CN102736255A - 立体显示装置及应用于立体显示装置的光栅系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种立体显示装置及应用于立体显示装置的光栅系统。该立体显示装置包括：显示屏、电子光栅以及驱动电路；显示屏包括多个像素单元；电子光栅设置于显示屏的显示面，驱动电路控制电子光栅，使在进行立体显示时，电子光栅将来自显示屏的相邻像素单元的各自光线选择性地分别向对应人左眼和右眼的方向出射，而在进行二维显示时使来自显示屏的相邻像素单元的各自光线无选择性地出射。通过上述方式，本发明能够兼顾立体显示和二维显示。

Description

立体显示装置及应用于立体显示装置的光栅系统

技术领域

本发明涉及立体显示领域，特别是涉及立体显示装置及应用于立体显示装置的光栅系统。

背景技术

随着3D（Three-dimensional，三维立体）显示技术的不断发展，立体电影、立体电视、立体电脑、立体手机等也将逐步进入市场。

目前市场上主要的3D显示方式有：快门式3D显示、偏光式3D显示和裸视式3D显示。在这几种3D显示方式中，前两种戴眼镜式3D显示技术发展较早，在商用领域已经应用多年。但是戴眼镜式3D电视需要佩戴定制的3D眼镜，对于已经佩戴近视或者远视型眼镜的消费者会造成不方便。裸视式3D因为不需要额外佩戴眼镜即可让观众欣赏到3D视觉效果，受到了消费者的普遍欢迎和厂家的重视，裸视式3D技术是现在3D显示技术的主要发展方向。目前，裸视式3D技术普遍采用柱状透镜和视差光栅技术，而由于这两种技术目前采用的是在2D显示屏上贴装硬件的透镜和光栅而不能简单地进行取消或拆卸，使得采用这种技术的3D显示屏不能直接使用2D（Two-dimensional，二维平面）图像。然而，实际上人们平时观看到的图像往往是既有3D，也有2D的，这样就大大制约了图像内容的使用范围。同时，由于固定的透镜和光栅不可调整，使得最佳观看位置和距离也是固定的，使得消费者的使用很不方便。

所以，如何实现裸视式3D显示屏既可以显示3D内容，又可以显示2D内容、如何实现可以按照使用者的观看位置和距离进行电子可控调整的3D显示，成为提升裸视式3D立体使用便利性和观看效果的一个亟待解决的瓶颈问题。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种立体显示装置及应用于立体显示装置的光栅系统，能够兼顾立体显示和二维显示。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种立体显示装置，包括：显示屏、电子光栅以及驱动电路；显示屏包括多个像素单元；电子光栅设置于显示屏的显示面，驱动电路控制电子光栅，使在进行立体显示时，电子光栅将来自显示屏的相邻像素单元的各自光线选择性地分别向对应人左眼和右眼的方向出射，而在进行二维显示时使来自显示屏的相邻像素单元的各自光线无选择性地出射。

其中，电子光栅是液晶光栅，依序包括上偏振片、上透明电极基板、液晶层、下透明电极基板以及下偏振片；上透明电极基板和下透明电极基板中的透明电极分别连接驱动电路；上偏振片、上透明电极基板、液晶层、下透明电极基板以及下偏振片共同定义相应显示屏像素单元的多个光栅单元；在进行立体显示时，驱动电路施加电压至上透明电极基板或下透明电极基板中的透明电极，使光栅单元中的一部分区域形成透光的狭缝，而其余部分遮光，使得来自显示屏的相邻像素单元的各自光线通过狭缝后选择性地分别向对应人左眼和右眼的方向出射；在进行二维显示时，驱动电路驱动光栅单元，使其全部可视区域透光，进而使来自显示屏的相邻像素单元的各自光线无选择性地出射。

其中，狭缝的大小和位置可调。

其中，上透明电极基板和下透明电极基板分别是上纳米铟锡金属氧化物玻璃和下纳米铟锡金属氧化物玻璃。

其中，显示屏是液晶显示屏。

为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种应用于立体显示装置的光栅系统，包括：电子光栅以及驱动电路；电子光栅设置在显示屏的显示面，驱动电路控制电子光栅，使在进行立体显示时，电子光栅将来自显示屏的相邻像素单元的各自光线选择性地分别向对应人左眼和右眼的方向出射，而在进行二维显示时使来自显示屏的相邻像素单元的各自光线无选择性地出射。

其中，电子光栅是液晶光栅，依序包括上偏振片、上透明电极基板、液晶层、下透明电极基板以及下偏振片；上透明电极基板和下透明电极基板中的透明电极分别连接驱动电路；上偏振片、上透明电极基板、液晶层、下透明电极基板以及下偏振片共同定义相应显示屏像素单元的多个光栅单元；在进行立体显示时，驱动电路施加电压至上透明电极基板或下透明电极基板中的透明电极，使光栅单元中的一部分区域形成透光的狭缝，而其余部分遮光，使得来自显示屏的相邻像素单元的各自光线通过狭缝后选择性地分别向对应人左眼和右眼的方向出射；在进行二维显示时，驱动电路驱动光栅单元，使其全部可视区域透光，进而使来自显示屏的相邻像素单元的各自光线无选择性地出射。

其中，狭缝的大小和位置可调。

其中，上透明电极基板和下透明电极基板分别是上纳米铟锡金属氧化物玻璃和下纳米铟锡金属氧化物玻璃。

本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明一种立体显示装置及应用于立体显示装置的光栅系统，通过驱动电路控制电子光栅的上透明电极基板或下透明电极基板形成或者不形成透光的狭缝，使得显示屏中相邻像素单元各自光线选择性或者无选择性地出射，从而实现立体显示或者二维显示。

附图说明

图1是本发明立体显示装置实施例的结构示意图；

图2是本发明立体显示装置实施例中进行立体显示时的光路示意图；

图3是图1所示立体显示装置实施例中电子光栅的局部结构示意图；

图4是图3所示电子光栅中光栅单元的其一开启状态示意图；

图5是图3所示电子光栅中光栅单元的其二开启状态示意图；

图6是图3所示电子光栅中光栅单元的其三开启状态示意图；

图7是本发明应用于立体显示装置的光栅系统实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。

参阅图1，图1是本发明立体显示装置实施例的结构示意图。本发明立体显示装置实施例包括：显示屏11、电子光栅12以及驱动电路13。

其中，显示屏11包括多个像素单元111，电子光栅12设置于显示屏11的显示面。驱动电路13控制电子光栅12，并且在进行立体显示时，如图2所示，电子光栅12将来自显示屏11的相邻像素单元111的各自光线有选择性地分别向对应人的左眼和右眼的方向出射，因视差原理，从而可呈现给人眼立体视觉效果；而在进行二维显示时，电子光栅12将来自显示屏11的相邻像素单元111的各自光线无选择性地出射，图像未被改变，所以人眼能够看到二维视觉效果。

具体而言，电子光栅12可以是液晶光栅，电子光栅12包括上偏振片121、上透明电极基板122、液晶层123、下透明电极基板124以及下偏振片125。其中，上偏振片121、上透明电极基板122、液晶层123、下透明电极基板124以及下偏振片125从上至下依序设置，即下偏振片125最邻近显示屏11的显示面。其中，上透明电极基板122和下透明电极基板124均包括多个行列式的透明电极，并且，上透明电极基板122和下透明电极基板124中的透明电极分别连接驱动电路13。具体的，上透明电极基板122的透明电极为上透明电极（如图1中标号为1221-1224），下透明电极基板124为下透明电极（如图1中标号为1241-1244），即上透明电极与下透明电极均分别连接驱动电路13。其中，上偏振片121、上透明电极基板122、液晶层123、下透明电极基板124以及下偏振片125共同定义相应显示屏11的像素单元111的多个光栅单元（如图1所示标号为1001-1004）。

本发明实施例的工作原理如下：

在进行立体显示时，驱动电路13施加电压至上透明电极基板122或下透明电极基板124中的透明电极，使光栅单元中的一部分区域形成透光的狭缝，而其余部分遮光，使得来自显示屏11的相邻像素单元111的各自光线通过狭缝后选择性地分别向对应人左眼和右眼的方向出射；

在进行二维显示时，驱动电路13驱动光栅单元，使其全部可视区域透光，进而使来自显示屏11的相邻像素单元111的各自光线无选择性地出射。因为二维平面图像没有经过改变，即人左眼和右眼看到的是二维平面图像，从而实现二维显示的视觉效果。

值得注意的是，本发明实施例中，由驱动电路13施加电压给上透明电极基板122或下透明电极基板124时形成的狭缝的大小和位置是可以进行调节的，请一并参阅图1-图6。光栅单元一般为多个，举例而言，如图1所示，可以包括光栅单元1001-1004，相应地，结合图3，上透明电极基板122包括上透明电极1221-1224，下透明电极基板124包括下透明电极基板1241-1244。

当驱动电路13对上透明电极1221-1224以及对下透明电极1241-1244均施加合适电压时，此时，如图4所示，全部的光栅单元1001-1004均开启，相邻开启的光栅单元之间，比如光栅单元1001与光栅单元1002之间的间距为d1，即狭缝的间距为d1；

而当驱动电路13仅对上透明电极1221和上透明电极1223以及对下透明电极1241和下透明电极1243施加合适电压时，此时，如图5所示，仅有光栅单元1001和光栅单元1003开启，此时，相邻开启的光栅单元之间，比如光栅单元1001与光栅单元1003之间的间距为d2，即狭缝的间距为d2；

而当驱动电路13仅对上透明电极1221和上透明电极1224以及对下透明电极1241和下透明电极1244施加合适电压时，此时，如图6所示，仅有光栅单元1001和光栅单元1004开启，此时，相邻开启的光栅单元之间，比如光栅单元1001与光栅单元1004之间的间距为d3，即狭缝的间距为d3。

当然，根据实际情况，可实现更多狭缝间距的设置，其实现原理跟上述原理相同，此处不再一一赘述。但需注意的时，狭缝间距需符合前述条件，不应过大或过小而失去狭缝光栅的效果，即在进行立体显示时，电子光栅12能将来自显示屏11的相邻像素单元111的各自光线有选择性地分别向对应人的左眼和右眼的方向出射；而在进行二维显示时，电子光栅12能将来自显示屏11的相邻像素单元111的各自光线无选择性地出射。因此，图3和图4中的光栅单元实施例，其尺寸需要根据实际情况设计。由此可见，光栅单元中狭缝的间距可以由驱动电路13选择性设置，因此可以实现对立体显示视觉效果最佳位置和不同距离的调整。

上述实施例中，上透明电极基板122和下透明电极基板124分别是上纳米铟锡金属氧化物玻璃和下纳米铟锡金属氧化物玻璃，或其他透明电极基板。并且，该显示屏11是液晶显示屏。当然，显示屏11也可以是其他技术的屏幕，如等离子显示屏等，本文不作限制。

本发明实施例，通过驱动电路13控制电子光栅12的上透明电极基板122或下透明电极基板124开启或者不开启多个光栅单元，使得显示屏11中相邻像素单元111各自光线选择性或者无选择性地出射，从而实现立体显示或者二维显示。

本发明还提供一种应用于立体显示装置的光栅系统。

参阅图7，图7是本发明应用于立体显示装置的光栅系统实施例的结构示意图。本发明应用于立体显示装置的光栅系统实施例包括：电子光栅22以及驱动电路23。

其中，电子光栅22设置在显示屏（图未示）的显示面，电子光栅22的设置方法比如可以通过贴附的方式设置于显示屏的显示屏，驱动电路23控制电子光栅22，在进行立体显示时，电子光栅22将来自显示屏的相邻像素单元（图未示）的各自光线有选择性地分别向对应人的左眼和右眼的方向出射；而在进行二维显示时，电子光栅22将来自显示屏的相邻像素单元的各自光线无选择性地出射。

进一步地，电子光栅22是液晶光栅，电子光栅22包括上偏振片221、上透明电极基板222、液晶层223、下透明电极基板224以及下偏振片225。其中，上偏振片221、上透明电极基板222、液晶层223、下透明电极基板224以及下偏振片225从上至下依序设置，即下偏振片225最邻近显示屏的显示面。其中，上透明电极基板222和下透明电极基板224中均包括多个行列式的透明电极，并且，上透明电极基板222和下透明电极基板224中的透明电极分别连接驱动电路23。具体的，上透明电极基板222包括上透明电极（如图7中标号为2221），下透明电极基板224包括下透明电极（如图7中标号为2241），即上透明电极与下透明电极均分别连接驱动电路23。其中，上偏振片221、上透明电极基板222、液晶层223、下透明电极基板224以及下偏振片225共同定义相应显示屏的像素单元的多个光栅单元200。

上述实施例中，由驱动电路23施加电压给上透明电极基板222或下透明电极基板224时形成的狭缝的大小和位置是可以进行调节的。并且，上透明电极基板222和下透明电极基板224分别是上纳米铟锡金属氧化物玻璃和下纳米铟锡金属氧化物玻璃。

本发明实施例，应用于立体显示装置的光栅系统，通过驱动电路23控制电子光栅22的上透明电极基板222或下透明电极基板224开启或不开启多个光栅单元200，使得显示屏中相邻像素单元各自光线选择性或者无选择性地出射，从而实现立体显示或者二维显示。

值得注意的是，上述实施例中，电子光栅不局限于液晶光栅。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种立体显示装置，其特征在于，包括：

显示屏、电子光栅以及驱动电路；

所述显示屏包括多个像素单元；

所述电子光栅设置于显示屏的显示面，所述驱动电路控制电子光栅，使在进行立体显示时，所述电子光栅将来自显示屏的相邻像素单元的各自光线选择性地分别向对应人左眼和右眼的方向出射，而在进行二维显示时使来自显示屏的相邻像素单元的各自光线无选择性地出射。

2.根据权利要求1所述的立体显示装置，其特征在于，

所述电子光栅是液晶光栅，依序包括上偏振片、上透明电极基板、液晶层、下透明电极基板以及下偏振片；

所述上透明电极基板和下透明电极基板中的透明电极分别连接驱动电路；

所述上偏振片、上透明电极基板、液晶层、下透明电极基板以及下偏振片共同定义相应显示屏像素单元的多个光栅单元；

在进行立体显示时，所述驱动电路施加电压至上透明电极基板或下透明电极基板中的透明电极，使所述光栅单元中的一部分区域形成透光的狭缝，而其余部分遮光，使得来自所述显示屏的相邻像素单元的各自光线通过狭缝后选择性地分别向对应人左眼和右眼的方向出射；

在进行二维显示时，所述驱动电路驱动光栅单元，使其全部可视区域透光，进而使来自显示屏的相邻像素单元的各自光线无选择性地出射。

3.根据权利要求2所述的立体显示装置，其特征在于，

所述狭缝的大小和位置可调。

4.根据权利要求3所述的立体显示装置，其特征在于，

所述上透明电极基板和下透明电极基板分别是上纳米铟锡金属氧化物玻璃和下纳米铟锡金属氧化物玻璃。

5.根据权利要求1至4任一项所述的立体显示装置，其特征在于，

所述显示屏是液晶显示屏。

6.一种应用于立体显示装置的光栅系统，其特征在于，包括：

电子光栅以及驱动电路；

所述电子光栅设置在显示屏的显示面，所述驱动电路控制电子光栅，使在进行立体显示时，所述电子光栅将来自显示屏的相邻像素单元的各自光线选择性地分别向对应人左眼和右眼的方向出射，而在进行二维显示时使来自显示屏的相邻像素单元的各自光线无选择性地出射。

7.根据权利要求6所述的光栅系统，其特征在于，

所述电子光栅是液晶光栅，依序包括上偏振片、上透明电极基板、液晶层、下透明电极基板以及下偏振片；

所述上透明电极基板和下透明电极基板中的透明电极分别连接驱动电路；

所述上偏振片、上透明电极基板、液晶层、下透明电极基板以及下偏振片共同定义相应显示屏像素单元的多个光栅单元；

在进行立体显示时，所述驱动电路施加电压至上透明电极基板或下透明电极基板中的透明电极，使所述光栅单元中的一部分区域形成透光的狭缝，而其余部分遮光，使得来自所述显示屏的相邻像素单元的各自光线通过狭缝后选择性地分别向对应人左眼和右眼的方向出射；

在进行二维显示时，所述驱动电路驱动光栅单元，使其全部可视区域透光，进而使来自显示屏的相邻像素单元的各自光线无选择性地出射。

8.根据权利要求7所述的光栅系统，其特征在于，

所述狭缝的大小和位置可调。

9.根据权利要求8所述的光栅系统，其特征在于，

所述上透明电极基板和下透明电极基板分别是上纳米铟锡金属氧化物玻璃和下纳米铟锡金属氧化物玻璃。

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