本實用新型涉及顯示技術領域，尤其涉及一種虛擬曲面顯示面板及顯示裝置。

背景技術：

目前的曲面顯示器，可以讓人們的視覺體驗更加舒適，畫面臨場感更逼真，可帶來較佳的沉浸式效果，因而得到了廣泛應用。

現有技術中，為了形成曲面的效果，需要對平面顯示面板進行調節。

例如，為了實現曲面顯示，通常是先做成平面顯示面板，然后進行邊緣曲化處理，最終形成物理機械的曲面形式，會造成邊緣場的變形，容易導致漏光及色彩顯示異常等問題。另外，由于平面顯示面板內部的諸多模組都得有柔性的設計，這樣產品的良率很低，相應的產品的成本會增加，并且曲面顯示面板切割的話也比較麻煩，浪費的材料較多，也不易大規模生產，實現較為復雜。

技術實現要素：

本實用新型實施例的目的是提供一種虛擬曲面顯示面板及顯示裝置，用于解決現有的曲面顯示的實現方案容易導致漏光及色彩顯示異常且實現復雜的問題。

本實用新型實施例的目的是通過以下技術方案實現的：

一種虛擬曲面顯示面板，包括具有呈矩陣分布的多個像素單元的平面顯示面板，該虛擬曲面顯示面板還包括設置于所述平面顯示面板出光側用于使得多個像素單元所成像構成一個曲面的透鏡組；其中，所述透鏡組包括：

多組分別位于各所述像素單元上方的正交密接的列柱狀透鏡和行柱狀透 鏡；每組所述正交密接的列柱狀透鏡與行柱狀透鏡的正交的區域覆蓋與其對應的所述像素單元所在的區域；

一列所述像素單元所對應的一列所述列柱狀透鏡中，各所述列柱狀透鏡的焦距均相等；

一行所述像素單元所對應的一行所述列柱狀透鏡中，各所述列柱狀透鏡的焦距以中央的像素單元為對稱軸呈對稱分布，且位于所述對稱軸同一側的各所述列柱狀透鏡的焦距互不相等；

每組所述正交密接的列柱狀透鏡和行柱狀透鏡中，所述行柱狀透鏡的焦距與其所正交密接的所述列柱狀透鏡的焦距相等。

較佳地，一列所述像素單元所對應的一列所述列柱狀透鏡為一體結構。

較佳地，各所述列柱狀透鏡的焦距大于各所述像素單元成像對應的物距；并且，一行所述列柱狀透鏡中，從所述對稱軸開始到一側邊緣，各所述列柱狀透鏡的焦距逐漸增大。

較佳地，各所述像素單元成像對應的物距大于各所述列柱狀透鏡的焦距，且小于各所述列柱狀透鏡的焦距的2倍，并且，一行所述列柱狀透鏡中，從所述對稱軸開始到一側邊緣，各所述列柱狀透鏡的焦距逐漸增大。

較佳地，所述列柱狀透鏡的孔徑不小于與所述列柱狀透鏡所對應的所述像素單元在列方向上的寬度，和/或，

所述行柱狀透鏡的孔徑不小于與所述行柱狀透鏡所對應的所述像素單元在行方向上的寬度。

較佳地，各所述行柱狀透鏡的孔徑與其所正交密接的所述列柱狀透鏡的折射率相等；

各所述行柱狀透鏡的曲率半徑與其所正交密接的所述列柱狀透鏡的曲率半徑相等；

各所述行柱狀透鏡的拱高與其所正交密接的所述列柱狀透鏡的拱高相等；

各所述行柱狀透鏡的孔徑與其所正交密接的所述列柱狀透鏡的孔徑相等。

較佳地，所述列柱狀透鏡的焦距為f＝ab/(a+b)；其中，a表示與所述列柱狀透鏡對應的所述像素單元成像時的物距，b表示與所述列柱狀透鏡對應的所述像素單元成像時的像距。

較佳地，所述列柱狀透鏡的曲率半徑為r＝ab(n-1)/(a+b)；其中，f表示所述列柱狀透鏡的焦距，a表示與所述列柱狀透鏡對應的所述像素單元成像時的物距，b表示與所述列柱狀透鏡對應的所述像素單元成像時的像距，n表示所述列柱狀透鏡的折射率。

較佳地，所述列柱狀透鏡的拱高為其中，p表示所述列柱狀透鏡的孔徑，r表示所述列柱狀透鏡的曲率半徑。

一種顯示裝置，包括以上任一項所述的虛擬曲面顯示面板。

本實用新型實施例的有益效果如下：

本實用新型實施例提供的虛擬曲面顯示面板及顯示裝置中，由于在平面顯示面板的像素單元上設置有正交密接且焦距相同的列柱狀透鏡和行柱狀透鏡，該正交密接的列柱狀透鏡和行柱狀透鏡可以等效成一個球狀透鏡，又由于一行像素單元對應的一行列柱狀透鏡的焦距以中央的像素單元為對稱軸呈對稱分布，且位于該對稱軸同一側的各列柱狀透鏡的焦距互不相等，那么，等效的各球狀透鏡的焦距也以中央的像素單元為對稱軸呈對稱分布，且位于該對稱軸同一側的各球狀透鏡的焦距互不相等，這樣，各等效的球狀透鏡可以使得各個像素單元所成的像構成一個曲面，從而實現了虛擬曲面顯示。與現有技術的方案相比，無需對平面顯示面板進行機械處理，平面顯示面板就不會存在漏光及色彩顯示異常等問題。另外，還可以減少對平面顯示面板的柔性設計，實現簡單。

附圖說明

圖1為本實用新型實施例提供的一種虛擬曲面顯示面板的結構示意圖之一；

圖2為本實用新型實施例中柱狀透鏡的結構示意圖；

圖3為本實用新型實施例中正交密接的兩個柱狀透鏡等效一個球狀透鏡的結構示意圖；

圖4為本實用新型實施例提供的一種虛擬曲面顯示面板中各列柱狀透鏡的焦距的示意圖；

圖5為本實用新型實施例提供的一種虛擬曲面顯示面板的結構示意圖之二；

圖6為本實用新型實施例提供的一種平面顯示面板的結構示意圖；

圖7為本實用新型實施例提供的屏幕后方成像的示意圖；

圖8為本實用新型實施例提供的屏幕前方成像的示意圖；

圖9為本實用新型實施例提供的柱狀透鏡和球狀透鏡的參數的示意圖；

圖10為本實用新型實施例提供的一種虛擬曲面顯示面板的結構示意圖之三。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本實用新型提供的一種虛擬曲面顯示面板及顯示裝置進行更詳細地說明。

本實用新型實施例提出了一種新的實現曲面顯示的方案，即一種虛擬曲面顯示面板，包括具有呈矩陣分布的多個像素單元的平面顯示面板，該虛擬曲面顯示面板還包括設置于平面顯示面板出光側用于使得多個像素單元所成像構成一個曲面的透鏡組；其中，透鏡組包括：

多組分別位于各像素單元上方的正交密接的列柱狀透鏡和行柱狀透鏡；每組正交密接的行柱狀透鏡與列柱狀透鏡的正交的區域覆蓋與其對應的像素單元所在的區域；

一列像素單元所對應的一列列柱狀透鏡中，各列柱狀透鏡的焦距均相等；

一行像素單元所對應的一行列柱狀透鏡中，各列柱狀透鏡的焦距以中央的像素單元為對稱軸呈對稱分布，且位于該對稱軸同一側的各列柱狀透鏡的焦距 互不相等；

每組正交密接的列柱狀透鏡和行柱狀透鏡中，行柱狀透鏡的焦距與其所正交密接的列柱狀透鏡的焦距相等。

下面結合附圖對上述方案進行舉例說明。

如圖1所示，本實用新型實施例提供一種虛擬曲面顯示面板，包括具有呈矩陣分布的多個像素單元111的平面顯示面板11，該虛擬曲面顯示面板還包括設置于平面顯示面板11出光側用于使得多個像素單元111所成像構成一個曲面的透鏡組；其中，該透鏡組包括：

多組分別位于各像素單元111上方的正交密接的列柱狀透鏡12和行柱狀透鏡13；每組正交密接的列柱狀透鏡12與行柱狀透鏡13的正交的區域覆蓋與其對應的像素單元111所在的區域；

一列像素單元111所對應的一列列柱狀透鏡12中，各列柱狀透鏡12的焦距均相等；

一行像素單元111所對應的一行列柱狀透鏡12中，各列柱狀透鏡12的焦距以中央的像素單元111為對稱軸(圖中虛線A所示)呈對稱分布，且位于對稱軸同一側的各列柱狀透鏡12的焦距互不相等；

每組正交密接的列柱狀透鏡12和行柱狀透鏡13中，行柱狀透鏡13的焦距與其所正交密接的列柱狀透鏡12的焦距相等。

圖1中所示的行柱狀透鏡13在列柱狀透鏡12上方。

本實用新型實施例中，如圖2所示，柱狀透鏡是由圓柱體的一部分截制而成的透鏡。如圖3所示，兩個焦距相等的柱狀透鏡軸向(圖中虛線B和C所示為軸向)垂直并緊密貼合，即正交密接，可以等效成一個焦距分別與兩個柱狀透鏡相等的球狀透鏡。該球狀透鏡是指由球體的一部分截制而成的透鏡。

其中，列柱狀透鏡是指軸向沿一列像素單元所在方向排布的柱狀透鏡，行柱狀透鏡是指軸向沿一行像素單元所在方向排布的柱狀透鏡。

本實用新型實施例中，由于在平面顯示面板的像素單元上設置有正交密接 且焦距相同的列柱狀透鏡和行柱狀透鏡，該正交密接的列柱狀透鏡和行柱狀透鏡可以等效成一個球狀透鏡，又由于一行像素單元對應的一行列柱狀透鏡的焦距以中央的像素單元為對稱軸呈對稱分布，且位于該對稱軸同一側的各列柱狀透鏡的焦距互不相等，那么，等效的各球狀透鏡的焦距也以中央的像素單元為對稱軸呈對稱分布，且位于該對稱軸同一側的各球狀透鏡的焦距互不相等，這樣，各等效的球狀透鏡可以使得各個像素單元所成的像構成一個曲面，從而實現了虛擬曲面顯示。與現有技術的方案相比，無需對平面顯示面板進行機械處理，平面顯示面板就不會存在漏光及色彩顯示異常等問題。另外，還可以減少對平面顯示面板的柔性設計，實現簡單。

另外，柱狀透鏡的制作工藝對精度要求較低，容易制作。

需要說明的是，圖1中的像素單元的數量僅是舉例，并非代表真實的像素單元的數量。如果一行像素單元的數量是奇數，上述中央的像素單元是指中央的一個像素單元，如果一行像素單元的數量是偶數，上述中央的像素單元是指中央的兩個像素單元。圖1中是以一行像素單元的數量是奇數為例進行說明的。

假設在一行像素單元111所對應的一行列柱狀透鏡12中，中央的像素單元對應的列柱狀透鏡12的焦距為f1，以如圖4所示的各列柱狀透鏡的焦距的示意圖中，以該中央的像素單元為對稱軸，右側的列柱狀透鏡的焦距從左向右依次為f2、……、fn，左側的列柱狀透鏡的焦距從右向左依次為f2、……、fn。

由于一列像素單元所對應的一列列柱狀透鏡中，各列柱狀透鏡的焦距均相等，為了實現簡單，較佳地，一列列柱狀透鏡中，各列柱狀透鏡為一體結構，如圖5所示。這樣，在一列像素單元上設置一個貫穿該列的柱狀透鏡即可，降低了工藝精度，實現更加簡單。

本實用新型實施例中，既可以實現在屏幕前方成像，也可以實現在屏幕后方成像，可以根據實際需要靈活設置成像位置，主要是對各列柱狀透鏡和行柱狀透鏡的焦距進行調整，下面舉例說明具體實現方式。

具體實施時，較佳地，如圖6所示，平面顯示面板包括相對而置的上基板 113和下基板112；各像素單元111位于下基板112上；上述透鏡組位于上基板113的出光側；各像素單元111成像對應的物距(圖中a所示)為上基板的厚度。

基于上述實施例的平面顯示面板，如圖7所示的截面圖，為了實現在屏幕后方成像，中央的像素單元成像時的像距(圖中所示b1)最大，最邊緣的像素單元成像時的像距最小，較佳地，各列柱狀透鏡的焦距大于上基板的厚度；并且，一行列柱狀透鏡中，從上述對稱軸開始到一側邊緣，各列柱狀透鏡的焦距逐漸增大。即，從f1至fn，逐漸增大。

基于圖7所示的虛擬曲面顯示面板，需要形成的曲面(圖中虛線所示)的拱高H就是最大的像距b1，如果一行像素單元中，從中央的像素單元開始到一側最邊緣共有M個像素單元，那么，第n個像素單元成像時的像距bn＝b1-(n-1)*b1/M。

基于上述實施例的平面顯示面板，如圖8所示的截面圖，為了實現在屏幕面前方成像，中央的像素單元成像時的像距(圖中所示b1)最小，最邊緣的像素單元成像時的像距最大，較佳地，各所述像素單元成像對應的物距大于各所述列柱狀透鏡的焦距，且小于各所述列柱狀透鏡的焦距的2倍；并且，一行列柱狀透鏡中，從上述對稱軸開始到一側邊緣，各列柱狀透鏡的焦距逐漸增大。即，從f1至fn，逐漸增大。

基于圖8所示的虛擬曲面顯示面板，需要形成的曲面(圖中虛曲線所示)的拱高為H，如果一行像素單元中，從中央的像素單元開始到一側最邊緣共有M個像素單元，那么，第n個像素單元成像時的像距bn＝b1+(n-1)*H/M。

如圖9所示，通常，一個柱狀透鏡的主要參數除焦距f外，還包括折射率n、曲率半徑r、孔徑p和拱高p，其中，O1為柱狀透鏡所對應的圓柱體的底面圓心。兩個焦距相等的正交密接的柱狀透鏡所等效的球狀透鏡的主要參數也是包括焦距f、折射率n、曲率半徑r、孔徑p和拱高p，其中，O2為球狀透鏡所對應的球體的球心。

具體實施時，根據高斯公式1/f＝1/a+1/b，結合各個像素單元成像時的物距、像距就可以確定各個像素單元在上述等效的球狀透鏡成像時的焦距f，又由于正交密接的列柱狀透鏡和行柱狀透鏡與該等效的球狀透鏡的焦距相等，因而也就可以確定列柱狀透鏡和行柱狀透鏡的焦距。因而，較佳地，列柱狀透鏡的焦距為f＝ab/(a+b)；其中，a表示與列柱狀透鏡對應的像素單元成像時的物距，b表示與列柱狀透鏡對應的像素單元成像時的像距。結合該列柱透鏡的焦距等去確定折射率n、曲率半徑r、孔徑p和拱高p等參數。

具體實施時，結合透鏡的焦距公式f＝r/(n-1)，較佳地，列柱狀透鏡的曲率半徑為r＝ab(n-1)/(a+b)；其中，f表示列柱狀透鏡的焦距，a表示與列柱狀透鏡對應的像素單元成像時的物距，b表示與列柱狀透鏡對應的像素單元成像時的像距，n表示列柱狀透鏡的折射率。

一般，透鏡的折射率與其材料相關。

相應的，與列柱狀透鏡正交密接的行柱狀透鏡的曲率半徑也適用上述公式。這時，n就表示行柱狀透鏡的折射率。

具體實施時，結合圖9所示的幾何關系，較佳地，列柱狀透鏡的拱高為其中，p表示列柱狀透鏡的孔徑；列柱狀透鏡的孔徑不小于與列柱狀透鏡所對應的像素單元在列方向上的寬度。

較佳地，列柱狀透鏡的孔徑大于列柱狀透鏡所對應的像素單元在列方向上的寬度。其中，像素單元在列方向上的寬度，就是該像素單元所在列的寬度，這樣，可以保證像素單元被覆蓋。

相應的，與列柱狀透鏡正交密接的行柱狀透鏡的拱高也適用上述公式。這時，p就表示行柱狀透鏡的孔徑，行柱狀透鏡的孔徑不小于與該行柱狀透鏡所對應的像素單元在行方向上的寬度。其中，像素單元在行方向上的寬度，就是該像素單元所在行的寬度。

具體實施時，較佳地，各行柱狀透鏡的折射率與其所正交密接的列柱狀透鏡的折射率相等；

各行柱狀透鏡的曲率半徑與其所正交密接的列柱狀透鏡的曲率半徑相等；

各行柱狀透鏡的拱高與其所正交密接的列柱狀透鏡的拱高相等；

各行柱狀透鏡的孔徑與其所正交密接的列柱狀透鏡的孔徑相等。

本實施例中，列柱狀透鏡和行柱狀透鏡的折射率、曲率半徑、拱高和孔徑這些參數相等，等效的球狀透鏡的參數也與行柱狀透鏡或列柱狀透鏡的這些參數相等，使得設計更加簡單。

下面以一個具體結構為例對本實用新型實施例提供的一種虛擬曲面顯示面板進行更加詳細地說明。

本實施例中，平面顯示面板為液晶顯示面板，如圖10所示，該平面顯示面板包相對而置的上基板113和下基板112，以及位于上基板112和下基板113之間的液晶層114。其中，下基板112包括下偏光片1121和陣列基板1122，上基板113包括彩膜基板1131和上偏光片1132。該平面顯示面板還包括呈矩陣分布的多個像素單元111。

在上偏光片1132上設置有透鏡組，該透鏡組通過黏膠貼附在液晶顯示面板上。該透鏡組用于使得各個像素單元所成像構成一個曲面。本實施例中，在上述結構基礎上，各個像素單元成像時的物距為彩膜基板1131的厚度、上偏光片1132的厚度以及黏膠的厚度之和。如果在屏幕后方成像，各個像素單元成像時的像距可以參照圖7相關的實施例，如果在屏幕前方成像，各個像素單元成像時的像距可以參照圖8相關實施例。

其中的透鏡組具體采用圖5所示的結構，其中：

多組分別位于各像素單元111上方的正交密接的列柱狀透鏡12和行柱狀透鏡13；每組正交密接的列柱狀透鏡12與行柱狀透鏡13的正交的區域覆蓋與其對應的像素單元111所在的區域；

一列像素單元111所對應的一列列柱狀透鏡12中，各列柱狀透鏡12的焦距均相等；

一行像素單元111所對應的一行列柱狀透鏡12中，各列柱狀透鏡12的焦 距以中央的像素單元111為對稱軸(圖中虛線A所示)呈對稱分布，且位于該對稱軸同一側的各列柱狀透鏡12的焦距互不相等；

其中，一列列柱狀透鏡中，各列柱狀透鏡為一體結構。

每組正交密接的列柱狀透鏡12和行柱狀透鏡13中，行柱狀透鏡13的焦距與其所正交密接的列柱狀透鏡12的焦距相等。各行柱狀透鏡的折射率與其所正交密接的列柱狀透鏡的折射率相等；各行柱狀透鏡的曲率半徑與其所正交密接的列柱狀透鏡的曲率半徑相等；各行柱狀透鏡的拱高與其所正交密接的列柱狀透鏡的拱高相等；各行柱狀透鏡的孔徑與其所正交密接的列柱狀透鏡的孔徑相等。其中，列柱狀透鏡的孔徑大于列柱狀透鏡所對應的像素單元長邊的寬度，以保證整個像素單元被列柱狀透鏡和行柱狀透鏡正交的區域所覆蓋。

本實施例中，行柱狀透鏡和列柱狀透鏡的折射率為1.5。列柱狀透鏡和行柱狀透鏡的焦距、拱高、孔徑這些參數的大小可以參照上述相關實施例中的公式，此處不再贅述。

基于同樣的構思，本實用新型實施例還提供一種顯示裝置，包括以上任意實施例的虛擬曲面顯示面板。

本實用新型實施例提供的虛擬曲面顯示面板及顯示裝置中，由于在平面顯示面板的像素單元上設置有正交密接且焦距相同的列柱狀透鏡和行柱狀透鏡，該正交密接的列柱狀透鏡和行柱狀透鏡可以等效成一個球狀透鏡，又由于一行像素單元對應的一行列柱狀透鏡的焦距以中央的像素單元為對稱軸呈對稱分布，且位于該對稱軸同一側的各列柱狀透鏡的焦距互不相等，那么，等效的各球狀透鏡的焦距也以中央的像素單元為對稱軸呈對稱分布，且位于該對稱軸同一側的各球狀透鏡的焦距互不相等，這樣，各等效的球狀透鏡可以使得各個像素單元所成的像構成一個曲面，從而實現了虛擬曲面顯示。與現有技術的方案相比，無需對平面顯示面板進行機械處理，平面顯示面板就不會存在漏光及色彩顯示異常等問題。另外，還可以減少對平面顯示面板的柔性設計，實現簡單。

盡管已描述了本實用新型的優選實施例，但本領域內的技術人員一旦得知 了基本創造性概念，則可對這些實施例作出另外的變更和修改。所以，所附權利要求意欲解釋為包括優選實施例以及落入本實用新型范圍的所有變更和修改。

顯然，本領域的技術人員可以對本實用新型進行各種改動和變型而不脫離本實用新型的精神和范圍。這樣，倘若本實用新型的這些修改和變型屬于本實用新型權利要求及其等同技術的范圍之內，則本實用新型也意圖包含這些改動和變型在內。