CN104155824A - 一种主动式光栅、裸眼3d显示装置及显示方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种主动式光栅、裸眼3D显示装置及显示方法，涉及显示技术领域，用于提高裸眼3D显示装置的实用性。所述裸眼3D显示装置包括：相对设置的显示面板和主动式光栅，获取观众到主动式光栅的垂直距离的人脸识别模块，与人脸识别模块信号连接的第一计算模块，与第一计算模块信号连接的调整模块，第一计算模块根据人脸识别模块所获取的观众到主动式光栅的垂直距离，计算获得观众在当前位置观看到理想的3D图像时主动式光栅的各遮光区域的理论水平宽度，调整模块根据第一计算模块计算获得的所述理论水平宽度，调整所述主动式光栅的各遮光区域的实际水平宽度，使所述实际水平宽度与所述理论水平宽度相等。

Description

一种主动式光栅、裸眼3D显示装置及显示方法

技术领域

本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种主动式光栅、裸眼3D显示装置及显示方法。

背景技术

目前常见的裸眼3D显示器，大致分为视差挡板法和透镜光栅法两种方法，其最基本做法是将画面分割成适合左、右眼观看的两个不同角度的影像(此称为二视点裸眼3D显示器)，经过视差挡板或是透镜光栅的作用，在显示面板前方呈现多个相互间隔的左视区和右视区。当观众左眼位于左视区，右眼位于与左视区对应的右视区时，观众左眼能看到对应的左眼图像，右眼能看到对应的右眼图像，左眼图和右眼图是一对立体图像对，这样大脑就可以将它们融合成3D画面，观众就享受到3D立体画面。

然而，本申请发明人发现：观众在观看上述裸眼3D显示器的显示的3D图像时，观众必须位于裸眼3D显示器的前方的某些特定位置方可看到较佳地3D图像，否则观赏效果较差，甚至无法看到3D效果，严重影响裸眼3D显示器的实用性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种主动式光栅、裸眼3D显示装置及显示方法，用于提高裸眼3D显示装置的实用性。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种主动式光栅，包括：

相对设置的第一基板和第二基板，所述第一基板上设有等间隔排列的多个第一条状电极，所述第二基板上设有公共电极；

位于所述多个第一条状电极和所述公共电极之间的光控制层；

以及分别与所述公共电极和各所述第一条状电极电连接的驱动电路，所述驱动电路对一部分所述第一条状电极进行加电，对另一部分所述第一条状电极进行断电，以形成相互间隔排列的多个透光区域和多个遮光区域。

可选地，所述光控制层为液晶层或电致变色层。

可选地，所述第二基板上的公共电极为平板状电极，或为与所述第一基板上的多个第一条状电极一一相对设置的多个第二条状电极。

本发明同时还提供了一种裸眼3D显示装置，包括：

相对设置的显示面板和主动式光栅；

人脸识别模块，用于获取当前观众到所述主动式光栅的垂直距离；

第一计算模块，与所述人脸识别模块信号连接；所述第一计算模块根据所述人脸识别模块所获取的所述垂直距离，以及观众到所述主动式光栅的垂直距离与观众能够看到理想的3D图像时所述主动式光栅的各遮光区域的理论水平宽度之间的第一对应关系，计算获得观众在当前位置观看到理想的3D图像时各所述遮光区域的理论水平宽度，其中，各所述遮光区域分别对应的理论水平宽度相等；

调整模块，分别与所述第一计算模块和所述主动式光栅的驱动电路信号连接；所述调整模块根据所述第一计算模块计算获得的所述理论水平宽度，发送相应的第一控制指令给所述驱动电路，调整所述主动式光栅的各遮光区域的实际水平宽度，使所述实际水平宽度与所述理论水平宽度相等，其中，各所述遮光区域分别对应的实际水平宽度相等。

优选地，所述第一对应关系具体为：

$f=\frac{r\×(n-1)\×p}{r+d}$

其中，f为所述主动式光栅的每个遮光区域的理论水平宽度，r为观众到所述主动式光栅的垂直距离，n为所述显示面板的视点数，为常数，p为所述显示面板上的亚像素宽度，为常数，d为所述主动式光栅与所述显示面板之间的垂直距离。

进一步地，上述裸眼3D显示装置还包括分别与所述人脸识别模块和所述调整模块信号连接的第二计算模块；所述人脸识别模块还用于获取当前位于所述显示面板出光侧的同一排各相邻观众之间的水平间距；所述第二计算模块根据当前各相邻观众之间的水平间距，以及各相邻观众之间的最大水平间距与观众可观看到理想的3D图像时所述主动式光栅的各干扰区的偏移量之间的第二对应关系，计算获得当前各观众观看到理想的3D图像时所对应的所述主动式光栅的各干扰区的偏移量；所述调整模块根据所述第二计算模块计算获得的所述偏移量，发送相应的第二控制指令给所述驱动电路，调整各所述遮光区域在所述主动式光栅上的相对位置，使所述主动式光栅的各干扰区与相邻的两个观众之间的中间位置对应。

优选地，所述第二对应关系式具体为：

$s=n-[N+\frac{1}{2}D]$

其中，s为所述主动式光栅的每个干扰区的偏移量，n为所述显示面板的视点数，为常数，N为具有最大水平间距的两个相邻观众中其中一个观众所对应的视点，D为具有最大水平间距的两个相邻观众所分别对应的两个视点之间的水平间距。

较佳地，所述第一计算模块、所述调整模块和所述第二计算模块集成在同一个信息处理器中。

优选地，所述人脸识别模块设于所述显示面板的边缘和/或所述主动式光栅的边缘。

进一步地，上述裸眼3D显示装置还包括：与所述调整模块信号连接的提醒模块，与所述提醒模块信号连接的显示模块，其中，

所述提醒模块用于发出提醒信息给不能观看到理想3D图像的观众，告知该观众移动到特定位置后可观看到理想3D图像；所述显示模块向观众显示所述提醒信息。

本发明同时还提供了一种裸眼3D显示方法，包括：

获取当前观众到所述主动式光栅的垂直距离；

根据所获取的当前观众到所述主动式光栅的垂直距离，以及观众到所述主动式光栅的垂直距离与观众能够看到理想的3D图像时所述主动式光栅的各遮光区域的理论水平宽度之间的第一对应关系，计算获得观众在当前位置观看到理想的3D图像时各所述遮光区域的理论水平宽度，其中，各所述遮光区域分别对应的理论水平宽度相等；

根据所计算获得的各所述遮光区域的理论水平宽度，发送相应的第一控制指令给所述主动式光栅的驱动电路，调整所述主动式光栅的各遮光区域的实际水平宽度，使所述实际水平宽度与所述理论水平宽度相等，其中，各所述遮光区域分别对应的实际水平宽度相等。

优选地，所述第一对应关系具体为：

$f=\frac{r\×(n-1)\×p}{r+d}$

其中，f为所述主动式光栅的每个遮光区域的理论水平宽度，r为观众到所述主动式光栅的垂直距离，n为所述显示面板的视点数，为常数，p为所述显示面板上的亚像素宽度，为常数，d为所述主动式光栅与所述显示面板之间的垂直距离。

优选地，根据所计算获得的各所述遮光区域的理论水平宽度，发送相应的第一控制指令给所述主动式光栅的驱动电路，调整所述主动式光栅的各遮光区域的实际水平宽度，使所述实际水平宽度与所述理论水平宽度相等的步骤具体包括：

所述调整模块根据所述第一计算模块计算获得的所述理论水平宽度，生成相应的第一控制指令，并将该第一控制指令发送给所述驱动电路；

所述驱动电路根据所述第一控制指令，对所述主动式光栅的一部分第一条状电极进行加电，对所述主动式光栅的另一部分第一条状电极进行断电，以在所述主动式光栅上形成相互间隔排列的多个透光区域和多个遮光区域，且形成的所述遮光区域的实际水平宽度与所述理论水平宽度相等。

进一步地，上述裸眼3D显示方法还包括：

获取当前位于所述显示面板的出光侧的同一排各相邻观众之间的水平间距；

根据所获取的当前各相邻观众之间的水平间距，以及各相邻观众之间的最大水平间距与观众可观看到理想的3D图像时所述主动式光栅的各干扰区的偏移量之间的第二对应关系，计算获得当前观众观看到理想的3D图像所对应的所述主动式光栅的各干扰区的偏移量；

根据所计算获得的各所述干扰区的偏移量，发送相应的第二控制指令给所述驱动电路，调整各所述遮光区域在所述主动式光栅上的相对位置，使所述主动式光栅的各干扰区与相邻的两个观众之间的中间位置对应。

优选地，所述第二对应关系式具体为：

$s=n-[N+\frac{1}{2}D]$

其中，s为所述主动式光栅的各干扰区的偏移量，n为所述显示面板的视点数，为常数，N为具有最大水平间距的两个相邻观众中其中一个观众的所对应的视点，D为具有最大水平间距的两个相邻观众所分别对应的两个视点之间的水平间距。

较佳地，根据所计算获得的各所述干扰区的偏移量，发送相应的第二控制指令给所述驱动电路，调整各所述遮光区域在所述主动式光栅上的相对位置，使所述主动式光栅的各干扰区与相邻的两个观众之间的中间位置对应的步骤具体包括：

所述调整模块根据所述第二计算模块计算获得的所述偏移量，生成相应的第二控制指令，并将该第二控制指令发送给所述主动式光栅的驱动电路；

所述驱动电路根据所述第二控制指令，对所述主动式光栅的一部分第一条状电极进行充电，对所述主动式光栅的另一部分第一条状电极进行放电，以在所述主动式光栅上形成相互间隔排列的多个透光区域和多个遮光区域，且接收所述第二控制指令后形成在所述主动式光栅上的各所述遮光区域相对接收所述第二控制指令前形成在所述主动式光栅上的各所述遮光区域进行了整体左移或整体右移。

从上述技术方案可知，当观众位于本发明提供的裸眼3D显示装置的视区可变范围值之内时，能够根据观众的位置坐标(观众到主动式光栅的垂直距离)自动调整主动式光栅的各遮光区域的水平宽度，使得显示面板的各视点经过主动式光栅后形成的各视区位置与观众所在位置重合，从而使得观众能够观看到理想的3D图像。因此，与现有的裸眼3D显示装置观众需要在固定的视区位置才能观看到理想的3D图像相比，本发明实施例提供的裸眼3D显示装置，能够根据观众的位置坐标改变视区位置，使得观众不需要在固定的视区位置就能观看到理想的3D图像，大大提高了裸眼3D显示装置的实用性。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例提供的裸眼3D显示装置的各部件之间的连接关系图一；

图2为本发明实施例提供的裸眼3D显示装置的显示原理图；

图3为观众能够观看到裸眼3D显示装置所显示的图像时的示意图；

图4为本发明实施例提供的裸眼3D显示装置的各部件之间的连接关系图二；

图5为本发明实施例提供的主动式光栅的结构示意图；

图6为图5中主动式光栅的各遮光区域的排布图一；

图7为图5中主动式光栅的各遮光区域的排布图二；

图8为本发明实施例提供的裸眼3D显示方法的流程图。

附图标记：

1-显示面板，                   2-主动式光栅，

3-第一基板，                   4-第二基板，

5-光控制层，                   6-第一条状电极，

7-公共电极，                   21-遮光区域，

22-透光区域。

具体实施方式

下面将结合说明书附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，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他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

请参阅图1和图2，本发明实施例提供的裸眼3D显示装置包括：相对设置的显示面板1和主动式光栅2，用于获取当前位于显示面板1的出光侧(显示图像侧)的观众到主动式光栅2的垂直距离的人脸识别模块，与人脸识别模块信号连接的第一计算模块，以及分别与第一计算模块和主动式光栅2的驱动电路信号连接的调整模块；其中，

所述人脸识别模块可选人脸识别摄像机或红外摄像机，在本实施例中，人脸识别模块采用人脸识别摄像机，固定安装在显示面板1的边缘和/或主动式光栅的边缘，或，安装在裸眼3D显示装置的外壳上，用于获取观众到主动式光栅2的垂直距离。

所述第一计算模块根据人脸识别模块所测得的观众到主动式光栅2的垂直距离，以及观众到主动式光栅2的垂直距离与观众能够看到理想的3D图像时主动式光栅2的各不透光区域21的理论水平宽度之间的第一对应关系，计算获得观众在当前位置观看到理想的3D图像时各遮光区域21的理论水平宽度，其中，各遮光区域21分别对应的理论水平宽度相等；

所述调整模块根据第一计算模块计算获得的各遮光区域21的理论水平宽度，发送相应的第一控制指令给主动式光栅2的驱动电路，以调整主动式光栅2的各遮光区域21的实际水平宽度，使实际水平宽度与理论水平宽度相等，其中，各遮光区域21分别对应的实际水平宽度相等。需要说明的是，上述第一控制指令是调整模块根据第一计算模块计算获得的各遮光区域21的理论水平宽度生成的，不同的理论水平宽度对应的第一控制指令也不同，但这些第一控制指令都是提供给主动式光栅2的驱动电路，以使驱动电路根据这些第一控制指令确定该给主动式光栅2的哪些第一条状电极加电或断电，从而形成所需水平宽度的各遮光区域21。

具体实施时，在上述裸眼3D显示装置中，主动式光栅2与显示面板1相对设置，可选地，主动式光栅2位于显示面板1的出光侧，或，位于显示面板1的背光侧，即位于显示面板1和裸眼3D显示装置的背光模组之间。因主动式光栅2位于显示面板1的背光侧的工作原理与主动式光栅2位于显示面板1的出光侧的工作原理基本相同，下文为了描述方便，将以主动式光栅2位于显示面板1的出光侧为例，来详细描述上述裸眼3D显示装置的工作原理。

继续参阅图2，主动式光栅2位于显示面板1的出光侧，主动式光栅2上形成有相互间隔排列的多个遮光区域21和多个透光区域22，各遮光区域21的水平宽度相等，且间隔距离也相等，各透光区域22的水平宽度相等，且间隔距离也相等。假设裸眼3D显示装置的显示面板1具有五个视点，并且这五个视点在显示面板1上周期循环排列；从显示面板1射出的光经过主动式光栅2后形成分别与五个视点对应的多个视区，即对应第一视点的多个视区，对应第二视点的多个视区，对应第三视点的多个视区，对应第四视点的多个视区以及对应第五视点的多个视区，为了描述方便，将对应第一视点的多个视区统称为第一视区，将对应第二视点的多个视区统称为第二视区，将对应第三视点的多个视区统称为第三视区，将对应第四视点的多个视区统称为第四视区，以及将对应第五视点的多个视区统称为第五视区，这五个视区与主动式光栅之间的垂直距离相等。观众在上述视区观看时，所观看到的3D图像分别为对某一场景不同角度进行拍摄而得到的图像，各角度之间具有一定视差。第一视区至第五视区各个视区所显示的图像仅有由于拍摄角度的不同导致的细微差别，观众位于其中一个视区中时，观众的左眼在该视区中的左视区、右眼在该视区中的右视区，如此观众才能够观看到理想的3D图像。

根据上述描述可知，当观众在主动式光栅2前方的五个视区观看时，观众能够观看到理想的3D图像；当观众不在上述五个视区观看时，例如，观众相对于显示面板1进行了向前或向后移动，即当观众与主动式光栅2之间的垂直距离发生了改变后，为了保证观众还能观看到理想的3D图像，本实施例提供的裸眼3D显示装置会根据当前观众到主动式光栅2的垂直距离，自动调整主动式光栅2的各遮光区域21的水平宽度，使各视点经过主动式光栅2后形成的各视区位置相对主动式光栅2进行前移或后移，以与观众所在位置重合，从而使观众能够观看到理想的3D图像。

具体地，当观众到垂直距离发生改变后，人脸识别模块获取观众到主动式光栅2的垂直距离；第一计算模块根据当前观众与主动式光栅2之间的垂直距离，以及观众到主动式光栅2的垂直距离与观众能够看到理想的3D图像时主动式光栅2的各遮光区域21的理论水平宽度之间的第一对应关系，计算获得观众处于当前位置能够观看到理想的3D图像时所对应的各遮光区域21的理论水平宽度；调整模块根据第一计算模块计算获得的理论水平宽度，发送相应的第一控制指令给主动式光栅2的驱动电路，调整主动式光栅2的各遮光区域21的实际水平宽度，使实际水平宽度与理论水平宽度相等；当各遮光区域21的实际水平宽度与理论水平宽度相等时，显示面板1发出的光经过主动式光栅2后形成新的视区，并且新形成的这些视区与观众所在位置重合，从而可以保证观众能够观看到理想的3D图像。

更加详细地说，请参阅图3，当观众位于A点视区时，此时观众到主动式光栅的垂直距离r等于AB的长度。为了使观众处于A点视区能够观看到理想的3D图像，按照光线的传输路径，可以构建图3所示的三角形ABC和三角形ADE中，且三角形ABC和三角形ADE为相似三角形。如图3中所示，为避免干扰，当眼睛只看到一个视点，而其他视点都被光栅挡住，则能看到最佳观看效果，根据相似三角形定律，得到如下关系式：

$\frac{\mathrm{BC}}{\mathrm{DE}}=\frac{\mathrm{AB}}{\mathrm{AB}+\mathrm{BD}}$

其中，边BC为主动式光栅的每个遮光区域的理论水平宽度，用f表示，边DE为显示面板上对应的视点数宽度，用(n-1)*p表示，n为显示面板1上的视点总数，为常数，在本实施例中视点总数n＝5，p为显示面板1上的亚像素宽度，为常数，边AB为观众到主动式光栅的垂直距离，用r表示，边BD为主动式光栅到显示面板的垂直距离，用d表示，将上述各对应值代入上述关系式得到：

$\frac{f}{(n-1)*p}=\frac{r}{r+d}$

对上述公式进行变形后即可得到公式一：

$f=\frac{r\×(n-1)\×p}{r+d}$

其中，f为所述主动式光栅的每个遮光区域的理论水平宽度，r为观众到所述主动式光栅的垂直距离，n为所述显示面板的视点数，为常数，p为所述显示面板上的亚像素宽度，为常数，d为所述主动式光栅与所述显示面板之间的垂直距离。

第一计算模块根据人脸识别模块所获得的观众到主动式光栅2的垂直距离，以及上述公式一，通过计算可获得：当观众到主动式光栅的垂直距离不同时，观众能够观看到理想的3D图像时所对应的遮光区域21的理论水平宽度f。调整模块根据第一计算模块计算获得的理论水平宽度，生成与理论水平宽度对应的第一控制指令，并将该第一控制指令发送给主动式光栅2的驱动电路，调整主动式光栅2的各遮光区域21的实际水平宽度，使实际水平宽度与理论水平宽度相等；从而使显示面板1发出的光经过主动式光栅2后形成新的视区，且新形成的这些视区与观众所在位置重合，进而可以保证观众能够观看到理想的3D图像。

需要说明的是，上述在调整各遮光区域21的水平宽度时，每个遮光区域21的中心位置不变，因此，调整遮光区域21的水平宽度即为改变遮光区域21的两端到该中心位置的垂直距离。

从上述技术方案可知，当观众位于本发明实施例提供的裸眼3D显示装置的视区可变范围之内时，裸眼3D显示装置能够根据观众到主动式光栅的垂直距离自动调整主动式光栅2的各遮光区域21的水平宽度，使得显示面板1的各视点经过主动式光栅2后形成的各视区位置与观众所在位置重合，从而使得观众能够观看到理想的3D图像。因此，与现有的裸眼3D显示装置观众需要在固定的视区位置才能观看到理想的3D图像相比，本发明实施例提供的裸眼3D显示装置，能够根据观众的位置坐标改变视区位置，使得观众不需要在固定的视区位置就能观看到理想的3D图像，大大提高了裸眼3D显示装置的实用性。

在上述实施方式中，如果只有一个观众观看本实施例提供的裸眼3D显示装置时，该观众必须位于裸眼3D显示装置的视区可变范围之内，裸眼3D显示装置根据当前观众到主动式光栅的垂直距离，通过调整主动式光栅的各遮光区域21的水平宽度，使新形成的视区与观众所在位置重合，从而使得观众能够观看到理想的3D图像；如果有多个观众观看上述裸眼3D显示装置时，所有观众必须位于裸眼3D显示装置的视区可变范围之内，同时所有观众必需在显示面板1前方的同一排位置(各观众分别到主动式光栅的垂直距离相等)，且还要保证各观众之间间隔一定的距离，如此，才能保证各观众都能观看到理想的3D图像。然而在现实中，比较容易保证各观众到主动式光栅2的垂直距离相等，如各观众都坐在裸眼3D显示装置前方的一个长条形沙发上；但各观众之间的水平间距比较难保证，从而导致有的观众可能不能观看到理想的3D图像。

请参阅图4，为了解决上述问题，上述裸眼3D显示装置进一步还包括分别与人脸识别模块和调整模块信号连接的第二计算模块；人脸识别模块还用于获取当前位于主动式光栅2前方的同一排各相邻观众之间的水平间距；第二计算模块根据当前各相邻观众之间的水平间距，以及各相邻观众之间的最大水平间距与观众可观看到理想的3D图像时主动式光栅2的各干扰区的偏移量之间的第二对应关系，计算获得当前各观众观看到理想的3D图像时所对应的主动式光栅2的各干扰区的偏移量；调整模块根据第二计算模块计算获得的偏移量，发送相应的第二控制指令给主动式光栅2的驱动电路，调整各遮光区域21在主动式光栅2上的相对位置，使主动式光栅2的各干扰区与相邻的两个观众之间的中间位置对应。

具体地，人脸识别模块获取位于主动式光栅2前方的各观众到主动式光栅2的垂直距离，以及获取各相邻两个观众之间的水平间距。各相邻两个观众之间的水平间距可以通过如下方式测得：继续参阅图2，以显示面板1具有五个视点、主动式光栅2前方有三个观众在观看裸眼3D图像、且这三个观众与主动式光栅2之间的垂直距离相等(三个观众位于主动式光栅2前方的同一排)为例，人脸识别模块获取第一个观众所对应的视点为1、第二个观众所对应的视点为3、第三个观众所对应的视点为4，根据三个观众所分别对应的视点，从而确定第一个观众和第二个观众所分别对应的视点间距为2、第二个观众和第三个观众所分别对应的视点间距为1、第一个观众和第三个观众所分别对应的视点间距为2，进而确定第一个观众和第二个观众之间的水平间距D1等于2tp、第二个观众和第三个观众之间的水平间距D2等于1tp、第一个观众和第三个观众之间的水平间距D3为2tp；其中，p为显示面板1的亚像素宽度，t为单位视点间距中包括的亚像素的个数，为常数。由上可知，第一个观众、第二个观众之间的水平间距D1以及第一个观众、第三个观众之间的水平间距D3最大，分别为2tp。

为了使观众可观看到理想的3D图像，需保证主动式光栅2的各干扰区与相邻的两个观众之间的中间位置对应，各干扰区所对应的视点间距满足如下公式：stp＝ntp-[Ntp+1/2max(D1，D2，D3)]，对该公式进行变形后得到公式二：

$s=n-[N+\frac{1}{2}D]$

其中，s为主动式光栅的每个干扰区的偏移量，n为显示面板1的视点数，为常数，N为具有最大水平间距的两个相邻观众中其中一个观众所对应的视点，D为具有最大水平间距的两个相邻观众所分别对应的两个视点之间的水平间距。需要说明的是，公式二中的各个变量和常数的单位都用视点的个数表示。

第二计算模块根据各相邻观众之间的水平间距以及上述公式二，计算获得观众观看到理想的3D图像时所对应的各干扰区的偏移量；调整模块根据该偏移量生成相应的第二控制指令，并将该第二控制指令发送给主动式光栅2的驱动电路，调整各遮光区域21在主动式光栅2上的相对位置，使主动式光栅2的各干扰区与相邻的两个观众之间的中间位置对应，从而可以保证各观众都能够观看到理想的3D图像。值得一提的是，为了简化裸眼3D显示装置的结构，优选地，所述第一计算模块、所述调整模块和所述第二计算模块集成在同一个信息处理器中。

在上述实施方式中，如果有多个观众观看上述裸眼3D显示装置时，要保证所有观众都能观看理想的3D图像，所有观众只能位于主动式光栅2前方的同一排，且观众必须位于裸眼3D显示装置的视区可变范围之内。如果有其中一个或数个观众与大多数观众不是位于同一排或超出了视区可变范围时，上述裸眼3D显示装置自动调整主动式光栅的过程是以大多数位于同一排的观众进行的，即主动式光栅2(遮光区域21的水平宽度)调整后，满足上述条件的观众能观看到理想的3D图像，而不满足上述条件的观众不能观看到理想的3D图像。

然而，不满足上述条件的观众可能不清楚需要满足上述条件才能观看到理想的3D图像，为此，上述裸眼3D显示装置还包括与调整模块信号连接的提醒模块，与提醒模块信号连接的显示模块；所述提醒模块用于发出提醒信息给不能观看到理想3D图像的观众，告知该观众移动到特定位置后可观看到理想3D图像；所述显示模块向观众显示所述提醒信息。具体地，当调整模块调整主动式光栅2的各遮光区域的水平宽度和各遮光区域在主动式光栅上的相对位置后，若是人脸识别模块检测到第一观众、第二观众和第三观众的左右眼分别位于观看到理想的3D图像所对应的视区内，而第四观众的左右眼没有位于观看到理想的3D图像所对应的视区内时，提醒模块发出提醒信息给第四观众，告知第四观众应该移动到某个位置就可以观看到理想的3D图像，提高观众的观看体验，显示模块显示观众可观看到理想的3D图像时所对应的位置坐标。

实施例二

请参阅图5，本发明实施例同时还提供了一种主动式光栅，包括：相对设置的第一基板3和第二基板4，第一基板3上设有等间隔排列的多个第一条状电极6，第二基板4上设有公共电极7，位于多个第一条状电极6和公共电极7之间的光控制层5，以及分别与各第一条状电极6和公共电极7电连接的驱动电路；驱动电路对一部分第一条状电极6进行加电，对另一部分第一条状电极6进行断电，以形成相互间隔排列的多个透光区域22和多个遮光区域21。

具体实施时，第二基板4上的公共电极7为平板状电极，或为与第一基板3上的多个第一条状电极6一一相对设置的多个第二条状电极。光控制层5具体为液晶层或电致变色层，当光控制层5为液晶层时，此时主动式光栅也称为液晶光栅，并在液晶光栅的第一基板3和第二基板4分别背向液晶层的面上还分别设有偏光片，或，液晶光栅的一个基板与显示面板公用一个偏光片，另一个基板背向液晶层的面上设有一个偏光片。

在本实施例中，光控制层5为液晶层，公共电极7为平板状电极；当驱动电路对一部分第一条状电极6进行加电，对另一部分6进行断电时，与通电的各第一条状电极所对应的液晶层中液晶分子发生偏转，阻挡光通过，形成遮光区域；与断电(未加电)的各第一条状电极所对应的液晶层中液晶分子不发生偏转，不阻挡光通过，形成透光区域。各遮光区域各透光区域构成所需的光栅。

显然，任一第一条状电极6的宽度即为主动式光栅2上的各遮光区域21的最小变化值，因此，该第一条状电极6的宽度越小越好，为了进一步提高裸眼3D显示装置的显示效果，优选的，第一条状电极6的宽度与显示面板1的亚像素的宽度相等。

当裸眼3D显示装置采用本实施里提供的主动式光栅时，调整模块根据第一计算模块计算获得的每个遮光区域21的理论水平宽度和第二计算模块计算获得的每个干扰区的偏移量，调整主动式光栅2的过程具体如下：

在主动式光栅2的驱动电路未接收第一控制指令时，驱动电路保持当前对各第一条状电极6的加电或断电，使各透光区域22和各遮光区域21的水平宽度保持不变；如图6所示，每个条带代表一条第一条状电极6的对应区域，每个遮光区域21占用四条第一条状电极6的对应区域，各透光区域22占用两条第一条状电极6的对应区域。当观众到主动式光栅的垂直距离改变后，第一计算模块计算出观众在当前能够观看到理想的3D图像所对应的遮光区域的理论水平宽度，调整模块根据该理论水平宽度，发送第一控制指令给主动式光栅的驱动电路，改变加电第一条状电极6的个数和断电第一条状电极6的个数，从而改变第一基板3和第二基板4之间的液晶层的液晶分子的偏转情况，进而改变遮光区域21的水平宽度，值得一提的是，在改变遮光区域21的水平宽度时，相邻的两个遮光区域21中心距不变，位于相邻的两个遮光区域21之间的透光区域22(狭缝)变化。改变水平宽度的各遮光区域21如图7所示，此时每个遮光区域21占用三条第一条状电极6的对应区域，每个透光区域22占用三条第一条状电极6的对应区域；通过改变了各遮光区域21的水平宽度(从图6所示占用四条改变为图7所示占用三条)，从而可以保证观众能够观看到理想的3D图像。

调整模块根据每个干扰区的偏移量，通过调整各遮光区域21在主动式光栅2上的相对位置的过程与上述基本相同，故此不在赘述。需要注意的是，在改变各遮光区域21在主动式光栅2上的相对位置后，各遮光区域21的水平宽度保持不变，只有在观众到主动式光栅2的垂直距离改变时，各遮光区域21的水平宽度才会相应的改变。

值得一提的是，上述主动式光栅按显示模式分为常黑模式和常白模式两种，其中，常黑模式的主动式光栅在加电时透明、不加电时不透明，常白模式的主动式光栅在加电时不透明、不加电时透明。由于目前裸眼3D显示技术并未得到全面推广，即市面上的3D片源较少，占据主流的为2D片源，因此，上述实施例提供的主动式光栅优选采用常白模式的主动式光栅，当各第一条状电极6均未被加电驱动时，该主动式光栅是一个透明体，使得裸眼3D显示装置变为普通的2D显示装置，可适应更广泛的观众需求。

实施例三

请参阅图8，本发明实施例同时还提供了一种针对上述裸眼3D显示装置的裸眼3D显示方法，包括：

步骤101、获取当前观众到主动式光栅的垂直距离；具体地，可通过人脸识别模块获取位于主动式光栅2前方的观众位置坐标，具体可以以显示面板1上的某个亚像素为坐标原点，因此，根据观众的位置坐标即可获得观众到主动式光栅的垂直距离，以及当前观众所对应的视点坐标。

步骤102、根据所获取的当前观众到主动式光栅的垂直距离，以及观众到主动式光栅的垂直距离与观众能够看到理想的3D图像时主动式光栅的各遮光区域的理论水平宽度之间的第一对应关系，计算获得观众在当前位置观看到理想的3D图像时所对应的各遮光区域的理论水平宽度，其中，各遮光区域分别对应的理论水平宽度相等。具体计算过程可由第一计算模块完成。

步骤103、根据所计算获得的各遮光区域的理论水平宽度，发送相应的第一控制指令给驱动电路，调整主动式光栅2的各遮光区域的实际水平宽度，使实际水平宽度与理论水平宽度相等，其中，各遮光区域分别对应的实际水平宽度相等。主动式光栅2的各遮光区域的水平宽度的调整过程具体可由调整模块控制。

在上述步骤102中，第一对应关系具体为：

$f=\frac{r\×(n-1)\×p}{r+d}$

其中，f为主动式光栅的每个遮光区域的理论水平宽度(单位是亚像素的个数)，r为观众到主动式光栅2的垂直距离，n为显示面板1的视点数，为常数，p为显示面板1上的亚像素宽度，为常数，d为主动式光栅2与显示面板1之间的垂直距离。具体推导过程在上文已有详细描述，故此不再赘述。第一计算模块利用上述公式，以及当前观众到主动式光栅的垂直距离，计算获得观众处于当前位置可观看到理想的3D图像所对应的主动式光栅的各遮光区域的理论水平宽度。

调整模块根据当前观众可观看到理想的3D图像所对应的各遮光区域的理论水平宽度，生成相应的第一控制指令给主动式光栅的驱动电路；驱动电路根据该第一控制指令，对主动式光栅的一部分第一条状电极进行加电，对主动式光栅的另一部分第一条状电极进行断电，从而形成相互间隔排列的多个透光区域和多个遮光区域，且形成的遮光区域的实际水平宽度与理论水平宽度相等，进而可以保证观众处于当前位置能够观看到理想的3D图像。

观众在观看采用上述裸眼3D显示方法进行显示的裸眼3D显示装置时，如果是一个观众，裸眼3D显示装置可以根据观众到主动式光栅的垂直距离，自动调整主动式光栅的各遮光区域的水平宽度，保证观众处于任何位置都能够裸眼3D显示装置。如果有多个观众在同时该裸眼3D显示装置时，为了使每个观众都能看到理想的3D图像，这些观众应该位于裸眼3D显示装置前方的同一排，即需要保证各观众到主动式光栅的垂直距离相等，同时，还要保证一定的间隔距离。如果相邻的两个观众之间的水平间隔发生了改变，根据裸眼3D显示装置的显示原理，会导致观众的左眼或右眼与主动式光栅的干扰区对应，从而导致观众无法看到理想的3D图像。

为此，为了保证在改变了相邻观众之间的水平间隔后观众还能够裸眼3D显示装置，上述裸眼3D显示方法进一步还包括：

获取当前位于显示面板前方的同一排各相邻观众之间的水平间距；

根据所获取的当前各相邻观众之间的水平间距，以及各相邻观众之间的最大水平间距与观众可观看到理想的3D图像时主动式光栅的各干扰区的偏移量之间的第二对应关系，计算获得当前观众观看到理想的3D图像所对应的主动式光栅的各干扰区的偏移量；

根据所计算获得的各干扰区的偏移量，发送相应的第二控制指令给驱动电路，调整各遮光区域在所述主动式光栅上的相对位置，使主动式光栅的各干扰区与相邻的两个观众之间的中间位置对应。

上述第二对应关系式具体为：

$s=n-[N+\frac{1}{2}D]$

其中，s为所述主动式光栅的各干扰区的偏移量，n为所述显示面板的视点数，为常数，N为具有最大水平间距的两个相邻观众中其中一个观众的所对应的视点，D为具有最大水平间距的两个相邻观众所分别对应的两个视点之间的水平间距。

第二计算模块根据各相邻观众之间的水平间距，确定各相邻观众之间的最大水平间隔，然后根据上述公式计算获得观众可观看到理想的3D图像时所对应的主动式光栅的各干扰区的偏移量。调整模块根据第二计算模块计算获得的主动式光栅的各干扰区的偏移量，生成相应的第二控制指令并将该第二控制指令发送给主动式光栅的驱动电路；驱动电路根据该第二控制指令，对主动式光栅的一部分第一条状电极进行充电，对主动式光栅的另一部分第一条状电极进行放电，以在主动式光栅上形成相互间隔排列的多个透光区域和多个遮光区域，且接收第二控制指令后形成在主动式光栅上的各所述遮光区域相对接收第二控制指令前形成在主动式光栅上的各遮光区域进行了整体左移或整体右移；如此调整了主动式光栅的各干扰区的位置，使各干扰区与相邻的两个观众之间的中间位置对应，进而可以保证观众处于当前位置能够观看到理想的3D图像。

通过以上的实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可借助软件加必需的通用硬件的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在可读取的存储介质中，如计算机的软盘，硬盘或光盘等。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (16)

1.一种主动式光栅，其特征在于，包括：

相对设置的第一基板和第二基板，所述第一基板上设有等间隔排列的多个第一条状电极，所述第二基板上设有公共电极；

位于所述多个第一条状电极和所述公共电极之间的光控制层；

以及分别与所述公共电极和各所述第一条状电极电连接的驱动电路，所述驱动电路对一部分所述第一条状电极进行加电，对另一部分所述第一条状电极进行断电，以形成相互间隔排列的多个透光区域和多个遮光区域。

2.根据权利要求1所述的主动式光栅，其特征在于，所述光控制层为液晶层或电致变色层。

3.根据权利要求1所述的主动式光栅，其特征在于，所述第二基板上的公共电极为平板状电极，或为与所述第一基板上的多个第一条状电极一一相对设置的多个第二条状电极。

4.一种裸眼3D显示装置，包括相对设置的显示面板和主动式光栅，其特征在于，还包括：

人脸识别模块，用于获取当前观众到所述主动式光栅的垂直距离；

第一计算模块，与所述人脸识别模块信号连接；所述第一计算模块根据所述人脸识别模块所获取的所述垂直距离，以及观众到所述主动式光栅的垂直距离与观众能够看到理想的3D图像时所述主动式光栅的各遮光区域的理论水平宽度之间的第一对应关系，计算获得观众在当前位置观看到理想的3D图像时各所述遮光区域的理论水平宽度，其中，各所述遮光区域分别对应的理论水平宽度相等；

调整模块，分别与所述第一计算模块和所述主动式光栅的驱动电路信号连接；所述调整模块根据所述第一计算模块计算获得的所述理论水平宽度，发送相应的第一控制指令给所述驱动电路，调整所述主动式光栅的各遮光区域的实际水平宽度，使所述实际水平宽度与所述理论水平宽度相等，其中，各所述遮光区域分别对应的实际水平宽度相等。

5.根据权利要求4所述的裸眼3D显示装置，其特征在于，所述第一对应关系具体为：

$f=\frac{r\×(n-1)\×p}{r+d}$

其中，f为所述主动式光栅的每个遮光区域的理论水平宽度，r为观众到所述主动式光栅的垂直距离，n为所述显示面板的视点数，为常数，p为所述显示面板上的亚像素宽度，为常数，d为所述主动式光栅与所述显示面板之间的垂直距离。

6.根据权利要求4所述的裸眼3D显示装置，其特征在于，还包括分别与所述人脸识别模块和所述调整模块信号连接的第二计算模块；所述人脸识别模块还用于获取当前位于显示面板出光侧的同一排各相邻观众之间的水平间距；所述第二计算模块根据当前各相邻观众之间的水平间距，以及各相邻观众之间的最大水平间距与观众可观看到理想的3D图像时所述主动式光栅的各干扰区的偏移量之间的第二对应关系，计算获得当前各观众观看到理想的3D图像时所述主动式光栅的各干扰区的偏移量；所述调整模块根据所述第二计算模块计算获得的所述偏移量，发送相应的第二控制指令给所述驱动电路，调整各所述遮光区域在所述主动式光栅上的相对位置，使所述主动式光栅的各干扰区与相邻的两个观众之间的中间位置对应。

7.根据权利要求6所述的裸眼3D显示装置，其特征在于，所述第二对应关系式具体为：

$s=n-[N+\frac{1}{2}D]$

其中，s为所述主动式光栅的每个干扰区的偏移量，n为所述显示面板的视点数，为常数，N为具有最大水平间距的两个相邻观众中其中一个观众所对应的视点，D为具有最大水平间距的两个相邻观众所分别对应的两个视点之间的水平间距。

8.根据权利要求6所述的裸眼3D显示装置，其特征在于，所述第一计算模块、所述调整模块和所述第二计算模块集成在同一个信息处理器中。

9.根据权利要求4所述的裸眼3D显示装置，其特征在于，所述人脸识别模块设于所述显示面板的边缘和/或所述主动式光栅的边缘。

10.根据权利要求4-9任一所述的裸眼3D显示装置，其特征在于，还包括：与所述调整模块信号连接的提醒模块，与所述提醒模块信号连接的显示模块，其中，

所述提醒模块用于发出提醒信息给不能观看到理想3D图像的观众，告知该观众移动到特定位置后可观看到理想3D图像；所述显示模块向观众显示所述提醒信息。

11.一种裸眼3D显示方法，其特征在于，包括：

获取当前观众到所述主动式光栅的垂直距离；

根据所获取的当前观众到所述主动式光栅的垂直距离，以及观众到所述主动式光栅的垂直距离与观众能够看到理想的3D图像时所述主动式光栅的各遮光区域的理论水平宽度之间的第一对应关系，计算获得观众在当前位置观看到理想的3D图像时各所述遮光区域的理论水平宽度，其中，各所述遮光区域分别对应的理论水平宽度相等；

根据所计算获得的各所述遮光区域的理论水平宽度，发送相应的第一控制指令给所述主动式光栅的驱动电路，调整所述主动式光栅的各遮光区域的实际水平宽度，使所述实际水平宽度与所述理论水平宽度相等，其中，各所述遮光区域分别对应的实际水平宽度相等。

12.根据权利要求11所述的裸眼3D显示方法，其特征在于，所述第一对应关系具体为：

$f=\frac{r\×(n-1)\×p}{r+d}$

其中，f为所述主动式光栅的每个遮光区域的理论水平宽度，r为观众到所述主动式光栅的垂直距离，n为所述显示面板的视点数，为常数，p为所述显示面板上的亚像素宽度，为常数，d为所述主动式光栅与所述显示面板之间的垂直距离。

13.根据权利要求11所述的裸眼3D显示方法，其特征在于，根据所计算获得的各所述遮光区域的理论水平宽度，发送相应的第一控制指令给所述主动式光栅的驱动电路，调整所述主动式光栅的各遮光区域的实际水平宽度，使所述实际水平宽度与所述理论水平宽度相等的步骤具体包括：

所述调整模块根据所述第一计算模块计算获得的所述理论水平宽度，生成相应的第一控制指令，并将该第一控制指令发送给所述驱动电路；

所述驱动电路根据所述第一控制指令，对所述主动式光栅的一部分第一条状电极进行加电，对所述主动式光栅的另一部分第一条状电极进行断电，以在所述主动式光栅上形成相互间隔排列的多个透光区域和多个遮光区域，且形成的所述遮光区域的实际水平宽度与所述理论水平宽度相等。

14.根据权利要求11-13任一所述的裸眼3D显示方法，其特征在于，还包括：

获取当前位于所述显示面板的出光侧的同一排各相邻观众之间的水平间距；

根据所获取的当前各相邻观众之间的水平间距，以及各相邻观众之间的最大水平间距与观众可观看到理想的3D图像时所述主动式光栅的各干扰区的偏移量之间的第二对应关系，计算获得当前观众观看到理想的3D图像时所述主动式光栅的各干扰区的偏移量；

根据所计算获得的各所述干扰区的偏移量，发送相应的第二控制指令给所述驱动电路，调整各所述遮光区域在所述主动式光栅上的相对位置，使所述主动式光栅的各干扰区与相邻的两个观众之间的中间位置对应。

15.根据权利要求14所述的裸眼3D显示方法，其特征在于，所述第二对应关系式具体为：

$s=n-[N+\frac{1}{2}D]$

其中，s为所述主动式光栅的各干扰区的偏移量，n为所述显示面板的视点数，为常数，N为具有最大水平间距的两个相邻观众中其中一个观众的所对应的视点，D为具有最大水平间距的两个相邻观众所分别对应的两个视点之间的水平间距。

16.根据权利要求14所述的裸眼3D显示方法，其特征在于，根据各所述干扰区的偏移量，发送相应的第二控制指令给所述驱动电路，调整各所述遮光区域在所述主动式光栅上的相对位置，使所述主动式光栅的各干扰区与相邻的两个观众之间的中间位置对应的步骤具体包括：

所述调整模块根据所述第二计算模块计算获得的偏移量，生成相应的第二控制指令，并将该第二控制指令发送给所述主动式光栅的驱动电路；

所述驱动电路根据所述第二控制指令，对所述主动式光栅的一部分第一条状电极进行充电，对所述主动式光栅的另一部分第一条状电极进行放电，以在所述主动式光栅上形成相互间隔排列的多个透光区域和多个遮光区域，且接收所述第二控制指令后形成在所述主动式光栅上的各所述遮光区域相对接收所述第二控制指令前形成在所述主动式光栅上的各所述遮光区域进行了整体左移或整体右移。