CN101458433B - 电驱动液晶透镜及使用该电驱动液晶透镜的立体显示设备 - Google Patents

Abstract

公开了一种电驱动液晶透镜，其能够通过基于电场施加方式改变光路差而在凸透镜和凹透镜之间转换，以及使用该透镜的立体显示设备。电驱动液晶透镜包括彼此相对布置且每个限定有多个透镜区域的第一和第二基底；基于每个透镜区域地形成在第一基底上并彼此分开的多个第一电极；形成在第二基底的整个表面之上的第二电极；填充在第一基底和第二基底之间的液晶层；用于向每个透镜区域内的多个第一电极施加不同电压的第一和第二电压源，第一和第二电压源关于每个透镜区域分别向第一和第二基底之间的液晶层提供凸透镜光路差以及凹透镜光路差；以及用于选择第一和第二电压源中任意一个以便向第一电极施加电压的选择器。

Description

电驱动液晶透镜及使用该电驱动液晶透镜的立体显示设备

本申请要求2007年12月14日递交的韩国专利申请No.P2007-131155的权益，在此完全包括该申请并引作参考。

技术领域

本发明涉及一种立体显示设备，更为具体地说涉及一种电驱动液晶透镜，以及使用该电驱动液晶透镜的立体显示设备，该电驱动液晶透镜通过基于电场施加方式改变光路差而能够在凸透镜和凹透镜之间转换。

背景技术

目前，基于高速信息通信网络构造的信息快速传播的服务已经从简单的例如当前的电话的“听和说”服务发展为基于用于字符、语音和图像的高速处理的数字终端的“看和听”多媒体类型服务，并期望最终发展为使得能够实现虚拟现实和立体观看的电脑空间三维立体信息通信服务，而不受时间和空间的限制。

通常，表示三维的立体图像是基于经由观看者的眼睛的立体视觉的原理而实现的。然而，由于观看者的眼睛彼此间隔大约65mm，即具有双眼视差，因此左眼和右眼由于其间的位置差而感知到稍微不同的图像。这种由于眼睛的位置差引起的图像之间的差异被称为双眼像差。基于双眼像差设计三维立体图像显示设备，允许左眼仅观看左眼的图像，而右眼仅观看右眼的图像。

具体地，左眼和右眼分别观看到不同的二维图像。如果两个不同的图像被通过视网膜传送到大脑，大脑精确地混合这些图像，给出真实的三维图像的印象。这种能力通常被称为立体投影术，通过将立体投影术应用到显示设备来得到立体显示设备。

显示上述三维立体图像的技术可被分类为使用双目视差的立体显示方法，以及使用每个容积单位的感知的容积测量方法。作为容积测量方法的实例，存在全影摄影(IP)显示方法，其中感知诸如全息图的整体图像。在IP显示方法中，使用微透镜阵列而不需要使用者佩带眼镜。

使用微透镜阵列的上述IP显示方法，作为实现三维图像的代表性技术，首先由Lippman在1908年提出，但受显示设备技术的影响而未受到足够的重视。近来，随着高分辨率显示设备的发展，开始积极研究IP显示方法。

以下，参照附图描述现有的立体显示设备。

图1是说明了现有的IP型立体显示设备的示意图。

如图1所示，现有的IP型立体显示设备包括显示设备10和由作为单元透镜的微透镜构成的透镜阵列20。

在此，假定透镜阵列20的微透镜具有焦距f，如果确定显示设备10和透镜阵列20之间的距离，则透镜阵列20与其中形成整体图像的位置之间的距离b是由以下等式计算出的。

等式1

1/a+1/b＝1/f

在立体显示设备中，如果确定了透镜阵列20的微透镜的形状(即，透镜平面的凸度)，则基于微透镜的平面形状确定焦距f。因为立体显示设备中的透镜阵列20和显示设备10之间的距离a被设定成预定值，则可由焦距f和透镜阵列20和显示设备10之间的距离a确定透镜阵列20和整体图像之间的距离b。

可是，上述现有的IP型立体显示设备具有以下问题。

当形成具有弯曲的透镜平面的透镜阵列时，基于弯曲透镜的每个区域的均匀控制以及透镜阵列和其下方的显示设备之间的连接/对准是困难的，导致视觉灵敏度的降低。

因此，作为改变透镜阵列形状的努力的一部分，引入了电驱动液晶透镜，其基于电场影响下液晶折射系数的差别。电驱动液晶透镜不需要透镜平面的处理，并且能够经由简化的电极布置和电压施加而实现，由此防止由于透镜处理引起的问题。

发明内容

因此，本发明涉及一种电驱动液晶透镜和使用该透镜的立体显示设备，其基本上避免了由于现有技术的限制和缺陷引起的一个或多个问题。

本发明的目的是提供一种电驱动液晶透镜，以及使用该电驱动液晶透镜的立体显示器，该电驱动液晶透镜能够通过基于电场施加方式改变光路差而在凸透镜和凹透镜之间转换。

本发明另外的优点，目的和特征将在下面的描述中提出，部分对于本领域技术人员根据下面的试验显而易见，或者可以从本发明的实施中了解。通过以下的描述及其权利要求以及所附附图中所指出的具体结构，可以实现和得到本发明的目的和其它优点。

为了实现这些目的和其他优点并根据本发明的目的，如在此具体和广泛地描述的，一种电驱动液晶透镜，包括：彼此相对布置且每个限定有多个透镜区域的第一和第二基底；基于每个透镜区域地形成在第一基底上并彼此分开的多个第一电极；形成在第二基底的整个表面之上的第二电极；填充在第一基底和第二基底之间的液晶层；用于对每个透镜区域内的多个第一电极施加不同电压的第一和第二电压源，第一和第二电压源关于每个透镜区域分别向第一和第二基底之间的液晶层提供凸透镜光路差以及凹透镜光路差；以及用于选择第一和第二电压源的任意一个以便向第一电极施加电压的选择器。

电驱动液晶透镜进一步包括用于控制选择器的控制器，所述选择器选择第一和第二电压源中的任意一个。

控制器可以是手动控制的。

控制器控制选择器以根据将要显示的图像的三维深度信息选择第一电压源或第二电压源。而且，控制器控制选择器以根据电驱动液晶透镜和观看者之间的距离信息选择第一电源或第二电压源。

在平面内观看时，可在不同位置处以多层划分和布置多个第一电极。

电驱动液晶透镜可进一步包括设置在第一基底的边缘区域处的金属线，以便基于每个透镜区域地与各个第一电极相接触，并且金属线可与选择器相连接。第一和第二电压源分别具有电阻器阵列，并且施加其间具有电压差的第一和第二电压至各个电阻器阵列，以便输出对应于金属线的数目的分布电压。

根据本发明的另一方面，提供了一种立体显示设备，包括：发射二维图像信号的显示面板；设置在显示面板上的电驱动液晶透镜，其包括彼此相对布置且每个限定由多个透镜区域的第一和第二基底，基于每个透镜区域地形成在第一基底上并彼此分开的多个第一电极，形成在第二基底的整个表面上的第二电极，和填充在第一基底和第二基底之间的液晶层；用于向每个透镜区域内的多个第一电极施加不同电压的第一和第二电压源，第一和第二电压源关于每个透镜区域分别向第一和第二基底之间的液晶层提供凸透镜光路差以及凹透镜光路差，用于选择第一和第二电压源中的任意一个以向第一电极施加电压的选择器；以及用于控制选择第一和第二电压源中任意一个的选择器的控制器。

应当理解，本发明之前的概括描述和下面的详细描述为示例性和说明性的，并意在提供本发明的如权利要求所要求的进一步解释。

附图说明

附图用于提供本发明的进一步理解，并结合在本申请中，构成本申请的一部分，这些附图说明了本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。在附图中：

图1是说明了现有的IP型立体显示设备的示意图；

图2是说明了根据本发明的电驱动液晶透镜的截面图；

图3是说明了图2中所示的电驱动液晶透镜的每段距离的光路差的图表；

图4是根据本发明的电驱动液晶透镜的框图；

图5A是说明了第一基底的透镜区域内第一电极和金属线的平面图，该第一电极和金属线与图4的电压发生器相连接以实现凸透镜；

图5B是说明了第一基底的透镜区域内第一电极和金属线的平面图，该第一电极和金属线与图4的电压发生器相连接以实现凹透镜；

图6是说明了用于在根据本发明的电驱动液晶透镜内实现凸透镜外形的每段距离的光路差的图表；

图7是说明了用于在根据本发明的电驱动液晶透镜内实现凹透镜外形的每段距离的光路差的图表；

图8是说明了用于在根据本发明的电驱动液晶透镜内实现凸透镜外形的最佳深度的示意图；

图9是说明了用于在根据本发明的电驱动液晶透镜内实现凹透镜外形的最佳深度的示意图；以及

图10是说明了使用根据本发明的电驱动液晶透镜的立体显示设备的截面图。

具体实施方式

现在将对根据本发明的优选实施例的电驱动液晶透镜和使用该透镜的立体显示设备进行详细描述，在所附附图中说明其实例。在整个附图中使用相同的附图标记表示相同或者相似的部件。

近来，已经提出了电驱动液晶透镜，其中液晶透镜基于液晶分子的特性而用作透镜。

具体地，设计透镜以利用透镜构成材料的折射系数与空气折射系数之间的差基于每个位置地控制入射光路。在电驱动液晶透镜中，如果基于每个电极位置地向液晶层施加不同电压以通过不同的电场驱动液晶层，则引入液晶层的光基于每个位置地引起不同的相位变化，因此液晶层可以与实际透镜相同的方式控制入射光路。

以下，详细描述电驱动液晶透镜和使用该电驱动液晶透镜的立体显示设备。

图2是说明了根据本发明的电驱动液晶透镜的截面图，而图3是说明了图2中所示的电驱动液晶透镜的每段距离的光路差的图表。

如图2和图3所示，根据本发明的电驱动液晶透镜300包括彼此相对布置且每个限定有多个透镜区域以对应另一基底上的多个透镜区域的第一和第二基底310和320，基于每个透镜区域L地在第一基底310上彼此分开的多个第一电极311，形成在第二基底320的整个表面上的第二电极321，用于向各个第一电极311施加不同电压的电压源，以及填充在第一基底310和第二基底320之间的液晶层330。

在此，第一和第二电极311和321由透明材料，如铟锡氧化物(ITO)和铟锌氧化物(IZO)制成，并防止其所在位置的透射率的损失。

更具体地，在每个透镜区域L内将多个第一电极311等间距地布置在第一基底310上。在基于液晶层330的驱动的电驱动液晶透镜中，如图2和3所示，透镜区域L具有单个透镜的光路差，并且每个都具有这种光路差的多个透镜区域L在电驱动液晶透镜300中周期性地重复。参照图2，透镜区域L在水平方向上重复，而第一电极311具有在指定方向(即进入图的方向)上伸长的条形。

为描述方便，对于凸透镜，透镜区域L的边缘E对应凸透镜的最低位置，而透镜区域L的中心O对应凸透镜的最高位置。相反地，对于凹透镜，边缘E对应凹透镜的最高位置，而中心O对应透镜的最低位置。

可按照图示等间距布置第一电极311，或必要时，从边缘E至中心O以逐渐增加或减少的距离将该第一电极311彼此分开。相比于等间距布置，第一电极311之间的有差别的距离需要施加于各个第一电极311的电压电平的更精确调节。为此，在本发明中，电压电平调节器(未示出)可被进一步设置在电驱动液晶透镜300处。类似地，第一电极311的宽度可从边缘E至中心O逐渐增加或减少。

液晶层330的液晶分子具有响应于施加在第一电极311和第二电极321上的电场强度和分布的特性，且因此具有类似于图3中所示电驱动液晶透镜的相位分布的相位分布。

在包含第一电极311的第一基底310上以及在第二电极321上分别形成第一取向膜312和第二取向膜322。在此情况中，为了允许电驱动液晶透镜300在未施加电压到其的初始状态用作透明层，第一取向膜312具有与第一电极301的纵向相同的拓片方向，而第二取向膜322具有关于第一取向膜312的拓片方向的反平行的拓片方向。

在此，施加于第一和第二电极311和321的电压改变电驱动液晶透镜的液晶分子的性能，产生空间抛物线函数形式的折射率。

在此，最低的最小电压，即阈值电压被施加于对应透镜区域L的中心O的第一电极311。阈值电压是具有大约1.4～2V的峰值的AC方波电压。阈值电压由 $V=\mathrm{\π}\sqrt{\frac{K1}{\mathrm{\Δ\ϵ\ϵ}0}}$ 给出(其中，Δε是液晶的介电常数各向异性，K1是液晶的弹性的模数，而ε0是自由空间介电常数)。另外，将最高电压施加于对应透镜区域L的边缘E的第一电极101。最高电压是具有大约2.5～10V峰值的AC方波电压。

尽管图2和3说明了具有与凸透镜相同的相位效应的电驱动液晶透镜300，但本发明的电驱动液晶透镜300可选择性地具有凸透镜(参见图6和8)的相位分布或凹透镜(参见图7和9)的相位分布。

为了提供具有与凸透镜相同的相位效应的电驱动液晶透镜300，将最高电压施加于位于透镜区域L边缘E处的第一电极311，而施加于其它第一电极311的电压朝中心O顺序逐渐减小，并将地电压施加于第二电极321。根据这种电压应用，垂直电场在透镜区域L的边缘E处最强，并且垂直电场的强度随着远离边缘E而减小。由此，假定液晶层30的液晶分子具有正介电常数各向异性，根据电场，以液晶分子在透镜区域L的边缘E处是竖直的并在透镜区域L的中心O处倾斜靠近水平面的方式来设置液晶分子。因此，考虑到光透射，光路在透镜区域L的边缘E处最短，并随着从透镜区域L的边缘E到中心O的距离增加而逐渐增加。利用相位平面表示光路的长度变化，能够认可电驱动液晶透镜具有类似于凸透镜的光透射效应。

另一方面，为提供具有与凹透镜相同的相位效应的电驱动液晶透镜300，将最高电压施加于位于透镜区域L中心O处的第一电极311，而施加于其它第一电极311的电压朝边缘E顺序地逐渐减小，并将地电压施加于第二电极321。通过这种电压应用，垂直电场在透镜区域L的中心O处最强，并且垂直电场的强度随着远离中心O而减小。由此，假定液晶层30的液晶分子具有正介电常数各向异性，根据电场，以，液晶分子在透镜区域L的中心O处是竖直的并在透镜区域L的边缘E处倾斜靠近水平面的方式设置液晶分子。因此，考虑到光透射，光路在透镜区域L的中心O处最短，并随着从透镜区域L的中心O到边缘E的距离增加而逐渐增加。利用相位平面表示光路的长度变化，能够认可电驱动液晶透镜具有类似于凹透镜的光透射效应。

关于上述用作凸透镜或凹透镜的电驱动液晶透镜的实现，应当注意凸透镜和凹透镜不仅简单地需要反向电压应用，其中施加于各个第一电极311的电压从透镜区域L的边缘E到中心O逐渐增加或减少。具体地，由电驱动液晶透镜300实现的凸透镜和凹透镜基于光路差而具有不同的曲率，且因此，将要施加于第一电极311的电压必须是从边缘E至中心O以不同地调节的速率逐渐增加或减少的。

更具体地，为驱动作为凸透镜的电驱动液晶透镜300，凸透镜在边缘E的附近具有陡峭的曲率，且在中心O的附近具有平缓的曲率。因此，除了向位于边缘E处的第一电极施加最高电压以及向位于中心O处的第一电极施加最低电压以外，考虑凸透镜的不同曲率，将要施加于各个第一电极311的电压必须是从边缘E至中心O以不同的速率逐渐减少的。

而且，为驱动作为凹透镜的电驱动液晶透镜300，透镜在边缘E的附近具有陡峭的曲率，且在中心O的附近具有平缓的曲率。因此，除了向位于中心O处的第一电极施加最高电压以及向位于边缘E处的第一电极施加最低电压以外，考虑到凹透镜的不同曲率，将要施加于各个第一电极311的电压必须是从边缘E至中心O以不同的速率逐渐增加的。

在图3中，参考字母“S”表示透镜垂度(sag)。当通过在向第一和第二电极311和321施加电压时所产生的电场驱动液晶层300的液晶分子时基于每个透镜区域地发生光路差时，透镜垂度S是显现最大光路差的区域。通过调节施加于第一电极311的最高电压，透镜垂度S是可调节的，并可对于产生的凸透镜或凹透镜的曲率具有部分影响。

以下，介绍使得能够在上述凸透镜和凹透镜之间转换的驱动单元。

图4是根据本发明的电驱动液晶透镜的框图。图5A是说明了第一基底310的透镜区域内的第一电极和金属线的平面图，第一电极和金属线与图4的电压发生器相连接以实现凸透镜，以及图5B是说明了第一基底310的透镜区域内的第一电极和金属线的平面图，第一电极和金属线与图4的电压发生器相连接以实现凹透镜。

如图4所示，当在平面内观看时，本发明的电驱动液晶透镜300包括作为中心显示区域的有源区域151，以及在有源区域151的上端和下端处的焊盘区域152。尽管仅说明焊盘区域152位于有源区域151的上端和下端，但可将焊盘区域152设置在有源区域151的左端和右端处。在后者情况中，与金属线(参见图5A和5B中的参考标记340)接触的第一电极311在其左端和右端处垂直弯曲，并在弯曲位置通过连接器与外部分布式电压发生器160以及柔性印刷电路(未示出)相连接。

将要施加于设置在第一基底310处的各个第一电极(图2中的311)的电压信号由设置在第一基底310外部的分布式电压发生器160所产生，并从该分布式电压发生器160发送。分布式电压发生器160包括产生用于驱动电驱动液晶透镜作为凹透镜的分布式电压的凹电阻器阵列166，产生用于驱动电驱动液晶透镜作为凸透镜的分布式电压的凸电阻器阵列167，以及用于选择驱动凹电阻器阵列166或凸电阻器阵列167的选择器165。

在此，在外部控制器170的控制下，选择器165能够选择驱动凹电阻器阵列166或凸电阻器阵列167。如果选择了凹电阻器阵列166和凸电阻器阵列167中的任意一个，则从所选的阵列输出的n个电压信号被通过链路161传送到形成在焊盘区域152的金属线(340，参见图5A和5B)。在此情况中，凹电阻器阵列166的输出端子的数量等于凸电阻器阵列167的输出端子的数量，并且输出端子的总数等于与其相连接的金属线340的数量。用于使得能够选择特定阵列的控制器170可手动或自动工作。控制器170的自动工作可基于包含将要显示的图像深度或观看者或电驱动液晶透镜之间的距离的信息。

对于每个透镜区域L，如图5A和5B所示，将电压信号经由链路161从分布式电压发生器160施加至其上的金属线340在基于中心O对称的位置处具有第一电极311与金属线340相交的电触点345。由此，将从最小电压至最大电压的n个电压信号的总和经由触点345从金属线340施加至第一电极311。如图所示，基于中心O对称地布置金属线340和第一电极311之间的触点345。在此情况中，假定将总共n个金属线340设置在每个焊盘区域内，将总共2n-1个第一电极311设置在每个透镜区域内以与金属线340相接触。如图所示，每个电极311在其两端处与金属线340相交，或必要时，可仅在其一端处与金属线340相交。

根据电驱动液晶透镜300实现为凸透镜或凹透镜，将不同的电压施加到金属线340。

图5A说明了将电驱动液晶透镜300实现为凸透镜的电压施加。在附图中，将总共n个电压值V_1min，V₁₁，V₁₂，…，V_1max-1和V_1max在附图左侧从中心O至边缘E顺序施加到金属线340，再次地，将从最大电压V_1max至最小电压V_1min的对称电压值在附图右侧从边缘E至中心O顺序施加。

图5B说明了将电驱动液晶透镜300实现为凹透镜的电压施加。在附图中，将总共n个电压值V_2max，V_2max-1，V₂₁，…，和V_2min在附图左侧从中心O至边缘E顺序施加到金属线340，再次地，将从最小电压V_2min至最大电压V_2max的对称电压值在附图右侧从边缘E至中心O顺序施加。

图6是说明了用于在根据本发明的电驱动液晶透镜内实现凸透镜外形的每段距离的光路差的图表，而图7是说明了用于在根据本发明的电驱动液晶透镜内实现凹透镜外形的每段距离的光路差的图表。

参照说明了作为凸透镜的电驱动液晶透镜的图6，垂直电场在透镜区域的边缘B处比在中心A处强，因此，电驱动液晶透镜在中心A处具有凸透镜外形。在此情况中，液晶分子在中心A由于弱的垂直电场而基本上倾斜，而在边缘B处由于强的垂直电场而是竖直的。

该附图说明了光路差，其被表示为当电场的强度在边缘B处比中心A处强时每个位置的可用液晶折射率的差值。在此情况中，中心A处的透镜垂度为大约20μm。

参照说明了作为凹透镜的电驱动液晶透镜的图7，垂直电场在透镜区域的中心A处比在边缘B处强，因此，电驱动液晶透镜在中心A处具有凹透镜外形。在此情况中，液晶分子在中心A由于强的垂直电场是竖直的，而在边缘B处由于弱的垂直电场而基本上倾斜。

该附图说明了光路差，其被表示为当电场的强度在中心A处比边缘B处强时每个位置的可用液晶折射率的差值。在此情况中，边缘B处的透镜垂度为大约20μm。

图6和7中的透镜垂度是模拟的值，并通过调整电场的强度将其改变为大于或小于20μm。

图8是说明了用于在根据本发明的电驱动液晶透镜内实现凸透镜外形的最佳深度的示意图，和图9是说明了用于在根据本发明的电驱动液晶透镜内实现凹透镜外形的最佳深度的示意图。

参照图8和9，使用本发明的电驱动液晶透镜的立体显示设备包括显示板100，以第一间隔a与显示板100隔开的电驱动液晶透镜200或250。另外，光源可被设置在电驱动液晶透镜200或250相对侧的显示板100的下方。作为选择地，如果显示板100具有自照明功能，则可省略光源。

电驱动液晶透镜可被实现为凸透镜，如图8所示，或可实现为凹透镜，如图9所示。也就是说，电驱动液晶透镜可在凸透镜和凹透镜之间转换。

凸透镜和凹透镜之间的转换是基于焦距f1或f2的调节。如果焦距是正值，能实现凸透镜阵列200，并且如果焦距是负值，能实现凹透镜阵列250。

特别地，当从显示板100发出由此通过电驱动液晶透镜显示在立体显示设备上的图像的最佳深度比显示板和电驱动液晶透镜之间的间隔长时，如图8所示，焦距f1由 $f1={(\frac{1}{a}+\frac{1}{z1})}^{-1}>0$ 给出。焦距f1大于零，进而将电驱动液晶透镜驱动为凸透镜。另一方面，当图像的最佳深度比显示板和电驱动液晶透镜之间的间隔短时，如图9所示，焦距f2由 $f2={(\frac{1}{a}+\frac{1}{z2})}^{-1}<0$ 给出。焦距f2小于零，且因此将电驱动液晶透镜驱动为凹透镜。

在此，显示板100和电驱动液晶透镜200或250之间的间隔被定义为第一间隔a，并且电驱动液晶透镜可在凸透镜和凹透镜之间转换，或者在没有转换的情况下，能够改变最佳深度或焦距。

以下，描述根据本发明的立体显示设备的具体结构。

图10是说明了包含根据本发明的电驱动液晶透镜的立体显示设备的截面图。

本发明的立体显示设备包括电驱动液晶透镜300，其在接收电压的情况下被驱动从而用作透镜，设置在电驱动液晶透镜300下并用于发射二维图像信息的显示板350，以及设置在显示板350下并用于引导光至显示板350的光源。

必要时，如果显示面板350是自照明装置，如有机发光显示设备，可省略光源700。

显示面板350包含第一和第二像素P1和P2，将其交替地并重复地设置以分别显示第一和第二图像IM1和IM2。显示面板350可选自各种平板显示器，其包括液晶显示器(LCD)，有机发光显示器(OLED)，等离子显示面板(PDP)，场致发光显示器(FED)等。显示面板350位于电驱动液晶透镜300下方，并用于传送二维图像信号至电驱动液晶透镜300。

根据本发明的电驱动液晶透镜300用于根据透镜外形从二维图像信号发射三维图像信号，且位于形成二维图像的显示面板350之上。电驱动液晶透镜300可发射三维图像信号，或根据是否向其施加电压而直接发射二维图像信号。特别地，电驱动液晶透镜300被设计以在不向其施加电压时直接发光，且由此可用作开关装置，以在不对其施加电压时显示二维图像而在对其施加电压时显示三维图像。

在此，基于图2中所示的电驱动液晶透镜300的构造，必要时，设置在每个透镜区域L内的多个第一电极311可被划分成多层。例如，第一电极311可被划分并布置在第一基底310上以及第一基底310之上的第一绝缘膜(未示出)上。在此情况中，交替地定位位于第一基底310上的第一电极与第一绝缘膜上的第一电极，以在平面中观看时基本上填满第一基底310。

将第一电极311划分成两层或多层能够防止电极之间的短路，并将电驱动液晶透镜设置为更稳定的外形。

对于本领域的技术人员显而易见的是，多种变形和变化可以在本发明中实现，只要不偏离本发明的精神或范围。因此，本发明倾向于覆盖这些变形和变化，只要它们在所附权利要求和其等效的范围中。

从上述描述可以清楚看出，电驱动液晶透镜以及使用该液晶透镜的立体显示设备具有以下效果。

根据包含图像深度或电驱动液晶透镜和观看者之间的距离的信息，电驱动液晶透镜可在凸透镜外形和凹透镜外形之间转换，进而导致视觉灵敏度的提高。电驱动液晶透镜必要时能够有效地处理不同的图像深度，实现可显示深度范围的增加。

根据本发明，在将电驱动液晶透镜实现为凸透镜或凹透镜的情况下，通过提供电压电平调节器来控制透镜垂度，可进一步提高视觉灵敏度。

Claims (13)

1.一种电驱动液晶透镜，包括：

彼此相对布置且每个限定有多个透镜区域以彼此对应的第一和第二基底；

基于每个透镜区域，沿一个方向形成在第一基底上并彼此分开的多个第一电极；

形成在第二基底的整个表面之上的第二电极；

填充在第一基底和第二基底之间的液晶层；

用于向每个透镜区域内的多个第一电极施加不同电压的第一和第二电压源，该第一和第二电压源根据每个透镜区域分别向第一和第二基底之间的液晶层提供凸透镜光路差以及凹透镜光路差；

用于选择第一和第二电压源中的任意一个以便向第一电极施加电压的选择器；

用于控制选择器的控制器，所述选择器选择第一和第二电压源中的任意一个；以及

设置在第一基底的边缘区域处的金属线，以便基于每个透镜区域地与各个第一电极相接触，

其中所述金属线与所述选择器连接，以及

其中，所述凸透镜和凹透镜都在透镜区域的边缘附近具有陡峭的曲率，而在透镜区域的中心附近具有平缓的曲率。

2.根据权利要求1所述的透镜，其中，所述控制器是手动控制的。

3.根据权利要求1所述的透镜，其中，所述控制器控制选择器以根据待显示的图像的三维深度信息选择第一电压源或第二电压源。

4.根据权利要求1所述的透镜，其中，所述控制器控制选择器以根据电驱动液晶透镜和观看者之间的距离信息选择第一电压源或第二电压源。

5.根据权利要求1所述的透镜，其中当在平面内观看时，多个第一电极被在不同位置处以多个层划分并布置。

6.根据权利要求1所述的透镜，其中，该第一和第二电压源分别具有电阻器阵列，并且施加在其间具有电压差的第一和第二电压至各个电阻器阵列，以便输出对应于金属线的数目的分布式电压。

7.根据权利要求6所述的透镜，进一步包括：

电压电平调节器，其调节第一和第二电压中较大电压的电平。

8.一种立体显示设备，包括：

发射二维图像信号的显示面板；

设置在显示面板上的电驱动液晶透镜，其包括彼此相对布置且每个限定有多个透镜区域以彼此对应的第一和第二基底，基于每个透镜区域地形成在第一基底上并彼此分开的多个第一电极，形成在第二基底的整个表面之上的第二电极，和填充在第一基底和第二基底之间的液晶层；

用于向每个透镜区域内的多个第一电极施加不同电压的第一和第二电压源，第一和第二电压源关于每个透镜区域分别向第一和第二基底之间的液晶层提供凸透镜光路差以及凹透镜光路差；

用于选择第一和第二电压源中的任意一个以便向第一电极施加电压的选择器；以及

用于控制选择器选择第一和第二电压源中任意一个的控制器；以及

设置在第一基底的边缘区域处的金属线，以基于每个透镜区域地与各个第一电极相接触，

其中所述金属线与所述选择器相连接，以及

其中，所述凸透镜和凹透镜都在透镜区域的边缘附近具有陡峭的曲率，而在透镜区域的中心附近具有平缓的曲率。

9.根据权利要求8所述的设备，其中，所述控制器是手动控制的。

10.根据权利要求8所述的设备，其中，所述控制器控制选择器以根据待显示的图像的三维深度信息选择第一电压源或第二电压源。

11.根据权利要求8所述的设备，其中控制器控制选择器以根据电驱动液晶透镜和观看者之间的距离信息选择第一电压源或第二电压源。

12.根据权利要求8所述的设备，其中，所述第一和第二电压源分别具有电阻器阵列，并且将在其间具有电压差的第一和第二电压施加至各个电阻器阵列，以便输出对应于金属线的数目的分布式电压。

13.根据权利要求12所述的设备，进一步包括：

电压电平调节器，其调节第一和第二电压中较大电压的电平。

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