曲面多视点图像显示设备及其控制方法
【专利说明】
[0001] 本申请要求于2014年7月18日在韩国知识产权局提交的10-2014-0091206号韩 国专利申请的优先权，该申请的公开通过引用合并于此。
技术领域
[0002] 与示例性实施例一致的设备和方法涉及一种曲面多视点图像显示设备及其控制 方法，更具体地说，涉及一种不需要观看者眼镜的曲面多视点图像显示设备及其控制方法。
【背景技术】
[0003] 随着电子技术的进步，各种各样的电子装置已被开发并分布。例如，在与显示设备 (诸如作为如今家中最常用的电器之一的电视机（TV))相关的技术中已有一定的发展。
[0004] 由于性能的增强，显示设备可显示各种类型的内容。具体地说，近年来，使用户能 够观看三维（3D)内容的立体显示系统已被开发并分布。
[0005] 立体显示系统可根据是否使用用于观看3D图像的眼镜而被分为眼镜式系统或非 眼镜式系统。在眼镜式系统中，观看者必须配戴专用眼镜以能够观看3D图像，相反，在非眼 镜式系统中，观看者无需配戴眼镜来观看3D图像。
[0006] 眼镜式系统的示例是使用快门眼镜方法的显示设备。在快门眼镜方法中，显示器 输出在左眼图像和右眼图像之间交替。作为由观看者配戴的3D眼镜的快门眼镜被控制为 与右眼图像和左眼图像的交替显示同步地打开和关闭左眼快门和右眼快门，使得当由显示 设备显示右眼图像时，眼镜的左眼快门是关闭的。类似地，当左眼图像被显示时，眼镜的右 眼快门是关闭的。这种左眼图像和右眼图像的交替输出使得观看者在观看图像的过程中感 知到深度感。
[0007] 非眼镜式系统可被称为自动立体系统。利用非眼镜式方法的3D显示设备使用视 差光栅技术或柱状透镜，显示光学分离的多视点图像并将与不同视点的图像相应的光投射 到观看者的左眼和右眼，从而使得观看者感知到深度感。
[0008] 当非眼镜式系统具有N个光学视点时，可通过针对输入图像执行渲染来产生N个 多视点图像，并可提供经渲染的多视点图像。然而，如果显示设备具有弯曲表面（与平面显 示器相比），并根据现有渲染方法来产生并提供N个多视点图像，则与不同视点的图像相应 的光无法精确地投射到观看者的左眼和右眼。因此，观看者无法观看到清晰的图像。
[0009] 图1是示出现有技术的平面多视点图像显示设备和现有技术的曲面多视点图像 显示设备。
[0010] 如图1所示，当存在五（5)个光学视点时，现有技术的平面多视点图像显示设备投 射与各个光学视点相应的图像的光，因此观看者不会在观看图像中感到不便。
[0011] 曲面多视点图像显示设备可增强用户的沉浸感。然而，当如图1所示存在五（5) 个光学视点时，曲面多视点图像显示设备无法精确地将与各个光学视点相应的图像的光投 射到观看者的左眼和右眼，因此可能无法向观看者提供清晰的图像。
【发明内容】
[0012] -个或更多个示例性实施例可克服上述缺点以及上面未描述的其它缺点。然而， 将理解一个或更多个示例性实施例不需要克服上述缺点，并可不克服上述任何问题。
[0013] -个或更多个示例性实施例提供了一种能够像在平面多视点图像显示设备中一 样提供清晰的多视点图像的曲面多视点图像显示设备及其控制方法。
[0014] 根据示例性实施例的一方面，提供了一种图像显示设备，包括：显示面板，具有曲 率，其中，显示面板包括多个子像素；观看区域划分器，被设置在显示面板的前面，并被配置 为划分观看区域并提供多个光学视点；渲染器，被配置为对将被输出到显示面板的多视点 图像进行渲染；控制器，被配置为基于显示面板的曲率确定所述多个光学视点中的每个光 学视点的渲染间距，并控制渲染器使得所述多个子像素中的至少一些子像素基于确定的渲 染间距来输出与所述多视点图像的多个视点相应的像素值。
[0015] 观看区域划分器可包括柱状透镜，并且控制器可被配置为基于由柱状透镜的中心 和第一光学视点形成的角度来确定与所述多视点图像的第一光学视点相应的渲染间距，基 于由柱状透镜的中心和第二光学视点形成的角度来确定与所述多视点图像的第二光学视 点相应的渲染间距。
[0016] 观看区域划分器可通过使用视差光栅来实现，并且控制器可被配置为基于由视差 光栅的相邻光栅狭缝的中心和第一光学视点形成的角度来确定与所述多视点图像的第一 光学视点相应的渲染间距，基于由视差光栅的相邻光栅狭缝的中心和第二光学视点形成的 角度来确定与所述多视点图像的第二光学视点相应的渲染间距。
[0017] 控制器可被配置为基于显示面板的曲率使用观看区域划分器与所述多视点图像 的第一光学视点之间的距离信息来确定与所述多视点图像的第一光学视点相应的渲染间 距，基于显示面板的曲率使用观看区域划分器与所述多视点图像的第二光学视点之间的距 离信息来确定与所述多视点图像的第一光学视点相应的渲染间距。
[0018] 控制器可被配置为控制渲染器使得所述多个子像素中的至少一些子像素输出从 第一多视点图像的第一像素值和第二多视点图像的第二像素值计算出的第三像素值。
[0019] 控制器可被配置为基于第一像素值和第二像素值的混合比来计算第三像素值，其 中，所述混合比是基于所述渲染间距被确定的。
[0020] 观看区域划分器可通过使用柱状透镜来实现，柱状透镜的间距可通过下面的等式 被确定：
[0021]
[0022] 其中
，P2是柱状透镜的间距，Θ是由从位于中心的光学 视点开始的位于中心的柱状透镜和相邻柱状透镜形成的角度，L1是显示面板与观看区域划 分器之间的距离，L2是所述多视点图像的最佳观看距离，P1是渲染间距，VN是所述多视点 图像的视点的数量并且该视点的数量是奇数。
[0023] 观看区域划分器可通过使用柱状透镜来实现，每个柱状透镜的改变的渲染间距可 通过下面的等式被确定：
[0024]
[0025]
[0026]
[0027]
[0028]
[0029] D[±n] =tanβ[±n]XL1
[0030] 其中，PI是渲染间距，VN是光学视点的数量并且光学视点的数量是奇数，LN是指 示每个柱状透镜与位于中心的柱状透镜相距多远的整数，L1是显示面板与观看区域划分器 之间的距离，L2是所述多视点图像的最佳观看距离，Θ是由从位于中心的光学视点开始的 第LN柱状透镜和位于中心的柱状透镜形成的角度，X和y是用于方便进行计算的变量，η是 从1到VN/2-1的整数，并指示位于中心的光学视点与每个其它光学视点相距多远，VW是所 述多视点图像的观看者的双眼之间的距离，β是由第LN柱状透镜中的位于中心的光学视 点和其它光学视点形成的角度，D是所述改变的渲染间距。
[0031] 空间隔可形成在显示面板和观看区域划分器之间。
[0032] 与所述空间隔相应的显示面板与观看区域划分器之间的距离可通过下面的等式 确定：
[0033] D=Ts/Rs
[0034] 其中，D是所述距离，Ts是空间隔的厚度，Rs是空间隔的折射率。
[0035] 曲面多视点图像显示设备还可包括：传感器，被配置为检测观看者的眼睛的位置， 控制器可被配置为基于由传感器检测到的观看者的眼睛的位置来对渲染间距进行补偿。
[0036] 控制器可被配置为控制多个子像素中的至少一些子像素输出至少第一多视点图 像的像素值和第二多视点图像的像素值根据确定的渲染间距混合的像素值。
[0037] 根据另一示例性实施例的一方面，提供了一种图像显示设备的控制方法，所述方 法包括：对将被输出的多视点图像进行渲染；基于图像显示设备的显示面板的曲率，确定 多视点图像的多个光学视点中的每个光学视点的渲染间距；基于确定的渲染间距，通过显 示面板的多个子像素中的至少一些子像素输出与多视点图像的多个视点相应的像素值。
[0038] 确定多视点图像的多个光学视点中的每个光学视点的渲染间距的步骤可包括：基 于由柱状透镜的中心和第一光学视点形