[發(fā)明專利]利用時(shí)間分割的自由立體三維圖像顯示裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310018358.2
• 申請(qǐng)日: 2013-01-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103209333A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-07-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 金成奎;尹基赫
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 韓國(guó)科學(xué)技術(shù)研究院
• 主分類號(hào): H04N13/00
• 分類號(hào): H04N13/00;G02B27/22
• 代理公司: 北京銘碩知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11286
• 代理人: 韓明星;韓芳

本申請(qǐng)要求于2012年1月17日提交到韓國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)局的第2012-0005338號(hào)韓國(guó)專利申請(qǐng)的權(quán)益和優(yōu)先權(quán)，所述韓國(guó)專利申請(qǐng)的公開(kāi)內(nèi)容通過(guò)引用被全部包含于此。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種自由立體三維(3D)圖像顯示裝置，更具體地說(shuō)，涉及這樣一種自由立體3D圖像顯示裝置，所述自由立體3D圖像顯示裝置通過(guò)使用多個(gè)線源而不使用光學(xué)板(例如，微結(jié)構(gòu)透鏡或者視差屏障)來(lái)形成觀察區(qū)域并通過(guò)時(shí)分機(jī)制在圖像殘留時(shí)間內(nèi)交替地驅(qū)動(dòng)兩個(gè)或多個(gè)線源組，從而與現(xiàn)有機(jī)制相比具有增強(qiáng)的分辨率。

背景技術(shù)

通常的自由立體3D圖像顯示裝置通過(guò)使用光學(xué)板(例如，微結(jié)構(gòu)透鏡或者視差屏障)形成觀察區(qū)域。在這種情況下，觀看者從觀看位置分開(kāi)地觀看左眼視點(diǎn)圖像和右眼視點(diǎn)圖像，從而觀看到3D圖像。然而，自由立體3D圖像顯示裝置的商業(yè)化目前存在一些限制。

首先，在雙眼的視點(diǎn)圖像之間出現(xiàn)串?dāng)_，雙眼的視點(diǎn)圖像中的每個(gè)的亮度在水平方向不均勻。由于這個(gè)原因，觀看者在連續(xù)地觀看3D圖像時(shí)感到非常疲倦，并且即使稍微地水平移動(dòng)，圖像的質(zhì)量也會(huì)劣化。作為示例，圖1通過(guò)在使用視差屏障或者微結(jié)構(gòu)透鏡的傳統(tǒng)的自由立體3D圖像顯示裝置中根據(jù)從最佳觀看位置起的水平運(yùn)動(dòng)的視點(diǎn)來(lái)示出觀察區(qū)域的亮度分布。在圖1中，假定視點(diǎn)之間的間距(約為65mm)與觀看者的左眼瞳孔和右眼瞳孔之間的間距相同，當(dāng)在最佳觀看位置的觀看者位于3D圖像顯示裝置的前方時(shí)，觀看者的左眼位于第一觀察區(qū)域的中心(位置A)，觀看者的右眼位于第二觀察區(qū)域的中心(位置C)，觀看者的雙眼分別從位置A和位置C偏離，然后針對(duì)每個(gè)視點(diǎn)的對(duì)應(yīng)的觀察區(qū)域的圖像亮度迅速變暗，圖像的質(zhì)量降低。另外，設(shè)置在第一觀察區(qū)域中的第一視點(diǎn)圖像與設(shè)置在第二觀察區(qū)域中的第二視點(diǎn)圖像被觀看者的左眼同時(shí)觀看以及設(shè)置在第二觀察區(qū)域中的第二視點(diǎn)圖像和設(shè)置在第三觀察區(qū)域中的第三視點(diǎn)圖像被觀看者的右眼同時(shí)觀看的串?dāng)_出現(xiàn)。特別是當(dāng)觀看者的左眼位于第一觀察區(qū)域和第二觀察區(qū)域之間的中間位置(位置B)且觀看者的右眼位于第二觀察區(qū)域與第三觀察區(qū)域之間時(shí)，出現(xiàn)最大的串?dāng)_。

第二，隨著視點(diǎn)的數(shù)量的增加，圖像顯示面板的分辨率成比例地增加。具體地說(shuō)，對(duì)于多個(gè)觀看者，圖像顯示面板的分辨率與視點(diǎn)的數(shù)量成比例地減小是一個(gè)很大的缺點(diǎn)。

第三，在傳統(tǒng)的自由立體3D圖像顯示裝置中，僅僅位于遠(yuǎn)離圖像顯示裝置的特定位置(最佳觀看位置)的觀看者可觀看清晰的3D圖像。結(jié)果，當(dāng)觀看者沿深度方向移動(dòng)時(shí)，觀看者不能正常地觀看3D圖像。現(xiàn)在將參照?qǐng)D2A到圖2D來(lái)描述這一點(diǎn)。

圖2A到圖2D是用于描述使用四視點(diǎn)視差屏障的傳統(tǒng)的自由立體3D圖像顯示裝置的示例的示圖。在最佳觀看位置中，用于各個(gè)視點(diǎn)的觀察區(qū)域在圖1中被很好地分離，但是如果觀看者沿深度方向偏離最佳觀看距離(OVD)位置并移動(dòng)到位置P1(處于OVD的0.5倍的距離的位置)，則左眼視點(diǎn)的觀察區(qū)域和右眼視點(diǎn)的觀察區(qū)域不會(huì)被正常地分開(kāi)或者與相鄰的觀察區(qū)域交迭，從而觀看者不能正常地觀看3D圖像(參見(jiàn)圖2C的位置P1的視場(chǎng)分布)。另外盡管在圖2A中沒(méi)有示出，即使當(dāng)觀看者移動(dòng)到OVD的1.5倍距離的位置時(shí)，如圖2D中所示，觀察區(qū)域的形狀被改變，從而串?dāng)_增加。為了參照?qǐng)D2就此提供更加詳細(xì)的描述，考慮到觀察區(qū)域之間的邊界線在圖2A的位置P1處示出的虛線中的交叉，當(dāng)在位置P1處瞳孔位于一個(gè)像素的觀察區(qū)域的中心時(shí)，盡管從不同的開(kāi)口的觀察區(qū)域中選擇最靠近瞳孔的中心的觀察區(qū)域，但是根據(jù)情況，當(dāng)瞳孔處于觀察區(qū)域之間的邊界線上時(shí)，由所有開(kāi)口造成很多串?dāng)_。在這種情況下，如上所述，每個(gè)開(kāi)口的串?dāng)_不可避免地最大化或者接近最大化。因此，平均來(lái)說(shuō)串?dāng)_增加。當(dāng)觀看者偏離OVD時(shí)該情況出現(xiàn)。因此，當(dāng)觀看者偏離OVD相當(dāng)多時(shí)，在所有的點(diǎn)出現(xiàn)很多的串?dāng)_。

最終，傳統(tǒng)的自由立體3D圖像顯示裝置被設(shè)計(jì)成使得一個(gè)觀看者能夠觀看到3D圖像，但是不是被設(shè)計(jì)成針對(duì)多個(gè)觀看者從不同的位置觀看到3D圖像。

因此，需要開(kāi)發(fā)一種解決上面描述的限制且此外能夠使多個(gè)觀看者在自由移動(dòng)的同時(shí)觀看到自然的3D圖像的自由立體3D圖像顯示裝置。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明被指向?yàn)樘峁┮环N利用線源和瞳孔跟蹤系統(tǒng)的自由立體3D圖像顯示裝置。本發(fā)明最小化傳統(tǒng)的自由立體3D圖像顯示裝置中的由于觀看者的運(yùn)動(dòng)而導(dǎo)致的3D圖像的亮度的改變，將觀看者的雙眼視點(diǎn)圖像的串?dāng)_減小到眼鏡類型的3D圖像顯示裝置的串?dāng)_的程度，并最小化3D圖像的分辨率的減小。