[發(fā)明專利]基于雙層液晶透鏡的2D/3D可切換自由立體顯示裝置

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210243967.3
• 申請(qǐng)日: 2012-07-16
• 公開（公告）號(hào): CN102749769A
• 公開（公告）日: 2012-10-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王瓊?cè)A;梁棟;趙悟翔
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 四川大學(xué)
• 主分類號(hào): G02F1/1347
• 分類號(hào): G02F1/1347;G02F1/29;G02B27/22;H04N13/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及顯示領(lǐng)域，更具體地說，本發(fā)明涉及自由立體顯示領(lǐng)域，尤指一種基于雙層液晶透鏡的2D/3D（二維/三維）可切換自由立體顯示裝置。

背景技術(shù)

自由立體顯示是一種裸視3D顯示，它通過加裝在2D顯示屏前的狹縫光柵或者柱透鏡光柵等分光器件，將2D顯示屏上顯示的左、右視差圖像分別送入觀看者的左、右眼，經(jīng)過大腦融合后獲得立體感知。狹縫光柵由在透明膠片或玻璃上間隔印制或光刻一定尺寸的擋光條制作而成，通過其透光及遮擋作用獲得視差圖像的分離；柱透鏡光柵采用透明材質(zhì)來制作一定尺寸的柱透鏡陣列，通過其折射作用獲得視差圖像的分離。光柵自由立體顯示器由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于實(shí)現(xiàn)、無需佩戴眼鏡等助視設(shè)備、3D顯示效果良好等優(yōu)點(diǎn)而備受關(guān)注。

光柵自由立體顯示器雖然具有上述優(yōu)點(diǎn)，但是它們普遍存在3D圖像分辨率低、亮度低（尤其是狹縫光柵自由立體顯示器）、觀看視疲勞以及3D圖像的串?dāng)_等問題，使其目前還難以普及。而且，由于目前3D片源相對(duì)較少，其制作也復(fù)雜，所以絕大多數(shù)的圖像信息都還只能由2D顯示器顯示。2D/3D可切換技術(shù)可以在一臺(tái)顯示器上實(shí)現(xiàn)2D模式和3D模式的兼容，使用戶在觀看傳統(tǒng)2D圖像時(shí)能夠切換到3D模式或者2D模式和3D模式同屏顯示。采用液晶狹縫光柵代替?zhèn)鹘y(tǒng)的狹縫光柵可實(shí)現(xiàn)自由立體顯示器的2D/3D切換：當(dāng)液晶擋光條不透光時(shí)，顯示器工作于3D模式；當(dāng)液晶擋光條透光時(shí)，顯示器工作于2D模式。采用液晶狹縫光柵依然存在3D圖像亮度低的問題。通過在2D顯示屏前加裝液晶透鏡來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的柱透鏡光柵可以實(shí)現(xiàn)自由立體顯示器的2D/3D切換：當(dāng)液晶透鏡單元的液晶層的中心與邊緣產(chǎn)生折射率差時(shí)，液晶透鏡工作于聚焦模式，此時(shí)顯示器可工作于3D模式；當(dāng)液晶透鏡單元的液晶層的中心與邊緣沒有折射率差時(shí)，液晶透鏡工作于非聚焦模式，此時(shí)顯示器工作于2D模式。采用液晶透鏡不會(huì)使3D圖像的亮度有明顯的降低，但由于傳統(tǒng)的基于液晶透鏡的2D/3D可切換自由立體顯示采用單層液晶透鏡，焦距調(diào)制范圍受到限制；而且，要獲得小的焦距需要增加液晶層的厚度，但增加液晶層厚度會(huì)影響液晶透鏡的響應(yīng)時(shí)間。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提出一種基于雙層液晶透鏡的2D/3D可切換自由立體顯示裝置，如附圖1所示。它包括液晶透鏡I（1），液晶透鏡II（2），2D顯示屏（3），用于隔離液晶透鏡I（1）和液晶透鏡II（2）的導(dǎo)電聚合物層（4）。液晶透鏡I（1）和液晶透鏡II（2）置于2D顯示屏（3）正上方。液晶透鏡I（1）包括上基板玻璃層I（5）、上基板ITO（氧化銦錫）透明條形電極I（6）、?上基板取向?qū)覫（7）、下基板取向?qū)覫（9），置于上基板取向?qū)覫（7）和下基板取向?qū)覫（9）之間的液晶層I（8）、下基板ITO透明平面電極I（10）、下基板玻璃層I（11），它們緊密排列。液晶透鏡II（2）包括上基板玻璃層II（12）、上基板ITO透明條形電極II（13）、?上基板取向?qū)覫I（14）、下基板取向?qū)覫I（16），置于上基板取向?qū)覫I（14）和下基板取向?qū)覫I（16）之間的液晶層II（15）、下基板ITO透明平面電極II（17）、下基板玻璃層II（18），它們緊密排列。液晶透鏡I（1）和液晶透鏡II（2）上下對(duì)稱放置，并且由一系列相同的液晶透鏡單元組成，每個(gè)液晶透鏡單元的節(jié)距為w。上基板ITO透明條形電極I（6）的間距和上基板ITO透明條形電極II（13）的間距均為d。

當(dāng)上基板ITO透明條形電極I（6）和下基板ITO透明平面電極I（10）之間，以及上基板ITO透明條形電極II（13）下基板ITO透明平面電極II（17）之間沒有電壓時(shí)，液晶透鏡單元中的液晶層I（8）和液晶層II（15）的中心和邊緣沒有折射率差，2D顯示屏（3）顯示沒有視差的2D圖像，此時(shí)該裝置工作于2D模式；當(dāng)在上基板ITO透明條形電極I（6）和下基板ITO透明平面電極I（10）之間，以及上基板ITO透明條形電極II（13）下基板ITO透明平面電極II（17）之間施加電壓時(shí)，由于電場(chǎng)的不均勻分布，液晶透鏡單元中的液晶層I（8）和液晶層II（15）的中心和邊緣出現(xiàn)折射率差，并且當(dāng)其滿足聚焦模式時(shí)，光線經(jīng)過液晶層I（8）和液晶層II（15）后會(huì)形成類似透鏡的相位分布，2D顯示屏（2）顯示左、右視差2D圖像，觀看者在最佳觀看距離處即可看到3D圖像，此時(shí)該裝置工作于3D模式。

優(yōu)選地，液晶透鏡I（1）和液晶透鏡II（2）具有相同的參數(shù)。

優(yōu)選地，液晶透鏡I（1）的上基板玻璃層I（5）、下基板玻璃層I（11）和導(dǎo)電聚合物層（4）具有匹配的折射率。