CN100568053C

CN100568053C - 采用平板显示器的三维图像显示装置

Info

Publication number: CN100568053C
Application number: CNB2006800140316A
Authority: CN
Inventors: 李炳洙
Original assignee: Siliconfile Technologies Inc
Current assignee: SK Hynix System IC Inc
Priority date: 2005-05-09
Filing date: 2006-05-08
Publication date: 2009-12-09
Anticipated expiration: 2026-05-08
Also published as: EP1880244A4; KR100586221B1; CN101167012A; JP2008541165A; US20080158671A1; WO2006121270A1; EP1880244A1

Abstract

提供了一种采用平板显示单元的三维图像显示装置。所述三维图像显示装置包括：平板显示单元、反射入射光的反射板阵列、以及将所述反射板阵列从左到右或从右到左振动的振动器，其中通过所述振动器的振动，所述反射板阵列随时间移动，且其中通过基于反射板阵列的角度改变平板显示单元的图像，从而显示三维图像。所述三维图像显示装置具有以下有益效果：不需要例如特殊眼镜的辅助设备来分辨三维图像；图像质量没有劣化，而图像质量劣化为普通三维图像显示装置的最大缺点；以及所述三维图像的观察不限于一个人。此外，所述三维图像显示装置能够显示多视点图像以及二维和三维图像的选择性呈现。

Description

采用平板显示器的三维图像显示装置

技术领域

本发明涉及一种三维图像显示装置，更特别地，涉及一种采用平板显示单元的三维图像显示装置，该平板显示单元能够通过限制和控制图像显示装置的光反射角度显示双视点及多视点三维图像。

背景技术

通常，将用于显示三维图像的技术分为两类。一类是采用双眼视差的方法，也称为立体技术，另一类是采用多视点技术的方法。在采用双眼视差的方法中，从观察者双眼分辨的三维物体的不同图像中获得图像的三维感觉。采用双凸透镜的方法、采用视差栅栏(parallaxbarrier)的方法、采用偏光膜(polarizing film)的方法、或者采用电子快门(electronic shutter)的方法均认为是采用双眼视差的方法。

在采用多视点技术的方法中，可以观察到三维物体的多个方向的多个图像。因为图像随观察者的移动而移动，所以可有多个观察者观察所述三维图像。采用多视点技术的方法的实施例为采用双凸透镜的方法、采用全息摄影的方法等等。

通常，对于采用平板显示器的三维图像显示装置，采用双凸透镜方法、视差栅栏方法、或者偏光膜方法。在所述方法中，平板显示单元的水平轴的像素显示分为左边图像和右边图像，以使得观察者的双眼分别观察不同的图像，以产生三维图像。

图1示出采用双凸透镜的传统三维图像显示装置。

参照图1，双凸透镜105安装于平板显示单元101上，以使得根据位置顺序将所述平板显示单元的像素的光交替地导向左焦点或右焦点。在与采用双凸透镜的方法类似的采用视差栅栏的方法中，将该视差栅栏(parallax barrier)安装于平板显示单元101上，用于阻挡右边图像信号传向观察者的左眼以得到三维图像。

图2示出采用偏光膜的传统三维图像显示装置。

在采用偏光膜的传统方法中，将彼此具有相互垂直的偏振方向的第一偏光膜205和210顺序放置，观察者通过放置于观察者眼睛上的第二偏光膜225和230观察图像，所述第二偏光膜225和230分别具有与第一偏光膜205和210相同的偏振方向以划分为左边和右边的图像。

在这些方法中，将平板显示单元的一个屏幕分为分别用于观察者左眼和右眼的两个图像，因而图像的质量和亮度减少为普通二维图像的质量和亮度的一半。因此，采用这些方法的三维图像显示装置应具有高亮度和高密度的平板显示单元。为了解决这个问题，提出了采用电子快门的方法。

图3示出采用电子快门的传统三维图像显示装置。

平板显示单元301依此显示右边图像和左边图像，观察者戴着安装有快门的眼镜310，并且具有所述快门的眼镜310与平板显示单元301同步以依此阻挡左眼和右眼。

因此，右边图像信号首先通过打开的右边透镜305，然后左边图像信号通过打开的左边透镜310，以形成三维图像。在采用电子快门方法的显示装置中，观察者应该戴着安装有相当复杂的装置的眼镜。

通常，对于采用多视点技术实现三维图像显示装置，应该使用更为复杂的装置。最好的简单方法是采用双凸透镜的方法。在此方法中，通过在双凸透镜下顺序地排列可从不同方向观察的图像，从而可根据观察者的方向观察不同的图像。

在此方法中，由于将像素的图像分为不同方向的子图像，所以图像质量的损耗非常大，因而需要具有每英寸行数(LPI)超过上千的非常精密的图像以表示出清晰的图像。因此，此方法不可能应用于阴极射线管(CRT)、液晶显示器(LCD)等，因而此方法只能应用于例如图片的印刷媒介(printing medium)。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目标是提供一种采用例如CRT或LCD的普通平板显示单元的三维图像显示装置，其能够防止图像质量和亮度的劣化、选择性地显示二维或三维图像、并且无需例如特殊眼镜的特殊装置便能够显示立体的和多视点的三维图像。

根据本发明的一方面，提供了一种采用平板显示单元的三维图像显示装置，包括：平板显示单元；反射板阵列，其在平板显示单元的像素上垂直放置，并且对应于所述像素相互水平放置；能够控制所述反射板阵列的角度的振动器；其中，通过所述振动器的振动，所述反射板阵列随时间移动，且其中，通过基于反射板阵列角度改变平板显示单元的图像，显示三维图像。此外，可以使用光纤阵列和光吸收板阵列代替所述反射板阵列。

根据本发明的另一方面提供了一种采用平板显示单元的三维图像显示装置，其包括：在观察者的多个观察角度获得图像的图像获得单元；显示从所述图像获得单元传送的图像的平板显示单元；反射板阵列，其在平板显示单元的像素线上垂直放置，并且对应于所述像素相互水平放置；以及放置于反射板阵列的一端的振动器，其从左到右或从右到左地振动所述反射板阵列，其中，通过所述振动器的振动改变所述平板显示单元的发射角度，且其中，在所述发射角度变换过程中当观察者的角度与所述发射角度匹配时，在所述平板显示单元上显示获得的图像，以使得在所述平板显示单元上显示与在预先确定的角度观察的三维物体的图像相同的图像。

附图说明

图1示出了采用双凸透镜的传统三维图像显示装置；

图2示出了采用偏光膜的传统三维图像显示装置；

图3示出了采用电子快门的传统三维图像显示装置；

图4示出了根据本发明实施方式的、采用双眼视差的、具有平板显示单元的三维图像显示装置；以及

图5示出根据本发明实施方式的、采用多视点技术的、具有平板显示单元的三维图像显示装置。

具体实施万式

在下文中，将参照附图详细说明本发明。

图4示出根据本发明实施方式的采用双眼视差的具有平板显示单元的三维图像显示装置。

所述三维图像显示装置包括平板显示单元401、反射板阵列405、以及振动器410。平板显示单元401为一组构成LCD或PDP(等离子体显示板)的单位像素。反射板阵列405反射入射光，而振动器通过振动改变所述反射板阵列的角度。

现在将参照图4示出的组件对根据本发明实施方式的采用平板显示单元的三维图像显示装置的工作进行说明。

分别将平板显示单元401和反射板阵列405水平排列，其中反射板阵列405相对于平板显示单元401的像素垂直放置。通过振动控制反射板阵列的角度的振动器410位于反射板阵列405的一端。通过振动，随时间改变所述反射板阵列的角度，且反射板阵列405反射从每一像素发出的光，以使其在与反射板阵列405角度相同的方向上直线传播。

通过根据反射板阵列405的角度改变平板显示单元401的图像，所述装置可用作采用双视点的三维图像显示装置。换句话说，当反射板或挡板指向左边时，平板显示单元401显示左边的图像，而当反射板或挡板指向右边时，平板显示单元401显示右边的图像，因此观察者可识别具有双眼视差的三维图像。

另外，当不管反射板阵列405的角度如何都显示相同的图像时，观察者能观察二维平面图像，因此不需要附加装置就可在二维和三维图像显示装置之间转换。

可将反射板阵列405替换为光纤阵列或不透明的光吸收板。当将反射板阵列405替换为光纤阵列时，光在所述光纤的方向上直线传播，且所述光纤阵列起到与反射板阵列405相同的作用。当将反射板阵列405替换为光吸收板时，除了预定方向的光外大部分光被吸收，以减少图像的亮度。采用平板显示单元的三维图像显示装置采用多种方法防止所述预定方向的光进入未处于预定方向的区域。

图5示出根据本发明实施方式的采用多视点技术的具有平板显示单元的三维图像显示装置。

分别将平板显示单元501和在平板显示单元501的像素上垂直放置的反射板阵列505水平放置。通过振动控制反射板阵列的角度的振动器510位于反射板阵列505的一端。通过振动，随时间改变所述反射板阵列的角度，且反射板阵列505反射从每一像素发出的光，以使其在与反射板阵列505角度相同的方向上直线传播。

另外，反射板阵列505由支承元件515支承，支承元件515使全部反射板阵列505能够维持同样的角度被移动。

基于观察者的角度530，物体525具有不同的二维图像。因而，使用图像获得单元以根据观察者的角度(530)获得图像，且该图像获得单元可以为照相机540或计算机的图像处理工具。

根据本发明实施方式，当采用平板显示单元的三维图像显示装置显示由所述图像获得装置获得的多个图像时，通过振动器510的振动改变每一像素的发射角度520，且在所述发射角度改变过程中当观察者的角度与发射角度匹配时，在平板显示单元501上显示图像，以使观察者能够观察到与从预先确定的角度观察到的三维物体525的图像相同的图像。因此，不管观察者的角度如何，观察者都能分辨三维物体。

虽然参照示例性实施方式对本发明进行了具体的描述和说明，本领域的技术人员将会理解，本发明在形式和细节上可具有各种改变，而不偏离其精神和范围，本发明的范围由权利要求限定。

工业应用性

因此，本发明的优点在于防止图像质量劣化，因为其不需要像采用双凸透镜或偏光膜时需要的那样，将平板显示单元的一个屏幕分为用于左边和右边图像的两个图像。

本发明的优点在于观察者能够分辨强于普通二维显示装置的光，因为当采用反射板阵列405或505时，所有的发射光都指向观察者，从而不发生光的损耗。

当将反射板阵列405或505替换为光纤阵列时，能够获得同样的效果，因为所述光纤阵列与反射板阵列405和505具有同样的性质。当将反射板阵列替换为光吸收板时，大部分光被吸收，只传播预先确定方向上的光，以使得观察者观察到比在采用反射板阵列的情况下更暗的图像。

Claims

1.一种采用平板显示单元的三维图像显示装置，包括：

平板显示单元；

反射板阵列，其相对于平板显示单元的像素线垂直放置，并且对应于所述像素相互水平排列；以及

振动器，其放置于所述反射板阵列的一端，并从左到右或从右到左地振动所述反射板阵列，

其中，通过所述振动器的振动，所述反射板阵列随时间移动，以及

通过基于所述反射板阵列的角度改变所述平板显示单元的图像，显示三维图像。

2.如权利要求1所述的三维图像显示装置，其中当所述反射板阵列移向左边时，所述平板显示单元显示左边的图像，而当所述反射板阵列移向右边时，所述平板显示单元显示右边的图像。

3.如权利要求1所述的三维图像显示装置，其中当不管所述反射板阵列如何运动，都在所述平板显示单元上显示相同的图像时，所述三维图像显示装置转换为二维图像显示器。

4.如权利要求1所述的三维图像显示装置，其中将所述反射板阵列替换为光纤阵列。

5.如权利要求1所述的三维图像显示装置，其中将所述反射板阵列替换为光吸收板阵列。

6.一种采用平板显示单元的三维图像显示装置，包括：

图像获得单元，在观察者的多个观察角度获得图像；

平板显示单元，显示从所述图像获得单元传送的图像；

反射板阵列，其在所述平板显示单元的像素线上垂直放置，并且对应于所述像素相互水平放置；以及

其中通过所述振动器的振动改变所述平板显示单元的发射角度，且

其中在所述发射角度变化过程中，当所述发射角度与观察者的角度匹配时，将获得的图像显示于所述平板显示单元，以使得在所述平板显示单元上显示与在预定角度观察的三维物体的图像相同的图像。

7.如权利要求6所述的三维图像显示装置，其中所述图像获得单元为照相机或计算机的图像处理工具。

8.如权利要求6所述的三维图像显示装置，其中所述反射板阵列由支承元件支承，以使得全部所述反射板阵列的角度变为相同的值。

9.如权利要求6所述的三维图像显示装置，其中将所述反射板阵列替换为光纤阵列。

10.如权利要求6所述的三维图像显示装置，其中将所述反射板阵列替换为光吸收板阵列。