專(zhuān)利名稱(chēng)：光學(xué)導(dǎo)向模塊及采用該光學(xué)導(dǎo)向模塊的立體顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種液體材料形成的光學(xué)導(dǎo)向模塊及采用該光學(xué)導(dǎo)向模塊的立體顯
示裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)實(shí)世界中的三維立體世界為人的雙眼提供兩幅具有位相差的圖像，映入雙眼后 即形成立體視覺(jué)所需要的視差，并經(jīng)視覺(jué)神經(jīng)中樞的融合反射，以及視覺(jué)心理反應(yīng)便產(chǎn)生 了三維立體感覺(jué)。依據(jù)該原理，通過(guò)顯示裝置提供兩幅具有位相差的左圖像和右圖像分別 呈現(xiàn)給左眼和右眼，就可獲得三維立體的視覺(jué)效果?，F(xiàn)有的裸眼可視立體顯示技術(shù)中，主要包括柱透鏡光柵立體顯示、狹縫光柵立體 顯示和全息立體顯示等。其中，基于柱透鏡光柵的三維立體顯示技術(shù)因柱透鏡光柵可加工 性強(qiáng)的特點(diǎn)成為當(dāng)前較為常見(jiàn)的立體顯示技術(shù)。請(qǐng)參閱圖1，是現(xiàn)有技術(shù)揭示的一種立體顯示裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。該立體顯示裝置 1是一采用固態(tài)柱透鏡光柵實(shí)現(xiàn)立體顯示畫(huà)面的裝置。該立體顯示裝置1包括相互疊合設(shè) 置的一液晶顯示面板11及一柱透鏡光柵13。該液晶顯示面板11包括多個(gè)呈矩陣排布的像素單元，每一像素單元由三個(gè)RGB子 像素組成。該液晶顯示面板11利用施加于液晶分子(圖未示)的電場(chǎng)強(qiáng)度變化，來(lái)改變液 晶分子的取向控制光的透過(guò)程度，實(shí)現(xiàn)畫(huà)面顯示。經(jīng)過(guò)編碼處理后的三維視頻圖像由該液 晶顯示面板11再現(xiàn)顯示畫(huà)面。該柱透鏡光柵13是由多條平行設(shè)置的柱透鏡排列形成的固態(tài)柱透鏡光柵元件。 該液晶顯示面板11再現(xiàn)的顯示畫(huà)面經(jīng)過(guò)該柱透鏡光柵13后形成不同的兩幅圖像，該兩幅 圖像分別對(duì)應(yīng)于觀看者的左眼和右眼。當(dāng)該立體顯示裝置1工作時(shí)，該液晶顯示面板11再現(xiàn)顯示畫(huà)面。該顯示畫(huà)面經(jīng)由 該柱透鏡光柵13后形成兩幅具有位相差的圖像，該兩幅圖像分別對(duì)應(yīng)觀看者的左眼和右 眼。該兩幅圖像分別進(jìn)入左眼或者右眼后即形成立體視覺(jué)所需要的視差，并經(jīng)視覺(jué)神經(jīng)中 樞以及視覺(jué)心理反應(yīng)產(chǎn)生三維立體感覺(jué)。然而，上述立體顯示裝置1雖然采用柱透鏡光柵能夠?qū)崿F(xiàn)立體畫(huà)面顯示，但是由 于該柱透鏡光柵13是一固態(tài)元件，其與液晶顯示面板11固定配合后，僅能顯示三維立體畫(huà) 面，不能同時(shí)兼容顯示二維平面畫(huà)面。對(duì)目前觀看者而言，長(zhǎng)期使用柱透鏡光柵13觀看三 維立體畫(huà)面，容易出現(xiàn)視覺(jué)疲勞，且對(duì)眼部健康不利。另一種現(xiàn)有技術(shù)的立體顯示裝置如圖2所示，該立體顯示裝置2是一種采用液晶 材料作為透鏡的立體顯示設(shè)備。該立體顯示裝置2包括一背光模組21、一液晶顯示面板23及一液晶透鏡25。其 中該液晶透鏡25、該液晶顯示面板23及該背光模組21依次層疊設(shè)置，使得該液晶顯示面板 23夾設(shè)于該背光模組21和該液晶透鏡25之間。該液晶顯示面板23與該背光模組21疊合設(shè)置，該背光模組21為該液晶顯示面板23提供光線以顯示畫(huà)面。該液晶顯示面板23接收編碼處理的三維視頻信號(hào)，經(jīng)該液晶顯示 面板23后顯示三維畫(huà)面，該三維畫(huà)面光束經(jīng)由該液晶透鏡25導(dǎo)向后形成具位相差的兩幅 圖像。再請(qǐng)參閱圖3，是圖2所示立體顯示裝置2的液晶透鏡25的側(cè)面結(jié)構(gòu)示意圖。該 液晶透鏡25包括相對(duì)間隔設(shè)置的第一基板251和第二基板255、以及夾設(shè)于該第一和第二 基板251、255之間的液晶層253。該第一基板251臨近液晶層253側(cè)的表面設(shè)置有一第一 電極252。該第二基板255臨近液晶層253側(cè)的表面設(shè)置有多個(gè)第二電極254，該多個(gè)第二 電極254彼此間隔均勻設(shè)置。該第一電極252和第二電極254由透明金屬形成。該液晶層253收容于該第一電 極252和第二電極254之間的空間，該液晶層253的液晶分子具有響應(yīng)于電場(chǎng)的強(qiáng)度和分 布的特性。當(dāng)給該第一電極252和第二電極254施加不同的電壓時(shí)，沿水平方向，垂直電場(chǎng)在 第二電極254的中心處最強(qiáng)，遠(yuǎn)離該第二電極254，垂直電場(chǎng)的強(qiáng)度降低。由于該液晶層253 的液晶分子具有正電介常數(shù)各向異性時(shí)，液晶分子根據(jù)電場(chǎng)同樣沿著遠(yuǎn)離該第二電極254 的水平方向的距離增加，其與水平方向夾角逐漸減小，亦即，在第二電極254的中心處，液 晶分子呈豎立狀，在遠(yuǎn)離該第二電極254方向，其液晶分子隨距離增加愈接近水平面傾斜。 根據(jù)液晶分子的光折射特性，光路在距離該第二電極254的中心處最近位置，光路最短，隨 著距離該第二電極254的距離增加而光路變長(zhǎng)，如圖4所示。使用相位平面表示光路的長(zhǎng)短 變化，則由液晶材料形成的液晶透鏡25具有與拋物面透鏡類(lèi)似的投射效果。為形成具有不 同折射效果等價(jià)的具拋物透鏡表面的透鏡元件，可對(duì)應(yīng)控制施加于該第一、第二電極252、 254之間的電壓，以形成所需要的折射效果。當(dāng)該液晶顯示面板23所接收的是二維顯示信 號(hào)時(shí)，則停止施加電壓于該第一電極252、第二電極254之間。如此實(shí)現(xiàn)二維顯示和三維顯 示的自由切換。采用上述電驅(qū)動(dòng)液晶透鏡雖然可以實(shí)現(xiàn)二維顯示和三維顯示的自由切換，但是仍 然存在如下缺陷首先，大面積顯示器件中，施加電壓于該第二電極254后所形成的透鏡區(qū)域的邊 緣處實(shí)際上不受電場(chǎng)的影響，使用電場(chǎng)控制液晶取向變得復(fù)雜，并導(dǎo)致透鏡形狀的變形，最 終的液晶透鏡具有不連續(xù)的外形，影響顯示效果。其次，由于在該第一、第二電極252、254所在位置占據(jù)了透鏡區(qū)域的大部分面積， 所以在電極對(duì)應(yīng)的透鏡邊緣區(qū)域及中心區(qū)域形成了陡峭的側(cè)電場(chǎng)，而不是平緩的電場(chǎng)，為 形成等效光滑拋物弧面的液晶透鏡，需要增加該電極252、254之間的間距，如此使得整個(gè) 液晶光柵25整體厚重，且需要大量的液晶。最后，就該液晶層253本身而言，液晶材料與透鏡采用的透鏡狀玻璃基板折射率 不同，在這種情況下切換二維畫(huà)面和三維畫(huà)面時(shí)，該液晶層253的厚度可能會(huì)有差異使得 切換的性能不均勻。
發(fā)明內(nèi)容
為解決現(xiàn)有技術(shù)顯示效果不佳、整體厚重及切換后顯示不均勻的問(wèn)題，提供一種 具較佳顯示效果、整體輕薄及切換后顯示均勻的光學(xué)導(dǎo)向模塊實(shí)為必要。
同時(shí)還有必要提供一種采用該光學(xué)導(dǎo)向模塊的立體顯示裝置。一種光學(xué)導(dǎo)向模塊，其包括一電潤(rùn)濕組件，該電潤(rùn)濕組件包括第一電極、第二電 極、流體腔、二流體，該二流體收容于該流體腔內(nèi)，該第一電極配合該第二電極形成電壓，并 夾設(shè)該流體腔，該電壓作用該電潤(rùn)濕組件形成變化的柱狀液態(tài)透鏡光柵。作為上述光學(xué)導(dǎo)向模塊的進(jìn)一步改進(jìn)，該第一電極是一電極層，該第二電極是多 個(gè)平行間隔設(shè)置的條狀電極，在該第一電極及第二電極作用下，每二相鄰流體腔形成一柱 狀透鏡。作為上述光學(xué)導(dǎo)向模塊的進(jìn)一步改進(jìn)，該流體腔包括二相對(duì)間隔設(shè)置的疏水絕緣 層及疏水絕緣擋板，該疏水絕緣擋板垂直該疏水絕緣層設(shè)置，于豎直方向，該第二電極分別 對(duì)應(yīng)該疏水絕緣擋板端部設(shè)置。作為上述光學(xué)導(dǎo)向模塊的進(jìn)一步改進(jìn)，該第一電極是多個(gè)平行間隔設(shè)置的條狀電 極，該第二電極是多個(gè)平行間隔設(shè)置的條狀電極，在該第一電極及第二電極作用下，每一流 體腔形成一柱狀透鏡。作為上述光學(xué)導(dǎo)向模塊的進(jìn)一步改進(jìn)，該流體腔包括二相對(duì)間隔設(shè)置的疏水絕緣 層及疏水絕緣擋板，該疏水絕緣擋板垂直該疏水絕緣層設(shè)置，于豎直方向，每一第一電極位 于二相鄰疏水絕緣擋板的間隔中心位置設(shè)置，該第一電極對(duì)應(yīng)該疏水絕緣擋板位置設(shè)置。作為上述光學(xué)導(dǎo)向模塊的進(jìn)一步改進(jìn)，在一時(shí)序信號(hào)驅(qū)動(dòng)下，該第一電極及該第 二電極之間的電壓值為零，該光學(xué)導(dǎo)向模塊不改變光束傳輸方向。作為上述光學(xué)導(dǎo)向模塊的進(jìn)一步改進(jìn)，在某一時(shí)序信號(hào)驅(qū)動(dòng)下，該光學(xué)導(dǎo)向模塊 呈現(xiàn)交替呈現(xiàn)的第一狀態(tài)及第二狀態(tài)，在該第一狀態(tài)，該光學(xué)導(dǎo)向模塊傳輸光束至第一方 向區(qū)域形成顯示畫(huà)面，在第二狀態(tài)，該光學(xué)導(dǎo)向模塊傳輸光束之第二方向區(qū)域形成顯示畫(huà) 面。一種立體顯示裝置，其包括疊合設(shè)置的一顯示畫(huà)面產(chǎn)生模塊、一光學(xué)導(dǎo)向模塊及 一驅(qū)動(dòng)電路模塊，該驅(qū)動(dòng)電路模塊驅(qū)動(dòng)該顯示畫(huà)面產(chǎn)生模塊產(chǎn)生畫(huà)面?zhèn)鬏斨猎摴鈱W(xué)導(dǎo)向模 塊，該驅(qū)動(dòng)電路模塊驅(qū)動(dòng)該光學(xué)導(dǎo)向模塊實(shí)現(xiàn)二維三維畫(huà)面切換，該光學(xué)導(dǎo)向模塊包括一 電潤(rùn)濕組件，該光學(xué)導(dǎo)向模塊包括一電潤(rùn)濕組件，該電潤(rùn)濕組件形成變化的柱狀液態(tài)透鏡 光柵。作為上述立體顯示裝置的進(jìn)一步改進(jìn)，該電潤(rùn)濕組件包括第一電極、第二電極、流 體腔、二流體，該二流體收容于該流體腔內(nèi)，該第一電極配合該第二電極形成電壓，并夾設(shè) 該流體腔，在不同時(shí)序信號(hào)驅(qū)動(dòng)下，該電壓作用該電壓，并夾設(shè)該流體腔，在不同時(shí)序信號(hào) 驅(qū)動(dòng)下，該電壓作用該電潤(rùn)濕組件形成變化的柱狀液態(tài)透鏡光柵。作為上述立體顯示裝置的進(jìn)一步改進(jìn)，該第一電極是一電極層，該第二電極是多 個(gè)平行間隔設(shè)置的條狀電極，在該第一電極及第二電極作用下，每二相鄰流體腔形成一柱 狀透鏡。作為上述立體顯示裝置的進(jìn)一步改進(jìn)，該第一電極是多個(gè)平行間隔設(shè)置的條狀電 極，該第二電極是多個(gè)平行間隔設(shè)置的條狀電極，在該第一電極及第二電極作用下，每一流 體腔形成一柱狀透鏡。作為上述立體顯示裝置的進(jìn)一步改進(jìn)，在不同時(shí)序信號(hào)驅(qū)動(dòng)下，該光學(xué)導(dǎo)向模塊 弓I導(dǎo)光束在不同時(shí)刻朝設(shè)定方向傳輸。
作為上述立體顯示裝置的進(jìn)一步改進(jìn)，取該時(shí)序信號(hào)的驅(qū)動(dòng)下，在第一時(shí)刻，該光 學(xué)導(dǎo)向模塊處于第一狀態(tài)，該光學(xué)導(dǎo)向模塊傳輸光至第一方向區(qū)域形成顯示畫(huà)面，在第二 時(shí)刻，該光學(xué)導(dǎo)向模塊處于第二狀態(tài)，該光學(xué)導(dǎo)向模塊傳輸光之第二方向區(qū)域形成顯示畫(huà)作為上述立體顯示裝置的進(jìn)一步改進(jìn)，在第一、第二不斷交替的時(shí)序信號(hào)驅(qū)動(dòng)下， 所有流體腔整體形成交替變化的液態(tài)柱狀透鏡光柵，其中第一時(shí)刻所顯示的畫(huà)面?zhèn)鬏斨劣^ 看者的左眼，第二時(shí)刻所顯示的畫(huà)面?zhèn)鬏斨劣^看者的右眼。作為上述立體顯示裝置的進(jìn)一步改進(jìn)，該時(shí)序信號(hào)的頻率與顯示面板切換左眼視 差圖像和右眼視差圖像的頻率同步，并優(yōu)選以120Hz或更高的頻率進(jìn)行刷新。作為上述立體顯示裝置的進(jìn)一步改進(jìn)，該顯示畫(huà)面產(chǎn)生模塊是液晶顯示模塊、陰 極射線管顯示模塊、等離子體顯示模塊、有機(jī)電激發(fā)光顯示模塊中的任意一種。相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明光學(xué)導(dǎo)向模塊及采用該光學(xué)導(dǎo)向模塊的立體顯示裝置， 采用電潤(rùn)濕組件形成液態(tài)柱狀透鏡光柵，使得該光學(xué)導(dǎo)向模塊能夠輕易實(shí)現(xiàn)二維顯示畫(huà)面 和三維顯示畫(huà)面的自由切換，同時(shí)由于該電潤(rùn)濕組件形成電潤(rùn)濕透鏡模塊，該電潤(rùn)濕組件 的極性流體能夠受到均勻電場(chǎng)作用，使得極性流體的可控性提高，大大減小液態(tài)柱狀透鏡 的變形，保證液態(tài)透鏡的連續(xù)性，提高顯示效果。其次，由于電潤(rùn)濕組件可以在較小的間隔 內(nèi)形成光滑拋物弧面的液態(tài)透鏡，使得整個(gè)液態(tài)透鏡體積變小、厚度降低，降低了成本。同 時(shí)也使得整個(gè)立體顯示裝置的整體更加輕薄。
圖1是現(xiàn)有技術(shù)揭示的固態(tài)柱透鏡光柵實(shí)現(xiàn)立體顯示的裝置的平面示意圖。圖2是現(xiàn)有技術(shù)采用液晶透鏡的立體顯示裝置的立體分解示意圖。圖3是圖2所示液晶透鏡的側(cè)面示意圖。圖4是圖3所示液晶透鏡的等效光路示意圖。圖5是本發(fā)明立體顯示裝置第一實(shí)施方式的立體結(jié)構(gòu)分解示意圖。圖6是圖5所示立體顯示裝置的光路平面示意圖。圖7是圖5所示立體顯示裝置實(shí)現(xiàn)立體顯示畫(huà)面的成像原理示意圖。圖8是圖5所示立體顯示裝置的光學(xué)導(dǎo)向模塊的側(cè)面結(jié)構(gòu)示意圖。圖9是圖8所示電潤(rùn)濕組件的局部側(cè)面示意圖。圖10是圖9所示電潤(rùn)濕組件一種工作狀態(tài)示意圖。圖11是圖9所示電潤(rùn)濕組件另一種工作狀態(tài)示意圖。圖12是本發(fā)明立體顯示裝置第二實(shí)施方式的側(cè)面示意圖。圖13是本發(fā)明立體顯示裝置第三實(shí)施方式的側(cè)面示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明電潤(rùn)濕透鏡及采用該電潤(rùn)濕透鏡的立體顯示裝置的結(jié)構(gòu) 及工作原理進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。請(qǐng)參閱圖5，是本發(fā)明立體顯示裝置第一實(shí)施方式的立體分解結(jié)構(gòu)示意圖。所述立 體顯示裝置4包括相互疊合設(shè)置的一顯示畫(huà)面產(chǎn)生模塊40、一光學(xué)導(dǎo)向模塊50及一驅(qū)動(dòng)電路模塊60。該顯示畫(huà)面產(chǎn)生模塊40與該光學(xué)導(dǎo)向模塊50疊合設(shè)置，該驅(qū)動(dòng)電路模塊60 分別與該顯示畫(huà)面產(chǎn)生模塊40及該光學(xué)導(dǎo)向模塊50電連接。該驅(qū)動(dòng)電路模塊60產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)信號(hào)驅(qū)動(dòng)該顯示畫(huà)面產(chǎn)生模塊40工作，當(dāng)該驅(qū)動(dòng)電 路模塊60提供二維平面視頻信號(hào)至該顯示畫(huà)面產(chǎn)生模塊40，則其對(duì)應(yīng)產(chǎn)生二維顯示畫(huà)面； 當(dāng)其提供三維視頻信號(hào)至該顯示畫(huà)面產(chǎn)生模塊40，則其對(duì)應(yīng)產(chǎn)生三維顯示畫(huà)面。該二維顯 示畫(huà)面/三維顯示畫(huà)面光束射向該光學(xué)導(dǎo)向模塊50。該驅(qū)動(dòng)電路模塊60同時(shí)產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)信 號(hào)驅(qū)動(dòng)該光學(xué)導(dǎo)向模塊50調(diào)整引導(dǎo)該二維顯示畫(huà)面/三維顯示畫(huà)面光束朝設(shè)定方向出射， 針對(duì)三維顯示畫(huà)面以調(diào)整形成兩幅圖像分別對(duì)應(yīng)投射到人的左眼或右眼，使得當(dāng)觀看者在 立體視區(qū)內(nèi)可以接收到立體視差圖像并在人腦中形成立體畫(huà)面。針對(duì)二維顯示畫(huà)面，該學(xué) 導(dǎo)向模塊50引導(dǎo)光束直接射出。該顯示畫(huà)面產(chǎn)生模塊40是一液晶顯示模塊。該液晶顯示模塊包括一背光模組41 及一液晶顯示面板43。該背光模組41與該液晶顯示面板43疊合設(shè)置，并提供光線至該液 晶顯示面板43以顯示畫(huà)面。該液晶顯示面板43包括多個(gè)矩陣排布的像素單元431，每一像 素單元包括RGB三個(gè)子像素431，由該矩陣排布的像素單元形成交疊重復(fù)排布設(shè)置的第一 圖像像素Pl和第二圖像像素P2，該第一圖像像素用以顯示第一圖像IM1，該第二圖像像素 P2用以顯示第二圖像IM2，具體如圖6所示，其中該第一圖像像素Pl包括至少一像素單元 431。在該實(shí)施方式中，該顯示畫(huà)面產(chǎn)生模塊40不局限于是液晶顯示模塊，其還可以是 陰極射線管顯示器、等離子體顯示器、場(chǎng)致發(fā)射顯示器等。當(dāng)然，該顯示畫(huà)面產(chǎn)生模塊40還 可以是自發(fā)光器件，如有機(jī)電激發(fā)光顯示器件，不包括光源。凡是能夠產(chǎn)生二維圖像信號(hào)的 顯示器件，皆在本發(fā)明范疇之內(nèi)。再請(qǐng)同時(shí)參閱圖7，其中圖7是該光學(xué)導(dǎo)向模塊50的側(cè)面結(jié)構(gòu)示意圖。該光學(xué)導(dǎo) 向模塊50是一電潤(rùn)濕透鏡模塊，所謂電潤(rùn)濕透鏡模塊是指能夠通過(guò)施加電壓作用使得流 體表面的局部張力改變，促使其體積沿其最小表面張力方向流動(dòng)，以影響該流體相對(duì)特定 表面的潤(rùn)濕性能的模塊。該光學(xué)導(dǎo)向模塊50包括一第一透明基板511、一第二透明基板512、一第一透明絕 緣層521、一第二透明絕緣層522及一電潤(rùn)濕組件53。該第一透明基板511與該第二透明 基板512相對(duì)間隔設(shè)置，圍成一收容夾層以?shī)A置收容該電潤(rùn)濕組件53。該第一透明絕緣層 521設(shè)置于該第一透明基板511臨近該電潤(rùn)濕組件53側(cè)表面。該第二透明絕緣層522設(shè)置 于該第二透明基板512臨近該電潤(rùn)濕組件53側(cè)表面。該二透明絕緣層521、522整體呈平 整平面，其可以是采用真空鍍膜方式形成在該二透明基板511、512的相對(duì)側(cè)表面。該電潤(rùn)濕組件53包括一第一電極531、一流體腔532、二相對(duì)間隔設(shè)置的絕緣層 533、534、多個(gè)相對(duì)平行間隔設(shè)置的疏水絕緣擋板535、一第一流體536、一第二流體537及 多個(gè)第二電極538。該第一電極531是一矩形平整平面導(dǎo)電層，其夾設(shè)在該第一透明絕緣層521與該 流體腔532之間。該第二電極538是由多個(gè)平行均勻間隔設(shè)置的條狀導(dǎo)電條組成，其夾設(shè) 于該第二透明絕緣層522與該流體腔532之間。該多個(gè)第二電極538與該第一電極531夾 置該多個(gè)流體腔532，且每二相鄰第二電極538之間間隔對(duì)應(yīng)于一流體腔532的寬度。該絕緣層533、534與該疏水絕緣擋板535相互垂直設(shè)置。每一流體腔532是由二相對(duì)間隔設(shè)置的絕緣層533、534配合二相鄰間隔設(shè)置的疏水絕緣擋板535圍成的中空收容 腔體。該第一流體536及該第二流體537對(duì)應(yīng)收容于該流體腔532內(nèi)。該第一電極531夾 設(shè)于其中一絕緣層533及該第一透明絕緣層521之間。該第二電極538夾設(shè)于另一疏水絕 緣層534及該第二透明絕緣層522之間。也就是說(shuō)，該第一電極531與該第二電極538對(duì) 應(yīng)形成電場(chǎng)E，如圖8所示。通過(guò)施加控制信號(hào)至該第一電極531及該第二電極538，以控 制其所對(duì)應(yīng)形成的電場(chǎng)E的強(qiáng)度，進(jìn)而控制該電潤(rùn)濕組件53的工作狀態(tài)。該第一流體536是一種非極性流體或絕緣流體，其包括溶解或者混合的化合物， 如硅油或烷烴等。該第二流體537是一種極性流體或?qū)щ娏黧w，其包括溶解或者混合的化 合物，如含鹽水溶液。該第一流體536的化合物與該第二流體537的化合物相互不能溶解 或者混合，且該第一流體536的光折射率大于該第二流體537的光折射率。該第一流體536 與該第二流體537由一界面540分割。再請(qǐng)同時(shí)參閱圖8，是圖7所示電潤(rùn)濕組件53的局部側(cè)面示意圖。在該電潤(rùn)濕組件53中，以二相鄰流體腔5321、5322為例說(shuō)明其受電場(chǎng)E控制的工 作原理。其中二相鄰流體腔5321、5322由三個(gè)相鄰的疏水絕緣擋板535間隔設(shè)置于該絕緣 層533、534之間形成，其中該絕緣層534是一疏水絕緣層。三個(gè)第二電極5381、5382、5383 分別對(duì)應(yīng)于該三疏水絕緣擋板535與該疏水絕緣層534相交的位置，即在垂直方向，該第二 電極5381、5382、5383位于該疏水絕緣擋板的端部設(shè)置，如此使得該三相鄰的第二電極條 5381、5382、5383與該第一電極531分別在該二相鄰流體腔5321,5322內(nèi)形成電場(chǎng)EU E2。 該電場(chǎng)El是由施加于該第一電極531及該第二電極5381、5382上的電壓信號(hào)控制。該電 場(chǎng)E2是由施加于該第一電極531及該第二電極5382、5383上的電壓信號(hào)控制，該第二流體 537在該電場(chǎng)El、E2作用下，對(duì)應(yīng)改變流體表面張力，影響流體相對(duì)該界面540的潤(rùn)濕性能。具體而言，取一時(shí)序信號(hào)為為例，在該時(shí)序信號(hào)的三個(gè)連續(xù)時(shí)刻分別是第一時(shí)刻 Tl，第二時(shí)刻T2及第三時(shí)刻T3。設(shè)定在第一時(shí)刻Tl，該電潤(rùn)濕組件53處于第一個(gè)狀態(tài)Si， 加載于該第一電極531及該第二電極5381、5382、5383上的電壓均為0伏，則第一流體536 與該第二流體537的界面540呈平行于第一透明基板511及第二透明基板512狀態(tài)，如圖 8所示，此時(shí)，由于在垂直方向上不同位置的光折射率完全一致，則該電潤(rùn)濕組件53不具備 液態(tài)透鏡作用，因此顯示二維畫(huà)面。設(shè)定在第二時(shí)刻T2，該電潤(rùn)濕組件53處于第二個(gè)狀態(tài)S2，加載于該第一電極531 上的電壓為零，加載于該第二電極5382上的電壓為大于零的驅(qū)動(dòng)電壓VI，加載于該第二電 極5381、5383上的電壓為小于Vl且大于零的驅(qū)動(dòng)電壓V2，存在于該第一電極531及該第二 電極5381、5382、5383之間的電場(chǎng)El'、E2'分別作用于該流體腔5321、5322該第二流體 537。由于電潤(rùn)濕作用，該絕緣層533、534改變性質(zhì)開(kāi)始親水，使得在流體腔5321、5322中， 該界面540曲率發(fā)生變化，對(duì)應(yīng)呈對(duì)稱(chēng)的半拋物面狀態(tài)，如圖9所示。由此，在該二相鄰的 流體腔5321、5322之間形成一柱狀透鏡。同理，在設(shè)定在第三時(shí)刻T3，該電潤(rùn)濕模塊處于第三個(gè)狀態(tài)S3，加載于該第二電 極5381、5383上的電壓為大于零的驅(qū)動(dòng)電壓V3，加載于該第二電極5382上的電壓為小于 V3且大于零的驅(qū)動(dòng)電壓V4存在于該第一電極531及該第二電極5381、5382之間的電場(chǎng) El〃、E2"作用于該第二流體537，使得在流體腔5321、5322中，該界面540曲率發(fā)生變化， 對(duì)應(yīng)呈對(duì)稱(chēng)的半拋物面狀態(tài)，如圖10所示。由此，在該流體腔5321、5322相鄰的區(qū)域?qū)?yīng)形成一柱狀透鏡。以此類(lèi)推，在T2時(shí)刻，整個(gè)電潤(rùn)濕組件53處于第二個(gè)狀態(tài)S2，其中對(duì)應(yīng)形成多個(gè) 液態(tài)柱狀透鏡；在T3時(shí)刻，整個(gè)電潤(rùn)濕組件53處于第三個(gè)狀態(tài)S3，對(duì)應(yīng)形成另一形態(tài)的多 個(gè)液態(tài)柱狀透鏡。在具體立體顯示裝置4中，設(shè)定時(shí)序信號(hào)，在不同的時(shí)刻，根據(jù)不同的時(shí) 序信號(hào)，對(duì)應(yīng)使得呈現(xiàn)狀態(tài)變化的液態(tài)柱狀透鏡光柵，該光學(xué)導(dǎo)向模塊50在該時(shí)序信號(hào)作 用下，導(dǎo)引光束朝設(shè)定方向傳輸，如在第一狀態(tài)，該光學(xué)導(dǎo)向模塊傳輸光至第一方向區(qū)域形 成顯示畫(huà)面，在第二狀態(tài)，該光學(xué)導(dǎo)向模塊傳輸光之第二方向區(qū)域形成顯示畫(huà)面。在T2、T3 不斷交替的時(shí)序信號(hào)驅(qū)動(dòng)下，所有流體腔整體形成交替變化的液態(tài)柱狀透鏡光柵，其中Τ2 時(shí)刻所顯示的畫(huà)面?zhèn)鬏斨劣^看者的左眼，接下來(lái)的Τ3時(shí)刻所顯示的畫(huà)面?zhèn)鬏斨劣^看者的 右眼，當(dāng)時(shí)序信號(hào)的頻率提高到一定程度，超出人眼所能識(shí)別的頻率范圍時(shí)，則該光學(xué)導(dǎo)向 模塊即等效為一透鏡交替變化的柱狀透鏡光柵。再請(qǐng)結(jié)合參閱圖6描述其工作原理，當(dāng)該立體顯示裝置4顯示二維畫(huà)面時(shí)，該驅(qū)動(dòng) 電路模塊60同時(shí)與該顯示畫(huà)面產(chǎn)生模塊40及該光學(xué)導(dǎo)向模塊50電連接。該驅(qū)動(dòng)電路模 塊60傳輸一二維視頻信號(hào)至該顯示畫(huà)面產(chǎn)生模塊40工作以產(chǎn)生二維畫(huà)面。同時(shí)，該驅(qū)動(dòng) 電路模塊60施加一第一狀態(tài)Sl時(shí)序信號(hào)至該光學(xué)導(dǎo)向模塊50的電潤(rùn)濕組件53，則由于該 電潤(rùn)濕組件53沒(méi)有形成液態(tài)透鏡光柵，該顯示畫(huà)面產(chǎn)生模塊40產(chǎn)生的光束直接穿過(guò)該光 學(xué)導(dǎo)向模塊50，該光學(xué)導(dǎo)向模塊50并未改變光束傳輸方向，因此，映入觀看者眼睛的是二 維畫(huà)面。當(dāng)該立體顯示裝置4顯示三維畫(huà)面時(shí)，首先，該驅(qū)動(dòng)電路模塊60施加一編碼后的 三維視頻信號(hào)至該顯示畫(huà)面產(chǎn)生模塊40，該顯示畫(huà)面產(chǎn)生模塊40對(duì)應(yīng)顯示三維立體畫(huà)面。 同時(shí)，該驅(qū)動(dòng)電路模塊60施加一時(shí)序信號(hào)至該光學(xué)導(dǎo)向模塊50的電潤(rùn)濕組件53，控制該 電潤(rùn)濕組件53在第二狀態(tài)S2與第三狀態(tài)S3之間切換，由此，使得該電潤(rùn)濕組件53等效于 兩種動(dòng)態(tài)不同形態(tài)的柱狀透鏡光柵，具體如圖7所示，其是該電潤(rùn)濕組件53實(shí)現(xiàn)全分辨率 顯示的原理圖。圖7中實(shí)線顯示是Τ2時(shí)刻，該電潤(rùn)濕組件53在第二狀態(tài)S2所對(duì)應(yīng)的光學(xué) 路徑示意，虛線顯示是Τ3時(shí)刻，該電潤(rùn)濕組件53在第三狀態(tài)S3所對(duì)應(yīng)的光學(xué)路徑示意圖。 取a、b、c、d四個(gè)區(qū)域分別代表四個(gè)像素點(diǎn)，則a、b區(qū)域?qū)?yīng)顯示一畫(huà)面，而c、d對(duì)應(yīng)顯示 另一畫(huà)面。在T2時(shí)刻，左眼看到的是b和a的像素點(diǎn)，而右眼看到的是d和c的像素點(diǎn)，在 T3與T2時(shí)刻看到的圖像剛好相反。這兩種狀態(tài)交替出現(xiàn)達(dá)到一定頻率的時(shí)候，利用人的視 覺(jué)殘留使得觀看者左眼和右眼均看到兩幅完整的圖像，這樣就可以實(shí)現(xiàn)了全像素的三維立 體顯示。該三維立體顯示畫(huà)面產(chǎn)生模塊40的光束經(jīng)過(guò)該光學(xué)導(dǎo)向模塊50后，該光學(xué)導(dǎo)向 模塊50將光束折射至設(shè)定方向，進(jìn)而形成對(duì)應(yīng)于人的左眼和右眼的具有位相差的圖像Ml 和M2。也就是說(shuō)，當(dāng)時(shí)序信號(hào)的頻率提高到一定程度，超出人眼所能識(shí)別的頻率范圍時(shí)，該 光學(xué)導(dǎo)向模塊50在T2、T3不斷交替作用下，引導(dǎo)光束交替?zhèn)鬏斨劣^看者的左眼和右眼，如 該時(shí)序信號(hào)的頻率與顯示面板切換左眼視差圖像Ml和右眼視差圖像M2的頻率同步，并優(yōu) 選以120Hz或更高的頻率進(jìn)行刷新時(shí)，對(duì)觀看者而言，因?yàn)槠洳荒茏R(shí)別該時(shí)序信號(hào)作用下 的畫(huà)面差別，導(dǎo)致觀看者認(rèn)為所接收的顯示畫(huà)面為全像素畫(huà)面。當(dāng)觀看者位于立體顯示區(qū) 交替接收上述圖像信息Ml、M2后，利用人的視覺(jué)殘留，就可獲得全像素的三維立體視覺(jué)效^ ο
10
在該立體顯示裝置4中，利用具電潤(rùn)濕組件53的光學(xué)導(dǎo)向模塊50形成電潤(rùn)濕透 鏡模塊，該電潤(rùn)濕組件53的極性流體能夠受到均勻電場(chǎng)作用，使得極性流體的可控性提 高，大大減小液態(tài)柱狀透鏡的變形，保證液態(tài)透鏡的連續(xù)性，提高顯示效果。其次，由于電潤(rùn) 濕組件53可以在較小的間隔內(nèi)形成光滑拋物弧面的液態(tài)透鏡，使得整個(gè)液態(tài)透鏡體積變 小、厚度降低，降低了成本。同時(shí)也使得整個(gè)立體顯示裝置4的整體更加輕薄。另外，因?yàn)殡姖?rùn)濕組件53的兩種流體536、537之間互不相溶，則當(dāng)電潤(rùn)濕組件53 在第二個(gè)狀態(tài)S2與第三個(gè)狀態(tài)S3之間交替切換時(shí)，電潤(rùn)濕組件53的性能保持穩(wěn)定，提高 顯示效果的同時(shí)，提高產(chǎn)品的可靠度。更重要的是，當(dāng)時(shí)序信號(hào)的刷新頻率提高到騙過(guò)人眼的值時(shí)，如該時(shí)序信號(hào)的頻 率與顯示面板切換左眼視差圖像和右眼視差圖像的頻率同步，并優(yōu)選以120Hz或更高的頻 率進(jìn)行刷新時(shí)，則觀看者所接收的顯示畫(huà)面會(huì)被認(rèn)為是整個(gè)顯示畫(huà)面產(chǎn)生模塊40的全部 像素顯示所致，便獲得全分辨率立體顯示畫(huà)面。再請(qǐng)參閱圖11，是本發(fā)明立體顯示裝置第二實(shí)施方式的側(cè)面示意圖。該立體顯示 裝置與第一實(shí)施方式所揭示的立體顯示裝置4基本相同，區(qū)別在于該光學(xué)導(dǎo)向模塊70的 電潤(rùn)濕組件73包括多個(gè)第一電極731及多個(gè)第二電極738。該多個(gè)平行間隔設(shè)置的第一電 極731取代第一實(shí)施方式的第一電極層531。在垂直方向上，在每一流體腔71內(nèi)，每一第一 電極731設(shè)于二相鄰疏水絕緣擋板75之間的中心位置。在該立體顯示裝置70中，每二相鄰流體腔71內(nèi)，二第一電極731配合三個(gè)第二電 極條738形成電場(chǎng)，以控制該極性流體77的電潤(rùn)濕性能。當(dāng)該立體顯示裝置工作70時(shí)，該 多個(gè)第一電極731及多個(gè)第二電極738配合形成電場(chǎng)來(lái)控制該極性流體73在二相鄰流體 腔71內(nèi)呈圓滑的拋物弧面，因?yàn)樵摿黧w腔71內(nèi)收容有兩種折射率不同的流體材料，所以該 包含有電潤(rùn)濕組件73的光學(xué)導(dǎo)向模塊70能夠有效調(diào)整穿過(guò)其自身的光束，也就是說(shuō)，該電 潤(rùn)濕組件73等效為一個(gè)狀態(tài)隨時(shí)序信號(hào)變化的透鏡光柵，即，電潤(rùn)濕透鏡，使得該立體顯 示裝置70產(chǎn)生兩種具相位相差的圖像，進(jìn)而在觀看者眼中形成視差，并經(jīng)視覺(jué)神經(jīng)中樞的 融合反射，以及視覺(jué)心理獲得三維立體感覺(jué)。再請(qǐng)參閱圖12，是本發(fā)明立體顯示裝置第三實(shí)施方式的側(cè)面示意圖。該立體顯示 裝置與第一實(shí)施方式所揭示的立體顯示裝置4基本相同，區(qū)別在于該光學(xué)導(dǎo)向模塊80的 電潤(rùn)濕組件83包括多個(gè)第二電極838。該多個(gè)第二電極838呈條狀平行間隔設(shè)置在該第二 透明絕緣層第81與該疏水絕緣層82之間。在垂直方向上，在每一流體腔84內(nèi)，每一第二 電極838設(shè)于二相鄰疏水絕緣擋板85之間的中心位置。同時(shí)，在該立體顯示裝置80中，該 二相鄰疏水絕緣擋板85之間的間距對(duì)應(yīng)于該顯示畫(huà)面產(chǎn)生模塊(圖未示)的一個(gè)像素寬 度。該實(shí)施方式的立體顯示裝置80中，于每一流體腔84中，該第二電極838配合該第 一電極形成電場(chǎng)以改變?cè)摌O性流體87的界面840，使得該光學(xué)導(dǎo)向模塊80的電潤(rùn)濕組件 83等效為液態(tài)透鏡光柵，亦即電潤(rùn)濕透鏡，也就是說(shuō)，該電潤(rùn)濕組件83等效為一個(gè)狀態(tài)隨 時(shí)序信號(hào)變化的透鏡光柵，即，電潤(rùn)濕透鏡，使得該立體顯示裝置80產(chǎn)生兩種具相位相差 的圖像，進(jìn)而在觀看者眼中形成視差，并經(jīng)視覺(jué)神經(jīng)中樞的融合反射，以及視覺(jué)心理獲得三 維立體感覺(jué)。實(shí)現(xiàn)三維圖像顯示。以上僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施案例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)
11人員來(lái)說(shuō)，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修 改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種光學(xué)導(dǎo)向模塊，其包括一電潤(rùn)濕組件，該電潤(rùn)濕組件包括第一電極、第二電極、流體腔、二流體，該二流體收容于該流體腔內(nèi)，其特征在于該第一電極配合該第二電極形成電壓，并夾設(shè)該流體腔，該電壓作用該電潤(rùn)濕組件形成變化的柱狀液態(tài)透鏡光柵。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)導(dǎo)向模塊，其特征在于該第一電極是一電極層，該第二 電極是多個(gè)平行間隔設(shè)置的條狀電極，在該第一電極及第二電極作用下，每二相鄰流體腔 形成一柱狀透鏡。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光學(xué)導(dǎo)向模塊，其特征在于該流體腔包括二相對(duì)間隔設(shè)置 的疏水絕緣層及疏水絕緣擋板，該疏水絕緣擋板垂直該疏水絕緣層設(shè)置，于豎直方向，該第 二電極分別對(duì)應(yīng)該疏水絕緣擋板端部設(shè)置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)導(dǎo)向模塊，其特征在于該第一電極是多個(gè)平行間隔設(shè) 置的條狀電極，該第二電極是多個(gè)平行間隔設(shè)置的條狀電極，在該第一電極及第二電極作 用下，每一流體腔形成一柱狀透鏡。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光學(xué)導(dǎo)向模塊，其特征在于該流體腔包括二相對(duì)間隔設(shè)置 的疏水絕緣層及疏水絕緣擋板，該疏水絕緣擋板垂直該疏水絕緣層設(shè)置，于豎直方向，每一 第一電極位于二相鄰疏水絕緣擋板的間隔中心位置設(shè)置，該第一電極對(duì)應(yīng)該疏水絕緣擋板 位置設(shè)置。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)導(dǎo)向模塊，其特征在于在一時(shí)序信號(hào)驅(qū)動(dòng)下，該第一電 極及該第二電極之間的電壓值為零，該光學(xué)導(dǎo)向模塊不改變光束傳輸方向。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)導(dǎo)向模塊，其特征在于在一時(shí)序信號(hào)驅(qū)動(dòng)下，該光學(xué)導(dǎo) 向模塊呈現(xiàn)交替呈現(xiàn)的第一狀態(tài)及第二狀態(tài)，在該第一狀態(tài)，該光學(xué)導(dǎo)向模塊傳輸光束至 第一方向區(qū)域形成顯示畫(huà)面，在第二狀態(tài)，該光學(xué)導(dǎo)向模塊傳輸光束之第二方向區(qū)域形成 顯示畫(huà)面。
8.一種立體顯示裝置，其包括疊合設(shè)置的一顯示畫(huà)面產(chǎn)生模塊、一光學(xué)導(dǎo)向模塊及一 驅(qū)動(dòng)電路模塊，該驅(qū)動(dòng)電路模塊驅(qū)動(dòng)該顯示畫(huà)面產(chǎn)生模塊產(chǎn)生畫(huà)面?zhèn)鬏斨猎摴鈱W(xué)導(dǎo)向模 塊，該驅(qū)動(dòng)電路模塊驅(qū)動(dòng)該光學(xué)導(dǎo)向模塊實(shí)現(xiàn)二維三維畫(huà)面切換，其特征在于該光學(xué)導(dǎo)向 模塊包括一電潤(rùn)濕組件，該電潤(rùn)濕組件形成變化的柱狀液態(tài)透鏡光柵。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的立體顯示裝置，其特征在于該電潤(rùn)濕組件包括第一電極、第 二電極、流體腔、二流體，該二流體收容于該流體腔內(nèi)，該第一電極配合該第二電極形成電 壓，并夾設(shè)該流體腔，在不同時(shí)序信號(hào)驅(qū)動(dòng)下，該電壓作用該電壓，并夾設(shè)該流體腔，在不同 時(shí)序信號(hào)驅(qū)動(dòng)下，該電壓作用該電潤(rùn)濕組件形成變化的柱狀液態(tài)透鏡光柵。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的立體顯示裝置，其特征在于該第一電極是一電極層，該第 二電極是多個(gè)平行間隔設(shè)置的條狀電極，在該第一電極及第二電極作用下，每二相鄰流體 腔形成一柱狀透鏡。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的立體顯示裝置，其特征在于該第一電極是多個(gè)平行間隔設(shè) 置的條狀電極，該第二電極是多個(gè)平行間隔設(shè)置的條狀電極，在該第一電極及第二電極作 用下，每一流體腔形成一柱狀透鏡。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的立體顯示裝置，其特征在于在不同時(shí)序信號(hào)驅(qū)動(dòng)下，該光 學(xué)導(dǎo)向模塊引導(dǎo)光束在不同時(shí)刻朝設(shè)定方向傳輸。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的立體顯示裝置，其特征在于取該時(shí)序信號(hào)的驅(qū)動(dòng)下，在第一時(shí)刻，該光學(xué)導(dǎo)向模塊處于第一狀態(tài)，該光學(xué)導(dǎo)向模塊傳輸光至第一方向區(qū)域形成顯示 畫(huà)面，在第二時(shí)刻，該光學(xué)導(dǎo)向模塊處于第二狀態(tài)，該光學(xué)導(dǎo)向模塊傳輸光之第二方向區(qū)域 形成顯示畫(huà)面。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的立體顯示裝置，其特征在于在第一、第二不斷交替的時(shí)序 信號(hào)驅(qū)動(dòng)下，所有流體腔整體形成交替變化的液態(tài)柱狀透鏡光柵，其中第一時(shí)刻所顯示的 畫(huà)面?zhèn)鬏斨劣^看者的左眼，第二時(shí)刻所顯示的畫(huà)面?zhèn)鬏斨劣^看者的右眼。
15.根據(jù)權(quán)利要求12-14所述的立體顯示裝置，其特征在于該時(shí)序信號(hào)的頻率與顯示 面板切換左眼視差圖像和右眼視差圖像的頻率同步，并優(yōu)選以120Hz或更高的頻率進(jìn)行刷 新。
16.根據(jù)權(quán)利要求8所述的立體顯示裝置，其特征在于該顯示畫(huà)面產(chǎn)生模塊是液晶顯 示模塊、陰極射線管顯示模塊、等離子體顯示模塊、有機(jī)電激發(fā)光顯示模塊中的任意一種。
全文摘要
本發(fā)明提供一種立體顯示裝置。該立體顯示裝置包括疊合設(shè)置的一顯示畫(huà)面產(chǎn)生模塊、一光學(xué)導(dǎo)向模塊及一驅(qū)動(dòng)電路模塊。該驅(qū)動(dòng)電路模塊驅(qū)動(dòng)該顯示畫(huà)面產(chǎn)生模塊產(chǎn)生畫(huà)面?zhèn)鬏斨猎摴鈱W(xué)導(dǎo)向模塊，該驅(qū)動(dòng)電路模塊驅(qū)動(dòng)該光學(xué)導(dǎo)向模塊實(shí)現(xiàn)二維/三維畫(huà)面切換。該光學(xué)導(dǎo)向模塊包括一電潤(rùn)濕組件，該電潤(rùn)濕組件形成狀態(tài)變化的柱狀液態(tài)透鏡光柵。本發(fā)明的立體顯示裝置顯示效果佳、整體輕薄，且能夠?qū)崿F(xiàn)二維顯示和三維顯示的自由切換。本發(fā)明同時(shí)還提供一種光學(xué)導(dǎo)向模塊。
文檔編號(hào)G02B26/02GK101915987SQ20101022990
公開(kāi)日2010年12月15日 申請(qǐng)日期2010年7月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月9日
發(fā)明者宮曉達(dá) 申請(qǐng)人:深圳超多維光電子有限公司