CN102346327A - 一种立体显示装置 - Google Patents

Abstract

一种立体显示装置包括：用于显示图像的显示设备，该显示设备上具有第一角度偏光度的偏光片；立体眼镜，其左眼镜片具有第一角度的偏光度，右眼镜片具有第二角度的偏光度；具有复数个独立液晶单元的液晶盒，该液晶盒位于偏光片上，该液晶盒与偏光片相邻的一面具有第一角度的取向角，该液晶盒与显示设备相背的一面具有第二角度的取向角；与显示设备连接并控制所述独立液晶单元的驱动控制电路，根据显示设备的帧信号和行信号同步控制独立液晶单元的扭曲角度；使透过液晶单元光的偏振角度在第一角度取向角和第二角度取向角间转换并且立体眼镜的两个镜片具有第一角度和第二角度的偏光度，使得人眼看不到画面更新的过程，消除了重影和眩晕感。

Description

一种立体显示装置

技术领域

本发明涉及一种显示装置，尤其涉及一种立体显示装置。

背景技术

通常，立体影像根据透过人体双眼的立体视觉(stereo eyesight)原理，亦即由于双眼相隔大约为65mm的距离存在出现双眼视差而形成，使眼睛通过左右镜片看到不同的图像，可使人得到很真实的3D感觉。换言之，双眼透过视网膜看到传送到人脑的两个不同的两维(2D)影像，且人脑将两个影像合成一再生成真实影像的深度及实体。

现有的3D显示装置，其立体效果实现起来非常复杂，并且存在系统资源占用高等问题，比如一种计算机显示卡，其通过显示屏以极快的速度交替显示左右眼镜片图像，然后通过红外线或其他无线装置发射帧信号，配合专用的3D光阀眼镜接收帧信号，交替开关左右眼镜片的小液晶屏，以此产生3D效果。但是其中为了左右眼镜片各自只能看到各自那部分的图像，付出了高昂的代价：图1是现有技术立体显示装置帧频更新示意图；显示器在显示图像的时候，一帧画面并不是在一个时刻立刻出现的，而是自上而下，一行一行的逐行显现，图中第N帧图像显示画面为A，第N+1帧图像显示画面为B，但是在画面从第N帧到第N+1帧的过程中会显示第N帧图像的下半部分和第N+1帧图像的上半部分，如果显示第N帧图像时左眼镜片打开，显示第N+1帧图像时右眼镜片打开，那么在右眼镜片打开过程中会看到图像更新时的画面，即第N帧图像的下半部分和第N+1帧图像的上半部分的画面；图2是现有技术立体显示装置画面更新示意图；101为左眼镜片打开；102、103为右眼镜片打开，102为图像更新时的画面，这样便会看到有交叉的画面，即第N帧图像的下半部分和第N+1帧图像的上半部分的画面；102为右眼镜片打开时显示第N+1帧图像。这样会出现重影和眩晕感。

为了解决上述问题，此类型的计算机显示卡不得不把画面帧频提高两倍，每两帧显示同一内容，一帧的时间用于画面更新，一帧用于打开液晶眼镜，如图3是另一种现有技术立体显示装置帧频更新示意图；图中201为左眼镜片打开时，显示第N帧图像，第N+1帧图像为画面由第N帧图像逐步更新到第N+1帧图像的过程，更新过程中，会显示第N帧图像的下半部分和第N+1帧图像的上半部分的画面，在该过程中眼镜镜片不会打开，当画面完全更新完成后，即在第N+2帧时，图中所示为202右眼镜片打开，这样便可看到一幅完整的画面，以后第N+3帧也是用于更新画面，在第N+4帧画面更新完成，即打开左眼镜片，图3中203所示。这样的话，实际有一半的时间是两只镜片都处于关闭状态，即每两帧画面只有一帧的时间能被人眼接收到，例如以60HZ帧频更新的显示画面，人眼只能看到30帧的内容，这样会使观看有闪烁感觉，因此需要把帧频提高两倍才能使人眼消除闪烁感，更高的帧频对显示设备也提出了更高的要求，而且所佩戴的液晶开关眼镜也需要帧同步电路和电池，提高了重量和体积，降低了佩戴舒适性。

发明内容

本发明解决的技术问题是现有技术中立体显示装置中会看到图像更新过程中的画面，导致重影和眩晕感。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

本发明涉及的一种立体显示装置，包括：用于显示图像的显示设备，该显示设备上具有第一角度偏光度的偏光片；立体眼镜，其左眼镜片具有第一角度的偏光度，右眼镜片具有第二角度的偏光度；具有复数个独立液晶单元的液晶盒，该液晶盒位于偏光片上，该液晶盒与偏光片相邻的一面具有第一角度的取向角，该液晶盒与显示设备相背的一面具有第二角度的取向角；与显示设备连接并控制所述独立液晶单元的驱动控制电路，驱动控制电路根据显示设备的帧信号和行信号同步控制独立液晶单元的扭曲角度，使透过液晶单元光的偏振角度在第一角度取向角和第二角度取向角间转换。

与现有技术相比本发明具有如下有益效果：本发明实施例提供的一种立体显示装置，由于驱动控制电路控制液晶盒的独立液晶单元，使透过液晶单元光的偏振角度在第一角度取向角和第二角度取向角间转换，并且立体眼镜的两个镜片具有第一角度和第二角度的偏光度，使得人眼看不到画面更新的过程，消除了重影和眩晕感。

附图说明

图1是现有技术立体显示装置帧频更新示意图；

图2是现有技术立体显示装置画面更新示意图；

图3是另一种现有技术立体显示装置帧频更新示意图；

图4是本发明实施例立体显示装置结构示意图；

图5是本发明实施例立体显示装置中液晶盒结构示意图；

图6是本发明实施例立体显示装置中显示设备的结构示意图；

图7是本发明实施例立体显示装置画面更新示意图。

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

图4是本发明实施例立体显示装置结构示意图；一种立体显示装置，包括：用于显示图像的显示设备1，该显示设备上具有第一角度偏光度的偏光片11；立体眼镜4，其左眼镜片具有第一角度的偏光度，右眼镜片具有第二角度的偏光度；具有复数个独立液晶单元26的液晶盒2，该液晶盒位于偏光片11上，该液晶盒与偏光片11相邻的一面具有第一角度的取向角，该液晶盒与显示设备相背的一面具有第二角度的取向角；与显示设备连接并控制所述独立液晶单元的驱动控制电路3，驱动控制电路根据显示设备的帧信号和行信号同步控制独立液晶单元26的扭曲角度，使透过液晶单元光的偏振角度在第一角度取向角和第二角度取向角间转换。驱动控制电路3与显示设备1的连接关系未示出。立体眼镜4的左右眼为分开独立的偏光片，其中左眼镜片具有第一角度的偏光度为α，右眼镜片具有第二角度的偏光度为β；也可以是左眼镜片偏光度为β，右眼镜片偏光度为α，其中β＝α±90°。

与现有技术相比本发明具有如下有益效果：本发明实施例提供的一种立体显示装置，由于驱动控制电路控制液晶盒的独立液晶单元，使透过液晶单元光的偏振角度在第一角度取向角和第二角度取向角间转换，并且立体眼镜的两个镜片具有第一角度和第二角度的偏光度，使得人眼看不到画面更新的过程，消除了重影和眩晕感。

图5是本发明实施例立体显示装置中显示设备和液晶盒平面示意图；图中在显示设备1上设置有独立液晶单元26，图中每个独立液晶单元26为矩形，在液晶盒2上为竖向排列，液晶盒2的大小与显示设备1的有效显示区同等大小或者稍大，液晶单元26的个数小于等于显示设备1的显示行数；液晶显示单元26分别通过第一电极走线27、第二电极走线28与驱动控制电路3连接。

图6是图5中A-A’向的结构示意图；显示设备1的上面设置有偏光片11，偏光片11上设置有液晶盒；液晶盒包括依次排列的第一导电玻璃21、具有第一角度取向角的第一取向层22、液晶23、具有第二角度取向角的第二取向层24、第二导电玻璃25；优选地，导电玻璃为氧化铟锡玻璃；导电玻璃包括电极，复数个独立液晶单元分26别通过导电玻璃上的第一电极走线27、第二电极走线28与驱动控制电路3连接。下面结合图5和图6进一步说明：

显示设备1可以为LCD显示器、CRT显示器、AMOLED(ActiveMatrix/Organic Light Emitting Diode，有源矩阵有机发光二极体)显示器，投影仪等。偏光片11具有第一角度偏光度，设为α。如果显示设备1所显示的光线为偏光角度为α的偏振光(如LCD显示器)，则偏光片11可以省略。第一取向层22具有第一角度的取向角，取向角度为α，与偏光片11的偏光角度一致；第二取向层24具有第二角度的取向角，取向角度为β；第一角度和第二角度相差90度，即取向角β＝α±90°。驱动控制电路3，接收从显示设备输出的帧同步信号和行同步信号，并产生相应的控制信号，通过ITO玻璃上的走线27、28、，来控制液晶盒2上的每个独立液晶单元26。驱动控制电路3具体控制如下：能单独控制每一个液晶单元的开和关，所述“开”状态即为液晶两端的导电玻璃加上驱动电压，使液晶分子平行排列，偏振光通过液晶单元时的偏振角度不发生改变，为α。所述“关”状态即为液晶两端的导电玻璃没有驱动电压，液晶分子扭曲排列，偏振光通过液晶单元时的偏振角度发生改变，根据取向层的取向角度，偏振光角度改变为β。驱动控制电路3根据显示设备1传过来的帧信号和行信号来作为每个液晶单元的开关信号，液晶盒2上的液晶单元26以帧为单位做“开”“关”动作，每个液晶单元“开”和“关”的触发时间点以行信号为基础，与显示设备上的行扫描同步。

图7是本发明实施例立体显示装置画面更新示意图。图中301为第N帧图像，显示画面为A，303为第N+1帧图像，显示画面为B，但是在画面从第N帧到第N+1帧的过程中，显示设备会显示第N帧图像的下半部分和第N+1帧图像的上半部分，图中302所示。本实施例的显示设备为LCD显示器，LCD显示器本身设置有偏光片，其偏光角度为α。液晶盒与LCD显示器同等大小，其液晶单元的个数与LCD显示器的行数相等，两者紧密贴合组装，液晶盒上的每一个液晶单元都与LCD显示器上的行像素一一对齐。液晶盒第一取向层22的取向角度为α，第二取向层的取向角度24为β，β＝α±90°。当液晶盒上的液晶单元没有驱动电压时，液晶分子扭转90°，因此，由LCD显示器发出的光经过α角度的偏振光后再经过液晶盒，变成了β方向的偏振光。而当液晶盒2上的液晶单元加上驱动电压时，液晶分子平行排列，由LCD显示器发出的光经过偏光片后α角度的偏振光其偏振方向不变，仍然为α。

LCD显示器以交替分时方式显示3D图像，奇数帧显示左眼图像，偶数帧显示右眼图像。LCD显示器的帧信号和行信号也同时输出到液晶盒上的驱动控制电路3，驱动控制电路3用于给液晶盒上的液晶单元施加驱动电压，其在奇数帧时施加“开”信号，在偶数帧时施加“关”信号，且在每一帧时根据行信号来控制每一个液晶单元的“开”“关”状态，例如，在LCD显示器奇数帧的第一行显示时，液晶盒上的与之对应的第一个液晶单元被施加“开”信号，其他液晶单元都为“关”，紧接着在第二行显示时，液晶盒上的与之对应的第二个液晶单元也被施加“开”信号，这样，在奇数帧有两行显示出来的时候，液晶盒上也有对应的两个液晶单元处于“开”状态，那么通过处于“开”状态的液晶单元的光的偏振角度为α，同时，立体眼镜左眼镜片的偏光度也为α，左眼镜片就会显示奇数帧处于“开”状态液晶的图像；而通过其他处于“关”状态的液晶单元的光的偏振角度为β；一直到这一帧完全显示完，液晶单元的状态才全部为“开”，这时左眼就会全部显示奇数帧图像的画面。当偶数帧的第一行显示时，液晶盒上的与之对应的第一个液晶单元就被施加“关”信号，第二行显示时第二个液晶单元就施加“关”信号，此时从偏光片出来的光即为β角度，同时，立体眼镜右眼镜片的偏光度也为β，这样右眼就会看到处于“关”状态液晶的图像；右眼就会全部显示偶数帧图像的画面。以此类推，所有奇数帧的显示内容通过液晶盒后都为α角度的偏振光，所有偶数帧的显示内容通过液晶盒后都为β角度的偏振光。观看者只需佩戴立体眼镜眼镜即可观看3D内容，其偏光片眼镜左眼为α角度的偏光片，右眼为β角度的偏光片；这样，左眼就只能看到奇数帧的内容，右眼只能看到偶数帧的内容，且在帧与帧切换的过程中也只能看到各自帧的内容，不会看到帧与帧之间转换的图像；即在显示设备显示第N帧图像的下半部分和第N+1帧图像的上半部分时，左眼会如302所示看到第N帧图像的下半部分，右眼会看到第N+1帧图像的上半部分，而不会出现一只眼睛看帧与帧之间转换的图像；从而不出现重影和眩晕感。

如果显示设备1为CRT显示器，由于CRT显示器本身没有偏光片，所以在CRT显示器与液晶盒2之间设置有偏光片11，其偏光角度为α，这样经过偏光片的光的偏光角度即为α；液晶盒2第一取向层22的取向角度为α，第二取向层的取向角度24为β，β＝α±90°；LCD显示器的工作原理与CRT显示器的相同，此处不再赘述。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种立体显示装置，其特征在于，包括：

用于显示图像的显示设备，该显示设备上具有第一角度偏光度的偏光片；

立体眼镜，其左眼镜片具有第一角度的偏光度，右眼镜片具有第二角度的偏光度；

具有复数个独立液晶单元的液晶盒，该液晶盒位于偏光片上，该液晶盒与偏光片相邻的一面具有第一角度的取向角，该液晶盒与显示设备相背的一面具有第二角度的取向角；

与显示设备连接并控制所述独立液晶单元的驱动控制电路，驱动控制电路根据显示设备的帧信号和行信号同步控制独立液晶单元的扭曲角度，使透过液晶单元光的偏振角度在第一角度取向角和第二角度取向角间转换。

2.根据权利要求1所述的一种立体显示装置，其特征在于，所述液晶盒包括依次排列的第一导电玻璃、具有第一角度取向角的第一取向层、液晶、具有第二角度取向角的第二取向层、第二导电玻璃。

3.根据权利要求2所述的一种立体显示装置，其特征在于，所述导电玻璃为氧化铟锡玻璃。

4.根据权利要求1所述的一种立体显示装置，其特征在于，所述第一角度和第二角度相差90度。

5.根据权利要求1所述的一种立体显示装置，其特征在于，复数个独立液晶单元竖向排列，其行数小于等于显示设备的显示行数。

6.根据权利要求1所述的一种立体显示装置，其特征在于，所述液晶盒的大小与显示设备的有效显示区域大小基本相等。

7.根据权利要求1所述的一种立体显示装置，其特征在于，所述显示设备是LCD显示器。

8.根据权利要求1所述的一种立体显示装置，其特征在于，所述导电玻璃包括电极，复数个独立液晶单元分别通过导电玻璃上的电极与驱动控制电路连接。

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