CN106547100B - 光源装置、显示设备和显示方法 - Google Patents

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Abstract

提供一种光源装置、显示设备和显示方法。一种光源装置可包括：第一光源；第二光源；导光板(LGP)，被配置为引导从第一光源和第二光源中的至少一个光源入射的光；光学膜，被配置为通过控制从LGP输出的光的前进路径来形成定向光的分布；以及控制器，被配置为控制第一光源和第二光源中的至少一个的启用以便控制定向光的分布。

Description

光源装置、显示设备和显示方法
本申请要求2015年9月23日提交于韩国知识产权局的第10-2015-0134528号韩国专利申请的优先权，其完整内容通过引用完整地并入本文。
技术领域
至少一个示例实施例涉及一种光源装置、包括该光源装置的显示设备和/或使用该光源装置的显示方法。
背景技术
使用平板显示器(FPD)提供自动立体三维(3D)显示的技术已知使用光学板来在FPD的前表面上划分视点。例如，光学板可包括柱状透镜和视差屏障。
使用柱状透镜的方法可通过在二维(2D)FPD的前表面上布置具有小间距的柱面透镜来划分左眼图像和右眼图像。使用视差屏障的方法可通过在FPD的前表面上设置屏障以限制光的前进方向来划分左眼图像和右眼图像。在一般结构的视差屏障中，遮蔽从2D显示面板输出的图像光的遮蔽部分与透射图像光的狭缝部分(例如，开口部分)可交替地布置。当观看者在预定位置处以预定方向观看显示装置时，不同的视点图像可分别被传送至观看者的右眼和左眼。因此，通过狭缝部分，观看者可根据视点的差异感觉到3D效果。
发明内容
至少一个示例实施例涉及一种光源装置。
根据示例实施例，一种光源装置包括：第一光源；第二光源；导光板(LGP)，被配置为引导从第一光源和第二光源中的至少一个入射的光；光学膜，被配置为通过控制从LGP输出的光的前进路径来形成定向光的分布；以及控制器，被配置为控制第一光源和第二光源中的至少一个的启用以便控制定向光的分布。
示例实施例规定控制器可被配置为启用第一光源并且停用第二光源以形成第一定向光的分布，停用第一光源并且启用第二光源以形成第二定向光的分布。
示例实施例规定控制器可被配置为启用第一光源和第二光源以形成第三定向光的分布。
示例实施例规定控制器可被配置为交替地启用第一光源和第二光源以交替地形成第一定向光的分布和第二定向光的分布。
示例实施例规定，在LGP中，与相对远离第一光源的区域相比，相对靠近第一光源的区域可具有更低密度的光学图案。
至少一个示例实施例涉及一种光源装置。
根据另一示例实施例，一种光源装置包括：第一光源；第二光源；导光板(LGP)，被配置为基于从第一光源和第二光源中的至少一个入射的光来形成线型光图案的光分布；以及控制器，被配置为通过控制第一光源和第二光源中的至少一个是否被启用来控制线型光图案的方向性。
示例实施例规定，在LGP中，可布置通过对光进行反射或散射来将入射到LGP的光发射至LGP外部的区域的光学图案，并且布置在LGP中的光学图案之间的间隔可相同。
至少一个示例实施例涉及一种显示装置。
根据另一示例实施例，一种显示装置包括：相机，被配置为检测观看者；光源装置，被配置为形成定向光的分布；显示面板，被配置为基于定向光的分布输出图像；以及控制器，被配置为基于观看者的位置选择性地启用包括在光源装置中的光源。
示例实施例规定光源装置可包括第一光源、第二光源、被配置为引导从第一光源和第二光源中的至少一个入射的光的导光板(LGP)以及被配置为通过控制从LGP输出的光的前进路径来形成定向光的分布的光学膜。
示例实施例规定，在LGP中，被配置为沿第一方向输出从第一光源入射的光的第一光学图案阵列以及沿第二方向输出从第二光源入射的光的第二光学图案阵列可被交替地布置。
示例实施例规定光源装置可包括第一光源、第二光源以及被配置为基于从第一光源和第二光源中的至少一个入射的光形成线型光图案的光分布的LGP，并且控制器可被配置为控制线型光图案的方向性。
至少一个示例实施例涉及一种显示方法。
根据另一示例实施例，一种显示方法包括：使用相机检测观看者；朝向观看者中的第一观看者形成第一定向光的分布；基于第一定向光的分布来输出3D图像；朝向观看者中的第二观看者形成第二定向光的分布；以及基于第二定向光的分布来输出3D图像。
示例实施例规定形成第一定向光的分布的步骤可包括启用布置在包括在光源装置中的导光板(LGP)的一侧的光源，并且停用布置在LGP的另一侧的光源。
示例实施例规定形成第二定向光的分布的步骤可包括停用布置在包括在光源装置中的LGP的一侧的光源，并且启用布置在LGP的另一侧的光源。
至少一个示例实施例涉及一种装置，所述装置包括处理器以及包括计算机可读指令的存储器，所述计算机可读指令在被处理器执行时使得处理器从所捕获的图像确定若干观看者以及观看者相对于显示器的关联位置，基于观看者的数量来确定显示器的帧率，并且针对图像信号的多个图像帧内的各个图像帧，基于所述关联位置选择性地启用第一光源和第二光源中的至少一个。
根据至少一个示例实施例，如果控制器确定观看者的数量大于1，则控制器被配置为针对各个图像帧进行以下步骤中的至少一个：交替地启用第一光源和第二光源；同时启用第一光源和第二光源。
根据至少一个示例实施例，所述装置包括被配置为引导从第一光源和第二光源中的至少一个入射的光以形成定向光的分布的导光板(LGP)。
根据至少一个示例实施例，导光板包括被配置为对光进行反射以生成定向光的分布的光学图案。
根据至少一个示例实施例，所述装置包括被配置为引导从第一光源和第二光源中的至少一个入射的光的导光板(LGP)。所述装置包括被配置为通过控制从LGP输出的光的前进路径来形成定向光的分布的光学膜。
示例实施例的另外的方面将在以下描述中部分地阐述，并且部分地将从该描述显而易见，或者可通过本公开的实践而获知。
附图说明
这些和/或其他方面将通过以下结合附图对示例实施例的描述变得显而易见并且更容易理解，其中：
图1示出根据至少一个示例实施例的三维(3D)显示装置的示例；
图2A至图2C示出根据至少一个示例实施例的包括光源装置的显示器的示例；
图3A和图3B示出根据至少一个示例实施例的用于输出不同定向光的分布的光源装置的示例；
图4A示出根据至少一个示例实施例的光源装置的示例；
图4B示出根据至少一个示例实施例的光源装置的另一示例；
图5示出根据至少一个示例实施例的导光板中的光的移动的示例；
图6A至图6C示出根据至少一个示例实施例的导光板的光学图案的示例；
图7A至图7C示出根据至少一个示例实施例的用于输出不同定向光的分布的光源装置的示例；
图8示出根据至少一个示例实施例的显示装置的另一示例；
图9A和图9B示出根据至少一个示例实施例的用于形成线型光图案的光分布的光源装置的示例；以及
图10是示出根据至少一个示例实施例的显示方法的示例的流程图。
图11是图1和图8中的控制器的示例结构。
具体实施方式
现在将参照示出示例实施例的附图更充分地描述发明构思。提供这些示例实施例以使得本公开将是彻底的和完整的并且将向本领域技术人员充分地传达发明构思。发明构思可利用各种修改按照许多不同的形式来实现，附图中将示出几个实施例并加以详细说明。然而，这不应被解释为限于本文所阐述的示例实施例，相反，应该理解，在不脱离在权利要求及其等同物中限定其范围的发明构思的原理和精神的情况下，可对这些示例实施例进行改变。相同的标号始终表示相同的元件。在附图中，为了清晰，层和区域的厚度被夸大。
将理解，尽管本文中可使用术语第一、第二等来描述各种元件，但是这些元件不应受这些术语限制。这些术语仅用于将一个元件与另一元件区分。例如，在不脱离示例实施例的范围的情况下，第一元件可被称为第二元件，类似地，第二元件可被称为第一元件。如本文所用，术语“和/或”包括一个或多个相关所列项的任何组合和所有组合。
将理解，当元件被称作“连接”或“结合”到另一元件时，其可直接连接到或结合到该另一元件，或者可存在中间元件。相反，当元件被称作“直接连接”或“直接结合”到另一元件时，不存在中间元件。用于描述元件之间的关系的其他词应该以类似方式解释(例如，“之间”对“直接之间”、“相邻”对“直接相邻”等)。
除非另外特别地指出，或者从讨论显而易见，否则诸如“处理”或“计算”或“确定”或“显示”等的术语表示计算机系统或者相似的电子计算装置的动作和处理，所述计算机系统或者相似的电子计算装置将计算机系统的寄存器和存储器内的被表示为物理电子量的数据操纵并变换为计算机系统存储器或寄存器或者其他此类信息存储、传输或显示装置内的被相似地表示为物理量的其他数据。
以下描述中提供了具体细节以提供对示例实施例的彻底理解。然而，本领域普通技术人员将理解，可在没有这些具体细节的情况下实践示例实施例。例如，系统可按照框图示出，以免在不必要的细节方面使示例实施例模糊。在其他情况下，公知的处理、结构和技术可在没有不必要的细节的情况下被示出，以避免使示例实施例模糊。
尽管流程图可将操作描述为顺序处理，但是许多操作可并行地、并发地或同时地被执行。另外，可重新安排操作的顺序。处理在其操作完成时可终止，但是也可具有图中不包括的额外的步骤。处理可对应于方法、函数、过程、子例程、子程序等。当处理对应于函数时，其终止可对应于该函数向调用函数或主函数返回。
本文所用术语仅是为了描述特定实施例的目的，而非意在限制。如本文所用，单数形式意在也包括复数形式，除非上下文清楚地另外指示。还将理解，当在本说明书中使用时，术语“包括”和/或“包含”指定存在所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或添加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。
尽管一些截面图的对应平面图和/或立体图可能未示出，但是本文所示的装置结构的截面图提供对如同会在平面图中示出的一样沿着两个不同方向延伸和/或如同会在立体图中示出的一样在三个不同方向上延伸的多个装置结构的支持。所述两个不同方向可彼此正交或者不正交。所述三个不同方向可包括可与所述两个不同方向正交的第三方向。所述多个装置结构可被集成于同一电子装置中。例如，当装置结构(例如，存储器单元结构或者晶体管结构)被示出于截面图中时，如会在电子装置的平面图中示出的，电子装置可包括多个所述装置结构(例如，存储器单元结构或者晶体管结构)。所述多个装置结构可按照阵列和/或按照二维图案排列。
除非另有定义，否则本文使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与发明构思所属领域的普通技术人员所通常理解的含义相同的含义。将进一步理解的是，除非本文明确地定义，否则术语(诸如在通用字典中定义的那些术语)应该被解释为具有与它们在相关领域的上下文中的含义相同的含义，而不将被解释为理想的或者过于正式的意义。
当诸如“……中的至少一个”的表达在一列元素之后时，所述表达修饰整列元素，而不修饰该列的单个元素。
各种示例实施例可被应用于提供基于眼睛跟踪的自动立体三维(3D)显示。例如，示例实施例可被应用于通过在移动装置、监视器、数字信息显示器(DID)、电视(TV)等中跟踪多个观看者来提供3D图像。
图1示出根据至少一个示例实施例的三维(3D)显示装置的示例。显示装置100可通过跟踪观看从显示装置100输出的3D图像的观看者来基于观看者的视点或位置为观看者提供三维(3D)图像。即使当存在多个观看者时，显示装置100也可基于观看者的视点为每个观看者提供3D图像。
参照图1，显示装置100包括相机110、控制器120和显示器130。显示器130包括光源装置140、显示面板150和3D光学元件160。控制器120可包括用于处理控制器120的操作的至少一个处理器。例如，控制器120可具有如图11中所公开的结构。应该理解，相机110、控制器120和显示器130可作为单独的装置或者如图1所示作为显示装置100的部分而存在。
控制器120使用相机110来检测观看者。相机110拍摄显示装置100的前方区域，控制器120通过分析相机110所拍摄的图像来确定观看者(例如，相对于显示装置100)的位置。例如，控制器120可基于显示装置100的画面的中轴在左方向、右方向和中心方向中确定用户的方向。
当在各种方向上检测到观看者时，控制器120可控制指示3D图像的图像帧的速度的帧率。例如，当被设定为基本帧率的帧率为30帧/秒(FPS)并且在左方向和右方向上检测到观看者时，控制器120可将帧率控制为大于或等于60FPS并且根据所控制的帧率来操作显示器140。当在左方向、右方向和中心方向上检测到观看者(例如，三个观看者)时，控制器120可将帧率控制为大于或等于90FPS并且根据所控制的帧率来操作显示器140。
在示例中，控制器120可在相机110所拍摄的图像中检测观看者的脸、鼻子和眼睛的位置作为特征点，并且可基于所检测的特征点的位置确定观看者的左眼和右眼的位置。控制器120可控制显示器130提供将被映射在观看者的右眼和左眼中的3D图像。控制器120可将图像数据映射在显示面板150中以将左眼图像和右眼图像分别传送至观看者的左眼和右眼。例如，图像数据可表示包括与针对3D显示器的多个观看角度方向相应的多个视点图像的数据。在双目3D显示器的情况下，图像数据可表示包括用于指示左眼的左视点图像和用于指示右眼的右视点图像的数据。
显示器130可将图像数据转换为将要显示的3D图像。光源装置140表示包括光源的装置。例如，光源装置140可包括背光单元以向显示面板150提供背光。光源装置140可被布置在显示面板150的后面并且向显示面板150提供用于输出图像的光。显示面板150可基于从光源装置140提供的光来工作。
3D光学元件160可被布置在显示面板150的前面和后面中的至少一个中，以使得观看者能够基于视点的位置观看不同的像素集合，从而提供自动立体3D图像。例如，3D光学元件160可表示柱状透镜、微透镜和视差屏障中的任意一个。通过光学元件160，观看者可基于位置观看不同的视点图像。
控制器120可基于检测到观看者的方向或位置控制包括在光源装置140中的光源(未示出)的操作。例如，控制器120可基于观看者的位置选择性地启用包括在光源装置140中的光源。
光源装置140可基于控制器120的控制来输出定向光的分布。例如，光源装置140可当在左方向上检测到观看者时朝向左方向输出第一定向光的分布，并且可当在右方向上检测到观看者时朝向右方向输出第二定向光的分布。光源装置140可针对图像信号的各个图像帧交替地输出第一定向光的分布和第二定向光的分布。第一定向光的分布和第二定向光的分布被交替地输出期间的周期可基于帧率来确定。光源装置140的配置和操作将参照图2A至图7C来更详细地描述。
如上所述，即使当存在多个观看者时，显示装置100也可通过基于时分方案操作光源装置140输出定向光的分布来提供没有分辨率劣化的自动立体3D显示。
图2A至图2C示出根据至少一个示例实施例的包括光源装置的显示器的示例。
参照图2A，图1中的显示器130包括光源装置210、3D光学元件260和显示面板270。在此示例中，光源装置210、3D光学元件260和显示面板270可分别对应于图1中的光源装置140、3D光学元件160和显示面板150。如图2A所示，光源装置210包括第一光源220、第二光源225、导光板(LGP)230、控制器240和光学膜250。以下，术语“膜”可被称作“片”。
第一光源220和第二光源225可在控制器240的控制下产生光。例如，第一光源220和第二光源225可以是发光二极管(LED)，然而，第一光源220和第二光源225不限于此。第一光源220可被布置在LGP 230的一侧，第二光源225可被布置在LGP 230的另一侧。LGP 230可引导从第一光源220和第二光源225中的至少一个入射的光，并且广泛传播地输出光。在此示例中，LGP 230可基于布置在LGP 230的下部的光学图案在倾斜方向上输出光。光学图案可对光进行反射或散射以向LGP 230外部的区域发射光。
例如，LGP 230可由诸如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚醚砜(PES)和聚碳酸酯(PC)的材料组成。LGP 230可具有厚度规则的平坦型形状，或者光流动的表面厚而相对的表面薄的楔型形状。然而，示例实施例不限于前述。
光学膜250可通过控制从LGP 230输出的光的前进路径来形成光在期望(或者另选地，预定)方向上被引导的定向光的分布。光学膜250可被布置在LGP 230的上部。例如，光学膜250可以是棱镜膜。
经过光学膜250的光可穿过3D光学元件260到达显示面板270，并且可从显示面板270输出3D图像。从光源装置210输出的光可经由3D光学元件260穿过显示面板270以形成3D光分布，并且可被集中传送至期望(或者另选地，预定)位置的观看者。3D光学元件260可在光分布内形成3D时间点，以使得观看者能够基于视点的位置观看不同的像素集合，从而提供不同视点的图像。3D光学元件260可包括柱状透镜和视差屏障中的任意一个，或者包括柱状透镜和视差屏障。当包括柱状透镜和视差屏障时，柱状透镜可将光朝向视差屏障的狭槽折射，并且视差屏障可基于所传送的光形成3D时间点。
3D光学元件260可如图2A所示被布置在显示面板270的后面，或者如图2B所示被布置在显示面板270的前面。然而，示例实施例不限于前述。例如，显示面板270可以是具有基于矩阵形式排列的子像素的液晶显示器(LCD)面板。
控制器240可控制第一光源220和第二光源225中的至少一个是否被启用，以控制从光源装置210输出的光的方向性。控制器240可基于观看者的位置选择性地启用第一光源220和第二光源225，并且控制第一光源220和第二光源225被启用的时间点。基于第一光源220和第二光源225中的至少一个是否被启用，可形成不同定向光的分布。
图2C示出根据至少一个示例实施例的光源装置210的配置。除了光学膜250以外，光源装置210还可包括光学膜280和反射膜290以执行光学膜250的不同功能。反射膜290可通过反射到达LGP 230的下部和侧部的光以使得在LGP 230中被引导的光不穿过LGP 230的下部和侧部向外部输出来减小光学损失。光学膜280可经由光学膜250对光进行漫射。例如，光学膜280可以是漫射膜。经过光学膜280的光可穿过3D光学元件260到达显示面板270，并且可从显示面板270输出3D图像。
除了以上讨论的第一和第二光学膜之外，光源装置210还可包括第三光学膜(例如，增亮膜(BEF)(未示出)或保护膜(未示出))以增强光的亮度。
图3A和图3B示出根据至少一个示例实施例的用于输出不同定向光的分布的光源装置的示例。参照图3A和图3B，假设显示装置100通过相机110检测位于左方向的第一观看者310和位于右方向的第二观看者320。
图3A示出在第一时间点从光源装置210输出的光分布330的示例。在第一时间点，控制器240可控制光源装置210的第一光源220和第二光源225从光源装置210朝向第一观看者310输出第一定向光的分布。
控制器240可启用(例如，打开)第一光源220以形成第一定向光的分布，并且停用(例如，关闭)第二光源225。可从启用的第一光源220输出光，并且从第一光源220入射到LGP230的光可被布置在LGP 230中的光学图案漫射、反射或散射，以向LGP 230外部的区域输出光。可通过光学膜250来控制从LGP 230输出的光的前进路径，从而形成朝向第一观看者310的第一定向光的分布。第一定向光的分布可穿过3D光学元件260和显示面板270以产生3D图像。可为第一观看者310提供3D图像，第一观看者310可观看从显示装置100输出的3D图像。在此示例中，第二观看者320可能未被包括在由显示装置100输出的3D图像的视野中，因此第二观看者320可能无法识别3D图像(或者观看失真的图像)。
图3B示出在第二时间点从光源装置210输出的光分布340的示例。在第二时间点，控制器240可控制光源装置210的第一光源220和第二光源225从光源装置210朝向第二观看者320输出第二定向光的分布。
控制器240可停用(例如，关闭)第一光源220并且启用(例如，打开)第二光源225以形成第二定向光的分布。类似于图3A所示，从启用的第二光源225输出的光可被入射到LGP230，并且可通过光学膜250以及布置在LGP中的光学图案来形成第二定向光的分布。第二定向光的分布可穿过3D光学元件260和显示面板270以产生3D图像，所产生的3D图像可被提供给第二观看者320。在此示例中，第一观看者310可能未被包括在由显示装置100输出的3D图像的视野中，因此第一观看者310可能无法识别3D图像(或者观看失真的图像)。
如上所述，光源装置210可基于时分方案交替地朝向第一观看者310和第二观看者320输出光分布。为了交替地形成不同定向光的分布，第一光源220和第二光源225可被交替地启用。
针对相同的图像帧(或者图像信号的多个图像帧内的每个图像帧)，控制器240可控制光源装置210在第一时间点朝向第一观看者310输出光分布，并且在第二时间点朝向第二观看者320输出光分布。控制器240可针对其他图像帧重复地执行上述处理。
如上所述，控制器240可将显示器的帧率设定为相对高，使得第一观看者310和第二观看者320不会识别出未提供3D图像。例如，假设当帧率小于30FPS时(即，当在一秒内输出少于30个图像帧时)，观看者识别出图像的不连续。在此示例中，控制器240可通过将帧率设定为大于或等于60FPS来控制并在一秒内向第一观看者310和第二观看者320中的每一个输出至少30个图像帧。
图4A示出根据至少一个示例实施例的光源装置的示例。参照图4A，第一光源410可被布置在导光板(LGP)430的一侧，第二光源420可被布置在LGP 430的另一侧。在示例中，第一光源410和第二光源420可基于LGP 430被交替地布置在LGP 430的右侧和左侧。
LGP 430可具有光学图案440以通过对入射光进行反射或散射来将入射光输出至LGP外部的区域。例如，光学图案440可被形成于LGP 430的下部。在LGP 430中，在第一方向上输出从第一光源410入射的光的第一光学图案阵列444以及在第二方向上输出从第二光源420入射的光的第二光学图案阵列442被交替地布置。
在LGP 430中，与相对远离第一光源410和第二光源420的区域相比，相对靠近第一光源410和第二光源420的区域可具有更低密度的光学图案440。通过交替地布置第一光学图案阵列444和第二光学图案阵列442并且通过基于距光源的距离设计形成在LGP 430中的光学图案440的不同密度，可向LGP 430外部的区域均等地输出光。
图4B示出根据至少一个示例实施例的光源装置的另一示例。参照图4B，不同于图4A，包括多个光源的第一光源阵列450和第二光源阵列460可分别被布置在LGP 430的一侧和另一侧。可另外提供用于阻挡光被入射到LGP 430的阻光器(或阻光元件)470来设计和改变LGP 430，以使得光被交替地入射到LGP 430。如图4A中相同地描述的，入射到LGP 430的光的前进路径可通过光学图案440而改变，并且入射光可被输出至LGP 430外部的区域。
图5示出根据至少一个示例实施例的导光板(LGP)中的光的移动的示例。
参照图5，当布置在LGP 520一侧的第一光源510被启用时，从第一光源510输出的光可被入射到LGP 520，并且LGP 520可基于全内反射(TIR)条件来引导从第一光源510入射的光。在此示例中，TIR条件可被布置在LGP 520的下部的棱镜或者半球形状的光学图案530破坏，因此光可被发射至LGP 520外部(或外面)的区域。光学图案530可以是形成在LGP 520的至少一部分中并且改变从第一光源510入射的光的前进路径的物理结构。在光学图案530中，从第一光源510入射的将在LGP 520中被引导的光可在各种方向上被折射或被反射，从而产生定向光线。这样的定向光线可穿过布置在LGP 520的下部的光学膜(例如，棱镜膜)以形成定向光的分布，并且该定向光的分布可穿过3D光学元件和显示面板，从而产生3D图像。当布置在LGP 520的另一侧的第二光源515被启用时，光可被发射至LGP 520外部的区域，从而基于与上述处理相同的处理形成定向光的分布。
在示例中，可不同地改变和设计光学图案530的形状和结构。参照图6A至图6C，示出光学图案530的结构的示例实施例。图6A是LGP的示例的截面图。参照图6A，LGP中的光学图案的形状可为半球形。图6B是LGP的另一示例的截面图。参照图6B，LGP中的光学图案的截面可为三角形。图6C是LGP的另一示例的截面图。参照图6C，LGP中的光学图案的截面可为矩形。光学图案的形状为各种各样的，而不限于上述示例。
图7A至图7C示出根据至少一个示例实施例的形成不同定向光的分布的光源装置的示例。参照图7A至图7C，假设显示装置100通过相机110检测位于左方向的第一观看者710、位于中心方向的第二观看者720以及位于右方向的第三观看者730。
图7A示出在第一时间点从光源装置210输出的光分布740。参照图7A，类似于图3A中所示，控制器240可控制光源装置210从光源装置210朝向第一观看者710输出第一定向光的分布。控制器240可启用第一光源220并且停用第二光源225，以形成第一定向光的分布。
图7B示出在第二时间点(第一时间点的下一时间点)从光源装置210输出的光分布750。参照图7B，控制器240可控制光源装置210从光源装置210朝向第二观看者720输出第二定向光的分布。控制器240可启用第一光源220和第二光源225以输出第二定向光的分布。第二定向光的分布可通过将基于从第一光源220发射的光形成的光分布与基于从第二光源225发射的光形成的光分布重叠来形成。
图7C示出在第三时间点(第二时间点的下一时间点)从光源装置210输出的光分布760。参照图7C，类似于图3B中所示，控制器240可控制光源装置210从光源装置210朝向第三观看者730输出第三定向光的分布。控制器240可停用第一光源220并且启用第二光源225以形成第三定向光的分布。
光源装置210可基于时分方案交替地朝向观看者710、720和730中的每一个输出光分布。可针对将通过显示面板270输出的每个图像帧重复地执行图7A至图7C中所示的处理。
图8示出根据至少一个示例实施例的显示装置的另一示例。参照图8，与图1所示的显示装置不同，显示装置100A可在没有附加3D光学元件的情况下产生3D图像。包括在显示器130中的光源装置140可形成线型光图案的光分布，并且显示面板150可基于从光源装置140提供的线型光图案的光分布来产生3D图像。例如，线型光图案可以是交替地表示光被传送到的区域和光未被传送到的区域的条纹图案。光源装置140可通过为显示面板150提供线型光图案而被用作视差屏障。光学装置的结构和操作将参照图9A和图9B来更详细地描述。
如图1中相同地描述的，控制器120可选择性地启用包括在光学装置中的光源，以控制由光源装置140形成的定向光的分布。为详细描述，可参考参照图1、图3A、图3B以及图7A至图7C提供的描述，为了更加清晰和简明，重复的描述将被省略。针对以上描述中没有包括的其他组件，可参考参照图1提供的描述。
图9A和图9B示出根据至少一个示例实施例的用于形成线型光图案的光分布的光源装置的示例。
图9A示出在第一时间点从光源装置210输出的光图案。光源装置210包括第一光源220、第二光源225、LGP 230以及控制器240。LGP 230可基于入射到第一光源220和第二光源225中的至少一个的光来形成线型光图案的光分布。LGP 230可为显示面板270提供划分光路径的线型光图案，并且显示面板270可基于从LGP 230提供的线型光图案的光来输出3D图像。
光学图案910可被布置在LGP 230中以通过对光进行反射或散射来将入射到LGP的光发射至LGP 230外部的区域。光学图案910可被布置在LGP 230的下部，并且光学图案910之间的间隔可相同，然而，这仅是示例。在一个示例中，与相对远离光源的区域相比，即使当从LGP 230相对靠近光源的区域具有较低密度的光学图案910时，布置在LGP 230中的光学图案910之间的间隔也可相同。
当光学图案910之间的间隔相同并且被光学图案910反射或折射的光的角度和从LGP 230发射的光的角度彼此相同时，可在将被输出至LGP 230外部的区域的光图案中交替地表示光被传送至的区域和光未被传送至的区域。因此，LGP 230可被用作划分光路径的视差屏障，并且如同没有附加3D光学元件的视差屏障，可基于从LGP 230提供的线型光图案输出3D图像(例如，立体图像)。
在LGP 230的下部，布置有光学图案910的区域可被用作视差屏障的狭缝部分，使得光被发射至LGP 230外部的区域。LGP 230的没有布置光学图案910从而将光全反射的区域可被用作视差屏障的遮蔽部分，以使得光不被发射至LGP 230外部的区域。由LGP 230形成的线型光图案可以是在遮蔽部分之间平行地布置狭缝部分的条纹图案，并且狭缝部分可具有竖长的狭缝形状。
控制器240可通过控制第一光源220和第二光源225中的至少一个是否被启用来控制由LGP 230形成的线型光图案的方向性。类似于图3A中所示，控制器240可启用第一光源220并且停用第二光源225以形成第一定向光的分布。
图9B示出在第二时间点(第一时间点的下一时间点)从光源装置210输出的光图案。如图3B中所示，在第二时间点，控制器240可停用第一光源220并且启用第二光源225以形成第二定向光的分布。
如图9A和图9B所示，光源装置210还可包括光学膜以通过控制输出到LGP 230的光的路径来控制光分布的形式。如图7A至图7C所示，光源装置210的操作可被扩展为形成第一定向光的分布、第二定向光的分布和第三定向光的分布。
图10是示出根据至少一个示例实施例的显示方法的示例的流程图。该显示方法可由显示装置100通过包括用于执行所述方法的至少一个处理器(例如，参见图11)的控制器120来执行。
参照图10，在操作1010，显示装置100使用相机110检测观看者。显示装置100可使用相机110拍摄显示装置100的前方区域并且通过分析相机110所拍摄的图像来确定观看者的位置。在此示例中，假设显示装置100为位于不同方向的第一观看者和第二观看者中的每一个提供3D图像。
在操作1020，显示装置100基于在操作1010检测的结果选择性地确定将被应用于3D图像的显示的帧率。例如，显示装置100可确定基于比原始帧率大至少两倍的帧率来输出3D图像，以便向在两个方向上检测到的第一观看者和第二观看者输出足够数量的图像帧。
在操作1030，显示装置100朝向第一观看者产生第一定向光的分布。如图3A所示，显示装置100可选择性地启用包括在光源装置中的光源并且基于改变光的路径的光学膜和形成于LGP中的光学图案来产生第一定向光的分布。
在操作1040，显示装置100基于第一定向光的分布形成3D图像。第一定向光的分布可穿过显示面板和3D光学元件以形成3D图像，并且可基于朝向第一观看者的视野提供该3D图像。
在操作1050，显示装置100朝向第二观看者产生第二定向光的分布。如图3B所示，显示装置100可选择性地启用包括在光源装置中的光源，并且基于改变光的路径的光学膜和形成于LGP中的光学图案来产生第二定向光的分布。
在操作1060，显示装置100基于第二定向光的分布形成3D图像。第二定向光的分布可穿过显示面板和3D光学元件以形成3D图像，并且可基于朝向第二观看者的视野提供该3D图像。
显示装置100可针对每个图像帧重复地执行操作1030至1060。基于上述处理，显示装置100可基于针对每个观看者的时间点执行自动立体显示，而没有分辨率的劣化。
当在操作1010在三个方向上检测到观看者时，在操作1060之后，显示装置100可如图7A至图7C中所述产生第三定向光的分布并且基于第三定向光的分布形成3D图像。
图11是图1和图8中的控制器的示例结构。
图11是示出根据示例实施例的控制器120的示例结构的示图。参照图11，控制器可包括例如数据总线159、发送器152、接收器154、存储器156和处理器158。
发送器152、接收器154、存储器156和处理器158可使用数据总线159向彼此发送数据和/或从彼此接收数据。发送器152是包括用于向相机110、显示器130和/或主机(未示出)发送信号(例如，包括数据信号和控制信号)的硬件和任何必要软件的装置。
接收器154是包括用于从相机110、显示器130和/或主机(未示出)接收信号(例如，包括数据信号和控制信号)的硬件和任何必要软件的装置。
存储器156可以是能够存储数据的任何装置，包括磁存储器、闪速存储器等。
处理器158可以是能够处理数据的任何装置(例如，包括被配置为基于输入数据执行特定操作的专用处理器)或者能够执行包括在存储在存储器156上的计算机可读代码中的指令的任何装置。例如，应该理解，根据示例实施例的修改和方法可被存储在存储器156上并由处理器158实现。
另外，应该理解，以下的修改和方法可由控制器120的上述元件中的一个或多个执行。例如，接收器154可执行“接收”、“获取”等步骤；发送器152可执行“发送”、“输出”等步骤；处理器158可执行“确定”、“产生”、“相关”、“计算”、“控制”等步骤；存储器156可执行“存储”、“保存”等步骤。
本文所描述的单元和/或模块可使用硬件组件和软件组件来实现。例如，硬件组件可包括麦克风、放大器、带通滤波器、音频至数字转换器和处理装置。处理装置可使用被配置为通过执行算术、逻辑和输入/输出操作来运行和/或执行程序代码的一个或多个硬件装置来实现。处理装置可包括处理器、控制器和算术逻辑单元、数字信号处理器、微计算机、现场可编程阵列、可编程逻辑单元、微处理器或者能够以限定的方式响应并执行指令的任何其他装置。处理装置可运行操作系统(OS)以及在OS上运行的一个或多个软件应用。处理装置还可响应于软件的执行来访问、存储、操纵、处理和创建数据。为了简单起见，处理装置的描述为单数的；然而，本领域技术人员将理解，处理装置可包括多个处理元件和多种类型的处理元件。例如，处理装置可包括多个处理器或者一个处理器和一个控制器。另外，不同的处理配置是可以的，诸如并行处理器。
软件可包括计算机程序、一段代码、指令或者它们的一些组合，以独立地或共同地指示和/或配置处理装置根据需要操作，从而将处理装置转变为专用处理器。软件和数据可被永久地或者临时地具体实现于任何类型的机器、组件、物理或虚拟设备、计算机存储介质或装置中或者能够向处理装置提供指令或数据或者由处理装置解释的传播的信号波中。软件还可分布于联网的计算机系统上，以使得软件以分布式方式被存储和执行。软件和数据可由一个或多个非暂时性计算机可读记录介质存储。
根据上述示例实施例的方法可被记录于包括用于实现上述示例实施例的各种操作的程序指令的非暂时性计算机可读介质中。所述介质还可包括单独或者与程序指令组合的数据文件、数据结构等。记录在介质上的程序指令可以是为了示例实施例而专门设计和构造的那些程序指令，或者可以是计算机软件领域的技术人员公知且可用的类型。非暂时性计算机可读介质的示例包括：磁介质，诸如硬盘、软盘和磁带；光学介质，诸如CD-ROM盘、DVD和/或蓝光盘；磁光介质，诸如光盘；以及专门被配置为存储和执行程序指令的硬件装置，诸如只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、闪速存储器(例如，USB闪存驱动器、存储卡、记忆棒等)等。程序指令的示例包括诸如由编译器产生的机器代码以及包含可由计算机使用解释器执行的更高级代码的文件二者。上述装置可被配置为充当一个或多个软件模块以便执行上述示例实施例的操作，或者反之亦然。
以上已描述了若干示例实施例。然而，应该理解，可对这些示例实施例进行各种修改。例如，如果按照不同的顺序执行所描述的技术和/或如果所描述的系统、架构、装置或电路中的组件以不同的方式组合和/或被其他组件或其等同物代替或补充，则可实现合适的结果。因此，其他实现方式在权利要求书的范围内。

Claims (31)

1.一种显示装置，包括：
第一光源；
第二光源；
导光板LGP，被配置为引导从第一光源和第二光源中的至少一个光源入射的光；
光学膜，被配置为通过控制从LGP输出的光的前进路径来形成定向光的分布；
控制器，被配置为控制第一光源和第二光源中的至少一个光源的启用；以及
三维光学元件，被配置为基于定向光的分布形成三维光分布，
其中，当第一光源被激活时，第一定向光的分布通过LGP和光学膜而形成，朝向第一方向的三维图像基于第一定向光的分布和三维光学元件而形成，
其中，当第二光源被激活时，第二定向光的分布通过LGP和光学膜而形成，朝向第二方向的三维图像基于第二定向光的分布和三维光学元件而形成。
2.根据权利要求1所述的显示装置，其中，控制器被配置为启用第一光源并且停用第二光源以形成第一定向光的分布，
停用第一光源并且启用第二光源以形成第二定向光的分布。
3.根据权利要求2所述的显示装置，其中，控制器被配置为启用第一光源和第二光源以形成第三定向光的分布。
4.根据权利要求2所述的显示装置，其中，控制器被配置为交替地启用第一光源和第二光源以交替地形成第一定向光的分布和第二定向光的分布。
5.根据权利要求1所述的显示装置，其中，LGP具有被配置为对光进行反射或散射以将从第一光源和第二光源中的至少一个光源入射的光输出至LGP外部的区域的光学图案。
6.根据权利要求5所述的显示装置，其中，LGP包括相对靠近第一光源的第一区域和比第一区域更远离第一光源的第二区域，其中，第一区域具有比第二区域更低密度的光学图案。
7.根据权利要求5所述的显示装置，其中，LGP包括交替地布置的第一光学图案阵列和第二光学图案阵列，第一光学图案阵列被配置为在第一方向上输出从第一光源入射的光，第二光学图案阵列被配置为在第二方向上输出从第二光源入射的光。
8.根据权利要求1所述的显示装置，其中，第一光源被布置在LGP的一侧，
第二光源被布置在LGP的另一侧，并且
第一光源和第二光源基于LGP的结构被交替地布置。
9.一种显示装置，包括：
第一光源；
第二光源；
导光板LGP，被配置为基于从第一光源和第二光源中的至少一个光源入射的光来形成线型光图案的光分布；
控制器，被配置为通过控制第一光源和第二光源中的至少一个光源的启用来控制线型光图案的方向性；以及
其中，第一光源被激活，第一定向线型光图案的分布通过LGP而形成，朝向第一方向的三维图像基于第一定向线型光图案的分布而形成，
其中，第二光源被激活，第二定向线型光图案的分布通过LGP形成，朝向第二方向的三维图像基于第二定向线型光图案的分布而形成。
10.根据权利要求9所述的显示装置，其中，线型光图案是被传送至区域的光的条纹图案。
11.根据权利要求9所述的显示装置，其中，LGP包括被配置为通过对光进行反射或散射以将入射到LGP的光发射至LGP外部的区域的光学图案，并且
光学图案之间的间隔是相同的。
12.根据权利要求11所述的显示装置，其中，LGP包括相对靠近第一光源的第一区域和比第一区域更远离第一光源的第二区域，其中，第一区域具有比第二区域更低密度的光学图案。
13.根据权利要求9所述的显示装置，其中，控制器被配置为启用第一光源并且停用第二光源以形成第一定向光的分布，
停用第一光源并且启用第二光源以形成第二定向光的分布。
14.一种显示装置，包括：
相机，被配置为检测至少一个观看者；
光源装置，被配置为形成定向光的分布；
显示面板，被配置为基于定向光的分布输出图像；以及
控制器，被配置为基于所述至少一个观看者的位置选择性地启用光源装置中的光源，
其中，光源装置包括：
第一光源；
第二光源；
导光板LGP，被配置为引导从第一光源和第二光源中的至少一个光源入射的光；
光学膜，被配置为通过控制从LGP输出的光的前进路径来形成定向光的分布，
其中，当第一光源被激活时，第一定向光的分布通过LGP和光学膜而形成，朝向第一方向的三维图像基于第一定向光的分布而形成，
其中，当第二光源被激活时，第二定向光的分布通过LGP和光学膜而形成，朝向第二方向的三维图像基于第二定向光的分布而形成。
15.根据权利要求14所述的显示装置，其中，显示装置还包括，
三维光学元件，被配置为基于定向光形成三维光分布，
其中，朝向第一定向光的三维图像和朝向第二定向光的三维图像通过三维光学元件而形成。
16.根据权利要求15所述的显示装置，其中，如果所述至少一个观看者是在多个方向上检测到的多个观看者，则控制器被配置为交替地启用第一光源和第二光源以交替地朝向所述多个观看者形成光分布。
17.根据权利要求15所述的显示装置，其中，控制器被配置为控制第一光源和第二光源中的至少一个光源的启用以便控制定向光的分布。
18.根据权利要求17所述的显示装置，其中，控制器被配置为：如果在第一方向上检测到观看者，则启用第一光源并且停用第二光源，
如果在第二方向上检测到观看者，则停用第一光源并且启用第二光源。
19.根据权利要求18所述的显示装置，其中，控制器被配置为：如果在第一方向和第二方向之间的第三方向上检测到观看者，则启用第一光源和第二光源。
20.根据权利要求15所述的显示装置，其中，LGP包括交替地布置的第一光学图案阵列和第二光学图案阵列，第一光学图案阵列被配置为在第一方向上输出从第一光源入射的光，第二光学图案阵列被配置为在第二方向上输出从第二光源入射的光。
21.根据权利要求14所述的显示装置，其中，LGP被配置为基于从第一光源和第二光源中的至少一个光源入射的光形成线型光图案的光分布，并且
控制器被配置为控制线型光图案的方向性。
22.根据权利要求21所述的显示装置，其中，显示面板被配置为基于线型光图案的光分布来输出三维图像。
23.一种显示方法，包括：
使用相机检测观看者；
朝向观看者中的第一观看者形成第一定向光的分布；
基于第一定向光的分布来输出三维图像；
朝向观看者中的第二观看者形成第二定向光的分布；以及
基于第二定向光的分布来输出三维图像，
其中，当显示装置的第一光源被激活时，第一定向光的分布通过显示装置的导光板LGP和光学膜而形成，基于第一定向光的分布的三维图像被形成为朝向第一方向，
其中，当显示装置的第二光源被激活时，第二定向光的分布通过显示装置的LGP和光学膜而形成，基于第二定向光的分布的三维图像被形成为朝向第二方向。
24.根据权利要求23所述的显示方法，其中，形成第一定向光的分布的步骤包括，
启用光源装置中的布置在导光板LGP的一侧的第一光源并且停用布置在LGP的另一侧的第二光源。
25.根据权利要求24所述的显示方法，其中，形成第二定向光的分布的步骤包括，
停用第一光源并且启用第二光源。
26.根据权利要求23所述的显示方法，还包括：
基于检测观看者的结果来确定将被应用于显示3D图像的显示器的帧率。
27.一种电子装置，包括：
处理器；以及
存储器，包括计算机可读指令，所述计算机可读指令在被处理器执行时使得处理器：
从捕获的图像确定若干观看者并且确定观看者相对于显示器的关联位置，
基于观看者的数量来确定用于显示器的帧率，并且针对图像信号的多个图像帧内的每个图像帧，基于所述关联位置选择性地启用第一光源和第二光源中的至少一个光源，
其中，当第一光源被激活时，第一定向光的分布通过所述电子装置的导光板LGP和光学膜而形成，朝向第一方向的三维图像基于第一定向光的分布和所述电子装置的三维光学元件而形成，
其中，当第二光源被激活时，第二定向光的分布通过LGP和光学膜而形成，朝向第二方向的三维图像基于第二定向光的分布和三维光学元件而形成。
28.根据权利要求27所述的电子装置，其中，如果控制器确定观看者的数量大于1，则控制器被配置为针对每个图像帧进行以下步骤中的至少一个：交替地启用第一光源和第二光源；同时启用第一光源和第二光源。
29.根据权利要求27所述的电子装置，其中，LGP被配置为引导从第一光源和第二光源中的至少一个光源入射的光以形成定向光的分布。
30.根据权利要求29所述的电子装置，其中，导光板包括被配置为对光进行反射以产生定向光的分布的光学图案。
31.根据权利要求29所述的电子装置，其中，LGP被配置为引导从第一光源和第二光源中的至少一个光源入射的光，
其中，光学膜被配置为通过控制从LGP输出的光的前进路径来形成定向光的分布。
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