CN103124362B - 多视角三维显示器 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种多视角三维显示器。所述的多视角三维显示器包括有一三维显示面板与一面板驱动电路模块。而所述的面板驱动电路模块电性连接三维显示面板，用以接收第一二维图像数据与第二二维图像数据，并据以产生第一三维图像数据及第二三维图像数据，并根据第一三维图像数据与第二三维图像数据提供一多视角三维图像数据。其中，第一三维图像数据具有第一观视角度，而第二三维图像数据具有第二观视角度。

Description

多视角三维显示器

技术领域

本发明是有关于裸眼三维显示器(three-dimensional display,3D display)的技术领域，且特别是有关于一种多视角三维显示器。

背景技术

传统的裸眼三维显示器有一缺点，就是其只能在有限观视角度(view angle)的范围内提供三维图像给使用者观看。举例来说，当同时有多个使用者在观看一部传统裸眼三维显示器所显示的画面时，只有位于此裸眼三维显示器正前方的使用者以及接近于正前方的使用者才能看到三维图像，而其他使用者则会因为左眼图像与右眼图像的分离现象而无法看到三维图像。

发明内容

本发明提供一种多视角三维显示器，其可提供至少二个具有不同观视角度的三维图像数据，以进一步将这些三维图像数据合成出一个多视角三维图像数据而加以显示。

本发明另提供一种多视角三维图像数据的产生方法。

本发明提出一种多视角三维显示器，其包括有一三维显示面板与一面板驱动电路模块。所述的面板驱动电路模块电性连接三维显示面板，用以接收第一二维图像数据与第二二维图像数据，并据以产生第一三维图像数据及第二三维图像数据，并依据第一三维图像数据与第二三维图像数据提供多视角三维图像数据。其中，第一三维图像数据用以提供第一观视角度的观视画面，而第二三维图像数据用以提供第二观视角度的观视画面。本发明解决前述问题的主要方式，乃是采用一三维显示面板与一面板驱动电路模块来建构一多视角三维显示器，并使面板驱动电路模块依据二个不同的二维图像数据来产生至少二个具有不同观视角度的三维图像数据，以进一步将这些三维图像数据合成出一个多视角三维图像数据。因此，本发明的多视角三维显示器在显示多视角三维图像数据时，便可涵盖至少二种不同的观视角度。

本发明另提出一种多视角三维图像数据的产生方法，其包括有下列步骤：取得第一二维图像数据与第二二维图像数据；依据第一二维图像数据与第二二维图像数据产生第一三维图像数据及第二三维图像数据，其中第一三维图像数据用以提供第一观视角度的观视画面，而第二三维图像数据用以提供第二观视角度的观视画面；以及依据第一三维图像数据与第二三维图像数据提供一多视角三维图像数据。本发明解决前述问题的主要方式，乃是依据二个不同的二维图像数据来产生至少二个具有不同观视角度的三维图像数据，并进一步依据这些三维图像数据来提供一个多视角三维图像数据。因此，本发明的多视角三维显示器在显示多视角三维图像数据时，便可涵盖至少二种不同的观视角度。

本发明再提出一种多视角三维显示器，其包括有一三维显示面板与一面板驱动电路模块。所述的三维显示面板具有多个第一子像素与多个第二子像素。上述这些第一子像素在第一观视角度呈现最大的相对光通量，而上述这些第二子像素在第二观视角度呈现最大的相对光通量。所述的面板驱动电路模块电性耦接三维显示面板，并用以控制上述第一子像素根据第一三维图像数据来显示图像，以及控制上述第二子像素根据第二三维图像数据来显示图像。在本发明中，多视角三维显示器中的三维显示面板具有多个第一子像素与多个第二子像素。上述这些第一子像素在第一观视角度呈现最大的相对光通量，而上述这些第二子像素在第二观视角度呈现最大的相对光通量。因此，多视角三维显示器中的面板驱动电路模块可控制上述第一子像素根据上述多视角三维图像数据中的具有第一观视角度的三维图像数据来显示图像，以及控制上述第二子像素根据上述多视角三维图像数据中的具有第二观视角度的三维图像数据来显示图像。换言之，通过在不同观视角度能够呈现不同的光通量的像素，能够使在不同观视角度的使用者观视到不同的像素，因此，本三维显示器能够提供不同角度的使用者不同的观视画面。

为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。

附图说明

图1为依照本发明一实施例的多视角三维显示器的示意图；

图2A用以说明显示面板的其中一种实施方式；

图2B即绘示有三种不同的相对光通量分布曲线；

图3所示为具有第一观视角度的三维图像数据的示意图；

图4所示为具有第二观视角度的三维图像数据的示意图；

图5所示为具有第三观视角度的三维图像数据的示意图；

图6为依照本发明一实施例的多视角三维图像数据的产生方法的流程图。

其中，附图标记：

100：多视角三维显示器

110：三维显示面板

112：显示面板

112-1：显示面

114：切换单元

116：透镜单元

120：面板驱动电路模块

122：源极驱动电路

124：栅极驱动电路

126：时序控制电路

130：眼球追踪装置

140：三维控制电路

A、B、C：相对光通量曲线

IMD1、IMD2：二维图像数据

S602、S604：步骤

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

图1为依照本发明一实施例的多视角三维显示器的示意图。此多视角三维显示器100包括有三维显示面板110与面板驱动电路模块120，而面板驱动电路模块120电性连接三维显示面板110。在此例中，三维显示面板110又包括有显示面板112、切换单元114与透镜单元116。显示面板112具有显示面112-1。切换单元114配置在上述显示面122-1之上，并用以控制显示面112-1发出的光线的偏振方向，切换单元可以例如是被动矩阵驱动的液晶面板。而透镜单元116配置在切换单元114之上，并用以与切换单元114搭配操作以控制光线的射出角度，透镜单元116可以例如是柱状透镜(Lenticular Lens)，除此之外，切换单元114可以通过控制显示面112-1发出的光线的偏振方向来控制镜单元116对于显示面112-1发出的光线的折射程度，进而切换多视角三维显示器100运作在二维显示模式(提供二维的显示图像)或是三维的显示模式(提供三维的显示图像)。此外，在此例中，面板驱动电路模块120又包含有源极驱动电路122、栅极驱动电路124与时序控制电路126，其中源极驱动电路122与栅极驱动电路124皆电性连接三维显示面板110中的显示面板112，而时序控制电路126电性连接源极驱动电路122与栅极驱动电路124。

在此例中，显示面板112具有至少二种不同的子像素，以图2A来说明之。图2A用以说明上述显示面板的其中一种实施方式。请参照图2A，此显示面板112包含多个第一子像素(如标示L与R所示)、多个第二子像素(如标示L+与R+所示)。此外，显示面板112还可以额外包含多个第三子像素(如标示L-与R-所示)。上述这些第一子像素L与R在第一观视角度呈现最大的相对光通量，而上述这些第二子像素L+与R+在第二观视角度呈现最大的相对光通量，至于上述这些第三子像素L-与R-则在第三观视角度呈现最大的相对光通量。图2B即绘示有三种不同的相对光通量分布曲线。在图2B中，标示C即表示前述的第一子像素的相对光通量分布曲线，标示A即表示前述的第二子像素或第三子像素的相对光通量分布曲线，而标示B则是表示剩余那类子像素的相对光通量分布曲线。此图2B所示的相对光通量分布曲线皆仅是用以举例，并非用以限制本发明。此外，可以参考中国大陆专利申请案申请号201110396567.1作为提供多个不同相对光通量特性的像素的参考实施例。

此外，上述这些第一子像素L与R又分成二个部分，第一部分中的子像素皆为第一子像素R，而这些第一子像素R用以供使用者的右眼观视。第二部分中的子像素为第一子像素L，而这些第一子像素L用以供使用者的左眼观视。上述这些第二子像素L+与R+也分成二个部分，第一部分中的子像素皆为第二子像素R+，而这些第二子像素R+用以供使用者的右眼观视。第二部分中的子像素皆为第二子像素L+，而这些第二子像素L+用以供使用者的左眼观视。同样地，上述这些第三子像素L-与R-亦分成二个部分，第一部分中的子像素皆为第三子像素R-，而这些第三子像素R-用以供使用者的右眼观视。第二部分中的子像素皆为第三子像素L-，而这些第三子像素L-用以供使用者的左眼观视，此外，第一子像素R、第二子像素R+、第三子像素R-可以通过柱状透镜来提供给右眼观视；第一子像素L、第二子像素L+、第三子像素L-可以通过柱状透镜来提供给左眼观视。另外，上述这些子像素具有红色、绿色与蓝色这三种颜色(即三原色)。在图2A中，红色的子像素以点状花纹来表示，绿色的子像素以斜线状花纹来表示，而蓝色的子像素则是以格状花纹来表示。图2A所示的第一子像素L与R、第二子像素L+与R+以及第三子像素L-与R-的列数、行数与排列方式皆只是用来举例，并非用以限制本发明。

请再参照图1，面板驱动电路模块120中的时序控制电路126用以接收二维图像数据IMD1(例如左眼的图像数据)与二维图像数据IMD2(例如右眼的图像数据)，并据以产生三个三维图像数据，以便将这三个三维图像数据合成为一个多视角三维图像数据。在上述三个三维图像数据中，其中一个三维图像数据用以提供第一观视角度的观视画面，另一个三维图像数据用以提供第二观视角度的观视画面，而最后一个三维图像数据则是用以提供第三观视角度的观视画面。在此例中，时序控制电路126依据其所接收的二维图像数据IMD1与IMD2来产生具有第一观视角度的三维图像数据。另外，时序控制电路126依据上述的第二观视角度来调整其所接收的二维图像数据IMD1与IMD2的混合权重，并据以产生具有第二观视角度的三维图像数据。此外，时序控制电路126还可以再依据上述的第三观视角度来调整其所接收的二维图像数据IMD1与IMD2的混合权重，并据以产生具有第三观视角度的三维图像数据。

在此例中，上述的第一观视角度、第二观视角度与第三观视角度藉由眼球追踪装置130追踪至少三位观视者的观视角度而取得。在取得上述三个观视角度之后，眼球追踪装置130便会把这三个观视角度的信息传送给时序控制电路126，以供时序控制电路126利用。值得一提的是，此多视角三维显示器100还可包括有三维控制电路140。此三维控制电路140电性连接切换单元114，并用以依据二维图像数据IMD1与IMD2来控制切换单元114的操作。

图3~图5即分别为上述三个三维图像数据的示意图，且这三个三维图像数据的解析度可与图2A所示的显示面板的解析度相同。图3所示为用以提供第一观视角度的观视画面的三维图像数据的示意图，其中标示L表示为左眼的图像数据，而标示R表示为右眼的图像数据。图4所示为用以提供第二观视角度的观视画面的三维图像数据的示意图，其中标示L+表示为左眼的图像数据，而标示R+表示为右眼的图像数据。图5所示为用以提供第三观视角度的观视画面的三维图像数据的示意图，其中标示L-表示为左眼的图像数据，而标示R-表示为右眼的图像数据。此外，在图3~5中，用以提供给红色子像素的图像数据以点状花纹来表示，用以提供给绿色子像素的图像数据以斜线状花纹来表示，而用以提供给蓝色子像素的图像数据则是以格状花纹来表示。

上述的多视角三维图像数据的解析度亦与图2A所示的显示面板的解析度相同，且此多视角三维图像数据中的任相邻二行的图像数据来自不同的三维图像数据。以符合图2A所示显示面板的规格的多视角三维图像数据为例，此多视角三维图像数据共具有六列的图像数据与三行的图像数据，且此多视角三维图像数据中位于第一行(由上往下数)的图像数据取自图3所示三维图像数据的其中一行的图像数据，以便利用图2A所示显示面板中位于第一行的子像素来显示。此多视角三维图像数据中位于第二行的图像数据取自图4所示三维图像数据的其中一行的图像数据，以便利用图2A所示显示面板中位于第二行的子像素来显示。而此多视角三维图像数据中位于第三行的图像数据取自图5所示三维图像数据的其中一行的图像数据，以便利用图2A所示显示面板中位于第三行的子像素来显示。换句话说，在此例中，图3~图5所示的每一三维图像数据的数据量占此多视角三维图像数据的数据量的三分之一。然而，此数据量的比例并非用以限制本发明，本领域具有通常知识者当可随设计的需要而加以调整，并对应修改显示面板112中的第一子像素L与R、第二子像素L+与R+以及第三子像素L-与R-的行数的比例即可。此外，第一视角度、第二观视角及第三观视角度的三维图像数据的解析度可以小于图2A所示的显示面板的解析度，换言之，可以只运算产生会后合成多视角三维图像数据所需的对应的像素的数据。

总结来说，在所合成的多视角三维图像数据中，属于用以提供第一观视角度的观视画面的三维图像数据的其中一行的图像数据是利用显示面板中所有第一子像素L与R的其中一行来显示，属于用以提供第二观视角度的观视画面的三维图像数据的其中一行的图像数据是利用显示面板中所有第二子像素L+与R+的其中一行来显示，而属于用以提供第三观视角度的观视画面的三维图像数据的其中一行的图像数据是利用显示面板中所有第三子像素L-与R-的其中一行来显示。因此，在产生多视角三维图像数据之后，时序控制电路126便会通过源极驱动电路122与栅极驱动电路124根据多视角三维图像数据驱动上述第一子像素L与R、第二子像素L+与R+及第三子像素L-与R-。

此外，由于多视角三维图像数据是根据第一观视角度、第二观视角度及第三观视角度的三维图像数据产生，因此亦可以说，源极驱动电路122与栅极驱动电路124是根据第一观视角度的三维图像数据来驱动第一子像素L与R以显示图，并根据第二观视角度的三维图像数据来驱动第二子像素L+与R+以显示图，而若需要驱动第三子像素L-与R-，则是根据第三观视角度的三维图像数据来显示图像。

尽管在上述实施例中，是采用三个具有不同观视角度的三维图像数据来合成出一多视角三维图像数据，然此并非用以限制本发明。本领域具有通常知识者当知一个多视角三维图像数据可采用二个具有不同观视角度的三维图像数据来合成，或采用四个以上(含四个)的具有不同观视角度的三维图像数据来合成。当然，显示面板112中的子像素的观视角度的设计也应对应调整。

藉由上述说明可知，由于上述多视角三维图像数据采用至少二个具有不同观视角度的三维图像数据来合成，因此本发明的多视角三维显示器在显示多视角三维图像数据时，便可涵盖至少二种不同的观视角度。

此外，藉由上述说明，本领域具有通常知识者当可归纳出多视角三维图像数据的产生方法的一些基本步骤，一如图6所示。图6为依照本发明一实施例的多视角三维图像数据的产生方法的流程图。请参照图6，此方法包括有下列步骤：取得第一二维图像数据与第二二维图像数据(如步骤S602所示)；依据第一二维图像数据与第二二维图像数据产生第一三维图像数据及第二三维图像数据，其中第一三维图像数据用以提供第一观视角度的观视画面，而第二三维图像数据用以提供第二观视角度的观视画面(如步骤S604所示)；以及依据第一三维图像数据与第二三维图像数据来提供一多视角三维图像数据。

当然，此方法还可包括有下列步骤：依据第二观视角度调整第一二维图像数据与第二二维图像数据的混合权重，据以产生第二三维图像数据；以及将第一三维图像数据与第二三维图像数据合成为该多视角三维图像数据，其中多视角三维图像数据中任相邻二行的图像数据来自不同的三维图像数据。此外，上述方法亦可以包括下列步骤：依据第三观视角度调整第一二维图像数据与第二二维图像数据的混合权重，据以产生第三三维图像数据；以及将第三三维图像数据合成至多视角三维图像数据，其中多视角三维图像数据中任相邻二行的图像数据来自不同的三维图像数据。

综上所述，本发明一实施例解决前述问题的主要方式，乃是采用一三维显示面板与一面板驱动电路模块来建构一多视角三维显示器，并使面板驱动电路模块依据二个不同的二维图像数据来产生至少二个具有不同观视角度的三维图像数据，以进一步将这些三维图像数据合成出一个多视角三维图像数据。因此，本发明的多视角三维显示器在显示多视角三维图像数据时，便可涵盖至少二种不同的观视角度。

此外，在本发明另一实施例中，多视角三维显示器中的三维显示面板具有多个第一子像素与多个第二子像素。上述这些第一子像素在第一观视角度呈现最大的相对光通量，而上述这些第二子像素在第二观视角度呈现最大的相对光通量。因此，多视角三维显示器中的面板驱动电路模块可控制上述第一子像素根据上述多视角三维图像数据中的具有第一观视角度的三维图像数据来显示图像，以及控制上述第二子像素根据上述多视角三维图像数据中的具有第二观视角度的三维图像数据来显示图像。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视后附的申请专利范围所界定者为准。

Claims (7)

1.一种多视角三维显示器，其特征在于，包括：

一三维显示面板；

一面板驱动电路模块，电性连接该三维显示面板，用以接收一第一二维图像数据与一第二二维图像数据，并据以产生一第一三维图像数据及一第二三维图像数据，并依据该第一三维图像数据与该第二三维图像数据提供一多视角三维图像数据，其中该第一三维图像数据用以提供一第一观视角度的观视画面，而该第二三维图像数据用以提供一第二观视角度的观视画面；

该面板驱动电路模块包含：

一源极驱动电路，电性连接该三维显示面板；

一栅极驱动电路，电性连接该三维显示面板；以及

一时序控制电路，电性连接该源极驱动电路与该栅极驱动电路；

该时序控制电路用以接收该第一二维图像数据与该第二二维图像数据，并据以产生该第一三维图像数据，该时序控制电路还依据该第二观视角度调整该第一二维图像数据与该第二二维图像数据的混合权重，据以产生该第二三维图像数据，以便将该第一三维图像数据与该第二三维图像数据合成为该多视角三维图像数据，其中该多视角三维图像数据中任相邻二行的图像数据来自不同的三维图像数据，该源极驱动电路更根据该多视角三维图像数据驱动该三维显示面板以显示该第一观视角度的观视画面及该第二观视角度的观视画面。

2.根据权利要求1所述的多视角三维显示器，其特征在于，该时序控制电路更用以依据一第三观视角度调整该第一二维图像数据与该第二二维图像数据的混合权重，据以产生一第三三维图像数据，以便将该第三三维图像数据合成至该多视角三维图像数据，其中该第三三维图像数据用以提供一第三观视角度的观视画面，且该多视角三维图像数据中任相邻二行的图像数据来自不同的三维图像数据。

3.根据权利要求2所述的多视角三维显示器，其特征在于，该第一观视角度、该第二观视角度与该第三观视角度由一眼球追踪装置追踪至少三位观视者的观视角度而取得。

4.一种多视角三维显示器，其特征在于，包括：

一三维显示面板；

一面板驱动电路模块，电性连接该三维显示面板，用以接收一第一二维图像数据与一第二二维图像数据，并据以产生一第一三维图像数据及一第二三维图像数据，并依据该第一三维图像数据与该第二三维图像数据提供一多视角三维图像数据，其中该第一三维图像数据用以提供一第一观视角度的观视画面，而该第二三维图像数据用以提供一第二观视角度的观视画面；

该三维显示面板包括：

一显示面板，具有一显示面；

一切换单元，配置在该显示面之上；以及

一透镜单元，配置在该切换单元之上，用以与该切换单元搭配操作以控制光线的射出角度；

该显示面板具有多个第一子像素与多个第二子像素，所述第一子像素在该第一观视角度呈现最大的相对光通量，而该第二子像素在该第二观视角度呈现最大的相对光通量；

其中所述多个第一子像素包含第一部分第一子像素与第二部分第一子像素，所述多个第二子像素包含第一部分第二子像素与第二部分第二子像素，所述第一部分第一子像素及第一部分第二子像素用以提供使用者的右眼观视，所述第二部分第一子像素及第二部分第二子像素用以提供使用者的左眼观视。

5.一种多视角三维显示器，其特征在于，包括：

一三维显示面板，具有多个第一子像素与多个第二子像素，所述第一子像素在一第一观视角度呈现最大的相对光通量，而所述第二子像素在一第二观视角度呈现最大的相对光通量；以及

一面板驱动电路模块，电性耦接该三维显示面板，用以控制所述第一子像素根据一第一三维图像数据显示图像及控制所述第二子像素根据一第二三维图像数据显示图像；

其中所述多个第一子像素包含第一部分第一子像素与第二部分第一子像素，所述多个第二子像素包含第一部分第二子像素与第二部分第二子像素，所述第一部分第一子像素及第一部分第二子像素用以提供使用者的右眼观视，所述第二部分第一子像素及第二部分第二子像素用以提供使用者的左眼观视。

6.根据权利要求5所述的多视角三维显示器，其特征在于，该面板驱动电路模块包含：

一源极驱动电路，电性连接该三维显示面板；

一栅极驱动电路，电性连接该三维显示面板；以及

一时序控制电路，电性连接该源极驱动电路与该栅极驱动电路，用以接收一第一二维图像数据与一第二二维图像数据，并据以产生该第一三维图像数据与该第二三维图像数据，以便将该第一三维图像数据与该第二三维图像数据合成为一多视角三维图像数据，其中该第一三维图像数据用以提供一第一观视角度的观视画面，而该第二三维图像数据用以提供一第二观视角度的观视画面，该多视角三维图像数据中任相邻二行的图像数据来自不同的三维图像数据，且该多视角三维图像数据中的属于该第一三维图像数据的其中一行的图像数据利用所述第一子像素的其中一行来显示，而该多视角三维图像数据中的属于该第二三维图像数据的其中一行的图像数据利用所述第二子像素的其中一行来显示。

7.根据权利要求6所述的多视角三维显示器，其特征在于：

该时序控制电路依据该第二观视角度来调整该第一二维图像数据与该第二二维图像数据的混合权重，据以产生该第二三维图像数据；

该三维显示面板更具有多个第三子像素，所述第三子像素在一第三观视角度呈现最大的相对光通量，且该时序控制电路更依据该第三观视角度调整该第一二维图像数据与该第二二维图像数据的混合权重，据以产生一第三三维图像数据，以便将该第三三维图像数据合成至该多视角三维图像数据，且该多视角三维图像数据中的属于该第三三维图像数据的其中一行的图像数据利用所述第三子像素的其中一行来显示；以及

该三维显示面板包括：

一显示面板，具有一显示面；

一切换单元，配置在该显示面之上，用以控制该显示面发出的光线的偏振方向；以及

一透镜单元，配置在该切换单元之上，用以与该切换单元搭配操作以控制光线的射出角度。