CN101655608B - 一种全分辨率立体显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种全分辨率立体显示装置，包括显示面板和时序狭缝光栅；所述显示面板用于在两个相邻显示时刻分别显示左图像和右图像；所述时序狭缝光栅用于在所述显示面板显示左图像时，形成第一狭缝光栅，所述第一狭缝光栅将所述左图像的图像光导向至观看者左眼，并使观看者右眼仅能看到所述显示面板上的黑矩阵；在所述显示面板显示右图像时，所述时序狭缝光栅形成第二狭缝光栅，所述第二狭缝光栅将所述右图像的图像光导向至所述观看者右眼，同时使观看者左眼仅能看到所述显示面板上的黑矩阵。这种立体显示装置的立体显示分辨率能够达到显示面板的分辨率，显示效果好、控制灵活、实现简单。

Description

一种全分辨率立体显示装置

技术领域

本发明涉及显示领域，尤其涉及一种全分辨率立体显示装置。

背景技术

随着显示技术的发展，立体显示装置的应用也越来越广泛。立体显示装置通过光栅和其它光学组件，将平面显示器显示的具有视差的两幅图像分别提供给观看者的左眼和右眼，然后观看者的大脑可将这两幅视差图像合成而感知到三维图像。

图1所示为现有的狭缝光栅立体显示装置的结构示意图。该立体显示装置包括：用于提供图像光的显示面板11和位于显示面板11的显示面之前的狭缝光栅12。所述显示面板11的奇数列和偶数列分别显示右眼图像和左眼图像，所述狭缝光栅12将显示面板11显示的左、右眼图像分别提供给观看者的左、右眼。具体地，当所述显示面板11具有2n个像素列时，预先将两幅具有视差的左眼图像和右眼图像分别沿水平方向平均分割成n份左眼子图像和n份右眼子图像，然后所述显示面板11的n个奇像素列分别用于显示n份右眼子图像，n个偶像素列分别用于显示n份左眼子图像。所述狭缝光栅12将n个左眼子图像的图像光同时导向给观看者的左眼，并将n个右眼子图像的图像光同时导向给观看者的右眼。这样，观看者即可看到分辨率为所述显示面板11的分辨率一半的三维图像。可见，现有的狭缝光栅立体显示装置的显示分辨率只能达到显示面板分辨率的一半，因此显示的三维图像不能适用于一些有高分辨率需求的场合。

发明内容

本发明的目的在于提供一种全分辨率立体显示装置，控制灵活且实施性强。

一种全分辨率立体显示装置，包括显示面板和时序狭缝光栅；所述显示面板用于在两个相邻显示时刻分别显示左图像和右图像；所述时序狭缝光栅用于在所述显示面板显示左图像时，形成第一狭缝光栅，所述第一狭缝光栅将所述左图像的图像光导向至观看者左眼，并使观看者右眼仅能看到所述显示面板上的黑矩阵；在所述显示面板显示右图像时，所述时序狭缝光栅形成第二狭缝光栅，所述第二狭缝光栅将所述右图像的图像光导向至所述观看者右眼，同时使观看者左眼仅能看到所述显示面板上的黑矩阵。

所述显示面板出射第一线性偏振光；所述时序狭缝光栅位于所述显示面板的出射光一侧；沿所述显示面板的出射光方向，所述时序狭缝光栅依次包括：偏振方向空间调制板、扭曲液晶盒和第一线偏振片；所述时序狭缝光栅还包括控制电路；所述偏振方向空间调制板包括若干个第一区域、第二区域和第三区域，且沿所述显示面板的行方向以第二区域、第一区域、第二区域和第三区域为周期循环排列；所述第一区域与第一狭缝光栅形成时的狭缝重合，所述第三区域与第二狭缝光栅形成时的狭缝重合；所述第一区域和第三区域之中的一个使入射的第一线性偏振光直接透射，另一个使入射的第一线性偏振光转换为偏振方向与其垂直的第二线性偏振光出射；所述第二区域对任何入射光进行遮光；所述扭曲液晶盒为90度扭曲液晶盒，且入射面的摩擦方向与所述第一线性偏振光的偏振方向平行或垂直；所述控制电路用于在所述显示面板的两个相邻显示时刻，分别向所述扭曲液晶盒施加和消去阈值电场；所述阈值电场为能使所述扭曲液晶盒内的液晶完全沿电场方向排列的最小电场；所述第一线偏振片的光轴方向与所述第一线性偏振光的偏振方向平行。

所述显示面板出射第一线性偏振光；所述时序狭缝光栅位于所述显示面板的出射光一侧；沿所述显示面板的出射光方向，所述时序狭缝光栅依次包括：偏振方向空间调制板、扭曲液晶盒和第一线偏振片；所述时序狭缝光栅还包括控制电路；所述偏振方向空间调制板包括若干个第一区域、第二区域和第三区域，且沿所述显示面板的行方向以第二区域、第一区域、第二区域和第三区域为周期循环排列；所述第一区域与第一狭缝光栅形成时的狭缝重合，所述第三区域与第二狭缝光栅形成时的狭缝重合；所述第一区域和第三区域之中的一个使入射的第一线性偏振光直接透射，另一个使入射的第一线性偏振光转换为偏振方向与其垂直的第二线性偏振光出射；所述第二区域对任何入射光进行遮光；所述扭曲液晶盒为90度扭曲液晶盒，且入射面的摩擦方向与所述第一线性偏振光的偏振方向平行或垂直；所述控制电路用于在所述显示面板的两个相邻显示时刻，分别向所述扭曲液晶盒施加和消去阈值电场；所述阈值电场为能使所述扭曲液晶盒内的液晶完全沿电场方向排列的最小电场；所述第一线偏振片的光轴方向与所述第一线性偏振光的偏振方向垂直。

所述显示面板出射非线性偏振光；所述时序狭缝光栅位于所述显示面板的出射光一侧；沿所述显示面板的出射光方向，所述时序狭缝光栅依次包括：第二线偏振片、偏振方向空间调制板、扭曲液晶盒和第一线偏振片；所述时序狭缝光栅还包括控制电路；所述第二线偏振片将所述显示面板的出射光转换为第一线性偏振光出射；所述偏振方向空间调制板包括若干个第一区域、第二区域和第三区域，且沿所述显示面板的行方向以第二区域、第一区域、第二区域和第三区域为周期循环排列；所述第一区域与第一狭缝光栅形成时的狭缝重合，所述第三区域与第二狭缝光栅形成时的狭缝重合；所述第一区域和第三区域之中的一个使入射的第一线性偏振光直接透射，另一个使入射的第一线性偏振光转换为偏振方向与其垂直的第二线性偏振光出射；所述第二区域对任何入射光进行遮光；所述扭曲液晶盒为90度扭曲液晶盒，且入射面的摩擦方向与所述第一线性偏振光的偏振方向平行或垂直；所述控制电路用于在所述显示面板的两个相邻显示时刻，分别向所述扭曲液晶盒施加和消去阈值电场；所述阈值电场为能使所述扭曲液晶盒内的液晶完全沿电场方向排列的最小电场；所述第一线偏振片的光轴方向与所述第一线性偏振光的偏振方向平行。

所述显示面板出射非线性偏振光；所述时序狭缝光栅位于所述显示面板的出射光一侧；沿所述显示面板的出射光方向，所述时序狭缝光栅依次包括：第二线偏振片、偏振方向空间调制板、扭曲液晶盒和第一线偏振片；所述时序狭缝光栅还包括控制电路；所述第二线偏振片将所述显示面板的出射光转换为第一线性偏振光出射；所述偏振方向空间调制板包括若干个第一区域、第二区域和第三区域，且沿所述显示面板的行方向以第二区域、第一区域、第二区域和第三区域为周期循环排列；所述第一区域与第一狭缝光栅形成时的狭缝重合，所述第三区域与第二狭缝光栅形成时的狭缝重合；所述第一区域和第三区域之中的一个使入射的第一线性偏振光直接透射，另一个使入射的第一线性偏振光转换为偏振方向与其垂直的第二线性偏振光出射；所述第二区域对任何入射光进行遮光；所述扭曲液晶盒为90度扭曲液晶盒，且入射面的摩擦方向与所述第一线性偏振光的偏振方向平行或垂直；所述控制电路用于在所述显示面板的两个相邻显示时刻，分别向所述扭曲液晶盒施加和消去阈值电场；所述阈值电场为能使所述扭曲液晶盒内的液晶完全沿电场方向排列的最小电场；所述第一线偏振片的光轴方向与所述第一线性偏振光的偏振方向垂直。

所述显示面板出射第一线性偏振光；所述时序狭缝光栅位于所述显示面板的出射光一侧；沿所述显示面板的出射光方向，所述时序狭缝光栅依次包括：扭曲液晶盒、偏振方向空间调制板和第一线偏振片；所述时序狭缝光栅还包括控制电路；所述扭曲液晶盒为90度扭曲液晶盒，且入射面的摩擦方向与所述第一线性偏振光的偏振方向平行或垂直；所述控制电路用于在所述显示面板的两个相邻显示时刻，向所述扭曲液晶盒施加和消去阈值电场；所述阈值电场为能使所述扭曲液晶盒内的液晶完全沿电场方向排列的最小电场；

所述偏振方向空间调制板包括若干个第一区域、第二区域和第三区域，且沿所述显示面板的行方向以第二区域、第一区域、第二区域和第三区域为周期循环排列；所述第一区域与第一狭缝光栅形成时的狭缝重合，所述第三区域与第二狭缝光栅形成时的狭缝重合；所述第一区域和第三区域之中的一个使入射的第一线性偏振光和第二线性偏振光直接透射，另一个使入射的第一线性偏振光和第二线性偏振光转换为偏振方向垂直于入射光的偏振方向的线性偏振光出射；所述第二区域对任何入射光进行遮光；所述第一线偏振片的光轴方向与所述第一线性偏振光的偏振方向平行。

所述显示面板出射第一线性偏振光；所述时序狭缝光栅位于所述显示面板的出射光一侧；沿所述显示面板的出射光方向，所述时序狭缝光栅依次包括：扭曲液晶盒、偏振方向空间调制板和第一线偏振片；所述时序狭缝光栅还包括控制电路；所述扭曲液晶盒为90度扭曲液晶盒，且入射面的摩擦方向与所述第一线性偏振光的偏振方向平行或垂直；所述控制电路用于在所述显示面板的两个相邻显示时刻，向所述扭曲液晶盒施加和消去阈值电场；所述阈值电场为能使所述扭曲液晶盒内的液晶完全沿电场方向排列的最小电场；所述偏振方向空间调制板包括若干个第一区域、第二区域和第三区域，且沿所述显示面板的行方向以第二区域、第一区域、第二区域和第三区域为周期循环排列；所述第一区域与第一狭缝光栅形成时的狭缝重合，所述第三区域与第二狭缝光栅形成时的狭缝重合；所述第一区域和第三区域之中的一个使入射的第一线性偏振光和第二线性偏振光直接透射，另一个使入射的第一线性偏振光和第二线性偏振光转换为偏振方向垂直于入射光的偏振方向的线性偏振光出射；所述第二区域对任何入射光进行遮光；所述第一线偏振片的光轴方向与所述第一线性偏振光的偏振方向垂直。

所述显示面板出射非线性偏振光；所述时序狭缝光栅位于所述显示面板的出射光一侧；沿所述显示面板的出射光方向，所述时序狭缝光栅依次包括：第二线偏振片、扭曲液晶盒、偏振方向空间调制板和第一线偏振片；所述时序狭缝光栅还包括控制电路；所述第二线偏振片将所述显示面板的出射光转换为第一线性偏振光出射；所述扭曲液晶盒为90度扭曲液晶盒，且入射面的摩擦方向与所述第一线性偏振光的偏振方向平行或垂直；用于在没有外加阈值电场时，将所述第一线性偏振光转换为偏振方向与其垂直的第二线性偏振光出射，或者在有外加阈值电场时，使所述第一线性偏振光直接透射；所述控制电路用于在所述显示面板的两个相邻显示时刻，向所述扭曲液晶盒施加和消去阈值电场；所述阈值电场为能使所述扭曲液晶盒内的液晶完全沿电场方向排列的最小电场；所述偏振方向空间调制板包括若干个第一区域、第二区域和第三区域，且沿所述显示面板的行方向以第二区域、第一区域、第二区域和第三区域为周期循环排列；所述第一区域与第一狭缝光栅形成时的狭缝重合，所述第三区域与第二狭缝光栅形成时的狭缝重合；所述第一区域和第三区域之中的一个使入射的第一线性偏振光和第二线性偏振光直接透射，另一个使入射的第一线性偏振光和第二线性偏振光转换为偏振方向垂直与入射光的偏振方向的线性偏振光出射；所述第二区域对任何入射光进行遮光；所述第一线偏振片的光轴方向与所述第一线性偏振光的偏振方向平行。所述显示面板出射非线性偏振光；所述时序狭缝光栅位于所述显示面板的出射光一侧；沿所述显示面板的出射光方向，所述时序狭缝光栅依次包括：第二线偏振片、扭曲液晶盒、偏振方向空间调制板和第一线偏振片；所述时序狭缝光栅还包括控制电路；所述第二线偏振片将所述显示面板的出射光转换为第一线性偏振光出射；所述扭曲液晶盒为90度扭曲液晶盒，且入射面的摩擦方向与所述第一线性偏振光的偏振方向平行或垂直；用于在没有外加阈值电场时，将所述第一线性偏振光转换为偏振方向与其垂直的第二线性偏振光出射，或者在有外加阈值电场时，使所述第一线性偏振光直接透射；所述控制电路用于在所述显示面板的两个相邻显示时刻，向所述扭曲液晶盒施加和消去阈值电场；所述阈值电场为能使所述扭曲液晶盒内的液晶完全沿电场方向排列的最小电场；所述偏振方向空间调制板包括若干个第一区域、第二区域和第三区域，且沿所述显示面板的行方向以第二区域、第一区域、第二区域和第三区域为周期循环排列；所述第一区域与第一狭缝光栅形成时的狭缝重合，所述第三区域与第二狭缝光栅形成时的狭缝重合；所述第一区域和第三区域之中的一个使入射的第一线性偏振光和第二线性偏振光直接透射，另一个使入射的第一线性偏振光和第二线性偏振光转换为偏振方向垂直于入射光的偏振方向的线性偏振光出射；所述第二区域对任何入射光进行遮光；所述第一线偏振片的光轴方向与所述第一线性偏振光的偏振方向垂直。

本发明提供的全分辨率立体显示装置通过采用一个时序狭缝光栅，使其在显示面板的两个相邻显示时刻形成不同参数的狭缝光栅，分别将两个相邻显示时刻显示面板显示的左图像和右图像提供给观看者的左、右眼，从而使立体显示分辨率达到采用的显示面板的分辨率，控制灵活且实施效果好。

附图说明

图1为现有的狭缝光栅立体显示装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的全分辨率立体显示装置的俯视图；

图3为实施例一提供的全分辨率立体显示装置的详细结构示意图；

图4A为图3所示装置在T1时刻、当第一线偏振片33的光轴方向平行于第一线偏振光的偏振方向且扭曲液晶盒32没有外加阈值电场时的局部光路示意图；

图4B为图3所示装置在T2时刻、当第一线偏振片33的光轴方向平行于第一线偏振光的偏振方向且扭曲液晶盒32有外加阈值电场时的局部光路示意图；

图5为实施例二提供的全分辨率立体显示装置的详细结构示意图；

图6A所示为图5所示装置在T1’时刻、当第一线偏振片53的光轴方向平行于第一线偏振光的偏振方向且扭曲液晶盒51没有外加阈值电场时的局部光路示意图；

图6B所示为图5所示装置在T2’时刻、当第一线偏振片53的光轴方向平行于第一线偏振光的偏振方向且扭曲液晶盒51有外加阈值电场时的局部光路示意图。

具体实施方式

图2所示为本发明实施例提供的全分辨率立体显示装置的俯视图，该装置包括：用于提供图像光的显示面板21以及位于所述显示面板21出射面侧的时序狭缝光栅22。其中，显示面板21的像素单元23为二维矩阵形式，任意两个像素单元23之间都具有黑色遮光区域，用于设置显示面板的各像素单元的显示控制电路等，在现有技术中，显示面板上的这些黑色遮光区域也称为黑矩阵(black matrix)，为方便描述，图2中将其表示为黑矩阵23。所述时序狭缝光栅22可以在显示面板21的任意两个相邻显示时刻形成具有不同光栅参数的狭缝光栅。

图2所示全分辨率立体显示装置采用视觉停留效应显示立体图像：在显示面板21的某一显示时刻，如图中实线所示，显示面板21显示左眼用图像，时序狭缝光栅22形成第一狭缝光栅，该第一狭缝光栅上的若干个第一狭缝将显示面板21的各像素单元23显示的图像光均导向至观看者的左眼，同时观看者的右眼仅能透过第一狭缝看到显示面板21的黑矩阵24。在下一显示时刻，如图中虚线所示，显示面板21显示右眼用图像，时序狭缝光栅22形成第二狭缝光栅，第二狭缝光栅上的若干个第二狭缝使观看者的左眼仅能看到显示面板21的黑矩阵24，同时第二狭缝将显示面板21的各像素单元23显示的图像光均导向至观看者的右眼。通过上述过程，观看者的左、右眼能在显示面板21的两个相邻显示时刻分别看到整个显示面板21显示的左、右眼用图像，显然，为了使观看者的左、右眼在两个相邻显示时刻看到的左、右眼用图像能够在大脑中融合成一幅立体图像，所述显示面板21的刷新率必须为人眼能够分辨的显示面板最高刷新率的至少2倍。较佳地，显示面板21的刷新率可以为120Hz。

上述第一狭缝光栅和第二狭缝光栅的光栅参数都可以根据需要达到的显示效果进行计算得出，此处不再多做描述。

实施例一

图3为本实施例提供的全分辨率立体显示装置的详细结构示意图。其中，当显示面板21的出射光为线性偏振光时，沿显示面板21的出射光方向，时序狭缝光栅22依次包括：偏振方向空间调制板31、扭曲液晶盒32和第一线偏振片33，此外，时序狭缝光栅22还包括控制电路38。若显示面板21的出射光为非线性偏振光，则沿显示面板21的出射光方向，时序狭缝光栅22还包括：位于所述显示面板21和偏振方向空间调制板31之间的第二线偏振片(图中未示出)，本领域技术人员完全可以理解：出射光为非线性偏振光的显示面板与其前方的第二线偏振片的组合完全等效于一个出射光为线性偏振光的显示面板，因此，以下为方便说明，设图3采用的显示面板21的出射光为第一线性偏振光。

图3中为方便表示，将偏振方向空间调制板31、扭曲液晶盒32和第一线偏振片33分离作图，事实上，偏振方向空间调制板31、扭曲液晶盒32和第一线偏振片33之间可以紧靠设置。

偏振方向空间调制板31包括若干个第一区域34、第二区域35和第三区域36，在正对该立体显示装置的出射光方向观察时，偏振方向空间调制板31沿行方向上以第二区域35、第一区域34、第二区域35和第三区域36为周期循环排列，图中仅示意性地画出了3个循环周期。所有第二区域35为遮光区域，各第二区域35的宽度根据图2的显示需要具体设置。任意两个第一区域34的宽度相等，任意两个第三区域36的宽度也相等，所述第一区域34和第三区域36之中的一个使入射的第一线性偏振光直接透射(即：使第一线性偏振光的振动面旋转180×k度，其中k＝0，1，2，...)，另一个使入射的第一线性偏振光转换为偏振方向与第一线性偏振光的偏振方向垂直的第二线性偏振光(即：使第一线性偏振光的振动面旋转(180×k+90)度，其中k＝0，1，2，...)，以下为方便说明，设第一区域34使显示面板21提供的第一线性偏振光直接透射，第三区域36使显示面板21提供的第一线性偏振光转变为第二线性偏振光。例如：第一区域34为透明玻璃制作，第三区域36内为入射面摩擦方向与第一线性偏振光的偏振方向平行的扭曲液晶固化聚合物或其它具有旋光作用的光学活性聚合物材料，且其旋光角度为(180×k+90)度(k＝0，1，2，...)，即可满足上述要求。

扭曲液晶盒32为90度扭曲液晶盒，由于90度扭曲液晶盒的结构已是公知技术，在此不再详述。扭曲液晶盒32入射面的摩擦方向与显示面板21出射的第一线性偏振光的偏振方向平行或垂直，由扭曲液晶原理可知：在没有外加阈值电场时，90度扭曲液晶盒能够将偏振方向与该扭曲液晶盒的入射面摩擦方向平行/垂直的线性偏振光转换为偏振方向与入射线性光的偏振方向垂直的另一线性偏振光出射。所述阈值电场为能使扭曲液晶盒32内的液晶分子完全沿电场方向排列的最小电场。具体实施时，在显示面板21的任意两个相邻显示时刻，控制电路38使扭曲液晶盒32分别处于外加阈值电场和没有外加阈值电场的状态。

第一线偏振片33的光轴方向与显示面板21出射的第一线偏振光的偏振方向平行或垂直。

图3所示立体显示装置中，在显示面板21的任意两个相邻显示时刻，通过控制电路38给所述扭曲液晶盒32外加阈值电场和不外加阈值电场，可以使任一时刻该时序狭缝光栅22在预定位置形成狭缝，实现立体显示。

图3所示可调狭缝光栅中，偏振方向空间调制板31的第一区域34和第三区域36分别在两个相邻时刻与扭曲液晶盒32及第一线偏振片33组成相应时刻的狭缝。以下为方便说明，设偏振方向空间调制板31的第一区域34、扭曲液晶盒32和第一线偏振片33在某一时刻形成用于使观看者左眼看到左图像光的第一狭缝光栅的第一狭缝；并设第三区域36、扭曲液晶盒32和第一线偏振片33在下一时刻形成用于使观看者右眼看到右图像光的第二狭缝光栅的第二狭缝。

图4A所示为图3所示装置在T1时刻、当第一线偏振片33的光轴方向平行于第一线偏振光的偏振方向且扭曲液晶盒32没有外加阈值电场时的局部光路示意图。所述T1时刻为显示面板21的任一显示时刻。如图4A中所示，显示面板21出射的下面一条第一线性偏振光a1经偏振方向空间调制板31的第一区域34后保持原偏振状态出射，然后扭曲液晶盒32将入射的第一线性偏振光转换为偏振方向与其垂直的第二线性偏振光出射，最后由于第一线偏振片33的光轴37平行于第一线性偏振光的偏振方向(即垂直于第二线性偏振光的偏振方向)，因此入射至第一线偏振片33的第二线性偏振光被消光。即：第一区域34、扭曲液晶盒32和第一线偏振片33对显示面板21出射的下面一条第一线性偏振光a1表现为遮光作用。此外，由于第二区域35本身是遮光区域，因此图4A中显示面板21出射的中间一条第一线性偏振光c1直接被第二区域35遮光。

同理可分析：图4A中显示面板21出射的最上面一条第一线性偏振光b1经偏振方向空间调制板31的第三区域36后变为第二线性偏振光出射，然后扭曲液晶盒32将第三区域出射的第二线性偏振光转换为第一线性偏振光出射，最后第一线偏振片33使扭曲液晶盒32出射的第一线性偏振光直接透射。即：此时偏振方向空间调制板31的第三区域36、扭曲液晶盒32和第一线偏振片33对显示面板21出射的上面一条第一线性偏振光b1表现为通光作用，形成第二狭缝。

图4B所示为图3所示装置在T2时刻、当第一线偏振片33的光轴方向平行于第一线偏振光的偏振方向且扭曲液晶盒32有外加阈值电场时的局部光路示意图，所述T2时刻为T1时刻的下一时刻。如图4B中所示，显示面板21出射的下面一条第一线性偏振光a2经偏振方向空间调制板31的第一区域34后保持原偏振状态出射，然后入射至有外加阈值电场的扭曲液晶盒32上，由扭曲液晶原理可知，外加阈值电场的扭曲液晶盒32不改变入射光线的偏振性质，因此第一区域34出射的第一线性偏振光直接透射过扭曲液晶盒32，又经第一线偏振片33出射。即时刻T2：第一区域34、扭曲液晶盒32和第一线偏振片33对显示面板21出射的下面一条第一线性偏振光a2表现为通光作用，形成第一狭缝。

同理可分析：图4B中显示面板21出射的最上面一条第一线性偏振光b2经偏振方向空间调制板31的第三区域36后变为第二线性偏振光出射，然后第二线性偏振光直接经扭曲液晶盒32透射，最后第二线性偏振光被光轴37与第二线性偏振光的偏振方向垂直的第一线偏振片33消光。即时刻T2：偏振方向空间调制板31的第三区域36、扭曲液晶盒32和第一线偏振片33对显示面板21出射的上面一条第一线性偏振光b2表现为遮光作用。此外，由于第二区域35本身是遮光区域，因此图4B中显示面板21出射的中间一条第一线性偏振光c2直接被第二区域35遮光。

实施例二

图5为本实施例提供的全分辨率立体显示装置的详细结构示意图。其中，当显示面板21的出射光为线性偏振光时，沿显示面板21的出射光方向，时序狭缝光栅22依次包括：扭曲液晶盒51、偏振方向空间调制板52和第一线偏振片53，此外，时序狭缝光栅22还包括控制电路58。若显示面板21的出射光为非线性偏振光，则沿显示面板21的出射光方向，时序狭缝光栅22还包括位于所述显示面板21和扭曲液晶盒51中的第二线偏振片(图中未示出)，类似于实施例一，以下为方便说明，设图5采用的显示面板21的出射第一线性偏振光。事实上，扭曲液晶盒51、偏振方向空间调制板52和第一线偏振片53可以相互紧贴设置。

扭曲液晶盒51与实施例一中的扭曲液晶盒32的结构完全相同，为90度扭曲液晶盒，所选择的扭曲液晶盒51的入射面摩擦方向需与显示面板21出射的第一线性偏振光的偏振方向平行或垂直，用于在没有外加阈值电场时，将显示面板21出射的第一线性偏振光转换为偏振方向与其垂直的第二线性偏振光，或者在有外加阈值电场时，使显示面板21出射的第一线性偏振光直接透射。具体实施时，在显示面板21的任意两个相邻显示时刻，控制电路58使扭曲液晶盒32分别处于外加阈值电场和没有外加阈值电场的状态。

偏振方向空间调制板52的结构与实施例一中的偏振方向空间调制板31的结构也完全相同，即偏振方向空间调制板52包括若干个第一区域54、第二区域55和第三区域56，且在正对该立体显示装置的出射光方向观察时，偏振方向空间调制板31沿行方向上以第二区域55、第一区域54、第二区域55和第三区域56为周期循环排列。所有第二区域55为遮光区域，各第二区域55的宽度根据图2的显示需要具体设置。任意两个第一区域54的宽度相等，任意两个第三区域56的宽度也相等，所述第一区域54和第三区域56之中的一个使第一线性偏振光以及与其偏振方向相互垂直的第二线性偏振光直接透射(即：使第一线性偏振光的振动面旋转180×k度，其中k＝0，1，2，...)，另一个使入射的第一线性偏振光和第二线性偏振光的振动面旋转(180×k+90)度，其中k＝0，1，2，...。例如：第一区域54采用透明玻璃制作，第三区域36内采用入射面摩擦方向与第一线性偏振光的偏振方向平行的90度扭曲液晶固化聚合物或其它具有偏振方向空间调制作用的光学活性聚合物材料，且其旋光角度为(180×k+90)度(k＝0，1，2，...)，即可满足上述要求。以下为方便说明，设第一区域54使入射的线性偏振光直接透射，第三区域56使入射的线性偏振光转变为偏振方向与其垂直的线性偏振光。

第一线偏振片53的光轴方向与显示面板21出射的第一线偏振光的偏振方向平行或垂直。

可见，本实施例提供的全分辨率立体显示装置与实施例一的区别仅在于将实施例一中时序狭缝光栅中的扭曲液晶盒和偏振方向空间调制板的位置对调，类似于实施例一，图5所示的时序狭缝光栅中，在显示面板21的任意两个相邻显示时刻，通过给所述扭曲液晶盒51外加阈值电场和不外加阈值电场，可以使任一时刻该时序狭缝光栅在预定位置形成狭缝，实现立体显示。以下详细进行说明如何使扭曲液晶盒51、第一区域54和第一线偏振片53在显示面板21的某一显示时刻形成用于使观看者的左眼看到左图像光的第一狭缝；并使扭曲液晶盒51、第三区域56和第一线偏振片53在下一显示时刻形成使观看者于使观看者的右眼看到右图像光的第二狭缝。

图6A所示为图5所示装置在T1’时刻、当第一线偏振片53的光轴方向平行于第一线偏振光的偏振方向且扭曲液晶盒51没有外加阈值电场时的局部光路示意图。所述T1’时刻为显示面板21的任一显示时刻。如图6A中所示，显示面板21出射的下面一条第一线性偏振光a3经扭曲液晶盒51后转换为第二线性偏振光出射，然后偏振方向空间调制板52的第一区域54使入射的第二线性偏振光直接透射，最后由于第一线偏振片53的光轴57平行于第一线性偏振光的偏振方向，因此第一线偏振片53将偏振方向空间调制板52的第一区域54出射的第二线性偏振光消光。即在时刻T1’：扭曲液晶盒51、第一区域54和第一线偏振片53对显示面板21出射的下面一条第一线性偏振光a3表现为遮光作用。此外，由于第二区域55本身是遮光区域，因此图6A中显示面板21出射的中间一条第一线性偏振光c3经扭曲液晶盒51后变成第二线性偏振光出射，然后该第二线性偏振光被第二区域55遮光。

同理可分析：图6A中显示面板21出射的最上面一条第一线性偏振光b3经扭曲液晶盒51后转换为第二线性偏振光出射，然后经偏振方向空间调制板52的第三区域56后再次转变为第一线性偏振光出射，最后偏振方向空间调制板的第三区域56出射的第一线性偏振光直接透射过光轴方向与其偏振方向平行的第一线偏振片53。即T1’时刻：扭曲液晶盒51、第三区域56和第一线偏振片53对显示面板21出射的上面一条第一线性偏振光b3表现为通光作用，形成第二狭缝。

图6B所示为图5所示装置在T2’时刻、当第一线偏振片53的光轴方向平行于第一线偏振光的偏振方向且扭曲液晶盒51有外加阈值电场时的局部光路示意图。所述T2’时刻为T1’时刻的下一显示时刻。如图6B中所示，由于扭曲液晶盒51有外加阈值电场，所以显示面板21出射的下面一条第一线性偏振光a4直接透射过扭曲液晶盒51，然后偏振方向空间调制板52的第一区域54使入射的第一线性偏振光保持原偏振状态出射，最后由于第一线偏振片53的光轴57平行于第一线性偏振光的偏振方向，因此第一线偏振片53使偏振方向空间调制板52的第一区域54出射的第一线性偏振光直接透射。即在时刻T2’：扭曲液晶盒51、第一区域54和第一线偏振片53对显示面板21出射的下面一条第一线性偏振光a4表现为通光作用，形成第一狭缝。

同理可分析：图6B中显示面板21出射的最上面一条第一线性偏振光b4也直接透射过经曲液晶盒51，然后偏振方向空间调制板52的第三区域56将第一线性偏振光b4转变为第二线性偏振光出射，最后第一线偏振片53将偏振方向空间调制板52的第三区域56出射的第二线性偏振光消光。即T2’时刻：扭曲液晶盒51、第三区域56和第一线偏振片53对显示面板21出射的上面一条第一线性偏振光b4表现为遮光作用。此外，由于第二区域55本身是遮光区域，因此图6B中显示面板21出射的中间一条第一线性偏振光c4直接透射过扭曲液晶盒51后被第二区域55遮光。

上述两个实施例中，当第一线偏振片的光轴方向平行于显示面板21出射的第一线性偏振光时，不给扭曲液晶盒外加阈值电压，则时序狭缝光栅形成用于使观看者右眼看到右眼图像光的第二狭缝光栅，若给扭曲液晶盒外加阈值电压，则时序狭缝光栅形成用于使观看者的左眼看到左眼图像光的第一狭缝光栅。根据相同原理可做光路图分析得知：在其他情况不变时，若时序狭缝光栅中的第一线偏振片的光轴方向垂直于显示面板出射的第一线性偏振光，不给扭曲液晶盒外加阈值电压，则偏振方向空间调制板的第一区域、扭曲液晶盒和第一线偏振片将显示面板提供的第一线性偏振光转变为第二线性偏振光出射，此时时序狭缝光栅形成用于使观看者的左眼看到左眼图像光的第一狭缝光栅；若给所述扭曲液晶盒外加阈值电压，则第三区域、扭曲液晶盒和第一线偏振片将显示面板提供的第一线性偏振光转变为第二线性偏振光出射，此时时序狭缝光栅形成用于使观看者右眼看到右眼图像光的第二狭缝光栅，最终实现立体显示的目的。

除实施例一和实施例二外，图2所示的时序狭缝光栅22还可以有多种实施方式，例如现有的许多液晶快门阵列都可以作为时序狭缝光栅22，由于液晶快门阵列是现有技术，在此不做过多描述。

图2中给出了时序狭缝光栅设置于显示面板前的实施方式，本领域技术人员可以理解：将时序狭缝光栅设置于显示面板后方也是可行的。当时序狭缝光栅设置于显示面板后方时，时序狭缝光栅的入射面侧必须包含第三线偏振片，且时序狭缝光栅中靠近显示面板一侧的线偏振片可以省略，此时需要保证时序狭缝光栅出射的线性偏振光的偏振方向与显示面板需要的入射线性偏振光方向一致。

本发明提供的全分辨率立体显示装置通过采用一个时序狭缝光栅，使其在显示面板的两个相邻显示时刻形成不同参数的狭缝光栅，分别将两个相邻显示时刻显示面板显示的左图像和右图像提供给观看者的左、右眼，不仅能够实现全分辨率的立体显示，而且控制灵活且实施效果好。

上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的技术人员在本方法的启示下，在不脱离本方法宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以作出很多变形，这些均属于本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种全分辨率立体显示装置，其特征在于，包括显示面板和时序狭缝光栅；

所述显示面板用于在两个相邻显示时刻分别显示左图像和右图像；

所述时序狭缝光栅用于在所述显示面板显示左图像时，形成第一狭缝光栅，所述第一狭缝光栅将所述左图像的图像光导向至观看者左眼，并使观看者右眼仅能看到所述显示面板上的黑矩阵；在所述显示面板显示右图像时，所述时序狭缝光栅形成第二狭缝光栅，所述第二狭缝光栅将所述右图像的图像光导向至所述观看者右眼，同时使观看者左眼仅能看到所述显示面板上的黑矩阵；

其中，所述时序狭缝光栅包括：偏振方向空间调制板、扭曲液晶盒和第一线偏振片；所述时序狭缝光栅还包括控制电路；所述偏振方向空间调制板包括若干个第一区域、第二区域和第三区域，且沿所述显示面板的行方向以第二区域、第一区域、第二区域和第三区域为周期循环排列；所述第一区域与第一狭缝光栅形成时的狭缝重合，所述第三区域与第二狭缝光栅形成时的狭缝重合；所述第一区域和第三区域之中的一个使入射的第一线性偏振光直接透射，另一个使入射的第一线性偏振光转换为偏振方向与其垂直的第二线性偏振光出射；所述第二区域对任何入射光进行遮光。

2.如权利要求1所述的一种全分辨率立体显示装置，其特征在于，所述显示面板出射第一线性偏振光；所述时序狭缝光栅位于所述显示面板的出射光一侧；沿所述显示面板的出射光方向，所述时序狭缝光栅依次包括：偏振方向空间调制板、扭曲液晶盒和第一线偏振片；

所述扭曲液晶盒为90度扭曲液晶盒，且入射面的摩擦方向与所述第一线性偏振光的偏振方向平行或垂直；

所述控制电路用于在所述显示面板的两个相邻显示时刻，分别向所述扭曲液晶盒施加和消去阈值电场；所述阈值电场为能使所述扭曲液晶盒内的液晶完全沿电场方向排列的最小电场；

所述第一线偏振片的光轴方向与所述第一线性偏振光的偏振方向平行。

3.如权利要求1所述的一种全分辨率立体显示装置，其特征在于，所述显示面板出射第一线性偏振光；所述时序狭缝光栅位于所述显示面板的出射光一侧；沿所述显示面板的出射光方向，所述时序狭缝光栅依次包括：偏振方向空间调制板、扭曲液晶盒和第一线偏振片；

所述扭曲液晶盒为90度扭曲液晶盒，且入射面的摩擦方向与所述第一线性偏振光的偏振方向平行或垂直；

所述控制电路用于在所述显示面板的两个相邻显示时刻，分别向所述扭曲液晶盒施加和消去阈值电场；所述阈值电场为能使所述扭曲液晶盒内的液晶完全沿电场方向排列的最小电场；

所述第一线偏振片的光轴方向与所述第一线性偏振光的偏振方向垂直。

4.如权利要求1所述的一种全分辨率立体显示装置，其特征在于，所述显示面板出射非线性偏振光；所述时序狭缝光栅位于所述显示面板的出射光一侧；沿所述显示面板的出射光方向，所述时序狭缝光栅依次包括：第二线偏振片、偏振方向空间调制板、扭曲液晶盒和第一线偏振片；

所述第二线偏振片将所述显示面板的出射光转换为第一线性偏振光出射；

所述扭曲液晶盒为90度扭曲液晶盒，且入射面的摩擦方向与所述第一线性偏振光的偏振方向平行或垂直；

所述控制电路用于在所述显示面板的两个相邻显示时刻，分别向所述扭曲液晶盒施加和消去阈值电场；所述阈值电场为能使所述扭曲液晶盒内的液晶完全沿电场方向排列的最小电场；

所述第一线偏振片的光轴方向与所述第一线性偏振光的偏振方向平行。

5.如权利要求1所述的一种全分辨率立体显示装置，其特征在于，所述显示面板出射非线性偏振光；所述时序狭缝光栅位于所述显示面板的出射光一侧；沿所述显示面板的出射光方向，所述时序狭缝光栅依次包括：第二线偏振片、偏振方向空间调制板、扭曲液晶盒和第一线偏振片；

所述第二线偏振片将所述显示面板的出射光转换为第一线性偏振光出射；

所述扭曲液晶盒为90度扭曲液晶盒，且入射面的摩擦方向与所述第一线性偏振光的偏振方向平行或垂直；

所述控制电路用于在所述显示面板的两个相邻显示时刻，分别向所述扭曲液晶盒施加和消去阈值电场；所述阈值电场为能使所述扭曲液晶盒内的液晶完全沿电场方向排列的最小电场；

所述第一线偏振片的光轴方向与所述第一线性偏振光的偏振方向垂直。

6.如权利要求1所述的一种全分辨率立体显示装置，所述显示面板出射

第一线性偏振光；所述时序狭缝光栅位于所述显示面板的出射光一侧；沿所述显示面板的出射光方向，所述时序狭缝光栅依次包括：扭曲液晶盒、偏振方向空间调制板和第一线偏振片；

所述扭曲液晶盒为90度扭曲液晶盒，且入射面的摩擦方向与所述第一线性偏振光的偏振方向平行或垂直；

所述控制电路用于在所述显示面板的两个相邻显示时刻，向所述扭曲液晶盒施加和消去阈值电场；所述阈值电场为能使所述扭曲液晶盒内的液晶完全沿电场方向排列的最小电场；

所述第一线偏振片的光轴方向与所述第一线性偏振光的偏振方向平行。

7.如权利要求1所述的一种全分辨率立体显示装置，所述显示面板出射第一线性偏振光；所述时序狭缝光栅位于所述显示面板的出射光一侧；沿所述显示面板的出射光方向，所述时序狭缝光栅依次包括：扭曲液晶盒、偏振方向空间调制板和第一线偏振片；

所述扭曲液晶盒为90度扭曲液晶盒，且入射面的摩擦方向与所述第一线性偏振光的偏振方向平行或垂直；

所述控制电路用于在所述显示面板的两个相邻显示时刻，向所述扭曲液晶盒施加和消去阈值电场；所述阈值电场为能使所述扭曲液晶盒内的液晶完全沿电场方向排列的最小电场；

所述第一线偏振片的光轴方向与所述第一线性偏振光的偏振方向垂直。

8.如权利要求1所述的一种全分辨率立体显示装置，所述显示面板出射非线性偏振光；所述时序狭缝光栅位于所述显示面板的出射光一侧；沿所述显示面板的出射光方向，所述时序狭缝光栅依次包括：第二线偏振片、扭曲液晶盒、偏振方向空间调制板和第一线偏振片；

所述第二线偏振片将所述显示面板的出射光转换为第一线性偏振光出射；

所述扭曲液晶盒为90度扭曲液晶盒，且入射面的摩擦方向与所述第一线性偏振光的偏振方向平行或垂直；用于在没有外加阈值电场时，将所述第一线性偏振光转换为偏振方向与其垂直的第二线性偏振光出射，或者在有外加阈值电场时，使所述第一线性偏振光直接透射；

所述控制电路用于在所述显示面板的两个相邻显示时刻，向所述扭曲液晶盒施加和消去阈值电场；所述阈值电场为能使所述扭曲液晶盒内的液晶完全沿电场方向排列的最小电场；

所述第一线偏振片的光轴方向与所述第一线性偏振光的偏振方向平行。

9.如权利要求1所述的一种全分辨率立体显示装置，所述显示面板出射非线性偏振光；所述时序狭缝光栅位于所述显示面板的出射光一侧；沿所述显示面板的出射光方向，所述时序狭缝光栅依次包括：第二线偏振片、扭曲液晶盒、偏振方向空间调制板和第一线偏振片；

所述第二线偏振片将所述显示面板的出射光转换为第一线性偏振光出射；

所述扭曲液晶盒为90度扭曲液晶盒，且入射面的摩擦方向与所述第一线性偏振光的偏振方向平行或垂直；用于在没有外加阈值电场时，将所述第一线性偏振光转换为偏振方向与其垂直的第二线性偏振光出射，或者在有外加阈值电场时，使所述第一线性偏振光直接透射；

所述控制电路用于在所述显示面板的两个相邻显示时刻，向所述扭曲液晶盒施加和消去阈值电场；所述阈值电场为能使所述扭曲液晶盒内的液晶完全沿电场方向排列的最小电场；

所述第一线偏振片的光轴方向与所述第一线性偏振光的偏振方向垂直。

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