CN102790888A - 三维立体显示装置及三维立体观赏眼镜 - Google Patents

Abstract

一种三维立体显示装置及三维立体观赏眼镜。三维立体显示装置包括处理器以及显示器。其中处理器依据原始画面而产生编码画面。显示器耦接处理器，用以交错显示原始画面与编码画面以隐藏部分或全部的原始画面。三维立体观赏眼镜包括第一镜片以及第二镜片，用于观赏三维立体显示装置的显示画面。其中第一镜片与第二镜片的偏光方向皆与原始画面的偏光方向相同，而且第一镜片与第二镜片的偏光方向皆正交于编码画面的偏光方向。本发明可让使用者除了观赏三维立体影像之外，在一般二维影像的显示设定下，增加三维立体显示装置的使用情境，藉此提高三维立体显示相关设备的独特性与其价值。

Description

三维立体显示装置及三维立体观赏眼镜

技术领域

本发明涉及一种三维立体显示装置及三维立体观赏眼镜，且特别涉及一种可用以隐藏部分或全部原始画面的三维立体显示装置及三维立体观赏眼镜。

背景技术

随着科技的日益进步，三维立体影像是继高画质(high definition，HD)影像后的最新发展趋势。随着三维立体显示相关产业快速地崛起，未来三维立体影片与三维立体显示器将可能普及到每个人的家中，甚至手机或游戏机的显示荧幕也可以用三维立体的方式来呈现。

三维立体影像包含分别提供给人类左眼及右眼观赏的影像，此左右眼影像在两眼视网膜上呈现时会具有一定视差(parallax)，而在被传导到大脑皮质后，即会由大脑皮质中枢将其融合成具有层次和景深的单一物像，进而令人类产生立体感。

但由于健康因素的考虑，一般建议使用者观赏三维立体影像的观看时间大约为二小时，若使用者不观看三维立体影像或者不适应三维立体影像的显示，则三维立体显示相关设备将缺少独特性。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种三维立体显示装置，藉由更改左右眼画面的呈现方式，可让使用者在一般二维影像的显示设定下，增加三维立体显示装置的使用情境。

本发明提供一种三维立体观赏眼镜，藉由左右眼镜片的偏光方向，可隐藏部分或全部三维立体显示装置所显示的影像。

本发明提出一种三维立体显示装置，包括一处理器以及一显示器。其中处理器依据原始画面而产生编码画面。显示器耦接处理器，交错显示原始画面与编码画面以隐藏部分或全部的原始画面。

在本发明的一实施例中，上述的编码画面包括一预设图案。

在本发明的一实施例中，上述的预设图案包括马赛克图案或棋盘格图案。

在本发明的一实施例中，上述的预设图案的大小和位置对应于原始画面的指定区域。

在本发明的一实施例中，上述的编码画面的一个或多个像素是原始画面的对应像素的互补色。

在本发明的一实施例中，上述的显示器依照空间位置交错显示原始画面与编码画面，而且原始画面的偏光方向和编码画面的偏光方向系为正交。

在本发明的一实施例中，上述的显示器使用奇数扫描线显示原始画面，并使用偶数扫描线显示编码画面。

在本发明的一实施例中，上述的显示器使用偶数扫描线显示原始画面，并使用奇数扫描线显示编码画面。

在本发明的一实施例中，上述的显示器依照时间顺序交错显示原始画面与编码画面，而且原始画面的偏光方向和编码画面的偏光方向相同。

在本发明的一实施例中，上述的三维立体显示装置还包括一发射器。发射器耦接处理器，发射第一同步信号与第二同步信号，其中第一同步信号与第二同步信号在显示器显示原始画面时皆为使能状态，在显示器显示编码画面时皆为禁止状态。

本发明亦提出一种三维立体观赏眼镜，用于观赏三维立体显示装置的显示画面，包括一第一镜片以及一第二镜片。其中三维立体显示装置交错显示原始画面与编码画面，第一镜片与第二镜片的偏光方向皆与原始画面的偏光方向相同，而且第一镜片与第二镜片的偏光方向皆正交于编码画面的偏光方向。

在本发明的一实施例中，上述的三维立体观赏眼镜还包括一接收器，用以接收第一同步信号与第二同步信号。其中第一镜片的偏光方向在第一同步信号为使能状态时与三维立体显示装置的显示画面相同，在第一同步信号为禁止状态时与三维立体显示装置的显示画面的偏光方向正交。第二镜片的偏光方向在该第二同步信号为使能状态时与该三维立体显示装置的显示画面相同，在第二同步信号为禁止状态时与该三维立体显示装置的显示画面的偏光方向正交。

基于上述，本发明所提供的三维立体显示装置与三维立体观赏眼镜，可让使用者除了观赏三维立体影像之外，在一般二维影像的显示设定下，增加三维立体显示装置的使用情境，藉此提高三维立体显示相关设备的独特性与其价值。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。

附图说明

图1为本发明一实施例所显示的三维立体显示装置的示意图。

图2为一种依照空间位置交错显示画面的示意图。

图3为一种依照时间顺序交错显示画面的示意图。

图4(a)为隐藏全部原始画面时的原始画面的示意图。

图4(b)为隐藏全部原始画面时的编码画面的示意图。

图4(c)为隐藏全部原始画面时的加密画面的示意图。

图5(a)为隐藏部分原始画面时的原始画面的示意图。

图5(b)为隐藏部分原始画面时的编码画面的示意图。

图5(c)为隐藏部分原始画面时的加密画面的示意图。

图6为本发明另一实施例所显示的三维立体显示装置的示意图。

图7为本发明另一实施例所显示的三维立体观赏眼镜的示意图。

图8为本发明另一实施例所显示的第一与第二同步信号的示意图。

【主要元件符号说明】

100、600：三维立体显示装置

110、610：处理器

120、620：显示器

510、520：区域

630：发射器

700：三维立体观赏眼镜

710：第一镜片

720：第二镜片

L1-L60：左眼画面

R1-R60：右眼画面

810-830：第一列-第三列

具体实施方式

图1为本发明一实施例所显示的三维立体显示装置的示意图。请参照图1，三维立体显示装置100可为具有线偏振光的三维立体电视、三维投影机如添加偏光片的有机发光二极管(Organic Light Emitter Diode，OLED)投影机或数码光学处理(Digital Light Processing，DLP)投影机等。三维立体显示装置100包括处理器110以及显示器120。其功能分述如下：

处理器110可由软件、硬件或其组合实作而得，在此不加以限制。软件例如是应用软件、驱动程序或程序码指令等。硬件例如是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，或是其他可程序化的一般用途或特殊用途的微处理器(Microprocessor)、数字信号处理器(Digital SignalProcessor，DSP)等。处理器110可依据一原始画面而产生一编码画面。在一实施例中，编码画面包括马赛克图案或棋盘格图案等预设图案，其中，预设图案的大小和位置对应于原始画面的指定区域，此指定区域可为处理器110预先所设定。在另一实施例中，编码画面的部分或全部像素可为原始画面中对应像素的互补色。

显示器120例如是液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)、发光二极管(Light-Emitting Diode，LED)显示器、场发射显示器(Field EmissionDisplay，FED)或其他种类的显示器或显示屏幕等。举例来说，当三维立体显示装置100为三维立体液晶电视时，显示器120则为液晶显示器，而当三维立体显示装置100为三维投影机时，显示器120则为三维投影机所投影的显示屏幕。

显示器120耦接至处理器110，用以交错显示处理器110所产生的原始画面与编码画面以隐藏部分或全部的原始画面。其中，显示器120可利用空间位置交错显示原始画面与编码画面，或者依照时间顺序交错显示原始画面与编码画面。

如图2所示，图2为一种依照空间位置交错显示画面的示意图。请同时参照图1与图2，一般而言，显示器120会将显示画面切割成左眼画面L1与右眼画面R1，分别经过设计后而让左眼画面L1经由观赏者的左眼接收，右眼画面R1经由观赏者的右眼接收，使得具有一定视差的左、右眼画面通过观赏者的大脑融合而产生立体感。在本实施例中，显示器120可使用奇数扫描线显示原始画面，并使用偶数扫描线显示编码画面，也就是让原始画面经由观赏者的右眼接收，编码画面经由观赏者的左眼接收；反之，显示器120也可使用偶数扫描线显示原始画面，并使用奇数扫描线显示编码画面，意即，原始画面经由观赏者的左眼接收，编码画面经由观赏者的右眼接收。上述两种方法皆可行，可由使用者自行选定。在此需注意的是，若三维立体显示装置100采用空间位置交错显示，则显示器120所显示的原始画面的偏光方向和编码画面的偏光方向为正交。

图3为一种依照时间顺序交错显示画面的示意图。请同时参照图1与图3，显示器120在第一时序T1显示让观赏者左眼接收的左眼画面L1，第二时序T2显示让观赏者右眼接收的右眼画面R1，第三时序T3显示让观赏者左眼接收的左眼画面L2，第四时序T4显示让观赏者右眼接收的右眼画面R2，依此类推。在本实施例中，显示器120可将原始画面置于左眼画面，将编码画面置于右眼画面；反之，显示器120可将原始画面置于右眼画面，将编码画面置于左眼画面，可由使用者自行选定。若三维立体显示装置100采用时间顺序交错显示，则显示器120所显示的原始画面的偏光方向和编码画面的偏光方向相同。

以下将举不同的实施例用以说明显示器120交错显示原始画面与编码画面如何隐藏部分或全部的原始画面。首先请同时参照图1与图4(a)、图4(b)、图4(c)，图4(a)隐藏全部原始画面时的原始画面的示意图，在本实施例中，将原始画面作为适于观赏者左眼接收的左眼画面L1。图4(b)为隐藏全部原始画面时的编码画面的示意图，在本实施例中，此编码画面为预设的棋盘格图案，棋盘格图案的大小与原始画面的大小相同，并将此编码画面作为适于观赏者右眼接收的右眼画面R1。当人眼接收到的左眼画面L1与右眼画面R1的差异过大时，经由观赏者大脑混合左眼画面L1与右眼画面R1的结果，人眼会观赏到特殊的混淆画面，如图4(c)所示，此混淆画面与原始画面完全不同，观赏者无法得知原始画面为何，据此达到加密的效果。

同理参照图1与图5(a)、图5(b)、图5(c)，图5(a)为隐藏部分原始画面时的原始画面的示意图，作为人眼接收的左眼画面L1。图5(b)为隐藏部分原始画面时的编码画面的示意图，此编码画面的图案部分与原始画面相同，其中一部分区域510为棋盘格图案，棋盘格图案的大小仅为对应原始画面的一部分区域，将此编码画面作为人眼接收的右眼画面R1。据此，人眼所观赏到的特殊混淆画面如图5(c)所示，人眼在区域520无法得知原始画面为何，达到对画面中的特定区域产生加密的效果

上述的三维立体显示装置藉由交错显示原始影像与编码影像藉以隐藏部分或全部的原始画面，进而达到加密的效果。但若要解开加密所产生的混淆画面，则需配戴三维立体观赏眼镜，因此，本发明亦提供相对应的三维立体观赏眼镜，用以产生解密效果让使用者能观赏到完整的原始画面。以下另举一实施例做详细说明。

图6为本发明另一实施例所显示的三维立体显示装置的示意图。请参照图6，三维立体显示装置600包括处理器610、显示器620以及发射器630。其中处理器610与显示器620与图1所示的处理器110与显示器120具有相同或相似的功能，故在此不再赘述。发射器630耦接处理器610，用以发射第一同步信号与第二同步信号，其中第一同步信号与第二同步信号在显示器620显示原始画面时皆为使能状态，在显示器620显示编码画面时皆为禁止状态。

图7为本发明另一实施例所显示的三维立体观赏眼镜的示意图。请参照图7，三维立体观赏眼镜700例如是偏光眼镜(polarized glasses)或快门眼镜(shutter glasses)等。已知的偏光眼镜或是快门眼镜，其工作原理皆是利用左眼镜片与右眼镜片偏光方向的选择，让左右眼镜片分别接收不同的左右眼画面，以形成立体视觉。于本实施例中，若三维立体观赏眼镜700为快门眼镜，则对快门眼镜的左右镜片依据同步信号循序施加电压，以直接遮挡三维立体显示装置600所显示的编码画面，仅接收三维立体显示装置600所显示的原始画面。若三维立体观赏眼镜700为偏光眼镜，则偏光眼镜的左右眼镜片的偏光方向皆与原始画面所显示的偏光方向相同。

三维立体观赏眼镜700包括第一镜片710以及第二镜片720。其中，三维立体显示装置600(参照图6)交错显示原始画面与编码画面，第一镜片710与第二镜片720的偏光方向皆与原始画面的偏光方向相同，而且第一镜片710与第二镜片720的偏光方向皆正交于编码画面的偏光方向。

图8为本发明另一实施例所显示的第一与第二同步信号的示意图。在此实施例中，三维立体显示装置600依照时间顺序交错显示原始画面与编码画面，而且三维立体观赏眼镜700是快门眼镜。以下请同时参照图6、图7与图8，第一列810代表显示器620交错显示原始画面L1-L60与编码画面R1-R60的时间顺序，第二列820代表发射器630所发射的第一同步信号，第三列830则代表发射器630所发射的第二同步信号。三维立体观赏眼镜700还包括接收器(未显示)用以接收发射器630所发射的第一同步信号与第二同步信号。第一镜片710的偏光方向在第一同步信号为使能状态(例如可为高电位)时与三维立体显示装置600的显示画面相同，在第一同步信号为禁止状态(例如可为低电位)时与三维立体显示装置600的显示画面的偏光方向正交。第二镜片720的偏光方向在该第二同步信号为使能状态时与该三维立体显示装置600的显示画面相同，在第二同步信号为禁止状态时与该三维立体显示装置600的显示画面的偏光方向正交。

上述三维立体观赏眼镜所接收的第一同步信号与第二同步信号与习知观赏立体影像的同步信号不同。如上所述，第一同步信号与第二同步信号在显示器620显示原始画面时皆为使能状态，在显示器620显示编码画面时皆为禁止状态。因此，在本实施例中，藉由上述偏光方向的选择以及同步信号的应用，配戴三维立体观赏眼镜的使用者仅会观赏到原始画面L1-L60，而不会接收到编码画面R1-R60，原始画面L1-L60与编码画面R1-R60既无法经由使用者的大脑混合，也就不会观赏到特殊的加密画面，据此达到解密的功效。

在另一实施例中，若显示器620采用空间位置交错显示原始画面与编码画面(如图2所示)，则显示器620所显示的原始画面与编码画面的偏光方向为正交。三维立体观赏眼镜700在此实施例中是偏光眼镜，其第一镜片710与第二镜片720的偏光方向皆与原始画面的偏光方向相同，而且第一镜片710与第二镜片720的偏光方向皆与编码画面的偏光方向正交。因此，三维立体观赏眼镜700遮挡显示器620所显示的编码画面，仅接收原始画面。

上述的三维立体显示装置与观赏眼镜，藉由特殊的显示与接收方式，让未配戴三维立体观赏眼镜的使用者观赏到的画面是经过设计后的加密画面，而让配戴三维立体观赏眼镜的使用者能正确观赏到显示装置所显示的原始画面。除了此种加解密机制的应用之外，本发明的三维立体显示装置与观赏眼镜亦可应用于扩增实境(Augmented Reality，AR)，扩增实境是以虚拟实境(Virtual Reality，VR)为出发的新互动技术。通过虚拟实境设备，我们可以将实际上并不存在现场的物件或景象，投影在指定的真实空间。使用者便可藉由扩增实境系统，进行信息展示或取得。在扩增实境的应用中，上述原始画面是包含扩增实境的画面，上述编码画面是用来遮蔽或隐藏扩增实境的额外信息，原始画面和编码画面可经由未配戴观赏眼镜的使用者大脑合成不包含扩增实境的一般画面。

详细而言，本发明的三维立体显示装置可显示一般画面提供给未配戴三维立体观赏眼镜的使用者观看，而对于配戴三维立体观赏眼镜的使用者来说，接收到的原始画面包括一般画面加上扩增实境的额外信息，此额外的信息对于未配戴眼镜的使用者来说是看不到的。举例而言，配戴眼镜的使用者与未配戴眼镜的使用者可能看到同样的物件，但呈现的颜色可能不同；或是配戴眼镜的使用者除了看到与未配戴眼镜的使用者相同的物件之外，还增加了文字信息或其他图案等等。只要将欲提供给配戴观赏眼镜的使用者看到的原始画面呈现于显示器的左眼画面或右眼画面其中之一，如同前述实施例所述，配合三维立体显示装置与三维立体观赏眼镜偏光方向的选择即可达成。

假设原始画面呈现于左眼画面，则显示器所呈现的右眼画面即为依据原始画面所产生的编码画面，此编码画面可利用叠加型的色彩系统例如RGB系统来设计，用以隐藏或互补原始画面。举例而言，若未配戴眼镜的使用者所看到的一般画面为白色，欲使配戴眼镜的使用者所看到的原始画面(显示器所呈现的左眼画面)为红色，则编码画面(显示器所呈现的右眼画面)便可设计为红色的互补色青色(cyan)。因此，编码画面的部分或全部像素可由一般画面的对应像素的RGB成分与原始画面的对应像素的RGB成分相减所得，以隐藏原始画面的额外信息。

综上所述，本发明所提供的三维立体显示装置与三维立体观赏眼镜，可让使用者除了观赏三维立体影像之外，在一般二维影像的显示设定下，增加三维立体显示装置的使用情境，例如隐藏部分或全部三维立体显示装置所显示的影像以达到加解密的防窥机制，还可使用于扩增实境的相关应用，据此，提高三维立体显示相关设备的独特性与其价值。

虽然本发明已以实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中的普通技术人员，范当可作些许的更动与润饰，而不脱离本发明的精神和范围。

Claims (14)

1.一种三维立体显示装置，包括：

一处理器，依据一原始画面产生一编码画面；以及

一显示器，耦接该处理器，交错显示该原始画面与该编码画面以隐藏部分或全部的该原始画面。

2.根据权利要求1所述的三维立体显示装置，其中该编码画面包括一预设图案。

3.根据权利要求2所述的三维立体显示装置，其中该预设图案包括马赛克图案或棋盘格图案。

4.根据权利要求2所述的三维立体显示装置，其中该预设图案的大小和位置对应于该原始画面的一指定区域。

5.根据权利要求1所述的三维立体显示装置，其中该编码画面的至少一像素是该原始画面的对应像素的互补色。

6.根据权利要求1所述的三维立体显示装置，其中该显示器依照空间位置交错显示该原始画面与该编码画面，而且该原始画面的偏光方向和该编码画面的偏光方向为正交。

7.根据权利要求6所述的三维立体显示装置，其中该显示器使用奇数扫描线显示该原始画面，并使用偶数扫描线显示该编码画面。

8.根据权利要求6所述的三维立体显示装置，其中该显示器使用偶数扫描线显示该原始画面，并使用奇数扫描线显示该编码画面。

9.根据权利要求1所述的三维立体显示装置，其中该显示器依照时间顺序交错显示该原始画面与该编码画面，而且该原始画面的偏光方向和该编码画面的偏光方向相同。

10.根据权利要求9所述的三维立体显示装置，还包括：

一发射器，耦接该处理器，发射一第一同步信号与一第二同步信号，其中该第一同步信号与该第二同步信号在该显示器显示该原始画面时皆为使能状态，在该显示器显示该编码画面时皆为禁止状态。

11.一种三维立体观赏眼镜，用于观赏一三维立体显示装置的显示画面，包括：

一第一镜片；以及

一第二镜片，其中该三维立体显示装置交错显示一原始画面与一编码画面，该第一镜片与该第二镜片的偏光方向皆与该原始画面的偏光方向相同，而且该第一镜片与该第二镜片的偏光方向皆正交于该编码画面的偏光方向。

12.根据权利要求11所述的三维立体观赏眼镜，其中该三维立体显示装置依照空间位置交错显示该原始画面与该编码画面，而且该原始画面的偏光方向和该编码画面的偏光方向为正交。

13.根据权利要求11所述的三维立体观赏眼镜，其中该三维立体显示装置依照时间顺序交错显示该原始画面与该编码画面，而且该原始画面的偏光方向和该编码画面的偏光方向相同。

14.根据权利要求13所述的三维立体观赏眼镜，其中该三维立体显示装置发射一第一同步信号与一第二同步信号；该第一同步信号与该第二同步信号在该三维立体显示装置的显示器显示该原始画面时皆为使能状态，在该显示器显示该编码画面时皆为禁止状态；该三维立体观赏眼镜还包括一接收器以接收该第一同步信号与该第二同步信号；该第一镜片的偏光方向在该第一同步信号为使能状态时与该三维立体显示装置的显示画面相同，在该第一同步信号为禁止状态时与该三维立体显示装置的显示画面的偏光方向正交；该第二镜片的偏光方向在该第二同步信号为使能状态时与该三维立体显示装置的显示画面相同，在该第二同步信号为禁止状态时与该三维立体显示装置的显示画面的偏光方向正交。

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