专利名称：2d/3d可切换自动立体显示设备和方法
技术领域：
—个或多个实施例涉及一种可在二维(2D)和三维(3D)模式之间切换的可切换自 动立体显示设备和方法，更具体地讲，涉及这样一种2D/3D可切换自动立体显示设备和方 法，所述设备和方法可使用相同的两个显示器以及其间的转换透镜来选择性地显示2D图 像和3D图像之一。
背景技术：
由于三维(3D)图像显示器可能传统上需要既显示3D图像也显示二维(2D)图像， 所以期望2D/3D可切换图像显示技术。例如，这种2D/3D可切换图像显示技术可包括具有 视差屏障(parallax barrier)和柱状透镜(lenticularlens)的自动立体技术。
例如，在设计成显示3D图像的显示器中，柱状透镜可被附着到液晶显示器(LCD) 的前侧。在该例子中，LCD是平板显示器(FPD)。由于特定柱状透镜的特性，所以来自LCD 上显示的像素的光可被输出到柱状透镜之后的每个预定位置。柱状透镜向用户的左眼和右 眼提供不同视点的图像，即，左列图像信息和右列图像信息，从而可提供3D效果。这里，柱 状透镜将图像的光折射到左视点和右视点。因此，柱状透镜是3D图像显示器的理想组件。 然而，当柱状透镜被附着到LCD(如，附着到LCD的前侧)时，无法显示2D图像。因此，已对 在仍使用柱状透镜的同时选择性地显示2D图像和3D图像的方法期望地进行研究。
2D/3D可切换柱状透镜可使用液晶(LC)调整透镜内外的折射率，以转换2D图像和 3D图像。本发明的发明人已期望地发现当透镜内外的折射率相同时，柱状透镜可适当地不 起透镜的作用，因此，实际上可产生2D图像。相反，当透镜内外的折射率不同时，柱状透镜 可如传统上预期地起作用，从而产生3D图像。这里，当未适当地调整折射率时，2D和3D图 像的质量也可能下降。
发明内容
—个或多个实施例可提供一种二维/三维(2D/3D)可切换自动立体显示设备和方 法。 —个或多个实施例还可提供图像显示设备和方法，所述设备和方法可使用转换透 镜和相同的两个显示器来选择性地显示2D图像和3D图像中的一个。 根据一个或多个实施例，可提供一种二维/三维(2D/3D)可切换自动立体显示设 备，所述设备包括显示单元，包括第一显示器和第二显示器，所述显示单元被配置为通过 位于第一显示器和第二显示器之间的位置的转换透镜选择性地输出2D图像和3D图像中的 一个，转换透镜被配置为选择性地在3D图像被输出时用作柱状透镜；控制单元，控制第一 显示器、第二显示器和转换透镜以选择性地输出2D图像和3D图像中的一个，对选择性输出的控制包括控制转换透镜的选择性操作。 转换透镜包括柱状透镜，将入射图像的光折射到多个视点；电漫射器透镜，根据 电信号选择性地使图像通过和漫射。 电漫射器透镜还可位于柱状透镜的前面或后面，电漫射器透镜可由聚合物分散液 晶(PDLC)制成。 在输出2D图像期间，控制单元可控制第一显示器输出光，控制第二显示器输出2D 图像，并控制转换透镜的电漫射器透镜处于用作漫射器的状态，从而对第一显示器的光的 相应漫射满足作为第二显示器的背光的要求。 在输出3D图像期间，控制单元可控制第一显示器输出表现3D图像的光，控制第二 显示器处于透明状态，控制转换透镜的电漫射器透镜处于透明状态，并控制转换透镜的柱 状透镜将表现3D图像的光折射到多个视点以输出3D图像。 第一显示器可对应于液晶显示器(LCD)、等离子显示面板(PDP)、有机发光二极管 (0LED)和投影显示器中的任何一种。此外，第二显示器可对应于LCD和0LED中的任何一 种。 根据一个或多个实施例，可提供一种二维/三维(2D/3D)可切换自动立体显示方 法，所述方法包括通过第一显示器选择性地输出光；选择性地控制转换透镜的电漫射器 透镜漫射第一显示器输出的光，漫射的光满足作为第二显示器的背光的要求；选择性地控 制第二显示器处于透明状态或输出2D图像的图像产生状态，当电漫射器透镜被控制以用 作漫射器并且第一显示器被控制以输出光时，通过提供背光进行2D图像的输出。
所述方法还可包括当3D图像被设置为通过第二显示器输出时，选择性地控制通 过第一显示器表现3D图像的光的输出，控制转换透镜的电漫射器透镜处于透明状态，并且 控制第二显示器处于透明状态；通过转换透镜的柱状透镜折射表现3D图像的光，并通过第 二显示器输出3D图像。 所述方法还可包括接收对图像的输出的请求，当确定已请求2D图像的输出时， 控制电漫射器透镜用作漫射器并控制转换透镜不对用于3D成像的光进行折射，当确定已 请求3D图像的输出时，控制电漫射器透镜不用作漫射器，控制第二显示器处于透明状态并 控制通过第二显示器输出3D图像。 转换透镜可位于第一显示器和第二显示器之间。 此外，转换透镜可包括柱状透镜，将入射图像的光折射到多个视点；电漫射器透 镜，根据电信号选择性地使图像通过和漫射。 电漫射器透镜可位于柱状透镜的前面或后面，电漫射器透镜可由聚合物分散液晶 (PDLC)制成。此外，柱状透镜可将从第一显示器提供的入射图像的光折射到多个视点。
此外，第一显示器可对应于液晶显示器(LCD)、等离子显示面板(PDP)、有机发光 二极管(0LED)和投影显示器中的任何一种。此外，第二显示器可对应于LCD和OLED中的 任何一种。 根据一个或多个实施例，可提供一种显示器，所述显示器包括第一显示器，用于 三维(3D)图像产生；第二显示器，用于二维(2D)图像产生；选择性3D透射面板，光学上位 于第一显示器和第二显示器之间，被配置为选择性地在3D图像产生期间针对来自第一显 示器的入射光呈现透明状态，并在2D图像产生期间不同地用作来自第一显示器的入射光的光漫射器。 选择性3D透射面板还可包括转换透镜，修改来自第一显示器的入射光的轨迹， 以在处于透明状态的第二显示器的输出上产生3D图像。 转换透镜可包括透镜透镜。此外，显示器可包括控制单元，控制第一显示器、第二 显示器和选择性透射面板透镜，以选择性地输出2D图像和3D图像中的一个。
根据一个或多个实施例，可提供一种显示方法，包括选择性地控制显示装置选择 性地处于第一模式和第二模式中的一个，在第一模式，控制第一显示器和第二显示器之间 的透射面板使来自第一显示器的光漫射并控制第二显示器修改入射光以产生2D图像，在 第二模式，控制第一显示器产生表现3D图像的光，控制透射面板修改产生的表现3D图像的 光以进行3D观看，并控制第二显示器使修改的光通过以输出3D图像，这不同于用于产生2D 图像的入射光的修改。 本发明的另外的方面和/或优点将在下面的描述中部分地阐明，并且从描述中部 分是清楚的，或者通过本发明的实施可以被理解。
通过下面结合附图对实施例进行的描述，这些和/或其他方面和优点将会变得清 楚和更易于理解，其中 图1示出根据一个或多个实施例的二维/三维(2D/3D)可切换自动立体显示设备 的配置； 图2A和图2B示出根据一个或多个实施例的2D/3D可切换自动立体显示设备中的 示例性聚合物分散液晶(PDLC)的配置； 图3示出根据一个或多个实施例当输出2D图像时的显示单元的剖视图；
图4示出根据一个或多个实施例当输出3D图像时的显示单元的剖视图；
图5示出根据一个或多个实施例的2D/3D可切换自动立体显示设备的显示单元的 配置； 图6示出根据-配置； 图7示出根据-的配置； 图8示出根据-
^个或多个实施例的2D/3D可切换自动立体显示设备的显示单元的 ^个或多个实施例的2D/3D可切换自动立体显示设备中的显示单元
-A或多个实施例的选择性地输出2D图像和3D图像以进行2D/3D
可切换自动立体显示的操作'
具体实施例方式
现在将对实施例进行详细的描述，其示例表示在附图中，其中，相同的标号始终表 示相同部件。在这方面，本发明实施例可以以许多不同的形式实现，而不应被视为限于这里 阐明的实施例。因此，下面仅通过参照附图对实施例进行描述，以解释本发明的各方面。
图1示出根据一个或多个实施例的二维/三维(2D/3D)可切换自动立体显示设备 的配置。参照图1 ，在该实施例中，2D/3D可切换自动立体显示设备可包括控制单元140和显 示单元150。例如，显示单元150可包括第一显示器100、转换透镜120和第二显示器130。
例如，在控制单元140的控制下，第一显示器100可在3D图像输出模式期间输出 图像，在2D图像输出模式期间输出白图像并用作背光。这里，白图像或任何随后修改的光 将使得光满足作为这样的背光的要求，例如，与和相应的第二显示器130 —起使用的背光 相一致。例如，第一显示器100可对应于液晶显示器(LCD)、等离子显示面板(PDP)、有机发 光二极管(0LED)和投影显示器等中的任何一种。 可控制第二显示器130选择性地在2D图像输出模式期间输出图像，而在3D图像 输出模式期间处于透明状态。例如，第二显示器130可对应于LCD和0LED中的任何一种， 注意，替代实施例同样可用。 转换透镜120可转换2D图像和3D图像，转换透镜120可位于第一显示器100和 第二显示器130之间的位置。在实施例中，转换透镜120可包括柱状透镜122和电漫射器 透镜124，再次注意，替代实施例同样可用。 在柱状透镜122的控制下，S卩，由于限定的柱状透镜122的特性，可控制来自第一 显示器100的像素的光沿预定方向输出。具体地讲，可控制来自第一显示器100的像素的 光分别从一个特定位置输出到多个特定位置，例如，仅作为例子，输出到观察者左眼和右眼 的每一个。因此，观察者可同时看到来自两个不同视点的图像，因此，可获得3D效果。艮卩， 柱状透镜122可将图像的光折射成两个，即，左视点和右视点，因此，例如观察者左眼和右 眼的每一个可观察到不同的图像。 这里，视点可指示位置，观察者将从该位置观察对象。图像的光的折射可指示折射 图像的光以使得能够在多个位置观察每个不同的图像。 电漫射器透镜124可位于柱状透镜122的前面或后面，例如，在控制单元140的 控制下，电漫射器透镜124可被控制以电控制2D和3D图像的显示。此夕卜，电漫射器透镜 124可用于去除在提供2D图像的输出时由于这样的两个显示器而产生的莫尔条纹(moire pattern)。当输出2D图像时，第一显示器100可作为背光，电漫射器透镜124还可作为漫 射器。因此，电漫射器透镜124可用于改善背光的均匀性。这里，电漫射器透镜124可电调 整/控制漫射器操作。 如上所述，可能被校正的莫尔条纹可以是在两个栅格重叠时造成的干涉图样。在 亮线与亮线之间重叠以及暗线与暗线之间重叠的地方会产生莫尔条纹。此外，在亮线与暗 线重叠的地方会产生莫尔条纹。因此，在实施例中，在使用重叠的显示器时，线被连续地连 接，从而会产生另一莫尔条纹，最好对该莫尔条纹进行校正。 参照图2A和图2B对电漫射器透镜124的配置进行详细的描述。图2A和图2B示出 根据一个或多个实施例的2D/3D可切换自动立体显示设备中的聚合物分散液晶(Polymer Dispersed Liquid Crystal，PDLC) 126的配置。电漫射器透镜124可由PDLC 126制成，注 意，替代实施例同样可用。 在实施例中，仅作为例子，在PDLC 126中可使多个液晶(LC) 200被聚合物210所 包围。聚合物210对入射偏振光源的折射率可各向同性。S卩，在实施例中，聚合物210的折 射率可一直不变。在实施例中，因此，由聚合物210包围的多个LC 200可各向异性。这里， 例如，多个LC 200在每个方向的折射率可能不同。因此，如图2A所示，当未施加电场并且 多个LC 200的每个随机取向时，聚合物210的折射率可不同于多个LC 200的每个的折射 率。因此，入射光可被散射，这称为散射状态。相反，当施加电场时，多个LC 200的每个根
7据电场配向。在这种情况下，如图2B所示，当多个LC 200的每个的折射率与聚合物210的 折射率相同(即，折射率均相同)时，入射光会通过而未被散射。这样的状态可被称为透明 状态。 PDLC 126可不需要用于确定初始LC的方向的配向处理。具体地讲，在实施例中， 可通过组合多个LC 200和单体(monomer)、将该组合物插入到两个玻璃之间的空隙中并将 单体转换为聚合物210来制造PDLC 126，因此，可以不需要考虑不均匀的配向。
例如，基于用户的请求，控制单元140可控制第一显示器100、转换透镜120和第二 显示器130以选择性地产生2D图像或3D图像的输出。 参照图3对在输出2D图像时的控制单元140、第一显示器100、转换透镜120和第 二显示器130进行详细描述。 图3示出根据一个或多个实施例当输出2D图像时的显示单元150的剖视图。
参照图3，当从用户接收到输出2D图像的请求时，例如，控制单元140可控制第一 显示器100输出白图像/白光，并控制第二显示器130输出图像。此外，控制单元140可控 制转换透镜120的电漫射器透镜124被切换为OFF，从而白图像被漫射并用作背光，从而可 输出2D图像。 参照图4对在输出3D图像时的控制单元140、第一显示器100、转换透镜120和第 二显示器130进行详细描述。 图4示出根据一个或多个实施例当输出3D图像时的显示单元150的剖视图。
参照图4，当从用户接收到输出3D图像的请求时，控制单元140可控制第一显示器 100输出图像并控制第二显示器120被切换为OFF以处于透明状态。此外，控制单元140可 控制转换透镜120的电漫射器透镜124被切换为ON以处于透明状态，并控制转换透镜120 的柱状透镜122将通过第一显示器100输出的图像的光折射到多个视点以输出3D图像。
图5示出根据一个或多个实施例的2D/3D可切换自动立体显示设备中的显示单元 150的配置。 当比较图5和图4时，转换透镜120中的柱状透镜122和电漫射器透镜124的位 置不同。此外，图5的柱状透镜122是凹透镜。然而，图5和图4的柱状透镜122和电漫射 器透镜124的操作和效果可相同。 图6和图7中示出了 2D/3D可切换自动立体显示设备中的显示单元150的其他配置。 图6和图7示出根据一个或多个实施例的2D/3D可切换自动立体显示设备中的显 示单元150的配置。 在图6和图7中，转换透镜120中的柱状透镜122和电漫射器透镜124被显示为 分离。然而，尽管图6和图7中的显示单元150的配置不同，但柱状透镜122和电漫射器透 镜124的操作和效果也可相同，因此，省略详细描述。 下面，参照图8对2D/3D可切换自动立体显示方法进行详细描述。
图8示出根据一个或多个实施例的选择性地输出2D图像和3D图像的操作。
参照图8，在实施例中，在操作S800，可确定是否接收到对图像的输出的请求。在 操作S802，可确定是否请求2D图像的输出。这里，关于对2D或3D图像的输出的请求，以及 是否做出相应的请求，附加和/或替代实施例同样可用。
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因此，在实施例中，例如，当在操作S802中确定的结果是请求2D图像的输出时，在 操作S804，可将转换透镜的电漫射器透镜切换为OFF，并可开启第一显示器和第二显示器。 在操作S806，可通过第一显示器输出白图像，并通过第二显示器输出图像。
在操作S80S，第一显示器的白图像可通过转换透镜的电漫射器透镜被漫射，并用 作第二显示器的背光。在操作S810，可使用提供的背光通过第二显示器输出2D图像。
在操作S812，当设置3D图像的输出，例如，在操作S802中确定请求3D图像的输出 时，第二显示器可被切换为OFF以被设置为透明状态，转换透镜的电漫射器透镜可被切换 为ON以处于透明状态。在操作S814，可通过第一显示器输出图像。在操作S816，由于电漫 射器透镜处于透明状态，所以通过第一显示器输出的图像的光可通过柱状透镜被折射到多 个视点。在操作S818，可通过处于透明状态的第二显示器输出光被折射的3D图像。
根据上述一个或多个实施例的2D/3D可切换自动立体显示方法或其各方面可通 过一个或多个处理装置得以实现和/或可被记录在包括处理或程序指令的计算机可读介 质中，所述处理或程序指令控制这样的一个或多个处理元件实现由计算机实施的各种操 作。介质还可包括单独的指令、数据文件、数据结构等或其组合。计算机可读介质的例子 包括磁介质，如硬盘、软盘和磁带；光学介质，如CD ROM盘和DVD ;磁光介质，如光盘；和特 别配置为存储和执行指令的硬件装置，如只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、闪存 等。指令的例子至少包括机器码(如，由编译器产生的机器码)和包含可由计算机使用编 译器执行的高级码的文件。 根据一个或多个实施例，2D/3D可切换自动立体显示设备可包括显示单元，包括 第一显示器和第二显示器，通过位于第一显示器和第二显示器之间的位置的转换透镜选择 性地输出2D图像和3D图像之一 ；控制单元，控制第一显示器、第二显示器和转换透镜以选 择性输出2D图像和3D图像中的至少一个。在该例子中，当期望输出3D图像时，转换透镜 可用作柱状透镜。 尽管已经参照本发明的不同实施例具体显示和描述了本发明各方面，但是应当理
解的是，仅以描述性的含义，而不应出于限制的目的考虑这些示例性实施例。每个实施例中
的特征或方面的描述通常应被视为可适用于其余实施例中的其他类似特征或方面。 因此，虽然已显示和描述了一些实施例，但本领域技术人员应该理解，在不脱离由
权利请求及其等同物限定其范围的本发明的原理和精神的情况下，可以对这些实施例进行修改。
权利要求
一种2D/3D可切换自动立体显示设备，所述设备包括显示单元，包括第一显示器和第二显示器，所述显示单元被配置为通过位于第一显示器和第二显示器之间的转换透镜选择性地输出2D图像和3D图像中的一个，转换透镜被配置为选择性地在3D图像被输出时用作柱状透镜；控制单元，控制第一显示器、第二显示器和转换透镜以选择性地输出2D图像和3D图像中的一个，对选择性输出的控制包括控制转换透镜的选择性操作。
2. 如权利要求l所述的设备，其中，转换透镜包括 柱状透镜，将入射图像的光折射到多个视点； 电漫射器透镜，根据电信号选择性地使图像通过和漫射。
3. 如权利要求2所述的设备，其中，电漫射器透镜位于柱状透镜的前面或后面，电漫射 器透镜由聚合物分散液晶制成。
4. 如权利要求2所述的设备，其中，在输出2D图像期间，控制单元控制第一显示器输 出光，控制第二显示器输出2D图像，并控制转换透镜的电漫射器透镜处于用作漫射器的状 态，从而对第一显示器的光的相应漫射满足作为第二显示器的背光的要求。
5. 如权利要求2所述的设备，其中，在输出3D图像期间，控制单元控制第一显示器输出 表现3D图像的光，控制第二显示器处于透明状态，控制转换透镜的电漫射器透镜处于透明 状态，并控制转换透镜的柱状透镜将表现3D图像的光折射到多个视点以输出3D图像。
6. 如权利要求1所述的设备，其中，第一显示器对应于液晶显示器、等离子显示面板、 有机发光二极管和投影显示器中的任何一种。
7. 如权利要求1所述的设备，其中，第二显示器对应于液晶显示器和有机发光二极管 中的任何一种。
8. —种2D/3D可切换自动立体显示方法，所述方法包括 通过第一显示器选择性地输出光；选择性地控制转换透镜的电漫射器透镜漫射第一显示器输出的光，漫射的光满足作为 第二显示器的背光的要求；选择性地控制第二显示器处于透明状态或输出2D图像的图像产生状态，当电漫射器 透镜被控制以用作漫射器并且第一显示器被控制以输出光时，通过提供背光进行2D图像 的输出。
9. 如权利要求8所述的方法，还包括当3D图像被设置为通过第二显示器输出时，选择性地控制通过第一显示器表现3D图 像的光的输出，控制转换透镜的电漫射器透镜处于透明状态，并且控制第二显示器处于透 明状态；通过转换透镜的柱状透镜折射表现3D图像的光，并通过第二显示器输出3D图像。
10. 如权利要求8所述的方法，其中，转换透镜位于第一显示器和第二显示器之间。
11. 如权利要求8所述的方法，其中，转换透镜包括 柱状透镜，将入射图像的光折射到多个视点； 电漫射器透镜，根据电信号选择性地使图像通过和漫射。
12. 如权利要求11所述的方法，其中，电漫射器透镜位于柱状透镜的前面或后面，电漫 射器透镜由聚合物分散液晶制成。
13. 如权利要求11所述的方法，其中，柱状透镜将从第一显示器提供的入射图像的光折射到多个视点。
14. 如权利要求8所述的方法，其中，第一显示器对应于液晶显示器、等离子显示面板、有机发光二极管和投影显示器中的任何一种。
15. 如权利要求8所述的方法，其中，第二显示器对应于液晶显示器和有机发光二极管中的任何一种。
全文摘要
一种2D/3D可切换自动立体显示设备和方法。所述设备和方法使用两个显示器和转换透镜来选择性地显示2D图像和3D图像。当输出2D图像时，2D/3D可切换自动立体显示设备可控制第一显示器输出白图像/白光，控制第二显示器输出图像，并控制转换透镜的电漫射器透镜被切换为OFF，从而白图像被漫射以用作背光。当输出3D图像时，2D/3D可切换自动立体显示设备可控制第一显示器输出图像，控制第二显示器被切换为OFF以处于透明状态，控制转换透镜的电漫射器透镜被切换为ON以处于透明状态，并控制柱状透镜输出3D图像。
文档编号G02B27/22GK101713868SQ20091015085
公开日2010年5月26日 申请日期2009年6月23日 优先权日2008年9月30日
发明者南东暻, 成基荣, 朴斗植, 朴柱容, 金允泰 申请人:三星电子株式会社