一种基于双液晶屏的指向性显示装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于双液晶屏的指向性显示装置。该指向性显示装置包括：液晶背光源，包括2D背光源与第一液晶屏，所述第一液晶屏中若干子像素组成背光发光元；光学膜层，用于对所述第一液晶屏的背光发光元发出的光线进行定向折射，形成视区；第二液晶屏，用于显示；处理器，用于执行以下步骤：将所有视区位置对应的灰度图载入以形成背光图像库；对观看者双眼所在视区空间位置进行跟踪确定，从所述背光图像库中提取对应灰度图，然后将对应视区的图像载入所述第一液晶屏，开启对应背光发光元，将第二液晶屏的左右图像分别投射到观看者的左右眼，从而实现指向性显示功能。

【技术实现步骤摘要】
一种基于双液晶屏的指向性显示装置
本专利技术涉及指向性显示
，特别涉及一种基于双液晶屏的指向性显示装置。
技术介绍
随着显示技术的发展，指向性显示技术也随之兴起。通过指向性显示技术，对观看者的空间位置信息及人眼等特征进行锁定，可通过交替开启左右眼所在视区的图像，可以实现左右眼图像的分离，使得左眼的图像进入左眼，右眼的图像进入右眼，产生立体感，观看者就可以观看到3D影像，打破了常规平面显示的局限性，使指向性显示技术近年来备受关注。现阶段市场采取的指向性显示装置的背光源还是采用传统的LED灯列，在研究薄型系统方面，由光学系统参数规格可知，其装置需要相当规模的密集型小尺寸的LED灯列，使得装置及加工成本大大提高，不利于市场大规模生产应用。目前除去指向性显示技术的高成本的缺点外，同时对于密集型背光源的精度控制方式的高技术要求也同时是指向性显示技术亟待解决的问题，与LED矩阵背光方案对比，液晶屏背光方案无需大量LED，只需要满足刷新及背光亮度需求即可，成本相对更低，同时液晶背光源的控制方式相比密集型LED背光源控制方式在技术开发难度上低得多，更加具有可操作性和实用性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于双液晶屏的指向性显示装置，可以实现指向性显示功能。一种基于双液晶屏的指向性显示装置，包括：液晶背光源，作为背光，包括常亮的2D光源和第一液晶屏，所述的第一液晶屏中除去彩色滤光片，采用无颜色的子像素为控制单元，若干子像素组成背光发光元，通过所述第一液晶屏加载特殊图案的灰度图，来控制不同位置的子像素的开关及灰度值，从而控制背光发光元的位置以及光强分布曲线，所述背光发光元中子像素的黑白对比度大于或等于1：1000；光学膜层，是具有精密周期性结构的膜层，所述光学膜层在位于所述第一液晶屏之后，所述第一液晶屏的背光发光元发出的光线经过菲涅尔透镜产生定向折射，形成视区；第二液晶屏，用于显示，平行地设置于所述光学膜层的远离所述第一液晶屏的侧面，所述第一液晶屏的背光发光元发出的光线经过光学膜层的作用将第二液晶屏的显示图像定向投射到视区中，所述第一液晶屏的出光侧偏光片的偏振方向与所述第二液晶屏的入光侧的偏光片的偏振方向平行，而且所述第一液晶屏和第二液晶屏同步刷新；处理器，用于执行以下步骤：找到对应开启的所述背光发光元的位置及数量，记录所有视区位置对应的背光发光元的位置及光强分布曲线，记录所述对应的所述背光发光元的子像素位置、数量及灰度值，根据所述子像素位置、数量及灰度值生成特定图案的灰度图，将所有视区组合对应的灰度图载入以形成背光图像库；对观看者双眼所在视区空间位置进行跟踪锁定，根据双眼所在的视区空间位置，从所述背光图像库中提取对应于观看者左右眼所在视区的灰度图，然后控制所述第一液晶屏按时分交替刷新左右眼所在视区的灰度图，同时控制第二液晶屏同步刷新对应于左右眼的图像，从而将第二液晶屏的左右图像分别定向投射到观看者的左右眼，当检测到观看者双眼所在视区空间位置改变时，改变第一液晶屏加载的灰度图，而第二液晶屏继续同步刷新对应于左右眼的图像，两个液晶屏依旧保持同步刷新状态，从而实现指向显示功能。优选地，当第二液晶屏的左右图像分别定向投射到观看者的左右眼，观看者即可观看到3D画面。优选地，还包括导光层，所述导光层层叠地设置于所述第一液晶屏和所述光学膜层之间。优选地，所述导光层为空气，所述透镜膜层为菲涅尔透镜或立体光栅(Lenticular)。优选地，在显示过程中，所述第一液晶屏中灰度图的刷新与所述第二液晶屏图像的刷新可以不同步，在任意显示时刻，在所述第二液晶屏的显示图案进行下一时刻的刷新之前，所述第一液晶屏已经开始下一时刻灰度图的刷新。优选地，第一液晶屏与所述光学膜层形成视区，同时处理器具有跟踪模块，所述跟踪模块用于跟踪观察者双眼的位置。优选地，处理器还用于根据所述跟踪模块筛选出视区范围，当检测到观看者双眼位于视区范围之外，第一液晶屏载入所有子像素灰度值相同的灰度图，第二液晶屏刷新显示图像，或第一液晶屏和第二液晶屏都停止刷新。优选地，所述的第一液晶屏，可独立调节每个子像素的灰度，以对对应背光发光元进行亮度调控，所述背光发光元的形状可以是竖直条状或倾斜条状。。优选地，所述第一液晶屏和第二液晶屏刷新频率至少为120Hz。优选地，所述第一液晶屏也可以以像素为控制单元。与现有技术相比，本专利技术提供的一种基于双液晶屏的指向性显示装置，在具有十分薄的系统厚度的前提下，提供指向性显示。指向性显示装置可将对应于观看者左右眼图像定向投影到观看者的左右眼，使观看者可以观看到高亮度、低串扰、全分辨率的3D图像。另外，液晶背光无需使用大量LED，成本相对更低，液晶背光源的控制方式相比密集型LED背光源控制方式在技术开发难度上低得多，更加具有可操作性和实用性。子像素作为背光的控制单元，具有极高的控制精度，达到百微米级别，使得显示装置形成的视区之间的切换更连贯，使观看者无法感知视区切换的亮度变化。对于装置装配生产方面，已经高度集成化的液晶背光结构使得显示装置装配成本和技术要求都明显降低。附图说明图1是一种基于双液晶屏的指向性显示装置的结构及形成双眼视区的示意图；图2a是背光发光元是竖直条状时开启的子像素排布与显示效果正视图；图2b是背光发光元是竖直条状时开启的子像素排布与显示效果立体结构示意图；图3a是背光发光元是倾斜条状时开启的子像素排布与显示效果正视图；图3b是背光发光元是倾斜条状时开启的子像素排布与显示效果立体结构示意图；图4是基于双液晶屏的指向性显示装置实现指向性显示功能的工作流程图；图中：11：液晶背光源；111：2D背光源；112：第一液晶屏；12：导光层；13：光学膜层；14：第二液晶屏；15：倾斜条状背光发光元；16：竖直条状背光发光元；101：视区一；102视区二。具体实施方式为了能够更清楚地理解本专利技术的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术，所描述的实施方式仅仅是本专利技术一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本专利技术中的实施方式，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他实施方式，都属于本专利技术保护的范围。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本专利技术。在一些实施方式中，需要划分视区。针对一位观看者的所占据的空间位置大小，在精确其空间大小后预留一定浮动的可视范围作为确保不同体型的观看者所处这一特定的视区范围中都可观看到特定的画面内容。图1是一种基于双液晶屏的指向性显示装置的结构示意图。如图1所示，该基于双液晶屏的指向性显示装置依次包括层叠设置的液晶背光源11、导光层12、光学膜层13和第二液晶屏14。所述液晶背光源11作为背光模块用于背光，所述液晶背光源11包括常亮的2D背光源111和第一液晶屏112，并且所述第一液晶屏112两侧分别都有一块偏振片，第一液晶屏112用于按时分刷新形成液晶背光源。第一液晶屏112中除去本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于双液晶屏的指向性显示装置，其特征在于，包括：液晶背光源，作为背光，包括常亮的2D光源和第一液晶屏，所述的第一液晶屏中除去彩色滤光片，采用无颜色的子像素为控制单元，若干子像素组成背光发光元，通过所述第一液晶屏加载特殊图案的灰度图，来控制不同位置的子像素的开关及灰度值，从而控制背光发光元的位置以及光强分布曲线，所述背光发光元中子像素的黑白对比度大于或等于1：1000；光学膜层，是具有精密周期性结构的膜层，所述光学膜层在位于所述第一液晶屏之后，所述第一液晶屏的背光发光元发出的光线经过所述光学膜层产生定向折射，形成视区；第二液晶屏，用于显示，平行地设置于所述光学膜层的远离所述第一液晶屏的侧面，所述第一液晶屏的背光发光元发出的光线经过光学膜层的作用将第二液晶屏的显示图像定向投射到视区中，所述第一液晶屏的出光侧偏光片的偏振方向与所述第二液晶屏的入光侧的偏光片的偏振方向平行，而且所述第一液晶屏和第二液晶屏同步刷新；处理器，用于执行以下步骤：找到对应开启的所述背光发光元的位置及数量，记录所有视区位置对应的背光发光元的位置及光强分布曲线，记录所述对应的所述背光发光元的子像素位置、数量及灰度值，根据所述子像素位置、数量及灰度值生成特定图案的灰度图，将所有视区组合对应的灰度图载入以形成背光图像库；对观看者双眼所在视区空间位置进行跟踪锁定，根据双眼所在的视区空间位置，从所述背光图像库中提取对应于观看者左右眼所在视区的灰度图，然后控制所述第一液晶屏按时分交替刷新左右眼所在视区的灰度图，同时控制第二液晶屏同步刷新对应于左右眼的图像，从而将第二液晶屏的左右图像分别定向投射到观看者的左右眼，当检测到观看者双眼所在视区空间位置改变时，改变第一液晶屏加载的灰度图，而第二液晶屏继续同步刷新对应于左右眼的图像，两个液晶屏依旧保持同步刷新状态，从而实现指向显示功能。...

【技术特征摘要】
1.一种基于双液晶屏的指向性显示装置，其特征在于，包括：液晶背光源，作为背光，包括常亮的2D光源和第一液晶屏，所述的第一液晶屏中除去彩色滤光片，采用无颜色的子像素为控制单元，若干子像素组成背光发光元，通过所述第一液晶屏加载特殊图案的灰度图，来控制不同位置的子像素的开关及灰度值，从而控制背光发光元的位置以及光强分布曲线，所述背光发光元中子像素的黑白对比度大于或等于1：1000；光学膜层，是具有精密周期性结构的膜层，所述光学膜层在位于所述第一液晶屏之后，所述第一液晶屏的背光发光元发出的光线经过所述光学膜层产生定向折射，形成视区；第二液晶屏，用于显示，平行地设置于所述光学膜层的远离所述第一液晶屏的侧面，所述第一液晶屏的背光发光元发出的光线经过光学膜层的作用将第二液晶屏的显示图像定向投射到视区中，所述第一液晶屏的出光侧偏光片的偏振方向与所述第二液晶屏的入光侧的偏光片的偏振方向平行，而且所述第一液晶屏和第二液晶屏同步刷新；处理器，用于执行以下步骤：找到对应开启的所述背光发光元的位置及数量，记录所有视区位置对应的背光发光元的位置及光强分布曲线，记录所述对应的所述背光发光元的子像素位置、数量及灰度值，根据所述子像素位置、数量及灰度值生成特定图案的灰度图，将所有视区组合对应的灰度图载入以形成背光图像库；对观看者双眼所在视区空间位置进行跟踪锁定，根据双眼所在的视区空间位置，从所述背光图像库中提取对应于观看者左右眼所在视区的灰度图，然后控制所述第一液晶屏按时分交替刷新左右眼所在视区的灰度图，同时控制第二液晶屏同步刷新对应于左右眼的图像，从而将第二液晶屏的左右图像分别定向投射到观看者的左右眼，当检测到观看者双眼所在视区空间位置改变时，改变第一液晶屏加载的灰度图，而第二液晶屏继续同步刷新对应于左右眼的图像，两个液晶屏依旧保持同步刷...

【专利技术属性】
技术研发人员：李焜阳，丁娟，陈学浩，赵官文，丁锐杰，梁伟棠，范杭，
申请(专利权)人：广州弥德科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44