專利名稱：三維圖像顯示設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種使用回轉(zhuǎn)儀傳感器的三維(3D)圖像顯示設(shè)備，更具體地講，涉及一種使用回轉(zhuǎn)儀傳感器識別顯示器的動作變化并使用識別的結(jié)果控制在顯示器上顯示的3D圖像的3D圖像顯示設(shè)備。
背景技術(shù)：
通常，傳統(tǒng)的三維(3D)圖像顯示設(shè)備利用雙眼視差效應(yīng)將數(shù)據(jù)展示在兩個場中，一個場包含由左眼看到的數(shù)據(jù)，另一個場包含由右眼看到的數(shù)據(jù)。因此，觀察者可看到通過在兩只眼睛的視網(wǎng)膜上的場景的兩個稍微不同的視域的融合而產(chǎn)生的3D圖像。
這種3D圖像顯示設(shè)備可廣泛地使用于需要立體圖像的醫(yī)療應(yīng)用、游戲、廣告、教育應(yīng)用和軍事訓(xùn)練。
圖1是傳統(tǒng)的3D圖像顯示設(shè)備的示意性示圖。參照圖1，傳統(tǒng)的3D圖像顯示設(shè)備包括圖像屏幕1和雙凸透鏡屏幕(lenticular screen)3，其中，圖像屏幕1提供用于左眼的圖像L1到L6和用于右眼的圖像R1到R6；雙凸透鏡屏幕3設(shè)置在圖像屏幕1之前并適合于將觀察者的左眼視域的圖像和右眼視域的圖像分離。
用于左眼的圖像和用于右眼的圖像通過互相隔開與觀察者左眼和右眼之間的距離相等的距離的兩個相機拍攝，從而由于雙眼視差效應(yīng)，分別由左眼和右眼看到的圖像彼此稍微不同。該兩個圖像通過圖像屏幕1和雙凸透鏡屏幕3提供。用于左眼的圖像和用于右眼的圖像的每個包括多個圖像，并且如圖1所示，用于左眼的圖像和用于右眼的圖像交替分布。
雙凸透鏡屏幕3將由圖像屏幕1提供的用于左眼的圖像向由虛線標記的左眼視域區(qū)指引，并且將用于右眼的圖像向由另一虛線標記的右眼視域區(qū)指引。因此，兩個圖像可被分別形成在與雙凸透鏡屏幕3分離距離為D的位置。因此，當觀察者的左眼和右眼分別位于左眼視域區(qū)和右眼視域區(qū)時，每只眼睛看到稍微不同的視域，從而觀察者可看到3D圖像。
為了將圖像分為用于兩只眼睛的視域，3D圖像顯示設(shè)備可利用視差屏障(parallax barrier)代替設(shè)置在圖像屏幕1和觀察者之間的雙凸透鏡屏幕3。
同時，當傳統(tǒng)的3D圖像顯示設(shè)備應(yīng)用于例如個人數(shù)字助理(PDA)和移動電話等便攜式電子裝置時，如果3D圖像顯示設(shè)備相對于觀察者移動，則用于每只眼睛的視域也移動了。因此，缺點是，用于左眼的圖像可形成在右眼視域區(qū)，而用于右眼的圖像可形成在左眼的視域區(qū)。因此，由于通過二維屏幕提供的3D圖像被從單個視點拍攝，所以即使觀察者的位置相對變化了，但是3D圖像仍被提供在相同的方向上，從而降低了立體效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種三維圖像顯示設(shè)備，該三維圖像顯示設(shè)備可識別顯示器的位置變化并根據(jù)顯示器相對于觀察者位置的位移提供多視點三維圖像。
根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種三維圖像顯示設(shè)備，包括機身；顯示器，顯示三維圖像；回轉(zhuǎn)儀傳感器，安裝在機身上并感測顯示器的位移；控制器，根據(jù)由回轉(zhuǎn)儀傳感器感測到的顯示器的位移選擇至少兩視點三維圖像數(shù)據(jù)中的一個并將選擇的數(shù)據(jù)提供給顯示器。其中，根據(jù)顯示器相對于觀察者位置的位移可提供多視點三維圖像數(shù)據(jù)。
三維圖像顯示設(shè)備可還包括設(shè)置回轉(zhuǎn)儀傳感器的初始值的重置單元，從而由觀察者選擇的任意位置可被設(shè)置為初始位置。


通過參照附圖對本發(fā)明示例性實施例的詳細描述，本發(fā)明的上述和其它特點和優(yōu)點將會變得更加清楚，其中圖1是傳統(tǒng)的三維(3D)圖像顯示設(shè)備的示意性示圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明實施例的3D圖像顯示設(shè)備的示意性透視圖；圖3是圖2的3D圖像顯示設(shè)備的俯視圖；
圖4是圖2的3D圖像顯示設(shè)備的框圖；圖5是圖2的3D圖像顯示設(shè)備的示意性示圖，用于解釋眼睛視域和視角之間的關(guān)系；圖6到圖8用于解釋圖2中的3D圖像顯示設(shè)備的操作的示意性示圖。
具體實施例方式
現(xiàn)在將參照附圖更加充分地描述本發(fā)明，本發(fā)明的示例性實施例表示在附圖中。
圖2是根據(jù)本發(fā)明實施例的三維(3D)圖像顯示設(shè)備的示意性透視圖，該設(shè)備將用于觀察者左眼視域的信號和右眼視域的信號分離。圖3是圖2的3D圖像顯示設(shè)備的俯視圖。圖4是圖2的3D圖像顯示設(shè)備的框圖。
參照圖2到圖4，3D圖像顯示設(shè)備包括機身10、嵌在機身10內(nèi)并提供3D圖像50的3D圖像顯示器30、安裝在機身10上并感測顯示器30的位置變化的回轉(zhuǎn)儀傳感器20和控制器41。
機身10可以是提供3D圖像的個人數(shù)字助理(PDA)。然而，機身10并不局限于PDA，而可以是例如移動電話、臺式計算機、數(shù)字電視或監(jiān)視器等便攜式數(shù)字裝置。
顯示器30包括屏幕31和將在屏幕31上形成的3D圖像分離的視域分離單元。在提供給屏幕31的3D圖像數(shù)據(jù)45中由控制器41選擇的一個3D圖像數(shù)據(jù)形成在屏幕31上。視域分離單元可以是如圖3所示的雙凸透鏡35或設(shè)置在屏幕31之前的視差屏障(未示出)。視域分離單元將在屏幕31上形成的3D圖像數(shù)據(jù)分離為用于左眼的視域和用于右眼的視域。由于提供3D圖像的顯示器的結(jié)構(gòu)是已知的，所以將不給出對其的詳細解釋。
回轉(zhuǎn)儀傳感器20安裝在機身10的內(nèi)部或外部，并感測顯示器30的位置的變化。即，回轉(zhuǎn)儀傳感器20是一種在X、Y和Z方向上感測顯示器30的位置變化的慣性傳感器。例如，當用戶USER 1手里拿著機身10并將其繞著Y軸旋轉(zhuǎn)時，回轉(zhuǎn)儀傳感器20可感測顯示器30沿著X軸的位移?？刂破?1根據(jù)由回轉(zhuǎn)儀傳感器20感測到的顯示器30的位置變化選擇多個3D圖像數(shù)據(jù)(例如，7視點圖像數(shù)據(jù))中的一個，并將選擇的圖像數(shù)據(jù)提供給顯示器30。
在圖2到圖4所示的本實施例中，3D圖像顯示設(shè)備可還包括設(shè)置回轉(zhuǎn)儀傳感器20的初始值的重置單元27。該重置單元27連接到設(shè)置在機身10的外表面上的重置按鈕25，從而，當用戶USER 1在任意位置按下重置按鈕25時，該位置的坐標(X，Y，Z)可被設(shè)置為(0，0，0)。通過將重置位置使用為初始參照位置，可感測機身10和顯示器30的有關(guān)位移。這里，由于回轉(zhuǎn)儀傳感器20的結(jié)構(gòu)是已知的，所以將不給出對其的詳細解釋。
同時，根據(jù)圖2到圖4中所示的本實施例的3D圖像顯示設(shè)備對于將被提供的一個3D圖像包括至少兩視點3D圖像數(shù)據(jù)45。這里，一視點3D圖像數(shù)據(jù)表示用戶USER 1從一個固定視域通過他的左眼和右眼看到3D圖像所需要的最少3D圖像數(shù)據(jù)。
下面將在這里示例性地解釋7視點3D圖像數(shù)據(jù)45。7視點3D圖像數(shù)據(jù)45可以是通過從與視域1到視域8對應(yīng)的位置拍攝3D目標獲得的用于左眼的7個圖像數(shù)據(jù)和用于右眼的7個圖像數(shù)據(jù)，或者是由計算機圖形程序相應(yīng)地獲得的圖像數(shù)據(jù)。參照圖3，在獲得的7視點3D圖像數(shù)據(jù)中的1視點3D圖像數(shù)據(jù)被分成視域1到8。即，用于右眼的圖像信號可從視域1到視域7看到，用于左眼的圖像信號可從視域2到視域8看到。因此，當用戶USER 1的右眼和左眼分別位于視域1和視域2、視域2和視域3、視域3和視域4、視域4和視域5、視域5和視域6、視域6和視域7、或視域7和視域8時，用戶USER 1可看到如圖8所示的在顯示器30上顯示的3D圖像。
圖5是圖2的3D圖像顯示設(shè)備的俯視圖，示出了視域和視角之間的關(guān)系。參照圖5，當機身10和用戶USER 1之間的最佳距離是約500mm并且用戶的右眼和左眼之間選擇的距離約65mm時，每個視域的視角約為7.45°。
基于視域和視角之間的關(guān)系以及由回轉(zhuǎn)儀傳感器20感測到的顯示器30的位置，控制器對于目標50選擇7視點3D圖像數(shù)據(jù)中的一個，從而根據(jù)用戶USER 1的位置產(chǎn)生3D圖像。
現(xiàn)在將參照圖3、圖6到圖8解釋根據(jù)圖2中所示的本實施例的3D圖像顯示設(shè)備的操作。
參照圖3，由3D圖像顯示設(shè)備提供的圖像被分為視域1到視域8以產(chǎn)生3D圖像。當用戶USER 1的右眼和左眼分別位于視域5和視域6中時，機身10與用戶USER 1隔開預(yù)定距離以面對用戶USER 1的前部。在這種狀態(tài)下，如果用戶USER 1通過按下重置按鈕25重置回轉(zhuǎn)儀傳感器20，則該位置變成顯示器30的初始值。從兩視點或更多視點3D圖像數(shù)據(jù)中選擇的一個，例如從圖8的視域5和視域6看到的3D圖像數(shù)據(jù)可顯示在顯示器30上。
在這種情況下，在3D圖像顯示設(shè)備固定的同時，即使當用戶USER 1的右眼和左眼分別位于視域1和視域2或視域7和視域8，也可生成與從視域5和視域6看到的3D圖像相同的3D圖像。
然而，當機身10移動而用戶USER 1的位置在固定的視域內(nèi)時，回轉(zhuǎn)儀傳感器20可檢測機身10的位移。因此，通過提供其它視點3D圖像數(shù)據(jù)，可產(chǎn)生通過從另一位置觀看目標50獲得的3D圖像。
圖6是當用戶USER 1在固定視域內(nèi)而機身10從圖3的位置順時針旋轉(zhuǎn)過角度α的俯視圖。在這種情況下，用戶USER 1的右眼和左眼分別位于視域1和視域2中，這里，回轉(zhuǎn)儀傳感器20感測機身10的位移并在顯示器30上顯示相應(yīng)的3D圖像，例如從圖8的視域1和視域2看到的3D圖像。因此，與圖3示出的目標50右側(cè)的3D圖像相比可更清楚地看到示出的目標50右側(cè)的3D圖像，從而，使用戶USER 1感到如同他直接看到了目標50一樣。
此外，當固定視域位于視域3和視域4時，可獲得如圖8的第二3D圖像相同的3D圖像。
圖7是當用戶USER 1在固定視域內(nèi)而機身10從圖3的位置逆時針旋轉(zhuǎn)過角度β的俯視圖。在這種情況下，用戶USER 1的右眼和左眼位于視域7和視域8中，這里，回轉(zhuǎn)儀傳感器20感測機身10的位移并在顯示器30上顯示相應(yīng)的3D圖像，例如從圖8的視域7和視域8看到的3D圖像。因此，與圖3示出的目標50左側(cè)的3D圖像相比可更清楚地看到示出的目標50左側(cè)的3D圖像。
如上所述，由于根據(jù)本發(fā)明的3D圖像顯示設(shè)備可使用安裝在機身上的回轉(zhuǎn)儀傳感器感測顯示器的位移并根據(jù)該位移提供從多視點圖像數(shù)據(jù)中選擇的3D圖像，所以該3D圖像可提供立體效果，從而用戶感覺如同他直接看到了3D目標一樣。
該3D圖像顯示設(shè)備可廣泛地應(yīng)用于但不局限于例如液晶顯示器(LCD)、等離子體顯示面板(PDP)、平板顯示器、3D游戲設(shè)備、用于廣播的電視、用于軍事訓(xùn)練的3D顯示器、用于模擬的3D顯示器、用于醫(yī)療應(yīng)用的3D顯示器和便攜式顯示器。
雖然已經(jīng)參照本發(fā)明的示例性實施例具體地表示和描述了本發(fā)明，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，在不脫離由權(quán)利要求限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以對其進行各種形式和細節(jié)上的變化。
權(quán)利要求
1.一種三維圖像顯示設(shè)備，包括機身；顯示器，顯示三維圖像；回轉(zhuǎn)儀傳感器，安裝在所述機身上并感測所述顯示器的位移；控制器，根據(jù)由所述回轉(zhuǎn)儀傳感器感測到的所述顯示器的位移選擇至少兩視點三維圖像數(shù)據(jù)中的一個并將所述選擇的數(shù)據(jù)提供給所述顯示器。其中，根據(jù)所述顯示器相對于觀察者位置的位移可提供多視點三維圖像數(shù)據(jù)。
2.如權(quán)利要求1所述的三維圖像顯示設(shè)備，其中，所述回轉(zhuǎn)儀傳感器安裝在所述機身的外部或內(nèi)部。
3.如權(quán)利要求2所述的三維圖像顯示設(shè)備，還包括設(shè)置所述回轉(zhuǎn)儀傳感器的初始值從而由觀察者選擇的任意位置可被設(shè)置為初始位置的重置單元。
4.如權(quán)利要求1所述的三維圖像顯示設(shè)備，還包括設(shè)置所述回轉(zhuǎn)儀傳感器的初始值從而由觀察者選擇的任意位置可被設(shè)置為初始位置的重置單元。
5.如權(quán)利要求1所述的三維圖像顯示設(shè)備，其中，所述顯示器包括屏幕，嵌入在所述機身中，在所述屏幕上形成由所述控制器選擇的所述三維圖像數(shù)據(jù)；視域分離單元，將在所述屏幕上形成的三維圖像數(shù)據(jù)分離為用于左眼和右眼的圖像。
6.如權(quán)利要求5所述的三維圖像顯示設(shè)備，其中，所述視域分離單元是設(shè)置在所述屏幕之前的視差屏障或雙凸透鏡。
全文摘要
本發(fā)明提供一種三維(3D)圖像顯示設(shè)備，該三維圖像顯示設(shè)備可使用回轉(zhuǎn)儀傳感器感測顯示器的位移并使用感測的結(jié)果控制在顯示器上顯示的3D圖像。3D圖像顯示設(shè)備包括機身；顯示器，顯示三維圖像；回轉(zhuǎn)儀傳感器，安裝在機身上并感測顯示器的位移；控制器，根據(jù)由回轉(zhuǎn)儀傳感器感測到的顯示器的位移選擇至少兩視點三維圖像數(shù)據(jù)中的一個并將選擇的數(shù)據(jù)提供給顯示器。根據(jù)顯示器相對于觀察者位置的位移可提供多視點三維圖像數(shù)據(jù)。
文檔編號H04N15/00GK1791230SQ20051013011
公開日2006年6月21日 申請日期2005年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月13日
發(fā)明者車景熏, 金大式 申請人:三星電子株式會社