3D显示器及3D观看系统的制作方法

文档序号:16062810发布日期:2018-11-24 12:21阅读:508来源:国知局

本公开一般涉及显示领域,尤其涉及可3d显示器及3d观看系统。

背景技术

传统液晶光栅存在最佳观看距离,在最佳观看距离,左眼和右眼可分别观看到对应的左视图和右视图,串扰较小,3d效果最佳。但是,当观众偏离最佳观看距离,即人眼相对屏幕前后左右移动时,人眼无法独立观看到对应视图,串扰显著增大,3d效果变差。



技术实现要素:

鉴于现有技术中的上述缺陷或不足,期望提供一种3d显示器及3d观看系统。

第一方面,提供一种3d显示器,包括叠层设置的第一光栅层、第二光栅层和2d面板层,所述第一光栅层透光区位置可调设置,所述第二光栅层折射率可调设置。

第二方面,提供一种基于3d显示器的3d观看系统,包括上述3d显示器、设置在所述3d显示器的上人眼追踪装置和处理模块;

所述人眼追踪装置用于对人眼与所述3d显示器之间的距离进行测量;

所述处理模块用于根据人眼与所述3d显示器之间的距离控制所述3d显示器内的第一光栅层透光区位置变化和/或者第二光栅层折射率变化。

根据本申请实施例提供的技术方案,通过在第一光栅层和2d面板层之间增加设置第二光栅层,通过第二光栅层内液晶折射率的变化实现该第二光栅层等效放置高度的变化,即实现第一光栅层和2d面板层之间等效放置高度的变化,使得人眼在观看时靠近或者远离3d显示器都能实现较好的3d观看效果。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述,本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显:

图1本发明一实施例中3d显示器结构示意图;

图2本发明另一实施例中3d显示器结构示意图;

图3-5为本发明实施例中第二光栅层液晶折射率变化结构示意图;

图6-图7为本发明实施例中不同观看距离下的光路图;

图8为x/y/z向可视空间示意图;

图9为x向可视空间计算示意图;

图10为人眼移动出现串扰示意图;

图11为本发明实施例中3d显示器可视空间计算结果;

图12为x向自由观看第一光栅层电极控制示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是,此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明,而非对该发明的限定。另外还需要说明的是,为了便于描述,附图中仅示出了与发明相关的部分。

需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

请参考图1和图2,本实施例提供一种3d显示器,包括叠层设置的第一光栅层11、第二光栅层12和2d面板层13,所述第一光栅层11透光区位置可调设置,所述第二光栅层12折射率可调设置。

本实施例提供的3d显示器提供设置两个光栅层,第一光栅层的透光区位置可调,根据人眼对屏幕的移动位置对应的调节第一光栅层透光区位置,使得人眼在相对于屏幕左右移动时不会产生观看影响;同时第二光栅层折射率可调,即实现第一光栅层和2d面板层之间等效放置高度的变化,使得人眼在观看时靠近或者远离3d显示器都能实现较好的3d观看效果。

进一步的,所述第一光栅层11结构与所述第二光栅层12结构相同。本实施例中提供第一光栅层与第二光栅层结构相同,通过电极控制第一光栅层和第二光栅层进行不同的变化实现该显示器的多角度3d自由观看。

进一步的,所述第一光栅层11或者所述第二光栅层12包括第一基板9和第二基板1,所述第一基板9与所述第二基板1之间设有液晶层6,所述液晶层6与所述第二基板1之间顺次设有第一取向层3和绝缘层2,所述第一取向层3上间隔设有第一电极柱5,所述绝缘层2上间隔设有第二电极柱4,所述第一电极柱5与所述第二电极柱4间隔设置。

如图3所示为第二光栅层结构示意图,第一光栅层结构与第二光栅层结构相同,两者均采用双层电极结构,消除了单层电极间液晶偏转不完全的问题。如图3至图5所示为第二光栅层中液晶层折射率不同的结构示意图,图3为第二光栅层折射率最小的情况,此时对应的光学放置高度最大,此时对应的显示器观看距离最远;图4为第二光栅层折射率介于最大和最小之间的一种情况,对应的光学放置高度介于最大和最小之间,此时观看距离介于最远和最近之间;图5为第二光栅层折射率最大的情形,对应光学放置高度最小,此时对应的显示器观看距离最近,图6为图3-图5中不同观看距离下的光路图,图7为增加了第二光栅层,且第二光栅层中的液晶层折射率发生如图3至图5的变化时的光路图;本实施例中通过增加设置第二光栅层,保证第一光栅层与2d面板层之间实际距离不变,通过改变第二光栅层的折射率改变光线的偏转角度,达到人眼在距离显示器的距离发生变化时,3d观看效果也不会受到影响。

进一步的,所述第一基板9与所述液晶层6之间还设有公共电极层8和第二取向层9。本实施例中的第一光栅层和第二光栅层还设有公共电极层和第二取向层,实现光栅层的正常工作。

进一步的,所述第一光栅层11与所述第二光栅层12、所述第二光栅层12与所述2d面板层13之间分别连接有胶层14。本实施例提供了一种该3d显示器连接的方式,将第一光栅层和第二光栅层、第二光栅层和2d面板层分别通过胶层相连接,通过改变第一光栅层的透光区位置以及第二光栅层的液晶层折射率实现3d自由观看。

进一步的,所述第一光栅层11的第一基板或者第二基板与所述第二光栅层12的第一基板或者第二基板为同一基板,所述第二光栅层12与所述2d面板层13之间连接有胶层14。本实施例还提供了另一种连接方式,将第二光栅层与2d面板层之间通过胶层连接,第一光栅层与第二光栅层结构相同,最外侧均是基板,因此第一光栅层与第二光栅层可以共用一层基板,在该基板两侧均设置电路等结构即可,本实施例中提供的结构相对于另一实施例中的结构而言,厚度进行了减薄。

进一步的,所述第一光栅层透光区开口率为30%-50%。当人眼沿竖直方向移动时,为了满足人眼在该方向上移动时的自由观看,将第一光栅层的透光区开口率设置为30%-50%即能够保证,下面根据具体的例子进行说明,其中,优选的设置第一光栅层的透光区开口率为50%。

为了说明人眼观看自由度,需要计算出不同方向可视空间,如图8所示。以13.3inch、8k、bv3的3d显示器为例说明x/y/z方向可视空间,其中x方向为人眼相对于屏幕左右移动的方向,y方向为人眼相对于屏幕上下移动的方向,z方向为人眼靠近或者远离屏幕的方向。其中,x向可视空间计算示意图如图9所示,计算步骤为:首先确定最佳观看距离;然后确定人眼水平方向可移动距离,即a1a2/a3a4长度;由显示屏aa区边缘子像素光线偏转角度确定可视空间。由于人眼沿y或z向移动时,可以转化为x向移动分量,因此y/z向可视空间计算可以转化为x向可视空间计算。

如图10所示,当人眼沿x或y或z方向移动时,由于不再满足人眼、光栅、2d面板对应遮挡关系,使其他视点信息进入人眼,便会出现串扰。因此本发明具体说明使人眼沿x/y/z方向自由移动时都能获得最佳3d效果的解决方法。

如图11所示为13.3inch、8k、bv3的2d显示屏、倾斜光栅在最佳观看位置可视空间计算相关参数及结果,获得x/y/z方向观看自由效果的具体说明如下:

x向自由观看:如图12所示为第一光栅层电极控制示意图,在极限工艺条件下,假设ito电极宽度为2μm,每一个光栅周期分成25档。图12左侧为最佳观看位置时光栅控制示意图,右侧为人眼水平移动(由左侧移动到右侧)对应电极控制示意图。通过将光栅周期分成若干档,在人眼移动时改变透光区位置,可解决人眼沿x向移动时发生串扰的问题,保证x向自由观看。

y向自由观看:当人眼沿y向移动时,可将y向移动转换为沿光栅倾斜方向移动和x向移动,其中沿光栅倾斜方向不会产生串扰,而x向分量则会产生串扰。以两视点为例,由于像素排布具有周期性,在每个周期内随着人眼的移动均能满足人眼小于10%串扰的需求。因此,将第一光栅层的透光区开口率为50%,可保证y向自由观看。

z向自由观看:通过改变液晶折射率改变实际放置高度。当人眼沿z向移动时,可通过改变通电情况改变液晶折射率,进而达到放置高度可变的效果,可保证z向自由观看。

本实施例中通过根据人眼的移动方向以及距离改变第一光栅层的透光区开口率以及第二光栅层的折射率,实现3d显示器的自由观看。

本实施例还提供一种基于3d显示器的3d观看系统,包括上述3d显示器、设置在所述3d显示器的上人眼追踪装置和处理模块;

所述人眼追踪装置用于对人眼与所述3d显示器之间的距离进行测量;

所述处理模块用于根据人眼与所述3d显示器之间的距离控制所述3d显示器内的第一光栅层透光区位置变化和/或者第二光栅层折射率变化。

本实施例中通过人眼追踪装置对人眼相对于3d显示器之间的距离进行测量,根据该距离的变化控制该3d显示器中电极的控制方式,进一步的控制各光栅层的参数等,例如第一光栅层透光区位置变化或者第二光栅层折射率变化,实现3d显示器的自由观看。人眼追踪装置对人眼的位置进行检测,转换成如图8所示的坐标中的数据,当人眼沿x轴左右移动时,第一光栅层的透光区位置也跟着人眼的位置进行变化;当人眼沿z轴移动时,靠近显示器或者远离显示器都对第二光栅层的折射率进行调节;将第一光栅层的透光区开口率设置为50%,则能保证人眼沿y轴移动均能正常观看。

进一步的,所述处理模块控制所述第二光栅层的折射率与人眼距所述3d显示器之间的距离负相关。

进一步的,所述处理模块控制所述第一光栅层透光区沿人眼水平移动方向同步移动。

本实施例通过在第一光栅层和2d面板层之间增加设置第二光栅层,通过第二光栅层内液晶折射率的变化实现该第二光栅层等效放置高度的变化,即实现第一光栅层和2d面板层之间等效放置高度的变化,使得人眼在观看时靠近或者远离3d显示器都能实现较好的3d观看效果,参考图7,当人眼靠近显示器时,第二光栅层的折射率变大,当人眼远离显示器时,第二光栅层的折射率变小;参考图12,人眼水平移动,第一光栅层的透光区也随之移动。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解,本申请中所涉及的发明范围,并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案,同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下,由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

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