CN103149768A - 裸视立体显示装置及其显示方法 - Google Patents

Abstract

一种裸视立体显示装置及其显示方法。裸视立体显示装置包括一液晶透镜、一显示面板、一驱动电压产生单元以及一控制单元。显示面板具有一显示区域，显示区域包括至少一第一二维显示区域以及至少一混合显示区域，混合显示区域包括至少一三维显示区域以及至少一第二二维显示区域。控制单元控制第一二维显示区域显示一第一二维影像、三维显示区域显示一三维影像及第二二维显示区域显示一第二二维影像。本发明能同时显示二维影像与三维影像。

Description

裸视立体显示装置及其显示方法

技术领域

本发明是关于一种立体显示装置，特别是有关一种裸视立体显示装置及其显示方法。

 

背景技术

请参阅图1，其是绘示液晶透镜(Liquid Crystal Lens；LC Lens)的示意图。液晶透镜包括两玻璃基板100、102、两铟锡氧化物层(Indium Tin Oxide layer；ITO layer)104、106、两配向层108、110以及一液晶层112。液晶透镜是藉由一电压施加于两铟锡氧化物层104、106，使液晶层112的液晶114具有如同渐变折射率透镜(GRadient Index Lens；GRIN Lens)般的折射率变化。

请参阅图2A以及图2B，其是分别绘示液晶透镜未施加驱动电压与施加驱动电压的示意图。如图2A所示，当未施加驱动电压于两铟锡氧化物层104、106时，液晶114的长轴依照配向层108、110配向倾倒，光波116通过液晶114时其相位不受影响；当如图2B所示施加驱动电压118于铟锡氧化物层104、106时，铟锡氧化物层104、106之间因电位势不同会形成不同的电场分布，铟锡氧化物层104、106的边缘因边际电场效应(fringing field effect)造成电场具有梯度变化，液晶114受电场影响最终液晶114的长轴将依电场方向倾倒，光波116通过时其相位将随液晶114的折射率变化而改变且聚焦，光波116的相位变化如同透镜，故称为液晶透镜。

以上述液晶透镜搭配一显示面板(未图标)可以作为二维/三维(2D/3D)影像切换显示装置，当如图2A所示未施加驱动电压时，显示面板(未图标)所发射的光波不受液晶114影响，光波的相位不变，可以显示二维影像；当如图2B所示施加驱动电压118时，显示面板(未图标)所发射的光波受到液晶114影响，使得光波的相位改变，观赏者因液晶114具有透镜的光学特性，分光后人眼可观赏不同画面，故可达到显示三维影像的目的。

公知三维显示装置是设计成全屏幕模式使用，然而主流操作系统显示的使用者接口仍然为二维影像，当观赏者不是在全屏幕模式观赏影片而开启三维模式时，则使用者接口(二维影像)会因为处于三维模式而模糊不清，虽然可以藉由使用上述液晶透镜且切换成二维模式来避免使用者接口模糊不清的问题，却无法进行系统多任务，亦即无法同时使二维影像以二维模式显示并使三维影像以三维模式显示。

因此需要对上述无法同时显示二维影像与三维影像的问题提出解决方法。

 

发明内容

本发明的一目的在于提供一种裸视立体显示装置及其显示方法，其能改善无法同时显示二维影像与三维影像的问题。

为达到上述目的，根据本发明的一特点是提供一种裸视立体显示装置。该裸视立体显示装置包括一液晶透镜、一显示面板、一驱动电压产生单元以及一控制单元。该液晶透镜包括一第一基板、一第二基板与该第一基板相对设置、一第一电极层设置在该第一基板上且面对该第二基板、一第二电极层设置在该第二基板上且面对该第一基板、以及一液晶层设置于该第一电极层与该第二电极层之间，该第二电极层包括复数个条状电极，该等条状电极分别电性耦接至一开关。该液晶透镜是设置于该显示面板上。该显示面板具有一显示区域，该显示区域是对应至该第一电极层与该第二电极层并包括至少一第一二维显示区域以及至少一混合显示区域，该混合显示区域包括至少一三维显示区域以及至少一第二二维显示区域。该驱动电压产生单元电性耦接至该第一电极层与该第二电极层。该控制单元电性耦接至该显示面板与该驱动电压产生单元。该控制单元控制该显示面板的该第一二维显示区域显示一第一二维影像。该控制单元导通对应至该混合显示区域的该等条状电极的开关，控制该驱动电压产生单元施加一驱动电压于对应至该混合显示区域的该第一电极与该第二电极的该等条状电极之间，并控制该三维显示区域显示一三维影像及控制该第二二维显示区域显示一第二二维影像。

为达到上述目的，根据本发明的另一特点是提供一种裸视立体显示装置的显示方法。该裸视立体显示装置包括一液晶透镜、一显示面板、一驱动电压产生单元以及一控制单元。该液晶透镜设置于该显示面板上并包括一第一基板、一第二基板与该第一基板相对设置、一第一电极层设置在该第一基板上且面对该第二基板、一第二电极层设置在该第二基板上且面对该第一基板、以及一液晶层设置于该第一电极层与该第二电极层之间，该第二电极层包括复数个条状电极，该等条状电极分别电性耦接至一开关。该显示面板具有一显示区域，该显示区域包括至少一第一二维显示区域以及至少一混合显示区域，该混合显示区域包括至少一三维显示区域以及至少一第二二维显示区域。该显示区域是对应至该第一电极层与该第二电极层，该显示方法包括：该控制单元导通对应至该混合显示区域的该等条状电极的开关并控制该驱动电压产生单元施加一驱动电压于对应至该混合显示区域的该第一电极与该第二电极的该等条状电极之间；该控制单元控制该显示面板的该第一二维显示区域显示一第一二维影像；该控制单元控制该三维影像显示区域显示一三维影像；以及该控制单元控制该第二二维显示区域显示一第二二维影像。

本发明的裸视立体显示装置及其显示方法能同时显示二维影像与三维影像，达到多任务的目的，解决公知技术中二维影像以三维模式显示时模糊不清的问题；再者，由于只施加驱动电压至对应的三维显示区域的第一电极层与第二电极层，而非整个第一电极层与第二电极层，因此可以达到节能的目的。

附图说明

图1是绘示液晶透镜的示意图；

图2A以及图2B是分别绘示液晶透镜未施加驱动电压与施加驱动电压的示意图；

图3是绘示根据本发明一较佳实施例的裸视立体显示装置；

图4是绘示显示面板的显示区域与第二电极层的条状电极的对应图；以及是

图5是绘示根据本发明的裸视立体显示装置的显示方法流程图。

【主要组件符号说明】

30                      液晶透镜

32                      显示面板

34                      驱动电压产生单元

36                      控制单元

100、102                玻璃基板

104、106                铟锡氧化物层

108、110                配向层

112                     液晶层

114                     液晶

116                     光波

118                     驱动电压

300                     第一基板

302                     第二基板

304                     第一电极层

306                     第二电极层

308                     第一配向层

310                     第二配向层

312                     液晶层

314                     液晶

3060                        条状电极

A1、A2                  第一二维显示区域

A3                      三维显示区域

A4、A5                  第二二维显示区域

H                           三维显示区域的高度

P                           像素

SW                      开关

W                       三维显示区域的宽度

S500-S530               步骤

具体实施方式

以下结合附图对本发明的技术方案进行详细说明。

请参阅图3，其是绘示根据本发明一较佳实施例的裸视立体显示装置。

裸视立体显示装置包括一液晶透镜30、一显示面板32、一驱动电压产生单元34以及一控制单元36。液晶透镜30是设置于显示面板32上。驱动电压产生单元34电性耦接至液晶透镜30，用于产生一驱动电压驱动液晶透镜30，使液晶透镜30的一液晶层312具有如同渐变折射率透镜般的折射率变化。控制单元36电性耦接至显示面板32与驱动电压产生单元34。

液晶透镜30包括一第一基板300、一第二基板302、一第一电极层304、一第二电极层306、一第一配向层308、一第二配向层310以及液晶层312。

第二基板302与第一基板300相对设置。第一电极层304设置在第一基板300上且面对第二基板302。第二电极层306设置在第二基板302上且面对第一基板300。于本实施例中，第一电极层304是覆盖第一基板300，第二电极层306是包括复数个条状电极3060(如图4所示)。第一电极层304与第二电极层306可以为铟锡氧化物(Indium Tin Oxide；ITO)。第一配向层308设置在第一电极层304与液晶层312之间。第二配向层310设置在第二基板302与液晶层312之间。液晶层312包括复数个液晶314。

更明确地说，驱动电压产生单元34电性耦接至第一电极层304与第二电极层306。

请参阅图3以及图4，图4是绘示显示面板32的显示区域与第二电极层306的条状电极3060的对应图。显示区域是包括至少一第一二维显示区域(以A1、A2表示)以及至少一混合显示区域，该混合显示区域包括至少一三维显示区域A3以及至少一第二二维显示区域(以A4、A5表示)，第一二维显示区域A1、A2、该混合显示区域的三维显示区域A3及第二二维显示区域A4、A5是对应至第一电极层304与第二电极层306。显示面板32包括复数个像素P，一个条状电极3060的宽度大略等于2至3个像素的宽度。各条状电极3060电性耦接至控制单元36，其控制方式将于稍后详述。

一般情况下(未显示三维影像时)，所有显示区域包括第一二维显示区域A1、A2、三维显示区域A3及第二二维显示区域A4、A5显示操作系统的使用者接口(例如Windows的桌面)，当开启播放器播放三维影像(立体电影)时，本发明能在三维显示区域A3(例如立体电影的播放器位置)显示三维影像，并在第一二维显示区域A1、A2及第二二维显示区域显示二维影像(例如Windows的桌面)，达到同时显示二维影像与三维影像的目的。

由于第一二维显示区域A1、A2需要显示二维影像，亦即对应至第一二维显示区域A1、A2的第一电极层304与第二电极层306的条状电极3060需以图2A所示的二维模式驱动，因此控制单元36控制驱动电压产生单元34不施加驱动电压于对应至第一二维显示区域A1、A2的第一电极层304与第二电极层306的条状电极3060之间，控制单元36并控制第一二维显示区域A1、A2显示一第一二维影像。

三维显示区域A3需要显示三维影像，亦即对应至三维显示区域A3的第一电极层304与第二电极层306的条状电极3060需以如图2B所示的三维模式驱动，因此控制单元36控制驱动电压产生单元34施加驱动电压于对应至三维显示区域A3的第一电极304与第二电极306的条状电极3060之间，控制单元36并控制三维显示区域A3显示三维影像。上述三维影像是指奇数像素数据与偶数像素数据交替排列后，以图2B所示的原理显示，使双眼分别看到奇数像素数据的影像与偶数像素数据的影像，进而感受到三维影像。

如上所述，控制单元36控制驱动电压产生单元34施加驱动电压于对应至三维显示区域A3的第一电极层304与第二电极层306的条状电极3060的间，使三维显示区域A3能如图2B所示显示三维影像，然而由于被施加驱动电压的第一电极层304与第二电极层306的条状电极3060也对应至第二二维显示区域A4、A5(亦即第二二维显示区域A4、A5也受到驱动电压的控制)，因此第二二维显示区域A4、A5会以三维模式显示一第二二维影像，亦即需显示的第二二维影像的数据会被分成奇数像素数据与偶数像素数据并以图2B所示的原理显示，双眼分别看到不同影像而无法融合成正确的第二二维影像(实际上双眼应该看到相同影像而能融合成第二二维影像)，导致公知技术中模糊不清的问题。

为了解决第二二维显示区域A4、A5需显示第二二维影像(操作系统的使用者接口)却以三维模式显示的问题，本发明对第二二维显示区域A4、A5需显示的第二二维影像进行处理。本发明的控制单元36将第二二维显示区域A4、A5中奇数像素数据复制到偶数像素资料，控制第二二维显示区域A4、A5中所有像素都显示奇数像素数据，因此虽然第二二维显示区域A4、A5以图2B所示的三维模式驱动，实际上双眼看到的是相同的奇数像素数据而能融合成正确的第二二维影像。

当然，本发明的控制单元36也能将第二二维显示区域A4、A5中偶数像素数据复制到奇数像素资料，控制第二二维显示区域A4、A5中所有像素都显示偶数像素数据，因此虽然第二二维显示区域A4、A5以图2B所示的三维模式驱动，实际上双眼看到的是相同的偶数像素数据而能融合成正确的第二二维影像。

本实施例中，第一电极层304是覆盖该第一基板300，第二电极层306包括条状电极3060，因此施加驱动电压于第一电极层304与第二电极层306的条状电极3060之间是指藉由施加驱动电压于第二电极层306之条状电极3060来控制需操作在三维模式的显示区域。控制单元36可以依据一来自于系统(例如显示卡)的指示数据来获得混合显示区域的位置，进而控制需施加驱动电压的条状电极3060，举例来说，该指示数据的格式为(START,END)，表示START与END之间的条状电极3060(即对应至需显示三维影像的三维显示区域A3)需要施加驱动电压，控制单元36接收该指示数据后，控制驱动电压产生单元34施加驱动电压于START与END之间的条状电极3060(即对应至需显示三维影像的三维显示区域A3)，START左侧与END右侧的条状电极3060则不施加驱动电压。

于本实施例中，所有条状电极3060分别电性耦接至一开关SW，控制单元36藉由控制各条状电极3060的开关SW来控制驱动电压产生单元34是否施加驱动电压于各条状电极3060。

请继续参阅图3及图4，假设像素P的坐标为(X1,Y1)，三维显示区域A3的左下角的坐标为(X3D,Y3D)，X1与X3D为X方向的坐标，Y1与Y3D为Y方向的坐标，该三维显示区域A3的宽度与高度分别为W与H，三维显示区域A3的坐标、宽度及高度可以由系统(例如显示卡)提供或由控制单元36去侦测。

判断该像素P是对应至第一二维显示区域A1、A2、三维显示区域A3或第二二维显示区域A4、A5，更明确地说，当X1<X3D或X1>(X3D+W)时，判断该像素P对应至第一二维显示区域A1或A2，该像素P的像素数据不改变。

当X3D<X1<(X3D+W)且Y3D<Y1<(Y3D+H)时，判断该像素P对应至三维显示区域A3，对该像素P的像素资料作三维处理，使三维显示区域A3中的奇数像素数据与偶数像素数据交替排列后，以图2B所示的原理显示三维影像。

当X3D<X1<(X3D+W)且Y1>(Y3D+H)(对应至第二二维显示区域A4)或X3D<X1<(X3D+W)且Y1<Y3D(对应至第二二维显示区域A5)时，将第二二维显示区域A4、A5中奇数像素数据复制到偶数像素资料，以使第二二维显示区域A4、A5中所有像素都显示奇数像素数据。当然，控制单元36也能将第二二维显示区域A4、A5中偶数像素数据复制到奇数像素资料，以使第二二维显示区域A4、A5中所有像素都显示偶数像素数据。因此虽然第二二维显示区域A4、A5以图2B所示的三维模式驱动，实际上双眼看到的是相同的像素数据而能融合成正确的第二二维影像。

请参阅图5，其是绘示根据本发明的裸视立体显示装置的显示方法流程图，裸视立体显示装置包括一液晶透镜、一显示面板、一驱动电压产生单元以及一控制单元，液晶透镜设置于显示面板上并包括一第一基板、一第二基板与第一基板相对设置、一第一电极层设置在第一基板上且面对第二基板、一第二电极层设置在第二基板上且面对第一基板、以及一液晶层设置于第一电极层与第二电极层之间，第二电极层包括复数个条状电极，该等条状电极分别电性耦接至一开关，显示面板具有一显示区域，显示区域包括至少一第一二维显示区域以及至少一混合显示区域，混合显示区域包括至少一三维显示区域以及至少一第二二维显示区域，显示区域是对应至第一电极层与第二电极层，显示方法包括下列步骤：

步骤S500中，控制单元导通对应至混合显示区域的条状电极的开关并控制驱动电压产生单元施加一驱动电压于对应至混合显示区域的第一电极与第二电极的条状电极之间。

步骤S510中，控制单元控制显示面板的第一二维显示区域显示一第一二维影像。

步骤S520中，控制单元控制三维影像显示区域显示一三维影像。控制单元依据一指示数据来获得三维显示区域的位置。

步骤S530中，控制单元控制第二二维显示区域显示一第二二维影像。显示面板包括复数个像素，该等像素分成复数个奇数像素以及复数个偶数像素。于一实施例中，控制单元将该等奇数像素的像素数据复制到该等偶数像素的像素数据以形成第二二维影像。于另一实施例中，控制单元将该等偶数像素的像素数据复制到该等奇数像素的像素数据以形成第二二维影像。

本发明的裸视立体显示装置及其显示方法能同时显示二维影像与三维影像，达到多任务的目的，解决公知技术中二维影像以三维模式显示时模糊不清的问题；再者，三维显示区域的三维影像是迭加在二维影像上，可以使三维影像更加立体；最后，由于只施加驱动电压至对应至三维显示区域的第一电极层与第二电极层，而非整个第一电极层与第二电极层，因此可以达到节能的目的。 

Claims (9)

1.一种裸视立体显示装置，包括：

一液晶透镜，包括一第一基板、一第二基板与该第一基板相对设置、一第一电极层设置在该第一基板上且面对该第二基板、一第二电极层设置在该第二基板上且面对该第一基板、以及一液晶层设置于该第一电极层与该第二电极层之间，该第二电极层包括复数个条状电极，该等条状电极分别电性耦接至一开关；

一显示面板，该液晶透镜是设置于该显示面板上，该显示面板具有一显示区域，该显示区域是对应至该第一电极层与该第二电极层的该等条状电极并包括至少一第一二维显示区域以及至少一混合显示区域，该混合显示区域包括至少一三维显示区域以及至少一第二二维显示区域；

一驱动电压产生单元，电性耦接至该第一电极层与该第二电极层；以及

一控制单元，电性耦接至该显示面板与该驱动电压产生单元，

其中该控制单元控制该显示面板的该第一二维显示区域显示一第一二维影像，

该控制单元导通对应至该混合显示区域的该等条状电极的开关，控制该驱动电压产生单元施加一驱动电压于对应至该混合显示区域的该第一电极与该第二电极的该等条状电极之间，并控制该三维显示区域显示一三维影像及控制该第二二维显示区域显示一第二二维影像。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，该第一电极层是覆盖该第一基板。

3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，该显示面板包括复数个像素，该等像素分成复数个奇数像素以及复数个偶数像素，该控制单元将该等奇数像素的像素数据复制到该等偶数像素的像素数据以形成该第二二维影像。

4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，该显示面板包括复数个像素，该等像素分成复数个奇数像素以及复数个偶数像素，该控制单元将该等偶数像素的像素数据复制到该等奇数像素的像素数据以形成该第二二维影像。

5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，该控制单元依据一指示数据来获得该三维显示区域的位置。

6.一种裸视立体显示装置的显示方法，其特征在于，该裸视立体显示装置包括一液晶透镜、一显示面板、一驱动电压产生单元以及一控制单元，该液晶透镜设置于该显示面板上并包括一第一基板、一第二基板与该第一基板相对设置、一第一电极层设置在该第一基板上且面对该第二基板、一第二电极层设置在该第二基板上且面对该第一基板、以及一液晶层设置于该第一电极层与该第二电极层之间，该第二电极层包括复数个条状电极，该等条状电极分别电性耦接至一开关，该显示面板具有一显示区域，该显示区域包括至少一第一二维显示区域以及至少一混合显示区域，该混合显示区域包括至少一三维显示区域以及至少一第二二维显示区域，该显示区域是对应至该第一电极层与该第二电极层，该显示方法包括：

该控制单元导通对应至该混合显示区域的该等条状电极的开关并控制该驱动电压产生单元施加一驱动电压于对应至该混合显示区域的该第一电极与该第二电极的该等条状电极之间；

该控制单元控制该显示面板的该第一二维显示区域显示一第一二维影像；

该控制单元控制该三维影像显示区域显示一三维影像；以及

该控制单元控制该第二二维显示区域显示一第二二维影像。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，该显示面板包括复数个像素，该等像素分成复数个奇数像素以及复数个偶数像素，该控制单元将该等奇数像素的像素数据复制到该等偶数像素的像素数据以形成该第二二维影像。

8.如权利要求6所述的方法，其特征在于，该显示面板包括复数个像素，该等像素分成复数个奇数像素以及复数个偶数像素，该控制单元将该等偶数像素的像素数据复制到该等奇数像素的像素数据以形成该第二二维影像。

9.如权利要求6所述的方法，其特征在于，该控制单元依据一指示数据来获得该三维显示区域的位置。

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