显示面板、显示装置及显示面板的驱动方法与流程

本发明涉及虚拟现实技术领域，尤其涉及一种显示面板、显示装置及显示面板的驱动方法。

背景技术：

随着互联网技术的进步，人类的交流方式逐渐向虚拟现实时代迈进。虚拟现实(virtualreality，英文简称为vr)技术能够为用户提供更加逼真的三维环境，使用户完全沉浸于vr之中，因而vr技术受到越来越多的关注。

目前，vr产业尚不成熟，由于vr设备自身的光路设计特点，用户通过vr产品看到的画面通常是存在畸变的，导致用户的视觉体验受到影响。

现有技术中，主要采用相关的图像处理算法对畸变进行矫正，然而，这会导致画面清晰度下降，同时增加vr显示器功耗和计算复杂度。

技术实现要素：

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的第一个目的在于提出一种显示面板，以在不增加功耗的前提下矫正画面畸变，提升画面品质，解决现有畸变矫正方法计算复杂度高、功耗大的问题。

本发明的第二个目的在于提出一种显示装置。

本发明的第三个目的在于提出一种显示面板的驱动方法。

为达到上述目的，本发明第一方面实施例提出了一种显示面板，包括：基板；以及设置在所述基板之上的像素阵列，所述像素阵列包括m*n个像素单元，其中，所述m*n个像素单元为桶状排列形式或枕状排列形式，其中，m和n为正整数。

本发明实施例的显示面板，通过在显示面板的基板之上设置像素阵列，像素阵列包括m*n个像素单元，其中，该m*n个像素单元为桶状排列形式或枕状排列形式。即通过对现有的显示面板中的像素单元进行排列结构的改进，比如将m*n个像素单元呈桶状形式排列或枕状形式排列，这样，将该改进后的显示面板应用于vr设备上时，可以规避vr光学设计导致的图像畸变，比如，可以消除凸透镜下图像发生的枕形畸变、或凹透镜下图像发生的桶形畸变，从而能够在不增加功耗及成本的前提下实现对画面畸变进行矫正的功能，提升了画面品质和用户体验。

为达到上述目的，本发明第二方面实施例提出了一种显示装置，包括：本发明第一方面实施例所述的显示面板；以及透镜，其中透镜设置在显示面板之上。

本发明实施例的显示装置，通过将显示面板上的像素单元进行排列结构的改进，以使m*n个像素单元呈桶状形式排列或枕状形式排列，这样，将该改进后的显示面板应用于vr设备上时，可以规避vr光学设计导致的图像畸变，比如，可以消除凸透镜下图像发生的枕形畸变、或凹透镜下图像发生的桶形畸变，从而能够在不增加功耗及成本的前提下实现对画面畸变进行矫正的功能，提升了画面品质和用户体验。

为达上述目的，本发明第三方面实施例提出了一种显示面板的驱动方法，所述显示面板为本发明第一方面实施例所述的显示面板，所述方法包括：获取像素单元在横坐标方向和纵坐标方向上平均分布时的标准像素亮度；根据所述标准像素亮度生成所述m*n个像素单元的像素亮度；根据所述像素亮度，控制所述m*n个像素单元的驱动电压或电流。

本发明实施例的显示面板的驱动方法，通过获取像素单元在横坐标方向和纵坐标方向上平均分布时的标准像素亮度，根据该标准像素亮度生成显示面板的像素阵列中每个像素单元的像素亮度，并根据该像素亮度控制像素单元的驱动电压或电流，即在对显示面板上的像素结构进行改进的同时，也对改进后的显示面板上的像素的像素亮度进行调整，进一步提高了像素的显示效果，进而提升画面的品质。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为凸透镜下正常图像栅格结构发生枕形畸变的示意图；

图2(a)为正常图像；

图2(b)为凸透镜下平面图像发生枕形畸变后的图像；

图2(c)为凸透镜的更小焦距下平面图像发生枕形畸变后的图像；

图3为本发明一实施例提供的显示面板的结构示意图；

图4(a)为像素单元平均分布时的坐标示意图；

图4(b)为本发明实施例提出的像素阵列中的像素单元的坐标示意图；

图5为像素单元相对于中心像素单元的坐标示意图；

图6为本发明一实施例提供的显示装置的俯视图；以及

图7为本发明一实施例提供的显示面板的驱动方法的流程示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参考附图描述本发明实施例的显示面板、显示装置及显示面板的驱动方法。

随着互联网技术的发展，vr设备也越来越高端，由最初的vr眼镜到后来的vr一体机，再到如今的vr头盔。然而，无论哪种vr设备，都离不开最基础配置——透镜。由于透镜镜片的自身特点，会使原本正常的图像发生或大或小的畸变，且畸变程度由视界中心向视界边缘逐渐增大，对畸变最直观的感受是，视界中心的直线移动到视界边缘后发生弯曲，用户长时间观看畸变的图像容易感到眩晕。以透镜为凸透镜为例，图1为凸透镜下正常图像栅格结构发生枕形畸变的示意图，图2(a)为正常图像，图2(b)为凸透镜下平面图像发生枕形畸变后的图像，图2(c)为凸透镜的更小焦距下平面图像发生枕形畸变后的图像。从图1中可以看出，发生枕形畸变的栅格图由四周向中间发生凹陷。从图2(b)和图2(c)中可以看出，发生枕形畸变的图像被拉伸，且凸透镜的焦距越小，图像畸变越严重。

为了矫正图像畸变，现有的方法是通过相关的图像处理算法实时地对每一帧图像进行变换，变换后的图像经过凸透镜后能正常显示。现有方法在矫正图像畸变的同时，会消耗大量的计算资源，增加vr设备功耗和计算复杂度。

针对上述问题，本发明实施例提出了一种显示面板，能够在不增加功耗及成本的前提下对画面畸变进行矫正，提升画面品质。

图3为本发明一实施例提供的显示面板的结构示意图。

如图3所示，该显示面板30包括：基板301和像素阵列302。其中，像素阵列302设置在基板301之上，像素阵列302包括m*n个像素单元，该m*n个像素单元为桶状排列形式或枕状排列形式，其中，m和n为正整数。

需要说明的是，由于显示面板与透镜进行组合可以形成显示装置，而由于透镜的类型不同，本发明实施例的显示面板上的像素阵列的像素单元排布方式也会不同：

作为一种示例，当透镜为凸透镜时，本发明实施例的显示面板上的m*n个像素单元可为桶状排列形式，即该m*n个像素单元呈桶状形式排列。其中，该桶状形式排列可理解为：当一帧图像信号加载至桶状排列的像素阵列中，像素阵列呈现的图像为桶形畸变图像。在像素阵列302中，各个像素单元从四周向中间凸起，以使得m*n个像素单元组成的像素阵列呈桶状形式。由于正常的图像经过凸透镜后产生的图像会发生枕形畸变，从图1可以看出，发生枕形畸变的图像从四周向中间凹陷。为抵消透镜后图像的枕形畸变，将m*n个像素单元呈桶状形式排列(可理解为是枕形的逆变形)，这样，在改进后的显示面板30上设置凸透镜后，可以消除凸透镜下图像发生的枕形畸变现象，从而能够使图像经过凸透镜后正常显示，降低凸透镜对图像的影响。其中，便于理解，图3是以透镜为凸透镜为例的显示面板30的结构示例图。

作为另一种示例，当透镜为凹透镜时，本发明实施例的显示面板上的m*n个像素单元可为枕状排列形式，即该m*n个像素单元呈枕状形式排列。其中，该枕状形式排列可理解为：当一帧图像信号加载至枕状排列的像素阵列中，像素阵列呈现的图像为枕形畸变图像。在像素阵列302中，各个像素单元从四周向中间凸起以使得m*n个像素单元组成的像素阵列呈枕状形式。由于正常的图像经过凹透镜后产生的图像会发生桶形畸变，发生桶形畸变的图像从四周向中间凸起。为抵消凹透镜后图像的桶形畸变，将m*n个像素单元呈枕状形式排列(可理解为是桶形的逆变形)，这样，在改进后的显示面板上设置凹透镜，可以消除凹透镜下图像发生的桶形畸变现象，能够使图像经过凹透镜后正常显示，降低凹透镜对图像的影响。

可选地，在本发明实施例一种可能的实现方式中，对于像素阵列302中m*n个像素单元的排布方式，可以在通过下面公式(1)计算获得各个像素单元相对于中心像素单元的坐标之后，根据所得像素单元的坐标对像素阵列中的像素单元重新排布，以使得m*n个像素单元呈桶状形式或枕状形式排列。作为一种示例，该m*n个像素单元可通过以下公式(1)形成桶状排列形式或枕状排列形式：

其中，xu和yu为像素单元在横坐标方向和纵坐标方向上平均分布时相对于中心像素单元的坐标，xd和yd为像素单元在横坐标方向和纵坐标方向上相对于中心像素单元的坐标，k为一个负数的畸变因子，畸变因子是衡量图像畸变的，与图像放大倍率无任何关系，而与显示装置中的光学结构有关，即与透镜的焦距有关，可以根据透镜的焦距来设置该k值，例如，透镜的焦距越小，k值越大。还可以理解，该k值是正数还是负数可以由透镜的类型来决定，例如，当透镜的类型为凸透镜时，该k值为负数，此时，通过上述公式(1)可使得m*n个像素单元形成桶状排列形式，当透镜的类型为凹透镜时，该k值为正数，此时，通过上述公式(1)，可使得m*n个像素单元形成枕状排列形式，便于本发明的描述，本发明以透镜为凸透镜为例进行描述。需要说明的是，本发明以透镜为凸透镜为例进行描述仅是便于本领域技术人员对本发明的理解，而不能作为是对本发明的具体限定。

此外，上述xu和yu为像素单元在横坐标方向和纵坐标方向上平均分布时相对于中心像素单元的坐标可以理解为：本发明实施例是对现有的显示面板上的像素阵列进行像素分布结构的改进，而现有的显示面板上像素阵列中的像素单元均是平均分布在显示面板上的，即像素单元沿横坐标方向上呈直线等距趋势分布，并沿纵坐标方向上呈直线等距趋势分布，因此，上述xu和yu可理解为现有显示面板上的像素单元在横坐标方向和纵坐标方向上相对于中心像素单元的坐标；上述xd和yd可理解为本发明实施例的显示面板上的像素单元在横坐标方向和纵坐标方向上相对于中心像素单元的坐标。其中，上述中心像素单元可以理解是位于显示面板中心的像素单元。

便于本领域技术人员能够了解本发明的特点，下面将结合图4(a)和图4(b)来描述本发明如何对显示面板上的像素结构进行改进的。

举例而言，图4(a)为像素单元平均分布时的坐标示意图，图4(b)为本发明实施例提出的像素阵列中的像素单元的坐标示意图。图4(a)中，o点表示中心像素单元，像素单元m相对于中心像素单元o的坐标为(xu，yu)，图4(b)中，p点表示中心像素单元，图4(a)中的像素单元m的坐标经过上述公式(1)变换之后，转换为图4(b)中像素单元n的坐标，即(xd，yd)，这样，通过上述公式(1)即可得到每个改进后像素单元坐标的位置，根据该位置在显示面板的基板上布置对应的像素结构，从而可以得到改进后的显示面板，使得显示面板上的m*n个像素单元呈桶状形式或枕状形式排列。

为了进一步提高畸变矫正的效果，可选地，在本发明实施例一种可能的实现方式中，还可以变换像素阵列302中各个像素单元的像素尺寸。作为一种示例，像素单元的像素尺寸可通过以下公式(2)确定：

其中，pu为像素单元在横坐标方向和纵坐标方向上平均分布时的像素尺寸，pd为像素单元的像素尺寸，k为畸变因子。

为便于理解，现将公式(2)的推导过程说明如下：

对于像素阵列中的任一个像素单元，由于像素单元具有一定的尺寸，其相对于中心像素单元而言，四个角的坐标可以分别表示为(xd,xd)、(xd+δx,yd)、(xd,yd+δy)和(xd+δx,yd+δy)，如图5所示。

已知：

则：(xu+δxu)＝(xd+δxd)(1+k(xd+δxd)²)，

上式展开为：

由于δxu和δxd为一个像素的大小，远远小于像素阵列302的尺寸，又由于xu和xd为像素单元到像素阵列302的中心像素单元的距离，其与像素阵列302的尺寸处于同一数量级，因此，δxd的二阶因子和三阶因子可忽略，则：

由于：

则：

同理，有：

假设p表示像素单元的像素尺寸，则：

也就是说，可以通过上述公式(2)，将像素单元在横坐标方向和纵坐标方向上平均分布时的像素尺寸(即现有的显示面板上的像素单元的像素尺寸)，调整为适合于本发明实施例的显示面板上的像素单元的像素尺寸。

需要说明的是，畸变因子k与vr设备中使用的透镜的焦距有关，焦距越小，k值越大，图像发生的畸变越严重。畸变因子k的取值可以在调整好透镜的焦距后由vr设备自行产生，此处不作限制。

由此，本示例通过扩大像素单元的像素尺寸，以扩大显示面积，使对应像素达到更好的显示效果，可以进一步提升畸变矫正的效果。

本实施例的显示面板，通过在显示面板的基板之上设置像素阵列，像素阵列包括m*n个像素单元，其中，该m*n个像素单元为桶状排列形式或枕状排列形式。即通过对现有的显示面板中的像素单元进行排列结构的改进，比如将m*n个像素单元呈桶状形式排列或枕状形式排列，这样，将该改进后的显示面板应用于vr设备上时，可以规避vr光学设计导致的图像畸变，比如，可以消除凸透镜下图像发生的枕形畸变、或凹透镜下图像发生的桶形畸变，从而能够在不增加功耗及成本的前提下实现对画面畸变进行矫正的功能，提升了画面品质和用户体验。

为了实现上述实施例，本发明还提出了一种显示装置，图6为本发明一实施例提供的显示装置的俯视图。

如图6所示，该显示装置70包括：如上述实施例所述的显示面板30，以及透镜31。其中，透镜31设置在显示面板30之上。

本实施例中，可通过以下公式(1)来实现对现有的显示面板上的像素单元排布方式进行改进，以得到本发明的显示面板30，即将原本均匀分布的各个像素单元的坐标进行转换后，得到如图3所示的像素阵列302中各个像素单元的排布方式，以使得像素阵列302为桶状排列形式或枕状排列形式：

其中，xu和yu为像素单元在横坐标方向和纵坐标方向上平均分布时相对于中心像素单元的坐标，xd和yd为像素单元在横坐标方向和纵坐标方向上相对于中心像素单元的坐标，k为一个负数的畸变因子，可以根据透镜的焦距设置，例如，透镜的焦距越小，k值越大。

需要说明的是，由于透镜的类型不同，本发明实施例的显示面板上的像素阵列的像素单元排布方式也会不同：

作为一种示例，当透镜为凸透镜时，显示面板上的m*n个像素单元可为桶状排列形式，即该m*n个像素单元呈桶状形式排列。其中，该桶状形式排列可理解为：在像素阵列302中，各个像素单元从四周向中间凸起，以使得m*n个像素单元组成的像素阵列呈桶状形式。由于正常的图像经过凸透镜后产生的图像会发生枕形畸变，从图1可以看出，发生枕形畸变的图像从四周向中间凹陷。为抵消透镜后图像的枕形畸变，将m*n个像素单元呈桶状形式排列(可理解为是枕形的逆变形)，这样，在改进后的显示面板30上设置凸透镜后，可以消除凸透镜下图像发生的枕形畸变现象，从而能够使图像经过凸透镜后正常显示，降低凸透镜对图像的影响。其中，便于理解，图3是以透镜为凸透镜为例的显示面板30的结构示例图。

作为另一种示例，当透镜为凹透镜时，显示面板上的m*n个像素单元可为枕状排列形式，即该m*n个像素单元呈枕状形式排列。其中，该枕状形式排列可理解为：在像素阵列302中，各个像素单元从四周向中间凸起以使得m*n个像素单元组成的像素阵列呈枕状形式。由于正常的图像经过凹透镜后产生的图像会发生桶形畸变，发生桶形畸变的图像从四周向中间凸起。为抵消凹透镜后图像的桶形畸变，将m*n个像素单元呈枕状形式排列(可理解为是桶形的逆变形)，这样，在改进后的显示面板上设置凹透镜，可以消除凹透镜下图像发生的桶形畸变现象，能够使图像经过凹透镜后正常显示，降低凹透镜对图像的影响。

还需要说明的是，上述k值可以是正数也可以是负数。而k值是正数还是负数可以由透镜的类型来决定，例如，当透镜的类型为凸透镜时，该k值为负数，此时，通过上述公式(1)可使得m*n个像素单元形成桶状排列形式，当透镜的类型为凹透镜时，该k值为正数，此时，通过上述公式(1)，可使得m*n个像素单元形成枕状排列形式。

本实施例的显示装置，通过将显示面板上的像素单元进行排列结构的改进，以使m*n个像素单元呈桶状形式排列或枕状形式排列，这样，将该改进后的显示面板应用于vr设备上时，可以规避vr光学设计导致的图像畸变，比如，可以消除凸透镜下图像发生的枕形畸变、或凹透镜下图像发生的桶形畸变，从而能够在不增加功耗及成本的前提下实现对画面畸变进行矫正的功能，提升了画面品质和用户体验。

为了实现上述实施例，本发明还提出了一种显示面板的驱动方法，显示面板为如上述实施例所述的显示面板30，以通过驱动本发明实施例提供的显示面板30获得未发生畸变且清晰度较高的图像。图7为本发明一实施例提供的显示面板的驱动方法的流程示意图。

如图7所示，该显示面板的驱动方法包括以下步骤：

s11，获取像素单元在横坐标方向和纵坐标方向上平均分布时的标准像素亮度。

其中，标准像素亮度为像素单元在像素阵列中平均分布时的像素亮度，即转换得到显示面板30中的像素阵列302之前，各个像素单元的像素亮度。

s12，根据标准像素亮度生成m*n个像素单元的像素亮度。

本实施例中，获得标准像素亮度之后，可以进一步根据标准像素亮度生成像素阵列302中m*n个像素单元的像素亮度。

可选地，在本发明实施例一种可能的实现方式中，可以根据公式(3)计算获得像素阵列302中m*n个像素单元的像素亮度，公式(3)如下所示：

其中，xd和yd为像素单元在横坐标方向和纵坐标方向上相对于中心像素单元的坐标，lu为标准像素亮度，ld为像素单元的像素亮度，k为畸变因子。

为便于理解，现将公式(3)的推导过程说明如下：

由前文的描述已知，假设像素单元的像素透光面积用s表示，则有：

由于像素单元的像素亮度与像素透光面积成正比，假设l表示像素亮度，则有：

需要说明的是，畸变因子k与vr设备中使用的透镜的焦距有关，焦距越小，k值越大，图像发生的畸变越严重。畸变因子k的取值可以在调整好透镜的焦距后由vr设备自行产生，此处不作限制。

s13，根据m*n个像素单元的像素亮度，控制该m*n个像素单元的驱动电压或电流。

也就是说，可通过上述公式(3)计算得到本发明实施例的显示面板上的各个像素单元所需的像素亮度，根据该各个像素单元所需的像素亮度，调整该各个像素单元的驱动电压或电流，以使得该各个像素单元所达到的像素亮度满足本发明实施例的显示面板的显示需求。由此，通过调整驱动电压或电流以实现提高像素单元的像素亮度，能够进一步提升像素的显示效果，进而提高图像质量。

本实施例的显示面板的驱动方法，通过获取像素单元在横坐标方向和纵坐标方向上平均分布时的标准像素亮度，根据该标准像素亮度生成显示面板的像素阵列中每个像素单元的像素亮度，并根据该像素亮度控制各像素单元的驱动电压或电流，以使得该各个像素单元所达到的像素亮度满足本发明实施例的显示面板的显示需求，即在对显示面板上的像素结构进行改进的同时，也对改进后的显示面板上的像素单元的像素亮度进行修改，进一步提高了像素的显示效果，进而提升画面的品质。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现定制逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(ram)，只读存储器(rom)，可擦除可编辑只读存储器(eprom或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(cdrom)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。如，如果用硬件来实现和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(pga)，现场可编程门阵列(fpga)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。