CN109254414A - 主动型3d眼镜及其控制方法、3d显示系统、两用眼镜 - Google Patents
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Abstract
本发明适用于三维显示技术领域，提供了一种主动型3D眼镜及其控制方法、3D显示系统、两用眼镜。主动型3D眼镜包括控制组件和左、右镜片组件；左、右镜片组件均包括：具有第一偏光转换模式和第二偏光转换模式的偏振转换器、仅允许偏振转换器的输出光中的部分光通过的偏振片；控制组件用于控制两个偏振转换器在第一偏光转换模式和第二偏光转换模式之间切换；第一偏光转换模式下两个偏振转换器对来自屏幕的光的偏振态保持不变；第二偏光转换模式下两个偏振转换器将来自屏幕的所有光的偏振态向各自相反或正交的方向进行调制。该主动型3D眼镜在同一时序内能同时接收半帧左眼图像和半帧右眼图像，观看到的3D图像无暗帧无闪烁，人眼不会疲劳，全屏分辨率。
Description
技术领域
本发明属于三维显示技术领域，尤其涉及一种主动型3D眼镜及其控制方法、3D显示系统、两用眼镜。
背景技术
立体影像的观影原理，是由人的左右眼分别接收按照帧顺序播放的左右眼视频图像，再经过大脑将左右眼视频图像予以合成，产生立体效果。观影时，左右眼需通过3D眼镜来接收视频图像，以使左眼图像只能被左眼接收，右眼图像只能被右眼接收。
3D显示屏有多种类型，LED、OLED、液晶屏已经逐渐引起关注，与此配合使用的3D眼镜也有多种类型，其中主动快门式3D眼镜和偏振式3D眼镜的应用较为广泛。
主动型3D眼镜的工作原理为：LED屏幕上按照帧顺序交替显示左右眼图像，在帧频信号控制下，左眼图像显示的时候，左眼镜片打开，右眼镜片关闭。反之亦是。在结构上快门式3D眼镜的每一只镜片均包含有一个带偏光片的液晶盒，控制液晶盒的开和关使得眼镜片在黑和白两种状态之间切换，但是在相对低帧率(比如在每秒60帧，左右眼图像各30帧)的情况下，这种黑和白之间的切换会产生闪烁感，眼睛感到疲劳。
因此，有必要提供一种全新的3D播放及观看模式，解决目前的主动型3D眼镜的观影方式容易闪烁引起眼睛疲劳、以及分辨率低的问题，改善用户的观影体验。
发明内容
本发明实施例所要解决的技术问题在于提供一种3D显示装置，旨在解决目前的主动型3D眼镜的观影方式容易闪烁引起眼睛疲劳的问题。
本发明实施例是这样实现的，一种主动型3D眼镜，包括镜腿、镜框，所述镜框内安装有左镜片组件和右镜片组件；
所述左镜片组件包括：具有第一偏光转换模式和第二偏光转换模式的左偏振转换器、仅允许所述左偏振转换器的输出光中的部分光通过的左偏振片；
所述右镜片组件包括：具有第一偏光转换模式和第二偏光转换模式的右偏振转换器、仅允许所述右偏振转换器的输出光中的部分光通过的右偏振片；
所述主动型3D眼镜还包括控制组件，所述控制组件与所述左偏振转换器和所述右偏振转换器连接，用于控制所述左偏振转换器和所述右偏振转换器在所述第一偏光转换模式和所述第二偏光转换模式之间切换；
并且，在所述第一偏光转换模式下，所述左偏振转换器和所述右偏振转换器对来自屏幕的光的偏振态保持不变；在所述第二偏光转换模式下，所述左偏振转换器和所述右偏振转换器将来自屏幕的所有光的偏振态向各自相反或正交的方向进行调制；其中，所述来自屏幕的光时刻包括两种不同的偏振态。
进一步地，所述控制组件包括：
同步信号接收模块，用于接收播放的立体影像的时序信息；
控制模块，与所述同步信号接收模块连接，用于根据所述时序信息控制所述左偏振转换器和所述右偏振转换器处于相匹配的偏光转换模式。
进一步地，所述左偏振片和所述右偏振片所允许通过的光的偏振态一致；所述控制组件在控制所述左偏振转换器处于所述第一偏光转换模式时，同时控制所述右偏振转换器处于所述第二偏光转换模式；而所述控制组件在控制所述左偏振转换器处于所述第二偏光转换模式时，同时控制所述右偏振转换器处于所述第一偏光转换模式。
进一步地，所述左偏振片所允许通过的光的偏振态与所述右偏振片所允许通过的光的偏振态相反或正交；所述控制组件在控制所述左偏振转换器处于所述第一偏光转换模式时，同步控制所述右偏振转换器也处于所述第一偏光转换模式；而所述控制组件在控制所述左偏振转换器处于所述第二偏光转换模式时，同步控制所述右偏振转换器也处于所述第二偏光转换模式。
进一步地，所述控制组件每隔半个图像帧控制所述左偏振转换器和所述右偏振转换器的偏光转换模式切换一次。
进一步地，所述左偏振转换器和所述右偏振转换器选自下列模式的液晶盒：TN模式的液晶盒、垂直配向模式的液晶盒、ECB模式的液晶盒、OCB模式的液晶盒、IPS模式的液晶盒、FLC模式的液晶盒；所述左偏振片和所述右偏振片为线偏振片或圆偏振片。
本发明实施例还提供了一种对如上所述的主动型3D眼镜的控制方法，所述方法包括下述步骤：
在上半图像帧，控制所述左偏振转换器处于所述第一偏光转换模式时，同时控制所述右偏振转换器处于所述第二偏光转换模式；
在下半图像帧，控制所述左偏振转换器处于所述第二偏光转换模式时，同时控制所述右偏振转换器处于所述第一偏光转换模式。
本发明实施例还提供了另一种对如上所述的主动型3D眼镜的控制方法，所述方法包括下述步骤：
在上半图像帧，控制所述左偏振转换器和所述右偏振转换器均处于所述第一偏光转换模式；
在下半图像帧，控制所述左偏振转换器和所述右偏振转换器均处于所述第二偏光转换模式。
本发明实施例还提供了一种3D显示系统，包括：
视频源设备，用于输出待显示的视频图像帧，每一帧图像包括半帧左眼图像和半帧右眼图像；
时序同步信号发射器，用于发出播放的立体影像的时序信息；
3D屏幕，具有所述第一像素区和第二像素区，所述第一像素区包括若干第一像素点，所述第二像素区包括若干第二像素点；其中，所述第一像素点与所述第二像素点在水平方向和/或垂直方向上交错排列；根据所述时序信息，所述第一像素区和所述第二像素区均交替显示半帧左眼图像和半帧右眼图像，并且在同一时序内，所述第一像素区和第二像素区中的一个显示所述半帧左眼图像、而另一个显示所述半帧右眼图像；并且在同一时序内各第一像素点所显示的光的偏振态，与各第二像素点所显示的光的偏振态正交或相反；
如上所述的主动型3D眼镜，用于根据所述时序信息控制所述左偏振转换器和所述右偏振转换器处于相匹配的偏光转换模式。
本发明实施例还提供了一种兼具3D眼镜和太阳镜功能的两用眼镜，包括镜腿、镜框，所述镜框内安装有左镜片组件和右镜片组件；
所述左镜片组件包括：具有第一偏光转换模式和第二偏光转换模式的左偏振转换器、仅允许所述左偏振转换器的输出光中的部分光通过的左偏振片；
所述右镜片组件包括：具有第一偏光转换模式和第二偏光转换模式的右偏振转换器、仅允许所述右偏振转换器的输出光中的部分光通过的右偏振片；
所述主动型3D眼镜还包括控制组件，所述控制组件与所述左偏振转换器和所述右偏振转换器连接，用于控制所述左偏振转换器和所述右偏振转换器在所述第一偏光转换模式和所述第二偏光转换模式之间切换；
并且，在所述第一偏光转换模式下，所述左偏振转换器和所述右偏振转换器对来自屏幕的光的偏振态保持不变；在所述第二偏光转换模式下，所述左偏振转换器和所述右偏振转换器将来自屏幕的所有光的偏振态向各自相反或正交的方向进行调制；其中，所述来自屏幕的光时刻包括两种不同的偏振态；
所述左偏振片和所述右偏振片的结构符合下述情形之一：
情形一：所述左偏振片和所述右偏振片为水平线偏振片，所述左偏振转换器和所述右偏振转换器为TN液晶盒或在零电压时处于所述第二偏光转换模式；
情形二:所述左偏振片和所述右偏振片为垂直线偏振片，所述左偏振转换器和所述右偏振转换器为VA液晶盒或在零电压时处于所述第一偏光转换模式；
情形三:所述左偏振片为水平线偏振片且所述左偏振转换器处于所述第二偏光转换模式，所述右偏振片为垂直线偏振片且所述右偏振转换器处于所述第一偏光转换模式；
情形四:所述右偏振片为水平线偏振片且所述右偏振转换器处于所述第二偏光转换模式，所述左偏振片为垂直线偏振片且所述左偏振转换器处于所述第一偏光转换模式；
情形五：所述左偏振片和所述右偏振片均为包含有垂直线偏振片和四分之一波长延迟膜的圆偏振片；所述左镜片和所述右鏡片的结构顺序均可翻转，当所述左偏振片和所述右偏振片被翻转至位于外侧时，各自的垂直偏振片位于最外侧。
本发明实施例所提供的主动型3D眼镜，在同一时序内能同时接收半帧左眼图像和半帧右眼图像，使得观众的左右眼一直都能观看到图像，避免了现有技术中每一时刻只能一只眼睛接收图像的情形，因此眼睛观看到的3D图像无暗帧，不会有任何闪烁产生，人眼不会疲劳。并且，虽然同一时刻每只眼睛看到的只是半帧左眼图像和半帧右眼图像，分辨率暂时较低，但是在显示下一帧图像时，第一像素区和第二像素区又会转换为显示另一半的图像，把分辨率又补充回来了，以目前3D视频图像的刷新率，人眼完全可以看到稳定的左右分开的图像，并且人眼直观感受到的左右图像是全屏分辨率的。
附图说明
图1A至图1D是本发明提供的3D屏幕的像素点的排布方式示意图；
图2是本发明第一实施例提供的3D显示系统的结构图；
图3是本发明第二实施例提供的主动型3D眼镜的结构图；
图4是本发明第二实施例提供的控制组件的结构图；
图5是本发明第二实施例提供的3D屏幕与主动型3D眼镜之间的时序同步示意图；
图6A是本发明第二实施例提供的当采用控制方式一时，上半图像帧左镜片组件和右镜片组件的偏振光的偏振态的转换示意图；
图6B是本发明第二实施例提供的当采用控制方式一时，下半图像帧左镜片组件和右镜片组件的偏振光的偏振态的转换示意图；
图7A是本发明第二实施例提供的当采用控制方式二时，上半图像帧左镜片组件和右镜片组件的偏振光的偏振态的转换示意图；
图7B是本发明第二实施例提供的当采用控制方式二时，下半图像帧左镜片组件和右镜片组件的偏振光的偏振态的转换示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例所提供的主动型3D眼镜所适配的屏幕可以采用LED显示或OLED显示屏实现，该屏幕的像素分为两组，在一组显示左眼图像时另一组显示右眼图像，并且每半个图像帧切换一次，例如在上半图像帧时，第一组像素区A显示半帧左眼图像、第二组像素区B显示半帧右眼图像，在下半图像帧时，切换为第一组像素区A显示另外半帧右眼图像、第二组像素区B显示另外半帧左眼图像。
即，在相邻两帧时序内，每组像素区交替显示半帧左眼图像和半帧右眼图像。并且，在同一时序内，两组像素区以正交或相反的偏振态的光来分别显示半帧左眼图像和半帧右眼图像，从而保证在同一时序主动型3D眼镜能同时接收到左眼和右眼的图像。
屏幕上第一像素区G1和第二像素区G2的设计可以有多种形式。具体地，第一像素区G1包括若干第一像素点，第二像素区G2包括若干第二像素点；其中，第一像素点与第二像素点的排布方式有以下几种：
第一种，在水平方向形成交错排列。如图1A所示，第1、3、5等奇数列均属于第一像素区G1，第2、4、6等偶数列均属于第二像素区G2，每一行中A和B交错排列。
第二种，在竖直方向形成交错排列。如图1B所示，第1、3、5等奇数行均属于第一像素区G1，第2、4、6等偶数行均属于第二像素区G2，每一列中A和B交错排列。
第三种，在水平方向和竖直均形成交错排列。如图1C和图1D所示，无论在每一行还是每一列，都是A和B交错或B和A交错，形成棋盘结构。
基于上述原理，图2示出了本发明第一实施例提供的3D显示系统，具体包括视频源设备1、3D屏幕2和主动型3D眼镜3，还包括有时序同步信号发射器，用于发出播放的立体影像的时序信息，该时序同步信号发射器可以内置于视频源设备1中，也可以独立于视频源设备1之外。
其中，视频源设备1用于输出待显示的视频图像帧，每一帧图像包括半帧左眼图像和半帧右眼图像。每个奇数帧图像中的半帧左眼图像与下一帧图像中的半帧左眼图像构成一幅完整的左眼图像，例如，第1帧中的半帧左眼图像与第2帧中的半帧左眼图像可构成一幅完整的左眼图像，第3帧中的半帧左眼图像与第4帧中的半帧左眼图像可构成一幅完整的左眼图像。同理，每个奇数帧图像中的半帧右眼图像与下一帧图像中的半帧右眼图像也构成一幅完整的右眼图像。因此，每个奇数帧相当于上半个图像帧，每个偶数帧相当于下半个图像帧。
3D屏幕2与视频源设备1连接，同时也和时序同步信号发射器以有线或无线形式连接。3D显示装置2具有第一像素区G1和第二像素区G2，第一像素区G1包括若干第一像素点，第二像素区G2包括若干第二像素点，如图1A-图1D所示，第一像素点与所述第二像素点在水平方向和/或垂直方向上交错排列。根据所述时序信息，第一像素区G1和第二像素区G2均交替显示半帧左眼图像和半帧右眼图像，并且第一像素区G1在相邻的两个时序先后显示半帧左眼图像和半帧右眼图像；第二像素区G2在相邻的两个时序先后显示半帧右眼图像和半帧左眼图像。例如，在第N时序(N为大于等于1的自然数，对应于上半图像帧)，第一像素区G1先显示半帧左眼图像，在第N+1时序(对应于下半图像帧)，第一像素区G1再显示半帧右眼图像，与此相反，在第N时序，第二像素区G2先显示半帧右眼图像，在第N+1时序，第二像素区G2再显示半帧左眼图像。
可以看出，由于第一像素区G1和第二像素区G2均只占整个显示屏的一半，因此在显示屏所显示的每一帧中，左眼图像和右眼图像各自只占了一半的分辨率。不过，虽然同一时刻每只眼睛看到的只是半帧左眼图像和半帧右眼图像，分辨率暂时较低，但是在显示下一帧图像时，第一像素区G1和第二像素区G2又会被反过来使用，把分辨率又补充回来了。以目前3D视频图像的刷新率，人眼完全可以看到稳定的左右分开的图像，并且人眼直观感受到的左右图像是全屏分辨率的。
在同一时序内，半帧右眼图像的偏振态与半帧左眼图像的偏振态正交或相反。在任何一个时序内，虽然半帧左眼图像和半帧右眼图像都会在两个像素区内交替显示，但是在半个图像帧内的半帧左眼图像和半帧右眼图像需要时刻保持偏振态的正交或相反。本发明实施例中，“正交”指的是两个偏振角度垂直的线偏振光，“相反”指的是左旋圆偏振光和右旋圆偏振光，也叫逆时针圆偏振光和顺时针圆偏振光。具体如下表一所示(其中假定第一像素区G1发出的光的偏振态为P1，第二像素区G2发出的光的偏振态为P2，L表示左眼图像，R表示右眼图像)：
表一
主动型3D眼镜3包括左镜片组件和右镜片组件，左镜片组件仅接收半帧左眼图像，右镜片组件仅接收半帧右眼图像，左镜片组件中包含有左偏振转换器，右镜片组件中包含有右偏振转换器，左偏振转换器和右偏振转换器具有两种偏光转换模式。主动型3D眼镜3根据所述时序信息控制所述左偏振转换器和所述右偏振转换器处于相匹配的偏光转换模式。
根据上文描述可知，左镜片组件所接收的半帧左眼图像既可以来自于第一像素区G1又可以来自于第二像素区G2，右镜片组件所接收的半帧右眼图像同样也是既可以来自于第一像素区G1又可以来自于第二像素区G2。
当显示屏显示上半个图帧像时，左镜片组件让第一像素区G1发出的光透过而遮挡住第二像素区G2发出的光，同时，右镜片组件让第二像素区G2发出的光透过而遮挡住第一像素区G1发出的光。当显示屏显示下半个图像帧时，左镜片组件让第二像素区G2发出的光透过而遮挡住第一像素区G1发出的光，同时，右镜片组件让第一像素区G1发出的光透过而遮挡住第二像素区G2发出的光。依此循环类推，不再赘述。
通过上文的论述可以理解，3D屏幕2所发出的光偏振态和主动型3D眼镜3的偏光状态需要保持适配，具体地，需要保证每个半帧左眼图像的光偏振态时刻和主动型3D眼镜3左镜片组件的偏光状态保持一致，也需要保证每个半帧右眼图像的光偏振态时刻和主动型3D眼镜3右镜片组件的偏光状态保持一致。具体实现时，可以保持第一像素区G1和第二像素区G2的偏光状态不变，只改变左右镜片的偏光状态，也可以保持左右镜片的偏光状态不变，而改变第一像素区G1和第二像素区G2的偏光状态。
本发明第二实施例提供了一种主动型3D眼镜，可适用于上述第一实施例中。参照图3，该主动型3D眼镜包括镜腿31和镜框，镜框内安装有左镜片组件和右镜片组件。左镜片组件包括左偏振转换器321和左偏振片322，左偏振转换器321具有第一偏光转换模式和第二偏光转换模式，左偏振片322仅允许左偏振转换器321的输出光中的部分光通过。右镜片组件包括右偏振转换器323和右偏振片324，右偏振转换器323具有第一偏光转换模式和第二偏光转换模式，右偏振片323仅允许右偏振转换器324的输出光中的部分光通过。
该主动型3D眼镜还包括控制组件33，控制组件33与左偏振转换器321和右偏振转换器323连接，用于控制左偏振转换器321和右偏振转换器323在第一偏光转换模式和第二偏光转换模式之间切换。
在第一偏光转换模式下，左偏振转换器321和右偏振转换器323对来自屏幕的光的偏振态保持不变。在第二偏光转换模式下，左偏振转换器321和右偏振转换器323将来自屏幕的所有光的偏振态向各自相反或正交的方向进行调制，具体地，当来自屏幕的光为线偏振光时，左偏振转换器321和右偏振转换器323在第二偏光转换模式下将该线偏振光转换为偏振方向正交的另一线偏振光，例如当屏幕的光为垂直偏振光时，左偏振转换器321和右偏振转换器323在第二偏光转换模式下将垂直偏振光转换为水平偏振光，反之当屏幕的光为水平偏振光时，左偏振转换器321和右偏振转换器323在第二偏光转换模式下将水平偏振光转换为垂直偏振光。当来自屏幕的光为左旋圆偏振光时，左偏振转换器321和右偏振转换器323在第二偏光转换模式下将该左旋圆偏振光转换为右旋圆偏振光，反之当来自屏幕的光为右旋圆偏振光时，左偏振转换器321和右偏振转换器323在第二偏光转换模式下将该右旋圆偏振光转换为左旋圆偏振光。具体如表二所示：
| 输入的偏振态 | P1 | P2 |
| 第一偏光转换模式S1(保持偏振态) | P1 | P2 |
| 第二偏光转换模式S2(转换偏振态) | P2 | P1 |
表二
如第一实施例所述，来自屏幕的光时刻包括两种不同的偏振态，也就是说，左偏振转换器321和右偏振转换器323在第二偏光转换模式下会对这两种偏振光都进行转换，分别转换为与各自原先的偏振态不同的偏振光。并且，控制组件33每隔半个图像帧控制左偏振转换器321和右偏振转换器323的偏光转换模式切换一次。
进一步地，如图4所示，控制组件33包括：同步信号接收模块331和控制模块332。同步信号接收模块331用于接收播放的立体影像的时序信息；控制模块332与同步信号接收模块331连接，用于根据时序信息控制左偏振转换器321和右偏振转换器323处于相匹配的偏光转换模式。
视频源设备在向屏幕发出视频数据时，时序同步信号发射器会同时把影像的播放时序信息发送给屏幕和同步信号接收模块331，使得控制模块332再根据该时序信息控制左偏振转换器321和右偏振转换器323的工作，最终屏幕和眼镜的时序能够同步，如图5所示。
上述左偏振转换器321和右偏振转换器323选自下列模式的液晶盒：TN(TwistedNematic，扭曲向列型)模式的液晶盒、垂直配向模式的液晶盒、ECB(ElectricallyControlled Birefringence，电控双折射)模式的液晶盒、OCB(Optical CompensatedBirefringence，光学补偿弯曲排列/光学补偿双折射)模式的液晶盒、IPS(In-PlaneSwitching，平面转换)模式的液晶盒、FLC(Ferroelectric Liquid Crystal，铁电液晶)模式的液晶盒。左偏振片322和右偏振片324为线偏振片或圆偏振片。
如上文所述，控制组件33用于控制左偏振转换器321和右偏振转换器323的工作状态，具体的控制原理不限，只要能实现上述控制效果即可。本实施例现提供两种控制方式，如下(应当理解，具体实施时还可以根据实际情况采用其他的控制方式)：
方式一：此时左偏振片322和右偏振片324所允许通过的光的偏振态一致。
控制组件33在控制左偏振转换器321处于第一偏光转换模式时，同时控制右偏振转换器323处于第二偏光转换模式；而控制组件33在控制左偏振转换器321处于第二偏光转换模式时，同时控制右偏振转换器323处于第一偏光转换模式。此控制方式中偏振光的偏振态的转换过程请参考图6A和图6B。
从图6A可以看出，在上半图像帧，左偏振转换器321和右偏振转换器323同时接收到第一像素区G1发出的P1偏振态的光(左眼图像)和第二像素区G2发出的P2(右眼图像)偏振态的光，但是由于左偏振转换器321工作在第一偏光转换模式S1，因此P1和P2保持不变，但是左偏振片322只允许P1通过。由于右偏振转换器323工作在第二偏光转换模式S2，因此P1和P2分别转换为P2和P1，但是右偏振片324只允许转换后的P1通过。
从图6B可以看出，在下半图像帧，左偏振转换器321和右偏振转换器323同时接收到第二像素区G2发出的P2偏振态的光(左眼图像)和第一像素区G1发出的P1偏振态的光(右眼图像)，但是由于左偏振转换器321工作在第二偏光转换模式S2，因此P1和P2分别转换为P2和P1，但是左偏振片322只允许转换后的P1通过。由于右偏振转换器323工作在第一偏光转换模式S1，因此P1和P2保持不变，但是右偏振片324只允许P1通过。
在上、下半图像帧观众眼睛看到的光的偏振态如下表三：
表三
方式二：此时左偏振片322所允许通过的光的偏振态与右偏振片324所允许通过的光的偏振态相反或正交。其中，“正交或相反”的定义如上文所述，此处不再赘述。
控制组件33在控制左偏振转换器321处于第一偏光转换模式时，同步控制右偏振转换器323也处于所述第一偏光转换模式；而控制组件33在控制左偏振转换器321处于第二偏光转换模式时，同步控制右偏振转换器324也处于第二偏光转换模式。
从图7A可以看出，在上半图像帧，左偏振转换器321和右偏振转换器323同时接收到第一像素区G1发出的P1偏振态的光(左眼图像)和第二像素区G2发出的P2偏振态的光(右眼图像)，由于左偏振转换器321和右偏振转换器323均工作在第一偏光转换模式S1，因此各自的P1和P2保持不变，但是左偏振片322只允许P1通过，右偏振片324只P2通过。
从图7B可以看出，在下半图像帧，左偏振转换器321和右偏振转换器323同时接收到第二像素区G2发出的P2偏振态的光(左眼图像)和第一像素区G1发出的P1偏振态的光(右眼图像)，由于左偏振转换器321和右偏振转换器323均工作在第二偏光转换模式S2，因此各自的P1和P2分别转换为P2和P1，但是左偏振片322只允许转换后的P1通过，右偏振片324只允许转换后的P2通过。
在上、下半图像帧观众眼睛看到的光的偏振态如下表四：
表四
进一步地，假设第一像素区G1发出的P1偏振态的光为水平线偏振H，第二像素区G2发出的P2偏振态的光为垂直线偏振V，则上述左偏振转换器321和右偏振转换器323可采用下列液晶器件来实现：
1、90°扭曲向列(TN)液晶盒,当电压值为0伏时，对应S2态；当电压足够大时，对应S1态。
2、垂直配向(VA)液晶盒,当电压值为0伏时，对应S1态；当电压足够大时，对应S2态。
3、OCB液晶盒,当电压值为某一低电压值时,对应S2态；当电压足够大时，对应S1态。
以上实施例中，TN液晶盒和OCB液晶盒，在施加高电压时，液晶分子被电场拉得垂直，对入射光的偏振态不起作用,是为S1态；当在零或低电压时，TN液晶盒作用为90°偏振旋转器,而OCB液晶盒则作用为半波片，结果是P1转換成P2,同时P2转換成P1,是为S2态。对于垂直配向(VA)液晶盒，情况刚好反过来，不施加电压时已是垂直态(S1)，而施加电压时则作为半波片用(S2)。上述三种液晶器件的施加的电压与偏光转换模式的对应关系如下表五，表五中H:表示高电压，L表示低(或零)电压：
| TN | VA | OCB | |
| S1态 | H | L | H |
| S2态 | L | H | L |
表五
其他液晶模式如ECB、IPS、FLC也可以类近原理使用。此時，左偏振片322和右偏振片324是相匹配的线偏振片。
再进一步地，假设P1态为左旋圆偏振LC，P2态为右旋圆偏振RC，则左偏振转换器321和右偏振转换器323的具体实施方法和线偏输入时相同，除了此时TN液晶盒并不适用,其他作用在垂直和半波片之间的液晶盒都适用。此时，垂直态是S1,左右圆偏振态不变，在半波态时,左旋圆偏振LC会被转換为右旋圆偏振RC，同時在右旋圆偏振RC会被转換为左旋圆偏振LC,此为S2态。
此時，左偏振片322和右偏振片324是相匹配的圆偏振片。圆偏振片的作用是只让左圆或右圆偏振光通过，使用法和线偏输入时的线偏光板相同。圆偏振片的结构一般是在线偏光片上贴上四分之一波片实现。
本发明第三实施例还提供了一种主动型3D眼镜的控制方法，该主动型3D眼镜为第二实施例所述的3D眼镜，该方法包括下述步骤：
步骤S301，在上半图像帧，控制左偏振转换器处于第一偏光转换模式时，同时控制右偏振转换器处于第二偏光转换模式.
步骤S302，在下半图像帧，控制左偏振转换器处于第二偏光转换模式时，同时控制右偏振转换器处于所述第一偏光转换模式。
其中，第一偏光转换模式、第二偏光转换模式如第二实施例中的定义，此处不再赘述。
本发明第四实施例还提供了另一种主动型3D眼镜的控制方法，该主动型3D眼镜为第二实施例所述的3D眼镜，该方法包括下述步骤：
步骤S401，在上半图像帧，控制左偏振转换器和右偏振转换器均处于第一偏光转换模式。
步骤S402，在下半图像帧，控制左偏振转换器和右偏振转换器均处于第二偏光转换模式。
本发明第五实施例还提供了一种两用眼镜，该两用眼镜兼具3D眼镜和太阳镜功能，该两用眼镜包括镜腿、镜框、控制组件，镜框内安装有左镜片组件和右镜片组件。所述左镜片组件包括：具有第一偏光转换模式和第二偏光转换模式的左偏振转换器、仅允许所述左偏振转换器的输出光中的部分光通过的左偏振片。
所述右镜片组件包括：具有第一偏光转换模式和第二偏光转换模式的右偏振转换器、仅允许所述右偏振转换器的输出光中的部分光通过的右偏振片。
所述主动型3D眼镜还包括控制组件，所述控制组件与所述左偏振转换器和所述右偏振转换器连接，用于控制所述左偏振转换器和所述右偏振转换器在所述第一偏光转换模式和所述第二偏光转换模式之间切换。
并且，在所述第一偏光转换模式下，所述左偏振转换器和所述右偏振转换器对来自屏幕的光的偏振态保持不变；在所述第二偏光转换模式下，所述左偏振转换器和所述右偏振转换器将来自屏幕的所有光的偏振态向各自相反或正交的方向进行调制；其中，所述来自屏幕的光时刻包括两种不同的偏振态。
上述控制组件、左偏振转换器和右偏振转换器的工作原理如第二实施例所述，不再赘述。由于太阳镜的作用是把水平偏振光过滤掉，而同时保留垂直偏振光，所以本身带有偏振片的主动型3D眼镜可以作为太阳镜使用，具体条件是:
情形一：所述左偏振片和所述右偏振片为水平线偏振片，所述左偏振转换器和所述右偏振转换器为TN液晶盒或在零电压时处于所述第二偏光转换模式。
情形二:所述左偏振片和所述右偏振片为垂直线偏振片，所述左偏振转换器和所述右偏振转换器为VA液晶盒或在零电压时处于所述第一偏光转换模式。
情形三:所述左偏振片为水平线偏振片且所述左偏振转换器处于所述第二偏光转换模式，所述右偏振片为垂直线偏振片且所述右偏振转换器处于所述第一偏光转换模式。
情形四:所述右偏振片为水平线偏振片且所述右偏振转换器处于所述第二偏光转换模式，所述左偏振片为垂直线偏振片且所述左偏振转换器处于所述第一偏光转换模式。
情形五：所述左偏振片和所述右偏振片为圆偏振片，所述左偏振片和所述右偏振片均为包含有垂直线偏振片和四分之一波长延迟膜的圆偏振片；所述左镜片和所述右鏡片的结构顺序均可翻转，当所述左偏振片和所述右偏振片被翻转至位于外侧时，各自的垂直偏振片位于最外侧。
在情形五中，由于圆偏振片不能过滤线偏的入射光，所以只能把原來置于最后的线偏振片翻过来使之朝外才能够造成太阳镜的效果，所以要求所述左鏡片的结构顺序可翻转，所述右鏡片的结构顺序可翻转。同时要求朝外的线偏振片是垂直偏振片。
以上的说明是对于3D眼镜如何在无需耗电时作为太阳镜使用的方式。假如3D眼镜是在被电驱动的情况下作为太阳镜使用(显然并不是优选方式)，原理是相同的，此时对于以上的情形一、二、三「零电压时」改为「施加电压时」即可。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种主动型3D眼镜，包括镜腿、镜框，其特征在于，所述镜框内安装有左镜片组件和右镜片组件；
所述左镜片组件包括：具有第一偏光转换模式和第二偏光转换模式的左偏振转换器、仅允许所述左偏振转换器的输出光中的部分光通过的左偏振片；
所述右镜片组件包括：具有第一偏光转换模式和第二偏光转换模式的右偏振转换器、仅允许所述右偏振转换器的输出光中的部分光通过的右偏振片；
所述主动型3D眼镜还包括控制组件，所述控制组件与所述左偏振转换器和所述右偏振转换器连接，用于控制所述左偏振转换器和所述右偏振转换器在所述第一偏光转换模式和所述第二偏光转换模式之间切换；
并且，在所述第一偏光转换模式下，所述左偏振转换器和所述右偏振转换器对来自屏幕的光的偏振态保持不变；在所述第二偏光转换模式下，所述左偏振转换器和所述右偏振转换器将来自屏幕的所有光的偏振态向各自相反或正交的方向进行调制；其中，所述来自屏幕的光时刻包括两种不同的偏振态。
2.如权利要求1所述的主动型3D眼镜，其特征在于，所述控制组件包括：
同步信号接收模块，用于接收播放的立体影像的时序信息；
控制模块，与所述同步信号接收模块连接，用于根据所述时序信息控制所述左偏振转换器和所述右偏振转换器处于相匹配的偏光转换模式。
3.如权利要求1所述的主动型3D眼镜，其特征在于，所述左偏振片和所述右偏振片所允许通过的光的偏振态一致；
所述控制组件在控制所述左偏振转换器处于所述第一偏光转换模式时，同时控制所述右偏振转换器处于所述第二偏光转换模式；而所述控制组件在控制所述左偏振转换器处于所述第二偏光转换模式时，同时控制所述右偏振转换器处于所述第一偏光转换模式。
4.如权利要求1所述的主动型3D眼镜，其特征在于，所述左偏振片所允许通过的光的偏振态与所述右偏振片所允许通过的光的偏振态相反或正交；
所述控制组件在控制所述左偏振转换器处于所述第一偏光转换模式时，同步控制所述右偏振转换器也处于所述第一偏光转换模式；而所述控制组件在控制所述左偏振转换器处于所述第二偏光转换模式时，同步控制所述右偏振转换器也处于所述第二偏光转换模式。
5.如权利要求1至4任一项所述的主动型3D眼镜，其特征在于，所述控制组件每隔半个图像帧控制所述左偏振转换器和所述右偏振转换器的偏光转换模式切换一次。
6.如权利要求1至4任一项所述的主动型3D眼镜，其特征在于，所述左偏振转换器和所述右偏振转换器选自下列模式的液晶盒：TN模式的液晶盒、垂直配向模式的液晶盒、ECB模式的液晶盒、OCB模式的液晶盒、IPS模式的液晶盒、FLC模式的液晶盒；
所述左偏振片和所述右偏振片为线偏振片或圆偏振片。
7.一种对权利要求1至6任一项所述的主动型3D眼镜的控制方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤：
在上半图像帧，控制所述左偏振转换器处于所述第一偏光转换模式时，同时控制所述右偏振转换器处于所述第二偏光转换模式；
在下半图像帧，控制所述左偏振转换器处于所去述第二偏光转换模式时，同时控制所述右偏振转换器处于所述第一偏光转换模式。
8.一种对权利要求1至6任一项所述的主动型3D眼镜的控制方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤：
在上半图像帧，控制所述左偏振转换器和所述右偏振转换器均处于所述第一偏光转换模式；
在下半图像帧，控制所述左偏振转换器和所述右偏振转换器均处于所述第二偏光转换模式。
9.一种3D显示系统，其特征在于，包括：
视频源设备，用于输出待显示的视频图像帧，每一帧图像包括半帧左眼图像和半帧右眼图像；
时序同步信号发射器，用于发出播放的立体影像的时序信息；
3D屏幕，具有所述第一像素区和第二像素区，所述第一像素区包括若干第一像素点，所述第二像素区包括若干第二像素点；其中，所述第一像素点与所述第二像素点在水平方向和/或垂直方向上交错排列；根据所述时序信息，所述第一像素区和所述第二像素区均交替显示半帧左眼图像和半帧右眼图像，并且在同一时序内，所述第一像素区和第二像素区中的一个显示所述半帧左眼图像、而另一个显示所述半帧右眼图像；并且在同一时序内各第一像素点所显示的光的偏振态，与各第二像素点所显示的光的偏振态正交或相反；权利要求1至6任一项所述的主动型3D眼镜，用于根据所述时序信息控制所述左偏振转换器和所述右偏振转换器处于相匹配的偏光转换模式。
10.一种兼具3D眼镜和太阳镜功能的两用眼镜，包括镜腿、镜框，其特征在于，所述镜框内安装有左镜片组件和右镜片组件；
所述左镜片组件包括：具有第一偏光转换模式和第二偏光转换模式的左偏振转换器、仅允许所述左偏振转换器的输出光中的部分光通过的左偏振片；
所述右镜片组件包括：具有第一偏光转换模式和第二偏光转换模式的右偏振转换器、仅允许所述右偏振转换器的输出光中的部分光通过的右偏振片；
所述主动型3D眼镜还包括控制组件，所述控制组件与所述左偏振转换器和所述右偏振转换器连接，用于控制所述左偏振转换器和所述右偏振转换器在所述第一偏光转换模式和所述第二偏光转换模式之间切换；
并且，在所述第一偏光转换模式下，所述左偏振转换器和所述右偏振转换器对来自屏幕的光的偏振态保持不变；在所述第二偏光转换模式下，所述左偏振转换器和所述右偏振转换器将来自屏幕的所有光的偏振态向各自相反或正交的方向进行调制；其中，所述来自屏幕的光时刻包括两种不同的偏振态；
所述左偏振片和所述右偏振片的结构符合下述情形之一：
情形一：所述左偏振片和所述右偏振片为水平线偏振片，所述左偏振转换器和所述右偏振转换器为TN液晶盒或在零电压时处于所述第二偏光转换模式；
情形二:所述左偏振片和所述右偏振片为垂直线偏振片，所述左偏振转换器和所述右偏振转换器为VA液晶盒或在零电压时处于所述第一偏光转换模式；
情形三:所述左偏振片为水平线偏振片且所述左偏振转换器处于所述第二偏光转换模式，所述右偏振片为垂直线偏振片且所述右偏振转换器处于所述第一偏光转换模式；
情形四:所述右偏振片为水平线偏振片且所述右偏振转换器处于所述第二偏光转换模式，所述左偏振片为垂直线偏振片且所述左偏振转换器处于所述第一偏光转换模式；
情形五：所述左偏振片和所述右偏振片均为包含有垂直线偏振片和四分之一波长延迟膜的圆偏振片；所述左镜片和所述右鏡片的结构顺序均可翻转，当所述左偏振片和所述右偏振片被翻转至位于外侧时，各自的垂直偏振片位于最外侧。
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