CN1323315C

CN1323315C - 图像显示设备

Info

Publication number: CN1323315C
Application number: CNB038246651A
Authority: CN
Inventors: 增谷健; 滨岸五郎
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2002-11-07
Filing date: 2003-09-24
Publication date: 2007-06-27
Anticipated expiration: 2023-09-24
Also published as: KR20050084957A; WO2004042452A1; JP2004157411A; US20060114561A1; EP1569026A1; CN1695077A

Abstract

一种图像显示设备，该图像显示设备借助于分隔装置来分隔在屏幕上显示的相互不同图像、并将它们引向观察者，并且该图像显示设备被构成为三维图像显示设备等。在四眼型三维图像显示设备的情况下，具有双目视差的图像①、图像②、图像③和图像④在屏幕的水平方向上以预定间距排列，并且该“图像①、图像②、图像③和图像④”的最小单位图像组重复存在。对应于最小单位图像组来形成一个开口(1)，并且在每个开口(1)的轮廓线上，都存在与象素的轮廓线不平行的斜线部分。

Description

图像显示设备

技术领域

本发明涉及一种用于允许观察者执行立体视觉、以及允许多个观察者看到不同图像的图像显示设备。

背景技术

过去以来，作为在不需要专用眼镜的情况下实现立体视觉显示的方法，视差屏障法、双凸透镜法等是周知的。在这些方法中，例如具有双目视差的右眼图像和左眼图像以垂直条纹形状相继地被显示在屏幕上，该显示的图像被视差屏障、双凸透镜等分隔，并且被引向观察者的右眼和左眼的每一只眼睛，以允许执行立体视觉。

图10所示为四视点立体视觉方法的立体图像显示设备的原理描述图。具有双目视差的图像①、图像②、图像③和图像④在屏幕11的水平方向上以预定间距排成列，并且“图像①、图像②、图像③和图像④”的最小单位图像组重复存在。视差屏障12的每个开口(aperture)12a对应于每个最小单位图像组存在，并且分隔每个最小单位图像组“图像①、图像②、图像③和图像④”，以便作用于观察者。这允许观察者执行立体视觉。

图11所示为允许不同观察者中的每一个观察者看到四个不同图像的每一个的图像显示设备的原理描述图。类似于图10所示的立体图像显示设备的该图像显示设备也由屏幕11和视差屏障12构成。视差屏障12的每个开口12a都分隔每个最小单位图像组“图像①、图像②、图像③和图像④”，以便作用于观察者。这导致每个观察者都看到彼此不同的图像。

注意，在利用垂直方向的点以便显示相同图像的情况下，一般以垂直条纹形状来形成如图12所示的视差屏障12的开口12a。另外，在利用垂直方向的点以便显示相同图像的情况下，视差屏障的开口在倾斜方向上排成行(参见日本专利No.3096613)。

顺便提及，当来自点(dot)的光通过视差屏障12的开口12a作用于观察者眼睛时，形成了如图13(a)所示的、全体象素的光都被应用的状态，以及如图13(b)所示的、看到不是点部分的状态。结果，前者，即亮部分，和后者，即暗部分的混合，使观察者感觉波纹效应(moire effect)。

为减小波纹，如图14所示，需要提供大开口12a。如图14(a)、(b)和(c)所示，即使点与开口12a之间的位置关系改变了，大开口12a也将近似同样的光通量引向观察者的眼睛，因此减小了亮部分与暗部分之差，从而减小了波纹。然而，如果采用大开口12a，将造成串扰。尤其是，在具有大约0.04毫米的点间距的屏幕(显示设备)上，开口12a的宽度需要为大约0.08毫米，以便减小波纹，并且对于这种点、较大的开口增大了串扰。另外，在图14所示的开口12a中，在从图14(a)过渡到图14(a)期间，衍射方式改变了，从而不可能充分减小波纹。

发明内容

鉴于上述情况，本发明的目的是通过设计分隔装置的开口(分隔单元)等，来解决图像显示设备中的各种不满意和不便之处。

为解决上述问题，本发明的图像显示设备通过分隔装置来分隔在屏幕上显示的各自不同图像，以便将这些图像引向观察者，其中一个分隔单元与负责显示不同图像的最小单位图像组相对应地存在，并且与点的轮廓线不平行的斜线部分存在于每个分隔单元的轮廓线中。

关于上述配置，取决于斜线部分的方式，使由于每个分隔单元和点之间的相对位置变化造成的亮度变化变得平稳，从而有可能在不使分隔单元变得那么大的情况下减小波纹。此外，取决于斜线部分的方式，在如后面描述的其中分隔装置由液晶面板构成的配置中，斜线部分解决图像显示设备中的不满意和不便之处，包括防止透明电极的断开等。

有可能最小单位图像组以这样一种方式存在：在每一行上、在水平方向上偏离每一点，并且分隔单元对应于该偏离而形成(以下在该部分中被称为倾斜屏障配置)。

在上述倾斜屏障配置中，优选地将视点的数量设置为大于2，并且分隔单元具有如下配置的形状：用于倾斜方向上的另一个图像的点的间距比用于倾斜方向上的相同图像的点的间距更宽。由此，容易屏蔽从用于另一个图像的点泄漏的光，从而有可能改善串扰的减小。

另外，在上述倾斜屏障配置中，有可能斜线部分存在于垂直方向边上，并且要在倾斜方向上排成列的分隔单元簇可以相互连接。此外，在这种连接结构中，优选地以不在一条直线上排成列的方式来配置每个分隔单元的斜线部分。另一方面，有可能配置成点间距等于或小于0.08毫米，并且每个分隔单元的斜线部分在一条直线上排列。

另外，在上述倾斜屏障配置中，有可能斜线部分存在于垂直方向边上，要在倾斜方向上排成列的分隔单元簇不相互连接，以及每个分隔单元的斜线部分在直线上排列。

有可能最小单位图像组以这样一种方式存在：在每一行上都不偏离，并且分隔单元对应于该不偏离而形成(以下在该部分中被称为垂直屏障配置)。在该垂直屏障配置中，有可能斜线部分存在于垂直方向边上，并且要在垂直方向上排成列的分隔单元簇相互连接。

有可能分隔单元具有矩形形状，并且斜线部分既存在于垂直方向边上、又存在于水平方向边上。另外，分隔单元可以把曲线作为斜线部分。

斜线部分优选地位于可能通过分隔单元和点建立的所有位置关系的点上，并且这使得能够对光衍射的影响进行平均，从而在波纹减小方面是理想的。在该情况下，分隔单元的上边部分中心与下边部分中心之间的水平分量的长度可以等于水平点间距。此外，分隔单元的右边部分中心与左边部分中心之间的垂直分量的长度可以等于垂直点间距。

分隔单元可以是由开口构成的单元。或者，分隔单元可以是由透镜单元构成的单元。

在上述倾斜屏障配置中，有可能将视点的数量设置为2，分隔装置由液晶面板构成、并且能够在分隔和不分隔之间切换，以及由于作为在液晶面板的透明电极部分中形成的分隔部分的开口部分的角被切去，而存在斜线部分。根据以上，倾斜相邻的每个开口的角被切去，从而有可能防止在透明电极部分中生成隔离的部分(断开部分)。

附图说明

图1所示为本发明实施例的视图，以及图像显示设备中的图像排列和分隔装置的开口的描述图；

图2所示为本发明实施例的视图，以及图像显示设备中的点排列和分隔装置的开口的描述图；

图3所示为本发明实施例的视图，以及图像显示设备中的图像排列和分隔装置的开口的描述图；

图4所示为本发明实施例的视图，图4(a)所示为图像排列的描述图，以及图4(b)所示为分隔装置的开口的描述图；

图5所示为本发明实施例的视图，以及图5(a)至5(e)是每一个都显示了开口例子的描述图；

图6所示为本发明实施例的视图，以及图像显示设备中的图像排列和分隔装置的开口的描述图；

图7所示为本发明实施例的视图，以及图像显示设备中的图像排列和分隔装置的开口的描述图；

图8所示为本发明实施例的视图，以及图像显示设备中的分隔装置的开口的描述图；

图9所示为本发明实施例的视图，以及图像显示设备中由液晶面板构成的分隔装置的开口的描述图；

图10所示为四视点立体图像显示设备的描述图；

图11所示为，能够将四个不同图像的每一个引向每个观察者的图像显示设备的描述图；

图12所示为，点排列与屏幕上的开口之间的常规关系的描述图；

图13所示为，点排列与屏幕上的开口之间的常规关系的描述图；以及

图14所示为，点排列与屏幕上的开口之间的常规关系的描述图。

具体实施方式

以下，将基于图1至图9来描述本发明实施例的图像显示设备。注意，关于图像显示设备的整个配置，可以采用在现有技术部分中描述的图10和图11中的配置，并且为避免由重复说明造成的多余，将省略对整个配置的说明。

在图1所示的配置中，“图像①、图像②、图像③和图像④”即最小单位图像组的四个图像(点)在屏幕1的水平方向上重复地排列，并且最小单位图像组以这样一种方式存在：在每一行上都不偏离。一个开口1对应于每个最小单位图像组存在，并且在每个开口1的轮廓线中，如图2所示，斜线部分不平行于点(R，G，B)中的每一个点的轮廓线。图1及图2(a)、(b)、(c)中所示的每个开口1都具有平行四边形形状，并且斜线部分存在于垂直方向边上。

在图2(a)所示的开口1中，在点处于开口中心的状态下，右上角与中心点的右上角重合，右下角与右边相邻点的左下角重合，左上角与左边相邻点的右上角重合，以及左下角与中心点的左下角重合。在图2(b)所示的开口1中，在点处于开口中心的状态下，右上角与中心点的左上角重合，右下角与右边相邻点的左下角重合，左上角与左边相邻点的右上角重合，以及左下角与中心点的右下角重合。在图2(c)所示的开口1中，在点处于开口中心的状态下，右上角与中心点的上边中心重合，右下角与右边相邻点的下边中心重合，左上角与左边相邻点的上边中心重合，以及左下角与中心点的下边中心重合。

在图2(b)和图2(c)的开口1中，开口上边中心与开口下边中心之间的水平分量的长度和点间距一致，并且在所有状态下斜线部分都在点上(在开口内实现开口与点之间的所有位置关系)，从而有可能使光衍射的影响平均。因此，可以说，在减小波纹方面它是理想的。在图2(c)的开口1中，总是看到相邻点。然而，与在图14的配置中点间距为0.04毫米、并且开口宽度为0.08毫米的情况相比，所看到的相邻点的比例是极小的。注意，足以将波纹减小到人眼几乎看不见的水平，从而图2(a)中的配置是合理的，并且在这种配置中，增强了剩余串扰的减小效果。

在图3所示的配置中，“图像①、图像②、图像③和图像④”即最小单位图像组的四个图像(四个点)在水平方向上重复地排列，并且最小单位图像组以这样一种方式存在：在每一行上都偏离每一点。一个开口1对应于每个最小单位图像组存在，并且为了和每一点的偏离相对应，采用所谓的倾斜屏障法。另外，图4(a)显示了图3中的配置中的屏幕上的点排列，以及图4(b)显示了具有开口1的屏障。如上所述，在每个开口1中，斜线部分都存在于开口的轮廓线上，并且使用图2(a)、(b)和(c)中所示的开口1。在倾斜屏障法中，可以如下配置：从其中显示了远离某一视点的视点的图像的另一个点泄漏的光难以进入(例如，相对于图像①的点，图像③的点是上述另一个点)。在图3所示的配置中，开口1的左上角和右下角伸向垂直边，并且右上角和左下角没有伸出，从而有可能防止上述泄漏的光进入其上面。

作为能够防止上述泄漏的光的进入的另一种开口，开口1可以采用图5(a)和(b)所示的形状。另外，开口1也可以采用如图5(c)所示的“＞”(某一修改的六边形)形状。此外，如图5(d)和(e)所示，开口1可以采用把曲线作为斜线部分的形状，并且可以采用使由于每个开口1与点之间的相对位置变化造成的亮度变化变得平稳的任何斜线部分。图5(a)至5(e)的开口1也可用于图1的配置中。

在图6所示的配置中，开口1具有矩形形状，并且斜线部分既存在于垂直方向边上，又存在于水平方向边上。这种开口1也可用于图1的配置中。

在图7所示的配置中，斜线部分存在于每个开口的垂直方向边上，要在倾斜方向上排成列的开口簇1…相互连接，并且每个开口1的斜线部分不在直线上排列。注意，开口相互连接的结构也可应用于图1的配置中。在图7的配置中，点间距越窄，开口连接位置的不均匀度就越小。在存在不均匀度、即使是小的不均匀度的情况下，比较容易执行既能实现预防串扰出现，又能实现预防波纹出现的设计。在点间距等于或小于0.08毫米的情况下，可以这样进行配置，以致于消除了开口连接位置的不均匀度，并且以倾斜条纹形状来形成开口。即，有可能将点间距设置为等于或小于0.08毫米，以及可以这样进行构造，使得开口相互连接，以及每个开口1的斜线部分在直线上排列。

在图8所示的配置中，这样进行配置，以致斜线部分存在于每个开口1的垂直方向边上，要在倾斜方向上排成列的开口簇1…不相互连接，以及每个开口1的斜线部分在直线上排成列。图8中的配置不同于倾斜条纹的配置，并且每个开口1不相互连接，从而彼此独立。在倾斜条纹的情况下，不可能设置垂直方向的聚光位置(condensing position)。然而，在图8中具有以这样一种方式彼此独立的开口的配置中，有可能设置垂直方向的聚光位置。另外，也有可能将垂直方向的聚光位置调整为水平方向的聚光位置，或者故意不把垂直方向的聚光位置调整为水平方向的聚光位置。

图9所示的配置是这样一种配置，其中例如可以通过在图3所示的倾斜点布置等之中设立液晶面板的屏障，来形成屏障状态和非屏障状态。另外，在两视点立体视觉配置的情况下，在屏障的时候，图9中的黑色部分是透明电极形成区、并且白色部分是开口1。开口1是具有斜线部分的开口，并且作为切去正方形的角的结果，象这样切去角，使得有可能防止隔离的部分(断开部分)形成在透明电极部分中。注意，不需要总是切去正方形的所有角，而可以采用其中仅仅切去位于相对角上的一对角的形状(见图5(a))。不必说，也有可能开口1具有平行四边形形状，以及具有其中切去了平行四边形的角的形状。这样，也有可能既满足断开预防、又满足波纹减小。

注意，在上述例子中，显示了通过开口的图像分隔。然而，可以使用透镜单元来代替开口。此外，可以这样进行配置，以致于分隔装置布置在光源侧。

如上所述，根据本发明，斜线部分存在于分隔单元的轮廓线上，并且取决于斜线部分的方式，使由于每个分隔单元和点之间的相对位置变化造成的亮度变化变得平稳。从而，有可能在不使分隔单元变得那么大的情况下(即防止增大串扰)，减小波纹。此外，取决于斜线部分的方式，在其中分隔装置是倾斜屏障、并且由液晶面板构成的两视点用配置中，本发明产生了所希望的效应，如斜线部分防止透明电极断开。

Claims

1、一种图像显示设备，该图像显示设备通过分隔装置来分隔在屏幕上显示的各自不同图像，其中一个分隔单元与负责显示所述不同图像的最小单位图像组相对应地存在，各个分隔单元不相互连接，以及与点的轮廓线不平行的斜线部分存在于每个分隔单元的轮廓线中。

2、根据权利要求1所述的图像显示设备，其中所述最小单位图像组以这样一种方式存在：在每一行上、在水平方向上偏离每一点，并且分隔单元对应于该偏离而在倾斜方向上形成。

3、根据权利要求2所述的图像显示设备，其中视点的数量被设置为大于2，并且所述分隔单元具有如下配置的形状：用于另一倾斜方向上的另一个图像的点的间距比用于所述倾斜方向上的相同图像的点的间距更宽。

4、根据权利要求2或3所述的图像显示设备，其被配置成斜线部分存在于垂直方向边上，要在倾斜方向上排成列的分隔单元簇不相互连接，以及每个分隔单元的所述斜线部分在直线上排列。

5、根据权利要求1所述的图像显示设备，其中所述最小单位图像组以这样一种方式存在：在每一行上都不偏离，并且分隔单元对应于该不偏离而形成。

6、根据权利要求1到3中任一权利要求所述的图像显示设备，其中所述分隔单元具有矩形形状，并且斜线部分既存在于垂直方向边上、又存在于水平方向边上。

7、根据权利要求1到3中任一权利要求所述的图像显示设备，其中所述分隔单元把曲线作为斜线部分。

8、根据权利要求1到3中任一权利要求所述的图像显示设备，其中斜线部分位于可能通过所述分隔单元和点建立的所有位置关系的点上。

9、根据权利要求8所述的图像显示设备，其中所述分隔单元的上边部分中心与下边部分中心之间的水平分量的长度等于水平点间距。

10、根据权利要求8所述的图像显示设备，其中所述分隔单元的右边部分中心与左边部分中心之间的垂直分量的长度等于垂直点间距。

11、根据权利要求9所述的图像显示设备，其中所述分隔单元的右边部分中心与左边部分中心之间的垂直分量的长度等于垂直点间距。

12、根据权利要求1到3中任一权利要求所述的图像显示设备，其中分隔单元由开口构成。

13、根据权利要求1到3中任一权利要求所述的图像显示设备，其中分隔单元由透镜单元构成。

14、根据权利要求2所述的图像显示设备，其中视点的数量被设置为2，所述分隔装置由液晶面板构成，并且能够在分隔和不分隔之间切换，以及由于作为在所述液晶面板的透明电极部分中形成的分隔单元的开口部分的角被切去，而存在斜线部分。

15、一种图像显示设备，该图像显示设备通过分隔装置来分隔在屏幕上显示的各自不同图像，其中一个分隔单元与负责显示所述不同图像的最小单位图像组相对应地存在，各个分隔单元相互连接，与点的轮廓线不平行的斜线部分存在于每个分隔单元的轮廓线中，以及每个分隔单元的斜线部分不在直线上排列。

16、根据权利要求15所述的图像显示设备，其中所述最小单位图像组以这样一种方式存在：在每一行上、在水平方向上偏离每一点，并且分隔单元对应于该偏离而在倾斜方向上形成。

17、根据权利要求16所述的图像显示设备，其中视点的数量被设置为大于2，并且所述分隔单元具有如下配置的形状：用于另一倾斜方向上的另一个图像的点的间距比用于所述倾斜方向上的相同图像的点的间距更宽。

18、根据权利要求17所述的图像显示设备，其中所述最小单位图像组以这样一种方式存在：在每一行上都不偏离，并且分隔单元对应于该不偏离而形成。

19、根据权利要求15至18中任一权利要求所述的图像显示设备，其中所述分隔单元具有矩形形状，并且斜线部分既存在于垂直方向边上、又存在于水平方向边上。

20、根据权利要求15至18中任一权利要求所述的图像显示设备，其中所述分隔单元把曲线作为斜线部分。

21、根据权利要求15至18中任一权利要求所述的图像显示设备，其中斜线部分位于可能通过所述分隔单元和点建立的所有位置关系的点上。

22、根据权利要求21所述的图像显示设备，其中所述分隔单元的上边部分中心与下边部分中心之间的水平分量的长度等于水平点间距。

23、根据权利要求21所述的图像显示设备，其中所述分隔单元的右边部分中心与左边部分中心之间的垂直分量的长度等于垂直点间距。

24、根据权利要求22所述的图像显示设备，其中所述分隔单元的右边部分中心与左边部分中心之间的垂直分量的长度等于垂直点间距。

25、根据权利要求15所述的图像显示设备，其中分隔单元由开口构成。

26、根据权利要求15所述的图像显示设备，其中分隔单元由透镜单元构成。