[发明专利]用于显示3D图像的装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种三维图像显示装置，更具体地，涉及一种即使在用于实现三维图像的视差图像(parallax image)的数量增大的情况下其分辨率不会劣化的三维图像显示装置。

背景技术

通常，不同的图像被输入到观看者的左眼和右眼，然后，这些图像在观看者的大脑中组合，感知到三维图像。为了形成这种三维图像，需要用于向观看者的左眼和右眼提供不同图像的装置。传统上，使用线偏振显示装置，该线偏振显示装置使用用于将图像分为左眼图像和右眼图像的一副三维眼镜。然而，这种线偏振显示装置的不便之处在于观看者必须佩戴三维眼镜。

因此，为了解决此问题，提出了不使用眼镜来形成三维图像的方法。在这些方法中，通过组合平板显示装置(例如液晶显示板(LCD)和等离子体显示板(PDP))和用于以观看者的不同观看角度分割图像的装置，来构造三维图像显示装置。根据用于以观看者的不同观看角度分割图像的装置，可建议各种方法，例如，利用柱面透镜片(lenticular lens sheet)的柱面透镜方法(lenticular method)、利用狭缝(slit)阵列片的视差栅格方法、利用微透镜(micro-lens)阵列片的积分照相方法(integralphotography method)以及利用扰动效应(disturbance effect)的全息(holography)方法。

在这些方法中，视差栅格方法的缺点在于狭缝阻挡了大部分光，因此屏幕的亮度下降。因为必须处理大量的数据，所以不大可能实现一体摄影方法和全息方法。因此，目前柱面透镜方法受到关注。

图1是示出了利用柱面透镜方法的传统三维图像显示装置的图。如图1所示，利用柱面透镜方法的三维图像显示装置包括：用于显示多个视差图像的平板显示装置10；以及设置在平板显示装置10的正面的柱面透镜板12。柱面透镜板12被设置为使得其垂直轴与平板显示装置10的垂直轴平行，并且与平板显示装置10间隔开预定距离，使得图像主要位于柱面透镜的聚焦表面(focus surface)上。

然而，传统的三维图像显示装置具有以下问题。

如图1所示，在利用柱面透镜方法(其使用4个图像)的传统三维图像显示装置中，垂直分辨率等于采样前的视差图像的分辨率，而水平分辨率减小为采样前的视差图像的分辨率的1/4。即，如图2所示，在传统的柱面透镜方法中，水平分辨率减小为1/n(n：视差图像的数量)。

为了解决上述问题，图3是示出使用柱面透镜方法的另一传统三维图像显示装置的图。在图3中，柱面透镜12被设置为使得柱面透镜12的垂直轴16倾斜(tilt)预定角度α。提出了一种牺牲垂直分辨率来提高水平分辨率的方法。在图3中，使用9个视差图像来实现三维图像。如图所示，水平分辨率大约减小到传统二维图像的分辨率的1/3，而不是传统二维图像的分辨率的1/9。然而，垂直分辨率减小到传统方法的分辨率(其不会劣化)的大约1/3。即，水平/垂直分辨率的劣化达到平衡，因此与传统方法相比，观看者感觉图像质量提高了。此时，由等式1限定柱面透镜的倾角α：

等式1

α＝arctan(Hp/VpR)

其中，Hp表示水平方向的子像素周期，Vp表示垂直方向的子像素周期，并且R表示在多个图像的阵列中使用的行数，其是2或更大的整数。

例如，将柱面透镜板12倾斜为使得α为9.4°或6.3°。

当通过利用柱面透镜方法的三维图像显示装置来观看三维图像时，存在使得用户可以最佳地观看图像的区域，该区域被称为基本(elementary)三维空间。因此，随着基本三维空间的尺寸增大，使得观看者可以正常地观看三维图像而没有幻视视觉(pseudoscopic vision)的空间扩展。基本三维空间的尺寸由基本三维空间的水平长度L来表示，而水平长度L通过等式2来计算。

等式2

L＝m×d

其中，m表示包含在基本三维图像中的视差图像的数量，而d表示与一个视差图像相对应的基本三维空间的长度。

因此，可以看出，为了增大基本三维空间的尺寸，必须增大L，而为了增大L，必须增大视差图像的数量m或与一个视差图像相对应的基本三维空间的长度D。将参照图5和图6进行详细描述。图5示出了使用4个视差图像的情况(m＝4)，而图6示出了使用6个视差图像的情况(m＝6)。从图5和图6可以看出，如果d或m增大则L增大，而如果L增大则基本三维空间扩展。