CN102074037B - 一种3d图像显示的处理装置及其处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种3D图像显示的处理装置及其处理方法，其装置设置在显示装置的光出射面，包括：传感器和图像处理模块；所述传感器用于检测显示装置显示图像的奇偶帧信号，并将信号发送给图像处理模块；所述图像处理模块包括旋光组件和开关控制单元；所述开关控制单元用于控制所述旋光组件对显示装置发出的光线隔帧进行90度旋转处理，并使经该旋光组件处理和未经处理的光线，依时序交替射出。本发明由于采用了图像处理模块对入射其中的光线隔帧旋转90度，使该图像处理模块出射的奇偶帧图像光线的状态相互垂直，实现了观众通过佩戴镜片与两偏振光方向相应的偏光眼镜看到清晰的3D图像。

Description

一种3D图像显示的处理装置及其处理方法

技术领域

本发明涉及图像显示技术领域，特别涉及一种3D图像显示的处理装置及其处理方法。 

背景技术

随着人们生活水平的提高，3D影像显示技术使用越来越普遍，3D影像显示技术大致可分为两类，分别为戴眼镜式和裸眼式。3D影像显示技术的原理是基于人类以通过右眼和左眼所看到的物体的细微差异来感知物体的深度，从而识别出立体图像。其问题的关键在于如何将“右眼用”和“左眼用”的两组影视如何分配给左右眼。

然而，用来解决这一问题的一个工具是以往所使用的专用眼镜，其原理是通过把两组镜头分别设为不同的颜色，使其中的一组影视只进人左眼或右眼即可。其中较为广泛采用的方法是戴眼睛偏光法，也就是以人眼观察景物的方法，这种方法具体为：利用两台并列安置的电影摄影机，分别代表人的左眼和右眼，同步拍摄出两条略带水平视差的电影画面，然后将这两条电影胶片分别装入左、右电影放映机，并在放映镜头前分别装设两个偏振轴互成90度的偏振镜。两台放映机需同步运转，同时将画面投放在金属银幕上，形成左像右像双影。观众戴上特制的偏光眼镜后，由于眼镜的左、右两片偏光镜的偏振轴互相垂直，并分别与放映镜头前的偏振轴一致。当这两个图像分别投入人的眼睛中，进而通过人的双眼汇聚功能将左、右像叠在视网膜上，并由大脑神经产生三维立体的视觉效果，也就呈现了连贯的立体电影画面。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种3D图像显示的处理装置及其处理方法，能通过图像处理模块对显示装置发出的光线隔帧进行90度旋转处理，并使经该图像处理模块处理和未经处理的光线，依时序射出，使得该图像处理模块出射的奇偶帧图像光线状态相互垂直，观众通过佩戴偏光方向与两偏振光方向相应的偏光眼镜可以看到清晰的3D图像。

为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：

一种3D图像显示的处理装置，设置在显示装置的光出射面，其中，所述处理装置包括：传感器和图像处理模块；

所述传感器与所述图像处理模块连接，用于检测所述显示装置的奇偶帧信号，并将信号发送给图像处理模块；

所述图像处理模块包括旋光组件和开关控制单元；所述开关控制单元用于控制所述旋光组件对显示装置发出的光线隔帧进行90度旋转处理，并使经该旋光组件处理和未经处理的光线，依时序交替射出。

所述的处理装置，其中，所述图像处理模块还包括偏光组件，所述偏光组件设置在所述旋光组件的光入射面，用于将显示装置的出射光线转变成线偏振光；

所述旋光组件包括第一液晶玻璃基板，第二液晶玻璃基板，以及设置在所述第一液晶玻璃基板和第二液晶玻璃基板之间的液晶分子；

在显示装置显示奇数帧图像时，开关控制单元关断液晶分子的通电电路，所述液晶分子对偏光组件出射的偏振光进行90度旋转，并通过第二液晶玻璃基板出射；在显示装置显示偶数帧图像时，开关控制单元保持液晶分子的通电状态，液晶分子在电场的作用下，垂直有序地排列，然而不对所述偏光组件出射的偏振光作旋转处理，偏振光直接通过第二液晶玻璃基板出射。

所述的处理装置，其中，所述显示装置为出射光为非偏振光的显示装置。

所述的处理装置，其中，所述旋光组件包括旋光晶体。

一种3D图像显示的处理方法，3D图像显示的处理装置设置在显示装置的光出射面，其包括：传感器和图像处理模块，所述图像处理模块包括旋光组件和开关控制单元；所述旋光组件包括第一液晶玻璃基板，第二液晶玻璃基板，以及设置在所述第一液晶玻璃基板和第二液晶玻璃基板之间的液晶分子；所述的处理方法包括以下步骤：

A、所述传感器检测显示装置的奇偶帧信号，并将信号发送给图像处理模块；

B、在显示装置显示奇数帧图像时，开关控制单元关断液晶分子的通电电路，所述液晶分子对偏光组件出射的偏振光进行90度旋转，并通过第二液晶玻璃基板出射；在显示装置显示偶数帧图像时，开关控制单元保持液晶分子的通电状态，液晶分子在电场的作用下，垂直有序地排列，然而不对所述偏光组件出射的偏振光作旋转处理，偏振光直接通过第二液晶玻璃基板出射，并使经该旋光组件处理和未经处理的光线，依时序交替射出。

所述的处理方法，其中，所述图像处理模块还包括偏光组件，在步骤B之前进一步包括：

B0、通过偏光组件将显示装置的出射光线转变成线偏振光。

本发明提供的一种3D图像显示的处理装置及其处理方法，其装置由于采用了图像处理模块对显示装置发出的光线隔帧进行90度旋转处理，并使经该图像处理模块处理和未经处理的入射光线，依时序射出，使得该图像处理模块出射的奇偶帧图像光线状态相互垂直，实现了观众通过佩戴偏光方向与两偏振光方向相应的偏光眼镜看到清晰的3D图像。 

附图说明

图1为本发明3D图像显示的处理装置的结构框图。

图2为本发明3D图像显示的处理装置设置在显示装置前端的示意图。

图3为本发明3D图像显示的处理装置的图像处理模块的结构框图。

图4为本发明一较佳实施例未通电状态的示意图。

图5为图4通电状态的示意图。

图6为偏光眼镜的示意图。

图7为本发明另一较佳实施例的工作状态示意图。

图8为图7的应用实施例的示意图。

图9为本发明的3D图像处理方法流程图。 

具体实施方式

本发明提供一种3D图像显示的处理装置及其处理方法，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实例对本发明进一步详细说明。

请参阅图1，图2，本发明提供的3D图像显示的处理装置设置在显示装置101的光出射面，通过奇偶分帧处理的方式实现3D图像的显示，所述3D图像显示的处理装置包括：传感器100和图像处理模块200。传感器100连接图像处理模块200，用于检测所述显示装置的奇偶帧信号，并将检测的奇偶帧信号实时发送给图像处理模块200。传感器100确定视频的奇偶帧信号可以通过检测场消隐信号以随机的方式确定，若选定当前帧是奇数帧，则下一帧即为偶数帧，同理，若选定当前帧是偶数帧，则下一帧即为奇数帧。

请一并参阅图3，所述图像处理模块200设置在显示装置出射光线的光路上，其包括旋光组件330和控制旋光组件旋光功能开启与否的开关控制单元310。旋光组件330能对入射其中的线偏振光的偏振状态进行旋转，本发明的目的是实现3D显示，选用的旋光组件330对入射其中的线偏振光的状态进行90度的旋转，如果进入其中的是水平方向的偏振光，经其旋转后则变为垂直方向的偏振光出射。开关控制单元310根据传感器100发出的信号，对旋光组件330进行控制，使旋光组件330对显示装置发出的光线隔帧进行90度旋转处理，实现经该旋光组件旋光处理和未经旋光处理的光线交替出射。

当上述图像处理模块200应用于出射光为非偏振光的显示装置时，如显示装置为CRT显示器，投影仪，等离子，多媒体显示器等，所述图像处理模块200还包括一偏光组件320，所述偏光组件320设置在旋光组件330的光入射面，所述偏光组件320用于改变显示装置的出射光状态，将显示装置的出射光线转变成线偏振光进入旋光组件330。旋光组件330通过开关控制单元310控制，对入射其中的奇数帧图像光线或者对偶数帧图像光线择一进行旋转90度，并与未经该旋光组件处理的相应帧的光线，依帧图像显示的时序交替射出，使得从旋光组件330出射的奇偶帧光线的状态相互垂直。此时，观众通过佩戴左右眼偏振方向相互垂直的偏光眼镜（如图6所示），可以看到清晰的3D图像。

应当说明的是，当显示装置101为液晶显示装置时，由于液晶显示装置的出射光本身就是线偏振光，其出射光的状态无需再藉由偏光组件320改变状态。因此，实际使用中的图像处理模块200应用于液晶显示装置时，直接通过开关控制单元310和旋光组件330对液晶显示装置显示的帧图像的光线进行隔帧旋转，其工作原理和上述原理相同，在此不作赘述。

本发明提供的一较佳实施例，请参阅如图3至图5，所述图像处理模块200设置在CRT显示器的光出射面，所述旋光组件330为液晶盒，并设置在偏光组件330的出射光线的光路上，其包括第一液晶玻璃基板331，第二液晶玻璃基板333，以及设置在所述第一液晶玻璃基板331和第二液晶玻璃基板333之间的液晶分子332。所述旋光组件330通过所述开关控制单元310控制液晶盒中的液晶分子332通电与否，来实现对旋光组件330的控制。本实施方式具体为：在显示装置显示奇数帧图像时，开关控制单元310关断液晶分子332的通电电路，所述液晶分子332对偏光组件320出射的偏振光进行90度旋转，并通过第二液晶玻璃基板333出射；在显示装置显示偶数帧图像时，开关控制单元310保持液晶分子332的通电状态，液晶分子332在电场的作用下，垂直有序地排列，然而不对所述偏光组件320出射的偏振光作旋转处理，偏振光直接通过第二液晶玻璃基板333出射。如此通过开关控制310单元控制液晶盒的工作状态，使奇偶帧的出射光线的状态相互垂直。当然，本实施例还可以通过开关控制单元310控制旋光组件330对入射其中的偶数帧图像的光线进行旋转，而对入射其中的奇数帧图像的光线不作旋转处理。

本发明提供的另一较佳实施例，请参阅图3和图7，图像处理模块设置在CRT显示器出射光线的光路上，所述旋光组件330包括旋光晶体340，并且将所述旋光晶体340设置在偏光组件320光出射面。本实施例的图像处理装置通过所述开关控制单元310控制所述旋光晶体330是否处于所述偏光组件320的出射光路上，来实现是否对偏光组件320出射的偏振光旋转。其工作原理为：当显示装置显示奇数帧图像时，开关控制单元310开启，使旋光晶体340置于所述偏光组件320的出射光路上，所述旋光晶体340将入射其中的偏振光旋转90度；当显示装置显示偶数帧图像时，开关控制单元310关闭，使所述旋光晶体340离开偏光组件的出射光路，此时偏光组件320直接出射偏振光。当然，本实施例还可以通过开关控制单元310控制旋光晶体340对偶数帧图像的光线进行旋转处理，即当显示装置显示偶数帧图像时，将旋光晶体340置于偏光组件320的出射光路上，而当显示装置显示奇数帧图像时，使旋光晶体340离开偏光组件320的出射光路。

以下采用旋光晶体将显示装置显示的图像转变成3D图像的应用实施例，对本发明的3D图像显示的处理装置的应用进行详细说明：

如图8所示，在DLP（Digital Light Processing，数据光处理）投影仪的镜头前放置一个图像处理模块200，系统开启时，显示装置101显示的光线经过投影仪700的色盘701，再通过反射镜702，然后从投影仪的镜头（图中未标出）出射，从投影仪出射的光线，先经偏光组件320转变成线偏振光出射，此时，当传感器检测到显示装置101显示奇数帧图像时，开关控制单元开启，使旋光晶体340置于投影仪镜头的出射光路上，所述旋光晶体340将入射其中的偏振光旋转90度，当显示装置101显示偶数帧图像时，开关控制单元关闭，使旋光晶体340离开投影仪镜头的出射光路，此时，偏光组件320直接出射线偏振光。如此，通过开关控制单元控制旋光晶体对奇数帧图像的光线或偶数帧图像的光线进行旋转，经过旋光晶体340旋转处理和未经旋光晶体旋转的偏振光分别传送到佩戴夹角成90度偏光眼镜（如图6所示）的观众的左右眼睛中，从而使观众看到清晰的三维立体图像。

基于上述装置，本发明还对应提供一种3D图像显示的处理方法，3D图像显示的处理装置设置在显示装置的光出射面，其包括：传感器和图像处理模块，所述图像处理模块包括旋光组件、偏光组件和开关控制单元。所述的处理方法如图9所示，包括以下步骤：

110、传感器检测显示装置的奇偶帧信号，并将信号发送给图像处理模块。

120、通过偏光组件将显示装置的出射光线转变成线偏振光。

130、由开关控制单元控制旋光组件对显示装置发出的奇数帧图像光线或者偶数帧图像光线择一进行旋转90度处理，并使经该旋光组件处理和未经处理的入射光线，依时序交替射出。本实施方式中，开关控制单元根据传感器发送的信号，对旋光组件进行控制，使旋光组件对显示装置的奇数帧图像或者偶数帧图像的光线进行旋转处理，并使经该旋光组件处理和未经处理的入射光线，依帧图像显示的时序交替射出。

其中，步骤120为本实施例的可选步骤，当显示装置为液晶显示装置时，由于液晶显示装置直接出射线偏振光，无需经过偏光组件改变光的状态，所以此时可省略步骤120。

以下提供一具体实施例对上述方法的过程进行详细说明：

本实施例的3D图像显示的处理装置设置在CRT显示器的光出射面，其包括：传感器和图像处理模块；所述图像处理模块依光的进入方向依次包括：偏光组件，旋光组件，以及一控制旋光组件旋光功能开启与否的开关控制单元。

首先，通过传感器检测CRT显示器当前显示的是奇数帧图像还是偶数帧图像，然后由偏光组件将CRT显示器发出的光线转变成线偏振光出射，并进入图像处理模块。当传感器检测显示装置显示奇数帧图像时，开关控制单元开启，使旋光组件对偏光组件出射的偏振光进行90度旋转，当传感器检测显示装置显示的图像为偶数帧时，开关控制单元关闭，使旋光组件对偏光组件出射的偏振光不做旋转处理，并且将经过旋光组件旋光处理的偏振光和未经旋光组件旋光处理的偏振光，依帧图像显示的时序交替出射。此时，经旋光组件出射的奇偶帧光线的状态相互垂直，观众通过佩戴偏光方向与两偏振光方向相应的偏光眼镜，便能看到清晰的3D图像。

从上述过程可以看出，本发明通过在显示装置的光出射面设置一光学处理装置（图像处理模块），通过电子开关控制光学处理装置对显示装置不同帧序列的出射光进行旋转处理，实现了不同帧序列的光线的偏振角度的差别，观众通过佩戴左右眼偏振方向相互垂直的偏光眼镜（如图6所示），使得左右眼看到差异化的图像视频，从而产生视觉上的立体感受，实现3D立体显示。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。 

Claims (4)

1.一种3D图像显示的处理装置，设置在显示装置的光出射面，所述处理装置包括：传感器、偏光组件和图像处理模块；所述传感器与所述图像处理模块连接，用于检测所述显示装置的奇偶帧信号，并将信号发送给图像处理模块；所述图像处理模块包括旋光组件和开关控制单元；所述开关控制单元用于控制所述旋光组件对显示装置发出的光线隔帧进行90度旋转处理，并使经该旋光组件处理和未经处理的光线，依时序交替射出；其特征在于，所述显示装置为DLP投影仪，系统开启时，显示装置显示的光线经过投影仪的色盘，再通过反射镜，然后从投影仪的镜头出射； 

所述偏光组件设置在所述旋光组件的光入射面，用于将所述显示装置的出射光线转变成线偏振光；

所述旋光组件包括第一液晶玻璃基板，第二液晶玻璃基板，以及设置在所述第一液晶玻璃基板和第二液晶玻璃基板之间的液晶分子；

在显示装置显示奇数帧图像时，开关控制单元关断液晶分子的通电电路，所述液晶分子对偏光组件出射的偏振光进行90度旋转，并通过第二液晶玻璃基板出射；在显示装置显示偶数帧图像时，开关控制单元保持液晶分子的通电状态，液晶分子在电场的作用下，垂直有序地排列，然而不对所述偏光组件出射的偏振光作旋转处理，偏振光直接通过第二液晶玻璃基板出射。

2.根据权利要求1所述的处理装置，其特征在于，所述显示装置为出射光为非偏振光的显示装置。

3.根据权利要求2所述的处理装置，其特征在于，所述旋光组件包括旋光晶体。

4.一种3D图像显示的处理方法，3D图像显示的处理装置设置在显示装置的光出射面，其包括：传感器、偏光组件和图像处理模块，所述图像处理模块包括旋光组件和开关控制单元；其特征在于，所述显示装置为DLP投影仪，系统开启时，显示装置显示的光线经过投影仪的色盘，再通过反射镜，然后从投影仪的镜头出射；所述旋光组件包括第一液晶玻璃基板，第二液晶玻璃基板，以及设置在所述第一液晶玻璃基板和第二液晶玻璃基板之间的液晶分子；所述的处理方法包括以下步骤：

A、所述传感器检测显示装置的奇偶帧信号，并将信号发送给图像处理模块；

B0、通过偏光组件将显示装置的出射光线转变成线偏振光；

B、在显示装置显示奇数帧图像时，开关控制单元关断液晶分子的通电电路，所述液晶分子对偏光组件出射的偏振光进行90度旋转，并通过第二液晶玻璃基板出射；在显示装置显示偶数帧图像时，开关控制单元保持液晶分子的通电状态，液晶分子在电场的作用下，垂直有序地排列，然而不对所述偏光组件出射的偏振光作旋转处理，偏振光直接通过第二液晶玻璃基板出射，并使经该旋光组件处理和未经处理的光线，依时序交替射出。

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