自动立体三维显示设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种立体三维(3D)显示设备，更具体地，涉及裸眼立体三维显示设备。
【背景技术】
[0002]三维(3D)显示器可以被简要地定义为“用于人工生成三维屏幕的所有类型的系统”。
[0003]这里，系统可以包括可被视为三维图像的软件技术和用于实际实现软件技术所制作的内容的硬件。如上文所述，该系统包括软件区域，因为在3D显示硬件的情况下对于每个立体实现处理分别需要配置有特定软件方案的内容。
[0004]此外，虚拟三维显示器(以下称为立体三维显示设备)可以被定义为所有类型的如下系统:在允许人感受三维效果的多种因素中，因为我们的眼睛在水平方向上彼此隔开约65mm，所以使用双眼差异允许用户在平面显示硬件中虚拟地感受深度。换言之，即使是在观看同一物体时，由于双眼差异，我们的眼睛看到略有不同的图像(严格说来，略微划分左空间信息和右空间信息)，并且如果这两个图像通过视网膜被传送到大脑，则大脑以正确方式将两个图像融合在一起以允许我们感受深度。使用该现象，立体三维显示设备通过在二维显示设备上同时显示左和右两个图像并且将它们发送到每个眼睛的设计来实现虚拟深度。
[0005]为了在立体三维显示设备中的屏幕上显示两个通道图像，例如，通过改变屏幕上的一个方向(水平或竖直)上的每行来输出每个通道。通过这种方式，当在显示设备上同时输出两个通道图像时，右图像进入右眼并且左图像进入左眼，出于硬件结构的观点，如同裸眼类型的情况中的那样。此外，在佩戴眼镜类型的情况下，通过适于每个类型的特定眼镜，使用分别隐藏右图像不被左眼看到并且隐藏左图像不被右眼看到的方法。
[0006]允许人感受立体和深度效果的最重要的因素可能是由于两眼之间的距离引起的双眼差异，但是还与心理因素和记忆因素紧密相关，并且因此，三维实现方法基于提供给观察者的三维图像信息的水平典型地分成体积类型、全息类型和立体类型。
[0007]体积类型作为感受因心理因素和吸入作用引起的深度方向上的透视的方法，可以应用于三维计算机图形，其中透视投影、交叠、阴影、亮度、移动等基于它们的计算而被示出；以及所谓的IMAX影院，其中具有宽视角的大尺寸屏幕被提供给观察者以造成光学错觉并且创建被吸入空间的感觉。
[0008]被称为最完整的三维实现技术的全息类型可以由激光束再现全息术或者白光再现全息术表示。
[0009]此外，立体类型作为使用双眼生理因素感受立体效果的方法，使用如下能力:当在如上文所述彼此隔开约65mm的人的左眼和右眼上看到包括视差信息的平面的关联图像时，即立体成像，在允许大脑组合空间信息以感受立体感觉的处理期间，在显示平面之前和之后生成空间信息。立体类型可以主要分成佩戴眼镜类型和裸眼类型。
[0010]被称为裸眼类型的代表性方法可以包括柱状透镜(lenticular lens)模式和视差屏障模式，其中柱状透镜片设置在图像面板的前侧，在柱状透镜片上竖直布置圆柱透镜。
[0011]图1是用于说明典型的柱状透镜类型立体三维显示设备的概念的视图，其中示出了后表面距离(S)和观看距离(d)之间的关系。
[0012]此外，图2是图示作为示例的柱状透镜类型立体三维显示设备和光分布的视图。
[0013]这里，在图2的中心处图示了形成观看区的视图数据、光分布和观看菱形(viewing diamond)，并且在图2的底部处示意性图示了实际感知的视图。
[0014]参照图1和2，典型的柱状透镜类型立体三维显示设备可以包括上基板和下基板、其间填充有液晶的液晶面板10、位于液晶面板10的后表面上以发射光的背光单元(未示出)、以及位于液晶面板10的前表面上以实现立体图像的柱状透镜片20。
[0015]柱状透镜片20通过多个柱状透镜25形成，其上表面由平坦基板上的凸透镜形的材料层制成。
[0016]柱状透镜片20执行划分左眼图像和右眼图像的任务，并且在距柱状透镜片20的最优三维距离(d)处形成菱形的观看菱形(正常视图区)30，其中与左眼和右眼对应的图像分别正常到达左眼和右眼。
[0017]—个观看菱形30的宽度由观看者的眼间距离(e)形成，以感知视差图像作为立体图像正在分别进入观看者的左眼和右眼。
[0018]这里，每个观看菱形30由液晶面板10的相应的子像素视图数据，即图像形成。
[0019]视图数据表示按眼间距离(e)的基准度量隔开的相机捕获的图像。
[0020]在该典型的柱状透镜类型立体三维显示设备中，液晶面板10和柱状透镜片20由机械体(未示出)支承，并且液晶面板10和柱状透镜片20按预定距离(后表面距离S)隔开。
[0021]这里，间隙玻璃26被插入到典型的柱状透镜类型立体三维显示设备中以恒定地维持后表面距离(S)。
[0022]由于柱状透镜类型立体三维显示设备在基于初始设计的视图映射形成的多视图模式中实现，因此观看者可以在进入预定观看区时观看三维图像。
[0023]这里，引用参照图2在最优观看距离(d)处测量的光分布，看到光密度在观看菱形30的中心处最高并且随着接近观看菱形30的末端而逐渐减少。最大光密度和最小光密度之间的差可以被定义为亮度差(LD) (AL)，并且典型的柱状透镜类型立体三维显示设备呈现大的亮度差，从而对它们的图像质量具有显著影响。
[0024]另一方面，通过在观看菱形30之间的用户的位置移动感知的视图之间的图像差被称为图像翻转(image flipping)，并且该差被感知在从正常视图移动到倒转视图时最大，反之亦然。因此，最初视图数据和最后视图数据之间的图像差随着视图的数目的增加而增加，从而使图像翻转现象劣化。
【发明内容】
[0025]本公开要解决前述问题，并且本公开的目的在于提供一种自动立体三维显示设备，用于去除立体图像中的三维串扰、亮度差和图像翻转或者使其最小，从而提高立体图像的深度。
[0026]在本发明的配置和所述权利要求中将描述本发明的其他目的和特征。
[0027]为了实现前述目的，根据本公开的一个实施例的自动立体三维显示设备可以包括图像面板；三维过滤器，被设置在图像面板的前表面上以在观看距离处形成观看菱形；以及间隙玻璃，被配置成维持图像面板和三维过滤器之间的间隙，其中观看菱形的宽度被设定为眼间距离的a/n倍(其中a和η是满足条件a〈n的自然数)，同时观看菱形彼此交叠。
[0028]这里，图像面板可以被依次分配m (其中m是自然数)个子像素上的第一视图至第m视图以显示多个视图的输入数据。
[0029]三维过滤器可以对输入数据的光轴进行划分以形成通过第一视图图像至第k视图图像显示的观看菱形(其中k是满足条件1 < k < m的自然数)。
[0030]三维过滤器可以包括由多个柱状透镜形成的柱状透镜片。
[0031]为了将观看菱形的宽度设定为眼间距离的l/η倍，可以将间隙玻璃的厚度增加到η倍或者将柱状透镜的间距减小到l/η倍。
[0032]三维过滤器可以输出在第k子像素上显示的第k视图图像作为第k视图。
[0033]根据本公开的一个实施例的自动立体三维显示设备还可以包括定时控制器，其被配置成在邻接的视图之间新映射相同或相似的输入数据。
[0034]该定时控制器可以将位于左眼和右眼之间的观看菱形的输入数据转换成与左眼和右眼感知的视图图像相同或相似的视图图像。
[0035]当观看菱形的宽度是眼间距离的l/η倍，同时具有I (其中I = 2，3，4，…)交叠结构时，基于单眼可以同时感知n+(21-3)个视图，并且在左眼和右眼之间还存在n+(21-3)个观看菱形。
[0036]从左眼感知的子像素和从右眼感知的子像素可以按一个子像素在空间上隔开。
[0037]输入数据的交叠数目可以被设定为等于或小于观看菱形的交叠数目X (眼间距离/观看菱形的宽度)。
[0038]全部视图的数目可以被设定为等于或小于(N+l) X观看菱形的交叠数目X (眼间距离/观看菱形的宽度)(其中N是自然数)。
[0039]如上文所述，根据本公开的自动立体三维显示设备可以将观看菱形的宽度设定为眼间距离的a/n倍(其中a和η是满足条件a〈n的自然数)同时观看菱形彼此交叠以及通过视图数据渲染处理在邻接的视图之间新映射相同或相似的输入数据。
[0040]结果，可以提供如下效果:去除立体图像中的三维串扰、亮度差和图像翻转或者使其最小，从而提尚立体图像的深度。
【附图说明】
[0041]所包括的附图用于提供对本发明的进一步理解并且被并入说明书且构成其一部分，附图图示了本发明的实施例并且连同描述一起用于说明本发明的原理。
[0042]在附图中:
[0043]图1是说明典型的柱状透镜类型立体三维显示设备的概念的视图；
[0044]图2是图示作为示例的典型的柱状透镜类型立体三维显示设备和光分布的视图；
[0045]图3是示意性图示根据本公开的自动立体三维显示设备的构造的框图；
[0046]图4是示意性图示根据本公开的自动立体三维显示设备的透视图；
[0047]图5是图示作为示例的根据本公开的第一实施例的自动立体三维显示设备和光分布的视图；
[0048]图6是图示作为示例的根据本公开的第二实施例的自动立体三维显示设备和光分布的视图；
[0049]图7是图示作为示例的根据本公开的第二实施例的自动立体三维显示设备的视图交叠结构和光分布的视图；
[0050]图8是图示作为示例的根据本公开的第二实施例的自动立体三维显示设备的另一视图交叠结构和光分布的视图；
[0051]图9是图示作为示例的根据本公开的第三实施例的自动立体三维显示设备和光分布的视图；
[0052]图10是图示作为示例的根据本公开的第三实施例的自动立体三维显示设备的视图交叠结构和光分布的视图；
[0053]图11是图示作为示例的根据本公开的第三实施例的自动立体三维显示设备的另一视图交叠结构和光分布的视图；
[0054]图12是图示作为示例的在图7中所示的根据本公开的第二实施例的自动立体三维显示设备的视图交叠结构中通过视图数据渲染而新映射的光分布和视图数据的视图；
[0055]图13是图示作为示例的在图8中所示的根据本公开的第二实施例的自动立体三维显示设备的另一视图交叠结构中通过视图数据渲染而新映射的光分布和视图数据的视图；
[0056]图14是图不作为不例的在图5中所不的根据本公开的第一实施例的自动立体三维显示设备中通过视图映射和柱状透镜布局而写入的像素阵列的视图；
[0057]图15是图示作为示例的输入到图14中所示的像素阵列的输入数据的视图；
[0058]图16是图示通过视图数据渲染对输入数据进行转换的示例的视图；
[0059]图17A和17B是图示作为示例的在图5中所示的根据本公开的第一实施例的自动立体三维显示设备中由左眼和右眼感知的视图和子像素的视图；
[0060]图18A和18B是图示作为示例的在图5中所示的根据本公开的第一实施例的自动立体三维显示设备中由左眼和右眼感知的输入数据的视图；
[0061]图19A和19B是图示作为示例的在图5中所示的根据本公开的第一实施例的自动立体三维显示设备中由双眼感知的输入数据和子像素的视图；
[0062]图20是图示作为示例的在图7中所示的根据本公开的第二实施例的自动立体三维显示设备中输入到像素阵列的输入数据的视图；
[0063]图21是图示通过视图数据渲染对输入数据进行转换的示例的视图；
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