CN102196278B

CN102196278B - 显示设备、系统和用于该设备的眼镜

Info

Publication number: CN102196278B
Application number: CN201010571291.1A
Authority: CN
Inventors: 下山贤一; 三岛直
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2010-03-05
Filing date: 2010-12-03
Publication date: 2014-06-11
Anticipated expiration: 2030-12-03
Also published as: JP2011188118A; CN102196278A; US8860791B2; US20110216175A1; JP4951076B2

Abstract

本发明提供一种显示设备、系统和用于该设备的眼镜。根据一个实施方式，立体显示设备(100)用于对显示图像进行三维显示，以使观看者能够通过眼镜来观看该显示图像。该设备包括：接收单元(110)、显示存储单元(120)、控制器(130)、调整单元(140)和显示单元(150)。接收单元从眼镜(200)接收眼镜信息，所述眼镜信息用于识别所述眼镜的属性。显示存储单元存储参数信息，所述参数信息与所接收的眼镜信息相对应，并且用于控制在显示所述显示图像时所述显示图像的质量。控制器根据所述参数信息生成图像控制信息。调整单元根据所述图像控制信息调整所述显示图像，以生成调整后的显示图像。显示单元显示调整后的显示图像。

Description

显示设备、系统和用于该设备的眼镜

技术领域

这里所述的实施方式一般地涉及一种用于显示三维图像的显示设备、系统和用于观看图像的眼镜。

背景技术

作为用于观看三维图像的方式，已知应用用于观看图像的眼镜的方式。在该方式中，与通过裸眼观看二维图像的标准情况不同，使用了眼镜。已经提出以下技术：消除与通过眼镜的液晶快门观看三维图像的情况和通过裸眼观看二维图像的情况之间的亮度、对比度、白平衡等方面的差异相关的不适感(例如参见JP-A 10-276456(公开))。JP-A 10-276456公开了如下技术：利用二维视频信号和三维视频信号校正视频图像的质量，从而使得能够观看优质的三维图像。而且，三维图像的特性之一为立体效果。已经提出一种使观看者手动地调整立体视频图像的立体效应的技术(例如参见JP-A 2000-78615(公开))。JP-A 2000-78615公开了如下技术：例如使用远程控制器并通过从外部输入的视差操作信号来调整立体效应。利用该技术，即使在摄影时假定的显示屏的尺寸不同于实际显示屏的尺寸，也可以正确地识别立体视频图像。

一般地，当观看者观看三维图像时，会感觉到非常不同于二维图像。因此，按照观看者的感觉来调整三维图像是很重要的。上述现有技术没有考虑到这一点。在这些技术中，每个观看者需要在希望时进行调整，对于他们来说非常不方便和麻烦。

发明内容

一般地，根据一个实施方式，立体显示设备用于对显示图像进行三维显示，以使观看者能够通过眼镜来观看该显示图像。该设备包括：接收单元、显示存储单元、控制器、调整单元和显示单元。所述接收单元从眼镜接收眼镜信息，所述眼镜信息用于识别所述眼镜的属性。所述显示存储单元存储参数信息，所述参数信息与所接收的眼镜信息相对应，并且用于控制在显示所述显示图像时所述显示图像的质量。所述控制器根据所述参数信息生成图像控制信息。所述调整单元根据所述图像控制信息调整所述显示图像，以生成调整后的显示图像。所述显示单元显示所述调整后的显示图像。

附图说明

图1是示出根据第1实施方式的立体显示系统的框图。

图2是用于说明根据第1实施方式的立体显示系统的操作的流程图。

图3是用于说明根据第2实施方式的立体显示系统的操作的流程图。

图4是示出根据第3实施方式的眼镜的结构的框图。

图5是示出根据第4实施方式的立体显示系统的框图。

图6是用于说明根据第5实施方式的立体显示系统的操作的流程图。

具体实施方式

以下对实施方式进行说明。在这些实施方式中，相同的附图标记表示相同的要素，并且不作重复的说明。

(第1实施方式)

在根据第1实施方式的立体显示系统中，通过眼镜来实现立体显示。在该系统中应用的使用眼镜的立体显示方式可以是时间分割方式、空间分离方式等。

图1示出第1实施方式的立体显示系统。如图所示，立体显示系统包括：显示设备100，用于显示三维图像；和眼镜200，使观看者能够立体地观看显示在显示设备100上的图像。优选地，显示设备100的立体显示方式应当与眼镜200的立体显示方式相对应。

例如，有如下的时间分割方式的例子：每隔一帧分别显示用于右眼和左眼的图像。这种情况下，优选地，眼镜200应构成为使得用于右眼和左眼的图像与图像的显示同步地分离。为此，眼镜200可能是快门方式。快门方式的眼镜200具有各自的快门功能。通过打开和关闭快门(未图示)，可以分离针对观看者的右眼和左眼显示的图像。第1实施方式的立体显示系统可以应用场顺序方式或帧顺序方式。

另外，有如下的空间分割方式的例子：在显示屏上每隔一个水平或垂直行分别显示用于右眼和左眼的图像。这种情况下，根据用于右眼和左眼的图像的位置，在显示屏上安装具有不同的偏振方向的偏振滤波器(未图示)。同样，在左右眼镜200上安装具有对应的偏振方向的偏振滤波器(未图示)，以分离将被引导到观看者的左眼和右眼的图像。可替代地，可以应用浮雕方式或浓度差方式。同样，在这些情况下，应当使眼镜的方式与显示设备的方式相对应。

第1实施方式应用如下方式：利用时间分割方式的眼镜来进行立体显示。

眼镜200包括：眼镜信息存储单元210，用于存储用于识别眼镜200的属性的眼镜信息；和发送单元220，用于向显示设备100发送眼镜信息。

眼镜信息存储单元210存储用于识别眼镜200的属性的眼镜信息。不一定总是需要将一副眼镜与另一副眼镜相区分。只要能够区分用于各个使用目的的属性即可。可以有各种类型的眼镜信息以指示眼镜的属性。例如，可以应用以下信息项：

(1-1)眼镜固有的ID号；

(1-2)观看期间房间的亮度或观看时刻等环境信息；

(1-3)要观看的内容的类型等内容信息；

(1-4)年龄、性别、视力等观看者的身体信息；

(1-5)观看者喜好的图像质量(较亮、较暗、较鲜明)等图像质量嗜好信息；

(1-6)观看者喜好的内容类型等内容嗜好信息；

(1-7)快乐或悲伤等观看者的心理信息；

(1-8)观看者在观看期间的姿势(躺着、坐着)等姿势信息；

(1-9)指示眼镜200是成人眼镜还是儿童眼镜的信息。

眼镜信息存储单元210根据需要保持一个或多个上述的眼镜信息项。

显示设备100包括：接收单元110，用于从发送单元220接收眼镜信息；显示存储单元120，用于存储用于控制所显示的输入图像的质量的参数信息；控制器130，用于根据与由接收单元110接收的眼镜信息相对应的参数信息，生成图像控制信息；调整单元140，用于根据图像控制信息调整输入图像，以生成显示图像；和显示单元150，用于对显示图像进行显示。

输入图像可以是由任意设备或介质输入的图像。例如，可以经由HDD等记录介质输入，由经由网络连接的外部设备输入，或者经由用于电视机的广播波输入。另外，输入图像可以是立体图像或标准二维图像。并且，可以将从二维图像生成的立体图像用作输入图像。

接收单元110从发送单元220接收眼镜信息。此时可以应用任何公知的通信方法。例如，可以是有线通信。但这需要电缆，因此优选为无线通信。

显示存储单元120保持用于控制图像质量的参数信息。可以使用下述参数来控制图像质量：

(2-1)如亮度、对比度、颜色强度、色调等可以对二维图像和三维图像共用的参数；

(2-2)如视差、可感知突出量、立体效应等三维图像所固有的参数；

(2-3)如外部端子输入、电视广播波、由调谐器选择的频道等用于选择输入图像的参数。

可以保持上述以外的参数信息来控制图像质量。这些参数信息与眼镜信息相关联地存储。还可以另外存储不与眼镜信息对应的其它可推荐的参数信息。

控制器130对由接收单元110接收的眼镜信息进行分析，并且从显示存储单元120中读出与分析结果相对应的参数信息，以生成图像控制信息。例如，当眼镜信息ID指示眼镜200所固有的ID时，与该ID相关联地存储的参数信息被读出并用作图像控制信息。这种情况下，优选地将反映观看者的嗜好的参数设定为参数信息。

例如，当接收到指示观看者为成人或儿童的眼镜信息时，与所接收的眼镜信息相对应的参数信息被读出并用作图像控制信息。一般情况下，儿童的两眼之间的距离短于成人的两眼之间的距离。因此，针对儿童设定将视差设定为与成人的情况相比较低的值的参数信息。这使儿童可以在没有眼睛疲劳的状态下观看立体视频图像。另外，如果不存在与所接收的眼镜信息相对应的参数信息，则将预先准备的上述可推荐的参数信息用作图像控制信息。

调整单元140利用由控制器130生成的图像控制信息，调整由图像输入单元输入的图像以生成显示图像。如果图像控制信息包含用于输入图像选择的参数或者指示调整单元140例如在二维图像显示和三维图像显示之间切换显示模式的参数，则调整单元140执行对应的输入图像切换。此后，如果图像控制信息包含诸如亮度、对比度、颜色强度、色调、视差和立体表现范围等与图像质量有关的信息，则调整单元140执行对应的图像质量调整。此时，可以通过已知方法来进行三维图像固有的图像质量调整，例如可感知突出量的调整。例如，为了增加可感知突出量，如果将用于左眼的图像向右移动并且将用于右眼的图像向左移动，则整个图像看起来好象靠近了观看者。相反，为了减小可感知突出量，如果将用于左眼的图像向左移动并且将用于右眼的图像向右移动，则整个图像看起来好象远离了观看者。当然可以采用上述以外的方法来进行三维图像固有的图像质量调整，例如可感知突出量的调整。

显示单元150显示由调整单元140调整后的显示图像。后面将以液晶显示器作为显示单元150的例子进行说明。但是，显示单元150不限于此，还可以是等离子显示器或投影仪。另外，显示单元150还可以能够显示二维图像。

图2是用于说明第1实施方式的立体显示系统的操作的流程图。

发送单元220从眼镜信息存储单元210读出眼镜信息，并将其发送给立体显示设备100(S001)。接收单元110接收眼镜信息(S002)。控制器130分析眼镜信息并且从显示存储单元120读出与该眼镜信息对应的参数信息，以生成图像控制信息(S003)。调整单元140生成与图像控制信息相对应的显示图像(S004)。显示单元150显示图像(S005)。

(变形1)

尽管未图示，但可以应用使观看者能够操作参数信息的手段。利用该手段，例如通过外部输入来进行改变所存储的例如参数信息等信息的操作。可以使用各种操作方法。

例如，操作方法包括以下方法：

(1)在眼镜中组装用于选择参数信息的开关；

(2)例如经由远程控制器输入参数信息；

(3)例如经由与显示设备连接的PC输入参数信息；

(4)通过对显示设备的输入来输入参数信息；

(5)经由直接插入显示设备的外部存储器来输入参数信息。

操作方法不限于上述，可以包括任意其它适当的操作方法。

(第2实施方式)

根据第2实施方式的立体显示系统与图2所示的立体显示系统的不同在于当由多副眼镜200发送了眼镜时执行的操作。当接收到多个眼镜信息项时，使用多个参数信息项。这种情况下，参数信息项不能被直接用作图像控制信息。因此，显示存储单元120保持用于计算每个参数和眼镜信息项的优先权的优先权信息。控制器130根据优先权信息计算由接收单元110接收的每个眼镜信息项的优先权。控制器130还根据与每个眼镜信息项对应的参数信息和所计算的优先权来计算图像控制信息。

由显示存储单元120保持的优先权信息与某一规则相关联，按照该规则来确定应向多个眼镜信息项中的哪些给予更高优先权。例如，可以是规定具有较低ID号的眼镜信息具有较高优先权的规则。也可以应用将与眼睛疲劳有关的安全性视为重要的规则。这种情况下，例如对于儿童、老人和视力不好的人分别给予高于成人、年轻人和视力好的人的优先权。也可以应用上述以外的任何其它适当的规则。

图3示出第2实施方式的立体显示系统的操作。

控制器130确定接收单元110是否接收到多个眼镜信息项(S301)。如果接收到多个眼镜信息项(S301：是)，则控制器130根据优先权信息计算与该多个眼镜信息项对应的优先权等级(S302)。优先权等级可以表现为例如特定的数值或者指示眼镜信息项的顺序的等级。

控制器130利用与眼镜信息对应的参数信息和优先权信息计算图像控制信息(S303)。更具体地说，根据优先权信息来合成或选择参数信息，并且使用所得到的参数信息作为图像控制信息。可以使用各种方法以根据优先权信息从参数信息来合成图像控制信息。例如，可以应用下述方法：

(3-1)选择与最高优先权的眼镜信息对应的参数信息；

(3-2)使用与眼镜信息对应的所有参数信息的平均；

(3-3)使用与眼镜信息对应的所有参数信息的基于优先权信息的加权平均；

(3-4)使用与眼镜信息对应的所有参数信息的中值；

(3-5)使用与眼镜信息对应的所有参数信息的加权中值；

(3-6)使用与眼镜信息对应的所有参数信息的最频值；

(3-7)事先设定推荐参数，使用与眼镜信息项对应的所有参数信息项中的最接近推荐参数的一个参数信息；

(3-8)使用最后用于观看的参数信息项中的一个；

(3-9)使用最先用于观看的参数信息项中的一个。

也可以应用上述以外的方法。另外，可以针对诸如“亮度”、“对比度”、“立体效应”等包括在参数信息中的不同要素使用相同的调整方法或不同的调整方法。

如上述情况(3-2)、(3-4)～(3-9)那样未使用优先权信息来合成参数信息时，可以跳过步骤S302的操作。当从多副眼镜200接收到眼镜信息时，合成与所接收到的眼镜信息对应的参数信息来生成图像控制信息。这种情况下，显示存储单元120不一定总是保持优先权信息。

(第3实施方式)

第3实施方式中应用的眼镜400与图1的眼镜200的不同在于，与前者的眼镜对应的眼镜信息可以由观看者操作。

图4示出第3实施方式的眼镜400。

通过由观看者的操作进行的外部输入对操作单元410进行操作，以改变眼镜信息。可以使用各种操作方法。例如可以应用以下的方法：

(4-1)在眼镜中组装开关，通过切换该开关来选择参数信息；

(4-2)例如经由远程控制器向眼镜输入参数信息；

(4-3)将眼镜与例如PC连接，从PC接收参数信息。

操作方法不限于上述，可以应用任意其它适当的方法。操作单元410可以向眼镜信息存储单元210新输入信息。而且，操作单元410可以从事先存储在眼镜信息存储单元210中的多个眼镜信息项中选择要送给发送单元220的信息。例如，通过在眼镜信息存储单元210中存储多个ID作为眼镜信息，并且切换组装到眼镜中的开关，可以减少当由多个观看者共同使用眼镜400时的麻烦操作。

(第4实施方式)

第4实施方式涉及透射率可控的眼镜。在第4实施方式中，使用时间分割快门类型的眼镜作为例子。但是，本实施方式不限于此。

图5示出根据第4实施方式的立体显示系统。

显示设备510还包括同步单元511和发送单元512。

同步单元511生成切换信息以使一副眼镜520的快门(未图示)的开/关与显示单元150上数据的显示同步。发送单元512向眼镜520提供指示眼镜520的快门的开/关的切换信号，并且在需要时还提供用于指定快门的透射率的信号。这些信号例如是红外信号。作为其中的通信方法，发送单元512可以使用公知的方法。例如可以使用有线通信。但是，该方法需要电缆因而很麻烦。因此优选为无线通信。

眼镜520包括：接收单元521，用于从发送单元512接收切换信号；和快门单元522，能够打开和关闭左右快门。发送单元220可以构成为在检测到眼镜520的使用后发送眼镜信息。可以通过例如检测眼镜520的开关的通/断状态来检测眼镜520的使用。

快门单元522根据所接收的切换信号来改变快门的透射率。而且，当接收到指定透射率的信号时，快门单元522将快门的透射率改变为所指定的透射率。

眼镜信息存储单元210存储识别眼镜520的眼镜信息。

发送单元220发送眼镜信息。

显示存储单元120可以保持用于控制快门类型的眼镜520的下述参数信息：

(5-1)用于模式切换的参数，例如从二维图像显示向三维图像显示的切换；

(5-2)用于关闭屏幕的参数；

(5-3)用于控制眼镜的透射率的参数。

通过该控制，例如通过针对儿童将眼镜的透射率设定为0，可以防止儿童观看被认为对他们有害的内容。

(第5实施方式)

根据第5实施方式的立体显示系统与其它实施方式的系统的不同在于，第5实施方式的系统向观看者提供当前用于图像调整的眼镜信息和参数信息。在第5实施方式中，将对在显示单元上显示信息的方法进行说明。但是，还可以使用设置专用的外部显示装置的方法。可以应用任何其它适当的方法来显示信息以进行确认。

图6示出第5实施方式的立体显示系统的操作。

在步骤S101中，发送单元220检测眼镜的使用，并且从眼镜信息存储单元210中读出眼镜信息。在步骤S102中，接收单元110接收眼镜信息。在步骤S103中，控制器130分析眼镜信息，并且从显示存储单元120中读出对应的参数信息，以生成图像控制信息。在步骤S104中，调整单元140根据图像控制信息生成显示图像。在步骤S105中，显示单元150对显示图像进行显示。在步骤S106中，显示单元150显示眼镜信息。在步骤S107中，发送单元512发送眼镜控制信号。在步骤S108中，接收单元521接收眼镜控制信号。在步骤S109中，快门单元522控制眼镜的透射率。

当在步骤S200中开始了立体显示系统的操作时，操作单元410例如按照外部输入对存储在眼镜信息存储单元210中的眼镜信息进行操作(S201)。

当在步骤S300中开始了立体显示系统的操作时，操作单元410例如按照外部输入对存储在显示存储单元120中的参数信息进行操作(S301)。

根据上述实施方式的立体显示系统使观看者在同时观看所显示的图像时，能够通过他们的眼睛容易地识别参数被调整到什么状态下。

以上说明了特定的实施方式，但这些实施方式仅以例子的方式提出，而并不用于限制本发明的范围。实际上，这里所述的新颖实施方式能够以各种其它形式具体实施，而且，在不脱离本发明的精神的情况下，可以对这里所述的实施方式的形式进行各种省略、替换和改变。所附的权利要求及其等同方案意在覆盖落入本发明的范围和精神内的上述形式或变形。

Claims

1.一种立体显示设备，用于对显示图像进行三维显示，以使观看者能够通过眼镜来观看该显示图像，包括：

接收单元，构成为从眼镜接收眼镜信息，所述眼镜信息用于识别所述眼镜的属性；

显示存储单元，构成为存储参数信息，所述参数信息与所接收的眼镜信息相对应，并且用于控制在显示所述显示图像时所述显示图像的质量；

控制器，构成为根据所述参数信息生成图像控制信息；

调整单元，构成为根据所述图像控制信息调整所述显示图像，以生成调整后的显示图像；和

显示单元，构成为显示所述调整后的显示图像，

其中，

所述接收单元构成为从多副眼镜接收多个眼镜信息项；

所述显示存储单元构成为还存储用于针对所接收的多个眼镜信息项计算优先权等级的多个优先权信息项；

当所述接收单元接收到所述多个眼镜信息项时，所述控制器构成为根据所述多个优先权信息项，针对所接收的多个眼镜信息项计算优先权等级，并且根据所述多个参数信息项中的、与所接收的多个眼镜信息项中的具有最高优先权等级的一个眼镜信息项对应的一个参数信息项，生成所述图像控制信息。

2.根据权利要求1所述的立体显示设备，其中，

所述显示存储单元构成为与所述眼镜信息相关联地存储所述参数信息。

3.根据权利要求1所述的立体显示设备，其中，

所述多个参数信息项分别包括视差、可感知突出量和立体效应中的至少一个。

4.根据权利要求1所述的立体显示设备，其中，

所述控制器使所述显示单元显示用于调整所述显示图像的所述眼镜信息项和／或所述参数信息项。

5.一种立体显示设备，用于对显示图像进行三维显示，以使观看者能够通过眼镜来观看该显示图像，包括：

控制器，构成为根据所述参数信息生成图像控制信息；

显示单元，构成为显示所述调整后的显示图像，

其中，

所述接收单元构成为从多副眼镜接收多个眼镜信息项；

当所述接收单元接收到所述多个眼镜信息项时，所述控制器构成为根据所述多个优先权信息项，针对所接收的多个眼镜信息项计算优先权等级，并且根据所述多个优先权信息项合成与所接收的多个眼镜信息项对应的多个参数信息项，以生成所述图像控制信息。

6.根据权利要求5所述的立体显示设备，其中，

7.根据权利要求5所述的立体显示设备，其中，

8.根据权利要求5所述的立体显示设备，其中，

9.一种立体显示设备，用于对显示图像进行三维显示，以使观看者能够通过眼镜来观看该显示图像，包括：

控制器，构成为根据所述参数信息生成图像控制信息；

显示单元，构成为显示所述调整后的显示图像，

其中，

所述接收单元构成为从多副眼镜接收多个眼镜信息项；

所述显示存储单元构成为还存储与所接收的多个眼镜信息项相对应的多个优先权信息项；

当所述接收单元接收到所述多个眼镜信息项时，所述控制器构成为合成多个参数信息项，生成所述图像控制信息。

10.根据权利要求9所述的立体显示设备，其中，

11.根据权利要求9所述的立体显示设备，其中，

12.根据权利要求9所述的立体显示设备，其中，

13.一种眼镜，用于将如权利要求1、5和9中的任一项所述的显示设备上的图像分离成与观看者的右眼和左眼对应的图像，包括：

眼镜信息存储单元，构成为存储用于识别眼镜的眼镜信息；和

发送单元，构成为向所述显示设备发送所述眼镜信息。

14.根据权利要求13所述的眼镜，其中，

所述眼镜信息存储单元存储多个眼镜信息项，

所述眼镜还包括操作单元，该操作单元构成为进行操作以选择要从所述发送单元发送的所述多个眼镜信息项中的一个。

15.一种立体显示系统，用于在如权利要求1、5和9中的任一项所述的显示设备上对显示图像进行三维显示，以使观看者能够通过眼镜来观看该显示图像，

所述眼镜包括：

发送单元，构成为向所述显示设备发送所述眼镜信息，

所述显示设备包括：

控制器，构成为根据所述参数信息生成图像控制信息；

显示单元，构成为显示所述调整后的显示图像。

16.根据权利要求15所述的立体显示系统，其中，

所述眼镜还包括：

快门单元，构成为针对观看者的每只眼睛改变光的透射率和反射率中的一个；

接收器，构成为从所述显示设备接收眼镜控制信号；和

眼镜控制器，构成为根据所述眼镜控制信号控制所述快门单元的透射率和反射率中的一个，

所述显示设备还包括：

发送单元，构成为发送用于控制所述眼镜的透射率和反射率中的一个的控制信号，所述控制器还构成为根据与所接收到的眼镜信息对应的参数信息，生成所述眼镜控制信号。