CN110168431A - 双间距视差屏障 - Google Patents

Abstract

一种可重构视差屏障面板，用于具有3D模式的显示系统中，包括第一基板，第二基板，以及位置所述第一与第二基板之间的光电材料。第一与第二基板中的每个分别具有多个第一与第二电极，所述电极彼此可独立寻址并包括多个沿第一方向延伸并且在不同于第一方向的第二方向上彼此横向间隔的电极部。所述第一电极的电极部以具有第一间距的周期性排布的方式排布，并且所述第二电极的电极部以具有不同于所述第一间距的第二间距的周期性排布的方式排布。所述第一与第二电极被驱动以产生3D操作模式中与不同观看位置(左‑右，向前‑向后)相对应的不同的可重构视差屏障阵列。

Description

双间距视差屏障

相关申请

本申请要求提交日期为2017年1月10日申请号为15/402,561的美国专利申请的优先权，其内容通过引用结合于此。

技术领域

本发明涉及用于3D自动立体(无眼镜)设备的可切换成像光学器件。

背景技术

多年来，人们一直试图创造更好的自动立体三维(3D)显示器，本发明在这一领域提供了进一步的发展。自动立体显示器是一种无需使用者佩戴特殊眼镜就可提供立体景深的显示器。这是通过向每只眼睛投射不同的图像来完成的。可以通过使用诸如视差屏障(parallax barrier)或双凸透镜(lenticular lenses)的视差光学技术实现自动立体3D显示。

有许多应用还需要显示器被需要在高质量2D模式和高质量3D模式下操作。为了使图像显示器在2D模式中以100％原始分辨率显示图像，视差屏障必须能够在基本上不提供成像功能的第一模式(2D模式)和提供成像功能的第二操作模式(3D模式)之间切换。在US7813042B2(Mather等，公告于2010年10月12日)中公开了液晶可切换视差屏障技术的示例。

使用视差屏障将不同的图像直接引导到为静态的、不移动的使用者的每个眼睛，以创建立体图像是众所周知的。然而，使用者必须在空间中保持固定才能观看高质量3D图像。使用者头部从一侧移动到另一侧(头部相对于显示设备横向移动)导致左眼图像被右眼观看，反之亦然。用右眼观看左眼图像给观看者带来严重不适。为了解决这个问题，可以将包括多个可独立寻址的电极的液晶视差屏障与头部追踪系统结合使用，使得对于给定的观看距离，左眼图像总是被引导到左眼并且右眼图像总是被引导到右眼。头部追踪系统确定使用者眼睛的横向位置，并且切换液晶视差屏障上的适当电极以能够观看立体图像。在US5969850A1(Harrold等，公告于1999年10月19)，US20100110316A1(Huang等，公开于2010年5月6日)，US20110157171A1(Lin，公开于2011年6月30日)US20130342586A1(Kim等，公开于2013年12月26日)，US20120200680A1(So等，公开于2012年8月8日)，WO2014136610A1(Murao等，公开于2014年9月12日)，以及US20160070111A1(Takama等，公开于2016年3月10日)中公开了这种包括多个可独立寻址的电极和头部追踪系统的横向追踪液晶视差屏障的示例。

对于某些应用，特别是在某些小型显示器上，横向追踪的液晶视差屏障允许头部相对于显示设备足够地前后(纵向)移动以实现高质量的3D观看。然而，对于其他应用，横向追踪液晶视差屏障的缺点在于使用者头部相对于显示设备的前后移动(纵向移动)导致左眼图像被右眼观看，反之亦然，即，3D观看的质量很差。WO2014092172A1(Smith等，公开于2014年6月19日)，US8629945B2(Lo，公告于2014年1月14日)，US20130187961A1Hunt，公开于2013年7月25日)，US20140078268A1(Watanabe等，公开于2014年3月20日)，以及申请人的共同转让申请GB1512307.8公开了由多个电极组成的液晶视差屏障可以实现在横向和纵向追踪头部的同时保持良好质量的3D观看。所公开的纵向追踪头部的方法是通过改变液晶视差屏障的间距来进行的。US8331023B2(Wu等，公告于2011年12月11日)与US20130050596A1(Chen等，公开于2013年2月28日)公开了使用多个被堆叠的视差屏障以实现横向与纵向的头部运动同时保持良好质量的3D观看。US20140002758(Huang et al.，公开于2014年1月2日)公开了为了改善3D观看距离能够在第一间距与第二间距之间切换的液晶透镜阵列的使用。D.Suzuki等人在SID2016DIGEST(国际显示学会2016文摘)第990页的论文73-2“A WideView Glass-less 3D Display with Head-Tracking System for Horizontal andVertical Directions”(“具有针对水平和垂直方向的头部跟踪系统的宽视图无玻璃3D显示器”)中描述了一种有源阵列视差屏障，能够在横向和纵向头部运动的同时保持高质量的3D观看效果。

本发明要解决的技术问题

先前已经开发了使用液晶视差屏障技术的自动立体(无眼镜)3D显示系统，其使得在保持高质量3D模式的同时使用者能够左右移动。然而，高质量3D模式限于使用者在向前和向后方向上的相对小的移动。一种新型的液晶视差屏障技术被提出，该技术保留了大的左右观看范围，同时扩展了向前-向后观察范围，从而可以从更大的头部位置范围内看到高质量的3D模式。

发明内容

本发明的一个方面为可重构视差屏障面板，其包括第一基板，第二基板以及位于所述第一与第二基板之间的光电材料。所述第一基板包括多个第一电极，所述第一电极彼此可独立寻址并包括沿第一方向延伸且沿与所述第一方向不同的第二方向彼此横向间隔的多个电极部，所述第一电极的电极部以具有第一间距的周期性排列的方式排列。所述第二基板包括多个第二电极，所述第二电极彼此可独立寻址并包括沿第一方向延伸且沿不同于所述第一方向的第二方向彼此横向间隔的多个电极部，所述第二电极的电极部以具有与所述第一间距不同的第二间距的周期性排列的方式排列。所述视差屏障面板被配置成根据至少一个接收到的驱动信号寻址所述第一与第二电极使得对于第一观看距离范围，所述第一电极定义从多个预定视差屏障阵列中选择的第一视差屏障阵列，并且对于不同于所述第一观看距离范围的第二观看距离范围，所述第二电极定义从多个预定视差屏障阵列中选择的第二视差屏障阵列。

本发明的另一方面为包括用于生成图像的图像显示面板；包括跟踪具有左眼位置与右眼位置的使用者位置的至少一位置传感器的头部跟踪系统；视差屏障面板；以及被配置为在相同的图像被引导至所述左眼位置与所述右眼位置的二维(2D)模式，与通过重构所述视差屏障面板使得左眼图像被引导至所述左眼位置并且右眼图像被引导至所述右眼位置的三维(3D)模式之间切换所述显示系统的操作的控制单元的一种显示系统。所述视差屏障面板包括第一基板；第二基板；以及位于所述第一基板与所述第二基板之间的光电材料。所述第一基板包括具有12个第一电极的每层结构包括多个第一电极的双层结构，所述第一电极彼此可独立寻址并且包括沿第一方向延伸且沿与所述第一方向不同的第二方向彼此在横向间隔的多个电极部，所述第一电极的电极部以具有第一间距的周期性排列的方式排列。所述第二基板包括具有12个第二电极的每层结构包括多个第二电极的双层结构，所述第二电极彼此可独立寻址并且包括沿第一方向延伸且沿与所述第一方向不同的第二方向彼此在横向间隔的多个电极部，所述第二电极的电极部以具有与所述第一间距不同的第二间距的周期性排列的方式排列。

本发明的另一方面为包括通过所述头部跟踪系统获得使用者位置数据；根据所述使用者位置数据通过所述控制单元计算位置坐标；根据所述使用者位置数据通过所述控制单元对狭缝位置确定狭缝位置编号；以及通过所述控制单元驱动所述视差屏障面板以产生具有与确定的多个狭缝编号一致的狭缝排布方式的视差屏障阵列的显示系统的操作方法。

发明的有益效果

本发明自动立体(无眼镜)显示设备与相关的控制方法能够在大范围的横向(左与右)头部动作与大范围的纵向(向前与向后)头部动作时能观看高品质3D图像。该自动立体(无眼镜)显示设备包括用于显示图像的图像显示面板和双间距液晶视差屏障(parallaxbarrier)面板。该双间距液晶视差屏障面板可以被关闭以能够观看2D图像，或者可以被开启以能够观看自动立体(无眼镜)3D图像。

附图说明

图1前屏障自动立体显示设备。

图2后屏障自动立体显示设备。

图3自动立体显示设备的剖面图(先前技术)。

图4自动立体显示设备的剖面图(先前技术)。

图5液晶视差屏障(先前技术)。

图6液晶视差屏障(先前技术)。

图7狭缝位置编号与每个电极上的电压之间的关系(先前技术)。

图8自动立体显示设备的剖面图。

图9本发明中电极位置之间的关系。

图10液晶视差屏障。

图11其他液晶视差屏障。

图12另一其他液晶视差屏障。

图13另一其他液晶视差屏障。

图14狭缝位置编号与每个电极上的电压之间的关系。

图15狭缝位置编号与每个电极上的电压之间的关系。

图16 3D观看区的图示。

图17另一3D观看区的图示。

图18有效3D观看区的图示。

图19两个有效3D观看区的图示。

图20第一基板上的电极排布。

图21第二基板上的电极排布。

图22自动立体显示设备的功能配置的方框图。

图23自动立体显示设备的另一功能配置的方框图。

图24自动立体显示设备执行的流程图。

图25双层电极结构的剖面图。

图26其他双层电极结构的剖面图。

图27另一其他双层电极结构的剖面图。

图28另一其他双层电极结构的剖面图。

图29另一其他双层电极结构的剖面图。

图30另一其他双层电极结构的剖面图。

图31另一其他双层电极结构的剖面图。

图32两个有效3D观看区的图示。

图33其他两个有效3D观看区的图示。

图34另一其他两个有效3D观看区的图示。

图35前屏障自动立体显示设备。

图36另一其他双层电极结构的剖面图。

图37另一其他双层电极结构的剖面图。

图38时序图。

图39另一其他双层电极结构的剖面图。

图40另一其他双层电极结构的剖面图。

图41另一其他双层电极结构的剖面图。

图42另一其他双层电极结构的剖面图。

具体实施例

本发明提供了一种自动立体(无眼镜)显示装置1，其使得在大范围的横向(左与右)头部动作与大范围的纵向(向前与向后)头部动作时能观看高品质3D图像。自动立体(无眼镜)显示装置包括用于显示图像的图像显示面板和双间距液晶视差屏障(parallaxbarrier)面板。双间距液晶视差面板可以被关闭以能够观看2D图像，或者可以被开启以能够观看自动立体(无眼镜)3D图像。

该双间距液晶视差屏障面板包括具有第一组可独立寻址的重复不止一次的电极的第一基板、具有第二组可独立寻址的重复不止一次的电极的第二基板、以及位于该第一基板与该第二基板之间的一种液晶材料。前述的第一组的多个电极具有第一间距。前述的第二组的多个电极具有第二间距。

通常，每一组包括可独立寻址的ni个电极，并且前述的可独立寻址的多个电极重复mi次以延伸至双间距液晶视差屏障中的第i基板的宽度，其中n和m为正整数并且i为在1与2之间的正整数，分别对应第一与第二基板。

每个基板的电极间距EP可以是不变的。该电极间距EP在每个基板中可能不同。每个基板可能具有唯一的电极间距。

该独立可寻址的多个电极可以设置在单层结构配置中。

该独立可寻址的多个电极可以设置在双层结构配置中。

该自动立体显示设备还包括控制电路40与位置传感器。控制电路包括操作单元与双间距液晶视差屏障面板驱动单元以及图像显示面板驱动器并且可能包括狭缝图案查找表(LUT)。该图像显示面板根据输入的视频信号驱动器驱动该图像显示面板10并且在图像显示面板上显示图像。位置传感器与操作单元确定自动立体显示设备使用者的头部/脸部/眼睛的位置。视差屏障面板驱动单元根据使用者的头部/脸部/眼睛的位置驱动双间距液晶视差屏障面板以能够观看高质量的3D图像(低3D串扰)。

本发明第一方面提供包括第一基板，第二基板，位于第一与第二基板之间的光电材料以及用于寻址光电材料的驱动单元的一种可重构视差屏障面板，其中该面板中的该第一基板包第一组电极，该第一组电极中的多个电极彼此可独立寻址并包括两个或多个沿第一方向延伸且沿与第一方向不同的第二方向彼此横向间隔的电极部，第一组电极中的电极部以周期性排列的方式排列；其中该面板的第二基板包括第二组电极，该第二组电极中的电极彼此可独立寻址并可独立从该第一组电极的电极寻址，该第二组电极包括两个或多个沿该第一方向延伸且沿该第二方向彼此横向间隔的电极部，该第二组电极中的电极部以周期性排列的方式排列。该视差屏障面板被配置为按照第一模式寻址，在使用中，第一与第二组电极基于接收到的至少一个驱动信号使得：在面板中，第一组电极定义从具有第一间距的多个预定视差屏障阵列中选择的具有第一间距的第一视差屏障阵列；或者在面板中，第二组电极定义从具有第二间距的多个预定视差屏障阵列中选择的具有第二间距的第二视差屏障阵列。

这里使用的术语“寻址”是指施加电压至一个或多个电极以在电光材料中定义具有期望透射率的区域(通常是最大透射或最大吸收)。在一些情况下，该期望透射率可以通过向一个或多个电极施加零电压来获得；如本文所使用的，向电极施加电压以在电光材料中获得具有期望透射率的区域的行为被称为“寻址”电极，即使施加的电压为零。

因此本发明提供具有第一间距的视差屏障阵列与具有不同于第一间距的第二间距的第二视差屏障阵列的可重构视差屏障面板。当视差屏障面板在显示器中被使用时，这允许改进显示器的自由立体观看区域的位置(相对于面板中心的横向，及/或垂直于面板的平面)的控制。为获得较佳的自动立体3D观看区在理想情况下视差屏障的间距将根据观看距离而变化。本发明提供包括两个不同的可选择的屏障间距的LC视差屏障，并且这有效地模仿根据观看距离而变化的间距。

对于本领域技术人员应该自然遵循本发明提供的n(其中n为大于1的整数)个可重构视差屏障面板被堆叠在一起；被堆叠的多个可重构视差屏障面板中的每一个具有第一间距和可能与所有的第一间距以及其余的n-1个被堆叠的可重构视差屏障面板的第二间距不同的第二间距。这些被堆叠的多个可重构视差屏障面板提供n*2个可选择的屏障间距，并且这有效模仿根据观看距离而变化的间距。

在第二模式中，视差屏障面板可以被配置为根据至少一接收到的驱动信号寻址第一与第二组电极使得面板基本上提供无成像功能。当本实施例中的面板被包含在显示器中，这允许显示器被操作在传统的2D显示模式。在第二模式中，第一与第二组电极可以被寻址以定义大体上一致，在面板上的整个可寻址区域上的非零透射率，并且比如这样面板上的整个可寻址区域具有最大透射率。

每一组电极可以被排列于双层结构中，其中每个电极部包括属于第一层的第一部分以及属于第二层的第二部分，电极部中的第一部分与第二部分在该第二方向上以实际上等于该电极间隙的距离彼此相互偏离，并且第一与第二层在面板的厚度方向上彼此偏离。

每一组电极可以被排列于双层结构中，其中至少部分电极属于第一层并且其余的电极属于第二层，在第二方向上该第一层上的电极之间的距离实质上等于该电极宽度，在该第二方向上该第二层上的电极之间的距离实质上等于电极宽度，该第一与第二层在面板的厚度方向上彼此偏离并且该第一与第二层在第二方向上以实质上等于电极宽度的距离偏离。

每一组电极可以被排列于双层结构中，其中电极中的一半属于第一层并且其余的电极属于第二层，在第二方向上第一层上的电极之间的距离实质上等于电极宽度，在该二方向上该第二层上的电极之间的距离实质上等于电极宽度，第一与第二层在面板的厚度方向上彼此偏离并且第一与第二层在第二方向上以实质上等于电极宽度的距离偏离。

第一组电极可以被排列在与第二组电极相同类型的结构中。第一组电极可以被排列在与第二组电极不同类型的结构中。

本发明第二方面提供包括第一方面提供的视差屏障面板以及用于提供一个或多个驱动信号至视差屏障面板的控制电路的装置。该控制电路可以在该视差屏障面板上提供，或者其可以与视差屏障面板分离，但电连接至视差屏障面板。

本发明第三方面提供包括图像显示面板；被设置在通过图像显示面板的光路上的第一方面提供的视差屏障面板；以及用于提供至少一驱动信号至视差屏障面板的控制电路的显示器。

在第二与第三方面，控制电路可以由各个分布式控制电路构成，例如，每个控制电路驱动视差屏障面板的一个基板的电极，或者控制电路可以由驱动视差屏障面板的两个基板的电极的单个控制电路构成。

图像显示面板可以包括透射式面板，并且显示器还包括背光。在这种情况下，视差屏障面板可以设置在图像显示面板之后(“后屏障”配置)，或者视差屏障面板可以设置在图像显示面板之前(在该图像显示面板与观看者之间)，“前屏障”配置。

可选地，图像显示面板可以包括自发光(emissive)面板。在本实施例中视差屏障面板设置在图像显示面板之前。

显示器还可以包括用于确定观看者的位置的一个或更多个位置传感器。本文中术语“位置”示观看者在x及/或z方向的位置，其中该z方向垂直于显示器的显示面，并且x方向为垂直于该z方向的水平方向。

驱动单元可以适合于根据确定的观看者的位置来寻址第一和第二组电极。这可以提供改进的3D观看特性。

控制电路还可以包括用于基于确定的观看者位置来确定第一与第二组电极的至少一驱动信号的操作处理器。

可选地，控制电路还可以包括：存储针对于第一与第二电极的多个驱动信号的存储器；以及用于基于确定的观看者位置检索出存储在存储器中的多个驱动信号中的至少一个驱动信号的操作处理器。

本发明的显示器中，第一组电极可以包括12个第一电极；并且该第二组电极可以包括12个第二电极，第一组电极中的电极彼此可独立寻址，第二组电极中的电极彼此可独立寻址并且第一组电极中的电极可独立从第二组电极中的电极寻址。

下面将参考附图详细描述本发明的实施例。在附图中相同或相应的部分使用相同的附图标记，并且对于每个实施例将不重复对多个实施例中使用的部件的描述。为了简化说明，在下面参考的附图中，所示出的配置可能被简化或者部件的一部分可能被示意性示出或者被省略。图中所示部件之间的尺寸比不一定与实际尺寸比相关。

图1示出包括图像显示面板10和可切换液晶视差屏障面板20的自动立体显示设备1。图像显示面板10可以是液晶显示器(LCD)或有机发光显示器(OLED)，或其他适当的显示技术。如果图像显示面板10是液晶显示器(LCD)则使用背光单元300。液晶视差屏障面板20可以设置在自动立体显示设备1的观看侧90，也被称为前屏障系统。可切换液晶视差屏障面板20可以被切换为执行将来自图像显示面板10的第一图像引导到左眼90L并且将来自图像显示面板10的第二图像引导到右眼90R的视差屏障功能使得能够观看自动立体3D图像。可切换液晶视差屏障面板20可以被切换为执行不引导光的非视差屏障功能使得相同的2D图像同时被左眼90L和右眼90R看见。在2D模式中，可切换液晶视差屏障面板20基本上是透明的(即，对于正确的偏振光具有＞75％，优选地＞90％的透光率)。

图2示出包括图像显示面板10和可切换液晶视差屏障面板20的自动立体显示设备1。图像显示面板10可以是液晶显示器(LCD)或有机发光显示器(OLED)，或其他适当的显示技术。如果图像显示面板10是液晶显示器(LCD)则使用背光单元300。图像显示面板10可以设置在自动立体显示设备1的观看侧90，也被称为后屏障系统。可切换液晶视差屏障面板20可以被切换为执行将来自图像显示面板10的第一图像引导到左眼90L并且将来自图像显示面板10的第二图像引导到右眼90R的视差屏障功能使得能够观看自动立体图像。可切换液晶视差屏障面板20可以被切换为执行不引导光的非视差屏障功能使得2D图像同时被左眼90L和右眼90R看见。在2D模式中，可切换液晶视差屏障面板20基本上是透明的(即，对于正确的偏振光具有＞75％优选地＞90％的透光率)。

除非另有说明，否则以下所有实施例都是关于图1描写的图像显示面板20设置在自动立体显示设备1的观看侧90，但是将会理解，如图2所示液晶视差屏障面板20可以可选地设置在自动立体显示设备的观看侧90，因此，除非另有说明，本发明的原则可以在后屏障系统中与在前屏障系统中应用相同。除非另有说明，否则对于以下所有实施例，图像显示面板10是液晶显示面板，但是原则上可以使用任何合适的自发光或透射式显示面板(透射式显示面板需要背光)。

图3为示出传统自动立体显示设备1的示意性剖面图。自动立体显示设备1可以包括图像显示面板10、可切换液晶视差屏障面板20和粘合树脂30。图像显示面板10和可切换液晶视差屏障面板20被排列成重叠，并且可切换液晶视差屏障面板20在观看者90侧。图像显示面板10和可切换液晶视差屏障面板20通过粘合树脂30粘合。图像显示面板10可以包括TFT(薄膜晶体管)基板11、CF(滤色器)基板12、液晶层13，以及偏振片14和15。图像显示面板10控制TFT基板11和CF基板12，以操纵液晶层13的液晶分子的取向从而通过调节透过每个像素的光量来产生图像。为简单起见图3未示出背光单元300。可切换液晶视差屏障面板20包括第一基板21、第二基板22、液晶层23，以及偏振片24。液晶层23夹在第一基板21和第二基板22之间。

图4，图5，图6与图7用作参考资料来说明传统(非双间距)液晶视差屏障以便提供与本发明的对比。

图4为示出了包括传统液晶视差屏障20的自动立体设备1的又一剖面图。第一基板21和第二基板22包括多个可独立寻址的电极，标记为E1，E2，E3，E4，E5，E6，E7，E8，E9，E10，E11和E12。第一基板21包括具有可独立寻址的多个电极的单层结构，第一基板21的多个电极，标记为E1，E2，E3，E4，E5与E6并以周期性排列的方式排列(即电极E1与电极E2以及电极E6相邻)。第二基板22包括具有可独立寻址电极的单层结构，标记为E7，E8，E9，E10，E11与E12并以周期性排列的方式排列(即电极E7与电极E8以及电极E12相邻)。换句话说，不同的电压可以被施加(寻址)至标记为E1至E12的电极中的每个电极，即，标记为E1至E12的每个电极可以独立控制。图4示出了电极间距EP。图4示出了电极组间距图4也示出了图像显示面板10中一个像素的像素间距PP的尺寸。在自动立体3D模式，交替的像素可以用左眼图像(L)和右眼图像(R)来寻址。电极组间距可以近似等于6倍的电极间距(2*EP)。电极组间距近似等于2倍的像素间距(2*PP)。

图5和图6是关于图4绘制的。请参考图5与图6，视差屏障可以通过施加电压至独立可寻址电极(E1至E12)形成在可切换液晶视差屏障面板20中。该视差屏障包括以下称为屏障BR的非透射区，和以下称为狭缝SL的透射区。实际上，非透射区或“屏障”可以不是完全不透明的并且透射区或“狭缝”可以不是完全透明的，这些区应该被更适当地被称为“最小透射”和“最大透射”区。然而，本领域技术人员为了方便起见而通常使用术语“非透射”和“透射”。液晶显示器领域的技术人员可以理解，图5与图6中示出的在屏障区域BR与狭缝区域SL之间的不连续的边界只是为了说明透光率可以从屏障区域BR至缝隙区域SL的过渡中平滑地(连续地)变化目的。

在一个示例中可以通过在第一基板21上的电极和第二基板22上的电极之间施加电位差并结合偏振片14和24(图5与图6未示出，但在图4中示出)来形成屏障BR。换句话说，在该示例中可切换液晶视差屏障面板20是常白模式。或者，可以通过在第一基板21上的电极和第二基板22上的电极之间施加电位差并结合偏振片14和24(未示出)来形成狭缝SL。换句话说，在该替代示例中可切换液晶视差屏障面板20是常黑模式。除非另有说明，否则对于以下所有实施例假定可切换液晶视差屏障面板20是常白模式。

图5示出了第一电压被施加，或寻址至，电极E7，E8与E9，并且第二电压被施加至其余的电极E1，E2，E3，E4，E5，E6，E10，E11与E12。第一电压与第二电压的电位差结合偏振片14与24(未示出)足以形成屏障(非透射区)。图5示出了屏障(BR)宽度可以近似等于狭缝(SL)的宽度，其近似等于电极组间距的一半。

图6示出第一电压被施加或寻址至电极E1、E2和E3，并且第二电压被施加或寻址至其余电极E4，E5，E6，E7，E8，E9，E10，E11，和E12。图6示出屏障(BR)区的位置和狭缝(SL)区的位置相对于图5所示的屏障(BR)区的位置和狭缝(SL)区的位置移动了近似等于EP/2的距离。

对于图5和图6的电极排列，狭缝(SL)位置具有12个独特定位。每个狭缝位置具有一个相关联的狭缝位置编号。参考图5，狭缝位置编号定义为等于9。参考图6，狭缝位置编号定义为等于10。狭缝位置编号和电极值之间的完整关系在图7中示出。参考图7，“0”表示第二电压并取值0V(即，电极断开)。参考图7，“1”表示第一电压并取值为可以在2.5V至9V的范围内(即，电极接通)的V伏。参考图7，狭缝位置编号是周期性的因此与狭缝位置编号1相关联的狭缝位置与由狭缝位置编号2和12描述的狭缝位置相邻。

参阅图4，图5与图6，由于每个电极是通过光刻工艺制造的，电极间距(EP)与组间距不能被动态改变。换句话说，根据特定的设计距离EP与是固定的，并且上述距离可能被主动控制。

图8，图9，图10，图11，图12，图13，图14与图15被用于根据本发明中的实施例说明一种新类型的液晶视差屏障20，双间距液晶屏障视差屏障200。

图8示出了包括新类型的液晶视差屏障面板20的自动立体显示设备1的剖面图，新类型的液晶视差屏障面板20被配置为新型双间距液晶视差屏障20，200。第一基板21包括可独立寻址的多个电极，标号为EA1，EA2，EA3，EA4，EA5，EA6，EA7，EA8，EA9，EA10，EA11与EA12。第二基板22包括可独立寻址的多个电极，标号为EB1，EB2，EB3，EB4，EB5，EB6，EB7，EB8，EB9，EB10，EB11与EB12。第一基板21包括具有可独立寻址电极的单层结构，电极标号为EA1，EA2，EA3，EA4，EA5，EA6，EA7，EA8，EA9，EA10，EA11与EA12并以周期性排布(比如电极EA1与电极EA2以及EA12相邻)。第二基板22包括具有可独立寻址电极的单层结构，电极标号为EB1，EB2，EB3，EB4，EB5，EB6，EB7，EB8，EB9，EB10，EB11与EB12并以周期性排布(比如电极EB1与电极EB2以及EB12相邻)。换句话说，不同的电压可以被施加至(寻址至)标号为EA1至EA12以及EB1至EB12的多个电极中的每个电极，即标号为EA1至EA12以及EB1至EB12的每个电极可以被独立控制。标号为EA1至EA12的电极为第一组电极。第一组电极可以以周期性排列的方式重复以延伸至图像显示面板10的宽度。标号为EB1至EB12的电极为第二组电极。第二组电极可以以周期性排列的方式重复以延伸至图像显示面板10的宽度。一组中可以包括多于12个电极，可以实现更好的头部跟踪精度。一组中可能包括少于12个电极，可以实现较简单的驱动电子器件。属于第一基板的第一组中电极的数量可以与属于第二基板的第二组中电极的数量相同或不同。发现在一组中使用12个电极在头部追踪精度和驱动电子器件复杂度之间是个很好的平衡。除非另有说明，否则对于以下所有实施例，假定第一与第二组电极中都有12个电极。电极EA1至EA12可以均匀地间隔开。电极EB1至EB12可以均匀地间隔开。

除非另有说明，否则对于以下所有电极描述假定电极是按照图8或图25配置的，其中电极EA1，EA2，EA3，EA4，EA5，EA6，EA7，EA8，EA9，EA10，EA11与EA12以周期性排列的方式设置在第一基板21上，并且电极EB1，EB2，EB3，EB4，EB5，EB6，EB7，EB8，EB9，EB10，EB11与EB12以周期性排列的方式设置在第二基板22上。在图8中示出了第一组可独立寻址电极的第一组间距与第二组可独立寻址电极的第二组间距图8也示出图像显示面板10的一个像素的像素间距PP的尺寸。在自动立体3D模式中，交替的像素可以用左眼图像(L)和右眼图像(R)来寻址。第一组间距与第二组间距可以近似(±5％)等于2倍的像素间距(2*PP)。第一组间距与第二组间距可以基本(±1％)等于2倍的像素间距(2*PP)。第一组间距可以大于第二组间距第一组间距可以小于第二组间距除非另有说明，否则对于全部的下面实施例第一组间距小于第二组间距

更精确地，对于前屏障自动立体显示设备1，第一组间距可以被定义为其中PP为在视差方向上(x方向)的图像面板10的像素间距，Vd为期望观看距离，s为图像显示面板层13与可切换液晶视差屏障层23之间的间距并且n为图像显示面板层13至可切换液晶视差屏障层23之间的平均折射率。第二组间距可以与第一组间距相似但足够不同以产生第二3D观看区70B(参阅图19)使得，当一起使用由第一组间距产生的第一3D观看区70A(参阅图19)时，这种配置能够在大范围的横向头部运动与大范围的纵向头部运动时看到高质量的3D图像(下面进一步解释如何实现)。第二组间距可以用光学射线跟踪模拟软件被精确地确定(比如射线跟踪软件)。或者，对于前屏障自动立体显示设备1，第二组间距可以被定义为其中PP为在视差方向上(x方向)的图像面板10的像素间距，Vd为期望观看距离，s为图像显示面板层13至可切换液晶视差屏障层23之间的间距并且n为图像显示面板层13至可切换液晶视差屏障层23之间的平均折射率。第一组间距可以与第二组间距相似但足够不同以生成第一3D观看区70A(参阅图19)使得，当一起使用由第二组间距生成的第二3D观看区70B(参阅图19)时，这种配置能够在大范围的横向头部运动与大范围的纵向头部运动时看到高质量的3D图像(下面进一步解释如何实现)。第一组间距可以通过光学射线跟踪模拟软件(例如射线跟踪软件)被更精确的确定。或者，对于前屏障自动立体显示设备1，第一组间距或者第二组间距可以被函数确定，其中PP为在视差方向上(x方向)的图像面板10的像素间距并且e为眼睛间距(通常～62mm)，而第一组间距或第二组间距中任意一个的其余部分通过光学射线跟踪模拟软件被确定。或者，对于前(或后)屏障自动立体显示设备1，第一组间距与第二组间距可以通过光学射线跟踪模拟软件被确定。

图9，第一组电极中每个电极(即每个电极部的宽度)的宽度WA可以彼此相同或者可以依赖于相对图像显示面板10的位置而因电极而异。第二组电极中每个电极(即每个电极部的宽度)的宽度WB可以相同或者可以依赖于相对图像显示面板10的位置因电极而异。宽度WA与WB可以彼此不同或者可以基本上彼此相等。除另有说明，否则在以下全部实施例中，第一组电极中每个电极的宽度WA假设彼此相同。除另有说明，否则在以下全部实施例中，第二组电极中每个电极的宽度WB假设彼此相同。除另有说明，否则在以下全部实施例中，宽度WA与WB假设彼此不同。为简单起见，并非所有的电极都在图9中示出。

图9，对于每对相邻的电极来说两个相邻的电极之间的间隙G可以相同，或者可以依赖于相对于图像显示面板10的位置而因电极对而异。属于第一基板21的间隙G可与属于第二基板21的间隙G相同，或不同。除另有说明，否则以下全部实施例中对于每对相邻电极，间隙G假设是相同的。除另有说明，苟泽以下全部实施例中在第一基板21与第二基板22上间隙G假设是相同的。

图9，第一电极间距EPA等于G+WA并且可以对于第一组电极中的每个电极都是相同的或者依赖于相对图像显示面板10的相对位置而因电极而异。第二电极间距EPB等于G+WB并且可以对于第二组电极中的每个电极都是相同的或者依赖于相对图像显示面板10的相对位置而因电极而异。第一与第二电极间距，EPA与EPB，可以彼此不同或者可以基本上彼此相同。除另有说明，否则在以下全部实施例中对于第一组电极中的每个电极的第一电极间距EPA假设相同。除另有说明，否则在以下全部实施例中对于第二组电极中的每个电极的第二电极间距EPB假设相同。除另有说明以外，第一与第二电极间距，EPA与EPB假设彼此不同。

图8，图9与图25第一组间距等于12*EPA。对于每个第一电极组来说第一组间距可以相同或者可以依赖于相对于图像显示面板10的位置因第一电极组而异。除另有说明，否则在以下全部实施方式中，每个第一组电极的第一组间距假设是相等的。

图8，图9与图25第二组间距等于12*EPB对于每个第二电极组来说第二组间距可以相同或者可以依赖于相对于图像显示面板10的位置因第二电极组而异。除另有说明，否则在以下全部实施例中每个第二组电极的第二组间距假设是相等的。由于每个电极的宽度(WA与WB)与每个电极之间的间隙(G)是由光刻工艺定义的，每个电极的宽度(WA与WB)与每个电极之间的间隙(G)与电极间距(EPA与EPB)以及组间距(与)必能动态改变。换句话说，距离WA，WB，G，EPA，EPB，与根据特定的设计是固定的并且不可以被动态控制。

图8与图9仅是与本发明相匹配的电极配置的一个示例。替代图8与图9，双层电极结构可以用于双间距液晶视差屏障面板20，200。双层电极结构的一个示例在图25中示出。参阅图25，第一基板21包括双层电极结构并且第二基板22包括双层电极结构。第一基板包括以周期性排列的方式设置于第一基板21上的第一层可独立寻址电极(EA1至EA12)，设置于第一层可独立寻址电极之上的绝缘层25，以及以周期性排列设置于绝缘层25之上的第二层可独立寻址电极(EA1至EA12)。注意为简单起见电极EA5至EA7没有在图25中示出。属于第一基板21的第一层的可独立寻址电极EA9的一个例子通过标号26在图25中示出。属于第一基的第二层的可独立寻址电极EA9的一个例子通过标号27在图25中示出。第一基板21的第一层电极可以以等于或基本等于(比如在6um之内并且优选在4um之内)电极间距G的距离偏离第一基板21的第二层电极。第二基板22的第一层电极可以以等于或基本等于(比如在6um之内并且优选在4um之内)电极间距G的距离偏离第二基板22的第二层电极。

继续参阅图25，第二基板22包括以周期性排列设置于第二基板22上的第一层可独立寻址电极(EB1至EB12)，设置于第一层可独立寻址电极之上的绝缘层25，以及以周期性排列设置于绝缘层25之上的第二层可独立寻址电极(EB1至EB12)。注意为简单起见电极EB3至EB6没有在图25中示出。第二基板22中的第一层电极可以以等于或基本等于(比如在6um之内并且优选在4um之内)电极间距G的距离偏离第二基板22中的第二层电极。绝缘层25(位于第一层可独立寻址电极与第二层可独立寻址电极之间)在图像显示区域(即自动立体显示设备1显示图像的区域)中阻止第一层可独立寻址电极与第二层可独立寻址电极之间的电气接触。绝缘层25可以是，比如，氮化硅(SiNx)并且可以具有150nm至300nm的厚度范围。

请参阅图25，第一层电极可以以预定方式电连接至第二层电极。第一层电极与第二层电极的电连接发生在图像显示区域之外。第一层电极与第二层电极的电连接在图25中示出。总之，属于第一层的电极Exn可以电连接至属于第二层的相同标号的电极Exn，其中n是1至12的整数并且x等于A或B。比如，第一层的电极EA8可以在图像显示区域之外电连接至第二层中的相应电极EA8。电极Exn可以是可独立寻址的电极从而在第一层与第二层同时存在。电极EAn具有宽度WA与在相同层的相邻电极之间的间隙G。电极EBn具有宽度WB以及相同层中相邻电极之间的间隙G。

参考图25，属于第一基板21的第一层的每个可独立寻址电极的宽度WA可以与属于第一基板21的第一层的其他可独立寻址电极的宽度WA相同或不同。属于第一基板21的第一层的相邻的一对可独立寻址的电极(例如，EA3和EA4)之间的间隙G可以与属于第一基板21的第一层的其他相邻的独立可寻址电极对之间的间隙G相同或不同。属于第一基板21的第二层的每个可独立寻址电极的宽度WA可以与属于第一基板21的第二层的其他可独立寻址电极的宽度WA相同或不同。属于第一基板21的第二层的相邻的一对可独立寻址电极(例如，EA3和EA4)之间的间隙G可以与属于第一基板21的第二层的其他相邻的可独立寻址电极对之间的间隙G相同或不同。属于第一基板21的第一层的每个可独立寻址的电极的宽度WA可以与属于第一基板21的第二层的其他可独立寻址电极的宽度WA相同或不同。属于第一基板21的第一层的相邻的一对可独立寻址电极(例如，EA9和EA10)之间的间隙G可以与属于第一基板21的第二层的其他相邻的可独立寻址电极对之间的间隙G相同或不同。

请继续参阅图25，属于第二基板22的第一层的每个可独立寻址电极的宽度WB可以与属于第二基板22的第一层的其他可独立寻址电极的宽度WB相同或不同。属于第二基板22的第一层的相邻的一对可独立寻址的电极(例如，EB3和EB4)之间的间隙G可以与属于第二基板22的第一层的其他相邻的独立可寻址电极对之间的间隙G相同或不同。属于第二基板22的第二层的每个可独立寻址电极的宽度WB可以与属于第二基板22的第二层的其他可独立寻址电极的宽度WB相同或不同。属于第二基板22的第二层的相邻的一对可独立寻址电极(例如，EB3和EB4)之间的间隙G可以与属于第二基板22的第二层的其他相邻的可独立寻址电极对之间的间隙G相同或不同。属于第二基板22的第一层的每个可独立寻址的电极的宽度WB可以与属于第二基板22的第二层的其他可独立寻址电极的宽度WB相同或不同。属于第二基板22的第一层的相邻的一对可独立寻址电极(例如，EB9和EB10)之间的间隙G可以与属于第二基板(例如，EB8和EB9)的第二层的其他相邻的可独立寻址电极对之间的间隙G相同或不同。第一组电极中的每个可独立寻址电极的宽度WA可以彼此相同或者依赖于相对于图像显示面板10的位置而因电极而异。第二组电极中的每个可独立寻址电极的宽度WB可以彼此相同或者依赖于相对于图像显示面板10的位置而因电极而异。宽度WA与WB可以彼此不同或者可以基本上彼此相同。

参阅图25，第一层可独立寻址电极可以从第二层可独立寻址电极偏移从而有效地去除存在非双层电极配置中存在的电极之间的间隙G。换句话说，第一层可独立寻址电极可以从第二层独立可寻址电极偏移G以有效去除间隙G。参阅图25，属于第一层的电极EA12的最左边缘与属于第二层的电极EAl的最右边缘在横向重合。参阅图25，属于第二层的电极EA12的最右边缘与属于第一层的电极EAll的最左边缘在横向重合。如果第一层的电极EA12电连接到第二层的电极EA12，则EA12可以被认为是具有宽度EPA的单个电极。换句话说，电极间距有效地不包含可独立寻址的电极之间的间隙。例如参阅图25，在电极EA12和电极EA1之间有效地没有间隙。参阅图25，属于第一层的电极EB12的最左边缘与属于第二层的电极EB1的最右边缘在横向重合。参阅图25，属于第二层的电极EB12的最右边缘与属于第一层的电极EB11的最左边缘在横向重合。如果第一层的电极EB12电连接至第二层的电极EB12，则EB12可以被认为是具有宽度EPB单个电极。换句话说，电极间距有效地不包含可独立寻址电极之间的间隙。例如参阅图25，在电极EB12和电极EB1之间有效地没有间隙。

参考图25，双层电极配置可以仅用于第一基板上并且单层电极配置用于在第二基板上。双层电极配置可以仅用于第二基板上并且单层电极配置用于第一基板上。如图25所示双层电极配置可以用于第一和第二基板上。

双层电极配置(图25)的一个优点是它可以比单层电极配置(图8)实现更高质量的3D(更低的光学3D串扰)。双层电极配置中的电极有效消除了可独立寻址电极之间的间隙G以能够实现更高质量的3D(更低的光学3D串扰)。参考图10，图11，图12和图13对此进行解释。

在图10，图11，图12和图13中，屏障BR连续地出现直到达到狭缝SL，但图10，图11，图12和图13没有准确地显示有限间隙G对屏障BR的影响。更准确地，在图10，图11，图12和图13中未示出，屏障BR可以具有非常小的狭缝SL区域出现在相邻的可独立地寻址电极的间隙G之间。这些不需要的非常小的狭缝SL区域(未示出)穿透屏障区域BR引起不希望的光学3D串扰。如果图25中的双层电极配置被使用，由于第一层可独立寻址电极与第二层可独立寻址电极之间的偏移，在屏障区域中的这些非常小的透射缝隙区域可以被消除。电极的双层电极结构配置的缺点是制造的费用相对于单层电极配置可能更昂贵。液晶显示器领域的技术人员将理解如图10，图11，图12和图13所示在屏障区域BR和狭缝区域SL之间不连续的边界仅用于说明透光率可以从屏障区域BR到狭缝区域SL的过渡中平滑地(连续地)变化。

图8和图25均示出了双间距液晶视差屏障面板200。尽管图25中所示的电极配置的细节与图8中所示的电极配置是不同的，对于以下所有实施例属于图8和图25的双间距液晶视差屏障面板20，200可以有效地互换。

参考图10，图11，图12和图13，视差屏障可以通过施加电压至可独立寻址电极(EA1至EA12和EB1到EB12)在可切换双间距液晶视差屏障面板20，200中形成。图10，图11，图12和图13根据图8绘制但也适用于图25。视差屏障包括以下称为屏障BR的非透射区域和以下称为狭缝SL的透射区域。如上所述，实际上非透射区域或“屏障”不会完全不透明，并且透射区域或“狭缝”不会完全透射，并且这些区域应该更恰当地被称为“最小透射”和“最大透射”区域。然而术语“非透射”和“透射”用于方便本领域普通技术人员使用。在一个示例中可以通过施加电位差至第一基板21上的电极与第二基板22上的电极结合偏振片14和24(未示出，但如图4所示)形成屏障BR。换句话说，在这个示例中可切换双间距液晶视差屏障面板20，200是一种常白模式。或者，可以通过施加电位差至第一基板21上的电极与第二基板22上的电极结合偏振片14和24(未示出)形成形成狭缝SL。换句话说，在该替换示例中可切换双间距液晶视差屏障面板20，200是常黑模式。除非另有说明，否则以下所有实施例中假设可切换双间距液晶视差屏障面板20，200是常白模式。

图10示出第一电压施加到电极EA1，EA2，EA3，EA4，EA11和EA12，以及第二电压施加到其余电极EA5，EA6，EA7，EA8，EA9，EA10和EB1至EB12。第一电压和第二电压之间的电位差结合偏振片14与24(未示出)足以形成屏障(非透射区域)。可切换双间距液晶视差屏障面板20，200可以是90°扭曲向列模式。第一电压和第二电压之间的电位差可以在2.5V至9V的范围内。第一电压和第二电压之间的电位差可以在4V至6V的范围内。除非另有说明，否则对于以下所有实施例，假定第二电压接地，即0V。

图10示出屏障(BR)宽度近似等于狭缝(SL)宽度，狭缝(SL)宽度近似等于6*EPA的宽度。可选地，例如通过将第一电压施加到电极EA1、EA2、EA3、EA4、EA10、EA11和EA12，并且将第二电压施加到其余电极EA5、EA6、EA7、EA8、EA9以及EB1至EB12可以使屏障宽近似等于7*EPA。可选地，例如通过施加第一电压到电极EA1、EA2、EA3、EA4和EA12，并且将第二电压施加到其余电极EA5、EA6、EA7、EA8、EA9、EA10、EA11以及EB1至EB12，可以使屏障宽度近似等于5*EPA。可选地，类似的逻辑可用于使屏障宽度等于n*EPA，其中n是1到11之间的整数。除非另有说明，否则对于以下所有实施例假定屏障(BR)宽度近似等于狭缝(SL)宽度，狭缝(SL)宽度近似等于6*EPA的宽度，如图10所示。

图11示出第一电压被施加到电极EB1、EB2、EB3、EB4、EB11和EB12，并且第二电压被施加到其余电极EB5、EB6、EB7、EB8、EB9、EB10以及EA1至EA12。第一电压和第二电压之间的电位差并结合偏振片14和24(未示出)足以形成屏障BR(非透射区)。可切换双间距液晶视差屏障面板20，200可以是90°扭曲向列模式。第一电压和第二电压之间的电位差可以在2.5V至9V的范围内。第一电压和第二电压之间的电位差可以在4V至6V的范围内。除非另有说明，否则对于以下所有实施例假定第二电压接地，即0V。

图11示出屏障(BR)宽度近似等于狭缝(SL)宽度，狭缝(SL)宽度近似等于6*EPB的宽度。可选地，例如通过施加第一电压到电极EB1、EB2、EB3、EB4、EB10、EB11和EB12，并且将第二电压施加到其余电极EB5、EB6、EB7、EB8、EB9以及EA1至EA12可以使屏障宽度近似等于7*EPB。可选地，例如通过将第一电压施加到电极EB1、EB2、EB3、EB4和EB12，并且将第二电压施加到其余电极EB5、EB6、EB7、EB8、EB9、EB10、EB11以及EA1至EA12，可以使屏障宽度近似等于5*EPB。可选地，类似的逻辑可用于使屏障宽度等于n*EPB，其中n是1到11之间的整数。除非另有说明，否则对于以下所有实施例假定屏障(BR)宽度近似等于狭缝(SL)宽度，狭缝(SL)宽度近似等于6*EPB的宽度，如图11所示。

图10示出了第一电压施加到，或寻址到，电极EA1，EA2，EA3，EA4，EA11和EA12以及第二电压施加到，或寻址到，其余电极EA5，EA6，EA7，EA8，EA9，EA10和EB1至EB12。图10是关于图8绘制的但也适用于图25。第一电压和第二电压之间的电位差结合偏振片14和24(未示出)足以制成屏障BR(非透射区域)。图12显示了第一电压施加到，或寻址到，电极EA1，EA2，EA3，EA10，EA11和EA12，以及第二个电压施加到，或寻址到，其余电极EA4，EA5，EA6，EA7，EA8，EA9和EB1至EB12。图12示出了屏障(BR)区域的位置和狭缝(SL)区域的位置已经相对于图10所示的屏障(BR)区域的位置和狭缝(SL)区域的位置移动了近似等于EPA的距离。

对于图10与图12所示的电极排布，由于第一基板21上的多个电极被以循环方式寻址，狭缝(SL)位置具有12个独特位置。每个狭缝位置具有一个相关联的狭缝位置编号。参考图10，狭缝位置编号定义为等于4A。参考图12狭缝位置编号定义为等于3A。图14中示出狭缝位置编号和电极值之间的完整关系。参考图14，“0”表示第二电压并取值0V(即电极断开)。参考图14，“1”表示第一电压并取值V伏，其可以在2.5V至9V的范围内(即电极接通)。参考图14，狭缝位置编号是周期性的，因此与狭缝位置编号1A相关联的狭缝位置与由狭缝位置编号2A和12A描述的狭缝位置相邻。

图11显示了第一电压施加到，或寻址到，电极EB1，EB2，EB3，EB4，EB11和EB12，以及第二电压施加到，或寻址到，其余电极EB5，EB6，EB7，EB8，EB9，EB10和EA1至EA12。图11是根据图8绘制但也适用于图25。第一电压和第二电压之间的电位差结合偏振片14与24(未示出)足以形成屏障BR(非透射区域)。图13示出了第一电压施加到，或寻址到，电极EB1，EB2，EB3，EB10，EB11和EB12以及第二个电压施加到，或寻址到，其余的电极EB4，EB5，EB6，EB7，EB8，EB9和EAl到EAI2。图l3示出屏障(BR)区域的位置和狭缝(SL)区域的位置已经相对于图11所示的屏障(BR)区域的位置和狭缝(SL)区域的位置移动了近似等于EPB的距离。

对于图11和图13的电极排布，由于第二基板22上的多个电极被以循环方式寻址，狭缝(SL)位置具有的12个独特位置。每个狭缝位置具有相关联的狭缝位置编号。参考图11，狭缝位置编号定义为等于4B。参考图13，狭缝位置编号定义为等于3B。狭缝位置编号与电极值之间的完整关系如图15所示。参考图15，“0”表示第二电压并取0V值(即电极关闭)。参考图15，“1”表示第一电压并取V伏，其可以在2.5V至9V的范围内(即电极接通)。参考图15，狭缝位置编号是周期性的，因此与狭缝位置编号1B相关联的狭缝位置与由狭缝位置编号2B和12B描述的狭缝位置相邻。

参考图4，图5，图6和图7，以及在背景技术部分引用的其他先前技术(特别是WO2014136610A1)，一个传统的可切换液晶视差屏障面板20可用于与图像显示面板10，相机，面部/头部/眼部跟踪软件以及控制单元配合使用以将左图像引导至左眼90L并将右图像引导至右眼90R从而能够在大幅度的横向头部运动时观看高质量的3D图像。本质上，当使用者向左或向右移动时，面部/头部/眼部跟踪软件识别使用者横向位置并将信息发送给用于开启适当的电极以能够观看高质量的3D图像的控制单元。

图16示出自动立体显示设备1的轴线上观看者的3D观看区70的表示(即观看者的头部位置位于如由平分眼睛90R和90L的虚线所示的自动立体显示设备1的中间)。3D观看区70(阴影区域)的范围可以通过光学建模软件，例如使用光线追踪软件来精确地计算。图16所示的3D观看区70的横向和纵向范围仅是为了说明的目的而画出的以便向读者介绍本发明。当使用者的眼睛(90R和90L)都位于3D观看区70内时，使用者可以观看高质量3D图像。图像显示面板10上示出的右眼图像通过传统可切换液晶视差屏障面板20被引导到右眼90R。图像显示面板10上示出的左眼图像通过传统可切换液晶视差屏障面板20被引导到左眼90L。参考图7，单个狭缝位置编号的3D观看区70在图16中示出。如果观看者向左或向右移动(横向移动)，使得至少一只眼睛在3D观看区70之外，则将感知到低质量的3D图像因为左眼图像将被右眼90R感知，反之亦然。为了防止这种情况，如果观看者向左或向右移动(横向移动)，可以改变狭缝位置编号(以及因此电极电压)，使得3D观看区70总是包含双眼并且维持高质量3D观看(即使用头部/面部/眼睛跟踪系统)。通常，自动立体显示设备1的横向宽度由ADDW表示，具体到图16自动立体显示设备1的横向宽度由ADDW1表示。电极组间距可以使用等式被选择以提供如Vd61所示的最佳3D观看距离。

图16示出，对于在观看距离Vd61处的观看者，针对相同的狭缝位置编号在保持高质量3D图像的同时，可以容忍一些横向头部移动。图16示出对于在观看距离Vd60或Vd62处的观看者，针对相同的狭缝位置编号在保持高质量3D图像的同时，不能容忍横向头部移动。图16示出了存在最小观看距离Vd60和最大观看距离Vd62。出于实际的目的，最小观看距离Vd60可以比图16所示略靠近最佳观看距离Vd61。出于实际的目的，最大观看距离Vd62可以比图16所示略靠近最佳观看距离Vd61。为简单起见，假定Vd60是最小观看距离并且Vd62是最大观看距离。通常，最大观看距离Vd62和最小观看距离Vd60之间的差值是纵向观看距离范围VdR(即VdR＝Vd62-Vd60)并且具体到图16纵向观看距离范围是VdR1。纵向观看距离范围VdR的大小是许多参数的函数。确定VdR的大小的两个参数是自动立体显示设备宽度ADDW(横向宽度)和最佳观看距离Vd61。如图16所示，针对给定的最佳观看距离Vd61和给定的自动立体显示设备宽度ADDW1，可以实现观看距离范围VdR1。

图17示出自动立体显示设备1的轴线上观看者的3D观看区70的表示并且与图16中描述的基本相同。图17中所示的最佳观看距离Vd61与图16中所示的最佳观看距离Vd61相同。图17中的自动立体显示设备宽度ADDW2大于图16中的自动立体显示设备宽度ADDW1。将自动立体显示设备的宽度从ADDW1增加到ADDW2的效果是减小了纵向观看距离范围VdR(即最大观看距离Vd62减去最小观看距离Vd60已经减小)。

图18是参考图17绘制的。参考图7，图17和图18，通过控制可切换液晶视差屏障面板20和选择不同的狭缝位置编号，可以在横向(左和右)方向移动3D观察区70实现有效3D观看区71。有效3D观看区71表示区域，在该区域中观看者眼睛(90R和90L)可以被定位，并且使用者仍然可以观察到高质量的3D图像。

如图17与图18所示，针对给定的最佳观看距离Vd61和给定的自动立体显示设备宽度ADDW2，可以实现第二观看距离范围VdR2。对于许多应用，期望的最佳观看距离Vd61和期望的自动立体显示设备宽度ADDW合起来产生不够小的纵向观看距离范围VdR。

在现有技术中已经报道，通过主动控制每个电极的间距(EP)来主动控制可切换液晶视差屏障面板20的电极组间距可以增加有效纵向观看距离范围VdR使得对于给定的头部位置，观察到高质量3D图像。参照等式显然主动控制电极组间距能够控制最佳观看距离Vd(即Vd61)。然而，由于电极、以及相应的电极组间距是由根据特定设计的光刻工艺定义的，所以使用传统技术最佳观看距离Vd不能被主动调节。

发现了如下令人惊讶的实验结果，使用不主动控制电极组间距的视差屏障设计和方法能够显著增加有效纵向观看距离范围VdR。这种令人惊讶的实验结果使得能够设计一种新型可切换液晶视差屏障面板20，其利用本发明中的视差屏障200的配置。该新型可切换液晶视差屏障面板20能够实现更大的纵向观看距离范围VdR，并且因此可以在宽范围的头部位置观看到高质量3D图像。该新型液晶视差屏障面板200是如前面参考图8，图9，图10，图11，图12，图13，图14和图15所述的双间距液晶视差屏障面板200。

参考图19，双间距液晶视差屏障面板200启动第一3D观看区70A以及第二3D观看区70B。3D观看区70A与70B可以在纵向(向后与向前)的空间中位于不同的位置。通过选择不同的狭缝位置编号，双间距液晶视差屏障启动3D观看区70A与70B分别地能够在横向(左与右)上移动从而启动第一有效3D观看区71A与第二有效3D观看区71B。这两个有效3D观看区域71A和71B在横向和纵向方向上一起实现了大的有效3D观看区71。图19中所示的有效3D观看区71A，71B以及71的形状仅用于说明的目的。3D观看区域70A和70B中的一个可以被启用取决于观看者的头部位置。对于任何给定的头部位置，启用的3D观看区70A与70B可能相对较小但是双间距液晶视差屏障面板200启动3D观看区70A或70B并且向左与向右移动3D观看区70A或70B的能力，产生大的有效3D观看区71。

与本发明的双间距液晶视差屏障面板200相比，具有多个独立电极的传统液晶视差屏障面板具有单个3D观看区70并且使得该3D观看区70仅能够在横向(左与右)上移动，因此可以在横向上但是不能在纵向上实现大的有效3D观看区71。双间距液晶视差屏障面板200比传统液晶视差屏障面板具有优势因为其能够在纵向上实现更大的有效3D观看区71。

参考图19，第一3D观察区70A具有第一最佳观看距离Vd61A，第一最小观看距离Vd60A，第一最大观看距离Vd62A和第一纵向观看距离范围VdRA(即VdRA＝Vd62A-Vd60A)。第二3D观看区70B具有第二最佳观看距离Vd61B，第二最小观看距离Vd60B，第二最大观看距离Vd62B和第二纵向观看距离范围VdRB(即VdRB＝Vd62B-Vd60B)。第一最佳观看距离Vd61A可以小于第二最佳观看距离Vd61B。如果第一最佳观看距离Vd61A小于第二最佳观看距离Vd61B，观察距离范围交叉VdRI是第一最大观看距离Vd62A和第二最小观看距离Vd60B之间的差异(即VdRI＝Vd62A-Vd60B)；并且总纵向观察距离范围VdT是第二最大观看距离Vd62B与第一最小观看距离Vd60A之间的差异(即VdT＝Vd62B-Vd60A)。或者，第一最佳观看距离Vd61A可以大于第二最佳观看距离Vd61B。如果第一最佳观看距离Vd61A大于第二最佳观看距离Vd61B，观看距离范围交叉VdRI由第二最大观看距离Vd62B和第一最小观看距离Vd60A之差给出(即VdRI＝Vd62B-Vd60A)；并且总纵向观察距离范围VdT是第一最大观看距离Vd62A和第二最小观看距离Vd60B之间的差值(即，VdT＝Vd62A-Vd60B)。

图9，图25和图19，第一组间距可以通过使用等式 被选择以提供如Vd61，Vd61A所示的第一最佳3D观看距离，并且第二组间距可以(使用例如光线跟踪模拟软件)被选择以提供大于第一最佳3D观看距离Vd61A和具有选定值的观看距离范围交叉VdRI的第二最佳3D观看距离Vd61B。或者，第一组间距可以通过使用等式被选择以提供如Vd61，Vd61A所示的第一最佳3D观看距离，以及第二组间距可以(使用例如光线跟踪模拟软件)选择以提供小于第一最佳3D观看距离Vd61A和具有选定值的观看距离范围交叉VdRI的第二最佳3D观看距离Vd61B。或者，第二组间距可以通过使用等式被选择以提供如Vd61，Vd61B所示的第二最佳3D观看距离并且第一组间距可以(使用例如光线跟踪模拟软件)被选择以提供大于第二最佳3D观看距离Vd61B和具有选定值的观看距离范围交叉VdRI的第一最佳3D观看距离Vd61A。或者，第二组间距可以通过使用等式被选择以提供如Vd61，Vd61B所示的第二最佳3D观看距离并且第一组间距可以(使用例如光线跟踪模拟软件)被选择以提供小于第二最佳3D观看距离Vd61B和具有选定值的观看距离范围交叉VdRI的第一最佳3D观看距离Vd61A。

或者，例如，可以使用射线追踪模拟软件选择第一组间距和第二组间距以提供大于第二最佳3D观看距离Vd61B和具有选定值的观看距离范围交叉VdRI的第一最佳3D观看距离Vd61A。或者，例如，可以使用射线追踪模拟软件选择第一组间距和第二组间距以提供小于第二最佳3D观看距离Vd61B和具有选定值的观看距离范围交叉VdRI的第一最佳3D观看距离Vd61A。

选择较小的观察距离范围交叉VdRI具有能够获得更大的总纵向观察距离范围VdT的优势，但是具有在空间中均提供第一3D观看区域70A与第二3D观看区域70B中能够观看高质量的3D图像的较小区域(结果基于观看者的眼睛，90R和90L在启动第一3D观看区70A和第二3D观看区70B之间切换时，位置应相对更准确)。选择更大的观察距离范围交叉VdRI具有能够实现较小的总纵向观察距离范围VdT的缺点，并且具有在第一3D观看区域70A与第二3D观看区域70B均提供能够观看高质量的3D图像的较大区域(结果基于观看者的眼睛，90R和90L在启动第一3D观看区70A和第二3D观看区70B之间切换时，位置应相对不准确)。观察距离范围交叉VdRI在0.3cm和4cm之间(理想地在0.7cm和2cm之间)被显示在上面讨论的优点和缺点之间提供了良好的折衷。

参考图20和图21，可切换双间距液晶视差屏障面板200的可观看区域的高度由ADDH示出并且可切换双间距液晶视差屏障面板200的宽度由ADDW，ADDW2示出。参考图20和图21由ADDW×ADDH定义的区域是自动立体显示设备1的可观看区域(即自动立体显示设备1的可观看区域的平面与页面的平面一致)。

双间距液晶视差屏障板200是一种新型液晶视差屏障面板20。参考图1，图2和图3，双间距液晶视差屏障面板200相对于图像显示面板10的位置可以与液晶视差屏障面板20的位置相同。除非另有说明，否则以下所有实施例均与图1中双间距液晶视差屏障面板20，200设置在自动立体显示设备1的观看侧90但是应理解图像显示面板10可以被设置在自动立体显示设备1的观看侧90有关。

传统的液晶视差屏障面板具有单组可独立寻址电极(例如，如图4所示的E1至E12)。单组可独立寻址的电极重复以便延伸至显示区域的整个宽度ADDW。双间距液晶视差屏障面板20，200具有第一组可独立寻址电极和第二组可独立寻址电极。

双间距液晶视差屏障面板20，200中可独立寻址电极的总数是每组电极中可独立寻址电极的总和。参考图8，图9，图10，图11，图12，图13和图25，如果在每组中可独立寻址电极的数量相同并且等于12，则可独立寻址电极的总数等于12×2＝24。

属于第一基板的第一组电极的可独立寻址电极重复以便延伸至显示区域的整个宽度ADDW。属于第二基板的第二组电极的可独立寻址电极重复以便延伸至显示区域的整个宽度ADDW。

更一般地，如果每组电极中可独立寻址的电极的数量相同，每组电极包含n个可独立寻址的电极并且每组电极重复mi次以延伸至显示区域的整个宽度ADDW，其中m是整数，i是等于1或2的整数分别表示第一或第二组电极。由于第一组电极的间距可以与第二组电极的间距不同，m1可能与m2不同。

图9，图10，图11，图12，图13和图25中的第一组电极中的可独立寻址电极数量可以与第二组电极中可独立寻址的电极的数量相同或不同。除非另有说明，否则以下所有实施例中假设每组电极中可独立寻址的电极的数量是相同的，例如等于12。

参考图20，示出了的第一基板21上的周期性电极布局的示例。电极(标号为EA1，EA2，EA3，EA4，EA5，EA6，EA7，EA8，EA9，EA10，EA11和EA12)延伸到显示区域的整个高度ADDH。还示出了第一组间距图20说明了第一组间距重复2次以填充显示区域的整个宽度ADDW。实际上，第一组间距可以重复m1次以填充显示区域整个宽度ADDW，其中m1是一个整数。属于第一基板的电极由位于显示观看区之外的电连接(未示出)连接到驱动电子器件(未示出)。换句话说，图20示出了多个第一电极，第一电极彼此可独立寻址并包括沿第一方向(y方向)延伸，并沿不同于第一方向的第二方向(x方向)彼此在横向间隔开的两个或更多个电极部，第一电极的电极部以循环方式排布。即图20中标号为EA12的电极部是同一电极(第一组的第12个电极)的各部分，并通过图20中未示出的导电线路部连接在一起。类似地，图20中标号为E11的电极部是第一组中的第11个电极的各部分并且电连接在一起，依此类推。

参考图21，示出了的第二基板22上的周期性电极布局的示例。电极(标号为EB1、EB2、EB3、EB4、EB5、EB6、EB7、EB8、EB9、EB10、EB11和EB12)延伸至显示区域的整个高度ADDH。还示出了第二组间距图21示出第二组间距重复2次以填充显示区域的整个宽度ADDW。实际上，第二组间距可以重复m2次以填充显示区域的整个宽度ADDW，其中m2是整数。属于第二基板的电极经由位于显示观看区之外的电连接(未示出)连接到驱动电子器件(未示出)。换句话说，图20示出了多个第二电极，这些第二电极可彼此独立寻址并且包括沿第一方向(y方向)延伸，并且沿着不同于第一方向的第二方向(x方向)彼此横向间隔开的两个或更多个电极部，第二电极的电极部以周期性排列的方式排列即图21中标号为EB12多个电极部是同一电极(第二组的第12个电极)的各部分，并且通过图21中未示出的导电线路部电连接在一起。类似地，图21中标号为EB11电极部是第二组中第11个电极的各部分并且电连接在一起，依此类推。

参考图3，图14，图15和图19，双间距液晶视差屏障20，200可以通过选择狭缝位置编号1A到12A来驱动以在横向移动第一3D观看区70A使得如果观看者的眼睛，90R和90L，位于第一有效3D观看区71A中时能够观看高质量的3D图像。双间距液晶视差屏障20，200可以通过选择狭缝位置编号1B到12B来驱动以在横向移动第二3D观看区70B使得如果观看者的眼睛，90R和90L，位于第二有效3D观看区71B中时能够观看高质量的3D图像。双间距液晶视差屏障20，200可以通过选择狭缝位置编号1A到12A或者狭缝位置编号1B到12B来驱动，以分别在横向移动第一3D观看区70A或者在横向移动第二3D观看区70B中的任一一个，使得如果观看者的眼睛，90R和90L，位于观看距离范围交叉VdRI中时能够观看高质量的3D图像。如前所述，传统单区域可切换液晶视差屏障面板20的狭缝位置编号仅根据横向头部位置而变化。相比之下本发明的双间距可切换液晶视差屏障面板200的狭缝位置编号可以根据横向头部位置和/或纵向头部位置而变化以在自动立体显示设备1的整个显示区域中提供高质量的3D图像。

本领域技术人员应该自然地遵循n(其中n是大于1的整数)个双间距液晶视差屏障20，200可以堆叠在一起(如图35所示)；每个堆叠的双间距液晶视差屏障20，200具有与其余n-1个堆叠的可重构液晶视差屏障面板的所有第一组间距和第二组间距不同的第一组间距和第二组间距这些堆叠的双间距液晶视差屏障20，200提供n*2个不同的可以选择的屏障间距，其可以用于启动n*2个纵向观看距离范围VdR。这些堆叠的双间距液晶视差屏障20，200相较于如果使用单个双间距液晶视差屏障20,200可以被设计为n*2个纵向观看距离范围VdR一起的方式以实现更大的纵向使用者头部自由度。换句话说，每个视差屏障面板能够实现不同的观看距离范围。

参考图32，图33和图34，优选观看距离Pvd是当观看高质量3D图像时观看者的眼睛(90R和90L)被预期更常出现的位置到自动立体显示设备1的距离。

参考图32，自动立体显示设备1中使用的双间距液晶视差屏障20，200可以设计为第一最佳观看距离Vd61A被优选观看距离Pvd包含，或者近似接近于优选观看距离Pvd。

参考图33，自动立体显示设备1中使用的双间距液晶视差屏障20，200可以设计为优选观看距离Pvd被观看距离范围交叉VdRI包含，或近似接近观看距离范围交叉VdRI。

参考图34，自动立体显示设备1中使用的双间距液晶视差屏障20，200可以设计为第二最佳观看距离Vd61B近似与优选观看距离Pvd一致。

根据光学模拟软件(射线追踪)，包括被设计具有与优选观看距离Pvd近似一致的第一最佳观看距离Vd61A的前屏障(见图1)的第一个示例中的自动立体显示设备1可能具有以下特性：优选观看距离Pvd＝660mm，在x方向图像显示面板10的像素间距PP＝50.7μm，图像面板宽度ADDW，ADDW2＝5760*50.7μm＝292.032mm，像素在x方向上的孔径为25.5μm(即像素间距PP包括透射孔径部分和非透射部分)，第一组间距第二组间距图像显示面板LC层13至双间距液晶屏障面板20，200LC层23之间的距离＝907.37μm，第一组电极包含12个可独立寻址电极并且第二组电极包含12个可独立寻址电极。导致的结果是：第一最小观看距离Vd60A＝632mm，第一最大观看距离Vd62A＝710mm，第一最佳观察距离Vd61A＝672mm，第二最小观看距离Vd60B＝697mm，第二最大观看距离Vd62B＝790mm，第二最佳观看距离Vd61B＝756mm，观看距离范围交叉VdRI＝13mm并且总纵向观察距离范围VdT＝158mm。从这些结果可以看出使用双间距液晶视差屏障面板20，200使得使用者头部纵向自由达到158mm。如果使用传统的液晶视差屏障20使用者头部纵向自由度将会仅约为80mm。

根据光学模拟软件(射线追踪)，包括被设计具有由观看距离范围交叉VdRI包含，或近似接近观看距离范围交叉VdRI的优选观看距离Pvd的前屏障(见图1)的第二个示例中的自动立体显示设备1可能具有以下特性：优选观看距离Pvd＝660mm，在x方向图像显示面板10的像素间距PP＝50.7μm，图像面板的宽度ADDW，ADDW2＝5760*50.7μm＝292.032mm，x方向上的像素孔径为25.5μm(即像素间距PP包括透射孔径部分和非透射部分)，第一组间距第二组间距图像显示面板LC层13到双间距液晶视差屏障面板20，200LC层23之间的距离＝907.37μm，第一组电极包含12个可独立寻址的电极并且第二组电极包含12个可独立寻址的电极。导致的结果是：第一个最小观看距离Vd60A＝604mm，第一最大观看距离Vd62A＝662mm，第一最佳观看距离Vd61A＝637mm，第二最小观看距离Vd60B＝647mm，第二最大观看距离Vd62B＝728mm，第二最佳观看距离Vd61B＝691mm，观看距离范围交叉VdRI＝15mm和总纵向观察距离范围VdT＝124mm。从这些结果可以看出使用双间距液晶视差屏障面板20，200使得使用者头部纵向自由达到124mm。如果使用传统液晶视差屏障20使用者头部纵向的自由度将会仅约为80毫米。

图22和图23是示出自动立体显示设备1的功能配置的框图。图23是自动立体显示设备1执行的流程图。自动立体显示设备1还包括控制电路40和用于对使用者头部位置进行头部跟踪的位置传感器41。控制电路40包括操作单元42，双间距液晶视差屏障面板驱动单元43，以及图像显示面板驱动单元44。图23还包括狭缝位置查找表(LUT)45。狭缝位置查找表可存储在3D观看区70中针对所有头部位置的视差屏障狭缝位置。针对每个视差屏障狭缝位置编号，狭缝位置查找表可存储必须获得该视差屏障缝隙位置编号的双间距液晶视差屏障面板20，200的每个可独立寻址的电极的电极状态(即LUT45可以存储预定视差屏障阵列)。图像显示面板驱动单元44基于输入的视频信号驱动图像显示面板10，并且在图像显示面板10上显示图像。

位置传感器41获得观看者90的位置信息(图24，步骤S1)。位置传感器41是，例如，照相机和/或红外传感器。可选地，位置传感器41是例如一对照相机和/或一对红外传感器。使用在横向(x方向)上分离的一对照相机和/或一对红外传感器的优点在于能够利用由一对传感器提供的信息之间的不一致来获得横向(x)和纵向(z)头部位置信息。一对传感器之间大的横向间距的优点在于从传感器收集的信息可以使得能够更精确地计算待确定的纵向位置。然而，如果传感器之间在横向间距太大则传感器不会具有观看的公共区域从而纵向位置不可以被计算得到。一对传感器之间较小的横向分离的优点是传感器可以在观看区70中分享大的观看的公共区域。发现在4cm至25cm范围内的一对传感器之间的间距适合于单个使用者自动立体显示设备1。位置传感器41将所获取的位置信息提供给控制器40的操作单元42。

操作单元42分析由位置传感器41提供的观看者90的位置信息，并且计算观看者90的位置坐标(x，y，z)(图24，步骤S2)。例如，可以通过眼睛跟踪系统或者面部跟踪系统或者头部跟踪系统利用图像处理方法检测观看者90的眼睛位置来执行位置坐标的计算。例如，可以通过头部跟踪系统利用红外线检测观看者90的头部的位置来执行位置坐标的计算。

在确定了观看者90的位置信息之后，操作单元42确定双间距液晶视差屏障面板20，200所需的狭缝位置编号(图24，步骤S3)。可以使用预定数学公式或算法从观看者90的位置坐标(x，y，z)计算狭缝位置编号。可选地，有效3D观看区71的所有狭缝位置编号可以被存储在存储器中例如狭缝位置查找表(LUT)45(即LUT45可以存储预定视差屏障阵列)。如果使用狭缝位置LUT45，则操作单元42针对一组给定的观看者90的位置坐标(x，y，z)从狭缝位置LUT45中检索出指定的狭缝位置。

操作单元42可以向可切换双间距液晶视差屏障面板驱动单元43提供与观看者90的位置坐标(x，y，z)相关联的狭缝位置编号。给定的狭缝位置编号与要被寻址到属于双间距液晶视差屏障面板20，200的各个可寻址电极的电压之间的关系也可以存储在狭缝位置LUT上。操作单元42可以向可切换双间距液晶视差屏障面板驱动单元43提供与要被寻址到属于双间距液晶视差屏障面板20，200的各个可寻址电极的电压有关的信息。通常，双间距液晶视差屏障面板驱动单元43，基于从计算单元42提供的信息驱动可切换液晶视差屏障面板20(步骤S4)以使得能够在期望的头部位置范围内观看高质量3D图像。

作为图25的替代，图26示出了双层电极的另一示例。参考图26，每个都由多个电极部EA1至EA12形成的可独立寻址电极可以按周期性排列的方式设置于第一基板21上(并未示出所有的电极部)的双层电极结构中。每个都由多个电极部EB1至EB12形成的可独立寻址的电极可以按周期性排列的方式设置于第二基板22上(并未示出所有的电极部)的双层电极结构中。在这个示例中，第一电极间距与电极部EA1至EA12(并未示出所有的电极部)相关并且第二电极间距与电极部EB1至EB12(并未示出所有的电极部)相关。第一基板21可以设置在自动立体显示设备1的观看侧90或者第二基板22可以设置在自动立体显示设备1的观看侧90。可以通过施加电压至可独立寻址电极(EA1至EA12以及EB1至EB12)在可切换液晶视差屏障面板20中形成视差屏障。在图26的实施例中，电极EA1至EA12中的至少一些(具体来说，从EA1到EA12的奇数电极)设置在双间距液晶视差屏障20，200的第一基板上的第一层(下层)中以形成第一基板的第一电极子集。绝缘层25设置在属于第一基板的第一电极子集的顶部。电极EA1至EA12中的至少一些，优选全部其余电极(具体来说，从EA1到EA12的偶数电极)设置在绝缘层25顶部上的第二层(上层)中以形成第一基板的第二电极子集。第二电极子集中的电极相对于第一电极子集中的电极在x方向上偏离。第一电极子集中的电极未电连接到的第二电极子集中的任何电极。在图26所示的示例中，电极EB1至EB12中的至少一些(具体来说，从EB1到EB12的奇数电极)设置在双间距液晶视差屏障20，200的第二基板上的第一层(下层)中以形成第二基板的第一电极子集。绝缘层25设置在属于第二基板的第一电极子集的顶部。电极EB1至EB12中的至少一些，优选全部其余电极(具体来说，从EB1到EB12的偶数电极)设置在绝缘层25顶部上的第二层(上层)中以形成第二基板的第二电极子集。第二电极子集中的电极相对于第一电极子集中的电极在x方向上偏离。第一电极子集中的电极未电连接到第二电极子集中的任何电极。

参考图26，可以理解属于第一基板21的电极排布的非常类似于属于第二基板22的电极排布。属于第一基板21和第二基板22的电极排布之间的重要差异在于第一电极组间距与第二电极组间距不同。参考图26，第一组间距被示出从最左边的EA11电极的左边缘到最右边EA11电极的左边缘。参考图26，第二组间距被示出从最左边EB11电极左边缘到最右边EB11电极(未示出)的左边缘。注意对于图26，所有EB11电极左边缘与所有EB12电极的右边缘处于相同的横向位置。组间距和组间距之间关系的与前述实施例相似。

应当注意，第二电极子集(EA2、EA4、EA6...)在第一基板21上的高度与第一电极子集(EA1、EA3、EA5...)在第一基板21上的高度之间的差距是需要在属于第一基板的第一电极子集和属于第一基板的第二电极子集之间提供绝缘层25的结果，同时使第二子集(EA2、EA4、EA6...)中的电极的宽度等于第一子集(EA1、EA3、EA5...)中的横向相邻电极(EA1、EA3、EA5....)之间的间隙以消除如图9中所示的在单层电极排列中不可避免地存在的间隙G。换句话说，在EAi的左边缘与EAi+1的右边缘之间没有横向间隙(在x方向)，其中i是从1至12以循环方式排列的整数。通常希望将这种高度差最小化，并受限于在两个电极子集之间提供有效的绝缘。

应当注意，第二电极子集(EB2、EB4、EB6...)在第二基板22上的高度与第一电极子集(EB1、EB3、EB5...)在第二基板22上的高度之间的差异是需要在第二基板的第一电极子集和属于第二基板的第二电极子集之间提供绝缘层25的结果，同时使第二子集(EB2、EB4、EB6...)的电极宽度等于第一子集(EB1、EB3、EB5....)中的横向相邻电极(EB1、EB3、EB5....)之间的间隙以消除如图9中所示的在单层电极排列中不可避免地存在的间隙G。换句话说，在EBx的左边缘与EBx+1的右边缘之间没有横向间隙(在x方向)，其中i是从1至12以循环方式排列的整数。通常希望将这种高度差最小化，并受限于在两个电极子集之间提供有效的绝缘。

绝缘层25可以适形地涂覆第一基板和属于第一基板的第一子集中的电极(即下电极；该电极距离第一基板最近)。绝缘层25可以适形地覆盖第二基板和属于第二基板的第一子集中的电极(即下电极；该电极距离第二基板最近)。为了便于理解，在图25、图26、图27、图28、图29、图30和图31中说明的双层电极结构中的任一一个均未示出适形涂覆。

参考图26，偶数编号的电极(EA2、EA4、EA6等以及EB2、EB4、EB6)被指定为双层电极结构的上电极(第一与第二基板中各自的第二子集)。对于第一基板21属于上层的电极具有宽度WAU并且对于第二基板22具有宽度WBU。对于第一基板21上层的相邻电极之间的间隙是GAU并且对于第二基板22是GBU。参考图26，奇数编号的电极(EA1、EA3、EA5等以及EB1、EB3与EB5等)被指定为双层电极结构的下电极(第一与第二基板各自的第一子集)。对于第一基板21属于下层的电极具有宽度WAL并且对于第二基板22具有宽度WBL。对于第一基板21下层上的相邻电极之间的间隙是GAL并且对于第二基板是GBL。属于第一或第二基板中任意一个的上层的电极与属于前述基板的下层的电极可以具有相同的宽度(即WAU＝WAL及/或WBU＝WBL)。属于第一或第二基板中任意一个的上层的电极与属于前述基板的下层的电极可以具有不同的宽度(即，WAU≠WAL及/或WBU≠WBL)。属于第一与第二基板中任意一个的上层的电极间隙与属于前述基板的下层的电极间隙可以具有相同的宽度(即GAU＝GAL及/或GBU＝GBL)。属于第一与第二基板中任意一个的上层的相邻电极间隙与属于前述基板的下层的电极间隙可以具有不同的宽度(即GAU≠GAL及/或GBU≠GBL)。属于第一与第二基板中任意一个的上层的两个相邻电极之间的间隙与属于前述基板的下层的电极可以具有相同的宽度(即GAU＝WAL及/或GBU＝WBL)。属于第一与第二基板中任意一个的上层的两个电极之间的间隙与属于前述基板的下层的电极可以具有不同的宽度(即GAU≠WAL及/或GBU≠WBL)。参考虚线50，上层中的电极的右侧边缘(本示例中的EA6与EB6)优选与分别对应的下层中的电极的左侧边缘(本示例中的EA5与EB5)对齐。参考虚线51，上层中的电极的左侧边缘(本示例中的EA4与EB4)优选与分别对应的下层中的电极的右侧边缘(本示例中的EA5与EB5)对齐。虚线50和51示出在第一或第二基板中任意一个的上层中的电极和在前述基板上的下层中的电极之间在x方向(横向)上没有间隙。上层中的电极和下层中的电极之间(对于第一或第二电极中的任意一个)在x方向上的间隙可能增加光学串扰并因此对3D性能有害。任何一个参数GAU、GBU、GAL、GBL、WAU、WBU、WAL和WBL根据面板在x方向上的距离而变化有可能对和正确设定间距有利。

考虑到制造公差，上层和下层中的电极可以被配置为在x方向上重叠以确保低光学串扰。换句话说，希望确保上层中的电极和下层中的电极之间在x方向上至少没有间隙。在制造公差范围内，属于下层的每个电极的中心(在x方向上)优选与属于各自上层的特定间隙的中心对齐并且在图26中例如由虚线52示出(对于第一与第二基板)。在制造公差范围内，属于上层的每个电极的中心(在x方向上)优选与属于各自下层的特定间隙的中心对齐并且在图26中例如由虚线53示出(对于第一与第二基板)。

参考图27，图28和图29，为了便于理解省略了属于第二基板22的电极但是依据与先前针对其他实施例描述的类似的方式用于形成屏障BR区域。参考图26，可以理解的是属于第一基板21的电极排布方式与属于第二基板22的电极排布方式非常相似。因此，对于以下针对图27，图28和图29的描述，第一基板21的电极EA1，EA2，EA3等可以分别与第二基板22的电极EB1，EB2，EB3等互换。通常，针对于图27、图28和图29的后续描述，第一基板的所有参数，例如WAL等，可以与第二基板有关的等效对应参数代替。液晶显示器领域的技术人员将理解，如图27，图28和图29所示的屏障区域BR与狭缝区域SL之间不连续的边界仅用于说明透光率可以从屏障区域BR到狭缝区域SL的过渡中平滑地(连续地)变化。

参阅图27，可以通过施加电压至独立可寻址电极EA1至EA12以及EB1至EB12在可切换液晶视差屏障面板20形成视差屏障(注意：EB1至EB12未示出)。图27示出了第一电压被施加至电极EA2、EA3、EA4、EA5、EA6和EA7并且第二电压被施加到属于第一基板与第二基板的其余电极。第一电压与第二电压之间的电压差足以使液晶处于与偏振片(未示出)结合形成屏障BR(非透射区)的状态，而施加零净电压的效果是使液晶处于与偏振片结合形成狭缝SL(透射区域)的状态。图25示出了屏障BR宽度近似等于狭缝SL宽度。图27中只示出一个屏障BR，但是下一个屏障区域的左侧边缘将与图27中所示的最右侧电极(标记为“EA1”的第二电极)的右侧边缘对齐。参考图27，当屏障BR沿x方向平移(即向左或向右移动)以适应横向头部移动并因此提供高质量3D观看时，上层的3个电极和下层的3个电极始终被用于控制屏障BR位置。因此，为了将视差屏障向右移动尽可能小的量(即一个电极位置)，第一电压施加至电极EA3、EA4、EA5、EA6、EA7和EA8并且第二电压施加至属于第一与第二基板的其余的电极，等等。

在图27中屏障区域BR和狭缝SL具有相同的宽度，等于电极EA1至EA12中的6个电极的宽度，从而给出具有屏障：狭缝为1：1的视差屏障。屏障区域的宽度由(WAL+WAU)的倍数给出，在该示例中为3WAU+3WAL，狭缝的宽度也是如此。在这种情况下，当视差屏障向左或向右移动一个或更多个电极位置时屏障区域的宽度和狭缝的宽度保持不变。

本发明还可以提供屏障区域BR与狭缝SL具有不同宽度的视差屏障，并且其示例在图28和图29中示出。然而，在该实施例中，需要精心设计电极以确保当视差屏障向左或向右移动一个或更多个电极位置时屏障区域和狭缝的宽度保持相同。

图28示出第一屏障位置。图28示出了第一电压被施加到电极EA3、EA4、EA5、EA6和EA7并且第二电压被施加到属于第一与第二基板的其余电极。因此，屏障BR的宽度由上层的两个电极(EA4和EA6)和下层的三个电极(EA3、EA5和EA7)控制。图29示出了与图28所示的第一屏障位置相邻的第二屏障位置。参考图29，如果屏障BR在x方向上平移最小的增量(即单个电极位置)则屏障的宽度将由上层的3个电极(EA4、EA6和EA8)和下层的2个电极(EA5和EA7)来确定。如果GAU＝GAL并且WAU＝WAL，那么图28中所示的屏障BR的宽度(在x方向上)可以不同于图29中所示的屏障的宽度(在x方向上)。这可能发生因为边缘场效应会引起上层电极(E4、E6)施加的电场“凸出”，使得由上层电极切换的液晶区域的宽度可能大于电极的宽度。然而，来自下层电极的边缘场将被上层电极屏蔽，例如，来自下层电极EA3的边缘场将被上层电极EA2和EA4屏蔽，使得由下层电极切换的液晶区域的宽度可能小于由上层电极切换的液晶区域的宽度。因此，即使WAU＝WAL由上层电极切换的液晶区域的宽度可能大于由下层电极切换的液晶区域的宽度。结果，由上层的三个电极和下层的两个电极定义的屏障区域与由下层的三个电极和上层的两个电极定义的屏障区域可能具有不同的宽度，导致屏障宽度(和屏障：狭缝比)随着视差屏障从图28向右移动一个电极位置到图29而改变。图28和图29之间的屏障宽度的差异没有被示出，因为该差异相对较小。但是，图28和图29之间的屏障宽度的任何差异都可能对3D图像的质量产生显著影响。光学模拟和实验已经证实图28中的屏障的宽度可以小于图29中所示的屏障的宽度。

如上所述，图28中的屏障的宽度和图29中的屏障基本相同(即宽度差＜～5μm)可能是有利的。LC光学模拟和实验证据显示通过使属于上层的所有电极具有第一电极宽度并且使属于下层的所有电极具有第二电极宽度，第一和第二宽度是不同的(即WAU≠WAL)，可以使图28和图29中所示的屏障的宽度基本上彼此相同。更优选地，属于上层的电极可以比属于下层的电极具有更小的宽度(即WAU＜WAL)并且上层的间隙宽度可以大于属于上层的电极宽度(即GAU＞WAU)。总之，对于第一基板WAU＜WAL且GAU＞WAU，并且，通过类似的观点，对于第二基板WBU＜WBL且GBU＞WBU。

图30示出了对于第一与第二基板WAU＜WAL(相似地，WBU＜WBL)并且下层电极和上层电极之间在x方向上没有重叠的情况。图31示出了对于第一与第二基板WAU＜WAL(相似地，WBU＜WBL)并且下层电极与在上层的上层电极在x方向上重叠的情况。应当理解图31中的电极重叠允许制造公差。原则上不需要电极重叠。如果可以制造图30所示的电极排列使得对于所有电极，电极EAi与EBi的左侧边缘分别与电极EA(i+1)于EB(i+1)的右侧边缘精确重合(其中i为从1至12以循环方式排列的整数)，那么图30的实施例将给出与图31的实施例完全相同的结果。

参考图30和图31，第一基板21可以设置在自动立体显示设备1的观看侧90或者第二基板22可以设置在自动立体显示设备1的观看侧90。

在图31中重叠由距离54示出。图30和图31示出了，在制造公差范围内，属于下层的每个电极的中心(在x方向上)优选与属于上层的特定间隙的中心对齐并且例如由虚线52示出。图30和图31还示出了在制造公差范围内，属于上层的每个电极的中心(在x方向上)优选与属于下层的特定间隙的中心对齐并且例如由虚线53表示。通过适当选择电极尺寸，可以有效地消除上层和下层中的电极的不同边缘场的影响，使得由上层的3个电极和下层的2个电极定义的屏障区域与由上层的2个电极和下层的3个电极定义的屏障区域具有相同的宽度。

如上所述，在图30和图31的实施例中，WAU＜WAL，WBU＜WBL，GAU＞WAU并且GBU＞WBU。在图31的实施例中，WAL＞GAU并且WBL＞GBU。GAU、GBU、GAL、GBL、WAU、WBU、WAL和WBL有可能根据面板在x方向上的距离而变化，并且如果这样的话这些不等式将在局部满足。

LC光学模拟表明为了在图26和图27所示的条件下实现相同的屏障宽度，所有上层电极的第一电极宽度与所有下层电极的第二电极宽度之间的最佳差异是几个参数的函数，这些参数可包括：

施加到上电极和下电极的电压。

相对于电极的LC对齐方向。

LC材料特性(弹性常数等)。

LC层的厚度(在z方向上)。

绝缘体层25的特性(z方向的厚度，介电常数等)。

电极的厚度(在z方向上)。

下电极的最佳宽度也可以是上电极宽度的函数，反之亦然。

作为示例并参考图28、图29和图30，仿真表明为了针对相邻的视差屏障位置实现相等的屏障宽度，上电极宽度WAU在3-9μm范围内(并且在一个优选实施例中WAU～6.5μm)，下电极宽度WAL在6-18μm范围内(并且在一个优选实施例中WAL～10.5μm)，向屏障电极施加的电压＝5V，与上电极相邻的LC在x方向上对齐，LC层厚度＝4.6μm，SiNx电介质间隔层25的厚度为200nm，ITO电极的厚度＝50nm)。注意对于该特定仿真，WAU＜WAL，GAU＞WAU并且GUA＝WAL以及WAU-WAL＝4.0μm。由于下电极的最佳宽度也可以是上电极的宽度的函数，反之亦然，所以对于上和下电极的不同宽度，以上引用的范围可以更大或更小。相似的特性与不等性可以被应用至属于第二基板的参数(WBU，WBL等)。

参考图28、图29和图30作为又一个示例，仿真表明为了针对相邻的视差屏障位置实现相等的屏障宽度，上电极宽度WAU在3-9μm范围内(并且在一个优选实施例中WAU～5.5μm)，下电极宽度WAL在6-18μm范围内(并且在一个优选实施例中WAU～11.5μm)，向屏障电极施加的电压＝5V，与上电极相邻的LC在y方向上对齐，LC层厚度＝4.6μm，SiNx电介质间隔层25的厚度为200nm，ITO电极的厚度＝50nm)。注意对于该特定仿真，WAU＜WAL，GAU＞WAU并且GAU＝WAL以及WAL-WAU＝6.0μm。由于下电极的最佳宽度也可以是上电极的宽度的函数，反之亦然，所以对于上电极和下电极的不同宽度以上引用的范围可以更大或更小。相似的特性与不等性可以被应用至属于第二基板的参数(WBU，WBL等)。

参考图28、图29和图30，实验结果表明，上电极宽度和下电极宽度之间的差可以在0.25μm到5μm范围内(即WAU＜WAL)，在一个优选实施例中可以在0.5μm和2μm之间的范围内。如上所述，仿真结果表明上电极宽度与下电极宽度之间的差可以在2μm至11μm范围内(即WAU＜WAL)，在一个优选实施例中可以在4μm至6μm之间的范围内。虽然实验结果与仿真结果略有不同，但是发现对于参考图26、图27、图28在优化电极设计中的仿真和实验，WAU＜WAL且GAU＞WAU的一般原则都是正确的。相似的特性与不等性可以被应用至属于第二基板的参数(WBU，WBL等)。

通常，第三电压，其不同于第一电压和第二电压并且在第一电压和第二电压之间具有电位差，可以被施加至一个或多于一个电极。该第三电压可以通过使用时分复用(TMUX)技术来实现。第三电压的使用(或TMUX技术的使用)可用于最小化或消除亮度闪光效应并且能够形成均匀的液晶区域从而改善3D性能。图36、图37、图38和图39用于说明应用于特定电极排布的TMUX技术。应该理解等效的TMUX技术可以应用于前面描述的任何电极排布。

参考图36和图37，为了便于理解属于第二基板22的电极被省略了但是以与前面其它实施例描述的类似的方式用于形成屏障BR区域。参考图36，应该理解的是电极属于第一基板21的电极排布非常类似于属于第二基板22的电极排布。因此，对于以下针对图36和图37的说明，第一基板的电极EA1、EA2、EA3等可以分别与第二基板的电极EB 1、EB2、EB3等互换。通常，对于以下对图36和图37的说明，第一基板的全部参数，如WAL等，可以由与第二基板相关的等效对应参数替换。

参考图36，通过施加电压至可独立寻址电极EA1至EA12和EB1至EB12(注：EB1至EB12未示出)，视差屏障可以形成在可切换液晶视差屏障面板20中。图36示出了第一电压被施加到电极EA2，EA3，EA4，EA5，EA6和EA 7并且第二电压被施加到属于第一和第二基板的其余的电极。通常，第一电压被施加到第一组电极并且第二电压被施加到其余的电极。第一电压和第二电压之间的电压差足以使液晶处于与偏振片(未示出)结合产生宽屏障BR的状态，WIDE(最小透射区域)，而施加零净电压的效果足以使液晶处于与偏振片(未示出)结合形成窄狭缝SL的状态，NARROW(最大透射区域)。参考图36，屏障BR可以在x方向上平移(即向左或向右移动)以适应横向头部移动从而提供高质量的3D视图。向右移动视差屏障最小可能量(即单个电极位置)，第一电压被施加至电极EA3，EA4，EA5，EA6，EA7与EA8并且第二电压被施加至属于第一与第二基板的其余电极，等等。

参考图37，通过施加电压至可独立寻址电极EA1至EA12和EB1至EB12(注：EB1至EB12未示出)，视差屏障可以形成在可切换液晶视差屏障面板20。图37示出了第一电压被施加到电极EA3，EA4，EA5，EA6并且第二电压被施加到属于第一和第二基板的其余的电极。通常，第一电压被施加到第一组电极并且第二电压被施加到其余的电极。第一电压和第二电压之间的电压差足以使液晶处于与偏振片(未示出)结合产生窄屏障BR的状态，NARROW(最小透射区域)，而施加零净电压的效果足以使液晶处于与偏振片结合形成宽狭缝SL的状态，WIDE(最大透射区域)。参考图37，屏障BR可以在x方向上平移(即向左或向右移动)以适应横向头部移动从而提供高质量的3D图像显示。向右移动视差屏障最小可能量(即单个电极位置)，第一电压被施加至电极EA4，EA5，EA6与EA7并且第二电压被施加至属于第一与第二基板的其余电极，等等。

参考图36和图37，宽屏障BR，WIDE宽度比窄屏障BR，NARROW宽度近似大一个上电极宽度WAU乘以一个下电极宽度WAL。一般来说，宽屏障BR，WIDE的宽度可以大于窄屏障BR，NARROW宽度至少一个上电极宽度WAU或至少一个下电极宽度WAL。所有用于启动窄屏障BR，NARROW的电极也是用于启用宽屏障BR，WIDE的电极的一部分。一般来说，至少一个用于启用窄屏障BR，NARROW也可以是用于启用宽屏障BR，WIDE的电极。

参考图36、图37和图38，TMUX技术包括以连续的循环的方式在宽时间段WT中启用宽屏障BR，WIDE，并在窄时间段中启用窄屏障BR，NARROW。

参考图38，周期T是宽时间段WT与窄时间段NT的总和。周期T可以选择为最小化，或者消除亮度闪光效应和/或能够形成均匀液晶区域以可以提高3D性能。如果周期T太大(T＞1 00ms)，那么观看者可以观察到强烈的亮度闪光效果。已发现0.1ms至100ms范围内的周期适用于最小化或消除亮度闪光效应和/或能够形成均匀的液晶区域以可以提高3D性能。发现lms至10ms范围内的周期适用于最小化，或消除，亮度闪光效应并能够形成均匀的液晶区域以可以提高3D性能。宽时间段WT，与窄时间段NT的最佳比率可以是跟随观看距离及/或可以是跟随施加至电极的电压变化的。特别地，时间段的最佳比率NT：WT对于第一观察区70A和第二观察区70B(见图19)可能是不同的。对于第一观看区70A的比率NT/WT，可以大于，或小于，第二观看区70B的比率NT/WT。时间段的比率NT：WT可以在99.9:0.1至30:70范围内。时间段的比率NT：WT可以在95：5至50：50的范围内。时间段的比率NT：WT可以在80：20至40：60的范围内。当属于第一基板的电极EA1至EA12与属于第二基板的电极EB1至EB12之间的最大电位差在5V±2V的范围内时，时间段的比率NT：WT可以在80：20至40：60的范围内。时间段的比率NT：WT可以是接近60：40。当属于第一基板的电极EA1至EA12与属于第二基板的电极EB1至EB12之间的最大电位差在5V±2V的范围内时，时间段的比率NT：WT可以在80：20至40：60的范围内。

图36、图37和图38描述的TMUX技术的效果如图39所示。参考图36、图37、图38和图39使用TMUX技术的效果是在包括EA8，EA9，EA10，EA11，EA12和EA1的狭缝SL区域生成第一级透光率(近似最大透射率)。参考图36、图37、图38和图39使用TMUX技术的效果是在包括EA3，EA4，EA5和EA6的屏障BR区域中生成了第二级透射率(近似最小透射率，或者换句话说，最大吸收率)。参考图36、图37、图38和图39使用TMUX技术的效果是在包括EA2和EA 7的区域内生成具有在第一级透射率和第二级透射率之间的值的第三级透射率BRG(见图39)。一般来说，屏障区域BRG是部分透射的。在图39所示的液晶视差屏障面板20、200因此包括最大透射的狭缝区域SL和最低透射率的屏障区域BR以及第二种类型的透射率的值在狭缝透区域SL与屏障区域BR的透射率的值之间的屏障区域BRG(即BRG是部分透射的)。液晶显示器领域的技术人员应该理解，图39中所示的屏障区域BR和屏障区域BRG之间的不连续边界仅是用于说明透光率可以从屏障区域BR到屏障区域BRG过渡中平滑地(连续地)变化。液晶显示器领域的技术人员应该理解，图39中所示的屏障区域BRG和狭缝区域SL之间的不连续边界仅是用于说明透光率可以从屏障区域BRG到狭缝区域SL过渡中平滑地(连续地)变化。

与TMUX技术不同，图39所示的效果也可以是通过将第一电压施加到电极EA8，EA9，EA10，EA11，EA12，EAl和EBl至EB12(注：EBl至EB12未示出)以及施加第二电压至电极EA3，EA4，EA5和EA6并施加第三电压至电极EA2和EA 7的直接驱动的方法实现，第一、第二和第三电压不相等。换句话说，第一电压可以被施加到第一组电极，第二电压可以被施加到第二组电极并且第三电压可以被施加到第三组电极，第一、第二和第三电压不相等并且第一、第二和第三电极组不同以及每组电极包括属于第一基板21和/或第二基板22的电极。通过TMUX技术或直接驱动的方法，使用三种不同的电压，可用于最小化，或消除，亮度闪光效果并且能够形成均匀的液晶区域从而可以改善3D性能。这三种不同电压的范围可以是0到9V。通常，不同的电压可以施加到属于第一基板21和第二基板22的每个电极并且电压范围可以是0至9V以消除亮度闪光效应及/或能够形成均匀的液晶区域从而可以改善3D性能生成。TMUX技术的优点是驱动电子设备简单因为只有2个电压(通常为0伏和V伏)需要提供给电极。通常，直接驱动方法的优点是可以实现对电极电压的更大控制。

参考图36，图37和图38，屏障宽度(WIDE和NARROW)和狭缝宽度SL(NARROW和WIDE)以及相关的TMUX驱动可以由如图22和图23所示的控制电路40根据于前面描述的类似方式控制。图23中的狭缝图案LUT45可以根据前面描述的类似方式存储在3D观察区70中针对所有头部位置的屏障宽度(WIDE与NARROW)和狭缝宽度SL(NARROW与WIDE)的位置(即LUT 45可以存储预定的视差屏障阵列)。图38所示的TMUX操作可以由操作单元42和/或双间距液晶视差屏障面板驱动单元43控制

参考图40，图41与图42，视差屏障可以通过前面描述的方法施加电压至可独立寻址电极EA1至EA12与EB1至EB12(注意：EB1至EB12未示出)从而在可切换液晶视差屏障面板20，200中形成。图40示出了第一电压被施加到电极EA2，EA3，EA4，EA5，EA6以及EA7并且第二电压被施加到属于第一与第二基板的其余电极。通常，第一电压被施加到第一组电极并且第二电压被施加到其余的电极。第一电压和第二电压之间的电压差足以使液晶处于与偏振片(未示出)结合形成屏障BR(最小透射区域)的状态，而施加零净电压的效果使液晶处于与偏振片(未示出)结合形成狭缝SL(最大透射区域)的状态。图42显示了第一电压被施加至电极EA3，EA4，EA5，EA6，EA7和EA8并且第二电压被施加至属于第一和第二基板的其余电极以产生屏障区域BR和狭缝区域SL。参考图41，使用前述方法(TMUX技术或直接驱动方法)将电压施加到可切换液晶视差屏障面板20，200使得可切换液晶视差屏障面板20、200包括最大透光率的狭缝区域SL和最小透光率的屏障区域BR以及透光率的值在狭缝区域SL与屏障区域BR的透光率值之间的第二类型的屏障区域BRG。图41所示的屏障区域BRG可以通过前述的TMUX技术或者通过直接驱动方法来实现。通过使用如图40，图41与图42所示的屏障BR、狭缝SL和屏障BRG排布有利于适应横向头部运动从而提供高质量的3D图像。例如，对于横向头部位置的第一范围，可以使用图40的屏障BR和狭缝SL排布。对于不同于第一范围的横向头部位置的第二范围，可以使用图41的屏障BR、屏障BRG和狭缝SL的排布。对于不同于第一和第二范围的横向头部位置的第三范围，可以使用图42的屏障BR和狭缝S1的排布。图40，图41和图42有效证明已经实现了3个不同的狭缝SL位置，因此与3D显示系统相关联的左与右图像的光束控制对于图40，图41和图42是不同的。参考图40，图41和图42，对于液晶显示器领域的技术人员来说，显然对于第一观看区70A，可以实现循环排列总共24个不同的狭缝SL位置(即狭缝位置号从1A到24A)并且对于第二观看区70B可以实现循环排列总共24个不同的狭缝SL位置(即狭缝位置号从1B到24B)。换句话说，对于第一观看区70A来说24个预定视差屏障阵列已经实现并且对于第二观看区70B来说24个预定视差屏障阵列已经实现。以上述方式中增加狭缝位置的数量(即预定视差屏障阵列)可以具有进一步改善3D图像质量而不增加可切换液晶视差屏障面板20，200复杂性的优点。

参考图40，图41和图42，屏障BR，屏障BRG以及狭缝SL以及相关驱动(TMUX技术或直接驱动方法)可以根据类似于前述的方式由如图22和图23所示的控制电路40控制。图23中的狭缝图案LUT 45可以根据前述类似的方式存储在3D观看区70中针对所有头部位置的屏障BR，屏障BRG以及狭缝SL排布(即LUT 45可以存储预定视差屏障阵列)。如图38所示的TMUX操作可以由操作单元42和/或双间距液晶视差屏障面板驱动单元43控制。

因此，本发明的一个方面是可重构视差屏障面板。在示例性的实施例中，可重构视差屏障面板可以包括第一基板、第二基板和位于第一基板和第二基板之间的电光材料。第一基板具有多个第一电极，第一电极彼此可独立寻址并包括沿着第一方向延伸并沿着不同于第一方向的第二方向彼此横向隔开的多个电极部，第一电极的电极部以具有第一间距的循环方式排布。第二基板具有多个第二电极，第二电极可彼此独立寻址并包括沿着第一方向延伸并沿着不同于第一方向的第二方向彼此横向隔开的多个电极部，第二电极的电极部以具有不同于第一间距的第二间距的循环方式排布。视差屏障面板是被配置为基于接收到的至少一个驱动信号来寻址第一和第二电极使得：对于第一观看距离范围，第一电极定义从多个预定视差屏障阵列中选择的第一视差屏障阵列，并且对于不同于第一观看距离范围的第二观看距离范围，第二电极定义从多个预定视差屏障阵列中选择的第二视差屏障阵列。可重构视差屏障面板可包括一个或多个以下特征，单独或组合地。

在可重构视差屏障面板的示例性实施例中，针对第一观看距离范围，视差屏障阵列的间距由第一间距定义，并且针对第二观看距离范围，视差屏障阵列的间距由第二间距定义。

在可重构视差屏障面板的示例性实施例中，第一与第二视差屏障阵列包括透光的狭缝区域以及不透光的屏障区域，该狭缝区域与该屏障区域通过在预定模式下寻址可独立寻址的第一与第二电极形成。

在可重构视差屏障面板的示例性实施例中，第一与第二视差屏障阵列可以通过在预定模式下寻址第一与第二基板的可独立寻址电极被横向平移。

在可重构视差屏障面板的示例性实施例中，第一基板包括具有可独立寻址的第一电极的单层结构，并且第二基板包括具有可独立寻址的第二电极的单层结构。

在可重构视差屏障面板的示例性实施例中，第一基板包括具有可独立寻址的第一电极的双层结构，及/或第二基板包括具有可独立寻址的第二电极的单层结构。

在可重构视差屏障面板的示例性实施例中，每个双层电极结构包括位于绝缘层上相对两侧表面的第一电极子集与第二电极子集，并且电极的宽度与电极之间的间隙对于第一电极子集与第二电极子集是相同的。

在可重构视差屏障面板的示例性实施例中，第一电极子集与第二电极子集中的电极在垂直于第一与第二基板的方向上重叠。

在可重构视差屏障面板的示例性实施例中，每个双层电极结构包括位于绝缘层上相对两侧表面的第一电极子集与第二电极子集，并且电极的宽度与电极之间的间隙对于第一电极子集与第二电极子集是不同的。

在可重构视差屏障面板的示例性实施例中，第一电极子集与第二电极子集中的电极的边缘在横向对齐，使得第一电极子集与第二电极子集中的电极在垂直于第一基板与第二基板的方向上不重叠。

在可重构视差屏障面板的示例性实施例中，第一电极子集与第二电极子集中的电极在垂直于第一与所述第二基板的方向上重叠。

在可重构视差屏障面板的示例性实施例中，第一电极子集中的电极的宽度小于第二电极子集中电极的宽度。

在可重构视差屏障面板的示例性实施例中，第一与第二电极均具有12个可独立寻址的电极部。

本发明的另一方面是包括用于产生图像的显示面板，包括跟踪具有左眼位置与右眼位置的使用者位置的至少一位置传感器的头部跟踪系统，以及根据任意一个实施例的视差屏障面板的显示系统。显示系统还包括控制单元，其被配置为在相同的图像被引导至左眼位置与右眼位置的二维(2D)模式，与通过重构视差屏障面板使得左眼图像被引导至所述左眼位置并且右眼图像被引导至右眼位置的三维(3D)模式之间切换显示系统的操作。显示系统可包括一个或多个以下特征，单独或组合地。

在显示系统的示例性实施例中，控制单元包括用于存储在3D观看区中与使用者位置匹配的视差屏障狭缝位置的狭缝位置查找表，并且控制单元根据与查找表一致的检测到使用者位置重构视差屏障面板。

在显示系统的示例性实施例中，视差屏障面板相对于图像显示面板位于观看侧。

在显示系统的示例性实施例中，图像显示面板相对于视差屏障面板位于观看侧。

在显示系统的示例性实施例中，显示系统包括多个如权利要求1至13任意一项所述的视差屏障面板，多个视差屏障面板以堆叠形式排列。

在显示系统的示例性实施例中，根据多个第一电极的第一间距产生的第一观看距离范围，与根据多个第二电极的第二间距产生的第二观看距离范围，重叠

在显示系统的示例性实施例中，第一基板包括具有12个第一电极的每层结构包括多个第一电极的双层结构，第一电极彼此可独立寻址并且包括沿第一方向延伸且沿与第一方向不同的第二方向彼此在横向间隔的多个电极部，第一电极的电极部以具有第一间距的周期性排列的方式排列；并且第二基板包括具有12个第二电极的每层结构包括多个第二电极的双层结构，第二电极彼此可独立寻址并且包括沿第一方向延伸且沿与第一方向不同的第二方向彼此在横向间隔的多个电极部，第二电极的电极部以具有与第一间距不同的第二间距的周期性排列的方式排列。

本发明的另一方面是任意前述实施例中的显示系统的操作方法，该方法包括步骤：通过头部跟踪系统获得使用者位置数据；根据使用者位置数据通过控制单元计算位置坐标；根据使用者位置数据通过控制单元为狭缝位置确定狭缝位置编号；以及通过控制单元驱动视差屏障面板以产生具有与确定的狭缝编号一致的狭缝排布的视差屏障阵列。显示系统的操作方法可包括一个或多个以下特征，单独或组合地。

在显示系统的操作方法的示例性实施例中，控制单元在第一时间段施加第一电压至第一组电极并施加第二电压至其余电极以形成视差屏障阵列以及在第二时间段施加第一电压至不同于第一组电极的第二组电极，并且施加第二电压至其余的多个电极以形成视差屏障阵列。

在显示系统的示例性实施例中，周期T包括第一时间段与所述第二时间段的总和并且周期T在0.1ms至100ms的范围内以生成视差屏障阵列并根据使用者位置数据平移视差屏障阵列。

在显示系统的示例性实施例中，周期T内的第一时间段与第二时间段的比率在99：1至1：99的范围内。

尽管已经关于某个实施例或某些实施例示出和描述了本发明，在阅读和理解本说明书和附图之后，本领域技术人员可以想到等同的改变和修改。特别是关于由上述元件(部件，组件，装置，组合物等)执行的各种功能，除非另有说明，否则用于描述这些元件的术语(包括对“装置”的引用)旨在与执行所述元件的特定功能的任何元件(即功能上等同的)相对应，即使在结构上不等同于在本发明的示例性实施例中执行功能的所公开的结构。另外，尽管上面仅针对若干实施例中的一个或多个描述了本发明的特定特征，但是这样的特征可以与其他实施例的一个或多个其他特征组合，这对于给定或特定的应用可能是期望的和有利的。

工业应用性

本发明属于针对大范围的使用者位置能够观看高质量3D图像的自动立体显示设备。

Claims (26)

1.一种可重构视差屏障面板，其特征在于，包括：

第一基板；

第二基板；以及

位于所述第一基板与所述第二基板之间的光电材料；

其中：

所述第一基板包括多个第一电极，所述第一电极彼此可独立寻址并包括沿第一方向延伸且沿与所述第一方向不同的第二方向彼此横向间隔的多个电极部，所述第一电极的电极部以具有第一间距的周期性排列的方式排列；

所述第二基板包括多个第二电极，所述第二电极彼此可独立寻址并包括沿第一方向延伸且沿不同于所述第一方向的第二方向彼此横向间隔的电极部，所述多个第二电极的电极部以具有与所述第一间距不同的第二间距的周期性排列的方式排列，以及

所述视差屏障面板被配置成根据至少一个接收到的驱动信号寻址所述第一与第二电极，使得：

对于第一观看距离范围，所述第一电极定义从多个预定视差屏障阵列中选择的第一视差屏障阵列，以及

对于不同于所述第一观看距离范围的第二观看距离范围，所述第二电极定义从多个预定视差屏障阵列中选择的第二视差屏障阵列。

2.如权利要求1所述的可重构视差屏障面板，其特征在于，对于所述第一观看距离范围，所述视差屏障阵列的间距由所述第一间距定义，并且对于所述第二观看距离范围，所述视差屏障阵列的间距由所述第二间距定义。

3.如权利要求2任意一项所述的可重构视差屏障面板，其特征在于，所述第一与第二视差屏障阵列包括在预定模式下通过寻址所述独立可寻址的第一电极与第二电极形成的透射的狭缝区域与非透射的屏障区域。

4.如权利要求2至3中任意一项所述的可重构视差屏障面板，其特征在于，所述多个第一及/或第二视差屏障阵列包括透射的狭缝区域与非透射的屏障区域以及在预定模式下通过寻址所述可独立寻址的第一电极与第二电极形成的部分透射的屏障区域。

5.如权利要求3至4中任意一项所述的可重构视差屏障面板，其特征在于，所述第一与第二视差屏障阵列通过在预定模式下寻址所述第一与第二基板的可独立寻址的电极能够被在横向平移。

6.如权利要求1至5任意一项所述的可重构视差屏障面板，其特征在于，所述第一基板包括单层可独立寻址的第一电极，并且所述第二基板包括单层可独立寻址的第二电极。

7.如权利要求1至5任意一项所述的可重构视差屏障面板，其特征在于，所述第一基板包括双层可独立寻址的第一电极，及/或所述第二基板包括双层可独立寻址的第二电极。

8.如权利要求7所述的可重构视差屏障面板，其特征在于，每个双层电极结构包括位于绝缘层上相对两侧表面的第一电极子集与第二电极子集，并且对于所述第一电极子集与所述第二电极子集，电极的宽度与电极之间的间隙是相同的。

9.如权利要求8所述的可重构视差屏障面板，其特征在于，所述第一电极子集与所述第二电极子集中的电极在垂直于所述第一与第二基板的方向上重叠。

10.如权利要求8所述的可重构视差屏障面板，其特征在于，每个双层电极结构包括位于绝缘层上相对两侧表面的第一电极子集与第二电极子集，并且所述第一电极子集相较于所述第二电极子集，电极的宽度与电极之间的间隙是不同的。

11.如权利要求10所述的可重构视差屏障面板，其特征在于，所述第一电极子集与所述第二电极子集中的电极的边缘在横向对齐，使得所述第一电极子集与所述第二电极子集中的电极在垂直于所述第一与第二基板的方向上不重叠。

12.如权利要求10所述的可重构视差屏障面板，其特征在于，所述第一电极子集与所述第二电极子集中的电极在垂直于所述第一与第二基板的方向上重叠。

13.如权利要求11至12任意一项所述的可重构视差屏障面板，其特征在于，所述第一电极子集中的电极的宽度小于所述第二电极子集中电极的宽度。

14.如权利要求1至13任意一项所述的可重构视差屏障面板，其特征在于，所述第一与第二电极均具有12个可独立寻址的电极部。

15.一种显示系统，其特征在于，包括：

图像显示面板用于产生图像；

头部跟踪系统包括跟踪具有左眼位置与右眼位置的使用者位置的至少一位置传感器；

如权利要求1至14任意一项所述的视差屏障面板；以及

控制单元被配置为在相同的图像被引导至所述左眼位置与所述右眼位置的二维(2D)模式，与通过重构所述视差屏障面板使得左眼图像被引导至所述左眼位置并且右眼图像被引导至所述右眼位置的三维(3D)模式之间切换所述显示系统的操作。

16.如权利要求15所述的显示系统，其特征在于，所述控制单元包括存储在3D观看区中与使用者位置相匹配的视差屏障狭缝位置的狭缝位置查找表，并且所述控制单元根据检测到的与所述查找表一致的使用者位置重构所述视差屏障面板。

17.如权利要求15至16任意一项所述的显示系统，其特征在于，所述视差屏障面板相对于所述图像显示面板位于观看侧。

18.如权利要求15至16任意一项所述的显示系统，其特征在于，所述图像显示面板相对于所述视差屏障面板位于观看侧。

19.如权利要求15至18任意一项所述的显示系统，其特征在于，所述显示系统包括多个如权利要求1至14任意一项所述的视差屏障面板所述多个视差屏障面板以堆叠形式排列。

20.如权利要求15-19任意一项所述的显示系统，其特征在于，根据多个第一电极的第一间距产生的第一观看距离范围，与根据多个第二电极的第二间距产生的第二观看距离范围，重叠。

21.一种显示系统，其特征在于，包括：

图像显示面板用于产生图像；

头部跟踪系统包括跟踪具有左眼位置与右眼位置的使用者位置的至少一位置传感器；

视差屏障面板；以及

控制单元被配置为在相同的图像被引导至所述左眼位置与所述右眼位置的二维(2D)模式，与通过重构所述视差屏障面板使得左眼图像被引导至所述左眼位置并且右眼图像被引导至所述右眼位置的三维(3D)模式之间切换所述显示系统的操作；

其中，所述视差屏障面板包括：

第一基板；

第二基板；以及

位于所述第一基板与所述第二基板之间的光电材料；

其中，

所述第一基板包括具有12个第一电极的每层结构包括多个第一电极的双层结构，所述第一电极彼此可独立寻址并且包括沿第一方向延伸且沿与所述第一方向不同的第二方向彼此在横向间隔的多个电极部，所述第一电极的电极部以具有第一间距的周期性排列的方式排列；并且

所述第二基板包括具有12个第二电极的每层结构包括多个第二电极的双层结构，所述第二电极彼此可独立寻址并且包括沿第一方向延伸且沿与所述第一方向不同的第二方向彼此在横向间隔的多个电极部，所述第二电极的电极部以具有与所述第一间距不同的第二间距的周期性排列的方式排列。

22.一种显示系统的操作方法，

其特征在于，所述显示系统包括：

图像显示面板用于产生图像；

头部跟踪系统包括跟踪具有左眼位置与右眼位置的使用者位置的至少一位置传感器；

视差屏障面板；以及

控制单元被配置为在相同的图像被引导至所述左眼位置与所述右眼位置的二维(2D)模式，与通过重构所述视差屏障面板使得左眼图像被引导至所述左眼位置并且右眼图像被引导至所述右眼位置的三维(3D)模式之间切换所述显示系统的操作；

其中，所述视差屏障面板包括：

第一基板；

第二基板；以及

位于所述第一基板与所述第二基板之间的光电材料；

其中，

所述第一基板包括多个第一电极，所述第一电极彼此可独立寻址并包括沿第一方向延伸且沿与所述第一方向不同的第二方向彼此横向间隔的多个电极部，所述第一电极的电极部以具有第一间距的周期性排列的方式排列；

所述第二基板包括多个第二电极，所述第二电极彼此可独立寻址并包括沿第一方向延伸且沿不同于所述第一方向的第二方向彼此横向间隔的多个电极部，所述第二电极的第二间距的电极部以具有与所述第一间距不同的周期性排列的方式排列；

所述显示系统在3D模式中的操作方法包括步骤：

通过所述头部跟踪系统获得使用者位置数据；

根据所述使用者位置数据通过所述控制单元计算位置坐标；

根据所述使用者位置数据通过所述控制单元为狭缝位置确定狭缝位置编号；以及

通过所述控制单元驱动所述视差屏障面板以产生具有与确定的狭缝编号一致的狭缝排布的视差屏障阵列。

23.如权利要求22所述的显示系统的操作方法，其特征在于，所述控制单元施加第一电压至第一组电极，施加第二电压至第二组电极，并且施加第三电压至其余的电极以形成视差屏障阵列。

24.如权利要求22所述的显示系统的操作方法，其特征在于，所述控制单元：

在第一时间段施加第一电压至第一组电极并施加第二电压至其余的电极以形成视差屏障阵列；以及

在第二时间段施加第一电压至不同于所述第一组电极的第二组电极，并且施加第二电压至其余的电极以形成视差屏障阵列。

25.如权利要求24所述的显示系统的操作方法，其特征在于，周期T包括所述第一时间段与所述第二时间段的总和并且所述周期T在0.1ms至100ms的范围内以生成视差屏障阵列并根据所述使用者位置数据平移所述视差屏障阵列。

26.如权利要求25所述的显示系统的操作方法，其特征在于，在所述周期T内的所述第一时间段与所述第二时间段的比值在99:1至1:99的范围内。