[发明专利]一种高分辨率的新型立体显示器系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种三维立体显示器，特别涉及一种实现高分辨率的立体显示器。

背景技术

观看者在使用快门眼镜观看立体图像时，需要佩戴一副快门式眼镜，其左、右两块镜片与显示器屏幕的图像切换频率同步，当显示器在某一时刻显示左眼图像时，左眼镜片通光，右眼镜片关闭，这时，人脑中形成了左眼的视觉；在很短的时间内（一般为1/120秒），左右眼镜片开关状态互换，此时，显示器改为显示右眼图像，人脑中形成右眼视觉。通过视觉暂留原理，人脑潜意识中认为，左右眼视觉是同时接收到的，这样，在人脑中就自然将两幅带有视差的二维图像合成为三维立体视觉。

快门式立体显示技术存在着两大问题，第一、该技术属于体式显示技术，即需要佩戴眼镜才能观赏，影响了观赏者的自然感受，并限制了观看人数。第二、目前普通的液晶显示器还没有办法达到120HZ的刷新频率。

刷新速率是表征像素开关速度的一个参数，它的快、慢直接影响着显示器对动态图像的显示能力。由于液晶是一种具有一定粘度的材料，在扭转过程中会有一定的阻力，因此传统液晶显示器存在刷新速率慢的缺点，换而言之，在观看3D影像时，观看者将会看到闪烁且画面并不连续的情况。

相较于目前主流的自体式显示技术，如狭缝式光栅立体显示器和微柱面透镜式立体显示器，快门式立体显示也具有它自身的优势-分辨率高。从成像原理上分析，上述两种自体式显示在2D显示时，每一个画面上的像素均对应一个显示面板上的像素，即分辨率与像素比为1:1；而在3D模式下，相邻两个像素则被拆分为左眼像素和右眼像素，及在人脑中的立体视觉，每一个像素点需要由显示面板上的两个像素来提供，即分辨率与像素之比为1:2。换而言之，当上述两型立体显示器由2D模式切换至3D模式时，其分辨率将立即下降至原有的50%以下。

发明内容

本发明是针对立体显示器由2D模式切换至3D模式时分辨率会下降的问题，提出了一种高分辨率的新型立体显示器系统，可在2D-3D间快速转换；同时，3D模式下的显示分辨率与2D模式相同。并可以根据使用者所在方位进行动态跟踪调整，兼容现有的液晶面板制造技术，保证切换后具有相同的高分辨率。 

本发明的技术方案为：一种高分辨率的新型立体显示器系统，由下至上包括背光源模块、灰度控制模块、像素控制模块、电控全息分像光栅模块和电控柱面透镜模块组成，所述电控全息分像光栅模块由第一分像光栅、第二分像光栅和时序控制电路组成，所述分像光栅在不加电时，通过显示面板的光线分别向左、右两个方向衍射；当第一分像光栅关、第二分像光栅开时，光线经第一分像光栅后向左侧以布拉格衍射角出射；经过单位时间间隔，第一、二分像光栅开关状态互换，即当第一分像光栅开、第二分像光栅关时，光线经第二分像光栅后以向右侧的布拉格衍射角出射，电控柱面透镜模块采用电控聚合物分散液晶可变焦透镜。

所述灰度控制模块由透明导电膜、聚合物分散液晶盒与玻璃基板组成，其中，透明导电层由ITO导电膜、像素电极和驱动晶体管组成，控制电极通过对子像素的液晶施加电压使液晶分子转动相应的角度，实现刷新率480HZ的高速灰度控制。

所述像素控制模块由透明导电膜，彩色滤波器和玻璃基板组成，彩色滤波器中每个RGB三色单元以形如品字形的结构为单位依次排列，即一个完整的像素单元三个正方形RGB子像素以及形状、面积与单个子像素相同微控制电路组成，共计四个正方形微结构单元对齐排列构成一个完整的像素结构，每个子像素单元对应于RGB三基色中的一种。

所述聚合物分散液晶是一种非均质，多相材料，聚合物为主体，液晶为分散相，此液晶在初始时是聚合物与液晶的均匀混合物，在临界温度或曝光强度下引发聚合，此时互溶性被打破，液晶因而被析出，以小微滴分散在聚合物网络中，液晶分子随机排列，会产生强烈的光散射，通过外加电场强电场，分子将完全沿电场方向排列，如果液晶光折射率与聚合物基体折射率相匹配，聚合物分散液晶将完全变成光学透明体，衍射效率为零。

本发明的有益效果在于：本发明高分辨率的新型立体显示器系统，系统工作模式可在二维显示于三维显示间快速切换；显示亮３Ｄ模式与２Ｄ模式具有相同的高亮度；显示器３Ｄ模式与２Ｄ模式具有相同的高分辨率；显示器具有高屏幕刷新率，３Ｄ模式下无画面闪烁。

附图说明

图1为本发明高分辨率的新型立体显示器系统结构示意图；

图2为本发明高分辨率的新型立体显示器系统显示面板微观像素结构图；

图3为本发明高分辨率的新型立体显示器系统电控全息分像光栅衍射光路示意图；