CN102193204B - 立体显示器及立体显示系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种立体显示器以及立体显示系统，该立体显示器包括：显示面板，包括交替排列的第一像素列和第二像素列，第一像素列显示左眼画面的同时第二像素列显示右眼画面，左眼画面和右眼画面的偏振方向相同；偏光调制液晶面板，包括上部基板、下部基板和两个基板之间的液晶层，设置在液晶显示面板的前面，用于将输入的左眼画面或右眼画面的偏振方向旋转90度或者不旋转后输出，所述左眼画面和右眼画面出射光的偏振方向不相同。本发明的立体显示器，不仅克服了受观察区域限制的缺点，而且也无需使用价格昂贵的相位差板等光学薄膜，可利用现有的材料、制造工艺和设备制造出立体显示器。

Description

立体显示器及立体显示系统

技术领域

本发明涉及一种立体显示技术，尤其涉及一种立体显示器及立体显示系统。

背景技术

近年来，立体显示技术已经成为显示领域的一大趋势，通过立体显示器，可以还原真实的三维世界，能够为观众带来视觉和感官上的全新感受。

现有的立体显示器，可以采用偏振分光(Plolarized Filter)方式、视差栅栏(parallax barrier)方式以及柱面透镜(lenticular lens)板方式等，无论是哪一种方式，都是利用了人眼的双眼像差(binocular disparity)原理，即人的两只眼睛间隔约为65mm，由于存在这种位置差异，因此左眼和右眼会看到稍微不同的二维图像，两个不同的图像经过大脑的合成再现会再生有深度感的立体图像。

视觉挡板方式的立体显示器，通过在显示面板前设置具有交替排列的透射区域和非透射区域的光栅，使立体图像的左眼图像聚焦于观看者的左眼，使立体图像的右眼图像聚焦于观看者的右眼，最后经过大脑处理获得立体效果。柱面透镜方式的立体显示器，在显示面板前面加上一层柱面透镜光栅，该柱面透镜光栅由一排柱面凸透镜组成，通过每个柱面透镜的折射作用，使立体图像的左眼图像聚焦于观看者左眼，右眼图像聚焦于观看者右眼，由此产生立体视觉。

图1为现有技术的偏振分光方式的立体显示器的结构示意图，该立体显示器包括显示面板1和贴设在显示面板1表面的相位差板2，该显示面板1包括交替排列的奇数像素列101和偶数像素列102，可分别呈现偏振方向为D1的右眼画面R和左眼画面L，每一条奇数像素列101和偶数像素列102分别包括一定数量的亚像素；该相位差板2是一种光学薄膜，该光学薄膜上形成有零相位差和半波长相位差两种不同光学特性的第一区域21和第二区域22并成条状交错分布，该第一区域21和第二区域22分别与显示面板1的奇数像素列101和偶数像素列102对应；右眼画面R和左眼画面L透射上述相位差板2后偏振方向分别为D1和D2，即右眼画面R的偏振方向没有改变，而左眼画面L的偏振方向由D1变成了D2；由于观看者佩戴的偏光眼镜3的左眼镜片偏振方向为D2，右眼镜片偏振方向为D1，因此可以让左右眼分别看到偶数像素列102呈现的左眼画面L和奇数像素列101呈现的右眼画面R。

上述视觉挡板方式和柱面透镜方式的立体显示器，观看者无需佩戴眼镜，但是，这种方式的立体显示器的缺点是显示分辨率大副度降低，并且只有在一定位置才能获得良好的立体观看效果。上述偏振分光方式的立体显示器，需要采用高性能的相位差板，目前此类相位差板一般价格较昂贵，因此会提高立体显示器的生产成本，很难大量投入实际生产。

发明内容

本发明提供一种立体显示器及立体显示系统，以解决受观看区域限制的问题，同时降低生产成本，有利于大量生产。

为了实现上述目的，本发明提供一种立体显示器，其中，包括：显示面板，包括交替排列的第一像素列和第二像素列，所述第一像素列显示左眼画面的同时所述第二像素列显示右眼画面，所述左眼画面和右眼画面从显示面板出射光的偏振方向相同；偏光调制液晶面板，包括上部基板、下部基板和两个基板之间的液晶层，设置在所述显示面板的前方，用于将输入的所述左眼画面和右眼画面出射光的偏振方向旋转90度或者不旋转后输出，所述左眼画面和右眼画面出射光的偏振方向不相同。

在所述偏光调制液晶面板中，所述上部基板和下部基板分别包括透明基板、透明电极层和取向层，所述上部基板的透明电极层包括多个透明电极条，所述上部基板和下部基板的透明电极层与外部控制电路连接。

所述透明电极条的位置与所述第一像素列或第二像素列的位置上下对应；

所述外部控制电路向所述第一像素列对应的透明电极条施加开启电压，向所述第二像素列对应的透明电极条施加参考电压，向所述下部基板的透明电极层施加参考电压。

在所述偏光调制液晶面板中，所述上部基板和下部基板分别包括透明基板、透明电极层和取向层，所述上部基板和下部基板的透明电极层分别包括多个透明电极条，所述上部基板和下部基板的透明电极条与外部控制电路连接。

所述上部基板的透明电极条与所述下部基板的透明电极条的位置错开；

所述上部基板和下部基板的透明电极条的位置分别与所述相邻的第一像素列和第二像素列的位置上下对应；

所述外部控制电路向相邻的所述透明电极条施加参考电压和开启电压或开启电压和参考电压。

所述第一像素列或第二像素列包括一个以上亚像素。

所述显示面板为液晶显示面板、等离子显示面板或电致发光二极管显示面板。

所述显示面板的扫描频率为60Hz以上。

本发明还提供一种包括上述立体显示器的立体显示系统，其中，还包括：偏光眼镜；所述偏光眼镜具有偏振方向垂直的两个镜片。

本发明的立体显示器，通过采用偏振调制液晶面板，不仅克服了视觉挡板方式和柱面透镜方式的立体显示器显示分辨率大副度降低的缺点，而且也无需使用价格昂贵的相位差板等光学薄膜，并且可利用现有的材料、制造工艺和设备制造出立体显示器，因此适合量产。

附图说明

图1为现有技术的偏振分光方式的立体显示器的结构示意图。

图2为本发明实施例一提供的立体显示器的结构示意图。

图3为本发明实施例一提供的采用单一式偏光调制液晶面板的立体显示器的侧视结构示意图。

图4为本发明实施例二提供的采用错位式偏光调制液晶面板的立体显示器的侧视结构示意图。

图中：

1-显示面板 2-相位差板

101-奇数像素列 102-偶数像素列

3-偏光眼镜 4-偏光调制液晶面板

5-外部控制电路 11-第一像素列

12-第二像素列 21-第一区域

22-第二区域 41-上部基板

42-液晶层 43-下部基板

401-取向层 402-透明电极层

403-透明基板 404-透明电极条

Vcom-参考电压 Von-开启电压

L-左眼画面 R-右眼画面

具体实施方式

实施例一

图2为本发明实施例一提供的立体显示器的结构示意图，从图2中可以看出，该立体显示器包括：显示面板1，包括交替排列的第一像素列11和第二像素列12，第一像素列11显示左眼画面L的同时第二像素列12显示右眼画面R，左眼画面L和右眼画面R的从显示面板出射光的偏振方向相同；偏光调制液晶面板4，包括上部基板41、下部基板43和两个基板之间的液晶层42，设置在显示面板1的前方，用于将输入的左眼画面L或右眼画面R出射光的的偏振方向旋转90度或者不旋转后输出，所述左眼画面L和右眼画面R出射光的偏振方向不相同。

本实施例的立体显示器，在普通的显示面板的前面设置了偏振调制液晶面板，不仅克服了视觉挡板方式和柱面透镜方式的立体显示器显示分辨率大副度降低的缺点，而且也无需使用价格昂贵的相位差板等光学薄膜，并且可利用现有的材料、制造工艺和设备制造出立体显示器，因此适合量产。

本发明的偏光调制液晶面板，将透明电极层分割成透明电极条，而分割透明电极层的方式采用了单一式或者错位式，单一式是指一个基板的透明电极层不分割透明电极条，而另一个基板的透明电极层分割透明电极条；错位式是指两个基板都分割透明电极条，但是位置错开一个像素列。

图3为本发明实施例一提供的采用单一式偏光调制液晶面板的立体显示器的侧视结构示意图，从图3中可以看出，在偏光调制液晶面板4中，上部基板41和下部基板43分别包括透明基板403、透明电极层402和取向层401，上部基板41的透明电极层402包括多个透明电极条404，上部基板41和下部基板43的透明电极层402与外部控制电路5连接。

如图3所示，上述透明电极条404位置与第一像素列11或第二像素列12的位置上下对应；外部控制电路5向第一像素列11对应的透明电极条404施加开启电压Von，向第二像素列12对应的透明电极条404施加参考电压Vcom，向下部基板43的透明电极层402施加参考电压Vcom。

上述偏光调制液晶面板的两个基板之间电压可按照区域控制，当一个区域的向液晶层施加的电压为零时，液晶处于一个不偏转状态，该状态下，液晶层可以将左眼画面或右眼画面出射光的偏振方向旋转90度；当另一个区域的向液晶层施加的电压为开启电压Von和参考电压Vcom的差值时，液晶的扭曲状态被破坏，液晶层无法旋转左眼画面或右眼画面出射光的偏振方向。

实施例二

本实施例与上述实施例的不同点在于，本实施例采用了错位式偏光调制液晶面板，图4为本发明实施例二提供的采用错位式偏光调制液晶面板的立体显示器的侧视结构示意图，从图4中可以看出，在偏光调制液晶面板4中，上部基板和下部基板分别包括透明电极层402和取向层401，上部基板41和下部基板43的透明电极层402分别包括多个透明电极条404，上部基板41和下部基板43的透明电极条404与外部控制电路5连接。

如图4所示，上部基板41的透明电极条404与下部基板43的透明电极条404的位置错开；上部基板41和下部基板43的透明电极条404的位置分别与相邻的第一像素列11和第二像素列12的位置上下对应；外部控制电路5向相邻的透明电极条404施加参考电压Vcom和开启电压Von或开启电压Von和参考电压Vcom。

如图4所示，对于错位式，上部基板41和下部基板43的透明电极条404的位置分别与相邻的第一像素列11和第二像素列12的位置上下对应，而对于单一式，上部基板41的透明电极条404的位置与第一像素列11或第二像素列12的位置上下对应，因此错位式的透明电极条404宽度大于单一式透明电极条404宽度，这样不仅降低了形成透明电极条404的工艺的难度，而且，沉积的厚度可以更加薄一些，节省材料和工艺成本。

实施例三

本实施例提供一种包括上述任一实施例的立体显示器的立体显示系统，其中，还包括：偏光眼镜；所述偏光眼镜具有偏振方向垂直的两个镜片；该偏光眼镜的两个镜片偏振方向分别与立体显示器的左眼画面和右眼画面出射光的偏振方向相同，因此，人的左眼只能看到左眼画面，而右眼只能看到右眼画面。

本发明的第一像素列或第二像素列包括一个以上亚像素。

本发明中，显示面板可以是液晶显示面板、等离子显示面板或电致发光二极管显示面板。

本发明的显示面板的扫描频率可以为60Hz以上，因此无需使用高扫描频率显示面板，可节省成本。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种立体显示器，其特征在于，包括：

显示面板，包括交替排列的第一像素列和第二像素列，所述第一像素列显示左眼画面的同时所述第二像素列显示右眼画面，所述左眼画面和右眼画面从显示面板出射光的偏振方向相同；

偏光调制液晶面板，包括上部基板、下部基板和两个基板之间的液晶层，设置在所述显示面板的前方，用于将输入的所述左眼画面或右眼画面出射光的偏振方向旋转90度或者不旋转后输出，所述左眼画面和右眼画面出射光的偏振方向不相同；

在所述偏光调制液晶面板中，所述上部基板和下部基板分别包括透明基板、透明电极层和取向层，其中，至少将一个基板上的透明电极层分割成透明电极条；

其中，分割透明电极层的方式采用错位式，所述错位式为两个基板均分割透明电极条，并且两个基板对应切割的位置错开一个像素列，所述错位式的透明电极条宽度大于单一式的透明电极条宽度，所述单一式为其中一个基板的透明电极层不分割透明电极条，而另一个基板的透明电极层分割透明电极条。

2.根据权利要求1所述的立体显示器，其特征在于：

所述上部基板和下部基板的透明电极层分别包括多个透明电极条，所述上部基板和下部基板的透明电极条与外部控制电路连接。

3.根据权利要求2所述的立体显示器，其特征在于：

所述上部基板的透明电极条与所述下部基板的透明电极条的位置错开；

所述上部基板和下部基板的透明电极条的位置分别与相邻的第一像素列和第二像素列的位置上下对应；

所述外部控制电路向相邻的所述透明电极条施加参考电压和开启电压或开启电压和参考电压。

4.根据权利要求3所述的立体显示器，其特征在于：

所述第一像素列或第二像素列包括一个以上亚像素。

5.根据权利要求1所述的立体显示器，其特征在于：

所述显示面板为液晶显示面板、等离子显示面板或电致发光二极管显示面板。

6.根据权利要求1～3任一所述的立体显示器，其特征在于：

所述显示面板的扫描频率为60Hz以上。

7.一种包括权利要求1-5任一所述的立体显示器的立体显示系统，其特征在于，还包括：偏光眼镜；

所述偏光眼镜的两个镜片的偏振方向分别与所述立体显示器的左眼画面和右眼画面的出射光的偏振方向相同。