CN103499883A - 基于蓝相液晶透镜的旋转式立体显示设备及显示方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于蓝相液晶透镜的旋转式立体显示设备及显示方法，包括：背光板、液晶显示层、蓝相液晶透镜层、重力感应器和控制器，所述背光板、液晶显示层和蓝相液晶透镜层从下到上依次设置，所述控制器分别与重力感应器、液晶显示层和蓝相液晶透镜层控制连接，重力感应器检测当前显示设备正处于横屏/竖屏状态，并将信号发送至控制器，控制器根据重力感应器的信号，控制液晶显示层的图像显示以及蓝相液晶透镜层的驱动状态。通过上述方式，本发明基于蓝相液晶透镜的旋转式立体显示设备及显示方法，能够通过可调的蓝相液晶透镜来实现两个方向上的三维分光作用，在横屏/竖屏下均可实现自由立体显示。
Description
技术领域
本发明涉及自由立体显示领域，特别是涉及一种基于蓝相液晶透镜的旋转式立体显示设备及显示方法。
背景技术
自由立体显示是三维显示技术中主要的一类，它利用人体左右两眼的视差使观看者获得深度感，主要有柱面透镜式和视差屏障式。对比于传统的眼镜式三维显示技术，自由立体显示技术可使观看者摆脱需要佩戴观看设备的桎梏，该技术在普及率越来越高的手持电子设备（如智能手机，平板电脑，掌上游戏机等）中体现出了更加强大的优势。越来越多的手持电子设备也开始利用自由立体显示技术来为观看者提供三维显示服务。而目前的手持设备大都具有横屏/竖屏切换显示的功能用以应对不同场景的显示（如一般操作大都在竖屏条件下，观看视频或游戏时需要横屏）。但是目前的流行的传统自由立体显示技术都无法满足此种横屏/竖屏切换的显示需求。
蓝相液晶材料是一种新型的液晶材料。它的工作机理是基于克尔效应诱导的双折射现象。作为一种优良的电控光学材料，可用于各种光学调制器件。对比与传统的液晶材料，它具有亚毫秒级的相应时间，各项同性的黑态，不需要取向膜，工艺流程简易，因而在光学调制领域具有较高的研究潜力和应用价值。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种基于蓝相液晶透镜的旋转式立体显示设备及显示方法，能够通过可调的蓝相液晶透镜来实现两个方向上的三维分光作用，在横屏/竖屏下均可实现自由立体显示。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种基于蓝相液晶透镜的旋转式立体显示设备，包括：背光板、液晶显示层、蓝相液晶透镜层、重力感应器和控制器，所述背光板、液晶显示层和蓝相液晶透镜层从下到上依次设置，所述控制器分别与重力感应器、液晶显示层和蓝相液晶透镜层控制连接。
在本发明一个较佳实施例中，所述蓝相液晶透镜层包括从上到下依次设置的上表面玻璃板、多个上条状电极、上钝化层、蓝相液晶层、下钝化层、多个下条状电极和下表面玻璃基板。
在本发明一个较佳实施例中，所述多个上条状电极之间按均匀等距依次排布，所述多个下条状电极之间按均匀等距依次排布，所述上条状地电极与下条状电极之间呈垂直分布，所述下条状电极与液晶显示层的长边平行，所述上条状电极与液晶显示层的短边平行。
在本发明一个较佳实施例中，所述上条状电极和下条状电极均为ITO电极。
在本发明一个较佳实施例中，所述控制器分别与重力感应器、液晶显示器和蓝线液晶透镜层通过信号线控制相连接。
在本发明一个较佳实施例中，所述重力感应器检测液晶显示层的放置状态，并向控制器提供显示信息。
在本发明一个较佳实施例中，所述液晶显示层显示横屏或者竖屏的立体图像。
在本发明一个较佳实施例中，所述控制器通过重力感应器的信号控制蓝相液晶透镜层的工作状态以及液晶显示层的显示模式。
为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种基于蓝相液晶透镜的旋转式立体显示设备的显示方法，包括以下步骤：a．重力感应器感应液晶显示器的放置状态，并将信号发送给控制器，控制器根据显示内容和重力感应器发送的信号判断横屏或竖屏显示模式；b．在横屏显示模式下，控制器将横屏控制信号发送至液晶显示层和蓝相液晶透镜层，液晶显示层显示横屏图像，蓝相液晶透镜层的下方条状电极作为共用电极用于提供相同的基准电压，上方条状电极提供渐变电压用以提供标准透镜形态，在横屏的水平方向上对图像进行分光，将图像投射到观看空间的不同视场中，从而使观看者获得液晶显示器在横屏状态下的三维显示效果；c．在竖屏显示模式下，蓝相液晶透镜层的上方条状电极作为标准电极用于提供相同的基准电压，下方条状电极提供渐变电压用于提供标准透镜形貌，在竖屏的水平方向上对图像进行分光，将图像投射到观看空间的不同视场中，从而使观看者获取液晶显示器在竖屏状态下的三维显示效果。
本发明的有益效果是：本发明基于蓝相液晶透镜的旋转式立体显示设备及显示方法，能够通过可调的蓝相液晶透镜来实现两个方向上的三维分光作用，利用了蓝相液晶材料不需要进行配向的特点，使液晶透镜层在两个维度上均可自由地进行光学调制。通过上下表面垂直分布条状的ITO电极，对横屏/竖屏两种方式对蓝相液晶透镜层进行不同的驱动，达到了可在横屏/竖屏进行切换的三维显示效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：
图1是本发明基于蓝相液晶透镜的旋转式立体显示设备一较佳实施例的结构示意图；
图2是图1所示基于蓝相液晶透镜的旋转式立体显示设备的蓝相液晶透镜层的切面结构示意图；
图3是图2所示蓝相液晶透镜层的电极结构俯视示意图；
图4是图2所示蓝相液晶透镜层等效为固态透镜工作时的光学结构示意图；
附图中各部件的标记如下：1、背光板，2、液晶显示器，3、蓝相液晶透镜层，4、重力感应器，5、控制器，21、上表面玻璃板，22、上条状电极，23、上钝化层，24、蓝相液晶层，25、下钝化层，26、下条状电极，27、下表面玻璃板。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1至图4，一种基于蓝相液晶透镜的旋转式立体显示设备，包括：背光板1、液晶显示层2、蓝相液晶透镜层3、重力感应器4和控制器5，所述背光板1、液晶显示层2和蓝相液晶透镜层3从下到上依次设置，所述控制器4分别与重力感应器5、液晶显示层2和蓝相液晶透镜层3通过信号线控制连接，蓝相液晶透镜层3设置于最上层，用来将显示的图像投射到对应视场，液晶显示层2和背光板1依次设置于蓝相液晶透镜层3的下方，背光板1置于整套设备的最下方，用来提供显示设备的光源。其次是液晶显示层2，根据输入信号加载图像。重力感应器4用于检测当先前处于横屏或竖屏状态，并将信号发送给控制器5。控制器5根据重力感应器4的信号，控制液晶显示层2的图像显示以及蓝相液晶透镜层3的驱动状态。
另外，所述蓝相液晶透镜层3包括从上到下依次设置的上表面玻璃板21、多个上条状电极22、上钝化层23、蓝相液晶层24、下钝化层25、多个下条状电极26和下表面玻璃基板27，蓝相液晶透镜层3采用ITO（Indium Tin Oxide）材料，利用上条状电极22和下条状电极26驱动方式工作，多个上条状电极23之间按均匀等距依次排布，所述多个下条状电极26之间按均匀等距依次排布，上条状地电极22与下条状电极26之间呈垂直分布，下条状电极26与液晶显示层2的长边平行，上条状电极22与液晶显示层2的短边平行，上条状电极22和下条状电极26均为ITO电极，覆盖在上条状电极22和下条状电极26上的上钝化23层和下钝化层25用于优化蓝相液晶透镜形貌，达到更好的分光效果，蓝相液晶透镜层3的电极电压和结构参数通过不断优化使蓝相液晶透镜的形貌更加接近理想固态透镜。
一种基于蓝相液晶透镜的旋转式立体显示设备的显示方法，重力感应器4感应液晶显示器2的放置状态，并将信号发送给控制器5，控制器5根据显示内容和重力感应器4发送的信号判断横屏或竖屏显示模式。
在竖屏显示模式下，首先液晶显示层2显示竖屏模式下的图像，其次蓝相液晶透镜层3将驱动模式调整为竖屏模式，结合图2，上条状电极22的驱动电压调整为基准电压，保持不变，作为common电极，下条状电极26的驱动电压在单像素处的分布调整为中间较小，两边较大，从而使得蓝相液晶分子呈现类似图2中所示的分布，相应的，折射率分布为中间大，两侧小，等效为图4中的凸透镜的形貌，所加的驱动电压通过不断优化，并且加入了钝化层的平滑作用，使得蓝相液晶透镜的形貌更加接近理想的固态柱状透镜，达到对显示设备有更好的分光效果。
在横屏显示模式下，控制器4将横屏控制信号分别发送至液晶显示层2和蓝相液晶透镜层3，液晶显示层呈2现横屏图像。下条状电极26作为common电极，提供基准电压，上条状电极22大小渐变排布，呈现凸透镜形貌，蓝相液晶透镜层3呈现的透镜形貌如沿着显示设备的长边排布的固态条状透镜。在横屏的水平方向上对图像进行分光，将图像投射到观看空间的不同视场中，从而使观看者获得显示设备横屏状态下的三维显示效果。
区别于现有技术，本发明基于蓝相液晶透镜的旋转式立体显示设备及显示方法，能够通过可调的蓝相液晶透镜来实现两个方向上的三维分光作用，利用了蓝相液晶材料不需要进行配向的特点，使液晶透镜层在两个维度上均可自由地进行光学调制。通过上下表面垂直分布条状的ITO电极，对横屏/竖屏两种方式对蓝相液晶透镜层进行不同的驱动，达到了可在横屏/竖屏进行切换的三维显示效果。
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)
1.一种基于蓝相液晶透镜的旋转式立体显示设备，其特征在于，包括：背光板、液晶显示层、蓝相液晶透镜层、重力感应器和控制器，所述背光板、液晶显示层和蓝相液晶透镜层从下到上依次设置，所述控制器分别与重力感应器、液晶显示层和蓝相液晶透镜层控制连接。
2.根据权利要求1所述的基于蓝相液晶透镜的旋转式立体显示设备，其特征在于，所述蓝相液晶透镜层包括从上到下依次设置的上表面玻璃板、多个上条状电极、上钝化层、蓝相液晶层、下钝化层、多个下条状电极和下表面玻璃基板。
3.根据权利要求1所述的基于蓝相液晶透镜的旋转式立体显示设备，其特征在于，所述多个上条状电极之间按均匀等距依次排布，所述多个下条状电极之间按均匀等距依次排布，所述上条状地电极与下条状电极之间呈垂直分布，所述下条状电极与液晶显示层的长边平行，所述上条状电极与液晶显示层的短边平行。
4.根据权利要求3所述的基于蓝相液晶透镜的旋转式立体显示设备，其特征在于，所述上条状电极和下条状电极均为ITO电极。
5.根据权利要求1所述的基于蓝相液晶透镜的旋转式立体显示设备，其特征在于，所述控制器分别与重力感应器、液晶显示器和蓝线液晶透镜层通过信号线控制相连接。
6.根据权利要求5所述的基于蓝相液晶透镜的旋转式立体显示设备，其特征在于，所述重力感应器检测液晶显示层的放置状态，并向控制器提供显示信息。
7.根据权利要求6所述的基于蓝相液晶透镜的旋转式立体显示设备，其特征在于，所述液晶显示层显示横屏或者竖屏的立体图像。
8.根据权利要求6所述的基于蓝相液晶透镜的旋转式立体显示设备，其特征在于，所述控制器通过重力感应器的信号控制蓝相液晶透镜层的工作状态以及液晶显示层的显示模式。
9.一种如权利要求.1-8任一所述的基于蓝相液晶透镜的旋转式立体显示设备的显示方法，其特征在于，包括以下步骤：
a．重力感应器感应液晶显示器的放置状态，并将信号发送给控制器，控制器根据显示内容和重力感应器发送的信号判断横屏或竖屏显示模式；
b．在横屏显示模式下，控制器将横屏控制信号发送至液晶显示层和蓝相液晶透镜层，液晶显示层显示横屏图像，蓝相液晶透镜层的下方条状电极作为共用电极用于提供相同的基准电压，上方条状电极提供渐变电压用以提供标准透镜形态，在横屏的水平方向上对图像进行分光，将图像投射到观看空间的不同视场中，从而使观看者获得液晶显示器在横屏状态下的三维显示效果；
c．在竖屏显示模式下，蓝相液晶透镜层的上方条状电极作为标准电极用于提供相同的基准电压，下方条状电极提供渐变电压用于提供标准透镜形貌，在竖屏的水平方向上对图像进行分光，将图像投射到观看空间的不同视场中，从而使观看者获取液晶显示器在竖屏状态下的三维显示效果。
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