TWI523493B - 三維影像顯示裝置及其驅動方法 - Google Patents

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Description

三維影像顯示裝置及其驅動方法
本發明涉及一種顯示裝置，尤其涉及一種立體地顯示影像的三維(3D)影像顯示裝置及其驅動方法。
3D影像顯示裝置立體地顯示影像，其特徵在於結合由雙眼識別的不同影像信號而產生其景象。
這種3D影像顯示技術主要分為立體技術、容積技術、以及全像技術。
在這些技術中，立體技術可再次分為眼鏡技術和無眼鏡技術。近年來，業界正在積極地研究無眼鏡技術。
而無眼鏡技術可再次分為雙凸透鏡技術和使用視差屏障的視差屏障技術。
近年來，如韓國專利申請第10-2008-0070497號所揭露的，正在開發一種方法，其中顯示裝置通過眼動追蹤追蹤觀看者的動作，並且根據觀看者所追蹤的位置改變屏障面板的影像傳輸效果，藉此使觀看者即使在從當前位置移動至另一位置時仍然能從正射投影區域觀看3D影像。
第1圖為描述現有技術中3D影像顯示裝置所使用之眼動追蹤方案的示意圖。
在現有技術的3D影像顯示裝置10中，包含有視差屏障或雙凸透鏡的屏障面板以片狀或類似形狀設於面板的前部，藉此分別向使用者的左眼和右眼提供不同的影像以實現3D影像。
第1圖顯示具有九個視圖的3D影像的3D影像顯示裝置10，尤其描繪一種具有屏障面板的3D影像顯示裝置，其中該裝置的光傳輸特性係根據電壓應用方案來變化。舉例來說，屏障面板在此配置為具有液晶電場透鏡，並且包括可轉換的液晶透鏡或可轉換的屏障，其中光傳輸方向係根據電壓應用方案來變化。
第1圖所示之現有技術中的3D影像顯示裝置10，使用影像收集器20來追蹤觀看者的位置以進行眼動追蹤，改變屏障面板的電壓應用方案以根 據觀看者所追蹤的位置改變屏障面板的光傳輸特性，並且使所追蹤的位置對應於正射投影區域，從而致使觀看者觀看正常的3D影像。
這種眼動追蹤之無眼鏡3D影像顯示裝置藉由檢查在其中心形成的視圖，來偵測由3D影像顯示裝置所偵測的中心點與由觀看者所識別的中心點之間的差異。
用於偵測由3D影像顯示裝置所偵測的中心點與由觀看者索識別的中心點之間的差異的方法係透過以下所述的步驟來執行：測量者(製造者)直接測量自中心點所測量的相對應視圖的數量以檢查中心處的視圖數量，亦即在3D影像顯示裝置的製造階段中的中心視圖的數量。
由此方法創建的視圖被預定在3D影像顯示裝置的某個相對的位置，在此情形下也預定了中心視圖(中心點)的位置。因此，當觀看者確實觀看由3D影像顯示裝置顯示的3D影像時，3D影像顯示裝置藉由使用由影像收集器所蒐集的觀看者的位置座標以及預定的視圖，透過上述的步驟來根據觀看者的位置改變屏障面板的光傳輸特性。如此一來，觀看者可以隨時自正射投影區域觀看正常的3D影像。
基於上述理由，本發明旨在提供一種3D影像顯示裝置及其驅動方法，以避免由於現有技術的缺點和限制所造成的一個或多個問題。
本發明的一個方面旨在提供一種3D影像顯示裝置及其驅動方法，其在視圖校準模式中，輸出兩個測試影像以接收兩個視圖選擇信號，並且藉由使用接收該兩個視圖選擇信號的位置座標以及面板的視圖數量來設定新的視圖，並且在3D影像觀看模式中，藉由使用自影像擷取的視圖和位置座標來控制屏障面板，以轉換正射投影區域的位置。
本發明的其他優點和特徵將在以下的說明書中闡述，且熟悉本領域的技術人員在研讀下述說明書內容後能夠暸解或實踐本發明。本發明的目的和其他優點可以通過說明書、申請專利範圍以及所附圖示中所描述的特定結構獲得和瞭解。
為了根據本發明之目的達到上述以及其他優點，以下將具體而廣泛地描述本發明所提供的一種3D影像顯示裝置，其包括：一面板，包含有複數 個左眼像素和右眼像素；一屏障面板，位於該面板的前表面上，並且包括一光傳輸區域以及一擋光區域，用於傳送或遮擋分別自該等左眼像素和該等右眼像素輸出的左眼影像和右眼影像；一影像收集器，收集一物體的影像；以及一時序控制器，在一視圖影像校準模式中設置並儲存一具有該等影像的視圖，並且在一3D影像觀看模式中，判定該物體位於一3D影像的複數個可視區域中的所在位置，並且根據該判定的結果產生一屏障控制信號以驅動該屏障面板。
在本發明的另一方面，提供一種3D影像顯示裝置，包括：一面板，包含有複數個左眼像素和右眼像素；一屏障面板，位於該面板的前表面上，並且包括一光傳輸區域以及一擋光區域，用於傳送或遮擋分別自該等左眼像素和該等右眼像素輸出的左眼影像和右眼影像；一影像收集器，收集一物體的影像；以及一影像資料對準單元，重新將視頻資料適合地對準於該面板以輸出影像資料，該視頻資料為自一系統接收；一定位單元，從該等影像中擷取該物體的位置座標；以及一控制單元，向該面板輸出一測試影像，在一視圖校準模式中，藉由使用自該系統接收的複數個視圖選擇信號以及當自該系統接收該等視圖選擇信號時由該定位單元擷取的該物體的該位置座標來產生並儲存一視圖，並且在一3D影像觀看模式中，使用該物體的當前位置座標以及該視圖來判定該當前位置座標與一3D影像的複數個可視區域中所對應的位置，並且根據該判定的結果產生一屏障控制信號以驅動該屏障面板。
在本發明的再一方面，提供一種3D影像顯示裝置的驅動方法，包括：當選擇一視圖校準模式時，向一面板輸出產生有第一視圖的第一測試影像，接收來自一系統的第一視圖選擇信號，以及在接收該第一視圖選擇信號的中間擷取一物體的第一位置座標；當接收該第一視圖選擇信號時，向一面板輸出產生有該第一視圖的第二測試影像，接收來自該系統的第二視圖選擇信號，以及在接收該第二視圖選擇信號的中間擷取該物體的第二位置座標；產生一具有第一和第二位置座標的視圖以儲存該視圖，該視圖包括由一具有至少兩個或更多個視圖的3D影像形成之複數個正射投影區域的座標；以及當選擇一3D影像觀看模式時，藉由使用該物體的當前位置座標與該視圖來控制一屏障面板，使得該當前位置座標對應於一正射投影區 域，從由一影像收集器收集的影像中擷取該當前位置座標。
可以理解地是，本發明說明書的前面概述及後面的詳細描述係為示例性及解釋性，並意在為本發明申請專利範圍所要保護的內容提供進一步解釋說明。
以下將針對本發明的具體實施例參照所附圖式作出詳細說明。相同的附圖標記在圖示中用於代表相同或相似的部分。
以下將參考所附圖式對本發明的實施例作出詳細說明。
第2圖顯示根據本發明一實施例中3D影像顯示裝置的配置的示意圖。
根據本發明一實施例中的3D影像顯示裝置能夠使觀看者(該觀看者使用眼動追蹤觀看無眼鏡型3D影像顯示裝置)直接地設置並儲存視圖，該視圖包括關於3D影像顯示裝置的正射投影區域和反視立體區域的座標資訊。
如第3圖所示，根據本發明一實施例中的3D影像顯示裝置包括：面板100，在此形成複數個左眼像素和右眼像素；位於面板100的前表面上的屏障面板140，並且包括光傳輸區域以及擋光區域，以傳送或遮擋分別自左眼像素和右眼像素輸出的左眼影像和右眼影像；通過眼動追蹤收集物體的影像的影像收集器150；時序控制器110，在視圖校準模式中設置並儲存視圖以及由影像收集器150收集的影像，並且在3D影像觀看模式中，使用由影像收集器150收集的影像判定物體位於3D影像的可視區域中的所在位置，並且根據判定的結果產生屏障控制信號以驅動屏障面板140；閘極驅動器130，向形成在面板100中的複數個閘極線依序地提供掃描脈衝；資料驅動器120，分別向在面板100中形成的複數個資料線施加數位影像資料(RGB)信號；以及屏障驅動器160，根據時序控制器110的控制驅動屏障面板140以在正射投影區域與立體反視區域之間轉換。
根據本實施例中的3D影像顯示裝置可以實施為平板顯示裝置如液晶顯示器(LCD)、場發射顯示器(FED)、電漿顯示面板(PDP)、電致發光裝置(EL)、或者電泳顯示器(EPD)。然而，為便於描述，下面將用LCD作為本發明的實施例進行描述。
面板100可以根據顯示裝置的類型以各種型態實施。例如，面板100可以為液晶顯示面板、電漿顯示面板、有機發光顯示面板、或者電泳顯示 面板。下面，為便於描述，將用液晶顯示面板作為面板100的實施例進行描述。
複數個用於顯示紅色、綠色、以及藍色(RGB)的像素形成在面板100中。該等像素分為複數個顯示左眼影像的左眼像素以及複數個顯示右眼影像的右眼像素，以在與屏障面板140的連接步驟中顯示3D影像。
時序控制器110接收時序信號(包括資料致能信號DE、點時鐘CLK等)，以產生複數個控制信號DCS和GCS，用於分別控制資料驅動器120和閘極驅動器130的步驟時序。
用於控制閘極驅動器130的控制信號GCS包括閘極啟動脈衝(GSP)、閘極移位時脈(GSC)、閘極輸出致能信號(GOE)、以及移位方向控制信號(DIR)。用於控制資料驅動器120的控制信號DCS包括源極採樣時鐘(SSC)、極性控制信號(POL)、以及源極輸出致能信號(SOE)。
在視圖校準模式中，根據本發明實施例中的時序控制器110向面板100輸出測試影像，並且藉由使用複數個自系統接收的視圖選擇信號以及當接收視圖選擇信號時由定位單元(第3圖中的114)擷取的位置座標產生並儲存視圖。在3D影像觀看模式中，時序控制器110使用視圖與當前位置座標以及物體的當前位置座標判定物體位於3D影像的可視區域中的所在位置，並且根據判定的結果產生屏障控制信號以驅動屏障面板140。以下將參考第3圖，針對時序控制器110的功能進行詳細描述。
如第3圖所示，根據本發明實施例中的時序控制器110被描述為包含用於實現3D影像顯示裝置的驅動方法的元件，但是本實施例不限於此。除了時序控制器110之外，包含有接收單元111、定位單元114、查詢表116、測試影像儲存單元115、以及控制單元117的分離控制器也可以實現本發明的功能，並且可以包含在3D影像顯示裝置中。然而，在本發明的下面描述中，為了便於描述，將描述包含這些元件的時序控制器110。
資料驅動器120包括複數個資料驅動積體電路(ICs)，並且根據時序控制器110的控制鎖存數位影像資料RGB。此外，藉由將數位影像資料RGB轉換為複數個類比正/負伽馬補償電壓，資料驅動器120產生複數個類比正/負像素電壓並且分別向複數個資料線D1至Dm提供像素電壓。
閘極驅動器130包括一個或多個閘極驅動ICs，並且向複數個閘極線G1至Gn依序地提供掃描脈衝(閘極脈衝)。
屏障面板140包括光傳輸區域和擋光區域，以傳輸或遮擋自左眼像素輸出的左眼影像以及自右眼像素輸出的右眼影像。屏障面板140根據自屏障驅動器160的電壓的施加順序或者電壓的電平在光傳輸區域與擋光區域之間轉換，從而改變能夠觀看3D影像的正射投影區域的位置。
屏障面板140可以使用在韓國專利申請第10-2008-0070497號中揭露的液晶電場透鏡以及本領域的技術人員所熟知的技術進行各種配置。
例如，屏障面板140可以配置為具有液晶電場透鏡或其他具有相同功能之屏障面板，並且可以配置為具有可轉換的液晶透鏡或者可轉換的屏障，其中光傳輸方向可以根據電壓施加方法來變化。
本領域的技術人員所熟知的各種類型的屏障面板也可以應用於本發明。本發明的特徵不限於該屏障面板本身的配置，因此下面將不提供對屏障面板140的描述。
如上所述的屏障驅動器160，驅動屏障面板140以在形成於屏障面板140中的光傳輸區域與擋光區域之間轉換。屏障驅動器160可以使用本領域的技術人員所熟知的技術配置。
在3D影像觀看模式中，應用於本發明的屏障驅動器160根據自時序控制器110傳送的屏障控制信號控制屏障面板140。
根據本實施例，影像收集器150置於3D影像顯示裝置中。影像收集器150收集位於與3D影像顯示裝置相隔一距離的物體(觀看者)的影像，並且將收集的物體(觀看者)的影像傳送至時序控制器110。
根據本實施例，影像收集器150收集在3D影像顯示裝置上觀看3D影像的觀看者(物體)的影像。所收集的影像被傳送至時序控制器110並且通過時序控制器110分析，藉此，從影像中擷取觀看者的位置座標。
影像收集器150可以為一相機，但是影像收集器150可以使用利用紅外線判定位置的紅外感測器。
第3圖顯示根據本發明的實施例中3D影像顯示裝置的時序控制器的內部配置的示意圖。第4圖顯示根據本發明一實施例中描述3D影像顯示裝置的驅動方法之顯示為九個視圖的可視區域的示意圖，並且說明了使用包含有9個視圖的影像資料所顯示的可視區域。
參考第3圖，應用於本實施例的時序控制器110包括：接收單元111，其接收自廣播系統的視頻資料和各種時序信號(DE、CLK等)；控制信號 產生單元112，其使用自接收單元111傳送的時序信號產生控制信號，並且輸出該控制信號；影像資料對準單元113，其將自接收單元111傳送的視頻資料根據面板100的特性重新對準，並且輸出重新對準的影像資料；定位單元114，其從由影像收集器150收集的影像中擷取物體的位置座標；控制單元117，其向面板輸出測試影像，然後在視圖校準模式中，藉由使用來自系統接收的複數個視圖選擇信號以及自系統接收視圖選擇信號時由定位單元114擷取的物體的位置座標產生並儲存視圖，並且在3D影像觀看模式中，使用物體的位置座標以及視圖來判定物體位於3D影像的可視區域中的所在位置並根據判定的結果產生屏障控制信號，以驅動屏障面板140；儲存視圖的查詢表116；以及儲存測試影像的測試影像儲存單元115。
如上所述的接收單元111係接收視頻資料和時序信號，傳送時序信號至控制信號產生單元112，並且傳送視頻資料至影像資料對準單元113。
如上所述的控制信號產生單元112係產生控制信號GCS和DCS，以分別控制具有自接收單元111傳送的時序信號的閘極驅動器130和資料驅動器120。
影像資料對準單元113重新對準所接收的視頻資料以使其適合於面板100的特性，並且傳送對準的影像資料至資料驅動器120。
此外，影像資料對準單元113可以傳送測試影像至資料驅動器120，該測試影像通過控制單元117自測試影像儲存單元115傳送。
然而，控制單元117可以直接傳送測試影像至資料驅動器120，在此情形下影像資料對準單元113可以根據自控制單元117接收的輸出停止控制信號停止傳送影像資料至資料驅動器120。
根據本實施例，定位單元114藉由使用由影像收集器150收集的影像擷取使用3D影像顯示裝置觀看3D影像的觀看者的位置座標。
下面將描述定位單元114使用由影像收集器150收集的影像判定觀看者的位置座標的方法。
藉由在3D影像顯示裝置的自左至右方向或者自右至左方向掃描影像收集器150，時序控制器110的定位單元114或者控制單元117可以獲得位於3D影像顯示裝置的前部的物體(觀看者)的寬度資訊(W_person，X座標)，並且分析紅外線的反射時間以獲得物體(觀看者)的距離資訊(D_person，Y座標)。
其中，物體(觀看者)的位置座標(X,Y)可以定義為用下面的方程式(1)來表示。
(X,Y)={(W1+W2)/2,D_person}………(1)
對於上述計算而言，影像收集器150可以通過驅動器(未顯示於圖中)在左右方向或者上下方向移動。定位單元114或者控制單元117可以控制驅動器，以控制影像收集器150的位置或角度，因此，如上所述，致使影像收集器150通過掃描收集影像。
當影像收集器150為相機時，可以通過面部偵測方案判定X座標，並且可以通過使用立體攝像機的差異資訊或者深度攝像機的深度資訊來判定Y座標。
當影像收集器150為相機時，定位單元114可以在從由相機收集的影像中檢測觀看者的面部的方案中判定觀看者的X座標。這種臉部偵測方案可以使用一般方案，因此不提供對其的詳細描述。
此外，當影像收集器150為相機時，立體攝像機或深度攝像機被應用作為相機，因此，可以使用由立體攝像機或深度攝像機收集的資訊來判定物體(觀看者)的Y座標。
查詢表116儲存由控制單元117產生的視圖。
在本實施例中，視圖代表能夠觀看在3D影像顯示裝置上顯示的3D影像的可視區域的座標資訊。該可視區域被分為正射投影區域、立體反視區域、以及不可視區域。
正射投影區域為能夠使觀看者正常地觀看3D影像的區域，並且表示右眼影像被傳送至觀看者的右眼以及左眼影像被傳送至觀看者的左眼的區域。
在立體反視區域中，由於影像的差異資訊被傳送，觀看者立體地識別影像。然而，立體反視區域為左眼影像被傳送至觀看者的右眼以及右眼影像被傳送至觀看者的左眼的區域，因此，觀看者的雙眼在立體反視區域中感覺更加急速地疲勞。
不可視區域為不能夠使觀看者觀看3D影像的視圖的區域。
視圖包括顯示三個區域的位置的座標資訊。
然而，除了正射投影區域和立體反視區域之外的所有區域可以確定為不可視區域，因此，視圖可以不包括不可見區域的座標資訊。
當由定位單元114判定的物體的位置座標不包含在與正射投影區域或立體反視區域對應的座標區域中時，其中正射投影區域或立體反視區域的位置座標都包含在視圖中，控制單元117可以藉此判定一相對應的區域作為不可視區域。
隨著施加於面板100的視圖數量的增加，正射投影區域、立體反視區域、以及不可視區域也更加複雜和多樣化。
控制單元117在僅使用由影像收集器150收集的影像的位置座標的情況下，無法產生視圖影像。然而控制單元117可以通過結合使用在面板100上顯示的視圖的數量、面板100的尺寸、在面板100中形成的每一個像素的尺寸、以及屏障面板140的特性產生視圖影像。
因此，查詢表116可以儲存控制單元117涉及的各種資訊以產生視圖，例如，可以進一步儲存以下資訊的至少其中之一：在面板100上顯示的視圖的數量、面板100的尺寸、在面板100中形成的每一個像素的尺寸、以及屏障面板140的特性。
在視圖校準模式中，測試影像儲存單元115儲存在面板100上顯示的測試影像。
測試影像可以為第一測試影像，其僅能在第一正射投影區域(包含在可視區域的正射投影區域的其中之一)觀看，該第一正射投影區域為在3D影像顯示裝置的前部中心的一側方向中；以及第二測試影像，其僅能在第一正射投影區域(包含在可視區域的正射投影區域的其中之一)觀看，該第一正射投影區域為在前部中心的另一側方向中。
如第4圖所示，當本實施例的3D影像顯示裝置假定為顯示具有九個視圖時，由第一視圖形成的第一正射投影區域171位於相機顯示的中心方向的左側之一距離處，以及由第一視圖形成的第二正射投影區域172位於中心方向的右側之一距離處。因此，本實施例的3D影像顯示裝置藉由使用在第一正射投影區域和第二正射投影區域中顯示的第一視圖來儲存並使用測試影像。
因此，如果判定了由第一視圖形成的第一和第二正射投影區域的位置，第一和第二正射投影區域的X座標的中間位置可以指定為中心視圖的X座標。
這裏，如上所述，第一和第二測試影像為在由第一至第n視圖顯示的影像中通過第一視圖顯示在面板100上的影像。第一和第二測試影像可以為相同類型的影像或者不同類型的影像。
然而，當觀看者指定具有第一測試影像的第一正射投影區域並且之後轉換尋找第二正射投影區域的位置時，第一和第二測試影像可以作為不同的影像輸出，以告知觀看者所需的轉換位置以尋找第二正射投影區域。
例如，用於查找第一正射投影區域的第一測試影像顯示為1，用於查找第二正射投影區域的第二測試影像顯示為2。
當當前模式轉換為視圖校準模式時，控制單元117可以顯示1，其中1表示用於查找第一正射投影區域的第一測試影像。當第一視圖選擇信號為自使用者端接收時，控制單元117可以顯示被顯示為2的第二測試影像，以查找第二正射投影區域。
在視圖校準模式中，控制單元117依序地輸出在測試影像儲存單元115中儲存的第一和第二測試影像，以接收第一視圖選擇信號和第二視圖選擇信號，並且使用接收視圖選擇信號時使用者(物體)的位置座標計算第一正射投影區域與第二正射投影區域之間的中間位置作為中心視圖的位置。即，控制單元117使用第一和第二正射投影區域的X座標的1/2點計算中心視圖的位置座標作為中心視圖的X座標，並且使用第一和第二正射投影區域的Y座標的1/2點計算中心視圖的位置座標作為中心視圖的Y座標。
控制單元117通過結合使用中心視圖、在面板100上顯示的視圖的數量、面板100的尺寸、在面板100中形成的每一個像素的尺寸、以及屏障面板140的特性產生第4圖所示之複數個正射投影區域的座標。控制單元117藉由使用所產生的座標產生包含有正射投影區域、立體反視區域以及不可視區域的座標資訊的視圖，並且在查詢表116中儲存視圖。
在視圖校準模式中，當視圖儲存在查詢表116中，接著當前之模式被轉換為3D影像觀看模式時，控制單元117使用視圖以及由影像收集器150收集之觀看者的當前位置座標判定觀看者的當前位置座標在正射投影區域、立體反視區域、以及不可視區域中所對應的位置。
當判定的結果顯示當前位置座標對應於正射投影區域時，控制單元117分析視圖以及觀看者的當前位置座標，以產生使觀看者的當前位置座標對 應於正射投影區域的屏障控制信號，並且傳送該屏障控制信號至屏障驅動器160。
在3D影像觀看模式中，控制單元117以上述方法控制屏障驅動器160以使使用者的當前位置座標總是對應於正射投影區域。
下面，將參考第3圖至第5圖詳細地描述根據本發明的一實施例中3D影像顯示裝置的驅動方法。
第5圖為說明根據本發明一實施例中3D影像顯示裝置的驅動方法的流程圖。
左眼影像和右眼影像，即兩視圖的影像需要分別傳送至左眼和右眼，以便於能使觀看者識別自3D影像顯示裝置輸出的3D影像。然而，在使用無特殊的3D影像眼鏡的無眼鏡型3D影像顯示裝置中，能使觀看3D影像的區域侷限於一光路徑，因此，需要由複數個視圖構成的影像內容來擴展可視區域。
隨著視圖數量的增加，能夠觀看3D影像的區域也隨之擴展。3D影像顯示裝置的製造者可預先決定視圖的數量。以下，如第4圖所示，顯示本實施例的3D影像顯示裝置使用九個視圖的情形，作為本發明的實施例進行描述。
可視區域與觀看3D影像的觀看者的位置有關，並且可以分為下面三種區域。
第一可視區域為適合於觀看者觀看3D影像的位置，並且為左眼影像被傳送至觀看者的左眼以及右眼影像被傳送至觀看者的右眼的正射投影區域。
第二可視區域為觀看者感覺到立體但是不能觀看3D影像的位置，並且為右眼影像被傳送至觀看者的左眼以及左眼影像被傳送至觀看者的右眼的立體反視區域。
第三可視區域為不能夠使觀看者觀看3D影像的位置，並且為結合的左眼影像和右眼影像被傳送至雙眼或者觀看者本身不能觀看3D影像的不可視區域。
為了觀看在3D影像顯示裝置上顯示的3D影像，觀看者需要位於確實實現3D影像的正射投影區域內。
然而，觀看者不容易準確地發現正射投影區域。因此，本實施例的3D影像顯示裝置包括在屏障面板140的光傳輸區域與擋光區域之間自動轉換的功能，以使觀看者的位置總是變為正射投影區域。尤其是，為了更加準確地進行轉換，本實施例的3D影像顯示裝置允許觀看者直接地設置具有參考點(中心視圖的位置座標等)的資訊的視圖，以便於轉換。
為此，根據本實施例的3D影像顯示裝置的驅動方法主要在如下所述的四個階段執行。
第一階段包括步驟S402至S412，其中當選擇視圖校準模式時，使用第一視圖產生的第一測試影像通過面板100輸出，第一視圖選擇信號為自系統接收，並且物體的第一位置座標在接收第一視圖選擇信號的中間擷取。
第二階段包括步驟S414至S418，其中當接收第一視圖選擇信號時，使用第一視圖產生的第二測試影像通過面板100輸出，第二視圖選擇信號為自系統接收，並且物體的第二位置座標在接收第二視圖選擇信號的中間擷取。
第三階段包括步驟S420和S422，其藉由使用第一和第二位置座標產生並儲存具有根據具有至少兩個或更多個視圖的3D影像所形成的正射投影區域的座標的視圖。
第四階段包括步驟S424和S426，其中當選擇3D影像觀看模式時，藉由使用由影像收集器150擷取並收集的物體的當前位置座標以及通過該等步驟產生的視圖來控制屏障面板140，以使物體的當前位置座標對應於正射投影區域。
下面，將參照第3圖至第5圖詳細地描述本實施例的上述四個階段。
首先，在第一階段的具體步驟中，時序控制器110的控制單元117在步驟S402中接收自系統的視圖校準請求信號。
當根據本實施例中的3D影像顯示器開啟時、輸出3D影像時、或者輸出二維(2D)影像時，最初接收到視圖校準請求信號。
也就是說，觀看在本實施例的3D影像顯示裝置上顯示的影像的觀看者可以選擇位於3D影像顯示裝置或者遠端控制器的外殼上的一視圖校準請求功能表。在此情況下，通過藉由包含在時序控制器110或者分離裝置中的控制單元117的系統來接收視圖校準請求信號，用於實現根據本實施例的3D影像顯示裝置的驅動方法。
在此，控制單元117在步驟S404中通過第一測試影像輸出在測試影像儲存單元115中儲存的第一測試影像。
根據本實施例，使用被3D影像顯示裝置使用的兩個或更多個視圖的第一視圖產生第一測試影像。
也就是說，需要至少兩個或更多個視圖用於顯示3D影像。與每一個像素對應的資訊從兩個或更多個視圖中擷取，從而產生在一個影像框間顯示的一個畫面。例如，本實施例的3D影像顯示裝置使用第一測試影像，其中該第一測試影像使用第一視圖來產生，此外還使用第二測試影像，其中該第二測試影像使用第一視圖來產生。
如第4圖所示，上述原因是因為中心視圖位於相對於面板100的中心的右側j和左側的第一正射投影區域(使用第一視圖形成)之間的中間位置，以形成3D影像顯示裝置的可視區域。因此，當中心視圖位於使用第n視圖形成的正射投影區域之間的中間位置時，第一和第二測試影像可以使用第n視圖來產生。
當第一測試影像為由面板100輸出時，控制單元117不允許影像資料對準單元113輸出視頻資料(自系統傳送的)至資料驅動器120。
在視圖校準模式中，需要測試影像的輸出，因此控制單元117可以停止驅動影像資料對準單元113，直接向資料驅動器120傳送測試影像或者阻止自系統輸入的視頻資料傳送至影像資料對準單元113，並且向影像資料對準單元113傳送測試影像，從而允許自影像資料對準單元113的測試影像傳送至資料驅動器120。
當輸出第一測試影像時，控制單元117在步驟S406中驅動影像收集器150，藉此允許影像收集器150收集物體的影像。
當由觀看者端(遠端控制器或類似物)產生視圖校準請求信號並且接著由面板100輸出第一測試影像時，觀看者在步驟S408中自一位置(判定為接近3D影像顯示裝置的中心位置)移動至第一側方向910(例如，第4圖中的左側方向)，並且同時判定在步驟S410中是否清晰地顯示第一測試影像。
觀看者端在步驟S412中藉由使用包含在遠端控制器或類似物中的第一視圖選擇功能表自一位置(判定第一測試影像清晰地顯示之位置)傳送第一視圖選擇信號至3D影像顯示裝置。當接收第一視圖選擇信號時，控制單 元117儲存由定位單元114擷取之觀看者端的當前位置座標作為第一位置座標。
在第二階段的具體步驟中，當通過上述步驟選擇第一視圖選擇信號時，控制單元117向面板100輸出第二測試影像(其使用第一視圖來產生)，此時觀看者在步驟S414中移動至與第一側方向相反方向的第二側方向920(例如，第4圖中的右側方向)，並且同時判定在步驟S416中是否清晰地顯示第二測試影像。
觀看者端在步驟S418中藉以使用包含在遠端控制器或類似物的第二視圖選擇功能表自一位置(判定第二測試影像清晰地顯示之位置)傳送第一視圖選擇信號至3D影像顯示裝置。當接收第二視圖選擇信號時，控制單元117儲存由定位單元114擷取之觀看者端的當前位置座標作為第二位置座標。
在第三階段的具體步驟中，控制單元117在步驟S420中藉由使用通過上述步驟擷取的第一和第二位置座標，擷取自3D影像顯示裝置輸出的3D影像產生的中心視圖的X座標。
當影像收集器150配置為具有紅外感測器時，控制單元117擷取中心視圖的X座標的步驟可以使用在預定方向中藉由掃描紅外感測器所計算的第一位置座標的X軸座標和第二位置座標的X軸座標。或者，當影像收集器150配置為具有相機時，該步驟可以使用藉由臉部偵測方案所計算的第一位置座標的X軸座標和第二位置座標的X軸座標。
在此情況下，控制單元117從由影像收集器150收集的影像中擷取中心視圖的Y座標。當影像收集器150配置為具有紅外感測器時，控制單元117擷取中心視圖的Y軸座標的步驟可以使用藉由分析自紅外感測器輸出的紅外線的反射時間計算的物體的Y軸座標，或者當影像收集器150配置為具有相機時，該步驟可以使用物體的Y軸座標，其為使用由相機提供的差異資訊或深度資訊來計算。
也就是說，中心視圖表示3D影像顯示裝置的可視區域的中心部分的位置視圖，並且成為控制單元117判定正射投影區域的參考點。因此，控制單元117通過上述步驟擷取中心視圖的位置座標，從而為所有的正射投影區域設置判定參考。
因此，當通過上述步驟擷取中心視圖的位置座標時，控制單元117藉由使用中心視圖的位置座標以及以下資訊的至少其中之一來產生包含有由本實施例的3D影像顯示裝置形成的正射投影區域的座標的視圖，並且在步驟S422中儲存視圖於查詢表116中，其中該資訊包括：在面板100上顯示的視圖的數量、面板100的尺寸、在面板100中形成的每一個像素的尺寸、以及屏障面板140的特性。
視圖係藉由結合各種資訊而產生，並且使用中心視圖作為參考點。該視圖包括關於正射投影區域和立體反視區域的座標資訊。
為了提供額外的描述，視圖包括第4圖所示的正射投影區域或立體反視區域的位置座標。
當通過上述步驟所產生之視圖被用作為判定正射投影區域的參考資訊時，觀看者可以通過下述最終階段，維持在正射投影區域觀看在本實施例的3D影像顯示裝置上顯示的3D影像。
在第四階段的具體步驟中，當使用位於3D影像顯示裝置的遠端控制器的外側的按鈕選擇3D影像觀看模式時，控制單元117正常地驅動影像資料對準單元113，因此在步驟S424中允許使用自系統接收的視頻資料正常地輸出3D影像，並且從由影像收集器150收集的影像中擷取物體的當前位置座標。
此時，控制單元117比較所擷取的當前位置座標與產生的視圖，以判定當前位置座標是否對應於正射投影區域。當判定結果顯示當前位置座標不對應於正射投影區域時，控制單元117計算在使當前位置座標對應於正射投影區域的屏障面板140的光傳輸區域與擋光區域中的所需變化量。
控制單元117根據計算的變化量產生屏障控制信號，以控制屏障面板140，並且傳送屏障控制信號至屏障驅動器160。
當當前位置座標不對應於正射投影區域時，3D影像顯示裝置自動地控制屏障面板140的光傳輸區域和擋光區域，從而使當前位置座標對應於正射投影區域。為此，3D影像顯示裝置比較當前位置座標與視圖，以大致判斷當前位置座標所對應的位置。
當判定結果顯示當前位置不是正射投影區域時，控制單元117判定當前位置座標與具有視圖的正射投影區域之間的誤差，計算應用方案、應用順序、或者電壓(用以施加於屏障面板140的電壓)的電平以降低誤差， 基於計算的資訊產生屏障控制信號，並且傳送該屏障控制信號至屏障驅動器160。
屏障面板140根據應用方案、應用順序、或者電壓的電平轉換傳送自面板100輸出的光的光傳輸區域以及遮擋光的擋光區域，從而改變正射投影區域或類似物的位置座標。控制單元117產生屏障控制信號，以轉換光傳輸區域與擋光區域，並且傳送屏障控制信號至屏障驅動器160。
接收屏障控制信號的屏障驅動器160根據屏障控制信號改變應用方案、應用順序、或者電壓(用以施加於屏障面板140的電壓)的電平以轉換光傳輸區域與擋光區域，因此使觀看者的當前位置座標在步驟S426中對應於正射投影區域。
在可轉換的屏障技術或者液晶透鏡技術中，屏障控制信號可以應用各種不同之用於轉換光傳輸區域與擋光區域的技術。
現在，將對本發明的特點進行總結性描述。
根據本發明，在眼動追蹤的無眼鏡型3D影像顯示裝置中，觀看者直接產生並使用中心視圖的位置座標，作為判定正射投影區域的參考資訊。
在現有技術的3D影像顯示裝置中，製造者在可視區域直接地測量各種視圖數量，並且直接地檢查並儲存中心視圖數量，即中心視圖和位置座標的數量。
相反地，在本發明中，觀看眼動追蹤的無眼鏡型3D影像顯示裝置的觀看者可以簡單地並直接地檢查(校準)在3D影像顯示裝置的中心處形成的中心視圖，藉此降低出現於製造3D影像顯示裝置時與觀看顯示於3D影像顯示裝置的3D影像時之間的中心視圖的誤差，從而能夠使觀看者自更準確的正射投影區域觀看3D影像。
為此，本發明的3D影像顯示裝置輸出觀看者準確地位於視圖1的位置(第4圖中的左眼視圖1或者右眼視圖3)(在此情形下正射投影區域被簡稱為第一正射投影區域)時清晰地顯示的任意圖案(使用第一視圖產生的第一測試影像)。
觀看者藉由使用遠端控制器自檢查的圖案位置傳送信號(第一視圖選擇信號)至系統，移動至視圖2的位置(第二正射投影區域)，再次使用遠端控制器自移動後的位置傳送信號(第二視圖選擇信號)至系統，該系統藉此判定中心視圖的位置以及單一視圖區域的寬度。
藉由將寬度的長度劃分為在面板100中使用的視圖的數量(第4圖中為九個)，可以獲得一個視圖的寬度和位置。
控制單元117基於獲得的資訊產生適合於觀看者和觀看環境的視圖影像。
為了提供額外的描述，在眼動追蹤的無眼鏡型3D影像顯示裝置中，當執行視圖校準模式時，面板100輸出一位置檢查圖案(第一測試影像)。當觀看者準確地位於視圖2的位置時清晰地顯示該圖案(第一測試影像)。觀看者使用遠端控制器傳送特定的標示信號(第一視圖選擇信號)至系統。
接著，觀看者往右方向移動並再次發現清晰地顯示圖案(第二測試影像)的位置，然後使用遠端控制器傳送相同的標示信號(第二視圖選擇信號)至系統。
然後，控制單元117檢查觀看者識別的視圖的寬度，並藉由將寬度的長度劃分為視圖的數量來準確地判定觀看者識別的每一個視圖的寬度。因此，中心視圖的位置被自動地校準。
本發明的3D影像顯示裝置使用位置檢查圖案(第一和第二測試影像)在相對於觀看者的位置設置兩個參考點(第一和第二正射投影區域)，並自動地產生視圖。
隨後，在3D影像觀看模式中，控制單元117使用視圖判定觀看者的當前位置座標(由影像收集器150擷取)是否對應於正射投影區域，並且當當前位置座標不對應於正射投影區域時，控制單元117控制屏障面板140，以使當前位置座標對應於正射投影區域。
根據本發明的實施例，在視圖校準模式中，3D影像顯示裝置藉由使用接收兩視圖選擇信號的位置座標以及面板的視圖數量輸出兩個測試影像以接收兩個視圖選擇信號，並設置新的視圖，在3D影像觀看模式中，藉由使用視圖以及從影像中擷取的位置座標控制屏障面板以轉換正射投影區域的位置，因此增強了無眼鏡型3D影像顯示裝置的觀看環境和影像品質。
可以理解地是，本領域的技術人員在不脫離本發明的精神或範圍的情況下，可以對本發明作出各種修改及變換。因此，可以意識到本發明涵蓋依據所附申請專利範圍及其同等的範圍內所做的本發明的修改及變換。
本申請主張於2011年8月18日提交的韓國專利申請第10-2011-0082358號的優先權，並且引用該專利申請之全部內容作為參考。
10‧‧‧3D影像顯示裝置
20‧‧‧影像收集器
100‧‧‧面板
140‧‧‧屏障面板
150‧‧‧影像收集器
110‧‧‧時序控制器
130‧‧‧閘極驅動器
120‧‧‧資料驅動器
160‧‧‧屏障驅動器
111‧‧‧接收單元
112‧‧‧控制信號產生單元
113‧‧‧影像資料對準單元
114‧‧‧定位單元
115‧‧‧測試影像儲存單元
116‧‧‧查詢表
117‧‧‧控制單元
171‧‧‧第一正射投影區域
172‧‧‧第二正射投影區域
910‧‧‧第一側方向
920‧‧‧第二側方向
402~412‧‧‧步驟
414~418‧‧‧步驟
420、422‧‧‧步驟
424、426‧‧‧步驟
所附圖式係納入並組成本說明書之內容，提供關於本發明的進一步說明，描繪並說明本發明的實施例並且同時解釋本發明的原則。圖式中：第1圖是用於顯示現有技術之3D影像顯示裝置使用眼動追蹤方案之狀態的示意圖；第2圖是用於顯示根據本發明一實施例中3D影像顯示裝置的配置的示意圖；第3圖是用於顯示根據本發明一實施例中3D影像顯示裝置的時序控制器的內部配置的示意圖；第4圖是顯示根據本發明一實施例中用於描述3D影像顯示裝置的驅動方法之顯示為九個視圖的可視區域的示意圖；以及第5圖是用於顯示根據本發明一實施例中3D影像顯示裝置的驅動方法的流程圖。
402~412‧‧‧步驟
414~418‧‧‧步驟
420、422‧‧‧步驟
424、426‧‧‧步驟

Claims (21)

  1. 一種三維(3D)影像顯示裝置，包括：一面板，該面板包含複數個左眼像素和複數個右眼像素；一屏障面板，位於該面板的一前表面，並且包括一光傳輸區域以及一擋光區域，用於傳送或遮擋分別自該等左眼像素和該等右眼像素輸出的一左眼影像和一右眼影像；一影像收集器，用於收集一物體的影像；以及一時序控制器，在一視圖校準模式中設置並儲存一具有該等影像的視圖，並且在一3D影像觀看模式中，判定該物體位於一3D影像的複數個可視區域中的所在位置，並且根據該判定的結果產生一屏障控制信號以驅動該屏障面板，其中在該3D影像觀看模式中，該時序控制器使用該視圖以及該物體的當前位置座標判定該當前位置座標與一3D影像的該等可視區域中所對應的位置，並且根據該判定的結果向該屏障面板輸出該屏障控制信號以驅動該屏障面板。
  2. 依據申請專利範圍第1項所述的三維(3D)影像顯示裝置，其中當接收一視圖校準請求信號時，該時序控制器轉換至該視圖校準模式，輸出可從一第一正射投影區域觀看的一第一測試影像以接收一第一視圖選擇信號，輸出可從一第二正射投影區域觀看的一第二測試影像以接收一第二視圖選擇信號，使用自該第一視圖選擇信號和第二視圖選擇信號接收的位置座標設置該視圖，並儲存該視圖。
  3. 一種三維(3D)影像顯示裝置，包括：一面板，包含複數個左眼像素和複數個右眼像素；一屏障面板，位於該面板的一前表面，並且包括一光傳輸區域以及一擋光區域，用於傳送或遮擋分別自該等左眼像素和該等右眼像素輸出的一左眼影像和一右眼影像；一影像收集器，用於收集一物體的影像；一影像資料對準單元，重新將視頻資料適當地對準該面板以輸出影像資料，該視頻資料為自一系統接收； 一定位單元，從該等影像中擷取該物體的位置座標；以及一控制單元，向該面板輸出一測試影像，在一視圖校準模式中，藉由使用自該系統接收的複數個視圖選擇信號和當該系統接收該等視圖選擇信號時由該定位單元擷取的該物體的該位置座標產生並儲存一視圖，並且在一3D影像觀看模式中，使用該視圖和該物體的當前位置座標判定該當前位置座標與一3D影像的複數個可視區域中所對應的位置，並且根據該判定的結果產生一屏障控制信號以驅動該屏障面板。
  4. 依據申請專利範圍第3項所述的三維(3D)影像顯示裝置，其中在該視圖校準模式中，當可從一第一正射投影可視區域觀看的一第一測試影像被傳送至該面板，接著當自該系統接收一第一視圖選擇信號時，該控制單元暫時地儲存該位置座標作為第一位置座標，該位置座標係在接收該第一視圖選擇信號的時間點處的座標，當接收該第一視圖選擇信號時，該控制單元傳送一第二測試影像至該面板，接著當自該系統接收一第二視圖選擇信號時，該控制單元暫時地儲存該位置座標作為第二位置座標，該位置座標係在接收該第二視圖選擇信號的時間點處的座標，以及該控制單元產生具有該第一位置座標和第二位置座標的該視圖。
  5. 依據申請專利範圍第4項所述的三維(3D)影像顯示裝置，其中當由該面板顯示的該視圖包括第一視圖至第n視圖時，該第一測試影像為在相對於一中心座標的一側方向中自一第一正射投影區域觀看的一第一影像，其中該中心座標為在由該影像收集器收集的該等影像的X座標中的一參考座標，以及該第二測試影像為在相對於該中心座標的另一側方向中自該第一正射投影區域觀看的一第二影像。
  6. 依據申請專利範圍第5項所述的三維(3D)影像顯示裝置，其中該第一測試影像和該第二測試影像為相同類型的影像或不同類型的影像。
  7. 依據申請專利範圍第5項所述的三維(3D)影像顯示裝置，其中該第一測試影像和該第二測試影像為在使用該等第一視圖至第n視圖所顯示之複數個影像中使用該第一視圖顯示於該面板上的影像。
  8. 依據申請專利範圍第6項所述的三維(3D)影像顯示裝置，其中該控制單元藉由使用該第一位置座標和該第二位置座標以及視圖的數量計算在該第一位置座標與該第二位置座標之間形成的複數個正射投影區域的座標資訊，並且產生具有該座標資訊的該視圖。
  9. 依據申請專利範圍第8項所述的三維(3D)影像顯示裝置，其中該視圖包括：在該第一位置座標與該第二位置座標之間形成的複數個立體反視區域的座標資訊；以及在該第一位置座標和該第二位置座標的外部形成的複數個正射投影區域和立體反視區域的座標資訊。
  10. 依據申請專利範圍第9項所述的三維(3D)影像顯示裝置，進一步包括：一查詢表，儲存該視圖；以及一測試影像儲存單元，儲存該第一測試影像和該第二測試影像。
  11. 依據申請專利範圍第10項所述的三維(3D)影像顯示裝置，其中，該查詢表儲存以下資訊的至少其中之一：在該面板上顯示的視圖數量、該面板的一尺寸、在該面板中形成的每一個像素的一間距、以及該屏障面板的特性，以及當產生該視圖時，該控制單元結合地使用上述資訊。
  12. 依據申請專利範圍第3項所述的三維(3D)影像顯示裝置，其中當該影像收集器配置為具有一紅外感測器時，該定位單元在一預定方向掃描該紅外感測器以計算該物體的一X座標，並且分析自該紅外感測器輸出的紅外線的一反射時間以計算該物體的一Y座標，從而獲得該位置座標。
  13. 依據申請專利範圍第3項所述的三維(3D)影像顯示裝置，其中當 影像收集器配置為具有一相機時，該定位單元以一臉部偵測方案計算該物體的一X座標，並且基於自該相機提供的差異資訊或深度資訊計算該物體的一Y座標，從而獲得該位置座標。
  14. 依據申請專利範圍第3項所述的三維(3D)影像顯示裝置，進一步包括一屏障驅動器，接收該屏障控制信號以驅動該屏障面板，其中該屏障驅動器根據該屏障控制信號改變一應用方案、一應用順序、或者施加於該屏障面板之複數個電壓的電平，以轉換該光傳輸區域與該擋光區域。
  15. 一種三維(3D)影像顯示裝置的驅動方法，該驅動方法包括：當選擇一視圖校準模式時，向一面板輸出產生有一第一視圖的一第一測試影像，接收自一系統的一第一視圖選擇信號，並且在接收該第一視圖選擇信號的中間擷取一物體的第一位置座標；當接收該第一視圖選擇信號時，向該面板輸出產生有該第一視圖的一第二測試影像，接收自該系統的一第二視圖選擇信號，並且在接收該第二視圖選擇信號的中間擷取該物體的第二位置座標；產生一具有該第一位置座標和該第二位置座標的視圖以儲存該視圖，該視圖包括由一包含至少兩個或更多個視圖的3D影像形成之複數個正射投影區域的座標；以及當選擇一3D影像觀看模式時，藉由使用該物體的當前位置座標與該視圖來控制一屏障面板，使得該當前位置座標對應於一正射投影區域，從由一影像收集器收集的影像中擷取該當前位置座標。
  16. 依據申請專利範圍第15項所述的驅動方法，其中該第一視圖選擇信號的接收包括：接收來自該系統的一視圖校準請求信號；向該面板輸出該第一測試影像，該第一測試影像使用至少兩個或更多個視圖的第一視圖來產生；驅動該影像收集器以收集物體的影像；以及當該第一視圖選擇信號自該系統接收時，從收集的該等影像中擷取該 第一位置座標。
  17. 依據申請專利範圍第15項所述的驅動方法，其中該第二視圖選擇信號的接收包括：當接收該第一視圖選擇信號時，向該面板輸出該第二測試影像，該第二測試影像使用該第一視圖來產生；以及當該第二視圖選擇信號自該系統接收時，從收集的該等影像中擷取該第二位置座標。
  18. 依據申請專利範圍第15項所述的驅動方法，其中該視圖的產生包括：擷取具有該第一位置座標和該第二位置座標的一中心視圖的X座標，該中心視圖使用3D影像來產生；從由該影像收集器收集的該等影像中擷取該中心視圖的Y座標；以及藉由使用該中心視圖的該座標以及以下資訊的至少其中之一產生並儲存該視圖，該等資訊包括：視圖的數量、該面板的一尺寸、在該面板中形成的每一個像素的一間距、以及該屏障面板的特性，該視圖包括由該3D影像形成的複數個正射投影區域的座標。
  19. 依據申請專利範圍第18項所述的驅動方法，其中，當該影像收集器配置為具有一紅外感測器時，使用藉由掃描該紅外感測器計算的該第一位置座標的X軸座標和該第二位置座標的X軸座標來擷取X座標，以及當該影像收集器配置為具有一相機時，使用由一臉部偵測方案擷取的該第一位置座標的X軸座標和該第二位置座標的X軸座標來擷取X座標。
  20. 依據申請專利範圍第18項所述的驅動方法，其中，當該影像收集器配置為具有一紅外感測器時，使用藉由分析自該紅外感測器輸出的紅外線的一反射時間計算的該物體的Y軸座標來擷取Y座標，以及當該影像收集器配置為具有一相機時，使用自該相機提供的差異資訊 或深度資訊計算的該物體的Y座標來擷取Y座標。
  21. 依據申請專利範圍第15項所述的驅動方法，其中該屏障面板的控制包括：當在該3D影像觀看模式時，從由該影像收集器收集的該等影像中擷取該物體的當前位置座標；比較該當前位置座標與該視圖，以判定該當前位置座標是否對應於一正射投影區域；當該當前位置座標不對應於該判定結果的該正射投影區域時，藉由使用該當前位置座標與該視圖計算使該當前位置座標對應於該正射投影區域的該屏障面板的一光傳輸區域與一擋光區域中的變化量；根據該變化量產生用於控制該屏障面板的一屏障控制信號，以向一屏障驅動器傳送該屏障控制信號；以及由該屏障驅動器根據該屏障控制信號控制該屏障面板，以該變化量轉換該光傳輸區域與該擋光區域。
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