專利名稱：用于制作三維顯示屏的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于將二維顯示屏轉換成自動立體顯示屏的方法以及適用于這種轉換的承接器(adapter)，這種承接器設有用于把所顯示圖像分成至少兩幅立體分圖像的光學組件。
現(xiàn)有技術的介紹在一些情況中，通過為相應二維顯示屏添加至少一個光學組件，可以實現(xiàn)由商用二維顯示屏制作成三維顯示屏。所述光學組件被緊貼安置于顯示圖像的表面之前(從觀察者的方向看)。因此三維顯示屏制造商特別關注二維顯示屏的機械特性，例如其框架設計。
圍繞二維顯示屏圖像顯示面的框架的設計非常重要。在以下本發(fā)明的介紹內容中，此框架也被稱為前框條(front bezel)。具有適于添加光學組件的框架或前框條設計的可用于轉換的二維顯示屏并非總是能得到的。
另外，為了放置光學組件，經(jīng)常需要相對于圖像顯示面對其進行限定的位移調整，一直到取得質量足夠好的自動立體顯示。如果這種光學組件、例如可設計成波長濾波器陣列或設定的透鏡設置，被緊緊地固定在現(xiàn)有框架設計內的先鋒PDP502等離子屏的圖像顯示面前，那么所述框架設計不允許光學組件的任何位移，因為這個框架用螺釘不可動地固定在屏幕底板上。
發(fā)明描述本發(fā)明的問題在于設計出一種方法，使得可以較小的努力將商用二維顯示屏轉換成適用于圖像自動立體顯示的三維顯示屏。
根據(jù)本發(fā)明，按照下面的步驟，通過一種將原本用于二維圖像顯示并在圖像顯示面圍繞有前框條的二維顯示屏制作成用于自動立體圖像顯示的三維顯示屏的方法，就解決了本發(fā)明的問題-從二維顯示屏上取下前框條，-連接承接器，承接器設有將顯示在圖像顯示面上的圖像分成立體分圖像的光學組件，使得光學組件覆蓋圖像顯示面，-相對于圖像顯示面來對齊光學組件，使得至少一幅立體分圖像到達觀察者的一只眼睛，至少另外一幅立體分圖像到達觀察者的另一只眼睛，因此觀察者所看見的圖像為立體圖像。
換句話說，根據(jù)本發(fā)明的方法包括以下步驟a)制造出優(yōu)選為矩形形狀的框架，b)在所述框架上連接上包括至少一個進行圖像分離以用于自動立體顯示的光學結構前面板，這種連接優(yōu)選通過金屬彈簧夾或粘膠來實現(xiàn)，該前面板尤其優(yōu)選最初未被剛性地固定，c)從二維顯示屏上取下原裝前框條，d)將包括結構前面板和框架的承接器連接在二維顯示屏的底板上，e)相對于二維顯示屏圖像顯示面對準前面板位置，和f)將前面板剛性地固定在框架上。
第一種將光學組件和圖像顯示面對齊的方法是通過相對于圖像顯示面改變光學組件連同框架的位置來實現(xiàn)的，第二種方法是通過相對于圖像顯示面和相對于框架來改變光學組件的位置而實現(xiàn)的。
前面板和光學結構共同構成了用于將顯示在圖像顯示面上的圖像分成至少兩幅立體分圖像的光學組件。
例如可以通過這樣的方法來分離出分圖像，其中由兩個不同透視圖合并而成并且顯示在圖像顯示面上的圖像被分成兩個分圖像，由八個透視圖合并而成并且顯示在圖像顯示面上的圖像被分成兩個分圖像，由十二個分圖像并而成并且顯示在圖像顯示面上的圖像被分成四個分圖像，或者類似方法。
步驟a)至步驟f)是可以改變的，至少部分地如此。例如，步驟b)和步驟c)可以以相反順序來進行。
為了制作出具有賞心悅目外觀的三維顯示屏，根據(jù)本發(fā)明的方法可以通過下面步驟來擴展g)連接上在第一步驟中取下的前框條、或者單獨制作的其它前框條，以覆蓋承接器邊緣。
步驟e)優(yōu)選執(zhí)行如下-在二維顯示屏的顯示面上顯示出測試圖像，測試圖像優(yōu)選由排列成行和/或列的n(n大于或等于2)個視圖合并而成，其中恰好有(n-1)個視圖對應于每個全黑區(qū)域，并且恰好有一個視圖對應于全白或全藍或全綠或全紅區(qū)域；-相對于二維顯示屏的圖像顯示面來連續(xù)地移動前面板的位置，同時從固定不變的任意單眼觀察位置處對單眼圖像進行目視或光電檢查，直到前面板相對于二維顯示屏圖像顯示面的所述位移到達這樣的一個相對位置，其中能夠從所述單眼觀察位置處看到單眼視圖中的白色或藍色或綠色或紅色的最大擴展區(qū)域。
目視檢查方法，確切地說，是操作員進行觀察；光電檢查方法，確切地說，是利用攝像機或類似裝置進行觀察。
另外，使用的測試圖像優(yōu)選對應于光學結構。例如，如果采用設有多個垂直柱形透鏡的透鏡屏，那么在每個柱形透鏡下應顯示出上述n個視圖中大約相同數(shù)目的圖像信息位。因此，對于本領域中的技術人員來說，由八個視圖合并而來的透鏡圖像也優(yōu)選為由八個視圖組成的測試圖像。
同樣，也可以采用完全不同類型的測試圖像，例如包括直線形或立方體形的要素。
光學結構例如可以是層疊在或印刷在前面板上的波長濾波器、透鏡屏或屏障屏(barrier screen)。這個列舉并不涵蓋所有，也不意味對本發(fā)明創(chuàng)意的限制。甚至全息光學元件(HOE)也可以采用。
前面板優(yōu)選是設有平面導電結構的抗震玻璃保護板，它可屏蔽從圖像顯示面發(fā)出的電磁輻射以保護觀察者，當圖像顯示面是等離子屏時這一點要特別考慮。
在這種情況下，在步驟g)中可選地連上的前框條、導電結構和原裝二維顯示屏底板之間設有電接觸常常有很多好處。
在一個尤其優(yōu)選的實施例中，光學結構是波長濾波器陣列，它包括層疊在前面板上的經(jīng)適當曝光和處理的薄膜片。這種波長濾波器陣列設計的示例在專利DE 20121318 U和其他地方有介紹。
根據(jù)本發(fā)明方法的上述實施例中的步驟a)，框架設有限定的型面深度(profile depth)，優(yōu)選在2毫米和30毫米之間，以便使具有用于實現(xiàn)圖像分離的光學結構的前面板與二維顯示器的圖像顯示面之間保持有限定的距離。根據(jù)應用，所述型面深度也可以大于30毫米。
另外，優(yōu)選在步驟b)中在前面板和框架之間插入泡沫橡膠條以防止滑動。
本發(fā)明進一步涉及根據(jù)上述工藝步驟由原本用于二維圖像顯示的二維顯示屏制作出適合于自動立體圖像顯示的三維顯示屏的一種承接器，所述二維顯示屏設有圖像顯示面和圍繞圖像顯示面的前框條，所述承接器包括-框架，其幾何伸長平行于圖像顯示面，并且與二維顯示屏前框條的伸長大致相等，-前面板，其設有波長濾波器或透鏡陣列形式的或屏障屏形式的光學結構，用于將顯示在圖像顯示面上的圖像分成立體分圖像，從而實現(xiàn)圖像分離以用于自動立體顯示，其中-前面板通過固定方式與框架連接，其中框架圍繞在前面板的邊緣處。
框架可以由型材做成，優(yōu)選為設成多邊形的鋁型材，優(yōu)選形狀為矩形。包括用于實現(xiàn)圖像分離以用于自動立體顯示的至少一個光學結構的前面板可以用松或剛性的方式固定在框架上，固定方式優(yōu)選包括金屬彈簧夾。
在一種特殊結構中，框架可包括一種具有兩個粘膠面的材料，其中一粘膠面用來固定在屏的外邊緣上，另一粘膠面用來固定前面板。
框架和前面板一起構成了承接器。另外，前框條可以用來遮擋連接在二維顯示屏上的承接器的邊緣。
在根據(jù)本發(fā)明的另一個承接器實施例中，用來實現(xiàn)圖像分離以用于自動立體顯示的光學結構設計成層疊或印刷在前面板上的波長濾波器或透鏡陣列或屏障屏?？梢岳斫?，其他實施例、例如采用HOE的實施例也是可行的。
框架設有限定的型面深度，優(yōu)選在2毫米和30毫米之間是比較有利的，這可以使帶有層疊或印刷在其上的光學結構的前面板與圖像顯示面之間保持限定的距離。根據(jù)應用，所述型面深度當然也可以大于30毫米。
在前面板和框架之間可設有泡沫橡膠的中間襯墊，其作用是防止前面板滑動以及防止灰塵進入框架內。
附圖簡要說明以下參考附圖詳細介紹本發(fā)明，其中

圖1是顯示了基本上包括前面板和框架的承接器的設計原理的草圖，圖2是原本用于二維圖像顯示的二維顯示器的詳細剖視圖，和圖3是適用于三維圖像顯示的已轉換的三維顯示屏的詳細剖視圖。
附圖詳細說明為了清楚起見，圖1顯示了單個部件或部件組是相互分開的，而實際上它們設置成緊密接觸。
用于轉換的承接器包括-前面板1，其設有至少一個用來實現(xiàn)圖像分離以用于自動立體顯示的光學結構，-多邊形的優(yōu)選為矩形的框架2，其優(yōu)選用鋁型材制成，和-將前面板1或松或剛性地固定在框架2上的方法(沒有在附圖中顯示)，包括粘膠層或金屬彈簧夾。
更進一步，圖1示意性顯示了二維顯示屏3，它基本上包括具有圖像顯示面5的等離子顯示器4，以及罩蓋或底板6。圖中顯示了前框條7已被取下的二維顯示屏3(見圖2)。
前面板1優(yōu)選包括抗震玻璃并且具有平面的導電結構(在圖中沒有顯示)。此前面板例如可以是由Goslar的Europtec/MMG公司生產(chǎn)的等離子顯示保護屏。
將被轉換成適于三維顯示的屏的二維顯示屏例如可以是先鋒PDP503等離子屏。
用來實現(xiàn)圖像分離以用于自動立體顯示的光學結構例如可以設計成如專利DE 20121318 U和DE 10145133 C1中所介紹的波長濾波器陣列9(見圖3)。
通過如此設計成波長濾波器陣列9的光學結構以及由若干視圖合并而成并顯示在圖像顯示面5上的圖像，多個觀察者可以同時獲得極好的三維視覺。對于形成光學效果和選擇波長濾波器陣列9尺寸的機理，我們可參考實用新型專利申請DE 20121318 U。
圖2顯示了原本用于二維圖像顯示的二維顯示屏3的詳細剖視圖。圖中只是象征性地顯示了了本發(fā)明內容中實質性的顯示部件。
圖中顯示了用于容納等離子顯示器4的底板6。等離子顯示器4具有圖像顯示面5，觀察者(沒有在圖中顯示)可從觀察方向B進行觀察。圖像顯示面5被觀察者視為被前框條框住的矩形。前框條例如由在剖視圖中顯示的成角金屬型材做成，角的一邊覆蓋了等離子顯示器4的邊緣區(qū)域，而另一邊掛在底板6的側面上。
圖3顯示了圖2所示二維顯示屏3的部件，以及由框架2和波長濾波器陣列9層疊在其上的前面板1構成的承接器。
框架2的一側靠在底板上，另一側與前面板1相連。此連接可以通過帶粘膠的彈性層8來形成，例如如這里示例性地所示。利用彈性橡膠薄襯墊如泡沫橡膠來取代粘膠層，并通過預加應力的金屬彈簧夾將前面板1、橡膠襯墊和框架2夾緊在一起，也是可行的。
如圖3所示，已轉換成的三維顯示屏現(xiàn)在可適用于自動立體圖像顯示，并且設有首先從二維顯示屏3上取下的前框條7。現(xiàn)在再一次將前框條7設置成部分地覆蓋前面板1，以擋住前面板的邊緣。
本發(fā)明的特殊優(yōu)點在于，它可以將不同制造的二維顯示屏轉換成三維顯示屏，而幾乎與底板6和前框條7的設計無關。
另外，本發(fā)明可以容易地相對于圖像顯示面5對承接器和/或承靠光學結構的前面板1進行調整，以實現(xiàn)最佳的三維效果。
權利要求
1.一種用于由原本設計成用于二維圖像顯示的二維顯示屏(3)來制作適于自動立體圖像顯示的三維顯示屏的方法，其中所述二維顯示屏設有圖像顯示面(5)以及將所述圖像顯示面(5)框起來的前框條(7)，其特征在于，所述方法包括以下工藝步驟-從所述二維顯示屏(3)上取下所述前框條(7)，-連接上設有光學組件的承接器，使得所述光學組件覆蓋所述圖像顯示面(5)，所述光學組件用于將所述圖像顯示面(5)上所顯示的圖像分成立體分圖像，-將所述光學組件相對于所述圖像顯示面(5)對齊，使得至少一幅立體分圖像到達觀察者的一只眼睛，至少另一幅立體分圖像到達觀察者的另一只眼睛，因此觀察者獲得了對所顯示圖像的立體視覺。
2.根據(jù)權利要求1中所述的方法，其特征在于，所述光學組件和所述圖像顯示面(5)的所述對齊這樣來實現(xiàn)-相對于所述圖像顯示面(5)來改變所述光學組件連同框架(2)的位置，或-相對于所述圖像顯示面(5)和相對于所述框架(2)來改變所述光學組件的位置。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述光學組件的對齊如下地來進行-在所述圖像顯示面(5)顯示出測試圖像，其中所述測試圖像優(yōu)選為由排列成行和/或列的n(n大于或等于2)個視圖合并而成的圖像，其中恰好(n-1)個視圖對應于每個全黑區(qū)域，恰好一個視圖對應于全白色或全藍色或全綠色或全紅色區(qū)域，-相對于所述圖像顯示面(5)來連續(xù)地移動所述光學組件的位置，同時從任意的但固定不變的單眼觀察位置處對單眼圖像進行目視或光電檢查，直到所述移動導致所述光學組件相對于圖像顯示面(5)到達這樣的位置，其中-最大擴展的白色區(qū)域，或-最大擴展的藍色區(qū)域，或-最大擴展的綠色區(qū)域，或-最大擴展的紅色區(qū)域可從所述單眼觀察位置處在所述單眼圖像中看到。
4.根據(jù)以上權利要求中任一項所述的方法，其特征在于，連接上在第一工藝步驟中取下的所述前框條(7)或單獨制作的前框條，使得所述前框條覆蓋所述承接器的邊緣區(qū)域。
5.一種根據(jù)上述方法權利要求中任一項所述的、用于由原本設計用于二維圖像顯示的二維顯示屏(3)來制作適于自動立體圖像顯示的三維顯示屏的承接器，其中所述二維顯示屏(3)設有圖像顯示面(5)以及將所述圖像顯示面(5)框起來的前框條(7)，所述承接器包括-框架(2)，其幾何延伸平行于所述圖像顯示面(5)，并且與所述二維顯示屏(3)的前框條(7)的伸長大致相等，-前面板(1)，其設有波長濾波器陣列或透鏡形式的或屏障屏形式的光學結構，所述光學結構可將所述圖像顯示面(5)上所顯示的圖像分成立體分圖像，從而實現(xiàn)了用于自動立體顯示的圖像分離，其中-所述前面板(1)的邊緣通過緊固的方式而連接在所述框架(2)上。
6.根據(jù)權利要求5所述的承接器，其特征在于，所述光學結構設計成為層疊在或印刷在所述前面板(1)上的波長濾波器陣列(9)。
7.根據(jù)權利要求5或6所述的承接器，其特征在于，用于將所述前面板(1)緊固在所述框架(2)的方式是金屬彈簧夾或粘膠接縫(8)。
8.根據(jù)權利要求5至7中任一項所述的承接器，其特征在于，所述框架(2)包括兩面都是粘膠面的材料，其中一個粘膠面用于固定在所述屏的外緣邊上，另一粘膠面固定所述前面板。
9.根據(jù)權利要求5至8中任一項所述的承接器，其特征在于，所述框架(2)具有優(yōu)選為2毫米和30毫米之間的型面深度，使得包括有用于實現(xiàn)圖像分離的光學結構的所述前面板(1)與所述圖像顯示面(5)之間保持了由所述型面深度來限定的一段限定距離。
10.根據(jù)權利要求5至9中任一項所述的承接器框架，其特征在于，所述前面板(1)包括抗震玻璃，并且設有用于保護觀察者免受電磁輻射的平面導電結構。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于將二維屏幕轉換成自動立體屏幕的方法以及適用于這種轉換的承接器。根據(jù)本發(fā)明的方法，通過下面步驟，可將原本用于二維圖像顯示并設有圖像再現(xiàn)區(qū)域(5)以及將圖像再現(xiàn)區(qū)域框起來的前蓋(7)的二維屏(3)制作成適于自動立體圖像顯示的三維屏從二維屏幕(3)上取下前蓋(7)；安裝承接器，該承接器包括用來將顯示于圖像再現(xiàn)區(qū)域(5)上的圖像分成立體分圖像的光學組件，使該光學組件覆蓋圖像再現(xiàn)區(qū)域(5)；相對于圖像再現(xiàn)區(qū)域(5)來對齊光學組件，使至少一幅立體分圖像到達觀察者的一只眼睛，同時至少另外一幅立體分圖像到達觀察者的另一只眼睛，因此觀察者會感覺到所顯示的圖像是立體的。
文檔編號G02B27/22GK1771455SQ200480009445
公開日2006年5月10日 申請日期2004年4月7日 優(yōu)先權日2003年4月8日
發(fā)明者U·亞爾馬克特, H·－J·羅斯巴赫 申請人:X3D科技有限責任公司