一种裸眼3D显示屏及显示装置[发明专利]

(12)发明专利申请

(10)申请公布号 CN 109429059 A(43)申请公布日 2019.03.05

(21)申请号 201710505617.2(22)申请日 2017.06.28

(71)申请人 上海与德科技有限公司

地址 200233 上海市金山区金山工业区亭

卫公路65584幢1309室(72)发明人 曾令江　李承敏　王文斌　杨朝蓉　

包振毅　宋宏伟　(74)专利代理机构 北京品源专利代理有限公司

11332

代理人 孟金喆(51)Int.Cl.

H04N 13/32(2018.01)

权利要求书1页 说明书5页 附图3页

(54)发明名称

一种裸眼3D显示屏及显示装置(57)摘要

本发明公开了一种裸眼3D显示屏及显示装置。所述显示屏包括阵列形式布设的多个像素点；所述像素点设置有发光源，所述发光源固定在基板上，用于通过所述发光源所发出的光线呈现所述像素点的图像数据；各所述像素点划分为至少两类；每类所述像素点的所述发光源设置为朝向所述显示屏外侧的设定位置发出光线；所述显示屏中各类所述像素点所对应的所述设定位置的数量为至少两个。本发明实施例提供的裸眼3D显示屏及显示装置，对各部件的精度和显示环境要求较低，更好的实现了裸眼3D的显示效果。

CN 109429059 ACN 109429059 A

权　利　要　求　书

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1.一种裸眼3D显示屏，包括阵列形式布设的多个像素点，其特征在于：像素点设置有发光源，发光源固定在基板上，用于通过所述发光源所发出的光线呈现像素点的图像数据；

各所述像素点划分为至少两类；

每类像素点的发光源设置为朝向所述显示屏外侧的设定位置发出光线；所述显示屏中各类所述像素点所对应的设定位置的数量为至少两个。2.根据权利要求1所述的显示屏，其特征在于，各所述像素点划分为左眼像素点和右眼像素点；

左眼像素点的发光源设置为朝向所述显示屏外侧的左眼位置发出光线；右眼像素点的发光源设置为朝向所述显示屏外侧的右眼位置发出光线。3.根据权利要求2所述的显示屏，其特征在于，左眼像素点和右眼像素点在所述显示屏中均匀间隔设置。

4.根据权利要求1或2所述的显示屏，其特征在于，所述发光源为micro LED。5.根据权利要求1或2所述的显示屏，其特征在于：所述发光源的前端出光面倾斜设定角度，以满足发出光线的朝向要求。

6.根据权利要求1或2所述的显示屏，其特征在于：所述发光源在所述基板上倾斜设置，以满足发出光线的朝向要求。

7.根据权利要求1或2所述的显示屏，其特征在于：所述发光源的出光面周边设置有反射板或折射板，所述反射板或折射板相对于出光面倾斜设置，以满足发出光线的朝向要求。

8.根据权利要求1或2所述的显示屏，其特征在于：所述设定位置距离所述显示屏外表面的直线距离为20cm-50cm。

9.一种显示装置，其特征在于，包括权利要求1-8任一项所述的裸眼3D显示屏。

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一种裸眼3D显示屏及显示装置

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技术领域

[0001]本发明实施例涉及图像显示技术，尤其涉及一种裸眼3D显示屏及显示装置。背景技术

[0002]裸眼3D是目前热门的显示技术发展方向，其通过显示屏显示画面，让观看者无需佩戴特制的3D眼镜，就能观看到3D效果的画面。[0003]目前的裸眼3D显示技术方案，如图1所示，是通过在常规显示屏的观看侧面罩设一个特制透镜来实现的。在显示屏中包括阵列形式排列的多个像素点110，每个像素点110是显示屏中的一个独立显示单元。每帧裸眼3D视频画面中，已经预设了左眼像素点111和右眼像素点112，通常是均匀的间隔分布。当裸眼3D视频画面输入至显示屏时，该帧画面对应至显示屏，就使得显示屏的某些像素点为左眼像素点111，另一些像素点为右眼像素点112。在显示屏朝向观看者的观看侧面罩设有透镜，例如图1所示的表面为连续弧线的柱状透镜120，也被称为双凸透镜或者3D技术。每个弧线曲面与像素点110有设定的对应关系，使显示屏的像平面位于柱状透镜120的焦平面上，这样每个柱状透镜120下面的图像的像素点110被分成几个子像素点，这样透镜120就能以不同的方向投影每个子像素所发出的光线。当显示画面时，各左眼像素点111所发出的光线通过透镜120进行折射，而后投射至显示屏外侧对应于人的左眼的位置，类似的，各右眼像素点112所发出的光线通过透镜120进行折射，而后投射至显示屏外侧对应于人的右眼的位置。人的左眼和右眼看到不同的画面，会在大脑中拼合成3D效果的画面，即实现了裸眼3D显示。[0004]但是，基于柱状透镜呈现的3D图像，需要严格控制光的折射，受到透镜材质、折射率和透镜位置等多方面因素的影响，对精度要求很高，对显示环境也有要求，所以3D显示效果不佳。

发明内容

[0005]本发明实施例提供一种裸眼3D显示屏及显示装置，以实现更好的裸眼3D显示效果。

[0006]第一方面，本发明实施例提供了一种裸眼3D显示屏，所述显示屏包括阵列形式布设的多个像素点；

[0007]像素点设置有发光源，发光源固定在基板上，用于通过所述发光源所发出的光线呈现所述像素点的图像数据；

[0008]各所述像素点划分为至少两类；

[0009]每类像素点的发光源设置为朝向所述显示屏外侧的设定位置发出光线；[0010]所述显示屏中各类像素点所对应的设定位置的数量为至少两个。[0011]上述显示屏中，优选的是，各所述像素点划分为左眼像素点和右眼像素点；[0012]左眼像素点的发光源设置为朝向所述显示屏外侧的左眼位置发出光线；[0013]右眼像素点的发光源设置为朝向所述显示屏外侧的右眼位置发出光线。

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上述显示屏中，优选的是，左眼像素点和右眼像素点在所述显示屏中均匀间隔设

置。

上述显示屏中，优选的是，所述发光源为micro LED。

[0016]上述显示屏中，优选的是，所述发光源的前端出光面倾斜设定角度，以满足发出光线的朝向要求。

[0017]上述显示屏中，优选的是，所述发光源在所述基板上倾斜设置，以满足发出光线的朝向要求。

[0018]上述显示屏中，优选的是，所述发光源的出光面周边设置有反射板或折射板，所述反射板或折射板相对于出光面倾斜设置，以满足发出光线的朝向要求。[0019]上述显示屏中，优选的是，所述设定位置距离所述显示屏外表面的直线距离为20cm-50cm。

[0020]第二方面，本发明实施例还提供了一种显示装置，所述显示装置包括本发明任意实施例所提供的裸眼3D显示屏。

[0021]本发明实施例通过在显示屏的各像素点位置设置发光源，并将各像素点划分为两类，且将每类像素点对应的发光源设置为朝向显示屏外侧的设定位置发出光线，其中，设定位置至少是两个，以使得不同的图像投射至至少两个位置，呈现3D显示效果。该技术方案中，发光源的位置及发光方向都更易于控制，精度更高，解决了现有技术中对各部件精度和显示环境要求较高而导致的3D显示效果不佳的问题，更好的实现了裸眼3D的显示效果。附图说明

[0022]图1是现有技术中柱状透镜裸眼3D显示的原理图；

[0023]图2a是本发明实施例一中的一种裸眼3D显示屏的结构俯视图；[0024]图2b是本发明实施例一中的一种裸眼3D显示屏的结构前视图；[0025]图2c是本发明实施例一中的一种裸眼3D显示屏的结构前视图；[0026]图2d是本发明实施例一中的一种裸眼3D显示屏的结构前视图；

[0027]图3a是本发明实施例二中的一种裸眼3D显示屏中两类像素点与眼睛的位置关系示意图。

[0028]图3b是本发明实施例二中的一种裸眼3D显示屏中4个像素点与眼睛的位置关系示意图。

具体实施方式

[0029]下面结合附图和实施例对本发明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本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。[0030]实施例一

[0031]图2a为本发明实施例一提供的一种裸眼3D显示屏的结构俯视图，图2b为本发明实施例一提供的一种裸眼3D显示屏的结构前视图。其中，所述显示屏210包括阵列形式布设的多个像素点220。[0032]具体的，像素点220设置有发光源230，发光源230固定在基板上，用于通过所述发

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光源230所发出的光线呈现像素点220的图像数据。各所述像素点220划分为至少两类。每类像素点220的发光源230设置为朝向所述显示屏外侧的设定位置发出光线。[0033]在本实施例中，像素点220是显示屏210中的一个独立显示单位，视频图像的每一帧图像数据中每个像素图像数据会传输给显示屏210的驱动芯片，再由驱动芯片控制像素点220按照该像素图像数据呈现相应颜色和灰度的图像。每个像素点220都设置有一个发光源230，该发光源230优选是可发出RGB三种颜色混合后所呈现的颜色，且能根据外部观看环境的变化，通过控制驱动电信号来调整发光源230的亮度，以增强眼睛观看显示屏的舒适度，提升观看体验。各像素点220的图像数据可以通过各发光源230所发出的光线进行呈现。发光源230优选可采用Micro LED，Micro LED可与显示屏210中的感光元件相配合实现发光源230的亮暗调整，当显示屏210中的感光元件感受到外部观看环境比较昏暗时，控制模块将通过控制驱动电信号来调低Micro LED的亮度，当显示屏210中的感光元件感受到外部观看环境比较明亮时，控制模块将通过控制驱动电信号来调高Micro LED的亮度，使其能够根据外部观看环境的明暗变化而做出相应的变化，即提升了观看者的观看体验，也降低了显示屏210的能量损耗。每个发光源230本身固定在显示屏210的基板上，所有发光源230可以是固定在同一块基板上，也可以分散固定在多块基板上。发光源230可以采用半导体制成工艺形成，可直接制备在基板上，因此其本身位置精度较高。每个像素点的发光源可以是一个能够发出混合颜色和灰度光线的独立发光源，也可以是由不同固定颜色的多个发光源组合而成的组合发光源，例如，将红色发光源、绿色发光源和蓝色发光源并列设置在一起，形成该像素点的组合发光源，其发光朝向的位置是一致。通过控制各个颜色发光源的明暗，就可以使得该像素点整体呈现符合图像数据要求的光线。[0034]在本实施例中，各所述像素点220划分为至少两类，每类像素点220所对应的发光源230都会朝向显示屏210外侧的某个特定方向位置上发出光线，即每类发光源230的发光方向不同。所述显示屏210中各类所述像素点220所发出光线对应的所述设定位置的数量为至少两个。

[0035]通过控制像素点的发光方向，从而控制同一类像素点的光线汇集位置为一个设定位置，该设定位置就是观看此类像素点的观看者眼睛所在位置。采用上述技术方案，能够使得在显示屏前方的不同位置能够观看到不同图像，若将各个不同图像进行配合显示，能够使该显示屏呈现特殊的显示效果。该方案尤其适用于裸眼3D的显示效果。[0036]为控制发光源230的发光角度，可以采用多种方式。优选是，发光源230本体垂直于屏幕的表面设置，如图2b所示，且所述发光源230的前端出光面倾斜设定角度，以满足发出光线的朝向要求。在本实施例中，该倾斜设定角度是根据大多数人眼的眼间距、屏幕尺寸、以及像素点220位置设定的。[0037]或者，还可以在所述发光源230的出光面周边设置有反射板或折射板240，所述反射板或折射板240相对于出光面倾斜设置，以满足发出光线的朝向要求。设置反射板或折射板240的数量可以是一个或多个，通过光线的反射和折射来控制出光方向。[0038]再或者，所述发光源230本身也可以是倾斜设置的，从而控制其出光方向。[0039]如图2c所示，在发光源230的出光一侧设置有折射板，该折射板的出光侧为折射面，为锯齿形，通过该折射板240的位置能够调整各发光源230的发光角度。本领域技术人员可以理解，折射板240的作用，可配合发光源230本身的发光角度，对发出光线的角度进行二

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次调整，使同一类像素点220的发光源230所发出光线能够汇集到设定位置。做为其中的一种实施方式，可以设置各种不同的折射板形状进行配合以对发出的光线的角度进行调整。图2c仅示出了其中一种锯齿形。其形状还可以如图2d所示，即折射板240的出射面也可以是圆弧形，每段圆弧形分别与每个像素点220的区域对应。[0040]当然，折射板的入射面和出射面形状还可以采用其他设置。具体来说，折射板的入射面和出射面可以与像素点的区域对应，也可以不对应；折射板的入射面和出射面也可以为规则或不规则的形状，只要能够满足不同类像素点发光朝向设定位置汇集即可。[0041]本发明实施例所提供的显示屏210，优选为移动终端、平板电脑或个人电脑等小型显示装置，因此，所述设定位置距离所述显示屏210外表面的直线距离优选为20cm-50cm。[0042]本发明实施例通过在显示屏210的各像素点220位置设置发光源230，并将各像素点220划分为多类，且将每类像素点220对应的发光源230设置为朝向显示屏210外侧的设定位置发出光线，这样能够使得左眼观察到的图像和右眼观察到的图像相对应的投射至少两个位置，呈现3D显示效果。该技术方案中，发光源230的位置及发光方向都更易于控制，精度更高，解决了现有技术中对各部件精度和显示环境要求较高而导致的3D显示效果不佳的问题，更好的实现了裸眼3D的显示效果。[0043]本领域技术人员可以理解，当存在多类像素点时，各类像素点优选是均匀底间隔分布，或者也可以是以行、列、区块为单位间隔分布，还可以是各种布局在一个局域中，每类像素点内部不相互嵌套。[0044]实施例二

[0045]图3a为本发明实施例二提供的一种裸眼3D显示屏中两类像素点与眼睛的位置关系示意图，本实施例对实施例一进行了优化，具体的，本实施例进一步描述了像素点的分类及朝向位置。

[0046]本实施例中，各所述像素点划分为左眼像素点310和右眼像素点320；左眼像素点310的发光源设置为朝向所述显示屏外侧的左眼位置330发出光线；右眼像素点320的发光源设置为朝向所述显示屏外侧的右眼位置340发出光线。[0047]其中，朝向左眼位置与朝向右眼位置的两类发光源的相对方向的设定是根据大多数人的眼睛的数值计算出来的，其中，人的眼睛的数值具体包括眼间距等。且由于左眼与右眼视差的存在，因此，两类发光源设定发出的光线会存在一定的位移。[0048]优选的，两类像素点的数量是相同的，左眼像素点310和右眼像素点320在所述显示屏中均匀间隔设置。这样观看者能够从全屏范围内接收左眼图像和右眼图像。当然，两类像素点在屏幕上的分布位置也可以有其他形式，例如，呈行间隔设置，或成列间隔设置等。对于同一类像素点，由于像素点在屏幕上的分布位置不同，为了实现像素点发光源所发出光线射向同一设定位置，则各像素点的发光源的发光角度不完全相同。例如，当假设观看者位于屏幕中心正前方设定距离时，则左眼位置330和右眼位置340已确定，相应的，从屏幕两侧向中心方向上，发光源的角度渐变。[0049]具体的，以显示屏中的四个像素点为例进行说明，如图3b所示，其中，像素点311和像素点312为左眼像素点，像素点321和像素点322为右眼像素点，左眼像素点与右眼像素点在显示屏中均匀间隔设置。像素点311和像素点312都被设置为朝向左眼位置发射光线，而由于像素点311和像素点312在显示屏中的位置不同，因此两者的发光角度会有些许差别，

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同理，像素点321和像素点322都被设置为朝向右眼位置发射光线，因此，其发光角度也不同。

[0050]本发明实施例通过在显示屏的各像素点位置设置发光源，并将各像素点划分为左眼像素点310和右眼像素点320两类，且将两类像素点对应的发光源分别设置为朝向显示屏外侧的左眼位置330和右眼位置340发出光线，解决了现有技术中对各部件精度和显示环境要求较高而导致的3D显示效果不佳的问题，更好的实现了裸眼3D的显示效果。[0051]本发明实施例还提供了一种显示装置，包括处理器和存储器，其中，所述显示装置还包括上述任意实施例中所提供的显示屏。该显示装置可以是各种移动终端，pc或平板电脑等，也可以是各种可穿戴智能显示装置等。

[0052]本发明实施例的技术方案所提供的显示装置，尤为适用于能够便捷的实现裸眼3D显示的用户便携式电子设备。在此类电子设备中，通过设置像素点中发光源的发光朝向就可以呈现裸眼3D效果，不会过多增加其他部件，使得设备本身的重量轻，体积小，满足便携设备的常规要求。而且，便携设备的特点是，通常观看者较少，由于便携设备方便调整角度，所以观看者也仅会在电子设备显示屏前方的某个较小位置范围内观看，所以易于使得光线汇集位置与人眼位置进行匹配。用户无需另行携带特制眼镜等设备，就可以方便的直接使用便携设备欣赏裸眼3D视频图像。[0053]注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

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图1

图2a

图2b

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图2c

图2d

图3a

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图3b

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