CN103428517B

CN103428517B - 三维图像显示装置

Info

Publication number: CN103428517B
Application number: CN201310188640.5A
Authority: CN
Inventors: 金禹泰; 金镇范; 朴泰守; 金东昱
Original assignee: LG Electronics Inc
Current assignee: LG Electronics Inc
Priority date: 2012-05-21
Filing date: 2013-05-21
Publication date: 2016-06-08
Anticipated expiration: 2033-05-21
Also published as: KR20130129534A; CN103428517A; EP2667239A3; EP2667239A2; KR101973463B1; US20130307947A1; US9374573B2

Abstract

公开了三维图像显示装置，尤其是使用无眼镜模式的三维图像显示装置。该三维图像显示装置包括：用于显示包括左眼图像和右眼图像的图像的数据板；设置在数据板的第一侧的光提供器，光提供器局部地照射光以使得数据板上显示的左眼图像和右眼图像分别被用户的左眼和右眼看到；包括设置在与数据板的第一侧相对的第二侧的多个透镜的透镜阵列，透镜阵列确定使得光提供器提供的图像被传递到用户的通道；以及设置在数据板和光提供器之间的间隔层。

Description

三维图像显示装置

技术领域

本发明涉及三维图像显示装置。更具体地，本发明涉及使用无眼镜模式的三维图像显示装置。

背景技术

三维图像显示器使得能够在二维平板显示器上显示三维图像，并且在包括诸如图像广告和电影的媒体的应用中被更多地利用。

为了显示三维图像，要求包括偏振板等的用于显示三维图像的显示装置和专门制造的用于使得在显示装置上显示三维图像的屏幕。

偏振板、偏振眼镜等可以被用作用于显示三维图像的装置。上面显示图像的显示装置的屏幕被制造为使得左眼图像和右眼图像通过屏幕被分开看到。因此，观看者通过屏幕分别利用其左眼和右眼观看三维图像，因而感受三维效果。

发明内容

因此，本发明旨在提供基本上避免了由于相关技术的限制和缺点造成的一个或者更多个问题的三维图像显示装置。

本发明的一个目的是提供整体厚度减小并且使得观看者能够看到图像而没有变形的三维图像显示装置。

本发明的另一个目的是提供解决图像信息中的特定颜色的偏重的三维图像显示装置。

本发明的其它优点、目的及特征一部分将在以下的说明书中进行阐述，并且一部分对于本领域的技术人员来说将在研读以下内容后变得清楚，或者可以从本发明的实践获知。本发明的这些目的和其它优点可以通过在本书面描述及其权利要求书及附图中具体指出的结构来实现和获得。

为了实现这些目的和其它优点，并且根据本发明的目的，作为具体和广义的描述，一种三维图像显示装置包括：用于显示包括左眼图像和右眼图像的图像的数据板；设置在数据板的第一侧的光提供器，所述光提供器局部地照射光以使得在所述数据板上显示的左眼图像和右眼图像分别被用户的左眼和右眼看到；包括设置与所述数据板的所述第一侧相对的第二侧的多个透镜的透镜阵列，所述透镜阵列确定使得所述光提供器提供的图像被传递到用户的通道；以及设置在所述数据板和所述光提供器之间的间隔层。

在本发明的另一个方面，一种三维图像显示装置包括：用于显示包括左眼图像和右眼图像的图像的数据板；设置在数据板的一侧的光提供器，所述光提供器局部地照射光以使得在数据板上显示的左眼图像和右眼图像分别被用户的左眼和右眼看到；包括设置在所述数据板的另一侧的多个透镜的透镜阵列，所述透镜阵列确定使得所述光提供器提供的图像被传递到用户的通道；在所述光提供器和所述数据板之间的第一粘接层；设置在所述数据板和所述透镜阵列之间的第二粘接层；以及在所述第一粘接层和所述光提供器之间设置的间隔层。

应该理解的是，对本发明的以上概述和以下详述都是示例性和解释性的，并旨在对所要求保护的本发明提供进一步的解释。

附图说明

附图被包括在本申请中以提供对本发明的进一步理解，并结合到本申请中且构成本申请的一部分，附图示出了本发明的实施方式，并且与说明书一起用于解释本发明的原理。在附图中：

图1是例示根据一个实施方式的三维图像显示装置的示意图；

图2是例示根据一个实施方式的三维图像显示装置的部分放大图；

图3是例示根据另一个实施方式的三维图像显示装置的部分放大图；

图4是例示三维图像显示装置的操作的示意图；

图5是例示三维图像显示装置的跟踪操作的一个示例的示意图；

图6是例示三维图像显示装置的跟踪操作的另一个示例的示意图；

图7是例示与三维图像显示装置的像素排列的一个示例相对应的光通道的示意图；

图8是例示与三维图像显示装置的像素排列的另一个示例相对应的光通道的示意图；以及

图9是例示与图8所示的像素排列相对应的三维图像显示装置的部分放大图。

具体实施方式

下面将详细描述本发明的优选实施方式，在附图中例示出了本发明的优选实施方式的示例。

尽管本发明包括各种变型和替换形式，但是在附图中通过示例方式示出了其具体实施方式并且将在此详细描述。然而，应理解的是并非旨在将本发明限于所公开的具体形式。相反地，本发明将覆盖落入由权利要求书限定的本发明的精神和范围内的全部变型、等同和替换。

将理解的是，当将诸如层、区域或基板之类的元件称为位于另一元件“上”时，它可以直接位于所述另一元件上，或者也可以存在中间元件。

应理解的是尽管可以在此使用第一、第二等措辞以描述各个元件、部件、区域、层和/或部分，但是这些元件、部件、区域、层和/或部分应不受这些措辞限制。

图1是例示了根据一个实施方式的三维图像显示装置的示意图。

如图1所示，三维图像显示装置包括：顺序地显示包括左眼图像和右眼图像的图像的数据板200。

另外，三维图像显示装置包括：设置在数据板200的第一侧并且局部地照射光以使得数据板200上显示的左眼图像和右眼图像分别被用户的左眼（L）和右眼（R）看到的光提供器100。

因此，数据板200上显示的图像通过光提供器100被传递并且被用户看到。这种图像通过包括在平面表面上排列的多个透镜310的透镜阵列300转换为准直光，并且被传递到用户的左眼（L）和右眼（R）。

透镜阵列300被设置在数据板200的第二侧，并且该第二侧与第一侧相对地设置。

透镜阵列300中包括的透镜310将从光提供器100的表面传递并且在所有方向上扩散的朗伯（Lambertian）光转换为准直光，以使得在用户的位置处识别图像。

另外，透镜阵列300具有以下构造：其中透镜310被排列在平面上并且数据板200的每3个子像素或者每3的倍数个子像素设置一个透镜。

因此，用于提供光以将数据板200的图像传递到用户的光提供器100包括背光110和光闸120，光闸120选择性地并且局部地将背光110的光提供到数据板200。光闸120可以被实现为液晶板，但是本发明不限于此。

光闸120被以矩阵形式设置并且开/关控制矩阵阵列的特定位置。

例如，当数据板200上显示右眼图像时，光提供器100开启设置在第一位置处的第一部分121，以使得右眼图像被传递到用户的右眼（R）。

并且，当数据板200上显示左眼图像时，光提供器100开启设置在第二位置处的第二部分（未示出），以使得左眼图像被传递到用户的左眼（L）。第一部分121可以被关闭。

另外，三维图像显示装置可以还包括：用于控制光闸120和数据板200的控制器500；以及用于感测用户的位置的传感器600。

因此，控制器500通过传感器600感测用户的位置，控制射出光的光闸120的矩阵的位置，因此控制跟踪操作使得图像被传递到用户的左眼或者右眼。

另外，当用户的数量增加时控制器500还控制光闸120，并且将在以后描述该操作的细节。

如图2所示，发出朗伯光的光提供器100和透镜阵列300之间的距离D是统一的。距离D对应于透镜310的焦距。

也就是说，距离D被设置为使得从光提供器100照射的光经由透镜310而被转换为准直光。

将这一点考虑在内来确定透镜阵列300和光提供器100之间的距离。由于数据板200被设置在透镜阵列300和光提供器100之间，所以设置了间隔层400，以在将数据板200考虑在内的同时确保所确定的距离的差。

也就是说，间隔层400、和用于将间隔层400接合到数据板200的第一粘贴层210可以被设置在光提供器100和数据板200之间。

间隔层400被设置在光提供器100和第一粘接层210之间，并且间隔层400由玻璃或者诸如PMMA树脂这样的透明树脂制成。另外，透镜阵列300被第二接合层220接合到数据板200。

因此，在将数据板200、第一粘接层210和第二粘接层220的厚度考虑在内的同时，间隔层400可以具有允许光提供器100和透镜阵列300之间的距离对应于透镜310的焦距的厚度。

也就是说，间隔层400的厚度被确定为确保使得从光提供器100照射的光通过透镜310而被转换为准直光的距离。

距离D不是必须与该焦距相对应，并且可以在使得从光提供器100照射的光能够被透镜310转换为准直光的所有距离范围内确定距离D。另外，还可以根据距离D来确定间隔层400的厚度。

在间隔层400被设置在光提供器400和透镜阵列300之间的情况下，与间隔层400不被设置在光提供器100和透镜阵列300之间的情况相比，可以极大地减小间隔层400的厚度。

也就是说，数据板200、第一粘接层210和第二粘接层220被设置在光提供器100和透镜阵列300之间，并且这些部件的厚度因而存在。因此，由于这些厚度，间隔层400可以具有小的厚度，因而可以减小显示装置的整体厚度。

因此，当将间隔层400的重量和成本考虑在内时，用于间隔层400的玻璃或者透明树脂极大地减小显示装置的整体重量和制造成本。

另外，当透镜阵列300通过第二粘接层220而被设置在数据板200外部时，在制造或者安装处理期间外部力不被施加到透镜阵列300，防止了透镜310的像差，因而可以有效地固定透镜阵列300。

因此，由于防止了透镜310的像差，图像可以被传递到用户而没有变形。

此外，由于通过第一粘接层210将间隔层400和数据板200彼此接合，所以数据板200可以被稳定地固定。

另外，如图3所示，光提供器100可以使用自发光显示器130。也就是说，光提供器100可以被实现为在期望位置发射白光的自发光显示器，诸如使用有机电致发光发光元件的显示器或者发光显示器。

另外，透镜可以利用具有平面作为侧截面的透镜320。也就是说，可以使用具有平面作为被粘贴到第二粘接层220的表面321的透镜320。因此，通过将第二粘接层220粘接到平面321，透镜320可以被进一步牢固地粘接。优选地，透镜320和第二粘接层220之间不存在其它折射表面。

参照图4，下面将描述使用三维图像显示装置来实现三维图像。

光提供器100可以在功能上与数据板200分开，以使得光被传递到用户的左眼或者右眼。这种光通过透镜阵列300作为准直光到达用户的左眼或者右眼。在图4中，未示出透镜阵列300。

图4例示了光通过光提供器100和透镜而被传递到用户的右眼区域A使得光到达用户的右眼的状态。参照图1，光提供器100的光闸120开启第一部分121。

因此，当光传递到右眼区域A时，在数据板200上显示右眼图像。

另外，当数据板200上显示左眼图像时，光提供器100的光闸（120，参见图1）关闭第一部分121并且开启期望部分以将光传递到左眼区域B。

因此，当在数据板200上顺序地显示右眼图像和左眼图像时，光提供器100控制光闸120以将光照射到右眼区域A和左眼区域B，使得右眼图像和左眼图像分别被选择性地照射到用户的右眼和左眼。

另外，如上所述，传感器600感测用户的位置，因而进行跟踪功能。

例如，如图5所示，当观看显示装置的用户移动到一侧时，传感器600感测到用户的这个位置变化，控制光提供器100的光闸120的光照射位置，因而使得用户能够均匀地观看三维图像。

也就是说，当数据板200上显示右眼图像时，在用户从中央移动到右侧的情况下，光闸120的光照射位置从第一部分121改变到第二部分122，并且进行跟踪使得相同像素或者图像被传递到用户的右眼（R）。

因此，第一部分121被关闭。在一些情况下，第一部分121和第二部分122两者均被开启。

在此情况下，当数据板200上显示左眼图像时，光闸120的光照射位置被改变，并且相同图像被传递到移动后的用户的左眼（L）。

此外，如图6所示，当存在更多用户时，也就是说，多个观看者观看三维图像时，传感器600感测三维图像并且控制器500进行控制使得光闸120的特定矩阵位置进一步开启。

也就是说，当数据板200上显示右眼图像时，光闸120进一步开启第三部分123，以将光传递到另一个用户的右眼R’，因而使得另一个用户能够看到相同的三维图像。

这个跟踪操作还可以应用于更多的用户观看图像的情况以及用户的位置改变的情况。

图7示意地例示从光闸120照射的光透过数据板200并且到达透镜阵列300的通道。

透过光提供器的光闸120的光在透过数据板200之后到达透镜阵列300。当诸如传统液晶板这样的显示板被用作数据板200时，在每一个透镜间隔中设置3的倍数个子像素。

图7示出了在每一个透镜间隔中设置包括六个子像素的示例，所述六个子像素为红R、绿G和蓝B子像素重复两次。

在此情况下，从光闸120照射的光可能无法到达数据板200的全部像素，因而在各个颜色之间图像信息损失可能不统一。

例如，如图7所示，在区域“E”中，绿色G像素的信息增加。该现象还在其它相邻区域中发生。

如图8所示，可以通过在每个透镜间隔中设置3n+1个子像素来解决该现象，其中n代表自然数。也就是说，设置在每一个透镜间隔中的子像素的数量对应于通过向3的倍数加1而获得的值。

在图8中，在位置“F”、“G”和“H”处分别存在各个特定颜色的图像信息损失，并且颜色损失在整体上可以是平衡的。

也就是说，在位置“F”处红色R部分地损失，在位置“G”处绿色部分地损失，以及在位置“H”处蓝色B部分地损失，因此，在颜色之间图像信息的损失是统一的。

因此，通过如上所述地设置数据板200的子像素，可以解决三维图像实现中的特定颜色的偏重。

图9例示了具有在数据板200上设置有3n+1个子像素的构造的显示装置的示例。

如上所述，在每一个透镜310中设置四个子像素。

对于本领域技术人员而言，显然，在不脱离本发明的精神或范围的情况下可以对本发明做出各种修改和变型。因此，本发明旨在涵盖本发明的落入所附权利要求书及其等同物范围内的这些修改和变化。

本申请要求于2012年5月21日提交的韩国专利申请10-2012-0053473的优先权，通过引用结合于此，如同全面在此阐述一样。

Claims

1.一种三维图像显示装置，所述三维图像显示装置包括：

数据板，其用于显示包括左眼图像和右眼图像的图像；

光提供器，其设置在所述数据板的第一侧，所述光提供器局部地照射光以使得所述数据板上显示的左眼图像和右眼图像分别被用户的左眼和右眼看到，其中，所述光提供器包括背光以及选择性地透射所述背光的光的光闸；

透镜阵列，其包括设置与所述数据板的所述第一侧相对的第二侧的多个透镜，所述透镜阵列确定使得所述光提供器提供的图像被传递到用户的通道；以及

间隔层，其设置在所述数据板和所述光提供器之间，其中，所述间隔层包括透明材料，其中，所述间隔层具有这样的厚度范围，即，所述厚度范围使得从所述光提供器照射的光通过所述透镜而被转换为准直光，其中，所述间隔层布置在所述背光和所述数据板之间，并且其中，所述间隔层与所述光闸接触。

2.根据权利要求1所述的三维图像显示装置，其中，所述光闸包括液晶板。

3.根据权利要求1所述的三维图像显示装置，其中，所述光提供器包括自发光显示器。

4.根据权利要求1所述的三维图像显示装置，其中，所述间隔层的厚度被确定为对应于从所述光提供器到所述透镜的焦距。

5.根据权利要求1所述的三维图像显示装置，其中，所述透镜阵列针对每3n+1个子像素包括一个透镜，其中n是自然数。

6.根据权利要求1所述的三维图像显示装置，所述三维图像显示装置还包括：

第一粘接层，其设置在所述光提供器和所述数据板之间；以及

第二粘接层，其设置在所述数据板和所述透镜阵列之间。

7.根据权利要求1所述的三维图像显示装置，所述三维图像显示装置还包括：

传感器，其用于感测所述用户的位置；以及

控制器，其用于进行控制使得所述光提供器的光照射位置或者方向基于所述传感器的感测结果而改变。

8.根据权利要求7所述的三维图像显示装置，其中，所述传感器感测包括所述用户在内的多个用户，并且根据增加的用户的数量添加或者改变所述光提供器的光照射位置。

9.根据权利要求1所述的三维图像显示装置，其中，所述间隔层包括玻璃或者透明树脂层。

10.一种三维图像显示装置，所述三维图像显示装置包括：

数据板，其用于显示包括左眼图像和右眼图像的图像；

光提供器，其设置在所述数据板的一侧，所述光提供器局部地照射光以使得所述数据板上显示的左眼图像和右眼图像分别被用户的左眼和右眼看到，其中，所述光提供器包括背光以及选择性地透射所述背光的光的光闸；

透镜阵列，其包括设置在所述数据板的另一侧的多个透镜，所述透镜阵列确定使得所述光提供器提供的图像被传递到用户的通道；

第一粘接层，其位于间隔层和所述数据板之间，其中，所述第一粘接层与所述间隔层接触；

第二粘接层，其设置在所述数据板和所述透镜阵列之间；以及

间隔层，其设置在所述第一粘接层和所述光提供器之间，其中，所述间隔层包括透明材料，其中，所述间隔层具有这样的厚度范围，即，所述厚度范围使得从所述光提供器照射的光通过所述透镜而被转换为准直光，并且其中，所述间隔层布置在所述背光和所述数据板之间。

11.根据权利要求10所述的三维图像显示装置，其中，所述光闸是液晶板。

12.根据权利要求10所述的三维图像显示装置，其中，所述光提供器是自发光显示器。

13.根据权利要求10所述的三维图像显示装置，其中，所述间隔层的厚度被确定为对应于从所述光提供器到所述透镜的焦距。

14.根据权利要求10所述的三维图像显示装置，其中，所述透镜阵列针对每3n+1个子像素包括一个透镜，其中n是自然数。

15.根据权利要求10所述的三维图像显示装置，其中，所述透镜的被粘接到所述第二粘接层的粘接面是平面。

16.根据权利要求10所述的三维图像显示装置，所述三维图像显示装置还包括：

传感器，其用于感测所述用户的位置；以及

17.根据权利要求16所述的三维图像显示装置，其中，所述传感器感测包括所述用户在内的多个用户，并且根据增加的用户的数量添加或者改变所述光提供器的光照射位置。

18.根据权利要求10所述的三维图像显示装置，其中，所述间隔层包括玻璃或者透明树脂层。