專利名稱：液晶屏、終端和顯示三維圖像的方法
技術領域：
本發明涉及顯示技術領域，具體而言，涉及液晶屏、終端和顯示三維圖像的方法。
背景技術：
現在的液晶屏是通過單一液晶層，使液晶分子在電極作用下偏轉，控制背光通過液晶分子的量，來實現圖像顯示。在相關的三維圖像顯示技術中，需要佩戴3D眼鏡才能觀看到三維圖形，會使用戶使用不適，且3D眼鏡價格也較貴，也不容易攜帶。此外，也有相關技術采用多層OLED層構成的顯示屏，也有多層液晶層結構的顯示屏，但液晶層之間有一定的間隔，使得顯示屏的厚度較厚，使終端的體積變大，不利于終端的輕便性趨勢的發展，并且該多層顯示技術中，每層液晶層顯示的畫面基本一樣，只是每層畫面的在亮度和細微尺寸上有些差異，通過這種差異合成立體圖像，使立體圖像的效果不夠逼真。因此，需要一種三維圖像顯示技術，不但可以使用戶擺脫3D眼鏡的苦惱，還可以裸眼觀看到逼真的三維圖像。
發明內容
考慮到上述背景技術，本發明的一個目的是提供一種液晶屏，本發明的另一個目的是提供一種具有該液晶屏的終端，本發明的又一個目的是提供一種顯示三維圖像的方法，能夠裸眼觀看逼真的三維圖像。根據本發明的一個方面，提供了一種液晶屏，包括:多層液晶層，所述多層液晶層之間通過玻璃基板隔開。在上述技術方案中，優選地，每一層液晶層的上下表面分別設置有配向膜，用于控制所述液晶層中的液晶分子的排列順序，所述每一層液晶層的上下表面的配向膜的導向方向不同；相鄰兩液晶層分別靠近同一玻璃基板的兩表面上的配向膜的導向方向相同。在上述技術方案中，優選地,所述每一層液晶層的上下表面的配向膜的導向方向角度相差90度。在上述技術方案中，優選地，位于所述多層液晶層最底層的液晶層下方的玻璃基板下面，設置有第一偏光片，靠近所述第一偏光片的位置設置有背光板，為所述液晶屏提供亮度，位于所述多層液晶層最頂層的液晶層上方的玻璃基板上面，設置有第二偏光片。在上述技術方案中，優選地，在面向所述背光板的方向上，用于隔開所述多層液晶層的玻璃基板與位于其下方的配向膜之間，依次還設置有彩色濾光片層、保護層和公共電極層。在上述技術方案中，優選地，在所述多層液晶層的層數是奇數，且所述液晶屏的類型為常亮型時，所述第一偏光片和所述第二偏光片的柵欄方向導向方向相互垂直；在所述多層液晶層的層數是偶數，且所述液晶屏的類型為常亮型時，所述第一偏光片和所述第二偏光片的柵欄方向相互平行。
根據本發明的另一方面，還提供了一種終端，包括如上述任一技術方案中所述的
液晶屏。根據本發明的又一方面，還提供了一種顯示三維圖像的方法，基于根據本發明所提供的液晶屏進行顯示，包括:獲取圖像中各物體之間的相對空間距離，將具有不同相對空間距離的物體顯示在所述液晶層的不同液晶層中，以形成三維圖像。在上述技術方案中，優選地，識別圖像中物體的空間距離信息，找出空間距離最大和最小的兩個物體，計算出所述兩個物體之間的距離，按照所述液晶屏的液晶層層數將所述距離分段，按照由遠到近的順序，將不同分段對應的物體分別對應顯示在從最底層到最頂層的液晶層。在識別圖像中的物體時，可以采用數字圖像處理技術。在上述技術方案中，優選地，獲取圖像中物體的空間距離信息，找出空間距離最大和最小的兩個物體，計算出所述兩個物體之間的距離，按照所述液晶屏的液晶層層數將所述距離分段，按照由遠到近的順序，將不同分段對應的物體分別對應顯示在從最底層到最頂層的液晶層。在獲取圖像中的空間距離信息時，可以采用距離測量裝置來獲取。根據本發明的技術方案考慮到用戶攜帶3D眼鏡不方便、不舒適的問題，擬開發一種新的立體液晶顯示屏。該顯示屏通過多個液晶層，來直接模擬自然場景，從而實現立體顯示的效果，更貼近自然，立體更逼真。
圖1示出了根據本發明的實施例的液晶屏的示意圖；圖2示出了根據本發明的實施例的液晶屏的示意圖；圖3示出了根據本發明的實施例的終端的框圖；圖4示出了根據本發明的實施例的顯示三維圖像的方法的流程圖；圖5示出了根據本發明的實施例的顯示三維圖像的方法的流程圖；圖6示出了根據本發明的實施例的顯示三維圖像的方法的流程圖。
具體實施例方式為了能夠更清楚地理解本發明的上述目的、特征和優點，下面結合附圖和具體實施方式
對本發明進行進一步的詳細描述。在下面的描述中闡述了很多具體細節以便于充分理解本發明，但是，本發明還可以采用其他不同于在此描述的其他方式來實施，因此，本發明并不限于下面公開的具體實施例的限制。圖1示出了根據本發明的實施例的液晶屏的示意圖。根據本發明的實施例的液晶屏100，包括:多層液晶層，多層液晶層之間通過玻璃基板隔開，如圖1所示，在該實施方式中，該液晶屏具有三層液晶層，例如，第一液晶層104、第二液晶層108和第三液晶層112，第一液晶層104與第二液晶層108之間由第二玻璃基板106隔開,第二液晶層108與第三液晶層112之間由第三玻璃基板110隔開。該多層液晶層可以是層層緊密連接設置，僅由玻璃基板隔開。在上述技術方案中，優選地，每一層液晶層的上下表面分別設置有配向膜，用于控制所述液晶層中的液晶分子的排列順序，每一層液晶層的上下表面的配向膜的導向方向不同；相鄰兩液晶層分別靠近同一玻璃基板的兩表面上的配向膜的導向方向相同。例如在圖1中，第二液晶層108與第三玻璃基板110接觸的表面上鋪有一層配向膜，第二液晶層108與第二玻璃基板106接觸的表面上也鋪有一層配向膜，這兩個的配向膜的導向方向不同。為了讓液晶分子排列有序，需要把玻璃與液晶的接觸面，做好處理，以便讓液晶的排列有一定的順序。但在實際的制造過程中，并無法將玻璃作成有如此的槽狀的分布，一般會在玻璃的表面上涂布一層PI(Polyimide)然后再用布去做磨擦的動作，好讓PI的表面分子不再是雜散分布，會依照固定而均一的方向排列，而這一層PI就叫做配向膜，它的功用就像玻璃的凹槽一樣，提供液晶分子呈均勻排列的接口條件，讓液晶依照預定的順序排列。在上述技術方案中，優選地，每一層液晶層的上下表面的配向膜的導向方向角度相差90度，所以液晶分子的排列由上而下會自動旋轉90度。需說明的是，在玻璃基板兩側的配向膜，其導向方向一致，例如在圖1中，在第二玻璃基板106的兩側設置有配向膜，即第二玻璃基板106的上表面和下表面各有一層配向膜，且兩層配向膜的導向方向一致。在上述技術方案中，優選地，又如圖2所示，在該圖中，液晶屏的層數為兩層，位于多層液晶層最底層的液晶層下方的玻璃基板(即圖2中的第一玻璃基板102)下面，設置有第一偏光片4，靠近第一偏光片4的位置設置有背光板30，為液晶屏提供亮度，位于多層液晶層最頂層的液晶層上方的玻璃基板(即圖2中的第三玻璃基板110)上面，設置有第二偏光片2。需說明的是，一般的CRT屏幕，是利用高速的電子槍發射出電子，打擊在銀光幕上的熒光粉，藉以產生亮光，來顯示出畫面。然而液晶顯示器本身，僅能控制光線通過的亮度，本身并無發光的功能。因此，液晶顯示器就必須加上一個背光板，來提供一個高亮度，而且是亮度分布均勻的光源。在圖2中可以看到，組成背光板30的主要零件有燈管32 (冷陰極管)，反射板34，導光板36，增亮膜38，擴散板40等。燈管32是主要的發光零件，藉由導光板36，將光線分布到各處，而反射板34則將光線限制住，都只往薄膜晶體管液晶顯示屏(TFT LCD)的方向前進。最后藉由增亮膜38及擴散板40的幫忙，將光線均勻的分布到各個區域去，提供給TFT IXD —個明亮的光源，而TFT IXD則藉由電壓控制液晶的轉動，控制通過光線的亮度，藉以形成不同的灰階。在圖2中另外還有框膠8與間隙物14兩種結構成分。其中框膠8的用途，就是要讓液晶面板中的上下兩層玻璃能夠緊密黏住，并且提供面板中的液晶分子與外界的阻隔，所以框膠8正如其名，是圍繞于面板四周，將液晶分子框限于面板之內。而間隙物14主要是提供上下兩層玻璃的支撐，它必須均勻的分布在玻璃基板上，不然一但分布不均，便會造成部分間隙無聚集在一起，反而會阻礙光線通過，也無法維持上下兩片玻璃的適當間隙，會成電場分布不均的現象，進而影響液晶的灰階表現。在上述技術方案中，優選地，在面向背光板30的方向上，用于隔開多層液晶層的玻璃基板(即圖2中的第二玻璃基板26)與位于其下方的配向膜之間，依次還設置有第一彩色濾光片層40、第一保護層44和第二公共電極層46。在上述技術方案中，優選地，在多層液晶層的層數是奇數，且液晶屏的類型為常亮型時，第一偏光片4和第二偏光片2的柵欄方向相互垂直；在多層液晶層的層數是偶數，且液晶屏的類型為常亮型時，第一偏光片4和第二偏光片2的柵欄方向相互平行。
參考圖2，由于液晶層的上下配向膜6的角度差恰為90度，所以液晶分子的排列由上而下會自動旋轉90度，當入射的光線經過第一偏光片4時，會只剩下單方向極化的光波，通過最底層的液晶分子時，由于液晶分子總共旋轉了 90度，所以單方向極化的光波偏轉了90度，最頂層的液晶分子也總共旋轉了 90度，偏轉了 90度的單方向極化的光波再經過最頂層的液晶分子時，又旋轉了 90度，這樣，當光波到達第二偏光片2時，光波的極化方向恰好轉了 180度，由于液晶層數是偶數，因此，第一偏光片4和第二偏光片2的柵欄方向相互平行，這樣，極化方向轉了 180度的光波便可順利的通過。以此類推，當液晶層數為奇數時，為了使光線可以順利通關，兩個偏光片的柵欄方向相互垂直。另外，所謂的常亮型，是指當我們對液晶面板不施加電壓時，我們所看到的面板是透光的畫面，也就是亮的畫面，所以才叫做常亮型，而反過來，當我們對液晶面板不施加電壓時，如果面板無法透光，看起來是黑色的話，就稱之為常黑型，常黑型與常亮型的差別就只在于偏光片的相對位置不同而已。對常黑型來說，其上下偏光片的極性是互相平行的，所以當不施加電壓時，光線會因為液晶將之旋轉90度的極性而無法透光。為什么會有常黑型與常亮型這兩種不同的偏光片配置呢？主要是為了不同的應用環境。一般應用于桌上型計算機或是筆記型計算機，大多為常亮的配置。那是因為，如果你注意到一般計算機軟件的使用環境，你會發現整個屏幕大多是亮點，也就是說計算機軟件多為白底黑字的應用。既然亮著的點占大多數，使用常亮型當然比較方便。也因為常亮的亮點不需要加電壓，相比起來也會比較省電。反過來說常黑型的應用，環境就大多是屬于顯示屏為黑底的應用了。從圖2中可以看出，最頂層的液晶層自上而下的結構包括第二偏光片2、第三玻璃基板110、第二保護層20，第二黑色矩陣18、第二彩色濾光片16、第一公共電極22和配向膜6，其中，第二黑色矩陣18和第二彩色濾光片16屬于同一層。用于隔開兩層液晶層的第二玻璃基板106的下面除了沒有偏光片之外，具有第一彩色濾光片層40、第一保護層44和第二公共電極層46。圖3示出了根據本發明的實施例的終端的框圖。如圖3所示，根據本發明的實施例的終端200，包括如圖1或圖2所描述的液晶屏100。該終端包括但不限于移動終端、平板電腦。圖4示出了根據本發明的實施例的顯示三維圖像的方法的流程圖。如圖4所示，根據本發明的實施例的顯示三維圖像的方法，基于根據本發明所提供的液晶屏進行顯示，包括:步驟402，獲取圖像中各物體之間的相對空間距離，將具有不同相對空間距離的物體顯示在液晶層的不同液晶層中，以形成三維圖像。在上述技術方案中，優選地，識別圖像中物體的空間距離信息，找出空間距離最大和最小的兩個物體，計算出兩個物體之間的距離，按照液晶屏的液晶層層數將距離分段，按照由遠到近的順序，將不同分段對應的物體分別對應顯示在從最底層到最頂層的液晶層。可以采用數字圖像處理技術來識別圖像中的物體的空間距離信息。在上述技術方案中，優選地，獲取圖像中物體的空間距離信息，找出空間距離最大和最小的兩個物體，計算出兩個物體之間的距離，按照液晶屏的液晶層層數將距離分段，按照由遠到近的順序，將不同分段對應的物體分別對應顯示在從最底層到最頂層的液晶層。可以采用距離測量裝置(例如，雷達、超聲波、紅外傳感器或光線距離傳感器等)來獲取圖像中物體的空間距離信息。
下面結合圖5和圖6進一步說明根據本發明的三位圖像顯示方法。根據本發明的三位圖像顯示方法采用多液晶層，根據圖像中的物體，在自然環境中的相對位置，分別對應不同液晶層液晶分子的偏轉，在不同液晶層進行顯示，從而實現三維顯示效果。如圖5所示，在步驟502，獲取圖像中各像素或物體的空間距離、亮度和顏色等信息。一般獲取亮度和顏色信息比較容易，技術也很成熟，關鍵是獲取圖像中各像素或各個物體的空間距離信息。因為只有獲取了空間距離信息，才能實現3D顯示。目前，獲取物體空間距離信息的方法有:雷達、超聲波、紅外傳感器或光線距離傳感器等等。在步驟504，對獲取的圖像信息進行處理，決定物體顯示的液晶層。已獲得的圖像中各像素或物體的空間距離信息，是顯示3D畫面的基礎。但問題是，如何根據這些空間距離信息，將圖像中的各個像素或物體，顯示到對應的液晶層上。方案如下:找出圖像中空間距離最大和最小的兩個像素或物體，計算它們之間的距離，并按照液晶層的層數，將這個距離平均分成相應數目的段。處于最遠的區間段內的像素或物體，顯示在最里層液晶上；處于最近的區間段內的像素或物體，則顯示在最外層液晶上。在步驟506,最后將各物體顯不在相應的液晶層上。另一種方案，如圖6所示，在步驟602，攝像機拍攝畫面。在步驟604，基于數字圖像處理技術，根據攝像機拍攝的畫面，實時地分析并識別圖像中的各個物體。在步驟606，然后獲取識別的物體的空間距離信息。在步驟608，根據空間距離信息，判斷物體顯示的液晶層。然后再根據前一種方案提到的方法，將各物體顯示在對應的層上。第二種方案雖然比較復雜，需要處理器具有較強的計算能力，但有很大的優點:采集的距離信息較少，主要針對圖像中的物體；可以防止將同一物體割裂開來，顯示到不同層的問題。根據本發明的技術方案考慮到用戶攜帶3D眼鏡不方便、不舒適的問題，擬開發一種新的立體液晶顯示屏。該顯示屏通過多個液晶層，來直接模擬自然場景，從而實現立體顯示的效果，更貼近自然，立體更逼真。以上所述僅為本發明的優選實施例而已，并不用于限制本發明，對于本領域的技術人員來說，本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種液晶屏，其特征在于，包括: 多層液晶層，所述多層液晶層之間通過玻璃基板隔開。
2.根據權利要求1所述的液晶屏，其特征在于，每一層液晶層的上下表面分別設置有配向膜，用于控制所述液晶層中的液晶分子的排列順序，所述每一層液晶層的上下表面的配向膜的導向方向不同；相鄰兩液晶層分別靠近同一玻璃基板的兩表面上的配向膜的導向方向相同。
3.根據權利要求2所述的液晶屏，其特征在于，所述每一層液晶層的上下表面的配向膜的導向方向角度相差90度。
4.根據權利要求1至3中任一項所述的液晶屏，其特征在于，位于所述多層液晶層最底層的液晶層下方的玻璃基板下面，設置有第一偏光片，靠近所述第一偏光片的位置設置有背光板，為所述液晶屏提供亮度，位于所述多層液晶層最頂層的液晶層上方的玻璃基板上面，設置有第二偏光片。
5.根據權利要求4所述的液晶屏，其特征在于，在面向所述背光板的方向上，用于隔開所述多層液晶層的玻璃基板與位于其下方的配向膜之間，依次還設置有彩色濾光片層、保護層和公共電極層。
6.根據權利要求4所述的液晶屏，其特征在于，在所述多層液晶層的層數是奇數，且所述液晶屏的類型為常亮型時，所述第一偏光片和所述第二偏光片的柵欄方向相互垂直； 在所述多層液晶層的層數是偶數，且所述液晶屏的類型為常亮型時，所述第一偏光片和所述第二偏光片的柵欄方向相互平行。
7.—種終端，其特征在于，包括如權利要求1至6中任一項所述的液晶屏。
8.—種顯示三維圖像的方法，基于如權利要求1至6中任一項所述的液晶屏進行顯示，其特征在于，包括: 獲取圖像中各物體之間的相對空間距離，將具有不同相對空間距離的物體顯示在所述液晶層的不同液晶層中，以形成三維圖像。
9.根據權利要求8所述的顯示三維圖像的方法，其特征在于，識別圖像中物體的空間距離信息，找出空間距離最大和最小的兩個物體，計算出所述兩個物體之間的距離，按照所述液晶屏的液晶層層數將所述距離分段，按照由遠到近的順序，將不同分段對應的物體分別對應顯示在從最底層到最頂層的液晶層。
10.根據權利要求8所述的顯示三維圖像的方法，其特征在于，獲取圖像中物體的空間距離信息，找出空間距離最大和最小的兩個物體，計算出所述兩個物體之間的距離，按照所述液晶屏的液晶層層數將所述距離分段，按照由遠到近的順序，將不同分段對應的物體分別對應顯示在從最底層到最頂層的液晶層。
全文摘要
本發明提供了一種液晶屏、終端和顯示三維圖像的方法，包括多層液晶層，所述多層液晶層之間通過玻璃基板隔開。本發明還提供了一種具有該液晶屏的終端以及基于該液晶屏顯示三維圖形的方法。根據本發明的技術方案，可以利用液晶屏的多層液晶層實現三維圖像的顯示，直接模擬自然場景，裸眼便能觀看三維圖像，立體更逼真，更貼近自然。
文檔編號G02B27/26GK103185985SQ20111044365
公開日2013年7月3日 申請日期2011年12月27日 優先權日2011年12月27日
發明者李清華 申請人:宇龍計算機通信科技(深圳)有限公司