專利名稱：屏幕、顯示系統(tǒng)及顯示方法
屏幕、顯示系統(tǒng)及顯示方法
技術(shù)領(lǐng)城
本發(fā)明涉及電子設(shè)備領(lǐng)域，特別涉及顯示技術(shù)。 背景技木
3D圖像(三維圖像)能給人們帶來身臨其境的感覺， 一直為人們所關(guān)注。 由于顯示設(shè)備的限制，現(xiàn)有技術(shù)通常采用虛擬3D的方法來實(shí)現(xiàn)3D圖像，即 通過3D制作軟件，將平面圖像制作為虛擬的3D圖像。
然而，本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，采用虛擬方法實(shí)現(xiàn)的3D圖像所需的計(jì)算 量較大，實(shí)現(xiàn)起來過于復(fù)雜，且對(duì)于屏幕較小的終端產(chǎn)品而言，視覺效果不 是很好。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實(shí)施方式要解決的主要技術(shù)問題是提供一種屏幕、顯示系統(tǒng)及顯 示方法，使得可以生成具有立體感的三維圖像。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的實(shí)施方式提供了一種屏幕，包括形變層 和圖像層；
圖像層用于產(chǎn)生可視的平面圖像；
形變層包括電致形變單元，電致形變單元分布于圖像層的不同區(qū)域，用 于在垂直于圖像層的方向上產(chǎn)生形變；
電致形變單元是透明的，圖像層產(chǎn)生的可視平面圖像透過電致變形單元 顯示。
本發(fā)明的實(shí)施方式還提供了一種屏幕，包括形變層和圖像層； 圖像層用于產(chǎn)生可視的平面圖像；
形變層包括電致形變單元，電致形變單元與圖像層的不同區(qū)域相貼合；
該電致形變單元用于在垂直于圖像層的方向產(chǎn)生形變，圖像層產(chǎn)生的平 面圖像根據(jù)各電致變形單元的形變產(chǎn)生凹凸。
本發(fā)明的實(shí)施方式還提供了一種顯示系統(tǒng)，包括上文中的屏幕，還包括
電壓差判斷單元，用于根據(jù)屏幕的圖像層產(chǎn)生的平面圖像的不同區(qū)域分 別確定電壓差值；
電壓施加單元，根據(jù)電壓差判斷單元確定的電壓差值，分別將電壓差加 到形變層中的各電致形變單元上。
本發(fā)明的實(shí)施方式還提供了一種顯示方法，包括以下步驟
根據(jù)屏幕產(chǎn)生的平面圖像的不同區(qū)域分別確定電壓差值；
根據(jù)電壓差值，分別將電壓差加到屏幕中的各區(qū)域的電致形變單元上， 各電致形變單元根據(jù)所加的電壓差產(chǎn)生形變；
平面圖像透過形變后的電致形變單元進(jìn)行顯示。
本發(fā)明的實(shí)施方式還提供了一種顯示方法，包括以下步驟
根據(jù)屏幕產(chǎn)生的平面圖像的不同區(qū)域分別確定電壓差值；
根據(jù)電壓差值，分別將電壓差加到屏幕中的各區(qū)域的電致形變單元上， 各電致形變單元根據(jù)所加的電壓差產(chǎn)生形變；
屏幕根據(jù)各電致形變單元的形變產(chǎn)生凹凸；
通過產(chǎn)生凹凸的屏幕顯示圖像。
本發(fā)明實(shí)施方式與現(xiàn)有技術(shù)相比，主要區(qū)別及其效果在于
由于屏幕形變層中的各電致形變單元能夠在垂直圖像層的方向上分別 產(chǎn)生形變，圖像層產(chǎn)生的可視平面圖像透過不同高低的電致變形單元形成折
射，可以使得顯示的圖像更有立體感，形成3D圖像的效果。
由于屏幕形變層中的各電致形變單元能夠在垂直圖像層的方向上分別 產(chǎn)生形變，使得與這些電致形變單元相貼合的圖像層產(chǎn)生凹凸，從而生成有 立體感的3D圖像。
附困說明
圖l是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式的屏幕結(jié)構(gòu)示意圖2是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式的電致形變單元結(jié)構(gòu)示意圖3是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式的緊密連接的致形變單元結(jié)構(gòu)示意圖4是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施方式的層積結(jié)構(gòu)的電致形變單元示意圖5是根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施方式的屏幕結(jié)構(gòu)示意圖6是根據(jù)本發(fā)明第五實(shí)施方式的顯示系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖7是根據(jù)本發(fā)明第六實(shí)施方式的顯示方法流程圖8是根據(jù)本發(fā)明第七實(shí)施方式的顯示方法流程圖。
具體實(shí)施例方式
為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖
對(duì)本發(fā) 明的實(shí)施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。
本發(fā)明第一實(shí)施方式涉及一種屏幕，包括形變層和圖像層；其中，圖像 層用于產(chǎn)生可視的平面圖像；形變層包括電致形變單元，電致形變單元分布 于圖像層的不同區(qū)域，用于在垂直于圖像層的方向上產(chǎn)生形變；電致形變單 元是透明的，圖像層產(chǎn)生的可視平面圖像透過電致變形單元顯示。
具體可以如圖l所示，該屏幕包括形變層101和圖像層102。其中，圖 像層102用于產(chǎn)生可視的平面圖像；形變層101包括由多個(gè)電致形變單元103 組成的單層陣列，陣列中的各電致形變單元103分布于圖像層102的不同區(qū) 域，電致形變單元103是透明的，可以在垂直于圖像層102的方向上產(chǎn)生形 變，圖像層102產(chǎn)生的可視平面圖像透過各電致形變單元103進(jìn)行顯示。
由于屏幕形變層101中的各電致形變單元103能夠在垂直圖像層102的 方向上分別產(chǎn)生形變，圖像層102產(chǎn)生的可視平面圖像透過不同高低的電致 變形單元103形成不同的折射，可以使得顯示的圖像更有立體感，形成3D 圖像的效果。
形變層101中各電致形變單元103的兩端(垂直于圖像層102的方向上 的)分別與蝕刻有金屬線的透明膜104相貼合，通過這些金屬線，可以使電 致形變單元103上存在不同的電壓差。其中，兩層透明膜104中的一層可以 與圖像層102重合(圖中直接標(biāo)為102),另一層是柔性材料，在一定范圍 內(nèi)可以變形。
電致形變單元103由電致膨脹材料制成，可以為電熱材料，即通電后， 能夠受熱體積膨脹的材料，也可為壓電材料，即施加電壓后，體積會(huì)產(chǎn)生形 變的材料。電致形變單元103根據(jù)所施加的電壓差，在垂直于圖像層102的 方向發(fā)生形變，所施加的電壓差的大小由該電致形變單元103對(duì)應(yīng)的平面圖 像確定，該平面圖像即圖像層102所產(chǎn)生的圖像。如可以根據(jù)該電致形變單 元103對(duì)應(yīng)的平面圖像的灰度確定，從而確保電致形變單元形變的程度與圖 像所需的3D效果相匹配。電致形變單元103的具體結(jié)構(gòu)可以如圖2所示， 包括進(jìn)行導(dǎo)電的工作區(qū)，和能夠產(chǎn)生形變的電致膨脹材料的介質(zhì)填交區(qū)。
另外，由于電致形變單元103上電壓的施加方向是垂直圖像層102的， 因此在電壓作用下，電致形變單元103主要在垂直圖像層102的向產(chǎn)生上形 變，在平行于圖像層102的方向變化較小。為了確保圖像的顯示效果，該形
變層101中各電致形變單元103間可以緊密連接，如圖3所示，使得圖像層 102所產(chǎn)生平面圖像的不同區(qū)域均能在相應(yīng)的電致形變單元103的折射下進(jìn) 行顯示，且進(jìn)一步限制了電致形變單元103在平行于圖像層102的方向上的 形變程度。
本發(fā)明第二實(shí)施方式同樣涉及一種屏幕，與第一實(shí)施方式相類似，其區(qū) 別在于，在第一實(shí)施方式中，形變層包括由多個(gè)電致形變單元組成的單層陣 列；而在本實(shí)施方式中，形變層中包括的陣列為層積陣列，由多層電致形變 單元疊加得到，如圖4所示。其中，兩層電致形變單元之間可以通過絕緣層 相隔離。由于材料的延展性是受限的，使得單個(gè)電致形變單元只能在有限范 圍內(nèi)產(chǎn)生形變，通過對(duì)電致形變單元進(jìn)行多層疊加，使得形變層的形變范圍 更大，進(jìn)而使得平面圖像折射得到的3D效果更明顯，所產(chǎn)生的3D圖像的立 體感更強(qiáng)烈。
本發(fā)明第三實(shí)施方式涉及一種屏幕，包括形變層和圖像層。其中，圖像 層用于產(chǎn)生可視的平面圖像；形變層包括電致形變單元，電致形變單元與圖 像層的不同區(qū)域相貼合；電致形變單元用于在垂直于圖像層的方向產(chǎn)生形變， 圖像層產(chǎn)生的平面圖像根據(jù)各電致變形單元的形變產(chǎn)生凹凸。
具體可以如圖5所示，該屏幕包括形變層501和圖像層502。其中，圖 像層502用于產(chǎn)生可視的平面圖像；形變層501包括由多個(gè)電致形變單元503 組成的陣列，陣列中的各電致形變單元503分別與圖像層502的不同區(qū)域相 貼合，各電致形變單元503能夠在垂直于圖像層502的方向產(chǎn)生形變，圖像 層502產(chǎn)生的平面圖像根據(jù)各電致形變單元503的形變產(chǎn)生凹凸。
由于屏幕形變層501中的各電致形變單元503能夠在垂直圖像層502的 方向上分別產(chǎn)生形變，使得與這些電致形變單元503相貼合的圖像層502產(chǎn) 生凹凸，從而生成更有立體感的3D圖像。
形變層501中各電致形變單元503的兩端(垂直于圖像層502的方向上 的)分別與蝕刻有金屬線的透明膜504相貼合，通過這些金屬線，可以使電 致形變單元503上存在不同的電壓差。其中，兩層透明膜504中的一層可以 與圖像層502重合(圖中直接標(biāo)為502)，重合的透明膜504和圖像層502 是柔性材料，可以根據(jù)電致形變單元503的形變而變形。
電致形變單元503由電致膨脹材料制成，可以為電熱材料，即通電后， 能夠受熱體積膨脹的材料，也可為壓電材料，即施加電壓后，體積會(huì)產(chǎn)生形 變的材料。電致形變單元503根據(jù)所施加的電壓差，在垂直于圖像層502的 方向發(fā)生形變，所施加的電壓差的大小由該電致形變單元503對(duì)應(yīng)的平面圖 像確定，該平面圖像即圖像層502所產(chǎn)生的圖像。如可以根據(jù)該電致形變單 元503對(duì)應(yīng)的平面圖像的灰度確定，從而確保電致形變單元形變的程度與圖 像所需的3D效果相匹配。電致形變單元503的結(jié)構(gòu)可以如圖2所示，包括 進(jìn)行導(dǎo)電的工作區(qū)，和能夠產(chǎn)生形變的電致膨脹材料的介質(zhì)填交區(qū)。
另外，由于電致形變單元503上電壓的施加方向是垂直圖像層502的， 因此在電壓作用下，電致形變單元503主要在垂直圖像層502的向產(chǎn)生上形 變，在平行于圖像層502的方向變化較小。為了確保圖像的顯示效果，該形 變層501中各電致形變單元503間可以緊密連接，如圖3所示，使得圖像層 502所產(chǎn)生平面圖像的不同區(qū)域均能在相應(yīng)的電致形變單元503的折射下進(jìn) 行顯示，且進(jìn)一步限制了電致形變單元503在平行于圖像層502的方向上的 形變程度。
本發(fā)明第四實(shí)施方式同樣涉及一種屏幕，與第三實(shí)施方式相類似，其區(qū) 別在于，在第三實(shí)施方式中，形變層中的各電致形變單元以單層陣列的形式 分布；而在本實(shí)施方式中，形變層中的各電致形變單元以層積陣列的形式分 布，即將多層電致形變單元進(jìn)行疊加，如圖4所示。其中，兩層電致形變單 元之間可以通過絕緣層相隔離。由于材料的延展性是受限的，使得單個(gè)電致 形變單元只能在有限范圍內(nèi)產(chǎn)生形變，通過對(duì)電致形變單元進(jìn)行多層疊加， 使得形變層的形變范圍更大，進(jìn)而使得圖像層產(chǎn)生的凹凸更明顯，所產(chǎn)生的
3D圖像的立體感更強(qiáng)烈。
本發(fā)明第五實(shí)施方式涉及一種顯示系統(tǒng)，如圖6所示，包括實(shí)施方式一 至四中任意一個(gè)屏幕，還包括電壓差判斷單元，用于根據(jù)該屏幕的圖像層 產(chǎn)生的平面圖像的不同區(qū)域分別確定電壓差值；電壓施加單元，根據(jù)電壓差 判斷單元確定的電壓差值，分別將電壓差加到形變層中的各電致形變單元上。
由于在平面圖像中，物體的遠(yuǎn)近通常由顏色的深淺來表示，因此可以根 據(jù)平面圖像的不同區(qū)域的灰度確定電壓差值，使得電致形變單元所產(chǎn)生的形 變程度與該單元對(duì)應(yīng)的平面圖像的灰度成比例，或者，也可以根據(jù)其它用于 表示圖案遠(yuǎn)近的數(shù)據(jù)來確定電壓差值。
本發(fā)明第六實(shí)施方式涉及一種顯示方法，如圖7所示。
在步驟701中，根據(jù)屏幕產(chǎn)生的平面圖像的不同區(qū)域分別確定電壓差值。
在步驟702中，根據(jù)所確定的電壓差值，分別將電壓差加到屏幕中的各 區(qū)域的電致形變單元上，使得各電致形變單元根據(jù)所加的電壓差產(chǎn)生形變。
在步驟703中，將該平面圖像透過形變后的電致形變單元進(jìn)行顯示。
由于屏幕形變層中的各電致形變單元能夠在垂直圖像層的方向上分別 產(chǎn)生形變，圖像層產(chǎn)生的可視平面圖像透過不同高低的電致變形單元形成折 射，可以使得顯示的3D圖像更有立體感。
由于在平面圖像中，物體的遠(yuǎn)近通常由顏色的深淺來表示，因此可以根 據(jù)平面圖像的不同區(qū)域的灰度確定電壓差值，使得電致形變單元所產(chǎn)生的形 變程度與該單元對(duì)應(yīng)的平面圖像的灰度成比例，確保所顯示的3D圖像更真 實(shí)。
本發(fā)明第六實(shí)施方式涉及一種顯示方法，如圖8所示。
在步驟801中，根據(jù)屏幕產(chǎn)生的平面圖像的不同區(qū)域分別確定電壓差值。在步驟802中，根據(jù)所確定的電壓差值，分別將電壓差加到屏幕中的各 區(qū)域的電致形變單元上，使得各電致形變單元根據(jù)所加的電壓差產(chǎn)生形變。
在步驟803中，屏幕根據(jù)各電致形變單元的形變產(chǎn)生凹凸，通過產(chǎn)生凹 凸的屏幕顯示該圖像。
由于屏幕形變層中的各電致形變單元能夠在垂直圖像層的方向上分別 產(chǎn)生形變，使得與這些電致形變單元相貼合的圖像層產(chǎn)生凹凸，從而生成更 有立體感的3D圖像
由于在平面圖像中，物體的遠(yuǎn)近通常由顏色的深淺來表示，因此可以根 據(jù)平面圖像的不同區(qū)域的灰度確定電壓差值，使得電致形變單元所產(chǎn)生的形 變程度與該單元對(duì)應(yīng)的平面圖像的灰度成比例，確保所顯示的3D圖像更真實(shí)。
綜上所述，在本發(fā)明的實(shí)施方式中，由于屏幕形變層中的各電致形變單 元能夠在垂直圖像層的方向上分別產(chǎn)生形變，圖像層產(chǎn)生的可視平面圖像透 過不同高低的電致變形單元形成折射，可以使得顯示的圖像更有立體感，形 成3D圖像的效果。
由于屏幕形變層中的各電致形變單元能夠在垂直圖像層的方向上分別 產(chǎn)生形變，使得與這些電致形變單元相貼合的圖像層產(chǎn)生凹凸，從而生成有 立體感的3D圖像。
形變層中的電致形變單元上存在電壓差，該電致形變單元根據(jù)該電壓差 在垂直于圖像層的方向發(fā)生形變，該電壓差的大小由該電致形變單元對(duì)應(yīng)的 圖像層區(qū)域產(chǎn)生的平面圖像確定。從而確保電致形變單元形變的程度與圖像 所需的3D效果相匹配。
多個(gè)電致形變單元組成的陣列為單層陣列；或者，為多層疊加的層積陣 列。由于材料的延展性是受限的，使得單個(gè)電致形變單元產(chǎn)生的形變是有限 的，通過多層疊加，使得形變層的形變范圍更大，效果更明顯，所產(chǎn)生的3D
圖像的立體感更強(qiáng)烈。
雖然通過參照本發(fā)明的某些優(yōu)選實(shí)施方式，已經(jīng)對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了圖示和 描述，但本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)該明白，可以在形式上和細(xì)節(jié)上對(duì)其作各 種改變，而不偏離本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種屏幕，其特征在于，包括形變層和圖像層；所述圖像層用于產(chǎn)生可視的平面圖像；所述形變層包括電致形變單元，所述電致形變單元分布于所述圖像層的不同區(qū)域，用于在垂直于所述圖像層的方向上產(chǎn)生形變；所述電致形變單元是透明的，所述圖像層產(chǎn)生的可視平面圖像透過所述電致變形單元顯示。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的屏幕，其特征在于，所述形變層中的電致形 變單元上存在電壓差，該電致形變單元根據(jù)該電壓差在垂直于所述圖像層的 方向發(fā)生形變，該電壓差的大小由該電致形變單元對(duì)應(yīng)的圖像層區(qū)域產(chǎn)生的 平面圖像確定。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的屏幕，其特征在于，所迷形變層包括至 少兩個(gè)所述電致形變單元；所述電致形變單元以單層陣列的形式，分布于所述圖像層的不同區(qū)域；或者所述電致形變單元疊加并排列成層積陣列的形式，分布于所述圖像層的 不同區(qū)域。
4. 一種屏幕，其特征在于，包括形變層和圖像層； 所述圖像層用于產(chǎn)生可視的平面圖像；所述形變層包括電致形變單元，所述電致形變單元與所述圖像層的不同 區(qū)域相貼合；所述電致形變單元用于在垂直于所述圖像層的方向產(chǎn)生形變，所述圖像 層產(chǎn)生的平面圖像根據(jù)各電致變形單元的形變產(chǎn)生凹凸。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的屏幕，其特征在于，所述形變層中的電致形 變單元在垂直于所述圖像層的方向上存在電壓差，該電致形變單元根據(jù)該電 壓差發(fā)生形變，該電壓差的大小由該電致形變單元對(duì)應(yīng)的圖像層區(qū)城產(chǎn)生的 平面圖像確定。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的屏幕，其特征在于，所述形變層包括至 少兩個(gè)所述電致形變單元；所述電致形變單元以單層陣列的形式排列，與所述圖像層的不同區(qū)域相 貼合；或者所述電致形變單元疊加并排列成層積陣列的形式，該陣列頂層或底層的 各電致形變單元與所述圖像層的不同區(qū)域相貼合。
7. —種顯示系統(tǒng)，其特征在于，包括權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的 屏幕，還包括電壓差判斷單元，用于根據(jù)所述屏幕的圖像層產(chǎn)生的平面圖像的不同區(qū) 域分別確定電壓差值；電壓施加單元，根據(jù)所述電壓差判斷單元確定的電壓差值，分別將電壓 差加到所述形變層中的各電致形變單元上。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的顯示系統(tǒng)，其特征在于，所述電壓差判斷單 元確定電壓差值的方式為根據(jù)所述平面圖像的灰度確定所述電壓差值。
9. 一種顯示方法，其特征在于，包括以下步驟根據(jù)屏幕產(chǎn)生的平面圖像的不同區(qū)域分別確定電壓差值；根據(jù)所述電壓差值，分別將電壓差加到所述屏幕中的各區(qū)域的電致形變 單元上，所述各電致形變單元根據(jù)所加的電壓差產(chǎn)生形變；所述平面圖像透過所述形變后的電致形變單元進(jìn)行顯示。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的顯示方法，其特征在于，所迷根據(jù)平面圖像的不同區(qū)域分別確定電壓差值的步驟中，根據(jù)所述平面圖像的不同區(qū)域的灰 度確定所述電壓差值。
11. 一種顯示方法，其特征在于，包括以下步驟根據(jù)屏幕產(chǎn)生的平面圖像的不同區(qū)域分別確定電壓差值；根據(jù)所述電壓差值，分別將電壓差加到所述屏幕中的各區(qū)域的電致形變 單元上，所述各電致形變單元根據(jù)所加的電壓差產(chǎn)生形變；所述屏幕根據(jù)所述各電致形變單元的形變產(chǎn)生凹凸；通過所述產(chǎn)生凹凸的屏幕顯示所述圖像。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的顯示方法，其特征在于，所述根據(jù)平面圖 像的不同區(qū)域分別確定電壓差值的步驟中，根據(jù)所述平面圖像的不同區(qū)域的 灰度確定所述電壓差值。
全文摘要
本發(fā)明涉及電子設(shè)備領(lǐng)域，公開了一種屏幕、顯示系統(tǒng)及顯示方法，使得可以生成更有立體感的3D圖像。本發(fā)明中，屏幕包括形變層和圖像層，圖像層用于產(chǎn)生可視的平面圖像；形變層包括電致形變單元，各電致形變單元分布于圖像層的不同區(qū)域，用于在垂直于圖像層的方向上產(chǎn)生形變。由屏幕形變層中的各電致形變單元在垂直圖像層的方向上分別產(chǎn)生形變，圖像層產(chǎn)生的可視平面圖像透過不同高低的電致變形單元形成折射，可以使得顯示的圖像更有立體感，形成3D圖像的效果?；蛘撸善聊恍巫儗又械母麟娭滦巫儐卧诖怪眻D像層的方向上分別產(chǎn)生形變，使得與這些電致形變單元相貼合的圖像層產(chǎn)生凹凸，從而生成有立體感的3D圖像。
文檔編號(hào)G09F19/12GK101201999SQ200710125049
公開日2008年6月18日 申請(qǐng)日期2007年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月11日
發(fā)明者彬 石 申請(qǐng)人:深圳華為通信技術(shù)有限公司