CN114488373A - 一种光栅调节装置、3d显示装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种光栅调节装置、3D显示装置及其控制方法，涉及显示技术领域，该光栅调节装置能够减少在移动过程中出现的串扰现象，从而提高用户体验和产品品质。该光栅调节装置应用于3D显示装置，所述光栅调节装置包括沿第一方向排布的多个光栅单元；所述光栅单元被配置为：在所述光栅调节装置加电的情况下，所述光栅单元能够形成透光单元和遮光单元，且所述光栅单元的开口率能够根据观看距离进行调整。

Description

一种光栅调节装置、3D显示装置及其控制方法

技术领域

本申请涉及显示技术领域，尤其涉及一种光栅调节装置、3D显示装置及其控制方法。

背景技术

随着科技发展和技术进步，3D(三维)显示技术已成为热门研究领域。现有的3D显示装置，大多需要用户佩戴3D眼镜才能观看，非常麻烦，用户体验差。因此，不用配戴3D眼镜就可以达到3D显示效果的裸眼3D显示装置受到关注。

目前裸眼3D显示装置在使用过程中，用户稍微移动，就会出现串扰现象，从而使得用户出现恶心眩晕等不良体验。

发明内容

本发明的实施例提供一种光栅调节装置、3D显示装置及其控制方法，该光栅调节装置能够减少在移动过程中出现的串扰现象，从而提高用户体验和产品品质。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

一方面，提供了一种光栅调节装置、3D显示装置及其控制方法，该光栅调节装置应用于3D显示装置，所述光栅调节装置包括沿第一方向排布的多个光栅单元；

所述光栅单元被配置为：在所述光栅调节装置加电的情况下，所述光栅单元能够形成透光单元和遮光单元，且所述光栅单元的开口率能够根据观看距离进行调整。

可选的，所述3D显示装置包括显示面板，所述显示面板包括阵列排布的多个像素单元；

在所述观看距离小于初始观看距离的情况下，所述光栅单元调整后的开口率

其中，ARn为所述光栅单元调整后的开口率，P为所述显示面板中单一像素单元沿所述第一方向的宽度，L为瞳孔间距，S为所述初始观看距离，Sn为调整后的观看距离。

可选的，所述3D显示装置包括显示面板，所述显示面板包括阵列排布的多个像素单元；

在所述观看距离大于初始观看距离的情况下，所述光栅单元调整后的开口率

其中，ARn为所述光栅单元调整后的开口率，S为所述初始观看距离，Sn为调整后的观看距离。

可选的，所述3D显示装置包括显示面板和背光调节模块；所述显示面板包括背光模组；

所述背光调节模块被配置为：在所述光栅单元的开口率进行调整的情况下，调整所述背光模组的背光亮度。

可选的，在所述观看距离小于初始观看距离的情况下，所述背光模组调整后的背光亮度

其中，Kn为调整后的背光亮度，K为初始背光亮度，L为瞳孔间距，Sn为调整后的观看距离，P为所述显示面板中单一像素单元沿所述第一方向的宽度，S为初始观看距离。

可选的，在所述观看距离大于初始观看距离的情况下，所述背光模组调整后的背光亮度

其中，Kn为调整后的背光亮度，K为初始背光亮度，Sn为调整后的观看距离，S为初始观看距离。

可选的，所述光栅调节装置包括第一电极层、第二电极层以及相对设置的第一衬底和第二衬底，所述第一电极层设置在所述第一衬底靠近所述第二衬底的一侧，所述第二电极层设置在所述第二衬底靠近所述第一衬底的一侧；

所述第一电极层包括叠层设置的第一子电极层和第二子电极层，所述第一子电极层包括沿所述第一方向排布的多个第一子电极，所述第二子电极层包括沿所述第一方向排布的多个第二子电极，所述第一子电极在所述第一衬底上的正投影与所述第二子电极在所述第一衬底上的正投影交替设置；

所述光栅调节装置还包括多条第一驱动线和多条第二驱动线；所述光栅单元包括多个所述第一子电极和多个所述第二子电极；各所述第一子电极与不同的所述第一驱动线电连接，各所述第二子电极与不同的所述第二驱动线电连接。

可选的，所述光栅调节装置还包括至少一个驱动单元；所述第一驱动线和所述第二驱动线至少与一个所述驱动单元电连接。

可选的，所述光栅调节装置还包括光栅区、以及与所述光栅区相连的非光栅区；

所述第一电极层和第二电极层设置在所述光栅区，多条所述第一驱动线和多条所述第二驱动线设置在所述非光栅区。

另一方面，提供了一种3D显示装置，包括：显示面板和上述的光栅调节装置；所述光栅调节装置与所述显示面板相对设置。

可选的，所述3D显示装置包括眼球追踪模块，所述眼球追踪模块被配置为获取观看距离。

再一方面，提供了一种上述的3D显示装置的控制方法，所述3D显示装置包括光栅调节装置和眼球追踪模块；所述光栅调节装置包括沿第一方向排布的多个光栅单元；

所述控制方法包括：

所述眼球追踪模块获取观看距离；

所述光栅单元根据所述观看距离调整开口率。

可选的，所述3D显示装置还包括显示面板和背光调节模块；所述显示面板包括背光模组；

所述在所述光栅单元根据所述观看距离调整开口率之后，所述控制方法还包括：

所述背光调节模块根据所述开口率调整背光亮度，并根据所述背光亮度控制所述背光模组。

本发明的实施例提供了一种光栅调节装置，该光栅调节装置应用于3D显示装置，光栅调节装置包括沿第一方向排布的多个光栅单元；光栅单元被配置为：在光栅调节装置加电的情况下，光栅单元能够形成透光单元和遮光单元，且光栅单元的开口率能够根据观看距离进行调整。本申请在用户移动过程中，可以实时调整各光栅单元形成的透光单元和遮光单元的尺寸，从而尽可能地匹配移动后的视点位置，进而减小在移动过程中出现的串扰现象，提高用户体验和产品品质。

上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本申请的具体实施方式。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种3D显示装置的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种光栅调节装置的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的一种光栅单元的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的一种实现3D显示的原理图；

图5中，a图为不发生串扰时的原理图，b图为观看距离减小后的原理图，c图为观看距离增大后的原理图；

图6为本申请实施例提供的一种人眼靠近显示面板时实现3D显示的原理图；

图7为本申请实施例提供的一种人眼远离显示面板时实现3D显示的原理图；

图8为本申请实施例提供的一种显示面板的BM与光栅调节装置的遮光单元中心线重合的结构示意图；

图9和图10为本申请实施例提供的两种第一子电极和第二子电极的结构示意图。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅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做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。

在本发明的实施例中，采用“第一”、“第二”等字样对功能和作用基本相同的相同项或相似项进行区分，仅为了清楚描述本发明实施例的技术方案，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。

在本发明的实施例中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明的实施例中，术语“上”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

本发明实施例提供了一种光栅调节装置，应用于3D显示装置，参考图1所示，该光栅调节装置100包括沿第一方向(图2所示的OA方向)排布的多个光栅单元20。

参考图3所示，光栅单元20被配置为：在光栅调节装置100加电的情况下，光栅单元20能够形成透光单元21和遮光单元22，且光栅单元20的开口率能够根据观看距离进行调整。

上述光栅调节装置可以包括液晶光栅调节装置，其类型可以是TN(TwistedNematic，扭曲向列)型液晶光栅调节装置。在光栅调节装置为TN型液晶光栅调节装置的情况下，可以通过改变位于TN型液晶光栅调节装置中上、下电极层之间的液晶层的液晶分子的扭转情况，以改变光线经过光栅调节装置后的出光量，从而形成透光单元和遮光单元。

在光栅调节装置加电的情况下，参考图3所示，上述光栅单元20能够形成透光单元21和遮光单元22，透光单元可以透过光线(相当于光栅单元的开口)，遮光单元不能透光；多个光栅单元配合，最终形成具有多个开口的光栅。光栅单元的开口率为透光单元的面积/(透光单元的面积+遮光单元的面积)。

上述光栅调节装置应用于3D显示装置中，参考图1所示，3D显示装置包括显示面板200和光栅调节装置100，光栅调节装置100与显示面板200相对设置。光栅调节装置可以设置在显示面板的出光侧，此时，该光栅调节装置可称为前置光栅；或者，如图1所示，光栅调节装置100可以设置在显示面板200的背光侧，此时，该光栅调节装置可称为后置光栅，这里不做限定。

下面以光栅调节装置设置在显示面板的背光侧为例，说明实现3D显示的原理。参考图4所示，用户的左眼和右眼位置分别标记为视点1和视点2(即视点数n为2)，两眼之间的距离为瞳孔间距L，初始观看距离(即眼睛与显示面板之间的距离)标记为S，显示面板200与光栅调节装置100之间的距离为放置高度h，显示面板200中单一像素单元沿第一方向(OA方向)的宽度为P，光栅调节装置100中光栅单元20沿第一方向(OA方向)的宽度为C(又称为Pitch C)，其中透光单元21沿第一方向(OA方向)的宽度为a，遮光单元22沿第一方向(OA方向)的宽度为C-a。需要说明的是，显示面板包括阵列排布的多个像素单元，像素单元可以包括多个子像素，例如：红色(R)子像素、绿色(G)子像素或者蓝色(B)子像素。

图4中，通过控制光栅单元的开口尺寸和开口位置，从而使得视点1观看显示面板的第一显示区A1时，对应透光单元21，而视点2观看显示面板的第一显示区A1时，对应遮光单元22，即在同一观察时刻，视点1能够看到第一显示区A1，而视点2无法看到第一显示区A1。同理，还可以通过控制光栅单元的开口尺寸和开口位置，使得在同一观察时刻，视点2能够看到第二显示区A2，而视点1无法看到第二显示区A2。这样，视点1看到的第一显示区A1的图像与视点2看到的第二显示区A2的图像可以产生视差，从而形成立体视觉，实现3D显示。

参考图4所示，根据三角形的几何关系可以得到：

h/(h+S)＝P/L (1)

C/nP＝(S+h)/S (2)

a/P＝(S+h)/S (3)

通过公式(1)、(2)、(3)，可以得到C＝nPL/(L-P)(4)、h＝SP/(L-P)(5)、a/C＝1/n(6)，视点数n可以取2，光栅调节装置中光栅单元沿第一方向的宽度C和放置高度h可以分别参考公式(4)和(5)确定。公式(6)中，视点数n取2时，光栅单元中，透光单元沿第一方向的宽度与遮光单元沿第一方向的宽度相同。

以10.95英寸的3D显示装置为例，像素宽度P＝92.13um，瞳孔间距L＝65mm，观察距离S＝450mm都为定值，从而可以计算出光栅调节装置Pitch C＝184.52um，放置高度h＝0.958mm。从图4中还可以得出：

所以a＝C-a，即在初始观看距离(最佳观看距离)处观看时，光栅单元的开口率为a/C＝50％，即左右水平移动时，理论最大串扰约为5％，符合预期值。

在3D显示装置实际使用中，引起串扰的情况有多种。

一种情况为观看距离发生变化引起的串扰。参考图5所示，a图为最佳观看距离的视线图，在该情况下，不发生串扰，其中，视点1(左眼)能够看到第一显示区A1，右眼能够看到第二显示区A2。b图为观看距离变近时的视线图，观看距离变近后，若光栅调节装置结构保持不变，视点1(左眼)可以看到第一显示区A1和第一显示区A1左侧的部分其它显示区，视点2(右眼)可以看到第二显示区A2和第二显示区A2右侧的部分其它显示区，从而形成串扰。C图为观看距离变远时的视线图，观看距离变远后，若光栅调节装置结构保持不变，视点1(左眼)可以看到全部第一显示区A1、第一显示区A1左侧的部分其它显示区、以及部分第二显示区A2，视点2(右眼)可以看到全部第二显示区A2、第二显示区A2右侧的部分其它显示区、以及部分第一显示区A1，从而形成串扰。即观看距离发生变化(包括变远或者变近)，其能够观看的显示区的情况发生变化，从而出现串扰现象，引起用户恶心眩晕等不良体验。

为了解决该问题，可以根据视点的移动情况，控制光栅调节装置中光栅单元的开口率，从而匹配移动后的视点。本发明提供的实施例中，光栅单元被配置为：在光栅调节装置加电的情况下，光栅单元的开口率能够根据观看距离进行调整。从而使得透光单元的部分转换成遮光单元，从而增大了遮光单元的面积，使得光栅单元的开口率变小。参考图5所示，部分透光单元转换成遮光单元，调整后的光栅单元的开口变小；调整后，视点1仅能看到第一显示区，视点2仅能看到第二显示区，从而尽可能保证在视点移动后，观看效果一致，从而减轻串扰现象。即本申请在用户移动过程中，可以实时调整各光栅单元形成的透光单元和遮光单元的尺寸，从而尽可能地匹配移动后的视点位置，进而减小在移动过程中出现的串扰现象，提高用户体验和产品品质。

可选的，参考图1所示，3D显示装置包括显示面板200，显示面板200包括阵列排布的多个像素单元。

在观看距离小于初始观看距离的情况下，光栅单元调整后的开口率

其中，ARn为光栅单元调整后的开口率，P为显示面板中单一像素单元沿第一方向的宽度，L为瞳孔间距，S为初始观看距离，Sn为调整后的观看距离。从而可以在用户靠近显示面板时，根据观看距离调整开口率。

上述显示面板可以是LCD(Liquid Crystal Display，液晶显示面板)，这里对显示面板的具体类型不做限定。

上述初始观看距离即眼睛与显示面板之间的距离，且在该初始观看距离下，能够很好的实现3D显示，因此该初始观看距离也称为最佳观看距离。

下面参考图6所示，具体说明在观看距离小于初始观看距离的情况下，光栅单元调整后的开口率如何得到。

由

和

可以得到，

又由△Yn＝Yn-Y得到，An和ARn的计算公式为：

其中，X为初始观看距离下沿第一方向(OA方向)视点1和与其对应的像素单元间的距离，Y为初始观看距离下沿第一方向(OA方向)视点1和与其对应的遮光单元间的距离，Yn为调整后的观看距离下沿第一方向视点1和与其对应的遮光单元间的距离，h为显示面板200与光栅调节装置100之间的距离为放置高度h，a为透光单元沿第一方向(OA方向)的宽度。图6中的△Yn＝Y-Yn。

可选的，参考图1所示，3D显示装置包括显示面板200，显示面板200包括阵列排布的多个像素单元。

在观看距离大于初始观看距离的情况下，光栅单元调整后的开口率

其中，ARn为光栅单元调整后的开口率，S为初始观看距离，Sn为调整后的观看距离。从而可以在用户靠近显示面板时，根据观看距离调整开口率。

下面参考图7所示，具体说明在观看距离大于初始观看距离的情况下，光栅单元调整后的开口率如何得到。

由

和

可以得到，

又由于△Yn＝Yn-Y，所以

其中，X为初始观看距离下沿第一方向(OA方向)视点1和与其对应的像素单元间的距离，Y为初始观看距离下沿第一方向(OA方向)视点1和与其对应的遮光单元间的距离，Yn为调整后的观看距离下沿第一方向视点1和与其对应的遮光单元间的距离，h为显示面板200与光栅调节装置100之间的距离为放置高度h，a为透光单元沿第一方向(OA方向)的宽度。图7中的△Yn＝Y-Yn。

可选的，3D显示装置包括显示面板和背光调节模块；显示面板包括背光模组；背光调节模块被配置为：在光栅单元的开口率进行调整的情况下，调整背光模组的背光亮度。从而可以使得调整开口率时的背光亮度与开口率未调整时的背光亮度一致。

这里对于上述背光模组的结构不做具体限定。示例的，该背光模组可以包括侧入式背光结构；或者，该背光模组可以包括直下式背光结构。

这里对于上述背光调节模块的结构、位置等均不做具体限定。示例的，上述背光调节模块可以与Tcon(Timer Control Register，中心控制板)集成。

参考图5所示，a图中用户与显示面板之间为初始观看距离(最佳观看距离)S，此时光栅单元的开口率最大。当用户如图b靠近显示面板时、或如图c远离显示面板时，为解决串扰，光栅单元的开口率均减小，此时与图a中显示面板的亮度相比，图b和图c中显示面板的亮度均会降低，影响观看效果。因此，在光栅单元的开口率降低的同时，需要相应的提升背光亮度，保持显示面板的亮度基本不变，从而提升观看体验。

可选的，在观看距离小于初始观看距离的情况下，背光模组调整后的背光亮度

其中，Kn为调整后的背光亮度，K为初始背光亮度，L为瞳孔间距，Sn为调整后的观看距离，P为显示面板中单一像素单元沿第一方向的宽度，S为初始观看距离。从而可以在用户靠近显示面板时，根据开口率调整背光亮度。

下面具体说明在观看距离小于初始观看距离的情况下，调整后的背光亮度如何得到。

其中，ARn为光栅单元调整后的开口率。

可选的，在观看距离大于初始观看距离的情况下，背光模组调整后的背光亮度

其中，Kn为调整后的背光亮度，K为初始背光亮度，Sn为调整后的观看距离，S为初始观看距离。从而可以在用户远离显示面板时，根据开口率调整背光亮度。

下面具体说明在观看距离大于初始观看距离的情况下，调整后的背光亮度如何得到。

其中，ARn为光栅单元调整后的开口率。

可选的，参考图1所示，光栅调节装置100包括第一电极层3、第二电极层4以及相对设置的第一衬底1和第二衬底2，第一电极层3设置在第一衬底1靠近第二衬底2的一侧，第二电极层4设置在第二衬底2靠近第一衬底1的一侧。

参考图1所示，第一电极层3包括叠层设置的第一子电极层31和第二子电极层32，参考图1和图2所示，第一子电极层31包括沿第一方向排布的多个第一子电极33，第二子电极层32包括沿第一方向(图2中的OA方向)排布的多个第二子电极34，第一子电极33在第一衬底1上的正投影与第二子电极32在第一衬底1上的正投影交替设置。

参考图2所示，光栅调节装置还包括多条第一驱动线41和多条第二驱动线42；光栅单元20包括多个第一子电极33和多个第二子电极34；各第一子电极33与不同的第一驱动线41电连接，各第二子电极34与不同的第二驱动线42电连接。

裸眼3D技术主要分为两大类：重现双目视差技术和原始光场技术。其中，重现双目视差技术的主要原理为：使用户的左眼和右眼分别接收有视差的两种图像，两种图像在用户大脑中合成3D图像。基于此，可以通过在显示面板上做一些处理，将存在视差的图像分别映射到用户的左眼和右眼，从而产生3D图像。电子光栅是其中一种重现双目视差裸眼3D技术，参考图1所示，该技术采用2D显示面板搭配TN型液晶光栅调节装置实现3D效果，其中，TN型液晶光栅调节装置采用双层电极(即第一电极层和第二电极层)，通过第一电极层和第二电极层之间产生电场驱动液晶偏转，以控制不同区域透光或者不透光，从而实现用户左眼和右眼分别接收不同图像，实现3D显示效果。在此基础上，参考图8所示，在用户视点处于初始观看距离(最佳观看距离)时，显示面板上黑矩阵(BM)的中心与TN型液晶光栅调节装置的遮光单元的中心重合。其中，L为遮光单元和BM的中心线。

上述第二电极层可以如图1所示包括整面设置的第三子电极；在通电的情况下，第一子电极和第二子电极分别与第三子电极形成电场，从而改变位于第一电极层和第二电极层之间的液晶层的液晶分子的扭转情况，进而改变光线经过光栅调节装置后的出光量，从而形成透光单元和遮光单元。

上述第一电极层中，第一子电极层31可以如图1所示设置在第二子电极层32靠近第一衬底1的一侧，或者，第一子电极层可以设置在第二子电极层远离第一衬底的一侧，这里不做限定。

上述第一子电极沿第一方向的宽度、第二子电极沿第一方向的宽度不做限定，具体可以根据显示面板的尺寸等情况选择。示例的，光栅调节装置应用在10.95英寸的3D显示装置中，光栅单元可以如图9和图10所示，包括20个第一子电极(图9和图10分别标记为S2、S4、S6……S40)和20个第二子电极(图9和图10分别标记为S1、S3、S5……S39)，

上述第一子电极在第一衬底上的正投影与第二子电极在第一衬底上的正投影交替设置，第一子电极在第一衬底上的正投影与第二子电极在第一衬底上的正投影可以部分交叠，或者不交叠，这里不做限定。由于相关工艺的限制，第一子电极的边界与第二子电极的边界沿垂直于第一衬底方向存在部分交叠，则第一子电极在第一衬底上的正投影与第二子电极在第一衬底上的正投影部分交叠。

以第一子电极层如图1所示设置在第二子电极层靠近第一衬底的一侧为例进行说明，第一子电极中与第二子电极沿垂直于第一衬底方向交叠的部分(例如图10中标记为S2的第一子电极的标黑部分ss)为无效电极，被第二子电极屏蔽，对液晶不起作用；第一子电极中与第二子电极沿垂直于第一衬底方向不交叠的部分为有效电极，能够控制液晶旋转；第二子电极相比第一子电极靠近液晶层，不会受到第一子电极的影响，因此，第二子电极的全部均为有效电极，能够控制液晶旋转。图10中，为了避免第一子电极和第二子电极相互影响，该光栅调节装置还可以包括绝缘层30。

当然，若第一子电极层设置在第二子电极层远离第一衬底的一侧，此时，第一子电极相比第二子电极靠近液晶层，第一子电极的全部均为有效电极，能够控制液晶旋转；第二子电极中与第一子电极沿垂直于第一衬底方向交叠的部分为无效电极，被第一子电极屏蔽，对液晶不起作用；第二子电极中与第一子电极沿垂直于第一衬底方向不交叠的部分为有效电极，能够控制液晶旋转。

第一子电极和第二子电极的形状不做限定，示例的，第一子电极和第二子电极的形状可以包括如图2所示的条状，其横截面的形状可以包括长方形、正方形、正梯形或者倒梯形等等。图1、图9和图10以第一子电极和第二子电极的横截面为长方形为例进行绘示。

可选的，为了向第一驱动线和第二驱动线提供驱动信号，光栅调节装置还包括至少一个驱动单元；第一驱动线和第二驱动线至少与一个驱动单元电连接。

这里对于驱动单元的具体数量不做限定，示例的，可以如图2所示包括一个驱动单元5，或者，可以包括多个驱动单元。该驱动单元可以包括驱动芯片(IC)，该驱动芯片可以与第一驱动线和第二驱动线直接相连，从而提供驱动电压信号。参考图1所示，光栅调节装置还包括FPC(Flexible Printed Circuit，柔性印刷电路板)6，驱动单元5可以绑定在FPC6上。

上述各组第一驱动线可以如图2所示均与一个驱动单元电连接，或者，各组第一驱动线可以分成两部分，一部分与一个驱动单元电连接，另一部分与另一个驱动单元电连接，这里不做限定。同理，上述各组第二驱动线可以如图2所示均与一个驱动单元电连接，或者，各组第二驱动线可以分成两部分，一部分与一个驱动单元电连接，另一部分与另一个驱动单元电连接，这里不做限定。

可选的，参考图2所示，光栅调节装置还包括光栅区G1、以及与光栅区G1相连的非光栅区G2；第一电极层(包括第一子电极33)和第二电极层(包括第二子电极34)设置在光栅区G1，多条第一驱动线33和多条第二驱动线34设置在非光栅区G2。

当然，上述第一驱动线和第二驱动线也可以设置在光栅区；但是若第一驱动线和第二驱动线设置在光栅区，有可能会形成亮度摩尔纹，从而影响光栅单元，因此，可以选择第一驱动线和第二驱动线设置在非光栅区。

为了减少走线设置，简化工艺，第一子电极的一端延伸至非光栅区、且与对应的第一驱动线相连；第二子电极的一端延伸至非光栅区、且与对应的第二驱动线相连，这样无需额外设置引线，即可实现第一子电极和第一驱动线电连接，第二子电极和第二驱动线电连接，简单易实现。

可选的，为了提高光栅调节装置的出光量，第一子电极和第二子电极的材料包括透明导电材料，示例的，该透明导电材料可以包括氧化铟锡(Indium Tin Oxide，ITO)。

可选的，参考图2所示，第一子电极和第二子电极包括条状电极。该条状电极的横截面的形状可以包括长方形、正方形、正梯形或者倒梯形等等。

本发明实施例还提供了一种3D显示装置，参考图1所示，包括：显示面板200和上述的光栅调节装置100；光栅调节装置100与显示面板200相对设置。

光栅调节装置可以设置在显示面板的出光侧，此时，该光栅调节装置可称为前置光栅；或者，如图1所示，光栅调节装置100可以设置在显示面板200的背光侧，此时，该光栅调节装置可称为后置光栅，这里不做限定。

该显示面板的类型不做限定，其类型可以是TN(Twisted Nematic，扭曲向列)型、VA(VerticalAlignment，垂直取向)型、IPS(In-Plane Switching，平面转换)型或ADS(Advanced Super Dimension Switch，高级超维场转换)型等液晶显示面板，这里不做限定。另外，若该显示面板为液晶显示面板，则该3D显示装置还可以包括背光模组，以提供背光。在光栅调节装置设置在显示面板的背光侧的情况下，该背光模组可以设置在光栅调节装置的背光侧。当然，在光栅调节装置设置在显示面板的出光侧的情况下，该背光模组可以设置在显示面板的背光侧。

该3D显示装置能够大幅减小在移动过程中出现的串扰现象，从而大幅提高用户体验和产品品质。

可选的，为了实时追踪眼球的移动情况，3D显示装置包括眼球追踪模块，眼球追踪模块被配置为获取观看距离。

上述眼球追踪模块可以包括摄像头，光栅调节装置可以根据眼球追踪模块的拍摄信息，并根据相关眼球追踪技术，从而解析出眼球位置等信息，从而根据眼球位置等信息获取观看距离，并实时调整光栅单元的开口率，从而尽可能地匹配移动后的视点位置，进而减小在移动过程中出现的串扰现象，提高用户体验和产品品质。

使用光栅调节装置形成3D显示装置，其优点在于能够实现2D显示和3D显示之间的自由切换，且在2D显示时，光栅调节装置关闭，对2D显示透过率影响较小。

但是，该3D显示装置的分辨率下降，透过率降低，3D显示的视角小。为了解决3D显示视角小的问题，利用人眼识别追踪技术加以改善，是通过增设人眼追踪装置，用于在3D显示模式下实时获取观看者用户当前眼球在显示面板前方的位置信息，并根据该位置信息调整光栅调节装置中光栅单元的开口位置，以使得用户够观看到3D图像，即人眼追踪能够大幅提升3D视角。以10.95英寸的3D显示装置为例，不设置人眼追踪装置，单眼的3D视角只有1.7°(串扰＜10％)；增设人眼追踪装置后，单眼3D视角90°(串扰＜10％)。

本发明实施例在此基础上，还使得眼球追踪模块能够获取观看距离，从而可以在大幅提升3D视角的同时，还使得用户远近移动时实时调整各光栅单元形成的透光单元和遮光单元的尺寸，从而尽可能地匹配移动后的视点位置，进而减小在移动过程中出现的串扰现象，提高用户体验和产品品质。

可选的，显示面板包括触控显示面板，如图1所示，光栅调节装置100设置在显示面板200的背光侧；这样可以避免光栅调节装置对于触控效果的影响，从而提升触控品质。

该触控显示面板可以采用TDDI(触控和显示集成)触控技术，这里对于触控结构不做限定，具体可以根据相关技术获得。

可选的，为了实现3D显示效果，参考图1所示，光栅调节装置100包括光栅区G1、以及与光栅区G1相连的非光栅区G2；显示面板200包括显示区AA、以及与显示区AA相连的非显示区BB；其中，显示区AA覆盖光栅区G1，非显示区BB覆盖非光栅区G2。

上述显示面板的显示区用于设置像素，以实现显示；非显示区用于设置驱动电路等。

可选的，为了简化工艺，参考图1所示，光栅调节装置100包括相对设置的第一衬底1和第二衬底2，显示面板200包括相对设置的第三衬底9和第四衬底10；第二衬底2与第三衬底贴合，示例的，可以采用图1所示的双面胶带13贴合。另外，为了避免外界杂散光的影响，参考图1所示，光栅调节装置100的第一衬底1的外侧还可设置第一偏光层16。若显示面板为液晶显示面板，则参考图1所示，该显示面板还可以包括第二偏光层11和第三偏光层12，其中，第二偏光层11设置在第三衬底9靠近第二衬底2的一侧，第三偏光层12设置在第四衬底10远离第三衬底9的一侧。

当然，如图1所示，上述显示面板还可以包括彩膜层17、第一封框胶15、驱动芯片7和电路板8等结构；光栅调节装置还可以包括第二封框胶14、绝缘层30等结构。这里仅介绍与发明点相关的内容，其余结构可以参考相关技术获得。

本发明实施例又提供了一种上述的3D显示装置的控制方法。

上述的3D显示装置包括光栅调节装置和眼球追踪模块；光栅调节装置包括沿第一方向排布的多个光栅单元。

该控制方法包括：

S1、眼球追踪模块获取观看距离。

这里对于上述眼球追踪模块的类型、结构、位置等均不做具体限定。示例的，眼球追踪模块可以与Tcon(Timer Control Register，中心控制板)集成；眼球追踪模块可以包括红外摄像头。

S2、光栅单元根据观看距离调整开口率。

下面具体说明如何根据观看距离调整开口率。

根据理论得到的光栅单元调整后的开口率ARn，计算出第一电极层和第二电极层中电极所需要的电压值，然后分别施加相应电压到对应的电极上，以调节出所需要的ARn。

设定光栅调节装置的一个光栅Pitch C内有n(n为偶数)个电极，各电极的宽度为t，则C＝n*t，开启3D显示模式，用户眼球处于初始观看距离(最佳观看距离)处，光栅开口率为50％。此时，第一电极层中n/2的电极施加和第二电极层相同的电压，这部分液晶不偏转，形成透光单元；第一电极层中其余n/2的电极施加和第二电极层不同的电压(该电压需要大于或等于使得液晶偏转到最大的最小电压)，这部分液晶偏转，形成遮光单元。

进一步的，由红外摄像头追踪捕捉人眼位置，得出调整后的光栅开口率大小ARn；根据ARn计算出透光单元沿第一方向的宽度a＝C*ARn。由于相应开口位置内的第一电极层中电极的数量m＝a/t，第一电极层中电极的宽度受限于设备工艺等的影响，不能无限减小，则实际第一电极层中电极的数量需要取整[m]，然后给这[m]个电极施加和第二电极层相同的电压，这部分液晶不偏转，形成透光单元；给n-[m]个电极施加和第二电极层不同的电压(该电压需要大于或等于使得液晶偏转到最大的最小电压)，这部分液晶偏转，形成遮光单元，得到最终的光栅开口率ARn’＝[m]*t/C。

可选的，3D显示装置还包括显示面板和背光调节模块；显示面板包括背光模组。

在S2、光栅单元根据观看距离调整开口率之后，该控制方法还包括：

S3、背光调节模块根据开口率调整背光亮度，并根据背光亮度控制背光模组。

这里对于上述背光模组的结构不做具体限定。示例的，该背光模组可以包括侧入式背光结构；或者，该背光模组可以包括直下式背光结构。

这里对于上述背光调节模块的结构、位置等均不做具体限定。示例的，上述背光调节模块可以与Tcon(Timer Control Register，中心控制板)集成。

下面具体说明如何根据开口率调整背光亮度。

根据ARn’计算出相应的背光亮度K’，3D显示装置还设置有可变电阻装置，通过调节可变电阻装置内可变电阻的电阻值，控制背光电流或者电压的大小，从而得到所需的背光亮度。

本文中所称的“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或者特性包括在本申请的至少一个实施例中。

在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本申请的实施例可以在没有这些具体细节的情况下被实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，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申请各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (13)

1.一种光栅调节装置，其特征在于，应用于3D显示装置，所述光栅调节装置包括沿第一方向排布的多个光栅单元；

所述光栅单元被配置为：在所述光栅调节装置加电的情况下，所述光栅单元能够形成透光单元和遮光单元，且所述光栅单元的开口率能够根据观看距离进行调整。

2.根据权利要求1所述的光栅调节装置，其特征在于，所述3D显示装置包括显示面板，所述显示面板包括阵列排布的多个像素单元；

在所述观看距离小于初始观看距离的情况下，所述光栅单元调整后的开口率

其中，ARn为所述光栅单元调整后的开口率，P为所述显示面板中单一像素单元沿所述第一方向的宽度，L为瞳孔间距，S为所述初始观看距离，Sn为调整后的观看距离。

3.根据权利要求1所述的光栅调节装置，其特征在于，所述3D显示装置包括显示面板，所述显示面板包括阵列排布的多个像素单元；

在所述观看距离大于初始观看距离的情况下，所述光栅单元调整后的开口率

其中，ARn为所述光栅单元调整后的开口率，S为所述初始观看距离，Sn为调整后的观看距离。

4.根据权利要求1所述的光栅调节装置，其特征在于，所述3D显示装置包括显示面板和背光调节模块；所述显示面板包括背光模组；

所述背光调节模块被配置为：在所述光栅单元的开口率进行调整的情况下，调整所述背光模组的背光亮度。

5.根据权利要求4所述的光栅调节装置，其特征在于，在所述观看距离小于初始观看距离的情况下，所述背光模组调整后的背光亮度

其中，Kn为调整后的背光亮度，K为初始背光亮度，L为瞳孔间距，Sn为调整后的观看距离，P为所述显示面板中单一像素单元沿所述第一方向的宽度，S为初始观看距离。

6.根据权利要求4所述的光栅调节装置，其特征在于，在所述观看距离大于初始观看距离的情况下，所述背光模组调整后的背光亮度

其中，Kn为调整后的背光亮度，K为初始背光亮度，Sn为调整后的观看距离，S为初始观看距离。

7.根据权利要求1所述的光栅调节装置，其特征在于，所述光栅调节装置包括第一电极层、第二电极层以及相对设置的第一衬底和第二衬底，所述第一电极层设置在所述第一衬底靠近所述第二衬底的一侧，所述第二电极层设置在所述第二衬底靠近所述第一衬底的一侧；

所述第一电极层包括叠层设置的第一子电极层和第二子电极层，所述第一子电极层包括沿所述第一方向排布的多个第一子电极，所述第二子电极层包括沿所述第一方向排布的多个第二子电极，所述第一子电极在所述第一衬底上的正投影与所述第二子电极在所述第一衬底上的正投影交替设置；

所述光栅调节装置还包括多条第一驱动线和多条第二驱动线；所述光栅单元包括多个所述第一子电极和多个所述第二子电极；各所述第一子电极与不同的所述第一驱动线电连接，各所述第二子电极与不同的所述第二驱动线电连接。

8.根据权利要求7所述的光栅调节装置，其特征在于，所述光栅调节装置还包括至少一个驱动单元；所述第一驱动线和所述第二驱动线至少与一个所述驱动单元电连接。

9.根据权利要求8所述的光栅调节装置，其特征在于，所述光栅调节装置还包括光栅区、以及与所述光栅区相连的非光栅区；

所述第一电极层和第二电极层设置在所述光栅区，多条所述第一驱动线和多条所述第二驱动线设置在所述非光栅区。

10.一种3D显示装置，包括显示面板和权利要求1-9任一项所述的光栅调节装置；所述光栅调节装置与所述显示面板相对设置。

11.根据权利要求10所述的3D显示装置，其特征在于，所述3D显示装置包括眼球追踪模块，所述眼球追踪模块被配置为获取观看距离。

12.一种如权利要求10或11所述的3D显示装置的控制方法，其特征在于，所述3D显示装置包括光栅调节装置和眼球追踪模块；所述光栅调节装置包括沿第一方向排布的多个光栅单元；

所述控制方法包括：

所述眼球追踪模块获取观看距离；

所述光栅单元根据所述观看距离调整开口率。

13.根据权利要求12所述的3D显示装置的控制方法，其特征在于，所述3D显示装置还包括显示面板和背光调节模块；所述显示面板包括背光模组；

所述在所述光栅单元根据所述观看距离调整开口率之后，所述控制方法还包括：

所述背光调节模块根据所述开口率调整背光亮度，并根据所述背光亮度控制所述背光模组。

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