[發明專利]3D顯示器的帶寬改善

無效

• 申請號: 201310413901.9
• 申請日: 2007-04-19
• 公開（公告）號: CN103501432A
• 公開（公告）日: 2014-01-08
• 發明（設計）人: 克里斯蒂安·莫勒;道格·帕特森;托馬斯·埃里克森
• 申請（專利權）人: 塞特雷德股份公司
• 主分類號: H04N13/04
• 分類號: H04N13/04
• 代理公司: 隆天國際知識產權代理有限公司 72003
• 代理人: 金鵬;陳昌柏

本申請是申請號為200780023095.7（分案申請的申請號為201110081768.2）、申請日為2007年4月19日、發明名稱為“3D顯示器的帶寬改善”的發明專利申請的分案申請。

技術領域

本發明涉及一種自動立體顯示器設備。本發明還涉及一種操作自動立體顯示器的方法。

背景技術

產生3D圖像的公知方法是讓觀察者用每只眼睛觀看景物的不同透視圖。這樣做的一種方式是在屏幕上顯示兩個不同偏振的圖像，然后讓觀察者每只眼睛戴上相應的偏振濾光片。

可以用縫隙（aperture）或狹縫（slit）陣列結合二維（2D）顯示器來顯示3D圖像，實現自動立體顯示器或者三維（3D）顯示器。該裝置的原理是，通過狹縫陣列觀看2D圖像時，狹縫陣列離屏幕有一定距離，然后觀察者用每只眼睛觀看到2D圖像的不同部分。如果在2D顯示器上提供并顯示適當的圖像，就可以向觀察者的每只眼睛顯示不同的透視圖像，而不必讓他們每只眼睛都戴上濾光片。

大部分3D顯示器技術中控制質量的一個重要參數是帶寬，其定義是3D顯示器所顯示的數據量。要在寬視區中獲得高分辨率的大景深（depth），常常需要大帶寬。

本發明實施例提供的方法中，可以克服自動立體顯示器設備的帶寬限制，從而可顯示高分辨率的3D圖像。

這里所公開的發明可以在PCT申請PCT/IB2005/001480所述的掃描狹縫時間復用系統中實現。但是，該發明也可以結合其它顯示系統使用。

掃描狹縫系統通過在顯示器前不同的位置高速顯示不同的圖片，來產生3D效果。這是通過將高幀率2D顯示器結合快門（shutter）來實現的。快門與顯示器同步，并確保2D顯示器的不同部分只有在特定位置才看得見。圖1中左邊的圖像顯示通過窄狹縫觀看的觀察者怎樣看到兩個完全不同的區域，每只眼睛一個。為了通過這種簡單的狹縫系統產生3D顯示，狹縫必須足夠快地橫向移動，使觀察者將掃描快門看作透光窗戶。如果所有的狹縫更新足夠快，快到被看作是不閃爍的，那么觀察者就能從任何位置看到基礎（underlying）2D顯示器的全部分辨率。2D顯示器顯示出與快門中狹縫的打開同步的不同圖像，如圖1中右邊的圖像所示。

發明內容

本發明實施例涉及改善自動立體顯示器帶寬的領域。帶寬可看作自動立體顯示器在規定時間期間內能顯示的圖像信息量。自動立體顯示器可用于顯示經動畫處理的3D圖像或3D視頻。3D動畫可以由計算機產生，通過這種方式，根據與經動畫處理的景物相關的基本3D數據，可以輕易地表現動畫每個幀的透視圖。

如果每秒至少顯示24幀，則觀察者感到動畫平滑。但是如果以這個速度刷新屏幕，則觀察者感到閃爍。將屏幕上顯示的圖像以高于動畫速度（animation?rate）的較高屏幕刷新率進行刷新，就能克服這個問題。例如，電影投影儀顯示每個動畫幀兩次，因此屏幕刷新率是每秒48次。

自動立體顯示器使用可轉換縫隙陣列（switchable?aperture?array）或者快門陣列。可轉換縫隙陣列是可轉換狹縫組成的陣列。可轉換縫隙可以是電光的，可使用液晶。從原理上來說，該陣列的第一可轉換縫隙打開，在它后面顯示正確表現的圖像。因此觀察者每只眼睛看到圖像的不同部分，每一部分是不同視圖的一部分。第一可轉換縫隙關閉后第二可轉換縫隙打開，從而重復該過程。實際上，一次打開多個縫隙。多個縫隙（每個縫隙相互在空間上分離）同時打開，每個縫隙后面屏幕區域上顯示適當的圖像部分。當縫隙或一組縫隙打開時屏幕上顯示的2D圖像是子幀。縫隙組的最小數量由所需的3D圖像質量確定。縫隙組的數量確定顯示器刷新時間內必須顯示的子幀數量。

繼續電影投影的實例，其中顯示器刷新時間為1秒的1/48^th。如果由8組縫隙，則每個刷新幀顯示8個子幀。這要求子幀的顯示時間為1秒的1/384^th，或者大約是2.6毫秒。

2D顯示器中可使用時間復用顯示器，例如數字微鏡裝置（DMD）。DMD通常使用固定強度的光源，并控制照亮幀中每個像素的時間量。這個時間期間被觀察者視作亮度，照亮像素的時間越長，就感到像素越亮。時間復用顯示器有屏幕上可照亮像素的最小時間期間。這對于屏幕上可顯示的圖像的位深度形成限制，進而對自動立體顯示器形成限制。