三維顯示設備以及控制視差屏障的方法

2023-10-24 16:28:32 2

專利名稱：三維顯示設備以及控制視差屏障的方法
技術領域：
本發明涉及三維顯示裝置，並且更具體而言，涉及用於使用視差屏障系統顯示三 維圖像的顯示裝置和顯示方法。
背景技術：
通常地，視差屏障系統作為用於不使用特殊眼鏡實現三維圖像的顯示的方法已經 公知。使用視差屏障系統的顯示設備主要包括每隔一條垂直線交替顯示左眼圖像和右眼圖 像的顯示設備，以及放置在所述顯示設備的前面選擇性遮蔽由所述顯示設備發射的光的視 差屏障。這種顯示設備通過形成在視差屏障的每一個屏障之間的狹縫使左眼圖像僅對於觀 看者的左眼可視並且右眼圖像僅對於觀看者的右眼可視來允許觀看者觀看三維圖像。例如，早期公開的日本專利申請No. 9-197344公開一種顯示設備，其中使用液晶 面板以規則間隔設置垂直延伸的屏障以在液晶顯示器(LCD)面板與背光之間形成視差屏 障。此外，可以將該視差屏障在橫向方向上移動指定的量(屏障移動)。在這種結構中，通過 最優控制屏障移動以及在IXD面板上顯示的右眼圖像與左眼圖像之間的切換，可能在IXD 面板的橫向方向上放大三維圖像的可視範圍。然而，在上述的傳統結構中，儘管能夠在橫向方向上放大三維圖像的可視範圍，但 是在觀看者的眼睛與所顯示的圖像(例如LCD面板)之間的距離偏離預定的預編程距離 時，不可能實現三維觀看，因此存在問題。這是因為IXD面板上顯示右眼圖像的區域不完 全與LCD面板上觀看者的右眼通過視差屏障的狹縫觀看的區域相對應，並且通過類似的方 式，IXD面板上顯示右眼圖像的區域不完全與IXD面板上觀看者的左眼能夠觀看的區域相 對應。

發明內容
因此，本發明涉及一種顯示設備和用於三維顯示圖像的方法，能夠基本上克服由 於現有技術的局限和缺點導致的一個或者多個問題。本發明的目的在於提供一種具有改善的可觀看性的三維顯示設備以及用於三維 顯示圖像的方法。本發明的另一目的在於放大觀看者與顯示的圖像之間的觀看距離的範圍，在所述 觀看距離處所述觀看者能夠三維地觀看圖像。本發明的其它或者單獨特徵和優點將在隨後的說明書中闡述並且根據所述說明 書將部分變得顯而易見，或者可以通過對本發明的實踐來獲悉。通過在所撰寫的說明書及 其權利要求以及所附的附圖中專門指出的結構將實現和獲得本發明的這些目的和其它優點。為了實現這些和其它優點並且根據本發明的目的，如所具體和寬泛描述的，在一 個方面中，本發明提供一種顯示設備，所述顯示設備包括顯示單元，所述顯示單元通過將 左眼圖像和右眼圖像劃分為多個垂直伸長的圖像條並且在水平方向上交替設置所劃分的 左眼圖像以及所劃分的右眼圖像來顯示所述左眼圖像和所述右眼圖像；屏障形成單元，所 述屏障形成單元在所述顯示單元的前面形成視差屏障；距離信息獲取單元，所述距離信息 獲取單元推導表示所述顯示單元與觀看所述顯示單元的觀看者之間的距離的距離信息；以 及狹縫寬度控制單元，所述狹縫寬度控制單元根據由所述距離信息獲取單元獲得的所述距 離信息表示的所述距離控制由所述屏障形成單元形成的所述視差屏障的狹縫寬度。在另一方面中，本發明提供一種顯示設備，所述顯示設備包括顯示單元，所述顯 示單元通過將左眼圖像和右眼圖像劃分為多個垂直伸長的圖像條並且在水平方向上交替 設置所劃分的左眼圖像以及所劃分的右眼圖像來顯示所述左眼圖像和所述右眼圖像；屏障 形成單元，所述屏障形成單元在所述顯示單元的前面形成視差屏障；存儲器單元，所述存儲 器單元存儲預註冊用戶的註冊圖像，所述註冊圖像至少包括所述預註冊用戶的面部區域以 及校正信息；成像單元，所述成像單元拍攝作為主體的觀看者的圖像；識別單元，所述識別 單元通過執行面部識別處理識別所述觀看者是否是所述預註冊用戶，所述面部識別處理包 括對由所述成像單元拍攝的所述主體圖像上所述觀看者的所述面部區域與存儲在所述存 儲器單元中的所述註冊圖像進行比較；讀取單元，所述讀取單元從所述存儲器單元讀取用 於由所述識別單元識別作為所述預註冊用戶的所述觀看者的所述校正信息；以及狹縫寬度 控制單元，所述狹縫寬度控制單元根據由所述讀取單元讀取的所述校正信息來控制由所述 屏障形成單元形成的所述視差屏障的狹縫寬度。在另一方面中，本發明提供一種顯示設備，所述顯示設備包括顯示單元，所述顯 示單元通過將左眼圖像和右眼圖像劃分為多個垂直伸長的圖像條並且在水平方向上交替 設置所劃分的左眼圖像以及所劃分的右眼圖像來顯示所述左眼圖像和所述右眼圖像；屏障 形成單元，所述屏障形成單元在所述顯示單元的前面形成視差屏障；距離信息獲取單元，所 述距離信息獲取單元獲得表示所述顯示單元與觀看所述顯示單元的觀看者之間的距離的 距離信息；以及屏障模式控制單元，所述屏障模式控制單元將由所述屏障形成單元形成的 所述視差屏障的屏障模式控制為指定的屏障模式，所述指定的屏障模式具有與由所述距離 信息獲取單元獲得的所述距離信息表示的所述距離相對應的狹縫寬度。在另一方面中，本發明提供一種顯示設備，所述顯示設備包括顯示單元，所述顯 示單元通過將左眼圖像和右眼圖像劃分為多個垂直伸長的圖像條並且在水平方向上交替 設置所劃分的左眼圖像以及所劃分的右眼圖像來顯示所述左眼圖像和所述右眼圖像；屏障 形成單元，所述屏障形成單元在所述顯示單元的前面形成視差屏障；距離信息獲取單元，所 述距離信息獲取單元獲得表示所述顯示單元與觀看所述顯示單元的觀看者之間的距離的 距離信息；以及屏障寬度控制單元，所述屏障寬度控制單元將由所述屏障形成單元形成的 所述視差屏障的屏障寬度控制為由所述距離信息獲取單元獲得的所述距離信息表示的所 述距離的屏障寬度。在另一方面中，本發明提供一種用於控制用於三維顯示的視差屏障的方法，所述 方法包括獲得表示顯示單元與觀看所述顯示單元的觀看者之間的距離的距離信息，所述顯示單元通過將左眼圖像和右眼圖像劃分為多個垂直伸長的圖像條並且在水平方向上交 替設置所劃分的左眼圖像以及所劃分的右眼圖像來顯示所述左眼圖像和所述右眼圖像；以 及根據由所述距離信息表示的所述距離控制在所述顯示單元的前面形成的視差屏障的狹 縫寬度。在另一方面中，本發明提供一種三維顯示設備，所述三維顯示設備包括顯示單 元，所述顯示單元通過將左眼圖像和右眼圖像劃分為多個垂直伸長的圖像條並且在水平方 向上交替設置所劃分的左眼圖像以及所劃分的右眼圖像來顯示所述左眼圖像和所述右眼 圖像；屏障形成單元，所述屏障形成單元在所述顯示單元的前面形成視差屏障，所述視差屏 障包括多個狹縫的模式以分別朝向與觀看所述顯示單元的觀看者的左眼和右眼相對應的 空間上不同的點選擇性透射所述左眼圖像和所述右眼圖像；以及距離測量單元，所述距離 測量單元測量所述顯示單元與所述觀看者之間的距離，其中，所述屏障形成單元根據由所 述距離測量單元測量的所述距離改變所述視差屏障中所述狹縫的所述模式。在另一方面中，本發明提供一種三維顯示設備，所述三維顯示設備包括顯示單 元，所述顯示單元通過將左眼圖像和右眼圖像劃分為多個垂直伸長的圖像條並且在水平方 向上交替設置所劃分的左眼圖像以及所劃分的右眼圖像來顯示所述左眼圖像和所述右眼 圖像；屏障形成單元，所述屏障形成單元在所述顯示單元的前面形成視差屏障，所述視差屏 障包括多個狹縫的模式以分別朝向與觀看所述顯示單元的觀看者的左眼和右眼相對應的 空間上不同的點選擇性透射所述左眼圖像和所述右眼圖像；以及距離測量單元，所述距離 測量單元測量所述顯示單元與所述觀看者之間的距離，其中，根據由所述距離測量單元測 量的到所述觀看者的所述距離來調節所述屏障形成單元與所述顯示單元之間的距離以及 所述視差屏障中所述狹縫的所述模式的至少一個。根據本發明，在放大所述觀看者與所顯示的圖像之間的距離範圍的同時，能夠實 現所顯示的圖像的三維觀看。應該理解，前述的概括說明以及下面的詳細描述都是示例性和解釋性的，並且旨 在提供對請求保護的本發明的進一步解釋。


併入了並且構成說明書一部分的附圖示出了本發明的實施例，並且連同上面給出 的概括描述以及下面給出的實施例的詳細描述一起用於解釋本發明的原理。圖1是示出了本發明所應用的顯示設備的配置示例的圖示。圖2是顯示模塊和屏障控制設備的局部放大透視圖。圖3A是顯示模塊的像素的顏色模式(color pattern)的示意圖。圖3B是屏障元件的示意圖。圖4A是示出了二維(2D)圖像的顯示的圖示。圖4B是示出了三維(3D)圖像的顯示和視差屏障的圖示。圖5A是示出了觀看2D圖像時的視線的圖示。圖5B是示出了觀看3D圖像時的視線的圖示。圖6是說明顯示設備的示例性電配置的方框圖。圖7是示出了程序存儲器單元的存儲器數據的概念圖。
圖8是示出了屏障模式獲取表的概念圖。圖9是示出了屏障模式的示例的圖示。圖10是示出了對於不同可視距離視差屏障與觀看者的視線之間關係的圖示。圖11是示出了用戶註冊信息的概念圖。圖12是示出了用戶註冊處理的流程圖。圖13A是示出了由立體照相機單元拍攝的左眼圖像和右眼圖像的示例的圖示。圖13B是示出了由立體照相機單元拍攝的左圖像和右圖像的示例的圖不。圖14是示出了可視距離的獲取原理的圖示。圖15是示出了圖像顯示處理的流程圖。圖16是示出了屏障模式獲取處理的流程圖。
具體實施例方式下面描述本發明的優選實施例。圖1是示出了提供作為本發明優選實施例的示例 的顯示設備1的示意性配置的圖示。顯示設備1使用視差屏障系統來實現三維圖像的顯示 並且如圖1所示包括顯示模塊2、設置在顯示模塊2前面的屏障控制設備3、顯示控制單元 4、圖像存儲器5以及立體照相機單元6。顯示模塊2是顯示設備以顯示準備的圖像，例如正常圖像或者要被觀看者識別為 三維圖像的一對左眼圖像和右眼圖像，從而用作本實施例的顯示單元。這裡，詞語「圖像」與 詞語「圖片」同義使用並且表示靜止的圖像或者移動的圖像。而且，在下面的描述中，前述 的正常圖像是指2D (二維)圖像，並且所述一對左眼圖像和右眼圖像是指3D (三維)圖像。顯示模塊2是透射類型或者自發光類型的顯示設備，具有諸如液晶元件、EL (電致 發光)元件等等的顯示元件(在下文中被稱為子像素)，並且還是點矩陣類型的顯示設備， 其中將大量顯示元件設置在垂直和水平方向上。對於顯示模塊2的每一個子像素，例如根 據預定的顏色模式使用彩色濾色片分別分配包括紅色(R)、綠色(G)和藍色(B)三種顏色中 的一種。然而，在顯示模塊2中，對於每一個子像素2a的顏色組合與標準點矩陣類型的顯 示設備的顏色組合不同，如圖3A所示。即，對於顯示模塊2的每一個子像素，將相同顏色分 配給兩個水平相鄰的子像素，即2a、2a。換句話說，如圖3A所示，將紅色(R)分配給表示為 RU R2的兩個子像素2a、2a，將綠色(G)分配給表示為Gl、G2的兩個子像素2a、2a，並且將 藍色(B)分配給表示為B1、B2的兩個子像素2a、2a。因此，為了在顯示模塊2上彩色顯示2D圖像，將六個子像素2a，即R1、R2、G1、G2、 Bi、B2分組為一組；將2D圖像的一個像素分配到子像素的每一個這樣的組；並且以RGB空 間劃分方法為基礎，在顯示模塊2的整個屏幕上彩色顯示2D圖像成為可能，如圖4A所示。 換句話說，根據顯示模塊2，通過根據子像素的組所對應的2D圖像的像素的顏色來控制子 像素的各自組的灰度等級(亮度等級)，並且同時通過對於被分配有相同顏色的組中每一 對兩個相鄰子像素2a，2a維持相同的灰度等級，2D圖像的彩色顯示變得可能，其中每一個 子像素的組分別包含附、1 2、61、62、81、82。此外，在顯示模塊2中，通過下面描述的方法，3D圖像的彩色顯示成為可能。如圖 4B所示，將右眼圖像和左眼圖像劃分為垂直伸長的條，然後在水平方向上在每隔一個子像素2a處交替設置該垂直伸長的條。更具體而言，水平設置成中間具有一個子像素的具有三 種不同顏色的三個子像素2a的子集，即，圖3A所示的R1、G1、B1，與右眼圖像(或者左眼圖 像)的一個像素相對應。同樣，左眼圖像(或者右眼圖像)的一個像素與具有三種不同顏色 的三個子像素2a的另一子集相對應，即，如圖3A所示的R2、G2、B2，這些子像素水平設置成 中間具有一個子像素。而且，以RGB空間劃分方法為基礎，根據右眼圖像(或者左眼圖像) 的一個相應像素的顏色來控制具有三種不同顏色(R1、G1、B1)的三個子像素2a的一個子集 的灰度等級，並且同時，根據右眼圖像(或者左眼圖像)的一個相應像素的顏色來控制具有 三種不同顏色(R2，G2，B2)的另一子集的灰度等級。屏障控制設備3是用於在顯示模塊2上顯示3D圖像(右眼圖像和左眼圖像)時 形成選擇性遮蔽由顯示模塊2發射的光的視差屏障的設備，從而用作本實施例的屏障形成 單元。如圖2所示，屏障控制設備3例如是靜態TN液晶面板並且包括下層3a、液晶層3b 和上層3c。在下層3a中形成偏振器31a和透明襯底32a。在透明襯底32a的頂部，沿顯示 模塊2的顯示屏幕的水平方向設置多個條形透明電極33a，並且塗覆有對準膜34a。在這裡， 以設置間隔按照條的形式設置多個透明電極33a，所述設置間隔比顯示模塊2中子像素2a 的水平設置間隔更加精細。相對於下層3a具有反轉的截面結構的上層3c以從下層側觀看 的順序包括對準膜34c、透明電極33c的非構圖膜、透明襯底32c和偏振器31c。或者可以 通過無源類型的液晶面板或者有源類型的液晶面板形成屏障控制設備3。此外，儘管在圖2中未示出，但是分別從下層3a和上層3c的透明電極33a、33c 拉出引線，並且所述引線連接到位於下層3a(或者上層3c) —側上的透明襯底32a(或者 32c)。此外，驅動液晶層3b的液晶的驅動元件例如使用COG(玻璃上晶片)方法安裝在上 述的透明襯底32a(或者32b)上。屏障控制設備3具有兩種操作模式。在光透射模式下，作為上述驅動元件利用經 由透明電極33a、33c的預定驅動信號來驅動液晶的結果，液晶層3b透射由顯示模塊2發射 的全部光。在屏障顯示模式下，液晶層3b選擇性地顯示多個屏障元件Xn，如圖3B所示，所 述多個屏障元件Xn在顯示模塊2的顯示屏幕的垂直方向上延伸並且在顯示屏幕的水平方 向上對準以部分遮蔽由顯示模塊2發射的光。這裡，屏障元件Xn分別與設置為條形式的透 明電極33a相對應，並且可以被認為是屏障控制設備3的顯示像素。換句話說，如圖4B所示，使用屏障元件Xru屏障控制設備3能夠顯示由屏障區域 Xa和狹縫區域Xb構成的視差屏障X，該屏障區域Xa具有光遮蔽能力並且以固定間隔設置， 並且該狹縫區域Xb形成在屏障區域Xa之間並且具有光透射性。此外，屏障控制設備3還 能夠顯示屏障區域Xa的寬度B與狹縫區域Xb的寬度W不同的各種屏障模式。因此，在要在顯示模塊2上顯示2D圖像時，能夠控制屏障控制設備3以使液晶層 3b處於光透射模式，如圖4A所示，並且觀看者M能夠通過該屏障控制設備3觀看所述2D圖 像，如圖5A所示。此外，在要在顯示模塊2上顯示3D圖像時，屏障控制設備3能夠顯示視差屏障X， 如圖4B所示，並且在觀看者M的眼睛與顯示模塊2的表面之間的距離與預定的設計距離相 匹配時，觀看者M的左眼和右眼通過視差屏障X的狹縫區域Xb能夠分別單獨地觀看右眼圖 像和左眼圖像，如圖5B所示。更具體而言，右眼圖像R的像素僅對於觀看者M的右眼可視，並且左眼圖像L的像素僅對於觀看者M的左眼可視。結果，使用雙目視差，觀看者M能夠三 維觀看3D圖像。顯示控制單元4控制顯示模塊2、屏障控制設備3以及立體照相機單元6的操作。 下面描述顯示控制單元4的細節。圖像存儲器5是其中存儲有要在顯示模塊2上顯示的一個或者多個2D和3D圖像 的數據的存儲器。圖像存儲器5可以例如包括RAM(隨機存取存儲器)、R0M(只讀存儲器)、 HDD (硬碟驅動)、各種存儲器卡和/或各種可移動盤。立體照相機單元6以顯示設備1的用戶(觀看者)作為主體，並且同時拍攝具有 用戶的水平視差的兩個圖像(右圖像和左圖像)。如圖1所示，立體照相機單元6具有兩個 成像透鏡61、61。成像透鏡61、61中的每一個具有相同的焦距，並且立體照相機單元6如下所述相 對於顯示模塊2設置。即，設置立體照相機單元6以使其兩個成像透鏡61、61在顯示模塊 2的顯示屏幕的水平方向上在相同平面上與顯示模塊2 (顯示屏幕)的表面對準，並且還使 成像鏡頭61、61中的每一個的光軸與顯示模塊的表面垂直。圖6是說明根據本實施例的顯示設備1的電氣配置的方框圖。如圖6所示，立體 照相機單元6包括兩個成像設備62、62以及信號處理單元63。兩個成像設備62、62例如 是CCD(電荷耦合設備)類型的成像設備或者MOS (互補金屬氧化物半導體)類型的成像設 備。成像設備62、62將通過每一個成像鏡頭61、61在成像表面(光敏感表面)上形成的主 體的光學圖像轉換為電信號並且將所轉換的電信號，即成像信號提供到信號處理單元63。信號處理單元63例如包括AFE (模擬前端)和DSP (數位訊號處理器)，所述AFE 包含用於處理由兩個成像設備62、62提供的圖像信號並且將這種圖像信號轉換為數字信 號的⑶S (相關雙採樣)、PGA (可編程增益放大器)和ADC (模數轉換器)，並且所述DSP對 已經被轉換為數位訊號的成像信號執行指定的數位訊號處理。立體照相機單元6向顯示控制單元4提供信號處理單元63已經對其執行數字信 號處理的成像信號，即分別構成包括右圖像和左圖像的兩個圖像的圖像數據，從而用作本 實施例的成像單元。如圖6所示，顯示控制單元4包括操作單元41、控制單元42、顯示數據生成單元 43、屏障數據生成單元44、面部檢測單元45、距離計算單元46和程序存儲器單元47。操作單元41包括用戶使用的多個開關或者其它用戶接口以初始化各種處理，例 如用戶從作為圖像數據存儲在圖像存儲器5中的圖像集(2D或者3D圖像)中選擇要在顯 示模塊2上顯示的圖像的選擇處理，以及用戶將與在顯示設備1中註冊的一個或者多個用 戶相關的下述信息(如圖11所示的用戶註冊信息403)存儲在顯示控制單元4中的註冊處 理。控制單元42包括CPU (中央處理單元)及其外圍電路、CPU的工作存儲器等等。控 制單元402基於通過操作單元41的開關的操作給出的用戶指示執行指定的控制程序來控 制包含在顯示控制單元4中的每一個單元的操作以及立體照相機單元6的操作。此外，控 制單元42從圖像存儲器5讀取圖像數據。顯示數據生成單元43生成顯示數據，並且還將所生成的顯示數據提供到顯示模 塊2，所述顯示數據是根據由控制單元42從圖像存儲器5中讀取的圖像數據驅動顯示模塊2所需的數據。屏障數據生成單元44生成屏障數據，並且還將所生成的屏障數據提供到屏障控 制設備3，所述屏障數據是根據由控制單元42提供的模式信息顯示具有指定的屏障模式的 指定視差屏障所需的數據。下面描述關於模式信息的細節。面部檢測單元45執行面部檢測處理，其中在通過立體照相機單元6提供到顯示控 制單元4的圖像數據，即所拍攝的圖像的右圖像和左圖像中的任意一個或者二者中檢測任 意人的面部。面部檢測處理檢測圖像的具體區域，所述具體區域具有人類面部的輪廓和顏 色的準備(存儲)模型模式的任意一個的緊密特性。面部檢測處理包括圖像處理的各種步 驟，例如二值化、輪廓提取、模式匹配等等。面部檢測單元45向控制單元42提供坐標信息 作為個人面部的區域信息，所述坐標信息通過面部檢測處理進行檢測並且表示在右圖像和 左圖像的任意一個或者二者中的具體區域。注意到，面部檢測單元45包含用於執行面部檢 測處理所需的圖像處理的各種步驟的圖像處理電路、用於存儲在面部檢測處理中使用的參 數的多個寄存器、工作存儲器等等。距離計算單元46以由面部檢測單元45提供到控制單元42的關於右圖像和左圖 像二者的前述區域信息為基礎計算可視距離，並且將所計算的距離提供到控制單元42，所 述可視距離是顯示模塊2與觀看者之間的距離。換句話說，根據關於右圖像和左圖像二者 的前述區域信息推導距離信息。在顯示設備1中，立體照相機單元6和面部檢測單元45 — 起構成本實施例的距離信息獲取單元。注意到，下面將描述用於通過距離計算單元計算可 視距離的方法。程序存儲器單元47是諸如快閃記憶體的非易失存儲器，例如其中數據能夠被重新寫入。 如圖7所示，程序存儲器單元47存儲前述的控制程序401、屏障模式獲取表402、以及用戶 註冊信息403，控制單元42利用所述控制程序401控制顯示控制單元4中的每一個的操 作。此外，儘管圖中未示出，但是程序存儲器單元47還存儲後面將描述的測試模式圖像的 數據。屏障模式獲取表402是包含各種屏障模式的表，所述屏障模式能夠對於各種可視 距離實現在顯示模塊2上顯示的3D圖像的三維觀看。如圖8所示，屏障模式獲取表402包 含各種可視距離等級。對於每一個可視距離等級，表402包含對於該可視距離等級的合適 狹縫寬度以及合適屏障寬度。這裡，一個「可視距離等級」代表相應的狹縫寬度和屏障寬度 對於三維觀看合適或者最優的可視距離範圍。將包含在屏障模式獲取表402中的狹縫寬度 和屏障寬度提供到屏障數據生成單元44作為屏障模式信息。屏障模式獲取表402中的屏障寬度是視差屏障X的每一個屏障區域Xa的寬度，在 圖4B中表示為B，並且屏障模式獲取表402中的狹縫寬度是視差屏障X的每一個狹縫區域 Xb的寬度，在圖4B中表示為W。在該示例中，屏障模式獲取表402中的可視距離等級在使用顯示設備1時具有可 視距離(從觀看者的眼睛的位置到顯示模塊2的表面)的η個等級。由如圖3Β所示的屏 障控制設備3中的屏障元件Xn的寬度，即由屏障控制設備3顯示的視差屏障X的解析度來 確定每一個可視距離等級(Li到Ln)的可視距離範圍。在可視距離等級(Li到Ln)中，與 最大可視距離等級(Ln)相對應的距離範圍是其上限是預定的設計最優距離的範圍，並且 與最小可視距離等級(Li)相對應的距離範圍是其下限是預定的最小距離的範圍。
這裡，假設觀看者的瞳孔距離(左眼和右眼的中心之間的距離)取典型值(例如， 成人的平均瞳孔距離)，以瞳孔距離、顯示模塊2的子像素2a的寬度以及顯示模塊2與由屏 障控制設備3顯示的視差屏障X之間的距離為基礎計算所述最優距離和最小距離。圖9中的情況I到III是示出了分別對於不同的可視距離等級的屏障模式的狹縫 寬度和屏障寬度的示意圖。更具體而言，圖9中的情況I是示出了對於包括最優可視距離 的最大可視距離等級(Ln)具有由狹縫寬度(Wn)和屏障寬度(Bn)指定的屏障模式的視差 屏障XA的示意圖。圖9中的情況III是示出了對於包括最小可視距離的最低可視距離等 級(Li)具有由狹縫寬度(Wl)和屏障寬度(Bi)指定的屏障模式的視差屏障XC的示意圖。 圖9中的情況II是示出了對於包括位於最優可視距離和最小可視距離之間某一距離的中 間可視距離等級具有由狹縫寬度(Wm)和屏障寬度(Bm)指定的屏障模式的視差屏障XB的 示意圖。如在圖9的情況I到III中所示，在包含在屏障模式獲取表402中的狹縫寬度中， 最大的一個是最高可視距離等級(Ln)的狹縫寬度(Wn)，並且最小的一個是最低可視距離 等級(Li)的狹縫寬度(W1)。另一方面，在包含在屏障模式獲取表402中的屏障寬度中，最 小的一個是最高可視距離等級(Ln)的屏障寬度(Bn)，並且最大的一個是最低可視距離等 級(Li)的屏障寬度(Bi)。而且，在各種可視距離等級的屏障模式中，狹縫區域Xb重複其 本身的間隔對於最高可視距離等級(Ln)變得最大並且對於最低可視距離等級(Li)變得最 小。因此，如在圖9的情況I到III中所示，狹縫區域Xb的全部面積與視差屏障的全 部面積的比值，即視差屏障的孔徑比，對於最高可視距離等級(Ln)最高。此外，可視距離相 對於顯示模塊2越接近，視差屏障的孔徑比變得越低。這裡，視差屏障XA中對於包括最優可視距離的最高可視距離等級(Ln)的狹縫寬 度(Wn)幾乎與顯示模塊2的子像素2a的寬度相同。而且，視差屏障XA的屏障寬度(Bn) 大約是子像素2a的寬度的兩倍大。對於每一個可視距離等級確定狹縫寬度和屏障寬度的值，使得在觀看者與顯示模 塊2之間的距離屬於相應的可視距離等級時觀看者能夠三維地觀看3D圖像。更具體而言， 如在圖10中的情況I到III所示，針對可視距離等級來確定狹縫寬度和屏障寬度的值，使 得在觀看者M從屬於該可視距離等級的距離觀看3D圖像時，右眼圖像R基本上僅通過觀看 者M的右眼可視，而左眼圖像L基本上僅通過觀察者M的左眼可視。圖10中所示的情況I到III分別與圖9中的情況I到III相對應。換句話說，圖 10中的情況I是示出了在可視距離Dl是最優可視距離時視差屏障XA與觀看者M的視線 之間的關係的示意圖。圖10中的情況III是示出了在可視距離D3是最小可視距離時視差 屏障XC與觀看者M的視線之間的關係的示意圖。圖10中的情況III是示出了在可視距離 D2是位於最優距離與最小距離之間的某一中間距離時視差屏障XB與觀看者M的視線之間 的關係的示意圖。這裡，如在圖10的情況I中所示，設計最優可視距離(Dl)是構成右眼圖像的像素 的每一個子像素的整個區域能夠由觀看者M的右眼觀看並且構成左眼圖像的像素的每一 個子像素的整個區域能夠由觀看者M的左眼觀看的距離。參考圖11，存儲在程序存儲器單元47中的用戶註冊信息403是與在顯示設備1中註冊的一個或者多個用戶相關的數據並且包含如圖11所示的數據。更具體而言，用戶註冊 信息403包含諸如用於識別用戶的註冊號碼的數據、作為用於用戶面部的圖像的數據的面 部圖像數據、以及偏移距離。面部圖像數據是從通過立體照相機單元6獲得的圖像數據(右圖像或者左圖像的 數據)提取的圖像數據。偏移距離是在由註冊號碼指定的用戶是觀看者時用於校正(增大 或者減小)由距離計算單元46計算的可視距離的校正數據。注意到，在本實施例中，面部 圖像數據與註冊的圖像相對應。偏移距離與本實施例的校正信息相對應。本實施例的存儲 器單元由程序存儲器單元47實現。在顯示控制單元4中，控制單元42根據上述控制程序執行在圖12、15和16中所 示的處理，控制顯示模塊2、屏障控制設備3以及立體照相機單元6的操作。下面描述由控 制單元42執行的處理內容。(用戶註冊處理)圖12是示出了用戶註冊處理的內容的流程圖，在用戶在顯示設備1中註冊關於她 /他的信息時，即進行用戶註冊時由控制單元42執行所述用戶註冊處理。這裡，在執行用戶 註冊處理時，控制單元42用作本實施例的距離獲取控制單元、成像控制單元、校正信息獲 取單元以及存儲器控制單元的一部分或者全部。在用戶註冊處理中，控制單元42首先從程序存儲器單元47讀取作為預編程的3D 圖像的測試模式圖像的數據，並且然後將所讀取的數據提供到顯示數據生成單元43，從而 使顯示數據生成單元43生成測試模式圖像的顯示數據(步驟SAl)。接下來，控制單元42通過向顯示模塊2提供由顯示數據生成單元43生成的顯示 數據來驅動顯示模塊2，從而使顯示模塊2顯示測試模式圖像。更具體而言，通過將顯示模 塊2中三種不同顏色的子像素2作為一組，在圖3A中表示為Rl、GU Bi，控制單元42根據 構成測試模式圖像的右眼圖像(或者左眼圖像)中每一個子像素2a的組所對應的像素的 顏色控制每一個子像素2a的灰度等級。同時，通過將顯示模塊2中三種不同顏色的子像素 2作為一組，在圖3A中表示為R2、G2、B2，控制單元42根據構成測試模式圖像的左眼圖像 (或者右眼圖像)中每一個子像素2a的組所對應的像素的顏色控制每一個子像素2a的灰 度等級。結果，控制單元42將右眼圖像和左眼圖像(一起構成測試模式圖像)劃分為多個 垂直條，如圖4B所示，並且在水平方向上以子像素2a的間隔交替顯示右眼圖像的條和左眼 圖像條。此外，控制單元42使屏障數據生成單元44生成與最優可視距離相對應的屏障數 據(步驟SA3)。在該過程中，控制單元42從前述的屏障模式獲取表402(參見圖8)讀取與 最優可視距離相對應的模式信息，即與最高可視距離等級(Ln)相對應的狹縫寬度(Wn)和 屏障寬度(Bn)。接下來，控制單元42向屏障數據生成單元44提供所讀取的模式信息，從而 使屏障數據生成單元44生成與最優可視距離相對應的屏障數據。接下來，控制單元42向屏障控制設備3提供由屏障數據生成單元44生成的屏障 數據作為先前描述的驅動信號(驅動元件用於驅動液晶所需的驅動信號)，從而使屏障控 制設備3顯示具有與最優可視距離相對應的屏障模式的視差屏障(步驟SA4)。換句話說， 控制單元42使屏障控制設備3顯示視差屏障XA，對於如在圖9中的情況I所示的最優可視 距離，該視差屏障XA具有狹縫寬度(Wn)和屏障寬度(Bn)。
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接下來，在步驟SA5處，用戶移動其觀看位置以找到用戶確定測試模式的3維觀看 的質量最優時距離顯示模塊2的一距離。控制單元42通過檢測操作單元41的指定開關 (或者一些其它形式的交互)是否由用戶操作確認用戶是否執行了確定這種最優可視位置 的操作。因而，一旦用戶將他/她的面部(眼睛)移動到以最佳情況三維觀看測試模式圖 像的位置，用戶就操作操作單元41 (或者一些其它形式的用戶接口)以通知顯示裝置1他 /她已經發現了最佳距離。控制單元42重複地試圖確認是否已經執行了這樣的操作(步驟SA5 否)直到其 從用戶接收表示已經確實執行了確定該最優可視位置的操作的輸入為止。在確認已經確實 執行了這種操作(步驟SA5 是)之後，控制單元42使立體照相機單元6對作為主體的用 戶的左眼圖像和右眼圖像進行拍照(步驟SA6)。圖13A示出了由控制單元42通過步驟SA6獲得的左圖像100L和右圖像100R的 示例。這裡，圖13A中表示為「0」的位置分別是左圖像100和右圖像100的中心，表示在水
平方向上存在視差。接下來，控制單元42向面部檢測單元45提供所獲得的右圖像和左圖像的數據，使 面部檢測單元45執行面部檢測處理，並且從面部檢測單元45獲得在右圖像和左圖像中分 別表示用戶的面部區域的區域信息(坐標信息)(步驟SA7)。圖13B示出了由面部檢測單 元45在步驟SA7的處理期間確定的左圖像100L中的面部區域範圍200L和右圖像100R中 的面部區域範圍200R的示例。隨後，控制單元42向距離計算單元46提供所獲得的左圖像100L和右圖像100R 的區域信息並且使距離計算單元46計算顯示模塊2與用戶(觀看者)之間的距離，從而獲 得用戶能夠以其最佳情況三維地觀看測試模式圖像的可視距離(步驟SA8)。這裡，下面描述距離計算單元46使用的用於計算可視距離的方法。由距離計算單 元46使用的方法以三角測量原理為基礎。圖14是示出了用戶獲取可視距離的原理的圖示。在圖14中，標記「D」表示應該由距離計算單元46計算並且與立體照相機單元6的 成像透鏡61、61和用戶M之間的距離相對應的可視距離。標記「d」表示存在於左圖像100L 和右圖像100R之間的視差。更具體而言，視差d是分別位於各自成像設備62、62的成像表 面上的左圖像100L和右圖像100R的特徵點P1、P2的位置(距離)中的差異。利用這些參 數，由下面等式(1)表示的可視距離D與視差d之間的關係式為真D = F*A/d(1)這裡，A是兩個成像設備62、62之間的距離，並且F是成像透鏡61、61的焦距。由 於A和F已知，如果知道左圖像100L和右圖像100R之間的視差d，則可以唯一計算可視距離D。距離計算單元46以前述原理為基礎通過下面處理來計算可視距離D。首先，距離 計算單元46獲取左圖像100L中面部區域範圍200L的中心的坐標位置(xl，yl)以及右圖 像100R中面部區域範圍200R的中心的坐標位置(x2，y2)，如圖13B所示，並且將這些坐標 位置分別視為特徵點P1、P2的坐標位置，如在圖14中示出。接下來，距離計算單元46以這 樣獲取的特徵點Pl和P2的坐標位置，即(xl，yl)和(x2,y2)為基礎計算左圖像100L與右 圖像100R之間的視差。然後，距離計算單元46使用上述等式(1)計算可視距離D。同時，在通過步驟SA8的處理獲得可視距離D之後，控制單元42計算所獲得的可視距離D與預編程的設計最優可視距離(或者預設的最優可視距離)之間的差值以推導偏 移距離作為計算結果(步驟SA9)，其中所獲得的可視距離D是用戶能夠以其最佳情況三維 地觀看測試模式圖像的實際距離。這裡，在可視距離D比設計最優距離長時，偏移距離是正值，並且在可視距離D比 設計最優距離短時，偏移距離是負值。注意到，例如在用戶的瞳孔距離與在確定設計最優可 視距離時使用的典型瞳孔距離不同時，在可視距離D與最優距離之間會產生差值。因此，偏 移距離反映用戶之間的個體差異。隨後，根據通過步驟SA6的處理獲得的左圖像100L(或者根據右圖像100R)，控制 單元42提取由前述的區域信息表明的面部區域200L (步驟SA10)。然後，控制單元42通過 將所提取的面部區域200L的圖像數據與新的註冊號碼以及通過步驟SA9獲得的偏移距離 關聯到一起，將圖像數據作為用戶註冊信息403存儲在程序存儲器單元47中(步驟SA11)。 這就完成了用戶註冊處理。(圖像顯示處理)圖15是示出了針對以存儲在圖像存儲器5中的圖像數據為基礎顯示圖像時由控 制單元42執行的圖像顯示處理的內容的流程圖。注意到，在執行圖像顯示處理時，控制單 元42用作本實施例的狹縫寬度控制單元、識別單元、讀取單元和校正單元的一部分或者全 部，並且同時用作本實施例的屏障模式控制單元和屏障寬度控制單元。而且，要顯示的圖像 是例如用戶通過對操作單元41的指定開關或者接口進行操作所選擇的圖像。在圖像顯示處理中，控制單元42首先從圖像存儲器5中讀取要顯示的圖像的數據 (步驟SBl)。控制單元42然後在每次從圖像存儲器5中讀取預定單位的數據時確定要顯 示的圖像是2D圖像或者3D圖像。在要顯示的圖像是2D圖像時(步驟382:「20」)，控制單 元42向顯示數據生成單元43提供從圖像存儲器5讀取的圖像數據並且指示顯示數據生成 單元43生成該2D圖像的顯示數據(步驟SB3)。接下來，通過向顯示模塊2提供由顯示數據生成單元43生成的2D圖像的顯示數 據，控制單元42驅動顯示模塊2並且使顯示模塊2顯示該2D圖像(步驟SB4)。更具體而 言，通過在顯示模塊2中將在圖3A中表示為R1、R2、G1、G2、B1、B2的六個子像素2a作為一 組，控制單元42根據2D圖像中子像素2a的每一個組所對應的像素的顏色來控制每一個子 像素2a的灰度等級，並且對於子像素的每一個組中兩個相同顏色的相鄰子像素2a、2a維持 相同的灰度等級。結果，控制單元42使顯示模塊2顯示如圖4A所示的2D圖像。在要顯示的圖像是3D圖像時(步驟SB2 :「3D」)，控制單元42向顯示數據生成單 元43提供從圖像存儲器5讀取的圖像數據，即右眼圖像和左眼圖像的圖像數據，並且使顯 示數據生成單元43生成3D圖像的顯示數據(步驟SB5)。接下來，控制單元42通過向顯示 模塊2提供由顯示數據生成單元43生成的3D圖像的顯示數據而使顯示模塊2顯示3D圖 像。更具體而言，如圖4B所示，控制單元42通過將圖像劃分為多個垂直條並且在水平方向 上交替顯示右眼圖像和左眼圖像的垂直條來顯示右眼圖像和左眼圖像。隨後，控制單元42通過執行圖16所示的屏障模式獲取步驟獲得屏障模式信息 (步驟SB7)。下面描述屏障模式獲取處理。在屏障模式獲取處理中，控制單元42首先使立體照相機單元6拍攝作為主體的觀 看者的左眼圖像和右眼圖像(步驟SB101)。接下來，控制單元42為面部檢測單元45提供
16所獲得的右圖像和做圖像的數據並且使面部檢測單元45執行面部檢測處理，從而獲得表 示分別在右圖像和左圖像中的用戶面部區域的範圍信息(坐標信息)(步驟SB102)。此外， 控制單元42為距離計算單元46提供所獲得的左眼圖像和右眼圖像的區域信息，並且距離 計算單元46以所提供的左圖像和右眼圖像的區域信息為基礎確定相對於面板模塊2的位 置用戶所處的距離(步驟SB103)。注意到，在該示例中，在步驟SBlOl到步驟SB103中執行 的處理與在上述用戶註冊處理中步驟SA6到步驟SA8的處理相同。隨後，根據通過步驟SBlOl的處理獲得的左眼圖像(或者根據右眼圖像)，控制單 元42提取由面部檢測單元45獲得的區域信息表示的面部區域(步驟S104)。接下來，通 過掃描作為用戶註冊信息403 (參見圖11)存儲的預註冊的面部數據的圖像數據，控制單元 42針對每一個預註冊的面部數據計算所存儲的面部圖像數據與在步驟SB104中提取的面 部區域的圖像數據之間的相似度(步驟SB105)。在計算相似度時，控制單元42針對多個 特徵點計算相似度，例如以兩個目標面部圖像數據的眼睛、鼻子或者嘴的尺寸或者之間的 相對位置為例，並且例如通過對多個特徵點的相似度取平均推導最終相似度。注意到，步驟 SB104和步驟SB105中的處理與本實施例中的面部識別處理相對應。接下來，控制單元402通過確定是否存在存儲作為相對於所提取的面部區域的圖 像數據具有高於閾值的相似度的用戶註冊信息403的任何面部圖像數據來確定當前觀看 者是否是註冊用戶(步驟SN106)。換句話說，控制單元42確定當前觀看者是註冊用戶或者 非註冊用戶。更具體而言，在用戶註冊信息403中的面部圖像數據與所提取的面部區域的圖像 數據不具有高於閾值的相似度時，控制單元42確定當前用戶沒有註冊。另一方面，在用戶 註冊信息403中存在與所提取的面部區域的圖像數據具有高於閾值的相似度的圖像數據 時，控制單元42確定當前用戶已經註冊。在控制單元42確定當前觀看者沒有註冊為用戶時(步驟SB106 否)，控制單元42 立即進行到步驟SB109的處理，這將在後面描述。在控制單元42確定當前觀看者註冊為用 戶時(步驟SB106 是)，控制單元42執行下面的處理。首先，根據用戶註冊信息403，控制單元402獲得註冊用戶的偏移距離，即該偏 移距離與具有比預設閾值高並且也是最高的前述相似度的面部圖像數據相對應(步驟 SB107)。接下來，控制單元42通過從中扣除偏移距離來校正通過步驟SB103獲得的實際可 視距離(步驟SB108)。更具體而言，在偏移距離是正值(這意味著當前觀看者的最優可視 距離大於設計最優可視距離，該當前觀看者的最優可視距離是在用戶註冊時已經確認的該 觀看者能夠在其最佳情況下三維地觀看3D圖像的距離)時，控制單元42將通過步驟SB103 獲得的實際可視距離減小該偏移距離量。另一方面，在偏移距離是負值(這意味著當前觀 看者的最優可視距離小於設計最優可視距離，該當前觀看者的最優可視距離是在用戶註冊 時已經確認的該觀看者能夠在其最佳情況下三維地觀看3D圖像的距離)時，控制單元42 將通過步驟SB103獲得的實際可視距離增加該偏移距離量。隨後，控制單元42進行到步驟 SB109的處理。接下來，在步驟SB109的處理中，控制單元42確認通過步驟SB103的處理獲得的 可視距離或者通過步驟SB108的處理校正的可視距離是否大於設計最優可視距離(步驟SB109)。在所述可視距離比最優距離短時(步驟SB109 否)，控制單元42立即從屏障模式 獲取表402 (參見圖8)中獲得與包括該可視距離的可視距離等級相對應的模式信息(狹縫 寬度和屏障寬度)(步驟SB111)，從而完成屏障模式獲取處理。在可視距離比最優距離長時(步驟SB109 是)，控制單元42將所述可視距離校正 為最優距離(步驟SB110)並且從屏障模式獲取表(參見圖8)獲得與包括最優距離的可視 距離等級相對應的模式信息(狹縫寬度和屏障寬度)(步驟SB111)，從而完成屏障模式獲取處理。然後，控制單元42返回到圖15所示的處理，為屏障數據生成單元44提供通過屏 障模式獲取處理獲得的模式信息(狹縫寬度和屏障寬度)，並且使屏障數據生成單元44根 據通過屏障模式獲取處理獲得的可視距離生成屏障數據(步驟SB8)。通過為屏障控制設 備3提供由屏障數據生成單元44生成的屏障數據，控制單元42使屏障控制設備3顯示對 於可視距離具有屏障模式的視差屏障(步驟SB9)，從而完成圖像顯示處理。注意到，控制單元42控制顯示模塊2和屏障控制設備3，使得同時通過顯示模塊2 執行3D圖像顯示以及通過屏障控制設備3執行屏障模式顯示。如上所述，根據本實施例的顯示設備1，在顯示模塊2上顯示3D圖像時，顯示控制 單元4首先獲得顯示模塊2的表面與觀看者之間的距離，即實際可視距離。在測量的實際 可視距離(如果需要，如上所述由個性化信息校正)比設計最優可視距離短時，顯示控制單 元4根據實際可視距離產生由屏障控制設備3顯示的具有合適的狹縫寬度和屏障寬度的視 差屏障的屏障模式，從而能夠實現3D圖像的三維觀看。因此，根據顯示設備1，即使在實際可視距離偏離設計最優可視距離(圖10)時，也 能夠使右眼圖像R的像素僅對觀看者M的右眼可視並且使左眼圖像L的像素僅對觀看者M 的左眼可視。結果，能夠放大觀看者能夠三維觀看3D圖像時觀看者與所顯示的圖像(顯示 模塊2)之間的距離範圍。由於顯示控制4根據實際可視距離來控制屏障模式，在實際可視距離變得比設計 最優可視距離短時，視差屏障的狹縫寬度變得更窄。因此，通過視差屏障的每一個狹縫觀看 的每一個子像素的可視區域變得更窄(參見圖10)。換句話說，實際可視距離比設計最優可 視距離越短，視差屏障的孔徑比變得越低。這使3D圖像的顯示亮度自動降低。因此，在觀看者從比最優可視距離短的位置處的位置觀看3D圖像的情況下，顯示 設備1能夠通過根據可視距離自動調節3D圖像的顯示亮度而使觀看者在良好情況下觀看 該3D圖像。換句話說，在觀看位置更加接近顯示模塊2時，顯示設備1能夠使觀看者在不 經歷過度亮度的情況下觀看該3D圖像。而且，根據本實施例的顯示設備1，如果觀看者已經註冊為用戶，則顯示控制單元 4使用前述處理來確定屏障模式，以便基於到用戶的實際測量距離控制該視差屏障的屏障 模式。換句話說，顯示控制單元4首先根據對用戶唯一的預編程偏移距離校正實際可視距 離，並且確定與所校正的可視距離相對應的屏障模式。因此，在觀看者是註冊用戶時，即使在特定觀看者的最優可視距離與設計最優可 視距離不同時，顯示設備1也能夠一直使觀看者在良好的情況下三維地觀看該3D圖像，而 不需要觀看者在每次使用顯示設備1時在向前/向後方向上調節他/她的面部(眼睛)位
18置。對於本實施例的顯示設備1的上述結構來說，存在各種可能的變型。在上述示例 中，在顯示模塊2的表面與觀看者之間的距離，即實際可視距離，等於或者短於設計最優可 視距離時，顯示控制單元4的控制單元42被設計成在圖像顯示處理期間控制視差屏障的屏 障模式。然而，控制單元42可以可選地被配置成即使在實際可視距離大於設計最優可視距 離時根據該實際可視距離控制視差屏障的屏障模式。與這樣修改的示例相比，在上述實施例的顯示設備中，在所測量的實際可視距離 (如果可應用，通過步驟SB108校正)等於或者短於設計最優可視距離時，顯示控制單元4 的控制單元42控制視差屏障的屏障模式，並且在所測量的實際可視距離(如果可應用，通 過步驟SB108校正)超過設計最優可視距離時，控制單元42將所述視差屏障的屏障模式維 持在與設計最優可視距離相對應的屏障模式處，從而具有如下優點。在上述修改的示例中，為了使控制單元42執行上述的圖像顯示處理，需要改變屏 障模式獲取表402以包括大於設計最優可視距離的可視距離的視差屏障的屏障模式(即， 每一個狹縫寬度和屏障寬度的數據)。對於這些屏障模式，由於所對應的可視距離大於設計 最優可視距離，所以狹縫寬度必須變得更窄，並且屏障寬度必須變得更寬。換句話說，隨著 可視距離變得大於設計最優可視距離，視差屏障的孔徑比降低。因此，隨著可視距離變得大 於設計最優可視距離，3D圖像的顯示亮度將降低。相比而言，根據上述實施例，在所測量的實際可視距離(如果可應用，通過步驟 SB108校正)大於設計最優可視距離時，控制單元42將視差屏障的屏障模式維持在與設計 最優可視距離相對應的屏障模式處。因此，根據本實施例，在實際可視距離大於設計最優可 視距離時，能夠將3D圖像的顯示亮度維持在相同等級。而且，根據本實施例，在屏障模式獲取處理中，控制單元42從屏障模式獲取表402 中獲取實際可視距離的屏障模式(狹縫寬度和屏障寬度)。作為選擇，控制單元42可以被 配置成通過計算而不使用表402來推導該實際可視距離的屏障模式。而且，在顯示設備1的上述示例中，顯示模塊2具有顏色組合，在該顏色組合中一 對水平相鄰的子像素2a、2a被分配有根據包括六種顏色的顏色模式指定的相同顏色，該六 種顏色即1 、1 、6、6、8、8。然而，顯示模塊2可以被修改以具有下面的顏色組合。例如，顯 示模塊2可以具有如下顏色組合其中每一個子像素分配有根據包括作為一組的三個垂直 對準的顏色R、G、B的顏色模式指定的顏色；也就是說三個垂直對準的子像素分別分配有R， G，B每一種顏色之一。然而，在顯示模塊2具有這種顏色組合時，當在顯示模塊2上顯示3D圖像時，顯示 控制單元4的顯示數據生成單元43需要生成下面的顯示數據。具體而言，顯示數據生成單 元43需要生成顯示數據，根據所述顯示數據，右眼圖像和左眼圖像的每一個像素被分配到 在顯示模塊2的垂直方向上對準的三種顏色(R，G，B)子像素。並且顯示數據應該是這樣的 以使得顯示模塊2通過將右眼圖像和左眼圖像劃分為多個垂直的條並且沿水平方向交替 地設置這些條來顯示該右眼圖像和左眼圖像。在上述的示例中，顯示設備1具有一種結構，其中以使用由立體照相機單元6拍攝 的右圖像和左圖像的三角測量原理為基礎獲得顯示模塊2的表面與觀看者之間的距離，即 所測量的實際可視距離。然而，可以修改用於推導實際可視距離的結構以及計算該可視距離的具體方法，或者可以使用不同的方案，只要對於所測量的實際可視距離實現合理的精 度並且如果存在這種需要。而且，本發明並非局限於上述特定的顯示設備1，並且可以應用於具有使用視差屏 障系統的三維圖像(3D圖像)顯示功能的任意一種顯示設備。注意到，這樣的任意一種顯 示設備可以包括具有圖像顯示功能的各種信息處理設備，例如行動電話。在上述實施例中，固定顯示模塊2與屏障控制設備3之間的距離。然而，顯示模塊 2與屏障控制設備3之間的距離可以被配置為可變。該特徵提供允許觀看者在可視距離的 寬範圍上三維地觀看圖像的附加優點。可以提供合適的機械結構和控制方案以根據所測量 的到觀看者的實際距離來控制顯示模塊2與屏障控制設備3之間的距離，代替或者除了上 述的視差屏障的模式調節。在這種情況下，上述示例的屏障模式獲取表402可以被合適地 修改成例如包括用於顯示模塊2與屏障控制設備3之間的各種可能距離的多個表。可選地， 控制單元42能夠以所測量的顯示模塊2與觀看者之間的距離為基礎，例如通過合適的軟體 算法計算視差屏障的合適模式以及顯示模塊2與屏障控制設備3之間的合適距離。此外，可以連續監測顯示單元與觀看顯示設備的觀看者之間的距離，並且根據所 連續監測的到觀看者的距離基本上實時地調節視差屏障中狹縫的模式，使得即使在觀看者 在顯示設備周圍移動時，他/她也能夠保持在良好的情況下三維地觀看圖像。對於本領域的普通技術人員來說顯而易見的是，在不偏離本發明的精神或者範圍 的情況下，可以對本發明做出各種修改和變型。因此，本發明旨在覆蓋落入所附權利要求及 其等同物的範圍內的各種修改和變型。
權利要求
1.一種顯示設備，包括顯示單元，所述顯示單元通過將左眼圖像和右眼圖像劃分為多個垂直伸長的圖像條並 且在水平方向上交替設置所劃分的左眼圖像以及所劃分的右眼圖像來顯示所述左眼圖像 和所述右眼圖像；屏障形成單元，所述屏障形成單元在所述顯示單元的前面形成視差屏障；距離信息獲取單元，所述距離信息獲取單元推導表示所述顯示單元與觀看所述顯示單 元的觀看者之間的距離的距離信息；以及狹縫寬度控制單元，所述狹縫寬度控制單元根據由所述距離信息獲取單元獲得的所述 距離信息表示的所述距離來控制由所述屏障形成單元形成的所述視差屏障的狹縫寬度。
2.根據權利要求1所述的顯示設備，其中，所述狹縫寬度控制單元根據由所述距離信 息獲取單元計算的所述距離信息表示的所述距離來改變由所述屏障形成單元形成的所述 視差屏障的所述狹縫寬度，並且其中，存在最大狹縫寬度，在超過所述最大狹縫寬度時所述狹縫寬度控制單元不增加 所述視差屏障的所述狹縫寬度，所述最大狹縫寬度與預定距離相對應。
3.根據權利要求2所述的顯示設備，其中，在由所述距離信息獲取單元獲得的所述距 離信息表示的所述距離比所述預定距離小時，與所述最大狹縫寬度相比，所述狹縫寬度控 制單元根據由所述距離信息獲取單元獲得的所述距離信息表示的所述距離減小所述視差 屏障的所述狹縫寬度。
4.根據權利要求2所述的顯示設備，其中，所述預定距離是設計觀看距離，在所述設計 觀看距離處所述左眼圖像的整個區域對於所述觀看者的左眼可視並且所述右眼圖像的整 個區域對於所述觀看者的右眼可視。
5.根據權利要求1所述的顯示設備，其中，所述顯示單元是包括多個顯示元件的點矩 陣顯示單元，並且其中，所述顯示單元通過使用所述顯示元件作為單元在水平方向上交替設置所述左眼 圖像條和所述右眼圖像條來顯示所述左眼圖像和所述右眼圖像。
6.根據權利要求1所述的顯示設備，其中，所述顯示單元包括相鄰設置的兩個顯示元 件，所述兩個顯示元件具有彼此相等的顏色分量，並且其中，將所述兩個顯示元件中的一個分配到所述左眼圖像並且將所述兩個顯示元件中 的另一個分配到所述右眼圖像。
7.根據權利要求1所述的顯示設備，還包括存儲器單元，所述存儲器單元存儲預註冊用戶的註冊圖像，所述註冊圖像至少包括所 述預註冊用戶的面部區域以及校正信息；成像單元，所述成像單元拍攝作為主體的所述觀看者的圖像；識別單元，所述識別單元通過執行面部識別處理來確定所述觀看者是否是所述預註冊 用戶，所述面部識別處理包括對由所述成像單元拍攝的所述主體圖像上所述觀看者的所述 面部區域與存儲在所述存儲器單元中的所述預註冊用戶的所述註冊圖像進行比較；讀取單元，在所述識別單元確定所述觀看者是所述預註冊用戶時，所述讀取單元從所 述存儲器單元讀取由所述識別單元識別作為所述預註冊用戶的所述觀看者的所述校正信 息；以及校正單元，所述校正單元以由所述讀取單元讀取的所述校正信息為基礎來校正由所述 距離信息獲取單元獲得的所述距離信息表示的所述距離。
8.根據權利要求7所述的顯示設備，其中，所述狹縫寬度控制單元根據已經由所述校 正單元校正的所述距離來控制由所述屏障形成單元形成的所述視差屏障的所述狹縫寬度。
9.根據權利要求7所述的顯示設備，還包括距離獲取控制單元，所述距離獲取控制單元使所述距離信息獲取單元獲得表示所述顯 示單元與所述觀看者之間的距離的距離信息，在所述距離處，所述觀看者向所述顯示設備 表明其能夠在其最佳情況下利用指定的視差屏障觀看在所述顯示單元上顯示的測試三維 圖像，校正信息獲取單元，所述校正信息獲取單元獲得由所述距離信息獲取單元在所述距離 獲取控制單元的控制下獲得的所述距離信息表示的所述距離與所述測試模式的預定設計 可視距離之間的差值作為對於所述觀看者的校正信息；以及存儲器控制單元，所述存儲器控制單元將由所述校正信息計算單元計算的所述校正信 息存儲在所述存儲器單元中。
10.根據權利要求1所述的顯示設備，其中，所述屏障形成單元在選擇3D顯示時形成所 述視差屏障並且在選擇2D顯示時不形成所述視差屏障。
11.一種顯示設備，包括顯示單元，所述顯示單元通過將左眼圖像和右眼圖像劃分為多個垂直伸長的圖像條並 且在水平方向上交替設置所劃分的左眼圖像以及所劃分的右眼圖像來顯示所述左眼圖像 和所述右眼圖像；屏障形成單元，所述屏障形成單元在所述顯示單元的前面形成視差屏障； 存儲器單元，所述存儲器單元存儲預註冊用戶的註冊圖像，所述註冊圖像至少包括所 述預註冊用戶的面部區域以及校正信息；成像單元，所述成像單元拍攝作為主體的觀看者的圖像；識別單元，所述識別單元通過執行面部識別處理來識別所述觀看者是否是所述預註冊 用戶，所述面部識別處理包括對由所述成像單元拍攝的所述主體圖像上所述觀看者的所述 面部區域與存儲在所述存儲器單元中的所述註冊圖像進行比較；讀取單元，所述讀取單元從所述存儲器單元讀取由所述識別單元識別作為所述預註冊 用戶的所述觀看者的所述校正信息；以及狹縫寬度控制單元，所述狹縫寬度控制單元根據由所述讀取單元讀取的所述校正信息 來控制由所述屏障形成單元形成的所述視差屏障的狹縫寬度。
12.—種顯示設備，包括顯示單元，所述顯示單元通過將左眼圖像和右眼圖像劃分為多個垂直伸長的圖像條並 且在水平方向上交替設置所劃分的左眼圖像以及所劃分的右眼圖像來顯示所述左眼圖像 和所述右眼圖像；屏障形成單元，所述屏障形成單元在所述顯示單元的前面形成視差屏障； 距離信息獲取單元，所述距離信息獲取單元獲得表示所述顯示單元與觀看所述顯示單 元的觀看者之間的距離的距離信息；以及屏障模式控制單元，所述屏障模式控制單元將由所述屏障形成單元形成的所述視差屏障的屏障模式控制為指定的屏障模式，所述指定的屏障模式具有與由所述距離信息獲取單 元獲得的所述距離信息表示的所述距離相對應的狹縫寬度。
13.一種顯示設備，包括顯示單元，所述顯示單元通過將左眼圖像和右眼圖像劃分為多個垂直伸長的圖像條並 且在水平方向上交替設置所劃分的左眼圖像以及所劃分的右眼圖像來顯示所述左眼圖像 和所述右眼圖像；屏障形成單元，所述屏障形成單元在所述顯示單元的前面形成視差屏障；距離信息獲取單元，所述距離信息獲取單元獲得表示所述顯示單元與觀看所述顯示單 元的觀看者之間的距離的距離信息；以及屏障寬度控制單元，所述屏障寬度控制單元將由所述屏障形成單元形成的所述視差屏 障的屏障寬度控制為由所述距離信息獲取單元獲得的所述距離信息表示的所述距離的屏 障寬度。
14.一種用於控制三維顯示的視差屏障的方法，包括獲得表示顯示單元與觀看所述顯示單元的觀看者之間的距離的距離信息，所述顯示單 元通過將左眼圖像和右眼圖像劃分為多個垂直伸長的圖像條並且在水平方向上交替設置 所劃分的左眼圖像以及所劃分的右眼圖像來顯示所述左眼圖像和所述右眼圖像；以及根據由所述距離信息表示的所述距離來控制在所述顯示單元的前面形成的視差屏障 的狹縫寬度。
15.一種三維顯示設備，包括顯示單元，所述顯示單元通過將左眼圖像和右眼圖像劃分為多個垂直伸長的圖像條並 且在水平方向上交替設置所劃分的左眼圖像以及所劃分的右眼圖像來顯示所述左眼圖像 和所述右眼圖像；屏障形成單元，所述屏障形成單元在所述顯示單元的前面形成視差屏障，所述視差屏 障包括多個狹縫的模式以分別朝向與觀看所述顯示單元的觀看者的左眼和右眼相對應的 空間上不同的點選擇性透射所述左眼圖像和所述右眼圖像；以及距離測量單元，所述距離測量單元測量所述顯示單元與所述觀看者之間的距離，其中，所述屏障形成單元根據由所述距離測量單元測量的所述距離來調節所述視差屏 障中所述狹縫的所述模式。
16.根據權利要求15所述的三維顯示設備，其中，所述距離測量單元連續監測所述顯 示單元與觀看所述顯示單元的觀看者之間的距離，並且其中，所述屏障形成單元根據所述連續監測的距離基本上實時地調節所述視差屏障中 所述狹縫的所述模式。
17.一種三維顯示設備，包括顯示單元，所述顯示單元通過將左眼圖像和右眼圖像劃分為多個垂直伸長的圖像條並 且在水平方向上交替設置所劃分的左眼圖像以及所劃分的右眼圖像來顯示所述左眼圖像 和所述右眼圖像；屏障形成單元，所述屏障形成單元在所述顯示單元的前面形成視差屏障，所述視差屏 障包括多個狹縫的模式以分別朝向與觀看所述顯示單元的觀看者的左眼和右眼相對應的 空間上不同的點選擇性透射所述左眼圖像和所述右眼圖像；以及距離測量單元，所述距離測量單元測量所述顯示單元與所述觀看者之間的距離， 其中，根據由所述距離測量單元測量的到所述觀看者的所述距離來調節所述屏障形成 單元與所述顯示單元之間的距離以及所述視差屏障中所述狹縫的所述模式的至少一個。
全文摘要
本發明提供一種三維顯示設備。所述三維顯示設備包括顯示單元，所述顯示單元通過將左眼圖像和右眼圖像劃分為多個垂直伸長的圖像條並且在水平方向上交替設置所劃分的左眼圖像以及所劃分的右眼圖像來顯示所述左眼圖像和右眼圖像；屏障形成單元，所述屏障形成單元在所述顯示單元的前面形成視差屏障，所述視差屏障包括多個狹縫的模式以分別朝向與觀看者的左眼和右眼相對應的空間上不同的點選擇性透射所述左眼圖像和所述右眼圖像；距離測量單元，所述距離測量單元測量所述顯示單元與觀看所述顯示單元的觀看者之間的距離，其中，所述屏障形成單元根據由所述距離測量單元測量的距離來改變所述視差屏障中所述狹縫的模式。
文檔編號H04N13/00GK102006491SQ20101027171
公開日2011年4月6日 申請日期2010年8月31日 優先權日2009年8月31日
發明者代工康宏 申請人:卡西歐計算機株式會社