[发明专利]用于三维成像的复合双LCD面板显示器

说明书

相关申请的交叉参考

本申请要求在2004年9月21日提交的美国专利申请序列号No.10/945425的优先权，该在先申请是在2004年1月6日提交的美国专利申请序列号No.10/751654的连续部分，而美国专利申请序列号No.10/751654又是在2001年10月15日提交的美国专利申请序列号No.09/977462、现在是美国专利No.6717728的连续部分，而该美国专利No.6717728是在1999年12月8日提交的美国专利申请序列号No.09/456826的连续部分，这里引入这三篇文献的全文作为参考。

技术领域

本发明一般涉及一种用在三维显示器和其他相关装置中的复合液晶显示面板结构。特别是，本发明涉及采用这种复合液晶显示面板结构和已知图像的并行信息处理的三维可视化和多观众和多方位成像。

背景技术

在三维看到物体是因为光从它们反射并在空间产生光场。观众的两只眼睛由于它们在空间中相对于物体处于不同位置而不同地感知到这种光场，并且观众的大脑通过两只眼睛处理这种光场的不同感觉，从而产生三维(“3-D”)感觉。如果人工地再生成与第一原始光场(LF)相同的第二光场(LF’)，则LF’的观众将看到相同的三维物体图像。因此任何3-D成像系统的基本品质都取决于LF和LF’之间的差异的大小，或者，换言之，取决于成像系统可以有多接近于人工地再生成的LF。

授予Leung等人的美国专利No.5745197公开了一种旨在提供3-D成像能力的类型的“体积(volumetric)”显示器。如其中公开的，Leung等人的体积显示器通过激励在显示器自身体积内的各个深度上的实际光源而产生可视的3-D图像，该3-D图像具有实际物理高度、深度和宽度。通过这种方式，观众的两只眼睛以透视图形式感觉到在显示器体积内的不同深度的各个图像元素，由此产生3-D效果。Leung等人的体积显示器利用了3-D物体的物理解构(deconstruction)，这需要沿着垂直于观众的观看路径的平面将物体“分割”成小片。然后对应于所得到片段的图像重叠显示在透射型显示屏(对应垂直分割面)的叠置体上，所述叠置体是从观众开始依次增加距离而层叠的。由此该体积显示器通过在一系列屏幕上再生有轮廓的物体的单独的横截面而产生三维图像的外观，其中更靠近观众的屏幕上的图像被堆叠在更远距离的图像片段的顶部上。因此，基本上以机械方式产生三维效果。这种类型的体积显示器需要层叠两个或更多个透射型成像显示器面板来产生深度效果，从而其三维效果必然受到其上出现图像片段的各个显示屏的深度、数量及其之间的距离的限制。用于这个目的的合适的显示面板包括透射型液晶显示屏。

立体成像是用于向观众模拟三维图像的另一技术。立体显示器通过向观众的左眼和右眼提供相同物体或景色的不同的但对应的透视图像来进行操作。由此观众的大脑处理这两个图像，从而产生三维感觉。立体成像的原理在各个领域已经应用了很多年，包括应用于对专业人员的训练，例如从飞行员到医师，以及应用于娱乐设施，如3-D电影和计算机游戏。所有立体系统都依赖于一种或多种特定的技术来分离用于左眼和右眼的图像。通常，立体成像系统利用特殊视差屏障、头饰或眼镜来保证左眼只看到左眼景色，右眼只看到右眼景色。

授予Putilin等人的并由本发明的受让人共同拥有的美国专利No.6717728公开了一种自动立体3-D显示器，其提供实时和高分辨率的3-D成像能力而不用视差屏障或专用的头饰。Putilin等人的显示器利用图像处理算法从基础立体象对(stereopair)图像来产生两个或多个计算的图像，这些图像是人们最终想传递到观众的两只眼睛的图像。这些计算的图像中的第一个图像被发送给远端的显示器，而另一个或多个计算的图像被发送到设置在该远端的显示器的前面(相对于观众的位置)的一个或多个透射型显示器。因此每个显示器同时显示所计算的图像，每个图像都包含最终用于观众的每只眼睛的图像信息的至少一部分。当由观众同时观看时，每个显示器的计算图像，用作其他显示计算图像的掩模并与其他显示的计算图像组合，导致两个不同的立体图像提供给观众的左眼和右眼，该立体效果是由观众的眼睛的间隔和各个层叠的显示器的间隔的几何形状引起的。Putilin等人公开了通过人造神经网络可以加速用于产生将基础立体象对图像中的每一个输送给合适的眼睛所需的计算图像的电子处理。在本专利的一个特定的实施例中，多个透射型液晶显示面板结合诸如扩散器等立体掩模前后(相对于观众)一个一个堆叠，该立体掩模位于液晶显示器之间，以抑制莫尔图形。