CN100383604C - 3d图像显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种3D图像显示装置。该3D图像显示装置可利用陀螺传感器感测3D显示器的姿态变化，并利用感测到的姿态变化防止用于LE的图像和用于RE的图像被转换。该3D图像显示装置包括：主体、多视型显示器、陀螺传感器和图像转换控制器。多视型显示器提供用于LE的3D图像和用于RE的3D图像。陀螺传感器安装在主体内以感测显示器的姿态变化，图像转换控制器利用由陀螺传感器感测的显示器的姿态变化来防止提供的3D图像的转换。因此，对观察者RE和LE所位于的观看区域提供用于RE的图像信号和用于LE的图像信号，从而观察者可正确地观看3D图像。

Description

3D图像显示装置

本申请要求于2005年4月1日在韩国知识产权局提交的第10-2005-0027554号韩国专利申请的利益，本申请的公开通过引用全部包含于此。

技术领域

本发明涉及一种使用陀螺传感器的3维(3D)图像显示装置，更具体地讲，涉及一种通过陀螺传感器能够感测3D显示器的姿态变化并通过利用感测到的姿态变化来防止左图像和右图像之间的互相转换的3D图像显示装置。

背景技术

3D图像显示装置是一种将具有双眼视差的左眼(LE)图像和右眼(RE)图像分开并分别对观察者的LE和RE提供图像的装置。因此，观察者可以通过在其脑中将通过观察者的双眼的视网膜获得的LE图像和RE图像结合来观看3D图像。3D图像显示装置可以广泛地应用于各种需要3D图像的领域，如医学治疗、游戏、广告、教育和军事。

图1是普通3D图像装置的示意图。参照图1，3D图像装置包括：图像屏幕1，提供LE(L1、L2、L3、L4、L5和L6)图像和RE(R1、R2、R3、R4、R5和R6)图像；和多透镜屏幕3，设置在图像屏幕1的前方并分隔观看区域。

每个LE图像和RE图像是通过被隔开与观察者的LE和RE之间相应的间距的两个照相机拍摄的，并且具有平均双眼视差那么大的差。通过图像屏幕1和多透镜屏幕(lenticular screen)3提供以这种方式获得的这两种图像。这样，LE图像和RE图像包括多个分割的图像，并且如所示出的那样，这些分割的图像被交替地设置。

多透镜屏幕3将从图像屏幕1提供的LE图像引导向由点划线标记的左图像观看区域，将RE图像引导向另一点划线标记的右图像观看区域。因此，两个分开的图像分别从多透镜屏幕3投射在分隔间距为D的位置上。当观察者的LE和RE分别位于左图像观看区域和右图像观看区域时，观察者可通过双眼LE和RE观看观看区域分离的图像来欣赏3D图像。

然而，上述3D图像显示装置的局限之处在于只有当观察者的LE和RE分别位于左图像观看区域和右图像观看区域时，观察者才能观看3D图像。

因此，为了使观察者从各个方向观看3D图像，已经提出了一种如图2所示的结构的多视型3D图像显示装置。图2示出了将用于LE和RE的图像信号分别分成四个观看区域，并提供这些区域。

参照图2，3D图像显示装置5包括：屏幕7，提供用于RE和LE的图像信号；多透镜(lenticular lens)9，设置在屏幕7的前方并将投射在屏幕7上的图像的观看区域分开。因此，屏幕7上提供的3D图像在多透镜9被观看区域分开并被提供到观看区域1至观看区域8。这里，用于RE的图像信号被提供到观看区域1、3、5和7，用于LE的图像信号被提供到观看区域2、4、6和8。

因此，RE和LE分别位于观看区域1和2、观看区域3和4、观看区域5和6、观看区域7和8的观察者可观看从显示装置5提供的3D图像。相反，当观察者的RE和LE分别位于观看区域2和3、观看区域4和5、观看区域6和7时，观察者通过RE观看用于LE的图像信号并通过LE观看用于RE的图像信号。

例如，RE和LE位于观看区域5和观看区域6的观察者(用户1)可正确地观看正常的3D图像。相反，RE和LE位于观看区域2和3的观察者(用户2)观看左右互换的3D图像。

另外，在相关技术的多视型3D图像显示装置应用于便携式电子装置(例如，个人数字助理(PDA)、蜂窝式电话)的情况下，当图像显示装置的位置相对于观察者相对地改变时，观看区域改变。因此，根据观察者的相对位置，左图像可转换成右图像，右图像可转换成左图像。

发明内容

本发明提供了一种3D图像显示装置，该装置能够通过感测显示器的位置变化来防止用于LE的图像和用于RE的图像的相互转换。

根据本发明的一方面，提供一种3D图像显示装置，该装置包括：主体；多视型显示器，提供用于左眼的3D图像和用于右眼的3D图像；陀螺传感器，安装在主体内并感测显示器的姿态变化；图像转换控制器，利用由陀螺传感器感测到的显示器的姿态变化来防止3D图像的转换，使观察者在观察者的左眼和右眼所位于的区域中观看用于左眼的图像信号和用于右眼的图像信号。

图像转换控制器可包括转换用于左眼的图像信号和转换用于右眼的图像信号的信号转换部分，所述控制器利用陀螺传感器感测显示器相对于观察者的相对位置改变，来判断观察者的右眼和左眼是否分别位于右眼的初始观看区域和左眼的初始观看区域；当左眼位于右眼的观看区域且右眼位于左眼的观看区域时，利用信号转换部分将用于左眼的图像信号和用于右眼的图像信号相互转换，从而防止提供的3D图像的左右转换。

附图说明

通过参照附图详细地描述本发明的示例性实施例，本发明的以上和其他特征及优点将会变得更加清楚，其中：

图1是普通3D图像显示装置的示意图；

图2是根据相关技术的3D图像显示装置的示意性平面图；

图3是根据本发明实施例的3D图像显示装置的示意性透视图；

图4是示出在图3中的3D图像显示装置中分开的观看区域的视图；

图5是图3中的3D图像显示装置的示意性方框图；

图6是解释在根据本发明实施例的3D图像显示装置中的观看区域和观看角度之间的关系的视图；和

图7和图8是解释根据本发明实施例的3D图像显示装置的操作的视图。

具体实施方式

现在，将参照附图更充分地描述本发明，在附图中示出了本发明的示例性实施例。

图3是根据本发明实施例的3D图像显示装置的示意性透视图。图4是示出在图3中的3D图像显示装置中观看区域分开的视图。图5是图3中的3D图像显示装置的示意性方框图。

参照图3至图5，3D图像显示装置包括：主体10；多视型3D图像显示器30，安装在主体10内并提供3D图像50；陀螺传感器20，安装在主体10内并感测显示器30的姿态变化；和图像转换控制器41。

主体10是提供3D图像的装置，并且在本实施例中可以是个人数字助理(PDA)。主体10并不限于PDA，而可以是例如数字便携式装置(例如，蜂窝式电话、笔记本电脑)、数字电视或监视器。

显示器30包括：屏幕31，提供用于LE的3D图像和用于RE的3D图像；和观看区域分开部分，将呈现在屏幕31上的观看区域分开。提供的3D图像数据45投射在屏幕31上。如所示，观看区域分开部分包括设置在屏幕31的前方的多透镜35或视差栅栏(未示出)，并将投射在屏幕31上的左3D图像和右3D图像的观看区域分开。由于如上所述的实现3D图像的显示器的结构在本领域是公知的，将省略对它的详细描述。

陀螺传感器20安装在主体10内部或外部，用来感测显示器30的姿态变化。即，陀螺传感器20是一种惯性传感器，其感测显示器30在X-轴、Y-轴和Z-轴方向的姿态变化。例如，在观察者(用户1)手持主体10并使主体10围绕Y-轴左右旋转的情况下，陀螺传感器20可以感测显示器30关于X-轴方向的位移。

在本发明中，还可以提供设置陀螺传感器20的初始值的复位部分27。复位部分27与在主体10的外部上形成的复位按钮25连接，以当观察者在任意位置按复位按钮25时使位置的坐标(X，Y，Z)复位为(0，0，0)。因此，可使用初始参考位置的复位位置来感测主体10和显示器30的改变的姿态的相对位置。这里，由于陀螺传感器20本身的结构在本领域是公知的，所以将省略对它的详细描述。

图像转换控制器41利用由陀螺传感器20感测到的主体10的姿态变化来防止提供的3D图像的转换。为了这个目的，图像转换控制器41包括转换用于LE的图像信号和用于RE的图像信号的信号转换部分。

为了确定图像信号是否已经被转换，首先陀螺传感器20感测显示器30相对于观察者的相对位置改变，来判断观察者的RE和LE是否分别位于RE的初始观看区域和LE的初始观看区域。可基于如图6所示的观看区域划分来判断观察者的RE和LE是否分别位于相关的观看区域。

图6是解释在根据本发明实施例的3D图像显示装置中观看区域和观看角度之间的关系的视图。参照图6，在距离主体10的最佳观看距离被设置为大约500mm且观察者的RE和LE之间的距离被设置为大约65mm的情况下，各个观看区域的观看角度为大约7.45°。

利用观看区域和观看角度之间的关系并由陀螺传感器20感测显示器30的姿态变化，可获知主体10相对于初始复位的旋转角度。另外，位于固定观看区域的观察者(用户1)的RE和LE所位于的观看区域是可以获知的。

因此，当观察者的RE位于观看区域1、3、5或7且观察者的LE位于观看区域2、4、6或8时，对观看区域1、3、5或7提供用于RE的图像信号而无需转换提供的图像信号，对观看区域2、4、6或8提供用于LE的图像信号而无需转换提供的图像信号，从而用户可正确地观看3D图像。

图7示出了观察者(用户1)的RE和LE位于观看区域1和2的情况。

即，图7示出了与图4中观察者(用户1)位于固定观看区域的情况相比主体10顺时针旋转角度α的情况。在这种情况下，用户1的RE和LE分别位于观看区域1和2。这里，陀螺传感器感测主体的改变的姿态并将姿态信息传递到图像转换控制器41。图像转换控制器41基于主体10的旋转角度改变量来确定用户1的RE和LE所位于的观看区域。在用户1的RE和LE分别位于观看区域1和2的情况下，对观看区域1提供用于RE的图像信号而无需转换提供的3D图像，对观看区域2提供用于LE的图像信号而无需转换，从而用户1可以观看3D图像。

相反，当观察者的LE位于观看区域1、3、5或7且观察者的RE位于观看区域2、4、6或8时，需要通过图像转换控制器41进行信号转换。即，通过转换提供的图像信号对观看区域1、3、5或7提供用于LE的图像信号，对观看区域2、4、6或8提供用于RE的图像信号，从而位于固定观看区域的用户1可正确地观看3D图像。

图8示出观察者(用户1)的RE和LE位于观看区域6和7的情况。即，图8示出与图4中观察者(用户1)位于固定观看区域相比主体10逆时针旋转角度β的情况。在这种情况下，用户1的RE和LE分别位于观看区域6和7。这里，陀螺传感器感测主体10的改变的姿态并将姿态信息传递给图像转换控制器41。图像转换控制器41基于主体10的旋转角度改变量来确定用户1的RE和LE所位于的观看区域。在用户1的RE和LE分别位于观看区域6和7的情况下，转换提供的图像信号，然后对观看区域6提供用于RE的转换后的图像信号，对观看区域7提供用于LE的转换后的图像信号，从而用户1可正确地观看3D图像。

如上所述，3D图像显示装置利用安装在主体内的陀螺传感器感测显示器的姿态，根据观察者和显示器之间的相对位置改变来确定提供的3D图像是否已经被转换。因此，消除了观察者不能观看3D图像的死区，从而即使观察者改变他的位置，也可以对观察者的RE提供用于RE的图像并且对观察者的LE提供用于LE的图像。

上述3D图像显示装置可广泛地应用于LCD、PDP、平板显示装置、3D游戏图像显示装置、用于广播的3D电视、用于军事目的的3D显示器、用于模拟训练的3D显示器、用于医学目的的3D显示器以及便携式显示装置。

尽管已经参照本发明的示例性实施例具体地示出和描述了本发明，但是本领域的普通技术人员应该理解，在不脱离由权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，可以在形式和细节上对本发明做出各种改变。

Claims (5)

1.一种3D图像显示装置，包括：

主体；

多视型显示器，提供用于左眼的3D图像和用于右眼的3D图像；

陀螺传感器，安装在所述主体内，用于感测所述显示器的姿态变化；

图像转换控制器，利用由所述陀螺传感器感测到的所述显示器的姿态变化来防止3D图像的转换，从而观察者在所述观察者的右眼和左眼所位于的观看区域中观看用于右眼的图像信号和用于左眼的图像信号。

2.根据权利要求1所述的3D图像显示装置，还包括：

复位部分，设置所述陀螺传感器的初始值，所述复位部分通过观察者的选择将所述显示器的任意位置设置为初始位置。

3.根据权利要求1或2所述的3D图像显示装置，其中，所述图像转换控制器包括用于转换用于左眼的图像信号和转换用于右眼的图像信号的信号转换部分，所述控制器利用所述陀螺传感器感测所述显示器相对于所述观察者的相对位置改变，来判断所述观察者的右眼和左眼是否分别位于右眼的初始观看区域和左眼的初始观看区域；

当所述左眼位于所述右眼的观看区域且所述右眼位于所述左眼的观看区域时，利用所述信号转换部分将用于左眼的图像信号和用于右眼的图像信号相互转换，从而防止提供的3D图像的左右转换。

4.根据权利要求1或2所述的3D图像显示装置，其中，所述陀螺传感器安装在所述主体内部。

5.根据权利要求1或2所述的3D图像显示装置，其中，所述显示器包括：

屏幕，安装在所述主体内并在其上投射由所述控制器选择的3D图像数据；

观看区域分开部分，将投射到所述屏幕上的3D图像分成用于左眼的图像和用于右眼的图像。

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