[實用新型]集成有3D交互電極的3D光柵以及包括其的顯示裝置

有效

• 申請號: 201320215176.X
• 申請日: 2013-04-25
• 公開（公告）號: CN203397025U
• 公開（公告）日: 2014-01-15
• 發明（設計）人: 鐘雄光;姚達
• 申請（專利權）人: 上海立體數碼科技發展有限公司
• 主分類號: G02B27/22
• 分類號: G02B27/22;G02F1/1343
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 唐立;盧江

技術領域

本實用新型屬于立體（3D）圖像顯示技術領域，尤其涉及一種集成有3D交互電極以使其具有3D手勢交互功能的3D光柵、以及使用該3D光柵的顯示裝置。

背景技術

立體（3D）圖像顯示裝置基本可以分為兩大類：眼鏡型立體圖像顯示裝置和無眼鏡型（裸眼）立體圖像顯示裝置（自動立體圖像顯示裝置）。其中眼鏡型立體圖像顯示裝置中使用了偏振眼鏡、快門眼鏡和紅藍眼鏡等，眼鏡的存在會導致觀看者感覺不方便并可能會引起眼科疾病。而無眼鏡型立體圖像顯示裝置僅僅通過直接觀看屏幕就能夠欣賞立體圖像，因此，當前正對無眼鏡型立體圖像顯示裝置進行深入研究。

無眼鏡型立體圖像顯示裝置的立體圖像顯示方法包括有透鏡方法、全息方法以及視差柵欄方法等。其中透鏡法和視差柵欄法是通過3D光柵來實現3D顯示的，其中透鏡法中可以使用柱狀透鏡光柵，視差柵欄法中可以使用視差柵欄（也稱為視差屏障柵欄），柱狀透鏡光柵和視差柵欄這兩種3D光柵在3D顯示中的應用，各具有相應的技術優點，因此，分別在其相適用的領域中應用。

????同時注意到，柱狀透鏡光柵和視差柵欄頭可以通過液晶盒形成，即分別形成液晶柱狀透鏡光柵和液晶視差柵欄。圖1所示為常規的使用3D光柵的立體圖像顯示裝置的簡單結構示意圖。立體圖像顯示裝置包括二維圖像顯示模塊10和3D光柵20，背光從二維圖像顯示模塊10進入，經過3D光柵20后進入觀察者的眼睛。3D光柵20中，其可以為液晶柱狀透鏡光柵和液晶視差柵欄。其中，液晶視差柵欄是通過液晶的扭轉實現對來自二維圖像顯示模塊10的光的遮擋的；液晶柱狀透鏡光柵利用液晶的雙折射特性，一種方法是在需要形成一個液晶透鏡的相應位置設置多個電極，當對這些電極加不同的控制電壓時，該位置的液晶在光學特性上形成類似于實體柱狀透鏡的匯聚效果（參見美國專利號為US5493427的專利技術）。在圖1所示實例中，3D光柵20包括由下向上依次設置的下偏光片210、下透明電極層220、液晶（LC）層230、上透明電極層240以及上偏光片250。通常地，下透明電極層220、上透明電極層240是由ITO（Indium?Tin?Oxide，銦錫金屬氧化物）導電玻璃層，下透明電極層220和上透明電極層240上在相向于液晶層230的表面分別形成有一定圖案的ITO電極（例如，如圖1所示的用于形成視差柵欄的ITO電極圖案），通過對ITO電極的控制可以控制液晶形成視差柵欄或液晶柱狀透鏡光柵。

????隨著諸如柱狀透鏡光柵和視差柵欄的3D光柵技術的成熟、以及諸如觸控技術和、3D手勢交互技術的發展，必須考慮使用該3D光柵的顯示屏與人之間的交互功能，也即實現人機交互。

3D手勢交互技術中，主要使用基于電場的3D手勢人機交互技術，其通過電場的變化來檢測、跟蹤和區分用戶的手或手指在三維自由空間中的移動來實現人機交互體驗。具體地，通過對3D交互電極施加某一頻率的電壓，獲得準靜態電場，當用戶的手指或手進入電場時，由于人體本身的導電性，該準靜態電場會隨之失真，3D交互電極的電場接收層可以判斷電場的變化，從而可以計算機手指或手的位置、移動方向、手勢等信息，進一步通過相應的運算處理可以實現3D手勢人機交互控制。如果該3D手勢人機交互技術與3D顯示技術相結合應用，可獲得真實自然的三維（3D）人機交互體驗。

中國專利申請號為201120233060.X、名稱為“一種觸控式三維立體顯示裝置及其顯示面板”的中國專利中，揭示了如何將觸摸感應信號電場接收層與立體顯示裝置集成，從而實現3D顯示屏的觸控功能。

然而，現有技術中，并沒有揭示如何使基于3D光柵的3D顯示屏兼容3D手勢人機交互技術，并且3D顯示與3D手勢人機交互的結合一直被業界認為其成本高、難于實現。

有鑒于此，有必要提出一種新型的3D光柵。

實用新型內容

本實用新型的目的在于，低成本地實現3D光柵與3D手勢人機交互技術的兼容。

為實現以上目的或者其他目的，本實用新型提供以下技術方案。

按照本實用新型的一方面，提供一種集成有3D交互電極的3D光柵，至少包括由下至上依次設置的：

????第一透明電極基板（310），

????液晶層（320），

????第二透明電極基板（330），以及

第一偏光片層（390）；