CN102621737B - 一种可动态选择开口率的裸眼3d显示模块及液晶显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于3D显示技术领域，尤其涉及一种可动态选择开口率的裸眼3D显示模块及液晶显示装置。本发明可动态选择开口率的裸眼3D显示模块包括3D光栅显示屏，所述3D光栅显示屏还包括偏光片、面ITO玻璃基板和底ITO玻璃基板，所述偏光片黏结于面ITO玻璃基板的上方，所述面ITO玻璃基板和底ITO玻璃基板黏结形成的封闭空间内灌装有液晶，所述面ITO玻璃基板与底ITO玻璃基板上分别设计有对应的1种以上可控制开口率的横向或竖向光栅条纹。本发明的实施使得用户可依据不同需求，通过控制器选择对应开口率比值的光栅条纹，选择性的遮挡TFT-LCD显示屏的像素显示的面积大小，动态调整最适合的开口率，获取最佳的3D显示效果及3D娱乐体验。
Description
技术领域
本发明属于3D显示技术领域，尤其涉及一种可动态选择开口率的裸眼3D显示模块及液晶显示装置。
背景技术
据研究，人类在现实世界观察物体时，由于两眼处于不同的水平位置上，即存在瞳间距，使得左、右眼观察到的实体图像是不同的，它们之间存在视差，由于视差的存在，通过头脑神经的处理，使得我们可以感知三维世界的深度立体变化，这就是所谓的3D视觉原理。一般存在于立体显示模式下，应该由左眼看到的图像显示在液晶屏上时，不透明的条纹会遮挡右眼；同理，应该由右眼看到的图像显示在液晶屏上时，不透明的条纹会遮挡左眼，通过将左眼和右眼的可视画面分开，使观者看到3D图像，根据这一原理，现有技术通过图形空间分离法使平板显示器实现裸眼3D显示功能，通过3D光栅显示屏上的光栅条纹对平板显示器的像素进行选择性遮挡，背光源的光线经各个像素透射后，由光栅条纹上的电极宽和电极间隙控制奇、偶数的列像素，透射的光线分别进入人的左、右眼，形成视觉差，再经人大脑神经合成形成立体效果，其中光栅电极宽和电极间隙的大小与平板显示器像素的大小密切相关，由于两眼对光栅的观察角位不同，因而两眼会看到两个不同的图像，其中左眼看到由奇数列像素所构成的图像，而右眼则看到由偶数列像素所形成的图像，从而产生立体感。
就目前的市场应用来看，裸眼3D显示模块上所用的3D光栅显示屏，在制定设计方案时，是由一根COM驱动电极加一根SEG驱动电极构成，而其在单个光栅条纹Pitch(线宽+线缝)一定的情况下，线缝占Pitch的比值是固定的，即开口（透过）率单一不变无法动态调节，不能满足不同观看者、不同类型产品对开口率大小的差异性需要。因此，有必要实现一种让不同的观看者据个人需求特点，动态选择自己适应、满意的3D显示效果，使其观看到的3D界面更加清晰、逼真。
发明内容
本发明提供了一种可动态选择开口率的裸眼3D显示模块及液晶显示装置，旨在解决现有技术中裸眼3D显示模块及液晶显示装置开口率单一不可动态调节的问题。
本发明是这样实现的，一种可动态选择开口率的裸眼3D显示模块，包括3D光栅显示屏，所述3D光栅显示屏还包括偏光片、面ITO玻璃基板和底ITO玻璃基板，所述偏光片黏结于面ITO玻璃基板的上方，所述面ITO玻璃基板和底ITO玻璃基板黏结形成的封闭空间内灌装有液晶，所述面ITO玻璃基板与底ITO玻璃基板上分别设计有对应的1种以上可控制开口率的横向或竖向光栅条纹。
本发明的技术方案还包括：驱动电路及控制器，所述驱动电路用于向3D光栅显示屏输出驱动电压，所述控制器用于控制开口率的选择，并根据不同的开口率显示指令控制驱动电路向3D光栅显示屏输出相应的驱动电压。
本发明的技术方案还包括：所述3D光栅显示屏上的光栅条纹的Pitch为对应TFT-LCD显示屏的像素的数倍，所述3D光栅显示屏上的驱动电极具有上电极COM和下电极SEG双层，所述上电极引出单个引脚COM，所述下电极分别引出一个以上引脚SEG，根据控制所述驱动电极的宽度决定开口率的大小。
本发明的技术方案还包括：所述3D光栅显示屏为黑白液晶显示屏，所述上电极呈现块状，下电极呈梳条状。
本发明的另一技术方案，一种可动态选择开口率的液晶显示装置，包括3D光栅显示屏、黏接材料、TFT-LCD显示屏及背光，所述黏接材料黏附在LCD显示屏上，所述3D光栅显示屏通过黏接材料与所述TFT-LCD显示屏黏合，所述3D光栅显示屏上设计有1种以上可控制开口率的横向或竖向光栅条纹，所述背光位于TFT-LCD显示屏的背面。
本发明的技术方案还包括：还包括驱动电路及控制器，所述驱动电路用于向所述3D光栅显示屏输出驱动电压，所述控制器用于控制开口率的选择，并根据不同的开口率显示指令控制驱动电路向3D光栅显示屏输出相应的驱动电压。
本发明的技术方案还包括：所述3D光栅显示屏还包括偏光片、面ITO玻璃基板和底ITO玻璃基板，所述偏光片黏结于面ITO玻璃基板的上方，所述面ITO玻璃基板和底ITO玻璃基板黏结形成的封闭空间内灌装有液晶，所述面ITO玻璃基板与底ITO玻璃基板上分别设计有对应的1种以上可控制开口率的横向或竖向光栅条纹。
本发明的技术方案还包括：所述3D光栅显示屏上的光栅条纹的Pitch为对应TFT-LCD显示屏的像素的数倍，所述3D光栅显示屏上的驱动电极具有上电极COM和下电极SEG双层，所述上电极引出单个引脚COM，所述下电极分别引出一个以上引脚SEG，根据控制所述驱动电极的宽度决定开口率的大小。
本发明的技术方案还包括：所述1种以上可控制开口率的横向或竖向光栅条纹为4种可控制开口率的横向或竖向光栅条纹，所述上电极呈现块状，下电极呈梳条状。
本发明的技术方案还包括：所述3D光栅显示屏为常白型的黑白液晶显示屏，所述黏接材料为口字胶或UV胶等材质。
本发明的技术方案具有如下优点或有益效果：本发明通过在3D光栅显示屏上设计多个可动态选择开口率比值的横向或竖向光栅条纹，用户可依据不同需求通过控制器选择对应开口率比值的光栅条纹选择性的遮挡TFT-LCD显示屏的像素显示的面积大小，动态调整最适合的开口率，获取最佳的3D显示效果及3D娱乐体验；同时，本发明采用的3D光栅显示屏为常白型的黑白液晶显示屏，观看普通2D图像时，图像的亮度和清晰度均不受影响。
附图说明
附图1是本发明可动态选择开口率的裸眼3D显示模块及液晶显示装置的结构示意图；
附图2是本发明光栅显示屏的上电极COM示意图;
附图3是本发明光栅显示屏的下电极SEG示意图；
附图4是本发明光栅显示屏上、下电极的贴合示意图；
附图5是本发明3D光栅显示屏与TFT-LCD显示屏粘合时光栅显示屏的光栅条纹显示示意图；
附图6是本发明开口率在X1%时光栅条纹的驱动电极示意图；
附图7是本发明开口率在X2%时光栅条纹的驱动电极示意图；
附图8是本发明开口率在X3%时光栅条纹的驱动电极示意图；
附图9是本发明开口率在X4%时光栅条纹的驱动电极示意图；
附图10为本发明3D光栅显示屏的光栅条纹摭挡像素在人眼形成3D图像的光路几何原理图；
附图11是TFT-LCD显示屏的像素排列示意图。
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，现结合附图及实施例，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于解释本发明，并不用于限定本发明。
请参阅附图1，是本发明可动态选择开口率的裸眼3D显示模块的结构示意图。本发明可动态选择开口率的裸眼3D显示模块包括3D光栅显示屏1、驱动电路（图未示）及控制器（图未示），其中， 3D光栅显示屏1为一常白型的黑白液晶显示屏，具体还包括偏光片11、面ITO玻璃基板12和底ITO玻璃基板13，偏光片11黏结于面ITO玻璃基板12的上方，面ITO玻璃基板12和底ITO玻璃基板13黏结形成的封闭空间内灌装有液晶，面ITO玻璃基板12与底ITO玻璃基板13上分别设计有对应的1种以上的可控制开口率的横向或竖向光栅条纹；驱动电路用于向3D光栅显示屏1输出驱动电压，控制器用于控制开口率的选择，并在接收用户输入的开口率显示指令后，控制驱动电路根据显示指令向3D光栅显示屏1输出相应的驱动电压。在本发明实施方式中，设计有4种可控制开口率的横向或竖向光栅条纹，开口率分别为X1%、X2%、X3%及X4%，在本发明其他实施方式中，可以设置一种以上的开口率供用户选择。
光栅显示屏1上的驱动电极具有上电极COM和下电极SEG双层，具体请参阅附图2和附图3，附图2是本发明示例光栅显示屏的上电极示意图，附图3为本发明示例光栅显示屏的下电极示意图。其中，上电极引出单个引脚COM，下电极分别引出多个SEG引脚，在本发明实施方式中，下电极分别引出3个引脚SEG1、SEG2和SEG3，上电极COM呈现块状，下电极SEG呈梳条状，请一并参阅附图4，为本发明示例光栅显示屏上、下电极的贴合示意图，示出了上、下电极的贴合对应关系。
3D光栅显示屏1上的光栅条纹的Pitch(线宽+线缝)为对应TFT-LCD显示屏的像素的数倍，在本发明的实施方式中，3D光栅显示屏1上的光栅条纹的Pitch (线宽+线缝)为对应TFT-LCD显示屏的像素的2倍，当然，在本发明其他方式中也可以为其他的倍数值，依据不同需求通过控制器选择对应开口率比值的光栅条纹选择性的遮挡TFT-LCD显示屏像素显示的面积大小，获取最佳的3D显示效果，具体请一并参阅附图5，是本发明3D光栅显示屏1与TFT-LCD显示屏黏接时光栅显示屏1的光栅条纹显示示意图。在不同的开口率下，光栅条纹的Pitch不变，变化的是光栅显示屏的驱动电极的宽度，驱动电极的宽度决定摭挡TFT-LCD显示屏的像素显示面积的大小，用户选择不同的开口率，控制器会根据用户的选择指令控制驱动电路向3D光栅显示屏1输出相应的驱动电压来控制驱动电极的宽度。具体请一并参阅附图6、附图7、附图8和附图9，假设4种开口率分别为X1%、X2%、X3%及X4%，附图6是本发明开口率在X1%时光栅条纹的驱动电极示意图。在附图6中，开口率为（X1%）时的驱动电极=COM+SEG1。附图7是本发明开口率在X2%时光栅条纹的驱动电极示意图。在附图7中，开口率为（X2%）时的驱动电极=COM+SEG1+SEG3。附图8是本发明开口率在X3%时光栅条纹的驱动电极示意图。在附图8中，开口率为（X3%）时的驱动电极=COM+SEG1+SEG2。附图9是本发明开口率在X4%时光栅条纹的驱动电极示意图。在附图9中，开口率为（X4%）时的驱动电极=COM+SEG1+SEG2+SEG3。当仅需要观看2D图像时，可通过控制器使光栅条纹不显示，由于本示例采用常白型黑白液晶显示屏作为光栅显示屏，观看普通2D图像时，图像的亮度和清晰度均不受影响。-
请一并参阅附图1，是本发明可动态选择开口率的液晶显示装置的结构示意图。本发明可动态选择开口率的液晶显示装置包括3D光栅显示屏1、黏接材料2、TFT-LCD显示屏3、背光4、驱动电路（图未示）及控制器（图未示），其中，黏接材料2黏附在LCD显示屏3的上方（或下方），3D光栅显示屏1为常白型的黑白液晶显示屏，通过黏接材料2粘附在TFT-LCD显示屏3的上方（或下方），背光4位于TFT-LCD显示屏3的背面，用于向TFT-LCD显示屏3提供光源，驱动电路用于向3D光栅显示屏1输出驱动电压，控制器用于控制开口率的选择，并在接收用户输入的开口率显示指令后，控制驱动电路根据显示指令向3D光栅显示屏1输出相应的驱动电压。3D光栅显示屏1还包括偏光片11、面ITO玻璃基板12和底ITO玻璃基板13，偏光片11黏结于面ITO玻璃基板12的上方，面ITO玻璃基板12和底ITO玻璃基板13黏结形成的封闭空间内灌装有液晶，面ITO玻璃基板12与底ITO玻璃基板13上分别设计有对应的1种以上的开口率比值的横向或竖向光栅条纹；TFT-LCD显示屏3还包括上偏光片31、上玻璃基板32、下玻璃基板33和下偏光片34，上偏光片31和下偏光片34分别粘附在上玻璃基板32和下玻璃基板33的表面，上玻璃基板32与下玻璃基板33黏结形成的封闭空间内灌装有液晶。在本发明实施方式中，黏接材料2为口字胶或UV胶等材质。
光栅显示屏1上的驱动电极具有上电极COM和下电极SEG双层，具体请参阅附图2和附图3，附图2是本发明示例光栅显示屏的上电极示意图，附图3为本发明示例光栅显示屏的下电极示意图。其中，上电极引出单个引脚COM，下电极分别引出3个引脚SEG1、SEG2和SEG3，上电极COM呈现块状，下电极SEG呈梳条状，请一并参阅附图4，为本发明示例光栅显示屏上、下电极的贴合示意图，示出了上、下电极的贴合对应关系。
3D光栅显示屏1上的光栅条纹的Pitch(线宽+线缝)为对应TFT-LCD显示屏3的像素的数倍，依据不同需求通过控制器选择对应开口率比值的光栅条纹选择性的遮挡TFT-LCD显示屏像素显示的面积大小，获取最佳的3D显示效果，具体请一并参阅附图5，是本发明3D光栅显示屏1与TFT-LCD显示屏3粘合时光栅显示屏1的光栅条纹显示示意图。在不同的开口率下，光栅条纹的Pitch不变，变化的是光栅显示屏的驱动电极的宽度，驱动电极的宽度决定摭挡TFT-LCD显示屏的像素显示面积的大小，用户选择不同的开口率，控制器会根据用户的选择指令控制驱动电路向3D光栅显示屏1输出相应的驱动电压来控制驱动电极的宽度。请一并参阅附图6、附图7、附图8和附图9，附图6是本发明示例开口率在X1%时光栅条纹的驱动电极示意图。在附图6中，开口率为（X1%）时的驱动电极=COM+SEG1。附图7是本发明示例开口率在X2%时光栅条纹的驱动电极示意图。在附图7中，开口率为（X2%）时的驱动电极=COM+SEG1+SEG3。附图8是本发明示例开口率在X3%时光栅条纹的驱动电极示意图。在附图8中，开口率为（X3%）时的驱动电极=COM+SEG1+SEG2。附图9是本发明示例开口率在X4%时光栅条纹的驱动电极示意图。在附图9中，开口率为（X4%）时的驱动电极=COM+SEG1+SEG2+SEG3。当仅需要观看2D图像时，可通过控制器使光栅条纹不显示，由于本示例采用常白型黑白液晶显示屏作为光栅显示屏，观看普通2D图像时，图像的亮度和清晰度均不受影响。
请参阅附图10，附图10为本发明3D光栅显示屏的光栅条纹摭挡像素在人眼形成3D图像的光路几何原理图。其中，观看者可以依据个人适应与喜好对光栅条纹的开口率进行动态的调整，由于光栅条纹与TFT-LCD显示屏的距离直接关系到观看者观看3D图像的距离，因此在观看距离和光栅条纹参数确定好后，需要对3D光栅显示屏与TFT-LCD显示屏的相对位置进行严格控制，必要时须采用高精度CCD摄像头自动识别对位，并要考虑3D光栅显示屏与TFT-LCD用何种材料黏结，若用液体胶则须考虑两者间是否有汽泡存在及偏位问题，并尽量避免与消除，且须严格控制光栅条纹的狭缝、屏障与TFT-LCD像素之间的对位精度，这样才能在预先设计定的区域观看到效果良好的3D图像，由奇数列和偶数列子像素透射的光线分别进入人的左眼和右眼，从而使一幅完整的画面从空间上分离成两幅画面，在人两眼中形成视觉差，其经大脑神经将画面复合后最终产生3D效果。请一并参阅附图11，是TFT-LCD显示屏的像素排列示意图，示出了像素和子像素的大小关系，其中，每个像素包含红、绿、蓝三个子像素。
本发明通过在3D光栅显示屏上设计多个可动态选择开口率比值的横向或竖向光栅条纹，用户可依据不同需求通过控制器选择对应开口率比值的光栅条纹选择性的遮挡TFT-LCD显示屏的像素显示的面积大小，动态调整最适合的开口率，获取最佳的3D显示效果及3D娱乐体验；同时，本发明 采用的3D光栅显示屏为常白型的黑白液晶显示屏，观看普通2D图像时，图像的亮度和清晰度均不受影响。
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)
1.一种可动态选择开口率的裸眼3D显示模块，包括3D光栅显示屏，其特征在于，所述3D光栅显示屏包括偏光片、面ITO玻璃基板和底ITO玻璃基板，所述偏光片黏结于面ITO玻璃基板的上方，所述面ITO玻璃基板和底ITO玻璃基板黏结形成的封闭空间内灌装有液晶，所述面ITO玻璃基板与底ITO玻璃基板上分别设计有对应的1种以上可控制开口率的横向或竖向光栅条纹，其中，所述开口率为X1%、X2%、X3%或X4%，所述3D光栅显示屏上的驱动电极具有上电极COM和下电极SEG双层，所述上电极引出单个引脚COM，所述下电极分别引出一个以上的引脚SEG，根据控制所述驱动电极的宽度决定开口率的大小。
2.根据权利要求1所述的可动态选择开口率的裸眼3D显示模块，其特征在于，还包括驱动电路及控制器，所述驱动电路用于向3D光栅显示屏输出驱动电压，所述控制器用于控制开口率的选择，并根据不同的开口率显示指令控制驱动电路向3D光栅显示屏输出相应的驱动电压。
3.根据权利要求2所述的可动态选择开口率的裸眼3D显示模块，其特征在于，所述3D光栅显示屏上的光栅条纹的Pitch为对应TFT-LCD显示屏的像素的数倍。
4.根据权利要求3所述的可动态选择开口率的裸眼3D显示模块，其特征在于，所述3D光栅显示屏为黑白液晶显示屏，所述上电极呈现块状，下电极呈梳条状。
5.一种可动态选择开口率的液晶显示装置，其特征在于，包括3D光栅显示屏、黏接材料、TFT-LCD显示屏及背光，所述黏接材料黏附在LCD显示屏上，所述3D光栅显示屏通过黏接材料与所述TFT-LCD显示屏黏合，所述3D光栅显示屏上设计有1种以上可控制开口率的横向或竖向光栅条纹，所述背光位于TFT-LCD显示屏的背面，其中，所述开口率为X1%、X2%、X3%或X4%，所述3D光栅显示屏上的驱动电极具有上电极COM和下电极SEG双层，所述上电极引出单个引脚COM，所述下电极分别引出一个以上引脚SEG，根据控制所述驱动电极的宽度决定开口率的大小。
6.根据权利要求5所述的可动态选择开口率的液晶显示装置，其特征在于，还包括驱动电路及控制器，所述驱动电路用于向所述3D光栅显示屏输出驱动电压，所述控制器用于控制开口率的选择，并根据不同的开口率显示指令控制驱动电路向3D光栅显示屏输出相应的驱动电压。
7.根据权利要求5或6所述的可动态选择开口率的液晶显示装置，其特征在于，所述3D光栅显示屏还包括偏光片、面ITO玻璃基板和底ITO玻璃基板，所述偏光片黏结于面ITO玻璃基板的上方，所述面ITO玻璃基板和底ITO玻璃基板黏结形成的封闭空间内灌装有液晶，所述面ITO玻璃基板与底ITO玻璃基板上分别设计有对应的1种以上可控制开口率的横向或竖向光栅条纹。
8.根据权利要求7所述的可动态选择开口率的液晶显示装置，其特征在于，所述3D光栅显示屏上的光栅条纹的Pitch为对应TFT-LCD显示屏的像素的数倍。
9.根据权利要求8所述的可动态选择开口率的液晶显示装置，其特征在于，所述1种以上可控制开口率的横向或竖向光栅条纹为4种可控制开口率的横向或竖向光栅条纹，所述上电极呈现块状，下电极呈梳条状。
10.根据权利要求5或6所述的可动态选择开口率的液晶显示装置，其特征在于，所述3D光栅显示屏为常白型的黑白液晶显示屏，所述黏接材料为口字胶或UV胶材质。
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