CN101088298B - 视差阻挡型立体显示设备 - Google Patents

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Abstract

一种视差阻挡型立体显示设备，其设有包括红色(R)光源、绿色(G)光源和蓝色(B)光源的光源模块以及用于时所述光源模块生成的光漫射的光漫射板。所述视差阻挡型立体显示设备还包括：发光模块，其通过所述光源模块，按照单位时间(T1)，将由每一彩色光源生成的每种彩色光依次显示在所述光漫射板的整个光输出表面上；显示屏板，其中，通过像素单元相继布置针对左眼的像素和针对右眼的像素，所述显示屏板还根据图像信号通过像素单元调整所述发光模块依次显示的每种彩色光的穿过量，从而相继显示针对左眼的图像和针对右眼的图像；以及阻挡层，其与所述显示屏板间隔一定距离设置，从而有选择地显示针对左眼的图像和针对右眼的图像。因而所述视差阻挡型立体显示设备甚至能够在小屏幕上以画面图像的高分辨率显示图像，其得益于通过像素单元，根据图像信号，在每一像素处依次显示R、G和B，由此显示立体图像的能力。

Description

视差阻挡型立体显示设备
技术领域
本发明涉及液晶显示装置，具体而言，涉及立体图像显示装置。
背景技术
信息通信技术已经发展到了能够在数字终端上高速处理文本、语音消息和图像的程度，数字终端还能够提供支持二维图像和语音的多媒体服务。人们希望信息通信技术得到进一步发展，从而能够提供具有真实立体效果的三维多媒体服务。
通常，有可能通过肉眼立体视觉理论实现三维显示立体图像。立体效果的一个重要因素在于，由于人的眼睛之间间隔大约65mm的距离，因而存在视觉差，即人的两眼的视觉差。也就是说，人的每只眼睛从不同的角度将目标看成不同的图像，并将这样的不同图像通过视网膜传输至大脑，之后，大脑将所述不同的图像结合起来，生成具有深度和真实性的原始三维图像。通常，将这一过程称为“体视法”。
根据是否佩戴一副单独的眼镜，将立体显示设备分为两种类型：戴眼镜的立体显示设备和不戴眼镜的自动立体显示设备。
戴眼镜的立体显示设备给用户(观众)增加了佩戴一副特殊眼镜的额外负担，而不戴眼镜的自动立体显示设备则允许用户(观众)直接观看屏幕，以感受其上的立体图像，从而解决立体显示设备的不利问题。因此，目前在自动立体显示设备领域有很多正在开展的研发。
不戴眼镜的自动立体显示设备也分为两类：透镜型和视差阻挡型。
一般来讲，TFT-LCD显示RGB的工作方式为，将像素(或像元)三等分，之后将对应的划分区域R、G和B上涂覆每种荧光涂料，从而通过背光显示由R、G和B合成的图像。
在透镜型中，将显示屏板设置为，使左侧图像和右侧图像沿垂直方向轮流显示于垂直像元(R，G，B)单元上(垂直交错型)，使每一特殊制造的折射透镜分别附着在左侧和右侧图像的前面，从而将左侧和右侧图像相互分开，以呈现立体视觉。
同时，在视差阻挡型中，在通过左眼和右眼观看的图像前安装垂直形成的阻挡遮板，从而使通过狭缝复合的两个图像分开，由此以立体视觉观看。
通常，如图1所示，视差阻挡型由显示屏板(110)和与所述屏板(110)间隔一定距离设置的阻挡层(120)构成。
按照针对左眼的R、G、B和针对右眼的R、G、B的重复顺序布置显示屏板(110)的像素图案。
阻挡层(120)包括来自显示屏板(110)的每一像素的光穿过的部分(121)和阻挡所述光的阻挡遮板(122)，设置阻挡层(120)的目的在于使来自针对左眼的像素的光只进入左眼，使来自针对右眼的像素的光只进入右眼。换言之，在视差阻挡型中，采用R、G、B像素单元(纵向交错型)的针对左眼的像素和针对右眼的像素布置显示屏板(110)的像素，在针对左眼的像素和针对右眼的像素之间的每一间隙内安装阻挡遮板(122)，其与针对左眼的像素和针对右眼的像素具有预定距离，从而使针对左眼的图像只进入左眼的视野，针对右眼的图像只进入右眼的视野，由此能够提供立体视觉。
就此而论，就采用具有LCD显示器的自动立体显示设备而言，透镜型在立体效果上不如视差阻挡型，另外透镜型难以与普通2D画面兼容使用。因而，当前的大多开发倾向于视差阻挡型。
但是，在通过具有常规TFT-LCD的像素的三等分R、G、B图案的视差阻挡型显示立体图像时，偶尔会因为设置于像素之间的间隔处的阻挡遮板的厚度和位置的原因而出现阻挡了一部分R、G、B单元，从而使其无法得到显示的情况，其最终导致无法有效显示立体图像。
为了解决这样的问题，出现了这样一种技术，其中，按照R、G和B单元对所述阻挡遮板细化布置，例如，使其位于R和G、G和B或者B和R之间，并且也按照R、G和B单元布置针对左眼的图像和针对右眼的图像，将其细分为左侧R、右侧G、左侧B、右侧R、左侧G、右侧B等。
但是，所述改进的技术的问题在于，由于阻挡遮板的厚度和每一阻挡遮板之间的狭窄距离，视角变得极窄，并且观看距离尤为有限；并且应当根据R、G和B单元更为精确地制造所述阻挡遮板。因而，制造过程变得更为困难，工作效率降低，并且制造过程变得更为复杂，因为针对左眼的图像和针对右眼的图像也应当根据R、G和B单元生成。
发明内容
技术问题
为了解决现有技术的问题，本发明的目的在于提高立体图像的分辨率以及决定可能的观看范围的视角和观看距离，其方式为：使显示屏板通过像素单元调整依次生成诸如R、G和B的每种彩色光的光源模块生成的光的穿过量，从而使诸如R、G和B的彩色光依次显示在每一像素的整个表面上；以及将阻挡遮板设置在与每一像素间隔预定距离的位置上，从而有选择地示出针对左眼的图像和针对右眼的图像。
技术方案
为了实现所述目的，根据本发明的例子的视差阻挡型立体显示设备包括：
发光模块，其用于按照单位时间(T1)依次显示多种彩色光，
显示屏板，其中，通过像素单元相继布置针对左眼的像素和针对右眼的像素，所述显示屏板还通过像素单元调整由所述发光模块依次显示的每一彩色光的穿过量，从而显示相继布置的针对左眼的图像和针对右眼的图像；以及
与所述显示屏板间隔预定距离设置的阻挡层，其有选择地示出针对左眼的图像和针对右眼的图像。
此外，所述发光模块可以包括具有多个彩色光源的光源模块和用于使所述光源模块生成的光漫射的光漫射板，并且光源模块的每一彩色光源可以按照单位时间(T1)生成每一彩色光，并将其依次显示在所述光漫射板的整个光输出表面上。
此外，所述多种彩色光可以包括红色(R)光、绿色(G)光和蓝色(B)光，所述多个彩色光源可以包括红色(R)光源、绿色(G)光源和蓝色(B)光源。
其中，所述显示屏板的像素可以调整每一由所述单位时间(T1)乘以所述发光模块中包括的每种彩色光的数量(N)表示的时间(T2)单元中的单位时间(T1)内的每种彩色光的穿过量，从而能够在针对左眼的像素上显示针对左眼的图像，在针对右眼的像素上显示针对右眼的图像。
此外，在根据本发明的例子的视差阻挡型立体显示设备中，所述阻挡层可以是专用于立体显示的阻挡层，或者可以包括TN-LCD或STN-LCD的构造，从而在平面/立体视图之间转换模式。
此外，所述阻挡层可以包括沿垂直方向设置在每两个像素处的阻挡遮板，当确定Pp在2×Dp×0.8到2×Dp的范围内时，可以确定所述阻挡遮板的间距在Pp×0.4到Pp×0.8的范围内；这里，Pp为屏板间距，Dp为像素的点间距，Pp＝2×Dp×(S-L)/S，其中，S为观看距离，L为显示屏板和阻挡层之间的距离。
附图说明
图1是普通视差阻挡型立体显示设备的构造图。
图2是根据本发明的例子的视差阻挡型立体显示设备的构造图。
图3是示出了根据本发明的例子用于确定阻挡遮板的间距的要素间关系的略图。
具体实施方式
在下文中将基于附图详细说明本发明。
图2是根据本发明的例子的视差阻挡型立体显示设备的构造图。
如图2所示，根据本发明的例子的视差阻挡型立体显示设备可以包括发光模块(230)、显示屏板(210)和阻挡层(220)。这里，发光模块(230)可以配有至少包括红色(R)光源、绿色(G)光源和蓝色(B)光源的光源模块(231)和用于使所述光源模块(231)生成的光漫射的光漫射板(232)。所述光源模块(231)的每一彩色光源(R、G、B等)按照预定单位时间(T1)生成每一彩色光，在所述光漫射板(232)的整个光输出表面上按顺序显示所生成的每一所述彩色光。
为了提高亮度，以及更易于显示立体图像的色彩，除了红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)三种普通光源之外，所述光源模块(230)可以包括任选彩色光源，例如白色(W)光源；但是为了简化说明，在下文中将按照R、G、B说明每一光源。此外，目前，通常将诸如LED等的点光源用于发光模块(231)，但是也可以采用常规棒状光源，只要这样的棒状光源能够按照预定单位时间(T1)生成每种彩色光即可。这里，单位时间(T1)表示所述光源模块(231)生成每种R、G和B彩色光的时间，所述单位时间(T1)通常为2到5μs，但不限于此。
此外，在所述显示屏板(210)中，可以将针对左眼的像素和针对右眼的像素轮流布置为像素单元。所述显示屏板(210)根据显示立体图像的预定图像信号，通过像素单元调整穿过每一像素的、由所述发光模块(230)依次显示的诸如R、G和B的每种彩色光的量。因此，通过所述显示屏板(210)能够实现，相继将针对左眼的图像显示在针对左眼的像素上，将针对右眼的图像显示在针对右眼的像素上。
此外，将所述阻挡层(220)设置在与所述显示屏板(210)间隔预定距离处，所述阻挡层(220)有选择地将针对左眼的图像仅呈现给观众的左眼，将针对右眼的图像仅呈现给观众的右眼。如上所述，根据本发明的例子的视差阻挡型立体显示设备通过调整诸如R、G、B等的每一彩色光的穿过时间而在整个像素上显示图像；其并非通过形成于像素内的R、G和B区域单元显示图像的颜色。因此，本发明能够防止由于阻挡层(220)因微小偏差而导致错位而阻挡一部分R、G和B。在所述阻挡层中，希望沿纵向每两个像素设置一阻挡遮板，但不限于此。
此外，在根据本发明的例子的视差阻挡型立体显示设备中，有可能通过TN-LCD或STN-LCD操作所述阻挡层(220)，从而在平面/立体(2D/3D)视图之间转换模式。因此，可以在开启/关闭之间切换阻挡遮板(222)，其能够使立体显示设备转换2D/3D模式。也就是说，就2D模式而言，阻挡遮板(222)关闭，从而使光通过，由此能够显示2D图像；就3D模式而言，所述阻挡遮板(222)开启，从而阻挡所述光，由此能够显示立体图像。
在下文中，将讨论上述根据本发明的例子的视差阻挡型立体显示设备的操作原理。
显示屏板的像素调整每一由单位时间(T1)乘以发光模块中包含的每种彩色光的数量(N)表示的时间(T2)单元中的单位时间(T1)内的每种彩色光的通过量，从而在所述针对左眼的像素上显示针对左侧的图像，在所述针对右眼的像素上显示针对右眼的图像。在例子中，调整单位时间(T1)内每种彩色光的穿过量能够通过根据每单位时间(T1)内LCD的扭转量调整所穿过的光的量(但不限于此)而调整每一像素的颜色的深度。
图3是示出了根据本发明的例子用于确定阻挡遮板的间距的元件间关系的略图。
在本发明的例子中，通过显示屏板的像素的厚度、观看距离和点间距(Dp)确定像素单元的阻挡遮板(222)的阻挡间距(Bp)。这里，在通过设置于某一阻挡遮板和离其最近的阻挡遮板之间的每一间隔处的每一间距之和定义屏板间距(Pp)时，确定所述屏板间距(Pp)在2×Dp×0.8到2×Dp的范围内。
而且，确定阻挡遮板(222)的间距(Bp)在Pp×0.4到Pp×0.8的范围内。
通过下述计算确定屏板间距(Pp)：
Pp＝2×Dp×(S-L)/(S)
这里，“S”表示观看距离，“L”表示显示屏板的厚度，即显示屏板(210)和阻挡层(220)之间的距离，Dp表示像素的点间距，所有的这些都如图3所示。
尽管在上文中解释了实施本发明的较佳形式，但是本领域技术人员应当理解，可以在下述权利要求列举的本发明的思想和范围内对本发明做出各种修改和改变。
工业实用性
如上文中详细说明的，本发明通过其像素单元控制R、G和B显示，以显示立体图像，因而表现出了下述效果：
在操作立体显示设备的过程中，根据图像信号在每一像素上依次显示R、G和B以通过像素单元提供立体图像，从而在小屏幕上再现具有高分辨率的图像。
此外，如上所述，每单位时间(T1)内，R、G和B轮流依次显示在每一像素上，从而利用像素单元显示立体图像，由此能够基于像素单元设计阻挡遮板，并且能够灵活设计阻挡遮板(222)的位置和间距。
也就是说，本发明能够确定阻挡遮板(222)的间距，从而增大视角，延长观看距离，因而与现有技术相比能够简化生产工艺，并呈现优异的立体图像。
此外，通过像素单元，而不是通过R、G和B单元显示左侧和右侧图像，因而易于显示左侧和右侧图像。
此外，在本发明中，采用TN-LCD或STN-LCD操作所述阻挡层(220)，从而在2D/3D之间转换模式，所述阻挡遮板(222)能够在开启/关闭之间转换，因而有可能在2D/3D之间转换模式。也就是说，就2D模式而言，阻挡遮板(222)关闭，从而使光通过，由此能够显示2D图像；就3D模式而言，所述阻挡遮板(222)开启，从而阻挡光，由此能够显示立体图像。

Claims (8)

1.一种视差阻挡型立体显示设备，其包括：
发光模块，其用于按照单位时间(T1)依次显示多种彩色光；
显示屏板，其中，利用像素单元相继布置针对左眼的像素和针对右眼的像素，所述显示屏板通过调整每一彩色光的穿过时间而以一整个像素为单位来调整由所述发光模块依次显示的每一彩色光的穿过量，从而显示相继布置的针对左眼的图像和针对右眼的图像；以及
与所述显示屏板间隔预定距离设置的阻挡层，其有选择地示出针对左眼的图像和针对右眼的图像。
2.根据权利要求1所述的设备，
其中，所述发光模块包括具有多个彩色光源的光源模块和用于使所述光源模块生成的光漫射的光漫射板，并且
其中，所述光源模块的每一彩色光源按照单位时间(T1)生成每一彩色光，并将其依次显示在所述光漫射板的整个光输出表面上。
3.根据权利要求2所述的设备，
其中，所述多种彩色光包括红色(R)光、绿色(G)光和蓝色(B)光，并且
其中，所述多个彩色光源包括红色(R)光源、绿色(G)光源和蓝色(B)光源。
4.根据权利要求1或2所述的设备，
其中，所述显示屏板的像素通过调整每一彩色光的穿过时间而以一整个像素为单位来调整每一由所述单位时间(T1)乘以所述发光模块中包括的每种彩色光的数量(N)表示的时间(T2)单元中的单位时间(T1)内的每种彩色光的穿过量，从而能够在针对左眼的像素上显示针对左眼的图像，在针对右眼的像素上显示针对右眼的图像。
5.根据权利要求1或2所述的设备，
其中，所述阻挡层专用于立体视图。
6.根据权利要求1或2所述的设备，
其中，所述阻挡层包括TN-LCD或STN-LCD，以转换平面/立体视图模式。
7.根据权利要求1或2所述的设备，
其中，所述阻挡层包括沿垂直方向在每两个像素处设置的阻挡遮板。
8.根据权利要求7所述的设备，
其中，Pp＝2×Dp×(S-L)/S，其中，所述Pp为屏板间距，所述Dp为像素的点间距，所述S为观看距离，并且所述L为所述显示屏板与所述阻挡层之间的距离，
其中，当确定Pp在2×Dp×0.8到2×Dp的范围内时，确定所述阻挡遮板的间距在Pp×0.4到Pp×0.8的范围内。
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