CN1308728C - 高分辨率三维图像显示器 - Google Patents

Abstract

一种3-D图像显示器，包括：背面光；液晶快门阵列，具有在其中交替形成的开口和掩模，并通过切换开口和掩模来有选择性地使从背面光发出的光通过；和显示装置，具有在多个视点的左眼图像信息和右眼图像信息，其中，左眼图像信息和右眼图像信息根据开口的移动改变。根据多个视点的左眼图像信息和右眼图像信息的图像通过开口被顺序显示。

Description

高分辨率三维图像显示器

本申请要求于2003年7月29日在韩国知识产权局提交的第2003-52460号韩国专利申请的优先权，该申请全部公开于此以资参考。

                         技术领域

本发明涉及一种3-D(三维)图像显示器，更具体地讲，涉及一种通过顺序移动多个视点的图像并有选择性地显示该图像来提高分辨率的3-D图像显示器。

                         背景技术

通常，3-D图像是通过人眼根据立体视觉的原理产生的。由彼此分开约65mm的眼睛引起的双目视差可被认为是产生3-D效果的最重要的因素。在3-D图像显示器中，有使用玻璃的显示器，也有不使用玻璃的显示器。不使用玻璃的显示器通过分离左和右图像而不使用玻璃来获得3-D图像。有视差阻挡层(parallax barrier)类型和微粒透镜板(lenticular)类型作为非玻璃类型。

在视差阻挡层类型中，以交替垂直模式将由左眼和右眼观看的图像印刷或者拍照，并通过使用非常薄的垂直栅格，即阻挡层，来观看该图样。通过这样做，由左眼观看的垂直图样图像和由右眼观看的垂直图样图像被阻挡层分离，并且左眼和右眼在不同的视点观看图像，以观看3-D图像。

根据图1A中所示的视差阻挡层类型，具有垂直栅格形状、开口5、和掩模7的视差阻挡层10被安排在具有与观察者的左眼LE和右眼RE分别对应的左眼图像信息L和右眼图像信息R的LCD面板3的前面。图像被视差阻挡层10的开口5分割。在LCD面板3中，输入到左眼LE的图像信息L和输入到右眼RE的图像信息R被沿着水平方向交替排列。

具有左眼图像信息L的象素和具有右眼图像信息R的象素构成组。相对于开口5的左和右象素是不同视点的象素，以便实现3-D图像。例如，第一左眼图像被输入到左眼LE，第一右眼图像被输入到右眼RE。第二左眼图像被输入到左眼LE，第二右眼图像被输入到右眼RE。左和右象素以相同的方法输入到对应的左眼和右眼。

在以上的方法中，由于由开口5形成图像，并由掩模7阻挡图像，如图1B所示，例如，左眼图像L只形成于偶数列，而奇数列被掩模7阻挡，从而形成黑线K。另外，右眼图像R只形成于奇数列，而偶数列被掩模7阻挡，从而形成黑线K。

因此，显示器的分辨率整体上被降低，并且3-D图像的亮度被降低。

                         发明内容

为了解决以上和/或其他问题，本发明提供一种3-D图像显示器，其通过当移动开口和掩模时包括多个视点的图像信息并显示多个视点的所有图像而具有提高的分辨率。

根据本发明的一方面，3-D图像显示器包括：背面光；液晶快门阵列，具有在其中交替形成的开口和掩模，并通过切换开口和掩模来有选择性地使从背面光发出的光通过；和显示装置，具有在多个视点的左眼图像信息和右眼图像信息，其中，左眼图像信息和右眼图像信息沿着开口的移动改变，其中，根据多个视点的左眼图像信息和右眼图像信息的图像通过开口被顺序显示。

根据本发明的另一方面，3-D图像显示器包括：光源阵列，具有发出光的开口和不发出光的掩模，在该光源阵列中，开口和掩模交替形成并有选择性地切换；和显示装置，具有在多个视点的左眼图像信息和右眼图像信息，其中，左眼图像信息和右眼图像信息沿着开口的移动改变，其中，根据多个视点的左眼图像信息和右眼图像信息的图像通过开口被顺序显示。

图像信息在垂直方向具有在相同视点的图像信息，并在水平方向具有在不同视点的图像信息。

根据本发明的另一方面，一种用于显示3-D图像的方法，包括下述步骤：通过切换液晶快门的开口和掩模来有选择性地使从背面光发出的光通过；和根据开口和掩模的切换改变左眼图像信息和右眼图像信息，以顺序显示3-D图像，其中，所说的左眼图像信息和右眼图像信息具有关于多个视点的信息。

根据本发明的另一方面，一种用于显示3-D图像的方法，包括下述步骤：在光源阵列中交替形成开口和掩模，并且所述开口和掩模有选择性地彼此切换；和根据开口和掩模的形成改变左眼图像信息和右眼图像信息，以顺序显示3-D图像，其中，所说的左眼图像信息和右眼图像信息具有关于多个视点的信息。

                         附图说明

通过参照附图对优选实施例进行详细的描述，本发明的以上和其他特点和优点将会变得更加清楚，其中：

图1A是表示传统的使用视差阻挡层方法的3-D图像显示器的示图；

图1B是表示在其中显示根据传统的视差阻挡层方法的左眼图像和右眼图像的状态的示图；

图2A和2B是表示根据本发明第一优选实施例的3-D图像显示器的示图；

图3A和3B是表示显示根据在图2A和2B中所示的3-D图像显示器的左眼图像和右眼图像的处理的示图；和

图4A和4B是表示根据本发明第二优选实施例的3-D图像显示器的示图。

                      具体实施方式

参照图2A，根据本发明第一优选实施例的3-D图像显示器包括背面光20、显示装置25、和液晶快门阵列30。

液晶快门阵列30有选择性地对开口32和掩模34交替排列并周期性切换的区域通电。显示装置25，例如，是透射LCD面板。

通过液晶快门阵列30的切换操作来形成左眼图像和右眼图像的处理表示在图2A和2B中。显示装置25具有左眼图像信息和右眼图像信息。另外，左眼图像信息和右眼图像信息的每一个包括根据多个视点的图像信息。例如，左眼图像信息和右眼图像信息可包括具有不同视点的两条图像信息作为帧的图像信息。

在这种情况下，左眼图像信息和右眼图像信息分别包括奇数图像信息和偶数图像信息。从背面光20发出的光通过开口32，以根据显示装置25的图像信息形成图像。掩模34阻挡从背面光20发出的光，以不形成图像。因此，当通过液晶快门阵列30形成图像时，通过开口32形成图像的列和通过掩模34阻挡图像的列交替形成。

当假定形成图像的列为奇数列时，图像称为奇数图像。当假定形成图像的列为偶数列时，图像称为偶数图像。

奇数左眼图像表示为L1、L3、L5、...、L(2n-1)，其中，“n”是自然数。偶数左眼图像表示为L2、L4、L6、...、L(2n)，其中，“n”是自然数。另外，奇数右眼图像表示为R1、R3、R5、...、R(2n-1)，其中，“n”是自然数。偶数右眼图像表示为R2、R4、R6、...、R(2n)，其中，“n”是自然数。

参照图2A，当t＝t1时，液晶快门阵列30包括第一开口32和第一掩模34。例如，偶数左眼图像L2、L4、L6、L8、和L10及奇数右眼图像R1、R3、R5、R7、和R9通过第一开口32分别形成在左眼和右眼L和R上。

下面，参照图2B，通过液晶快门阵列30的切换操作切换开口和掩模。也就是说，当掩模被切换到开口时，开口被切换到掩模。切换的开口和切换的掩模分别称为第二开口32′和第二掩模34′。

在液晶快门阵列30的切换操作的同时，显示装置25的图像信息移动。因此，如图2B中所示，形成奇数左眼图像L1、L3、L5、L7、和L9以及偶数右眼图像R2、R4、R6、R8、和R10。

图3A表示奇数左眼图像L1、L3、L5、...、L(2n-1)和偶数左眼图像L2、L4、L6、...、L(2n)。通过组合奇数左眼图像和偶数左眼图像来形成帧的左眼图像。

图3B表示偶数右眼图像R2、R4、R6、...、R(2n)和奇数右眼图像R1、R3、R5、...、R(2n-1)。通过组合偶数右眼图像和奇数右眼图像来形成帧的右眼图像。

如上所述，由于当孔径区域扫描液晶快门阵列的整个区域时提供了在多个视点的图像，所以提高了根据本发明的3-D图像显示器的分辨率。在以上描述中，帧的图像由一组分别对应于奇数图像和偶数图像的左眼图像和右眼图像形成。另一方面，帧的图像可由形成的三个或更多视点的图像形成。通过使用液晶快门阵列来顺序移动在多个视点的图像。与在多个视点的图像对应的图像信号被顺序移动。

换句话说，当多个视点的图像信息顺序地和周期性地沿水平方向(Y方向)移动时，使用液晶快门阵列30对图像有选择性地采样。因此，可获得在多个视点的图像。参照图3A和3B，在多个视点的图像在垂直方向(X方向)具有相同视点的图像信息，并在水平方向(Y方向)具有不同视点的图像信息。

因此，由于通过周期性地移动多个视点的图像来扫描屏幕的整个区域，所以提高了分辨率，并增大了视角。

显示装置25和液晶快门阵列30可通过切换其位置来排列。

下面，参照图4A和4B，根据本发明第二优选实施例的3-D图像显示器包括光源阵列40和显示装置50。

光源阵列40可以是，例如，PDP或者有机EL。光源阵列40最好能有选择性地在垂直方向(X方向)形成具有长狭缝形状的光发射区域。

在光源阵列40中，开口44和掩模42沿水平方向(Y方向)交替排列，其可被控制以打开或关闭。开口44是发出光的区域，并且掩模42是不发出光的区域。

开口44和掩模42具有与显示装置50的象素单元对应的宽度，并由光源阵列40的开关控制有选择性地切换。对于开口44，光源阵列40在垂直方向(X方向)处于开的状态。对应掩模42，光源阵列40在垂直方向(X方向)处于关的状态。

当从开口44发出的光通过显示装置50时，根据显示装置50的图像信号形成左眼图像和右眼图像。

开口44和掩模42的宽度可根据显示装置50的象素的间距和根据包括在帧的图像中的视点的图像的数量改变。例如，帧的图像可包括在两个视点的图像或者在三个或更多视点的图像。开口和掩模的宽度可根据多个视点的图像调整。

显示装置50包括左眼图像信息和右眼图像信息。左眼图像信息和右眼图像信息可包括关于帧的图像信息的根据多个视点的图像信息。例如，左眼图像信息可包括奇数图像信息L1、L3、...、L(2n-1)和偶数图像信息L2、L4、...、L(2n)。另外，右眼图像信息包括奇数图像信息R1、R3、...、R(2n-1)和偶数图像信息R2、R4、...、R(2n)。组合彼此相邻的奇数右眼图像和偶数左眼图像，以形成帧的图像。

例如，参照图4A，当t＝t1并且第一开口44和第一掩模42交替形成时，通过第一开口44形成奇数右眼图像R1、R3、...、R9和偶数左眼图像L2、L4、...、L10。然后，当t＝t2时，通过光源阵列40的切换操作，第一开口44和第一掩模42分别被改变成第二掩模42′和第二开口44′。图像信息随着开口和掩模的改变而移动。通过这样做，如图4B中所示，通过第二开口44′形成偶数右眼图像R2、R4、...、R10和奇数左眼图像L1、L3、...、L9。

通过组合当t＝t1时的偶数左眼图像和当t＝t2时的奇数左眼图像来形成帧的左眼图像。通过组合当t＝t1时的奇数右眼图像和当t＝t2时的偶数右眼图像来形成帧的右眼图像。

在本发明中，通过将在多个视点的图像扫描到左眼和右眼上来提高分辨率。另外，如果有大量根据多个视点的图像信息，则可获得较大的观察者的视野。

如上所述，根据本发明的3-D图像显示器包括用于左眼的多个视点的图像信息和用于右眼的多个视点的图像信息。

由于与图像信息对应的图像被顺序扫描，所以提高了分辨率，并增大了观察者的视角。

Claims (13)

1、一种三维图像显示器，包括：

背面光；

液晶快门阵列，具有在其中交替形成的开口和掩模，并通过切换开口和掩模来有选择性地使从背面光发出的光通过；和

显示装置，具有在多个视点的左眼图像信息和右眼图像信息，其中，左眼图像信息和右眼图像信息根据开口的移动改变，

其中，根据多个视点的左眼图像信息和右眼图像信息的图像通过开口被顺序显示。

2、如权利要求1所述的三维图像显示器，其中，开口沿垂直方向具有长狭缝形状。

3、如权利要求1或2所述的三维图像显示器，其中，图像信息在垂直方向具有在相同视点的图像信息，并在水平方向具有在不同视点的图像信息。

4、一种三维图像显示器，包括：

光源阵列，具有发出光的开口和不发出光的掩模，在该光源阵列中，开口和掩模交替形成并有选择性地切换；和

显示装置，具有在多个视点的左眼图像信息和右眼图像信息，其中，左眼图像信息和右眼图像信息根据开口的移动改变，

其中，根据多个视点的左眼图像信息和右眼图像信息的图像通过开口被顺序显示。

5、如权利要求4所述的三维图像显示器，其中，开口沿垂直方向具有长狭缝形状。

6、如权利要求4或5所述的三维图像显示器，其中，图像信息在垂直方向具有在相同视点的图像信息，并在水平方向具有在不同视点的图像信息。

7、如权利要求4或5所述的三维图像显示器，其中，光源阵列是PDP或有机EL。

8、一种用于显示三维图像的方法，包括下述步骤：

通过切换液晶快门的开口和掩模来有选择性地使从背面光发出的光通过；和

根据开口和掩模的切换改变左眼图像信息和右眼图像信息，以顺序显示三维图像，

其中，所说的左眼图像信息和右眼图像信息具有关于多个视点的信息。

9、如权利要求8所述的用于显示三维图像的方法，其中，开口沿垂直方向具有长狭缝形状。

10、如权利要求8或9所述的用于显示三维图像的方法，其中，图像信息在垂直方向具有在相同视点的图像信息，并在水平方向具有在不同视点的图像信息。

11、一种用于显示三维图像的方法，包括下述步骤：

在光源阵列中交替形成开口和掩模，并且所述开口和掩模有选择性地彼此切换；和

根据开口和掩模的形成改变左眼图像信息和右眼图像信息，以顺序显示三维图像，

其中，所说的左眼图像信息和右眼图像信息具有关于多个视点的信息。

12、如权利要求11所述的用于显示三维图像的方法，其中，开口在垂直方向具有长狭缝形状。

13、如权利要求11或12所述的用于显示三维图像的方法，其中，图像信息在垂直方向具有在相同视点的图像信息，并在水平方向具有在不同视点的图像信息。

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