[发明专利]立体3D显示设备

说明书

技术领域

本发明涉及立体3D(三维)显示设备，且更具体地，本发明涉及允许通 过使用偏光眼镜观看立体图像的立体3D显示设备。

背景技术

3D显示器可以被概括地定义为“人工再现3D屏幕图像的系统总和”。

这里，这样的系统包括三维地显示图像的软件技术及将由软件技术生成的 内容实现为真实3D图像的硬件。含软件区的原因在于对3D显示硬件而言， 对于每种立体实现方法都分别需要由类似软件这样的方法所生成的内容。

同时，虚拟3D显示从字面上指的是在能提供立体观测的各个因素中，通 过利用双目视差，借助于平面显示硬件来虚拟地提供3D效果的系统总和，其 中双目视差是由于使用者的眼睛在水平方向彼此相距约65mm而引起的。换句 话说，当使用者注视目标时，因为双目视差原因，使用者的眼睛看到的是目标 略微不同的图像(严格来讲，分享目标的左右空间信息)，当该两幅图像经由 视网膜传递到使用者大脑时，大脑将它们准确地组合，从而允许使用者感受到 图像的3D效果。基于此，2D显示设备同时显示左右侧两幅图像，并将它们 传送到使用者的各个眼睛，生成虚拟立体观测，这就是所谓的虚拟3D显示。

在这种虚拟3D显示硬件设备中，为了在单一屏幕上显示两个频道的图像， 在大多数情形下，通过在单一屏幕上沿水平或垂直方向中的一个方向改变行来 输出该频道，即一次一行。当在单显示设备上同时输出两个频道的图像时，在 依据硬件结构的自动立体方案中，右侧图像被按照原状传递到右眼，且左图像 被传递到左眼。在使用(配戴)眼镜的方法中，借助适合于每种方法的专门眼 镜，左眼被遮盖使其不能看到右屏幕图像，同时右眼被遮盖使其不能看到左屏 幕图像。

尽管通过逐个改变行而输出这些频道，但是因为这些行的厚度以及行之间 的间距约为0.1mm～0.5mm，对使用者的眼睛而言太过精细以致于难以识别， 所以使用者的眼睛会将各个频道的两幅图像识别成单一屏幕。然而，与使用 2D屏幕的情形相比，从相同尺寸屏幕到达使用者眼睛的信息量却每频道减半， 因此分辨率和感知的亮度降为大约一半。

立体图像显示方法包括配戴眼镜的方法和其中不使用眼镜的自动立体方 法。

不使用眼镜的典型方法(在该方法中使用者不配戴眼镜)包括双凸透镜法 和视差屏障法。

在双凸透镜法中，将其上垂直排列有圆柱透镜的双凸透镜板安放在显示面 板之前。

在视差屏障法中，将左右两个屏幕以其间的一定间距交替设置在称作视差 屏障的狭缝状开口之后，以使可以通过开口在某个时间点分别观看到左右两幅 图像。即，视差屏障法通过用壁阻挡左右频道而不是用光学技术如偏振法来将 左右频道简单地区别开来。

图1是示出采用现有技术的视差屏障法的立体图像显示设备的结构的示意 图，其中可以选择性地切换立体图像和平面图像。

如图所示，立体图像显示设备1包括背光源40、显示面板30和切换面板 20。

切换面板20包括具有一定宽度并交替设置的不透明狭缝部分和透明狭缝 部分。当向切换面板施加电信号时，不透明狭缝部分变得不透明，且透明狭缝 部分变得透明。

观看者10经由切换面板20的透明狭缝部分观看显示面板30，在此情形下， 观看者的左眼(L)经由切换面板20的透明狭缝部分看到显示面板30的左眼 区域Lp，并且观看者的右眼(R)经由透明狭缝部分看到显示面板30的右眼 区域Rp。

采用这种方式，观看者的左眼(L)和右眼(R)看到显示面板30的不同 区域，此时，显示面板30将对应于左眼和右眼的图像显示在左眼区域Lp和右 眼区域Rp上。从而，观看者基于双目视差(双眼视差)而感受到三维效果。

然而，因为这种视差屏障法是用简单遮盖视场的结构而不是用其他特定光 学技术将图像区别开来，所以如果观看者不在设计时最初预定的位置时，观看 者的眼睛将不处于相应范围之内，从而导致看到的图像是破碎的。受限位置包 括左/右位置和前/后位置。

另外，在2D模式下，屏障会使屏幕图像的亮度恶化，并且某些使用者(观 看者)会觉得在2D屏幕内屏障使眼镜不舒服。

发明内容

因此，为解决上述问题，构思出这里描述的各种特征。本发明示例性实施 例的一个方面在于提供一种允许用户使用偏光眼镜观看立体图像的立体图像 显示设备。