CN102466921A - 双显液晶光栅屏、双显控制方法和装置，以及双显显示器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双显液晶光栅屏、双显控制方法和装置，以及双显显示器。该双显液晶光栅屏包括：液晶光栅屏，以及贴附在所述液晶光栅屏上的补偿屏；所述液晶光栅屏包括多个液晶单元夹设在所述液晶单元内的液晶分子，从外侧向内由近似水平方向排列过渡到近似竖直方向排列；所述补偿屏包括与所述液晶单元对应设置的补偿单元，所述补偿单元用于对透过所述液晶单元的光的光程差进行补偿。本发明技术方案通过在具有分光作用的液晶光栅屏上贴附补偿屏，使得双显液晶光栅屏可进行二维或三维画面的显示，从而可在一台显示器上实现二维和三维图像的播放和显示。

Description

双显液晶光栅屏、双显控制方法和装置,以及双显显示器

技术领域

本发明涉及显示技术，尤其涉及一种双显液晶光栅屏、双显控制方法和装置，以及双显显示器。

背景技术

随着三维显示技术的发展，具有三维画面显示功能的显示器得到了消费者的认可，其中，基于双目视差和分光原理实现三维显示技术就是其中一种常用的三维显示技术。

图1为现有技术一利用柱面光栅屏进行三维显示的三维显示器的结构示意图。如图1所示，三维显示器包括二维显示屏10和柱面光栅屏20，其中，柱面光栅屏20是由具有相同结构参数和性能且平面线形排列的多个圆柱面透镜组成的片状光栅屏，柱面光栅屏20贴附于二维显示屏10的表面。三维显示原理如下：播放的三维画面分为左眼画面和右眼画面，且左眼画面和右眼画面的位置错开，当三维显示器播放三维画面时，通过柱面光栅屏20的分光作用，将二维显示屏10处于位置错开的左、右眼画面分开，使得观看者的左、右眼分别看到各二维显示屏10上显示的左、右眼画面，图1中的倾斜线所示区域为阴影部分，空白部分为非阴影部分，如图1所示，观看者可通过右眼30观看到二维显示屏10上非阴影部分的画面(即右眼画面)；通过左眼40观看到二维显示屏10上阴影部分的画面(即左眼画面)，根据双目视差原理，观看者左、右眼各自观看到的左、右眼画面就会在大脑中形成三维画面，从而实现三维显示效果。但是，采用柱面光栅屏进行三维显示时，无法有效对二维显示屏的像素尺寸精确配合，易产生串扰与彩色摩尔条纹，影响立体显示效果；同时，由于柱面光栅的栅距固定不变，使得观看者仅能在特定区域才能看到三维画面，使得三维显示的可视区域范围较小。

图2为现有技术二进行三维显示的液晶光栅屏的结构示意图。与现有技术一不同的是，现有技术二中利用液晶显示光栅屏来实现上述柱面光栅的分光作用，可有效解决现有柱面光栅屏进行三维显示时存在的缺陷。具体地，如图2所示，该液晶光栅屏是由导电基板50和阵列基板60对盒形成，盒间设置有液晶层70，该液晶光栅屏由多个结构相同的液晶单元80组成，具体地，导电基板50和阵列基板60的内侧分别设置有取向模90，且取向模90由多个取向单元801构成，每对取向单元801形成一个液晶单元80，每个液晶单元80与二维显示屏上的像素对应设置，且每个取向单元801上通过取向工艺形成有外疏内密的多个楔形沟槽802，夹设在取向单元801之间的液晶分子可在楔形沟槽802作用下，使位于取向单元801中部的液晶分子近似于沿竖直排列，而靠近取向单元801两侧的液晶分子则近似于沿水平排列，即每个液晶单元80内的液晶分子从外侧向内由近似水平方向排列过渡到近似竖直方向排列，因此，透过取向单元801中部的光的光距离要大于两侧的光的光距离，液晶光栅屏上的每个液晶单元80在光学性能上就等同于一个圆柱面透镜，液晶光栅屏也就等同于一个柱面光栅屏。实际应用中，根据施加在液晶光栅屏上的电压不同，可调整液晶光栅屏内液晶分子的偏转角度，改变液晶光栅屏的栅距，从而可使得液晶光栅屏具有较好的可视范围。

但是，现有三维显示器中，设置的柱面光栅或液晶光栅屏仅能实现三维画面的显示，而无法进行二维画面的显示，即现有三维显示器无法实现二维画面的播放，使得观看者无法观看到二维画面，无法满足用户实际的观看需要。

发明内容

本发明提供一种双显液晶光栅屏、双显控制方法和装置，以及双显显示器，可以在一个显示器上实现二维显示和三维显示，可有效满足用户实际的观看需要。

本发明提供一种双显液晶光栅屏，包括：液晶光栅屏，以及贴附在所述液晶光栅屏上的补偿屏；

所述液晶光栅屏包括多个液晶单元，夹设在所述液晶单元内的液晶分子，从外侧向内由近似水平方向排列过渡到近似竖直方向排列；

所述补偿屏包括与所述液晶单元对应设置的补偿单元，所述补偿单元用于对透过所述液晶单元的光的光程差进行补偿。

本发明提供一种双显控制方法，包括：

获取播放的画面类型，所述画面类型包括二维画面和三维画面；

根据所述画面类型，控制双显液晶光栅屏工作。

本发明提供一种双显控制装置，其特征在于，包括：

类型获取模块，用于获取播放的画面类型，所述画面类型包括二维画面和三维画面；

控制模块，用于根据所述画面类型，控制双显液晶光栅屏工作。

本发明提供一种双显显示器，包括二维显示屏，所述二维显示屏上贴附有上述本发明提供的双显液晶光栅屏。

本发明提供的双显液晶光栅屏、双显控制方法和装置，通过在液晶光栅屏前设置补偿屏，在液晶光栅屏不加电的情况下，可通过补偿屏对透过液晶光栅屏的光的光程差进行补偿，使得双显液晶光栅屏相当于平面玻璃，从而可实现二维画面的显示；而在播放三维画面时，可通过控制施加在液晶光栅屏上的电压，对液晶光栅屏进行控制，使得双显液晶光栅屏相当于柱面光栅屏，从而可对三维画面进行分光处理，从而可实现三维画面的显示。因此，基于本发明技术方案，使得观看者可在一台显示器的情况下即可观看到二维画面，也可观看到三维画面，可有效提高观看者实际的观看需要。

附图说明

图1为现有技术一利用柱面光栅屏进行三维显示的三维显示器的结构示意图；

图2为现有技术二进行三维显示的液晶光栅屏的结构示意图；

图3为本发明双显液晶光栅屏实施例一的结构示意图；

图4为本发明实施例中液晶光栅屏的结构示意图；

图5为本发明实施例中一个液晶单元内取向膜的结构示意图；

图6为本发明双显液晶光栅屏实施例一中补偿屏的结构示意图；

图7为本发明双显液晶光栅屏实施例二中补偿屏的结构示意图；

图8为本发明双显显示器的结构示意图；

图9为本发明双显控制方法实施例的流程示意图；

图10为本发明双显控制装置实施例的结构示意图；

图11为本发明双向控制装置实施例中控制模块的结构示意图。

附图标记：

10-二维显示屏；20-柱面光栅屏；30-右眼；

40-左眼；      50-导电基板；  60-阵列基板；

70-液晶层；    80-液晶单元；  90-取向模；

801-取向单元； 802-楔形沟槽； 1-液晶光栅屏；

2-补偿屏；     11-液晶单元；  12-取向膜；

13-楔形沟槽；  21-凹面透镜；  22-液晶补偿单元；

23-取向膜；    24-楔形沟槽；  100-二维显示屏；

401-判断单元； 402-控制单元； 400-控制模块；

200-双显液晶光栅屏；          300-类型获取模块。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图3为本发明双显液晶光栅屏实施例一的结构示意图；图4为本发明实施例中液晶光栅屏的结构示意图。如图3和图4所示，本实施例双显液晶光栅屏包括液晶光栅屏1和补偿屏2，其中，液晶光栅屏1包括多个液晶单元11，夹设在液晶单元11内的液晶分子，从外侧向内由近似水平方向排列过渡到近似竖直方向排列，即液晶单元11中部的液晶分子近似沿竖直排列，液晶单元11两侧的液晶分子近似水平排列，每个液晶单元11相当于一个圆柱面透镜；补偿屏2贴附在液晶光栅屏1的表面，包括多个补偿单元，且各补偿单元与液晶单元11对应设置，以用来对透过液晶单元11的光的光程差进行补偿。本实施中，液晶光栅屏可与图2中所示的液晶光栅屏具有相同的结构和功能，即液晶光栅屏也是由阵列基板和导电基板构成，并形成多个液晶单元，在此不再赘述。

本实施例中，为使液晶单元11内的液晶分子，从外侧向内由近似水平方向排列过渡到近似竖直方向排列，可将限制液晶单元11内液晶分子排列方向的取向膜12设置为外疏内密的多个楔形沟槽13结构，从而保证液晶分子的排列方向。

图5为本发明实施例中一个液晶单元内取向膜的结构示意图。本实施例中，取向膜12上形成的楔形沟槽13可通过摩擦等取向工艺形成。具体地，如图5所示，每个液晶单元的取向膜12上相邻两个楔形沟槽13的间距AB＞BC＞CD＞DE＞EF，由于取向膜12的厚度一致，多个楔形沟槽13的高度相同，因此，每个楔形沟槽13的坡度角从两侧向中心逐渐变大，即，θ₅＞θ₄＞θ₃＞θ₂＞θ₁，从而形成外疏内密的结构，从而形成在取向膜12上的液晶分子从两侧向中部的排列是由近似水平方向过渡到近似垂直方向。

本实施例中，通过设置形成有外疏内密的多个楔形沟槽的取向膜，使每个液晶单元11内的液晶分子产生一定的预倾角，根据现有技术扭曲向列(Twisted Nematic，TN)型液晶显示原理，通过在阵列基板的像素上施加数据信号，可在阵列基板和导电基板之间形成电场，使液晶分子在电场的作用下偏转，最终实现渐变有序的排列，从而改变透过光的方向。具体地，如图4所示，在一个液晶单元内，靠近中部的液晶分子近似于沿竖直排列，而靠近两侧的液晶分子近似于沿水平排列，使得从中部透过的光途经液晶分子的距离更长，从而在光学性能上形成一个柱面透镜，因此每个液晶单元11能够起到相当于柱面透镜的分光作用，多个液晶单元11组合形成的液晶光栅屏1相当于现有的柱面光栅屏。

本实施例中，也可以采用光照取向的方法，使液晶分子产生一定的预倾角，从而使得液晶单元内液晶分子，从外侧向内由近似水平方向排列过渡到近似竖直方向排列。

本实施例中，通过施加电压作用于液晶光栅屏1内的液晶分子，即在不同的数据信号电压的控制下，可改变液晶分子的偏转程度，从而使液晶光栅屏的曲率半径发生改变，能够实现具有较高光栅密度及可变栅距的柱面光栅。

本实施例双显液晶光栅屏可贴附在二维显示屏表面，其中，双显液晶光栅屏上的每个液晶单元11可以二维显示屏上的多个像素对应，或者每个液晶单元11可与二维显示屏上的像素一一对应设置，或者，多个液晶单元11可与二维显示屏上的一个像素对应设置。优选地，本实施例中每个液晶单元11与二维显示屏上的像素一一对应设置，以保证三维显示的分辨率。

本实施例中，由于液晶光栅屏1在不加电的情况下，每个液晶单元11内液晶的排列方向不变，其形成的柱面透镜的曲率半径一定，光从液晶单元11的中部与从液晶单元11的边缘经过液晶分子的距离差值一定，及光透过液晶单元11的光程差一定，而补偿屏2的补偿单元刚好可对透过液晶单元11的光程差进行补偿，使得光透过液晶单元11和补偿单元后，从中部和边缘经走过的光程一致，就如同透过一块平面玻璃一样，不会对透过光的光路产生影响，因此，在液晶光栅屏不加电的情况下可进行二维画面的播放和显示。而在液晶光栅屏1加电情况下，即施加预设电压给液晶光栅屏1，使液晶光栅屏1上的液晶单元11内的液晶偏转预设角度时，由于液晶单元11内液晶分子偏转角度较大，补偿单元无法对透过液晶单元11的光的光程差补偿，此时双显液晶光栅屏可选择的控制透过光的光路，对二维显示屏上播放的三维画面进行分光处理，从而可配合二维显示屏显示的三维画面进行三维显示。以上可以看出，通过控制施加在液晶光栅屏上的电压，即可实现二维或三维画面的显示，使得贴附有本实施例双显液晶光栅屏的二维显示屏可进行二维或三维画面的播放，以满足用户的实际观看需要。

图6为本发明双显液晶光栅屏实施例一中补偿屏的结构示意图。本实施例中，上述的补偿屏2可为光学薄膜补偿屏，具体地，如图6所示，上述的补偿单元具体为具有预设曲率半径的凹面透镜21，且多个凹面透镜21组合形成光学薄膜补偿屏，其中，每个凹面透镜21对应于液晶光栅屏1上的液晶单元11，凹面透镜21的曲率半径一定，使得液晶光栅屏1不加电时，凹面透镜21和液晶单元11在光学作用上就相当于一块平面玻璃，不会对透过的光的路径有影响，从而在液晶光栅屏1不加电时，可对二维画面进行显示。

综上可以看出，本实施例双显液晶光栅屏通过在液晶光栅屏前设置补偿屏，在液晶光栅屏不加电的情况下，可通过补偿屏对透过液晶光栅屏的光的光程差进行补偿，使得双显液晶光栅屏相当于平面玻璃，从而可实现二维画面的显示；而在播放三维画面时，可通过控制施加在液晶光栅屏上的电压，对液晶光栅屏进行控制，使得双显液晶光栅屏相当于柱面光栅屏，从而可对三维画面进行分光处理，从而可实现三维画面的显示。因此，基于本实施例双显液晶光栅屏，使得观看者可在一台显示器的情况下即可观看到二维画面，也可观看到三维画面，可有效提高观看者实际的观看需要。

图7为本发明双显液晶光栅屏实施例二中补偿屏的结构示意图。与上述图3、4、5和6所示实施例技术方案不同的是，本实施例中的补偿屏2可为液晶薄膜补偿屏，补偿单元为液晶补偿单元22，限制液晶补偿单元22内液晶分子排列方向的取向膜23上形成有外密内疏的多个楔形沟槽24，从而使得液晶补偿单元22内液晶分子的排列方向与液晶光栅屏的液晶单元内液晶分子的排列方向相反。具体地，如图7所示，本实施例中的补偿屏可具有与液晶光栅屏相类似的结构，均是有液晶单元组成，不同的是，补偿屏内的液晶补偿单元22上的取向膜23为外密内疏的结构，使得液晶补偿单元22内的液晶分子排列方向与液晶光栅屏上的液晶单元内的液晶分子排列方向相反，这样，在液晶光栅屏不加电的情况下，补偿屏就可以对透过液晶光栅屏的光的光程差进行补偿，此时液晶光栅屏和补偿屏就相当于一块平面玻璃，不会对透过的光的路径产生影响；而在液晶光栅屏加电的情况下，由于液晶光栅屏的液晶单元的液晶分子偏转一定角度，补偿屏无法对透过液晶光栅屏的光的光程差进行补偿，此时液晶光栅屏和补偿屏就相当于柱面光栅屏，可对二维显示屏播放的三维画面进行分光处理，从而实现三维画面的显示。可以看出，本实施例中补偿屏并不需要加电，而进行二维显示时，利用该补偿屏对液晶光栅屏进行补偿，实现二维图像的显示；而在三维显示时，该补偿屏就可以与液晶光栅屏一起构成柱面光栅屏，实现三维图像的显示。

此外，本实施例中，液晶补偿单元也可以是由按预设角度固设在基板上，形使得固设的液晶分子排列方向与液晶光栅屏上的液晶单元内液晶分子的排列方向相反或近似相反，其具体制作方式在此不再说明。

本实施例中，补偿屏由液晶屏来实现，使得补偿屏可与液晶光栅屏之间的像素尺寸精确配合，提高画面显示效果；同时，由于液晶光栅屏和补偿屏均由液晶屏实现，使得补偿屏的制作简单，只要其内液晶分子的排列方向设置成与液晶光栅屏内液晶分子排列方向相反即可，可有效保证补偿屏对透过液晶光栅屏的光的光程差的补偿效果。

图8为本发明双显显示器的结构示意图。如图8所示，本实施例双显显示器可包括二维显示屏100，该二维显示屏100上贴附有本发明实施例提供的双显液晶光栅屏200。

本实施例可通过对双显液晶光栅屏200内的液晶光栅屏进行控制，即可进行二维画面或三维画面的播放和显示，使得在一台显示器上可实现三维和二维画面的切换。

此外，本实施例双显显示器还包括双显控制装置，用于播放三维画面时，可施加预设电压给双显液晶光栅屏，驱动双显液晶光栅屏的各液晶单元内液晶分子偏转预设角度，使得双显显示器可进行三维画面的播放和显示；当播放二维画面时，停止施加电压给双显液晶光栅屏，此时，可通过补偿屏对透过双显液晶光栅屏的光的光程差进行补偿，进而二维画面的显示。具体地，双显控制装置的结构将在后面进行说明。

图9为本发明双显控制方法实施例的流程示意图。本实施例方法可对上述的双显显示器进行控制，以进行二维或三维画面的播放和显示，具体地，如图9所示，该方法包括以下步骤：

步骤101、获取播放的画面类型，该画面类型可包括二维画面和三维画面；

步骤102、根据播放的画面类型，控制双显液晶光栅屏工作。

本实施例中，可根据显示器播放的画面类型，控制液晶光栅屏的施加电压，进行三维或二维画面的播放或显示。具体地，上述步骤102可包括：在播放的画面类型为三维画面时，施加预设电压给双显液晶光栅屏，驱动双显液晶光栅屏的各液晶单元内液晶分子偏转预设角度；在播放的画面类型为二维画面时，停止施加电压给双显液晶光栅屏。可以看出，通过控制施加在双显液晶光栅屏的电压，可使双显显示器进行二维或三维画面的播放和显示。

图10为本发明双显控制装置实施例的结构示意图。如图10所示，本实施例双向控制装置包括类型获取模块300和控制模块400，其中：

类型获取模块300，用于获取播放的画面类型，该画面类型可包括二维画面和三维画面；

控制模块400，用于根据播放的画面类型，控制双显液晶光栅屏工作。

图11为本发明双向控制装置实施例中控制模块的结构示意图。如图11所示，上述的控制模块400可包括判断单元401和控制单元402，其中：

判断单元401，用于判断播放的画面类型；

控制单元402，用于画面类型为三维画面时，施加预设电压给双显液晶光栅屏，驱动双显液晶光栅屏的各液晶单元内液晶分子偏转预设角度，画面类型为二维画面时，停止施加电压给双显液晶光栅屏。

本实施例双显控制装置可对上述本发明实施例提供的双显显示器进行控制，以进行二维或三维画面的播放和显示，具体地，通过获取画面的播放类型控制双显液晶光栅屏，以便在播放三维画面时，施加电压给双显液晶光栅屏，使得双显液晶光栅屏相当于柱面光栅屏，以进行三维画面的显示，并在播放二维画面时，停止施加电压给双显液晶光栅屏，使得双显液晶光栅屏相当于平面玻璃，以进行二维画面的显示。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种双显液晶光栅屏，其特征在于，包括：液晶光栅屏，以及贴附在所述液晶光栅屏上的补偿屏；

所述液晶光栅屏包括多个液晶单元，夹设在所述液晶单元内的液晶分子，从外侧向内由近似水平方向排列过渡到近似竖直方向排列；

所述补偿屏包括与所述液晶单元对应设置的补偿单元，所述补偿单元用于对透过所述液晶单元的光的光程差进行补偿。

2.根据权利要求1所述的双显液晶光栅屏，其特征在于，所述补偿屏为光学薄膜补偿屏；所述补偿单元为具有预设曲率半径的凹面透镜，多个所述凹面透镜组合形成所述光学薄膜补偿屏。

3.根据权利要求1所述的双显液晶光栅屏，其特征在于，所述补偿屏为液晶薄膜补偿屏；所述补偿单元为液晶补偿单元，所述液晶补偿单元内液晶分子的排列方向与所述液晶单元内液晶分子的排列方向相反。

4.一种双显控制方法，其特征在于，包括：

获取播放的画面类型，所述画面类型包括二维画面和三维画面；

根据所述画面类型，控制双显液晶光栅屏工作。

5.根据权利要求4所述的双显控制方法，其特征在于，所述根据所述画面类型，控制所述双显液晶光栅屏包括：

所述画面类型为三维画面时，施加预设电压给所述双显液晶光栅屏，驱动所述双显液晶光栅屏的各液晶单元内液晶分子偏转预设角度；

所述画面类型为二维画面时，停止施加电压给所述双显液晶光栅屏。

6.一种双显控制装置，其特征在于，包括：

类型获取模块，用于获取播放的画面类型，所述画面类型包括二维画面和三维画面；

控制模块，用于根据所述画面类型，控制双显液晶光栅屏工作。

7.根据权利要求6所述的双显控制装置，其特征在于，所述控制模块包括：

判断单元，用于判断播放的画面类型；

控制单元，用于所述画面类型为三维画面时，施加预设电压给所述双显液晶光栅屏，驱动所述双显液晶光栅屏的各液晶单元内液晶分子偏转预设角度，所述画面类型为二维画面时，停止施加电压给所述双显液晶光栅屏。

8.一种双显显示器，包括二维显示屏，其特征在于，所述二维显示屏上贴附有上述权利要求1、2或3所述的双显液晶光栅屏。

9.根据权利要求8所述的双显显示器，其特征在于，还包括：

双显控制装置，用于播放三维画面时，施加预设电压给所述双显液晶光栅屏，驱动所述双显液晶光栅屏的各液晶单元内液晶分子偏转预设角度。

10.根据权利要求8所述的双显显示器，其特征在于，所述双显液晶光栅屏上的每个液晶单元与二维显示屏上的像素一一对应设置。

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