CN102929048B - 能同时兼容2d与3d的液晶狭缝光栅 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种同时兼容2D与3D的液晶狭缝光栅，包括第一、第二玻璃基板，贴附在第一、第二玻璃基板外表面的上下偏光片，设置在第一玻璃基板内表面的第一电极以及设置在第二玻璃基板内表面的第二电极，还包括位于液晶狭缝光栅中心的液晶材料，其第二电极为整面导电透明材料，第一电极划分为若干条形电极，且若干条形电极被分成若干个单元，各个单元相互独立，每个单元之内的所有电极都连接在一起。本发明的优点在于：实现2D与3D的同时呈现：通过将第一玻璃基板划分为若干个区域，彼此之间电性不导通，可以分别控制其中某一个或者某些区域，实现部分区域显示3D画面，部分区域显示2D画面的功能。

Description

能同时兼容2D与3D的液晶狭缝光栅
技术领域
本发明涉及立体显示技术，具体是一种液晶狭缝光栅。
背景技术
基于视差的自由立体显示技术相比色分、光分与时分等头戴式三维显示而言，由于在客观上摆脱了立体眼镜等附属设备的束缚，提高了观看的舒适度及拓宽了应用领域而受到广泛关注。视差屏障(parallax barrier)技术作为自由立体显示技术的一种，为便于实现2D 与3D的兼容，无论是前置屏障还是后置屏障，液晶狭缝光栅都得到了广泛的应用。
目前，液晶狭缝光栅搭配2D显示屏的裸眼3D显示技术实现了2D与3D的兼容，2D显示时液晶狭缝光栅上不施加电压具备高透过率，基本不影响2D显示屏亮度分辨率等特性；3D显示时在液晶狭缝光栅上施加电压形成黑白相间的条纹，从而使人的左右眼观看到具备一定视差的图像；但是，目前的显示模式较为单一，即在液晶狭缝光栅上施加电压时只能全屏幕实现3D显示，不能在局部区域显示2D画面；当不在液晶狭缝光栅上施加电压时只能全屏幕观看到2D画面，也不能在局部实现3D显示。
现有的液晶狭缝光栅如图1a和图1b所示，100’，200’分别表示液晶狭缝光栅的第一、第二玻璃基板，101’表示液晶狭缝光栅的ITO电极，102’表示液晶狭缝光栅的周边电极，103’处无ITO电极，第二玻璃基板200’的表面为整面的ITO，作为公用电极之用。
如图2a和图2b所示，图2a为液晶狭缝光栅上第一、第二玻璃基板100’, 200’组立后的情况；图2b为3D显示模式下在电极上施加电压后，借助贴附在液晶狭缝光栅上第一、第二玻璃基板100’, 200’外表面且偏振方向互相垂直的上下偏光片形成的黑白相间条纹(图中上下偏光片未画出)。因此，当液晶狭缝光栅电极上施加电压时，整个屏幕呈现3D显示效果；当液晶狭缝光栅电极上不施加电压时，整个屏幕呈现2D显示效果，两种情况下都不能做到2D和3D在同一屏幕不同区域同时显示。
图3为狭缝光栅自由立体显示原理，通过在2D显示面板(如LCD，PDP，LED等)前置(或者后置)狭缝光栅，左眼只能看到左眼对应的影像，右眼则只能看到右眼对应的影像，由于左右眼同时观看到具有一定视差的影像而产生3D效果。若采用液晶狭缝光栅，在电极上施加电压时形成黑白相间的条纹即可观看3D影像，而不施加电压时液晶狭缝光栅不会产生黑色条纹，因此仍然观看到2D显示效果，在分辨率和亮度等方面基本上没有明显的影响，即通过液晶狭缝光栅可以实现2D与3D显示模式的兼容。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种能够实现2D与3D在同一个屏幕上同时分区域显示，即屏幕的部分区域显示2D画面，而其他区域显示3D画面的液晶狭缝光栅。
本发明采用以下技术方案解决上述技术问题的：一种同时兼容2D与3D的液晶狭缝光栅，包括第一、第二玻璃基板，贴附在第一、第二玻璃基板外表面的上下偏光片，设置在第一玻璃基板内表面的第一电极以及设置在第二玻璃基板内表面的第二电极，还包括位于液晶狭缝光栅中心的液晶材料，改进点在于：第二电极为整面导电透明材料，第一电极划分为若干条形电极，且若干条形电极被分成若干个单元，各个单元相互独立，每个单元之内的所有电极都连接在一起。
进一步的，第一玻璃基板上的条形电极划分为若干个大小相同或者不同的单元，形成M行x N列的矩阵结构。
该液晶狭缝光栅实现同时兼容2D与3D的控制方法为：设第二玻璃基板为某一参考电压，在第一玻璃基板的需要显示3D的单元的所有电极上施加另一个电压形成一定压差，即在该单元实现3D显示；与此同时，在其他单元的电极上施加的电压等于参考电压时，其他单元由于没有压差，依然呈现2D显示，于是2D与3D便同时呈现在同一屏幕的不同区域。
上述方案中第一玻璃基板上的条形电极为水平方向平行排列或者垂直方向平行排列。
或者为了减小串扰和平衡色差等，也可以将第一玻璃基板上的条形电极按照一定角度倾斜放置。
本发明的优点在于：实现2D与3D的同时呈现：通过将第一玻璃基板划分为若干个区域，彼此之间电性不导通，可以分别控制其中某一个或者某些区域，实现部分区域显示3D画面，部分区域显示2D画面的功能。
附图说明
图1a和图1b分别是现有液晶狭缝光栅的第一、二玻璃基板结构图。
图2a是现有的第一、二玻璃基板组立后的示意图。
图2b是图2a在3d显示模式下呈现出黑白相间条纹示意图。
图3是狭缝光栅自由立体显示原理图。
图4a和图4b分别是本发明液晶狭缝光栅的第一、二玻璃基板结构图。
图5是垂直方向液晶狭缝光栅局部区域3D显示效果图。
图6是特殊情况下的驱动选取示意图。
图7是能同时兼容2D与3D显示的水平方向液晶狭缝光栅。
图8是水平方向液晶狭缝光栅局部区域3D显示效果图。
具体实施方式
1). 能同时兼容2D与3D显示的垂直方向液晶狭缝光栅：图4a和图4b所示，为本发明能同时兼容2D与3D显示的垂直方向液晶狭缝光栅的部分结构示意图，其中100为液晶狭缝光栅的第二玻璃基板，200为液晶狭缝光栅的第一玻璃基板。其中，101为沉积在第二玻璃基板100上的整面导电玻璃ITO（铟锡氧化物）或者IZO（铟锌氧化物）等，201为制作在第一玻璃基板200表面的条形电极(ITO, IZO等)，202区域为非电极区。图4b中，第一玻璃基板200上的条形电极201被分为6个区域，分别为A，B，C，D，E，F，各个区域相互独立，但在每个区域之内所有电极都连接在一起。
图5形象地表示了垂直方向液晶狭缝光栅2D与3D同时显示的情况，由于各个区域相互独立，电压可以分开控制。假设第二玻璃基板100为某一参考电压，在第一玻璃基板200的区域A所有电极上施加另一个电压形成一定压差后，即可以在区域A出现黑白相间的条纹(有电极的区域为黑，无电极的区域为白)，于是可以在区域A实现3D显示；与此同时，在其他区域电极上施加的电压等于参考电压时，其他区域由于没有压差，不会出现黑白相间的条纹，依然呈现2D显示，于是2D与3D便同时呈现在同一屏幕的不同区域。
在某些特殊情况下，需要实现局部3D显示的区域可能与设置的独立区域不一致。如图6所示，假设对于某副图像需要实现3D显示的区域完全覆盖A与B区域，则只需要在A、B区域施加某一电压形成第一、第二玻璃基板200、100的压差便可以实现。假设某种情况下，需要3D显示的区域如图6中P1所示，覆盖了A与B的大部分区域，则依然可以在A、B区域施加某一电压形成第一、第二玻璃基板200、100的压差来实现，此时会牺牲少部分2D显示的区域，因为A与B区域的面积之和大于P1的面积，P1周边少量本应2D显示的区域被3D显示了。与此相反，假设某种情况下，需要3D显示的区域如图6中P2所示，覆盖了A的大部分区域和极少部分B区域，则可以只在A区域施加某一电压形成第一、第二玻璃基板200、100的压差来实现，此时会损失少部分3D显示的信息，因为A区域的面积小于P2的面积，原本应该在极少部分B区域显示的3D的图像却呈现了2D显示。当然，如果将狭缝光栅分成的区域越多，独立控制的单元也就越多，这种特殊情况下牺牲少量3D或者2D显示信息的情况就会越少。
2). 能同时兼容2D与3D显示的水平方向液晶狭缝光栅：如图7所示， 200为液晶狭缝光栅的第一玻璃基板。第一玻璃基板200被分为12个区域，分别为A，B，C，D，……，K，L。各个区域相互独立，但在每个区域之内所有电极都连接在一起。
图8形象的表示了水平方向液晶狭缝光栅2D与3D同时显示的情况，由于各个区域相互独立，电压可以分开控制。假设第二玻璃基板100为某一参考电压，在第一玻璃基板200的区域D所有电极上施加另一个电压形成一定压差后，即可以在区域D出现黑白相间的条纹(有电极的区域为黑，无电极的区域为白)，于是可以在区域D实现3D显示；与此同时，在其他区域电极上施加的电压等于参考电压时，其他区域由于没有压差，不会出现黑白相间的条纹，依然呈现2D显示，于是2D与3D便同时呈现在同一屏幕的不同区域。对于特殊情况下的驱动方式取舍，可以参照图6实现。
3). 除上述实现水平和垂直方向2D与3D同时显示外，为减小串扰和平衡色差等，也可以将电极按照一定角度倾斜放置。
事实上，第一玻璃基板200上的条形电极201可以划分为若干个大小相同或者不同的单元，形成M行x N列的矩阵结构。对于共计M x N个独立的矩阵，可以根据需要在其中任意多个区域实现2D和3D同时显示。
以上所述仅为本发明创造的较佳实施例而已，并不用以限制本发明创造，凡在本发明创造的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明创造的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种同时兼容2D与3D的液晶狭缝光栅，包括第一、第二玻璃基板，贴附在第一、第二玻璃基板外表面的上下偏光片，设置在第一玻璃基板内表面的第一电极以及设置在第二玻璃基板内表面的第二电极，还包括位于液晶狭缝光栅中心的液晶材料，其特征在于：第二电极为整面导电透明材料，第一电极划分为若干条形电极，且若干条形电极被分成若干个单元，各个单元相互独立，每个单元之内的所有电极都连接在一起。
2.如权利要求1所述的同时兼容2D与3D的液晶狭缝光栅，其特征在于：第一玻璃基板上的条形电极划分为若干个大小相同或者不同的单元，形成M行x N列的矩阵结构。
3.如权利要求1或2所述的同时兼容2D与3D的液晶狭缝光栅，其特征在于：第一玻璃基板上的条形电极为水平方向平行排列。
4.如权利要求1或2所述的同时兼容2D与3D的液晶狭缝光栅，其特征在于：第一玻璃基板上的条形电极为垂直方向平行排列。
5.如权利要求1或2所述的同时兼容2D与3D的液晶狭缝光栅，其特征在于：第一玻璃基板上的条形电极按照一定角度倾斜放置。
6.如权利要求1所述的同时兼容2D与3D的液晶狭缝光栅，其特征在于：该液晶狭缝光栅实现同时兼容2D与3D的控制方法为：设第二玻璃基板为某一参考电压，在第一玻璃基板的需要显示3D的单元的所有电极上施加另一个电压形成一定压差，即在该单元实现3D显示；与此同时，在其他单元的电极上施加的电压等于参考电压时，其他单元由于没有压差，依然呈现2D显示。
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