显示系统及其控制系统、方法

显示系统及其控制系统、方法
【专利摘要】本发明涉及一种显示系统及其控制系统、方法，其中所述显示系统包括显示装置和用于观看所述显示装置的偏振片眼镜，其中，所述显示装置包括显示面板、设置在所述显示面板的入光面的下偏振片和设置在所述显示面板的出光面的功能偏振片，所述功能偏振片具有偏振和无偏振两种状态；所述偏振片眼镜的镜片的偏振方向与所述功能偏振片在具有偏振作用时的偏振方向正交。
【专利说明】显示系统及其控制系统、方法

【技术领域】
[0001] 本发明涉及显示【技术领域】，具体涉及一种显示系统及其控制系统、方法。

【背景技术】
[0002] 液晶显示装置被广泛应用于电视、显示器、笔记本电脑、平板电脑、手机等设备中。 在使用液晶显示装置的过程中，可能涉及到隐私问题，使用者不希望显示装置中显示的信 息被旁人偷窥到。
[0003] 现有的一种方案是利用液晶的窄视角，将正常显示区域仅局限于较窄的正面视角 区域，而侧面的左右两边无法看清或看到显示信息。这样可起到一定的保护隐私作用，但不 一定真正实用，因为有意或无意偷规隐私电脑信息的人往往在使用者的后方或通过隐形摄 像头拍摄，其在一定角度可能较清晰的观察到显示信息，而使用者还一无所知。现有的另一 种方案是使用者佩戴辅助眼镜观看，而旁观者只能看到全白画面，然而这样会让周边的人 觉得很奇怪。
[0004] 因此需要一种显示装置，在使用时能最大程度地保护显示信息，且不会让周边的 人感到怪异。


【发明内容】

[0005] 本发明所要解决的技术问题是保护显示装置所显示的信息。
[0006] 为此目的，本发明提出了一种显示系统，包括显示装置和用于观看所述显示装置 的偏振片眼镜，所述显示装置包括显示面板、设置在所述显示面板的入光面的下偏振片和 设置在所述显示面板的出光面的功能偏振片，所述功能偏振片具有偏振和无偏振两种状 态；所述偏振片眼镜的镜片的偏振方向与所述功能偏振片在具有偏振作用时的偏振方向正 交。
[0007] 优选地，所述功能偏振片在不加电时具有偏振作用，在加电时无偏振作用。
[0008] 优选地，所述功能偏振片在不加电时的偏振方向与所述下偏振片的偏振方向平行 或正交。
[0009] 优选地，所述显示装置还包括旋光器件，所述旋光器件设置在所述功能偏振片远 离所述显示面板的一侧或者设置在所述功能偏振片与所述显示面板之间。
[0010] 优选地，所述旋光器件包括扭曲向列器件或1/2波片延迟片。
[0011] 优选地，所述功能偏振片包括液晶和二色性染料。
[0012] 优选地，所述偏振片眼镜具有两个镜片，且所述两个镜片的偏振方向相同。
[0013] 本发明还公开了一种用于控制上述显示系统的控制系统，包括：控制主机、同步 切换触发器、视频切换子系统和偏振切换器件，其中，所述控制主机用于调入供旁观者观看 的第一图像数据源和供用户观看的第二图像数据源，检测所述第一图像数据源和所述第二 图像数据源的帧频，并将所检测到的帧频提供给所述视频切换子系统和所述同步切换触发 器；所述视频切换子系统用于交替显示所述第一图像数据源和所述第二图像数据源，或者 使所述第一图像数据源所显示的图像占用同一帧画面的部分空间且使所述第二图像数据 源所显示的图像占用所述同一帧画面的其余空间；所述偏振切换器件用于以显示图像的帧 频使所述显示装置的所述功能偏振片在产生偏振作用和无偏振作用之间反复切换；所述同 步切换触发器用于控制所述偏振切换器件，使所述偏振切换器件的切换与视频切换子系统 的切换同步。
[0014] 优选地，所述第一图像数据源和所述第二图像数据源所采用的模式不同。
[0015] 优选地，当所述下偏振片与所述功能偏振片具有偏振作用时的偏振方向正交时， 所述第一图像数据源采用常白模式，所述第二图像数据源采用常黑模式；当所述下偏振片 与所述功能偏振片具有偏振作用时的偏振方向平行时，所述第一图像数据源采用常黑模 式，所述第二图像数据源采用常白模式。
[0016] 优选地，所述显示装置还包括旋光器件，所述控制系统还包括旋光切换器件，其 中，所述旋光切换器件用于以显示图像的帧频使所述显示装置的所述旋光器件在改变偏振 方向和不改变偏振方向之间反复切换；所述同步切换触发器用于控制所述偏振切换器件和 所述旋光切换器件，使所述偏振切换器件和所述旋光切换器件的切换与所述视频切换子系 统的切换同步。
[0017] 优选地，所述第一图像数据源和第二图像数据源所采用的模式相同。
[0018] 优选地，当所述下偏振片与所述功能偏振片具有偏振作用时的偏振方向正交时， 所述第一图像数据源和所述第二图像数据源采用常白模式；当所述下偏振片与所述功能偏 振片具有偏振作用时的偏振方向平行时，所述第一图像数据源和所述第二图像数据源采用 常黑模式。
[0019] 本发明进一步提出了一种用于控制上述显示系统的方法，包括：获取供旁观者观 看的第一图像数据源和供用户观看的第二图像数据源的帧频；交替显示所述第一图像数据 源和所述第二图像数据源，或者使所述第一图像数据源所显示的图像占用同一帧画面的部 分空间且使所述第二图像数据源所显示的图像占用所述同一帧画面的其余空间；使所述功 能偏振片以显示图像的帧频在产生偏振作用和无偏振作用之间反复切换，其中所述功能偏 振片的切换与所述图像数据源的切换同步。
[0020] 优选地，所述第一和第二图像数据源所采用的模式不同。
[0021] 优选地，所述显示装置还包括旋光器件，所述方法还包括：使所述旋光器件以显示 图像的帧频在改变偏振方向和不改变偏振方向之间反复切换，其中所述功能偏振片的切换 与所述旋光器件的切换同步。
[0022] 优选地，所述第一和第二图像数据源所采用的模式相同。
[0023] 通过采用本发明所公开的显示系统及其控制系统、方法，在使用时能最大程度地 保护显示信息，且不会让周边的人感到怪异。

【专利附图】

【附图说明】
[0024] 通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征和优点，附图是示意性的而不应理 解为对本发明进行任何限制，在附图中：
[0025] 图1示出了根据本发明第一实施例的显示装置的示意图；
[0026] 图2A和2B分别示出了功能偏振片在未加电和加电时入射自然光的示意图；
[0027] 图3示出了用于控制根据本发明第一实施例的显示装置的控制系统的示意图；
[0028] 图4A和4B分别示出了在根据本发明第一实施例的控制系统控制下，观看者观看 第N帧和第N+1帧图像的示意图；
[0029] 图5示出了根据本发明第二实施例的显示装置的示意图；
[0030] 图6A和6B分别不出了两种旋光器件的偏振态转变原理不意图；
[0031] 图7示出了用于控制根据本发明第二实施例的显示装置的控制系统的示意图；
[0032] 图8A和8B分别示出了在根据本发明第二实施例的控制系统控制下，观看者观看 第N帧和第N+1帧图像的示意图。

【具体实施方式】
[0033] 下面将结合附图对本发明的实施例进行详细描述。
[0034] 图1示出了根据本发明第一实施例的显示装置的示意图，该显示装置包括背光模 组11、背光模组11上的显示面板12、设置在显示面板12的入光面的下偏振片13和设置显 示面板12的出光面的作为上偏振片的功能偏振片14。显示面板12可以是偏振型显示，例 如TN(扭曲向列）型显示。但是本领域技术人员应当知晓，显示面板12并不局限于TN型 模式，也可以米用电控双折射型（ECB，即Electrically controlled birefringence)等显 示模式。功能偏振片14包括液晶21和二色性染料22,功能偏振片14具有偏振和无偏振两 种状态，二色性染料22对入射光束两个正交的线偏振光分量，仅选择吸收其中一个而让另 一个通过，液晶21的初始取向为上下平行或反平行取向，其与经过功能偏振片14的入射偏 振光偏振方向平行或垂直。
[0035] 在本发明的一个实施例中，在功能偏振片14未加电时，如图2A所示，入射的自然 光中与液晶分子21指向矢平行的偏振分量被吸收，只有另一偏振分量射出。在对功能偏振 片14加电时，如图2B所示，液晶分子21和二色性染料分子22均沿电场方向取向，此时两 种方向偏振的光均能通过。也就是说，功能偏振片14在不加电时具有偏振作用，在加电时 无偏振作用。
[0036] 当然在实际使用的过程中，也可以将功能偏振片14设置成在加电时有偏振作用， 在不加电时无偏振作用。
[0037] 使用者透过偏振片眼镜来观看显示装置中的显示信息，该偏振片眼镜的两个镜片 的偏振方向相同，且与功能偏振片14的偏振方向正交。下偏振片13与功能偏振片14的偏 振方向可以互相平行，也可以互相正交。
[0038] 图3示出了用于控制根据本发明第一实施例的显示装置的控制系统的示意图。如 图3所示，该控制系统包括控制主机31、同步切换触发器32、视频切换子系统33和偏振切 换器件36。
[0039] 当该控制系统运行时，控制主机31调入供旁观者观看的第一图像数据源和供用 户观看的第二图像数据源，在这里，控制主机31将第一图像数据源和第二图像数据源调入 到显示装置的视频存储器34中，并且自动检测该第一图像数据源和第二图像数据源的帧 频，并将所检测到的帧频提供给视频切换子系统33和同步切换触发器32。视频切换子系统 33通过协调视频存储器34交替显示该第一和第二图像数据源。同步切换触发器32用于控 制偏振切换器件36,使偏振切换器件36的切换与视频切换子系统33的切换同步。偏振切 换器件36使显示装置的功能偏振片在产生偏振作用和无偏振作用之间反复切换。其中，由 于第一和第二图像数据源交替显示，使得显示图像的帧频为第一和第二图像数据源帧频的 两倍，即视频切换子系统33的切换频率为第一和第二图像数据源帧频的两倍，由于偏振切 换器件36的切换与视频切换子系统33的切换同步，所以偏振切换器件36的切换频率也为 第一和第二图像数据源帧频的两倍。
[0040] 下面将结合图4A和图4B详细介绍根据本发明第一实施例的控制系统的原理。
[0041] 如图4A所示，当显示装置显示第N帧画面（S卩，第一图像数据源）时，此时未对功 能偏振片14加电，功能偏振片14处于图2A所示的状态，显示面板12发出的光中与二色性 染料的长轴方向一致的偏振光（例如垂直于纸面方向的偏振光）将被吸收，而与之正交的 另一方向偏振光（例如平行于纸面方向的偏振光）将会射出。此时，裸眼者能清晰地看到 图像，而戴眼镜者由于偏振片眼镜的两个镜片的偏振方向与功能偏振片的偏振方向正交， 光线不能穿过，显示黑态，只能看到全黑图像。
[0042] 如图4B所示，当显示装置显示第N+1帧画面（S卩，第二图像数据源）时，此时对功 能偏振片14加电，功能偏振片14处于图2B的状态，显示面板12发出的所有光线均能穿过。 此时，裸眼者只能看到全白无信息画面，而戴上偏光片眼镜可正常看到显示信息。由此实现 了裸眼者看到一幅图像，戴眼镜者看到另外一幅图像，且戴眼镜者看不到裸眼图像，裸眼者 也无法看到戴眼镜时看到的图像。
[0043] 在此实施例中，第一图像数据源与第二图像数据源需要采用不同的模式，例如，第 一图像数据源采用常白模式时，第二图像数据源需要采用常黑模式，即在图像数据源与功 能偏振片的配合下，第一图像数据源提供的图像数据在液晶无偏转时亮度最大，而第二图 像数据源提供的图像数据在液晶无偏转时亮度最小。而当第一图像数据源采用常黑模式 时，第二图像数据源需要采用常白模式。以TN显示模式为例，当下偏振片与功能偏振片的 偏振方向正交时，裸眼者所看到的图像由常白模式实现，而戴眼镜者由于偏振片眼镜的偏 振方向与下偏振片的偏振方向平行，所看到的图像由常黑模式实现；当下偏振片与功能偏 振片的偏振方向平行时，裸眼者所看到的图像由常黑模式实现，而戴眼镜者由于偏振片眼 镜的偏振方向与下偏振片的偏振方向正交，所看到的图像由常白模式实现。
[0044] 图5示出了根据本发明第二实施例的显示装置的示意图。根据该第二实施例的 显示装置与图1中的显示装置区别在于：还包括旋光器件15。在图5中，旋光器件15设置 在功能偏振片14远离显示面板12的一侧，本领域技术人员应当理解，也可以将旋光器件 15设置在功能偏振片14与显示面板12之间。显示面板12可以是TN型显示，但是本领域 技术人员应当知晓，显示面板12并不局限于TN型模式，也可以采用如IPS (平面切换型）、 ADS (高级超维场切换型）、VA (垂直排列型）、FFS (边缘场切换型）、ECB (电控双折射型） 等常规显示模式。
[0045] 旋光器件15用于改变入射光偏振态方向，旋光器件15可以是如图6A所不的TN 器件，其可将入射线偏振光的偏振方向改变90度；或者可以是如图6B所示的可变1/2波片 延迟片，该延迟片的快轴（或慢轴）与入射线偏振光的偏振方向夹角成45°，出射光偏振态 方向会偏振90°。
[0046] 图7示出了用于控制根据本发明第二实施例的显示装置的控制系统的示意图。类 似于图3所示的控制系统，该第二实施例的控制系统包括控制主机31、同步切换触发器32、 视频切换子系统33、偏振切换器件36和旋光切换器件37。
[0047] 当该控制系统运行时，控制主机31将第一图像数据源和第二图像数据源调入到 显示装置的视频存储器34,并且自动检测该第一图像数据源和第二图像数据源的帧频，并 将所检测到的帧频提供给视频切换子系统33和同步切换触发器32。视频切换子系统33通 过协调视频存储器34交替显示该第一和第二图像数据源。同步切换触发器32用于控制偏 振切换器件36和旋光切换器件37,使偏振切换器件36和旋光切换器件37的切换与视频切 换子系统33的切换同步。偏振切换器件36使显示装置的功能偏振片在产生偏振作用和无 偏振作用之间反复切换，旋光切换器件37使显示装置的旋光器件在改变偏振方向和不改 变偏振方向之间反复切换。同样地，由于第一和第二图像数据源交替显示，使得显示图像的 帧频为第一和第二图像数据源帧频的两倍，即视频切换子系统33的切换频率为第一和第 二图像数据源帧频的两倍，由于偏振切换器件36和旋光切换器件37的切换与视频切换子 系统33的切换同步，所以偏振切换器件36和旋光切换器件37的切换频率也为第一和第二 图像数据源帧频的两倍。
[0048] 下面将结合图8A和图8B详细介绍根据本发明第二实施例的控制系统的显示原 理。
[0049] 如图8A所示，当显示装置显示第N帧画面（S卩，第一图像数据源）时，此时未对功 能偏振片14和旋光器件15加电，功能偏振片14处于图2A的状态且旋光器件15没有相位 延迟和旋光效应，显不面板12发出的光中与二色性染料的长轴方向一致的偏振光（例如垂 直于纸面方向的偏振光）将被吸收，而与之正交的另一方向偏振光（例如平行于纸面方向 的偏振光）将会通过功能偏振片14和旋光器件15射出。此时，裸眼者能清晰看到图像，而 戴眼镜者由于偏振片眼镜的两个镜片的偏振方向与功能偏振片的偏振方向正交，光线不能 穿过，显示黑态，只能看到全黑图像。
[0050] 如图8B所示，当显示装置显示第N+1帧画面（S卩，第二图像数据源）时，此时对功 能偏振片14和旋光器件15加电，功能偏振片14处于图2B的状态且旋光器件15改变入射 光的偏振方向，显示面板12发出的所有光线均能穿过。此时，裸眼者只能看到全白无信息 画面，而戴上偏光片眼镜可正常看到显示信息。由此与第一实施例相同，实现了裸眼者看到 一幅图像，戴眼镜者看到另外一幅图像，且戴眼镜者看不到裸眼图像，裸眼者也无法看到戴 眼镜时看到的图像。
[0051] 在此实施例中，由于增加了旋光器件，第一图像数据源与第二图像数据源采用相 同的模式，即第一图像数据源和第二图像数据源可以同时采用常白模式或是常黑模式。以 TN显示模式为例，当下偏振片与功能偏振片的偏振方向正交时，第一图像数据源和第二图 像数据源采用常白模式；当下偏振片与功能偏振片的偏振方向平行时，第一图像数据源和 第二图像数据源采用常黑模式。
[0052] 如上所述的第一、第二实施例中视频切换子系统采用的帧频切换方式进行，为串 行方式显示，不损失分辨率。但是由于显示图像的帧频为第一和第二图像数据源帧频的两 倍，因此需要提高显示装置的扫描频率至少一倍以上，也就是使显示装置的扫描频率至少 为原来帧频的2倍以上。
[0053] 本领域技术人员应当理解，视频切换子系统也可采用并行方式显示，即一组图像 数据占用显示屏的一半物理空间，而另一组图像数据占用显示屏的另一半物理空间，进行 隔行或其它方式的扫描。这样，两组图像数据源共用显示屏的物理空间，使得物理分辨率 损失一半。但是，在这种方式下，由于第一图像数据源所显示的图像占用同一帧画面的部分 空间且第二图像数据源所显示的图像占用同一帧画面的其余空间，显示图像的帧频仍为第 一和第二图像数据源帧频，从而可减缓某一帧裸眼只显示白画面时对前一帧或下一帧裸眼 正常显示时画面的影响，并且奇行扫描或偶行扫描的频率为原来帧频频率，如此亦可减缓 扫描线的信号延迟，提升液晶电容和存储电容的充电时间。在这样的显示方式下，偏振切换 器件以第一和第二图像数据源的帧频使显示装置的功能偏振片在产生偏振作用和无偏振 作用之间反复切换，并且偏振切换器件在同步切换触发器的控制下使偏振切换器件的切换 与视频切换子系统的切换同步，即偏振切换器件的切换频率为第一和第二图像数据源的帧 频。对于第一图像数据源与第二图像数据源采用相同的模式的情况下，所采用的旋光切换 器件在同步切换触发器的控制下与偏振切换器件和视频切换子系统的切换同步，即旋光切 换器件的切换频率也为第一和第二图像数据源的帧频。
[0054] 进一步需要指出的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例 性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发 明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保 护范围。
【权利要求】
1. 一种显示系统，包括显示装置和用于观看所述显示装置的偏振片眼镜，其特征在于， 所述显示装置包括显示面板、设置在所述显示面板的入光面的下偏振片和设置在所述 显示面板的出光面的功能偏振片，所述功能偏振片具有偏振和无偏振两种状态； 所述偏振片眼镜的镜片的偏振方向与所述功能偏振片在具有偏振作用时的偏振方向 正交。
2. 根据权利要求1所述的显示系统，其特征在于，所述功能偏振片在不加电时具有偏 振作用，在加电时无偏振作用。
3. 根据权利要求2所述的显示系统，其特征在于，所述功能偏振片在不加电时的偏振 方向与所述下偏振片的偏振方向平行或正交。
4. 根据权利要求1所述的显示系统，其特征在于，所述显示装置还包括旋光器件，所述 旋光器件设置在所述功能偏振片远离所述显示面板的一侧或者设置在所述功能偏振片与 所述显示面板之间。
5. 根据权利要求4所述的显示系统，其特征在于，所述旋光器件包括扭曲向列器件或 1/2波片延迟片。
6. 根据权利要求1所述的显示系统，其特征在于，所述功能偏振片包括液晶和二色性 染料。
7. 根据权利要求1所述的显示系统，其特征在于，所述偏振片眼镜具有两个镜片，且所 述两个镜片的偏振方向相同。
8. -种用于控制根据权利要求1所述的显示系统的控制系统，包括：控制主机、同步切 换触发器、视频切换子系统和偏振切换器件，其特征在于， 所述控制主机用于调入供旁观者观看的第一图像数据源和供用户观看的第二图像数 据源，检测所述第一图像数据源和所述第二图像数据源的帧频，并将所检测到的帧频提供 给所述视频切换子系统和所述同步切换触发器； 所述视频切换子系统用于交替显示所述第一图像数据源和所述第二图像数据源，或者 使所述第一图像数据源所显示的图像占用同一帧画面的部分空间且使所述第二图像数据 源所显示的图像占用所述同一帧画面的其余空间； 所述偏振切换器件用于以显示图像的帧频使所述显示装置的所述功能偏振片在产生 偏振作用和无偏振作用之间反复切换； 所述同步切换触发器用于控制所述偏振切换器件，使所述偏振切换器件的切换与视频 切换子系统的切换同步。
9. 根据权利要求8所述的控制系统，其特征在于，所述第一图像数据源和所述第二图 像数据源所采用的模式不同。
10. 根据权利要求9所述的控制系统，其特征在于，当所述下偏振片与所述功能偏振 片具有偏振作用时的偏振方向正交时，所述第一图像数据源采用常白模式，所述第二图像 数据源采用常黑模式；当所述下偏振片与所述功能偏振片具有偏振作用时的偏振方向平行 时，所述第一图像数据源采用常黑模式，所述第二图像数据源采用常白模式。
11. 根据权利要求9所述的控制系统，其特征在于，所述显示装置还包括旋光器件，所 述控制系统还包括旋光切换器件，其中， 所述旋光切换器件用于以显示图像的帧频使所述显示装置的所述旋光器件在改变偏 振方向和不改变偏振方向之间反复切换； 所述同步切换触发器用于控制所述偏振切换器件和所述旋光切换器件，使所述偏振切 换器件和所述旋光切换器件的切换与所述视频切换子系统的切换同步。
12. 根据权利要求11所述的控制系统，其特征在于，所述第一图像数据源和第二图像 数据源所采用的模式相同。
13. 根据权利要求12所述的控制系统，其特征在于，当所述下偏振片与所述功能偏振 片具有偏振作用时的偏振方向正交时，所述第一图像数据源和所述第二图像数据源采用常 白模式；当所述下偏振片与所述功能偏振片具有偏振作用时的偏振方向平行时，所述第一 图像数据源和所述第二图像数据源采用常黑模式。
14. 一种用于控制根据权利要求1所述的显示系统的方法，其特征在于，包括： 获取供旁观者观看的第一图像数据源和供用户观看的第二图像数据源的帧频； 交替显示所述第一图像数据源和所述第二图像数据源，或者使所述第一图像数据源所 显示的图像占用同一帧画面的部分空间且使所述第二图像数据源所显示的图像占用所述 同一帧画面的其余空间； 使所述功能偏振片以显示图像的帧频在产生偏振作用和无偏振作用之间反复切换，其 中所述功能偏振片的切换与所述图像数据源的切换同步。
15. 根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述第一和第二图像数据源所采用的 模式不同。
16. 根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述显示装置还包括旋光器件， 所述方法还包括： 使所述旋光器件以显示图像的帧频在改变偏振方向和不改变偏振方向之间反复切换， 其中所述功能偏振片的切换与所述旋光器件的切换同步。
17. 根据权利要求16所述的方法，其特征在于，所述第一和第二图像数据源所采用的 模式相同。
【文档编号】G02F1/13GK104090396SQ201410334139
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2014年7月14日 优先权日:2014年7月14日
【发明者】李文波 申请人:京东方科技集团股份有限公司