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Title:
HOLOGRAPHIC LIQUID CRYSTAL DISPLAY, STEREO DISPLAY METHOD, AND STEREO DISPLAY SYSTEM
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2013/159524
Kind Code:
A1
Abstract:
A holographic LCD stereo display system. The holographic LCD stereo display system comprises: a holographic projection device (1), a signal synchronous generator (12), and a holographic LCD having multiple layers of LCD panels. In the system, the holographic projection device (11) decomposes a stored holographic stereo image to obtain decomposed images and projects the decomposed images to the holographic LCD (13) in sequence; the holographic LCD (13) controls, according to a synchronous signal received from the signal synchronous generator (12), the multiple layers of LCD panels to display projected decomposed images in sequence; and when a frequency at which the holographic LCD (13) displays the decomposed images is not less than 46 HZ, with visual persistence effect of human eyes, the decomposed images become real three-dimensional stereo images in human brains, so that the holographic stereo three-dimensional images are presented stereo images in the holographic LCD (13), thereby achieving an effect of vividly displaying real naked-eye three-dimensional images. Further disclosed are a holographic LCD and a stereo display method.

Inventors:
YU YANGBING (CN)
SHI ZHE (CN)
Application Number:
PCT/CN2012/085694
Publication Date:
October 31, 2013
Filing Date:
November 30, 2012
Export Citation:
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Assignee:
BEIJING BOE OPTOELECTRONICS (CN)
International Classes:
G02F1/1333; G03B35/18; G09G3/36; H04N13/363; H04N13/388
Domestic Patent References:
WO2004051309A12004-06-17
Foreign References:
CN202019419U2011-10-26
CN101061415A2007-10-24
CN1607430A2005-04-20
US7736004B22010-06-15
CN102654697A2012-09-05
Attorney, Agent or Firm:
LIU, SHEN & ASSOCIATES (CN)
北京市柳沈律师事务所 (CN)
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Claims:
权利要求书

1、 一种全息液晶显示器(LCD ), 其特征在于, 所述全息液晶显示器包 括逐层扫描同步驱动电路和多层液晶显示器面板, 其中:

逐层扫描同步驱动电路确定投影全息立体图像分解后得到分解图像的 刷新频率, 控制多层液晶显示器面板按投影顺序显示投影的分解图像, 且根 据所述刷新频率, 在一个刷新周期内, 仅控制一层液晶显示器面板显示投影 的分解图像, 其余液晶显示器面板为全透光状态;

液晶显示器面板根据逐层扫描同步驱动电路的控制, 显示投影的所述分 解图像或处于全透光状态。

2、 如权利要求 1 所述的全息液晶显示器, 其特征在于, 所述多层液晶 显示器面板中的相邻两层液晶显示器面板之间夹有导光膜板。

3、 如权利要求 1 所述的全息液晶显示器, 其特征在于, 所述多层液晶 显示器面板通过柔性印刷电路板 FPC分别与逐层扫描同步驱动电路相连。

4、 如权利要求 1~3任一所述的全息液晶显示器, 其特征在于, 所述逐 层扫描同步驱动电路包括:

信号同步接收器, 接收同步信号, 所述同步信号的信号频率为全息立体 图像分解后得到分解图像投影时的刷新频率;

时序控制器, 根据所述刷新频率, 生成各层液晶显示器面板是否加电的 控制信号, 其中, 加电的液晶显示器面板处于全透光状态, 不加电的液晶显 示器面板能够显示投影的所述分解图像;

水平移位器, 用于根据所述控制信号, 控制各层液晶显示器面板是否加 电。

5、 如权利要求 4所述的全息液晶显示器, 其特征在于, 所述控制信号 包括:

逐层扫描启动信号, 在上升沿时启动逐层扫描;

逐层扫描移位信号, 在上升沿时触发液晶显示器面板不加电;

单层输出控制信号, 低电平时允许液晶显示器面板不加电;

层透光控制信号, 高电平时允许液晶显示器面板不加电。

6、 一种全息液晶显示器的立体显示方法, 其特征在于, 所述方法包括: 全息液晶显示器接收来自信号同步发生器的同步信号, 所述同步信号的 信号频率为投影全息立体图像分解后得到的分解图像的刷新频率;

全息投影设备将存储的全息立体图像分解后得到分解图像, 并按顺序投 影所述分解图像至全息液晶显示器;

全息液晶显示器按照所述刷新频率, 控制多层液晶显示器面板按投影顺 序显示投影的分解图像。

7、 如权利要求 6所述的方法, 其特征在于, 所述同步信号中携带一幅 全息立体图像分解后得到的分解图像全部投影结束的标识信息, 或是一幅全 息立体图像分解后得到的分解图像开始投影的标识信息;

所述全息液晶显示器按照所述刷新频率, 控制多层液晶显示器面板按投 影顺序显示投影的分解图像包括:

所述全息液晶显示器在接收到任一所述的标识信息后, 根据后续需要显 示的属于同一幅全息立体图像的分解图像数量, 确定出相应数量的液晶显示 器面板, 并按照所述刷新频率, 控制确定的液晶显示器面板按投影顺序显示 投影的分解图像。

8、 如权利要求 7所述的方法, 其特征在于, 所述全息液晶显示器控制 确定的液晶显示器面板按投影顺序显示投影的分解图像包括:

所述全息液晶显示器在控制一层液晶显示器面板显示全息投影设备投 影的分解图像时, 控制全息液晶显示器的其他液晶显示器面板都处于全透光 状态,以及, 当所述全息投影设备根据所述刷新频率刷新投影的分解图像时, 控制当前显示分解图像的液晶显示器面板进入全透光状态, 且控制所述当前 显示所述分解图像的液晶显示器面板之后的一层液晶显示器面板显示刷新后 的分解图像。

9、 如权利要求 6~8任一所述的方法, 其特征在于, 所述刷新频率不低 于 46HZ。

10、 一种全息液晶显示器立体显示系统, 其特征在于, 所述系统包括: 全息投影设备, 存储将全息立体图像分解后得到的分解图像, 并按顺序 投影所述分解图像;

信号同步发生器, 发送同步信号, 所述同步信号的信号频率为所述全息 投影设备投影分解图像的刷新频率;

具有多层液晶显示器面板的全息液晶显示装置, 控制多层液晶显示器面 板按投影顺序显示投影的分解图像, 且根据接收的同步信号的刷新频率, 在 一个刷新周期内, 仅控制一层液晶显示器面板显示投影的分解图像, 其余液 晶显示器面板为全透光状态; 所述全息液晶显示器具有的液晶显示器面板的 层数不小于一幅全息立体图像分解后得到的分解图像的数量。

11、 如权利要求 10所述的全息液晶显示器立体显示系统, 其特征在于, 所述同步信号中携带一幅全息立体图像分解后得到的分解图像全部投影结束 的标识信息, 或是一幅全息立体图像分解后得到的分解图像开始投影的标识 信息;

所述全息液晶显示器在接收到任一所述的标识信息后, 根据后续需要显 示的属于同一幅全息立体图像的分解图像数量, 确定出相同数量的液晶显示 器面板, 显示后续投影的分解图像。

Description:
全息液晶显示器、 立体显示方法及立体显示系统 技术领域

本公开涉及三维显示器立体成像技术领域, 尤其涉及一种全息液晶显示 器( Liquid Crystal Display, LCD ), 立体显示方法及立体显示系统。 背景技术 接收到不同的画面, 在大脑形成三维立体效果的显示技术。 目前常用的叠层 液晶式三维显示技术有以下两种:

亮度调制型三维显示器

在该三维显示器中, 将两片 2维显示屏以预定位置间隔沿观众的视线依 次设置, 其中, 离观众最近的显示器件同时具有自发光特性和 透光特性, 从 其背面来的光可以穿过它。而离观众最远处的 最后显示器件不需要透光特性, 因此最后显示器件可以釆用 LCD单元、 等离子显示单元、 CRT显示单元等。 在控制器的控制下, 在每个显示器件的基本对应屏幕位置上, 显示器件分别 显示同一物体的对应图像(例如, 同一物体在两个显示器上的对应图像的尺 寸可以相同, 也可能彼此不同)。 两个显示器的亮度是不同的, 因此, 对于观 众而言, 设置在前部位置上的显示器显示的图像与设置 在靠后位置上的显示 器显示的图像重叠。 即, 观众可以沿视线看见一个亮度调制的 3D图像。

上述三维显示器仅通过改变两个 2维显示器的图像亮度, 以补足两个 2 维图像的位置分离间隔,进而形成两个 2维图像重叠合成的 3维图像。但是, 利用该三维显示器显示图像时, 不能显示半透明的物体图像, 也不能显示物 体背后的图像, 且其 3D视角仅限制在特定的观众视线上, 因此, 三维显示 效果不理想。

多个液晶显示屏叠加型三维显示器

该三维显示器包括多个叠加的液晶显示屏。 每个液晶显示屏由玻璃基 板、 透明电极和液晶层构成。 利用驱动电路驱动各液晶显示屏的液晶层显示 不同的图像, 以形成 3维图像。 但是, 利用该 3维显示器显示图像时, 各液 晶显示屏之间没有关联, 各液晶显示屏各自显示相应的图片, 人眼所见的只 是将各液晶显示屏显示的图片叠加后的图像, 其三维效果较差, 且由于各单 层液晶显示屏没有彩膜层而无法显示彩色图像 , 仅能调节图像灰阶, 进一步 导致三维显示效果不理想。 发明内容

本公开提供了一种全息液晶显示器。 所述全息液晶显示器包括逐层扫描 同步驱动电路和多层液晶显示器面板。 逐层扫描同步驱动电路确定投影全息 立体图像分解后得到分解图像的刷新频率, 控制多层液晶显示器面板按投影 顺序显示投影的分解图像, 且根据所述刷新频率, 在一个刷新周期内, 仅控 制一层液晶显示器面板显示投影的分解图像, 其余液晶显示器面板为全透光 状态。 液晶显示器面板根据逐层扫描同步驱动电路的 控制, 显示投影的所述 分解图像或处于全透光状态。

在一个示例中, 所述多层液晶显示器面板中的相邻两层液晶显 示器面板 之间夹有导光膜板。

在一个示例中,所述多层液晶显示器面板通过 柔性印刷电路板 FPC分别 与逐层扫描同步驱动电路相连。

在一个示例中, 所述逐层扫描同步驱动电路包括: 信号同步接收器, 接 收同步信号, 所述同步信号的信号频率为全息立体图像分解 后得到分解图像 投影时的刷新频率; 时序控制器, 根据所述刷新频率, 生成各层液晶显示器 面板是否加电的控制信号, 其中, 加电的液晶显示器面板处于全透光状态, 不加电的液晶显示器面板能够显示投影的所述 分解图像; 和水平移位器, 用 于根据所述控制信号, 控制各层液晶显示器面板是否加电。

在一个示例中, 所述控制信号包括: 逐层扫描启动信号, 在上升沿时启 动逐层扫描; 逐层扫描移位信号, 在上升沿时触发液晶显示器面板不加电; 单层输出控制信号, 低电平时允许液晶显示器面板不加电; 和层透光控制信 号, 高电平时允许液晶显示器面板不加电。

在一个示例中, 所述方法包括: 全息液晶显示器接收来自信号同步发生 器的同步信号, 所述同步信号的信号频率为投影全息立体图像 分解后得到的 分解图像的刷新频率; 全息投影设备将存储的全息立体图像分解后得 到分解 图像, 并按顺序投影所述分解图像至全息液晶显示器 ; 和全息液晶显示器按 照所述刷新频率,控制多层液晶显示器面板按 投影顺序显示投影的分解图像。

在一个示例中, 所述同步信号中携带一幅全息立体图像分解后 得到的分 解图像全部投影结束的标识信息, 或是一幅全息立体图像分解后得到的分解 图像开始投影的标识信息; 所述全息液晶显示器按照所述刷新频率, 控制多 层液晶显示器面板按投影顺序显示投影的分解 图像包括: 所述全息液晶显示 器在接收到任一所述的标识信息后, 根据后续需要显示的属于同一幅全息立 体图像的分解图像数量, 确定出相应数量的液晶显示器面板, 并按照所述刷 新频率, 控制确定的液晶显示器面板按投影顺序显示投 影的分解图像。

在一个示例中, 所述全息液晶显示器控制确定的液晶显示器面 板按投影 顺序显示投影的分解图像包括: 所述全息液晶显示器在控制一层液晶显示器 面板显示全息投影设备投影的分解图像时, 控制全息液晶显示器的其他液晶 显示器面板都处于全透光状态, 以及, 当所述全息投影设备根据所述刷新频 率刷新投影的分解图像时, 控制当前显示分解图像的液晶显示器面板进入 全 透光状态, 且控制所述当前显示所述分解图像的液晶显示 器面板之后的一层 液晶显示器面板显示刷新后的分解图像。

在一个示例中, 所述刷新频率不低于 46HZ。

在一个示例中, 所述系统包括: 全息投影设备, 存储将全息立体图像分 解后得到的分解图像, 并按顺序投影所述分解图像; 信号同步发生器, 发送 同步信号, 所述同步信号的信号频率为所述全息投影设备 投影分解图像的刷 新频率; 和具有多层液晶显示器面板的全息液晶显示装 置, 控制多层液晶显 示器面板按投影顺序显示投影的分解图像, 且根据接收的同步信号的刷新频 率, 在一个刷新周期内, 仅控制一层液晶显示器面板显示投影的分解图 像, 其余液晶显示器面板为全透光状态; 所述全息液晶显示器具有的液晶显示器 面板的层数不小于一幅全息立体图像分解后得 到的分解图像的数量。

在一个示例中, 所述同步信号中携带一幅全息立体图像分解后 得到的分 解图像全部投影结束的标识信息, 或是一幅全息立体图像分解后得到的分解 图像开始投影的标识信息; 和所述全息液晶显示器在接收到任一所述的标 识 信息后, 根据后续需要显示的属于同一幅全息立体图像 的分解图像数量, 确 定出相同数量的液晶显示器面板, 显示后续投影的分解图像。 附图说明

为了更清楚地说明本公开或现有技术中的技术 方案, 下面将对本公开提 供的技术方案或现有技术描述中所需要使用的 附图作简单地介绍, 显而易见 地, 下面描述中的附图仅仅是本公开的技术方案的 部分具体实施方式图示说 明, 对于本领域普通技术人员来讲, 在不付出创造性劳动的前提下, 还可以 根据这些附图获得其他的附图。

图 1为本公开实施例一中全息 LCD立体显示系统示意图;

图 2为本公开实施例二中全息 LCD结构示意图;

图 3为本公开实施例二中的多层 LCD面板中任一 LCD面板结构示意图; 图 4为本公开实施例二中 LCD面板上体素的示意图;

图 5a为本公开实施例二中的任一 LCD面板处于不加电的状态下向不同 方向散射光线的示意图;

图 5b为本公开实施例二中的任一 LCD面板处于加电的状态下全透光线 的示意图;

图 6为本公开实施例二中的逐层扫描同步驱动电 及其包含的水平移位 器中的一个输出端口连接一层 LCD面板的结构示意图;

图 7为本公开实施例二中时序控制器生成的控制 号的时序图及 LCD面 板是否加电的时序图;

图 8为本公开实施例三中全息 LCD立体显示方法步骤示意图;

图 9为本公开实施例三中一幅全息立体图像分解 4幅分解图像后, 每 幅分解图像在全息 LCD中显示的示意图。 具体实施方式

下面将结合本公开实施例中的附图, 对本公开实施例中的技术方案进行 清楚、 完整地描述, 显然, 所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例, 而 不是全部的实施例。 基于本公开中的实施例, 本领域普通技术人员在没有作 出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例 , 都属于本公开保护的范围。

本公开实施例提出一种利用全息技术来实现三 维显示的方案, 将利用全 息技术获取的全息立体图像按照一定的顺序分 解为 N( N为大于 1的正整数) 幅分解图像, 并通过全息投影设备依次向全息液晶显示器( LCD )投影所述 N幅分解图像。 由于所述全息 LCD包含多层(层数不小于 N ) LCD面板, 在投影过程中,一层 LCD面板显示一幅分解图像后进入全透光状态, 以便于 相邻的后一层 LCD面板可以继续显示投影到其上的下一幅分解 图像。该后一 层 LCD面板显示下一幅分解图像后也进入全透光状 态, 以此方式, N幅分解 图像分别在 N层 LCD面板逐层显示。 由于全息 LCD的多层 LCD面板可以 显示全息立体图像的真实物理深度, 因此, 当全息投影设备以不低于 46HZ 的频率刷新投影的一幅分解图像时,也就是说 , 当所述全息 LCD依次显示所 述分解图像的频率不低于 46HZ时, 利用人眼的视觉暂留效应, 会在人脑中 形成真实的三维立体图像, 达到了显示真实的棵眼三维图像的逼真效果。

下面结合说明书附图对本公开各实施例进行详 细描述。

实施例一

图 1为本公开实施例一的全息 LCD立体显示系统示意图。 如图 1所示, 所述系统包括: 全息投影设备 11、信号同步发生器 12和全息液晶显示器 13。 全息投影设备 11用于存储将全息立体图像分解后得到的分解 像,并按顺序 投影所述存储的分解图像至全息 LCD 13的 LCD面板上。

全息投影设备 11 内部存储的分解图像, 是指将一幅全息立体图像按照 一定的顺序分解得到的 N幅分解图像,该 N幅分解图像记录着全息立体图像 的全部信息, 这 N幅分解图像组合在一起即为一幅全息立体图 。

将所述全息立体图像分解为 N幅分解图像的方式有以下两种:

分解方式一:

在此方式中, 在全息同步投影仪前端图像处理电路中增加一 个景深处理 电路模块。 该景深处理电路模块根据景深算法, 推断出全息立体图像从前到 后的景深变化,排出由前至后的显示顺序, 以及确定各帧画面的灰度和颜色, 进而分离出 N帧图像,实现相邻帧图像即从第 n( n为大于 1的正整数, n<N ) 帧到第 n+1帧图像的平滑及和谐过渡。

分解方式二:

在此方式中, 信号源就已经是分解好的图像信息。 在记录三维图像的信 息时, 进行逐层扫描, 记录各层即第 n (为正整数, n N )层扫描得到的图 像信息。这些经分解记录的 N层图像信息存储在全息投影仪的动态随机存 存储器 ( Dynamic Random Access Memory, DRAM )里面。

所述每一幅全息立体图像分解后得到的分解图 像数量 N和分解后图像 的顺序可以根据实际的显示需求确定, 如根据某一视角, 将全息立体图像沿 视线方向从前至后的顺序分解。 对于一个亮的和一个暗的时相组成的一个周期 的断续光, 当频率低时, 观察者看到的是一系列的闪光: 当频率增加时, 变为粗闪、 细闪; 直到闪光 增加到某一频率, 人眼看到的不再是闪光, 而是一种固定或连续的光。 这个 频率就叫做闪光融合频率或临界闪烁频率, 简称 CFF, 是人眼对光刺激时间 分辨能力的指标。 由经验公式得到, 人眼的临界闪烁频率约为 46Hz。

因此, 较优的, 所述全息投影设备 11投影所述分解图像时, 以不低于 46Hz的频率刷新并投影一幅全息立体图像分解 得到的分解图像。为获得更 优的视觉效果, 一般显示常用的频率是 50Hz或 60Hz。

所述全息投影设备 11可以与信号同步发生器 12进行通信, 使信号同步 发生器 12获知全息投影设备 11投影所述分解图像时的刷新频率。 例如: 全 息投影设备 11可以实时向信号同步发生器 12发送同步控制信息, 在该同步 控制信息中携带所述刷新频率。或是,在初始 时向信号同步发生器 12发送同 步控制信息, 要求信号同步发生器 12在本地存储所述刷新频率。

信号同步发生器 12在获知全息投影设备投影分解图像的刷新频 后, 向全息 LCD 13发送同步信号,使全息投影设备 11的投影操作与全息 LCD 13 的显示操作同步, 所述同步信号的信号频率为所述全息投影设备 投影分解图 像的刷新频率。

所述信号同步发生器 12可以向全息 LCD 13发送同步信号,所述同步信 号可以是红外形式的同步信号。

所述同步信号可以携带一幅全息立体图像分解 后得到的分解图像全部 投影结束的标识信息, 或是一幅全息立体图像分解的分解图像投影开 始的标 识信息, 使全息 LCD 13在接收到任一所述的标识信息后, 根据后续需要显 示的属于同一幅全息立体图像的分解图像数量 , 确定出相应数量的 LCD 面 板。

全息 LCD 13具有多层 LCD面板。 全息 LCD 13 , 接收信号同步发生器

12发送的同步信号, 并按照所述接收到的同步信号的刷新频率, 控制多层 LCD面板 13按投影顺序显示分解后的各帧图像。, 且在一个刷新周期内, 在 一个时刻, 仅控制一层 LCD面板显示分解后的一帧图像, 其余 LCD面板为 全透光状态。

所述全息 LCD 13具有的 LCD面板的层数不小于一幅全息立体图像分解 后得到分解图像数量 N。在全息 LCD中的面板层数确定的情况下,分解图像 数量 N应小于等于全息 LCD中 LCD面板的数量。

所述全息 LCD 13具有的多层 LCD面板的层数选用 3的倍数层。这是因 为, 三层组合为一个 "立体单元", 即三层可构成一个立体空间, 最简单的一 幅立体画面可分为三层显示, 全息立体图像最小可分解为前、 中、 后三层。

为提高立体画面的连续性及细腻感, 选用 9层。

所述全息 LCD 13根据所述同步信号中携带的一幅全息立体图 分解后 得到的分解图像投影结束的标识信息, 确定一幅全息立体图像分解后得到的 分解图像投影结束, 或根据所述同步信号中携带一幅全息立体图像 分解后得 到的分解图像投影开始的标识信息, 确定一幅全息立体图像分解后得到的分 解图像投影开始, 进而确定显示所述分解图像的 LCD 面板, 其中, 确定的 LCD 面板的数量不小于下一次需要显示的分解图像 所在的全息立体图像被 分解后得到的分解图像数量 N。

若全息 LCD 13中包括的 LCD面板大于 N, 则全息 LCD 13在显示全息 投影设备 11投影的所述分解图像时, 可以选择其中 N层 LCD面板来依次显 示投影的所述分解图像。 例如, 若全息 LCD 13已预先确定待显示的全息立 体图像分解后得到的分解图像的数量 N,则可从自身的多层 LCD面板中确定 N层面板; 若全息 LCD 13不知道待显示的全息立体图像分解后得到的 解 图像的数量 N, 则在每次确定一幅全息立体图像分解后得到的 分解图像投影 开始时, 可以从第一层 LCD面板开始, 依次使用各层 LCD面板显示所述分 解图像。

当一层 LCD面板显示全息投影设备投影的分解图像时, 全息 LCD 13的 其他 LCD面板都处于全透光状态。以及, 当全息投影设备根据所述刷新频率 刷新投影的分解图像时, 当前显示的分解图像的 LCD面板进入全透光状态, 且所述当前显示分解图像的 LCD面板之后的一层 LCD面板显示刷新后的分 解图像。

例如, 全息 LCD 13根据接收到的同步信号, 确定全息投影设备 11投影 的所述分解图像的刷新频率; 控制 LCD面板— 1显示全息投影设备 11投影的 分解图像— 1—1 ; 接着按照与所述刷新频率相同的频率, 控制 LCD面板— 1进 入全透光状态, 接着控制 LCD面板— 1后的 LCD面板— 2显示全息投影设备 11投影的分解图像— 1—2, 接着按照所述频率, 控制 LCD面板— 2进入全透光 状态, 接着控制 LCD面板— 2后的 LCD面板— 3显示全息投影设备 11投影的 分解图像— 1—3 , 以此方式逐层显示, 直至完成对当前投影的一幅全息立体图 像分解后得到的分解图像的显示。

当全息 LCD 13接收到同步信号中携带的全息立体图像投影 束的标识 信息, 或是全息立体图像投影开始的标识信息时, 表示当前要开始对一幅新 的全息立体图像分解后的分解图像进行投影, 因此, 全息 LCD 13可以重新 控制 LCD面板— 1显示全息投影设备 11投影的分解图像— 2—1 , 再按照上述方 式, 控制多层 LCD面板依次显示所述分解图像。 如此, 在全息 LCD 13中, 将一幅全息立体图像顺序分解后得到的分解图 像由从前至后的 N层 LCD面 板依次显示, 依次显示所述分解图像的 N层 LCD面板的位置顺序与全息立 体图像的分解图像的顺序相同, 从而 N层 LCD面板能够反映全息立体图像 的真实物理深度。 而且, 若 N层 LCD面板依次显示所述分解图像的频率不 低于 46HZ,则可将全息三维图像在全息 LCD中呈的立体图像呈现在人眼中, 达到显示真实的棵眼三维图像的逼真效果。 实施例二

本公开实施例二涉及实施例一中提及的全息 LCD。 该全息 LCD可以釆 用芯片绑定在基板上 (Chip On Glass, COG)+栅极驱动集成在基板上( Gate On Array, GOA ) 即 COG+GOA的驱动模式, 能够实现更加紧凑的显示面板结 构, 减少原材料的使用。

图 2为本公开实施例二的全息 LCD结构示意图。

如图 2所示, 所述全息 LCD包括: 多层 LCD面板 21和逐层扫描同步

Circuit Board , PCB )制作的。

逐层扫描同步驱动电路 22确定投影全息立体图像分解后得到分解图像 的刷新频率,并控制多层 LCD面板按投影顺序显示分解图像,且根据所述 刷 新频率, 在一个刷新周期内, 在某个时刻, 仅控制一层 LCD面板显示分解图 像, 其余 LCD面板为全透光状态。

多层 LCD面板 21中的每一层 LCD面板根据逐层扫描同步驱动电路的 控制, 显示所述分解图像或处于全透光状态。

多层 LCD面板 21可以通过对多个 LCD面板利用光学胶合剂 ( Optical

Cement and Adhesives, OCA )进行无缝隙贴合得到。 另夕卜, 多层 LCD面板 21还可以通过柔性印刷电路板 ( Flexible Printed Circuit Board, FPC )分别与逐层扫描同步驱动电路 22相连。

图 2所示的全息 LCD的工作方式为: 逐层扫描同步驱动电路 22接收信 号同步发生器 12发送的同步信号, 并分别控制多层 LCD面板 21 中的每层 LCD面板进入全透光状态或显示状态, 依次显示全息投影设备 11投影的分 解图像。

例如, 本公开的全息 LCD由三个 "立体单元" 组成, 一个 "立体单元" 由三层液晶面板组成, 即该显示系统总共有九层液晶面板组成。

为增加一副全息立体图像的各分解图像之间的 实际纵深, 可釆用增加全 息 LCD的第 N层 LCD面板与第 N+1层 LCD面板之间的实际距离。可选的 , 所述全息 LCD还包括导光膜板 23。

所述导光膜板 23位于全息 LCD的相邻的 LCD面板之间,即第 n层 LCD 面板与第 n+1层 LCD面板之间, 且该导光膜板可将投影在与其相邻的 LCD 面板上的画面向四周边框散射。 一方面, 该导光膜板增加了一副全息立体图 像的各分解图像之间的实际纵深,使全息立体 图像在所述全息 LCD上达到更 好的立体显示效果, 另一方面, 由于该导光膜板可将相邻层投影得到画面向 四周边框散射, 因此,可获得从侧面角度观察时仍看到效果较 好的立体画面, 即扩大立体画面的最佳视角, 最终实现 180度的立体视角。

需要说明的是, 该导光膜板 23 的层厚度可根据实际需要设定, 例如: 根据全息立体图像的平滑细腻程度设定。

所述导光膜板 23与所述 LCD面板 21可以通过光学胶合剂无缝隙贴合 在一起。

下面对上述全息 LCD中的 LCD面板进行说明。

图 3为本公开实施例二的多层 LCD面板 21的任一 LCD面板 21结构示 意图。 如图 3所示, 该 LCD面板 21包括: 公共驱动电极( Vcom )玻璃基板 31、 薄膜晶体管 ( Thin Film Transistor, TFT )基板 33、 驱动 TFT基板 33的 驱动集成电路 ( Driver Integrated Circuit, Driver IC ) 34和填充在 Vcom玻璃 基板 31和 TFT基板 33之间的液晶层( Liquid Crystal ) 32。

所述任一 LCD面板 21可以看作是液晶光阀, 使 LCD面板 21在透明到 各成像灰阶之间进行变化。任一 LCD面板还可看作若干个构成立体图像的基 本单元的集合体。 如图 4所示, 在图示的形成投影图像的光线 T下, 可看到 每个基本单元 41中充满液晶, 例如胆 <甾型液晶。 在这类胆<甾型液晶中, 长形 分子是扁平的, 依靠基端的相互作用, 彼此平等排列成层状, 但是它们的长 轴是在层片平面上的, 层内分子与向列型相似, 而相邻两层之间, 分子长轴 的取向, 由于伸出层片平面外的光学活性基团的作用, 依次规则地扭转一定 的角度, 层层累加而形成螺旋结构。

在 LCD面板处于不加电的状态下, 全息投影设备 11投影至 LCD面板 21的光线会形成光线漫反射, 因而可以向不同方向散射光线, 如图 5a所示, 在形成投影图像的光线 T下, LCD面板中的液晶向不同的方向散射光线(图 5a中以 S表示散射方向), 因此, 在该 LCD面板 21上能够显示投影的分解 图像。 在 LCD面板 21处于加电的状态下, 全息投影设备 11投影至 LCD面 板 21的光线直接透过该 LCD面板 21的基本单元, 如图 5b所示。 图 (b中 以 Q表示透光方向, 光线 T投射到下一层 LCD面板 21的基本单元中。 若所 述下一层 LCD面板 21不加电, 则可在所述下一层 LCD面板 21形成光线漫 反射,向不同方向散射光线,即显示全息投影 设备 11投影至所述下一层 LCD 面板 21的分解图像, 否则, 光线 T继续向后面的 LCD面板 21传递。

如图 6所示, 所述逐层扫描同步驱动电路 22可以包括: 信号同步接收 器 61、时序控制器( Timing Controller, TCON ) 62、水平移位器( Level Shifter, LS ) 63 , 以及其他可用于控制 LCD面板 21成像的部件。

所述信号同步接收器 61接收信号同步发生器 12发送的同步信号, 使全 息 LCD显示所述分解图像的操作与全息投影设备投 影所述分解图像的操作 同步。

时序控制器 62根据所述刷新频率, 生成各层 LCD面板是否加电的控制 信号, 其中, 加电的 LCD面板处于全透光状态, 不加电的 LCD面板能够显 示投影的所述分解图像。

水平移位器 63 于根据时序控制器 62生成的所述控制信号, 控制各层

LCD面板是否加电。

在一个示例中, 若 LCD面板具有栅极驱动 (Gate On Array, GOA)单元, 则水平移位器 63可根据所述控制信号控制 GOA单元是否开启, 进而控制各 层 LCD面板是否加电。

图 6为简便起见, 只绘出了水平移位器 63中的一个输出端口连接一层

LCD面板的情况。 水平移位器 63通过根据所述控制信号控制与图 6中示出 的 LCD面板是否加电, 来控制该 LCD面板进入显示状态即显示全息投影设 备 11投影的分解图像, 或是进入全透光状态。

所述水平移位器 63控制 LCD面板的输出端口数量与组成全息 LCD的 LCD面板的数量相同, 每一输出端口用于控制与之相连的一个 LCD面板是 否力 p电。

图 7为时序控制器 62生成的控制信号示意图。 例如, 全息 LCD的 LCD 面板— 1和 LCD面板— 2显示投影的分解图像, 按照图 7所示的信号图, 逐层 扫描同步驱动电路 22控制多层 LCD面板 21的过程为:

时序控制器生成控制信号后, 要求水平移位器 63根据该控制信号控制 LCD面板是否加电, 由于每一层 LCD面板的栅极(Gate )线并联至总控制 线上, 因此,水平移位器 63可通过总控制线对 LCD面板是否加电进行控制。

时序控制器生成的所述控制信号包括:

逐层扫描启动(Star Layer, STL )信号, 该 STL信号在上升沿时表示逐 层扫描启动;

逐层扫描移位( Clock Pulse Layer, CPL )信号, 该 CPL信号在上升沿 表示 LCD面板不上电 (即 LCD面板的驱动电压关闭 ), 也就是说, 该 CPL 信号在上升沿时触发 LCD面板不加电, 此时, 该 LCD面板可以显示投影的 分解图像;

单层输出控制 ( Output Enable Layer, OEL )信号, 该 OEL信号低电平 有效, 即当 OEL信号在下降沿时, LCD面板不加电, 此时, 该 LCD面板可 以显示投影的分解图像;

层透光控制 (Layer ON, LON )信号, 该 LON信号高电平有效, 即当 LON信号在上升沿时, LCD面板加电, 此时, 该 LCD面板进入全透光状态。

4叚设控制信号的信号图如图 7所示, 则水平移位器 63才艮据该控制信号, 控制 LCD面板— 1和 LCD面板— 2是否加电的过程为:

[1]、 在 tl 时刻, STL信号的上升沿到来, 也即逐层扫描启动, 开始依 次扫描 LCD面板— 1和 LCD面板— 2。

此时, 各 LCD面板处于全透光状态, 逐层扫描同步驱动电路 22等待触 发第 N层 LCD面板的开始显示的条件满足时,触发第 N层 LCD面板进行显 示, 并在该第 N层 LCD面板处于显示状态的时间段内时, 逐层扫描同步驱 动电路 22控制各 LCD面板处于显示状态来显示投影设备 11投影至其上的分 解图像。

所述触发第 N层 LCD面板的开始显示的条件为: STL信号的上升沿到 来时刻后的第 N个 CPL信号上升沿到来。

该第 N层 LCD面板处于显示状态的时间段为: K1时刻到 K2时刻这一 时间段, 所述 K1时刻是第 N个 CPL信号上升沿到来时刻后的第 1个 OEL 信号的下降沿到来的时刻, K2时刻是第 N个 CPL信号上升沿到来时刻后的 第 1个 LON信号的上升沿到来的时刻。

以第 1层 LCD面板也即 LCD面板— 1为例, 所述 K1时刻即为图 7中的 t2时刻, 所述 K2时刻即为图 7中的 t3时刻。

[2]、 在 t2时刻(t2时刻在 tl时刻之后 ), CPL的第一个上升沿到来, 此 时, OEL信号的下降沿到达且 LON信号处于低电平状态, 因此, LCD面板 —1不上电 (即驱动电压关闭, 图 7中以低电平形式显示), 以使全息投影设 备 11投影的光线能够在 LCD面板— 1上形成漫反射,即显示全息投影设备 11 投影的分解图像。

[3]、在 t3时刻到达之前, LCD面板— 1持续显示全息投影设备 11投影的 分解图像。

[4]、 在 t3时刻到达时, LON信号的上升沿达到, 则 LCD面板— 1将进 入全透光状态(即驱动电压开启, 图 7中以高电平形式显示), 此时, 显示状 态的条件没有全部满足, 因此, 没有 LCD面板显示全息投影设备 11投影的 分解图像,在显示状态的条件全部满足之前, 所有的 LCD面板都处于全透光 状态。

[5]、 在 t4时刻到达时, 显示状态的条件全部满足, 因此, LCD面板 _2 不上电 (即驱动电压关闭, 图 7 中以低电平形式显示), 以使全息投影设备 11投影的光线能够在 LCD面板— 2上形成漫反射,即显示全息投影设备 11投 影的分解图像。

[6]、在 t5时刻到达之前, LCD面板— 2持续显示全息投影设备 11投影的 分解图像。

[7]、 在 t5时刻到达时, LON信号的上升沿达到, 则 LCD面板— 2将进 入全透光状态(即驱动电压开启, 图 7中以高电平形式显示)。 以此方式, 通 过 N层 LCD面板来分别显示全息立体图像分解后的 N帧分解图像, 以达到 立体显示全息立体图像的目的。 在本实施例的方案中, 控制信号中包含的各信号的信号频率设置需要 与 信号同步发生器 12发生的同步信号的信号频率相匹配, 使全息 LCD 中各 LCD面板显示所述分解图像的频率与全息投影设 备 11刷新所述分解图像的 频率相同。 实施例三

图 8为本公开实施例三的全息 LCD立体显示方法的流程图。 如图 8所 示,所述立体显示方法可以是实施例一涉及的 全息 LCD立体显示系统的工作 过程, 主要包括以下步骤:

步骤 801 :全息投影设备内存储将全息立体图像分解后 到的分解图像。 步骤 802: 同步信号发生器向全息 LCD发送同步信号, 所述同步信号的 信号频率为所述全息投影设备投影全息立体图 像分解后得到的分解图像的刷 新频率。

所述全息 LCD可以是实施例一或实施例二中涉及的全息 LCD。

步骤 803: 全息投影设备依次将存储的分解图像投影至全 息 LCD。

需要说明的是, 所述全息 LCD中具有的 LCD面板的层数不小于将一幅 全息立体图像分解后得到的分解图像的数量 N。如果全息 LCD中具有的 LCD 面板的层数大于 N, 则可以选择其中 N层 LCD面板来显示投影的分解图像。

所述同步信号可以携带一幅全息立体图像投影 结束的标识信息, 或是一 幅全息立体图像投影开始的标识信息, 用于使全息 LCD确定当前需要开始 投影一幅新的全息立体图像, 进而确定需要使用的 LCD面板。

步骤 804: 全息 LCD按照所述刷新频率, 控制多层 LCD面板按投影顺 序显示投影的分解图像。

具体的, 所述全息 LCD在接收到任一所述的标识信息后, 根据后续需 要显示的属于同一幅全息立体图像的分解图像 数量,确定出相应数量的 LCD 面板,并按照所述刷新频率,控制确定的 LCD面板按投影顺序显示投影的分 解图像。

所述全息 LCD控制确定的 LCD面板按投影顺序显示投影的分解图像包 括: 所述全息 LCD在控制一层 LCD面板显示全息投影设备投影的分解图像 时, 控制全息 LCD的其他 LCD面板都处于全透光状态, 以及, 当全息投影 设备根据所述刷新频率刷新投影的分解图像时 , 控制当前显示所述分解图像 的 LCD面板进入全透光状态, 且控制所述当前显示所述分解图像的 LCD面 板之后的一层 LCD面板显示刷新后的分解图像。

全息 LCD可以通过控制 LCD 面板不加电来显示分解图像, 或是控制 LCD面板加电后处于全透光状态。

对于每一幅全息立体图像分解得到的分解图像 , 都可以按照步骤 802~ 步骤 804的方法, 在全息 LCD上依次显示。

下面通过一组直观的示意视图, 来说明运用本公开各实施例的方案后, 在全息 LCD上显示三维立体图像的效果。

如图 9中,(a ) ~ ( d ), 为一幅全息立体图像分解为 4幅分解图像后, 每 幅分解图像在本公开的全息 LCD中显示的示意图, 从图中可以看出:

当第一幅分解图像投影至全息 LCD时, LCD面板— 1显示该第一幅分解 图像, 其他 LCD面板处于全透光状态 (图中未示出); 当第二幅分解图像投 影至全息 LCD时, LCD面板— 1处于全透光状态, 由 LCD面板— 1后的 LCD 面板— 2来显示该第二幅分解图像, 此时, 除 LCD面板— 2外, 其他 LCD面板 处于全透光状态。以此类推,直至 4幅分解图像依次在 LCD面板— 1~ LCD面 板— 4上显示。

若全息 LCD显示所述分解图像的频率不低于 46HZ时,由于人眼有视觉 暂留效应, 因此, 4层 LCD面板显示的图像将在人脑中形成立体图像。

以上实施方式仅用于说明本发明, 而并非对本发明的限制, 有关技术领 域的普通技术人员, 在不脱离本发明的精神和范围的情况下, 还可以做出各 种变化和变型, 因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴 , 本发明的专 利保护范围应由权利要求限定。