專利名稱：顯示裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一個(gè)或更多的實(shí)施例涉及一種顯示多視點(diǎn)圖像的方法或多視點(diǎn)圖像顯示裝置。
背景技術(shù)：
可通過幾何上校正并在空間上處理由至少兩個(gè)相機(jī)記錄的圖像來產(chǎn)生多視點(diǎn)圖 像、立體圖像等。多視點(diǎn)圖像等涉及一種將具有多個(gè)視點(diǎn)的圖像提供給觀眾的三維圖像處理技術(shù)， 具體地講，涉及一種通過至少兩個(gè)相機(jī)獲得相同的3D場景并提供例如更高級(jí)的3D效果的 畫面的技術(shù)。近來，在超級(jí)多視點(diǎn)(SWV)、自由視點(diǎn)TV(FTV)及多視點(diǎn)圖像等領(lǐng)域進(jìn)行了各種研允?？赏ㄟ^利用諸如單目圖像等和例如關(guān)于輸入圖像的深度圖的預(yù)定的輸入圖像的 呈現(xiàn)來產(chǎn)生多視點(diǎn)圖像等。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)一個(gè)或更多的實(shí)施例，提供了一種圖像顯示裝置，包括像素表現(xiàn)單元，控制 輸入圖像的至少一個(gè)像素單元的相應(yīng)的表現(xiàn)；背光單元，基于輸入圖像的視點(diǎn)的數(shù)量選擇 性地產(chǎn)生多條方向光，并將產(chǎn)生的多條方向光施加到像素表現(xiàn)單元。根據(jù)一個(gè)或更多的實(shí)施例，提供了一種圖像顯示方法，包括如下步驟基于輸入圖 像的視點(diǎn)的數(shù)量，選擇性地產(chǎn)生多條方向光；通過像素表現(xiàn)單元，從產(chǎn)生的多條方向光的入 射分別形成輸入圖像的至少一個(gè)像素單元。根據(jù)一個(gè)或更多的實(shí)施例，提供了一種圖像顯示裝置，包括像素表現(xiàn)單元，通過 單個(gè)像素單元控制像素表現(xiàn)單元的像素單元來表現(xiàn)輸入圖像的至少一個(gè)像素單元；背光單 元，基于輸入圖像的視點(diǎn)的數(shù)量，選擇性地產(chǎn)生方向光，并通過像素表現(xiàn)單元，在不同的時(shí) 間在輸入圖像的輸出中控制多條方向光中的不同的相應(yīng)方向光發(fā)射至像素表現(xiàn)單元的像 素單元。根據(jù)一個(gè)或更多的實(shí)施例，提供了一種圖像顯示方法，包括如下步驟基于輸入圖 像的視點(diǎn)的數(shù)量選擇性地產(chǎn)生方向光，并在不同時(shí)間控制多條方向光中的不同的相應(yīng)方向 光發(fā)射至像素表現(xiàn)單元的像素單元；基于不同方向光的入射，控制像素表現(xiàn)單元以輸出輸 入圖像，控制像素表現(xiàn)單元的步驟不同地控制像素表現(xiàn)單元的單個(gè)像素單元。另外的方面和/或優(yōu)點(diǎn)將部分地在下面的說明書中闡述，部分地，從說明書中來 看將是明顯的，或可通過實(shí)施例的實(shí)踐來獲知。


通過下面結(jié)合附圖對(duì)實(shí)施例進(jìn)行的描述，這些和/或其它方面和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得清 楚并更容易理解，附圖中圖1示出了根據(jù)一個(gè)或更多的實(shí)施例的圖像顯示裝置；圖2示出了根據(jù)一個(gè)或更多的實(shí)施例的圖像顯示裝置；圖3示出了根據(jù)一個(gè)或更多的實(shí)施例的諸如圖1中的背光單元的背光單元；圖4示出了根據(jù)一個(gè)或更多的實(shí)施例的顯示面板單元；圖5示出了根據(jù)一個(gè)或更多的實(shí)施例的顯示面板單元；圖6示出了根據(jù)一個(gè)或更多的實(shí)施例的諸如圖1中的圖像顯示裝置的圖像顯示裝 置的操作；圖7A至7C示出了根據(jù)一個(gè)或更多的實(shí)施例的諸如圖1中的圖像顯示裝置的圖像 顯示裝置的視點(diǎn)劃分(view-division)特性；圖8示出了根據(jù)一個(gè)或更多的實(shí)施例的諸如圖1中的圖像顯示裝置的圖像顯示裝 置，圖像顯示裝置通過利用視點(diǎn)劃分特性增加表現(xiàn)視點(diǎn)的數(shù)量；圖9示出了根據(jù)一個(gè)或更多的實(shí)施例的諸如圖1中的圖像顯示裝置的圖像顯示裝 置顯示2D圖像的操作；圖10示出了根據(jù)一個(gè)或更多的實(shí)施例的在3D顯示器上的2D圖像顯示；圖11示出了根據(jù)一個(gè)或更多的實(shí)施例的圖像顯示方法；圖12示出了根據(jù)一個(gè)或更多的實(shí)施例的圖像顯示方法。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在將詳細(xì)描述實(shí)施例，附圖中示出了實(shí)施例的示例，其中，相同的標(biāo)號(hào)始終表示 相同的元件。在這點(diǎn)上，本發(fā)明的實(shí)施例可以以許多不同的形式實(shí)施，且不應(yīng)理解為限于這 里所闡述的實(shí)施例。因而，通過參照附圖僅描述實(shí)施例以解釋本發(fā)明的方面。當(dāng)前，為有效地實(shí)施提供這樣的立體感覺的3D圖像，使來自不同視點(diǎn)的圖像分別 朝向使用者的左眼和右眼表現(xiàn)。為了不使用諸如濾光鏡的過濾器來實(shí)現(xiàn)這樣的立體感覺， 可通過基于期望的視點(diǎn)在顯示器上空間劃分3D圖像來顯示3D圖像。現(xiàn)有的自動(dòng)立體3D 顯示器可通過利用光學(xué)裝置在顯示器上空間劃分圖像。通常，可使用光學(xué)透鏡或光阻擋器。 通過使用透鏡，透鏡使每個(gè)像素圖案在現(xiàn)有的顯示器上指向/朝向特定方向。阻擋器在顯 示器前面布置狹縫(slit)，因而，僅能從特定方向或視點(diǎn)看到特定的像素。使用透鏡和阻擋 器的自動(dòng)立體3D顯示器可基本上從兩個(gè)視點(diǎn)顯示圖像，即，左視點(diǎn)和右視點(diǎn)。在本示例中， 極細(xì)的甜蜜點(diǎn)(sweet point)可形成在顯示器前面的特定點(diǎn)處，使用者會(huì)在所述特定點(diǎn)處 體驗(yàn)3D的感覺。甜蜜點(diǎn)可基于視距和視角來表示。視距可基于狹縫或透鏡的間距來確定， 視角可基于視點(diǎn)的數(shù)量來確定。因此，為較寬的甜蜜點(diǎn)增加視點(diǎn)的數(shù)量以增大視角的技術(shù) 被稱為自動(dòng)立體多視點(diǎn)顯示技術(shù)。因而，本申請的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)通過這種多視點(diǎn)顯示可提供較寬的甜蜜點(diǎn)，此方法可 能導(dǎo)致清晰度或分辨率的劣化。作為示例，當(dāng)通過具有1920X1080分辨率的面板(例如能 夠顯示完全HD圖像)顯示9視點(diǎn)圖像時(shí)，高度的分辨率和寬度的分辨率分別減小1/3，因 此，表現(xiàn)的分辨率實(shí)際會(huì)只有640X 360。當(dāng)表現(xiàn)的分辨率劣化時(shí)，不能以高清晰度看出傳統(tǒng)
5的2D圖像，因此，顯示器可能難以用作家庭3DTV。本申請的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)由于透鏡永久的附 著到顯示器，基于透鏡的多視點(diǎn)顯示器不能以高清晰度顯示圖像。在這點(diǎn)上，盡管為了試圖 解決該問題進(jìn)行了基于可變透鏡的相關(guān)研究，但由于性能的限制和實(shí)現(xiàn)這樣的可變透鏡相 關(guān)的高成本，這種方法難以普遍使用。此外，盡管基于阻擋器的多視點(diǎn)顯示器可以選擇性去 除阻擋器，以高清晰度顯示2D圖像，但本申請的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)當(dāng)使用阻擋器方法時(shí)，由于多 視點(diǎn)顯示器亮度的明顯劣化，阻擋器方法也不是可接受的解決方案。因此，本中請的發(fā)明人 發(fā)現(xiàn)盡管自動(dòng)立體多視點(diǎn)顯示器可避免戴濾光鏡的不便和存在的窄視區(qū)的問題，但自動(dòng)立 體多視點(diǎn)顯示器在圖像顯示分辨率方面會(huì)有嚴(yán)重的劣化。因而，一個(gè)或更多的實(shí)施例通過選擇性地散射光，例如通過時(shí)間劃分 (time-division) 3D圖像顯示，解決了自動(dòng)立體多視點(diǎn)顯示器的低3D分辨率的一個(gè)或更多 的問題。如注意到的，當(dāng)使用多視點(diǎn)圖像顯示裝置來顯示三維(3D)圖像等時(shí)，可以得到較 寬的立體視區(qū)。然而，依賴于視點(diǎn)的數(shù)量分辨率會(huì)較低，即分辨率會(huì)與視點(diǎn)的數(shù)量直接成正 比。作為示例，當(dāng)通過能夠顯示完全HD圖像的具有1920X 1080分辨率的面板顯示9 視點(diǎn)圖像時(shí)，寬度的分辨率和高度的分辨率分別減小三分之一，從而，圖像的分辨率會(huì)只有 640X360。通過上面的描述，根據(jù)一個(gè)或更多實(shí)施例的方面的圖像顯示裝置可從背光單元產(chǎn) 生方向光(directional light)，并且可直接將產(chǎn)生的方向光施加到像素表現(xiàn)單元，從而防 止可能的亮度降低，且還可通過視點(diǎn)劃分來改變方向光從背光單元出來的位置，從而提高 輸出圖像的視覺分辨率。同樣可實(shí)現(xiàn)時(shí)間劃分方向性背光控制。圖1示出了根據(jù)一個(gè)或更多的實(shí)施例的圖像顯示裝置110的構(gòu)造。根據(jù)一個(gè)或更多的實(shí)施例的圖像顯示裝置110可包括例如像素表現(xiàn)單元111、背 光單元112和控制器113。像素表現(xiàn)單元111可視覺上表現(xiàn)輸入到圖像顯示裝置110的圖像的至少一個(gè)像 素。圖像表現(xiàn)單元可在像素單元上表現(xiàn)像素，例如通過一個(gè)或更多的單個(gè)的子像素或全像 素(full pixel)ο在這個(gè)示例中，輸入圖像可以是例如三維(3D)圖像或二維(2D)圖像。背光單元112可基于輸入圖像的期望的視點(diǎn)數(shù)量而產(chǎn)生多條方向光線，并可將所 述多條方向光線引向像素表現(xiàn)單元111?？刂破?13可控制像素表現(xiàn)單元111和背光單元112。背光單元112可包括例如光源單元、導(dǎo)光單元、可變散射層、上電極和下電極，以 產(chǎn)生多條方向光。作為圖1中的圖像顯示裝置的構(gòu)造的進(jìn)一步示出，圖2進(jìn)一步更詳細(xì)地示出了所 述構(gòu)造，將像素表現(xiàn)單元111和背光單元112歸類為顯示面板單元150，將控制器113歸類 為顯示控制單元170，顯示面板單元150可包括例如上面板極化膜130、TFT-IXD模塊132、 下極化膜134、背光模塊136和光源138。這里，可以控制背光模塊136實(shí)現(xiàn)散射特性，并可 產(chǎn)生例如時(shí)間劃分方向性背光。顯示控制單元170可包括例如顯示驅(qū)動(dòng)器172和背光驅(qū)動(dòng) 器174，并可由視頻控制器180來控制。該布置可進(jìn)一步包括3D視頻處理器176，可將3D數(shù)據(jù)從視頻控制器180傳輸?shù)?D視頻處理器176，例如，將從視頻控制器180直接傳輸?shù)?顯示驅(qū)動(dòng)器172的2D數(shù)據(jù)提供給顯示驅(qū)動(dòng)器172。如示出的，在實(shí)施例中，視頻控制器180 還可將HSYNC時(shí)序控制信號(hào)和VSYNC時(shí)序控制信號(hào)分別提供給顯示驅(qū)動(dòng)器172和背光驅(qū)動(dòng) 器 174。因此，視頻控制器180可確定圖像是被顯示為2D圖像還是3D圖像。當(dāng)顯示的圖 像是2D圖像時(shí)，視頻控制器180可在沒有例如選擇的光散射和潛在時(shí)間劃分方向光的情 況下顯示圖像，當(dāng)圖像是3D圖像時(shí)，視頻控制器180可通過控制背光的方向光(即選擇性 的光散射)的產(chǎn)生，利用基于圖像、視角、表現(xiàn)視點(diǎn)的數(shù)量等的3D限定的3D視頻處理來產(chǎn) 生將被顯示在面板上的圖像。因此，在實(shí)施例中，視頻控制器180可確定將被顯示的圖像 是2D圖像還是3D圖像，并可通過控制背光驅(qū)動(dòng)器174確定將被顯示/輸出的背光的形式 (pattern)。下面將進(jìn)一步詳細(xì)描述2D圖像或3D圖像顯示、選擇性散射的原理，包括時(shí)間 劃分3D圖像顯示和對(duì)應(yīng)的顯示方法。因此，鑒于在圖2中示出的構(gòu)造，現(xiàn)在將參照例如圖3進(jìn)一步詳細(xì)描述圖1中的背 光單元112的構(gòu)造和操作。圖3示出了根據(jù)一個(gè)或更多的實(shí)施例的諸如圖1中的背光單元112的背光單元的 操作。參照圖3，背光單元可包括例如光源單元210、導(dǎo)光單元220、可變散射層230、上電 極240和下電極250。這里，光源單元210可與圖2中的光源138對(duì)應(yīng)，導(dǎo)光單元220、可變 散射層230、上電極240和下電極250可與圖2中的背光模塊136對(duì)應(yīng)。光源單元210可發(fā)射光。導(dǎo)光單元220可由例如玻璃、聚合物等制成，從而可具有高透明度，制造導(dǎo)光單元 220的材料可具有與導(dǎo)光單元220的外部不同的光折射率。此外，從光源210發(fā)射的光可徑 直傳播，或可內(nèi)部地被反射，從而發(fā)射的光傳播?？勺兩⑸鋵?30可與導(dǎo)光單元平行設(shè)置，多個(gè)上電極240可設(shè)置在可變散射層上， 下電極250可設(shè)置在例如可變散射層下面。相反，可以存在多個(gè)下電極250和單個(gè)上電極 240，或多個(gè)上電極240和多個(gè)下電極250。首先，當(dāng)光源單元210發(fā)光時(shí)，發(fā)射的光可以在導(dǎo)光單元220內(nèi)部全反射?？勺兩⑸鋵?30可選擇性地(即可變地)散射在導(dǎo)光單元220內(nèi)部全反射的光 261。為此，僅作為示例，可變散射層230可包括聚合物分散液晶(PDLC)。PDLC是極小的液晶滴均勻地分散在聚合物內(nèi)的形式。此外，液晶滴可包括多個(gè)液
曰
曰曰ο在這個(gè)示例中，由于液晶的光學(xué)各向異性，液晶滴顯示了每個(gè)取向上不同的光折 射特性。因此，當(dāng)將電壓適當(dāng)?shù)厥┘咏o液晶滴以改變液晶滴的取向時(shí)，液晶滴的光折射率 改變，因此，可以使PDLC為透明或半透明。作為示例，當(dāng)將電壓施加到可變散射層230時(shí)，PDLC可以是透明的，當(dāng)從可變散射 層230去除電壓時(shí)，PDLC可以是半透明的。可選擇地，當(dāng)將電壓施加到可變散射層230時(shí)，PDLC可以是半透明的，當(dāng)從可變散射層230去除電壓時(shí)，PDLC可以是透明的。為了容易描述，在一個(gè)或更多的實(shí)施例中，假定當(dāng)將電壓施加到可變散射層230 時(shí)，PDLC是半透明的。當(dāng)將電壓施加到可變散射層230的預(yù)定位置262時(shí)，施加電壓的位置262中存在 的PDLC可以是半透明的。因此，在導(dǎo)光單元220內(nèi)部全反射的光261可從施加電壓的選擇位置262散射，由 于光261的散射，可從施加電壓的位置262產(chǎn)生多條方向光263。這里，例如，如果PDLC的 可選位置沒有被施加電壓，則在那些對(duì)應(yīng)位置上光不會(huì)被散射。在這個(gè)示例中，可將諸如氧化銦錫(ITO)的具有高透明度的電極用作上電極240， 以將由PDLC散射的光傳播到上側(cè)。此外，可將諸如鋁的具有高反射特性的每個(gè)電極可用作下電極250，以將由PDLC 散射的光傳播到上側(cè)。此外，上電極240可緊密并精細(xì)地布置以使從PDLC產(chǎn)生的散射光263能夠具有足 夠窄的形式。因此，背光單元通過利用可變散射層230來散射在導(dǎo)光單元220內(nèi)部全反射的光 261，因此，可產(chǎn)生用于產(chǎn)生多視點(diǎn)圖像的方向光。從光源單元210發(fā)射的光在導(dǎo)光單元220中傳播，直至PDLC表現(xiàn)散射區(qū)域，因此， 當(dāng)散射區(qū)域小時(shí)產(chǎn)生的背光可以比當(dāng)散射區(qū)域大時(shí)產(chǎn)生的背光更亮。因此，圖像顯示裝置110可減少光的量的損失，并可防止在傳統(tǒng)多視點(diǎn)圖像顯示 裝置中會(huì)出現(xiàn)的可能的亮度降低。在這個(gè)示例中，可以將增加光反射效率的涂覆材料或反射材料涂覆在導(dǎo)光單元 220的表面，例如導(dǎo)光單元220的前面、后面和側(cè)面等，以減少從光源單元210產(chǎn)生的光的泄
Mo對(duì)應(yīng)于圖1中的像素表現(xiàn)單元111和背光單元112，圖4還示出前述的顯示面板單 元150的更詳細(xì)的形式，包括例如上面板極化膜130、TFT-IXD模塊132、下極化膜134、背光 模塊136和光源138。再一次，顯示面板單元150可歸類于例如LCD面板模塊和背光模塊， 背光模塊136選擇性地改變背光的散射以產(chǎn)生時(shí)間劃分方向背光。LCD面板單元可包括例 如上極化膜410、上玻璃面板412、濾色器414、液晶層416、TFT層418、下玻璃面板420和下 極化膜422。液晶層416可用液晶填充幾十微米的狹縫，濾色器414和透明電極布置在上玻 璃面板412上，TFT層418和透明電極布置在下玻璃面板420上并由分隔件411分開。簡 單地說，盡管參照LCD面板解釋了一個(gè)或更多的實(shí)施例，但本發(fā)明的實(shí)施例不限于此。背光模塊可包括光源432、傳輸光的導(dǎo)光面板430、具有選擇可變散射能力的聚合 物分散液晶(PDLC)層436、選擇性地將電壓施加到PDLC層的電極433和434以及下基板 438。可使用例如分隔件450將IXD面板單元和背光模塊136光學(xué)地隔離。PDLC可形成例 如幾微米至幾十微米長的縫隙，每個(gè)電極433可以是透明的并可布置在導(dǎo)光面板430的下 部以控制PDLC，每個(gè)電極434可具有高的光反射特性并可布置在下基板438的上部。當(dāng)全 部的PDLC層436實(shí)現(xiàn)光散射操作時(shí)，可以基于上極化膜410和下極化膜422及液晶層416 的液晶的方面來確定從PDLC層436散射的光可穿過濾色器414并形成2D圖像顯示的子像 素。子像素的光的強(qiáng)度，即子像素亮度。然而，當(dāng)僅由PDLC層436的選擇部分實(shí)現(xiàn)光散射操作時(shí)，例如，當(dāng)僅由PDLC的極小的一部分實(shí)現(xiàn)光散射操作時(shí)，可以以像從PDLC層436處對(duì) 應(yīng)的點(diǎn)光源發(fā)射的方式來選擇性地指向背光，因此，可以成為從所述點(diǎn)光源發(fā)射的方向光。 可使用多個(gè)點(diǎn)光源來產(chǎn)生3D圖像顯示。下面將進(jìn)一步詳細(xì)描述控制PDLC層436來產(chǎn)生3D 圖像和控制方向光。如上關(guān)于圖3注意到的，為顯示3D圖像，可控制PDLC層436的選擇部分以實(shí)現(xiàn)散 射操作。圖5僅作為示例示出了包括PDLC層436的背光模塊的詳細(xì)形式。如注意到的， PDLC可以是液晶滴均勻地分散在聚合物內(nèi)部的形式，液晶滴由多個(gè)液晶構(gòu)成。如示出的，液 晶滴示出了根據(jù)控制的取向并基于液晶的光學(xué)各向異性的不同的光折射特性，從而通過控 制施加的電壓改變所述滴的取向。因此，可通過改變液晶滴的光折射率來將PDLC變成透明 的或半透明的。當(dāng)提供電壓時(shí)，PDLC的對(duì)應(yīng)區(qū)域可以是透明的，當(dāng)不提供電壓時(shí)，PDLC的對(duì) 應(yīng)區(qū)域可以是半透明的，或者相反，當(dāng)提供電壓時(shí)，PDLC的對(duì)應(yīng)區(qū)域可以是半透明的，當(dāng)不 提供電壓時(shí)，PDLC的對(duì)應(yīng)區(qū)域可以是透明的。如圖5中描述的，僅作為示例，因而，背光模塊可包括多個(gè)電極(上電極433)，布 置在導(dǎo)光面板430的下部；電極(下電極434)，布置在下基板438的上部，背光模塊可改變 施加到各個(gè)電極的電壓，從而改變具體位于電極之間的PDLC層的對(duì)應(yīng)區(qū)域的散射程度。如 注意到的，多個(gè)上電極433可以密集地布置，如彼此鄰近或以緊密錯(cuò)開的方式，從而由PDLC 散射的光可以足夠窄。圖6示出了根據(jù)一個(gè)或更多的實(shí)施例的諸如圖1中的顯示裝置110的圖像顯示裝 置的操作。下面，將對(duì)于圖1中的圖像顯示裝置110進(jìn)行關(guān)于圖6至圖9的討論，注意實(shí)施 例不限于此。這里，在圖6中，為容易描述，將假定圖1中的圖像顯示裝置在一個(gè)或更多的實(shí)施 例中表現(xiàn)十二方向的方向圖像信息，注意實(shí)施例不限于此。這里，盡管圖1中的像素表現(xiàn)單元111可具有與圖6中的像素表現(xiàn)單元310相似 的布置，將參照圖6中示出的像素表現(xiàn)單元310描述一個(gè)或更多的實(shí)施例，同時(shí)也參照圖1 中的背光單元112和控制器113。因此，控制器113可確定一個(gè)或更多的選擇位置，在所述選擇位置從光源單元210 發(fā)射的光將基于輸入圖像的視點(diǎn)數(shù)量被散射。由于一個(gè)或更多的實(shí)施例可假定圖像顯示裝置110表現(xiàn)十二方向的方向圖像信 息，控制器113可控制背光單元112，以使光能夠從諸如前述的PDLC層的前述的可變散射層 230在十二子像素間隔321、322和323處散射。在這個(gè)示例中，當(dāng)像素表現(xiàn)單元310表現(xiàn)RGB圖像時(shí)，十二子像素對(duì)應(yīng)于四色像 素，如圖6所示。在這個(gè)示例中，圖像顯示裝置110還可包括電壓施加單元以在十二子像素間隔 321,322和323處將電壓施加到圖3中的上電極240和下電極250之間。參照圖6，光從可變散射層230在十二子像素間隔321、322和323處選擇性地散射?？蓪目勺兩⑸鋵?30散射的方向光施加到像素表現(xiàn)單元310，從而圖像顯示裝 置110可顯示十二方向的方向圖像信息。在這個(gè)示例中，屏幕的分辨率可直接依賴于可變散射層230的光散射點(diǎn)的數(shù)量，
9因此，與像素表現(xiàn)單元310的表現(xiàn)分辨率相比，像素的分辨率會(huì)較低。然而，根據(jù)其它的一個(gè)或更多的實(shí)施例，圖像顯示裝置110改變來自光源單元210 的光以例如預(yù)定時(shí)間間隔散射的位置，從而防止分辨率下降。關(guān)于上述描述，控制器113可控制背光單元112以改變關(guān)于從光源210發(fā)射的光 以預(yù)定的時(shí)間間隔(例如通過時(shí)間劃分)的散射形式。這里，在一個(gè)或更多實(shí)施例中，控制器113可以以與預(yù)定時(shí)間間隔同步的時(shí)間間 隔來將與發(fā)射的光的散射形式對(duì)應(yīng)的輸入圖像的數(shù)據(jù)施加到像素表現(xiàn)單元310。在這個(gè)實(shí)施例中，像素表現(xiàn)單元310可以以與預(yù)定時(shí)間間隔同步的時(shí)間間隔來表 現(xiàn)與施加到控制器113的輸入圖像的數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的至少一個(gè)像素。以下，將參照圖7更詳細(xì)地描述上述的操作。圖7示出了根據(jù)一個(gè)或更多的實(shí)施例的諸如圖1中的圖像顯示裝置110的圖像顯 示裝置的視點(diǎn)劃分(view-division)特性。根據(jù)當(dāng)圖像顯示裝置110表現(xiàn)奇數(shù)幀圖像的情況和當(dāng)圖像顯示裝置110表現(xiàn)偶數(shù) 幀圖像的情況，控制器113可控制背光單元112以使光能夠在不同位置散射。僅作為一個(gè)示例，可假定圖像顯示裝置110順序表現(xiàn)幀1、2、3、4、5和6。控制器113可以控制背光單元112以使光能夠從關(guān)于幀1、3和5的示意圖7A中 示出的位置散射，控制器113可以控制背光單元112以使光能夠從關(guān)于幀2、4和6的示意 圖7B中示出的位置散射。在這個(gè)示例中，在從奇數(shù)幀產(chǎn)生的方向光通過預(yù)定像素期間產(chǎn)生的圖像信息和取 向方向可以與在從偶數(shù)幀產(chǎn)生的方向光通過預(yù)定像素期間產(chǎn)生的圖像信息和取向方向不 同。僅作為示例，可再次假定光散射的位置為光位置1、2、3、4、5和6，在奇數(shù)幀中，散 射的光可以從諸如光散射位置1、3和5的奇數(shù)光散射位置產(chǎn)生，在偶數(shù)幀中，散射的光可以 從諸如光散射位置2、4和6的偶數(shù)光散射位置產(chǎn)生。在這個(gè)示例中，第一光散射位置的散射光穿過第m像素并在奇數(shù)幀中產(chǎn)生方向 光，第二光散射位置的散射光穿過第m像素并在偶數(shù)幀中產(chǎn)生方向光。隨后，對(duì)于相同的像 素，奇數(shù)幀和偶數(shù)幀具有不同的方向光，在不同的光分別穿過第m像素期間產(chǎn)生方向光。在這個(gè)示例中，在奇數(shù)幀中，控制器113在與奇數(shù)幀同步的時(shí)間將對(duì)應(yīng)于奇數(shù)幀 的圖像數(shù)據(jù)施加到圖6中的像素表現(xiàn)單元310，在偶數(shù)幀中，控制器113在與偶數(shù)幀同步的 時(shí)間將對(duì)應(yīng)于偶數(shù)幀的圖像數(shù)據(jù)施加到像素表現(xiàn)單元310。S卩，如上所述，可對(duì)每種情況施加不同的圖像信息，即，當(dāng)?shù)谝还馍⑸湮恢玫纳⑸?光穿過第m像素時(shí)的情況和當(dāng)?shù)诙馍⑸湮恢玫纳⑸涔獯┻^第m像素時(shí)的情況?；谏鲜龅脑恚赏ㄟ^視點(diǎn)劃分方法來產(chǎn)生具有彼此不同的圖像信息的不同的 方向光。S卩，圖像顯示裝置110可降低輸出圖像的幀率(fps)，如用于在傳統(tǒng)圖像顯示裝置 中提高視覺分辨率的交錯(cuò)掃描方法。作為替代，圖像顯示裝置110可表現(xiàn)更多數(shù)量的像素， 從而提高多視點(diǎn)圖像的視覺分辨率。關(guān)于上述描述，參照示意7C，由于觀察者從奇數(shù)幀可看到N個(gè)像素，從偶數(shù)幀 可看到N個(gè)像素，因此觀察者會(huì)感覺到如同看到2N個(gè)像素。
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S卩，觀察者只能從傳統(tǒng)圖像顯示裝置看到N個(gè)3D效果的顯示像素，而觀察者從根 據(jù)一個(gè)或更多的實(shí)施例的圖像顯示裝置110看到2N個(gè)3D效果的顯示像素，因此，與傳統(tǒng)圖 像顯示裝置的分辨率相比，觀察者體驗(yàn)到的視覺分辨率會(huì)翻倍。在這個(gè)示例中，為通過圖像顯示裝置110來表現(xiàn)60 fps的多視點(diǎn)圖像，可期望圖 像顯示裝置Iio的畫面重放頻率大于或等于120Hz，注意可選實(shí)施例等同存在。這里，當(dāng)圖像顯示裝置110的畫面重放頻率大于或等于例如120Hz時(shí)，控制器113 可控制背光單元112從而以1/60秒的時(shí)間間隔改變光的散射形式，并可將與光的散射形式 對(duì)應(yīng)的圖像數(shù)據(jù)以與1/60秒的時(shí)間間隔同步的時(shí)間間隔施加到像素表現(xiàn)單元310，從而將 多視點(diǎn)圖像的分辨率增大到原來的兩倍。這表示光散射的時(shí)間劃分控制的示例。參照圖7描述了示出圖像顯示裝置110根據(jù)二視點(diǎn)劃分圖像表現(xiàn)方法顯示多視點(diǎn) 圖像的一個(gè)或更多的實(shí)施例。然而，根據(jù)其它一個(gè)或更多的實(shí)施例的圖像顯示裝置110可使用N視點(diǎn)劃分并可 表現(xiàn)多視點(diǎn)圖像，從而提高多視點(diǎn)圖像的分辨率。作為示例，當(dāng)圖像顯示裝置110的畫面重放頻率大于或等于240Hz時(shí)，圖像顯示裝 置可以4幀間隔改變光的散射形式，從而表現(xiàn)60Hz的多視點(diǎn)圖像。在這個(gè)示例中，由圖像顯示裝置110顯示的多視點(diǎn)圖像的分辨率可增大到原來的 四倍。圖8示出了根據(jù)一個(gè)或更多的實(shí)施例的諸如圖1中的圖像顯示裝置110的圖像顯 示裝置的示例，圖像顯示裝置通過利用視點(diǎn)劃分特性增加代表視點(diǎn)的數(shù)量。根據(jù)一個(gè)或更多實(shí)施例的圖像顯示裝置110可通過N視點(diǎn)劃分表現(xiàn)方法顯示圖 像，從而增加表現(xiàn)視點(diǎn)的數(shù)量。僅作為示例，圖8示出了圖像顯示裝置110通過四視點(diǎn)劃分表現(xiàn)方法表現(xiàn)圖像并 提高多視點(diǎn)圖像的分辨率，同時(shí)增加表現(xiàn)視點(diǎn)的數(shù)量的示例。S卩，圖像顯示裝置110改變光的散射形式，以使不同的視點(diǎn)形成在四個(gè)幀的間隔 處，從而可將表現(xiàn)視點(diǎn)的數(shù)量增大到原來的四倍。換句話說，盡管圖像顯示裝置110基本上具有例如能夠產(chǎn)生十二方向的方向光的 構(gòu)造，但圖像顯示裝置110可通過利用四視點(diǎn)劃分表現(xiàn)方法的布置，產(chǎn)生四十八方向的方 向光，如圖8所示。圖9進(jìn)一步示出了根據(jù)一個(gè)或更多的實(shí)施例的諸如圖1中的圖像顯示裝置110的 圖像顯示裝置顯示2D圖像的操作。這里，根據(jù)一個(gè)或更多的實(shí)施例，除了多視點(diǎn)圖像之外，圖像顯示裝置110可表現(xiàn) 2D圖像。除了多視點(diǎn)圖像之外，為表現(xiàn)2D圖像，控制器113可確定輸入到圖像顯示裝置110 的輸入圖像的類型。當(dāng)輸入圖像為2D圖像時(shí)，控制器113可控制背光單元112，以使從光源單元210發(fā) 射的光從可變散射層230的每個(gè)區(qū)域散射，如圖9所示。在這個(gè)示例中，可均勻地將從可變散射層230的每個(gè)區(qū)域散射的光施加到例如圖 6中的像素表現(xiàn)單元310，因此，圖像顯示裝置110可具有與傳統(tǒng)的2D圖像顯示裝置相似的 光特性。
由于從2D圖像表現(xiàn)到多視點(diǎn)圖像表現(xiàn)的轉(zhuǎn)換及相反的轉(zhuǎn)換消耗的時(shí)間僅為幾ms 至幾十ms，因此，根據(jù)一個(gè)或更多的實(shí)施例的圖像顯示裝置110可在短時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)換顯示模 式。此外，圖像顯示裝置110可通過視點(diǎn)劃分表現(xiàn)方法來將2D圖像的一部分表現(xiàn)為3D圖像。圖10示出了根據(jù)一個(gè)或更多的實(shí)施例的2D圖像的3D顯示的示例。一般來說， 在2D顯示的情況下，圖像形成在顯示面(display face)上，更精確地，濾色器面。這里，用 這樣的2D顯示操作，圖像的形成可表示基于濾色器面，圖像信息將散射光傳播到所有的方 向。然而，當(dāng)在真實(shí)世界中看物體時(shí)，使用者會(huì)通過兩眼的視覺機(jī)制感覺到從物體表面全部 散射的光信息。即，在傳統(tǒng)的2D顯示中，從散射面板隨意散射的光可穿過顯示面板的每個(gè) 縫隙，因此，可僅顯示在濾色器處表示的光信息。因此，在這種2D環(huán)境中，圖像總是顯示在 顯示表面上，在任意方向上看圖像都相同。然而，在3D圖像顯示中，如圖10所示，通過利用 方向光，圖像信息可表示為如同圖像與顯示器空間分離。在這個(gè)示例中，不同的視點(diǎn)圖像分 別通過例如左視點(diǎn)和右視點(diǎn)顯示，因此，圖像呈現(xiàn)為存在與3D空間，如同具有深度。此外， 當(dāng)使用者移動(dòng)時(shí)，使用者可以從不同的視點(diǎn)不同地體驗(yàn)圖像。圖11示出了根據(jù)一個(gè)或更多的實(shí)施例的圖像顯示方法。在操作S710中，基于輸入到圖像顯示裝置的圖像的視點(diǎn)的數(shù)量產(chǎn)生多條方向光。在這個(gè)示例中，輸入圖像可以是3D圖像或2D圖像。根據(jù)一個(gè)或更多的實(shí)施例，操作S710可包括通過導(dǎo)光單元傳播從光源單元發(fā)射 的光。接著，操作S710可包括基于輸入圖像的視點(diǎn)的數(shù)量，通過在例如與導(dǎo)光單元平行 放置的可變散射層的預(yù)定區(qū)域間隔處選擇性地散射發(fā)射的光，來產(chǎn)生多條方向光?？苫?時(shí)間劃分來選擇散射，從而例如在不同時(shí)間將來自不同方向的光提供給相同的像素。在這個(gè)示例中，可變散射層可包括PDLC，注意可選實(shí)施例等同存在。根據(jù)一個(gè)或更多的實(shí)施例，當(dāng)輸入圖像為2D圖像時(shí)，發(fā)射的光可從可變散射層的 每個(gè)區(qū)域散射，因此，在操作S710中產(chǎn)生多條方向光。對(duì)于2D圖像，不要求控制可變散射 層的每個(gè)區(qū)域以提供多方向的光。因此，在操作S720中，使輸入圖像的至少一個(gè)像素形成在像素表現(xiàn)單元上。根據(jù)一個(gè)或更多的實(shí)施例，在操作S710中，以預(yù)定的時(shí)間間隔改變關(guān)于發(fā)射的光 的散射形式。在這個(gè)示例中，操作S720可包括以與預(yù)定時(shí)間間隔同步的時(shí)間間隔將與發(fā)射的 光的散射形式對(duì)應(yīng)的輸入圖像的數(shù)據(jù)施加到像素表現(xiàn)單元。隨后，操作S720可包括在像素表現(xiàn)單元上以與預(yù)定時(shí)間間隔同步的時(shí)間間隔形 成與輸入圖像的應(yīng)用的數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的至少一個(gè)像素。圖12示出了根據(jù)一個(gè)或更多的實(shí)施例的選擇性地顯示2D圖像和3D圖像的圖像 顯示方法。當(dāng)輸入圖像內(nèi)容時(shí)，在操作S800中確定圖像內(nèi)容是2D圖像還是3D圖像。當(dāng)圖 像是2D圖像時(shí)，在操作S802中可控制背光模塊的所有部分執(zhí)行散射操作，在操作S804中， 圖像數(shù)據(jù)可以以與2D顯示類似的方式顯示在屏幕上。當(dāng)圖像內(nèi)容為3D圖像時(shí)，在操作S810 中，可基于3D圖像角(3D視場)來計(jì)算期望的時(shí)間劃分的數(shù)量，并可確定表現(xiàn)視點(diǎn)的數(shù)量和3D分辨率。然后可基于算出的時(shí)間劃分的數(shù)量或?qū)?yīng)的預(yù)定的時(shí)間劃分的數(shù)量來顯示 圖像。例如，在操作S812中，可使第一背光元件組發(fā)光，在操作S814中，可顯示第一組3D圖 像/視頻，在操作S816中，可使第二背光元件組發(fā)光，在操作S818中，可顯示第二組3D圖 像/視頻，至在操作S820中，使第η背光元件組發(fā)光，在操作S822中，顯示第η組3D圖像 /視頻。這里，在實(shí)施例中，視頻控制器可基于確定的時(shí)間劃分而相應(yīng)地確定背光的產(chǎn)生形 式和表現(xiàn)時(shí)間，可控制背光，且還可控制與在面板中的背光的形式對(duì)應(yīng)的3D圖像數(shù)據(jù)。此 外，所述操作可以以與例如確定的時(shí)間劃分的數(shù)量相同的次數(shù)而重復(fù)。已經(jīng)參照圖11和圖12描述了根據(jù)一個(gè)或更多實(shí)施例的圖像顯示方法。這里，圖 像顯示方法可與參照圖1至圖10描述的圖像顯示裝置對(duì)應(yīng)，因此，將省略對(duì)圖像顯示方法 的進(jìn)一步詳細(xì)描述。除了上述的實(shí)施例，實(shí)施例也可通過在非暫時(shí)(non-transitory)介質(zhì)(如計(jì)算機(jī) 可讀介質(zhì))中/上的計(jì)算機(jī)可讀代碼/指令來實(shí)現(xiàn)，以控制至少一個(gè)處理裝置，例如處理器 或計(jì)算機(jī)，從而實(shí)現(xiàn)上述任意的實(shí)施例。所述介質(zhì)可對(duì)應(yīng)于允許計(jì)算機(jī)可讀代碼的存儲(chǔ)和 /或傳播的任意限定的、可測量并有形的結(jié)構(gòu)。所述介質(zhì)還可包括，例如，與計(jì)算機(jī)可讀代碼結(jié)合的數(shù)據(jù)文件和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等。計(jì)算 機(jī)可讀介質(zhì)的示例包括諸如硬盤、軟驅(qū)和磁帶的磁介質(zhì)；諸如CD ROM盤和DVD的光學(xué)介 質(zhì)；諸如光學(xué)盤的磁光介質(zhì)；硬件裝置，專門構(gòu)造為存儲(chǔ)和執(zhí)行程序指令，例如只讀存儲(chǔ)器 (ROM)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)和閃存等。計(jì)算機(jī)可讀代碼包括諸如由編譯器產(chǎn)生的機(jī)器代 碼和例如含有可由計(jì)算機(jī)利用翻譯器執(zhí)行的更高級(jí)的代碼的文件。所述介質(zhì)還可以是分布 的網(wǎng)絡(luò)，從而計(jì)算機(jī)可讀代碼以分布的形式存儲(chǔ)和執(zhí)行。此外，僅作為一個(gè)示例，處理元件 可包括處理器或計(jì)算機(jī)處理器，處理器可分布和/或包括在單個(gè)的裝置中。根據(jù)一個(gè)或更多實(shí)施例的圖像顯示裝置和方法可從背光單元產(chǎn)生方向光，并將方 向光直接施加到像素表現(xiàn)單元，從而防止在傳統(tǒng)多視點(diǎn)圖像顯示裝置中會(huì)出現(xiàn)的可能的亮 度降低，并可通過利用時(shí)間劃分方法改變方向光從背光單元出來的位置，從而提高輸出圖 像的分辨率。此外，一個(gè)或更多的實(shí)施例可涉及選擇性地顯示例如在普通的顯示應(yīng)用領(lǐng)域 中使用的2D圖像或3D圖像的顯示器和顯示方法。僅作為一個(gè)示例，所述應(yīng)用領(lǐng)域包括電 視機(jī)、顯示器、便攜裝置的顯示、廣告應(yīng)用的顯示和教育應(yīng)用的顯示，注意可選的實(shí)施例等 同存在。盡管已經(jīng)參照本發(fā)明的不同的實(shí)施例具體示出并描述了本發(fā)明的各方面，但應(yīng)該 理解的是，這些實(shí)施例僅應(yīng)理解為描述性的，而不是限制的目的。通常，對(duì)在每個(gè)實(shí)施例中 的特征和方面的描述應(yīng)理解為對(duì)在其余實(shí)施例中的其它相似的特征和方面也是存在的。因此，盡管示出并描述了一些實(shí)施例，還有等同存在的額外的實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù) 人員應(yīng)該理解的是，在不脫離由權(quán)利要求及其等同物限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況 下，可以在這些實(shí)施例中作出改變。
1權(quán)利要求
一種圖像顯示裝置，包括像素表現(xiàn)單元，控制輸入圖像的至少一個(gè)像素單元的相應(yīng)的表現(xiàn)；背光單元，基于輸入圖像的視點(diǎn)的數(shù)量選擇性地產(chǎn)生多條方向光，并將產(chǎn)生的多條方向光施加到像素表現(xiàn)單元。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中，輸入圖像為三維圖像和二維圖像中的一種。
3.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中，背光單元包括 光源單元，發(fā)射光；導(dǎo)光單元，傳播從光源單元發(fā)射的光； 可變散射層，其中，可變散射層基于輸入圖像的視點(diǎn)的數(shù)量，通過在預(yù)定的分開的區(qū)域間隔處散射 發(fā)射的光來產(chǎn)生多條方向光。
4.如權(quán)利要求3所述的裝置，其中，可變散射層與導(dǎo)光單元平行。
5.如權(quán)利要求3所述的裝置，其中，背光單元還包括 上電極，在可變散射層上；下電極，在可變散射層下面，其中，可變散射層基于施加到可變散射層的相應(yīng)的選擇部分的上電極和下電極之間的 電壓的變化來散射發(fā)射的光。
6.如權(quán)利要求5所述的裝置，其中，所述裝置還包括控制器，基于輸入圖像的視點(diǎn)的數(shù)量將電壓施加到上電極和下電極之間。
7.如權(quán)利要求3所述的裝置，其中，所述裝置還包括控制器，基于輸入圖像的視點(diǎn)的數(shù)量來控制背光單元在可變散射層的預(yù)定區(qū)域間隔來 散射發(fā)射的光。
8.如權(quán)利要求7所述的裝置，其中，控制器控制背光單元以預(yù)定的時(shí)間間隔改變關(guān)于發(fā)射的光的散射形式，并以與預(yù)定的 時(shí)間間隔同步的時(shí)間間隔將與發(fā)射的光的散射形式對(duì)應(yīng)的輸入圖像的數(shù)據(jù)施加到像素表 現(xiàn)單元；像素表現(xiàn)單元表現(xiàn)至少一個(gè)像素單元，所述至少一個(gè)像素單元與以與預(yù)定的時(shí)間間隔 同步的時(shí)間間隔從控制器施加的輸入圖像的數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)。
9.如權(quán)利要求7所述的裝置，其中，控制器確定輸入圖像是二維圖像還是三維圖像， 并在輸入圖像被確定為二維圖像時(shí)，控制背光單元以散射從可變散射層的每個(gè)區(qū)域發(fā)射的光。
10.如權(quán)利要求3所述的裝置，其中，可變散射層包括聚合物分散液晶。
11.一種圖像顯示方法，包括如下步驟基于輸入圖像的視點(diǎn)的數(shù)量，選擇性地產(chǎn)生多條方向光；通過像素表現(xiàn)單元，從產(chǎn)生的多條方向光的入射分別形成輸入圖像的至少一個(gè)像素單兀。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其中，輸入圖像為三維圖像和二維圖像中的一種。
13.如權(quán)利要求11所述的方法，其中，產(chǎn)生多條方向光的步驟包括 通過導(dǎo)光單元傳播從光源單元發(fā)射的光；基于輸入圖像的視點(diǎn)的數(shù)量，通過在可變散射層的預(yù)定的分開的區(qū)域間隔處散射發(fā)射 的光來產(chǎn)生多條方向光。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其中，可變散射層與導(dǎo)光單元平行。
15.如權(quán)利要求13所述的方法，其中，產(chǎn)生多條方向光的步驟以預(yù)定的時(shí)間間隔改變 關(guān)于產(chǎn)生多條方向光的發(fā)射中的光的散射形式。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其中，相應(yīng)的形成至少一個(gè)像素單元的步驟包括 以與預(yù)定的時(shí)間間隔同步的時(shí)間間隔將與發(fā)射的光的散射形式對(duì)應(yīng)的輸入圖像的數(shù)據(jù)施加到像素表現(xiàn)單元；通過像素表現(xiàn)單元，分別形成與以與預(yù)定的時(shí)間間隔同步的時(shí)間間隔施加的輸入圖像 的數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的至少一個(gè)像素單元。
17.如權(quán)利要求13所述的方法，其中，當(dāng)輸入圖像確定為二維圖像時(shí)，產(chǎn)生多條方向光 的步驟通過散射從可變散射層的每個(gè)區(qū)域發(fā)射的光來產(chǎn)生多條方向光。
18.如權(quán)利要求13所述的方法，其中，可變散射層包括聚合物分散液晶。
19.一種圖像顯示裝置，包括像素表現(xiàn)單元，通過單個(gè)像素單元控制像素表現(xiàn)單元的像素單元來表現(xiàn)輸入圖像的至 少一個(gè)像素單元；背光單元，基于輸入圖像的視點(diǎn)的數(shù)量，選擇性地產(chǎn)生方向光，并通過像素表現(xiàn)單元， 在不同的時(shí)間在輸入圖像的輸出中控制多條方向光中的不同的相應(yīng)方向光發(fā)射至像素表 現(xiàn)單元的像素單元。
20.一種圖像顯示方法，包括如下步驟基于輸入圖像的視點(diǎn)的數(shù)量選擇性地產(chǎn)生方向光，并在不同時(shí)間控制多條方向光中的 不同的相應(yīng)方向光發(fā)射至像素表現(xiàn)單元的像素單元；基于不同方向光的入射，控制像素表現(xiàn)單元以輸出輸入圖像，控制像素表現(xiàn)單元的步 驟不同地控制像素表現(xiàn)單元的單個(gè)像素單元。
21.如權(quán)利要求20所述的方法，還包括通過不同的方向光的應(yīng)用來控制選擇性地產(chǎn)生 方向光以發(fā)射具有深度的二維圖像。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種圖像顯示裝置和圖像顯示方法，所述圖像顯示裝置和圖像顯示方法可以通過利用包括在背光單元中的可變散射層的可變散射特性，基于輸入圖像的視點(diǎn)的數(shù)量來產(chǎn)生多條方向光，并可通過利用產(chǎn)生的多條方向光輸出多視點(diǎn)圖像。
文檔編號(hào)G02B27/22GK101923249SQ201010205249
公開日2010年12月22日 申請日期2010年6月13日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月16日
發(fā)明者南東暻, 成基榮, 樸柱容, 金允泰 申請人:三星電子株式會(huì)社