[实用新型]集成有3D交互电极的3D光栅以及包括其的显示装置

说明书

技术领域

本实用新型属于立体（3D）图像显示技术领域，尤其涉及一种集成有3D交互电极以使其具有3D手势交互功能的3D光栅、以及使用该3D光栅的显示装置。

背景技术

立体（3D）图像显示装置基本可以分为两大类：眼镜型立体图像显示装置和无眼镜型（裸眼）立体图像显示装置（自动立体图像显示装置）。其中眼镜型立体图像显示装置中使用了偏振眼镜、快门眼镜和红蓝眼镜等，眼镜的存在会导致观看者感觉不方便并可能会引起眼科疾病。而无眼镜型立体图像显示装置仅仅通过直接观看屏幕就能够欣赏立体图像，因此，当前正对无眼镜型立体图像显示装置进行深入研究。

无眼镜型立体图像显示装置的立体图像显示方法包括有透镜方法、全息方法以及视差栅栏方法等。其中透镜法和视差栅栏法是通过3D光栅来实现3D显示的，其中透镜法中可以使用柱状透镜光栅，视差栅栏法中可以使用视差栅栏（也称为视差屏障栅栏），柱状透镜光栅和视差栅栏这两种3D光栅在3D显示中的应用，各具有相应的技术优点，因此，分别在其相适用的领域中应用。

    同时注意到，柱状透镜光栅和视差栅栏头可以通过液晶盒形成，即分别形成液晶柱状透镜光栅和液晶视差栅栏。图1所示为常规的使用3D光栅的立体图像显示装置的简单结构示意图。立体图像显示装置包括二维图像显示模块10和3D光栅20，背光从二维图像显示模块10进入，经过3D光栅20后进入观察者的眼睛。3D光栅20中，其可以为液晶柱状透镜光栅和液晶视差栅栏。其中，液晶视差栅栏是通过液晶的扭转实现对来自二维图像显示模块10的光的遮挡的；液晶柱状透镜光栅利用液晶的双折射特性，一种方法是在需要形成一个液晶透镜的相应位置设置多个电极，当对这些电极加不同的控制电压时，该位置的液晶在光学特性上形成类似于实体柱状透镜的汇聚效果（参见美国专利号为US5493427的专利技术）。在图1所示实例中，3D光栅20包括由下向上依次设置的下偏光片210、下透明电极层220、液晶（LC）层230、上透明电极层240以及上偏光片250。通常地，下透明电极层220、上透明电极层240是由ITO（Indium Tin Oxide，铟锡金属氧化物）导电玻璃层，下透明电极层220和上透明电极层240上在相向于液晶层230的表面分别形成有一定图案的ITO电极（例如，如图1所示的用于形成视差栅栏的ITO电极图案），通过对ITO电极的控制可以控制液晶形成视差栅栏或液晶柱状透镜光栅。

    随着诸如柱状透镜光栅和视差栅栏的3D光栅技术的成熟、以及诸如触控技术和、3D手势交互技术的发展，必须考虑使用该3D光栅的显示屏与人之间的交互功能，也即实现人机交互。

3D手势交互技术中，主要使用基于电场的3D手势人机交互技术，其通过电场的变化来检测、跟踪和区分用户的手或手指在三维自由空间中的移动来实现人机交互体验。具体地，通过对3D交互电极施加某一频率的电压，获得准静态电场，当用户的手指或手进入电场时，由于人体本身的导电性，该准静态电场会随之失真，3D交互电极的电场接收层可以判断电场的变化，从而可以计算机手指或手的位置、移动方向、手势等信息，进一步通过相应的运算处理可以实现3D手势人机交互控制。如果该3D手势人机交互技术与3D显示技术相结合应用，可获得真实自然的三维（3D）人机交互体验。

中国专利申请号为201120233060.X、名称为“一种触控式三维立体显示装置及其显示面板”的中国专利中，揭示了如何将触摸感应信号电场接收层与立体显示装置集成，从而实现3D显示屏的触控功能。

然而，现有技术中，并没有揭示如何使基于3D光栅的3D显示屏兼容3D手势人机交互技术，并且3D显示与3D手势人机交互的结合一直被业界认为其成本高、难于实现。

有鉴于此，有必要提出一种新型的3D光栅。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，低成本地实现3D光栅与3D手势人机交互技术的兼容。

为实现以上目的或者其他目的，本实用新型提供以下技术方案。

按照本实用新型的一方面，提供一种集成有3D交互电极的3D光栅，至少包括由下至上依次设置的：

    第一透明电极基板（310），

    液晶层（320），

    第二透明电极基板（330），以及

第一偏光片层（390）；