一种三维显示装置及其液晶光栅及其控制方法

专利名称：一种三维显示装置及其液晶光栅及其控制方法
技术领域：
本发明涉图像显示技术领域，更具体地说，涉及一种三维显示装置及其液晶光栅及其控制方法。
背景技术：
裸眼式三维显示是现在一种常见的三维显示方式，其不需借助专门的偏光片眼镜，只需在显示装置上集成一个视差光栅即可实现三维显示。而液晶光栅由于可实现三维与二维的转换，且可与液晶显示器制备过程兼容，其在裸眼式三维显示中占据主要地位，成为裸眼式三维显示装置中首选的视差光栅。参考

图1，现有的液晶光栅包括:相对设置的第一基板001和第二基板002 ;设置在第一基板001和第二基板002之间的液晶层003 ;设置在第二基板002背向液晶层003 —面的偏光片004。其中，第一基板001与液晶层003相对的表面设置有第一基板电极005,该第一基板电极005为面电极，即为整层ITO电极层；第二基板002与液晶层003相对的表面设置有第二基板电极，该第二基板电极包括多条平行等间距间隔分布的电极线006构成。参考图2所示，通过控制第一基板电极005与第二基板电极之间的电压差能够控制二者之间电场大小，从而可以控制液晶层中液晶分子的排列方向，能够使得图1中所示液晶光栅形成多个间隔排布的遮光栅条al以及透光栅条a2。电压反向时，遮光栅条和透光栅条发生相互转变。其中，相邻的一对遮光栅条和透光栅条的宽度T为光栅的节距(Ptich)0参考图3，现有的三维显示装置包括:上述液晶光栅A以及显示器B。所述液晶A光栅显示时，形成多个间隔分布的遮光栅条al和透光栅条a2。所述显示器B包括:多个间隔排列的左图像显示单元L和右图像显示单元R。当观看者的双眼连线的中点位置位于液晶光栅A的一个遮光栅条中垂面(图3中竖直虚线)上或是附近时，在液晶光栅的作用下，左图像显示单元L只进入左眼，右图像显示单元R只进入右眼，从而在左右眼形成视差，产生三维图像效果。图3中所示液晶光栅A仅为图1中液晶光栅透光效果的示意图，具体结构可参见图1。需要说明的是，图3中所述三维显示装置的校准栅条为遮光栅条，即进行三维显示时，所述中点位置需要位于一个遮光栅条的中垂面或是附近。当显示器B左边起始位置为右图像显示单元R时，校准栅条为任一透光栅条，此时，所述中点位置需要位于一个透光栅条的中垂面上或是附近。由上述描述可知，现有的液晶光栅制备的三维显示装置，当观看者的双眼连线的中点位置与所述校准栅条的中垂面存在较大位置偏差时，会导致观看者的左眼和右眼能都能同时看到显示器的左图像显示单元L和右图像显示单元R，如图4所示，从而使得三维显示效果变差
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种液晶光栅及三维显示装置，该液晶光栅构成的三维显示装置具有较好的三维图像显示效果。为实现上述目的，本发明提供如下技术方案:一种液晶光栅,该液晶光栅包括:相对设置的第一基板和第二基板，以及位于二者之间的液晶层；位于所述第一基板朝向液晶层一侧的第一基板电极；位于所述第二基板朝向液晶层一侧的第二基板电极，所述第二基板电极包括多条相互平行的条形子电极，多条子电极之间电性绝缘；其中，所述液晶光栅显示时，形成多个间隔分布的透光栅条和遮光栅条，每个透光栅条包括多条依次相邻的子电极，每个遮光栅条包括多条依次相邻的子电极。优选的，在上述液晶光栅中，所述第一基板电极的形状与所述第二基板电极的形状相同，且所述第一基板电极的条形子电极分别与所述第二基板电极的条形子电极一一相对。优选的，在上述液晶光栅中，所述第一基板电极为面电极。优选的，在上述液晶光栅中，所述液晶光栅的节距范围为0.lmm-0.3mm，包括端点值。优选的，在上述液晶光栅中，所述子电极的宽度范围为10μ -100μπι，包括端点值。本发明还提供了一种三维显示装置，该三维显示装置包括:显示器，所述显示器包括:多个左图像显示单元以及右图像显示单元，所述左图像显示单元与右图像显示单元间隔排列；覆盖在所述显示器显示面的液晶光栅，所述液晶光栅为上述液晶光栅，所述液晶光栅在显示时，形成多个间隔分布的透光栅条和遮光栅条，每个透光栅条包括多条依次相邻的子电极，每个遮光栅条包括多条依次相邻的子电极；采集装置，用于采集观看者的双眼图像；处理器，用于根据所述双眼图像获取观看者的双眼连线的中点位置，并计算所述中点位置与预设参考面的距离L，所述预设参考面为校准栅条的中垂面，根据所述距离L生成光栅控制信号；与所述液晶光栅以及处理器均连接的光栅控制芯片，所述光栅控制芯片根据所述光栅控制信号控制所述液晶光栅的遮光栅条和透光栅条向所述中点位置偏离所述预设参
考面的方向移动M个子电极，
权利要求
1.一种液晶光栅,其特征在于,包括: 相对设置的第一基板和第二基板，以及位于二者之间的液晶层； 位于所述第一基板朝向所述液晶层一侧的第一基板电极； 位于所述第二基板朝向所述液晶层一侧的第二基板电极，所述第二基板电极包括多条相互平行的条形子电极，多条子电极之间电性绝缘； 其中，所述液晶光栅显示时，形成多个间隔分布的透光栅条和遮光栅条，每个透光栅条包括多条依次相邻的子电极，每个遮光栅条包括多条依次相邻的子电极。
2.根据权利要求1所述的液晶光栅，其特征在于，所述第一基板电极的形状与所述第二基板电极的形状相同，且所述第一基板电极的条形子电极分别与所述第二基板电极的条形子电极一一相对。
3.根据权利 要求1所述的液晶光栅，其特征在于，所述第一基板电极为面电极。
4.根据权利要求1所述的液晶光栅，其特征在于，所述液晶光栅的节距的范围为0.lmm-0.3mm,包括端点值。
5.根据权利要求1所述的液晶光栅，其特征在于，所述子电极的宽度范围为10μ -100μπ ，包括端点值。
6.一种三维显示装置，其特征在于，包括: 显示器，所述显示器包括:多个左图像显示单元以及右图像显示单元，所述左图像显示单元与右图像显示单元间隔排列； 覆盖在所述显示器显示面的液晶光栅，所述液晶光栅为权利要求1-5任一项所述的液晶光栅，所述液晶光栅在显示时，形成多个间隔分布的透光栅条和遮光栅条，每个透光栅条包括多条依次相邻的子电极，每个遮光栅条包括多条依次相邻的子电极； 采集装置，用于采集观看者的双眼图像； 处理器，用于根据所述双眼图像获取观看者的双眼连线的中点位置，并计算所述中点位置与预设参考面的距离L，所述预设参考面为校准栅条的中垂面，根据所述距离L生成光栅控制信号； 与所述液晶光栅以及所述处理器均连接的光栅控制芯片，所述光栅控制芯片根据所述光栅控制信号控制所述液晶光栅的遮光栅条和透光栅条向所述中点位置偏离所述预设参考面的方向移动M个子电极，四舍五入取整数后为Μ，Ν为所述液晶光栅的节距包含的 2SI子电极个数，T为观看者双眼的瞳孔间距； 其中，在第一方向上，若距所述显示器的中垂面最近的两个图像显示单元排序为右图像显示单元至左图像显示单元，所述校准栅条为任意一遮光栅条，若距所述显示器的中垂面最近的两个图像显示单元排序为左图像显示单元至右图像显示单元，所述校准栅条为任意一透光栅条；所述第一方向为观看时，观看者的右眼至左眼的方向；所述校准栅条的中垂面与所述校准栅条的宽度方向垂直；所述显示器的中垂面与所述校准栅条的中垂面平行。
7.根据权利要求6所述的三维显示装置，其特征在于，所述采集装置为摄像头，所述摄像头的中心位于所述预设参考面上。
8.根据权利要求7所述的三维显示装置，其特征在于，所述预设参考面为所述液晶光栅的宽度方向的中垂面。
9.根据权利要求6所述的三维显示装置，其特征在于，所述显示器为薄膜晶体管显示器，或有机发光二极管显示器，或场致发射显示器，或等离子显示板。
10.根据权利要求6所述的三维显示装置，其特征在于，所述光栅控制芯片为微处理芯片，或现场可编程门阵列编程器，或光栅一体化芯片，或数字信号处理器。
11.一种三维显示装置的控制方法，所述三维显示装置为权利要求6-10任一项所述的三维显示装置，其特征在于，包括: 获取观看者的双眼图像； 根据所述双眼图像获取观看者的双眼连线的中点位置； 根据所述中点位置计算所述中点位置与预设参考面的距离L，并根据所述距离L生成光栅控制信号，所述预设参考面为所述液晶光栅的校准栅条的中垂面； 根据所述光栅控制信号控制所述液晶光栅的遮光栅条和透光栅条向所述中点位置偏离所述预设参考面的方向移动M个子电极，▲四舍五入取整数后为M，N为所述液晶光栅A' I的节距包含的子电极个数，T为观看者双眼的瞳孔间距； 其中，在第一方向上，若距所述三维显示装置的显示器的中垂面最近的两个图像显示单元排序为右图像显示单元至左图像显示单元，所述校准栅条为所述液晶光栅的任意一遮光栅条，若距所述显示器的中垂 面最近的两个图像显示单元排序为左图像显示单元至右图像显示单元，所述校准栅条为所述液晶光栅的任意一透光栅条，所述第一方向为观看时，观看者的右眼至左眼的方向；所述校准栅条的中垂面与所述校准栅条的宽度方向垂直。
全文摘要
本发明公开了一种三维显示装置及其液晶光栅及其控制方法，所述液晶光栅包括相对设置的第一基板和第二基板，以及位于二者之间的液晶层；位于所述第一基板朝向液晶层一面上的第一基板电极；位于所述第二基板朝向液晶层一面上的第二基板电极，所述第二基板电极包括多条相互平行的条形子电极，多条子电极之间电性绝缘；其中，所述液晶光栅显示时，形成多个间隔分布的透光栅条和遮光栅条，每个透光栅条包括多条依次相邻的子电极，每个遮光栅条包括多条依次相邻的子电极。可通过控制所述第二基板电极的子电极的电压移动所述液晶光栅的遮光栅条和透光栅条，减小观看者双眼连线的中点位置与校准栅条的位置偏差，保证了三维显示效果。
文档编号G02B27/26GK103197474SQ20131010861
公开日2013年7月10日 申请日期2013年3月29日 优先权日2013年3月29日
发明者吴梓平, 王新志, 冯小梅, 龚庸才, 何基强, 李建华 申请人:信利半导体有限公司