具体实施方式

本发明公开了一种基于光阀液晶的指向背光裸眼3D显示装置和方法，指向背光裸眼3D显示装置包括：指向背光单元，包括左眼光源和右眼光源；光阀液晶单元，包括多个透光区域；图像显示单元，包括多个显示区域；驱动单元；所述显示区域显示所述左眼图像时，光线经所述透光区域和与该透光区域的显示区域以形成左眼图像；所述显示区域显示所述右眼图像时，光线经所述透光区域和与该透光区域的显示区域以形成右眼图像。

在显示过程中，图像显示单元根据显示区域的设置来刷新左眼图像或右眼图像，从而可以有效降低指向背光裸眼3D显示系统中，因图像显示液晶屏幕响应时间过慢导致的屏幕刷新串扰。

以下通过具体较佳实施例结合附图对本发明作进一步详细说明，但本发明并不仅限于以下的实施例。

实施例1

图2是基于光阀液晶的指向背光裸眼3D显示装置在实施例1的结构示意图。如图2所示，基于光阀液晶的指向背光裸眼3D显示装置包括驱动单元10、指向背光单元20、光阀液晶单元30和图像显示单元40。

该驱动单元10包括控制芯片、驱动芯片及相关的电路，与指向背光单元20、光阀液晶单元30和图像显示单元40连接，用于控制、驱动指向背光单元20发光或者熄灭，以及控制光阀液晶单元30的透光或者遮蔽和图像显示单元40刷新左眼图像或者右眼图像。

该指向背光单元20用于投射光线，为显示器提供背光源，在观看者的左眼形成左眼图像，在右眼形成右眼图像，经左眼图像和右眼图像交替显示，产生裸眼3D显示的观看效果。具体的，指向性背光单元包括左眼光源和右眼光源，左眼光源用于朝向观看者左眼投射光线以形成左眼图像，右眼光源用于朝向所述观看者右眼投射以形成右眼图像。左眼光源和右眼光源独立点亮和关闭，左眼光源点亮并且右眼光源关闭时，观察者仅左眼可以看到光线；而左眼光源关闭并且右眼光源打开时，观察者仅右眼可以看到光线。

该光阀液晶单元30大体呈平板状结构，采用光阀液晶材料制作。光阀液晶可以用电压控制光线透过状态，包括前后偏光片、前后ITO导电玻璃和液晶材料。在光阀液晶上施加电压，可以改变光阀液晶的透光状态。而且，在玻璃基板的ITO膜(即ITO导电玻璃)上可以蚀刻各种图形，从而可以使光阀液晶显示各种图案出来。本实施方式中，光阀液晶单元30设置于指向背光单元20和图像显示单元40之间，包括N(N大于或等于2)个透光区域。

作为示例性的，在图2示出的实施方式中，光阀液晶单元30包含3个透光区域：第一透光区域31、第二透光区域32和第三透光区域33，从而将背光指向单元发出的光线分成3个可独立控制的发光区域。透光区域可以开启或者关闭，在所述透光区域处于打开状态时，光线透过所述光阀液晶单元30的透光区域；在所述透光区域处于关闭状态时，所述光线被所述光阀液晶单元30的透光区域遮挡。

该图像显示单元40大体呈平板状的液晶显示屏，可刷新显示左眼图像或者右眼图像。图像显示单元40中包括N(N大于或等于2)个用于显示左眼图像或者右眼图像和显示区域，所述显示区域对应于所述透光区域。

作为示例性的，在图2示出的实施方式中，图像显示单元40包含3个显示区域：第一显示区域41、第二显示区域42和第三显示区域43。其中，第一显示区域41对应于第一透光区域31，二者同步刷新，即在第一显示区域41显示图像时，第一透光区域31开启以透射光线，其他透光区域关闭。第二显示区域42对应于第二透光区域32，二者同步刷新，即在第二显示区域42显示图像时，第二透光区域32开启以透射光线，其他透光区域关闭。第三显示区域43对应于第三透光区域33，二者同步刷新，即在第三显示区域43显示图像时，第三透光区域33开启以透射光线，其他透光区域关闭。

工作时，图像显示单元40的第一显示区域41刷新完成后，光阀液晶单元30的第一透光区域31打开透光，其他透光区域关闭遮光。图像显示单元40的第二显示区域42刷新完成后，光阀液晶单元30的第二透光区域32打开透光，其他透光区域关闭遮光。图像显示单元40的第三显示区域43刷新完成后，光阀液晶单元30的第三透光区域33打开透光，其他透光区域关闭遮光。

实施例2

图3是基于光阀液晶的指向背光裸眼3D显示装置在实施例2的结构示意图。本实施方式与实施例1的区别在于，图像显示单元40设置于指向性背光单元和光阀液晶单元30之间，即，实施例1中的光阀液晶单元30设置于图像显示单元40的后方(以靠近观看者的方向为前，远离观看者方向为后)，实施例2中的光阀液晶单元30设置于图像显示单元40的前方。

如图3所示，光阀液晶单元30设置于图像显示单元40的前方。光阀液晶3分成了3个透光区域，将背光系统2发出的光线分成3个水平区域，图像显示单元40用于显示图像像源。作为示例性的，图像显示单元40包括3个与光阀液晶单元30对应的显示区域：第一显示区域41(即显示区域1)、第二显示区域42(即显示区域2)和第三显示区域43(即显示区域3)。类似的，光阀液晶单元30包含3个透光区域：第一透光区域31(即透光区域1)、第二透光区域32(即透光区域2)和第三透光区域33(即透光区域3)。其中，第一透光区域31对应于第一显示区域41，第二透光区域32对应于第二显示区域42，第三透光区域33对应于第三显示区域43。

工作时，图像显示单元40的第一显示区域41刷新完成后，光阀液晶单元30的第一透光区域31打开透光，其他透光区域关闭遮光。图像显示单元40的第二显示区域42刷新完成后，光阀液晶单元30的第二透光区域32打开透光，其他透光区域关闭遮光。图像显示单元40的第三显示区域43刷新完成后，光阀液晶单元30的第三透光区域33打开透光，其他透光区域关闭遮光，以此类推。

以下详细描述上述实施方式提供的基于光阀液晶的指向背光裸眼3D显示装置实现的显示方法。

图4是基于光阀液晶的指向背光裸眼3D显示方法的流程图，如图4所示，该显示方法包括左眼图像显示过程S10和右眼图像显示过程S20。左眼图像显示过程和右眼图像显示过程交替循环实施，使得观看者获得裸眼3D的显示效果。

左眼图像显示过程S10包括步骤S11～S16。本实施方式中，作为示例性的，将图像显示单元40和光阀液晶单元30划分出三个区域，但在另外一些实施方式中，图像显示单元40和光阀液晶单元30也可以被划分为其他数量的区域，本领域技术人员可以根据需要设置显示区域和透光区域的数量以及排列结构，本申请对此不作限制。

在步骤S11中，图像显示单元40的第一显示区域41完成刷新左眼图像在第一显示区域41的显示内容。然后，在步骤S12中，光阀液晶单元30的第一显示区域41开启透光，其他显示区域(即第二显示区域42和第三显示区域43)关闭，使得左眼光源投射的光线仅可以从第一显示区域41透射。

在步骤S13中，在第二显示区域42完成刷新左眼图像在第二显示区域42的显示内容。然后，在步骤S13中，光阀液晶单元30的第二显示区域42开启透光，其他显示区域(即第一显示区域41和第三显示区域43)关闭，使得左眼光源投射的光线仅可以从第二显示区域42透射。

在步骤S15中，在第三显示区域43完成刷新左眼图像在第三显示区域43的显示内容。然后，在步骤S16中，光阀液晶单元30的第三显示区域43开启透光，其他显示区域(即第一显示区域41和第二显示区域42)关闭，使得左眼光源投射的光线仅可以从第三显示区域43透射。

这样，通过步骤S11～16，完成左眼图像在左眼的投射。类似的，右眼图像的投射过程与左眼图像的投射过程类似，通过步骤S21～26完成右眼图像在右眼的投射，此处不再赘述。

图5是基于光阀液晶的指向背光裸眼3D显示装置的刷新建立时间示意图。如图5所示，作为示例性的，以图像显示单元40的刷新率为120Hz为例，其一帧图像的周期为1/120ms，即大约8.3ms，其中图像刷新时间设定为6ms。如果将整个图像显示单元的屏幕分为N个显示区域，则每个显示区域对应的像素行数为屏幕垂直分辨率的1/N，每个显示区域对应的刷新时间为(6/N)ms。

具体的，如图5所示，显示区域1首行刷新到透光区域1透光的刷新建立时间为6ms，显示区域1完成全部图像刷新的时间为6/N，故，显示区域1的末行刷新到透光区域1透光的刷新建立时间为(6-6/N)ms。在显示区域1完成图像刷新后，对应的透光区域1开启透光以投射图像，而其他透光区域(即透光区域2和透光区域3)关闭遮光，显示装置仅投射显示区域1显示的图像。

在显示区域1投射图像的过程中，其他显示区域继续刷新图像。如图5所示，在显示区域1刷新完成图像(即显示区域1完成末行刷新)后，显示区域2开始显示首行刷新，同理，显示区域2的首行刷新到透光区域2透光开启的时间为6ms，显示区域2完成全部图像刷新的时间为6/N，故，显示区域2的末行刷新到透光区域2透光的刷新建立时间为(6-6/N)ms。在显示区域2完成图像刷新后，对应的透光区域2开启透光以投射图像，而其他透光区域(即透光区域1和透光区域3)关闭遮光，显示装置仅投射显示区域2显示的图像。

同理，显示区域N首行刷新到透光区域N透光的刷新建立时间为6ms，显示区域N末行刷新到透光区域N透光的刷新建立时间为(6-6/N)ms。

对比图1可知，在现有技术中，整个系统的最差刷新建立时间(即末行刷新建立时间)为1ms。而公开提供的显示装置中，整个系统的最差刷新建立时间提高到了(6-6/N)ms，以N＝3为例，系统的最差刷新建立时间为6-6/3＝4ms。因此，本公开提供的显示装置可以有效降低指向背光裸眼3D显示系统中，因图像显示液晶屏幕响应时间过慢导致的屏幕刷新串扰。

总之，基于光阀液晶的指向背光裸眼3D显示装置和方法通过光阀液晶单元或者关闭来控制光线的通过或者遮蔽，由于光阀液晶单元的透光区域与图像显示单元的显示区域一一对应，在显示过程中，在显示区域完成图像刷新后即可开启对应的透光区域进行投射，而未投射的显示区域由于在光阀液晶单元的透光区域的遮蔽下，可以依次同步继续进行下一图像的刷新，实现轮替刷新和显示，例如显示区域1刷新图像完成后，只有对应的透光区域1透光，其他未刷新完成的显示区域处于遮蔽状态，每个显示区域完成图像刷新后，才会开启对应的透光区域进行投射，而不需要等待整个图像显示单元刷新完成后再进行投射，从而可以提高每个显示区域的显示图像的刷新建立时间，有效降低指向背光裸眼3D显示系统中因图像显示液晶屏幕响应时间过慢导致的屏幕刷新串扰。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，故凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明技术方案的范围内。