CN103384339A - 用于立体图像显示的方法和装置 - Google Patents

Abstract

提供一种用于2D图像和3D立体图像显示的方法和装置。所述装置包括用于显示图像的显示单元；以及控制器，用于接收显示模式设置信号并用于按照接收到的显示模式设置信号来控制显示单元。控制所述显示单元以根据2D显示模式、偏振眼镜3D显示模式、快门眼镜3D显示模式和无眼镜3D显示模式中的任何一个来显示图像。所述方法包括接收显示模式设置信号；读取存储在存储器中的信息，存储的信息相应于根据多个显示模式切换显示面板的操作，读取的信息相应于显示模式设置信号；以及生成用于与选择的显示模式一致地操作对显示面板的切换的控制信号。

Description

用于立体图像显示的方法和装置

对相关申请的交叉引用

本申请请求2012年5月3日提交到韩国知识产权局的韩国专利申请第10-2012-0046711的优先权，其全部内容通过引用合并与此。

技术领域

与示范性实施例一致的方法和装置涉及一种用于处理和显示图像信号的方法和装置。更具体地，所述示范性实施例涉及一种用于显示立体图像的方法和装置。所述装置能够根据由用户设置的显示模式设置信号选择性地输出二维(2D)或三维(3D)图像。

背景技术

基于双眼立体视觉来感知三维(3D)图像。由于两个眼睛之间大约65毫米的距离所引起的双目像差(binocular disparity)，即，双目视差(binocularparallax)，是提供立体景深的感知的关键因素。当在二维(2D)平面上向左眼和右眼呈现不同的关联图像时，这些不同的图像在观众的大脑中组合以提供3D感和深度感。

3D图像显示技术通常分类为立体显示(stereoscopic display)、体显示(volumetric display)和全息显示。例如，采用立体技术的3D图像显示装置向2D图像给与深度信息，允许观察者使用深度信息感知生动和逼真的三维图像。

用于3D观看的系统可以基本上划分成如图1A中的需要一副眼镜的眼镜型系统，以及如图1B的不需要一副眼镜的无眼镜型系统。眼镜型系统可以提供120°(或更大)的可视范围，而无眼镜型系统的可视范围通常是15°(或更小)。

眼镜型系统包括被动眼镜型和主动眼镜型。为了分开地显示左眼图像和右眼图像，被动眼镜型系统可以采用具有偏振滤光片的眼镜或具有分别地用于两只眼睛的蓝色侧和红色侧的眼镜。主动眼镜型使用用于区分左眼图像和右眼图像的液晶快门，其中经由每个眼睛的观看被交替地和按序地阻挡，由此向左眼和右眼呈现分开的图像。从而，在主动眼镜型系统中，显示装置周期性地重复按时间划分的画面，而观众佩戴包括与显示装置的周期同步的电子快门的一副眼镜。主动眼镜型还称作分时(time-split)型或快门眼镜型。

作为代表性的无眼镜型系统，存在透镜方法和视差屏障方法。在透镜方法中，向图像面板提供具有垂直布置的圆形透镜的阵列的透镜板。在视差屏障方法中，具有规则狭缝的屏障层布置在图像面板上。

然而，以上每个传统系统都具有缺点。即，眼镜型系统需要用户佩戴眼镜以便观看立体图像。由于无眼镜型系统的狭窄的可视范围，无眼镜型系统限制处于相对于显示器的特定位置处的用户观看立体图像。

发明内容

因此，一个或多个示范性实施例提供一种用于立体图像显示的方法和装置，其能够采用眼镜型系统和无眼镜型系统两者。

此外，一个或多个示范性实施例还提供一种用于立体图像显示的方法和装置，其能够解决已知的无眼镜型系统的有限可视范围的问题且最小化已知的眼镜型系统的不便。

一种根据示范性实施例的用于立体图像显示的方法和装置具有以下效果。首先，可以基于用户选择在单个显示装置中实现多种显示模式。其次，可以通过采用眼镜型系统和无眼镜型系统的单个显示装置来显示2D图像和3D图像。第三，所述用于立体图像显示的方法可以应用于各种类型的显示装置，包括利用LCD、PDP或OLED型显示面板的那些显示装置。

因此，一个或多个示范性实施例的方面可以通过提供立体图像显示装置获得，该立体图像显示装置包括：显示单元，用于显示图像；以及控制器，用于接收显示模式设置信号并用于按照接收到的显示模式设置信号来控制显示单元，其中该显示单元被控制以根据2D显示模式、偏振眼镜3D显示模式、快门眼镜3D显示模式和无眼镜3D显示模式中的任何一个来显示图像。所述显示单元可以包括：光源；位于光源前面的第一偏振膜(polarizingfilm)，用于仅传送第一偏振的光；位于第一偏振膜前面的显示面板；位于显示面板前面的第二偏振膜，用于仅传送第二偏振的光；以及切换显示面板，位于第二偏振膜前面并根据从控制器提供的控制信号充当玻璃、主动式偏光膜(active retarder)、被动式偏光膜(passive retarder)、以及柱状透镜(lenticularlens)。所述切换显示面板可以充当：在偏振眼镜3D显示模式中，用于对于按照图像的帧的预定行，将来自显示面板的图像旋转90°的主动式偏光膜；在快门眼镜3D显示模式中，用于将线偏振光转换成为圆偏振光的被动式偏光膜；以及在无眼镜3D显示模式中的柱状透镜。

一个或多个示范性实施例的又一方面可以通过提供显示装置获得，该显示装置包括：光源，用于发光；显示面板，用于输出图像；显示面板，布置在第一偏振膜和第二偏振膜之间并且安排为从光源接收光；以及切换显示面板，用于从显示面板接收图像，该切换显示面板被配置为充当具有根据显示装置的多个显示模式设置的功能的多功能设备。所述切换显示面板可以在2D显示模式中充当玻璃，在偏振眼镜3D显示模式中充当主动式偏光膜，在快门眼镜3D显示模式中充当被动式偏光膜，以及在无眼镜3D显示模式中充当柱状透镜，其中该主动式偏光膜对于按照图像的帧的预定行排列切换显示面板的液晶分子，并且被动式偏光膜将线偏振光转换成为圆偏振光。

所述切换显示面板的功能可以根据由显示装置接收到显示模式设置信号来设置。所述第一偏振膜可以被配置为仅传送来自光源的光当中的第一偏振的光，并且第二偏振膜可以被配置为仅传送来自显示面板的光当中的第二偏振的光。

所述显示装置还可以包括位于切换显示面板前面的第三偏振膜，用于将从切换显示面板输出的光改变为线偏振光，其中所述切换显示面板用来在快门眼镜3D显示模式中根据图像的预定行将线偏振光转换成为圆偏振光。

一个或多个示范性实施例的又一方面可以通过提供显示装置的立体图像显示方法获得，该立体图像显示方法包括切换显示面板，其被配置为充当具有根据显示装置的多个显示模式设置的功能的多功能设备。所述方法包括接收显示模式设置信号；从存储器中存储的查找表读取信息，存储的信息相应于根据所述多个显示模式切换显示面板的操作，读取的信息相应于接收到的显示模式设置信号；以及生成切换显示面板操作控制信号，用于实现所述多个显示模式当中与选择的显示模式一致地切换显示面板的操作，用于根据所述多个显示模式的任何一个控制切换显示面板。所述显示模式可以包括2D模式、偏振眼镜3D模式、快门眼镜3D模式和无眼镜3D模式。所述切换显示面板操作控制信号可以基于读取到的信息和接收到的显示模式设置信号的一个或两者生成。

附图说明

通过下面结合附图对示范性实施例的描述，本发明构思的上述和/或其它方面将变得明显且更易理解，其中：

图1A和图1B是描绘根据现有技术的立体图像显示的图，用于解释用户分别通过眼镜型系统和无眼镜型系统的3D观看；

图2是根据示范性实施例的立体图像显示装置的示意性框图；

图3是根据另一示范性实施例的立体图像显示装置的示意性框图；

图4是示出根据示范性实施例的立体图像显示方法的流程图；

图5是示出根据图2或图3的实施例的、立体图像显示装置的显示单元的结构配置的图；

图6是示出在根据示范性实施例的立体图像显示装置中的切换显示面板的操作的图；以及

图7是示出在根据另一示范性实施例的立体图像显示装置中的切换显示面板的操作的图。

具体实施方式

下面，将参照附图详细描述示范性实施例以便由具有本领域的普通知识的人员容易地实现实施例。示范性实施例可以以各种形成实现而不局限于这里阐述的示范性实施例。为了清楚和简要而省略公知部分的描述，并且遍及附图相同的参考标号指示相同的元件。

图2示出根据示范性实施例的立体图像显示装置的配置。如图2所示，立体图像显示装置(以下，称为显示装置)包括：控制器10；存储器20或查找表，在其中存储了与根据显示模式的切换显示面板35的操作有关的信息；以及显示单元30，用于根据从控制器10提供并向显示单元30的切换显示面板35输出的控制信号执行显示操作。显示单元30包括光源31、安装在光源31前面的第一偏振膜32、安装在第一偏振膜32前面的显示面板33、安装在显示面板33前面的第二偏振膜34、以及安装在第二偏振膜34前面的切换显示面板35。换句话说，使用来自光源31的光输出图像的显示面板33布置在第一偏振膜32和第二偏振膜34之间，并且设置为从光源31接收光。显示面板33包括液晶显示(LCD)、等离子显示面板(PDP)以及有机发光显示(OLED)中的任何一个。在图5中示出显示单元30的基本结构。

控制器10接收显示模式设置信号并根据接收到的显示模式设置信号从存储器20的查找表读取控制显示单元30的操作必需的信息。控制器10分析读取的信息并基于分析的结果向显示单元30的切换显示面板35输出控制信号。根据从控制器10提供的控制信号，显示单元30根据2D模式、偏振眼镜3D模式、快门眼镜3D模式和无眼镜3D模式的任何一个输出图像。

光源31生成并发出光。第一偏振膜32和第二偏振膜34具有仅传送预定偏振的光的特性，即，使特定的偏振光通过而阻挡其他光。第一偏振膜32和第二偏振膜34可以具有不同的偏振特征，即，传送第一偏振的光和第二偏振的光。

切换显示面板35根据从控制器10提供的控制信号充当玻璃、主动式偏光膜、被动式偏光膜和柱状透镜中的任何一个。例如，切换显示面板35可以不同地形成为(包括)玻璃填充液晶或液态透镜。切换显示面板35可以被配置为当不被提供电力时用作普通的透明(一般)玻璃并且当被提供电力时改变为透镜形式。即，通过第二偏振膜34从显示面板33接收图像的切换显示面板35被配置为充当多功能设备，其具有根据显示装置的多个显示模式的任何一个设置的功能，其中所述显示模式由用户选择。

可以通过多种方法向控制器10提供显示模式设置信号。首先，可以使用用于设置显示模式的一个按钮或一组按钮来设置显示模式，所述一个按钮或一组按钮可以提供在显示装置的机壳的预定位置处，例如，在电视接收机的前下部或侧部。此处，例如，多个按钮可以包括用于设置各个模式的按钮并且被不同地标记为“2D”、“偏振眼镜”、“快门眼镜”和“无眼镜”。可替换地，显示模式可以通过显示画面来设置，该画面使能通用画面调整按钮(例如，虚拟键)的操作。代替使用显示装置的机壳，显示模式设置信号可以通过提供有以上多个按钮或按钮菜单的外部设备(例如，遥控器)来接收以根据由显示装置显示的指南，即，菜单画面来设置显示模式。

在通过菜单画面设置显示模式中，控制器10可以首先显示设置画面以便确定是实施2D显示还是实施3D显示。当选择了3D显示时，控制器10显示用于选择眼镜模式或无眼镜模式的画面并且接收由用户输入的选择信号。当选择了眼镜模式时，控制器10显示用于选择偏振模式或快门模式的画面并类似地接收相对于这两个模式的选择信号。以这种方式，显示模式设置信号可以通过多个用户选择来生成并提供给控制器10，然后控制器10分析接收到的显示模式设置信号。

图3示出根据另一示范性实施例的立体图像显示装置的配置。如图3所示，显示装置的显示单元30′还包括放在切换显示面板35前面的第三偏振膜36。此外，图3的配置基本上与图2的配置相同。这种配置适合使用快门眼镜观看3D图像。在立体图像显示装置的快门眼镜显示模式中，快门眼镜用作在左眼图像和右眼图像之间切换。作为最外面的偏振膜，第三偏振膜36用来将从切换显示面板35输出的光改变为线偏振光并且用来使能使用快门眼镜观看全分辨率3D图像。

图4示出根据示范性实施例的立体图像显示方法。如图4所示，控制器10接收显示模式设置信号，其可以通过如上所述的多种装置被发送到控制器10(S410)。然后，基于接收到的显示模式设置信号，控制器10提取(读取)先前存储在存储器20的查找表中的信息，并且基于读取的信息，生成用于实现相应于当前显示模式的切换显示面板操作的切换显示面板操作控制信号(即，控制信号)(S420)。存储在查找表中的信息是用于按照显示模式来控制切换显示面板35的操作的信息。

使用在外部设备或显示装置的预定部分提供的选择按钮，用户做出关于是否观看2D图像的选择(S431)。当用户选择2D观看时，控制器10向切换显示面板35提供相应的控制信号，或简单地不向切换显示面板35提供控制信号(或不提供电力)，由此切换显示面板35用作使能2D图像观看的一般玻璃(S432)。当在步骤S431中用户选择3D观看，即，“否”分支时，控制器10确定是否将显示模式设置信号配置为用于在眼镜模式中观看3D图像或在无眼镜模式中观看3D图像(S433)。

在用于观看3D图像的无眼镜模式，即，步骤S433的“是”分支中，控制器10向切换显示面板35施加电力，并且切换显示面板35充当柱状透镜(S434)。这时，切换显示面板35用作分离通过显示面板33提供的左眼图像和右眼图像的视场(visual field)。

在用于观看3D图像的眼镜模式，即，步骤S433的“否”分支中，控制器10确定是否将显示模式设置信号配置为用于使用偏振眼镜观看3D图像(S435)。对于拥有一副用于观看3D图像的偏振眼镜的用户，显示装置可以操作以使得佩戴偏振眼镜的用户可以在显示装置上观看3D图像。即，当在偏振眼镜显示模式中采用偏振眼镜时，控制器10控制切换显示面板35充当主动式偏光膜，由此切换显示面板35用作对于按照图像的帧的交替的或预定行来特定地排列液晶的分子(S436)。另一方面，对于拥有一副用于观看3D图像的快门眼镜的用户，显示装置可以操作以使得佩戴快门眼镜的用户可以观看在显示装置上的3D图像。即，当在快门眼镜显示模式中采用快门眼镜时，控制器10控制切换显示面板35作为被动式偏光膜，由此切换显示面板35不用于分离左眼图像和右眼图像(S437)。替代地，在步骤S437期间，快门眼镜用作切换左眼图像和右眼图像。

如示出根据示范性实施例的立体图像显示装置中的切换显示面板35的操作的图6所示，切换显示面板35排列相应于偶数行的液晶分子以阻挡第一帧中的光(图像传送)并且排列相应于奇数行的液晶分子以阻挡第二帧中的光(图像传送)。在图6中，由具有箭头的水平线表示光偏振的90°旋转，而具有箭头的垂直线描述使能图像传送的偏振。对于按照来自显示面板33的图像的帧的预定行，这种偏振将图像有效地旋转90°。以这种方式，切换显示面板35充当主动式偏光膜，如步骤S436中，由此在偏振眼镜模式中显示全分辨率3D图像。例如，可以通过第一帧中的奇数行显示左眼图像，并且通过第二帧中的偶数行显示右眼图像，由此使能图像显示而不降低分辨率。

图7示出在根据另一示范性实施例的立体图像显示装置中的切换显示面板35的操作的图。在步骤S437的快门眼镜显示模式中，快门眼镜用作切换左眼图像和右眼图像。虽然线偏振快门眼镜的使用降低了亮度，但是圆偏振快门眼镜的使用不利地影响3D分辨率。具体地，圆偏振快门眼镜的使用将3D分辨率降低一半。为了解决这个问题，可以向切换显示面板35提供第三偏振膜36，如图3所示。在这种情况下，切换显示面板35用来将线偏振光转换成为圆偏振光，如图7所示，其中对于交替的或预定行，输出光按照行变成圆偏振的，或者左旋圆偏振光或右旋圆偏振光。这种偏振光然后通过第三偏振膜36改变为线偏振光，并且这时，使得能够使用快门眼镜进行全分辨率3D图像的观看。

尽管已经示出并描述了几个示范性实施例，但是本领域技术人员应当理解，在不脱离本发明构思的原理和精神的情况下可以对这些示范性实施例进行改变，本发明构思的范围由权利要求及其等效物定义。

Claims (13)

1.一种立体图像显示装置，包括：

显示单元，用于显示图像；以及

控制器，用于接收显示模式设置信号并且用于根据接收到的显示模式设置信号来控制显示单元，

其中所述显示单元被控制以按照二维(2D)显示模式、偏振眼镜三维(3D)显示模式、快门眼镜3D显示模式和无眼镜3D显示模式中的任何一个来显示图像。

2.如权利要求1所述的立体图像显示装置，其中所述显示单元包括：

光源；

位于光源前面的第一偏振膜，用于仅传送第一偏振的光；

位于第一偏振膜前面的显示面板；

位于显示面板前面的第二偏振膜，用于仅传送第二偏振的光；以及

切换显示面板，位于第二偏振膜前面并且根据从控制器提供的控制信号充当玻璃、主动式偏光膜、被动式偏光膜和柱状透镜中的任何一个。

3.如权利要求2所述的立体图像显示装置，其中所述切换显示面板

在偏振眼镜3D显示模式中充当主动式偏光膜，用于对于按照来自显示面板的图像的帧的预定行，将该图像旋转90°，

在快门眼镜3D显示模式中充当被动式偏光膜，用于将线偏振光转换成为圆偏振光，以及

在无眼镜3D显示模式中充当柱状透镜。

4.如权利要求2所述的立体图像显示装置，其中所述显示单元还包括位于切换显示面板前面的第三偏振膜。

5.如权利要求1所述的立体图像显示装置，其中所述控制器被配置为从外部设备接收显示模式设置信号。

6.如权利要求5所述的立体图像显示装置，其中所述外部设备包括用于设置显示模式的按钮。

7.如权利要求1所述的立体图像显示装置，还包括用于设置显示模式的按钮。

8.如权利要求1所述的立体图像显示装置，其中所述显示单元显示用于设置显示模式的菜单画面。

9.如权利要求1所述的立体图像显示装置，其中所述显示面板包括液晶显示（LCD）、等离子显示面板（PDP）以及有机发光显示（OLED）中的任何一个。

10.一种显示装置的立体图像显示方法，该显示装置包括切换显示面板，该切换显示面板被配置为充当具有按照显示装置的多个显示模式设置的功能的多功能设备，所述立体图像显示方法包括：

接收显示模式设置信号；

从存储在存储器中的查找表读取信息，存储的信息相应于按照多个显示模式的切换显示面板的操作，读取的信息相应于接收到的显示模式设置信号；以及

生成切换显示面板操作控制信号，用于实现相应于多个显示模式当中的选择的显示模式的切换显示面板的操作，而且用于根据所述多个显示模式的任何一个来控制切换显示面板。

11.如权利要求10所述的立体图像显示方法，其中所述多个显示模式包括二维(2D)模式、偏振眼镜三维(3D)模式、快门眼镜3D模式和无眼镜3D模式。

12.如权利要求11所述的立体图像显示方法，其中控制所述切换显示面板

在偏振眼镜3D显示模式中充当主动式偏光膜，用于对于按照来自显示面板的图像的帧的预定行，将该图像旋转90°

在快门眼镜3D显示模式中充当被动式偏光膜，用于将线偏振光转换成为圆偏振光，以及

在无眼镜3D显示模式中充当柱状透镜。

13.如权利要求10所述的立体图像显示方法，其中所述切换显示面板操作控制信号基于读取的信息和接收到的显示模式设置信号中的至少一个生成。

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