一種具有可見光通信功能的液晶顯示器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種具有可見光通信功能的液晶顯示器，包括背光源、液晶屏和可見光耦合裝置，所述液晶屏包括依次連接的控制電路、TFT陣列、液晶層和彩色濾光片薄膜；所述背光源與液晶屏相連接；所述可見光耦合裝置與液晶屏相連接；所述可見光耦合裝置將視頻信號(hào)和可見光信號(hào)進(jìn)行耦合，所述可見光耦合裝置的電信號(hào)通過控制電路來控制TFT陣列的電壓，所述TFT陣列的電壓控制液晶屏液晶分子的扭轉(zhuǎn)，所述液晶層分子的扭轉(zhuǎn)控制背光源所發(fā)出的光通量，從而將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)。具有將可見光通信融合進(jìn)液晶顯示器中、增加了液晶顯示器的產(chǎn)品功能和為人們提供了新的網(wǎng)絡(luò)接入口等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】
一種具有可見光通信功能的液晶顯示器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及一種液晶顯示技術(shù)，特別涉及一種具有可見光通信功能的液晶顯示器。
【背景技術(shù)】
[0002]液晶顯示器廣泛應(yīng)用于電視、手機(jī)、計(jì)算機(jī)等。由于液晶是一種不可發(fā)光的材料，因此液晶顯示器需要在液晶底下添加背光源來呈現(xiàn)圖像。市面上大部分背光源主要采用側(cè)光式結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)通過將LED光源安裝在液晶面板的側(cè)面，其發(fā)出的光經(jīng)導(dǎo)光板轉(zhuǎn)換為面光源提供給液晶面板。由于LED光源具有快速的開關(guān)時(shí)間，通過控制LED光源的亮暗可以實(shí)現(xiàn)信息的傳遞，即可見光通信。因此，通過控制背光源上的LED，可以實(shí)現(xiàn)液晶顯示器的可見光通信功能。然而，由于在光通信過程中，背光源會(huì)持續(xù)變化亮度，這將影響到整個(gè)顯示器顯示效果，造成圖像亮度漂移等不良后果。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)與不足，提供一種具有可見光通信功能的液晶顯示器，該液晶顯示器通過控制液晶面板上局部范圍內(nèi)的液晶從而控制輸出光的亮暗，相比控制背光源LED亮暗的方法，具有更好更穩(wěn)定的顯示效果。
[0004]本實(shí)用新型的目的可以通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):一種具有可見光通信功能的液晶顯示器，包括背光源、液晶屏和可見光耦合裝置;所述輸入信號(hào)經(jīng)過所述可見光耦合裝置，耦合得到攜帶有可見光信號(hào)的視頻信號(hào);通過控制電路控制TFT陣列的電壓，從而控制液晶層扭曲以實(shí)現(xiàn)可見光信號(hào)的發(fā)送。
[0005]所述可見光耦合裝置設(shè)計(jì)在液晶屏控制電路前面，一端連接視頻信號(hào)，另一端連接可見光信號(hào)，通過所述可見光耦合裝置的耦合輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào);或者設(shè)置在信號(hào)源端，將視頻信號(hào)和可見光信耦合后，再將耦合后的視頻信號(hào)傳給液晶顯示器。
[0006]進(jìn)一步的，可見光耦合裝置主要通過選擇實(shí)現(xiàn)信號(hào)的耦合，當(dāng)檢測(cè)到可見光通信信號(hào)起始指令時(shí)，關(guān)閉視頻信號(hào)的輸出，待檢測(cè)到可見光通信信號(hào)停止位恢復(fù)視頻信號(hào)的輸出。
[0007]進(jìn)一步的，可見光耦合裝置能控制可見光信號(hào)和視頻信號(hào)耦合的位置，使局部位置攜帶可見光信號(hào)，一般地，耦合裝置選取角落部分位置，將該位置的視頻信號(hào)和可見光信號(hào)親合輸出。
[0008]進(jìn)一步的，輸入的可見光信號(hào)采取高低電平的信號(hào)，其特征在于高低電平控制液晶層的扭轉(zhuǎn)狀態(tài)，其扭轉(zhuǎn)狀態(tài)不宜太大，最好為液晶扭轉(zhuǎn)角度的30%?60%之間。
[0009]所述背光源可以為LED背光源或CCFL背光源，亮度保存相對(duì)穩(wěn)定。
[0010]進(jìn)一步的，亮度穩(wěn)定的背光源發(fā)出的光經(jīng)過液晶屏，形成高速閃爍的可見光信號(hào)，再通過光電探測(cè)器件，即可將該光信號(hào)還原為電信號(hào)。
[0011]所述光電探測(cè)器件可以為光電探測(cè)器件或手機(jī)攝像頭中CCD元件。
[0012]可見光信號(hào)可以加載到液晶屏上任意位置像素上，在液晶屏上分割出多個(gè)可見光通信信道。
[0013]可見光耦合裝置將可見光信號(hào)通過上述方式控制液晶屏上各像素的扭轉(zhuǎn)狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)電信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)的功能，再通過CCD元件對(duì)液晶屏上各像素亮度的獲取，還原為電信號(hào)，實(shí)現(xiàn)可見光通信。
[0014]本實(shí)用新型的目的也可以通過一些技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):一種具有可見光通信功能的液晶顯示器，包括背光源、液晶屏和可見光耦合裝置，所述液晶屏包括依次連接的控制電路、TFT陣列、液晶層和彩色濾光片薄膜；
[0015]所述背光源與液晶屏相連接;所述可見光耦合裝置與液晶屏相連接；
[0016]所述可見光耦合裝置將視頻信號(hào)和可見光信號(hào)進(jìn)行耦合，所述可見光耦合裝置的電信號(hào)通過控制電路來控制TFT陣列的電壓，所述TFT陣列的電壓控制液晶屏液晶分子的扭轉(zhuǎn)，所述液晶層分子的扭轉(zhuǎn)控制背光源所發(fā)出的光通量，從而將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)。
[0017]所述背光源發(fā)射的光信號(hào)透過液晶層后，再經(jīng)過彩色濾光片薄膜實(shí)現(xiàn)彩色顯示。
[0018]所述可見光耦合裝置設(shè)置在控制電路前面，所述可見光耦合裝置將視頻信號(hào)和可見光信號(hào)耦合后，再通過液晶屏顯示出來。
[0019]所述可見光耦合裝置的耦合信號(hào)加載到控制電路的行、列驅(qū)動(dòng)上，控制電路將可見光信號(hào)加載到TFT陣列中，實(shí)現(xiàn)控制液晶層的扭轉(zhuǎn)。
[0020]所述液晶層的液晶分子在表示可見光信號(hào)高低電平時(shí)，所述液晶分子最大扭曲角的扭曲程度范圍為30%?60%。
[0021]本實(shí)用新型的具有可見光通信功能的液晶顯示器還包括光電探測(cè)器件，所述光電探測(cè)器件為手機(jī)攝像頭或光電二極管;所述液晶顯示器的接收端利用光電探測(cè)器件對(duì)光信號(hào)進(jìn)行探測(cè)，將閃爍的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為高低電平的電信號(hào)，實(shí)現(xiàn)液晶顯示器可見光信號(hào)的讀取。
[0022]所述背光源為LED背光源或CCFL背光源。
[0023]本實(shí)用新型的原理:本實(shí)用新型的具有可見光通信功能的液晶顯示器包括背光源、液晶屏和可見光耦合裝置，所述可見光耦合裝置設(shè)置在液晶屏驅(qū)動(dòng)電路前，將視頻信號(hào)與可見光信號(hào)耦合，再經(jīng)過液晶屏驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)液晶屏上液晶分子的扭曲。背光源提供的亮度穩(wěn)定的光線，經(jīng)過扭曲的液晶分子，改變了光線的亮度，在一定時(shí)間內(nèi)形成亮暗的光序列，從顯示器發(fā)射出去。接收端通過光電探測(cè)器件，將顯示器發(fā)出的閃爍的可見光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，完成用戶獲取液晶顯示器可見光信號(hào)的過程。本實(shí)用新型通過上述方式，為可見光通信技術(shù)提出一種新方式，并將可見光通信融合進(jìn)液晶顯示器中，增加液晶顯示器的產(chǎn)品功能，為人們提供新的網(wǎng)絡(luò)接入口。
[0024]本實(shí)用新型相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)具有如下的優(yōu)點(diǎn)及效果:
[0025](I)本實(shí)用新型設(shè)計(jì)了一種具有可見光通信功能的液晶顯示器，與傳統(tǒng)顯示器相比，提供網(wǎng)絡(luò)接入口，豐富顯示器使用功能。
[0026](2)本實(shí)用新型將可見光信號(hào)與視頻信號(hào)耦合，在顯示器一定區(qū)域內(nèi)發(fā)射，最小程度地影響顯示質(zhì)量。
[0027](3)本實(shí)用新型提出利用液晶面板作為通信裝置，可以分別控制不同像素、不同顏色發(fā)出不同灰度的光信息，提高了可見光通信系統(tǒng)的帶寬。
【附圖說明】
[0028]圖1是具有可見光通信功能的液晶顯示器結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029]下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本實(shí)用新型的實(shí)施方式不限于此。
[0030]實(shí)施例1
[0031]如圖1所示，本實(shí)施例公開一種具有可見光通信功能的液晶顯示器，包括背光源、液晶屏、可見光耦合裝置。液晶顯示器結(jié)構(gòu)跟傳統(tǒng)液晶顯示器結(jié)構(gòu)相同，背光源可以為側(cè)入式背光源或直下式背光源，光源可以為CCFL或LED。背光源放在液晶屏后面，用于提供穩(wěn)定的足夠的亮度。液晶屏大致結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)液晶屏相似，包括控制電路、TFT陣列、液晶層和彩色濾光片薄膜?？梢姽怦詈涎b置設(shè)計(jì)在液晶屏驅(qū)動(dòng)電路之前，作用是將視頻信號(hào)和可見光信號(hào)耦合，形成驅(qū)動(dòng)信號(hào)驅(qū)動(dòng)液晶層。一般的，可見光耦合裝置將可見光信號(hào)與右上角一定范圍內(nèi)的視頻信號(hào)耦合，在液晶顯示器上形成方塊狀的可見光信號(hào)發(fā)射口。當(dāng)可見光耦合裝置檢測(cè)到可見光通信信號(hào)起始指令時(shí)，關(guān)閉該范圍內(nèi)的視頻信號(hào)，輸出可見光信號(hào)，待檢測(cè)到可見光通信信號(hào)停止位，恢復(fù)視頻信號(hào)輸出。傳輸?shù)目梢姽馔ㄐ判盘?hào)一般是高低電平信號(hào)，高低電平信號(hào)通過控制TFT陣列的充放電，驅(qū)動(dòng)液晶分子的扭轉(zhuǎn)從而將高低電平的電信號(hào)轉(zhuǎn)換為亮暗不同的光信號(hào)，為了保證顯示質(zhì)量和可見光信號(hào)傳輸速率和效果，一般高電平時(shí)控制液晶扭轉(zhuǎn)角度為最大扭轉(zhuǎn)角度的60%，低電平時(shí)控制液晶扭轉(zhuǎn)角度為最大扭轉(zhuǎn)角度的30%。當(dāng)亮度穩(wěn)定的背光源發(fā)出的光經(jīng)過液晶屏，形成高速閃爍的可見光信號(hào)，利用手機(jī)攝像頭對(duì)準(zhǔn)可見光信號(hào)發(fā)射口進(jìn)行掃描，根據(jù)可見光通信的傳輸速率設(shè)定攝像頭電子快門的時(shí)間和抽樣間隔，將連續(xù)閃爍的可見光信號(hào)轉(zhuǎn)換為高低電平的二進(jìn)制序列，實(shí)現(xiàn)液晶顯示器的可見光通信。
[0032]實(shí)施例2
[0033]本實(shí)施例包括了實(shí)施例1中所公開的運(yùn)用液晶扭轉(zhuǎn)控制光亮度變化，從而將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)的過程；區(qū)別之處在于，整個(gè)液晶面板區(qū)域都可以作為可見光信號(hào)發(fā)射的窗戶，可以同時(shí)對(duì)液晶面板中各像素控制，發(fā)出不同灰度等級(jí)、不同顏色的光，增加可見光通信的系統(tǒng)帶寬。
[0034]上述實(shí)施例為本實(shí)用新型較佳的實(shí)施方式，但本實(shí)用新型的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制，例如，可見光通信可跟行掃描信號(hào)耦合，同樣起到控制液晶扭轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)電信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)的過程，其他的任何未背離本實(shí)用新型的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種具有可見光通信功能的液晶顯示器，其特征在于，包括背光源、液晶屏和可見光耦合裝置，所述液晶屏包括依次連接的控制電路、TFT陣列、液晶層和彩色濾光片薄膜;所述背光源與液晶屏相連接;所述可見光耦合裝置與液晶屏相連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有可見光通信功能的液晶顯示器，其特征在于，所述可見光耦合裝置設(shè)置在控制電路前面。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有可見光通信功能的液晶顯示器，其特征在于，所述背光源為LED背光源或CCFL背光源。
【文檔編號(hào)】G09G3/20GK205541815SQ201620065883
【公開日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2016年1月22日
【發(fā)明人】文尚勝, 陳穎聰, 關(guān)偉鵬, 向昌明
【申請(qǐng)人】華南理工大學(xué)