专利名称：用于制作三维显示屏的方法
技术领域：
本发明涉及一种用于将二维显示屏转换成自动立体显示屏的方法以及适用于这种转换的承接器(adapter)，这种承接器设有用于把所显示图像分成至少两幅立体分图像的光学组件。
现有技术的介绍在一些情况中，通过为相应二维显示屏添加至少一个光学组件，可以实现由商用二维显示屏制作成三维显示屏。所述光学组件被紧贴安置于显示图像的表面之前(从观察者的方向看)。因此三维显示屏制造商特别关注二维显示屏的机械特性，例如其框架设计。
围绕二维显示屏图像显示面的框架的设计非常重要。在以下本发明的介绍内容中，此框架也被称为前框条(front bezel)。具有适于添加光学组件的框架或前框条设计的可用于转换的二维显示屏并非总是能得到的。
另外，为了放置光学组件，经常需要相对于图像显示面对其进行限定的位移调整，一直到取得质量足够好的自动立体显示。如果这种光学组件、例如可设计成波长滤波器阵列或设定的透镜设置，被紧紧地固定在现有框架设计内的先锋PDP502等离子屏的图像显示面前，那么所述框架设计不允许光学组件的任何位移，因为这个框架用螺钉不可动地固定在屏幕底板上。
发明描述本发明的问题在于设计出一种方法，使得可以较小的努力将商用二维显示屏转换成适用于图像自动立体显示的三维显示屏。
根据本发明，按照下面的步骤，通过一种将原本用于二维图像显示并在图像显示面围绕有前框条的二维显示屏制作成用于自动立体图像显示的三维显示屏的方法，就解决了本发明的问题-从二维显示屏上取下前框条，-连接承接器，承接器设有将显示在图像显示面上的图像分成立体分图像的光学组件，使得光学组件覆盖图像显示面，-相对于图像显示面来对齐光学组件，使得至少一幅立体分图像到达观察者的一只眼睛，至少另外一幅立体分图像到达观察者的另一只眼睛，因此观察者所看见的图像为立体图像。
换句话说，根据本发明的方法包括以下步骤a)制造出优选为矩形形状的框架，b)在所述框架上连接上包括至少一个进行图像分离以用于自动立体显示的光学结构前面板，这种连接优选通过金属弹簧夹或粘胶来实现，该前面板尤其优选最初未被刚性地固定，c)从二维显示屏上取下原装前框条，d)将包括结构前面板和框架的承接器连接在二维显示屏的底板上，e)相对于二维显示屏图像显示面对准前面板位置，和f)将前面板刚性地固定在框架上。
第一种将光学组件和图像显示面对齐的方法是通过相对于图像显示面改变光学组件连同框架的位置来实现的，第二种方法是通过相对于图像显示面和相对于框架来改变光学组件的位置而实现的。
前面板和光学结构共同构成了用于将显示在图像显示面上的图像分成至少两幅立体分图像的光学组件。
例如可以通过这样的方法来分离出分图像，其中由两个不同透视图合并而成并且显示在图像显示面上的图像被分成两个分图像，由八个透视图合并而成并且显示在图像显示面上的图像被分成两个分图像，由十二个分图像并而成并且显示在图像显示面上的图像被分成四个分图像，或者类似方法。
步骤a)至步骤f)是可以改变的，至少部分地如此。例如，步骤b)和步骤c)可以以相反顺序来进行。
为了制作出具有赏心悦目外观的三维显示屏，根据本发明的方法可以通过下面步骤来扩展g)连接上在第一步骤中取下的前框条、或者单独制作的其它前框条，以覆盖承接器边缘。
步骤e)优选执行如下-在二维显示屏的显示面上显示出测试图像，测试图像优选由排列成行和/或列的n(n大于或等于2)个视图合并而成，其中恰好有(n-1)个视图对应于每个全黑区域，并且恰好有一个视图对应于全白或全蓝或全绿或全红区域；-相对于二维显示屏的图像显示面来连续地移动前面板的位置，同时从固定不变的任意单眼观察位置处对单眼图像进行目视或光电检查，直到前面板相对于二维显示屏图像显示面的所述位移到达这样的一个相对位置，其中能够从所述单眼观察位置处看到单眼视图中的白色或蓝色或绿色或红色的最大扩展区域。
目视检查方法，确切地说，是操作员进行观察；光电检查方法，确切地说，是利用摄像机或类似装置进行观察。
另外，使用的测试图像优选对应于光学结构。例如，如果采用设有多个垂直柱形透镜的透镜屏，那么在每个柱形透镜下应显示出上述n个视图中大约相同数目的图像信息位。因此，对于本领域中的技术人员来说，由八个视图合并而来的透镜图像也优选为由八个视图组成的测试图像。
同样，也可以采用完全不同类型的测试图像，例如包括直线形或立方体形的要素。
光学结构例如可以是层叠在或印刷在前面板上的波长滤波器、透镜屏或屏障屏(barrier screen)。这个列举并不涵盖所有，也不意味对本发明创意的限制。甚至全息光学元件(HOE)也可以采用。
前面板优选是设有平面导电结构的抗震玻璃保护板，它可屏蔽从图像显示面发出的电磁辐射以保护观察者，当图像显示面是等离子屏时这一点要特别考虑。
在这种情况下，在步骤g)中可选地连上的前框条、导电结构和原装二维显示屏底板之间设有电接触常常有很多好处。
在一个尤其优选的实施例中，光学结构是波长滤波器阵列，它包括层叠在前面板上的经适当曝光和处理的薄膜片。这种波长滤波器阵列设计的示例在专利DE 20121318 U和其他地方有介绍。
根据本发明方法的上述实施例中的步骤a)，框架设有限定的型面深度(profile depth)，优选在2毫米和30毫米之间，以便使具有用于实现图像分离的光学结构的前面板与二维显示器的图像显示面之间保持有限定的距离。根据应用，所述型面深度也可以大于30毫米。
另外，优选在步骤b)中在前面板和框架之间插入泡沫橡胶条以防止滑动。
本发明进一步涉及根据上述工艺步骤由原本用于二维图像显示的二维显示屏制作出适合于自动立体图像显示的三维显示屏的一种承接器，所述二维显示屏设有图像显示面和围绕图像显示面的前框条，所述承接器包括-框架，其几何伸长平行于图像显示面，并且与二维显示屏前框条的伸长大致相等，-前面板，其设有波长滤波器或透镜阵列形式的或屏障屏形式的光学结构，用于将显示在图像显示面上的图像分成立体分图像，从而实现图像分离以用于自动立体显示，其中-前面板通过固定方式与框架连接，其中框架围绕在前面板的边缘处。
框架可以由型材做成，优选为设成多边形的铝型材，优选形状为矩形。包括用于实现图像分离以用于自动立体显示的至少一个光学结构的前面板可以用松或刚性的方式固定在框架上，固定方式优选包括金属弹簧夹。
在一种特殊结构中，框架可包括一种具有两个粘胶面的材料，其中一粘胶面用来固定在屏的外边缘上，另一粘胶面用来固定前面板。
框架和前面板一起构成了承接器。另外，前框条可以用来遮挡连接在二维显示屏上的承接器的边缘。
在根据本发明的另一个承接器实施例中，用来实现图像分离以用于自动立体显示的光学结构设计成层叠或印刷在前面板上的波长滤波器或透镜阵列或屏障屏。可以理解，其他实施例、例如采用HOE的实施例也是可行的。
框架设有限定的型面深度，优选在2毫米和30毫米之间是比较有利的，这可以使带有层叠或印刷在其上的光学结构的前面板与图像显示面之间保持限定的距离。根据应用，所述型面深度当然也可以大于30毫米。
在前面板和框架之间可设有泡沫橡胶的中间衬垫，其作用是防止前面板滑动以及防止灰尘进入框架内。
附图简要说明以下参考附图详细介绍本发明，其中
图1是显示了基本上包括前面板和框架的承接器的设计原理的草图，图2是原本用于二维图像显示的二维显示器的详细剖视图，和图3是适用于三维图像显示的已转换的三维显示屏的详细剖视图。
附图详细说明为了清楚起见，图1显示了单个部件或部件组是相互分开的，而实际上它们设置成紧密接触。
用于转换的承接器包括-前面板1，其设有至少一个用来实现图像分离以用于自动立体显示的光学结构，-多边形的优选为矩形的框架2，其优选用铝型材制成，和-将前面板1或松或刚性地固定在框架2上的方法(没有在附图中显示)，包括粘胶层或金属弹簧夹。
更进一步，图1示意性显示了二维显示屏3，它基本上包括具有图像显示面5的等离子显示器4，以及罩盖或底板6。图中显示了前框条7已被取下的二维显示屏3(见图2)。
前面板1优选包括抗震玻璃并且具有平面的导电结构(在图中没有显示)。此前面板例如可以是由Goslar的Europtec/MMG公司生产的等离子显示保护屏。
将被转换成适于三维显示的屏的二维显示屏例如可以是先锋PDP503等离子屏。
用来实现图像分离以用于自动立体显示的光学结构例如可以设计成如专利DE 20121318 U和DE 10145133 C1中所介绍的波长滤波器阵列9(见图3)。
通过如此设计成波长滤波器阵列9的光学结构以及由若干视图合并而成并显示在图像显示面5上的图像，多个观察者可以同时获得极好的三维视觉。对于形成光学效果和选择波长滤波器阵列9尺寸的机理，我们可参考实用新型专利申请DE 20121318 U。
图2显示了原本用于二维图像显示的二维显示屏3的详细剖视图。图中只是象征性地显示了了本发明内容中实质性的显示部件。
图中显示了用于容纳等离子显示器4的底板6。等离子显示器4具有图像显示面5，观察者(没有在图中显示)可从观察方向B进行观察。图像显示面5被观察者视为被前框条框住的矩形。前框条例如由在剖视图中显示的成角金属型材做成，角的一边覆盖了等离子显示器4的边缘区域，而另一边挂在底板6的侧面上。
图3显示了图2所示二维显示屏3的部件，以及由框架2和波长滤波器阵列9层叠在其上的前面板1构成的承接器。
框架2的一侧靠在底板上，另一侧与前面板1相连。此连接可以通过带粘胶的弹性层8来形成，例如如这里示例性地所示。利用弹性橡胶薄衬垫如泡沫橡胶来取代粘胶层，并通过预加应力的金属弹簧夹将前面板1、橡胶衬垫和框架2夹紧在一起，也是可行的。
如图3所示，已转换成的三维显示屏现在可适用于自动立体图像显示，并且设有首先从二维显示屏3上取下的前框条7。现在再一次将前框条7设置成部分地覆盖前面板1，以挡住前面板的边缘。
本发明的特殊优点在于，它可以将不同制造的二维显示屏转换成三维显示屏，而几乎与底板6和前框条7的设计无关。
另外，本发明可以容易地相对于图像显示面5对承接器和/或承靠光学结构的前面板1进行调整，以实现最佳的三维效果。
权利要求
1.一种用于由原本设计成用于二维图像显示的二维显示屏(3)来制作适于自动立体图像显示的三维显示屏的方法，其中所述二维显示屏设有图像显示面(5)以及将所述图像显示面(5)框起来的前框条(7)，其特征在于，所述方法包括以下工艺步骤-从所述二维显示屏(3)上取下所述前框条(7)，-连接上设有光学组件的承接器，使得所述光学组件覆盖所述图像显示面(5)，所述光学组件用于将所述图像显示面(5)上所显示的图像分成立体分图像，-将所述光学组件相对于所述图像显示面(5)对齐，使得至少一幅立体分图像到达观察者的一只眼睛，至少另一幅立体分图像到达观察者的另一只眼睛，因此观察者获得了对所显示图像的立体视觉。
2.根据权利要求1中所述的方法，其特征在于，所述光学组件和所述图像显示面(5)的所述对齐这样来实现-相对于所述图像显示面(5)来改变所述光学组件连同框架(2)的位置，或-相对于所述图像显示面(5)和相对于所述框架(2)来改变所述光学组件的位置。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述光学组件的对齐如下地来进行-在所述图像显示面(5)显示出测试图像，其中所述测试图像优选为由排列成行和/或列的n(n大于或等于2)个视图合并而成的图像，其中恰好(n-1)个视图对应于每个全黑区域，恰好一个视图对应于全白色或全蓝色或全绿色或全红色区域，-相对于所述图像显示面(5)来连续地移动所述光学组件的位置，同时从任意的但固定不变的单眼观察位置处对单眼图像进行目视或光电检查，直到所述移动导致所述光学组件相对于图像显示面(5)到达这样的位置，其中-最大扩展的白色区域，或-最大扩展的蓝色区域，或-最大扩展的绿色区域，或-最大扩展的红色区域可从所述单眼观察位置处在所述单眼图像中看到。
4.根据以上权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，连接上在第一工艺步骤中取下的所述前框条(7)或单独制作的前框条，使得所述前框条覆盖所述承接器的边缘区域。
5.一种根据上述方法权利要求中任一项所述的、用于由原本设计用于二维图像显示的二维显示屏(3)来制作适于自动立体图像显示的三维显示屏的承接器，其中所述二维显示屏(3)设有图像显示面(5)以及将所述图像显示面(5)框起来的前框条(7)，所述承接器包括-框架(2)，其几何延伸平行于所述图像显示面(5)，并且与所述二维显示屏(3)的前框条(7)的伸长大致相等，-前面板(1)，其设有波长滤波器阵列或透镜形式的或屏障屏形式的光学结构，所述光学结构可将所述图像显示面(5)上所显示的图像分成立体分图像，从而实现了用于自动立体显示的图像分离，其中-所述前面板(1)的边缘通过紧固的方式而连接在所述框架(2)上。
6.根据权利要求5所述的承接器，其特征在于，所述光学结构设计成为层叠在或印刷在所述前面板(1)上的波长滤波器阵列(9)。
7.根据权利要求5或6所述的承接器，其特征在于，用于将所述前面板(1)紧固在所述框架(2)的方式是金属弹簧夹或粘胶接缝(8)。
8.根据权利要求5至7中任一项所述的承接器，其特征在于，所述框架(2)包括两面都是粘胶面的材料，其中一个粘胶面用于固定在所述屏的外缘边上，另一粘胶面固定所述前面板。
9.根据权利要求5至8中任一项所述的承接器，其特征在于，所述框架(2)具有优选为2毫米和30毫米之间的型面深度，使得包括有用于实现图像分离的光学结构的所述前面板(1)与所述图像显示面(5)之间保持了由所述型面深度来限定的一段限定距离。
10.根据权利要求5至9中任一项所述的承接器框架，其特征在于，所述前面板(1)包括抗震玻璃，并且设有用于保护观察者免受电磁辐射的平面导电结构。
全文摘要
本发明涉及一种用于将二维屏幕转换成自动立体屏幕的方法以及适用于这种转换的承接器。根据本发明的方法，通过下面步骤，可将原本用于二维图像显示并设有图像再现区域(5)以及将图像再现区域框起来的前盖(7)的二维屏(3)制作成适于自动立体图像显示的三维屏从二维屏幕(3)上取下前盖(7)；安装承接器，该承接器包括用来将显示于图像再现区域(5)上的图像分成立体分图像的光学组件，使该光学组件覆盖图像再现区域(5)；相对于图像再现区域(5)来对齐光学组件，使至少一幅立体分图像到达观察者的一只眼睛，同时至少另外一幅立体分图像到达观察者的另一只眼睛，因此观察者会感觉到所显示的图像是立体的。
文档编号G02B27/22GK1771455SQ200480009445
公开日2006年5月10日 申请日期2004年4月7日 优先权日2003年4月8日
发明者U·亚尔马克特, H·－J·罗斯巴赫 申请人:X3D科技有限责任公司