CN108735168B - 一种背光模组、3d显示装置及其驱动方法 - Google Patents

一种背光模组、3d显示装置及其驱动方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种背光模组、3D显示装置及其驱动方法，由于采用的背光模组包括背光源和控制部，其中，背光源具有与液晶显示屏的各子像素一一对应的多个发光区域；控制部可以控制背光源的各发光区域的光出射方向。即背光模组可以提供针对每一子像素的指向性光源，从而通过时间分割方式使左右眼分别看到两幅立体对相应的图像，经过大脑对这些图像进行综合处理，实现不损失分辨率的多视点裸眼3D图像显示。

Description

一种背光模组、3D显示装置及其驱动方法
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤指一种背光模组、3D显示装置及其驱动方法。
背景技术
目前，三维(Three-Dimensional，3D)显示技术已经备受关注，它可以使画面变得立体逼真，其最基本的原理是利用左右人眼分别接收不同的画面，经过大脑对接收的图像信息进行叠加重生，构成立体方向效果的影像。
目前，3D显示技术有裸眼式和眼镜式两大类。所谓裸眼式就是通过在显示面板上进行特殊的处理，把经过编码处理的3D视频影像独立送入人的左右眼，从而令用户无需借助立体眼镜即可裸眼体验立体感觉。
目前，实现裸眼3D显示主要是通过在液晶(LCD)显示器的光源阵列的前方设置光栅屏障(Barrier)或液晶透镜等遮蔽物，利用光栅屏障或液晶透镜在显示面板的前面形成若干视区，使显示面板上不同子像素发出的光射落在不同的视场内，观看者的双眼落在不同视场内产生3D感觉。
但是，目前的3D显示装置只能在一定视角实现3D效果，如若需要在多个视角下实现3D效果，分辨率会发生严重损失。例如观察者可以在8个位置看到三维图像，那么每个位置将分配1/8的子像素，从而分辨率将损失7/8，因此可视点越多，分辨率损失就越严重。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了一种背光模组、3D显示装置及其驱动方法，用以解决现有裸眼3D显示装置存在的分辨率损失的问题。
本发明实施例提供的一种背光模组，所述背光模组用于为液晶显示屏提供光源；所述背光模组包括背光源和控制部；
所述背光源具有与液晶显示屏的各子像素一一对应的多个发光区域；
所述控制部用于控制所述背光源的各所述发光区域的光出射方向。
可选地，在本发明实施例提供的背光模组中，所述背光源的每一发光区域设置有一独立的子光源；
所述控制部用于通过调整各所述子光源的角度控制各所述发光区域的光出射方向。
可选地，在本发明实施例提供的背光模组中，所述背光源包括侧入式背光组件，以及位于所述侧入式背光组件背离所述液晶显示屏一侧的、且与各所述发光区域一一对应的多个反射镜；
所述控制部用于通过调整各所述反射镜的反射面控制各所述发光区域的光出射方向。
可选地，在本发明实施例提供的背光模组中，所述侧入式背光组件包括导光板以及位于所述导光板侧面的LED光源；
各所述反射镜位于所述导光板背离所述液晶显示屏一侧。
可选地，在本发明实施例提供的背光模组中，所述控制部包括与各所述发光区域一一对应的多个微机电控制单元；
所述微机电控制单元用于控制对应的所述发光区域的光出射方向。
相应地，本发明实施例还提供了一种3D显示装置，包括液晶显示屏以及本发明实施例提供的上述任一种背光模组。
可选地，在本发明实施例提供的3D显示装置中，还包括人眼追踪模块；
所述人眼追踪模块用于在所述液晶显示屏显示时追踪人眼的位置；
所述背光模组中的所述控制部具体用于根据所述人眼追踪模块确定的人眼位置，控制背光源的各所述发光区域的光出射方向。
可选地，在本发明实施例提供的3D显示装置中，所述控制部具体包括与各所述发光区域一一对应的多个微机电控制单元和驱动单元；
所述驱动单元用于根据所述人眼追踪模块确定的人眼位置驱动各所述微机电控制单元；
所述微机电控制单元具体用于在所述驱动单元的驱动下控制各所述发光区域的光出射方向。
可选地，在本发明实施例提供的3D显示装置中，所述人眼追踪模块包括至少一个摄像头；
所述摄像头内嵌于所述液晶显示屏的显示侧。
基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种上述3D显示装置的驱动方法，包括：
在一个显示一周期内，所述液晶显示屏交替显示左眼图像和右眼图像；
在所述液晶显示屏显示左眼图像时所述人眼追踪模块追踪人眼的左眼位置；所述控制部根据所述人眼追踪模块确定的左眼位置，控制所述背光源的各所述发光区域的光出射方向指向所述左眼位置；
在所述液晶显示屏显示右眼图像时所述人眼追踪模块追踪人眼的右眼位置；所述控制部根据所述人眼追踪模块确定的右眼位置，控制所述背光源的各所述发光区域的光出射方向指向所述右眼位置。
本发明有益效果如下：
本发明实施例提供的背光模组、3D显示装置及其驱动方法，由于采用的背光模组包括背光源和控制部，其中，背光源具有与液晶显示屏的各子像素一一对应的多个发光区域；控制部可以控制背光源的各发光区域的光出射方向。即背光模组可以提供针对每一子像素的指向性光源，从而通过时间分割方式使左右眼分别看到两幅立体对相应的图像，经过大脑对这些图像进行综合处理，实现不损失分辨率的多视点裸眼3D图像显示。
附图说明
图1为为本发明实施例提供的3D显示装置的结构示意图之一；
图2为为本发明实施例提供的3D显示装置的结构示意图之一；
图3为为本发明实施例提供的3D显示装置的结构示意图之一；
图4为本发明实施例提供的3D显示装置的驱动方法的流程图；
图5为本发明实施例提供的背光模组的结构示意图之一；
图6为本发明实施例提供的背光模组的结构示意图之二。
具体实施方式
本发明实施例提供了一种背光模组、3D显示装置及其驱动方法。为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
附图中各部件的形状和大小不反映真实比例，目的只是示意说明本发明内容。
本发明实施例提供的一种3D显示装置，如图1所示，包括液晶显示屏01和用于为液晶显示屏01提供光源的背光模组02；背光模组02包括背光源021和控制部022；
背光源021具有与液晶显示屏01的各子像素011一一对应的多个发光区域0211；
控制部022用于控制背光源021的各发光区域0211的光出射方向。
本发明实施例提供的3D显示装置，由于采用的背光模组包括背光源和控制部，其中，背光源具有与液晶显示屏的各子像素一一对应的多个发光区域；控制部可以控制背光源的各发光区域的光出射方向。即背光模组可以提供针对每一子像素的指向性光源，从而通过时间分割方式使左右眼分别看到两幅立体对相应的图像，经过大脑对这些图像进行综合处理，实现不损失分辨率的多视点裸眼3D图像显示。
可选地，在本发明实施例提供的3D显示装置中，还包括人眼追踪模块；
人眼追踪模块用于在液晶显示屏显示时追踪人眼的位置；
背光模组中的控制部具体用于根据人眼追踪模块确定的人眼位置，控制背光源的各发光区域的光出射方向。
具体地，在本发明实施例提供的3D显示装置中，液晶显示屏采用时分复用方式交错显示两幅立体对图像(左眼图像和右眼图像)，即液晶显示屏交替显示左眼图像和右眼图像；在液晶显示屏显示左眼图像时人眼追踪模块追踪人眼的左眼位置；控制部根据人眼追踪模块确定的左眼位置，控制背光源的各发光区域的光出射方向指向左眼位置；在液晶显示屏显示右眼图像时人眼追踪模块追踪人眼的右眼位置；控制部根据人眼追踪模块确定的右眼位置，控制背光源的各发光区域的光出射方向指向右眼位置。从而通过时间分割方式使左右眼分别看到两幅立体对相应的图像，经过大脑对这些图像进行综合处理，实现多视点裸眼3D图像显示。由于在任何时间，左右眼看到的都是全部子像素，因此，不存在分辨率的任何损失。
在具体实施时，本发明实施例提供的3D显示装置也可以实现2D显示。在实现2D显示时，背光模组中，控制部可以控制背光源的各发光区域的光以垂直于液晶显示屏屏幕的方向出射。因此，上述3D显示装置可以实现2D显示和3D显示的切换。
可选地，在本发明实施例提供的3D显示装置中，如图2所示，背光源021的每一发光区域0211设置有一独立的子光源0210；控制部022用于通过调整各子光源0210的角度控制各发光区域的光出射方向。
在具体实施时，在本发明实施例提供的3D显示装置中，子光源可以采用微LED，在此不作限定。
可选地，在本发明实施例提供的3D显示装置中，如图3所示，背光源021包括侧入式背光组件03，以及位于侧入式背光组件03背离液晶显示屏一侧的、且与各发光区域0211一一对应的多个反射镜04；控制部022用于通过调整各反射镜04的反射面控制各发光区域0211的光出射方向。即利用反射镜04来调整各发光区域的光出射方向。
可选地，在本发明实施例提供的3D显示装置中，如图3所示，侧入式背光组件03包括导光板031以及位于导光板侧面的LED光源032；各反射镜04位于导光板031背离液晶显示屏一侧。
在具体实施时，侧入式背光组件中还可以包括其他的光学膜层，例如光扩散层等，在此不作限定。
可选地，在本发明实施例提供的3D显示装置中，如图2和图3所示，控制部022包括与各发光区域0211一一对应的多个微机电控制单元0221；微机电控制单元0221用于控制对应的发光区域0211的光出射方向。其中，微机电控制单元(MEMS,Micro-Electro-Mechanical System)一般是采用的静电电机进行驱动的，具有结构简单、功耗较低、响应频率较高等优点。
可选地，在本发明实施例提供的3D显示装置中，控制部022还包括驱动单元0222；
驱动单元0222用于根据人眼追踪模块确定的人眼位置驱动各微机电控制单元0221；
微机电控制单元0221具体用于在驱动单元0222的驱动下控制各发光区域0211的光出射方向。
可选地，在本发明实施例提供的3D显示装置中，人眼追踪模块包括至少一个摄像头；摄像头内嵌于液晶显示屏的显示侧。当然，摄像头也可以是通过其它方式固定在液晶显示屏的显示侧，例如支架，在此不作限定。
基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种驱动上述3D显示装置的驱动方法，如图4所示，包括：
S401、液晶显示屏交替显示左眼图像和右眼图像；
S402、在液晶显示屏显示左眼图像时人眼追踪模块追踪人眼的左眼位置；控制部根据人眼追踪模块确定的左眼位置，控制背光源的各发光区域的光出射方向指向左眼位置；
S403、在液晶显示屏显示右眼图像时人眼追踪模块追踪人眼的右眼位置；控制部根据人眼追踪模块确定的右眼位置，控制背光源的各发光区域的光出射方向指向右眼位置。
本发明实施例提供的上述驱动方法，液晶显示屏采用时分复用方式交错显示两幅立体对图像(左眼图像和右眼图像)，即液晶显示屏交替显示左眼图像和右眼图像；在液晶显示屏显示左眼图像时人眼追踪模块追踪人眼的左眼位置；控制部根据人眼追踪模块确定的左眼位置，控制背光源的各发光区域的光出射方向指向左眼位置；在液晶显示屏显示右眼图像时人眼追踪模块追踪人眼的右眼位置；控制部根据人眼追踪模块确定的右眼位置，控制背光源的各发光区域的光出射方向指向右眼位置。从而通过时间分割方式使左右眼分别看到两幅立体对相应的图像，经过大脑对这些图像进行综合处理，实现不损失分辨率的多视点裸眼3D图像显示。
在具体实施时，在一个显示周期内，液晶显示屏可以先显示左眼图，后显示右眼图像，也可以先显示右眼图像，后显示左眼图像，在此不作限定。
基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种背光模组，如图5和图6所示，包括背光源021和控制部022；
背光源021具有与液晶显示屏01的各子像素011一一对应的多个发光区域0211；
控制部022用于控制背光源021的各发光区域0211的光出射方向。
本发明实施例提供的上述背光模组，包括背光源和控制部，其中，背光源具有与液晶显示屏的各子像素一一对应的多个发光区域；控制部可以控制背光源的各发光区域的光出射方向。即提供一种具有指向性光源的背光模组，从而可以提供针对每一子像素的指向性光源，在应用与3D显示装置是，可以避免分辨率的损失。
可选地，在本发明实施例提供的背光模组中，如图5所示，背光源021的每一发光区域0211设置有一独立的子光源0210；控制部022用于通过调整各子光源0210的角度控制各发光区域的光出射方向。
在具体实施时，在本发明实施例提供的背光模组中，子光源可以采用微LED，在此不作限定。
可选地，在本发明实施例提供的背光模组中，如图6所示，背光源021包括侧入式背光组件03，以及位于侧入式背光组件03背离液晶显示屏一侧的、且与各发光区域0211一一对应的多个反射镜04；控制部022用于通过调整各反射镜04的反射面控制各发光区域0211的光出射方向。即利用反射镜04来调整各发光区域的光出射方向。
可选地，在本发明实施例提供的背光模组中，如图6所示，侧入式背光组件03包括导光板031以及位于导光板侧面的LED光源032；各反射镜04位于导光板031背离液晶显示屏一侧。
在具体实施时，侧入式背光组件中还可以包括其他的光学膜层，例如光扩散层等，在此不作限定。
可选地，在本发明实施例提供的背光模组中，如图5和图6所示，控制部022包括与各发光区域0211一一对应的多个微机电控制单元0221；微机电控制单元0221用于控制对应的发光区域0211的光出射方向。其中，微机电控制单元(MEMS,Micro-Electro-MechanicalSystem)一般是采用的静电电机进行驱动的，具有结构简单、功耗较低、响应频率较高等优点。
本发明实施例提供的上述背光模组、3D显示装置及其驱动方法，由于采用的背光模组包括背光源和控制部，其中，背光源具有与液晶显示屏的各子像素一一对应的多个发光区域；控制部可以控制背光源的各发光区域的光出射方向。即背光模组可以提供针对每一子像素的指向性光源，从而通过时间分割方式使左右眼分别看到两幅立体对相应的图像，经过大脑对这些图像进行综合处理，实现不损失分辨率的多视点裸眼3D图像显示。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种背光模组，所述背光模组用于为液晶显示屏提供光源；其特征在于，所述背光模组包括背光源和控制部；
所述背光源具有与液晶显示屏的各子像素一一对应的多个发光区域；
所述控制部用于控制所述背光源的各所述发光区域的光出射方向；
所述背光源的每一发光区域设置有一独立的子光源；
所述控制部用于通过调整各所述子光源的角度控制各所述发光区域的光出射方向；
或者，所述背光源包括侧入式背光组件，以及位于所述侧入式背光组件背离所述液晶显示屏一侧的、且与各所述发光区域一一对应的多个反射镜；
所述控制部用于通过调整各所述反射镜的反射面控制各所述发光区域的光出射方向；
通过时间分割方式使左右眼分别看到两幅立体对相应的图像，实现不损失分辨率的多视点裸眼3D图像显示。
2.如权利要求1所述的背光模组，其特征在于，所述侧入式背光组件包括导光板以及位于所述导光板侧面的LED光源；
各所述反射镜位于所述导光板背离所述液晶显示屏一侧。
3.如权利要求1-2任一项所述的背光模组，其特征在于，所述控制部包括与各所述发光区域一一对应的多个微机电控制单元；
所述微机电控制单元用于控制对应的所述发光区域的光出射方向。
4.一种3D显示装置，其特征在于，包括液晶显示屏以及如权利要求1-3任一项所述的背光模组。
5.如权利要求4所述的3D显示装置，其特征在于，还包括人眼追踪模块；
所述人眼追踪模块用于在所述液晶显示屏显示时追踪人眼的位置；
所述背光模组中的所述控制部具体用于根据所述人眼追踪模块确定的人眼位置，控制背光源的各所述发光区域的光出射方向。
6.如权利要求5所述的3D显示装置，其特征在于，所述控制部具体包括与各所述发光区域一一对应的多个微机电控制单元和驱动单元；
所述驱动单元用于根据所述人眼追踪模块确定的人眼位置驱动各所述微机电控制单元；
所述微机电控制单元具体用于在所述驱动单元的驱动下控制各所述发光区域的光出射方向。
7.如权利要求6所述的3D显示装置，其特征在于，所述人眼追踪模块包括至少一个摄像头；
所述摄像头内嵌于所述液晶显示屏的显示侧。
8.一种如权利要求5-7任一项所述的3D显示装置的驱动方法，其特征在于，包括：
在一个显示一周期内，所述液晶显示屏交替显示左眼图像和右眼图像；
在所述液晶显示屏显示左眼图像时所述人眼追踪模块追踪人眼的左眼位置；所述控制部根据所述人眼追踪模块确定的左眼位置，控制所述背光源的各所述发光区域的光出射方向指向所述左眼位置；
在所述液晶显示屏显示右眼图像时所述人眼追踪模块追踪人眼的右眼位置；所述控制部根据所述人眼追踪模块确定的右眼位置，控制所述背光源的各所述发光区域的光出射方向指向所述右眼位置。
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