專利名稱：可切換顯示設(shè)備的制作方法
可切換顯示設(shè)備本發(fā)明涉及一種可切換顯示設(shè)備，其被設(shè)置成在二維視覺模式和三 維視覺模式之間進行切換，該可切換顯示設(shè)備包括光生成元件結(jié)構(gòu)，用于在各自驅(qū)動值的基礎(chǔ)上生成光；以及光學引導裝置，用于取決于實際視覺模式引導所生成的光，該實際 視覺模式為二維視覺模式或三維視覺模式。自從顯示設(shè)備問世以來，逼真三維(3D)顯示設(shè)備就一直是各方的夢想。已經(jīng)研究了許多應(yīng)當導致這樣一種顯示設(shè)備的原理。 一些原理試 圖在某個體積體中創(chuàng)造出逼真的三維對象。例如，在文章("Sol id-state Multi-planar Volumetric Display"， 作者為 A. Sullivan, SID'03會刊，第1531-1533頁，2003年)所公開的顯示 設(shè)備中，信息通過快速投影儀在平面陣列中移位。每一個平面是一個可 切換的散射器，如果平面的數(shù)量足夠多，則人類的大腦匯集圖像并觀 察到逼真的3D對象。這個原理允許觀看者在某個程度內(nèi)環(huán)視對象。在 這個顯示設(shè)備上，所有對象都是(半)透明的。許多其他原理試圖僅僅基于雙目不均衡來創(chuàng)建3D顯示設(shè)備，在這 些系統(tǒng)中，觀看者的左右眼感知到另一個圖像，因此觀看者就感知到 3D圖像。這些概念的綜述可在下述書中找到"Stereo Computer Graphic and Other True 3D Technologies ，， ， 作者是 D. F, McAllister (Ed.) ， Princeton University Pre, 1993年。第一種 原理與例如CRT相結(jié)合地使用了快門鏡(shutter glasses)。如果顯 示奇數(shù)幀，則為左眼擋住光線，而如果顯示偶數(shù)幀，則為右眼擋住光 線。無需額外設(shè)備來顯示3D的顯示設(shè)備被稱為自動立體顯示設(shè)備。 第一無鏡(glasses-free)顯示設(shè)備包括屏障，用于創(chuàng)建目標為觀 看者的左右眼的光錐。該光錐對應(yīng)于例如奇數(shù)及偶數(shù)子像素列。通過 以適當信息尋址這些列，如果觀看者位于正確地點，則他的左右眼獲 得不同的圖像并能夠感知到3D圖像。第二無鏡顯示設(shè)備包括鏡頭陣列，來將奇數(shù)及偶數(shù)子像素列的光成像至觀看者的左右眼。上述無鏡顯示設(shè)備的缺點是觀看者必須保持在固定位置處。為了引 導觀看者，已經(jīng)提出了提示觀看者他處于正確位置的指示器。參見例如美國專利US5986804，其中屏蔽板與紅和綠led相結(jié)合。當觀看者定位 正確時他看見綠燈，否則看見紅燈。為了減輕觀看者坐于固定位置的不便，已經(jīng)提出了多視圖自動立體 顯示設(shè)備。參見例如美國專利US6064424和US20000912。在美國專利 US6064424和US20000912所公開的顯示設(shè)備中，采用了斜置的透鏡， 其中透鏡的寬度大于兩個子像素，這樣就有幾個圖像相互鄰近，而觀 看者就有一些從左到右移動的自由度。自動立體顯示設(shè)備的不足之處在于，與3D圖像生成相結(jié)合的分辨 率損失，這些顯示設(shè)備的優(yōu)點是可以在(二維)2D和3D模式，即單視覺 模式和多視覺模式之間進行切換。如果需要相對較高的分辨率，則可 以切換至單視覺模式，因為這樣有較高的分辨率。這樣的可切換顯示設(shè)備的示例在下列文章中進行了描述"A lightweight compact 2D/3D autostereoscopic LCD backlight for games, moni tor and notebook appl icat ion，，， 作者是J. Eichenlaub, in proceeding of SPIE，第3295頁，1998年。其中公開了用于在2D 和3D模式之間進行切換的可切換散射器。另一個可切換自動立體顯示 設(shè)備的例子在W02003015424中進行了描述，其中基于LC的透鏡用于 創(chuàng)建可切換透鏡。還參見US6069650。從原理上而言，可以將整個顯示設(shè)備從2D切換至3D,反之亦可。 或者作為替代，只有顯示設(shè)備的一部分(例如對應(yīng)于圖形應(yīng)用的窗口 ) 被切換。該切換可以通過無源矩陣尋址來實現(xiàn)。其缺點是可以利用無 源矩陣方案構(gòu)造的窗口 (即與顯示設(shè)備的其他部分相比具有不同一見覺 模式的部分)的數(shù)量是有限的。還有與這些部分的形狀相關(guān)的限制。 例如當剩余部分處于三維視覺模式下時，要創(chuàng)建處于二維視覺模式下 的大圓圈將非常困難。本發(fā)明的目的是提供一種如開頭段落所描述類型的可切換顯示設(shè) 備，其被設(shè)置成顯示多個窗口，其中多個窗口中的至少一個處于二維 視覺模式，且多個窗口中的至少一個處于三維視覺模式。本發(fā)明的目的通過以下方式實現(xiàn)可切換顯示設(shè)備被設(shè)置成以預(yù)設(shè) 頻率進行交替顯示當所述光學引導裝置處于所述二維視覺模式時，通過提供相應(yīng)的驅(qū) 動值給所述光生成元件結(jié)構(gòu)的至少第一部分來顯示二維圖像數(shù)據(jù)；以 及當所述光學引導裝置處于所述三維視覺模式時，通過提供相應(yīng)的驅(qū) 動值給所述光生成元件結(jié)構(gòu)的至少第二部分來顯示三維圖像數(shù)據(jù)，所 述光生成元件結(jié)構(gòu)的第二部分與所述光生成元件結(jié)構(gòu)的第一部分互補。換言之，當光學引導裝置被同步切換時，顯示按時間順序的二維圖 像數(shù)據(jù)和三維圖像數(shù)據(jù)。這意味著應(yīng)用了分別尋址光生成元件的靈活 性以創(chuàng)建多個具有可選任意形狀的窗口 。優(yōu)選地，預(yù)設(shè)頻率高于18Hz或甚至更高。只要所述預(yù)設(shè)頻率足夠 高、以便可切換顯示設(shè)備的觀看者就可同時在顯示設(shè)備上感知到二維 窗口和三維窗口。這意味著，雖然二維圖像數(shù)據(jù)和三維圖像數(shù)據(jù)實際上 未被同時顯示，但卻被感知為同時顯示。預(yù)設(shè)頻率要高到使人類的觀 看者不能分辨出二維圖像數(shù)據(jù)和三維圖像數(shù)據(jù)是否是實際上同時顯示 的。根據(jù)本發(fā)明的可切換顯示設(shè)備實施例被設(shè)置成，當所述光學引導裝 置處于二維視覺模式時，向光生成元件結(jié)構(gòu)的第二部分提供導致基本 無光生成的背景驅(qū)動值。在根據(jù)本發(fā)明的這個可切換顯示設(shè)備實施例 中，光由光元件結(jié)構(gòu)的第一部分和光元件結(jié)構(gòu)的第二部分交替生成。 在二維視覺模式下，對應(yīng)于光生成元件結(jié)構(gòu)的第一部分的部分顯示設(shè) 備生成二維畫面，而顯示設(shè)備的其余部分示出基本為黑的背景。該實 施例的優(yōu)點是在二維圖像數(shù)據(jù)和三維圖像數(shù)據(jù)之間有清楚的分別。根據(jù)本發(fā)明的可切換顯示設(shè)備的實施例被設(shè)置成，當所述光學引導 裝置處于所述三維視覺模式時，向所述光生成元件結(jié)構(gòu)的第一部分提 供導致基本無光生成的進一步背景驅(qū)動值。在根據(jù)本發(fā)明的這個可切 換顯示設(shè)備實施例中，光由光元件結(jié)構(gòu)的第 一部分和光元件結(jié)構(gòu)的第 二部分交替生成。在三維視覺模式下，對應(yīng)于光生成元件結(jié)構(gòu)第二部分 的部分顯示設(shè)備生成三維畫面，而顯示設(shè)備的其余部分基本示出背景。 該實施例的優(yōu)點是在二維圖像數(shù)據(jù)和三維圖像數(shù)據(jù)之間有清楚的分別。根據(jù)本發(fā)明的可切換顯示設(shè)備實施例進一步包括第一低通濾波裝 置，用于從所述三維圖像數(shù)據(jù)中導出背景驅(qū)動值，并且該可切換顯示 設(shè)備被設(shè)置成，當所述光學引導裝置處于所述二維視覺模式時，向所 述光生成元件結(jié)構(gòu)的第二部分提供背景驅(qū)動值。在該二維視覺模式下， 對應(yīng)于光生成元件結(jié)構(gòu)的第一部分的部分顯示設(shè)備生成二維畫面，而 顯示設(shè)備的其余部分示出基于三維畫面的背景。該三維畫面可以已經(jīng) 在該二維畫面之前顯示了或可以在該二維圖之后顯示。該實施例的優(yōu) 點是顯示設(shè)備的平均光輸出相對較高，即不受二維視覺模式和三維視 覺模式之間的切換所限制。根據(jù)本發(fā)明的可切換顯示設(shè)備實施例進一 步包括第二低通濾波裝 置，用于從所述二維圖像數(shù)據(jù)中導出進一步的背景驅(qū)動值，并且該可 切換顯示設(shè)備被設(shè)置成，當所述光學引導裝置處于所述三維視覺模式 時，向所述光生成元件結(jié)構(gòu)的第一部分提供進一步的背景驅(qū)動值。在 該三維視覺模式下，對應(yīng)于光生成元件結(jié)構(gòu)的第二部分的部分顯示設(shè) 備生成三維畫面，而顯示設(shè)備的其余部分示出基于二維畫面的背景。 該二維畫面可以已經(jīng)在該三維畫面之前顯示了 ，或可以在該三維畫面 之后顯示。該實施例的優(yōu)點是顯示設(shè)備的平均光輸出相對較高，即不 受二維視覺模式和三維視覺模式之間的切換所限制。在根據(jù)本發(fā)明的可切換顯示設(shè)備實施例中，期間顯示三維圖像數(shù)據(jù) 的時間段與期間顯示二維圖像數(shù)據(jù)的時間段基本相等。例如，光學引導裝置順次地處于時間段為6毫秒(msec)的二維視覺模式以及時間 段也為6毫秒的三維視覺模式。該實施例的優(yōu)點是大面積的閃爍相對較少。在根據(jù)本發(fā)明的可切換顯示設(shè)備實施例中，期間顯示三維圖像數(shù)據(jù) 的時間段基本上是期間顯示二維圖像數(shù)據(jù)的時間段的兩倍。本發(fā)明該 實施例的優(yōu)點是大面積的閃爍相對較少。要注意的是，在三維視覺模 式期間，通常被觀察到的光量少于二維視覺模式期間。這是因為在三 維視覺模式期間，光生成元件結(jié)構(gòu)所生成的光的一部分可能看不到。 例如，在將屏障用作光線引導裝置的情況下，在三維視覺模式中所生 成光的相對較多部分被屏障所吸收。通過相對于其中顯示二維圖像數(shù) 據(jù)的時間段來延長其中顯示三維圖像數(shù)據(jù)的時間段，實現(xiàn)了對該光降4氐效應(yīng)的補償。在根據(jù)本發(fā)明的可切換顯示設(shè)備實施例中，光學引導裝置包括可以 在第 一狀態(tài)和第二狀態(tài)之間進行切換的 一組透鏡，其中第 一狀態(tài)對應(yīng) 于二維視覺模式，而第二狀態(tài)對應(yīng)于三維視覺模式。該光學引導裝置如例如在美國專利6069650中公開的那樣。該根據(jù)本發(fā)明的可切換顯 示設(shè)備實施例的優(yōu)點是把光生成元件結(jié)構(gòu)所生成的絕大部分光引導向 觀看者。在根據(jù)本發(fā)明的可切換顯示設(shè)備的另 一實施例中，光學引導裝置包 括可以在基本透明狀態(tài)和基本吸收狀態(tài)之間進行切換的 一組屏障，所 述基本透明狀態(tài)對應(yīng)于所述二維視覺模式，而所述基本吸收狀態(tài)對應(yīng) 于所述三維視覺模式。該光學引導裝置如例如在美國專利6437915中 公開的那樣。優(yōu)選地，所述光學引導裝置包括液晶(LC)和用于在所述液晶兩端 提供電壓的電極。為了使本發(fā)明的可切換顯示設(shè)備的這些和其他方面更容易被清楚 理解，下面根據(jù)本發(fā)明的具體實施例和實現(xiàn)并結(jié)合附圖，對本發(fā)明作 進一步詳細的說明，其中

圖1圖示了可切換顯示設(shè)備的實施例；圖2A圖示了在三維視覺模式下的可切換顯示設(shè)備實施例中的光學 引導裝置；圖2B圖示了在二維視覺模式下的圖2A中的光學引導裝置；圖3A圖示了表示三維圖像數(shù)據(jù)的像素矩陣，其在光學引導裝置處于三維視覺模式下時提供給光生成元件結(jié)構(gòu)；圖3B圖示了相應(yīng)(與圖3A相關(guān))的表示二維圖像數(shù)據(jù)的像素矩陣，其在光學引導裝置處于二維視覺模式下時提供給光生成元件結(jié)構(gòu)；圖3C圖示了當由根據(jù)本發(fā)明的可切換顯示設(shè)備交替顯示圖3A和圖3B的像素矩陣時可觀察到的圖像；圖4圖示了作為時間函數(shù)的實際視覺模式，其中光學引導裝置處于三維視覺模式的時間基本等于其中光學引導裝置處于二維視覺模式的時間；圖5圖示了作為時間函數(shù)的實際視覺模式，其中光學引導裝置處于三維視覺模式的時間基本為其中光學引導裝置處于二維視覺模式的時間的兩倍；圖6圖示了可切換顯示設(shè)備的另一個實施例，其包括濾波裝置，用 于基于與另一個視覺模式相關(guān)的圖像數(shù)據(jù)來導出背景驅(qū)動值；圖7A和7B圖示了相應(yīng)的包含表示背景驅(qū)動值的數(shù)值的像素矩陣， 其中該驅(qū)動值基于與另 一 視覺模式相關(guān)的圖像數(shù)據(jù)；圖7C圖示了在由根據(jù)本發(fā)明的可切換顯示設(shè)備交替顯示圖7A和圖 7B的像素矩陣時可觀察到的圖像，該可切換顯示設(shè)備包括結(jié)合圖6描 述的濾波裝置；圖8A和8B分別圖示了包含在前景驅(qū)動值上的重疊的像素矩陣； 圖8C圖示了當交替顯示圖8A和圖8B的像素矩陣時可被觀察到的圖像。圖1圖示了根據(jù)本發(fā)明的可切換顯示設(shè)備100實施例，其被設(shè)置成 在二維視覺模式和三維視覺模式之間切換?？汕袚Q顯示設(shè)備IOO包括接收裝置102，用于接收在輸入連接器111處提供的信息信號。該 信息信號可以是通過天線或線纜接收的廣播信號，但也可以是來自存 儲設(shè)備如VCR(視頻盒式錄象機)或數(shù)字通用碟(DVD)的信號。該信息信 號還可以由個人電腦(PC)或一些其他多媒體設(shè)備提供；光生成元件105-108的結(jié)構(gòu)104，用于基于從信息信號中導出的各 自驅(qū)動值來生成光線；光學引導裝置110,用于取決于實際視覺模式來引導所生成的光 線，該實際視覺模式為二維視覺模式或三維視覺模式。光生成元件105-108的結(jié)構(gòu)104位于第一平面中，而且光學引導裝 置110包括一組光學引導元件112-118,每一個光學引導元件112-118 都與各自組的光生成元件105-108相關(guān)聯(lián)。光學引導裝置110覆蓋在 第一平面中的光生成元件105-108，以便當光學引導裝置110處于三維視覺模式下時、沿相對于第一平面的相互不同角度方向引導光生成元 件105-108的輸出。當光學引導裝置110處于二維視覺模式下時，光 學引導裝置IIO對光生成元件105-108輸出的方向基本沒有影響。光生成元件105-108的結(jié)構(gòu)104可以是LCD、 CRT、 PDP或其他的顯 示屏。優(yōu)選地，顯示屏的顯示頻率相對較高，如高于100Hz。優(yōu)選地，光學引導裝置110包括一組可在第一狀態(tài)和第二狀態(tài)之間 切換的透鏡112-118，第一狀態(tài)對應(yīng)于二維視覺模式而第二狀態(tài)對應(yīng)于 三維視覺模式。光學引導裝置110例如如美國專利6069650所公開的 那樣。另請參見結(jié)合圖2A和圖2B的描述?？蛇x地，光學引導裝置110包括一組可在基本透明狀態(tài)和基本吸收 狀態(tài)之間切換的屏蔽112-118，基本透明狀態(tài)對應(yīng)于二維視覺模式而基 本吸收狀態(tài)對應(yīng)于三維視覺模式。光學引導裝置110例如如美國專利 6437915所公開的那樣。優(yōu)選地，預(yù)設(shè)頻率，即在二維視覺模式和三維視覺模式之間切換的 頻率相對較高，如高于100Hz。由光學引導裝置110執(zhí)行的在二維視覺 模式和三維視覺模式之間的切換優(yōu)選與光生成元件的結(jié)構(gòu)104內(nèi)的驅(qū) 動值的刷新同步?？汕袚Q顯示設(shè)備100被設(shè)置成以預(yù)設(shè)頻率交替顯示以下內(nèi)容-當光學引導裝置110處于二維視覺模式下時，通過向光生成元 件的結(jié)構(gòu)104的至少第一部分105-106提供相應(yīng)的驅(qū)動值來顯示二維 圖像數(shù)據(jù)；以及-當光學引導裝置110處于三維視覺模式下時，通過向光生成元 件的結(jié)構(gòu)104的至少第二部分107-108提供相應(yīng)的驅(qū)動值來顯示三維 圖像數(shù)據(jù)，光生成元件的結(jié)構(gòu)104的第二部分107-108與光生成元件的 結(jié)構(gòu)104的第一部分105-106互補。應(yīng)該注意到的是，雖然光生成元件的結(jié)構(gòu)104的第一部分105-106 與光生成元件的結(jié)構(gòu)104的第二部分107-108互補，但這并不排除當 光學引導裝置110處于三維視覺模式下時、光生成元件的結(jié)構(gòu)104的 第一部分105-106中的一些具有非零驅(qū)動值。也不排除當光學引導裝 置110處于二維視覺模式下時、光生成元件的結(jié)構(gòu)104的第二部分 107-108中的一些具有非零驅(qū)動值。具有非零驅(qū)動值是指導致由各自光生成元件生成實際光線的驅(qū)動值?？汕袚Q顯示設(shè)備100可以是比如TV或監(jiān)控器。可選地，圖像處理設(shè)備100包括存儲裝置如硬盤，或用于在移動介質(zhì)如光盤上進行存儲的裝置。圖2A圖示了處于三維視覺模式下的可切換顯示設(shè)備實施例中的光 學引導裝置110。圖2B圖示了處于二維視覺模式下的圖2A中的光學引導裝置110。光學引導裝置110包括 透明蓋202;一組透明電極204和210,優(yōu)選由氧化銦(ITO)制成； 液晶(LC)層208; 復(fù)制光柵206;和 基底212。光學引導裝置110的工作如下假設(shè)入射光的偏振角度垂直于圖。 電極204， 210被定向?qū)铀采w，該定向?qū)訉C分子定向為使其長軸垂 直于圖，這對應(yīng)于圖2A所示的三維視覺模式。如果向LC層施加電壓， 則分子被垂直定向，這對應(yīng)于圖2B所示的二維視覺模式。LC層208的 類似于雙折射介質(zhì)起作用。通常，尋常折射率(被定向為垂直于LC分 子長軸)為n。= 1. 4 - 1. 5。優(yōu)選地，n。與基底212、蓋202和復(fù)制光 柵206的折射率相匹配。非常折射率(被定向為沿LC分子的長軸方向) 更高nj 1. 7。在三維視覺模式下，因為入射光的偏振角度垂直于圖，所以光要在 LC層經(jīng)歷折射率ne = 1. 7。從LC層208到復(fù)制光柵206的折射率的躍 遷造成了透4竟效應(yīng)。在二維視覺模式下，光在LC層經(jīng)歷折射率n。 = 1.4-1.5。這個折 射率與復(fù)制光柵206的折射率緊密匹配而不產(chǎn)生透鏡效應(yīng)。圖3A圖示了表示三維圖像數(shù)據(jù)的像素矩陣300,當光學引導裝置 110處于三維視覺模式時，將像素矩陣300提供給光生成元件的結(jié)構(gòu) 104。表示三維圖像數(shù)據(jù)的像素矩陣300包括各自的驅(qū)動值。通常，表 示三維圖像數(shù)據(jù)的像素矩陣300包括多個從不同角度看的、同一對象 的二維畫面的交錯像素矩陣。表示三維圖像數(shù)據(jù)的像素矩陣300的第 一部分306對應(yīng)于要提供給光生成元件的結(jié)構(gòu)104的第二部分107-108 的驅(qū)動值組。表示三維圖像數(shù)據(jù)的像素矩陣300的第一部分306表示 實際畫面。在圖示的情況下，該畫面對應(yīng)于一個城市的^見圖。表示三 維圖像數(shù)據(jù)的像素矩陣300的第二部分304對應(yīng)于要提供給光生成元 件的結(jié)構(gòu)104的第一部分105-106的驅(qū)動值組。表示三維圖像數(shù)據(jù)的 像素矩陣300的第二部分304是背景，即驅(qū)動值全部為零，結(jié)果導致 相應(yīng)的光生成元件105-106不生成光線。圖3B圖示了相應(yīng)的表示二維圖像數(shù)據(jù)的像素矩陣302,當光學引導裝置處于二維視覺模式時、將該像素矩陣302提供給線生成元件的 結(jié)構(gòu)。表示二維圖像數(shù)據(jù)的像素矩陣302包括各自的驅(qū)動值。表示二 維圖像數(shù)據(jù)的像素矩陣302的第一部分310對應(yīng)于要提供給光生成元 件的結(jié)構(gòu)l(M的第二部分107-108的驅(qū)動值組。該表示二維圖像數(shù)據(jù) 的像素矩陣302的第一部分310是背景，即驅(qū)動值全部為零，結(jié)果導 致相應(yīng)的光生成元件107-108不生成光。表示二維圖像數(shù)據(jù)的像素矩 陣302的第二部分308對應(yīng)于要提供給光生成元件的結(jié)構(gòu)104的第一 部分105-106的驅(qū)動值組。表示二維圖像數(shù)據(jù)的像素矩陣302的第二 部分308表示實際畫面。在所圖示的情況下，該畫面對應(yīng)于文本。圖3C圖示了當由根據(jù)本發(fā)明的可切換顯示設(shè)備交替顯示圖3A和圖 3B的像素矩陣時可觀察到的圖像312。按時序顯示的效果就是所觀 察到的圖像312包括在二維文本頁314內(nèi)的三維窗口 316。圖4圖示了用于根據(jù)本發(fā)明的可切換顯示設(shè)備100的實施例的、作 為時間函數(shù)的實際視覺模式。有以下視覺模式在縱軸上由3D指示的三維視覺模式；以及在縱軸上由2D指示的二維視覺模式；才黃軸對應(yīng)于時間。在所述實施例中，光學引導裝置IIO處于三維視覺模式的T3D時間 段基本等于其中光學引導裝置110處于二維視覺模式的T2D時間段。 優(yōu)選地，T3D和T2D時間段都小于10msec。如所述，交替提供像素矩陣。以下列出了一些例子。12D(i)指表示 二維圖像數(shù)據(jù)的像素矩陣，而13D(i)指表示三維圖像數(shù)據(jù)的像素矩陣。 其中的"i"用做表示不同畫面的參數(shù)。第一個例子表明兩個交替顯示圖像。時間間隔[0,tl>[tl,t2>[t2,t3>[t3,t4>[t4,t5>[t5,t6>[t6,t7>[t7,t8>[t8,t9>提供的像 素矩陣工2D(1)I3D(1)I2D(1)工3D(1)I2D<1)I3DU)I2D(1)I3D(1)工2D(1)第二個例子表明兩個序列，即表示二維圖像數(shù)據(jù)的第 一序列和表示 三維圖像數(shù)據(jù)的第二序列，是交錯的。時間間隔[0,tl>[tl,t2>[t2,t3>[t3,t4>[t4,t5>[t5,t6>[t6,t7>[t7,t8>[t8,t9>提供的像 素矩陣I2D(1>I3D(1)I2D(2>I3D(2>I2D(3)I3D(3)I2D(4)I3E>(4)I2D(5)第三個例子表明二維圖像數(shù)據(jù)的復(fù)本與表示三維圖像數(shù)據(jù)的序列 相交錯。時間間隔[0,tl>[tl,t2>[t2,t3>[t3,t4>[t4,t5>[t5,t6>[t6,t7>[t7,t8>[t8,t9>提供的像 素矩陣I2D(1)I3D<1)I2D<1)I2D(1)I3D<3)工2D(1)I2D(1〉第四個例子表明三維圖像數(shù)據(jù)的副本與表示二維圖像數(shù)據(jù)的序列 相交錯。時間間隔[0,tl>[tl,t2>[t2,t3>[t3,t4>[t4,t5>[t5,t6>[t6,t7>[t7,t8>[t8,t9>提供的像 素矩陣工2D(1)工3D(1)I2D(2)I3D(1>I2D(3)I3D(1)工2D(4)I3D(1)I2D(5)圖5圖示了用于根據(jù)本發(fā)明的可切換顯示設(shè)備的實施例的、作為時間函數(shù)的實際視覺模式。圖5的橫軸和縱軸對應(yīng)于結(jié)合圖4描述的內(nèi)谷。如所述，交替提供像素矩陣。以下列出了一些例子。 第一個例子表明交替顯示兩個圖像。__時間間隔[0,tl>[tl,t2>[t2,t3>[t3,t4>[t4,t5>[t5,t6>[t6,t7>[t7,t8>[t8,t9>提供的像 素矩陣I2D(1)I3D(1)工3D(1)I2D(1)I3D(1)I3D(1)I2D(1)I3D(1)I3D(1)第二個例子表明兩個序列，即表示二維圖像數(shù)據(jù)的第一序列和表示 三維圖像數(shù)據(jù)的第二序列，是交錯的。時間間隔[0,tl>[tl,t2>[t2,t3>[t3,t4>[t4,t5>[t5,t6>[t6,t7>[t7,t8>[t8,t9>提供的像 素矩陣I2D(1)I3D(1>I3D(2)I2D(2)I3D(3)I3D(4)I2D(3)I3D(5>I3D(6>第三個例子表明二維圖像數(shù)據(jù)的副本與表示三維圖像數(shù)據(jù)的序列相交錯。時間間隔[0,tl>[tl,t2>[t2,t3>[t3,t4>[t4,t5>[t5,t6>[t6,t7>[t7,t8>[t8,t9>提供的像 素矩陣I2D(1)I3D(1)工3D(2》工2D(1》工3D(3)工3D(4)工2D(1)I3D(5)I3D(6〉第四個例子表明三維圖像數(shù)據(jù)的副本與表示二維圖像數(shù)據(jù)的序列 相交錯。時間間隔[0,tl>[tl,t2>[t2,t3>[t3,t4>[t4,t5>[t5,t6>[t6,t7>[t7,t8>[t8,t9>提供的像 素矩陣工2DU)工3D(1)I3D(1)I2D(2)I3D(1)I3D(1)I2D(3)I3D(1)I3D(1>圖6圖示了另一個實施例的可切換顯示設(shè)備101,其包括濾波裝置 602,用于基于與另一個視覺模式相關(guān)的圖像數(shù)據(jù)導出背景驅(qū)動值。如 結(jié)合圖3A-3C所描述的那樣， 一些驅(qū)動值可以被設(shè)為零。此中的缺點 是平均光輸出降低了。優(yōu)選地，"背景"驅(qū)動值基于實際圖像數(shù)據(jù)。優(yōu) 選地，可切換顯示設(shè)備101包括用于根據(jù)圖像數(shù)據(jù)導出"背景"驅(qū)動值 的低通濾波器602。低通濾波器602的工作取決于所需要的輸出類型。將表示二維圖像 數(shù)據(jù)的第 一像素矩陣和表示三維圖像數(shù)據(jù)的第二像素矩陣提供給低通 濾波器602。必須組合該兩像素矩陣的內(nèi)容。假設(shè)所需要的輸出像素矩陣300必須表示在二維背景304內(nèi)的三維 窗306。那么低通濾波器602將通過對所提供的、表示二維圖像數(shù)據(jù)的 第一像素矩陣進行低通濾波來計算中間矩陣。在這之后，該中間矩陣 的中一些元素將通過用直接從表示三維圖像數(shù)據(jù)的第二像素矩陣導出 的相應(yīng)元素的副本來替換這些特定元素而進行更新。這意味著所關(guān)注 的特定區(qū)域被更新。最后，將輸出像素矩陣300提供給光生成元件的結(jié) 構(gòu)，該輸出像素矩陣300包括通過對表示二維圖像數(shù)據(jù)的第一像素矩 陣進行低通濾波而導出的第一組背景驅(qū)動值、和通過復(fù)制表示三維圖 像數(shù)據(jù)的第二像素矩陣的元素而導出的第二組驅(qū)動值。圖7A圖示了這 樣的輸出像素矩陣300。圖6中描述了低通濾波器602的輸出通過接收裝置102提供給光生 成元件的結(jié)構(gòu)104。很清楚的是這是可選地。假設(shè)所需要的輸出像素矩陣302必須表示包圍了三維背景區(qū)域310 的二維區(qū)域308。那么低通濾波器將通過對所提供的、表示三維圖像數(shù) 據(jù)的第二像素矩陣進行低通濾波來計算出中間矩陣。然后該中間矩陣 的 一 些元素將通過用直接從表示二維圖像數(shù)據(jù)的第 一 像素矩陣導出的 相應(yīng)元素的副本來替換這些特定元素而進行更新。這意味著所關(guān)注的 特定區(qū)域被更新。最后，將輸出像素矩陣提供給光生成元件的結(jié)構(gòu)，該 輸出像素矩陣包括通過對表示三維圖像數(shù)據(jù)的第二像素矩陣進行低通 濾波而導出的第一組背景驅(qū)動值、和一個通過復(fù)制表示二維圖像數(shù)據(jù) 的第一像素矩陣的元素而導出的第二組驅(qū)動值。圖7B圖示了這樣的輸 出像素矩陣302。圖7C圖示了由根據(jù)本發(fā)明的可切換顯示設(shè)備交替顯示圖7A和圖 7B的像素矩陣時可觀察到的圖像312。按時序顯示的效果就是'.所觀 察到的圖像312包括在二維文本頁314內(nèi)的三維窗口 316。如果提供相同的圖像數(shù)據(jù)，則圖7C的平均亮度級別高于圖3A的平 均亮度級別。低通濾波器602和接收裝置102可以使用一個處理器來實現(xiàn)。通常 地，這些功能在軟件程序產(chǎn)品的控制下執(zhí)行。在執(zhí)行過程中， 一般地， 將軟件程序產(chǎn)品載入到存儲器如RAM中并從中執(zhí)行。該程序也可以從 背景存儲器如ROM、硬盤、或磁和/或光存儲器加載，或者可以經(jīng)由如互 聯(lián)網(wǎng)那樣的網(wǎng)絡(luò)來加載?？蛇x地，應(yīng)用專用集成電路提供所述功能。圖8A和8B圖示了驅(qū)動值中包含重疊的像素矩陣300、 302。圖8A 圖示了表示三維圖像數(shù)據(jù)的第二像素矩陣300。注意的是，在第二像素 矩陣300內(nèi)部沒有其中所有元素的值都等于零的區(qū)域。換言之，第二像 素矩陣中的所有元素都表示三維圖像數(shù)據(jù)。圖8B圖示了表示背景310和文本區(qū)域308的第一像素矩陣302。 表示背景310的第一像素矩陣302中的元素可以都等于零?？蛇x地， 這些元素的驅(qū)動值相互等同但是不等于零。也可以是這些元素的驅(qū)動值都基于三維圖像數(shù)據(jù)。圖8C圖示了由本發(fā)明的可切換顯示設(shè)備交替顯示圖8A和圖8B的 像素矩陣時所觀察到的圖像312。按時序顯示的效果是所觀察到的圖像312包括文本314被混入其中的三維圖像。應(yīng)該注意的是，本發(fā)明的上述實施例僅僅是為了i^明而并非是對本 發(fā)明的限定。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在本發(fā)明權(quán)利要求 范圍內(nèi)還可以做出其它不同形式的變化或變動。在權(quán)利要求中，任何 在括號內(nèi)的標號都不被認為是限制該權(quán)利要求。詞"包括"不排除未 列入權(quán)利要求中的元件和步驟的存在。置于元件前的詞"一"或者"一 個"也不排除多個這樣元件的存在。本發(fā)明可通過包括幾種不同元件 的硬件、以及通過適當編程的計算機來實現(xiàn)。在列舉了幾種裝置的單 元權(quán)利要求中，這些裝置中的幾種可以通過同一項硬件或軟件來實現(xiàn)， 詞第一、第二、和第三等的使用不表示任何順序，這些詞要被解釋成名稱。
權(quán)利要求
1、一種可切換顯示設(shè)備(100)，被設(shè)置成在二維視覺模式和三維視覺模式之間進行切換，所述可切換顯示設(shè)備(100)包括光生成元件(105-108)的結(jié)構(gòu)(104)，用于基于各自的驅(qū)動值生成光；以及光學引導裝置(110)，用于取決于實際視覺模式引導所生成的光，所述實際視覺模式為二維視覺模式或三維視覺模式；所述可切換顯示設(shè)備(100)被設(shè)置成以預(yù)設(shè)頻率進行交替顯示當所述光學引導裝置(110)處于所述二維視覺模式時，通過向所述光生成元件(105-108)的結(jié)構(gòu)(104)的至少第一部分提供相應(yīng)的驅(qū)動值來顯示二維圖像數(shù)據(jù)；以及當所述光學引導裝置(110)處于所述三維視覺模式時，通過向所述光生成元件(107-108)的結(jié)構(gòu)(104)的至少第二部分提供相應(yīng)的驅(qū)動值來顯示三維圖像數(shù)據(jù)，所述光生成元件(107-108)的結(jié)構(gòu)(104)的第二部分與所述光生成元件(105-108)的結(jié)構(gòu)(104)的第一部分互補。
2、 如以上任意一項權(quán)利要求所述的可切換顯示設(shè)備(IOO),其中所述預(yù)設(shè)頻率高于50Hz。
3、 如以上任意一項權(quán)利要求所述的可切換顯示設(shè)備(IOO),其中，當所述光學引導裝置(110)處于所迷二維視覺模式時，所述顯示設(shè)備被 設(shè)置成向所述光生成元件(107-108)的結(jié)構(gòu)(104)的第二部分提供導致 基本無光線生成的背景驅(qū)動值。
4、 如以上任意一項權(quán)利要求所述的可切換顯示設(shè)備(IOO)，其中， 當所述光學引導裝置(IIO)處于所述三維視覺模式時，所述顯示設(shè)備被 設(shè)置成向所述光生成元件(105-106)的結(jié)構(gòu)(104)的第一部分提供導致基本無光線生成的背景驅(qū)動值。
5、 如以上任意一項權(quán)利要求所述的可切換顯示設(shè)備(101),還包括第一低通濾波裝置，用于從所述三維圖像數(shù)據(jù)中導出背景驅(qū)動值，其 中當所述光學引導裝置(110)處于所述二維視覺模式時，所述顯示設(shè)備 被設(shè)置成向所述光生成元件(107-108)的結(jié)構(gòu)(104)的第二部分提供所述背景驅(qū)動值。
6、 如以上任意一項權(quán)利要求所述的可切換顯示設(shè)備U01),還包括第二低通濾波裝置，用于從所述二維圖像數(shù)據(jù)中導出背景驅(qū)動值，其 中當所述光學引導裝置(110)在所述三維視覺模式時，所述顯示設(shè)備被設(shè)置成向所述光生成元件(105-106)的結(jié)構(gòu)(104)的第一部分提供進一步的背景驅(qū)動值。
7、 如以上任意一項權(quán)利要求所述的可切換顯示設(shè)備(IOO),其中， 期間顯示三維圖像數(shù)據(jù)的時間段與其中顯示二維圖像數(shù)據(jù)的時間段基 本相等。
8、 如以上任意一項權(quán)利要求所述的可切換顯示設(shè)備(IOO)，其中， 期間顯示三維圖像數(shù)據(jù)的時間段基本是其中顯示二維圖像數(shù)據(jù)的時間 段的兩倍。
9、 如權(quán)利要求l-8任意一項所述的可切換顯示設(shè)備(100)，其中， 所述光學引導裝置(110)包括在第一狀態(tài)和第二狀態(tài)之間進行切換的 一組透鏡，所述第一狀態(tài)對應(yīng)于所述二維視覺模式，而所述第二狀態(tài) 對應(yīng)于所述三維視覺模式。
10、 如權(quán)利要求1-8任意一項所述的可切換顯示設(shè)備(100)，其中， 所述光學引導裝置(110)包括在基本透明狀態(tài)和基本吸收狀態(tài)之間進 行切換的一組屏障，所述基本透明狀態(tài)對應(yīng)于所述二維視覺模式，而 所述基本吸收狀態(tài)對應(yīng)于所述三維視覺模式。
11、 如以上任意一項權(quán)利要求所述的可切換顯示設(shè)備(ioo),其中，所述光學引導裝置(IIO)包括液晶(LC)和用于提供所述液晶兩端的電 壓的電才及。
全文摘要
一種被設(shè)置成在二維視覺模式和三維視覺模式之間進行切換的可切換顯示設(shè)備(100)。該可切換顯示設(shè)備(100)包括一個光生成元件(105-108)的結(jié)構(gòu)(104)，用于基于各自的驅(qū)動值上生成光；以及光學引導裝置(110)，用于取決于實際視覺模式引導所生成的光，所述實際視覺模式為二維視覺模式或三維視覺模式。可切換顯示設(shè)備(100)被設(shè)置成交替顯示二維圖像數(shù)據(jù)和三維圖像數(shù)據(jù)，同時同步切換光引導裝置(110)，以預(yù)定頻率執(zhí)行2D/3D切換，該頻率足夠高一般觀看者可以同時感知到2D窗口和3D窗口。
文檔編號H04N13/04GK101278567SQ200680036052
公開日2008年10月1日 申請日期2006年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月28日
發(fā)明者M·P·C·M·克里恩, W·L·伊澤曼 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司