CN103698930B - 一种立体显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种立体显示装置，包括：驱动控制单元，在第一时刻和第二时刻分别生成对应于偏振光转换单元的偏振控制信号，以及对应于液晶透镜单元的透镜控制信号；偏振光转换单元，接收图像光线，并根据偏振控制信号，在第一时刻不改变图像光线的振动方向，在第二时刻将图像光线的振动方向旋转90°；液晶透镜单元，分别形成对应于第一时刻和第二时刻的液晶透镜光栅，以将接收到的图像光线分离为左眼图像和右眼图像，其中，左、右眼图像在显示面板上对应的显示区域在第一时刻和第二时刻相互交替。通过本发明的技术方案，可以利用图像光线的偏振方向与液晶透镜的分光情况的配合，提高柱状透镜式裸眼立体显示的分辨率，实现全分辨率的显示效果。

Description

一种立体显示装置

技术领域

本发明涉及立体显示技术邻域，具体而言，涉及一种立体显示装置。

背景技术

裸眼立体显示技术的工作原理主要是：利用光栅装置来控制观赏者左眼与右眼所接收到的影像，而由于根据人眼的视觉特性，当左、右眼分别观看内容相同但具有不同视差的两个影像时，人眼将观察到由两个影像合成的一立体影像。

在相关技术中，裸眼立体显示的实现方式大体包括：视差狭缝光栅、微柱透镜阵列（或称柱状透镜阵列）和指向性背光等方式。裸眼立体显示技术因其更接近人们日常使用习惯而被应用广泛，并已成为3D显示技术发展的趋势。

针对上述的微柱透镜阵列的实现方式，相关技术中提出了一种新型的电驱动立体分光器件，其属于利用液晶的双折射特性设计的液晶透镜阵列的立体分光装置。对于该液晶透镜阵列，具体实现方式也各有不同，比如一种方式下，利用液晶在盒厚方向上的转角不同而形成透镜效果，另一种方式下，类似于液晶显示中的面内旋转方式，利用液晶在水平面内的不同转角使其对一个偏振方向上的光线具有不同的折射率效果，从而具有透镜的性质。

然而，上述对于微柱透镜阵列的实现方式，都是采用空间分割的方式来显示立体图像，因而会造成显示分辨率降低的问题，从而影响立体显示的效果。

因此，如何在使用微柱透镜阵列形成裸眼立体显示时，避免对显示分辨率的降低，成为目前亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明正是基于上述问题中至少之一，提出了一种新的立体显示技术，可以利用图像光线的偏振方向与液晶透镜的分光情况的配合，提高柱状透镜式裸眼立体显示的分辨率，实现全分辨率的显示效果。

有鉴于此，本发明提出了一种立体显示装置，包括：驱动控制单元，用于在第一时刻和第二时刻分别生成对应于偏振光转换单元的第一偏振控制信号和第二偏振控制信号，以及分别生成对应于液晶透镜单元的第一透镜控制信号和第二透镜控制信号；所述偏振光转换单元，用于根据接收到的所述第一偏振控制信号，在所述第一时刻将接收到的第一图像光线的振动方向旋转90°，且根据接收到的所述第二偏振控制信号，在所述第二时刻不改变所述第一图像光线的振动方向；所述液晶透镜单元，用于根据接收到的所述第一透镜控制信号和所述第二透镜控制信号，分别形成对应于所述第一时刻和所述第二时刻的液晶透镜光栅，以将接收到的第二图像光线分离为左眼图像和右眼图像，其中，所述左眼图像和所述右眼图像在显示面板上对应的显示区域在所述第一时刻和所述第二时刻相互交替。

在该技术方案中，通过相互配合发起的驱动信号（即第一偏振控制信号和第二偏振控制信号、第一透镜控制信号和第二透镜控制信号），使得图像光线的偏振方向和分光处理过程能够在第一时刻和第二时刻分别相互配合，促使左/右眼图像在第一时刻和第二时刻均能够进入用户的左/右眼，从而当第一时刻和第二时刻快速反复交替时，通过两个时刻的分辨率的相互补充，实现达到全分辨率的显示效果。

具体地，比如显示面板在第一时刻对左右眼图像的排列顺序为“左₁右₂左₃右₄......”，且偏振光转换单元接收都的第一图像光线的振动方向为垂直方向，由于第一时刻对其振动方向调整了90°即调整为水平方向，则假定液晶透镜单元通过对形成的液晶透镜光栅的折射率分布情况的调整，使得左眼图像_1、3......射入用户左眼、右眼图像_2、4......射入用户右眼；而假定显示面板在第二时刻对左右眼图像的排列顺序为“右₁左₂右₃左_4......”，而偏振光转换单元在第二时刻不改变第一图像光线的振动方向，则液晶透镜单元再次通过对形成的液晶透镜光栅的折射率分布情况的调整，使得左眼图像_2、4......射入用户左眼、右眼图像_1、3......射入用户右眼，以此实现分辨率在两个时刻的互补，以获得全分辨率的显示效果。

上述技术方案仅描述了偏振光转换单元和液晶透镜单元之间的配合过程，但并未限定其具体的结构关系，而本领域技术人员应该理解的是：偏振光转换单元和液晶透镜单元之间能够通过任意的排列方式和组合结构来实现上述配合过程。

比如说，作为一种较为优选的实施方式，所述偏振光转换单元和所述液晶透镜单元依次设置在所述显示面板的出光方向，其中，所述第一图像光线为所述显示面板的出射光线，该出射光线经过设置在所述显示面板的出光方向上的偏光片后，射入所述偏振光转换单元，所述第二图像光线为所述偏振光转换单元的出射光线。

对应地，作为另一种较为优选的实施方式，所述显示面板的出光方向设置有偏光片，所述液晶透镜单元和所述偏振光转换单元设置在所述显示面板和所述偏光片之间。

其中，作为第一种实施方式，采用“液晶透镜单元→偏振光转换单元”的顺序排列时，则所述第一图像光线为所述液晶透镜单元的出射光线，且所述第一图像光线经所述偏振光转换单元后射入所述偏光片，所述第二图像光线为所述显示面板的出射光线。

作为第二种实施方式，采用“偏振光转换单元→液晶透镜单元”的顺序排列时，则所述第一图像光线为所述显示面板的出射光线，所述第二图像光线为所述偏振光转换单元的出射光线，且所述第二图像光线经所述液晶透镜单元后射入所述偏光片。

在上述任一技术方案中，优选地，所述液晶透镜单元用于：在所述第一时刻和所述第二时刻分别形成以预设周期排列的第一液晶透镜光栅和第二液晶透镜光栅，其中，所述第一液晶透镜光栅和所述第二液晶透镜光栅之间偏移半个所述预设周期。

在该技术方案中，由于偏振光转换单元的处理过程，使得在第一时刻和第二时刻分别射入液晶透镜单元的第一图像光线的偏振方向不同，因而应当理解的是：第一液晶透镜光栅和第二液晶透镜光栅是分别对应于相应的第一图像光线的偏振方向的，比如对应于垂直偏振方向的第一图像光线的液晶透镜光栅，即呈现“凸透镜”的折射效果，而同样的液晶透镜光栅若应用于水平偏振方向的图像光线，则可能呈现为“凹透镜”的折射效果，无法实现裸眼立体显示时的分光效果。

因此，通过在第一时刻和第二时刻分别形成对应的液晶透镜光栅，使得液晶透镜单元和偏振光转换单元之间相互配合；同时，通过对第一液晶透镜光栅和第二液晶透镜光栅的排列周期的调整，从而能够准确控制其对图像光线的发射方向，以实现全分辨率的显示效果。

在上述技术方案中，优选地，所述偏振光转换单元包括：第一基板和第二基板；第一液晶层，设置在所述第一基板和所述第二基板之间，其中充满液晶分子，比如具有90°扭曲角的向列型液晶；第一电极和第二电极，分别设置在所述第一液晶层的两侧，用于根据所述第二偏振控制信号，在所述第二时刻为所述第一液晶层提供预设大小的驱动电压，以透射所述第一图像光线。

在该技术方案中，限定了偏振光转换单元的具体结构，并提出了具体通过控制是否向电极提供驱动电压的方式，以实现透射图像光线（施加驱动电压），或改变其振动方向（不施加驱动电压）。

在上述技术方案中，优选地，所述第一电极和所述第二电极中的至少一个被划分为多个区域，且所述第一电极和所述第二电极中被划分为多个区域的任一电极中的每个区域，用于与另一电极形成所述预设大小的驱动电压。

在该技术方案中，通过将电极分为多个区域，从而能够更为准确地实现对某个区域内的电压控制。同时，通过划分多个区域，即使用多个对应于每个区域的电极，从而在某个电极发生故障时，仍能够通过其他电极的正常工作，确保尽可能降低对裸眼立体显示的影响。

其中，假定第一电极被划分为多个区域，则每个区域用于与第二电极形成驱动电压；同样地，假定第二电极被划分为多个区域，则每个区域用于与第一电极形成驱动电压。

在上述技术方案中，优选地，所述第一电极和所述第二电极都被划分为多个区域，且两个电极划分的区域一一对应地设置在所述第一液晶层的两侧。

在该技术方案中，通过将第一电极和第二电极都划分为多个区域，则每个区域之间一一对应地设置在第一液晶层两侧时，能够提供更强的驱动效果。特别地，两个电极被划分的区域数量相同，并相互对称地排列在第一液晶层两侧时，可以确保仅产生横向电场的驱动电压，而避免可能产生的纵向电场作用。

在上述任一技术方案中，优选地，所述液晶透镜单元包括：第三基板和第四基板；第二液晶层，设置在所述第三基板和所述第四基板之间，其中充满液晶分子，比如具有90°扭曲角的向列型液晶；第三电极，所述第三电极设置在所述第二液晶层的一侧且包括多个条状电极，用于根据所述第一透镜控制信号和所述第二透镜控制信号，在同侧相邻的条状电极之间形成电压差，以驱动所述第二液晶层。

在该技术方案中，限定了液晶透镜单元的具体结构，并提出了具体通过控制对电极的电压驱动，从而形成与偏振光转换单元相互配合的液晶透镜光栅，以确保对左眼图像和右眼图像的准确发射，形成全分辨率的显示效果。

具体地，第三电极可以位于第二液晶层的任一侧，使得通过单面电极实现对第二液晶层的驱动，形成液晶透镜光栅；或者，当所述液晶透镜单元还包含所述第四电极时，所述第四电极包括多个条状电极，设置在所述液晶层的另一侧且与所述第三电极的条状电极相互对应地设置，即也可以通过同时设置第三电极和第四电极，从而通过双面电极实现对第二液晶层的共同驱动，以获得更强的驱动能力。

其中，所述第三电极和所述第四电极分别包括多个平行且相互间隔设置的条状电极，则第三电极和/或第四电极通过在同侧相邻的条状电极之间形成电压差，即形成横向电场，以驱动第二液晶层。

在该技术方案中，具体限定了如采用条状电极来构成第三电极和第四电极，通过相互平行、间隔设置的条状电极，并通过在同侧相邻的条状电极之间形成电压差，来构成横向电场，以确保对第二液晶层中不同位置的液晶进行准确驱动，实现折射率连续变化的液晶透镜光栅，用于对图像光线的有效分光处理。

在上述技术方案中，优选地，处于所述第二液晶层的同一侧的多个条状电极在所述第一时刻和所述第二时刻分别生成以预设周期排列的多个第一电极组和多个第二电极组，其中，所述多个第一电极组和所述多个第二电极组之间偏移半个所述预设周期。

在该技术方案中，对应于柱状透镜光栅中连续排列的多个柱状透镜的形式，则每个电极组（第一电极组或第二电极组）用于产生相当于一个柱状透镜的液晶透镜单元；而通过对每一侧的多个条状电极采用不同的分组方式，可以生成多个第一电极组或是多个第二电极组，比如对于条状电极A、B、C、D、E、F......，假定由“A、B、C”和“D、E、F”分别形成两个第一电极组，则可能由“B、C、D”构成第二电极组，从而在第一时刻和第二时刻分别形成相互存在相位差的液晶透镜光栅，以确保分别对左眼图像和右眼图像进行准确地光线发射，实现全分辨率显示效果。

其中，本领域技术人员应该理解的是，“同一侧”可以仅指第三电极，也可以分别指第三电极和第四电极。

在上述技术方案中，优选地，在每个所述第一电极组中，向居中的条状电极施加第一电压，且向同一电极组中的其他条状电极施加的电压值沿所述居中的条状电极两侧的方向依次递减且大小相互对称；在每个所述第二电极组中，向居中的条状电极施加第二电压，且向同一电极组中的其他条状电极施加的电压值沿所述居中的条状电极两侧的方向依次递增且大小相互对称。

在该技术方案中，针对偏振光转换单元接收到垂直振动方向的图像光线的情况，由于经过偏振光转换单元后射入液晶透镜单元的图像光线的振动方向在第一时刻和第二时刻分别为水平方向和垂直方向，因而通过对第一电极组和第二电极组的电压调节，使得形成的液晶透镜分别与图像光线的振动方向相匹配，确保对图像光线的准确折射。

通过以上技术方案，可以利用图像光线的偏振方向与液晶透镜的分光情况的配合，提高柱状透镜式裸眼立体显示的分辨率，实现全分辨率的显示效果。

附图说明

图1A示出了根据本发明的一个实施例的立体显示装置的结构示意图；

图1B示出了根据本发明的另一个实施例的立体显示装置的结构示意图；

图1C示出了根据本发明的又一个实施例的立体显示装置的结构示意图；

图2示出了根据本发明的一个实施例的偏振光转换单元的结构示意图；

图3示出了根据本发明的一个实施例的偏振光转换单元中电极设置情况的示意图；

图4示出了根据本发明的另一个实施例的偏振光转换单元中电极设置情况的示意图；

图5示出了根据本发明的一个实施例的液晶透镜单元的结构示意图；

图6示出了根据本发明的一个实施例的液晶透镜单元形成液晶透镜光栅的示意图；

图7示出了根据本发明的一个实施例的从液晶透镜单元的出射光方向进行观察时的液晶旋转状态的示意图；

图8A示出了根据本发明的一个实施例的液晶透镜单元中电极设置情况的示意图；

图8B示出了根据本发明的另一个实施例的液晶透镜单元中电极设置情况的示意图；

图9A示出了根据本发明的一个实施例的在第一时刻对液晶透镜单元中的条状电极进行分组的示意图；

图9B示出了对图9A所示实施例的每个条状电极分组施加的电压变化示意图；

图10A示出了根据本发明的一个实施例的在第二时刻对液晶透镜单元中的条状电极进行分组的示意图；

图10B示出了对图10A所示实施例的每个条状电极分组施加的电压变化示意图；

图11示出了根据本发明的一个实施例的三种具体情况下的折射率变化示意图；

图12示出了根据本发明的一个实施例的在第一时刻进行图像光线传输时的示意图；

图13示出了根据本发明的一个实施例的在第二时刻进行图像光线传输时的示意图；

图14示出了根据本发明的另一个实施例的在第一时刻进行图像光线传输时的示意图；

图15示出了根据本发明的另一个实施例的在第二时刻进行图像光线传输时的示意图；

图16示出了根据本发明的另一个实施例的在第一时刻对液晶透镜单元中的条状电极进行分组的示意图；

图17示出了根据本发明的另一个实施例的在第二时刻对液晶透镜单元中的条状电极进行分组的示意图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明并不限于下面公开的具体实施例的限制。

一、整体结构

图1A示出了根据本发明的一个实施例的立体显示装置的结构示意图。

如图1A所示，根据本发明的一个实施例的立体显示装置100，包括：

驱动控制单元102，用于在第一时刻和第二时刻分别生成对应于偏振光转换单元104的第一偏振控制信号和第二偏振控制信号，以及分别生成对应于液晶透镜单元106的第一透镜控制信号和第二透镜控制信号；

偏振光转换单元104，用于根据接收到的所述第一偏振控制信号，在所述第一时刻将接收到的第一图像光线的振动方向旋转90°，且根据接收到的所述第二偏振控制信号，在所述第二时刻不改变所述第一图像光线的振动方向；

液晶透镜单元106，用于根据接收到的所述第一透镜控制信号和所述第二透镜控制信号，分别形成对应于所述第一时刻和所述第二时刻的液晶透镜光栅，以将接收到的第二图像光线分离为左眼图像和右眼图像，其中，所述左眼图像和所述右眼图像在显示面板上对应的显示区域在所述第一时刻和所述第二时刻相互交替。

在该技术方案中，通过相互配合发起的驱动信号（即第一偏振控制信号和第二偏振控制信号、第一透镜控制信号和第二透镜控制信号），使得图像光线的偏振方向和分光处理过程能够在第一时刻和第二时刻分别相互配合，促使左/右眼图像在第一时刻和第二时刻均能够进入用户的左/右眼，从而当第一时刻和第二时刻快速反复交替时，通过两个时刻的分辨率的相互补充，实现达到全分辨率的显示效果。

在上述结构中，“第一图像光线”和“第二图像光线”并不用于限定图像光线之间产生的先后顺序，只用于区分分别射入偏振光转换单元104和液晶透镜单元106的图像光线。实际上，基于偏振光转换单元104和液晶透镜单元106在硬件结构上的设置顺序，第一图像光线和第二图像光线的产生顺序并不一定，而其具体的光线产生顺序与硬件结构之间的关系，将在下文中进行详细说明。

在上述结构中，并不限定用于立体显示的线偏振的图像光线的最初来源，比如一种情况下，可以将图1A所示包括驱动控制单元102、偏振光转换单元104和液晶透镜单元106的立体显示装置100安装在其他的显示设备（图中未示出）上，该显示设备应当包含能够产生用于裸眼立体显示的线偏振图像的装置，比如上文中提及的显示面板（图中未示出），从而由上述的立体显示装置100和该显示设备共同产生裸眼立体显示画面。

在另一种情况下，虽然图1A中未示出，但立体显示装置100中显然也可以直接包含上述产生用于裸眼立体显示的线偏振图像的装置，使得该立体显示装置100能够独立地产生裸眼立体显示画面。

具体地，在图1B和图1C中，示出了上述的能够产生用于裸眼立体显示的线偏振图像的装置，即显示面板108。具体地，该显示面板108可以采用需要安装偏振器的等离子体显示面板（PDP）、有机发光显示（OLED）面板、场致发射显示（FED）面板以及其传统结构已经包括偏振器作为输出偏振器的液晶显示（LCD）面板。该显示面板108可采用较高的刷新频率来更新图像，如120Hz或240Hz。当然，本领域技术人员可以理解的是，在本实施例中并不限定显示面板108的结构。

图1B示出了一种较为具体的实施方式，由显示驱动单元110直接驱动显示面板108；同时，为了确保显示面板108产生线偏振的图像光线的时机与偏振光转换单元104、液晶透镜单元106进行光线调节的过程相互配合，可以由显示驱动单元110和驱动控制单元102之间实现同步操作。该同步操作的具体过程可以包括：

第一种情况下，可以由显示驱动单元110在向显示面板108发出显示驱动信号的同时，向驱动控制单元102发出同步指令，使得驱动控制单元102能够及时发出如第一偏振控制信号和第一透镜控制信号，或第二偏振控制信号和第二偏振控制信号。

第二种情况下，可以由驱动控制单元102直接控制显示驱动单元110的信号发送情况，且驱动控制单元102同时能够实现对偏振光转换单元104和液晶透镜单元106的控制。由于驱动控制单元102能够直接或间接地控制偏振光转换单元104、液晶透镜单元106和显示面板108，从而能够确保三者之间的同步操作。

图1C示出了另一种较为具体的实施方式，由驱动控制单元102直接连接至显示面板108，则驱动控制单元102能够直接地控制偏振光转换单元104、液晶透镜单元106和显示面板108，从而能够确保三者之间的同步操作。

当然，本领域技术人员应该理解的是，本申请仅通过如图1B和图1C等，示意性地说明了基于本申请的立体显示装置100的结构和驱动方式，但并不用于限定其具体的结构或方式，在本申请已经给出的各种方式下，可以通过一些变换或改进而产生类似的作用，比如在图1B的基础上，可以添加独立的同步控制单元（图中未示出），用于对驱动控制单元102和显示驱动单元110进行同步控制等。

同时，需要说明的是：虽然图1B和图1C中，将显示面板108、显示驱动单元110等示意性地作为立体显示装置100的一部分，但本领域技术人员应该理解的是，其显然也可以属于其他的显示设备，则当采用这样的显示设备与图1A所示的立体显示装置100相配合时，即可实现裸眼立体显示。

针对图1A-图1C中所示出的如偏振光转换单元104和液晶透镜单元106的具体结构，下面将结合具体的附图来分别进行详细说明。

二、偏振光转换单元

图2示出了根据本发明的一个实施例的偏振光转换单元的结构示意图。

如图2所示，根据本发明的一个实施例的偏振光转换单元104包括：

第一基板202；

第二基板204；

第一液晶层220，设置在所述第一基板202和所述第二基板204之间，其中充满液晶分子，比如可以为具有90°扭曲角的向列型液晶；

第一电极212；

第二电极214；

其中，第一电极212和第二电极214，分别设置在所述第一液晶层220的两侧，用于根据所述第一偏振控制信号，在所述第二时刻为所述第一液晶层220提供预设大小的驱动电压，以透射所述第一图像光线。

具体地，基于图2所示的层级结构，则在第一时刻和第二时刻，通过控制第一电极212和第二电极214形成的驱动电压，以控制是否对入射的线偏振的第一图像光线进行振动方向的改变。比如在第一时刻，使得第一电极212和第二电极214不通电，即驱动电压为0V，则第一图像光线的振动方向被偏转90°，具体可以是由初始的垂直偏振方向转换为水平偏振方向；而在第二时刻，通过向第一电极212和第二电极214施加预设大小的驱动电压，使得偏振光转换单元104透射第一图像光线，即不改变第一图像光线的振动方向，具体可以是初始时为垂直偏振方向，则射出的光线仍然为垂直偏振方向。

虽然图2中将第一电极212设置在第一基板202侧、将第二电极214设置在第二基板204侧，但第一电极212与第一基板202、第二电极214和第二基板204之间并不存在固定的对应关系，即“第一”和“第二”只是用于分辨不同的电极或基板，只要第一电极212和第二电极214分布在第一液晶层220两侧，都能够实现对于第一液晶层220的驱动，以控制是否改变入射的线偏振的第一图像光线的振动方向。

针对第一电极212和第二电极214在偏振光转换单元104中设置情况，下面分别结合图3和图4进行详细说明。

实施例一

图3示出了根据本发明的一个实施例的偏振光转换单元中电极设置情况的示意图。

如图3所示，优选地，第一电极212和第二电极214中的至少一个被划分为多个区域，且所述第一电极212和所述第二电极214中被划分为多个区域的任一电极中的每个区域，用于与另一电极形成所述预设大小的驱动电压。

具体地，假定第一电极212被划分为多个区域，则每个区域用于与第二电极214形成驱动电压；同样地，假定第二电极214被划分为多个区域，则每个区域用于与第一电极212形成驱动电压。

当第一电极212或第二电极214被划分为多个区域时，则该电极具体可以为比如分离式面电极结构，而未被划分为多个区域的电极具体可以为整面电极。

其中，通过将电极分为多个区域，从而能够更为准确地实现对某个区域内的电压控制。同时，通过划分多个区域，即使用多个对应于每个区域的电极，从而在某个电极发生故障时，仍能够通过其他电极的正常工作，确保尽可能降低对裸眼立体显示的影响。

进一步地，第一电极212和第二电极214可以如图3所示地都被划分为多个区域，且两个电极划分的区域一一对应地设置在所述第一液晶层220（图中略去了示意图形）的两侧，从而能够提供更强的驱动效果。特别地，两个电极被划分的区域数量相同，并相互对称地排列在第一液晶层220两侧时，可以确保仅产生横向电场的驱动电压，而避免可能产生的纵向电场作用。

实施例二

图4示出了根据本发明的另一个实施例的偏振光转换单元中电极设置情况的示意图。

如图4所示，第一电极212和第二电极214分别形成在第一基板202和第二基板204上，且针对第一电极212和第二电极214中的至少一个被划分为多个区域的情形，该多个区域可以具体为多个条状电极。比如在图4中，第一电极212和第二电极214分别包括多个条状电极，且为了避免产生纵向电场，第一电极212和第二电极214包含的条状电极的数量最好相等，且沿第一液晶层220/第一基板202/第二基板204所处平面一一对称设置，从而有助于获得更强的横向电场。

三、液晶透镜单元

图5示出了根据本发明的一个实施例的液晶透镜单元的结构示意图。

如图5所示，优选地，所述液晶透镜单元106包括：

第三基板302；

第四基板304；

第二液晶层322，设置在所述第三基板302和所述第四基板304之间，其中充满液晶分子，比如可以为具有90°扭曲角的向列型液晶；

第三电极312，设置在所述第二液晶层322的一侧，用于根据所述第一透镜控制信号和所述第二透镜控制信号为所述第二液晶层322提供驱动电压。

其中，图5所示为第三电极未施加电压时，第二液晶层322的形态。同时，虽然图5所示的第三电极312形成在第四基板304上，但可以理解的是，第三电极312显然也可以位于第三基板302侧，同样能够实现对第二液晶层322的驱动。

第二液晶层322具体由平行或反平行摩擦的液晶材料来形成，优选地，可以具有液晶盒结构。在如图5所示的实施例中，第三电极312可以包括多个平行且相互间隔设置的条状电极，通过在相邻的条状电极之间形成电压差，从而构成横向电场，以控制液晶分子的水平转向，则液晶盒中的液晶分子受第三电极312的驱动控制，在不同条状电极对应的位置产生不同的光学折射率，从而形成具有周期性的液晶透镜光栅。

图6示出了根据本发明的一个实施例的液晶透镜单元形成液晶透镜光栅的示意图。

如图6所示，图中的虚线部分对根据本发明的一个实施例的液晶透镜单元106形成的液晶透镜光栅进行了示意。其中，该液晶透镜光栅呈现为周期性地顺序排列，即该虚线形成的每个半圆形的区域，对应于一个单位周期，并通过重复排列以形成相当于一排柱状透镜的液晶透镜。

其中，通过对第三电极312中的每个电极施加不同的电压，控制液晶分子的旋转角度，从而能够控制其对线偏振光线的折射率，即对于图6所示的液晶层322而言，其每个光栅周期的半圆形区域中，中心位置对应的折射率最高、两边对应的折射率最低，从而对应于沿垂直方向偏振的图像光线能够形成“凸透镜”的效果。

对应于图6，图7示出了根据本发明的一个实施例的从液晶透镜单元的出射光方向进行观察时的液晶旋转状态的示意图。

如图7所示，从液晶透镜单元106的出射光方向观察，通过对构成第三电极312的条状电极312A、312B等施加相应大小的驱动电压，使得液晶层322中不同位置的液晶分子如322A，能够产生对应的旋转角度。

由于施加至不同条状电极上的电压不一致，即相邻的条状电极之前形成电压差，使得形成的电场330分布不均匀；而通过对施加电压的大小控制，使得电场330在不均匀的分布情况下，能够呈现出对折射率的渐变，从而形成透镜效果。

其中，在第三基板302和第四基板304中都涂布有取向膜（图中未示出），用于控制液晶分子的初始排列方向。优选地，取向膜的取向方向相对于电极方向可以有1至3度的预倾角度，以便于液晶分子在特定的横向（水平）电场中沿固定的方向旋转。

上述实施例中，示出了单独采用第三电极312对如图5所示的第二液晶层322进行驱动的情形；但实际上，还可以由包含第三电极312在内的、设置在第二液晶层322两侧的两个电极同时驱动。

具体地，作为一种较为具体的实施例，图8A示出了根据本发明的一个实施例的液晶透镜单元中电极设置情况的示意图。

如图8A所示，第三电极312和第四电极314分别设置在所述第二液晶层322的两侧，共同根据所述第一透镜控制信号和所述第二透镜控制信号为第二液晶层322提供驱动电压，从而通过双面电极实现对第二液晶层322的共同驱动，有助于获得更强的驱动能力。

其中，在图8A所示的实施例中，第三电极312和第四电极314中各自包含的多个条状电极之间一一对应地、沿第二液晶层322/第三基板302/第四基板304方向对称地设置，从而能够抵消可能存在的纵向电场，确保在每一侧的相邻的条状电极之间均产生电压差，以构成横向电场，用于实现对第二液晶层322的准确、有效地驱动。

作为另一种较为具体的实施例，图8B示出了根据本发明的另一个实施例的液晶透镜单元中电极设置情况的示意图。

如图8B所示，第三电极312和第四电极314中各自包含的多个条状电极之间一一对应地设置，且相互之间呈一定的偏差角度，同样能够实现对第二液晶层322的有效驱动。

针对上述技术方案中提及的，对于液晶透镜光栅的形成过程，下面结合图9A至图11进行详细说明。

为了形成如图6所示的按照一定周期、顺序排列的液晶透镜光栅，需要对排列在第二液晶层322的至少一侧的多个条状电极进行分组，从而每个电极组都能够对应于液晶透镜光栅中的一个周期，并用于产生对应的“单位光栅”，且所有电极组对应的“单位光栅”共同构成了整个液晶透镜光栅。

由于在第一时刻和第二时刻分别需要产生不同的液晶透镜光栅，以用于对不同振动方向的线偏振图像光线进行分光处理，因而下面以液晶透镜单元106中同时包含第三电极312和第四电极314的实施方式为例，分别对第一时刻和第二时刻对应的条状电极分组方式进行详细说明。

1、第一时刻

图9A示出了根据本发明的一个实施例的在第一时刻对液晶透镜单元中的条状电极进行分组的示意图。

如图9A所示，在一种较为具体的分组方式中，每个电极组可以包括奇数个条状电极，以便于形成最大折射率至最小折射率的渐变效果。其中，为了使得多个电极组之间的折射率变化更加连续，相邻的电极组可以共用同一个条状电极。

具体地，比如在图9A中，对应于第三电极312，可以由电极312A、电极312B、电极312C、电极312D和电极312E构成一个电极组3120，并由电极312E、电极312F、电极312G、电极312H和电极312I构成另一个电极组3122，且两个电极组共同包含电极312E；对应于第四电极314，可以由电极314A、电极314B、电极314C、电极314D和电极314E构成一个电极组3140，并由电极314E、电极314F、电极314G、电极314H和电极314I构成另一个电极组3142，且两个电极组共同包含电极314E。

其中，电极组3120和电极组3140对称设置、电极组3122和电极组3142对称设置，各个电极组中的电极也一一对称设置，此处不再逐个列举。因此，针对在第一时刻射入液晶透镜单元106的线偏振图像光线，电极组3120在电极312C处形成最大折射率、在电极312A和电极312E处形成最小折射率，且从电极312C至电极312A、电极312E之间形成的折射率逐渐减小。类似地，电极组3140在电极314C处形成最大折射率、在电极314A和电极314E处形成最小折射率，且从电极314C至电极314A、电极314E之间形成的折射率逐渐减小。类似地，对于电极组3122和3142中的条状电极与折射率之间的对应关系，此处不再赘述。

当然，本领域技术人员可以理解的是，对于仅包含单面电极如第三电极312的情况下，则仅需要包括电极组3120和电极组3122等即可，其具体的折射率分布情况与图9A所示情况类似。

为了实现上述的折射率变化，需要具体对第三电极312和第四电极314施加相应的驱动电压，具体地，图9B示出了对图9A所示实施例的每个条状电极分组施加的电压变化示意图。

如图9B所示，由于在第一时刻射入液晶透镜单元106的光线偏振方向为水平方向，使得第二液晶层322中的液晶分子在初始状态下，对该线偏振图像光线的折射率最小。因此，根据对折射率的变化情况的实际需求，可以对电极312C和314C施加最大电压Vmax，对电极312A、314A、312E和314E施加最小电压Vmin（Vmin大于或等于0V），而对电极312B、314B、312D和314D施加V1，且Vmax＞V1＞Vmin。

2、第二时刻

图10A示出了根据本发明的一个实施例的在第二时刻对液晶透镜单元中的条状电极进行分组的示意图。

如图10A所示，类似于第一时刻下的情形（即对应于图9A），在一种较为具体的分组方式中，每个电极组可以包括奇数个条状电极，以便于形成最大折射率至最小折射率的渐变效果。其中，为了使得多个电极组之间的折射率变化更加连续，相邻的电极组可以共用同一个条状电极。

具体地，比如在图10A中，对应于第三电极312，可以由电极312C、电极312D、电极312E、电极312F和电极312G构成一个电极组3121，且电极组3121与其他电极组分别共同包含电极312C或电极312G；对应于第四电极314，可以由电极314C、电极314D、电极314E、电极314F和电极314G构成一个电极组3141，且电极组3141与其他电极组分别共同包含电极314C或电极314G。

其中，电极组3121和电极组3141对称设置，其中的电极也一一对称设置，此处不再逐个列举。因此，针对在第二时刻射入液晶透镜单元106的线偏振图像光线，电极组3121在电极312E处形成最大折射率、在电极312C和电极312G处形成最小折射率，且从电极312E至电极312C、电极312G之间形成的折射率逐渐减小。类似地，电极组3141在电极314E处形成最大折射率、在电极314C和电极314G处形成最小折射率，且从电极314E至电极314C、电极314G之间形成的折射率逐渐减小。

当然，本领域技术人员可以理解的是，对于仅包含单面电极如第三电极312的情况下，则仅需要包括电极组3121等即可，其具体的折射率分布情况与图10A所示情况类似。

为了实现上述的折射率变化，需要具体对第三电极312和第四电极314施加相应的驱动电压，具体地，图10B示出了对图10A所示实施例的每个条状电极分组施加的电压变化示意图。

如图10B所示，由于在第二时刻射入液晶透镜单元106的光线偏振方向为垂直方向，使得第二液晶层322中的液晶分子在初始状态下，对该线偏振图像光线的折射率最大。因此，根据对折射率的变化情况的实际需求，可以对电极312E和314E施加最小电压Vmin（Vmin大于或等于0V），对电极312C、314C、312G和314G施加最大电压Vmax，而对电极312D、314D、312F和314F施加V2，且Vmax＞V2＞Vmin。

图11示出了根据本发明的一个实施例的三种具体情况下的折射率变化示意图。

如图11所示，第一种具体情况如图11（a），实际上对应于图9A所示的驱动方式下形成的折射率分布情况；第二种具体情况如图11（b），实际上对应于图10A所示的驱动方式下形成的折射率分布情况；第三种具体情况如图11（c），对应于在第二时刻，针对图9A所示的电极分组状况下、采用如图9B所示的电压驱动方式，得到的折射率分布情况。

通过对上述三种情况的对比可知：对应于位置1，在图11（a）中为最大折射率，在图11（b）和图11（c）中为最小折射率；对应于位置2，在图11（a）中为最小折射率，在图11（b）和图11（c）中为最大折射率；对应于位置3，图11（a）中的折射率向右逐渐减小，图11（b）、图11（c）向右逐渐增大，但图11（b）中增大的曲率减小，而图11（c）中增大的曲率增大。

实际上，在图11（a）和图11（b）中，即通过在第一时刻和第二时刻分别采用不同的分组方式，使得分别形成的液晶透镜光栅存在半个周期的相位差，从而能够与相应振动方向的图像光线相匹配，实现对图像光线的有效分光处理。

而对于图11（c）而言，由于在第二时刻下，射入液晶透镜单元106的图像光线沿垂直方向振动，若仍采用如图9A所示的驱动方式，形成的液晶透镜光栅在每个“单位光栅”中相当于“凹透镜”效果，无法实现裸眼立体显示下的分光效果。

虽然在如图1A-图1C所示的实施例中，说明了本发明的立体显示装置100可以包含如偏振光转换单元104、液晶透镜单元106等部件，但基于各部件之间的不同组合关系，立体显示装置100也将形成对应的不同硬件结构。下面将分别基于立体显示装置的不同硬件结构，对本发明的技术方案进行详细说明。

实施例一

图12示出了根据本发明的一个实施例的在第一时刻进行图像光线传输时的示意图。

如图12所示，根据本发明的一个实施例的立体显示装置中，显示面板108、偏振光转换单元104和液晶透镜单元106依次设置，使得：

第一图像光线为显示面板108（具体为TFT面板1086）的出射光线，该出射光线经过设置在显示面板108的出光方向上的上偏光片1082后，射入偏振光转换单元104；第二图像光线为偏振光转换单元104的出射光线。

进一步地，图12中还示出了初始光源即背光板112，由背光板112产生包含垂直偏振方向和水平偏振方向的光线，该光线经过下偏光片1084时被过滤掉垂直偏振方向的光线，则剩余的水平偏振方向的光线入射TFT面板1086；水平偏振方向的光线经过TFT面板1086时，通过对TFT面板1086不加电，使其改变入射光线的振动方向，并出射垂直偏振方向的图像光线，即上述的第一图像光线（上偏光片1082用于过滤水平偏振方向的光线）。

在上述硬件组合结构下，该立体显示装置在第一时刻进行图像光线传输时的过程包括：

（1）在第一时刻，显示面板108产生振动方向为垂直方向的线偏振的第一图像光线。

同时，假定对应于左眼图像的像素为L1、L2......Ln，对应于右眼图像的像素为R1、R2......Rn，则在第一时刻和第二时刻，需要将对应于左眼图像的像素和对应于右眼图像的像素在TFT面板1086上进行交替排列。具体地，比如在第一时刻，将对应于左眼图像的像素的偶数列和对应于右眼图像的像素的奇数列进行排列，即得到“R1L2R3L4......L2nR2n+1”的像素列（图12中示意为“RLRL......”）。

（2）第一图像光线经过偏振光转换单元104时，偏振光转换单元104不向第一电极212和第二电极214施加驱动电压，使其将垂直偏振的第一图像光线变为平行于纸面方向的第二图像光线。

（3）同时，液晶透镜单元106在对第三电极312和第四电极314施加如图9B所示的驱动电压后，形成图中所示的透镜形态，即对于水平偏振光，初始摩擦方向排列的液晶分子具有最小的折射率n_o；由于电场作用，部分液晶分子发生90°的旋转，则水平偏振光经过这部分液晶分子时，具有最大的折射率n_e。所以，通过多个条状电极的控制，可以产生从n_o到n_e的折射率渐变，从而产生图中所示的透镜折射率分布（如虚线所示）。

（4）最后，第二图像光线经过液晶透镜单元106形成的液晶透镜光栅的分光作用，分别进入观看者的左右眼，比如图12中对应于R的图像光线进入用户右眼、对应于L的图像光线进入用户左眼。其中，图中示例的不同位置处光线出射的方向，用来和第二时刻的光线传输方向进行比较，来说明全分辨率的效果。

图13示出了根据本发明的一个实施例的在第二时刻进行图像光线传输时的示意图。

如图13所示，基于与图12所示相同的硬件结构，则根据本发明的一个实施例的在第二时刻进行图像光线传输时的过程包括：

（1）在第二时刻，显示面板108产生振动方向为垂直方向的线偏振的图像光线。

具体地，TFT面板1086需要对像素进行顺序排列，比如将对应于左眼图像的像素的奇数列和对应于右眼图像的像素的偶数列进行排列，即得到“L1R2L3R4......R2nL2n+1”的像素列（图13中示意为“L’R’L’R’......”）。

（2）图像光线经过偏振光转换单元104时，偏振光转换单元104向第一电极212和第二电极214施加预设大小的驱动电压，使得偏振光转换单元104失去旋光作用，即使得入射的偏振光的方向保持不变，即垂直于纸面的偏振方向。

（3）同时，液晶透镜单元106中部分条状电极的驱动电压做一定大小的调整，使其对第三电极312和第四电极314施加如图10B所示的驱动电压，从而对垂直于纸面的偏振光具有如图所示的透镜效果，即对于垂直偏振光，初始摩擦方向排列的液晶分子具有最大的折射率ne；由于电场作用，部分液晶分子发生90°的旋转，则垂直偏振光经过这部分液晶分子时，具有最小的折射率no。

需要说明的是，为实现折射率的渐变效果，第二时刻时各个条状电极上的驱动电压和第一时刻时相似，也具有不同的电压值；同时，为使透镜折射率的变化趋势符合透镜形态的曲率，部分电极的驱动电压相比第一时刻会做一定调整，即除了最大折射率ne和最小折射率no位置外，其他介于两者之间的折射率位置相比第一时刻，其液晶旋转角度有所改变，以形成更好形状的液晶透镜状态。

（4）最后，图像光线经过液晶透镜单元106形成的液晶透镜光栅的分光作用，分别进入观看者的左右眼，比如图13中对应于R’的图像光线进入用户右眼、对应于L’的图像光线进入用户左眼。通过对图12和图13的比较可知，由于在第一时刻和第二时刻，显示面板108上对应于左眼图像和右眼图像的像素位置交替，使得对于左眼而言的像素L和L’互补、对于右眼而言的R和R’互补，因而通过两个时刻分辨率的相互补充，最终达到全分辨率的显示效果。

实施例二

图14示出了根据本发明的另一个实施例的在第一时刻进行图像光线传输时的示意图。

如图14所示，根据本发明的另一个实施例的立体显示装置中，显示面板108包括上偏光片1082、下偏光片1084和TFT面板1086，液晶透镜单元106和偏振光转换单元104依次设置在TFT面板1086和上偏光片1082之间，使得：

第一图像光线为液晶透镜单元106的出射光线，且第一图像光线经偏振光转换单元104后射入上偏光片1082；第二图像光线为显示面板108（具体为TFT面板1086）的出射光线。

进一步地，图14中还示出了初始光源即背光板112，由背光板112产生包含垂直偏振方向和水平偏振方向的光线，该光线经过下偏光片1084时被过滤掉垂直偏振方向的光线，则剩余的水平偏振方向的光线入射TFT面板1086；水平偏振方向的光线经过TFT面板1086时，通过对TFT面板1086加电，使其不改变入射光线的振动方向，并出射水平偏振方向的图像光线，该图像光线射入液晶透镜单元106，即上述的第二图像光线。

在上述硬件组合结构下，该立体显示装置在第一时刻进行图像光线传输时的过程包括：

（1）在第一时刻，显示面板108产生振动方向为水平方向的线偏振的第二图像光线。

同时，假定对应于左眼图像的像素为L1、L2......Ln，对应于右眼图像的像素为R1、R2......Rn，则在第一时刻和第二时刻，需要将对应于左眼图像的像素和对应于右眼图像的像素在TFT面板1086上进行交替排列。具体地，比如在第一时刻，将对应于左眼图像的像素的偶数列和对应于右眼图像的像素的奇数列进行排列，即得到“R1L2R3L4......L2nR2n+1”的像素列（图12中示意为“RLRL......”）。

（2）液晶透镜单元106在对第三电极312和第四电极314施加如图9B所示的驱动电压后，形成图中所示的透镜形态，即对于水平偏振光，初始摩擦方向排列的液晶分子具有最小的折射率n_o；由于电场作用，部分液晶分子发生90°的旋转，则水平偏振光经过这部分液晶分子时，具有最大的折射率n_e。所以，通过多个条状电极的控制，可以产生从n_o到n_e的折射率渐变，从而产生图中所示的透镜折射率分布（如虚线所示）。

（3）第二图像光线被液晶透镜单元106分光处理后，作为第一图像光线射入偏振光转换单元104；其中，偏振光转换单元104不向第一电极212和第二电极214施加驱动电压，使其将垂直偏振的第一图像光线变为平行于纸面方向的图像光线。

（4）最后，从偏振光转换单元104出射的图像光线，分别进入观看者的左右眼，比如图14中对应于R的图像光线进入用户右眼、对应于L的图像光线进入用户左眼。其中，图中示例的不同位置处光线出射的方向，用来和第二时刻的光线传输方向进行比较，来说明全分辨率的效果。

图15示出了根据本发明的一个实施例的在第二时刻进行图像光线传输时的示意图。

如图15所示，基于与图14所示相同的硬件结构，则根据本发明的一个实施例的在第二时刻进行图像光线传输时的过程包括：

（1）在第二时刻，由背光板112产生包含垂直偏振方向和水平偏振方向的光线，该光线经过下偏光片1084时被过滤掉垂直偏振方向的光线，则剩余的水平偏振方向的光线入射TFT面板1086；水平偏振方向的光线经过TFT面板1086时，通过对TFT面板1086不加电，使其改变入射光线的振动方向，并出射垂直偏振方向的图像光线，该图像光线射入液晶透镜单元106，即上述的第二图像光线。

具体地，TFT面板1086需要对像素进行顺序排列，比如将对应于左眼图像的像素的奇数列和对应于右眼图像的像素的偶数列进行排列，即得到“L1R2L3R4......R2nL2n+1”的像素列（图15中示意为“L’R’L’R’......”）。

（2）液晶透镜单元106中部分条状电极的驱动电压做一定大小的调整，使其对第三电极312和第四电极314施加如图10B所示的驱动电压，从而对垂直于纸面的偏振光具有如图所示的透镜效果，即对于垂直偏振光，初始摩擦方向排列的液晶分子具有最大的折射率ne；由于电场作用，部分液晶分子发生90°的旋转，则垂直偏振光经过这部分液晶分子时，具有最小的折射率no。

（3）液晶透镜单元106对第二图像光线进行分光处理后，将第一图像光线射入偏振光转换单元104；偏振光转换单元104向第一电极212和第二电极214施加预设大小的驱动电压，使得偏振光转换单元104失去旋光作用，即使得入射的第一图像光线的偏振方向保持不变，即垂直于纸面的偏振方向。

（4）最后，从偏振光转换单元104出射的图像光线，分别进入观看者的左右眼，比如图15中对应于R’的图像光线进入用户右眼、对应于L’的图像光线进入用户左眼。通过对图14和图15的比较可知，由于在第一时刻和第二时刻，显示面板108（具体为TFT面板1086）上对应于左眼图像和右眼图像的像素位置交替，使得对于左眼而言的像素L和L’互补、对于右眼而言的R和R’互补，因而通过两个时刻分辨率的相互补充，最终达到全分辨率的显示效果。

实施例三

与图14和图15所示实施例相类似地，根据本发明的另一个实施例的立体显示装置中，显示面板108包括上偏光片1082、下偏光片1084和TFT面板1086，偏振光转换单元104和液晶透镜单元106依次设置在TFT面板1086和上偏光片1082之间，使得：

第一图像光线为显示面板108（具体为TFT面板1086）的出射光线，第二图像光线为所述偏振光转换单元104的出射光线，且第二图像光线经液晶透镜单元106后射入上偏光片1082。（图中未示出）

本领域技术人员应该理解的是，通过对光线偏振方向的调整和对各个部件之间的配合，上述结构同样能够基于第一时刻和第二时刻的图像光线的相互补充，以实现全分辨率的立体显示效果。

此外，虽然图9A和图10A中分别示出了在第一时刻和第二时刻下的一种分组方式，但可以理解的是，显然还可以存在其他分组方式。比如较为简单地，可以对每个电极组中包含的条状电极数量进行调整；或者可以采用图16和图17示出的方式，其中，图16示出了根据本发明的另一个实施例的在第一时刻对液晶透镜单元中的条状电极进行分组的示意图，图17示出了根据本发明的另一个实施例的在第二时刻对液晶透镜单元中的条状电极进行分组的示意图。

如图16所示，在第一时刻下，以第三电极312（此处第三电极312形成在第三基板302上、第四电极314形成在第四基板304上）为例，可以由电极312A、电极312B、电极312C、电极312D和电极312E构成一个电极组3120’，并由电极312F、电极312G、电极312H、电极312I和电极312J构成另一个电极组3122’，两个电极组之间不存在共同包含的电极；对应于第四电极314，也可以采用相类似的方式进行分组。

如图17所示，在第二时刻下，仍以第三电极312为例，可以由电极312C、电极312D、电极312E、电极312F和电极312G构成一个电极组3121’，且该电极组3121’与其他电极组之间不存在共同的条状电极；对应于第四电极314，也可以采用相类似的方式进行分组。

以上结合附图详细说明了本发明的技术方案，考虑到相关技术中，柱状透镜方式难以实现高分辨率的裸眼立体显示效果，因此，本发明提出了一种立体显示装置，可以利用图像光线的偏振方向与液晶透镜的分光情况的配合，提高柱状透镜式裸眼立体显示的分辨率，实现全分辨率的显示效果。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种立体显示装置，其特征在于，包括：

驱动控制单元，用于在第一时刻和第二时刻分别生成对应于偏振光转换单元的第一偏振控制信号和第二偏振控制信号，以及分别生成对应于液晶透镜单元的第一透镜控制信号和第二透镜控制信号；

所述偏振光转换单元，用于根据接收到的所述第一偏振控制信号，在所述第一时刻将接收到的第一图像光线的振动方向旋转90°，且根据接收到的所述第二偏振控制信号，在所述第二时刻不改变所述第一图像光线的振动方向；

所述液晶透镜单元，用于根据接收到的所述第一透镜控制信号和所述第二透镜控制信号，在所述第一时刻和所述第二时刻分别形成以预设周期排列的第一液晶透镜光栅和第二液晶透镜光栅，所述第一液晶透镜光栅和所述第二液晶透镜光栅之间偏移半个所述预设周期，以将接收到的第二图像光线分离为左眼图像和右眼图像，其中，所述左眼图像和所述右眼图像在显示面板上对应的显示区域在所述第一时刻和所述第二时刻相互交替。

2.根据权利要求1所述的立体显示装置，其特征在于，所述偏振光转换单元和所述液晶透镜单元依次设置在所述显示面板的出光方向，

其中，所述第一图像光线为所述显示面板的出射光线，该出射光线经过设置在所述显示面板的出光方向上的偏光片后，射入所述偏振光转换单元，所述第二图像光线为所述偏振光转换单元的出射光线。

3.根据权利要求1所述的立体显示装置，其特征在于，所述显示面板的出光方向设置有偏光片，所述液晶透镜单元和所述偏振光转换单元设置在所述显示面板和所述偏光片之间，

其中，所述第一图像光线为所述液晶透镜单元的出射光线，且所述第一图像光线经所述偏振光转换单元后射入所述偏光片，所述第二图像光线为所述显示面板的出射光线；

或所述第一图像光线为所述显示面板的出射光线，所述第二图像光线为所述偏振光转换单元的出射光线，且所述第二图像光线经所述液晶透镜单元后射入所述偏光片。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的立体显示装置，其特征在于，所述偏振光转换单元包括：

第一基板和第二基板；

第一液晶层，设置在所述第一基板和所述第二基板之间，其中充满液晶分子；

第一电极和第二电极，分别设置在所述第一液晶层的两侧，用于根据所述第二偏振控制信号，在所述第二时刻为所述第一液晶层提供预设大小的驱动电压，以透射所述第一图像光线。

5.根据权利要求4所述的立体显示装置，其特征在于，所述第一电极和所述第二电极中的至少一个被划分为多个区域，且所述第一电极和所述第二电极中被划分为多个区域的任一电极中的每个区域，用于与另一电极形成所述预设大小的驱动电压。

6.根据权利要求5所述的立体显示装置，其特征在于，所述第一电极和所述第二电极都被划分为多个区域，且两个电极划分的区域一一对应地设置在所述第一液晶层的两侧。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的立体显示装置，其特征在于，所述液晶透镜单元包括：

第三基板和第四基板；

第二液晶层，设置在所述第三基板和所述第四基板之间，其中充满液晶分子；

第三电极，所述第三电极设置在所述第二液晶层的一侧且包括多个条状电极，用于根据所述第一透镜控制信号和所述第二透镜控制信号，在同侧相邻的条状电极之间形成电压差，以驱动所述第二液晶层。

8.根据权利要求7所述的立体显示装置，其特征在于，当所述液晶透镜单元还包含第四电极时，所述第四电极包括多个条状电极，设置在所述第二液晶层的另一侧且与所述第三电极的条状电极相互对应地设置。

9.根据权利要求7所述的立体显示装置，其特征在于，处于所述第二液晶层的同一侧的多个条状电极在所述第一时刻和所述第二时刻分别生成以预设周期排列的多个第一电极组和多个第二电极组，其中，所述多个第一电极组和所述多个第二电极组之间偏移半个所述预设周期。

10.根据权利要求9所述的立体显示装置，其特征在于，在每个所述第一电极组中，向居中的条状电极施加第一电压，且向同一电极组中的其他条状电极施加的电压值沿所述居中的条状电极两侧的方向依次递减且大小相互对称；

在每个所述第二电极组中，向居中的条状电极施加第二电压，且向同一电极组中的其他条状电极施加的电压值沿所述居中的条状电极两侧的方向依次递增且大小相互对称。