专利名称：液晶屏、终端和显示三维图像的方法
技术领域：
本发明涉及显示技术领域，具体而言，涉及液晶屏、终端和显示三维图像的方法。
背景技术：
现在的液晶屏是通过单一液晶层，使液晶分子在电极作用下偏转，控制背光通过液晶分子的量，来实现图像显示。在相关的三维图像显示技术中，需要佩戴3D眼镜才能观看到三维图形，会使用户使用不适，且3D眼镜价格也较贵，也不容易携带。此外，也有相关技术采用多层OLED层构成的显示屏，也有多层液晶层结构的显示屏，但液晶层之间有一定的间隔，使得显示屏的厚度较厚，使终端的体积变大，不利于终端的轻便性趋势的发展，并且该多层显示技术中，每层液晶层显示的画面基本一样，只是每层画面的在亮度和细微尺寸上有些差异，通过这种差异合成立体图像，使立体图像的效果不够逼真。因此，需要一种三维图像显示技术，不但可以使用户摆脱3D眼镜的苦恼，还可以裸眼观看到逼真的三维图像。
发明内容
考虑到上述背景技术，本发明的一个目的是提供一种液晶屏，本发明的另一个目的是提供一种具有该液晶屏的终端，本发明的又一个目的是提供一种显示三维图像的方法，能够裸眼观看逼真的三维图像。根据本发明的一个方面，提供了一种液晶屏，包括:多层液晶层，所述多层液晶层之间通过玻璃基板隔开。在上述技术方案中，优选地，每一层液晶层的上下表面分别设置有配向膜，用于控制所述液晶层中的液晶分子的排列顺序，所述每一层液晶层的上下表面的配向膜的导向方向不同；相邻两液晶层分别靠近同一玻璃基板的两表面上的配向膜的导向方向相同。在上述技术方案中，优选地,所述每一层液晶层的上下表面的配向膜的导向方向角度相差90度。在上述技术方案中，优选地，位于所述多层液晶层最底层的液晶层下方的玻璃基板下面，设置有第一偏光片，靠近所述第一偏光片的位置设置有背光板，为所述液晶屏提供亮度，位于所述多层液晶层最顶层的液晶层上方的玻璃基板上面，设置有第二偏光片。在上述技术方案中，优选地，在面向所述背光板的方向上，用于隔开所述多层液晶层的玻璃基板与位于其下方的配向膜之间，依次还设置有彩色滤光片层、保护层和公共电极层。在上述技术方案中，优选地，在所述多层液晶层的层数是奇数，且所述液晶屏的类型为常亮型时，所述第一偏光片和所述第二偏光片的栅栏方向导向方向相互垂直；在所述多层液晶层的层数是偶数，且所述液晶屏的类型为常亮型时，所述第一偏光片和所述第二偏光片的栅栏方向相互平行。
根据本发明的另一方面，还提供了一种终端，包括如上述任一技术方案中所述的
液晶屏。根据本发明的又一方面，还提供了一种显示三维图像的方法，基于根据本发明所提供的液晶屏进行显示，包括:获取图像中各物体之间的相对空间距离，将具有不同相对空间距离的物体显示在所述液晶层的不同液晶层中，以形成三维图像。在上述技术方案中，优选地，识别图像中物体的空间距离信息，找出空间距离最大和最小的两个物体，计算出所述两个物体之间的距离，按照所述液晶屏的液晶层层数将所述距离分段，按照由远到近的顺序，将不同分段对应的物体分别对应显示在从最底层到最顶层的液晶层。在识别图像中的物体时，可以采用数字图像处理技术。在上述技术方案中，优选地，获取图像中物体的空间距离信息，找出空间距离最大和最小的两个物体，计算出所述两个物体之间的距离，按照所述液晶屏的液晶层层数将所述距离分段，按照由远到近的顺序，将不同分段对应的物体分别对应显示在从最底层到最顶层的液晶层。在获取图像中的空间距离信息时，可以采用距离测量装置来获取。根据本发明的技术方案考虑到用户携带3D眼镜不方便、不舒适的问题，拟开发一种新的立体液晶显示屏。该显示屏通过多个液晶层，来直接模拟自然场景，从而实现立体显示的效果，更贴近自然，立体更逼真。
图1示出了根据本发明的实施例的液晶屏的示意图；图2示出了根据本发明的实施例的液晶屏的示意图；图3示出了根据本发明的实施例的终端的框图；图4示出了根据本发明的实施例的显示三维图像的方法的流程图；图5示出了根据本发明的实施例的显示三维图像的方法的流程图；图6示出了根据本发明的实施例的显示三维图像的方法的流程图。
具体实施例方式为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式
对本发明进行进一步的详细描述。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明并不限于下面公开的具体实施例的限制。图1示出了根据本发明的实施例的液晶屏的示意图。根据本发明的实施例的液晶屏100，包括:多层液晶层，多层液晶层之间通过玻璃基板隔开，如图1所示，在该实施方式中，该液晶屏具有三层液晶层，例如，第一液晶层104、第二液晶层108和第三液晶层112，第一液晶层104与第二液晶层108之间由第二玻璃基板106隔开,第二液晶层108与第三液晶层112之间由第三玻璃基板110隔开。该多层液晶层可以是层层紧密连接设置，仅由玻璃基板隔开。在上述技术方案中，优选地，每一层液晶层的上下表面分别设置有配向膜，用于控制所述液晶层中的液晶分子的排列顺序，每一层液晶层的上下表面的配向膜的导向方向不同；相邻两液晶层分别靠近同一玻璃基板的两表面上的配向膜的导向方向相同。例如在图1中，第二液晶层108与第三玻璃基板110接触的表面上铺有一层配向膜，第二液晶层108与第二玻璃基板106接触的表面上也铺有一层配向膜，这两个的配向膜的导向方向不同。为了让液晶分子排列有序，需要把玻璃与液晶的接触面，做好处理，以便让液晶的排列有一定的顺序。但在实际的制造过程中，并无法将玻璃作成有如此的槽状的分布，一般会在玻璃的表面上涂布一层PI(Polyimide)然后再用布去做磨擦的动作，好让PI的表面分子不再是杂散分布，会依照固定而均一的方向排列，而这一层PI就叫做配向膜，它的功用就像玻璃的凹槽一样，提供液晶分子呈均匀排列的接口条件，让液晶依照预定的顺序排列。在上述技术方案中，优选地，每一层液晶层的上下表面的配向膜的导向方向角度相差90度，所以液晶分子的排列由上而下会自动旋转90度。需说明的是，在玻璃基板两侧的配向膜，其导向方向一致，例如在图1中，在第二玻璃基板106的两侧设置有配向膜，即第二玻璃基板106的上表面和下表面各有一层配向膜，且两层配向膜的导向方向一致。在上述技术方案中，优选地，又如图2所示，在该图中，液晶屏的层数为两层，位于多层液晶层最底层的液晶层下方的玻璃基板(即图2中的第一玻璃基板102)下面，设置有第一偏光片4，靠近第一偏光片4的位置设置有背光板30，为液晶屏提供亮度，位于多层液晶层最顶层的液晶层上方的玻璃基板(即图2中的第三玻璃基板110)上面，设置有第二偏光片2。需说明的是，一般的CRT屏幕，是利用高速的电子枪发射出电子，打击在银光幕上的荧光粉，藉以产生亮光，来显示出画面。然而液晶显示器本身，仅能控制光线通过的亮度，本身并无发光的功能。因此，液晶显示器就必须加上一个背光板，来提供一个高亮度，而且是亮度分布均匀的光源。在图2中可以看到，组成背光板30的主要零件有灯管32 (冷阴极管)，反射板34，导光板36，增亮膜38，扩散板40等。灯管32是主要的发光零件，藉由导光板36，将光线分布到各处，而反射板34则将光线限制住，都只往薄膜晶体管液晶显示屏(TFT LCD)的方向前进。最后藉由增亮膜38及扩散板40的帮忙，将光线均匀的分布到各个区域去，提供给TFT IXD —个明亮的光源，而TFT IXD则藉由电压控制液晶的转动，控制通过光线的亮度，藉以形成不同的灰阶。在图2中另外还有框胶8与间隙物14两种结构成分。其中框胶8的用途，就是要让液晶面板中的上下两层玻璃能够紧密黏住，并且提供面板中的液晶分子与外界的阻隔，所以框胶8正如其名，是围绕于面板四周，将液晶分子框限于面板之内。而间隙物14主要是提供上下两层玻璃的支撑，它必须均匀的分布在玻璃基板上，不然一但分布不均，便会造成部分间隙无聚集在一起，反而会阻碍光线通过，也无法维持上下两片玻璃的适当间隙，会成电场分布不均的现象，进而影响液晶的灰阶表现。在上述技术方案中，优选地，在面向背光板30的方向上，用于隔开多层液晶层的玻璃基板(即图2中的第二玻璃基板26)与位于其下方的配向膜之间，依次还设置有第一彩色滤光片层40、第一保护层44和第二公共电极层46。在上述技术方案中，优选地，在多层液晶层的层数是奇数，且液晶屏的类型为常亮型时，第一偏光片4和第二偏光片2的栅栏方向相互垂直；在多层液晶层的层数是偶数，且液晶屏的类型为常亮型时，第一偏光片4和第二偏光片2的栅栏方向相互平行。
参考图2，由于液晶层的上下配向膜6的角度差恰为90度，所以液晶分子的排列由上而下会自动旋转90度，当入射的光线经过第一偏光片4时，会只剩下单方向极化的光波，通过最底层的液晶分子时，由于液晶分子总共旋转了 90度，所以单方向极化的光波偏转了90度，最顶层的液晶分子也总共旋转了 90度，偏转了 90度的单方向极化的光波再经过最顶层的液晶分子时，又旋转了 90度，这样，当光波到达第二偏光片2时，光波的极化方向恰好转了 180度，由于液晶层数是偶数，因此，第一偏光片4和第二偏光片2的栅栏方向相互平行，这样，极化方向转了 180度的光波便可顺利的通过。以此类推，当液晶层数为奇数时，为了使光线可以顺利通关，两个偏光片的栅栏方向相互垂直。另外，所谓的常亮型，是指当我们对液晶面板不施加电压时，我们所看到的面板是透光的画面，也就是亮的画面，所以才叫做常亮型，而反过来，当我们对液晶面板不施加电压时，如果面板无法透光，看起来是黑色的话，就称之为常黑型，常黑型与常亮型的差别就只在于偏光片的相对位置不同而已。对常黑型来说，其上下偏光片的极性是互相平行的，所以当不施加电压时，光线会因为液晶将之旋转90度的极性而无法透光。为什么会有常黑型与常亮型这两种不同的偏光片配置呢？主要是为了不同的应用环境。一般应用于桌上型计算机或是笔记型计算机，大多为常亮的配置。那是因为，如果你注意到一般计算机软件的使用环境，你会发现整个屏幕大多是亮点，也就是说计算机软件多为白底黑字的应用。既然亮着的点占大多数，使用常亮型当然比较方便。也因为常亮的亮点不需要加电压，相比起来也会比较省电。反过来说常黑型的应用，环境就大多是属于显示屏为黑底的应用了。从图2中可以看出，最顶层的液晶层自上而下的结构包括第二偏光片2、第三玻璃基板110、第二保护层20，第二黑色矩阵18、第二彩色滤光片16、第一公共电极22和配向膜6，其中，第二黑色矩阵18和第二彩色滤光片16属于同一层。用于隔开两层液晶层的第二玻璃基板106的下面除了没有偏光片之外，具有第一彩色滤光片层40、第一保护层44和第二公共电极层46。图3示出了根据本发明的实施例的终端的框图。如图3所示，根据本发明的实施例的终端200，包括如图1或图2所描述的液晶屏100。该终端包括但不限于移动终端、平板电脑。图4示出了根据本发明的实施例的显示三维图像的方法的流程图。如图4所示，根据本发明的实施例的显示三维图像的方法，基于根据本发明所提供的液晶屏进行显示，包括:步骤402，获取图像中各物体之间的相对空间距离，将具有不同相对空间距离的物体显示在液晶层的不同液晶层中，以形成三维图像。在上述技术方案中，优选地，识别图像中物体的空间距离信息，找出空间距离最大和最小的两个物体，计算出两个物体之间的距离，按照液晶屏的液晶层层数将距离分段，按照由远到近的顺序，将不同分段对应的物体分别对应显示在从最底层到最顶层的液晶层。可以采用数字图像处理技术来识别图像中的物体的空间距离信息。在上述技术方案中，优选地，获取图像中物体的空间距离信息，找出空间距离最大和最小的两个物体，计算出两个物体之间的距离，按照液晶屏的液晶层层数将距离分段，按照由远到近的顺序，将不同分段对应的物体分别对应显示在从最底层到最顶层的液晶层。可以采用距离测量装置(例如，雷达、超声波、红外传感器或光线距离传感器等)来获取图像中物体的空间距离信息。
下面结合图5和图6进一步说明根据本发明的三位图像显示方法。根据本发明的三位图像显示方法采用多液晶层，根据图像中的物体，在自然环境中的相对位置，分别对应不同液晶层液晶分子的偏转，在不同液晶层进行显示，从而实现三维显示效果。如图5所示，在步骤502，获取图像中各像素或物体的空间距离、亮度和颜色等信息。一般获取亮度和颜色信息比较容易，技术也很成熟，关键是获取图像中各像素或各个物体的空间距离信息。因为只有获取了空间距离信息，才能实现3D显示。目前，获取物体空间距离信息的方法有:雷达、超声波、红外传感器或光线距离传感器等等。在步骤504，对获取的图像信息进行处理，决定物体显示的液晶层。已获得的图像中各像素或物体的空间距离信息，是显示3D画面的基础。但问题是，如何根据这些空间距离信息，将图像中的各个像素或物体，显示到对应的液晶层上。方案如下:找出图像中空间距离最大和最小的两个像素或物体，计算它们之间的距离，并按照液晶层的层数，将这个距离平均分成相应数目的段。处于最远的区间段内的像素或物体，显示在最里层液晶上；处于最近的区间段内的像素或物体，则显示在最外层液晶上。在步骤506,最后将各物体显不在相应的液晶层上。另一种方案，如图6所示，在步骤602，摄像机拍摄画面。在步骤604，基于数字图像处理技术，根据摄像机拍摄的画面，实时地分析并识别图像中的各个物体。在步骤606，然后获取识别的物体的空间距离信息。在步骤608，根据空间距离信息，判断物体显示的液晶层。然后再根据前一种方案提到的方法，将各物体显示在对应的层上。第二种方案虽然比较复杂，需要处理器具有较强的计算能力，但有很大的优点:采集的距离信息较少，主要针对图像中的物体；可以防止将同一物体割裂开来，显示到不同层的问题。根据本发明的技术方案考虑到用户携带3D眼镜不方便、不舒适的问题，拟开发一种新的立体液晶显示屏。该显示屏通过多个液晶层，来直接模拟自然场景，从而实现立体显示的效果，更贴近自然，立体更逼真。以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种液晶屏，其特征在于，包括: 多层液晶层，所述多层液晶层之间通过玻璃基板隔开。
2.根据权利要求1所述的液晶屏，其特征在于，每一层液晶层的上下表面分别设置有配向膜，用于控制所述液晶层中的液晶分子的排列顺序，所述每一层液晶层的上下表面的配向膜的导向方向不同；相邻两液晶层分别靠近同一玻璃基板的两表面上的配向膜的导向方向相同。
3.根据权利要求2所述的液晶屏，其特征在于，所述每一层液晶层的上下表面的配向膜的导向方向角度相差90度。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的液晶屏，其特征在于，位于所述多层液晶层最底层的液晶层下方的玻璃基板下面，设置有第一偏光片，靠近所述第一偏光片的位置设置有背光板，为所述液晶屏提供亮度，位于所述多层液晶层最顶层的液晶层上方的玻璃基板上面，设置有第二偏光片。
5.根据权利要求4所述的液晶屏，其特征在于，在面向所述背光板的方向上，用于隔开所述多层液晶层的玻璃基板与位于其下方的配向膜之间，依次还设置有彩色滤光片层、保护层和公共电极层。
6.根据权利要求4所述的液晶屏，其特征在于，在所述多层液晶层的层数是奇数，且所述液晶屏的类型为常亮型时，所述第一偏光片和所述第二偏光片的栅栏方向相互垂直； 在所述多层液晶层的层数是偶数，且所述液晶屏的类型为常亮型时，所述第一偏光片和所述第二偏光片的栅栏方向相互平行。
7.—种终端，其特征在于，包括如权利要求1至6中任一项所述的液晶屏。
8.—种显示三维图像的方法，基于如权利要求1至6中任一项所述的液晶屏进行显示，其特征在于，包括: 获取图像中各物体之间的相对空间距离，将具有不同相对空间距离的物体显示在所述液晶层的不同液晶层中，以形成三维图像。
9.根据权利要求8所述的显示三维图像的方法，其特征在于，识别图像中物体的空间距离信息，找出空间距离最大和最小的两个物体，计算出所述两个物体之间的距离，按照所述液晶屏的液晶层层数将所述距离分段，按照由远到近的顺序，将不同分段对应的物体分别对应显示在从最底层到最顶层的液晶层。
10.根据权利要求8所述的显示三维图像的方法，其特征在于，获取图像中物体的空间距离信息，找出空间距离最大和最小的两个物体，计算出所述两个物体之间的距离，按照所述液晶屏的液晶层层数将所述距离分段，按照由远到近的顺序，将不同分段对应的物体分别对应显示在从最底层到最顶层的液晶层。
全文摘要
本发明提供了一种液晶屏、终端和显示三维图像的方法，包括多层液晶层，所述多层液晶层之间通过玻璃基板隔开。本发明还提供了一种具有该液晶屏的终端以及基于该液晶屏显示三维图形的方法。根据本发明的技术方案，可以利用液晶屏的多层液晶层实现三维图像的显示，直接模拟自然场景，裸眼便能观看三维图像，立体更逼真，更贴近自然。
文档编号G02B27/26GK103185985SQ20111044365
公开日2013年7月3日 申请日期2011年12月27日 优先权日2011年12月27日
发明者李清华 申请人:宇龙计算机通信科技(深圳)有限公司