專利名稱：三維顯示器及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種亮度調(diào)制型(即，發(fā)光率或強(qiáng)度調(diào)制型)3D(三維)顯示器及方法，它通過改變圖像的亮度和從觀眾的視點(diǎn)上彼此重疊圖像顯示一個(gè)物體的多個(gè)圖像而顯示給觀眾一個(gè)3D圖像。
背景技術(shù)：
有一種LC(液晶)光閥鏡或類似方法可作為3D顯示器，它可以顯示電影的3D圖像并可以電子重寫3D圖像，這種LC光閥鏡(shutter glass)方法是通過把一個(gè)圖像信號輸入到一個(gè)2D顯示器來實(shí)現(xiàn)3D圖像顯示的，這個(gè)圖像信號，是由從幾個(gè)方向拍攝一個(gè)3D物體的圖片所獲得的視差信息的圖像數(shù)據(jù)組成的。一個(gè)觀眾或觀察者戴著一對LC光閥眼鏡。當(dāng)2D顯示器上是一個(gè)奇數(shù)場圖像的時(shí)候，右眼的LC光閥變得能夠通過光，而左眼的LC光閥變得能夠阻斷光。另一方面，當(dāng)2D顯示器上是偶數(shù)場圖像的時(shí)候，右眼的LC光閥變成能夠阻斷光，而左眼的LC光閥變得能夠使光通過。在此，通過顯示在奇數(shù)場中右眼的圖像和顯示在偶數(shù)場中的左眼的圖像，且兩圖像同步，觀眾就能夠通過用眼觀看這兩個(gè)圖像而看見3D圖像，這包括了他的右眼和左眼的視差。
按照這種LC光閥鏡方法，觀眾必需使用一對LC光閥眼鏡。例如，在電視會議中使用一對LC光閥眼鏡就不是很合適的。在3D觀看的生理學(xué)因素中，(i)兩眼的視差或充塞和(ii)聚焦之間可能發(fā)生很大矛盾。這就是說，雖然LC光閥鏡方法可以滿足兩眼的視差和充塞，但由于在圖像的表面上有一個(gè)聚焦面，這個(gè)矛盾使觀眾眼睛感到疲勞。
于是，一種立體方法被提出，它通過在觀眾前面放置多個(gè)2D顯示器來顯示3D圖像，以便解決上述(i)兩眼視差或充塞和(ii)聚焦之間的矛盾問題。立體方法通過顯示設(shè)置在預(yù)定間隔上的兩個(gè)2D顯示器上的，在觀眾視點(diǎn)的深度方向上被取樣的一組幾個(gè)2D圖像，而顯示在兩個(gè)2D顯示器之間的3D圖像。這個(gè)方法不同于LC光閥鏡方法，它能夠減輕(i)兩眼的視差或充塞和(ii)聚焦之間的矛盾，不過，立體方法，難于顯示設(shè)置在兩個(gè)2D顯示器的中間位置上的物體，或大幅度地朝向觀眾的深度方向改變其位置的物體，因?yàn)閹讉€(gè)2D圖像是分離地設(shè)置在觀眾的深度方向中的。
于是，亮度調(diào)制型3D顯示方法被提出，即使幾個(gè)2D圖像的位置是分離的，它也能通過改變兩個(gè)2D顯示器的每一個(gè)上顯示的2D圖像的亮度，補(bǔ)足間隔。按照這種亮度調(diào)制方法，能夠減輕(i)兩眼視差或充塞和(ii)聚焦之間的矛盾，能夠減輕眼睛的疲勞。同時(shí)，亮度調(diào)制方法具有一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，它減少了表示3D圖像的數(shù)據(jù)的數(shù)量，因?yàn)樗苁褂^眾三維地觀看在兩個(gè)圖像表面的中間位置中出現(xiàn)的物體并進(jìn)而顯示多個(gè)表面上的物體。
不過，這種亮度調(diào)制方法存在這樣一個(gè)問題，即3D顯示器不能顯示半透明物體的圖像或通過其觀眾可以看見其背后物體的圖像。
為了解決這個(gè)問題，通過使用一組半透明反射鏡在幾個(gè)2D顯示器上重疊和顯示物體的圖像，而能顯示半透明物體的圖像和通過其觀眾可以看見圖像背后的物體的圖像的亮度調(diào)制方法，在日本專利申請公報(bào)NO.2000-115812中提出了。
不過，在這種方法中，3D顯示器的尺寸大，并且復(fù)雜，使得該3D顯示器不能滿足有關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的小型化，重量輕和成本低的一般要求，這是因?yàn)?D顯示器包括多個(gè)光學(xué)元件，例如半透明反射鏡等等。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是要提供一種亮度調(diào)制型的3D顯示器和3D顯示方法，它可以顯示改進(jìn)的3D圖像而具有較小的尺寸和簡單的結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的上述目的可通過下述3D顯示器達(dá)到，它具有一組顯示器件，顯示器件在觀眾的視線上以預(yù)定間隔依次設(shè)置；一個(gè)控制器，用于控制各顯示器分別顯示圖像，從而為觀眾顯示一個(gè)三維圖像，除設(shè)置在離觀眾最遠(yuǎn)的顯示器件外，至少一個(gè)顯示器件包括一個(gè)圖像顯示表面，它同時(shí)具有自發(fā)光特性和透光特性。
按照本發(fā)明的3D顯示器，顯示器件以預(yù)定間隔依次設(shè)置在觀眾的視線上。本發(fā)明的“視線”是指一個(gè)理想或?qū)嶋H的觀眾的視線或軸，或其觀看的路線，該觀眾觀看本發(fā)明的3D顯示器以便能感覺到3D圖像。至少一個(gè)顯示器件，除設(shè)置在離觀眾最遠(yuǎn)處的顯示器件外，(下面，必要時(shí)，簡稱之為“最后顯示器件”)，包括具有自發(fā)光特性和透光特性的圖像顯示表面。因此，至少一個(gè)顯示器件可以通過自發(fā)光顯示圖像，并且當(dāng)不是照明的時(shí)候，從其背面來的光可以穿過它。
在操作中，在控制器的控制下，在每個(gè)顯示器件的基本相同的屏幕位置上，顯示器件分別顯示同一物體的各個(gè)圖像(例如，物體的相同圖像，或同一物體的各個(gè)圖像，它們的尺寸可能彼此不同，等等)，在各顯示器件之間，它們的亮度是不同的，因此，觀眾可以看見設(shè)置在前部位置上的顯示器顯示的一個(gè)圖像(下面，必要時(shí)，簡稱之為“靠前顯示器件”)，它通過靠前顯示器件而重疊在由靠后位置上設(shè)置的顯示器件顯示的另一個(gè)圖像上(下面，必要時(shí)，簡稱之為“靠后顯示器件“。即，在視線上的觀眾可以看見一個(gè)亮度調(diào)制方法的3D圖像。
另一方面在每個(gè)顯示器件的不同屏幕位置上，顯示器件可以分別顯示不同物體的圖像，它們的亮度響應(yīng)于每個(gè)物體相對于觀眾的位置或深度，在顯示器件之間是不同的。在這種情況下，在視線上的觀眾也能看見亮度調(diào)制方法的3D圖像。
特別是，在本發(fā)明中，每一個(gè)按上述方式設(shè)置的顯示器件，或除最后顯示器件外的至少一個(gè)顯示器件都包括一個(gè)包括圖像顯示表面的顯示器件，它具有自發(fā)光特性和透光特性。對此，EL顯示單元可以被使用。另一方面，最后顯示器件不需要具有透光性，因?yàn)閬碜宰詈箫@示器件背后的圖像不存在。對于最后顯示器，例如LCD(液晶顯示器)單元，等離子顯示單元，CRT(陰極射線管)顯示單元等可以被使用。
在本發(fā)明中，使用至少兩個(gè)顯示器件作為一組顯示器件是合適的。在這種情況下，觀眾觀看在兩個(gè)顯示器件之間的3D圖像，它是在兩個(gè)顯示元件的每一個(gè)顯示的圖像的亮度有關(guān)的位置上顯示的圖像。也可以這樣構(gòu)成三個(gè)顯示器件，其中每一個(gè)與彩色RGB信號之一對應(yīng)。進(jìn)而，能夠構(gòu)成顯示廣播圖像，顯示3D圖像，3D圖像疊加在廣播圖像上。
如上所述，按照本發(fā)明，一種小尺寸的，不需要如上述日本專利申請公報(bào)NO.2000-115812所述的光學(xué)元件，例如一組用于疊加或混合物體的多個(gè)圖像的半透明反射鏡的亮度調(diào)制方法的容易控制的3D顯示器，通過使用具有自發(fā)光特性和透光特性的顯示器件被實(shí)現(xiàn)了。
順便提及，在本發(fā)明中，除了最后顯示器件的所有顯示器件可以由具有透光特性的顯示器件，例如EL顯示單元等構(gòu)成。另一方面，除最后顯示器件以外的僅僅一個(gè)顯示器可以通過具有透光特性的顯示器件，例如EL顯示單元和除該僅僅一個(gè)顯示器件外的其它顯示單元構(gòu)成，最后顯示器件可以由不具有透光特性的顯示器件，例如LCD單元構(gòu)成，它被用于通過半透明反射鏡顯示圖像。
在本發(fā)明的3D顯示器的一個(gè)方面中，控制器控制顯示器件，以便在各個(gè)顯示器件的基本相同的屏幕位置上分別顯示同一物體的各個(gè)圖像。
按照這個(gè)方面，在每個(gè)顯示器件基本相同的屏幕位置上，顯示器件分別顯示同一物體的各個(gè)圖像，它們的亮度在顯示器件之間是不同的。因此，在視線上的觀眾可以觀看亮度調(diào)制方法的3D圖像。
在本發(fā)明的3D顯示器的一個(gè)方面中，控制器控制顯示器件，以使靠前設(shè)置的顯示器件之一顯示同一物體的一個(gè)圖像比其它靠后設(shè)置的顯示器件的亮度要高，如果要被顯示的一個(gè)三維圖像較靠近觀眾的話。并且，使得，如果一個(gè)要被顯示的三維圖像離觀眾較遠(yuǎn)，靠后設(shè)置的顯示器件之一顯示同一物體的一個(gè)圖像比其它靠前設(shè)置的顯示器件的亮度要高。
按照這個(gè)方面，控制器控制每個(gè)顯示器件顯示的圖像的亮度，以便觀眾可以觀看作為3D圖像的物體的圖像。例如，控制器使靠前顯示器件顯示的圖像的亮度高，并使靠后顯示器件顯示的圖像的亮度低，從而使觀眾看見在觀眾附近位置上的3D圖像。然后，觀眾可以看見在離靠前顯示器件不遠(yuǎn)的位置上顯示的3D圖像。另一方面，控制器使靠前顯示器件顯示的圖像的亮度低，并使靠后顯示器件上顯示的圖像的亮度高，從而使觀眾看到離觀眾較遠(yuǎn)位置上的3D圖像，然后，觀眾觀看到靠后顯示器件附近的位置上顯示的3D圖像，因此，在視線上的觀眾可以看見亮度調(diào)制方法的3D圖像。
在這方面，控制器可以進(jìn)一步控制顯示器件，以使從靠前位置到靠后位置的顯示器件的亮度的總和保持一個(gè)預(yù)定值。
通過這樣的構(gòu)成，控制器可以防止屏幕判隨亮度變化而出現(xiàn)閃爍，因?yàn)樵诳刂破骷刂频娜魏螘r(shí)候，由所有顯示器件的亮度構(gòu)成的總亮度保持在預(yù)定值(例如，一個(gè)值或恒定值)。
在本發(fā)明的3D顯示器的另一個(gè)方面中，控制器控制亮度，是根據(jù)距拍攝同一物體的圖像的攝像機(jī)距該同一物體的距離進(jìn)行的。
按照這個(gè)方面，本發(fā)明的3D顯示器中顯示的圖像的亮度的控制，是根據(jù)攝像機(jī)到物體的距離進(jìn)行的。攝像機(jī)到每個(gè)物體的距離是通過距離測量器測量的，它與圖像信息一致，作為距離信息被記錄。當(dāng)物體離攝像機(jī)近時(shí)，靠前顯示器件的亮度就越比靠后顯示器的亮度要高。相反，當(dāng)物體離攝像機(jī)遠(yuǎn)時(shí)，靠前顯示器的亮度比靠后顯示器件的亮度越低。因此，拍攝真實(shí)物體的圖像的距離關(guān)系可以再現(xiàn)。為了測量距離，超聲波，紅外線或類似方法可以被使用。
在本發(fā)明的3D顯示器的另一個(gè)方面中，3D顯示器還具有一個(gè)輸入器，通過輸入器亮度被設(shè)置到一個(gè)希望值。
按照這個(gè)方面。觀眾或生產(chǎn)者可以通過輸入器設(shè)置圖像亮度成為希望值。因此，觀眾可以隨意地設(shè)置物體的位置關(guān)系和觀看3D圖像。在顯示圖像中設(shè)計(jì)物體的位置關(guān)系可能是重要的，特別是，由計(jì)算機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)。作為輸入器，通過計(jì)算機(jī)程序的執(zhí)行方法，或通過輸入單元例如一個(gè)鍵盤同時(shí)觀看圖像進(jìn)行設(shè)計(jì)的方法可以被使用。
在本發(fā)明的3D顯示器的另一個(gè)方面中，至少一個(gè)顯示器件是自發(fā)光的，以使朝向觀眾的自發(fā)射光的數(shù)量比離開觀眾的要多。
根據(jù)這個(gè)方面，對于靠前顯示器件或除最后顯示器件外的顯示器件，離開觀眾方向上發(fā)射的光的數(shù)量是更少的。因此，構(gòu)成朝向觀眾的圖像噪聲的光的數(shù)量可以被減少，這個(gè)圖像噪聲，是由在離開觀眾方向上發(fā)射的光反射到發(fā)射顯示器件背面上設(shè)置的顯示器件的表面上而產(chǎn)生的。因此，3D圖像質(zhì)量可以提高。
在本發(fā)明的3D顯示器的另一方面中，至少一個(gè)顯示器件在其背面具有一個(gè)半透明反射鏡。
按這個(gè)方面，對于靠前顯示器件或除最后顯示器件外的顯示器件，能夠通過半透明反射鏡減少或遮斷在離開觀眾方向上發(fā)射的光。因此，構(gòu)成朝向觀眾的圖像噪聲的光的數(shù)量可以被減少，這個(gè)圖像噪聲，是由在離開觀眾方向上發(fā)射的光反射到發(fā)射顯示器件背面上設(shè)置的顯示器件的表面上而產(chǎn)生的。
順便指出，上述半透明反射鏡最好設(shè)置在顯示器件的附近或設(shè)置在離顯示器件一個(gè)預(yù)定間隔而垂直于同一視線的位置上，上述半透明反射鏡最好與這個(gè)顯示器件重疊或面對這個(gè)顯示器件設(shè)置。因此，能夠防止由于半透明反射鏡的存在而引起的光系統(tǒng)的大尺寸。
在本發(fā)明的3D顯示器另一個(gè)方面中，至少一個(gè)顯示器的背面具有一個(gè)濾光器，以使通過濾光器的離開觀眾的自發(fā)射光比通過濾光器的朝向觀眾的自發(fā)射光要少。
按照這個(gè)方面，對于靠前顯示器件或除最后顯示器件外的顯示器件，通過濾光器能夠減少或遮斷離開觀眾方向上發(fā)射的光。因此，構(gòu)成朝向觀眾的圖像噪聲的光的數(shù)量可以被減少，這個(gè)圖像噪聲是由在離開觀眾方向上發(fā)射的光反射到發(fā)射顯示器件背面上設(shè)置的顯示器件的表面上而產(chǎn)生的。
在本發(fā)明的3D顯示器的另一個(gè)方面中，至少有一個(gè)顯示器件在其背面具有一個(gè)偏光板。
按照這個(gè)方面，對于靠前顯示器件或除最后顯示器件的顯示器件，能夠通過偏光板去減少或遮斷離開觀眾方向上發(fā)射的光。因此，變成朝向觀眾的圖像噪聲的光的數(shù)量可以被減少，這個(gè)圖像噪聲，是由在離開觀眾的方向上發(fā)射的光反射到發(fā)射顯示器件背后設(shè)置的顯示器件的表面上而產(chǎn)生的。特別是，如果該偏光板設(shè)置得能夠透過靠后顯示器件顯示的物體的圖像的光，亮度好的3D圖像可以被顯示。
在本發(fā)明的3D顯示器的另一個(gè)方面中，至少一個(gè)顯示器件在其背面表面上被抗反射處理。
按照這個(gè)方面，在靠后顯示器件或最后顯示器件的表面上的，從靠前顯示器件向后發(fā)射的光的反射，通過抗反射膜，層或涂層被有效地防止了。結(jié)果，朝向觀眾的由光反射引起的圖像噪聲可以被減小。
在本發(fā)明的3D顯示器的另一方面中，靠后設(shè)置的另一個(gè)顯示器件在其前部表面上是被抗反射處理的。
按照這個(gè)方面，在靠后顯示器件或最后顯示器件的表面上，從靠前顯示器件向后發(fā)射的光的反射可以通過抗反射膜，層或涂層有效地被防止了。結(jié)果，由光反射引起的，朝向觀眾的圖像噪聲，可以被減小。
在本發(fā)明的3D顯示器的另一個(gè)方面中，靠后設(shè)置的另一個(gè)顯示器件在其前邊表面上有一個(gè)光散射板。
按照這個(gè)方面，從靠前顯示器件向后發(fā)射的光，在光到達(dá)靠后器件或最后顯示器件以前，通過光散射板被散射。因此，在靠后顯示器件或最后顯示器件的表面上，向后發(fā)射的光的反射，通過光散射板被有效地防止了。結(jié)果，由光反射引起的，朝向觀眾的圖像噪聲被減小了。
順便指出，靠前顯示器件和/或靠后顯示器件的上述各方面的任意組合可以使3D圖像的質(zhì)量進(jìn)一步提高。
在本發(fā)明的3D顯示器的另一方面中，至少一個(gè)顯示器件包括一個(gè)EL元件。
按照這個(gè)方面，顯示器件，例如EL顯示單元或類似的包括EL元件的單元，在自發(fā)光和透光兩個(gè)方面都是優(yōu)越的。因此，能夠制造薄的小尺寸的3D顯示器，最好是用EL顯示單元這樣的顯示器件構(gòu)成本發(fā)明的3D顯示器。
在本發(fā)明的3D顯示器的另一個(gè)方面中，離觀眾最遠(yuǎn)設(shè)置的顯示器件具有一個(gè)無透光特性的圖像顯示表面。
按照這個(gè)方面，對于不需要透光性的最后顯示器件，例如LCD單元，等離子顯示單元，CRT顯示單元等等可以被使用。它能夠有效地提高整個(gè)3D顯示器的性價(jià)比和容量。
不過，象其它顯示器件一樣，能夠用EL顯示單元等構(gòu)成具有自發(fā)光和透光性的最后顯示器件。即使這樣構(gòu)成，只要具有自發(fā)光和透光性的顯示器件被用作最后顯示器件，上述本發(fā)明的幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)就都能被獲得。
本發(fā)明的上述目的可以通過使用上述本發(fā)明的3D顯示器的3D顯示方法來達(dá)到，這個(gè)方法包括下面的步驟產(chǎn)生顯示器件分別顯示圖像的圖像信號；根據(jù)產(chǎn)生的圖像信號控制顯示器在各個(gè)顯示器件的基本相同的屏幕位置上分別顯示同一物體的圖像。
按照本發(fā)明的3D顯示方法，在觀眾的相同的視線里顯示器件是按照上述的本發(fā)明的3D顯示器的同樣方式以預(yù)定的間隔依次地設(shè)置。通過這個(gè)控制過程，顯示器件分別顯示同一物體的圖像，它的亮度在顯示器件之間是變化的。觀眾通過靠前顯示器件可以看見靠前顯示器件顯示的圖像，它疊加在靠后顯示器件顯示的圖像的上面。即，視線上的觀眾可以觀看亮度調(diào)制方法的3D圖像。
特別在本發(fā)明中，每一個(gè)按上述方式設(shè)置的顯示器件或除最后顯示器件外的至少一個(gè)顯示器件都包括一個(gè)顯示器件，該顯示器件包括具有自發(fā)光特性和透光特性兩者的圖像顯示表面。因此不需要，如上述日本專利申請公報(bào)NO.2000-115812所公開的光學(xué)元件，如用于重疊或混合物體的多個(gè)圖像的半透明反射鏡的亮度調(diào)制方法的小尺寸和易于控制的3D顯示器可以被實(shí)現(xiàn)。
在本發(fā)明的3D顯示方法的一個(gè)方面中，控制過程包括如下步驟如果一個(gè)要被顯示的三維圖像離觀眾較近，控制顯示器件，以使靠前設(shè)置的顯示器之-顯示同一物體的一個(gè)圖像，其亮度比靠后設(shè)置的顯示器件的要高；并且控制顯示器件，使得，如果一個(gè)要被顯示的三維圖像離觀眾較遠(yuǎn)，靠后設(shè)置的顯示器件之一顯示同一物體的一個(gè)圖像，其亮度比靠前設(shè)置的顯示器件的亮度要高。
按照這個(gè)方面，控制過程控制每個(gè)顯示器件上顯示的圖像的亮度，以使觀眾能夠觀看作為3D圖像的物體的圖像。例如，控制器使靠前顯示器上顯示的圖像的亮度高，和使靠后顯示器件上顯示的圖像的亮度低，從而使觀眾看見在觀眾附近位置上的3D圖像。然后觀眾可以觀看靠前顯示器件附近位置上顯示的3D圖像。另一方面，控制器使靠前顯示器件上的圖像的亮度低，并使靠后顯示器件上顯示的圖像的亮度高，從而使觀眾看見離觀眾較遠(yuǎn)位置上的3D圖像。然后，觀眾看見靠后顯示器件附近位置上顯示的3D圖像。因此，視線上的觀眾可以觀看亮度調(diào)制方法的3D圖像。
在本發(fā)明的另一個(gè)方面，控制過程進(jìn)一步控制顯示器件，以使從靠前位置向靠后位置設(shè)置的顯示器件的亮度之總和保持為一個(gè)預(yù)定值。
通過這種方式的構(gòu)成，控制過程可以防止隨亮度變化產(chǎn)生的屏幕閃爍，這是因?yàn)樵谌魏慰刂七^程的控制情況下，由所有顯示器件的亮度構(gòu)成的總亮度被保持在一個(gè)預(yù)定值(例如，一個(gè)值或恒定值)。
在本發(fā)明的3D顯示方法的另一個(gè)方面中，控制過程控制亮度，是根據(jù)拍攝同一物體的圖像的攝像機(jī)離該同一物體的距離進(jìn)行的。
按照這個(gè)方面，本發(fā)明的3D顯示方法所顯示圖像的亮度控制，是根據(jù)攝像機(jī)到物體的距離進(jìn)行的。攝像機(jī)到每個(gè)物體的距離是通過距離測量器進(jìn)行測量的，它和圖像信息一致，作為距離信息被記錄。當(dāng)物體離攝像機(jī)近時(shí)，靠前顯示器件的亮度比靠后顯示器件的亮度高。另一方面，當(dāng)物體離攝像機(jī)遠(yuǎn)時(shí)，靠前顯示器件的亮度越比靠后顯示器件的亮度低。因此，拍攝真實(shí)物體的圖像的距離關(guān)系可以被再現(xiàn)。
通過參考本發(fā)明的最佳實(shí)施例的詳細(xì)描述并結(jié)合下面簡短的附圖描述，本發(fā)明的性質(zhì)，功效和進(jìn)一步的特點(diǎn)將會更加明顯。


圖1是原理圖，表示與本發(fā)明的3D顯示器及方法有關(guān)的本實(shí)施例的顯示。
圖2是另一個(gè)原理圖，表示與本發(fā)明的3D顯示器及方法有關(guān)的本實(shí)施例。
圖3是方塊圖，表示與本發(fā)明的3D顯示的拍攝圖像的攝像系統(tǒng)有關(guān)的實(shí)施例的概要結(jié)構(gòu)。
圖4是方塊圖，表示與本發(fā)明的3D顯示器有關(guān)的實(shí)施例的概要結(jié)構(gòu)。
圖5是示意透視圖，表示與用于顯示本發(fā)明3D顯示器的圖像的裝置有關(guān)的第一和第二實(shí)施例。
圖6是示意透視圖，表示與用于顯示本發(fā)明的3D顯示器的圖像的裝置有關(guān)的第三實(shí)施例。
圖7是示意透視圖，表示與用于顯示本發(fā)明的3D顯示器的圖像的裝置有關(guān)的第四實(shí)施例。
圖8是示意透視圖，表示與用于顯示本發(fā)明的3D顯示器的圖像的裝置有關(guān)的第五實(shí)施例。
圖9是示意透視圖，表示與用于顯示本發(fā)明的3D顯示器的圖像的裝置有關(guān)的第六實(shí)施例。
圖10是示意截面圖，表示與用于顯示本發(fā)明的3D顯示器的圖像的裝置有關(guān)的更詳細(xì)的第二實(shí)施例的例子。
圖11是一個(gè)示意截面圖，表示與用于顯示本發(fā)明的3D顯示器的圖像的裝置有關(guān)的第二實(shí)施例的另一個(gè)更詳細(xì)的例子。
圖12是一個(gè)示意截面視圖，表示與用于顯示本發(fā)明的3D顯示器的圖像的裝置有關(guān)的第二實(shí)施例的另一個(gè)更詳細(xì)的例子。
具體實(shí)施例方式
首先，參考圖1和圖2解釋本發(fā)明的3D顯示的原理。圖1是觀眾可以看見在3D顯示中較靠前設(shè)置的物體的情況，圖2是觀眾可以看見在3D顯示中較靠后設(shè)置的物體的情況。除非特別規(guī)定，3D顯示器的“一個(gè)表面“或“一個(gè)前表面“，意味著一個(gè)指向觀眾(即，面向觀眾的表面)的表面，3D顯示器的“背面”，意味著反向于觀眾的表面(即，不面對觀眾的表面)。
在圖1中，顯示單元11和顯示單元12平行設(shè)置，并且在觀眾10的同一視線上依次地以一預(yù)定間隔d0設(shè)置。在這種情況下，對于同一物體，圖像111被顯示在顯示單元11上，圖像121被顯示在顯示單元12上。圖像111和121被顯示在這樣的位置上，在這個(gè)位置，觀眾10可以看見圖像111和121重疊。
這時(shí)，圖像111和圖像121被顯示，以使圖像111的亮度和圖像121的亮度彼此具有一個(gè)預(yù)定關(guān)系，而圖像111的亮度和圖像121的亮度之總和是一個(gè)常數(shù)。通過在這種情況下顯示兩個(gè)圖像，觀眾10可以在顯示單元11和顯示單元12之間的一個(gè)位置上看見一個(gè)組合圖像131。例如，如果圖像111的亮度高于圖像121的亮度，則圖像131就可能被觀看成向后離顯示單元11距離為d1和向前離顯示單元12距離為d2(d1＜d2，d1+d2＝d0)。
圖2中，是與圖1中的物體具有相同形狀的另一物體，圖像112被顯示在顯示單元11上，圖122被顯示在顯示單元12上。這時(shí)，如果圖像112的亮度低于圖像122的亮度，合成圖像132被觀看成向后離顯示單元11的距離是d3和向前離顯示單元12的距離是d4(d3＞d4，d3+d4＝d0)。這時(shí)，圖像132被顯示，以使顯示單元11和顯示單元12的亮度和與在圖1的情況一樣，是一個(gè)常數(shù)。
通過顯示上述圖1和圖2解釋過的圖像，圖像131就直觀地，被識別在圖像132的前面，通過在預(yù)定周期交替地顯示這些圖像，余象效應(yīng)對觀眾10保持有效。作為這個(gè)預(yù)定周期，合適的周期可以被設(shè)定，例如1/60秒，它表示NTSC(national television system committee)型的場圖像周期，1/30秒，它表示NTSC型的一個(gè)幀圖像周期，或1/50秒，它表示PAL(phase Alternation byline)型的場圖像周期，1/25秒，它表示PAL型幀圖像周期或一個(gè)預(yù)定的較好的周期，這是因?yàn)橛嘞笮?yīng)可以作為3D顯示系統(tǒng)被保持。
用于3D顯示圖像的攝像裝置下面，參考圖3解釋攝像裝置1的一個(gè)例子，它拍攝3D顯示的圖像。
在圖3中，攝像裝置1具有一個(gè)攝像機(jī)23，一個(gè)距離測量單元24和一個(gè)記錄單元25，攝像機(jī)23可能是NTSC型，PAL型的TV攝像機(jī)等等。距離測量單元24用于測量到物體的距離，它用紅外線或超聲波進(jìn)行測量。記錄單元25具有磁帶，磁盤等記錄介質(zhì)，它記錄由攝像機(jī)23拍攝的圖像的數(shù)據(jù)和由距離測量單元24檢測的到物體的距離。到物體的距離或?qū)?yīng)的物體的亮度可以作為一個(gè)預(yù)定值由輸入裝置26輸入，輸入裝置26例如是，一個(gè)遙控單元，前端面板開關(guān)，鍵盤等等。
假設(shè)這里有兩個(gè)物體被用于拍攝3D顯示圖像，它們分別是第一物體21和第二物體22。第一物體21和第二物體22被設(shè)置得它們之間在相對于觀眾10的前、后方向上具有一個(gè)距離間隔。如上述設(shè)置的第一物體21和第二物體22通過攝像機(jī)23從觀眾10的觀察方向被拍攝圖像，圖像數(shù)據(jù)被記錄到記錄單元25中。
在用攝像機(jī)23拍攝圖像的同時(shí)，到第一物體21的距離D1和到第二物體22的距離D2的每一個(gè)，通過距離測量單元24被測量。所測得的距離D1和D2和由攝像機(jī)23拍攝的圖像數(shù)據(jù)一起，由記錄單元25記錄。關(guān)于3D圖像的播放，以后將參考圖4作詳細(xì)描述，由于根據(jù)距離D1和D2的距離數(shù)據(jù)控制亮度，把第一物體21和第二物體22的圖像分別顯示在一組顯示單元上，所以觀眾10可以觀看第一物體21和第二物體22的三維圖像。
再者，通過直接輸(i)由攝像機(jī)23拍攝的圖像數(shù)據(jù)和(ii)由距離測量器24測量的距離數(shù)據(jù)到3D顯示器2中，能夠顯示3D圖像。距離數(shù)據(jù)和圖像數(shù)據(jù)不限于攝像裝置1獲得的數(shù)據(jù)，它能夠使用計(jì)算機(jī)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)。
3D顯示器下面，參考圖4解釋3D顯示器2。圖4示出了通過使用上述攝像裝置1獲得的圖像數(shù)據(jù)和距離數(shù)據(jù)來顯示的3D圖像。
在圖4中，3D顯示裝置具有第一顯示單元11，第二顯示單元12，圖像播放單元31，顯示圖像單元32，距離信息單元33，同步信號單元34，亮度調(diào)制單元35，第一顯示單元的信號產(chǎn)生器36，第二顯示單元的信號產(chǎn)生器37，第1顯示單元的驅(qū)動單元38，第二顯示單元的驅(qū)動單元39等等。
第一顯示單元11設(shè)置在觀眾10附近，它具有一個(gè)顯示器件，顯示器件自發(fā)光并具有透光性，例如是一個(gè)EL元件。第二顯示單元12與第一顯示單元11相比是設(shè)置在遠(yuǎn)離觀眾10的位置上，它具有一個(gè)顯示器件，它能自發(fā)光并具有和第一顯示單元11一樣的透光特性，例如是一個(gè)EL元件，或者具有一個(gè)LCD(Liquid crystal display)單元，CRT(Cathode ray tube)顯示單元等。
第一顯示單元11和第二顯示單元12設(shè)置在觀眾10的同一視線上，它們的屏幕與觀眾10的視線垂直。進(jìn)而，雖然在圖4中沒有示出，在第一顯示單元11和第二顯示單元12之間能夠插入一個(gè)或一組顯示單元。所插入的顯示單元或單元組可以由顯示器件構(gòu)成，它能自發(fā)光并和第一顯示單元11一樣具有透光性。自然，每個(gè)顯示單元需要有驅(qū)動器件。
一個(gè)EL元件，在第一顯示單元11和第二顯示單元1 2之間需要的場合，它被用作為第一顯示單元11，它也可能被用作為第二顯示單元12，它能自發(fā)光并能通過從其背面來的光。采用這些自發(fā)光和光通過單元，是本發(fā)明的3D顯示器的特殊特點(diǎn)，有助于減小尺寸和使設(shè)備成本降低。當(dāng)然，能夠使用EL顯示單元作為第二顯示單元12。
順便指出，本發(fā)明的3D顯示器的顯示單元不限于EL，只要顯示單元具有自發(fā)光和能通過從其背面來的光的特點(diǎn)，都在本發(fā)明的范圍之中。
圖像播放單元31通過使用或再現(xiàn)一個(gè)介質(zhì)，例如磁盤而輸出圖像數(shù)據(jù)和距離數(shù)據(jù)，在該介質(zhì)上，其圖像被攝像裝置1拍攝的，(i)第一物體21和第二物體22的圖像數(shù)據(jù)和(ii)第一物體21和第二物體22的距離數(shù)據(jù)被記錄。順便指出，如果攝像機(jī)23的輸出被直接用于顯示3D圖像，圖像播放單元31就是不需要的。
顯示圖像單元32從圖像播放單元31播放或再現(xiàn)的信息中產(chǎn)生實(shí)際被顯示的圖像數(shù)數(shù)據(jù)。這就是說，如圖3所示，顯示圖像單元32把其圖像被拍攝的，第一物體21和第二物體22的圖像數(shù)據(jù)分開，并輸出圖像信息到下一級顯示程序。
距離信息單元33把其圖像被拍攝的物體的信息，例如圖3所示第一物體21或第二物體22對于攝像機(jī)23(更精確地說，是對距離測量單元24)的距離，也即來自記錄介質(zhì)的播放信號的距離數(shù)據(jù)分開。然后，距離信息單元33輸出距離數(shù)據(jù)到下一級顯示程序。在這種情況下，距離數(shù)據(jù)和與距離數(shù)據(jù)同時(shí)使用的圖像數(shù)據(jù)，保持彼此同步的關(guān)系。
同步信號單元34在，(i)利用記錄介質(zhì)的播放信號顯示圖像的同步信號，例如，水平同步和垂直同步信號以及被實(shí)際顯示為同步的第一物體21和第二物體22的圖像數(shù)據(jù)，和(ii)距離攝像機(jī)23的距離數(shù)據(jù)之間獲得同步。用這種方式，同步信號單元34使距物體的距離和表示物體的圖形相互關(guān)聯(lián)。
亮度調(diào)制器35控制第一物體21和第二物體22的亮度，在第一顯示單元11和第二顯示單元12上，和從攝像機(jī)23到要被顯示的第一物體21和第二物體22的距離(即離開觀眾10的距離)一致顯示它們。假設(shè)第一物體21被設(shè)置得離觀眾10比第二物體22近，控制使在第一顯示單元11上顯示的第一物體21的亮度高于在第二顯示單元12上顯示的第一物體21的亮度，同時(shí)使在第一顯示單元11上顯示的第二物體22的亮度低于在第二顯示單元12上顯示第二物體22的亮度。
順便指出，鑒于觀眾10的余象效應(yīng)，第一物體21和第二物體22被顯示在不同的場或幀中。因此，(i)在顯示第一物體21中的第一顯示單元11的亮度和(ii)第二顯示單元12的亮度的合成亮度被設(shè)置得等于(i)在顯示第二物體22中的第一顯示單元11的亮度和(ii)第二顯示單元12的亮度的合成亮度，以便消除視覺的不舒適。
第一顯示單元的信號產(chǎn)生器36根據(jù)顯示圖像單元32，亮度調(diào)制單元35和同步信號單元34的一個(gè)信號，產(chǎn)生一個(gè)圖像信號，這個(gè)圖像信號要被顯示在第一顯示單元11上。假設(shè)第一物體21離觀眾10比第二物體22近，則這里產(chǎn)生的圖像信號使顯示第一物體21的亮度高，同時(shí)使顯示第二物體22的亮度低。用于顯示的同步信號被加到用這種方式產(chǎn)生的這個(gè)圖像信號上。
第二顯示單元的信號產(chǎn)生器37根據(jù)顯示圖像單元32，亮度調(diào)制單元35和同步信號單元34的信號產(chǎn)生一個(gè)圖像信號，這個(gè)圖像信號將被顯示在第二顯示單元12上。假設(shè)第一物體21離觀眾10比第二物體22近，則這里產(chǎn)生的圖像信號使顯示第一物體21的亮度低，而使顯示第二物體22的亮度高。用于顯示的同步信號被加到用這種方式產(chǎn)生的這個(gè)圖像信號上。
第一顯示單元的驅(qū)動單元38把第一顯示單元的信號產(chǎn)生器36發(fā)送的圖像信號轉(zhuǎn)換成與該種第一顯示單元11(例如EL顯示單元)對應(yīng)的一個(gè)驅(qū)動波形。第一顯示單元的驅(qū)動單元38獲得一個(gè)驅(qū)動電壓和驅(qū)動電流并把這個(gè)電壓和電流加到第一顯示單元11上，使顯示單元11顯示圖像。
第二顯示單元的驅(qū)動單元39把第二顯示單元的信號產(chǎn)生器37發(fā)送的圖像信號轉(zhuǎn)換成與該種第二顯示單元12(例如EL顯示單元，LCD單元，CRT顯示單元等)對應(yīng)的驅(qū)動波形。第二顯示單元的驅(qū)動單元39獲得一個(gè)驅(qū)動電壓和驅(qū)動電流并把該電壓和電流加到第二顯示單元12上，使顯示單元12顯示圖像。
由于在第一顯示器11和第二顯示器12上顯示如上所述產(chǎn)生的圖像信號，所以觀眾10就可以觀看3D圖像。
首先，第一物體21的圖像111被顯示在第一顯示單元11上，第一物體22的圖像121被顯示在第二顯示單元12上。圖像111和圖像121彼此同步并且被顯示在與觀眾10的視線重合的位置上。圖像111的亮度高于圖像121的亮度。在這種情況下，如圖1所示，觀眾10可以看見第一顯示單元11附近的位置上的圖像131。
另一方面，在下一個(gè)顯示周期，第二物體22的圖像112被顯示在第一顯示單元11上，第二物體22的圖像122被顯示在第二顯示單元12上。圖像112和圖像122彼此同步，并被顯示在與觀眾10的視線相重合的位置上。圖像122的亮度高于圖像112的亮度。這種情況下，如圖2所示，觀眾10可以看見在第二顯示單元12附近位置上的圖像132。
用這種方式，觀眾10可以觀看第一物體21和第二物體22，它們被放置成靠后和靠前，由此，通過在觀眾10的余象時(shí)間內(nèi)重復(fù)上述顯示的圖像就可以觀看3D圖像。
順便指出，本發(fā)明的3D顯示裝置的特點(diǎn)是，使小尺寸和低成本的裝置成為現(xiàn)實(shí)，因?yàn)樗慕Y(jié)構(gòu)是這樣的，通過使用具有自發(fā)光和透光性的顯示單元作為靠前顯示單元，觀眾通過靠前顯示單元可以觀看在靠后顯示單元上顯示的圖像。因此，攝像裝置和3D顯示器不限于上述的描述。可以設(shè)計(jì)一種具有相同操作或功能的器件和裝置。
(3D顯示器中的圖像顯示器的第一實(shí)施例)現(xiàn)在參考圖5解釋圖像顯示器的第一實(shí)施例。
如圖5所示，本實(shí)施例的第一顯示單元11具有一個(gè)顯示器件，它通過自發(fā)光顯示圖像(如通過自發(fā)射光L1和L2表示的)，并且它透過從其背面來的光L3，例如是EL元件。因此，除了在第一顯示單元11上顯示的圖像，觀眾10還可以通過第一顯示單元11看見在第二顯示單元12上顯示的圖像。這種器件可使3D顯示器小尺寸。
(3D顯示器的圖像顯示器件的第二實(shí)施例)下面參照圖5用同樣的方法解釋圖像顯示器件的第二實(shí)施例。
如圖5所示，本實(shí)施例的第一顯示單元11具有一個(gè)顯示器件，它通過自發(fā)光顯示圖像(如自發(fā)射光L1和L2所表示的)，它透過從其背面來的光L3，例如是一個(gè)EL元件。其表面光的數(shù)量大于背面光的數(shù)量的顯示器件被用在第二實(shí)施例中。通過使用顯示器件的一個(gè)照明元件能夠?qū)崿F(xiàn)這種顯示器件，它從表面發(fā)射的光多于從背面表面發(fā)射的光。從背表面發(fā)射的光L2作為光L4到達(dá)第二顯示單元12，第二顯示單元12的表面上的反射光L5返回到第一顯示單元11。反射光L5可能或多或少地?fù)p害圖像顯示，因此，通過減少背表面發(fā)射的光L2，即減少第二顯示單元11的表面上的反射光L5，能夠提高3D圖像的質(zhì)量。
(3D顯示器中圖像顯示器件的第三實(shí)施例)下面參照圖6解釋圖像顯示器件的第三實(shí)施例如圖6所示，本實(shí)施例的第一顯示單元11具有一個(gè)顯示器件，它通過自發(fā)光顯示圖像(如通過自發(fā)射光L1和L2所表示的)，它透過從其背面來的光L3，例如，它是EL元件。進(jìn)而，顯示器件的背表面具有一個(gè)半透明反射鏡13。從第一顯示單元11朝向第二顯示單元12發(fā)射的光L2，實(shí)際上被半透明反射鏡13阻斷，另一方面，從第二顯示單元12發(fā)射的光L3可以通過半透明反射鏡13和第一顯示單元11。因此，觀眾10通過半透明反射鏡13和第一顯示單元11可以觀看在第二顯示單元12上顯示的圖像。因?yàn)榉乐癸@示單元11的背面發(fā)射的光L2在第二顯示單元12上反射和返回到觀眾10的那邊，所以能夠提高3D圖像的質(zhì)量。
(3D顯示器中圖像顯示器件的第四實(shí)施例)下面參照圖7解釋圖像顯示器件的第四實(shí)施例。
如圖7所示，本實(shí)施例的第一顯示單元11具有一個(gè)顯示器件，它通過自發(fā)光顯示圖像(如通過自發(fā)射光L1和L2所表示的)，它透過從其背面來的光L3，它例如是，EL元件。進(jìn)一步，顯示器件的背表面有一個(gè)濾光器14。通過濾光器14從觀眾10一側(cè)到觀眾10的相反側(cè)的光，比通過濾光器14從觀眾10的相反側(cè)到觀眾10的一側(cè)的光要弱。因?yàn)橛袨V光器14，從第一顯示單元11到第二顯示單元12發(fā)射的光L4被減小，同時(shí)從第二顯示單元12發(fā)射的光L3在通過濾光器14時(shí)的衰減量是小的，因此，觀眾10通過第一顯示單元11可以看見顯示在第二顯示單元12上的圖像。因?yàn)樵诘诙@示單元12上的反射光L5很弱，所以能夠提高3D圖像的質(zhì)量。
(3D顯示器中圖像顯示器件的第五實(shí)施例)下面參考圖8解釋圖像顯示器件的第五實(shí)施例。
如圖8所示，本實(shí)施例的第一顯示單元11具有一個(gè)顯示器件，它通過自發(fā)光顯示圖像(如自發(fā)射光L1和L2所表示的)，它透過從其背面來的光L3，它例如是EL元件。進(jìn)一步，在顯示器件的背表面具有一個(gè)偏振片15。因?yàn)橛辛似衿?5，從第一顯示單元11到第二顯示單元12的光L4被偏移。第二顯示單元12上反射的反射光L5在通過偏振片15時(shí)被阻斷，很難或不能到達(dá)觀眾10處。另一方面，第二顯示單元12發(fā)射的光L3能夠通過偏振片15。因此，觀眾10通過第一顯示單元11可以觀看在第二顯示單元12上顯示的圖像。因?yàn)榉瓷涔釲5難于或不能返回到觀眾10處，所以能夠提高3D圖像的質(zhì)量。
(3D顯示器中圖像顯示器件的第六實(shí)施例)下面參考圖9解釋圖像顯示器件的第六實(shí)施例。
如圖9所示，本實(shí)施例的第一顯示單元11具有一個(gè)顯示器件，它通過自發(fā)光來顯示圖像(如自發(fā)射光L1和L2所表示的)，它能透過從其背面來的光L3，例如，它是EL元件。第二顯示單元12的表面具有一個(gè)抗反射膜16。通過抗反射膜16，從第一顯示單元11發(fā)射到第二顯示單元12的光L4被減小。因此，光L4的反射光L5幾乎不返回到觀眾10處。另一方面，第二顯示單元12發(fā)射的光L3可以通過抗反射16。因此，觀眾10通過第一顯示單元11可以觀看在第二顯示單元12上顯示的圖像。因?yàn)樵诘诙@示單元12上的反射光L5幾乎不返回到觀眾10處，所以能夠提高3D圖像的質(zhì)量。
順便指出，代替在第二顯示單元12的表面上提供抗反射膜16，能夠使用其它減少反射光L5的方法，例如，通過機(jī)械裝置或化學(xué)裝置在第二顯示單元12的表面上進(jìn)行抗反射處理或抗反射膜涂層處理，或安裝一個(gè)光散射片。
圖像顯示器件的第一到第六實(shí)施例已在上面做了解釋。在技術(shù)可達(dá)到的范圍內(nèi)自然可以把它們中的兩個(gè)或多個(gè)進(jìn)行組合。例如，來自在前面設(shè)置的顯示單元的，指向其后面的光的數(shù)量可能被減少，而抗一反射膜可以被設(shè)置在后面設(shè)置的顯示單元的表面上。
如上所述，按照本實(shí)施例，亮度調(diào)制型的3D顯示方法可以通過使用比較簡單的結(jié)構(gòu)和控制來實(shí)現(xiàn)。
此外，在觀眾的余象效應(yīng)保持有效的期間內(nèi)，通過控制兩個(gè)前后設(shè)置的顯示器件上的亮度交替地顯示深度互不相同的多個(gè)物體，觀眾能夠觀看多個(gè)物體，識別它們的前后距離關(guān)系。
雖然上面描述了3D顯示的例子，但是第一到第六實(shí)施例的一個(gè)或組合也可以顯示2D圖像。
進(jìn)一步，在上述第二實(shí)施例中的具有增加前面光的發(fā)射量并且減少來自背面的光L2的發(fā)射量的結(jié)構(gòu)的，多個(gè)第一顯示器件11的具體例子將參考圖10到圖12進(jìn)行解釋。圖10到12的每一個(gè)，解釋第二實(shí)施例中所用的第一顯示單元11的具體結(jié)構(gòu)。
如圖10所示，有機(jī)EL顯示單元100可以用作第二實(shí)施例中的第一顯示單元11。有機(jī)EL顯示單元100具有一個(gè)有機(jī)EL發(fā)射層111，一個(gè)基片112，一個(gè)ITO(Indium Tin Oxide)電極(陽極)113，一個(gè)絕緣膜115，一個(gè)陰極隔板116，一個(gè)透明玻璃密封殼117，一個(gè)透明電極118，一個(gè)反射板119。
有機(jī)EL發(fā)射層111包括一個(gè)空子注射層，一個(gè)空穴傳送層，一個(gè)光發(fā)射層，一個(gè)電子傳送層和一個(gè)電子注入層，這些在圖10中未示出。空子注射層可以由例如CuPc(Copper Phthalocyanine)組成。空穴傳送層可以由NPB(N，N·di(naphthalene-1-y1)·N，N-diphenyl-benzidene)組成。光發(fā)射層可以由Alqzz(atris-(8-hydroxyquinoline)aluminum)組成。電子傳送層可以由例如BCP(abathocuproine)組成。電子注入層由例如LiF(Lithium fluoride)組成。
基片112用于保護(hù)和支持有機(jī)EL發(fā)射層111?；?12可以包括一個(gè)玻璃基片。聚合物基片可被用作基片112。觀眾10所觀看的圖像是由有機(jī)EL發(fā)射層111通過基片112發(fā)出的光線組成的。
ITO電極113是一個(gè)陽極，它具有透光特性。IZO(Indium Zine Oxide)電極可以代替ITO電極用作陽極。
絕緣膜115用于防止電泄漏。絕緣膜115可以由聚酰亞胺組成，并形成在，除有機(jī)EL發(fā)射層111形成在其上的基片113的那一部分外的基片113上。
陰極隔板116在制作陰極中用于把陰極(即，透明電極118)做成任意形的。陰極隔板116形成在除陰極形成的那一部分外的絕緣膜115上。
透明玻璃密封殼117用于保護(hù)上述元件免受外部影響。另一方面，透明密封膜可以用來代替透明玻璃密封殼117。
透明電極118是包括例如ITO的陰極電極，它具有透光特性。透明電極118可以包括IZO或一個(gè)薄膜形狀的金屬電極。
反射片119可以由金屬組成，例如鋁，它的反射率很高。反射片119最好設(shè)置在有機(jī)EL發(fā)射層111和透明電極118之間的邊界表面的至少一部分上。
具有上述結(jié)構(gòu)的有機(jī)EL顯示單元100，使從整個(gè)有機(jī)EL發(fā)射層111發(fā)射的光通過其前表面的方向。另一方面，有機(jī)EL顯示單元100使，除反射片119沒有形成在其上的有機(jī)EL發(fā)射層111的那一部分外的有機(jī)EL發(fā)射層111發(fā)射的光，通過其背面表面的方向。因此，象上述第二實(shí)施例的第一顯示單元11那樣，能夠?qū)崿F(xiàn)這樣的顯示單元，它從前表面發(fā)射的光多于從后表面發(fā)射的光，并從后表面發(fā)射較少的光L2。
如圖11所示，有機(jī)EL發(fā)射層111的至少一部分具有反射片119而有機(jī)EL發(fā)射層111的另一部分不具有反射片119，有這樣結(jié)構(gòu)的有機(jī)EL顯示單元101，具有如上述有機(jī)EL顯示單元100相同的優(yōu)點(diǎn)。
即，由(i)不具有反射片119的有機(jī)EL發(fā)射層111和(ii)具有反射片119的有機(jī)EL發(fā)射層111兩者發(fā)射的光，通過前表面的方向。另一方面，僅由不具有反射片119的有機(jī)EL發(fā)射層111發(fā)射的光，通過后表面的方向。
因此，如圖10所示的結(jié)構(gòu)，能夠?qū)崿F(xiàn)一種顯示單元，它從前表面發(fā)射的光多于從后表面發(fā)射的光，并且從后表面發(fā)射較少的光L2。
對于上述有機(jī)EL顯示單元100和101，圖5所示的光L1相當(dāng)于朝向基片112發(fā)射的光。圖5所示的光L2相當(dāng)于朝向基片112的反面發(fā)射的光。不過，不限于此，圖5所示的光L1可以相當(dāng)于朝向基片112的反面發(fā)射的光，而圖5所示的光L2相當(dāng)于朝向基片112發(fā)射的光。在這種情況下，作為有機(jī)EL顯示單元102，反射片119最好設(shè)置在圖12中所示的有機(jī)EL發(fā)射層111和ITO電極113之間的邊界表面或邊界表面的至少一個(gè)部分上。
權(quán)利要求
1，一種三維顯示器(2)，其特征在于，所述顯示器包括一組顯示器件(11，12)，它們以預(yù)定間隔依次設(shè)置在觀眾(10)的視線上；和一個(gè)控制器(31-39)，用于控制各顯示器件分別顯示圖像，從而把一個(gè)三維圖像顯示給觀眾，除離觀眾最遠(yuǎn)的顯示器件(12)外，至少一個(gè)顯示器件(11)包括一個(gè)圖像顯示表面，該表面具有自發(fā)光特性和透光特性。
2，如權(quán)利要求1的三維顯示器(2)，其特征在于，所述控制器(31-39)控制顯示器件(11，12)以在各個(gè)顯示器件的基本相同的屏幕位置上分別顯示同一物體的各個(gè)圖像。
3，如權(quán)利要求2的三維顯示器(2)，其特征在于，所述控制器(31-39)控制顯示器件(11，12)，使得，如果一個(gè)要顯示的三維圖像離觀眾(10)較近，則靠前設(shè)置的顯示器件(11)之一在顯示同一物體的一個(gè)圖像時(shí)的亮度高于靠后設(shè)置的其它顯示器件(12)亮度，并使得，如果一個(gè)要顯示的三維圖像離觀眾較遠(yuǎn)，則靠后設(shè)置的顯示器件(12)之一在顯示同一物體的一個(gè)圖像時(shí)的亮度高于靠前設(shè)置的其它顯示器件(11)的亮度。
4，如權(quán)利要求3的三維顯示器(2)，其特征在于，所述控制器(31-39)還控制顯示器件(11，12)，使得(i)從靠前設(shè)置的到靠后設(shè)置的顯示器件(11，12)的亮度之和保持一個(gè)預(yù)定值。
5，如權(quán)利要求3或4的三維顯示器(2)，其特征在于，所述控制器(31-39)根據(jù)拍攝同一物體的圖像的攝像機(jī)(1)至該同一物體的距離，控制亮度。
6，如權(quán)利要求3到5的任何一個(gè)的三維顯示器(2)，其特征在于，所述顯示器還包括一個(gè)輸入器(26)，通過它，亮度被設(shè)置到一個(gè)希望值。
7，如權(quán)利要求1-6的任何一個(gè)的三維顯示器(2)，其特征在于，至少一個(gè)顯示器件(11)自發(fā)光使得朝向觀眾(10)的自發(fā)射光的數(shù)量比離開觀眾的要多。
8，如權(quán)利要求1-7的任何一個(gè)的三維顯示器(2)，其特征在于，所述至少一個(gè)顯示器件(11)在其背面具有一個(gè)半透明反射鏡(13)。
9，如權(quán)利要求1-8的任何一個(gè)的三維顯示器(2)，其特征在于，所述至少一個(gè)顯示器件(11)在其背面具有一個(gè)濾光器(14)，使得通過濾光器離開觀眾(10)的自發(fā)射光的數(shù)量比通過濾光器朝向觀眾的少。
10，如權(quán)利要求1-9的任何一個(gè)的三維顯示器(2)，其特征在于，所述至少一個(gè)顯示器件(11)在其背面有一個(gè)偏振片(15)。
11，如權(quán)利要求1-10的任何一個(gè)的三維顯示器(2)，其特征在于，所述至少一個(gè)顯示器件(11)在其背面表面上進(jìn)行了防反射處理。
12，如權(quán)利要求1-11的任何一個(gè)三維顯示器(2)，其特征在于，另一個(gè)靠后設(shè)置的顯示器件(12)在其前表面上進(jìn)行了防反射處理。
13，如權(quán)利要求1-12的任何一個(gè)的三維顯示器(2)，其特征在于，另一個(gè)靠后設(shè)置的顯示器件(12)在其前表面上具有一個(gè)光散射片(16)。
14，如權(quán)利要求1-13的任何一個(gè)的三維顯示器(2)，其特征在于，所述至少一個(gè)顯示器件(11)包括一個(gè)電致發(fā)光元件。
15，如權(quán)利要求1-14的任何一個(gè)的三維顯示器(2)，其特征在于，離觀眾(10)最遠(yuǎn)的所述顯示器件(12)包括一個(gè)不具有透光特性的圖像顯示表面。
16，一種使用三維顯示器(2)的三維顯示方法，該三維顯示器(2)包括(i)一組顯示器件，它們以預(yù)定間隔依次設(shè)置在觀眾(10)的視線上，和(ii)控制器(31-39)，用于控制顯示器件分別顯示圖像，從而為觀眾顯示一個(gè)三維圖像，除離觀眾最遠(yuǎn)的顯示器件外，至少一個(gè)顯示器件包括一個(gè)圖像顯示表面，該表面具有自發(fā)光特性和透光特性，其特征在于，上述方法包括如下步驟產(chǎn)生圖像信號以使顯示器件分別顯示圖像；和根據(jù)產(chǎn)生的圖像信號控制顯示器件，以便在各個(gè)顯示器件的基本相同的屏幕位置上分別顯示同一物體的圖像。
17，如權(quán)利要求16的三維顯示方法，其特征在于，上述控制過程包括如下步驟控制顯示器件(11，12)，使得，如果一個(gè)要顯示的三維圖像離觀眾(10)較近，則靠前設(shè)置的顯示器件之一在顯示同一物體的一個(gè)圖像時(shí)的亮度高于靠后設(shè)置的其它顯示器件的亮度；和控制顯示器件，使得如果一個(gè)要被顯示的三維圖像離觀眾較遠(yuǎn)，則靠后設(shè)置的顯示器件之一在顯示同一物體的一個(gè)圖像時(shí)的亮度高于靠前設(shè)置的其它顯示器件。
18，如權(quán)利要求17的三維顯示方法，其特征在于所述控制過程進(jìn)一步控制顯示器件，使得從靠前設(shè)置的到靠后設(shè)置的顯示器件的亮度總和保持為一個(gè)預(yù)定值。
19，如權(quán)利要求16-18的任何一個(gè)的三維顯示方法，其特征在于，所述的控制過程根據(jù)拍攝同一物體的圖像的攝像器件至該同一物體的距離控制亮度。
全文摘要
三維顯示器及方法,一種3D顯示器(2)具有一組顯示器件(11，12)，它們以預(yù)定間隔依次設(shè)置在觀眾(10)的視線上；一個(gè)控制器(31－39)，用于控制顯示器以便分別顯示圖像，從而為觀眾顯示三維圖像。除設(shè)置得離觀眾最遠(yuǎn)的顯示器件(12)外，至少一個(gè)顯示器件(11)具有圖像顯示表面，該表面同時(shí)具有自發(fā)光特性和透光特性。
文檔編號H04N13/04GK1457199SQ0313847
公開日2003年11月19日 申請日期2003年5月9日 優(yōu)先權(quán)日2002年5月9日
發(fā)明者黑田和男, 杉浦聰, 柳澤秀一 申請人:日本先鋒公司