应用研究
数字投本与成用
基于柱透镜光栅的2D/3D兼容显示的实现原理
邹虹曾鑫
(重庆邮电大学通信与信息工程学院重庆400065)
摘要：文中介绍了带有柱遗镜光栅的显示器上2D/3D兼容显示的实现过程及实现原理。以笔记本电脑为例，通过打开/关闭电脑上3D显示的控制软件,将控制信号传到switchcll的开启/关用驱动电路中,使switchcell处于打开/关用状态，通过控制往资镜光榭是否有分光新射作用，实现电脑显示屏上不同的显示状态
关键词：柱资镜光摄2D/3D兼客显示switchcell笔记本电脑
中图分类号：TN27
文献标识码：A
文章编号:1007-9416(2013)12-0070-02
3D显示器能够同时显示自然录物的平面信息和深度信息，使人们能够看出事物的纵深层次感"。基于柱透镜光栅的3D显示，由于柱透镜光栅在放置时需要倾斜一定角度，使3D显示的分辨率在水平方向和垂直方向都下降了一定的比例，从而使得整个3D显示的分辨率下降，对于一些没有3D效果的文字图像等，显示效果不佳，使观看者有模糊、看不清楚的感觉，没有2D显示的效果好
对于笔记本电脑，很多情况下，人们也需要使用文字编写、网页浏览等其他需要2D显示的功能应用软件。如果笔记本电脑能够实现 2D/3D兼容，在工作学习时，采用2D显示方式，能够非常清晰的看到电脑上显示的文字、图片等各种信息，在娱乐时，可以采用3D显示方式，看到效果非常好的裸眼3D显示，体验身临其境的感觉，这样的
2D/3D兼容显示的笔记本电瞻会受到人们更多的青味。 1基于柱透镜光栅的3D显示
1.13D显示实现原理
3D显示的实现，主要是在2D显示屏上贴一片柱透镜光，柱透镜光栅的焦平面贴在显示屏上，它的圆柱曲面是周期排列的透明材质，主要起到分光折射的作用3-
实现基于柱透镜光栅的3D显示，需要将多幅有左右视差的视频图像生成一幅合成后的视频图像，再通过柱透镜光栅的分光折射作用，将各有左右视差图像的光线沿着不同的方间传播至合适的位置，观看者站在可视区就能感受到很好的3D显示效果6-7]。
1.23D显示观看2D信息时的不足
2D显示屏的组成材料中包含黑矩阵(BlackMatrix)，它是防止漏光和串扰显示的必要组成部分，它的周期结构与柱透镜光栅的周期结构的相互干涉，产生的莫尔纹将导致3D显示效果不好，为减轻莫尔纹对3D显示效果的影响，需将柱透镜光栅按照一定的角度倾斜放置。对于N个视点的3D显示，使3D显示的分辨率在水平和垂直方向都降低为2D显示屏本身分辨率的N-1/2时，才会有最好的3D显示效果，但这使得人们在看没有3D显示效果的普通文字图像时，没有直接在2D显示屏上清楚。
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图12D/3D兼客显示的实现原理
基金项目：国家自然科学基金项目(No.61171190)
22D/3D兼容显示实现原理
2.1 switch cell的组成
2D/3D兼容显示是在3D显示的基础上，增加了控制光是否进行折射传播的switchcell.Switchcell是放置于2D显示屏和柱透镜光栅之间的、一种基于偏振态切换弧形液晶透镜法的TN(twisted nematic，扭曲向列)液晶盒，它是由两片玻璃基板和玻璃基板中间的 TN液晶组成，上、下玻璃基板和TN液品之间都有配向膜和ITO(氧化钢锡)电极。其中，上、下配向膜的方向相互重直，使得从下玻璃板人射的光线通过TN液品扭转90之后，上玻璃的出射光的偏振方向也旋转了90"。ITO电极是实现外部驱动电路给TN液晶供电，使液品分子发生旋转，从而控制光线方向改变的导电电极。
2.2基于程透镜光的2D/3D显示实现原理
柱透镜光栅是由上下两层玻璃基板，它们之间的圆弧状的固态液品和其它固态聚合物组成。对于正性液品，液品的长轴方向上的折射率ne>短轴折射率no，而聚合物的折射率nD和正性波品短轴的折射率相等，即ne>no=np。
2D/3D显示的关键在于是否给switchcell的上下ITO电极加电压，其原理如图1所示，
当给switchcell加电压时，TN液品盒里的液品分子在电场的作用下，液晶分子的长轴与电场方向一致，使得从下玻璃基板入射的偏振光线在通过该TN液品盒时，其偏振方向不被改变。当switch cel出射光的光线人射到柱透镜光栅时，该光线的偏振方向与光栅中液品分子的长轴方向间一致，柱透镜中的液品分子表现出长轴折射率，由于ne>np，使得偏振光在液品和聚合物的交界面发生折射，从而实现3D显示。
在不给switchcell加电压时，入射光通过switchcell后，光线的偏振方向被旋转了90度，当该光线人射到柱透镜光栅时，偏振光的方向与柱透镜光栅中液品分子的短轴方向一致，柱透镜中液品表现出的短轴折射率ⅡO与聚合物的折射率D相等，使得最后经过柱透
镜光栅的出射光不被折射，直射出光栅，实现2D显示(图1)。 3笔记本电脑上2D/3D兼容显示的实现
该笔记本电脑的显示屏是在普通的2D显示屏的基础上，增加了 switchcell和柱透镜光栅，switchcell的下玻璃基板上的配向膜方向与显示屏的opencell的上偏光片方向一致，柱透镜光栅在switch cell和观看者之间，起分光折射作用。
笔记本电脑上安装有控制switchcell开关的应用软件，当打开/ 关闭该应用软件时，笔记本电脑的主控驱动板上接收到该信号，并将该控制信号传送到switchcell开启/关闭的驱动电路中，给switch
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作者简介：部虹(1970一),女,江西人,项士,颈士研究生导师,主要从事视频信号处理、数字电路技术等方面的研究 70