專利名稱：三維圖象顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種顯示裝置，更具體地說，涉及一種三維顯示裝置。雖然本發(fā)明適用廣泛，但特別地適用于提供一種具有高分辨率的優(yōu)化圖象。
背景技術(shù)：
大范圍的顯示三維圖象的顯示裝置用于更形象和更真實(shí)地表現(xiàn)圖象。為使觀賞者體驗(yàn)圖象的三維效果，應(yīng)使觀賞者的每一個(gè)眼睛看到一個(gè)不同的圖象?？吹降膱D象通過左眼和右眼輸入到使用者的大腦，然后在大腦中合成，從而被感知為一個(gè)三維圖象。
為了制作一種顯示三維圖象的裝置，需要一種對觀賞者的左眼和右眼提供一個(gè)不同圖象的裝置。在裝置中，有一種偏振顯示裝置，它采用一對三維(3D)眼鏡來把圖象分為一個(gè)左眼圖象和一個(gè)右眼圖象。然而，這種偏振顯示裝置的不便之處在于觀賞者必須在觀看顯示的圖象時(shí)戴上3D眼鏡。
還有一種三維圖象顯示裝置，它把一種平面顯示裝置，比如液晶顯示裝置和一個(gè)等離子顯示裝置，以及一種根據(jù)觀賞者觀看的不同角度把圖象進(jìn)行分割的裝置結(jié)合了起來。
采用根據(jù)觀賞者觀看的不同角度把顯示圖象進(jìn)行分割的裝置，可以提出很多方法，比如，采用雙面透鏡鏡片的透鏡方法，采用狹縫陣列鏡片的視差格柵方法，采用微透鏡陣列鏡片的積分?jǐn)z影方法，以及應(yīng)用干擾效應(yīng)的全息攝影方法。上述每一個(gè)方法都具有自己的優(yōu)點(diǎn)。
更具體地說，不同于其它顯示只具有水平視差的三維圖象的方法，積分?jǐn)z影方法和全息攝影方法可以顯示包括水平視差在內(nèi)的所有方向的視差圖象。因此，積分?jǐn)z影方法和全息攝影方法是公認(rèn)的像在實(shí)際空間見到的一樣精確地顯示三維圖象的方法。然而，這種方法需要大量的數(shù)據(jù)需要處理，這種技術(shù)目前還沒有實(shí)現(xiàn)。所以，人們認(rèn)為使用積分?jǐn)z影方法和全息攝影方法的完備的技術(shù)將來才能實(shí)現(xiàn)。
同時(shí)，采用雙面透鏡的透鏡方法的三維圖象是通過對每一方向都具有至少兩個(gè)場景的視差圖象進(jìn)行周期性地采樣和多路復(fù)用完成的?；谶@一點(diǎn)，應(yīng)該在每一個(gè)方向上使用盡可能多的視差圖象以使觀賞者三維地觀賞到圖象。然而，在通常使用的顯示圖象的二維平面顯示裝置中，所用的象素的數(shù)目是預(yù)定的和有限的。所以，當(dāng)每個(gè)方向具有視差的圖象的數(shù)目變大時(shí)，三維圖象的分辨率就降低。因此，每個(gè)方向都具有視差的圖象的數(shù)目的應(yīng)根據(jù)平面顯示裝置的分辨率(即，象素的數(shù)目)確定。
為了解決現(xiàn)有技術(shù)的透鏡方法的這種問題，有人對此提出了一種采用以預(yù)定角度傾斜的雙面透鏡的三維圖象顯示裝置。傾斜的雙面透鏡可以降低水平分辨率的損失。然而，由于每個(gè)方向的視差圖象按傾斜角進(jìn)行分割，而不是沿水平方向精確分割，所以采用傾斜透鏡鏡頭的裝置的缺點(diǎn)在于觀賞者為了能夠觀賞最佳三維圖象必須傾斜他或她的頭部。

發(fā)明內(nèi)容
相應(yīng)地，本發(fā)明的致力于一種三維圖象顯示裝置，其充分地消除了相關(guān)技術(shù)的限制和缺點(diǎn)造成的一個(gè)或更多的問題。
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種三維圖象顯示裝置，其提供一種最佳三維圖象并同時(shí)提供一種具有高分辨率的圖象。
本發(fā)明的另外的優(yōu)點(diǎn)、目的和特征將在后面的說明書中部分地予以闡述，部分地在那些具有本領(lǐng)域一般技術(shù)的人員對后文進(jìn)行考察后將變得明顯，或者通過對本發(fā)明的實(shí)踐而得出。本發(fā)明的目的和其它優(yōu)點(diǎn)可以通過在所寫的說明書和權(quán)利要求書和附圖中具體指出的結(jié)構(gòu)而實(shí)現(xiàn)和獲得。
為獲得這些目的和其它優(yōu)點(diǎn)并且根據(jù)本發(fā)明的目的，正如在此具體闡述和詳細(xì)描述的，一種三維圖象顯示裝置包括一個(gè)顯示至少一個(gè)視差圖象的顯示面板，和一個(gè)由透明區(qū)域和可轉(zhuǎn)變區(qū)域在水平方向交替排列而形成且在顯示面板前面的掩模。
這里，掩模由液晶顯示面板構(gòu)成，更確切地說，液晶顯示面板是由開成透明區(qū)域和可轉(zhuǎn)變區(qū)域的液晶顯示區(qū)段構(gòu)成的。然而，掩模的透明區(qū)域在垂直方向上并不排列成一直線。此處，一個(gè)上透明區(qū)域的左側(cè)與相鄰的一個(gè)下透明區(qū)域的右側(cè)成一直線，一個(gè)上透明區(qū)域的右側(cè)與相鄰的一個(gè)下透明區(qū)域的左側(cè)成一直線。
這種三維圖象顯示裝置還包括一個(gè)根據(jù)多個(gè)視差圖象將部分和全部可轉(zhuǎn)變區(qū)域中的一個(gè)轉(zhuǎn)變成透明區(qū)域的控制裝置。此處，控制裝置在視差圖象數(shù)目為1或0時(shí)將全部可轉(zhuǎn)變區(qū)域轉(zhuǎn)變成透明區(qū)域，而在視差圖象數(shù)目小于預(yù)定數(shù)目時(shí)將一部分可轉(zhuǎn)變區(qū)域轉(zhuǎn)變成透明區(qū)域。另外，控制裝置根據(jù)觀賞者與掩模之間的距離來控制顯示面板與掩模之間的距離。
在本發(fā)明的另一個(gè)方面，一個(gè)三維圖象顯示裝置包括一個(gè)同時(shí)顯示多個(gè)視差圖象的顯示面板，一個(gè)安設(shè)在顯示面板前面的掩模，并有選擇地使掩模的一部分變成透明，以及一個(gè)根據(jù)多個(gè)視差圖象確定掩模透明區(qū)域和非透明區(qū)域的控制裝置。
這里，控制裝置在視差圖象數(shù)目小的時(shí)候增加透明區(qū)域的數(shù)目和非透明區(qū)域的數(shù)目，在視差圖象數(shù)目大的時(shí)候減少透明區(qū)域的數(shù)目和非透明區(qū)域的數(shù)目。并且，控制裝置在視差圖象數(shù)目小的時(shí)候減小非透明區(qū)域的大小，在視差圖象數(shù)目大的時(shí)候增加非透明區(qū)域的大小。
而且，控制裝置使透明區(qū)域和非透明區(qū)域在掩模內(nèi)沿水平方向交替排列，且使透明區(qū)域不沿垂直方向排列成一直線?？刂蒲b置還檢測無視差的視差圖象部分，并使無視差的視差圖象部分對應(yīng)的掩模部分變成透明區(qū)域。
應(yīng)該說明，本發(fā)明的前述一般描述和后續(xù)詳細(xì)描述都是示范性和解釋性的，其目的是提供所要求的本發(fā)明的更進(jìn)一步的說明。


附圖提供本發(fā)明的一種更深入的理解，是本申請的整體的一部分，說明本發(fā)明的具體實(shí)施例，并與說明書一起用于解釋本發(fā)明的原理。圖中；圖1為根據(jù)本發(fā)明的三維顯示裝置的略圖；圖2為根據(jù)本發(fā)明的三維顯示裝置的框圖；
圖3為根據(jù)本發(fā)明的掩模示意圖；圖4和圖5為根據(jù)本發(fā)明顯示三維圖象的處理步驟；圖6為根據(jù)本發(fā)明顯示三維圖象的方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在詳細(xì)舉例說明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，其例子在附圖中做了說明。只要可能，在整個(gè)圖中相同或相似部分將采用相同的符號來標(biāo)注。
圖1和圖2是根據(jù)本發(fā)明的三維圖象顯示裝置示意圖。如圖1所示，三維圖象顯示裝置包括一個(gè)具有以設(shè)定距離分隔排列的透明區(qū)域51和可轉(zhuǎn)變區(qū)域52的掩模50，以便為觀賞者100提供三維圖象。掩模50放置在顯示面板40前面并隔開設(shè)定的距離d。當(dāng)觀賞者100觀賞圖象時(shí)，觀賞者右眼R和左眼L通過掩模50的透明區(qū)域51觀賞感知從顯示面板40上提供的圖象。在這一點(diǎn)上，顯示面板40的象素PR和PL分別顯示相應(yīng)于右眼R和左眼L的視差圖象。透明區(qū)域51和可轉(zhuǎn)變區(qū)域52沿水平方向交替排列，透明區(qū)域51沿垂直方向以移位方式(即非接合方式)排列。掩模50的透明區(qū)域51的長度Lt表示為Lt=p(D-d)D.]]>這里，p代表子象素的長度。具體地說，透明區(qū)域51的大小應(yīng)該等于或小于象素大小p的1/3。掩模的可轉(zhuǎn)變區(qū)域52的大小隨著視差圖象數(shù)目而改變。因此，掩模的可轉(zhuǎn)變區(qū)域52的長度Lc表示成Lc=(n-1)p(D-d)D,]]>可轉(zhuǎn)變區(qū)域52的寬度與透明區(qū)域51的相同。這里，n代表視差圖象的數(shù)目。
圖3表示了由液晶顯示(LCD)區(qū)段，包括透明區(qū)域51和可轉(zhuǎn)變區(qū)域52組成的掩模50的例子。為顯示八(8)個(gè)視差圖象，LCD區(qū)段的大小應(yīng)該等于八(8)個(gè)子象素的大小(即，總面積)。更具體地說，LCD區(qū)段的長度Ph和寬度Pv分別表示為Ph=8p(D-d)D]]>和Pv=p(D-d)D.]]>透明區(qū)域51沿水平方向(即，沿行)以設(shè)定距離分隔排列。另外，上透明區(qū)域51a和與之鄰近的下透明區(qū)域51b并非沿水平方向排列成一直線。為提高圖象的分辨率，與上透明區(qū)域51a鄰接的下透明區(qū)域51b放置在上透明區(qū)域的右側(cè)或左側(cè)，以便形成一種非接合方式。比如，或者上透明區(qū)域51a的左側(cè)和與之鄰近的下透明區(qū)域51b的右側(cè)成一直線，或者上透明區(qū)域51a的右側(cè)和與之鄰近的下透明區(qū)域51b的左側(cè)成一直線。很明顯，在本發(fā)明中上、下透明區(qū)域51a和51b的排列方式可以變化而不脫離本發(fā)明的精神或范圍。
掩模40的另一個(gè)例子是，一個(gè)液晶顯示(LCD)面板，其面積的一部分可以有選擇地變成透明，其可以用于本發(fā)明。根據(jù)視差圖象的數(shù)目，透明區(qū)域和非透明區(qū)域(或者不透明區(qū)域)的數(shù)目和大小被自動(dòng)確定。
參見圖2，本發(fā)明包括探測觀賞者100位置以及掩模50與觀賞者100之間距離D的傳感器10。當(dāng)傳感器10探測到觀賞者100的位置時(shí)，控制裝置30根據(jù)掩模50和觀賞者100之間的距離D來控制顯示面板40和掩模50之間的距離d。
控制裝置30還控制掩模50的透明區(qū)域51和可轉(zhuǎn)變區(qū)域52。比如，當(dāng)掩模50為LCD面板時(shí)，控制裝置30控制透明區(qū)域51和可轉(zhuǎn)變區(qū)域52的液晶，從而使光線有選擇地穿過透明區(qū)域51和可轉(zhuǎn)變區(qū)域52。更具體地說，控制裝置30可以控制可轉(zhuǎn)變區(qū)域52維持不透明狀態(tài)，從而只允許光線通過透明區(qū)域51透射。相反，控制裝置30也可以控制可轉(zhuǎn)變區(qū)域52為透明，以使光線穿過透明和可轉(zhuǎn)變區(qū)域51和52。另外，控制裝置30還可以根據(jù)視差圖象的數(shù)目控制掩模50的透明和可轉(zhuǎn)變區(qū)域51和52的數(shù)目和大小。
現(xiàn)在詳細(xì)討論一種使用根據(jù)本發(fā)明的三維圖象顯示裝置顯示三維圖象的方法。
提供給三維圖象顯示裝置的視差圖象是指通過拍攝以很短間隔側(cè)向(即，向左和右側(cè))移動(dòng)相機(jī)或者轉(zhuǎn)動(dòng)物體時(shí)的圖象所產(chǎn)生的圖象。
圖4和圖5表示了顯示八(8)個(gè)視差圖象的象素P的例子。每一個(gè)象素都由紅(R)、綠(G)和藍(lán)(B)色的子象素組成。根據(jù)本發(fā)明的原理，視差圖象的數(shù)目可以增加或者減少。當(dāng)視差圖象的數(shù)目增加時(shí)，觀賞者100能夠在更寬的觀賞位置和觀賞角度范圍內(nèi)觀賞和享受顯示的圖象。換句話說，比如，觀賞者100可以沿與掩模50相同的水平線進(jìn)行側(cè)向移動(dòng)但仍享受同質(zhì)量的圖片。但，在這種情況下，顯示圖象的分辨率會(huì)降低，從而降低圖片質(zhì)量。因此，確定視差圖象數(shù)目時(shí)應(yīng)該考慮觀賞者100的觀賞角度和圖象的分辨率。
參見圖6，當(dāng)包括視頻信號在內(nèi)的視差圖象數(shù)據(jù)輸入到三維顯示裝置(S11)時(shí)，圖象處理裝置20將對視頻信號進(jìn)行采樣和多重復(fù)用(S12)。然后，經(jīng)過采樣和多重復(fù)用的視頻信號被轉(zhuǎn)變成可顯示的視頻數(shù)據(jù)或視頻幀。
傳感器10探測觀賞者100的位置，控制裝置30根據(jù)觀賞者100的位置控制顯示面板40和掩模50間的距離d(S13)。比如，當(dāng)觀賞者100和掩模50間的距離D增大時(shí)，顯示面板40和掩模50間的距離d也應(yīng)該增大。相反地，當(dāng)觀賞者100和掩模50間的距離D變小時(shí)，顯示面板40和掩模50間的距離d也應(yīng)該變小。
再者，控制裝置30驗(yàn)證視差圖象的數(shù)目，然后根據(jù)視差圖象的數(shù)目，或者把部分透明區(qū)域51轉(zhuǎn)變成不透明區(qū)域，或者把部分可轉(zhuǎn)變區(qū)域52變成透明區(qū)域。比如，當(dāng)視差圖象的數(shù)目小于一個(gè)預(yù)定數(shù)目時(shí)，控制裝置30就把一部分可轉(zhuǎn)變區(qū)域52轉(zhuǎn)變成透明區(qū)域，從而增加允許光線穿過的透明區(qū)域的數(shù)目并減少不透明區(qū)域的數(shù)目。相反地，當(dāng)視差圖象的數(shù)目大于預(yù)定的數(shù)目時(shí)，控制裝置30也可以把一部分透明區(qū)域51轉(zhuǎn)變成不透明區(qū)域，從而減少透明區(qū)域的數(shù)目并增加不透明區(qū)域的數(shù)目。
另外，控制裝置30比較采樣和多重復(fù)用的圖象信號，以便確定是否存在沒有視差的圖象并檢測這些圖象(S14)。當(dāng)檢測到至少兩(2)個(gè)具有同樣部分的信號時(shí)，控制裝置30就確定存在沒有視差的圖象，然后將用于顯示不具有視差的圖象的象素所對應(yīng)的掩模50的部分轉(zhuǎn)變成透明區(qū)域(S15)。而且，當(dāng)顯示其中包括不具有視差圖象的二維圖象時(shí)，全部可轉(zhuǎn)變區(qū)域52都被轉(zhuǎn)變成透明區(qū)域，以便防止發(fā)生分辨率損失。
當(dāng)視頻幀提供到顯示面板40時(shí)，顯示面板40的每個(gè)象素對應(yīng)的圖象都被顯示(S16)。觀賞者100的每一個(gè)眼睛都感知不同的視差圖象，該視差圖象在觀賞者的大腦中結(jié)合成三維圖象。
按照本發(fā)明的三維圖象顯示裝置具有以下優(yōu)點(diǎn)。
透明區(qū)域以移位方式(即，非接合方式)排列，而非垂直排列成一直線，掩模的可轉(zhuǎn)變區(qū)域的一部分可以被轉(zhuǎn)變成透明區(qū)域，從而為觀賞者提供具有高分辨率的圖象。
再者，顯示面板與掩模之間的距離可以根據(jù)觀賞者的位置進(jìn)行控制，從而為觀賞者提供最佳的三維圖象。
對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，很明顯，本發(fā)明可以有各種更改和變化，但并不脫離本發(fā)明的精神或范圍。因此，如果本發(fā)明的這些更改和變化在所附的權(quán)利要求及其等同的范圍內(nèi)，本發(fā)明將涵蓋這些更改和變化。
權(quán)利要求
1.一種三維圖象顯示裝置，包括一個(gè)顯示面板，顯示至少一個(gè)視差圖象；以及一個(gè)由透明區(qū)域和可轉(zhuǎn)變區(qū)域在水平方向交替排列而形成并且位于顯示面板前面的掩模。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述的掩模由液晶顯示面板構(gòu)成。
3.如權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述的液晶顯示面板由形成透明區(qū)域和可轉(zhuǎn)變區(qū)域的液晶顯示區(qū)段構(gòu)成。
4.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述的掩模的透明區(qū)域沿垂直方向不是排列成一直線。
5.如權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，一個(gè)上透明區(qū)域的左側(cè)和與其鄰接的一個(gè)下透明區(qū)域的右側(cè)成一直線。
6.如權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，一個(gè)上透明區(qū)域的右側(cè)和與其鄰接的一個(gè)下透明區(qū)域的左側(cè)成一直線。
7.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述的掩模的透明區(qū)域的大小等于或小于顯示面板中象素大小的1/3。
8.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，其還包括一個(gè)控制裝置，所述的控制裝置根據(jù)多個(gè)視差圖象把部分或全部可轉(zhuǎn)變區(qū)域轉(zhuǎn)變成透明區(qū)域。
9.如權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，當(dāng)視差圖象的數(shù)目為1或0時(shí)，所述的控制裝置把全部可轉(zhuǎn)變區(qū)域轉(zhuǎn)變成透明區(qū)域。
10.如權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，當(dāng)視差圖象的數(shù)目小于一個(gè)預(yù)定的數(shù)值時(shí)，所述的控制裝置將一部分可轉(zhuǎn)變區(qū)域轉(zhuǎn)變成透明區(qū)域。
11.如權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，所述的控制裝置根據(jù)觀賞者和掩模之間的距離來控制顯示面板和掩模之間的距離。
12.一種三維圖象顯示裝置，包括一個(gè)顯示面板，同時(shí)顯示多個(gè)視差圖象；一個(gè)安設(shè)在顯示面板前面的掩模，并有選擇地使掩模的一部分變成透明；以及一個(gè)控制裝置，根據(jù)多個(gè)視差圖象來確定掩模的透明區(qū)域和不透明區(qū)域。
13.如權(quán)利要求12所述的裝置，其特征在于，所述的控制裝置根據(jù)觀賞者的位置來控制顯示面板和掩模之間的距離。
14.如權(quán)利要求12所述的裝置，其特征在于，所述的控制裝置在視差圖象數(shù)目小的時(shí)候增加多個(gè)透明區(qū)域和多個(gè)不透明區(qū)域，而在視差圖象數(shù)目大的時(shí)候減小透明區(qū)域的數(shù)目和不透明區(qū)域的數(shù)目。
15.如權(quán)利要求12所述的裝置，其特征在于，所述的控制裝置在視差圖象的數(shù)目小的時(shí)候減小不透明區(qū)域的大小，而在視差圖象的數(shù)目大的時(shí)候增加不透明區(qū)域的大小。
16.如權(quán)利要求12所述的裝置，其特征在于，所述的控制裝置確定不透明區(qū)域的大小大于透明區(qū)域的大小。
17.如權(quán)利要求12所述的裝置，其特征在于，所述的控制裝置檢測沒有視差的視差圖象的部分。
18.如權(quán)利要求12所述的裝置，其特征在于，所述的控制裝置確定沒有視差的視差圖象的部分所對應(yīng)的掩模的部分變成透明區(qū)域。
19.如權(quán)利要求12所述的裝置，其特征在于，所述的控制裝置使透明區(qū)域和不透明區(qū)域在掩模內(nèi)沿水平方向交替排列，而不使透明區(qū)域沿垂直方向排列成一直線。
全文摘要
一種提供最佳三維圖象的三維圖象顯示裝置被揭示出來。這種裝置包括一個(gè)顯示面板，用于顯示至少一個(gè)視差圖象，以及一個(gè)由透明區(qū)域和可轉(zhuǎn)變區(qū)域在水平方向交替排列而形成并且位于顯示面板前面的掩模。
文檔編號G06T15/00GK1538378SQ20041003275
公開日2004年10月20日 申請日期2004年4月16日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月17日
發(fā)明者樸泰守 申請人:Lg電子有限公司