可應用于多個觀察者的用于使用動態(tài)視區(qū)擴展來顯示多視點3d圖像的裝置及其方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種可應用于多個觀察者的用于通過使用視區(qū)擴展來顯示多視點3D圖像的裝置和方法，包括：圖像顯示面板，用于顯示3D圖像；控制部，用于控制每條3D像素線的圖像示圖；系統(tǒng)，用于跟蹤觀察者的雙眼瞳孔的位置，其中，3D像素線中的每一個提供至少四個視點的多視點，控制部通過使用由用于跟蹤觀察者的雙眼瞳孔的位置的系統(tǒng)確定的觀察者的雙眼瞳孔的位置的三維坐標值，來針對由3D像素線中的每一條3D像素線形成的每個視區(qū)選擇接近觀察者的雙眼瞳孔中的每一個瞳孔的中心的第一視點和第二視點，并將觀看者的雙眼的一個圖像示圖提供給第一視點。
【專利說明】可應用于多個觀察者的用于使用動態(tài)視區(qū)擴展來顯示多視點3D圖像的裝置及其方法

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及三維(3D)顯示領域，更具體地，涉及一種用于顯示多視點3D圖像的裝置和方法，其中，所述裝置和方法可增加視區(qū)的亮度均勻性、降低串擾、通過調(diào)整每個視區(qū)的尺寸來即使觀看者在三維空間中移動時也動態(tài)地優(yōu)化所有視區(qū)，并應用于多個觀看者。

【背景技術】
[0002]自動立體3D圖像顯示裝置被劃分為用于形成視區(qū)的使用光學板的類型(諸如柱狀透鏡或視差屏障)和使用線光源陣列的類型。使用用于形成視區(qū)的視差屏障、柱狀透鏡和線光源陣列的3D圖像顯示裝置具有串擾現(xiàn)象，其中，在該串擾現(xiàn)象中，即使在同一視區(qū)中，光的分布和鄰近視點的圖像也根據(jù)眼睛的移動而彼此部分重疊。因此，難以在觀看者移動時實現(xiàn)自然的3D圖像，因而對觀看者造成不便。
[0003]圖1示出在最優(yōu)觀看距離處的根據(jù)使用視差屏障的傳統(tǒng)的自動3D圖像顯示裝置的水平位置移動的針對視點的視區(qū)的亮度分布。在圖1中，假設視點之間的距離與觀看者的瞳孔之間的距離相同(大約65mm)，當在最優(yōu)觀看距離的觀看者位于3D圖像顯示裝置前方時，該觀看者的左眼位于第一視區(qū)(位置A)的中心，而該觀看者的右眼位于第二視區(qū)(位置C)的中心，隨著觀看者的雙眼偏離位置A和位置C，每個視點的相應的視區(qū)中的圖像迅速變暗，因而降低圖像質(zhì)量。另外，即使當左眼位于第二視區(qū)的中心時觀看者的左眼也同時觀看到布置在第一視區(qū)中的一部分圖像和布置在第三視區(qū)中的一部分圖像，并且即使當右眼位于第三視區(qū)的中心時觀看者的右眼也同時觀看到布置在第二視區(qū)中的一部分左眼圖像和布置在第四視區(qū)中的一部分圖像。因此，即使在最優(yōu)位置也發(fā)生一定量的串擾，并且串擾量在觀看者離開最優(yōu)位置時增加。具體地講，當觀看者的左眼位于第一視區(qū)與第二視區(qū)之間的中間位置(位置B)，而觀看者的右眼位于第二視區(qū)與第三視區(qū)之間的中間位置時，發(fā)生最大串擾。另外，由于視點之間的距離被設計為適合于觀看者的瞳孔之間的平均距離，因此即使當觀看者停止時，當觀看3D圖像的觀看者的瞳孔之間的距離偏離平均值時，無法以圖1的視區(qū)的亮度分布來觀看左最優(yōu)亮度圖像和右最優(yōu)亮度圖像。
[0004]當觀看者在停止或移動時在最優(yōu)觀看距離附近的位置觀看3D圖像時，上述問題也發(fā)生在傳統(tǒng)的自動3D圖像顯示裝置中。另外，當沿深度方向移動時，觀看者基本上無法良好地觀看到3D圖像。將參照圖2到圖5來描述這點。
[0005]圖2到圖5是用于描述使用四視點視差屏障的傳統(tǒng)的自動立體3D圖像顯示裝置的示例的示圖。如圖1中所示，在最優(yōu)觀看距離處，視區(qū)被良好地分開。然而，例如，如果觀看者沿深度方向離開最優(yōu)觀看距離(OVD)位置并朝Pl位置(位于OVD的0.5倍的距離處)移動，則與OVD不同，左眼視點的視區(qū)和右眼視點的視區(qū)沒有被良好地分開，并且每個視區(qū)與其鄰近視區(qū)重疊，因此觀看者無法良好地觀看到3D圖像(關于在Pl位置處的視區(qū)分布，參見圖4)。這里，由于針對各個狹縫的視區(qū)彼此不準確匹配，因此鄰近視區(qū)呈現(xiàn)為重疊。圖4示出將同一視點的所有圖像模擬在一起的結果。針對各個狹縫的視區(qū)不單獨擴展。由于由每個狹縫形成的視區(qū)的位置根據(jù)3D顯示器的每個狹縫而改變，因此發(fā)生這種現(xiàn)象?？稍谑境龈鱾€狹縫的視區(qū)分布圖的圖7和圖8中看出這種結果。定義視區(qū)分布圖的視差屏障的各個狹縫和提供視點圖像的像素被定義為3D像素線。因此，在3D圖像顯示器中，作為3D視區(qū)的單元配置的3D像素線可由下列元素定義:作為視差分離部件的一個周期的柱狀透鏡，以及提供視點圖像的像素或提供視點圖像的線源和像素。另外，雖然未在圖2中示出，即使當觀看者移動到OVD的1.5倍的距離處時，如在圖5中所示，視區(qū)形狀由于與圖4相似的原因而改變且串擾增加。為了參照圖4更詳細地描述這點，考慮圖2的位置Pl的虛線內(nèi)的視區(qū)之間的邊界的交點，當瞳孔位于位置Pl的深度位置(例如，el位置)處時，可通過中心狹縫在第三視區(qū)的中心附近觀看3D圖像，但是來自左側狹縫的3D圖像位于第一視區(qū)與第二視區(qū)之間的邊界上，使得所述3D圖像導致觀看者體驗到最大串擾。另外，雖然未在附圖中確切地示出來自右側狹縫的3D圖像，但是由于所述3D圖像位于第四視區(qū)與子視區(qū)中的第一視區(qū)之間的邊界，因此3D圖像使觀看者體驗到最大串擾和逆視區(qū)。因此，即使在考慮所有狹縫的情況下有一個瞳孔處于任何一個像素的視區(qū)的中心，也依情況而存在即使當在其它狹縫的視區(qū)當中選擇最接近于瞳孔的中心的視區(qū)時一個瞳孔也處于視區(qū)之間的邊界上的多種情況。在這種情況下，如上所述，針對每個狹縫，串擾完全最大化或者接近最大化。因此，串擾通常增加。即使當所述距離與OVD相比要遠時，也發(fā)生這種情況。因此，如果觀看者距OVD足夠遠，則在所有位置不可避免地發(fā)生大量串擾。
[0006]近期，傳統(tǒng)自動立體3D圖像顯示裝置通常被設計為使得一個觀看者可觀看3D圖像。針對多個觀看者，所述自動3D圖像顯示裝置僅可允許位于受限制的位置(即，最優(yōu)觀看距離內(nèi)的特定位置)的觀看者在他們的位置上觀看3D圖像。
[0007]因此，作為上述四個問題的解決方案，存在對即使當多個觀看者自由移動時也能觀看自然3D圖像的自動立體圖像顯示裝置的需求。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]技術問題
[0009]本發(fā)明的目標在于通過提供使用瞳孔跟蹤的自動立體多視點3D圖像顯示裝置及方法來解決上述問題，其中，所述自動立體多視點3D圖像顯示裝置及方法可在瞳孔被實時跟蹤時增加與雙眼瞳孔的位置相應的視區(qū)的亮度均勻性使得即使當觀看者在三維空間中移動時也動態(tài)地優(yōu)化所有視區(qū)。
[0010]另外，本發(fā)明的另一目標在于實現(xiàn)針對一人或多人的多視點3D圖像顯示裝置和方法。
[0011]技術方案
[0012]本發(fā)明的一方面提供了一種多視點3D圖像顯示裝置，包括:圖像顯示面板，被配置為顯示3D圖像；控制部，被配置為控制3D像素線中的每一條3D像素線的視點圖像；觀看者眼睛瞳孔位置跟蹤系統(tǒng)，其中，3D像素線提供多個(至少四個)視點，控制部通過使用由觀看者眼睛瞳孔位置跟蹤系統(tǒng)確定的觀看者的眼睛瞳孔的位置的三維坐標值，來針對每條3D像素線的視點的視區(qū)選擇接近觀看者的眼睛瞳孔的第一視點和第二視點，將觀看者的一只眼睛的視點圖像提供給第一視點，并將觀看者的另一只眼睛的視點圖像提供給第二視點。
[0013]圖像顯示面板可通過使用線光源或者作為視差分離部件的視差屏障或柱狀透鏡來顯示3D圖像，3D像素線可包括視差屏障的狹縫、柱狀透鏡或線光源以及用于提供視點圖像的圖像顯示面板上的像素。
[0014]控制部可將第一視點的視點圖像提供給與第一視點鄰近的一個或更多個視點以形成第一整合視點，并將第二視點的視點圖像提供給與第二視點鄰近的一個或更多個視點以形成第二整合視點。
[0015]控制部可調(diào)整構成第一整合視點或第二整合視點的視點中的每一個視點的亮度，以使由第一整合視點和第二整合視點形成的整合視區(qū)中的每一個整合視區(qū)的中心部分的亮度平坦化。
[0016]當從3D像素線形成的視點視區(qū)的形狀被整合時，控制部可調(diào)整視差屏障的狹縫寬度、柱狀透鏡的焦距或線光源的線寬，以使整合視區(qū)中的每一個整合視區(qū)的中心部分平坦化。
[0017]當構成第一整合視點或第二整合視點的視點數(shù)是三或更大的奇數(shù)時，控制部可通過減小構成整合視點的視點當中從開始視點起的偶數(shù)視點的視區(qū)亮度，來使整合視點視區(qū)的中心部分平坦化。
[0018]當在第一整合視點和第二整合視點之間存在至少一個中間視點時，控制部可移除所述至少一個中間視點的圖像數(shù)據(jù)，以使串擾最小化。
[0019]控制部可考慮當觀看者沿深度方向移動時與視點中的每一個視點相應的視區(qū)的寬度減小的程度來定義沿深度方向的移動量的限制，并提供與當在深度方向改變時減小的總視區(qū)的寬度相應的另外的視點，因而控制用于整合視點的視點的數(shù)量，并且即使當沿深度方向移動時也使串擾最小化。
[0020]在通過使用由觀看者眼睛瞳孔位置跟蹤系統(tǒng)確定的觀看者眼睛位置信息來設置構成3D像素線的像素，使得觀看者的眼睛包括在主視區(qū)中之后，可形成第一整合視點和第二整合視點。
[0021 ] 第一整合視點和第二整合視點中的每一個整合視點可包括主視區(qū)的視點和與主視區(qū)不重疊的子視區(qū)的視點。
[0022]當觀察者沿深度方向移動時，控制部可考慮由距3D圖像顯示裝置距離最近的一個視點形成的單位視區(qū)的寬度減小的比率或距3D圖像顯示裝置距離最遠的一個視點形成的單位視區(qū)的寬度增加的比率，來改變構成第一整合視點和第二整合視點中的每一個整合視點的視點的數(shù)量，使得第一整合視點和第二整合視點中的每一個整合視點的整合視區(qū)的寬度保持恒定。
[0023]觀看者眼睛瞳孔位置跟蹤系統(tǒng)可跟蹤多個觀看者的位置，并跟蹤每個觀看者的瞳孔的位置，以將關于觀看者的數(shù)量和所述多個觀看者的瞳孔的位置的信息傳送到控制部。
[0024]控制部可通過使用關于由觀看者眼睛瞳孔位置跟蹤系統(tǒng)實時跟蹤的觀看者的眼睛瞳孔的位置的3D信息，為針對每條3D像素線形成的視點的每個視區(qū)選擇最接近于所述多個觀看者的眼睛瞳孔的中心的視點，針對所選擇的視點中的每一個整合一個或更多個鄰近視點，并將由整合視點形成的視區(qū)提供給所述多個觀看者的眼睛中的每一只眼睛。
[0025]當在提供給所述多個觀看者的眼睛的整合視點之間存在至少一個中間視點時，控制部可移除所述至少一個中間視點的圖像數(shù)據(jù)以使串擾最小化。
[0026]3D像素線可具有等于或大于一個像素單位的尺寸并且等于或小于用于顯示視點圖像的像素的尺寸的總和的長度，因而給出3D像素點的效果。
[0027]本發(fā)明的另一方面提供了一種使用多視點3D圖像顯示裝置來顯示多視點3D圖像的方法，其中，多視點3D圖像顯示裝置包括:圖像顯示面板，被配置為顯示3D圖像；控制部，被配置為控制3D像素線中的每一條3D像素線的視點圖像，其中，3D像素線提供至少四個的多個視點；觀看者眼睛瞳孔位置跟蹤系統(tǒng)，所述方法包括:通過觀看者眼睛瞳孔位置跟蹤系統(tǒng)來獲得觀看者的眼睛瞳孔的位置的三維坐標值；通過使用從觀看者眼睛瞳孔位置跟蹤系統(tǒng)獲得的觀看者的眼睛瞳孔的位置的三維坐標值，來通過控制部針對每條3D像素線的視點的視區(qū)選擇接近觀看者的眼睛瞳孔的中心的第一視點和第二視點；將觀看者的眼睛中的一只眼睛的視點圖像提供給第一視點，并將觀看者的眼睛中的另一只眼睛的視點圖像提供給第二視點。
[0028]圖像顯示面板可通過使用線光源或作為視差分離部件的視差屏障或柱狀棱鏡來顯示3D圖像，3D像素線可包括視差屏障的狹縫、柱狀棱鏡或線光源以及用于提供視點圖像的圖像顯示面板上的像素。
[0029]所述方法還可包括:通過控制部將第一視點的視點圖像提供給與第一視點鄰近的一個或更多個視點以形成第一整合視點；通過控制部將第二視點的視點圖像提供給與第二視點鄰近的一個或更多個視點以形成第二整合視點。
[0030]可通過控制部調(diào)整構成第一整合視點或第二整合視點的視點中的每一個視點的亮度，以使由第一整合視點和第二整合視點形成的整合視區(qū)中的每一個整合視區(qū)的中心部分的亮度平坦化。
[0031]有益效果
[0032]依據(jù)根據(jù)本發(fā)明實施例的自動多視點3D圖像顯示裝置和方法，可實現(xiàn)這樣的3D顯示裝置:可通過使雙眼視點之間的串擾最小化以及即使深度方向移動也觀看清晰的3D圖像，來解決傳統(tǒng)的技術問題，并允許觀看者在自由移動的同時舒適地觀看3D圖像而沒有疲勞。
[0033]為了提供更詳細的描述，第一，觀看者的雙眼視點的視區(qū)彼此重疊，因此在現(xiàn)有技術中，即使觀看者在最優(yōu)觀看距離觀看3D圖像時也發(fā)生串擾。然而，根據(jù)本發(fā)明實施例的3D顯示裝置可通過將相同的圖像提供給與觀看者的雙眼瞳孔相應的雙眼視點和一個或更多個鄰近視點，改變整合的雙眼視點當中的所需的一個視點或多個視點的圖像亮度，擴展沒有串擾的視區(qū)并使整合視區(qū)內(nèi)的亮度改變最小化，來即使觀看者的眼鏡不位于相應的視點的視區(qū)的中心或者在三維空間移動時，也允許觀看者觀看在圖像中具有最小的串擾或亮度改變的清晰的3D圖像。
[0034]第二，在現(xiàn)有技術中，當觀看者的眼睛之間的距離大于或小于平均距離(例如，大約65mm)時，在觀看3D圖像方面無論怎么調(diào)整都無法觀看到最優(yōu)3D圖像。然而，根據(jù)本發(fā)明實施例的3D顯示裝置可具有足夠?qū)挼臎]有串擾的最優(yōu)觀看區(qū)，因而允許即使觀看者的眼睛之間的距離與平均距離不同也能觀看到清晰的3D圖像。
[0035]第三，在現(xiàn)有技術中，當觀看者從最優(yōu)觀看距離沿深度方向移動時，無法觀看到清晰的3D圖像。然而，根據(jù)本發(fā)明示例實施例的3D顯示裝置可通過控制每條3D像素線的整合視點，來允許觀看者即使沿深度方向移動時也能觀看清晰的3D圖像。
[0036]第四，自動立體多視點3D圖像顯示裝置和方法可適用于多個觀看者以及僅僅一個觀看者。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0037]圖1是示出根據(jù)現(xiàn)有技術的自動立體3D圖像顯示裝置的在最優(yōu)觀看距離(OVD)處的一般視區(qū)分布的概念圖。
[0038]圖2是示出在根據(jù)現(xiàn)有技術的使用視差屏障的3D圖像顯示裝置中，當觀看者沿深度方向移動時發(fā)生的問題的概念圖。
[0039]圖3是示出根據(jù)現(xiàn)有技術的使用視差屏障的3D圖像顯示裝置中的在最優(yōu)觀看距離處的視區(qū)分布的示圖。
[0040]圖4是示出當觀看者沿深度方向朝Pl位置(0VD深度的1/2的距離)移動時，3D圖像顯示裝置的因在不同位置產(chǎn)生的同一視區(qū)的位置不一致而產(chǎn)生的串擾的增加的示圖。
[0041]圖5是示出在OVD的1.5倍的距離產(chǎn)生的串擾的增加的示圖。
[0042]圖6是示出當針對每條3D像素線考慮視區(qū)時，在每條3D像素線的OVD的視區(qū)分布的示圖。
[0043]圖7是示出當觀看者沿深度方向移動到Pl (0VD的1/2)時，每條3D像素線的視區(qū)分布的示圖。
[0044]圖8是示出當觀看者沿遠離OVD的方向在OVD的1.5倍的距離移動時，每條3D像素線的視區(qū)分布的模擬結果的示圖。
[0045]圖9是示出根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的多視點3D圖像顯示裝置的框圖。
[0046]圖10和圖11是示出當使用視差屏障時的3D像素線的概念圖。
[0047]圖12和圖13是示出根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的亮度分布和視區(qū)布置的概念圖。
[0048]圖14到圖25是示出根據(jù)本發(fā)明實施例的整合視區(qū)的示例性示圖。
[0049]圖26A和圖26B是示出根據(jù)本發(fā)明實施例的情況㈧和情況⑶之間的比較的示圖，其中，在情況(A)中，在擴展視區(qū)中的雙眼整合視點之間存在一個或更多個視點，在情況(B)中，在擴展視區(qū)中的雙眼整合視點之間不存在視點。
[0050]圖27是示出根據(jù)本發(fā)明實施例的擴展視區(qū)中的奇數(shù)個視點的整合的示例的示圖。
[0051]圖28是示出根據(jù)本發(fā)明實施例的擴展視區(qū)中的偶數(shù)個視點的整合的示例的示圖。
[0052]圖29和圖30是示出在根據(jù)本發(fā)明實施例的多視點3D圖像顯示裝置中，一個觀看者沿深度方向移動的情況的示圖。
[0053]圖31是示出在根據(jù)本發(fā)明實施例的多視點3D圖像顯示裝置中平坦化的整合視點被分配給兩個觀看者中的每一個觀看者的情況的示圖。
[0054]圖32是二維地示出圖10的圖像顯示面板和在圖像顯示面板的前面形成的視差屏障的概念圖。
[0055]圖33是示出本發(fā)明的概念可應用于一行的每個像素的不連續(xù)的3D像素線的示例的概念圖。

【具體實施方式】
[0056]在下文中，將參照附圖詳細描述本發(fā)明優(yōu)選實施例。然而，下面的實施例被提供給本領域技術人員用于全面理解本發(fā)明，因此可以以不同形式實施。因此，本發(fā)明不應該被解釋為限于闡述于此的實施例。
[0057]參照圖9來描述根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的自動立體3D圖像顯示裝置。
[0058]圖9是示出根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的3D圖像顯示裝置的框圖。根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的3D圖像顯示裝置100包括:3D圖像顯示面板130，以及被配置為控制每條3D像素線的視點圖像的控制部120。優(yōu)選地，每條3D像素線提供多個視點，例如，四個或更多個視點。
[0059]根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的3D圖像顯示裝置100還包括:瞳孔位置跟蹤系統(tǒng)110，被配置為確定觀看者的瞳孔的位置并將位置信息傳送到控制部120?？刂撇?20使用從瞳孔位置跟蹤系統(tǒng)110傳送的位置信息，根據(jù)觀看者的眼睛的位置來重新布置針對每條3D像素線的左眼視區(qū)和右眼視區(qū)，并控制圖像顯示面板130將特定圖像信息提供給各個視區(qū)?？刂撇?20控制瞳孔位置跟蹤系統(tǒng)110和圖像顯示面板130的整體操作。例如，控制部120通過使用由瞳孔位置跟蹤系統(tǒng)110確定的觀看者的眼睛瞳孔的位置的三維坐標值，針對為每條3D像素線而形成的視點的視區(qū)選擇接近觀看者的眼睛瞳孔中的每一個眼睛瞳孔的中心的視點，并將相應的視點圖像提供給每個視點。
[0060]圖像顯示面板130可使用線光源或用于視差分離的視差屏障或柱狀透鏡來顯示3D圖像。視差屏障或柱狀透鏡是視差分離部件，其中，視差分離部件是這樣的光學板:在該光學板中，左眼圖像和右眼圖像彼此分離并交替形成，使得觀看者可在某個觀看距離處觀看到3D圖像。視差屏障可具有交替形成在其中的屏障和狹縫，而柱狀透鏡可具有例如周期性地形成在其中的柱面(cylindrical)透鏡。然而，視差屏障分離部件不限于此。當然，可使用諸如其中周期性地布置了微棱鏡的光學板的多種部件來實現(xiàn)本發(fā)明的這個目標。線光源可包括各種類型，諸如，包括用于顯示3D圖像的點光源的線光源。
[0061]為了根據(jù)本發(fā)明的實施例來動態(tài)地重新配置視區(qū)，可將3D像素線的概念應用于使用視差屏障或柱狀透鏡光學板的情況和將線光源陣列用作用于形成視區(qū)的線光源的情況。3D像素線包括視差屏障的狹縫、柱狀透鏡或線光源以及提供視點圖像的圖像顯示面板上的像素。圖10是示出當使用視差屏障時的3D像素線的概念的概念圖。圖10示出使用垂直3D像素線的情況，圖11示出使用傾斜的3D像素線的情況。
[0062]參照圖10和圖11，如果在提供多個視點的自動立體3D圖像顯示裝置中使用視差屏障，則產(chǎn)生與每條像素線所需的視點的數(shù)量相應的視區(qū)。例如，如圖10和圖11中所示，由于存在四個視點，因此產(chǎn)生四單位視區(qū)。
[0063]使用3D像素線的概念的原因在于:由于在一般的3D圖像顯示裝置中視點圖像僅在特定觀看者的位置(最優(yōu)位置)處被恰當?shù)胤蛛x，因此沿深度方向的觀看位置受限制。通過使用上述3D像素線的概念來在觀看者的位置沿深度方向改變時改變?yōu)榱诵纬?D像素線而與同一視差屏障的狹縫成對使用的像素并根據(jù)觀看者的眼睛的位置對每條3D像素線執(zhí)行控制，來即使當觀看者沿深度方向移動時，也可形成與在圖3的OVD位置的視區(qū)類似的視區(qū)。一條3D像素線是向觀看者提供視點圖像的最小單位。多條3D像素線可允許整個屏幕的3D圖像被觀看到。因此，通過考慮針對每條3D像素線的視區(qū)，可解決3D圖像由于視區(qū)沒有如圖4中所示的那樣恰當?shù)胤蛛x而無法被良好地觀看到的問題。雖然針對每條3D像素線形成視區(qū)，但是當視區(qū)與在圖3的OVD位置的視區(qū)具有相同的形狀時，雙眼視點之間會發(fā)生串擾，或者3D圖像的亮度均勻性會降低。在這種情況下，可通過使用關于觀看者的雙眼瞳孔的位置信息針對形成視區(qū)的每條3D像素線選擇最接近于瞳孔的位置的中心的視點，并整合所選擇的視點和鄰近單位視點，來獲得例如視區(qū)中的最小串擾和均勻的亮度分布的優(yōu)點。另外，根據(jù)3D像素線執(zhí)行控制并整合視點的方法可應用于一般的視區(qū)設計和集成攝影(IP)。以下將參照圖14對此進行描述。
[0064]另外，雖然圖10和圖11僅示出包括針對每條3D像素線形成的四個視區(qū)的主視區(qū)，但是存在與主視區(qū)鄰近的包括四個視區(qū)的子視區(qū)。子視區(qū)由包括構成主視區(qū)的像素和鄰近的狹縫的3D像素線形成。
[0065]如果觀看者的眼睛位于主視區(qū)中并隨后移動到子視區(qū)(未示出)或在主視區(qū)與子視區(qū)之間，則可通過實時查看觀看者的眼睛的位置并選擇構成合適的3D像素線的一對狹縫和像素，來允許觀看者的雙眼包括在主視區(qū)中。其結果是，與傳統(tǒng)的自動立體3D圖像顯示裝置不同，通過使用跟蹤觀看者的位置并重新配置分配給合適的3D像素線的圖像顯示面板中的像素的方法來提供視點圖像，可將觀看者調(diào)整為總是處于主視區(qū)中。
[0066]圖12是示出鄰近單位視區(qū)之間沒有干擾的理想圖像的光強分布的概念圖。
[0067]圖13是示出意在根據(jù)本發(fā)明實施例而實現(xiàn)的梯形視區(qū)的概念圖。
[0068]參照圖12和圖13，在如圖12中所示的鄰近單位視區(qū)之間沒有干擾的理想圖像的光強分布中，由于第一視區(qū)和與第一視區(qū)鄰近的第二視區(qū)之間的邊界是清晰的，因此當在特定觀看位置進行水平移動時存在瞬間的視區(qū)移動，并且每個視區(qū)的光強分布在同一視區(qū)內(nèi)是恒定的。
[0069]然而，在實現(xiàn)理想視區(qū)方面存在局限，且如圖13中所示，鄰近視區(qū)之間會發(fā)生部分重疊。然而，與圖1相比，每個視區(qū)中的圖像的光強可被均勻地形成。
[0070]通常，在如圖1中所示的視區(qū)下，觀看者即使在最優(yōu)位置也容易經(jīng)歷串擾。因此，理想的是形成如圖12中所示的矩形視區(qū)，但是實際上難以形成如圖12中所示的矩形視區(qū)?？尚纬扇鐖D13中所示的梯形視區(qū)。在這種情況下，與圖1相比，可減少串擾并保持視區(qū)中的亮度分布恒定。
[0071]本發(fā)明擴展了呈現(xiàn)如上所述的由每條3D像素線產(chǎn)生的一個視區(qū)內(nèi)的圖像的光的強度均勻的區(qū)域，并使與觀看者的眼睛瞳孔相應的兩個視點的視區(qū)之間重疊的區(qū)域最小化，因此使雙眼視點之間的串擾最小化。視區(qū)可由每條3D像素線形成，以具有可最接近于如圖12或圖13中所示的形狀的形狀。
[0072]因此，本發(fā)明優(yōu)選實施例使用這樣的方法:調(diào)整與雙眼瞳孔的中心相應的視點和與所述視點鄰近的視點的圖像亮度，提供與應用于雙眼中相應的那只眼睛的瞳孔的圖像相同的數(shù)據(jù)，并合并所述視點。
[0073]通過向與雙眼瞳孔相應的視點和鄰近視點提供相同的圖像，并在亮度權重被應用于提供相同的圖像的視點或者視區(qū)的形狀被簡單地整合時，如圖14、圖17或圖18中所示地執(zhí)行平坦化，來可放大視區(qū)的亮度被平坦化的區(qū)域。這樣的方法被稱為視點整合。視點整合被應用于每條3D像素線，參照圖10和圖11對此進行描述。
[0074]如此，為使視區(qū)的亮度平坦化并使串擾最小化，應用單位視區(qū)和針對每個視區(qū)的亮度調(diào)整，使得整合后的視區(qū)是矩形或者大致上是矩形。
[0075]這里,顯示器的亮度具有根據(jù)角度的朗伯(Lambertian)分布等。在這種情況下，可執(zhí)行亮度調(diào)整，使得由每個整合視點形成的視區(qū)內(nèi)不具有亮度坡?？闪硗獾貓?zhí)行亮度調(diào)整，使得由每個整合視點形成的每個單位視區(qū)之間不會發(fā)生亮度差。
[0076]優(yōu)選的是，在產(chǎn)生由整合視點形成的視區(qū)時執(zhí)行調(diào)整，使得包括在與左眼相應的整合視點中的視點和包括在與右眼相應的整合視點中的視點不會彼此重疊。
[0077]針對每條3D像素線選擇視點整合，以配置整個屏幕。即使當觀看者沿深度方向移動時，也相似地應用視點的選擇。
[0078]以下參照圖14到圖28來詳細描述由整合視點形成的整合的視區(qū)。
[0079]圖14和圖25是示出根據(jù)本發(fā)明實施例的擴展視區(qū)的示例性示圖。
[0080]參照圖14，作為示例，可執(zhí)行圖像信號處理，以將相同的圖像信息輸入到兩個鄰近單位視區(qū)，并且兩個視點的視區(qū)可被設計為在由3D像素線產(chǎn)生的兩個視點的視區(qū)被結合時使中心部分平坦化，因此針對雙眼的每一個視區(qū)增大視區(qū)的具有均勻的光強的區(qū)域(UR)，并減小發(fā)生串擾的圖像重疊部分(0R)。
[0081]如圖14中所示，通過如下方式設計視點的視區(qū)來應用視點整合，即，在通過整合偶數(shù)個視點來產(chǎn)生與一只眼睛相應的視區(qū)時，除了調(diào)整整體亮度改變(諸如，朗伯)以外，無需調(diào)整視點亮度改變，從而在視點整合期間可使視區(qū)的中心平坦化。因此，等同地應用于視點整合視點的數(shù)量是偶數(shù)，諸如，2、4、6、8等。
[0082]如圖14中所示，一種組合兩個或更多個鄰近單位視區(qū)以形成平坦化的整合視區(qū)的方法可依據(jù)3D像素線的種類而改變。
[0083]首先，當3D像素線包括視差屏障的狹縫和提供視點圖像的圖像顯示面板的像素時，如圖14中所示，可調(diào)整視差屏障的狹縫寬度，以組合兩個鄰近單位視點來形成整合視區(qū)并確保整合視區(qū)的均勻性。計算機模擬的具體條件和結果如下:
[0084]<計算機模擬的條件>
[0085]圖像顯示面板的像素寬度:0.1mm
[0086]視點數(shù)量:4
[0087]視點之間的距離:32.5mm
[0088]最優(yōu)觀看距離:1000mm
[0089]視差屏障和圖像顯示面板之間的距離:3.0769mm
[0090]3D像素線的傾角(弧度)=Tan-1 (1/3)弧度
[0091]在以上條件下，圖15示出視差屏障的狹縫寬度是0.0897mm(典型的狹縫寬度)。圖16示出視差屏障的狹縫寬度是0.08mm。圖17示出視差屏障的狹縫寬度是0.06mm。圖18示出視差屏障的狹縫寬度是0.04mm。圖19示出視差屏障的狹縫寬度是0.02mm。
[0092]如果構成3D像素線的視差屏障的狹縫寬度小于典型的狹縫寬度(如圖15中所示)，則可看出在兩個鄰近視點被整合的視區(qū)的中心附近的均勻的區(qū)域會擴大。
[0093]如果柱狀透鏡是3D像素線的元素，則針對每條3D像素線的整合的視區(qū)的均勻的區(qū)域會隨柱狀透鏡的焦距的改變而增加。使用柱狀透鏡的3D像素線的計算機模擬的條件和結果如下:
[0094]<計算機模擬的條件>
[0095]圖像顯示面板的像素寬度:0.1mm
[0096]視點數(shù)量:4
[0097]視點之間的距離:32.5mm
[0098]最優(yōu)觀看距離:1000mm
[0099]視差屏障和圖像顯示面板之間的距離:3.0769mm
[0100]3D像素線的傾角(弧度)=Tan-1 (1/3)弧度
[0101]在以上條件下，圖20示出柱狀透鏡的焦距是2.4mm。圖21示出柱狀透鏡的焦距是2.8mm。圖22示出柱狀透鏡的焦距是3.2mm。圖23示出柱狀透鏡的焦距是3.6mm。圖24示出柱狀透鏡的焦距是4.5mm。
[0102]參照圖20到圖24，可以看出:通過改變構成3D像素線的柱狀透鏡的焦距，在兩個鄰近視點被整合的視區(qū)的中心附近的均勻的區(qū)域會擴大。在所述計算機模擬條件下，可以看出:當柱狀透鏡的焦距與柱狀透鏡的透鏡同圖像顯示面板之間的間隔相似時，整合的視區(qū)的均勻的區(qū)域擴大，而當柱狀透鏡的焦距與柱狀透鏡的透鏡同圖像顯示面板之間的間隔差距大時，整合的視區(qū)的均勻的區(qū)域減小。
[0103]當線光源是3D像素線的元素時，可通過如調(diào)整視差屏障的狹縫和調(diào)整柱狀透鏡的焦距那樣，調(diào)整線光源的線寬，來擴大整合視點的均勻的視區(qū)。
[0104]圖25的實施例示出通過組合由3D像素線產(chǎn)生的三個單位視區(qū)來形成左眼和右眼的視區(qū)。如圖25中所示，像初始偶數(shù)個視點的視點整合那樣，視點的視區(qū)可被設計為在無需亮度調(diào)整的情況下使中心視區(qū)平坦化，以通過對三個視點進行視點整合使視區(qū)平坦化。如圖27中所示，可通過調(diào)整三個視點中處于中心的那個視點的亮度來執(zhí)行平坦化。
[0105]當應用于視點整合視點的數(shù)量是3或者更大的奇數(shù)時，通過除了考慮整個亮度改變(諸如，朗伯)以外不將亮度改變應用于從應用于視點整合的開始視點起的奇數(shù)視點圖像，并通過將亮度改變應用于偶數(shù)視點圖像，可在視區(qū)的中心執(zhí)行平坦化?？蓪⑵教够瘑为毜貞糜谟膳c每個眼睛相應的整合視點組成的視區(qū)。
[0106]如圖25的示例中所示，當初始左眼和右眼的瞳孔分別位于視區(qū)的中心附近時(以實線表示眼睛的位置)。例如當觀看者的眼睛向右移動特定距離(以虛線表示眼睛的位置)，且視區(qū)的初始位置是固定時，由于雙眼視點的視區(qū)之間的重疊會經(jīng)歷串擾。
[0107]本發(fā)明使用觀看者位置跟蹤系統(tǒng)來確定觀看者的眼睛的三維移動方向，執(zhí)行與觀看者的眼睛的三維移動方向的同步，并改變依次形成每條3D像素線的左眼或右眼的整合視區(qū)的單位視區(qū)的組合。因此，即使當觀看者的眼睛的位置三維地移動時，觀看者的眼睛中的每一只位于接近相應的整合視區(qū)的中心，具有鄰近(整合)視區(qū)的串擾區(qū)域偏離眼睛的每個位置。因此，當眼睛移動時，不會經(jīng)歷逆視區(qū)而使串擾最小化，并通過連續(xù)的運動視差和最小化的亮度改變來形成清晰的3D圖像。
[0108]另外，還可移除與雙眼相應的整合視點之間的視點圖像，從而使串擾最小化。將該處理單獨地應用于每條3D像素線，并且即使當雙眼的瞳孔沿深度方向移動時，也使用相同的原理來應用該處理。
[0109]使用位置跟蹤傳感器的瞳孔位置跟蹤系統(tǒng)可用于傳統(tǒng)3D圖像顯示裝置。然而，可通過組合并兩個或更多個單位視區(qū)來實現(xiàn)提供觀看者的眼睛中的每一只的視點圖像的每個視區(qū)。因此，當觀看者移動到整合視區(qū)或從整合視區(qū)移出時，通過添加或減去位于提供觀看者的眼睛的視點圖像的整合視區(qū)外面的僅有的單位視區(qū)，來使得觀看者的眼睛中的每一只可總是位于相應的整合視區(qū)的中心附近，從而本發(fā)明可有利地形成自然的3D圖像，。另夕卜，如果可從根據(jù)眼睛的移動的跟蹤信息實時反映與眼睛相應的視差圖像，則可實現(xiàn)沒有快速的視區(qū)變化的連續(xù)運動視差。
[0110]圖26A和圖26B是示出根據(jù)本發(fā)明實施例的情況㈧和情況⑶之間的比較的示圖，其中，在情況(A)中，在擴展視區(qū)中的雙眼整合視點之間存在一個或更多個視點，在情況(B)中，在擴展視區(qū)中的雙眼整合視點之間不存在視點。
[0111]參照圖26A，當視點的總數(shù)是6時，通過合并兩個視點來形成與眼睛相應的整合視點中的每一個，并且在整合視點之間存在一個視點。在這種情況下，可通過從整合視點之間的視點移除圖像信息來降低串擾量(斜線部分)。當存在兩個整合視點時，如果每個視區(qū)被合適地設計，則可使每個視區(qū)的中心部分平坦化，使得通過合并兩個視區(qū)獲得的形狀可以是近似梯形。
[0112]參照圖26B，當視點的總數(shù)是6時，通過組合三個視點來形成每只眼睛的整合視點，并且在整合視點之間沒有視點。因此，整合視點包括三個視點時的串擾量大于如圖26A中所示的整合視點包括兩個視點時的串擾量。
[0113]圖27是示出根據(jù)本發(fā)明實施例的整合視區(qū)中的奇數(shù)個視點的整合的示例的示圖，其中，每只眼睛的整合視點包括三個視點。
[0114]參照圖27，在整合視點之間不存在視點，可通過減小構成整合視點的三個視點中處于中心的那個視點的圖像亮度來獲得每個整合視點的視區(qū)的均勻性。也就是說，當構成整合視點的視點的數(shù)量是3或更大的奇數(shù)時，優(yōu)選的是減小從應用于視點整合的開始視點起的偶數(shù)視點的視區(qū)売度。
[0115]圖28是示出根據(jù)本發(fā)明實施例的整合視區(qū)中的偶數(shù)個視點的整合的示例的示圖，其中，每只眼睛的整合視點包括四個視點。
[0116]參照圖28，在整合視點之間存在一個視點，并且可通過移除整合視點之間的視點的圖像來降低串擾量。另外，構成整合視點的四個視點具有相同的亮度，并且可通過在整合視點時如圖14中所示將每個視點的視區(qū)的形狀設計為平坦化，并控制視點圖像之間的重疊量，來確保每個整合視點的視區(qū)中的均勻性。
[0117]另外，圖9的控制部120可考慮當在深度方向改變時與每個視點相應的視區(qū)的寬度減小的程度來定義沿深度方向的移動量的限制，并提供與當在深度方向改變時減小的總視區(qū)的寬度相應的另外的視點，從而控制用于整合視點的視點的數(shù)量，并且即使當沿深度方向移動時也使串擾最小化。
[0118]也就是說，控制部120可考慮由在觀看者與3D圖像顯示裝置之間處于最接近距離的一個視點形成的單位視區(qū)的寬度減小的比率，來改變構成第一整合視點和第二整合視點中的每一個整合視點的視點的數(shù)量，使得整合視點的整合視區(qū)的寬度可保持恒定。
[0119]圖29和圖30是示出根據(jù)本發(fā)明實施例的在觀看者沿深度方向移動時考慮一個觀看者的眼睛的位置而針對每條3D像素線應用視點整合的方法的示圖。
[0120]參照圖29和圖30，當觀看者從最優(yōu)深度來回移動時，視點之間的距離增大或減小。當觀看者接近顯示器時，視點之間的距離減小，因此所需的視點的數(shù)量考慮雙眼距離而增大。然而，可以相同方式應用在位置移動時使用由3D像素線產(chǎn)生的視點的視區(qū)來形成平坦化視區(qū)并使串擾最小化的方法。
[0121]作為示例，圖29是示出使用設計為具有六個視點的使用視差屏障的3D圖像顯示裝置的，處于最優(yōu)觀看距離的雙眼視點之間的距離是兩個視點的示圖。在這種情況下，當接近最優(yōu)觀看距離的觀察者位于第一位置時，可通過將相同的視點圖像提供給第四視點和第五視點來形成整合了第四視點和第五視點的整合視區(qū)，將相同的視點圖像提供給第二視點和第三視點來形成整合了第二視點和第三視點的整合視區(qū)，并分別提供觀看者的左眼圖像和右眼圖像，來提供經(jīng)平坦化且具有最小串擾的雙眼視點圖像。在這種情況下，可移除不被用作雙眼視點的第一視點圖像和第六視點圖像。當觀看者沿深度方向移動一定距離并位于第二位置時，用于使串擾最小化并形成具有均勻的亮度的視區(qū)的考慮如下。首先，當觀看者從最優(yōu)觀看距離沿深度方向移動時，被設計為最優(yōu)觀看距離的視點之間的距離減小，兩個視點的整合對于觀看者的每只眼睛而言不足以。在這種情況下，可經(jīng)由通過使用在最優(yōu)觀看距離的另外的視點來整合三個視點以形成雙眼視點而解決以上問題。當觀看者位于圖29的第二位置時，觀看者的眼睛位于由通過整合三個視點形成的雙眼視點產(chǎn)生的視區(qū)的均勻區(qū)域中。其次，通過一起使用子視區(qū)和主視區(qū)或者改變構成3D像素線的像素的組合使得觀看者的眼睛可總是處于主視區(qū)，來形成觀看者的眼睛的位置中的每一個位置的整合視點。圖29是示出如下方法的示圖，即，通過在觀看者位于第二位置時將相同的圖像提供給第二視點、第三視點和第四視點，并將相同的圖像提供給第一視點以及子視區(qū)的第五視點和第六視點來形成觀看者的雙眼視點，使得觀看者的眼睛可位于整合視區(qū)的中心附近。另外，本發(fā)明可根據(jù)針對每條3D像素線的觀看者的位置來改變視區(qū)形成的位置，并且如圖30中所示，當觀看者位于第二位置時，合適地選擇構成3D像素線的像素以及狹縫，使得觀看者的眼睛可位于主視區(qū)中。在這種情況下，本發(fā)明可向第四視點到第六視點提供相同的圖像來在觀看者的左眼的位置形成整合視區(qū)，并向第一到第三視點提供相同的圖像以在觀看者的右眼的位置形成整合視區(qū)，因而在允許觀看者始終位于3D像素線的總視區(qū)中的同時為每個雙眼視點提供整合視點。
[0122]如果將所述方法應用于視點整合需要四個或更多個視點的情況，則可將視點和視區(qū)設計向每只眼睛預先提供所需數(shù)量的視點，從而即使當沿深度方向移動時，也使串擾最小化并保持視區(qū)的圖像亮度平坦化。
[0123]根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的圖9的瞳孔位置跟蹤系統(tǒng)110可跟蹤多個觀看者的位置并跟蹤瞳孔中的每一個瞳孔的位置，以將觀看者的數(shù)量和關于觀看者的瞳孔的信息傳送到控制部120。
[0124]另外，本發(fā)明可通過使用關于被瞳孔位置跟蹤系統(tǒng)110實時跟蹤的多個觀看者的位置的3D信息，通過控制部120來針對形成每條3D像素線的視點的每個視區(qū)選擇最接近于所述多個觀看者的眼睛瞳孔的中心的視點，針對每個選擇的視點整合一個或更多個鄰近視點，并向所述多個觀看者的眼睛中的每一只眼睛提供由整合視點形成的視區(qū)。因此，可向多個觀看者提供具有最小化的串擾和均勻的亮度分布的視區(qū)。
[0125]圖31是示出在根據(jù)本發(fā)明實施例的多視點3D圖像顯示裝置中平坦化的視點被分配給兩個觀看者中的每一個觀看者的情況的示圖，其中，通過整合兩個單位視點來形成每個觀看者的雙眼視點，每個觀看者使用四個單位視點。其結果是，兩個觀看者中的每一個觀看者的雙眼可位于由在雙眼的位置處的整合視點形成的均勻視區(qū)中，從而允許觀看者觀看具有最小化的串擾和均勻的亮度的視點圖像。還可將該方法以相同的方式應用于存在三個人的情況。已參照圖31所描述的向多個觀看者分配平坦化的視點的方法甚至可應用于所述多個觀看者沿深度方向移動的情況。
[0126]圖29和圖31示出觀看者的眼睛之間的距離被設置為在最優(yōu)觀看距離的兩個單位視點之間的距離，并且通過整合兩個視點來形成在最優(yōu)觀看距離的雙眼視點的示例。然而，觀看者的眼睛之間的距離可被設置為在最優(yōu)觀看距離的三個或更多個單位視點之間的距離，并且可通過整合三個或更多個視點來形成在最優(yōu)觀看距離的雙眼視點。
[0127]另外，雖然已僅使用使用視差屏障的多視點3D圖像顯示裝置作為示例描述了本發(fā)明實施例，但是本發(fā)明構思可應用于用于在空間上通過圖像顯示面板的視點圖像來形成視區(qū)的各種裸眼3D圖像顯示裝置，諸如，使用柱狀透鏡的多視點3D圖像顯示裝置。
[0128]另外，如圖10和圖11中所示，在本發(fā)明實施例中，位于圖像顯示面板的上表面的視差屏障的狹縫連續(xù)地延伸到圖像顯示面板的下表面，以具有線性3D像素線。然而，本發(fā)明實施例可不限于連續(xù)的線性3D像素線。圖32是二維地示出圖10的液晶顯示面板和在該液晶顯示面板前面形成的視差屏障的示圖。如圖32中所示，當從上到下連續(xù)地布置狹縫時，在示圖上以虛線來表示構成3D像素線并與每個狹縫配對的像素。雖然未在示圖中示出，但是狹縫和位于虛線右側的四個鄰近像素以從上到下的連續(xù)線性形狀來形成3D像素線?？紤]連續(xù)的線性形狀的形成視區(qū)的最小單位，這條線被稱作3D像素線。然而，如圖33中所示，本發(fā)明構思并非僅用于典型的線性形狀，而是可應用于一行的每個像素的不連續(xù)的3D像素線。虛線內(nèi)的像素和視差屏障的狹縫是用于形成在觀看位置的視區(qū)的基本單位，并且針對一行的每個像素，基本單位被向右移動一個子像素的尺寸。在這種情況下，根據(jù)本發(fā)明實施例，可通過根據(jù)觀看者的位置控制每條3D像素線的視點圖像來使串擾最小化并確保均勻的亮度。然而，當狹縫的位置針對像素的每一行水平移動一定距離(在這種情況下，水平移動一個子位置的尺寸)時，僅僅針對每一行形成不連續(xù)的3D像素線的情況與以上實施例不同。在這種情況下，用于形成視區(qū)的基本單位不在連續(xù)的線上。因此，使用術語3D像素點來替代3D像素線是更合適的。圖33示出形成與圖11的視區(qū)大致相同地傾斜的視區(qū)的情況。另外，本發(fā)明僅使用規(guī)則的3D像素線或3D像素點作為實施例。然而，本發(fā)明構思可用于具有不受限的形狀的3D像素線或3D像素點。
[0129]以下將描述根據(jù)本發(fā)明實施例的3D圖像顯示裝置執(zhí)行的顯示多視點3D圖像的方法。
[0130]根據(jù)本發(fā)明實施例的3D圖像顯示裝置包括:圖像顯示面板，顯示3D圖像；控制部，控制每條3D像素線的觀看圖像，其中，每條3D像素線提供4個或更多個的多個視點；位置跟蹤系統(tǒng)，用于觀看者的眼睛瞳孔。首先，3D圖像顯示裝置通過用于觀看者的眼睛瞳孔的位置跟蹤系統(tǒng)來獲得觀看者的眼睛瞳孔的位置的三維坐標值。隨后，3D圖像顯示裝置通過使用從瞳孔位置跟蹤系統(tǒng)獲得的觀看者的眼睛瞳孔的位置的三維坐標值，通過控制部為針對每條3D像素線形成的視點的每個視區(qū)選擇最接近于觀看者的眼睛瞳孔的中心的第一視點和第二視點。3D圖像顯示裝置將觀看者的眼睛中的一只眼睛的視點圖像提供給第一視點，并將觀看者的眼睛中的另一只眼睛的視點圖像提供給第二視點。
[0131]特別地，本發(fā)明還可包括:將第一視點的視點圖像提供給與第一視點鄰近的一個或更多個視點以形成第一整合視點，并將第二視點的視點圖像提供給與第二視點鄰近的一個或更多個視點以形成第二整合視點。
[0132]另外，本發(fā)明通過控制部來調(diào)整構成第一整合視點或第二整合視點的視點中的每一個視點的亮度，以使由第一整合視點和第二整合視點形成的整合視區(qū)中的每一個整合視區(qū)的中心部分的亮度平坦化。優(yōu)選的是，如果構成第一整合視點和第二整合視點的視點的數(shù)量是2或更大的偶數(shù)，則通過允許構成整合視點的視點的亮度，并通過設計改變來調(diào)整視點視區(qū)的形狀，以使整合視點視區(qū)的中心部分平坦化，并且如果構成第一整合視點或第二整合視點的視點的數(shù)量是3或更大的奇數(shù)，則通過減小構成整合視點中的每一個整合視點的視點當中從開始視點起的偶數(shù)視區(qū)的亮度來使整合的視點視區(qū)的中心部分平坦化。對視點整合的詳細描述與參照圖14到圖28的以上描述相同，因此將其應用于根據(jù)本發(fā)明實施例的3D圖像顯示裝置執(zhí)行的顯示多視點3D圖像的方法。
[0133]雖然已描述了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的可應用于多個觀看者的使用動態(tài)視區(qū)擴展的多視點3D圖像顯示裝置和方法，但本發(fā)明不限于此，可對其進行各種修改，并且權利要求意在保護可落入本發(fā)明的精神和范圍的所有修改。
【權利要求】
1.一種多視點3D圖像顯示裝置，包括: 圖像顯示面板，被配置為顯示3D圖像； 控制部，被配置為控制3D像素線中的每一條3D像素線的視點圖像； 觀看者眼睛瞳孔位置跟蹤系統(tǒng)， 其中，3D像素線提供至少四個的多個視點， 控制部通過使用由觀看者眼睛瞳孔位置跟蹤系統(tǒng)確定的觀看者的眼睛瞳孔的位置的三維坐標值，來針對每條3D像素線的視點的視區(qū)選擇接近觀看者的眼睛瞳孔的第一視點和第二視點，將觀看者的眼睛中的一只眼睛的視點圖像提供給第一視點，并將觀看者的眼睛中的另一只眼睛的視點圖像提供給第二視點。
2.如權利要求1所述的多視點3D圖像顯示裝置，其中，圖像顯示面板通過使用線光源或作為視差分離部件的視差屏障或柱狀透鏡來顯示3D圖像。
3.如權利要求2所述的多視點3D圖像顯示裝置，其中，由視差屏障的狹縫、柱狀透鏡或線光源以及用于提供視點圖像的圖像顯示面板上的像素形成3D像素線。
4.如權利要求1所述的多視點3D圖像顯示裝置，其中，控制部將第一視點的視點圖像提供給與第一視點鄰近的一個或更多個視點以形成第一整合視點，并將第二視點的視點圖像提供給與第二視點鄰近的一個或更多個視點以形成第二整合視點。
5.如權利要求4所述的多視點3D圖像顯示裝置，其中，控制部調(diào)整構成第一整合視點或第二整合視點的視點中的每一個視點的亮度，以使由第一整合視點和第二整合視點形成的整合視區(qū)中的每一個整合視區(qū)的中心部分的亮度平坦化。
6.如權利要求4所述的多視點3D圖像顯示裝置，其中，控制部調(diào)整視差屏障的狹縫寬度、柱狀透鏡的焦距或線光源的線寬，以使從3D像素線形成的整合視區(qū)中的每一個整合視區(qū)的中心部分平坦化。
7.如權利要求5所述的多視點3D圖像顯示裝置，其中，當構成第一整合視點或第二整合視點的視點的數(shù)量是三或更大的奇數(shù)時，控制部通過減小構成整合視點的視點當中從開始視點起的偶數(shù)視點的亮度，來使整合視點視區(qū)的中心部分平坦化。
8.如權利要求4所述的多視點3D圖像顯示裝置，其中，當在第一整合視點和第二整合視點之間存在至少一個中間視點時，控制部移除所述至少一個中間視點的圖像數(shù)據(jù)，以使串擾最小化。
9.如權利要求4所述的多視點3D圖像顯示裝置，其中，控制部考慮當觀察者沿深度方向移動時與每一個視點相應的視區(qū)的寬度減小的程度來定義沿深度方向的移動量的限制，并提供與當在深度方向改變時減小的總視區(qū)的寬度相應的另外的視點，因而控制用于整合視點的視點的數(shù)量，并且即使當沿深度方向移動時也使串擾最小化。
10.如權利要求4所述的多視點3D圖像顯示裝置，其中，在通過使用由觀看者眼鏡瞳孔位置跟蹤系統(tǒng)確定的觀看者眼睛位置信息來設置構成3D像素線的像素，使得觀看者的眼睛包括在主視區(qū)中之后，形成第一整合視點和第二整合視點。
11.如權利要求4所述的多視點3D圖像顯示裝置，其中，第一整合視點和第二整合視點中的每一個整合視點包括主視區(qū)的視點和與主視區(qū)不重疊的子視區(qū)的視點。
12.如權利要求4所述的多視點3D圖像顯示裝置，其中，當觀察者沿深度方向移動時，控制部考慮距3D圖像顯示裝置距離最近的一個視點形成的單位視區(qū)的寬度減小的比率或距3D圖像顯示裝置距離最遠的一個視點形成的單位視區(qū)的寬度增加的比率，來改變構成第一整合視點和第二整合視點中的每一個整合視點的視點的數(shù)量，使得第一整合視點和第二整合視點中的每一個整合視點的整合視區(qū)的寬度保持恒定。
13.如權利要求1所述的多視點3D圖像顯示裝置，其中，觀看者眼睛瞳孔位置跟蹤系統(tǒng)跟蹤多個觀看者的位置，并跟蹤每個觀看者的瞳孔的位置，以將關于觀看者的數(shù)量和所述多個觀看者的瞳孔的位置的信息傳送到控制部。
14.如權利要求13所述的多視點3D圖像顯示裝置，其中，控制部通過使用關于由觀看者眼睛瞳孔位置跟蹤系統(tǒng)實時跟蹤的觀看者的眼睛瞳孔的位置的3D信息，針對為每條3D像素線形成的視點的每個視區(qū)選擇最接近于所述多個觀看者的眼睛瞳孔的中心的視點，針對所選擇的視點中的每一個視點整合一個或更多個鄰近視點，并將由整合視點形成的視區(qū)提供給所述多個觀看者的眼睛中的每一只眼睛。
15.如權利要求14所述的多視點3D圖像顯示裝置，其中，當在提供給所述多個觀看者的眼睛的整合視點之間存在至少一個中間視點時，控制部移除所述至少一個中間視點的圖像數(shù)據(jù)以使串擾最小化。
16.如權利要求1所述的多視點3D圖像顯示裝置，其中，3D像素線具有等于或大于一個像素單位的尺寸并且等于或小于用于顯示視點圖像的多個像素的尺寸的總和的長度，因而給出3D像素點的效果。
17.一種使用多視點3D圖像顯示裝置來顯示多視點3D圖像的方法，其中，多視點3D圖像顯示裝置包括:圖像顯示面板，被配置為顯示3D圖像；控制部，被配置為控制3D像素線中的每一條3 D像素線的視點圖像，其中，3 D像素線提供至少四個的多個視點；觀看者眼睛瞳孔位置跟蹤系統(tǒng)，所述方法包括: 通過觀看者眼睛瞳孔位置跟蹤系統(tǒng)來獲得觀看者的眼睛瞳孔的位置的三維坐標值； 經(jīng)由控制部，通過使用從觀看者眼睛瞳孔位置跟蹤系統(tǒng)獲得的觀看者的眼睛瞳孔的位置的三維坐標值，來針對每條3D像素線的視點的視區(qū)選擇接近觀看者的眼睛瞳孔的中心的第一視點和第二視點； 經(jīng)由控制部，將觀看者的眼睛中的一只眼睛的視點圖像提供給第一視點，并將觀看者的眼睛中的另一只眼睛的視點圖像提供給第二視點。
18.如權利要求17所述的方法，其中，圖像顯示面板通過使用線光源或作為視差分離部件的視差屏障或柱狀透鏡來顯示3D圖像， 3D像素線包括視差屏障的狹縫、柱狀棱鏡或線光源以及用于提供視點圖像的圖像顯示面板上的像素。
19.如權利要求17所述的方法，還包括: 通過控制部將第一視點的視點圖像提供給與第一視點鄰近的一個或更多個視點以形成第一整合視點； 通過控制部將第二視點的視點圖像提供給與第二視點鄰近的一個或更多個視點以形成第二整合視點。
20.如權利要求17所述的方法，其中，通過控制部調(diào)整構成第一整合視點或第二整合視點的視點中的每一個視點的亮度，以使由第一整合視點和第二整合視點形成的整合視區(qū)中的每一個整合視區(qū)的中心部分的亮度平坦化。
【文檔編號】G02B27/22GK104137538SQ201280070504
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2012年8月8日 優(yōu)先權日:2011年12月23日
【發(fā)明者】金成奎, 尹基赫 申請人:韓國科學技術研究院