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CN101201999A - 屏幕、显示系统及显示方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电子设备领域，公开了一种屏幕、显示系统及显示方法，使得可以生成更有立体感的3D图像。本发明中，屏幕包括形变层和图像层，图像层用于产生可视的平面图像；形变层包括电致形变单元，各电致形变单元分布于图像层的不同区域，用于在垂直于图像层的方向上产生形变。由屏幕形变层中的各电致形变单元在垂直图像层的方向上分别产生形变，图像层产生的可视平面图像透过不同高低的电致变形单元形成折射，可以使得显示的图像更有立体感，形成3D图像的效果。或者，由屏幕形变层中的各电致形变单元在垂直图像层的方向上分别产生形变，使得与这些电致形变单元相贴合的图像层产生凹凸，从而生成有立体感的3D图像。

Description

屏幕、显示系统及显示方法
技术领域
本发明涉及电子设备领域，特别涉及显示技术。
背景技术
3D图像(三维图像)能给人们带来身临其境的感觉，一直为人们所关注。由于显示设备的限制，现有技术通常采用虚拟3D的方法来实现3D图像，即通过3D制作软件，将平面图像制作为虚拟的3D图像。
然而，本发明的发明人发现，采用虚拟方法实现的3D图像所需的计算量较大，实现起来过于复杂，且对于屏幕较小的终端产品而言，视觉效果不是很好。
发明内容
本发明实施方式要解决的主要技术问题是提供一种屏幕、显示系统及显示方法，使得可以生成具有立体感的三维图像。
为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种屏幕，包括形变层和图像层；
图像层用于产生可视的平面图像；
形变层包括电致形变单元，电致形变单元分布于图像层的不同区域，用于在垂直于图像层的方向上产生形变；
电致形变单元是透明的，图像层产生的可视平面图像透过电致变形单元显示。
本发明的实施方式还提供了一种屏幕，包括形变层和图像层；
图像层用于产生可视的平面图像；
形变层包括电致形变单元，电致形变单元与图像层的不同区域相贴合；
该电致形变单元用于在垂直于图像层的方向产生形变，图像层产生的平面图像根据各电致变形单元的形变产生凹凸。
本发明的实施方式还提供了一种显示系统，包括上文中的屏幕，还包括：
电压差判断单元，用于根据屏幕的图像层产生的平面图像的不同区域分别确定电压差值；
电压施加单元，根据电压差判断单元确定的电压差值，分别将电压差加到形变层中的各电致形变单元上。
本发明的实施方式还提供了一种显示方法，包括以下步骤：
根据屏幕产生的平面图像的不同区域分别确定电压差值；
根据电压差值，分别将电压差加到屏幕中的各区域的电致形变单元上，各电致形变单元根据所加的电压差产生形变；
平面图像透过形变后的电致形变单元进行显示。
本发明的实施方式还提供了一种显示方法，包括以下步骤：
根据屏幕产生的平面图像的不同区域分别确定电压差值；
根据电压差值，分别将电压差加到屏幕中的各区域的电致形变单元上，各电致形变单元根据所加的电压差产生形变；
屏幕根据各电致形变单元的形变产生凹凸；
通过产生凹凸的屏幕显示图像。
本发明实施方式与现有技术相比，主要区别及其效果在于：
由于屏幕形变层中的各电致形变单元能够在垂直图像层的方向上分别产生形变，图像层产生的可视平面图像透过不同高低的电致变形单元形成折射，可以使得显示的图像更有立体感，形成3D图像的效果。
由于屏幕形变层中的各电致形变单元能够在垂直图像层的方向上分别产生形变，使得与这些电致形变单元相贴合的图像层产生凹凸，从而生成有立体感的3D图像。
附图说明
图1是根据本发明第一实施方式的屏幕结构示意图；
图2是根据本发明第一实施方式的电致形变单元结构示意图；
图3是根据本发明第一实施方式的紧密连接的致形变单元结构示意图；
图4是根据本发明第二实施方式的层积结构的电致形变单元示意图；
图5是根据本发明第三实施方式的屏幕结构示意图；
图6是根据本发明第五实施方式的显示系统结构图；
图7是根据本发明第六实施方式的显示方法流程图；
图8是根据本发明第七实施方式的显示方法流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的实施方式作进一步地详细描述。
本发明第一实施方式涉及一种屏幕，包括形变层和图像层；其中，图像层用于产生可视的平面图像；形变层包括电致形变单元，电致形变单元分布于图像层的不同区域，用于在垂直于图像层的方向上产生形变；电致形变单元是透明的，图像层产生的可视平面图像透过电致变形单元显示。
具体可以如图1所示，该屏幕包括形变层101和图像层102。其中，图像层102用于产生可视的平面图像；形变层101包括由多个电致形变单元103组成的单层阵列，阵列中的各电致形变单元103分布于图像层102的不同区域，电致形变单元103是透明的，可以在垂直于图像层102的方向上产生形变，图像层102产生的可视平面图像透过各电致形变单元103进行显示。
由于屏幕形变层101中的各电致形变单元103能够在垂直图像层102的方向上分别产生形变，图像层102产生的可视平面图像透过不同高低的电致变形单元103形成不同的折射，可以使得显示的图像更有立体感，形成3D图像的效果。
形变层101中各电致形变单元103的两端(垂直于图像层102的方向上的)分别与蚀刻有金属线的透明膜104相贴合，通过这些金属线，可以使电致形变单元103上存在不同的电压差。其中，两层透明膜104中的一层可以与图像层102重合(图中直接标为102)，另一层是柔性材料，在一定范围内可以变形。
电致形变单元103由电致膨胀材料制成，可以为电热材料，即通电后，能够受热体积膨胀的材料，也可为压电材料，即施加电压后，体积会产生形变的材料。电致形变单元103根据所施加的电压差，在垂直于图像层102的方向发生形变，所施加的电压差的大小由该电致形变单元103对应的平面图像确定，该平面图像即图像层102所产生的图像。如可以根据该电致形变单元103对应的平面图像的灰度确定，从而确保电致形变单元形变的程度与图像所需的3D效果相匹配。电致形变单元103的具体结构可以如图2所示，包括进行导电的工作区，和能够产生形变的电致膨胀材料的介质填交区。
另外，由于电致形变单元103上电压的施加方向是垂直图像层102的，因此在电压作用下，电致形变单元103主要在垂直图像层102的向产生上形变，在平行于图像层102的方向变化较小。为了确保图像的显示效果，该形变层101中各电致形变单元103间可以紧密连接，如图3所示，使得图像层102所产生平面图像的不同区域均能在相应的电致形变单元103的折射下进行显示，且进一步限制了电致形变单元103在平行于图像层102的方向上的形变程度。
本发明第二实施方式同样涉及一种屏幕，与第一实施方式相类似，其区别在于，在第一实施方式中，形变层包括由多个电致形变单元组成的单层阵列；而在本实施方式中，形变层中包括的阵列为层积阵列，由多层电致形变单元叠加得到，如图4所示。其中，两层电致形变单元之间可以通过绝缘层相隔离。由于材料的延展性是受限的，使得单个电致形变单元只能在有限范围内产生形变，通过对电致形变单元进行多层叠加，使得形变层的形变范围更大，进而使得平面图像折射得到的3D效果更明显，所产生的3D图像的立体感更强烈。
本发明第三实施方式涉及一种屏幕，包括形变层和图像层。其中，图像层用于产生可视的平面图像；形变层包括电致形变单元，电致形变单元与图像层的不同区域相贴合；电致形变单元用于在垂直于图像层的方向产生形变，图像层产生的平面图像根据各电致变形单元的形变产生凹凸。
具体可以如图5所示，该屏幕包括形变层501和图像层502。其中，图像层502用于产生可视的平面图像；形变层501包括由多个电致形变单元503组成的阵列，阵列中的各电致形变单元503分别与图像层502的不同区域相贴合，各电致形变单元503能够在垂直于图像层502的方向产生形变，图像层502产生的平面图像根据各电致形变单元503的形变产生凹凸。
由于屏幕形变层501中的各电致形变单元503能够在垂直图像层502的方向上分别产生形变，使得与这些电致形变单元503相贴合的图像层502产生凹凸，从而生成更有立体感的3D图像。
形变层501中各电致形变单元503的两端(垂直于图像层502的方向上的)分别与蚀刻有金属线的透明膜504相贴合，通过这些金属线，可以使电致形变单元503上存在不同的电压差。其中，两层透明膜504中的一层可以与图像层502重合(图中直接标为502)，重合的透明膜504和图像层502是柔性材料，可以根据电致形变单元503的形变而变形。
电致形变单元503由电致膨胀材料制成，可以为电热材料，即通电后，能够受热体积膨胀的材料，也可为压电材料，即施加电压后，体积会产生形变的材料。电致形变单元503根据所施加的电压差，在垂直于图像层502的方向发生形变，所施加的电压差的大小由该电致形变单元503对应的平面图像确定，该平面图像即图像层502所产生的图像。如可以根据该电致形变单元503对应的平面图像的灰度确定，从而确保电致形变单元形变的程度与图像所需的3D效果相匹配。电致形变单元503的结构可以如图2所示，包括进行导电的工作区，和能够产生形变的电致膨胀材料的介质填交区。
另外，由于电致形变单元503上电压的施加方向是垂直图像层502的，因此在电压作用下，电致形变单元503主要在垂直图像层502的向产生上形变，在平行于图像层502的方向变化较小。为了确保图像的显示效果，该形变层501中各电致形变单元503间可以紧密连接，如图3所示，使得图像层502所产生平面图像的不同区域均能在相应的电致形变单元503的折射下进行显示，且进一步限制了电致形变单元503在平行于图像层502的方向上的形变程度。
本发明第四实施方式同样涉及一种屏幕，与第三实施方式相类似，其区别在于，在第三实施方式中，形变层中的各电致形变单元以单层阵列的形式分布；而在本实施方式中，形变层中的各电致形变单元以层积阵列的形式分布，即将多层电致形变单元进行叠加，如图4所示。其中，两层电致形变单元之间可以通过绝缘层相隔离。由于材料的延展性是受限的，使得单个电致形变单元只能在有限范围内产生形变，通过对电致形变单元进行多层叠加，使得形变层的形变范围更大，进而使得图像层产生的凹凸更明显，所产生的3D图像的立体感更强烈。
本发明第五实施方式涉及一种显示系统，如图6所示，包括实施方式一至四中任意一个屏幕，还包括：电压差判断单元，用于根据该屏幕的图像层产生的平面图像的不同区域分别确定电压差值；电压施加单元，根据电压差判断单元确定的电压差值，分别将电压差加到形变层中的各电致形变单元上。
由于在平面图像中，物体的远近通常由颜色的深浅来表示，因此可以根据平面图像的不同区域的灰度确定电压差值，使得电致形变单元所产生的形变程度与该单元对应的平面图像的灰度成比例，或者，也可以根据其它用于表示图案远近的数据来确定电压差值。
本发明第六实施方式涉及一种显示方法，如图7所示。
在步骤701中，根据屏幕产生的平面图像的不同区域分别确定电压差值。
在步骤702中，根据所确定的电压差值，分别将电压差加到屏幕中的各区域的电致形变单元上，使得各电致形变单元根据所加的电压差产生形变。
在步骤703中，将该平面图像透过形变后的电致形变单元进行显示。
由于屏幕形变层中的各电致形变单元能够在垂直图像层的方向上分别产生形变，图像层产生的可视平面图像透过不同高低的电致变形单元形成折射，可以使得显示的3D图像更有立体感。
由于在平面图像中，物体的远近通常由颜色的深浅来表示，因此可以根据平面图像的不同区域的灰度确定电压差值，使得电致形变单元所产生的形变程度与该单元对应的平面图像的灰度成比例，确保所显示的3D图像更真实。
本发明第六实施方式涉及一种显示方法，如图8所示。
在步骤801中，根据屏幕产生的平面图像的不同区域分别确定电压差值。
在步骤802中，根据所确定的电压差值，分别将电压差加到屏幕中的各区域的电致形变单元上，使得各电致形变单元根据所加的电压差产生形变。
在步骤803中，屏幕根据各电致形变单元的形变产生凹凸，通过产生凹凸的屏幕显示该图像。
由于屏幕形变层中的各电致形变单元能够在垂直图像层的方向上分别产生形变，使得与这些电致形变单元相贴合的图像层产生凹凸，从而生成更有立体感的3D图像。
由于在平面图像中，物体的远近通常由颜色的深浅来表示，因此可以根据平面图像的不同区域的灰度确定电压差值，使得电致形变单元所产生的形变程度与该单元对应的平面图像的灰度成比例，确保所显示的3D图像更真实。
综上所述，在本发明的实施方式中，由于屏幕形变层中的各电致形变单元能够在垂直图像层的方向上分别产生形变，图像层产生的可视平面图像透过不同高低的电致变形单元形成折射，可以使得显示的图像更有立体感，形成3D图像的效果。
由于屏幕形变层中的各电致形变单元能够在垂直图像层的方向上分别产生形变，使得与这些电致形变单元相贴合的图像层产生凹凸，从而生成有立体感的3D图像。
形变层中的电致形变单元上存在电压差，该电致形变单元根据该电压差在垂直于图像层的方向发生形变，该电压差的大小由该电致形变单元对应的图像层区域产生的平面图像确定。从而确保电致形变单元形变的程度与图像所需的3D效果相匹配。
多个电致形变单元组成的阵列为单层阵列；或者，为多层叠加的层积阵列。由于材料的延展性是受限的，使得单个电致形变单元产生的形变是有限的，通过多层叠加，使得形变层的形变范围更大，效果更明显，所产生的3D图像的立体感更强烈。
虽然通过参照本发明的某些优选实施方式，已经对本发明进行了图示和描述，但本领域的普通技术人员应该明白，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (12)

1.一种屏幕，其特征在于，包括形变层和图像层；
所述图像层用于产生可视的平面图像；
所述形变层包括电致形变单元，所述电致形变单元分布于所述图像层的不同区域，用于在垂直于所述图像层的方向上产生形变；
所述电致形变单元是透明的，所述图像层产生的可视平面图像透过所述电致变形单元显示。
2.根据权利要求1所述的屏幕，其特征在于，所述形变层中的电致形变单元上存在电压差，该电致形变单元根据该电压差在垂直于所述图像层的方向发生形变，该电压差的大小由该电致形变单元对应的图像层区域产生的平面图像确定。
3.根据权利要求1或2所述的屏幕，其特征在于，所述形变层包括至少两个所述电致形变单元；
所述电致形变单元以单层阵列的形式，分布于所述图像层的不同区域；或者
所述电致形变单元叠加并排列成层积阵列的形式，分布于所述图像层的不同区域。
4.一种屏幕，其特征在于，包括形变层和图像层；
所述图像层用于产生可视的平面图像；
所述形变层包括电致形变单元，所述电致形变单元与所述图像层的不同区域相贴合；
所述电致形变单元用于在垂直于所述图像层的方向产生形变，所述图像层产生的平面图像根据各电致变形单元的形变产生凹凸。
5.根据权利要求4所述的屏幕，其特征在于，所述形变层中的电致形变单元在垂直于所述图像层的方向上存在电压差，该电致形变单元根据该电压差发生形变，该电压差的大小由该电致形变单元对应的图像层区域产生的平面图像确定。
6.根据权利要求4或5所述的屏幕，其特征在于，所述形变层包括至少两个所述电致形变单元；
所述电致形变单元以单层阵列的形式排列，与所述图像层的不同区域相贴合；或者
所述电致形变单元叠加并排列成层积阵列的形式，该阵列顶层或底层的各电致形变单元与所述图像层的不同区域相贴合。
7.一种显示系统，其特征在于，包括权利要求1至6中任一项所述的屏幕，还包括：
电压差判断单元，用于根据所述屏幕的图像层产生的平面图像的不同区域分别确定电压差值；
电压施加单元，根据所述电压差判断单元确定的电压差值，分别将电压差加到所述形变层中的各电致形变单元上。
8.根据权利要求7所述的显示系统，其特征在于，所述电压差判断单元确定电压差值的方式为：根据所述平面图像的灰度确定所述电压差值。
9.一种显示方法，其特征在于，包括以下步骤：
根据屏幕产生的平面图像的不同区域分别确定电压差值；
根据所述电压差值，分别将电压差加到所述屏幕中的各区域的电致形变单元上，所述各电致形变单元根据所加的电压差产生形变；
所述平面图像透过所述形变后的电致形变单元进行显示。
10.根据权利要求9所述的显示方法，其特征在于，所述根据平面图像的不同区域分别确定电压差值的步骤中，根据所述平面图像的不同区域的灰度确定所述电压差值。
11.一种显示方法，其特征在于，包括以下步骤：
根据屏幕产生的平面图像的不同区域分别确定电压差值；
根据所述电压差值，分别将电压差加到所述屏幕中的各区域的电致形变单元上，所述各电致形变单元根据所加的电压差产生形变；
所述屏幕根据所述各电致形变单元的形变产生凹凸；
通过所述产生凹凸的屏幕显示所述图像。
12.根据权利要求11所述的显示方法，其特征在于，所述根据平面图像的不同区域分别确定电压差值的步骤中，根据所述平面图像的不同区域的灰度确定所述电压差值。
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