專利名稱：2d-3d可轉(zhuǎn)換自動(dòng)立體顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及立體顯示技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種2D - 3D可轉(zhuǎn)換 自動(dòng)立體顯示裝置。
背景技術(shù)：
人類是通過(guò)右眼和左眼所看到的物體的細(xì)微差異來(lái)感知物體的深 度，從而識(shí)別出立體圖像的，這種差異被稱為視差。立體顯示技術(shù)就是 通過(guò)人為的手段來(lái)制造人的左右眼的視差，給左、右眼分別送去有視差 的兩幅圖像，使大腦在獲取了左右眼看到的不同圖像之后，產(chǎn)生觀察真 實(shí)三維物體的感覺(jué)。自動(dòng)式立體顯示裝置一般有兩種方式狹縫光柵式 自動(dòng)立體顯示裝置和微透鏡陣列自動(dòng)立體顯示裝置。其中微透鏡陣列自 動(dòng)立體顯示裝置包括顯示面板和安裝在顯示面板前方的微透鏡陣列，從 而將來(lái)自于顯示面板的3D圖像分成右眼和左眼圖像。
傳統(tǒng)微透鏡陣列式自動(dòng)立體顯示裝置，無(wú)法實(shí)現(xiàn)2D-3D之間的轉(zhuǎn) 換，給使用帶來(lái)了不便。因此需要一種自動(dòng)立體顯示裝置，其可以根據(jù) 所提供的圖像信號(hào)在2D和3D模式之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換。針對(duì)這一需求，開(kāi) 展了很多研究工作。如US5500765提到一種2D-3D可轉(zhuǎn)換自動(dòng)立體顯 示裝置，通過(guò)透鏡片在顯示面板上的機(jī)械移動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)2D-3D之間的轉(zhuǎn) 換。但是這種機(jī)械轉(zhuǎn)換原理的實(shí)現(xiàn)受到振動(dòng)、潮濕、灰塵等因素的影響 而不易控制。此外US6069650、 CN1892289都利用了液晶對(duì)尋常光(o 光)和非尋常光(e光)產(chǎn)生不同的折射率來(lái)實(shí)現(xiàn)2D-3D轉(zhuǎn)換，它們都 需要在微透鏡的表面鍍導(dǎo)電薄層或梯度結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電層，以達(dá)到控制液晶 指向矢方向的目的。

圖1表示了傳統(tǒng)2D-3D可轉(zhuǎn)換自動(dòng)立體顯示裝置 的結(jié)構(gòu)和原理。如圖1,此裝置主要包括顯示面板1,微透鏡陣列2， 面對(duì)微透鏡陣列的透明平面板5，在微透鏡和透明平面板表面的導(dǎo)電薄 層或梯度電極層3，填充在微透鏡陣列和透明平面板之間的液晶4,以及分別連接在兩個(gè)導(dǎo)電薄層或梯度電極層的電極6。根據(jù)此結(jié)構(gòu)，當(dāng)沒(méi) 有電壓施加在電極6時(shí)，入射的偏振光的偏振方向平行于液晶的指向矢 即光軸方向，如圖2A此時(shí)光線透過(guò)液晶的折射率為ne,且ne不等于微 透鏡材料的折射率np，光線在微透鏡表面發(fā)生折射，顯示為3D效果。 當(dāng)施加電壓于電極6時(shí)，如圖2B，微透鏡陣列和透明平面板之間的導(dǎo) 電薄層間形成電場(chǎng)，液晶指向矢方向改變?yōu)榘凑针妶?chǎng)方向排布，入射的
偏振光的偏振方向垂直于液晶的指向矢即光軸方向，光線透過(guò)液晶的折 射率為n。，此時(shí)n。等于微透鏡材料折射率np,光線在不發(fā)生折射的情 況下穿過(guò)微透鏡2、液晶4和透明平面板5，顯示為2D效果。
由于微透鏡陣列精度要求非常高，且為非平整表面，因此這種在微 透鏡陣列表面鍍導(dǎo)電薄層或梯度電極層的工藝非常困難，而且鍍完導(dǎo)電 薄層后難以保證的微透鏡陣列的精度；且電壓施加在微透鏡陣和透明平 面板之間的導(dǎo)電薄層上，形成電場(chǎng)，此電場(chǎng)的間距大，在供電電壓相同 的情況下電場(chǎng)強(qiáng)度很小，微透鏡陣列和透明板間的液晶指向矢趨向電場(chǎng) 排布的時(shí)間和撤消電場(chǎng)時(shí)液晶指向矢回到原先取向位置的時(shí)間非常長(zhǎng)， 從而導(dǎo)致該裝置在2D-3D之間轉(zhuǎn)換的響應(yīng)時(shí)間非常長(zhǎng)，令觀眾眼睛產(chǎn) 生不適感。
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于提供一種新結(jié)構(gòu)、新原理的自動(dòng)立體顯示裝 置來(lái)實(shí)現(xiàn)2D-3D之間的自動(dòng)轉(zhuǎn)換，該裝置工藝要求簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)， 透鏡組件更精確，轉(zhuǎn)換響應(yīng)時(shí)間短，實(shí)現(xiàn)低成本、高質(zhì)量的2D—3D轉(zhuǎn) 換效果。
本實(shí)用新型目的通過(guò)下述技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型提供一種2D—
3D可轉(zhuǎn)換自動(dòng)立體顯示裝置，包括提供圖像光源的裝置，還包括偏振光
轉(zhuǎn)換裝置和透鏡組件；
所述提供圖像光源的裝置，用于提供圖像的線性偏振光光源； 所述偏振光轉(zhuǎn)換裝置，用于可控制的把入射的所述線性偏振光不旋
轉(zhuǎn)直接透射或旋轉(zhuǎn)成與入射時(shí)的偏振方向垂直的偏振光，出射的光入射
到所述透鏡組件；所述透鏡組件，包括單折射率透鏡和雙折射率透鏡，且所述單折射 率透鏡和所述雙折射率透鏡構(gòu)成組合透鏡，所述兩個(gè)透鏡均包括平面部
分和與之相對(duì)的曲面部分，兩透4竟的曲面部分相互契合，該組合透4竟對(duì) 所述偏振光轉(zhuǎn)換裝置旋轉(zhuǎn)后或不旋轉(zhuǎn)的兩種偏振光中其中一種表現(xiàn)為 凸透鏡，對(duì)另一種表現(xiàn)為平透鏡。
所述單折射率透鏡可以為凸透鏡，且所述單折射率透鏡的折射率等 于所述雙折射率透鏡的其中一個(gè)折射率并大于另外一個(gè)折射率。
所述雙折射率透鏡為可以凸透鏡，且所述單折射率透鏡的折射率等 于所述雙折射率透鏡的其中一個(gè)折射率并小于另外一個(gè)折射率。
所述雙折射率透鏡的折射率包括相對(duì)于尋常光的尋常光折射率n。 和相對(duì)于非尋常光的非尋常光折射率n"所述單折射率透鏡的折射率等 于所述尋常光折射率n。并大于所述非尋常光折射率ne。
所述雙折射率透鏡的折射率包括相對(duì)于尋常光的尋常光折射率n。 和相對(duì)于非尋常光的非尋常光折射率n6,所述單折射率透鏡的折射率等
于所述非尋常光折射率ne并大于所述尋常光折射率n。。
所述雙折射率透鏡的折射率包括相對(duì)于尋常光的尋常光折射率n。 和相對(duì)于非尋常光的非尋常光折射率仏，所述單折射率透鏡的折射率等 于所述尋常光折射率n。并小于所述非尋常光折射率ne。
所述雙折射率透鏡的折射率包括相對(duì)于尋常光的尋常光折射率n。 和相對(duì)于非尋常光的非尋常光折射率ru,所述單折射率透鏡的折射率等 于所述非尋常光折射率iu并小于所述尋常光折射率n。。
所述偏振光轉(zhuǎn)換裝置包括兩塊內(nèi)側(cè)附有導(dǎo)電物質(zhì)薄層的透明板， 所述兩塊導(dǎo)電物質(zhì)薄層上均涂覆有取向?qū)樱瑑蓧K取向?qū)尤∠蚍较蛳嗷ゴ?直，在兩取向?qū)娱g具有扭曲的向列相液晶，當(dāng)兩塊導(dǎo)電物質(zhì)薄層不加電 時(shí)，入射的線性偏振光通過(guò)該偏振光轉(zhuǎn)換裝置后偏振方向旋轉(zhuǎn)至與入射 時(shí)的偏振方向垂直，加電時(shí)，入射的線性偏振光不發(fā)生旋轉(zhuǎn)。 所述提供圖像光源的裝置包括能提供線性偏振光的顯示面板。 所述提供圖像光源的裝置包括提供非線性偏振光的顯示面板和起 偏器，所述起偏器放置在所述顯示面板與所述偏振光轉(zhuǎn)換裝置之間，將 所述顯示面板發(fā)出的非線性偏振光轉(zhuǎn)化為線性偏振光。所述雙折射率透鏡包括具有雙折射性的材料，所述雙折射性的材料 為液晶材料。
所述雙折射性的材料的取向處理為摩擦取向、光控取向、溫控取向 或電控取向。
所述提供圖像光源的裝置包括等離子顯示面板、液晶顯示面板、有 機(jī)發(fā)光裝置、場(chǎng)致發(fā)射裝置、陰極射線管和液晶背投中的一種。
利用本實(shí)用新型提供的上述立體顯示裝置，可以低成本、高質(zhì)量的
實(shí)現(xiàn)2D-3D的轉(zhuǎn)換。 附圖i兌明
圖l為傳統(tǒng)2D-3D可轉(zhuǎn)換自動(dòng)立體顯示裝置示意圖2A為偏振光入射在圖1所示裝置時(shí)，在未加電狀態(tài)下的光路圖2B為偏振光入射在圖1所示裝置時(shí)，在加電狀態(tài)下的光路圖3為本實(shí)用新型原理的實(shí)施例(l)的2D-3D自動(dòng)轉(zhuǎn)換;陳眼式立體顯
示裝置的總體示意圖4A和圖4B為本實(shí)用新型的實(shí)施例(l)的2D-3D自動(dòng)轉(zhuǎn)換棵眼式立
體顯示裝置的兩種情況下的結(jié)構(gòu)原理圖5A和圖5B為本實(shí)用新型的實(shí)施例(2)的2D-3D自動(dòng)轉(zhuǎn)換棵眼式立
體顯示裝置的兩種情況下的結(jié)構(gòu)原理圖6為本實(shí)用新型原理的示例性實(shí)施例(3)的2D-3D自動(dòng)轉(zhuǎn)換棵眼式
立體顯示裝置總體示意圖7A和圖7B為本實(shí)用新型的實(shí)施例(3)中的2D-3D自動(dòng)轉(zhuǎn)換;昧眼式
立體顯示裝置的兩種情況下的結(jié)構(gòu)原理圖8A和圖8B為本實(shí)用新型的一個(gè)示例性實(shí)施例(4)中的2D-3D自動(dòng) 轉(zhuǎn)換棵眼式立體顯示裝置的兩種情況下的結(jié)構(gòu)原理圖；具體實(shí)施方式
圖3示意性的表示出本實(shí)用新型的示例性實(shí)施例(l)的2D-3D自動(dòng)轉(zhuǎn)換 棵眼式立體顯示裝置結(jié)構(gòu)，2D-3D自動(dòng)轉(zhuǎn)換棵眼式立體顯示裝置包括提 供圖像的顯示面板10，負(fù)責(zé)在2D情況下將由顯示面板10提供的光線振動(dòng) 方向旋轉(zhuǎn)90度、在3D情況下不改變由顯示面板IO提供的光線振動(dòng)方向的
7偏振光轉(zhuǎn)換裝置，以及由單折射率透鏡和雙折射率透鏡構(gòu)成的透鏡組件，主
要作用為在2D模式中透射提供的圖像、3D模式中將入射的圖像分成右眼 圖像和左眼圖像。所述偏振光轉(zhuǎn)換裝置結(jié)構(gòu)與一般TN型液晶盒相似，由兩 片ITO玻璃lla，llb、取向?qū)?2a，12b、內(nèi)部充滿向列相液晶13封裝構(gòu)成， 電源通過(guò)電極17a和17b連接到ITO玻璃lla,llb上，兩取向?qū)臃肿尤∠虼?直九十度。因這種工藝成熟，故不多做贅述，值得提出的是當(dāng)顯示面板10 的出射光為非線性偏振光時(shí)需在顯示面板前加一片偏光片，使入射在偏振光 轉(zhuǎn)換裝置的光為線性偏振光，不加電的情況下，該線性偏振光的偏振方向與 取向?qū)?2a表面分子取向相同，則線偏振光將隨液晶分子軸方向逐漸旋轉(zhuǎn) 90度，平行于取向?qū)?2b表面分子軸方向射出。如果顯示面板10的出射光 為線性偏振光，則無(wú)需設(shè)置此偏振片，且本實(shí)用新型的各種結(jié)構(gòu)器件均適用 此條件。透鏡組件的結(jié)構(gòu)由單折射率凸透鏡14，雙折射率凹透鏡15以及玻 璃基板16組成。本實(shí)用新型中的凸透鏡或凹透鏡其實(shí)均由多個(gè)微小透鏡構(gòu) 成，也可以稱之為透鏡陣列。其中單折射率凸透鏡14的折射率為n!，雙折 射率凹透鏡15的尋常光折射率為n。，非尋常光折射率為ne，且n產(chǎn)n。， n, 〉ne。其中單折射透鏡材料可為高分子聚合物或其他透明硬質(zhì)材料，雙折射
透鏡的材料可以選擇負(fù)性向列相液晶，或膽甾相液晶或方解石；如果是液晶， 可以在液態(tài)狀態(tài)下填充進(jìn)入由單折射率透鏡14和玻璃片16所構(gòu)成的空間 內(nèi)。在玻璃片16表面施加取向?qū)?2c (在后面的其它實(shí)施例中取向?qū)?2c 與玻璃片16可不相鄰)和在單折射凸透鏡14表面經(jīng)過(guò)取向處理使得液晶排 列方向與顯示設(shè)備出射的偏振光的偏振方向相同。當(dāng)然，可以根據(jù)偏振光轉(zhuǎn) 換裝置的設(shè)定而靈活設(shè)定，這里只是一個(gè)特例。其它詳情后面有描述。
圖4a和圖4b以更多的細(xì)節(jié)表示了偏振光轉(zhuǎn)換裝置和透鏡組件在施加電 壓前后的光路圖。
圖4a所示為施加電壓前的光路圖，入射偏振光的振動(dòng)方向與取向?qū)?2a 表面的取向方向相同，由于偏振光轉(zhuǎn)換裝置的內(nèi)部液晶能將入射的偏振光旋 轉(zhuǎn)90度，偏振光經(jīng)過(guò)偏振光轉(zhuǎn)換裝置后振動(dòng)方向被旋轉(zhuǎn)卯度入射到透鏡組 件，此時(shí)偏振方向與凹透鏡15的液晶排列方向垂直，因此折射率為n。，根 據(jù)所選材料單折射凸透鏡14的折射率n產(chǎn)n。，即此時(shí)單折射凸透鏡14的折 射率與液晶凹透鏡15的折射率相同，所以在兩種材料界面處不發(fā)生折射，光線直線通過(guò)。這種情況下，所述棵眼式立體顯示裝置即為2D模式。
當(dāng)偏振光轉(zhuǎn)換裝置被施加電壓時(shí)，如圖4b所示，當(dāng)偏振光轉(zhuǎn)換裝置加 電時(shí)，液晶排列方向全部順電場(chǎng)方向排列，偏振光通過(guò)時(shí)，不會(huì)改變偏振方 向而入射到凹透鏡15,此時(shí)偏振方向與凹透鏡15的液晶排列方向平行，凹 透鏡15的折射率為ne，根據(jù)欲選的材料，單折射凸透鏡14的折射率ni > ne， 即此時(shí)單折射凸透鏡14的折射率大于液晶所形成的凹透鏡15折射率，因此 組合透鏡的光學(xué)效果仍為凸透鏡，所以光線經(jīng)過(guò)時(shí)會(huì)發(fā)生折射。這種情況下， 所述棵眼式立體顯示裝置可以將兩幅圖像分別顯示在人眼的左眼和右眼，使 人眼看到的是3D立體圖像，即棵眼式立體顯示裝置運(yùn)行在3D模式中。
事實(shí)上，本實(shí)施例中單折射率凸透鏡14與雙折射率凹透鏡15在組合形 態(tài)上可以稍作變化，將凹透鏡15和凸透鏡14的組合旋轉(zhuǎn)180度。使得凹透 鏡的平面部分正對(duì)著光線的入射部分，凸透鏡14的凸面部分為光線入射的 方向。當(dāng)入射到組合透鏡的光線的偏振方向平行于雙折射率液晶的排列方向 時(shí)，折射率為ne,單折射凸透鏡14的折射率n!〉ne，故組合透鏡仍然表現(xiàn) 為凸透鏡，使入射的光線發(fā)生折射，此時(shí)棵眼式立體顯示裝置運(yùn)行在3D模 式中。
并且，如果入射到偏振光轉(zhuǎn)換裝置的偏振光的偏振方向?yàn)榇怪庇陔p折射 率液晶的排列方向，則，這個(gè)控制過(guò)程相反，即偏振光轉(zhuǎn)換裝置不加電時(shí)， 該棵眼式立體顯示裝置運(yùn)行在3D模式中；加電時(shí)，為2D模式顯示。當(dāng)然， 無(wú)論入射到偏振光轉(zhuǎn)換裝置的偏振光是什么方向，該偏振光轉(zhuǎn)換裝置的入射 端的液晶排列方向與偏振方向相同，使得偏振光能夠被旋轉(zhuǎn)90度，而且只 要能夠控制旋轉(zhuǎn)和不旋轉(zhuǎn)90度的裝置都能夠配合組合透鏡實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型 的目的。
實(shí)例(2)(3)(4)與實(shí)例(1)結(jié)構(gòu)原理基本相似，只是根據(jù)所選液晶15材料的特 性不同，而設(shè)計(jì)出不同的取向排列或組合透鏡結(jié)構(gòu)的有所差異。
施例(2):圖5a和5b表示出本實(shí)用新型的示例性實(shí)施例(2)的2D-3D自 動(dòng)轉(zhuǎn)換棵眼式立體顯示裝置結(jié)構(gòu)，與實(shí)例(l)相比，區(qū)別在于所選用液晶凹透 鏡15為光學(xué)正性液晶(ne〉n。)，如正性向列相液晶，并且，雙折射率凹透 鏡15的液晶分子排列方向與顯示器出射的偏振光振動(dòng)方向垂直。且單折射 率凸透鏡的折射率n產(chǎn)ne 、 n,〉n。。當(dāng)偏振光轉(zhuǎn)換裝置不加電壓時(shí)，入射的偏振光被旋轉(zhuǎn)90度后平行穿過(guò)單折射率凸透鏡14,進(jìn)入單折射率凸透鏡14 的光線的偏振方向與雙折射率凹透鏡15液晶排列方向(光軸方向)平行， 此時(shí)該入射光的折射率為非尋常光的折射率ne，由于n尸ne,此時(shí)不發(fā)生折 射；即棵眼式立體顯示裝置運(yùn)行在2D模式中。
當(dāng)偏振光轉(zhuǎn)換裝置施加電壓時(shí)，向列相液晶13的光軸平行于電場(chǎng)方向， 入射的偏振光不會(huì)發(fā)生旋轉(zhuǎn)，直接入射到單折射率透鏡14中，此時(shí)入射到 單折射率透鏡14中的光線偏振方向垂直于雙折射凹透鏡15的液晶排列方 向，此時(shí)折射率為尋常光的折射率n。，由 〉n。，此時(shí)發(fā)生折射，這種情況 下，所述棵眼式立體顯示裝置將兩幅圖像分別顯示在人眼的左眼和右眼，使 人眼看到的是3D立體圖像，即棵眼式立體顯示裝置運(yùn)行在3D模式中。
本實(shí)施例中單折射率凸透鏡14與雙折射率凹透鏡15在組合形態(tài)上同樣 可以稍作變化，將凹透鏡15和凸透鏡14的組合旋轉(zhuǎn)180度。使得凹透鏡的 平面部分正對(duì)著光線的入射部分，凸透鏡14的凸面部分為光線入射的方向。 當(dāng)入射到組合透鏡的光線的偏振方向垂直于雙折射率液晶的排列方向時(shí)，折 射率為n。，單折射凸透鏡14的折射率n,〉n。，故組合透鏡仍然表現(xiàn)為凸透 鏡，使入射的光線發(fā)生折射，此時(shí)棵眼式立體顯示裝置運(yùn)行在3D模式中。 入射光線反之則為2D顯示。
實(shí)施例(3):圖6為該實(shí)施例的總體效果圖；圖7a和7b表示出本實(shí)用新 型的實(shí)施例(3)中的2D-3D自動(dòng)轉(zhuǎn)換棵眼式立體顯示裝置的兩種情況下的 結(jié)構(gòu)原理圖，本裝置中，透鏡組件包括凸透鏡17,和凹透鏡18，凸透鏡17 采用雙折射率材料，通常選用液晶，本實(shí)施例中選用光學(xué)正性液晶，折射率 分別為n。和ne,凹透鏡18采用單折射率材料，折射率為n,，且n產(chǎn)n。， ne 〉ni。偏振光轉(zhuǎn)換裝置與前面實(shí)施例中所述相同，用于在不加電的情況下將 偏振光旋轉(zhuǎn)90度；透鏡組合中，單折射率的凹透鏡18,凹透鏡背面(平面) 與玻璃基板16緊密相貼，凸透鏡17的背面有取向?qū)?2c，緊貼ITO玻片lib, 其原理與之前所述實(shí)例相似。如圖7a, 7b，并且凸透鏡17中的液晶的取向 方向與顯示器入射偏振方向相同。
當(dāng)偏振光轉(zhuǎn)換裝置不加電壓時(shí)，如圖7a所示，偏振方向平行于凸透鏡 17的液晶排列方向的光線經(jīng)偏振光轉(zhuǎn)換裝置旋轉(zhuǎn)90度，呈與凸透鏡17的 液晶排列方向垂直的偏振方向，此時(shí)凹透4竟18的折射率為n。，由于凹透鏡18的折射率n產(chǎn)n。，所以光線穿過(guò)凸透鏡17進(jìn)入凹透鏡18后不發(fā)生折射； 此時(shí)，表現(xiàn)為2D顯示。
當(dāng)偏振光轉(zhuǎn)換裝置加電壓時(shí)，如圖7b所示，光線穿過(guò)偏振光轉(zhuǎn)換裝置 后，偏振方向不變，偏振光線呈與凸透鏡17的液晶平行的偏振方向入射到 凹透鏡18,此時(shí)凸透鏡17的折射率為ne,由于ne〉n,,所以透鏡組件的光 學(xué)效果仍為凸透鏡，偏振光線穿過(guò)凸透鏡17進(jìn)入凹透鏡18后會(huì)發(fā)生折射， 此時(shí)棵眼式立體顯示裝置表現(xiàn)為3D顯示。
而且本實(shí)施例中雙折射率凸透鏡17與單射率凹透鏡18在組合形態(tài)上同 樣可以稍作變化，將凹透鏡18和凸透鏡17的組合旋轉(zhuǎn)180度。使得凹透鏡 的平面部分正對(duì)著光線的入射部分，凸透鏡17的凸面部分為光線入射的方 向。當(dāng)入射到組合透鏡的光線的偏振方向平行于雙折射率液晶的排列方向 時(shí)，折射率為ne，雙折射凸透鏡17的折射率ne〉np故組合透鏡仍然表現(xiàn) 為凸透鏡，使入射的光線發(fā)生折射，此時(shí)棵眼式立體顯示裝置運(yùn)行在3D模 式中。入射光線的偏振方向反之則為2D顯示。
實(shí)施例(4):與實(shí)例(3)同理，如圖8a所示，與實(shí)施例(4)的不同之處在于 所選用凸透鏡17的液晶為光學(xué)負(fù)性液晶，即n。〉ne,且使單折射率凹透鏡 18的折射率n產(chǎn)ne,此時(shí)入射到偏振光轉(zhuǎn)換裝置的偏振光的偏振方向與凸透 鏡17的液晶排列方向垂直。
當(dāng)不加電時(shí)，如圖8a,入射光線經(jīng)過(guò)偏振光轉(zhuǎn)換裝置后被旋轉(zhuǎn)90度， 變成與凸透鏡17的液晶排列方向平行的方向，此時(shí)凸透鏡17的液晶的折射 率為ne，由于n產(chǎn)ne，透鏡組件無(wú)折射作用，此時(shí)棵眼式立體顯示裝置表現(xiàn) 為2D顯示。
當(dāng)加電時(shí)，如圖8b，通過(guò)偏振光旋轉(zhuǎn)裝置的偏振光不會(huì)被旋轉(zhuǎn)，進(jìn)入 凸透鏡17的光線的偏振方向與液晶排列方向垂直，此時(shí)凸透鏡17的液晶折 射率為n。，由于n?！祅,，透鏡組件的光學(xué)效果為凸透鏡，該偏振光線經(jīng)過(guò)時(shí) 會(huì)發(fā)生折射，聚焦于凸透鏡17和凹透鏡18的組合透鏡的焦點(diǎn)，此時(shí)棵眼式 立體顯示裝置表現(xiàn)為3D顯示。
本實(shí)施例中雙折射率凸透鏡17與單射率凹透鏡18在組合形態(tài)上同樣可 以稍作變化，將凹透鏡18和凸透鏡17的組合旋轉(zhuǎn)180度，使得凹透鏡的平 面部分正對(duì)著光線的入射部分，凸透4竟17的凸面部分為光線入射的方向。當(dāng)入射到組合透鏡的光線的偏振方向垂直于雙折射率液晶的排列方向時(shí)，折
射率為n。，雙折射凸透鏡17的折射率n。〉n!，故組合透鏡仍然表現(xiàn)為凸透 鏡，使入射的光線發(fā)生折射，此時(shí)棵眼式立體顯示裝置運(yùn)行在3D模式中。 入射光線的偏振方向反之則為2D顯示。
由上述四個(gè)實(shí)施例可知，透鏡組件中，有三種折射率n。、 ne和 ，三種 折射率中必須有兩個(gè)相等，很顯然n。和ne不能相等，也就是n,要么等于ne， 要么等于n。，如果n,大于與它不相等的那個(gè)雙折射率中一個(gè)折射率，則n, 所對(duì)應(yīng)的單折射率透鏡必須為凸透鏡；反之，n。和ne所對(duì)應(yīng)的雙折射率透 鏡必須為凸透鏡。對(duì)于兩個(gè)透鏡的物理位置可以前后調(diào)換，都可以達(dá)到本實(shí) 用新型的目的。而對(duì)于偏振光轉(zhuǎn)換裝置來(lái)說(shuō)，很明顯，只要從該裝置出來(lái)的 偏振光在控制條件下有兩種形態(tài)就行， 一種是出來(lái)的偏振光垂直于雙折射率 透鏡的液晶排列方向，另一種是平行于雙折射率透鏡的液晶排列方向。至于 旋轉(zhuǎn)多少度不是必要限制，如果能夠旋轉(zhuǎn)270度，則與旋轉(zhuǎn)90度的效果相 同。透鏡組件中的其它輔助材料如玻璃基板等并非必要結(jié)構(gòu)，對(duì)本實(shí)用新型 的方案不起主要作用，有無(wú)均不構(gòu)成影響本實(shí)用新型的實(shí)施，這些技術(shù)手段 本領(lǐng)域普通技術(shù)人員均可以靈活調(diào)整進(jìn)行組合，以實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的目的。
本實(shí)施例中采用的圖像光源為顯示面板，但是并非限于顯示面板，可以 采用投影設(shè)備，例如在投影設(shè)備的前方采用凸透鏡，將影像變?yōu)槠叫泄饩€， 如果投影設(shè)備發(fā)射的光為偏振光，這可以直接入射到相應(yīng)的偏振光轉(zhuǎn)換裝 置；如果投影設(shè)備發(fā)射的光為非偏振光，則需在入射到偏振光轉(zhuǎn)換裝置之前 用一個(gè)偏振片或類似裝置將非偏振光轉(zhuǎn)為偏振光，偏振方向的設(shè)定與偏振光 轉(zhuǎn)換裝置和透鏡組件中的液晶排列方向相應(yīng)。當(dāng)然還可以選擇現(xiàn)有技術(shù)中的 其它方式提供光源。附圖中的電源和開(kāi)關(guān)是示意性的，可以采用邏輯電路供 電。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以靈活選擇和設(shè)定相應(yīng)的光路，這里就不再——贅述。
利用本實(shí)用新型的上述方案，可以很容易實(shí)現(xiàn)2D到3D的轉(zhuǎn)換。而且 轉(zhuǎn)換速度快，完全不會(huì)影響視覺(jué)上的不適。
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，這些均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1、 一種2D—3D可轉(zhuǎn)換自動(dòng)立體顯示裝置，包括提供圖像光源的裝置， 其特征在于，還包括偏振光轉(zhuǎn)換裝置和透鏡組件；所述提供圖像光源的裝置，用于提供圖像的線性偏振光光源； 所述偏振光轉(zhuǎn)換裝置，用于可控制的把入射的所述線性偏振光光源不旋轉(zhuǎn)直接透射或旋轉(zhuǎn)成與入射時(shí)的偏振方向垂直的偏振光，出射的光入射到所述透鏡組件；所述透鏡組件，包括單折射率透鏡和雙折射率透鏡，且所述單折射率透 鏡和所述雙折射率透鏡構(gòu)成組合透鏡，所述兩個(gè)透鏡均包括平面部分和與之 相對(duì)的曲面部分，兩透4竟的曲面部分相互契合，該組合透4竟對(duì)所述偏振光轉(zhuǎn) 換裝置旋轉(zhuǎn)后或不旋轉(zhuǎn)的兩種偏振光中其中一種表現(xiàn)為凸透鏡，對(duì)另一種表 現(xiàn)為平透鏡。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種2D—3D可轉(zhuǎn)換自動(dòng)立體顯示裝置，其特 征在于，所述單折射率透鏡為凸透鏡，且所述單折射率透鏡的折射率等于所 述雙折射率透鏡的其中一個(gè)折射率并大于另外一個(gè)折射率。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種2D—3D可轉(zhuǎn)換自動(dòng)立體顯示裝置，其特 征在于，所述雙折射率透鏡為凸透鏡，且所述單折射率透鏡的折射率等于所 述雙折射率透鏡的其中一個(gè)折射率并小于另外一個(gè)折射率。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種2D—3D可轉(zhuǎn)換自動(dòng)立體顯示裝置，其特 征在于，所述雙折射率透鏡的折射率包括相對(duì)于尋常光的尋常光折射率n。 和相對(duì)于非尋常光的非尋常光折射率n"所述單折射率透鏡的折射率等于所 述尋常光折射率n。并大于所述非尋常光折射率ne。
5、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種2D—3D可轉(zhuǎn)換自動(dòng)立體顯示裝置，其特 征在于，所述雙折射率透鏡的折射率包括相對(duì)于尋常光的尋常光折射率n。 和相對(duì)于非尋常光的非尋常光折射率n6，所述單折射率透鏡的折射率等于所 述非尋常光折射率ne并大于所述尋常光折射率n。。
6、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種2D—3D可轉(zhuǎn)換自動(dòng)立體顯示裝置，其特 征在于，所述雙折射率透鏡的折射率包括相對(duì)于尋常光的尋常光折射率n。 和相對(duì)于非尋常光的非尋常光折射率ns，所述單折射率透鏡的折射率等于所述尋常光折射率n。并小于所述非尋常光折射率ne。
7、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種2D—3D可轉(zhuǎn)換自動(dòng)立體顯示裝置，其特 征在于，所述雙折射率透鏡的折射率包括相對(duì)于尋常光的尋常光折射率n。 和相對(duì)于非尋常光的非尋常光折射率n"所述單折射率透鏡的折射率等于所 述非尋常光折射率ne并小于所述尋常光折射率n。。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的一種2D—3D可轉(zhuǎn)換自動(dòng)立體顯 示裝置，其特征在于，所述偏振光轉(zhuǎn)換裝置包括兩塊內(nèi)側(cè)附有導(dǎo)電物質(zhì)薄 層的透明板，所述兩塊導(dǎo)電物質(zhì)薄層上均涂覆有取向?qū)?，兩塊取向?qū)尤∠蚍?向相互垂直，在兩取向?qū)娱g具有扭曲排列的向列相液晶。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的一種2D—3D可轉(zhuǎn)換自動(dòng)立體顯 示裝置，其特征在于，所述提供圖像光源的裝置包括能提供線性偏振光的顯 示面板。
10、 根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的一種2D—3D可轉(zhuǎn)換自動(dòng)立體 顯示裝置，其特征在于，所述提供圖像光源的裝置包括提供非線性偏振光的 顯示面板和起偏器，所述起偏器放置在所述顯示面板與所述偏振光轉(zhuǎn)換裝置 之間，將所述顯示面板發(fā)出的非線性偏振光轉(zhuǎn)化為線性偏振光。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種2D-3D可轉(zhuǎn)換自動(dòng)立體顯示裝置，包括提供圖像光源的裝置、偏振光轉(zhuǎn)換裝置和透鏡組件；提供圖像光源的裝置用于提供圖像的線性偏振光光源；偏振光轉(zhuǎn)換裝置用于可控制的把入射的所述線性偏振光光源不旋轉(zhuǎn)直接透射或旋轉(zhuǎn)成與入射時(shí)的偏振方向垂直的偏振光，出射的光入射到所述透鏡組件；透鏡組件包括單折射率透鏡和雙折射率透鏡，且所述單折射率透鏡和所述雙折射率透鏡構(gòu)成組合透鏡，所述兩個(gè)透鏡均包括平面部分和與之相對(duì)的曲面部分，兩透鏡的曲面部分相互楔合，該組合透鏡對(duì)所述偏振光轉(zhuǎn)換裝置旋轉(zhuǎn)后或不旋轉(zhuǎn)的兩種偏振光中其中一種表現(xiàn)為凸透鏡，對(duì)另一種表現(xiàn)為平透鏡。本實(shí)用新型的上述方案易于實(shí)現(xiàn)，轉(zhuǎn)換時(shí)間短質(zhì)量高。
文檔編號(hào)H04N13/00GK201156112SQ200820005868
公開(kāi)日2008年11月26日 申請(qǐng)日期2008年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月28日
發(fā)明者張 戈, 揚(yáng) 楊 申請(qǐng)人:北京超多維科技有限公司