Автостереоскопическое устройство отображения
Изобретение относится к автостереоскопическому устройству отображения, которое содержит отображающую панель, имеющую решетку пикселей дисплея для создания отображения и компоновку формирования изображений для направления различных ракурсов в разные пространственные положения. Техническим результатом является повышение разрешения отображаемого стереоизображения. Автостереоскопическое устройство отображения содержит отображающую панель (3), имеющую решетку пикселей, скомпонованных в ряды и столбцы, для создания вывода дисплея, компоновку (9) формирования изображения для направления вывода из разных подпикселей в разные пространственные положения для того, чтобы обеспечить возможность автостереоскопического вида вывода дисплея, и контроллер для управления выводом из подпикселей, причем в период кадра, содержащий первый и второй периоды подкадра, контроллер побуждает отображающую панель (3) создавать кадр вывода дисплея. В первый период подкадра предоставляется первый подкадр с более низким разрешением, во второй период подкадра предоставляется второй подкадр отличный от первого с более низким разрешением. Первый и второй подкадры вместе предоставляют целый кадр более высокого разрешения. 3 н. и 11 з.п. ф-лы, 7 ил.
ОБЛАСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Это изобретение относится к типу автостереоскопического устройства отображения, которое содержит отображающую панель, имеющую решетку пикселей дисплея для создания отображения и компоновку формирования изображений для направления различных ракурсов в разные пространственные положения.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Дисплей, согласно преамбуле, который использует линзово-растровую (линзовую) компоновку в качестве компоновки формирования изображения, известен из патента США № 6064424. Раскрытый дисплей имеет решетку вытянутых линзово-растровых элементов, распространяющихся параллельно друг другу и перекрывающих решетку пикселей дисплея, пиксели дисплея являются видимыми наблюдателем через эти линзово-растровые элементы.
Линзово-растровые элементы предоставляют в виде листа элементов, каждый из которых содержит вытянутый полуцилиндрический линзовый элемент. Линзово-растровые элементы располагают в основном в направлении столбцов отображающей панели, причем каждый линзово-растровый элемент перекрывает соответствующую группу из двух или более примыкающих столбцов пикселей дисплея.
В компоновке, в которой, например, каждая цилиндрическая линза связана с двумя столбцами пикселей дисплея, пиксели дисплея в каждом столбце предоставляют вертикальный срез соответствующего двумерного подизображения. Линзово-растровый лист направляет эти два среза и соответствующие срезы из столбцов пикселей дисплея, связанных с другими цилиндрическими линзами, на левый и правый глаза пользователя, расположенного перед листом, так что пользователь видит единое стереоскопическое изображение. Таким образом, лист линзово-растровых элементов предоставляет функцию направления вывода света.
В других компоновках, каждая цилиндрическая линза связана с группой из четырех или более примыкающих пикселей в направлении ряда. Соответствующие столбцы пикселей дисплея в каждой группе скомпонованы надлежащим образом для предоставления вертикального среза из соответствующего двумерного подизображения. По мере того, как голова пользователя перемещается слева направо по всему дисплею, серию последовательных, разных, стереоскопических ракурсов воспринимают создающей, например, впечатление осмотра.
Вышеописанное устройство предоставляет эффективный трехмерный дисплей. Однако, будет понятно, что для того, чтобы предоставить стереоскопические ракурсы, необходимо уменьшать разрешение, так как для создания трехмерного пикселя нужно множество пиксельных элементов. Это уменьшение разрешения является проблемой для определенных применений, таких как отображение небольших символов текста для просмотра с коротких расстояний. По этой причине, было предложено предоставить устройство отображения, которое допускает переключение между двумерным режимом и трехмерным (стереоскопическим) режимом.
Одним путем реализации этого является предоставление электрически переключаемой линзово-растровой решетки, как раскрыто в патенте США № 6069650. В двумерном режиме, линзово-растровые элементы переключаемого устройства работают в режиме "пропускания", т.е. они действуют таким же образом, как бы действовал плоский лист из оптически прозрачного материала. Итоговый дисплей имеет разрешение, равное нативному разрешению отображающей панели, которое подходит для отображения небольших символов текста с короткого расстояния просмотра. Двумерный режим отображения не может предоставить стереоскопическое изображение.
Потеря разрешения также существует для 3D режима. С одной стороны, для хорошего 3D впечатления нужно большое число ракурсов на угол, а с другой стороны, для достаточно высокого разрешения (т.е. числа пикселей) на ракурс нужно небольшое число ракурсов.
В заявке WO 2007/072330 было предложено увеличить разрешение на ракурс посредством предоставления компоновки формирования изображения, которая является электрически переключаемой между по меньшей мере двумя 3D режимами, в котором эффективное положение компоновки формирования изображения сдвигают в сторону, между режимами, относительно пиксельных элементов дисплея на величину, которая составляет нецелое кратное шагу между пиксельными элементами.
Эти два режима обеспечивают возможность увеличения разрешения в каждом режиме, посредством добавления ракурсов в межпиксельном расположении, или обеспечивают возможность увеличения числа ракурсов. Это обеспечивает возможность снижения потери производительности, возникающей вследствие генерирования 3D изображений. Величина сдвига может, например, содержать половину шага между пиксельными элементами.
Это предложенное решение приводит к усложненной компоновке формирования изображения, которая требует переключения между двумя 3D режимами.
Европейская патентная заявка № 2085961 раскрывает путь управления дисплеем для уменьшения неосевого искажения гаммы. Подсветку приводят в действие в две фазы, чтобы избежать уровней задней подсветки, соответствующих низким и средним серым тонам.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Цель изобретения состоит в том, чтобы предоставить автостереоскопическое устройство отображения с улучшенным разрешением.
Изобретение задано независимыми пунктами формулы изобретения. Зависимые пункты формулы изобретения задают предпочтительные варианты осуществления.
Согласно изобретению, предоставляют автостереоскопическое устройство отображения и способ управления устройством отображения. В устройстве и способе временное мультиплексирование подкадров с разной выводимой информацией, необходимой для создания стереоскопического ракурса кадра, содержащего подкадры, комбинируют с использованием разных групп подпикселей для создания подкадров. Другими словами, в одном кадре вывода дисплея, который может быть просмотрен стереоскопически, информацию для левого и правого глаза предоставляют в по меньшей мере двух подкадрах, которые выводят последовательно во времени. Временное мультиплексирование также означает, что можно совместно использовать управляющие шины для приведения в действие пикселей. Это обеспечивает возможность более простой реализации схемы соединений дисплея.
Термины "пиксели" и "подпиксели" имеют их обычное значение в данной области техники, где цветной пиксель способен предоставлять все цвета дисплея. Подпиксель может быть любого основного цвета, такого как красный, зеленый или синий. Пиксель может иметь дополнительный подпиксель, который является белым. Пиксели могут быть, например, традиционными триплетами соседних подпикселей, или могут состоять из нескольких основных цветных подпикселей, более чем трех, подпикселей, среди которых один или более того же основного цвета. Все подпиксели предпочтительно имеют одинаковую форму и размер, но это не обязательно должно быть так.
Компоновка формирования изображения может являться решеткой из световых барьеров вывода дисплея в виде массива прозрачных прорезей, расположенных перед отображающей панелью. В качестве альтернативы и предпочтительно, чтобы компоновка формирования изображения являлась решеткой линзовых растров, также известных как линзово-растровые элементы. Прорези и линзовые растры, например, спроектированы для направления света из четных и нечетных столбцов подпикселей к разным пространственным положениям. Например, прорези или линзовые растры могут иметь размер и положение в зависимости от лежащих под ними пикселей дисплея для того, чтобы вывод подпикселей направляли в левый и правый глаз наблюдателя в определенном пространственном положении на стороне просмотра автостереоскопического дисплея.
Компоновка формирования изображения может быть переключаемой между режимом формирования изображения для обеспечения автостереоскопической способности дисплея и режимом неформирования изображения для обеспечения автостереоскопического дисплея режимом, в котором он способен отображать двумерное изображение. Примеры таких переключаемых компоновок формирования изображения существуют в виде переключаемой линзово-растровой решетки, как раскрыто в патентной заявке США № 6069650, переключаемого поляризатора в комбинации с двулучепреломляющим линзовым растром, как раскрыто в международной публикации W003/015424, или переключаемого барьера на основе, например, жидкокристаллического модулятора света, как раскрыто в докладах SPIE, том 7329, страницы 732903-732903-8 (2009).
Кадр предназначен представлять одиночное изображение или одно из многих одиночных изображений в киноизображении. Отдельные кадры собирают из подкадров, отображаемых по меньшей мере частично последовательно. Скорость смены кадров, или частота кадров, является измерением частоты (скорости смены), с которой дисплей выдает кадры. Скорость смены кадров выражают в кадрах в секунду (кадр/сек) и, в случае монитора с прогрессивной разверткой, как герц (Гц). В случае статичного изображения, дисплей может выводить один и тот же кадр, тогда как при выводе видео, разные кадры могут выводить так, чтобы формировать вывод видео.
Предпочтительно, чтобы первый и второй подкадры, каждый, включали в себя одновременно информацию для обоих глаз наблюдателя. В такой компоновке, каждый подкадр предоставляет полную стереопару изображений кадра, так чтобы два стереоскопических ракурса (вида) были видны в одно время. Это может предотвратить артефакты изображения, которые в ином случае могут возникнуть, если ракурс для одного глаза представляют в другое время, чем представляют ракурс для другого глаза, и различие является слишком большим для человеческого глаза и головного мозга, чтобы синтезировать полное стереоскопическое изображение.
Посредством деления кадра на подкадры и соответствующего периода кадра на периоды подкадров, разрешение может быть собрано последовательно. Те же самые шины данных могут быть использованы для адресации подпикселей первого и второго наборов, так чтобы для схемы соединения дисплея не было необходимости становиться более сложной. Например, каждая вертикальная колонна (шина данных) может быть подключена к подпикселям из обоих наборов.
Предпочтительно, чтобы первый подкадр и второй подкадр, вместе, задавали целый кадр для вывода отображения, подлежащего просмотру, в виде одного набора автостереоскопических изображений. Таким образом, кадр разделяют на два подкадра с низким разрешением.
Первый и второй набор подпикселей могут вместе содержать все подпиксели, и ни один подпиксель не находится и в первом, и втором наборах. Это значит, что существуют неперекрывающиеся конфигурации подпикселей, например, противоположные конфигурации в шахматном порядке, задающие два подкадра.
Подпиксели могут быть сгруппированы в цветные подпиксели, причем каждый подпиксель содержит по меньшей мере два красных подпикселя, или по меньшей мере два зеленых подпикселя, или по меньшей мере два синих подпикселя. Таким образом, половину подпикселей цветного пикселя приводят в действие в одном подкадре, а другую половину подпикселей цветного пикселя приводят в действие в другом подкадре.
Подкадры могут быть приведены в действие со скоростью смены в 100 Гц, или более высокой частотой.
Компоновка формирования изображения предпочтительно содержит решетку линзовых растров. Шаг между линзовыми растрами соответствует шагу совокупности из пяти соседних подпикселей, измеренному в направлении ряда.
Линзовые растры предпочтительно имеют полуцилиндрическую форму с вытянутой осью перпендикулярно изгибу линзового растра, где вытянутая ось наклонена в направлении столбца отображающей панели, которое обычно является таким же как и вертикальное направление. Следует отметить, что в дисплеях с портретным или ландшафтным режимом, направление столбца в ландшафтном режиме является горизонтальным в портретном режиме. Например наклон может быть под углом α, где, например, tan α=1/3, или 1/6. Однако могут быть использованы другие углы наклона, как раскрыто в патентной заявке США № 6064424 или Европейской патентной заявке № 1566683. Желаемый угол наклона будет зависеть от шага между линзами.
Отображающая панель может содержать решетку индивидуально адресуемых испускающих, пропускающих, преломляющих и/или дифракционных пикселей дисплея. Например отображающая панель может быть жидкокристаллической отображающей панелью, имеющей пропускающие пиксели в комбинации с задней подсветкой. В качестве альтернативы, отображающей панелью может быть дисплей на основе светодиодов (LED), такой как отображающая панель на органических светодиодах (OLED), или плазменная отображающая панель. LED, OLED или плазменная отображающие панели могут иметь быстрый отклик подпикселей по сравнению с жидкокристаллическими отображающими панелями, обеспечивая возможность более быстрого отображения и/или большего числа подкадров на отображаемый кадр изображения согласно изобретению.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Теперь будут описаны варианты осуществления изобретения, исключительно в качестве примера, со ссылкой на прилагающиеся чертежи, на которых:
на фиг.1 показан схематичный перспективный вид известного автостереоскопического устройства отображения;
на фиг.2 показано как линзово-растровая решетка предоставляет разные ракурсы в разные пространственные расположения;
фиг.3 используют для объяснения преимущества наклонной компоновки фокусировки;
на фиг.4 показана конфигурация подпикселя, пригодная для использования в устройстве изобретения;
на фиг.5 показано как конфигурацию подпикселя с фиг.4 используют для реализации изобретения;
на фиг.6 показана одна возможная компоновка для приведения в действие рядов и столбцов подпикселей; и
на фиг.7 показана альтернативная компоновка наклонной фокусировки.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Изобретение предоставляет автостереоскопический дисплей, в котором вывод дисплея предоставляют внутри по меньшей мере двух подкадров кадра, первый подкадр кадра отображают с помощью набора пикселей, который отличается от набора, с помощью которого отображают второй подкадр. Таким образом, пары изображений, содержащие изображения для левого и правого глаз наблюдателя, которые вместе формируют стереоскопическое изображение, предоставляют внутри одного кадра вывода дисплея, тогда как более высокое разрешение стереоизображения получают посредством последовательной сборки во времени кадра при посредстве по меньшей мере двух кадров, которые выводят последовательно во времени.
на фиг.1 показан схематичный перспективный вид известного автостереоскопического устройства 1 отображения. Известное устройство 1 содержит жидкокристаллическую отображающую панель 3 с матрицей активного типа, которая действует как пространственный модулятор света для создания отображения.
Отображающая панель 3 имеет ортогональную решетку пикселей дисплея, скомпонованных в ряды и столбцы. Каждый пиксель дисплея составлен из трех основных цветных подпикселей 5; одного красного, другого зеленого и еще одного синего. Для ясности, показано только небольшое число пикселей дисплея. На практике, отображающая панель 3 может содержать около одной тысячи рядов и нескольких тысяч столбцов пикселей изображения. В этом конкретном случае пиксель изображения является, таким образом, цветным пикселем, состоящим из триплетов соседних пикселей 5, и каждый цветной пиксель имеет красный, зеленый и синий прямоугольный подпиксель. В связи с этим, подпиксели также скомпонованы в ряды и столбцы.
Структура жидкокристаллической отображающей панели 3 является полностью традиционной. В частности, панель 3 содержит пару разнесенных прозрачных стеклянных подложек, между которыми предоставляют выровненный скрученный нематический или другой жидкокристаллический материал. Подложки несут на себе конфигурации прозрачных электродов на основе оксид индия и олова (ITO) на их лицевой стороне. Поляризационные слои также предоставлены на наружных поверхностях подложек.
Каждый пиксель 5 изображения содержит электроды на подложках, с промежуточным жидкокристаллическим материалом между ними. Форму и раскладку пикселей 5 изображения определяют посредством формы и раскладки электродов. Пиксели 5 изображения разнесены равномерно друг от друга посредством зазоров, зазоры дают черную маску отображающей панели.
Каждый подпиксель 5 изображения связан с переключающим элементом, таким как тонкопленочный транзистор (TFT) или тонкопленочный диод (TFD). Пиксели изображения эксплуатируют для создания отображения посредством предоставления сигналов адресации переключающим элементам, и подходящие схемы адресации будут известны специалистам в данной области техники.
Отображающую панель 3 освещают источником 7 света, содержащим, в этом случае, плоскую заднюю подсветку, распространяющуюся по области решетки пикселей изображения. Свет от источника 7 света направляют через отображающую панель 3, с индивидуальными подпикселями 5 изображения, приводящимися в действие для модуляции света и создания отображения.
Устройство 1 отображения также содержит линзово-растровый лист 9, скомпонованный поверх отображающей стороны отображающей панели 3, которая выполняет формирующую ракурс функцию. Линзово-растровый лист 9 содержит ряд линзово-растровых элементов 11, распространяющихся параллельно друг другу, из которых только один показан с преувеличенными размерами для ясности.
Линзово-растровые элементы 11 имеют форму выпуклых полуцилиндрических линз, и они действуют как средство направления вывода света для предоставления разных изображений, или ракурсов, из отображающей панели 3 в глаза пользователя, расположенного перед устройством 1 отображения.
На фиг.1 схематично показан контроллер 13 для приведения в действие устройства отображения.
Автостереоскопическое устройство 1 отображения, показанное на фиг.1, способно предоставлять несколько разных перспективных ракурсов в разных направлениях. В частности, каждый линзово-растровый элемент 11 перекрывает небольшую группу пикселей 5 изображения в каждом ряду. Линзово-растровый элемент 11 проецирует каждый подпиксель 5 изображения группы в другом направлении, для того, чтобы сформировать несколько разных ракурсов (видов). По мере того, как голова пользователя в свою очередь перемещается слева направо, его/ее глаза будут принимать разные из нескольких ракурсов. Операция назначения ракурсов более подробно предоставлена в патентной заявке США № 6064424.
На фиг.2 показан принцип работы конструкции формирования изображения линзово-растрового типа, как описано выше, и показаны задняя подсветка 20, устройство 24 отображения, такое как LCD, и линзово-растровая решетка 28. На фиг.2 показано как линзово-растровая конструкция 58 направляет выводы разных пикселей, внутри подгруппы подпикселей, в разные пространственные расположения.
Настоящее изобретение предоставляет механизмы для увеличения разрешения на ракурс или увеличения числа ракурсов при данном разрешении.
В качестве примера, на фиг.3 показана схема подпикселей 9-ракусного дисплея 30, и которая использует решетку наклонных линзовых растров 32. Показаны столбцы, скомпонованные как столбцы красных (34), зеленых (34') и синих (34”) подпикселей последовательно, и три перекрывающих линзовых растра. Номера, показанные относительно номера ракурса, которому содействуют подпиксели, причем ракурсы пронумерованы от -4 до +4, причем ракурс 0 вдоль вытянутой оси линзовых растров. Когда соотношение ширины к высоте (ширина:высота) подпикселей составляет 1:3, как в этом примере, так что каждый пиксель содержит ряд из трех подпикселей с, так называемой, RGB конфигурацией, один возможный и предпочтительный угол наклона длинной оси линзовых растров относительно направления столбца составляет tan(θ)=1/6. Как результат, воспринимаемая потеря разрешения на ракурс (по сравнению с 2D случаем) равна коэффициенту 3 как в горизонтальном, так и вертикальном направлении, вместо коэффициента 9 в горизонтальном направлении, когда угол наклона тета равен 0. Эта конструкция имеет ширину линзового растра 4,5 подпикселя, или шаг линзового растра равен промежутку 4,5 соседних пикселей в направлении ряда.
Изобретение является особо интересным для реализации, использующей панель известного конструктивного исполнения, в которой подпиксели цветного RGB пикселя собирают посредством пространственно разделенной нижней и верхней половины, как представлено на фиг.4.
Каждая половина имеет три подпикселя, красный (R), зеленый (G) и синий (B), как показано на фиг.4. Подпикселями управляют для предоставления четырех разных уровней интенсивности. Для уровней I низкой интенсивности (I=0,25 и I=0,5) используют только один подпиксель каждого цвета. Это значит, что те подпиксели можно эксплуатировать при более высокой яркости, чем, если бы было только три подпикселя.
Для более высоких интенсивностей (I=0,75 и I=1), используют все шесть подпикселей.
Способ, которым комбинируют разные уровни, учитывает рабочие характеристики угла просмотра и стабильность гаммы. В частности, эта конструкция шести подпикселей задумана для улучшения рабочих характеристик угла 2D дисплея. Конструкция не требует приведения в действие пар подпикселей в каждом столбце разными ненулевыми напряжениями; следовательно они совместно используют вертикальную шину данных.
Реализация изобретения, использующая компоновку пикселей с фиг.4, обеспечивает возможность удвоения числа ракурсов при полном разрешении (т.е. тот же шаг пикселей, где каждый пиксель является группой из шести подпикселей, как показано), без увеличения разрешения панели и требуемой электроники панели.
Изобретение предоставляет приведение в действие подпикселей в подкадрах. Например, два триплета подпикселей на пиксель, т.е. половину подпикселей цветного пикселя приводят в действие в одном подкадре, а другую половину подпикселей цветного пикселя приводят в действие в следующем подкадре. Таким образом, высокую скорость смены кадров и высокую интенсивность дисплея используют для обеспечения возможности достижения более высокого (вертикального) разрешения в направлении столбца пикселей.
В линзово-растровых и барьерных системах, количество ракурсов теперь удвоено. Выбор линзы с низкими перекрестными помехами приведет к допустимым перекрестным помехам в новом ракурсе.
Изобретение комбинирует чередование изображений, скомбинированных с помощью автостереоскопической конструкции формирования изображения, такой как решетка линз линзового растра.
на фиг.5 показано как конфигурацию подпикселя с фиг.4 могут использовать для представления двух разных изображений.
Подпиксели приводят в действие как конфигурации в шахматном порядке. Первую группу подпикселей Rl, G1 и B1 приводят в действие во время первого периода подкадра для предоставления первого подкадра, и затем вторую группу подпикселей R1, G1 и B1 приводят в действие во время второго периода кадра для предоставления второго подкадра. Предпочтительно, кадр приводят в действие с частотой в 100 Гц или больше. Таким образом, каждый подкадр или группу подпикселей обновляют (с частотой) 50 кадров в секунду или больше, но сдвигают во времени на 1/100 секунды или меньше для более быстрого отображения, т.е. с частотой обновления большей, чем 100 Гц.
Несмотря на то, что подпиксели могут теперь приводить в действие независимые уровни напряжения, посредством чередования во времени, требуется только три вертикальные шины на цветной пиксель. Таким образом, для обеспечения возможности реализации изобретения не нужно увеличивать сложность схемы соединений отображающей панели. Таким образом, изобретение может быть реализовано с помощью существующей технологии, как например, известной для жидкокристаллических дисплеев.
Путь, которым последовательно обновляют подпиксели, может быть достигнут разным образом.
Первый подход показан посредством пикселей, представленных на фиг.6. Каждый пиксель (с шестью подпикселями) с 60 по 65 адресован посредством двух горизонтальных шин 66 и 67, и трех вертикальных шин 68, 69 и 70. Вертикальные шины не подключают ко всем пикселям в ряду, но взамен подключают к чередующимся подпикселям одного ряда и к чередующимся подпикселям другого ряда. Это показано на фиг.6, и означает, что каждая горизонтальная шина управляет двумя подпикселями одного из двух рядов и одним из другого, т.е. конфигурации, показанные на фиг.5.
Вместо использования перемежающихся конфигураций в шахматном порядке как показано, ряды чередующихся пикселей могут быть адресованы в разные моменты. Снова, те же самые проводники столбцов могут быть использованы для адресации разных подпикселей в разные моменты. Существуют многие другие возможности, даже на пиксельном уровне (т.е. разные пиксели, разделенные на два группы подпикселей по-разному).
Несмотря на то, что обновление подкадров отделено половиной подкадра, время удержания каждого кадра может быть периодом целого кадра для того, чтобы предотвратить мерцание и потерю света.
В вышеуказанных примерах, пиксельная структура позволяет приводить в действие пиксельную область как два пикселя, т.е. существует шесть подпикселей в каждой пиксельной области, так что две группы из трех пикселей могут быть приведены в действие в разное время. Альтернативным вариантом является добавление переключаемых блокирующих элементов, которые будут поочередно блокировать половину подпикселей. В этом случае, дисплей может иметь, например, три подпикселя на пиксель, а каждый подпиксель на половину закрыт, когда его приводят в действие.
Используемая линзовая компоновка предпочтительно имеет конфигурацию с низкими перекрестными помехами и лежащий под ней пиксель с формой, благоприятной для образования полосчатой структуры. Образование полосчатой структуры является явлением, где линза создает изображения черной матрицы отображающей панели. Линзами с низкими перекрестными помехами обычно являются те, что с наклоном tan (угол)=1/3 или 0 и имеющиеся целочисленную горизонтальную ширину. Когда подпиксели пространственно чередуют в шахматном порядке (как показано), ширина/шаг линзы должен быть нечетным целым числом подпикселей.
Примером предпочтительной конфигурации является 5-ракурсная система, с наклоном tan (угол наклона)=1/3 и шагом линзы в 5 подпикселей. Это показано на Фиг.7. Конструкция линз и подпикселей дает 10-ракурсную систему, в то же время сохраняя идеально квадратную сетку 3D пикселей. 3D пиксель является элементом изображения стереоскопического изображения, отображаемого в качестве видимого наблюдателем. Он отличается от 2D пикселей и их решетки. Таким образом, пиксельная область (показанная как пунктирный квадрат 30 на Фиг.7) может быть рассмотрена для содержания 6 подпикселей (каждая прямоугольная пиксельная область 32 имеет верхний подпиксель и нижний подпиксель, как показано только для верхнего подпикселя 32a и нижнего подпикселя 32b). Существуют 10 разных относительных положений подпикселей по отношению к линзе, приводящих к 10 ракурсам, и каждый пиксель имеет 6 подпикселей в шести разных относительных положениях. Таким образом, каждая пиксельная область 30 может быть адресована два раза подряд. Таким же образом как описано выше, это предоставляет две операции отображения при полном разрешении (т.е. целый цветной пиксель задают внутри каждой области 30).
Разъясненная выше система использует два периода подкадра. Так же возможно иметь разное число (n) периодов подкадра, имея 3n подпикселей на пиксель.
Некоторые конструктивные исполнения LCD, использующие плоскостное переключение LC материала, делает возможной скорость смены кадров в 100 Гц. Существует тенденция к использованию LC эффектов, которые обеспечивают возможность даже более быстрого LC отклика (например, так называемый эффект оптической компенсации двулучепреломления (OCB)), обеспечивая возможность скорости смены кадров, например, в 180 Гц.
Описанные выше примеры используют жидкокристаллическую отображающую панель, имеющую, например, шаг подпикселя дисплея в диапазоне от 50 мкм до 1000 мкм. Однако, для специалистов в данной области техники будет очевидно, что могут быть использованы альтернативные типы отображающих панелей, такие как устройства отображения на органический светодиодах (OLED) или электронно-лучевой трубки (CRT).
Приводящий в действе способ изобретения может быть реализован в контроллере дисплея, например, в контроллере 13, как показано на фиг.1.
Процесс изготовления и материалы, используемые для изготовления устройства отображения, не были описаны подробно, так как они являются традиционными и хорошо известными специалистам в данной области техники.
Предпочтительный пример управляемой линзовой решетки имеет секционированные электроды рядов и столбцов, но только секционированные электроды столбцов требуются для обеспечения возможности совместимости с множеством разных ракурсов.
Вышеуказанное описание относится к цветным дисплеям, в которых каждый пиксель содержит три подпикселя. Однако, пиксель может содержать одиночный пиксельный элемент для монохромного дисплея. В этом случае, пиксель с двумя подпикселями могут приводить в действие согласно изобретению.
Существует много различных возможных комбинаций угла наклона и шага линзы для создания разного числа ракурсов.
В первом примере компоновки формирования изображения для использования в этом типе дисплея является барьером, например с прорезями, которые имеют размер и положение в зависимости от лежащих под ними пикселей дисплея. Наблюдатель способен воспринимать 3D изображение, если его/ее голова находится в фиксированном положении. Барьер располагают перед отображающей панелью, и он сконструирован так, чтобы свет из четных и нечетных столбцов направляли к левому и правому глазу наблюдателя.
Недостаток этого типа конструктивного исполнения двуракурсного дисплея состоит в том, что наблюдатель должен находиться в фиксированном положении и может только двигаться приблизительно на 3 см влево и вправо. В наиболее предпочтительном варианте осуществления существуют не два столбца подпикселей под каждой прорезью, а несколько. Таким образом, наблюдателю дают возможность двигаться влево и вправо и воспринимать стереоизображение в его глазах все время.
Конструкция барьера проста в производстве, но не светоэффективна.
Другие изменения в раскрытых вариантах осуществления изобретения могут быть поняты и осуществлены профессионалами в данной области техники при применении заявленного изобретения, от эскизов чертежей, разглашения и прилагаемой формулы изобретения. В формуле изобретения, слово "содержащий" не исключает других элементов или этапов, и указание единственного числа не исключает их множественности. Одиночный процессор или другой блок может выполнять функции нескольких элементов перечисленных в формуле изобретения. Сам факт, что определенные меры перечислены в обоюдно разных зависимых пунктах формулы изобретения, не указывает на то, что сочетания этих мер нельзя использовать с пользой. Компьютерную программу могут хранить/распространять на подходящем носителе, таком как оптический носитель информации или твердотельный носитель, поставляемом вместе или как часть другого аппаратного обеспечения, но также могут распространять в других формах, таких как посредством Интернета или другой проводной или беспроводной телекоммуникационной системы. Любые ссылки в формуле изобретения не следует толковать в качестве ограничения объема.
Большое число ракурсов означает, что разрешение изображения на ракурс уменьшено, так как общее число доступных пикселей должно быть распределено среди ракурсов. В случае n-ракусного 3D дисплея с вертикальными линзами линзового растра, воспринимаемое разрешение каждого ракурса в горизонтальном направлении будет уменьшено на коэффициент n относительно 2D случая. В вертикальном направлении разрешение останется тем же самым. Использование барьера или линзового растра, который наклонен, может уменьшить это расхождение между разрешением в горизонтальном и вертикальном направлении. В этом случае, потеря разрешения может быть распределена равномерно между горизонтальным и вертикальным направлениями.
1. Автостереоскопическое устройство отображения, содержащее:
отображающую панель (3), имеющую решетку пикселей, скомпонованных в ряды и столбцы, для создания вывода дисплея, причем каждый из пикселей содержит, по меньшей мере, два подпикселя,
компоновку (9) формирования изображения для направления вывода из разных подпикселей в разные пространственные положения для того, чтобы обеспечить возможность автостереоскопического вида вывода дисплея; и
контроллер для управления выводом из подпикселей, выполненный с возможностью побуждать отображающую панель (3) создавать кадр вывода дисплея в период кадра, содержащий первый и второй периоды подкадра,
в котором, в первый период подкадра, первый набор подпикселей предоставляет первый подкадр с более низким разрешением, и
во второй период подкадра, второй набор подпикселей, отличный от первого набора подпикселей, предоставляет второй подкадр с более низким разрешением,
в котором первый и второй подкадры, вместе, предоставляют целый кадр более высокого разрешения с информацией для обеспечения возможности ее автостереоскопического вида, так что разрешение целого кадра собирают последовательно.
2. Автостереоскопическое устройство отображения по п. 1, в котором первый и второй подкадры, каждый, включают в себя информацию для левого и правого глаз наблюдателя.
3. Автостереоскопическое устройство отображения по любому из предыдущих пунктов, в котором первый и второй наборы подпикселей, вместе, содержат все подпиксели (5), и ни один подпиксель не находится и в первом, и во втором наборах подпикселей.
4. Автостереоскопическое устройство отображения по п. 1, в котором подпиксели сгруппированы в цветные подпиксели, причем каждый подпиксель содержит два красных подпикселя, два зеленых подпикселя и два синих подпикселя.
5. Автостереоскопическое устройство отображения по п. 1, в котором кадры предоставляют со скоростью смены кадров в 100 Гц или больше.
6. Автостереоскопическое устройство отображения по п. 1, в котором компоновка формирования изображения содержит решетку линзовых растров для направления вывода из разных подпикселей в разные пространственные положения.
7. Автостереоскопическое устройство отображения по п. 6, в котором шаг между линзовыми растрами соответствует промежутку ряда пяти соседних подпикселей вдоль ряда подпикселей.
8. Автостереоскопическое устройство отображения по п. 6 в котором линзовые растры имеют вытянутою полуцилиндрическую форму и ориентированы так, чтобы их вытянутая ось была наклонена относительно направления столбца пикселей.
9. Автостереоскопическое устройство отображения по п. 1, в котором подпиксели являются индивидуально адресуемыми и испускающими, пропускающими, преломляющими и/или дифракционными подпикселями.
10. Автостереоскопическое устройство отображения по п. 9, в котором отображающая панель является любой из жидкокристаллической отображающей панели, плазменной отображающей панели и светодиодной отображающей панели.
11. Способ для управления автостереоскопическим устройством отображения, содержащим:
отображающую панель (3), имеющую решетку пикселей (5), для создания вывода дисплея, причем пиксели скомпонованы в ряды и столбцы, и каждый из пикселей содержит, по меньшей мере, два подпикселя,
компоновку (9) формирования изображения для направления вывода из разных подпикселей в разные пространственные положения для того, чтобы обеспечить возможность стереоскопического вида вывода дисплея, и
способ, содержащий этапы, на которых:
в период кадра, содержащего первый и второй периоды подкадра, отображают кадр вывода дисплея,
при этом способ дополнительно содержит этапы, на которых:
в первый период подкадра, управляют первым набором подпикселей для предоставления первого подкадра с более низким разрешением,
во второй период подкадра, управляют вторым набором подпикселей, отличным от первого набора подпикселей, для обеспечения второго подкадра с более низким разрешением,
в котором первый и второй подкадры, вместе, предоставляют целый кадр более высокого разрешения с информацией для обеспечения возможности ее стереоскопического ракурса, так что разрешение целого кадра собирают последовательно.
12. Способ по п. 11, в котором каждый из первого и второго подкадров вывода дисплея, включают в себя одновременно информацию для обоих глаз наблюдателя.
13. Способ по п. 11, в котором целый кадр вывода дисплея предоставляет один набор автостереоскопических изображений, и в котором первый и второй наборы подпикселей, вместе, содержат все подпиксели, тогда как ни один подпиксель не находится и в первом, и во втором наборах.
14. Машиночитаемый носитель информации, содержащий сохраненную на нем компьютерную программу с кодом компьютерной программы, которая при считывании с указанного носителя информации и при исполнении компьютером, предписывает компьютеру осуществлять все этапы способа по п. 11.
