專利名稱：圓偏振液晶立體顯示器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的設(shè)備和方法涉及一種利用圓偏振原理實現(xiàn)的大尺寸立體顯示器以 及方法。
背景技術(shù)：
在雙眼觀察物體時，左眼和右眼之間相差大約55mm的距離而產(chǎn)生的雙目視 差，是產(chǎn)生立體感覺的重要因素。由此，利用雙目視差原理，使雙眼分別看到 不同的圖像，可使人獲得真實的立體感覺。目前，有很多利用雙目視差原理設(shè) 計出來的立體顯示器在很多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，比如軍事、醫(yī)學(xué)、建筑、 游戲、影;現(xiàn)等。為使雙眼分別看到不同的圖像，就需要用到分光技術(shù)，即讓從兩幅不同的 圖像發(fā)射的光，分別進(jìn)入左眼和右眼。在現(xiàn)在的分光技術(shù)中，主要包括利用液 晶快門的分光技術(shù)和偏振原理的分光技術(shù)，其中運用了偏振原理進(jìn)行分光的有 立體投影技術(shù)和雙顯示器鏡像立體技術(shù)，下面分別對立體投影技術(shù)和雙顯示器 鏡像技術(shù)進(jìn)行介紹立體投影技術(shù)，如圖1，其中包括投影機lla和llb、偏振片12a和12b、 金屬屏幕13、偏振眼鏡14、其中所示偏振眼鏡14的鏡片14a和14b的透振方 向分別與偏振片12a和12b的相同，而偏振片12a和12b的透振方向相互垂直， 且分別放置在投影機lla和lib的鏡頭前，由此，投影機lla和lib就會將兩 幅偏振方向相互垂直的圖像投射在金屬屏幕13上，因金屬屏幕13不會破壞偏 振光的方向，所以當(dāng)觀察者帶上偏振眼鏡14時，鏡片14a和14b將分別過濾掉 llb和lla投影的圖像，從而讓觀察者的雙眼得到不同的圖像，形^33^感覺。然而上述立體投影技術(shù)存在這樣幾個缺點投影所需空間大、成本高、容 易受外界光線干擾、且移動不方便。為解決這些問題，現(xiàn)在已經(jīng)開發(fā)了雙顯示 器鏡像立體技術(shù)。所述雙顯示器鏡像立體技術(shù)，如圖2,包括兩個液晶顯示裝置 21a和21b，單反玻璃22、偏振眼鏡24及其左右鏡片24b和24a ,其中液晶顯 示裝置21a和21b的最外層都有一層偏振膜，其透振方向23a和23b與豎直方 向成順時針45度角，且液晶顯示裝置21a和21b相互垂直放置，單反玻璃22 放置在液晶顯示裝置21a和21b中間與水平面成45度角，其中單反玻璃22能 夠讓液晶顯示裝置21a發(fā)射的光透過，并且單反玻璃22的下表面能夠反射液晶 顯示裝置21b發(fā)射的光，由此，將會有液晶顯示裝置21b的鏡像虛像21c產(chǎn)生， 因虛像21c與液晶顯示裝置21b成鏡像相反，虛像21c的透振方向23c與液晶 顯示裝置21b的透振方向23b也成鏡像相反，所以透振方向23c與豎直方向成 順時針135度角，而液晶顯示裝置21a的透振方向23a與豎直方向成順時針45度角，由此虛像21c的透振方向23c與液晶顯示裝置21a的透振方向23a相互 垂直。右鏡片24a的透振方向與豎直方向成順時針45度角，左鏡片24b的透振 方向與豎直方向成順時針135度角，因此，右鏡片24a將透過液晶顯示裝置21a 發(fā)射的光，并且過濾掉虛像21c的光，而左鏡片24b將透過虛像21c的光而過 濾掉液晶顯示裝置21a發(fā)射的光。當(dāng)觀察者戴上眼睛觀看單反玻璃22后面的圖 像時，左右眼將分別看到液晶顯示裝置21a和21b顯示的圖像，從而形成立體 感覺。然而上述雙顯示器鏡像立體技術(shù)存在這樣幾個缺點1當(dāng)戴上偏振眼鏡的觀察者傾斜頭部時，將失去立體感覺，因為偏振眼鏡的 鏡片是線偏振片，傾斜頭部時，鏡片24a和24b的透振方向?qū)⒉辉倥c豎直方向 成順時針45度角和135度角，從而失去分光的功能。2上述立體技術(shù)中使用的液晶顯示裝置的透振方向與豎直方向必須成45度 角，而目前這種類型的液晶顯示裝置的尺寸都在30英寸以下，而30英寸以上 的液晶顯示裝置的透振方向與豎直方向成O度角，所以上述雙顯示器鏡像立體 技術(shù)很難實現(xiàn)大于30英寸的立體顯示。為解決這些問題，本發(fā)明在現(xiàn)有的顯示技術(shù)之上，用很巧妙、且筒單易行 的方法實現(xiàn)了大尺寸和高質(zhì)量的立體顯示。其優(yōu)點顯示尺寸大，分辨率高， 亮度高，觀察者可自由傾斜頭部。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種立體顯示器，所述立體顯示器具有以下幾個特點 顯示尺寸大、分辨率高、可多人觀看、沒有固定一見點限制，觀察者可自由傾斜 頭部，制作筒單。根據(jù)本發(fā)明示例性的一方面，提供了一種可觀看三維圖像的立體顯示器，該 立體顯示器包括兩個液晶顯示裝置，單反玻璃，寬波段四分之一波片，圓偏 振眼鏡。其中液晶顯示裝置表面粘附有偏振膜，且其偏振膜的透振方向與豎直方向的 夾角可以為任意角度。其中單反玻璃是一種特殊的鍍膜玻璃，其主要特征是玻璃對分別從兩面入射 的可見光的反射率不同，當(dāng)可見光從其中一個表面入射時，反射率很低；而當(dāng) 可見光從另一個表面入射時，反射率很高。所述圓偏振液晶立體顯示器的組成結(jié)構(gòu)為第一個液晶顯示裝置成水平放 置，第二個液晶顯示裝置與第一個液晶顯示裝置成P度角，其中60° 〈P〈12(T; 第一個液晶顯示裝置的表面和第二個液晶顯示裝置的表面各附有四分之一波 片，且四分之一波片的光軸方向與液晶顯示裝置的透振方向成45度角；單反玻璃放置在兩個液晶顯示裝置之間，且與兩個液晶顯示裝置各成P/2度角；圓偏 振眼鏡的左右鏡片分別由一片四分之一波片和一片線偏振片疊加組成。上述圓偏振液晶立體顯示器中，四分之一波片的光軸方向在液晶顯示裝置透 振方向的順時針45度角或逆時針45度角，可將液晶顯示裝置產(chǎn)生的線偏振光 轉(zhuǎn)換為左旋或右旋圓偏振光。上述圓偏振液晶立體顯示器中，第一個液晶顯示裝置透振方向與四分之一波 片光軸的夾角，和第二個液晶顯示裝置透振方向與四分之一波片光軸的夾角是 相等的，即兩個液晶顯示裝置發(fā)射的線偏振光，透過四分之一波片后，都轉(zhuǎn)變 為左旋圓偏振光，或都轉(zhuǎn)換為右旋圓偏振光。所述圓偏振液晶立體顯示器的方法是第一個液晶顯示裝置發(fā)出的線偏振光 通過四分之一波片后轉(zhuǎn)變?yōu)樽笮龍A偏振光，然后透過單反玻璃后，仍然是左旋 圓偏振光；第二個液晶顯示裝置發(fā)出的線偏振光通過四分之一波片后也轉(zhuǎn)變?yōu)?左旋圓偏振光，但是經(jīng)過單反玻璃的鏡面反射轉(zhuǎn)變?yōu)橛倚龍A偏振光；最后，左 旋和右旋圓偏振光通過圓偏振眼鏡左右鏡片上的四分之一波片后轉(zhuǎn)變?yōu)榫€偏振 光，再經(jīng)過圓偏振眼鏡左右鏡片上的線偏振片的過濾，讓左右眼分別只看到兩 個液晶顯示裝置中的一個所顯示的圖像。


通過參照附圖對本發(fā)明進(jìn)行示例性描述，本發(fā)明的上述特點將變得更加清 晰，其中圖1表示立體投影技術(shù)。圖2A和2B表示雙顯示器鏡像立體顯示器。圖3表示本發(fā)明的側(cè)視示意圖。圖4A表示本發(fā)明中四分之一波片的光軸方向在液晶顯示裝置透振方向順 時針45度角處。圖4B表示本發(fā)明中四分之一波片的光軸方向在液晶顯示裝置透振方向逆時針45度角處。 圖5表示本發(fā)明的光路示意圖。 圖6表示本發(fā)明的整體示意圖。
具體實施方式
現(xiàn)在參照示例性實施的附圖來對本發(fā)明進(jìn)^f亍更詳細(xì)的描述。 圖3表示本發(fā)明示例性實施的側(cè)視示意圖。參照圖3,本發(fā)明的構(gòu)成部分 有兩個規(guī)格相同的液晶顯示裝置31a和31b、兩片寬波段四分之一波片32a和 32b、單反玻璃33、圓偏振眼鏡34、及左右鏡片34b和34a。構(gòu)成方法是液晶顯示裝置31b成水平放置、液晶顯示裝置31b與液晶顯示裝置31a夾角為P度角， 其中60' <P<120°液晶顯示裝置31a和31b表面上各附有四分之一波片32a和 32b;單反玻璃33放置在兩塊液晶顯示裝置之間，且與兩個液晶顯示裝置各成P /2度角，使液晶顯示裝置31b的虛像與液晶顯示裝置31a重合；圓偏振眼鏡34 的左右鏡片34a和34b分別由一片四分之一波片和一片線偏振片疊加組成。
圖4A和圖4B，分別表示兩種四分之一波片粘貼在液晶顯示裝置表面上的方 法，這兩種方法是等效的，在應(yīng)用中可任選一種，且液晶顯示裝置31a和31b都 表示為31。
圖4A表示四分之一波片32的光軸方向在液晶顯示裝置31透振方向順時 針45度角處，其中液晶顯示裝置31的透振方向為41,四分之一波片32的光軸 方向為42a。
圖4B表示四分之一波片32的光軸方向在液晶顯示裝置31透振方向逆時 針45度角處，其中液晶顯示裝置31的透振方向為41，四分之一波片32的光軸 方向為42b。
圖5是本發(fā)明的光路詳細(xì)示意圖，同時參照圖3和圖4A，
51a表示液晶顯示裝置31a的透振方向，52a表示四分之一波片32a的光軸 方向，53a表示右旋圓偏振光，其中51a與52a的夾角為45度；
51b表示液晶顯示裝置31b的透振方向，52b表示四分之一波片32b的光軸 方向，53b表示右旋圓偏振光，其中51b與52b的夾角為45度；
右旋圓偏振光53a穿過單反玻璃后，旋轉(zhuǎn)方向不變，表示為右旋圓偏振光 54a;右旋圓偏振光53b經(jīng)過單反玻璃反射后，轉(zhuǎn)換為左旋圓偏振光54b;
55b和55a分別表示圓偏振眼鏡34左右鏡片上的四分之一波片光軸方向，而 56b和56a分別表示左右鏡片上的偏振片的透振方向；其中56b在55b的順時針 45度角，而56a在55a的逆時針45度角。
上述圖5和圖3中，液晶顯示裝置31a產(chǎn)生的線偏振光經(jīng)過四分之一波片32a 后，轉(zhuǎn)變?yōu)橛倚龍A偏振光53a,右旋圓偏振光53a穿過單反玻璃，光旋方向不變， 仍然為右旋圓偏振光54a;液晶顯示裝置31b產(chǎn)生的線偏振光經(jīng)過四分之一波片 32b后，轉(zhuǎn)變?yōu)橛倚龍A偏振光53b,右旋圓偏振光53b經(jīng)過單反玻璃反射，轉(zhuǎn)換 為左旋圓偏振光54b。
然后，右旋圓偏振光54a經(jīng)過圓偏振眼鏡右鏡片上的四分之一波片后，轉(zhuǎn)換 為偏振方向在55a逆時針45度角處的線偏振光，與右鏡片上的偏振片透振方向 一致，因此可透過右鏡片上的偏振片；而左旋圓偏振光54b經(jīng)過圓偏振眼鏡右鏡 片上的四分之一波片后，轉(zhuǎn)換為偏振方向在55a順時針45度角處的偏振光，與 右鏡片上的偏振片透振方向不一致，因此不能透過右鏡片上的偏振片。左旋圓偏振光54b經(jīng)過圓偏振眼鏡左鏡片上的四分之一波片后，轉(zhuǎn)換為偏振 方向在55b順時針45度角處的線偏振光，與左鏡片上的偏振片透振方向一致， 因此可透過左鏡片上的偏振片；而右旋圓偏振光54a經(jīng)過圓偏振眼鏡左鏡片上的 四分之一波片后，轉(zhuǎn)換為偏振方向在55b逆時針45度角處的偏振光，與左鏡片 上的偏振片透振方向不一致，因此不能透過左鏡片上的偏振片。
由上述，當(dāng)觀察者帶上圓偏振眼鏡34后，左眼只能看到液晶顯示裝置31b 顯示的圖像，而右眼只能看到液晶顯示裝置31a顯示的圖像，從而形成立體感覺。
盡管已經(jīng)參照本發(fā)明的示例性實施例具體地描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域的普 通技術(shù)人員應(yīng)該理解，在不脫離本發(fā)明的權(quán)利要求范圍下，可對其進(jìn)行形式和細(xì) 節(jié)上的各種改變。
權(quán)利要求
1. 一種立體顯示器，該立體顯示器包括兩個液晶顯示裝置、兩個寬波段四分之一波片、一塊單反玻璃、一副圓偏振眼鏡；其中，兩個液晶顯示裝置用于提供二維圖像，且兩個液晶顯示裝置產(chǎn)生的都是線偏振光。其中，兩個寬波段四分之一波片分別貼附在兩個液晶顯示裝置表面上。其中，第一個液晶顯示裝置成水平放置，第二個液晶顯示裝置與第一個液晶顯示裝置成β度角，其中60°＜β＜120°。單反玻璃放置在兩個液晶顯示裝置之間，且與兩個液晶顯示裝置各成β/2度角。
2、如權(quán)利要求1所述立體顯示器，其中，所述液晶顯示裝置的透振方向可以為任何角度。
3、如權(quán)利要求1所述立體顯示器，其中，所述四分之一波片的光軸方向在 液晶顯示裝置透振方向的順時針45度角處。
4、如權(quán)利要求1所述立體顯示器，其中，所述四分之一波片的光軸方向也可 在液晶顯示裝置透振方向的逆時針45度角處。
5、如權(quán)利要求1所述立體顯示器，其中，所述單反玻璃是一種鍍膜玻璃，其中一個表面入射時，、反射率很低；而當(dāng)可i光從另一個^面二射-:反射率很高。
6、如權(quán)利要求1、 3或4所述立體顯示器，其中，所述圓偏振眼鏡的左右鏡 片分別由一片四分之一波片和一片線偏振片疊加組成，且其中一個鏡片的線偏 振片透振方向在四分之一波片光軸方向的順時針45度角，另一個鏡片的線偏振 片透振方向在四分之一波片光軸方向的逆時針45度角。
7、如權(quán)利要求1、 3或4所述立體顯示器，其中，所述兩個四分之一波片先 分別將兩個液晶顯示裝置產(chǎn)生的線偏振光轉(zhuǎn)換為相同旋轉(zhuǎn)方向的圓偏振光，其 中一個四分之一波片轉(zhuǎn)換的圓偏振光透過單反玻璃時不改變旋轉(zhuǎn)方向，而另一 個四分之一波片轉(zhuǎn)換的圓偏振光被單反玻璃反射時，將改變旋轉(zhuǎn)方向，最后， 兩種相反旋轉(zhuǎn)方向的圓偏振光被圓偏振眼鏡分光，使觀察者左眼和右眼分別只 看到兩個液晶顯示裝置中的一個。
全文摘要
提供了一種可觀看立體圖像的立體顯示器，所述立體顯示器包括兩個液晶顯示裝置、單反玻璃、兩個寬波段四分之一波片、圓偏振眼鏡。其中，兩個寬波段四分之一波片分別貼附在兩個液晶顯示裝置表面上；第一個液晶顯示裝置成水平放置，第二個液晶顯示裝置與第一個液晶顯示裝置成β度角，其中60°＜β＜120°；單反玻璃放置在兩個液晶顯示裝置之間，且與兩個液晶顯示裝置各成β/2度角。
文檔編號H04N13/04GK101271198SQ200710051689
公開日2008年9月24日 申請日期2007年3月19日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月19日
發(fā)明者雙 萬 申請人:雙 萬