CN102193202B - 利用衍射透镜的图像显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种利用衍射透镜的图像显示装置。根据本发明的示例性实施例的图像显示装置包括：显示面板，显示图像；衍射透镜，用于使显示面板的图像被识别为二维(2D)图像或者三维(3D)图像，其中，衍射透镜利用菲涅尔波带板的光学原理来改变光路。

Description

利用衍射透镜的图像显示装置
技术领域
本发明涉及一种利用衍射透镜的图像显示装置，更详细地，涉及一种二维/三维(2D/3D)兼容的图像显示装置。
背景技术
近年来，显示装置技术已经显著地发展，使得已经实现了三维(3D)立体图像显示装置，且已经研发了用于显示3D图像的各种方法。
为实现立体图像显示，大多数通常使用的方法中的一种是利用双眼视差的方法。在利用双眼视差的方法中，到达左眼的图像和到达右眼的图像显示在同一显示装置中，所述两种图像分别入射到观看者的左眼和右眼。即，分别以不同角度观察的图像被输入到双眼，使得观看者可以感觉到三维效果。
图像分别输入到右眼和左眼的方法包括使用栅栏的方法和使用微结构透镜(为一种柱透镜)的方法。
在使用栅栏的立体图像显示装置中，缝形成在栅栏中，来自显示装置的图像被分成通过缝分别输入到观看者的左眼和右眼的左眼图像和右眼图像。
利用透镜的立体图像显示装置分别显示左眼图像和右眼图像，来自立体图像显示装置的图像的光路通过透镜被修改，使得图像被分成左眼图像和右眼图像。
另一方面，在平面图像显示方法转变成立体图像显示方法的过程中，已经开发了2D/3D兼容的图像显示装置，而且已经开发了在二维(2D)和3D之间切换的能力。
在背景技术部分公开的上述信息仅仅用于增强对本发明的背景的理解，因此其可以包含不构成现有技术的任意部分的信息。
发明内容
本发明的示例性实施例提供一种利用衍射透镜的图像显示装置。
本发明的示例性实施例还提供一种用于驱动包括衍射透镜的图像显示装置的方法。
在下面的说明中将阐述本发明的其他特征，部分地将通过描述显而易见，或者可以通过实施本发明而了解。
本发明的示例性实施例公开了一种图像显示装置，所述图像显示装置包括：显示面板，用于显示图像；衍射透镜，用于使显示面板的图像被识别为二维(2D)图像或者三维(3D)图像，其中，衍射透镜通过利用菲涅尔波带板的光学原理来改变光路。
本发明的示例性实施例还公开了一种用于驱动图像显示装置的方法，所述图像显示装置包括：显示面板；衍射透镜，用于使显示面板的图像被识别为2D图像或者3D图像；控制器，用于控制显示面板和衍射透镜。该方法包括：从外部存储单元将2D图像信号和3D图像信号之一输入到控制器；在控制器中产生用于控制显示面板的显示模式并且将被提供到显示面板的第一控制信号，在控制器中产生用于控制衍射透镜的开启和关闭的切换并且将被提供到衍射透镜的第二控制信号，其中，衍射透镜利用菲涅尔波带板的光学原理改变来自显示面板的光的路径。
应当理解，前面的总体描述和下面的详细描述是示例性和解释性的，并且意在提供对所请求保护的本发明的进一步解释。
附图说明
图1和图2是示出根据本发明的示例性实施例的图像显示装置的示意性结构和形成2D图像和3D图像的方法的示图。
图3是示出透射率根据幅度调制型菲涅尔波带板的位置改变的曲线图。
图4是示出相位延迟根据相位调制型菲涅尔波带板的位置改变的曲线图。
图5是根据本发明的示例性实施例的作为衍射透镜的一个示例的液晶衍射透镜的剖视图。
图6是根据本发明的示例性实施例的液晶衍射透镜的剖视图。
图7是示出施加到图6的液晶衍射透镜的电极的电压的示图。
图8是示出在图6的液晶衍射透镜的各个带中的相位延迟的示图。
图9是图6的液晶衍射透镜的一个周期中包括的相位延迟形状的示图。
图10是根据本发明的示例性实施例的液晶衍射透镜的一部分的剖视图和示出施加到液晶衍射透镜的电极的电压的示图。
图11是根据本发明的示例性实施例的偏振转换型图像显示装置的剖视图。
图12是作为图11的偏振转换型图像显示装置中包括的各向异性衍射透镜的一个示例的薄膜型各向异性衍射透镜的剖视图。
图13是作为图11的偏振转换型图像显示装置中包括的各向异性衍射透镜的一个示例的液晶单元型各向异性衍射透镜的剖视图。
图14是根据本发明的示例性实施例的图像显示装置的驱动方法的框图。
具体实施方式
以下，参照附图来更充分地描述本发明，其中示出了本发明的示例性实施例。然而，本发明可以以许多不同的形式来实现并不应被解释为局限于这里阐述的实施例。更确切地，提供这些实施例以使本公开是彻底的，并使本发明的范围充分地传达给本领域技术人员。
在附图中，为清楚起见，可能夸大层、膜、面板、区域等的尺寸和相对尺寸。相同的标号在说明书中始终表示相同的元件。应当理解，当诸如层、膜、区域或基板的元件被指出“在”另一元件“上”或“连接到”另一元件时，该元件可直接在另一元件上或直接连接到另一元件，或者可以存在中间元件。相反，当元件被指出“直接在”另一元件“上”或“直接连接到”另一元件时，不存在中间元件。
图1和图2是示出根据本发明的示例性实施例的图像显示装置的示意性结构和形成2D图像和3D图像的方法的示图。
参照图1和图2，根据本发明的示例性实施例的图像显示装置包括：显示面板300，显示图像；衍射透镜400，定位在显示面板300的显示图像的表面的前侧。
显示面板300可以是诸如等离子显示面板(PDP)、液晶显示器(LCD)和有机发光装置(OLED)的平板显示器。显示面板300包括以矩阵形状布置并显示图像的多个像素。显示面板300以2D模式显示一幅平面图像，然而可选择地，其可以显示与若干视场对应的图像(例如，3D模式中的空分型或时分型左眼图像和右眼图像)。例如，作为3D模式中的空分型，显示面板300可以可选择地每隔一像素列显示右眼图像和左眼图像。
衍射透镜400能够在开启和关闭间切换，以利用光的衍射对显示面板300中显示的图像的视场进行划分。即，衍射透镜400利用光的衍射使显示面板300的图像折射，使得图像形成在对应的视场。衍射透镜400在显示面板300处于2D模式时关闭，并在处于3D模式时开启从而具有划分显示面板300的视场的功能。另外，衍射透镜400可以在显示面板300处于3D模式时关闭并且可以在处于2D模式时打开。
图1示出了在衍射透镜400关闭时相同的图像到达左眼和右眼，使得识别2D图像，图2示出了开启衍射透镜400以使显示面板300的图像被分成诸如左眼和右眼的各个视场并被折射，从而识别3D图像。
衍射透镜400可通过菲涅尔波带板实现。菲涅尔波带板是通常使用以类似菲涅尔波带的辐射方式布置并具有从中心到外侧减小的间距的多个同心圆的装置。菲涅尔波带板起到利用光的衍射而非光的折射的透镜的功效。
将参照图3和图4描述根据光学特性的菲涅尔波带板的种类。
图3是示出透射率根据幅度调制型菲涅尔波带板的位置改变的曲线图，图4是示出相位延迟根据相位调制型菲涅尔波带板的位置改变的曲线图。这里，菲涅尔波带板的各个带是如下所述的区域，在所述区域中，相应重复的波形被包括在各条曲线中。
参照图3，幅度调制型菲涅尔波带板包括正弦图案波带板和二元图案波带板等，所述正弦图案波带板的各个带中的光的透射率根据位置以正弦图案在0和1之间变化，在所述二元图案波带板中，各个带被分成光的透射率是1和0的两部分。
参照图4，相位调制型菲涅尔波带板包括开诺全息照片波带板(kinoformzone plate)、正弦相位调制波带板、二元相位调制波带板和多级别相位调制波带板等。开诺全息照片波带板与菲涅尔透镜在各个带中表现相同的相位延迟，在正弦相位调制波带板中，各个带中的相位改变随正弦曲线变化。在二元相位调制波带板中，各个带被分成相位延迟是0弧度和-π弧度的两部分，在多级别相位调制波带板中，各个带中的相位延迟被改变成阶梯式形状。在图4中，各个带中的相位延迟经由多级别相位调制波带板中的四个阶梯改变。
比较在各个波带板的焦距处的光的强度(未示出)，相位调制型菲涅尔波带板的衍射效率优于幅度调制型菲涅尔波带板。在相位调制型菲涅尔波带板中，多级别相位调制波带板的衍射效率仅次于开诺全息照片波带板，在多级别相位调制波带板的焦距处的光的强度在除开诺全息照片波带板之外的相位调制型菲涅尔波带板中是最强的。因此，在关注多级别相位调制波带板时描述下面的示例性实施例，但是不限于此。
这里，将参照图5描述根据本发明的示例性实施例的液晶衍射透镜。
图5是根据本发明的示例性实施例的作为衍射透镜的一个示例的液晶衍射透镜的剖视图。
根据本示例性实施例的液晶衍射透镜401(作为在图1和图2的示例性实施例中描述的衍射透镜400的一个示例)是使用液晶的衍射透镜。根据本示例性实施例的液晶衍射透镜401包括：第一基板110和第二基板210，由诸如玻璃或塑料的绝缘材料制成并彼此面对；液晶层3，设置在两个基板110和210之间。
第一电极层190和第一配向层11顺序地形成在第一基板110上，第二电极层290和第二配向层21顺序地形成在第二基板210上。
第一电极层190和第二电极层290包括由诸如氧化铟锡(ITO)和氧化铟锌(IZO)的透明导电材料制成的多个电极。根据施加的电压，第一电极层190和第二电极层290在液晶层3中形成电场，从而控制液晶层3的液晶分子的布置。
配向层11和21确定液晶层3的液晶分子的初始配向，从而预先确定液晶分子的布置方向，使得液晶分子根据在液晶层3中形成的电场而迅速布置。
液晶层3可以以诸如水平配向模式和垂直配向(VA)模式的各种模式配向，在初始配向状态下，液晶分子的长轴方向可以不从第一基板110到第二基板210扭曲。
根据本示例性实施例的液晶衍射透镜401在电压没有施加到第一电极层190和第二电极层290时关闭且不工作，然后如果电压施加到第一电极层190和第二电极层290，则对液晶层3进行配向，液晶衍射透镜401起上面描述的菲涅尔波带板的作用，从而折射光并执行透镜的功能。
将参照图6、图7、图8和图9以及图5来描述液晶衍射透镜的一个示例性实施例。相同的标号指示与图5的示例性实施例相同的构成元件，将省略相同的描述。
图6是根据本发明的示例性实施例的液晶衍射透镜的剖视图，图7是示出施加到图6的液晶衍射透镜的电极的电压的示图，图8是示出在图6的液晶衍射透镜的各个带中的相位延迟的示图，图9是图6的液晶衍射透镜的一个周期中包括的相位延迟形状的示图。
参照图6，根据本示例性实施例的液晶衍射透镜包括：相互面对的第一基板110和第二基板210；液晶层3，设置在两个基板110和210之间。第一电极层190和配向层11顺序地形成在第一基板110上，第二电极层290(图5)和配向层21顺序地形成在第二基板210上。
第一电极层190包括：第一电极阵列191，包括多个第一电极193；绝缘层180，形成在第一电极阵列191上；第二电极阵列195，形成在绝缘层180上并包括多个第二电极197。
第一电极193和第二电极197可以沿横向交替地设置并且可以不彼此重叠。在图6中，第一电极193的边缘和第二电极197的边缘没有重叠，然而，第一电极193的边缘的一部分和第二电极197的边缘的一部分可以彼此重叠。
当菲涅尔波带板的中心所在的一侧被称为内侧(inside)时，第一电极193的水平方向宽度和第二电极197的水平方向宽度或者多个第一电极193之间的间距和多个第二电极197之间的间距随着靠近于外侧(outside)而减小。在波带板的诸如第(n-1)个带、第n个带和第(n+1)个带的各个带中，设置两个第一电极193和两个第二电极197，各个带中设置各个电极193和197的区域形成子带sZ1、sZ2、sZ3和sZ4。在一个带中，sZ1、sZ2、sZ3和sZ4中顺序地指示从外侧到内侧布置的子带。在图6中，将一个带绘制为包括四个子带sZ1、sZ2、sZ3和sZ4，然而，一个带中包括的子带的数量不限于此。如图6中所示，包括在各个带中的电极193和197的水平方向宽度可随着靠近外部带而减小。与图6不同，包括在一个带中的第一电极193和第二电极197的水平方向宽度可以均匀。
对于所有的带，第一电极193和第二电极197的水平方向宽度可以大于或等于液晶层3的单元间隙d。因此，液晶层3的单元间隙d可以小于10μm，更详细地说，小于5μm，从而可以更加容易地控制液晶分子。
绝缘层180可以是无机绝缘体或者有机绝缘体，使得第一电极阵列191和第二电极阵列195之间电绝缘。
公共电极291形成在第二基板210的整个表面上，接收诸如公共电压Vcom的预定电压。公共电极291可以由诸如ITO和IZO的透明导电材料制成。
配向层11和21可以沿垂直于第一电极193和第二电极197的宽度方向的长度方向(沿着示图表面的法线方向)来摩擦，或者配向层11和21可以沿与所述长度方向形成预定角度的预定方向来摩擦。第一配向层11和第二配向层21的摩擦方向可以彼此相反。
液晶层3的液晶分子31可以沿平行于基板110和210的表面的方向初始地排列，然而，液晶层3的排列不限于此且垂直配向是可以的。
现在将描述液晶衍射透镜的操作。
参照图6和图7，向菲涅尔波带板的各个带的第一电极193和第二电极197施加以从内侧到外侧逐渐增加的阶梯形状而改变的电压。例如，向子带sZ4的第二电极197施加公共电压Vcom，向子带sZ3的第一电极193施加第一电平的电压，向子带sZ2的第二电极197施加大于第一电平的第二电平的电压，向子带sZ1的第一电极193施加大于第二电平的第三电平的电压。向各个带中的相同子带的第一电极193或者第二电极197施加电压，以使它们产生相同的相位延迟。
如上所描述的，如果向公共电极291施加公共电压Vcom并且向第一电极193和第二电极197施加如图7中所示的电压，则液晶层3的液晶分子31可以如图6中布置。即，在水平配向模式下的液晶层3的情况下，子带sZ4中的液晶分子31被保持为与基板110和210的表面平行，而从子带sZ3到子带sZ1液晶层3的液晶分子31被布置为逐渐垂直于基板110和基板210的表面。然而，当液晶层3处于不同于水平配向的模式时，液晶分子可以不同地改变。
如图8中所描述的，可以通过在子带sZ1、sZ2、sZ3和sZ4中的液晶层3的液晶分子31的布置变化来改变子带sZ1、sZ2、sZ3和sZ4中的液晶层3的相位延迟值。即，在菲涅尔波带板的各个带中相位延迟值可以随着更加靠近内侧而以阶梯形状逐渐增加，从而实现如上所描述的多级别相位调制波带板。在本示例性实施例中，随着施加到第一电极193或第二电极197的电压的值增加，相位延迟减小。然而，可以选择液晶层3，使得相位延迟可以随着施加到第一电极193或者第二电极197的电压值的增加而增加。
如上所描述，通过控制施加到公共电极291、第一电极193和第二电极197的电压将液晶层3的相位延迟变为多个级别，使得可以在各个带中实现相位调制的菲涅尔波带板，通过经过各个带的的光的相长干涉和衍射、消光，可以将光折射为聚集在焦点位置。图9是示出通过利用根据本发明的示例性实施例的液晶衍射透镜来实现一个相位调制菲涅尔波带板的示图。
如果施加到第一电极193和第二电极197的电压彼此相等，则液晶层3不起衍射透镜的作用，液晶面板300的2D图像可在左眼和右眼中被识别。
根据本发明的示例性实施例，液晶衍射透镜中包括的液晶层3的单元间隙d可被显著地减小，使得可以更容易地控制液晶分子31，接触液晶层3的第一基板110和第二基板210的表面基本平坦，使得可以改进液晶层3的配向的均匀性。另外，利用菲涅尔波带板的原理可以显著地减小所述衍射透镜的厚度，在液晶衍射透镜的情况下，液晶层的单元间隙可被进一步减小，使得可以提高在图像显示装置中使用的衍射透镜的生产率。
接下来，将参照图10以及图5、图6、图7、图8和图9来描述根据本发明另一示例性实施例的液晶衍射透镜。相同的标号指示实施例中相同的元件并将省略相同的描述。
图10是根据本发明的示例性实施例的液晶衍射透镜的一部分的剖视图和示出施加到液晶衍射透镜的电压的示图。
根据本发明的示例性实施例的液晶衍射透镜与图5和图6中示出的液晶衍射透镜几乎相同，除了第一电极层190的结构以外。
本示例性实施例的第一电极层190包括：第一电极阵列191，包括多个第一电极194；绝缘层180，形成在第一电极阵列191上；第二电极阵列195，形成在绝缘层180上并包括多个第二电极198。无论带或者子带sZ1、sZ2、sZ3和sZ4的位置如何，第一电极194和第二电极198的水平方向宽度或者多个所述电极194之间的间距或者多个所述电极198之间的间距都是均匀的。第一电极194和第二电极198的宽度可以与多个第一电极194之间的间距以及多个第二电极198之间的间距相同。另外，第一电极194和第二电极198的水平方向的宽度可以大于或等于液晶层3的单元间隙d。
在本示例性实施例中，波带板的带以及子带sZ1、sZ2、sZ3和sZ4中包括的第一电极194和第二电极198的数量根据带的位置而不同。参照图10，在第(n-1)个带中每个子带sZ1、sZ2、sZ3和sZ4包括一个第一电极194和一个第二电极198，使得四个第一电极194和四个第二电极198全部位于第(n-1)个带中。第n个带和第(n+1)个带中的各个子带sZ1、sZ2、sZ3和sZ4包括一个第一电极194或一个第二电极198，使得两个第一电极194和两个第二电极198位于第n个带和第(n+1)个带中的每个带中。各个子带sZ1、sZ2、sZ3和sZ4包括至少一个第一电极194和第二电极198，各个带中包括的第一电极194和第二电极198的数量从内侧朝外侧逐渐减小，然而，分别包括在相同带中的第一电极194的数量和第二电极198的数量可相同。
为实现本示例性实施例的菲涅尔波带板，对各个带的相同子带sZ1、sZ2、sZ3和sZ4中包括的第一电极194或第二电极198施加电压，以产生相同的相位延迟。在各个带中，随着子带sZ1、sZ2、sZ3和sZ4进一步沿着各个带中的外方向定位，对第一电极194和第二电极198施加更高的电压，使得施加到各个带中的电压和液晶层3的相一致的相位延迟值构成阶梯型的多个级别，就像前面的示例性实施例一样。
与图6的示例性实施例不同，根据本示例性实施例，多个第一电极194的宽度和它们之间的间距以及多个第二电极198的宽度和它们之间的间距是均匀的，使得液晶衍射透镜中的菲涅尔波带板的位置或者菲涅尔波带板的带的宽度和位置可被自由控制。因此，当应用到图像显示装置时，液晶衍射透镜中的波带板位置可以移位，使得可实现时分机制。因此，可以加宽在一帧的一个视场中可被识别的区域，从而提高分辨率。
除此之外，图5、图6、图7、图8和图9的上述实施例的各种特点和效果可被应用到本示例性实施例。
接下来，将参照图11描述根据本发明的另一示例性实施例的图像显示装置。
图11是根据本发明的示例性实施例的偏振转换型图像显示装置的剖视图。
根据本发明的示例性实施例的图像显示装置包括：显示面板300，显示图像；偏振切换单元500；各向异性衍射透镜410，定位在显示面板300的显示图像的表面的前侧上。
显示面板300与图1和图2的示例性实施例的显示面板相同，从而省略详细的描述。
像前面描述的菲涅尔波带板的作为衍射透镜的各向异性衍射透镜410具有光学各向异性，使得可根据由偏振切换单元500控制的入射光的偏振态来选择性地将菲涅尔波带板的功能在开启/关闭之间切换。当各向异性衍射透镜410作为菲涅尔波带板而工作时，显示面板300以3D模式显示图像，各向异性衍射透镜410划分显示的图像的视场，使得观看者可以识别3D图像。当各向异性衍射透镜410不作为菲涅尔波带板而工作时，显示面板300以2D模式显示图像，使得观看者可识别2D图像。
偏振切换单元500可通过控制来自显示面板300的图像的偏振方向来将各向异性衍射透镜在开启和关闭之间切换，以在各向异性衍射透镜410中产生相位延迟，从而使得各向异性衍射透镜410用作菲涅尔波带板或者在各向异性衍射透镜410中不产生相位延迟，从而不使各向异性衍射透镜410用作菲涅尔波带板。
因此，将参照图12来描述各向异性衍射透镜410的示例性实施例。
图12是作为图11的偏振转换型图像显示装置中包括的各向异性衍射透镜的一个示例的薄膜型各向异性衍射透镜的剖视图。
参照图12，根据本示例性实施例的各向异性衍射透镜411包括：各向同性衍射膜50；配向层60，涂覆在各向同性衍射膜50的一个表面上；各向异性材料层40，定位在配向层60上。
各向同性衍射膜50可以由具有光学各向同性特性的无机材料或者有机材料制成，涂覆有配向层60的截面的形状与上面描述的多级别相位调制波带板的相位变化基本相同。因此，各向异性衍射透镜411的相位延迟与多级别相位调制波带板的相位变化基本相同。然而，各向同性衍射膜50的截面的形状可与上面描述的图4的若干种的菲涅尔波带板的相位变化相同。
各向异性材料层40可由诸如液晶聚合物材料的光学各向异性材料制成，并且可通过紫外线硬化。当各向异性材料层40由液晶聚合物材料制成时，配向层60在形成各向异材料层的步骤中确定液晶材料的配向，当使用不是必须配向的各向异性材料时，其可以省略。当各向异性材料层40由液晶聚合物材料制成时，另一配向层(未示出)可进一步形成在各向异性材料层40上。
接下来，将参照图13来描述图11中示出的各向异性衍射透镜410的另一示例性实施例。
图13是作为图11的偏振转换型图像显示装置中包括的各向异性衍射透镜的一个示例的液晶单元型各向异性衍射透镜的剖视图。
参照图13，根据本示例性实施例的各向异性衍射透镜412包括：彼此面对的第一基板10和第二基板20；各向同性衍射层52，设置在两个基板10和20之间；配向层61，涂覆在各向同性衍射层52的一个表面上；液晶层42，定位在配向层61上；配向层62，涂覆在液晶层42和第二基板20之间。
各向同性衍射层52的上表面的形状被形成为变成如同上面描述的多级别相位调制波带板的相位变化的多个级别，然而，在与波带板的各个带对应的区域中，各向同性衍射层52的上表面具有向着波带板的中心而减小的高度。因此，各向异性衍射透镜412的相位延迟与多级别相位调制波带板的相位变化基本相同。然而，各向同性衍射膜52的上表面的形状可以与上面描述的图4的若干种的菲涅尔波带板的相位变化相同。
液晶层42沿着由配向层61和62确定的方向配向。液晶层42的液晶分子具有条状，所述条具有长轴和短轴，所述光学特性在长轴方向和短轴方向具有不同的各向异性。即，液晶分子沿着与液晶分子的长轴平行的方向和与液晶分子的长轴垂直的方向具有不同的物质属性值(例如，介电系数、折射率、电导率和粘度)。通过形成包括这样的液晶分子的液晶层42，各向异性衍射透镜412可具有光学各向异性。
因此，根据本示例性实施例的各向异性衍射透镜412根据由图11的偏振切换单元500控制的入射光的偏振方向而用作菲涅尔波带板，使得可以识别3D图像，或者根据本示例性实施例的各向异性衍射透镜412不用做菲涅尔波带板，使得可识别2D图像。
为了简化对各向异性衍射透镜412的制造方法的描述，通过将具有光学各向同性的无机材料或有机材料沉积在由绝缘材料制成的第一基板10上并且图案化其上表面，可以形成各向同性衍射层52。配向层61涂覆在图案化的各向同性衍射层52上，第一基板10与涂覆有配向层62的第二基板20结合，然后在基板10和基板20之间注入液晶层3，从而完成各向异性衍射透镜412。
如上所描述，根据图11、图12和图13中示出的示例性实施例，由偏振切换单元500的偏振控制使各向异性衍射透镜开启/关闭，使得可以容易地进行3D/2D图像转换。
另外，可以减小各向异性衍射透镜的厚度，且可以提高衍射透镜的生产率。
接下来，将参照图14以及图1和图2描述包括根据上面讨论的若干示例性实施例的衍射透镜400的图像显示装置的驱动方法。
图14是根据本发明的示例性实施例的图像显示装置的驱动方法的框图。
图像显示装置外部的存储单元700存储2D图像信息和3D图像信息，并且可接收确定将显示2D图像和3D图像中的哪一种的选择信息。输入有选择信息的存储单元700根据所述选择信息将2D图像信号Din_2D或者3D图像信号Din_3D以及选择信号SEL输出到图像显示装置的控制器600。从存储单元700输出的图像信号的种类可被确定为一种，使得可以省略选择信号SEL。
控制器600的图像处理器610接收2D图像信号Din_2D或者3D图像信号Din_3D以及选择信号SEL且适当地处理它们，进而将经处理的2D图像信号Dout_2D或者经处理的3D图像信号Dout_3D发送到显示面板控制器620并将切换信号Swt发送到衍射透镜控制器630。切换信号Swt是用于衍射透镜400的开启/关闭切换的信号。
输入有切换信号Swt的衍射透镜控制器630产生衍射透镜控制信号CONT2，以将其输出到图像显示装置的衍射透镜400。衍射透镜控制信号CONT2控制衍射透镜400的开启/关闭的切换。
已经接收经处理的2D图像信号Dout_2D或者经处理的3D图像信号Dout_3D的显示面板控制器620产生显示面板控制信号CONT1以及2D图像数据DAT_2D或者3D图像数据DAT_3D，以将它们输出到显示面板300。显示面板控制信号CONT1控制显示面板300是以3D模式工作还是以2D模式工作。
显示面板300根据显示面板控制信号CONT1以2D模式或者3D模式工作。当显示面板300以2D模式工作时，显示2D图像数据DAT_2D，当显示面板300以3D模式工作时，显示3D图像数据DAT_3D。
衍射透镜400根据衍射透镜控制信号CONT2在开启/关闭之间切换。衍射透镜400可以在显示面板300处于2D模式时关闭并且可以在显示面板300处于3D模式时开启，反之亦然。这可以根据衍射透镜400的种类确定。
根据本发明的示例性实施例，液晶衍射透镜中包括的液晶层的单元间隙可以显著地减小，使得可以容易地控制液晶分子，基板的接触液晶层的表面基本平坦，使得可以改善液晶层的配向的均匀性。
另外，利用菲涅尔波带板的原理形成衍射透镜，使得衍射透镜的厚度可以进一步减小，在液晶衍射透镜的情况下，液晶层的单元间隙可以进一步减小，并且可以提高在图像显示装置中包括的衍射透镜的生产率。
虽然已经连同目前被考虑为实际的示例性实施例的内容描述了本发明，但是应当理解，本发明不局限于所公开的实施例。对于本领域技术人员明显的是，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对本发明作出各种修改和变型。因此，假定修改和变型在所附权利要求和它们的等同物的范围内，则本发明意在覆盖本发明的这些修改和变型。

Claims (10)

1.一种图像显示装置，包括：
显示面板，用于显示图像；
衍射透镜，布置在显示面板上，以改变图像的光路，
其中，衍射透镜通过用作菲涅尔波带板来改变光路，
其中，衍射透镜包括第一电极层、第二电极层和液晶层，第一电极层布置在第一基板上，第二电极层面对第一电极层，液晶层设置在第一电极层和第二电极层之间，
其中，第一电极层包括：第一电极阵列，包括多个第一电极；绝缘层，设置在第一电极阵列上；第二电极阵列，包括多个第二电极，第二电极阵列设置在绝缘层上，
其中，第一基板和液晶层包括多个带，所述多个带相对于菲涅尔波带板衍射透镜的中心朝着外侧被顺序定位，
其中，每个带包括至少一个第一电极和至少一个第二电极。
2.根据权利要求1所述的图像显示装置，其中，
第二电极层包括公共电极。
3.根据权利要求1所述的图像显示装置，其中，
第一电极和第二电极交替地布置，彼此不重叠。
4.根据权利要求3所述的图像显示装置，其中，
在每个带中，施加到所述至少一个第一电极和所述至少一个第二电极的电压朝着菲涅尔波带板衍射透镜的中心逐渐变化。
5.根据权利要求4所述的图像显示装置，其中，
每个带包括多个子带，
多个带中的各个带中的相同子带中包括的第一电极或者第二电极的电压被施加为使透射穿过液晶层的光产生相同的相位延迟。
6.根据权利要求3所述的图像显示装置，其中，
第一电极的宽度和第二电极的宽度中至少之一在菲涅尔波带板衍射透镜的所有带中是均匀的。
7.根据权利要求2所述的图像显示装置，其中，
对第一电极、第二电极和公共电极施加相同的电压，使得衍射透镜被关闭且2D图像被识别。
8.根据权利要求1所述的图像显示装置，其中，
第一电极的宽度或第二电极的宽度大于或等于液晶层的单元间隙,
单元间隙小于5μm。
9.根据权利要求1所述的图像显示装置，其中，
衍射透镜利用相位调制型菲涅尔波带板的光学原理改变光路。
10.根据权利要求9所述的图像显示装置，其中，
衍射透镜利用多级别相位调制型菲涅尔波带板的光学原理改变光路。
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