，以及各个观察视角所对应的使用者的数量，并判断各个观察视角所对应的使用者的数量是否相同，并根据判断结果进行相应的控制工作。
若各个观察视角所对应的使用者的数量相同，则控制单元不动作；或随机选择一组使用者；控制单元控制偏转角度与该组使用者的观察视角相对应的背光单元发光。
若各个观察视角所对应的使用者的数量不同，控制单元则控制偏转角度与数量最多的使用者的观察视角相对应的背光单元发光，同时调整所述液晶显示单元的亮度，以使其与所述观察视角相匹配。这样可以保证多数人的视觉体验。
本发明提供的液晶显示装置的控制方法，其用于控制本发明提供的上述液晶显示装置，可以保证在不同的观察视角，液晶显示屏的画质不会损失。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种液晶显示装置，其特征在于，包括液晶显示单元、位置捕捉单元、控制单元和至少两个背光单元，其中，
所述至少两个背光单元的出光方向不相同；
所述位置捕捉单元用于采集使用者的位置信息，并将其反馈至所述控制单元；
所述控制单元用于基于所述位置信息而获得所述使用者的观察视角，并控制出光方向与所述观察视角相匹配的所述背光单元发光，同时通过采用不同的电压时序控制所述液晶显示单元中的液晶翻转不同的角度，来调整所述液晶显示单元的亮度，以使其与所述观察视角相匹配。
2.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，所述位置捕捉单元包括位置采集设备和信号输出设备，其中，
所述位置采集设备用于采集所述使用者的位置信息，并将其发送至所述信号输出设备；
所述信号输出设备用于将所述位置信息转换为电信号，并将其发送至所述控制单元。
3.根据权利要求2所述的液晶显示装置，其特征在于，所述位置采集设备包括人脸识别设备，用于采用人脸识别的方式采集所述使用者的位置信息。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的液晶显示装置，其特征在于，各个背光单元的出光方向汇聚于一点。
5.根据权利要求4所述的液晶显示装置，其特征在于，所述背光单元的数量为奇数，且依次排列，居中的一个背光单元用作主背光单元，其出光方向与所述液晶显示单元的显示屏相互垂直。
6.一种液晶显示装置的控制方法，其特征在于，所述控制方法用于控制权利要求1-5任意一项所述的液晶显示装置，且包括以下步骤：
所述位置捕捉单元采集使用者的位置信息；
所述控制单元基于所述位置信息而获得所述使用者的观察视角，并控制出光方向与所述观察视角相匹配的所述背光单元发光，同时通过采用不同的电压时序控制所述液晶显示单元中的液晶翻转不同的角度，来调整所述液晶显示单元的亮度，以使其与所述观察视角相匹配。
7.根据权利要求6所述的液晶显示装置的控制方法，其特征在于，所述位置捕捉单元采集所述使用者的数量，并将其反馈至所述控制单元；
所述控制单元判断所述使用者的数量。
8.根据权利要求7所述的液晶显示装置的控制方法，其特征在于，若所述使用者的数量为一个，所述控制单元则基于所述位置信息而获得所述使用者的观察视角，并控制所述发光方向与所述观察视角相匹配的所述背光单元发光，同时调整所述液晶显示单元中的液晶分子的偏转角度，以使其与所述观察视角相匹配。
9.根据权利要求7所述的液晶显示装置的控制方法，其特征在于，若所述使用者的数量为两个以上，所述控制单元则基于所述位置信息而获得各个使用者的观察视角，以及各个观察视角所对应的使用者的数量，并判断各个观察视角所对应的使用者的数量是否相同。
10.根据权利要求9所述的液晶显示装置的控制方法，其特征在于，若各个观察视角所对应的使用者的数量相同，则所述控制单元不动作；或随机选择一组使用者，所示控制单元控制所述液晶显示单元中的液晶分子的偏转角度与该组使用者的观察视角相对应的背光单元发光。
11.根据权利要求9所述的液晶显示装置的控制方法，其特征在于，若各个观察视角所对应的使用者的数量不同，所述控制单元则控制所述液晶显示单元中的液晶分子的偏转角度与数量最多的使用者的观察视角相对应的所述背光单元发光，同时调整所述液晶显示单元的亮度，以使其与所述观察视角相匹配。
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