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和可見光信號進行耦合，所述可見光耦合裝置的電信號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，所述液晶層分子的扭轉控制背光源所發(fā)出的光通量，從而將電信號轉換為光信號。具有將可見光通信融合進液晶顯示器中、增加了液晶顯示器的產品功能和為人們提供了新的網絡接入口等優(yōu)點。
【專利說明】
一種具有可見光通信功能的液晶顯示器
技術領域
[0001]本實用新型涉及一種液晶顯示技術，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】
[0002]液晶顯示器廣泛應用于電視、手機、計算機等。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圖像。市面上大部分背光源主要采用側光式結構，該結構通過將LED光源安裝在液晶面板的側面，其發(fā)出的光經導光板轉換為面光源提供給液晶面板。由于LED光源具有快速的開關時間，通過控制LED光源的亮暗可以實現信息的傳遞，即可見光通信。因此，通過控制背光源上的LED，可以實現液晶顯示器的可見光通信功能。然而，由于在光通信過程中，背光源會持續(xù)變化亮度，這將影響到整個顯示器顯示效果，造成圖像亮度漂移等不良后果。
【實用新型內容】
[0003]本實用新型的目的在于克服現有技術的缺點與不足，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]本實用新型的目的可以通過下述技術方案實現: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;所述輸入信號經過所述可見光耦合裝置，耦合得到攜帶有可見光信號的視頻信號;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現可見光信號的發(fā)送。
[0005]所述可見光耦合裝置設計在液晶屏控制電路前面，一端連接視頻信號，另一端連接可見光信號，通過所述可見光耦合裝置的耦合輸出驅動信號;或者設置在信號源端，將視頻信號和可見光信耦合后，再將耦合后的視頻信號傳給液晶顯示器。
[0006]進一步的，可見光耦合裝置主要通過選擇實現信號的耦合，當檢測到可見光通信信號起始指令時，關閉視頻信號的輸出，待檢測到可見光通信信號停止位恢復視頻信號的輸出。
[0007]進一步的，可見光耦合裝置能控制可見光信號和視頻信號耦合的位置，使局部位置攜帶可見光信號，一般地，耦合裝置選取角落部分位置，將該位置的視頻信號和可見光信號親合輸出。
[0008]進一步的，輸入的可見光信號采取高低電平的信號，其特征在于高低電平控制液晶層的扭轉狀態(tài)，其扭轉狀態(tài)不宜太大，最好為液晶扭轉角度的30%?60%之間。
[0009]所述背光源可以為LED背光源或CCFL背光源，亮度保存相對穩(wěn)定。
[0010]進一步的，亮度穩(wěn)定的背光源發(fā)出的光經過液晶屏，形成高速閃爍的可見光信號，再通過光電探測器件，即可將該光信號還原為電信號。
[0011]所述光電探測器件可以為光電探測器件或手機攝像頭中CCD元件。
[0012]可見光信號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可見光通信信道。
[0013]可見光耦合裝置將可見光信號通過上述方式控制液晶屏上各像素的扭轉狀態(tài)，實現電信號轉換為光信號的功能，再通過CCD元件對液晶屏上各像素亮度的獲取，還原為電信號，實現可見光通信。
[0014]本實用新型的目的也可以通過一些技術方案實現: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和可見光信號進行耦合，所述可見光耦合裝置的電信號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，所述液晶層分子的扭轉控制背光源所發(fā)出的光通量，從而將電信號轉換為光信號。
[0017]所述背光源發(fā)射的光信號透過液晶層后，再經過彩色濾光片薄膜實現彩色顯示。
[0018]所述可見光耦合裝置設置在控制電路前面，所述可見光耦合裝置將視頻信號和可見光信號耦合后，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加載到控制電路的行、列驅動上，控制電路將可見光信號加載到TFT陣列中，實現控制液晶層的扭轉。
[0020]所述液晶層的液晶分子在表示可見光信號高低電平時，所述液晶分子最大扭曲角的扭曲程度范圍為30%?60%。
[0021]本實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器件，所述光電探測器件為手機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器件對光信號進行探測，將閃爍的光信號轉換為高低電平的電信號，實現液晶顯示器可見光信號的讀取。
[0022]所述背光源為LED背光源或CCFL背光源。
[0023]本實用新型的原理:本實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置在液晶屏驅動電路前，將視頻信號與可見光信號耦合，再經過液晶屏驅動電路驅動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，經過扭曲的液晶分子，改變了光線的亮度，在一定時間內形成亮暗的光序列，從顯示器發(fā)射出去。接收端通過光電探測器件，將顯示器發(fā)出的閃爍的可見光信號轉換為電信號，完成用戶獲取液晶顯示器可見光信號的過程。本實用新型通過上述方式，為可見光通信技術提出一種新方式，并將可見光通信融合進液晶顯示器中，增加液晶顯示器的產品功能，為人們提供新的網絡接入口。
[0024]本實用新型相對于現有技術具有如下的優(yōu)點及效果:
[0025](I)本實用新型設計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，提供網絡接入口，豐富顯示器使用功能。
[0026](2)本實用新型將可見光信號與視頻信號耦合，在顯示器一定區(qū)域內發(fā)射，最小程度地影響顯示質量。
[0027](3)本實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構圖。
【具體實施方式】
[0029]下面結合實施例及附圖對本實用新型作進一步詳細的描述，但本實用新型的實施方式不限于此。
[0030]實施例1
[0031]如圖1所示，本實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。液晶顯示器結構跟傳統(tǒng)液晶顯示器結構相同，背光源可以為側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。液晶屏大致結構與傳統(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置設計在液晶屏驅動電路之前，作用是將視頻信號和可見光信號耦合，形成驅動信號驅動液晶層。一般的，可見光耦合裝置將可見光信號與右上角一定范圍內的視頻信號耦合，在液晶顯示器上形成方塊狀的可見光信號發(fā)射口。當可見光耦合裝置檢測到可見光通信信號起始指令時，關閉該范圍內的視頻信號，輸出可見光信號，待檢測到可見光通信信號停止位，恢復視頻信號輸出。傳輸的可見光通信信號一般是高低電平信號，高低電平信號通過控制TFT陣列的充放電，驅動液晶分子的扭轉從而將高低電平的電信號轉換為亮暗不同的光信號，為了保證顯示質量和可見光信號傳輸速率和效果，一般高電平時控制液晶扭轉角度為最大扭轉角度的60%，低電平時控制液晶扭轉角度為最大扭轉角度的30%。當亮度穩(wěn)定的背光源發(fā)出的光經過液晶屏，形成高速閃爍的可見光信號，利用手機攝像頭對準可見光信號發(fā)射口進行掃描，根據可見光通信的傳輸速率設定攝像頭電子快門的時間和抽樣間隔，將連續(xù)閃爍的可見光信號轉換為高低電平的二進制序列，實現液晶顯示器的可見光通信。
[0032]實施例2
[0033]本實施例包括了實施例1中所公開的運用液晶扭轉控制光亮度變化，從而將電信號轉換為光信號的過程；區(qū)別之處在于，整個液晶面板區(qū)域都可以作為可見光信號發(fā)射的窗戶，可以同時對液晶面板中各像素控制，發(fā)出不同灰度等級、不同顏色的光，增加可見光通信的系統(tǒng)帶寬。
[0034]上述實施例為本實用新型較佳的實施方式，但本實用新型的實施方式并不受上述實施例的限制，例如，可見光通信可跟行掃描信號耦合，同樣起到控制液晶扭轉實現電信號轉換為光信號的過程，其他的任何未背離本實用新型的精神實質與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，都包含在本實用新型的保護范圍之內。
【主權項】
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.根據權利要求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置在控制電路前面。3.根據權利要求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】G09G3/20GK205541815SQ201620065883
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年1月22日
【發(fā)明人】文尚勝, 陳穎聰, 關偉鵬, 向昌明
【申請人】華南理工大學