專利名稱：視差柵欄、全視角立體顯示系統(tǒng)以及便攜式數(shù)字終端的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于立體(3D)顯示技術領域，涉及一種視差柵欄，尤其涉及一種可以消除重影的視差柵欄、以及包括該視差柵欄的全視角立體顯示系統(tǒng)。
背景技術：
立體(3D)圖像顯示裝置基本可以分為兩大類:眼鏡型立體圖像顯示裝置和無眼鏡型立體圖像顯示裝置(自動立體圖像顯示裝置)。視差柵欄(Parallax Barrier)作為無眼鏡型立體圖像顯示裝置中的一種已經(jīng)被市場廣泛接受。圖1所示為利用常規(guī)視差柵欄的立體圖像顯示原理示意圖。常規(guī)地，視差柵欄可以直接與二維顯示模塊貼合固定，即可實現(xiàn)3D圖像顯示，因此視差柵欄法顯示3D圖像相對結構簡單、成本低，適于廣泛商業(yè)應用。如圖1所示，10為二維顯示模塊(例如TFT-1XD(ThinFilm Transistor-Liquid Crystal Display,薄膜晶體管液晶顯示器)),20為視差柵欄形成的光柵，其置于觀看者的眼睛和二維顯示模塊10之間。在視差柵欄顯示方法中，將左右眼看到的圖像以交替的垂直的樣式顯示，該樣式的若干部分被非常細的垂直格子(即光柵的遮擋部)阻擋。以這種方式，左眼看到的垂直樣式圖像和右眼看到的垂直樣式圖像由光柵分開，左右眼分別在不同的視點看圖像以便將其結合形成3D圖像。如圖1所示，視差柵欄形成的光柵20具有孔隙22和遮擋部21，二維顯示模塊10中具有分別對應于觀看者的左眼和右眼的左眼圖像像素L (用于形成左眼圖像)和右眼圖像像素R (用于形成右眼圖像)，像素L和R交替地形成于二維顯示模塊10中。從而每只眼睛通過光柵20的孔隙22看到不同的圖像。左眼圖像像素L輸出光將被輸入到左眼，右眼圖像輸出光將被輸入到右眼，由此分別觀察到所劃分的左眼圖像和右眼圖像，從而得到立體感。視差柵欄的3D顯示原理也決定了其具有視角窄、觀看視角少的問題。如圖1所示，觀看者在平行于視差柵欄的方向(大致在X方向)移動時，如果視差柵欄形成的光柵的孔隙22和遮擋部21相對固定，觀察者只能在某些位置(也即視區(qū))實現(xiàn)左眼僅看到左眼圖像像素L、右眼僅看到右眼圖像像素R，而在某些位置，在視區(qū)發(fā)生變化的情況下，其中一只眼睛是可以同時看到左眼圖像像素L (簡稱為“左眼圖像”)和右眼圖像像素R (簡稱為“右眼圖像”)，從而無法獲得3D視感，這些視區(qū)對應被稱之為重影區(qū)。圖2所示為傳統(tǒng)的視差柵欄的3D顯示可視區(qū)的分布示意圖。結合圖1和圖2所示，人的眼睛在圖2所示的視區(qū)移動時，一只眼睛位于L、L’與L”所標示的區(qū)域時，可以看到完整的無串擾左眼圖像；一只眼睛眼位于R、R’與R”所標示的區(qū)域時，可以看到完整的無串擾右眼圖像；眼睛位于重影區(qū)時，由于一只眼睛可以同時看到左眼圖像和右眼圖像而無法獲得3D視感。當觀看者大致在X方向移動時，不可避免地會存在其中一只眼睛落入重影區(qū)的情形，這樣在不同的3D視角移動時，會出現(xiàn)重影現(xiàn)象。中國專利申請?zhí)枮?01120261180.0、題為“三維圖像顯示系統(tǒng)”的專利中，其公開的技術方案中，其視差柵欄是按3D全分辨率來優(yōu)化的，從該專利的說明書附圖6的分析來看，當觀看者改變位置時，雖然在某些視角可以獲得較佳的3D效果，但無法避免當觀看者頭部從一個較佳觀看點移動至下一較佳觀看點時中間會出現(xiàn)重影現(xiàn)象的情況，嚴重影響3D觀看效果。中國專利申請?zhí)枮?00910000319.3、題為“可調整的視差柵欄三維顯示器”的專利中，其所公開的視差柵欄中設置了主光柵和多條次光柵，并且各光柵的遮擋部的寬度不一致，結構復雜，控制也復雜，其適合裸眼3D電視等觀看距離比較遠的3D顯示設備中應用，尤其不適用于觀看距離相對比較近的便攜式終端；并且，視差柵欄在被調整的過程中，形成的光柵的遮擋部的寬度被調整進而導致亮度會發(fā)生變化，即有可能讓觀看者有忽明忽暗的觀看視覺。

實用新型內容本實用新型的主要目的在于，避免視差柵欄在實現(xiàn)3D顯示時存在的重影現(xiàn)象。為實現(xiàn)以上目的或者其他目的，本實用新型提供以下技術方案。按照本實用新型的一方面，提供一種視差柵欄，包括液晶層、位于所述液晶層的一側的至少一個第一透明電極、位于所述液晶層的另一側的至少一個第二透明電極；所述第一透明電極包括用于對應形成第一光柵并控制所述第一光柵的形狀和在所述液晶層上的位置的第一電極層；所述第二透明電極包括用于對應形成第二光柵并控制所述第二光柵的形狀和在所述液晶層上的位置的第二電極層；至少一個所述第一光柵的立體顯示可視區(qū)與至少一個所述第二光柵的立體顯示可視區(qū)相互互補以消除每個光柵的重影區(qū)。按照本實用新型一實施例的視差柵欄，其中，設置所述第一透明電極的形狀與所述第二透明電極的形狀相同。按照本實用新型又一實施例的視差柵欄，其中，所述第一透明電極還包括第一透明基片，所述第一電極層形成在所述第一透明基片的相向于所述液晶層的表面上；所述第二透明電極還包括第二透明基片，所述第二電極層形成在所述第二透明基片的相向于所述液晶層的表面上。按照本實用新型還一實施例的視差柵欄，其中，所述第一透明電極還包括:第一透明基片，在所述第一透明基片的相向于所述液晶層的表面上形成的第一輔助電極層，以及位于所述第一輔助電極層和所述第一電極層之間的第一絕緣層；所述第二透明電極還包括:第二透明基片；在所述第二透明基片的相向于所述液晶層的表面上形成的第二輔助電極層；以及位于所述第二輔助電極層和所述第二電極層之間的第二絕緣層；其中，所述第一輔助電極層被構圖以使其與所述第一電極層在同時被激活時至少互補地形成等效平面電極；所述第二輔助電極層被構圖以使其與所述第二電極層在同時被激活時至少互補地形成等效平面電極。進一步，所述第一輔助電極層被構圖為多條平行的等間距排列的第一條狀電極，所述第一條狀電極的寬度大于或等于所述第一光柵的間距。進一步，所述第二輔助電極層被構圖為多條平行的等間距排列的第二條狀電極，所述第二條狀電極的寬度大于或等于所述第二光柵的間距。在又一實施例中，所述第一輔助電極層和/或所述第二輔助電極層可以為連續(xù)的整面電極。優(yōu)選地，所述第一電極層和所述第二電極層均由條狀電極形成，每條所述條狀電極的寬度被設置為相同以使所述第一光柵的遮擋部的寬度等于所述第二光柵的遮擋部的覽度。進一步，所述視差柵欄還包括設置在所述第一透明電極之上偏光片。按照本實用新型再一實施例的視差柵欄，其中，所述第一透明電極還包括:第一透明基片，在所述第一透明基片的相向于所述液晶層的表面上形成的所述第一電極層，位于所述第一電極層之上的第一絕緣層，以及位于所述第一絕緣層之上的第一輔助電極層；所述第二透明電極還包括:第二透明基片；在所述第二透明基片的相向于所述液晶層的表面上形成的第二電極層；以及位于所述第二電極層之上的第二絕緣層，以及位于所述第二絕緣層之上的第二輔助電極層；其中，所述第一輔助電極層被構圖為多條平行的等間距排列的第一條狀電極，所述第一條狀電極的寬等于所述第一光柵的間距，所述第一輔助電極層與所述第一電極層在同時被激活時互補地形成等效平面電極；所述第二輔助電極層被構圖為多條平行的等間距排列的第二條狀電極，所述第二條狀電極的寬等于所述第二柵的間距，所述第二輔助電極層與所述第二電極層在同時被激活時至少互補地形成等效平面電極。按照本實用新型的又一方面，提供一種立體顯示系統(tǒng)，其包括:以上所述及的任一種視差柵欄；頭部檢測模塊，其用于檢測觀看者的眼睛相對所述視差柵欄的立體顯示可視區(qū)的位置；光柵控制模塊，其用于根據(jù)頭部檢測模塊檢測的位置信息的反饋控制所述視差柵欄可切換地形成第一光柵或第二光柵；以及立體圖像格式轉換模塊，其用于根據(jù)頭部檢測模塊檢測的位置信息的反饋控制是否交換左眼圖像和右眼圖像的位置。較佳地，該立體顯示系統(tǒng)還可以包括各視角圖像生成模塊，所述頭部檢測模塊輸出所述位置信息至所述各視角圖像生成模塊。按照本實用新型的還一方面，提供一種便攜式數(shù)字終端，其使用以上所述及的立體顯示系統(tǒng)。本實用新型的技術效果是，該視差柵欄可以切換地形成多個光柵，并且光柵之間的3D顯示可視區(qū)相互互補，從而，視差柵欄的重影區(qū)可以通過對多個光柵的切換應用得到消除。使用該視差柵欄的3D顯示系統(tǒng)可以根據(jù)頭部位置來控制多個光柵之間的切換使用，從而該視差柵欄的3D顯示視角廣，消除了重影現(xiàn)象，并且整體結構簡單、控制也相對簡單， 尤其適用于便攜式數(shù)字終端應用。

從結合附圖的以下詳細說明中，將會使本實用新型的上述和其他目的及優(yōu)點更加完全清楚，其中，相同或相似的要素采用相同的標號表示。圖1是利用常規(guī)視差柵欄的立體圖像顯示原理示意圖。圖2是傳統(tǒng)的視差柵欄的3D顯示可視區(qū)的分布示意圖。圖3是按照本實用新型一實施例的視差柵欄的截面結構示意圖。圖4是圖3中使用的視差柵欄的透明電極的電極層平面圖案示意圖，其中(a)為A-A截面圖，(b)為B-B截面圖。圖5是圖3所示視差柵欄所形成的光柵的示意圖。圖6是圖3所示視差柵欄的3D顯示可視區(qū)分布示意圖。圖7是按照本實用新型又一實施例的視差柵欄的截面結構示意圖。圖8是圖7中使用的視差柵欄的透明電極的電極層平面圖案示意圖，其中(a)為D-D截面圖，(b)為E-E截面圖，(c)為F-F截面圖，Cd)為G-G截面圖。圖9是圖7所示視差柵欄所形成的光柵的示意圖。圖10是按照本實用新型還一實施例的視差柵欄的3D顯示可視區(qū)分布示意圖。圖11是按照本實用新型一實施例的全視角立體顯示系統(tǒng)的模塊結構示意圖。
具體實施方式
下面介紹的是本實用新型的多個可能實施例中的一些，旨在提供對本實用新型的基本了解，并不旨在確認本實用新型的關鍵或決定性的要素或限定所要保護的范圍。容易理解，根據(jù)本實用新型的技術方案，在不變更本實用新型的實質精神下，本領域的一般技術人員可以提出可相互替換的其他實現(xiàn)方式。因此，以下具體實施方式
以及附圖僅是對本實用新型的技術方案的示例性說明，而不應當視為本實用新型的全部或者視為對本實用新型技術方案的限定或限制。在附圖中，為了清楚起見，夸大了層和區(qū)域的厚度，并且，由于構圖引起的圓潤等形狀特征未在附圖中示意出。另外對一些不影響描述本專利的功能層未在圖中標出，例如液晶配向層等，它們同樣是可以設置在本實用新型的視差柵欄和立體顯示系統(tǒng)中。。下面的描述中，為描述得清楚和簡明，并沒有對圖中所示的所有多個部件進行描述。附圖中示出的多個部件為本領域普通技術人員提供本實用新型的完全能夠實現(xiàn)的公開內容。對于本領域技術人員來說，在本實用新型的揭示下，許多部件的操作都是熟悉而且明顯的。在本文描述中，使用方向性術語(例如“上”、“下”、“橫向”、“縱向”等)以及類似術語來描述的各種結構實施例表示附圖中示出的方向或者能被本領域技術人員理解的方向。這些方向性術語用于相對的描述和澄清，而不是要將任何實施例的定向限定到具體的方向或定向。圖3所示為按照本實用新型一實施例的視差柵欄，的截面結構示意圖。如圖3所示，為方便示意視差柵欄30的相對位置，其中示意性地給出了二維顯示模塊100。在該實施例中，視差柵欄30被貼合于二維顯示模塊100上，二者大致可以形成具有2D/3D可切換顯示功能的立體圖像顯示裝置。其中，z方向定義為垂直于二維顯示模塊的顯示平面并指向視差柵欄的方向。當然，在其他實施例中，當二維顯示模塊100為TFT-LCD顯示屏時，視差柵欄30亦可以放置于二維顯示模塊100之下。視差柵欄30由下至上依次地主要包括下透明電極320、上透明電極340以及位于下透明電極320和上透明電極340之間的液晶層330，液晶層330可以在上透明電極340和下透明電極320之間的電信號的控制下形成各種光柵，其具體控制原理將在其后描述；當然液晶層330的具體類型和結構不是限制性的，例如，其可以為液晶盒中的液晶層。下透明電極320包括透明基片322以及形成在透明基片322的相向于液晶層330的一面上的下電極層321 ;同樣地，上透明電極340包括透明基片342以及形成在透明基片342的相向于液晶層330的一面上的上電極層341。透明基片342和322可以但不限于為玻璃基片，上電極層341和下電極層321可以但不限于為ITO(Indium TinOxide，銦錫金屬氧化物)透明電極，上電極層341和下電極層321分別構圖形成在透明基片342和透明基片322之上，當然其也可以選擇用其他透明材料構圖形成。圖4所示為圖3中使用的視差柵欄的透明電極的電極層平面圖案示意圖，其中(a)為A-A截面圖，(b )為B-B截面圖。結合圖3和圖4所示，在該實施例中，上電極層341由縱向條狀電極34Ia和34Ib組成，其中，縱向條狀電極34Ia連接電極端Cl，縱向條狀電極34Ib連接電極端C2。在Cl和C2同時激活時，縱向條狀電極341a和341b可以被同時激活以形成位于液晶層330的上側的平面電極。同樣，下電極層321由縱向條狀電極321a和321b組成，其中，縱向條狀電極321a連接電極端SI，縱向條狀電極321b連接電極端S2。在SI和S2同時激活時，縱向條狀電極321a和321b可以被同時激活以形成位于液晶層330的下側的平面電極。進一步，上電極層341的縱向條狀電極341a的形狀被構造為對應于欲形成的第一光柵(例如縱向光柵)的形狀，例如，縱向條狀電極341a的寬度基本等于欲形成的第一光柵的遮擋部的寬度。下電極層321的縱向條狀電極321a的形狀被構造為對應于欲形成的第二光柵(例如縱向光柵)的形狀，例如，縱向條狀電極321a的寬度基本等于欲形成的第二光柵的遮擋部的寬度。圖5所示為圖3所示視差柵欄所形成的光柵的示意圖。在本實用新型中，視差柵欄至少地可以形成兩個光柵，即第一光柵和第二光柵。在激活Cl、S1、S2時，縱向條狀電極341a被激活，在該實施例中，形成形狀和位置(在X軸上的位置)基本對應于縱向條狀電極341a的第一光柵，因此，第一光柵的形狀和在液晶層330上的位置均基本由上電極層341的縱向條狀電極341a對應決定，而液晶層330的下側的下電極層321此時只是用于輔助地形成平面電極。在其他實施例中，也可以采用在液晶層330的下側的用于實現(xiàn)類似平面電極功能的其他結構的電極層。同樣地，如圖3至圖5所示，在激活S1、Cl、C2時，縱向條狀電極321a被激活，在該實施例中，形成形狀和位置(在X軸上的位置)基本對應于縱向條狀電極321a的第二光柵(如圖5中虛線所示)，因此，第二光柵的形狀和在液晶層330上的位置均基本由下電極層321的縱向條狀電極321a對應決定，而液晶層330的上側的上電極層341此時只是用于輔助地形成平面電極，在其他實施例中，也可以采用在液晶層330的上側的用于實現(xiàn)類似平面電極功能的其他結構的電極層。[0071]需要理解的是，盡管在圖5中將形成的第一光柵和第二光柵分開示意，實際上兩個縱向光柵均是在液晶層330上形成。第一光柵的遮擋部和第二光柵的遮擋部在X方向的位置差al，可以通過以下關于3D顯示可視區(qū)的說明來設置。根據(jù)本文揭示，本領域技術人員也將理解到，位置差al實際上也基本由縱向條狀電極34Ia和縱向條狀電極32Ia之間在X方向的位置差來決定。圖6所示為圖3所示視差柵欄的3D顯示可視區(qū)分布示意圖。如圖6 (a)所示，在激活Cl、S1、S2形成第一光柵時，此時視差柵欄30的3D顯示可視區(qū)間隔地分布，其中間包括重影區(qū)。如圖6 (b)所示，在激活S1、C1、C2形成第二光柵時，此時視差柵欄30的3D顯示可視區(qū)間隔地分布，其中間包括重影區(qū)。需要理解的是，根據(jù)第一光柵的形狀和位置或者第二光柵的遮擋部的形狀和位置，在二維顯示模塊100與液晶層330之間的間距等條件已經(jīng)確定已知的情況下，本領域技術人員可以分別地計算出其3D顯示可視區(qū)、重影區(qū)分布情形。在本實用新型中，為避免觀看者的眼睛落入任何一光柵對應的重影區(qū)時出現(xiàn)的重影現(xiàn)象，在該實施例中，在X方向上，將第一光柵的3D顯示可視區(qū)與第二光柵的重影區(qū)對應，將第二光柵的3D顯示可視區(qū)與第一光柵的重影區(qū)對應，從而實現(xiàn)第一光柵的3D顯示可視區(qū)與第二光柵的3D顯示可視區(qū)相互互補，在兩個光柵交替作用時，觀察者在X方向的3D顯示可視區(qū)的分布如圖6 (c)所示。視差柵欄30可以根據(jù)觀看者的眼睛位置的反饋，可操作地形成第一光柵或第二光柵。以下結合圖6說明消除重影現(xiàn)象的原理。圖6中以左眼處于LI可視區(qū)，右眼處于Rl可視區(qū)作為初始狀態(tài)，此時第一光柵打開使得二維顯示模塊100所顯示的左眼圖像進入左眼，右眼圖像進入右眼。以LI或Rl作為前綴命名的可視區(qū)表示保持二維顯示模塊100在初始狀態(tài)下的圖像顯示格式時，第一光柵打開時對應的可視區(qū)分別可以看到左圖或右圖。以L2或R2作為前綴命名的可視區(qū)表示保持二維顯示模塊100在初始狀態(tài)下的圖像顯示格式時，第二光柵打開時對應的可視區(qū)分別可以看到左圖或右圖。二維顯示模塊100交換左右眼圖像的規(guī)律:若當前左右眼分別處于L/R為前綴命名的可視區(qū)，移動觀看位置后，左右眼分別處于R/L為前綴命名的可視區(qū)，則二維顯示模塊100需交換左右眼圖像；若當前左右眼分別處于R/L為前綴命名的可視區(qū)，移動觀看位置后，左右眼分別處于L/R為前綴命名的可視區(qū)，則二維顯示模塊100需交換左右眼圖像。若當前左右眼分別處于L/R為前綴命名的可視區(qū)，移動觀看位置后，左右眼仍然分別處于L/R為前綴命名的可視區(qū)，則二維顯示模塊100無需交換左右眼圖像；若當前左右眼分別處于R/L為前綴命名的可視區(qū)，移動觀看位置后，左右眼仍然分別處于R/L為前綴命名的可視區(qū)，則二維顯示模塊100無需交換左右眼圖像。當觀看者的眼睛從LI和Rl區(qū)沿X方向向右移動時，例如，雙眼分別進入L2與R2區(qū)時(也即第一光柵的重影區(qū)時)，視差柵欄30被控制切換至形成第二光柵(激活S1、Cl、C2)，第二光柵使得二維顯示模塊100所顯示的左眼圖像進入左眼，右眼圖像進入右眼，觀看者獲得3D觀看效果；繼續(xù)地，雙眼分別進入Rl與LI’區(qū)時(也即第二光柵的重影區(qū)時)，視差柵欄30被控制切換至形成第一光柵(激活C1、S1、S2)，二維顯示模塊100的左眼圖像和右眼圖像位置作位置交換，第一光柵使得二維顯示模塊100所顯示的左眼圖像進入左眼，右眼圖像進入右眼；繼續(xù)地，雙眼分別進入R2與L2’區(qū)時(也即第一光柵的重影區(qū)時)，視差柵欄30被控制切換至第二光柵，第二光柵使得二維顯示模塊100所顯示的左眼圖像進入左目艮，右眼圖像進入右眼，觀看者繼續(xù)獲得3D觀看效果；繼續(xù)地，雙眼分別進入LI’與R1’區(qū)時(也即第二光柵的重影區(qū)時)，二維顯示模塊100的左眼圖像和右眼圖像位置繼續(xù)作位置交換，切換至第一光柵，第一光柵使得二維顯示模塊100所顯示的左眼圖像進入左眼，右眼圖像進入右眼；雙眼分別進入L2’與R2’區(qū)時(也即第一光柵的重影區(qū)時)，切換至第二光柵，第二光柵使得二維顯示模塊100所顯示的左眼圖像進入左眼，右眼圖像進入右眼。因此，雙眼在X方向從左向右移動時均可以獲得3D顯示效果。同樣地，當觀看者的眼睛從LI和Rl區(qū)沿X方向向左移動時，例如，雙眼分別進入R2”與L2區(qū)時(也即第一光柵的重影區(qū)時)，切換至第二光柵，二維顯示模塊100的左眼圖像和右眼圖像作位置交換，第二光柵使得二維顯示模塊100所顯示的左圖像進入左眼，右圖像進入右眼；繼續(xù)地，依次類推。因此，雙眼在X方向從右向左移動時均可以獲得3D顯示效果。因此，視差柵欄30可以獲得如圖6 (C)所示的3D顯示可視區(qū)分布，從而消除了重影現(xiàn)象。需要理解的是，在第一光柵對應的3D顯示可視區(qū)和第二光柵對應的3D顯示可視區(qū)之間的位置關系被確定后，本領域技術人員可以根據(jù)其計算確定第一光柵對應的縱向條狀電極341a與第二光柵對應的縱向條狀電極321a之間的位置關系，也即可以確定第一光柵與第二光柵在X方向的位置差al。進一步，上電極層341中的縱向條狀電極341a的具體數(shù)量等不是限制性的，優(yōu)選地，每條縱向條狀電極341a之間的形狀相同并且等間距地平行設置。同樣地，下電極層321中的縱向條狀電極321a的具體數(shù)量等不是限制性的，優(yōu)選地，每條縱向條狀電極32Ia之間的形狀相同并且等間距地平行設置。進一步優(yōu)選地，每條縱向條狀電極321a與每條縱向條狀電極341a的寬度對應相同，相鄰縱向條狀電極321a之間的間距等于相鄰縱向條狀電極341a之間的間距，這樣，分布對應形成的第一光柵和第二光柵的形狀基本相同(盡管位置不同)，在第一光柵和第二光柵切換使用的過程中，視差柵欄30表現(xiàn)的透光率基本相同，從而不會發(fā)生亮度變化，觀看者沒有忽明忽暗的觀看視覺。進一步，二維顯示模塊100可以為TFT-1XD顯示器，這些顯示器自身帶有偏光片層，因此，該二維顯示模塊100中的偏光片層在與視差柵欄30形成立體圖像顯示裝置時，同時用作視差柵欄30的下偏光片層，視差柵欄30不需要下偏光片，也即在二維顯示模塊100與下透明電極320之間未設置下偏光片。在其他實施例中，當二維顯示模塊100為不帶偏光片層的顯示器時，例如，等離子顯示器、OLED (Organic Light-Emitting Diode,有機發(fā)光二極管)顯示器，還可以在二維顯示模塊100和下透明電極320之間設置下偏光片。同樣地，視差柵欄30也包括設置在上透明電極440之上的上偏光片350，在該實施例中，偏光片350設置在透明基片342之上。圖7所示為按照本實用新型又一實施例的視差柵欄的截面結構示意圖。如圖7所示，為方便示意視差柵欄70的相對位置，其中示意性地給出了二維顯示模塊100。同樣地，視差柵欄70同樣地可以形成如圖6所示的3D顯示可視區(qū)分布，可以消除重影現(xiàn)象。相比于圖3所示實施例，其主要在于改變電極層的構圖以使其生產(chǎn)線工藝精度要求降低，提高視差柵欄的制造成品率。視差柵欄70由下至上依次地主要包括下透明電極720、液晶層730和上透明電極740，液晶層730可以在上透明電極740和下透明電極720之間的電信號的控制下形成各種光柵，其具體控制原理將在其后描述；當然液晶層730的具體類型和結構不是限制性的，例如，其可以為液晶盒中的液晶層。進一步，下透明電極720包括由下至上依次設置的透明基片724、輔助電極層723、絕緣層722和下電極層721，在該實施例中，輔助電極層723構圖形成相向于液晶層730的一面上，絕緣層722位于輔助電極層723和下電極層721之間以實現(xiàn)二者之間的電隔離。上透明電極740包括由上至下依次設置的透明基片744、輔助電極層743、絕緣層742和上電極層741，在該實施例中，輔助電極層743構圖形成相向于液晶層730的一面上，絕緣層742位于輔助電極層743和上電極層741之間以實現(xiàn)二者之間的電隔離。因此，在該實施例中，下透明電極720的輔助電極層723和下電極層721形成雙層結構電極，其可以通過兩次構圖制備形成；上透明電極740的輔助電極層743和上電極層741也形成雙層結構電極，其也可以通過兩次構圖制備形成。具體地，透明基片744和724可以但不限于為玻璃基片，輔助電極層723、下電極層721、輔助電極層743和/或上電極層741可以但不限于為ITO (Indium Tin Oxide，銦錫金屬氧化物)透明電極，上電極層741和下電極層721分別構圖形成在絕緣層742和722之上，當然其也可以選擇用其他透明材料構圖形成。圖8所示為圖7中使用的視差柵欄的透明電極的電極層平面圖案示意圖，其中(a)為D-D截面圖，(b)為E-E截面圖，(c)為F-F截面圖，Cd)為G-G截面圖。結合圖8和圖7所示，輔助電極層743 (如圖8 (a)所示)由多條平行的縱向的第一條狀電極形成，每條第一條狀電極的形狀結構基本相同(例如，每條第一條狀電極的寬度d3相同)，并且相鄰的第一條狀電極之間的間距相等，輔助電極層743連接電極端C3。上電極層741 (如圖8 (b)所示)由多條平行的縱向的第二條狀電極形成，每條第二條狀電極形狀結構基本相同，并且相鄰的第二條狀電極之間的間距d4相等，上電極層741連接電極端C4。同樣地，輔助電極層723 (如圖8 (d)所示)由多條平行的縱向的第三條狀電極形成，每條第三條狀電極的形狀結構基本相同(例如，每條第三條狀電極的寬度d2相同)，并且相鄰的第三條狀電極之間的間距相等，輔助電極層723連接電極端S3。下電極層721 (如圖8 (c)所示)由多條平行的縱向的第四條狀電極形成，每條第四條狀電極形狀結構基本相同，并且相鄰的第四條狀電極之間的間距dl相等，下電極層721連接電極端S4。在該實施例中，上電極層741中的相鄰第二條狀電極之間的間距d4在該實施例中基本地被設置為欲形成的第一光柵(例如縱向光柵)之間的間距(也即遮擋部之間的間隙)。輔助電極層743的第一條狀電極對應于上電極層741的相鄰第二條狀電極之間的間隙處而設置，輔助電極層743的條狀電極的寬度d3大于或等于上電極層741中的相鄰第二條狀電極之間的間距d4，從而，在輔助電極層743連接的電極端C3和上電極層741連接的電極端C4被偏置某一電壓激活輔助電極層743和上電極層741時，雙層結構的輔助電極層743和上電極層741可以互補地形成等效平面電極。在其他實施例中，當輔助電極層743的條狀電極的寬度d3等于上電極層741中的相鄰第二條狀電極之間的間距d4時，輔助電極層743與上電極層741的位置可以互換。同樣地，下電極層721中的相鄰第四條狀電極之間的間距dl在該實施例中被設置為欲形成的第二光柵之間的間距(也即遮擋部之間的間隙)。輔助電極層723的第三條狀電極對應于下電極層721的相鄰第四條狀電極之間的間隙處而設置，輔助電極層723的條狀電極的寬度d2大于或等于下電極層721中的相鄰第四條狀電極之間的間距dl，從而，在輔助電極層723連接的電極端S3和下電極層721連接的電極端S4被偏置某一電壓激活輔助電極層723和下電極層721時，雙層結構的輔助電極層723和下電極層721可以互補地形成等效平面電極。在其他實施例中，當輔助電極層723的條狀電極的寬度d2等于上電極層721中的相鄰第二條狀電極之間的間距dl時，輔助電極層723與上電極層721的位置可以互換。圖9所示為圖7所示視差柵欄所形成的光柵的示意圖。在本實用新型中，視差柵欄至少地可以形成兩個光柵，即第一光柵和第二光柵。與圖5所示實施例的第一光柵和第二光柵類似，在激活C4、S3、S4時，上電極層741被激活，在該實施例中，形成形狀和位置(在X軸上的位置)基本對應于上電極層741的第一光柵(即其遮擋部基本對應于上電極層741的第二條狀電極)，因此，第一光柵的形狀和其在液晶層730上的位置均基本由上電極層741對應決定；而液晶層730的下側的下電極層721以及輔助電極層723此時只是用于輔助地形成以上所述的等效平面電極。同樣地，繼續(xù)如圖7至圖9所示，在激活S4、C3、C4時，下電極層721被激活，在該實施例中，形成形狀和位置(在X軸上的位置)基本對應于下電極層721的第二光柵(即其遮擋部基本對應于下電極層721的第四條狀電極)，因此，第二光柵的形狀和其在液晶層730上的位置均基本由下電極層721對應決定；而液晶層730的上側的上電極層741以及輔助電極層743此時只是用于輔助地形成以上所述的等效平面電極。需要理解的是，盡管在圖9中將形成的第一光柵和第二光柵分開示意，實際上兩個縱向光柵均是在液晶層730上形成。第一光柵的遮擋部和第二光柵的遮擋部在X方向的位置差a2，可以通過以下關于3D顯示可視區(qū)的說明來設置。根據(jù)揭示，本領域技術人員也將理解到，位置差a2實際上也基本由上電極層741和下電極層721之間在x方向的位置差來決定。圖9所不的基于視差柵欄70形成的第一光柵和第二光柵與圖5所不的第一光柵和第二光柵具有基本相同的3D可視區(qū)分布。同樣地參閱如圖6所示，在本實用新型中，為避免觀看者的眼睛落入任何一光柵對應的重影區(qū)時出現(xiàn)的重影現(xiàn)象，在該實施例中，在X方向上，將第一光柵的3D顯示可視區(qū)與第二光柵的重影區(qū)對應，將第二光柵的3D顯示可視區(qū)與第一光柵的重影區(qū)對應，從而實現(xiàn)第一光柵的3D顯示可視區(qū)與第二光柵的3D顯示可視區(qū)相互互補，在兩個光柵交替作用時，觀察者在X方向的3D顯示可視區(qū)的分布如圖6 (c)所示。視差柵欄70可以根據(jù)觀看者的眼睛位置的反饋，可操作地形成的第一光柵或第二光柵。其消除重影現(xiàn)象的原理基本相同，在此不再贅述。需要理解的是，在第一光柵對應的3D顯示可視區(qū)和第二光柵對應的3D顯示可視區(qū)之間的位置關系被確定后，本領域技術人員可以根據(jù)其計算確定第一光柵對應的上電極層741與第二光柵對應的下電極層721之間的位置關系,也即可以確定第一光柵與第二光柵在X方向的位置差a2。進一步，優(yōu)選地，下電極層721與上電極層741之間，盡管其條狀電極的位置并不對應形同，但是其形狀對應相同，例如，條狀電極的寬度相同，相鄰的第二條狀電極之間的間距等于相鄰的第四條狀電極之間的間距(d4=dl)，這樣，分布對應形成的第一光柵和第二光柵的形狀基本相同(盡管位置不同)，在第一光柵和第二光柵切換使用的過程中，視差柵欄70表現(xiàn)的透光率基本相同，從而不會發(fā)生亮度變化，觀看者有沒有忽明忽暗的觀看視覺。繼續(xù)如圖7所示，視差柵欄70也包括設置在上透明電極740之上的上偏光片750，在該實施例中，偏光片750設置在透明基片744之上。在圖7所示實施例中，上透明電極740和下透明電極720均包括雙層結構電極(例如，輔助電極層743與上電極層741、輔助電極層723與下電極層721)，每層電極層之間電極構圖精細度要求被大大減小，例如，其條狀電極的間距可以設置較大，因此構圖制備簡單，對生產(chǎn)線的工藝精度要求小。在其他實施例中，輔助電極層743和輔助電極層723也可以設置成連續(xù)的整面電極。需要理解的是，盡管以上實施例中，僅以縱向光柵為例進行了說明，本領域技術人員可以根據(jù)以上教導和/或啟示，相應地制備形成3D顯示可視區(qū)互補的橫向光柵，更可以相應地同時制備形成3D顯示可視區(qū)互補的橫向光柵以及縱向光柵，從而，在雙向3D裸眼顯示時，縱向顯示和橫向顯示均可以消除重影現(xiàn)象。進一步需要理解是，盡管以上實施例僅示例性地分別在液晶層的兩側各形成一個透明電極(例如，透明電極320和340，透明電極720和740)，在重影區(qū)面積較大的情況下，也可以分別在液晶層的兩側各形成多層類似的透明電極，例如各形成2層透明電極。圖10所示為按照本實用新型還一實施例的視差柵欄的3D顯示可視區(qū)分布示意圖。在該實施例中，液晶層的兩側各形成2層如圖3或圖7所示的透明電極，該視差柵欄其可操作地形成4個光柵，例如，兩個第一光柵和兩個第二光柵，4個光柵之間的3D顯示可視區(qū)相互互補從而形成如圖10所示的3D顯示可視區(qū)，其消除重影的原理與圖6所對應的視差柵欄(30或70)的原理基本類似。但是，需要理解的是，增加液晶層的兩側的透明電極，也進一步使視差柵欄的結構復雜化，并且透光率會因此有所降低。圖11所示為按照本實用新型一實施例的全視角立體顯示系統(tǒng)的模塊結構示意圖。在該系統(tǒng)中，可以使用以上所述及的本實用新型的任一實施例的視差柵欄。如圖11所示，全視角立體顯示系統(tǒng)包括視差柵欄30或70、二維顯示模塊100、3D圖像格式轉換模塊110、各視角圖像生成模塊120、頭部檢測模塊900、光柵控制模塊800等。在該實施例中，雙向箭頭表示頭部移動方向，即頭部在平行于二維顯示模塊100的方向(X方向)可左右移動；二維顯示模塊100可以為FPD (Flat Panel Display，平板顯示屏)；頭部檢測模塊900可以檢測觀看者的眼睛相對視差柵欄30或70的位置(可以通過頭部位置計算得出)，并進一步確定眼睛相對視差柵欄的3D顯示可視區(qū)的位置；光柵控制模塊800根據(jù)頭部檢測模塊反饋提供的位置信息，被控制地執(zhí)行相關操作，以實現(xiàn)對視差柵欄(30或70)的第一光柵或第二光柵的形成進行控制，例如，打開或關閉相應的光柵，實現(xiàn)第一光柵和第二光柵之間的切換；各視角圖像生成模塊120 (或稱為各視角選擇模塊)根據(jù)頭部檢測模塊900提供的頭部位置信號輸出不同的圖像，以提供立體環(huán)視效果，當然為了簡化系統(tǒng)，該模塊亦可輸出固定的立體圖像；3D圖像格式轉換模塊110根據(jù)頭部檢測模塊檢測的位置信息的反饋控制是否交換左眼圖像和右眼圖像的位置，例如，在需要切換第一光柵和第二光柵時，通過3D圖像格式轉換模塊110控制使左眼圖像和右眼圖像的位置交換后輸出至二維顯示模塊100。因此，圖11所示實施例的立體圖像顯示系統(tǒng)可以根據(jù)觀看者的頭部的移動，動態(tài)選擇地形成第一光柵或者第二光柵，并相應調整左眼圖像和右眼圖像的位置，進而可以獲得全視角的3D顯示效果，避免了重影現(xiàn)象的發(fā)生，并且結構相對簡單，控制也簡單。尤其需要說明的是，該立體圖像顯示系統(tǒng)僅說明了在大致平行于二維顯示模塊的屏幕方向的移動的3D顯示原理和效果，因此，而對于便攜式數(shù)字終端來說(例如手機或者平板電腦)，其觀看者通常是一個人，并且在通常使用條件下，其頭部在大致平行于二維顯示模塊的屏幕方向(頭部在z方向的距離變化在幾十厘米以內)移動的。因此，該立體圖像顯示系統(tǒng)尤其適合應用于便攜式數(shù)字終端。以上例子主要說明了本實用新型的視差柵欄、包括該視差柵欄的立體顯示系統(tǒng)以及使用該立體顯示系統(tǒng)的便攜式數(shù)字終端。盡管只對其中一些本實用新型的實施方式進行了描述，但是本領域普通技術人員應當了解，本實用新型可以在不偏離其主旨與范圍內以許多其他的形式實施。因此，所展示的例子與實施方式被視為示意性的而非限制性的，在不脫離如所附各權利要求所定義的本實用新型精神及范圍的情況下，本實用新型可能涵蓋各種的修改與替換。
權利要求1.一種視差柵欄，包括液晶層、位于所述液晶層的一側的至少一個第一透明電極、位于所述液晶層的另一側的至少一個第二透明電極；其特征在于， 所述第一透明電極包括用于對應形成第一光柵并控制所述第一光柵的形狀和在所述液晶層上的位置的第一電極層； 所述第二透明電極包括用于對應形成第二光柵并控制所述第二光柵的形狀和在所述液晶層上的位置的第二電極層； 至少一個所述第一光柵的立體顯示可視區(qū)與至少一個所述第二光柵的立體顯示可視區(qū)相互互補。
2.如權利要求1所述的視差柵欄，其特征在于，設置所述第一透明電極的形狀與所述第二透明電極的形狀相同。
3.如權利要求1所述的視差柵欄，其特征在于，所述第一透明電極還包括第一透明基片，所述第一電極層形成在所述第一透明基片的相向于所述液晶層的表面上； 所述第二透明電極還包括第二透明基片，所述第二電極層形成在所述第二透明基片的相向于所述液晶層的表面上。
4.如權利要求1所述的視差柵欄，其特征在于，所述第一透明電極還包括: 第一透明基片， 在所述第一透明基片的相向于所述液晶層的表面上形成的第一輔助電極層，以及 位于所述第一輔助電極層和所述第一電極層之間的第一絕緣層； 所述第二透明電極還包括: 第二透明基片； 在所述第二透明基片的相向于所述液晶層的表面上形成的第二輔助電極層；以及 位于所述第二輔助電極層和所述第二電極層之間的第二絕緣層； 其中，所述第一輔助電極層被構圖以使其與所述第一電極層在同時被激活時至少互補地形成等效平面電極；所述第二輔助電極層被構圖以使其與所述第二電極層在同時被激活時至少互補地形成等效平面電極。
5.如權利要求4所述的視差柵欄，其特征在于，所述第一輔助電極層被構圖為多條平行的等間距排列的第一條狀電極，所述第一條狀電極的寬度大于或等于所述第一光柵的間距。
6.如權利要求4所述的視差柵欄，其特征在于，所述第二輔助電極層被構圖為多條平行的等間距排列的第二條狀電極，所述第二條狀電極的寬度大于或等于所述第二光柵的間距。
7.如權利要求4所述的視差柵欄，其特征在于，所述第一輔助電極層和/或所述第二輔助電極層為連續(xù)的整面電極。
8.如權利要求3或4所述的視差柵欄，其特征在于，所述第一電極層和所述第二電極層均由條狀電極形成，每條所述條狀電極的寬度被設置為相同以使所述第一光柵的遮擋部的寬度等于所述第二光柵的遮擋部的寬度。
9.如權利要求1所述的視差柵欄，其特征在于，所述第一透明電極還包括: 第一透明基片， 在所述第一透明基片的相向于所述液晶層的表面上形成的所述第一電極層，位于所述第一電極層之上的第一絕緣層，以及 位于所述第一絕緣層之上的第一輔助電極層； 所述第二透明電極還包括: 第二透明基片； 在所述第二透明基片的相向于所述液晶層的表面上形成的第二電極層；以及 位于所述第二電極層之上的第二絕緣層，以及 位于所述第二絕緣層之上的第二輔助電極層； 其中，所述第一輔助電極層被構圖為多條平行的等間距排列的第一條狀電極，所述第一條狀電極的寬等于所述第一光柵的間距，所述第一輔助電極層與所述第一電極層在同時被激活時互補地形成等效平面電極； 所述第二輔助電極層被構圖為多條平行的等間距排列的第二條狀電極，所述第二條狀電極的寬等于所述第二柵的間距，所述第二輔助電極層與所述第二電極層在同時被激活時至少互補地形成等效平面電極。
10.如權利要求1所述的視差柵欄，其特征在于，所述視差柵欄還包括設置在所述第一透明電極之上偏光片。
11.一種全視角立體顯示系統(tǒng)，其特征在于，包括: 如權利要求1至10中任一項所述的視差柵欄； 頭部檢測模塊，其用于檢測觀看者的眼睛相對所述視差柵欄的立體顯示可視區(qū)的位置； 光柵控制模塊，其用于根據(jù)頭部檢測模塊檢測的位置信息的反饋控制所述視差柵欄可切換地形成第一光柵或第二光柵；以及 立體圖像格式轉換模塊，其用于根據(jù)頭部檢測模塊檢測的位置信息的反饋控制是否交換左眼圖像和右眼圖像的位置。
12.如權利要求11所述的全視角立體顯示系統(tǒng)，其特征在于，還包括各視角圖像生成模塊，所述頭部檢測模塊輸出所述位置信息至所述各視角圖像生成模塊。
13.一種便攜式數(shù)字終端，其特征在于，使用如權利要求11所述的全視角立體顯示系統(tǒng)。
專利摘要本實用新型提供一種視差柵欄以及包括其的全視角立體顯示系統(tǒng)，屬于立體(3D)顯示技術領域。該視差柵欄包括液晶層、位于液晶層的一側的至少一個第一透明電極、位于液晶層的另一側的至少一個第二透明電極；第一透明電極包括用于對應形成第一光柵并控制第一光柵的形狀和在液晶層上的位置的第一電極層；第二透明電極包括用于對應形成第二光柵并控制第二光柵的形狀和在液晶層上的位置的第二電極層；至少一個第一光柵的立體顯示可視區(qū)與至少一個第二光柵的立體顯示可視區(qū)相互互補以消除每個光柵的重影區(qū)。使用該視差柵欄的3D顯示系統(tǒng)3D顯示視角廣、消除了重影現(xiàn)象，并且結構簡單、控制也相對簡單，尤其適用于便攜式數(shù)字終端應用。
文檔編號G02B27/26GK203069939SQ20122026931
公開日2013年7月17日 申請日期2012年6月8日 優(yōu)先權日2012年6月8日
發(fā)明者鐘雄光, 彭超建, 何光彩 申請人:上海立體數(shù)碼科技發(fā)展有限公司