專利名稱：一種全分辨率立體顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及顯示領(lǐng)域，尤其涉及一種全分辨率立體顯示裝置。
背景技術(shù)：
隨著顯示技術(shù)的發(fā)展，立體顯示裝置的應(yīng)用也越來越廣泛。立體顯示裝 置通過光柵和其它光學(xué)組件，將平面顯示器顯示的具有視差的兩幅圖像分別 提供給觀看者的左眼和右眼，然后觀看者的大腦可將這兩幅視差圖像合成而 感知到三維圖像。
圖1所示為現(xiàn)有的狹縫光柵立體顯示裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。該立體顯示裝
置包括用于提供圖像光的顯示面板11和位于顯示面板11的顯示面之前的 狹縫光柵12。所述顯示面板11的奇數(shù)列和偶數(shù)列分別顯示右眼圖像和左眼 圖像，所述狹縫光柵12將顯示面板11顯示的左、右眼圖像分別提供給觀看 者的左、右眼。具體地，當(dāng)所述顯示面板11具有2n個(gè)像素列時(shí)，預(yù)先將兩 幅具有視差的左眼圖像和右眼圖像分別沿水平方向平均分割成n份左眼子 圖像和n份右眼子圖像，然后所述顯示面板11的n個(gè)奇像素列分別用于顯 示n份右眼子圖像，n個(gè)偶像素列分別用于顯示n份左眼子圖像。所述狹縫 光柵12將n個(gè)左眼子圖像的圖像光同時(shí)導(dǎo)向給觀看者的左眼L,并將n個(gè) 右眼子圖像的圖像光同時(shí)導(dǎo)向給觀看者的右眼R。這樣，觀看者即可看到分 辨率為所述顯示面板11的分辨率一半的三維圖像?？梢?，現(xiàn)有的狹縫光棚-立體顯示裝置的分辨率只能達(dá)到顯示面板分辨率的一半，因此顯示的三維圖 像不能適用于一些有高分辨率需求的場合。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種全分辨率立體顯示裝置，能夠向觀看者以顯示面板分辨率顯示立體圖像，顯示效果好且實(shí)施性強(qiáng)。
本發(fā)明提供的一種全分辨率立體顯示裝置，包括沿光傳播方向順序排列
的顯示面板、可控狹縫光斥冊和柱鏡光柵陣列；所述顯示面板用于在兩個(gè)相 鄰顯示時(shí)刻分別顯示左眼圖像和右眼圖像；所述可控狹縫光柵包括沿橫向交 替排列且寬度相等的第一區(qū)域和第二區(qū)域；所述顯示面板的每個(gè)子像素列對 應(yīng)于一個(gè)所迷第一區(qū)域和一個(gè)所述第二區(qū)域；在所述顯示面;tl的任一顯示時(shí) 刻，所述第一區(qū)域和第二區(qū)域之中的一個(gè)區(qū)域?qū)λ鲲@示面板出射的圖像光 表現(xiàn)為透明區(qū)域，另一個(gè)區(qū)域?qū)λ鲲@示面板出射的圖像光表現(xiàn)為遮光區(qū) 域；在所述顯示面板的下一顯示時(shí)刻，所述第一區(qū)域和第二區(qū)域?qū)λ鲲@示 面板出射的圖像光表現(xiàn)的通光特性與上一顯示時(shí)刻完全相反；所述柱鏡光4冊 陣列包括若千個(gè)沿橫向排列的柱透鏡，每個(gè)柱透鏡對應(yīng)于所述顯示面板的一 個(gè)子像素列；在所述顯示面板的兩個(gè)相鄰顯示時(shí)刻，所述柱鏡光柵陣列用于 將所述可控狹縫光柵出射的左、右眼圖像光分別導(dǎo)向至觀看者的左、右眼。
所述顯示面板出射第一線性偏振光；所述可控狹縫光柵包括薄膜晶體 管面板、第一線偏振片和控制電路；所述薄膜晶體管面板位于所述顯示面板 和所述第一線偏振片之間；所述顯示面板的每個(gè)子像素列對應(yīng)于所述薄膜晶 體管面板的兩個(gè)子像素列；所述薄膜晶體管面板的入射面摩擦方向與所述第 一線性偏振光的偏振方向平行或垂直，所述薄膜晶體管面板的出射面摩擦方 向與入射面摩擦方向相互垂直；所迷第一線偏振片的光軸方向與所述第一線 性偏振光的偏振方向平行或垂直；所述控制電路用于在所述顯示面板的^f壬意 兩個(gè)相鄰顯示時(shí)刻，分別向所述薄膜晶體管面板的奇數(shù)子像素列和偶數(shù)子像 素列施加閾^直電壓。
所述顯示面板出射非線性偏振光；沿所述顯示面板的出射光傳播方向， 所述可控狹縫光柵包括第二線偏振片、薄膜晶體管面板和第一線偏振片； 所述可控狹縫光柵還包括控制電路；所述第二線偏振片用于將所述顯示面氺反 的出射光轉(zhuǎn)換為第一線性偏振光出射；所述顯示面板的每個(gè)子像素列對應(yīng)于 所述薄膜晶體管面板的兩個(gè)子像素列；所迷薄膜晶體管面板的入射面摩擦方 向與所述第一線性偏振光的偏振方向平行或垂直，所述薄膜晶體管面^^反的出 射面摩擦方向與入射面摩擦方向相互垂直；所述第一線偏振片的光軸方向與所述第一線性偏振光的偏振方向平行或垂直；所述控制電路用于在所述顯示
面板的任意兩個(gè)相鄰顯示時(shí)刻，分別向所述薄膜晶體管面板的奇數(shù)子像素列
和偶數(shù)子像素列施加閾值電壓。
本發(fā)明提供的全分辨率立體顯示裝置將現(xiàn)有的狹縫光柵立體顯示裝置
和柱鏡光柵立體顯示裝置結(jié)合在一起，能夠在顯示面板的兩個(gè)相鄰顯示時(shí)
刻，分別向該顯示裝置前的觀看者的左、右眼顯示整屏的左眼圖像和右眼圖
像，因此立體顯示分辨率等于采用的顯示面板分辨率，該裝置實(shí)現(xiàn)簡單、控
制方便、立體顯示效果好。


圖1為現(xiàn)有的狹縫光柵立體顯示裝置的結(jié)構(gòu)示意圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的全分辨率立體顯示裝置的結(jié)構(gòu)示意圖3A為圖2所示裝置在Tl時(shí)刻的光路圖3B為圖2所示裝置在T2時(shí)刻的光i 各圖。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合附圖，具體iJL明本發(fā)明實(shí)施例。
圖2所示為本發(fā)明實(shí)施例提供的全分辨率立體顯示裝置的結(jié)構(gòu)示意圖， 該裝置包括顯示面板21、可控狹縫光柵22和柱鏡光柵陣列23。顯示面板 21、可控狹縫光柵22和柱鏡光柵陣列23相互平行，且可控狹縫光柵22位 于顯示面板21與柱鏡光柵陣列23之間。
顯示面板21包括若干個(gè)紅色(Red, R)、綠色(Green, G)、藍(lán)色(Blue, B)子像素，形成若干個(gè)子像素列26。顯示面板21用于在兩個(gè)相鄰時(shí)刻分 別顯示左眼圖像和右眼圖像。此處所述R、 G、 B子^f象素為顯示面板21的最 小顏色發(fā)光單元。圖2中為方便表示，僅畫出顯示面板21左側(cè)數(shù)起的六個(gè) 子像素列26。
沿顯示面板22的行方向，可控狹縫光柵22包括交替排列且寬度相等的 第一區(qū)域24和第二區(qū)域25，顯示面板21的每個(gè)子像素列26對應(yīng)于可控狹 縫光柵22的一個(gè)第一區(qū)域24和第二區(qū)域25。在某個(gè)固定時(shí)刻，對應(yīng)于同一子像素列26的第一區(qū)域24和第二區(qū)域25中的一個(gè)對所述顯示面板21出 射的圖像光表現(xiàn)為透明區(qū)域，另一個(gè)表現(xiàn)為遮光區(qū)域；在下一時(shí)刻，第一區(qū) 域24和第二區(qū)域25對顯示面板21出射的圖像光表現(xiàn)的通光特性與上一 時(shí) 刻相反。例如對于圖2所示裝置，當(dāng)顯示面板21顯示左眼圖像時(shí)，第一 區(qū)域24表現(xiàn)為遮光區(qū)域，第二區(qū)域25表現(xiàn)為透明區(qū)域；而當(dāng)顯示面板21 顯示右眼圖像時(shí)，第一區(qū)域24表現(xiàn)為透明區(qū)域，第二區(qū)域25表現(xiàn)為遮光區(qū) 域?？烧{(diào)狹縫光柵22可以采用現(xiàn)有的任意一種可電控的液晶光柵，且可電 控的最小區(qū)域(子像素)寬度為顯示面板21的半個(gè)子像素寬。例如當(dāng)顯 示面板21的出射光為線性偏振光時(shí)，該可調(diào)狹縫光柵22可以包括薄膜晶 體管(Thin Film Transistor, TFT)面板、第一線偏振片和所述TFT面板的 控制電路，所述TFT面板位于所述第一線偏振片之間，且顯示面板21的每 個(gè)子像素列26對應(yīng)TFT面板的兩個(gè)子像素列。顯然，若顯示面板21的出 射光為非線性偏振光，該可調(diào)狹縫光柵22還應(yīng)包括位于所述顯示面板21 和TFT面板之間的第二線偏振片。所述TFT面板的入射面摩擦方向與顯示 面板21 (或第二線偏振片)出射的第一線性偏振光的偏振方向平行或垂直， TFT面板的出射面的摩擦方向與入射面的摩擦方向相互垂直。所述第一線偏 振片的光軸方向與所述第一線性偏振光的偏振方向平行或垂直。具體實(shí)施 時(shí)，在顯示面板21的任一顯示時(shí)刻，通過控制電路使TFT面板的奇、偶子 像素列之中的一個(gè)外加闊值電壓而另一個(gè)不外加闊值電壓，可使TFT面板 的奇、偶子像素列與第一線偏振片(或者與第一、和第二線偏振片)分別形 成上述對第一線性偏振光表現(xiàn)為透明和遮光功能的第一區(qū)域24和第二區(qū)域 25;所述閾值電壓為能使所述TFT面板的子像素列變?yōu)橥该鳡顟B(tài)的電壓值。 由于可電控的液晶光柵已是成熟的現(xiàn)有技術(shù)，在此不再多做描述。
柱鏡光柵陣列23上的柱透鏡沿顯示面板21的行方向排列，每個(gè)柱透鏡 對應(yīng)于顯示面板21的一個(gè)子〗象素列26，即每個(gè)柱4竟對應(yīng)于可控狹縫光柵22 的一個(gè)第一區(qū)域24和一個(gè)第二區(qū)域25。
以下詳細(xì)說明圖2所示裝置的具體實(shí)施方式
。
圖3A所示為圖2所示裝置在T1時(shí)刻的光路圖。所述T1時(shí)刻為顯示面 板21的任一顯示時(shí)刻。如圖3A所示，在T1時(shí)刻，顯示面板21顯示右眼 圖像，可控狹縫光柵22的第一區(qū)域24對顯示面板21出射的圖像光表現(xiàn)為透明區(qū)域，第二區(qū)域25對顯示面板21出射的圖像光表現(xiàn)為遮光區(qū)域?？梢姡?顯示面板21的各子像素列26顯示的右眼圖像光(見圖中實(shí)線)經(jīng)其對應(yīng)的 第一區(qū)域24及柱鏡光柵陣列23后傳播至觀看者的右眼，理論上，如圖中虛 線所示，此時(shí)觀看者的左眼也應(yīng)經(jīng)柱鏡光柵陣列23看到第二區(qū)域25后的子 像素列26顯示的圖像光，但是由于此時(shí)刻第二區(qū)域25對顯示面板21顯示 的圖像光表現(xiàn)為遮光區(qū)域，因此該觀看者的左眼在T1時(shí)刻看不到顯示面板 21顯示的任何圖像。
圖3B為圖2所示裝置在T2時(shí)刻的光i 各圖。所述T2時(shí)刻為Tl時(shí)刻的 下一顯示時(shí)刻。如圖3B所示，在T2時(shí)刻，顯示面板21顯示左眼圖像，可 控狹縫光柵22的第一區(qū)域24對顯示面板21出射的圖像光表現(xiàn)為遮光區(qū)域， 第二區(qū)域25對顯示面板21出射的圖像光表現(xiàn)為透明區(qū)域。顯示面板21的 各子像素列26顯示的左眼圖像光經(jīng)其對應(yīng)的第二區(qū)域25后傳播至觀看者的 左眼，類似于上一時(shí)刻，如圖中虛線所示，理論上此時(shí)觀看者的右眼也應(yīng)能 看到第一區(qū)域24后的子像素列26顯示的圖像光，但是由于此時(shí)刻第一區(qū)域 24對顯示面板21顯示的圖像光表現(xiàn)為遮光區(qū)域，因此該觀看者的右眼在T2 時(shí)刻看不到顯示面板21顯示的任何圖像。
圖像和右眼圖像，并在兩個(gè)相鄰時(shí)刻使可控狹縫光柵22形成不同的狹縫光 柵，以在所述兩個(gè)相鄰顯示時(shí)刻中的每一個(gè)時(shí)刻，觀看者僅有一只眼睛能夠 通過柱鏡光柵陣列23和可控狹縫光4冊22看到顯示面板。由于每一時(shí)刻，可 調(diào)狹縫光柵僅對顯示面板21的部分最小發(fā)光單元發(fā)出的顏色光進(jìn)行了遮 擋，即任一顯示時(shí)刻，顯示面板21的所有子像素顯示的左(或右)圖像 光均可進(jìn)入觀看者的左(或右)眼，因此不會(huì)影響對觀看者的那只眼睛看到 的圖像分辨率造成影響，無非在一定程度上降低了顯示亮度。
根據(jù)人眼的視覺惰性作用于人眼的光消失后，視亮度近似于指數(shù)規(guī)律 衰減，如果人眼受周期性光脈沖照射，則當(dāng)該光脈沖的重復(fù)頻率不夠高時(shí)， 人眼會(huì)覺得看到的光線在閃爍，因此本發(fā)明提供的全分辨率立體顯示裝置 中，顯示面板21的刷新率必須為人眼能夠感覺不到圖像閃爍時(shí)的最高顯示 刷新率的2倍，例如顯示面板21的刷新率可以為120Hz。同時(shí)使可控狹 縫光柵22中第一區(qū)域和第二區(qū)域中透光區(qū)域的變換頻率等于顯示面板21的刷新率，從而使觀看者感受到立體圖像。
上述的具體實(shí)施方式
僅僅是示意性的，而不是限制性的，本領(lǐng)域的技術(shù) 人員在本方法的啟示下，在不脫離本方法宗旨和權(quán)利要求所保護(hù)的范圍情況 下，還可以作出很多變形，這些均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種全分辨率立體顯示裝置，其特征在于，包括沿光傳播方向順序排列的顯示面板、可控狹縫光柵和柱鏡光柵陣列；所述顯示面板用于在兩個(gè)相鄰顯示時(shí)刻分別顯示左眼圖像和右眼圖像；所述可控狹縫光柵包括沿橫向交替排列且寬度相等的第一區(qū)域和第二區(qū)域；所述顯示面板的每個(gè)子像素列對應(yīng)于一個(gè)所述第一區(qū)域和一個(gè)所述第二區(qū)域；在所述顯示面板的任一顯示時(shí)刻，所述第一區(qū)域和第二區(qū)域之中的一個(gè)區(qū)域?qū)λ鲲@示面板出射的圖像光表現(xiàn)為透明區(qū)域，另一個(gè)區(qū)域?qū)λ鲲@示面板出射的圖像光表現(xiàn)為遮光區(qū)域；在所述顯示面板的下一顯示時(shí)刻，所述第一區(qū)域和第二區(qū)域?qū)λ鲲@示面板出射的圖像光表現(xiàn)的通光特性與上一顯示時(shí)刻完全相反；所述柱鏡光柵陣列包括若干個(gè)沿橫向排列的柱透鏡，每個(gè)柱透鏡對應(yīng)于所述顯示面板的一個(gè)子像素列；在所述顯示面板的兩個(gè)相鄰顯示時(shí)刻，所述柱鏡光柵陣列用于將所述可控狹縫光柵出射的左、右眼圖像光分別導(dǎo)向至觀看者的左、右眼。
2、 如權(quán)利要求1所述的全分辨率立體顯示裝置，其特征在于，所述顯示 面板出射第一線性偏振光；所述可控狹縫光柵包括薄膜晶體管面板、第一 線偏振片和控制電路；所述薄膜晶體管面板位于所述顯示面板和所述第一線偏振片之間；所述 顯示面板的每個(gè)子像素列對應(yīng)于所述薄膜晶體管面板的兩個(gè)子像素列；所述 薄膜晶體管面板的入射面摩擦方向與所述第一線性偏振光的偏振方向平行或垂直，所述薄膜晶體管面板的出射面摩擦方向與入射面摩擦方向相互垂直；所述第一線偏振片的光軸方向與所述第一線性偏振光的偏振方向平行或 垂直；所述控制電路用于在所述顯示面板的任意兩個(gè)相鄰顯示時(shí)刻，分別向所 述薄膜晶體管面板的奇數(shù)子像素列和偶數(shù)子像素列施加閾值電壓。
3、 如權(quán)利要求1所述的全分辨率立體顯示裝置，其特征在于，所述顯示 面板出射非線性偏振光；沿所述顯示面板的出射光傳播方向，所述可控狹縫 光柵包括第二線偏振片、薄膜晶體管面板和第一線偏振片；所述可控狹縫光柵還包括控制電路；所述第二線偏振片用于將所述顯示面板的出射光轉(zhuǎn)換為第一線性偏振光出射；所述顯示面板的每個(gè)子像素列對應(yīng)于所述薄膜晶體管面板的兩個(gè)子像素 列；所述薄膜晶體管面板的入射面摩擦方向與所述第一線性偏振光的偏振方 向平行或垂直，所述薄膜晶體管面板的出射面摩擦方向與入射面摩擦方向相 互垂直；所述第一線偏振片的光軸方向與所述第一線性偏振光的偏振方向平行或 垂直；所述控制電路用于在所述顯示面板的任意兩個(gè)相鄰顯示時(shí)刻，分別向所 述薄膜晶體管面板的奇數(shù)子像素列和偶數(shù)子像素列施加閾值電壓。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種全分辨率立體顯示裝置，包括沿光傳播方向順序排列的顯示面板、可控狹縫光柵和柱鏡光柵陣列；顯示面板在兩個(gè)相鄰顯示時(shí)刻分別顯示左、右眼圖像；可控狹縫光柵包括沿橫向交替排列且寬度相等的第一區(qū)域和第二區(qū)域；顯示面板的每個(gè)子像素列對應(yīng)于一個(gè)第一區(qū)域和一個(gè)第二區(qū)域；在顯示面板的任意兩個(gè)相鄰顯示時(shí)刻，第一區(qū)域分別表現(xiàn)為透明區(qū)域和遮光區(qū)域，第二區(qū)域的通光特性與第一區(qū)域相反；柱鏡光柵陣列包括若干個(gè)沿橫向排列的柱透鏡，每個(gè)柱透鏡對應(yīng)于顯示面板的一個(gè)子像素列，柱鏡光柵陣列用于將可控狹縫光柵出射的左、右眼圖像光分別導(dǎo)向至觀看者的左、右眼。本發(fā)明提供的裝置的立體顯示分辨率等于采用的顯示面板分辨率。
文檔編號G02B27/22GK101655609SQ20091010928
公開日2010年2月24日 申請日期2009年8月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月10日
發(fā)明者王統(tǒng)領(lǐng), 顧開宇 申請人:深圳超多維光電子有限公司