CN108572489A - 液晶光栅和液晶光栅驱动方法及3d显示器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种液晶光栅及其驱动方法及3D显示器,液晶光栅包括:多个光栅周期,每个光栅周期包括相对设置的第一基板和第二基板,以及设置于第一基板和第二基板之间的液晶层,第一基板包括多个条形电极;第一驱动模块,用于驱动多个条形电极以在每个光栅周期形成遮光部和透光部,每个光栅周期内条形电极的数量为第一数值;至少一个第二驱动模块,用于驱动多个条形电极以在每个光栅周期形成遮光部和透光部,与非串扰位置对应的光栅周期的条形电极的数量为第一数值,与串扰位置对应的光栅周期内的条形电极的数量为第二数值,第二数值大于第一数值;控制模块,用于根据用户与液晶光栅之间的距离选择第一驱动模块,或第二驱动模块驱动多个条形电极。
Description
技术领域
本发明涉及显示产品制作技术领域,尤其涉及一种液晶光栅和液晶光栅驱动方法及3D显示器。
背景技术
近年来,裸眼3D显示技术快速发展。光栅式裸眼3D技术制程简单,3D效果较佳,成为目前裸眼3D技术的重要方向。传统液晶光栅存在最佳观看距离,在最佳观看距离,左眼和右眼可分别观看到对应的左视图和右视图,串扰较小,3D效果最佳。但是,当观众偏离最佳观看距离,即人眼相对屏幕前后移动时,人眼无法独立观看到对应视图,串扰显著增大,3D效果变差。
发明内容
为了解决上述技术问题,本发明提供一种液晶光栅和液晶光栅驱动方法及3D显示器,解决由于人眼观看距离偏离最佳观看距离时,3D效果变差的问题。
为了达到上述目的,本发明采用的技术方案是:一种液晶光栅,包括:多个光栅周期,多个所述光栅周期中的每个包括相对设置的第一基板和第二基板,以及设置于所述第一基板和第二基板之间的液晶层,所述第一基板上包括多个条形电极;
第一驱动模块,用于驱动多个所述条形电极以在多个所述光栅周期中的每个中形成遮光部和透光部,且多个所述光栅周期中的每个中多个所述条形电极的数量为第一数值;
至少一个第二驱动模块,用于驱动多个所述条形电极以在多个所述光栅周期中的每个中形成遮光部和透光部,且使得多个所述光栅周期中与非串扰位置对应的光栅周期中的多个所述条形电极的数量为所述第一数值,且使得多个所述光栅周期中与串扰位置对应的光栅周期内的多个所述条形电极的数量为第二数值,所述第二数值大于所述第一数值;
控制模块,用于根据用户与液晶光栅之间的距离选择所述第一驱动模块,或一个所述第二驱动模块驱动多个所述条形电极。
进一步的,所述第一驱动模块包括第一驱动单元和多个第一开关单元:多个所述第一开关单元中的每一个包括控制端、第一端和第二端;
多个所述条形电极与多个所述第一开关单元一一对应,多个所述第一开关单元中的每一个的第一端与多个所述条形电极中的一个连接;多个所述第一开关单元中的每一个的第二端与所述第一驱动单元连接;多个所述第一开关单元中的每一个的控制端与第一控制信号线连接;
多个所述第一开关单元用于在所述第一控制信号线的控制下,导通或断开多个所述条形电极与所述第一驱动单元之间的连接;
第一驱动单元,用于向形成所述遮光部的条形电极提供第一电压,向形成所述透光部的条形电极提供与所述第一电压不同的第二电压。
进一步的,所述第一驱动单元包括第一驱动子单元,通过至少一根第一驱动信号线与相应的所述第一开关单元的第二端连接,用于对形成所述遮光部的条形电极提供所述第一电压,且通过至少一根第二驱动信号线与相应的所述第一开关单元的第二端连接,用于对形成所述透光部的条形电极提供所述第二电压。
进一步的,所述第二驱动模块包括第二驱动单元和多个第二开关单元;多个所述第二开关单元中的每一个包括控制端、第一端和第二端;
多个所述条形电极与多个所述第二开关单元一一对应,多个所述第二开关单元中的每一个的第一端与多个所述条形电极中的一个连接;多个所述第二开关单元中的每一个的第二端与所述第二驱动单元连接;多个所述第二开关单元中的每一个的控制端与第二控制信号线连接;
所述第二开关单元用于在所述第二控制信号线的控制下,导通或断开所述条形电极与所述第二驱动单元之间的连接;
第二驱动单元,用于向与非串扰位置对应的部分条形电极提供第一电压以形成遮光部,向非串扰位置对应的部分条形电极提供与所述第一电压不同的第二电压、以形成透光部,向串扰位置对应的条形电极提供串扰补偿电压、以使得串扰位置对应的光栅周期内的条形电极数量为所述第二数值。
进一步的,所述第二驱动单元包括:
第二驱动子单元,通过驱动信号线与相应的所述第二开关单元的第二端连接,用于对与非串扰位置相应的所述条形电极提供电压、以使得与非串扰位置对应的光栅周期形成所述遮光部和所述透光部;
第三驱动子单元,通过串扰补偿信号线与和串扰位置相对应的所述第二开关单元的第二端连接,向多个所述条形电极中的至少一个提供串扰补偿电压以使得该至少一个条形电极所对应的光栅周期的条形电极的数量为所述第二数值。
进一步的,所述控制模块包括:
距离检测单元,用于检测用户与所述液晶光栅的距离。
进一步的,所述控制模块还包括判断子单元和控制子单元,
所述判断子单元用于判断用户与所述液晶光栅的距离是否在第一距离范围内,当用户与所述液晶光栅的距离在所述第一距离范围内时向所述控制子单元发送第一指示信号,当用户与所述液晶光栅的距离为与所述第一距离范围不同的第二距离范围内时发送第二指示信号;
所述控制子单元用于在接收到所述第一指示信号时,向所述第一控制信号线提供导通控制信号,以控制所述第一驱动模块驱动多个所述条形电极,并向所述第二控制信号线提供关断控制信号;
所述控制子单元用于在接收到所述第二指示信号时,向所述第一控制信号线提供关断控制信号,并向所述第二控制信号线提供导通控制信号,以使得所述第二驱动模块驱动多个所述条形电极。
本发明还提供一种3D显示器,包括:显示面板以及如前所述的液晶光栅。
本发明还提供一种液晶光栅驱动方法,应用于上述的液晶光栅,包括以下步骤:
检测用户与所述液晶光栅的距离;
选择所述第一驱动模块驱动多个所述条形电极、或者选择一个所述第二驱动模块驱动多个所述条形电极。
进一步的,选择所述第一驱动模块驱动多个所述条形电极、或者选择一个所述第二驱动模块驱动多个所述条形电极,具体包括:
判断用户与所述液晶光栅的距离是否在第一距离范围内,当用户与所述液晶光栅的距离在所述第一距离范围内时发送第一指示信号,当用户与所述液晶光栅的距离在与所述第一距离范围不同的第二距离范围内时发送第二指示信号;
在接收到所述第一指示信号时,向所述第一控制信号线提供导通控制信号,以控制所述第一驱动模块驱动多个所述条形电极,并向所述第二控制信号线提供关断控制信号;
所述控制单元用于在接收到所述第二指示信号时,向所述第一控制信号线提供关断控制信号,并向所述第二控制信号线提供导通控制信号,以使得所述第二驱动模块驱动多个所述条形电极。
本发明的有益效果是:根据用户的观看距离选择相应的驱动模块对液晶光栅的条形电极进行驱动,在用户观看距离偏离最佳观看距离时,可进行串扰补偿,以降低串扰,改善3D观看效果,并实现3D图像的多距离观看。
附图说明
图1表示本发明实施例中液晶光栅结构示意图二;
图2表示本发明实施例中液晶光栅结构示意图三;
图3表示本发明实施例中光路示意图一;
图4表示本发明实施例中光路示意图二;
图5表示本发明实施例中光路示意图三;
图6表示本发明实施例中光路示意图四;
图7表示本发明实施例中光路示意图五;
图8表示本发明实施例中液晶光栅驱动方法流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的特征和原理进行详细说明,所举实施例仅用于解释本发明,并非以此限定本发明的保护范围。
如图1所示,本实施例中提供一种液晶光栅,包括:多个光栅周期3,多个光栅周期3中的每个包括相对设置的第一基板和第二基板,以及设置于所述第一基板和第二基板之间的液晶层(第一基板、第二基板和液晶层图中未示),所述第一基板上包括多个条形电极4;
第一驱动模块1,用于驱动多个所述条形电极4以在多个所述光栅周期3中的每个中形成遮光部和透光部,且多个所述光栅周期3中的每个内多个所述条形电极的数量为第一数值;
至少一个第二驱动模块2,用于驱动多个所述条形电极4以在多个所述光栅周期3中的每个中形成遮光部和透光部,且使得多个所述光栅周期与非串扰位置对应的光栅周期内的多个所述条形电极的数量为所述第一数值,且使得多个所述光栅周期中与串扰位置对应的光栅周期内的多个所述条形电极的数量为第二数值,所述第二数值大于所述第一数值;
控制模块,用于根据用户与液晶光栅之间的距离选择所述第一驱动模块1,或一个所述第二驱动模块2驱动多个所述条形电极4。
用户与液晶光栅之间的距离为第一距离范围(在该距离范围内,没有串扰发生,可获得较佳的3D显示效果),在所述控制模块的控制下选择所述第一驱动模块1驱动多个所述条形电极4;用户与液晶光栅之间的距离为与所述第一距离范围不同的第二距离范围时,发生串扰,3D显示效果较差,此时,在所述控制模块的控制下,选择与用户与液晶光栅之间的距离相对应的第二驱动模块2驱动多个所述条形电极4,使得与发生串扰的位置对应的光栅周期内的条形电极的数量增加,从而实现串扰补偿,而改善在用户偏移所述第一距离范围进行观看时的3D显示效果,使得用户在偏移所述第一距离范围时,也能观看到较佳的3D图像,实现了多距离观看。
在用户与液晶光栅之间的距离为S(S位于所述第一距离范围内)时,未发生串扰,通过第一驱动模块1驱动多个所述条形电极4,多个所述光栅周期3中的每个光栅周期内条形电极的数量为所述第一数值,图3表示通过第一驱动模块1驱动多个所述条形电极时的光路示意图,G点为左眼位置,H点为右眼位置,左眼通过液晶光栅400的透光部Ww仅看到显示屏300显示的视图1,右眼通过液晶光栅400的透光部Ww仅看到显示屏300显示的视图2,没有串扰发生;图1表示的是,在用户与液晶光栅之间的距离为S1(S1位于所述第二距离范围内)时,发生串扰,通过所述第二驱动模块2驱动多个所述条形电极,对产生串扰位置进行串扰补偿,此时,非串扰位置对应的光栅周期内的条形电极的数量不变,为所述第一数值,串扰位置对应的光栅周期内的条形电极的数量为所述第二数值,条形电极的数量增加(增加条形电极SL0)。
图4和图5均表示出了发生串扰的光路示意图,由于观看距离偏移,发生串扰(图4和图5中实线表示发生串扰的光路,图4和图5中虚线表示未发生串扰的光路),图6为对串扰位置进行串扰补偿后的光路示意图。将图5和图6进行对比,图5中通过从第K+1个光栅周期的透光部RT(QT为第K+1个光栅周期)观看图像对应的区域为GH区域,此时G位于相应的黑矩阵之外,产生串扰;图6中,由于第K+1个光栅周期32(QT′)的条形电极的数量增加、使得第K+1个光栅周期的遮光部QR′相对于图5中的第K+1个光栅周期的遮光部QR宽度增加(结合图2,图2中相对于非串扰位置对应的第K个光栅周期、串扰位置对应的第K+1个光栅周期中形成遮光部的条形电极的数量增加),从第K+1个光栅周期的透光部R′T′观看图像对应的区域为CD区域,C点和D点均位于黑矩阵内,实现了串扰补偿,改善了3D显示效果。
所述第一驱动模块1的具体结构形式可以有多种,本实施例中,所述第一驱动模块1包括第一驱动单元和多个第一开关单元(位于图1中第一虚线框10内的是多个第一开关单元):多个所述第一开关单元中的每一个包括控制端、第一端和第二端;
多个所述条形电极与多个所述第一开关单元一一对应,多个所述第一开关单元中的每一个的第一端与多个所述条形电极中的一个连接;多个所述第一开关单元中的每一个的第二端与所述第一驱动单元连接;多个所述第一开关单元中的每一个的控制端与第一控制信号线连接;
多个所述第一开关单元用于在所述第一控制信号线的控制下,导通或断开多个所述条形电极与所述第一驱动单元之间的连接;
第一驱动单元,用于向形成所述遮光部的条形电极提供第一电压,向形成所述透光部的条形电极提供与所述第一电压不同的第二电压。
进一步的,所述第一驱动单元包括第一驱动子单元,通过至少一根第一驱动信号线与相应的所述第一开关单元的第二端连接,用于对形成所述遮光部的条形电极提供所述第一电压,且通过至少一根第二驱动信号线与相应的所述第一开关单元的第二端连接,用于对形成所述透光部的条形电极提供所述第二电压。
如图1-图2所示,本实施例优选的,所述第一开关单元为薄膜晶体管(并不以此为限)。本实施例优选的,每个光栅周期的位置相同的条形电极共用一条驱动信号线,例如,图1中,每个光栅周期内的第一个条形电极S11、SK1、SL1、SN1共用第一子驱动信号线S1,每个光栅周期内的第二个条形电极S12、SK2、SL2、SN2共用第二子驱动信号线S2,每个光栅周期内的第M个条形电极S1M、SKM、SLM、SNM共用第M子驱动信号线SM,实现单个光栅周期内的每个条形电极的独立控制,且实现每个光栅周期的相同位置的条形电极的整体控制,简化电路结构,多个所述第一开关单元用于在所述第一控制信号线SW1的控制下,导通或断开多个所述条形电极与所述第一驱动单元之间的连接。
本实施例中,如图1和图2所示,所述第二驱动模块2包括第二驱动单元和多个第二开关单元(位于图1中第二虚线框20内的是多个第二开关单元);多个所述第二开关单元中的每一个包括控制端、第一端和第二端;
多个所述条形电极与多个所述第二开关单元一一对应,多个所述第二开关单元中的每一个的第一端与多个所述条形电极中的一个连接;多个所述第二开关单元中的每一个的第二端与所述第二驱动单元连接;多个所述第二开关单元中的每一个的控制端与第二控制信号线连接;
所述第二开关单元用于在所述第二控制信号线的控制下,导通或断开所述条形电极与所述第二驱动单元之间的连接;
第二驱动单元,用于向与非串扰位置对应的部分条形电极提供第一电压以形成遮光部,向非串扰位置对应的部分条形电极提供与所述第一电压不同的第二电压、以形成透光部,向串扰位置对应的条形电极提供串扰补偿电压、以使得串扰位置对应的光栅周期内的条形电极数量为所述第二数值。
进一步的,所述第二驱动单元包括:
第二驱动子单元,通过驱动信号线与相应的所述第二开关单元的第二端连接,用于对与非串扰位置相应的所述条形电极提供电压、以使得与非串扰位置对应的光栅周期形成所述遮光部和所述透光部;
第三驱动子单元,通过串扰补偿信号线与和串扰位置相对应的所述第二开关单元的第二端连接,向多个所述条形电极中的至少一个提供串扰补偿电压以使得该至少一个条形电极所对应的光栅周期的条形电极的数量为所述第二数值。
本实施例中,所述第二开关单元为薄膜晶体管(并不以此为限)。
在所述第二驱动模块中,与非串扰位置对应的多个所述条形电极的电路连接和所述第一驱动模块中多个所述条形电极的电路连接相同,所述第二开关单元用于在所述第二控制信号线SW2的控制下,导通或断开所述条形电极与所述第二驱动单元之间的连接,如图1和图2所示。与串扰位置对应的所述条形电极SL0与串扰补偿信号线Sfeedback连接,串扰补偿信号线Sfeedback对相应的条形电极提供补偿电压、以使得该条形电极对应的第K+1个光栅周期的条形电极的数量为所述第二数值。
需要说明的是,本实施例中,第K+1个光栅周期的条形电极的数量增加了一个条形电极SL0,但并不以此为限,串扰位置对应的光栅周期内的条形电极所需要增加的条形电极的数量、根据实际串扰区域的大小决定。
本实施例中,所述液晶光栅包括一个所述第一驱动模块1和一个所述第二驱动模块2,但并不以此为限,所述第二驱动模块2的数量可以为一个或者一个以上,在用户与液晶光栅之间的距离不在所述第一距离范围内时,不同的距离产生串扰的位置不同,需要采用相应的第二驱动模块2驱动多个所述条形电极4、以对串扰位置进行补偿,而第二驱动模块2的设置根据用户与液晶光栅之间的距离为预设距离时的串扰信息(串扰信息包括串扰位置和串扰区域大小)决定。
本实施例中,每个光栅周期的位置相同的条形电极共用一条驱动信号线,例如,图1中,每个光栅周期内的第一个条形电极S11、SK1、SL1、SN1共用第一子驱动信号线S1,每个光栅周期内的第二个条形电极S12、SK2、SL2、SN2共用第二子驱动信号线S2,每个光栅周期内的第M个条形电极S1M、SKM、SLM、SNM共用第M子驱动信号线SM,单个光栅周期内的每个条形电极的独立控制(图1表示的是通过第二驱动模块驱动多个所述条形电极的电路示意图,串扰位置对位的电极SL0与串扰补偿信号线Sfeedback连接,串扰位置处的光栅周期的条形电极的连接于其他光栅周期的条形电极的电路连接不同)。
每个光栅周期包括M个电极,之所以要针对每M个电极分别独立设置一根信号线S1至SM,是考虑到用户与液晶光栅之间的距离为某一确定距离时,左右(参照图示方向)移动时(在平行于液晶光栅的方向移动时),也会产生串扰。如图7所示,当左眼位于左眼位置G,左眼通过光栅透光部F0G0可观看到P1,即左眼视图1,而看不到右眼视图2。相应地,右眼通过光栅透光部可观看到右眼视图2,而看不到左眼视图1。这样,左眼看到的视图和右眼看到的视图通过大脑进行融合,从而可以在人脑中形成立体图像。当左眼移动到左眼位置G′时,通过原来的光栅透光部F0G0不能看到全部的左眼视图1,但是可以看到部分右眼视图2,因而发生了串扰,导致3D显示效果变差,甚至根本就不能实现3D显示效果。此时,可以调节光栅透光部位置至F1G1,此时左眼可观看到P1,即左眼视图1。可见,当人眼位置在左右方向移动时,实时调整光栅透光部位置,可保证人眼所观看到的2D显示屏位置不变,从而保证3D效果。
为了解决因为用户左右移动产生的串扰,可以通过人眼位置信息确认结构采用人眼追踪技术来确定用户左右移动的位置,并相应地左右移动所有的光栅周期,从而保证左眼和右眼分别看到对应的视图,从而保证无串扰。具体而言,就是保持光栅周期不变,通过调整光栅透光部的位置来实现。例如,通过调整每个光栅周期中条形电极的位置来调整每个光栅周期的左右位置,例如,如果想要把光栅透光部向右移动一个电极宽度距离,那么第一个光栅周期内部的电极变为S12,S13,…,S1M,S21;第二个光栅周期内部的电极变为S22,…,S2M,S31;以此类推,第N个光栅周期内部的电极变为SN2,…,SNM,SN(M+1),并通过改变相应的条形电极S21、S31、SN(M+1)的电压以调整条形电极S21、S31、SN(M+1)对应的光栅的状态为透光部或遮光部,从而实现光栅周期的平移。
如果不考虑左右移动的问题,在本实施例的一实施方式中,对于每个驱动模块(包括第一驱动模块和第二驱动模块),只需要2根驱动信号线(第二驱动模块还包括串扰补偿信号线)即可,即一根第一驱动信号线和一根第二驱动信号线,该第一驱动信号线为相应的条形电极施加电压以形成光栅遮光部,该第二驱动信号线为相应的条形电极提供电压以形成光栅透光部。
需要说明的是,在需要对每个光栅周期内的每个条形电极施加不同的电压、使得相应的条形电极所对应的液晶实现不同程度的偏转、以形成特殊结构的液晶光栅时(例如液晶透镜光栅),每个光栅周期内的多个条形电极通过多个驱动信号线独立控制。
用于对条形电极施加电压以形成光栅遮光部的驱动信号线的数量和用于对条形电极施加电压以形成光栅透光部的驱动信号线的数量均可以根据实际需要设定,并不限于上述所述。
以下以在用户与液晶光栅之间的距离为S1时为例,具体介绍在发生串扰时,串扰位置的确定以及串扰区域的确定。
图3为用户与液晶光栅的距离为S时的裸眼3D显示原理图,设定S为最佳观看距离,此时可以获得最佳的3D显示效果,没有串扰发生,显示器件一般包括显示屏300和光栅,光栅可采用液晶光栅400,液晶光栅400包括多个光栅周期c,多个光栅周期c中的每个包括透光部Ww和遮光部Wb(图1中透光部Ww与Wb等宽,但并不以此为限),显示屏可以显示视图1和视图2,相邻视图间存在细小差别;用户左眼可观看到视图1,用户右眼可观看到视图2,通过大脑融合,可在人脑中形成3D立体图像;其中,H为光栅放置高度(液晶光栅与显示屏之间的距离),S为最佳观看距离(S位于所述第一距离范围内),L为人眼瞳孔间距,P为显示屏像素或亚像素宽度。
图4中,实线表示的是用户与液晶光栅400之间的距离为S1时的光路,虚线表示的是用户与液晶光栅400之间的距离为S时的光路。如图4所示,当用户与液晶光栅400之间的距离为S时,左眼通过光栅透光部A0-C可观看到B-B1区域,该区域对应视图1;当用户与液晶光栅400之间的距离变更为S1时,左眼通过透光部A0-C可观看到显示屏300的A-C1区域,其中,B-C1区域对应视图1,AB区域对应视图2,此时,左眼可同时观看到视图1及视图2,串扰发生;且从图4中可以明显获得,当人眼通过液晶光栅400观看显示屏300的位置逐渐向边缘移动时,串扰区域逐渐变大,例如,左眼通过透光部AK-D可观看到显示屏300的E-CK区域,其中,F-CK区域对应视图1,EF区域对应视图2,EF区域明显大于AB区域。
以下,计算串扰区域EF区域大小:
如图4所示,设定C-A1处为第1个光栅周期的遮光部,Q-AK处为第K个光栅周期的遮光部;
以观看距离S处所在位置为X轴,通过用户两眼中心、并且与X轴垂直的直线为Y轴,X轴与Y轴交点O为坐标原点,可以得到:
G点坐标:(-L/2,0);
J点坐标:(-L/2,S-S1);
AK点坐标:(K*c-Ww/2,S);
D点坐标:(K*c+Ww/2,S);
通过G点坐标和AK点坐标,可以求得通过点G、点AK的直线方程为:y=S/(K*c-Ww/2+L/2)x+S*L/(2K*c-Ww+L);
从而可以求得F点坐标为:(((S+H)*(2K*c-Ww+L)-LS)/2S,H+S);
同理,通过J点坐标和AK点坐标,求得通过点J、点AK直线方程为:y=S1/(K*c-Ww/2+L/2)x+S-S1+S1*L/(2K*c-Ww+L);
从而可以求得E点坐标为:(((S1+H)*(2K*c-Ww+L)-S1*L)/2S1,H+S);
根据E点坐标和F点坐标可以求得:
EF=(K*c-Ww/2+L/2)*H*(1/S-1/S1)(1);
根据J点坐标和D点坐标,可以求得通过点J、点D直线方程为:y=S1/(K*c+Ww/2+L/2)x+S-S1+S1*L/(2K*c+Ww+L);
从而可以求得CK坐标为:(((S1+H)*(2K*c+Ww+L)-S1L)/2S1,H+S);
根据F点坐标和CK点坐标可以求得:
F-CK=Ww+H(K*c+L/2)*(1/S1-1/S)+H*Ww/2*(1/S1+1/S)(2);
由上述公式(1)以及公式(2)可以获得,随着K逐渐增大,串扰区域逐渐增大(EF区域的大小大于AB区域的大小),且每个光栅周期的透光部带来的串扰相同,其数值Dcrosstalk=c*H*(1/S-1/S1),随着用户的视线向显示屏300的边缘的偏移,串扰值会逐渐累积叠加,从而使得越靠近显示屏300的边缘的位置串扰区域越大。
利用相似三角形原理,
由图3中△DAB和△DGH相似获得:H=PS/L(3);
△QEF和△QGH相似获得:EF/GH=H/(H+S)(其中,EF=c/2) (4);
由公式(3)和(4)获得:c=2PL/(L+P);
则,Ww=c/2=PL/(L+P);
此时,EF=((4K-1)*P/(2*(L+P))+1/2)*PS*(1/S-1/S1) (5);
由公式(5)可以获得,在用户与液晶光栅400之间距离固定时,不同液晶光栅400带来的串扰值为一确定值。
需要说明的是,以上计算过程未考虑显示屏300中黑色矩阵的宽度;当考虑黑色矩阵时,实际串扰区域=EF-B/2,其中B为黑色矩阵的宽度;
为了得到较佳3D效果,当发生串扰时即进行串扰补偿,使得,EF-B/2=0;
求得:K=(B/(PS(1/S-1/S1))-1)*(L+P)/(4P)+1/4;
需要注意的是,需要对以上计算K值进行取整。
设定显示屏300水平方向分辨率为4N,3D显示采用左右眼两视图,液晶光栅400周期总数为2N,从显示屏300的中心到显示屏300的边缘包含液晶光栅400周期的总数为N;
在用户与液晶光栅400之间的距离为S1时,需要进行总的补偿次数Q=N/K;
以5.46寸QHD(Quad High Definition,分辨率为1440(竖直)*2560(水平))裸眼3D显示器件为例,计算K值及Q值,其中
,P=47.25um,B=16um,L=65mm,S=350mm,S1=500mm;
通过公式K=(B/(PS(1/S-1/S1))-1)*(L+P)/(4P)+1/4,求得K=44;
对于5.46寸QHD裸眼3D显示器件,当采用3D显示采用左右眼两视图时,N=2560/4=640;Q=N/K=640/44=11,此处,补偿次数进行了取整处理。
以下以用户与液晶光栅400之间的距离为S1时产生的串扰进行补偿为例,对补偿方法进行说明。
如图5所示,当左眼位于G点,通过第K个光栅周期的透光部KQ观看到显示屏300的AB区域,通过第K+1个光栅周期的透光部RT观看到显示屏300的CD区域;可以发现,在用户与液晶光栅400之间的距离为S时,显示屏300中心及边缘处均无串扰发生;当左眼位于J点时,通过第K个光栅周期的透光部KQ观看到显示屏300的EF区域,通过第K+1个光栅周期的透光部RT观看到显示屏300的GH区域;可以发现,在用户与液晶光栅400之间的距离为S1时,对于第K个光栅周期,左眼看到显示屏300的黑矩阵边缘;对于第K+1个光栅周期,左眼看到的显示屏300位置已经超出相应的黑矩阵边缘,该区域为串扰区域,为了达到较佳3D效果,需要对第K+1个光栅进行补偿;
如图6所示,第K+1个光栅周期的遮光部为QR′,第K+1个光栅周期为QT′。通过补偿后,当人眼位于J点时,通过第K+1个光栅周期的透光部R′T′,观看到显示屏300的CD区域,C点及D点分别为所在黑色矩阵的中心;其中,第K+1个光栅周期的光栅周期增大,特别的,第K+1个光栅周期的遮光部增大。
以下利用三角形相似原理,对QR′进行计算:
△JKR′和△JEC相似,则KR′/(2P+B/2)=S1/(S1+H);
由图3中△DAB和△DGH相似关系,H=PS/L;
求得KR′=(2P+B/2)*S1*L/(S1*L+PS);
第K+1个光栅周期QT′=KR′=(2P+B/2)*S1*L/(S1*L+PS);
则第K+1个光栅周期的遮光部的增大部分QR′-IK:
QR′-IK=(2P+B/2)*S1*L/(S1*L+PS)-2PL/(L+P);
对于5.46寸QHD裸眼3D显示器件,QR′-IK=8.003um,可以发现该数值与显示器中黑色矩阵宽度的二分之一相近;
在本实施例中,如图1所示,液晶光栅400包括N个光栅周期,包括条形电极S11至SNM,第一驱动模块中包括驱动信号线S1至SM,以及第一控制信号线SW1,第二驱动模块中包括驱动信号线SM+1至S2M,第二控制信号线SW2,以及补偿信号线Sfeedback;
具体的,每个光栅周期内包含M个条形电极;光栅周期数量为N;以第一个光栅周期为例,第一个光栅周期内部条形电极编号分别为S11,S12,…,S1M;用户与液晶光栅400之间的距离为S时,通过第一驱动模块驱动多个条形电极,第一个光栅周期内部的条形电极通过第一开关单元与驱动信号线S1至SM相连;由图2可见,每个光栅周期内的第一个条形电极S11、SK1、SL1、SN1通过第一开关单元与驱动信号线S1相连,每个光栅周期内的最后一个条形电极S1M、SKM、SLM、SNM通过第一开关单元与驱动信号线SM相连;
用户与液晶光栅400之间的距离为S1时,通过第二驱动模块驱动多个条形电极,串扰位置对应的光栅周期与非串扰位置对应的光栅周期不同,串扰位置对应的光栅周期大于非串扰位置对应的光栅周期,如图1所示,第K+1个光栅周期包括M+1个条形电极;增加的条形电极SL0作为串扰补偿电极,该条形电极通过第二开关单元与串扰补偿信号线Sfeedback相连,需要说明的是,补偿信号线的数量可以为一个或一个以上(例如串扰位置对应的光栅周期内增加了两个条形电极,则补偿信号线为与该两个条形电极一一对应,补偿信号线的数量也为2个),补偿信号线的数量取决于光栅周期增大部分的数值QR′-IK及单个条形电极的宽度。
需要说明的是,对应不同观看距离,同一条形电极可以与不同驱动信号线相连(即通过不同的驱动模块进行驱动),通过第一驱动模块驱动多个所述条形电极时,第K+1个光栅周期内第一个条形电极SL1与驱动信号线S1连接,第二个条形电极SL2与驱动信号线S2连接,最后一个条形电极SLM与驱动信号线SM连接,发生串扰,通过第二驱动模块驱动多个所述电极时,第K+1个光栅周期内第一个条形电极SL0(即为采用第一驱动模块驱动多个所述电极时的条形电极SL1)与串扰补偿信号线Sfeedback连接,第二个条形电极SL1(即为采用第一驱动模块驱动多个所述电极时的条形电极SL2)与驱动信号线SM+1连接,最后一个条形电极SLM与驱动信号线S2M连接,对于需要进行串扰补偿的位置对应的条形电极以及位于该串扰补偿处远离显示屏300中心的一侧的条形电极,相应条形电极的连接依次变更,使得与串扰位置对应的第K+1个光栅周期增大,而位于该第K+1个光栅周期右侧(参考图示方向)的光栅周期依次向右侧平移,使得与非串扰位置对应的光栅周期不变。
如图2所示,第K个光栅周期内包括M个条形电极,其中SK1、SK2、…SKM/2形成遮光部,SK(M/2+1)至SKM形成透光部;第K+1个光栅周期内包括M+1个条形电极,与第K个光栅周期相比,增加了条形电极SL0,条形电极SL0对应的位置形成遮光部。
本实施例中,所述控制模块包括:
距离检测单元,用于检测用户与所述液晶光栅的距离。
进一步的,所述控制模块还包括判断子单元和控制子单元,
所述判断子单元用于判断用户与所述液晶光栅的距离是否在第一距离范围内,当用户与所述液晶光栅的距离在所述第一距离范围内时向所述控制子单元发送第一指示信号,当用户与所述液晶光栅的距离为与所述第一距离范围不同的第二距离范围内时发送第二指示信号;
所述控制子单元用于在接收到所述第一指示信号时,向所述第一控制信号线提供导通控制信号,以控制所述第一驱动模块驱动多个所述条形电极,并向所述第二控制信号线提供关断控制信号;
所述控制子单元用于在接收到所述第二指示信号时,向所述第一控制信号线提供关断控制信号,并向所述第二控制信号线提供导通控制信号,以使得所述第二驱动模块驱动多个所述条形电极。
控制模块的设置使得,在用户与液晶光栅之间的距离位于第一距离范围内,即为发生串扰时,选择第一驱动模块对多个所述电极进行驱动,在用户与液晶光栅之间的距离位于第二距离范围内,即发生串扰时,通过相应的第二驱动模块驱动多个所述条形电极,对串扰进行补偿。所述第二距离范围可以根据实际需要设定,所述第二驱动模块的数量可以根据实际需要设定,不同的距离产生的串扰位置不同,串扰区域大小也不同,设置与相应的距离对应的第二驱动模块,根据用户与液晶光栅之间的距离确定相应的驱动模块来驱动多个所述条形电极,实现对串扰位置的补偿,改善3D显示效果,并实现3D显示的多距离观看。
本发明实施例还提供一种3D显示器,包括:显示面板以及前述实施例提供的液晶光栅。液晶光栅设置在显示面板的出光侧,能够实现裸眼3D显示。
本发明实施例还提供一种液晶光栅驱动方法,参照图8,应用于上述的液晶光栅,包括以下步骤:
检测用户与所述液晶光栅的距离;
选择所述第一驱动模块驱动多个所述条形电极、或者选择一个所述第二驱动模块驱动多个所述条形电极。
进一步的,选择所述第一驱动模块驱动多个所述条形电极、或者选择一个所述第二驱动模块驱动多个所述条形电极,具体包括:
判断用户与所述液晶光栅的距离是否在第一距离范围内,当用户与所述液晶光栅的距离在所述第一距离范围内时发送第一指示信号,当用户与所述液晶光栅的距离在第二距离范围内时发送第二指示信号;
在接收到所述第一指示信号时,向所述第一控制信号线提供导通控制信号,以控制所述第一驱动模块驱动多个所述条形电极,并向所述第二控制信号线提供关断控制信号;
所述控制单元用于在接收到所述第二指示信号时,向所述第一控制信号线提供关断控制信号,并向所述第二控制信号线提供导通控制信号,以使得所述第二驱动模块驱动多个所述条形电极。
在用户与液晶光栅之间的距离位于第一距离范围内,即为发生串扰时,选择第一驱动模块对多个所述电极进行驱动,在用户与液晶光栅之间的距离位于第二距离范围内,即发生串扰时,通过相应的第二驱动模块驱动多个所述条形电极,对串扰进行补偿。所述第二距离范围可以根据实际需要设定,所述第二驱动模块的数量可以根据实际需要设定,不同的距离产生的串扰位置不同,串扰区域大小也不同,设置与相应的距离对应的第二驱动模块,根据用户与液晶光栅之间的距离确定相应的驱动模块来驱动多个所述条形电极,实现对串扰位置的补偿,改善3D显示效果,并实现3D显示的多距离观看。
以上所述为本发明较佳实施例,需要说明的是,对于本领域普通技术人员来说,在不脱离本发明所述原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明保护范围。
Claims (10)
1.一种液晶光栅,其特征在于,包括:多个光栅周期,多个光栅周期中的每个包括相对设置的第一基板和第二基板,以及设置于所述第一基板和第二基板之间的液晶层,所述第一基板上包括多个条形电极;
第一驱动模块,用于驱动多个所述条形电极以多个所述光栅周期中的每个中形成遮光部和透光部,且多个所述光栅周期中的每个中多个所述条形电极的数量为第一数值;
至少一个第二驱动模块,用于驱动多个所述条形电极以在多个所述光栅周期中的每个中形成遮光部和透光部,且使得多个所述光栅周期中与非串扰位置对应的光栅周期中的多个所述条形电极的数量为所述第一数值,且使得多个所述光栅周期中与串扰位置对应的光栅周期内的多个所述条形电极的数量为第二数值,所述第二数值大于所述第一数值;
控制模块,用于根据用户与液晶光栅之间的距离选择所述第一驱动模块,或一个所述第二驱动模块驱动多个所述条形电极。
2.根据权利要求1所述的液晶光栅,其特征在于,所述第一驱动模块包括第一驱动单元和多个第一开关单元:多个所述第一开关单元中的每一个包括控制端、第一端和第二端;
多个所述条形电极与多个所述第一开关单元一一对应,多个所述第一开关单元中的每一个的第一端与多个所述条形电极中的一个连接;多个所述第一开关单元中的每一个的第二端与所述第一驱动单元连接;多个所述第一开关单元中的每一个的控制端与第一控制信号线连接;
多个所述第一开关单元用于在所述第一控制信号线的控制下,导通或断开多个所述条形电极与所述第一驱动单元之间的连接;
第一驱动单元,用于向形成所述遮光部的条形电极提供第一电压,向形成所述透光部的条形电极提供与所述第一电压不同的第二电压。
3.根据权利要求2所述的液晶光栅,其特征在于,所述第一驱动单元包括第一驱动子单元,通过至少一根第一驱动信号线与相应的所述第一开关单元的第二端连接,用于对形成所述遮光部的条形电极提供所述第一电压,且通过至少一根第二驱动信号线与相应的所述第一开关单元的第二端连接,用于对形成所述透光部的条形电极提供所述第二电压。
4.根据权利要求1所述的液晶光栅,其特征在于,所述第二驱动模块包括第二驱动单元和多个第二开关单元;多个所述第二开关单元中的每一个包括控制端、第一端和第二端;
多个所述条形电极与多个所述第二开关单元一一对应,多个所述第二开关单元中的每一个的第一端与多个所述条形电极中的一个连接;多个所述第二开关单元中的每一个的第二端与所述第二驱动单元连接;多个所述第二开关单元中的每一个的控制端与第二控制信号线连接;
所述第二开关单元用于在所述第二控制信号线的控制下,导通或断开所述条形电极与所述第二驱动单元之间的连接;
第二驱动单元,用于向与非串扰位置对应的部分条形电极提供第一电压以形成遮光部,向非串扰位置对应的部分条形电极提供与所述第一电压不同的第二电压、以形成透光部,向串扰位置对应的条形电极提供串扰补偿电压、以使得串扰位置对应的光栅周期内的条形电极数量为所述第二数值。
5.根据权利要求4所述的液晶光栅,其特征在于,所述第二驱动单元包括:
第二驱动子单元,通过驱动信号线与相应的所述第二开关单元的第二端连接,用于对与非串扰位置相应的所述条形电极提供电压、以使得与非串扰位置对应的光栅周期形成所述遮光部和所述透光部;
第三驱动子单元,通过串扰补偿信号线与和串扰位置相对应的所述第二开关单元的第二端连接,向多个所述条形电极中的至少一个提供串扰补偿电压以使得该至少一个条形电极所对应的光栅周期的条形电极的数量为所述第二数值。
6.根据权利要求1所述的液晶光栅,其特征在于,所述控制模块包括:
距离检测单元,用于检测用户与所述液晶光栅的距离。
7.根据权利要求6所述的液晶光栅,其特征在于,所述控制模块还包括判断子单元和控制子单元,
所述判断子单元用于判断用户与所述液晶光栅的距离是否在第一距离范围内,当用户与所述液晶光栅的距离在所述第一距离范围内时向所述控制子单元发送第一指示信号,当用户与所述液晶光栅的距离在与所述第一距离范围不同的第二距离范围内时向所述控制子单元发送第二指示信号;
所述控制子单元用于在接收到所述第一指示信号时,控制所述第一驱动模块驱动多个所述条形电极;
所述控制子单元用于在接收到所述第二指示信号时,控制所述第二驱动模块驱动多个所述条形电极。
8.一种液晶光栅驱动方法,其特征在于,应用于权利要求1所述的液晶光栅,包括以下步骤:
检测用户与所述液晶光栅的距离;
选择所述第一驱动模块驱动多个所述条形电极、或者选择一个所述第二驱动模块驱动多个所述条形电极。
9.根据权利要求8所述的液晶光栅驱动方法,其特征在于,选择所述第一驱动模块驱动多个所述条形电极、或者选择一个所述第二驱动模块驱动多个所述条形电极,具体包括:
判断用户与所述液晶光栅的距离是否在第一距离范围内,当用户与所述液晶光栅的距离在所述第一距离范围内时发送第一指示信号,当用户与所述液晶光栅的距离为与所述第一距离范围不同的第二距离范围内时发送第二指示信号;
在接收到所述第一指示信号时,控制所述第一驱动模块驱动多个所述条形电极;
在接收到所述第二指示信号时,控制所述第二驱动模块驱动多个所述条形电极。
10.一种3D显示器,其特征在于,包括:
显示面板;以及
权利要求1-7中任何一项所述的液晶光栅。
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