CN103838073A - 显示装置与显示装置的驱动方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种显示装置与显示装置的驱动方法，让使用者通过偏振眼镜观看立体影像。显示装置包括投影机、切换式偏振器以及传感器。投影机朝向投影布幕依序放映第一影像、第一中间影像、第二影像以及第二中间影像。切换式偏振器设置于投影布幕与投影机之间。切换式偏振器可切换地具有一第一模式以及一第二模式使第一影像以及第二影像在经过切换式偏振器后具有第一偏振态或是第二偏振态而投射于投影布幕上。传感器耦接至切换式偏振器并感测投影布幕上的影像。在传感器感测到第一或第二中间影像时切换式偏振器由第一模式以及第二模式其中一者切换至另一者。

Description

显示装置与显示装置的驱动方法

技术领域

本发明是有关于一种显示装置，且特别是有关于一种可以支持立体显示的显示装置与显示装置的驱动方法。

背景技术

目前常见的立体投影技术包括主动式(Active)与被动式(Passive)，其中一种主动式的立体投影技术是利用数字光源处理技术(Digital LightProcessing，DLP)与快门立体眼镜来达成立体影像的显示。快门立体眼镜的镜片是可以分别控制的两快门镜片。在同一台DLP投影机交替播放左右眼影像时，眼镜上两快门镜片将同步地切换以实现立体影像的显示。

具体而言，在DLP投影机放映左影像时，打开左镜片，关闭右镜片，使得左眼看到左影像，右眼什么都看不到。相反地，在放映右影像时，打开右镜片，关闭左镜片，使得右眼看到右影像，左眼什么都看不到。如此一来，左右眼分别看到左右各自的影像，形成视差而产生立体(三维)效果。

然而，这样的快门眼镜重量较重，因此使用者长时间观看立体影像后往往会感到不适。

发明内容

本发明提供一种显示装置与显示装置的驱动方法。

本发明提供一种显示装置，可以减轻使用者在观看立体影像时的不适感。

本发明提供一种显示装置的驱动方法，可以支持立体影像的显示。

本发明提出一种显示装置，使用者通过一偏振眼镜观看显示装置显示的影像以获得一立体影像。显示装置包括一投影机、一切换式偏振器以及一传感器。投影机朝向一投影布幕依序放映一第一影像、一第一中间影像、一第二影像以及一第二中间影像。切换式偏振器设置于投影布幕与投影机之间。切换式偏振器可切换地具有一第一模式以及一第二模式使第一影像以及第二影像在经过切换式偏振器后具有一第一偏振态或是一第二偏振态而投射于投影布幕上。传感器耦接至切换式偏振器并感测投影布幕上的影像。在传感器感测到中间影像时切换式偏振器由第一模式以及第二模式其中一者切换至另一者。

在本发明一实施例中，上述切换式偏振器包括一液晶单元以及一偏振片，且偏振片位于投影机与液晶单元之间。另外，切换式偏振器可以还包括一1/4波片，其设置于偏振片与投影布幕之间。显示装置还可包括一控制单元，其耦接至传感器与切换式偏振器。传感器感测到第一或第二中间影像时控制单元驱动液晶单元以使切换式偏振器进行切换。

在本发明一实施例中，上述投影布幕为不解偏振的投影布幕。

在本发明一实施例中，上述偏振眼镜的一第一镜片与一第二镜片分别具有第一偏振态与第二偏振态的穿透轴。

在本发明一实施例中，上述投影机为一数字光处理式投影机。

在本发明一实施例中，上述第一中间影像与第二中间影像相同。

在本发明一实施例中，上述第一中间影像与第二中间影像不同，且在传感器感测到第一中间影像时切换式偏振器由第一模式切换至第二模式，而在传感器感测到第二中间影像时切换式偏振器由第二模式切换至第一模式。

本发明另提出一种显示装置的驱动方法。提供一显示装置。显示装置包括一投影布幕、一投影机、一切换式偏振器以及一传感器。投影机朝向投影布幕依序放映一第一影像、一第一中间影像、一第二影像以及一第二中间影像。切换式偏振器设置于投影布幕与投影机之间。切换式偏振器可切换地具有一第一模式以及一第二模式。传感器耦接至切换式偏振器并感测投影布幕上的影像。在传感器感测到第一或第二中间影像时，切换式偏振器由第一模式以及第二模式其中一者切换至另一者，使第一影像以及该第二影像在经过切换式偏振器后具有一第一偏振态或是一第二偏振态而投射于投影布幕上。

在本发明一实施例中，上述显示装置还包括一控制电路其耦接于传感器与切换式偏振器。控制电路接收到该传感器感测到第一或第二中间影像时，控制电路输出一同步信号给切换式偏振器。在本发明一实施例中，上述同步信号包括一第一电压与一第二电压，且第一电压与第二电压分别驱动切换式偏振器处于该第一模式与该第二模式。在一实施例中，控制电路接收到传感器感测到第一中间影像时，同步信号为该第一电压，而控制电路接收到传感器感测到第二中间影像时，同步信号给为第二电压。同步信号的起始时间同步于中间影像的起始时间。

基于上述，本发明的显示装置采用投影机提供影像并且在投影机前方设置有切换式偏振器。如此一来，使用者仅需配戴简易的偏振眼镜就可以观看立体影像，这有助于避免因为配戴快门眼镜而造成的不适感。

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为本发明一实施例的显示装置的示意图；

图2A及2B为本发明一实施例的切换式偏振器的示意图；

图3A及3B为本发明一实施例的切换式偏振器的示意图；

图4为本发明一实施例的显示装置的驱动方法；

图5为本发明一实施例的显示装置的驱动时序。

附图标记说明：

100：显示装置；

110：投影机；

120：投影布幕；

130、130A、130B：切换式偏振器；

132：液晶单元；

132A：液晶层；

132B、132C：基板；

134：偏振片；

136：1/4波片；

140：传感器；

150：偏振眼镜；

152、154：镜片；

160：控制电路；

210、220、230、240、250：步骤；

A：第一模式；

B：第二模式；

F1：第一影像；

F2：第二影像；

F3A、F3B：中间影像；

L、L1、L2、L3、L4：光线；

TR1、TR2：反应时间；

Vs：同步信号。

具体实施方式

图1为本发明一实施例的显示装置的示意图。请参照图1，显示装置100包括有一投影机110、一投影布幕120、一切换式偏振器130以及一传感器140。投影机110用来朝向投影布幕120放映影像，而切换式偏振器130设置于投影机110与投影布幕120之间。另外，传感器140则耦接于切换式偏振器130。

投影机110用来提供影像，其可以是数字光学处理(Digital LightProcessing，DLP)投影系统。它能接受数字视频，然后产生一系列的数字光脉冲；这些光脉冲进入眼睛后，眼睛会将这些光脉冲解译成为彩色类比影像。投影布幕120则用来将投影机110所放映的影像反射出去而让使用者观看影像。

切换式偏振器130可以调整光线的偏振态使得通过切换式偏振器130的光线具有特定的偏振状态。切换式偏振器130设置于投影机110与投影布幕120之间。因此，投影机110所放映的影像在投射到投影布幕120之前会经过切换式偏振器130的作用而具有特定的偏振状态。在本实施例中，为了避免光线在投影布幕120发生偏振状态的变异，投影布幕120可以是不解偏振的投影布幕。举例而言，投影布幕120可以是涂布有金属反射层的布幕或是表面上贴附有银胶的布幕。

在本实施例中，切换式偏振器130可切换地具有一第一模式以及一第二模式，其中切换式偏振器130具有第一模式时，投射于投影布幕120上的光线具有第一偏振状态而切换式偏振器130具有第二模式时，投射于投影布幕120上的光线具有第二偏振状态。由于光线经过不同模式下的切换式偏振器130具有不同的偏振状态。因此，使用者配戴的偏振眼镜150中，第一镜片152与第二镜片154可以具有不同的穿透轴以让使用者的左眼与右眼分别接收不同偏振态的光线来获得立体影像。

在上述实施例中，切换式偏振器130的模式切换可以由一液晶层来实现。具体而言，图2A及2B为本发明一实施例的切换式偏振器的示意图。请参照图2A及2B，切换式偏振器130A为切换式偏振器130的一种实施方式，其包括有一液晶单元132以及一偏振片134，其中液晶单元132包括有液晶层132A以及将液晶层132A密封的第一基板132B与第二基板132C。偏振片134配置于液晶单元132的一侧。以图1与图2A及2B来看，当切换式偏振器130设置于投影机110与投影布幕120之间时，偏振片134位于投影机110与液晶单元132之间。另外，图2A及2B中表示了切换式偏振器130可以切换地具有第一模式A与第二模式B。

一般来说，投影机110所放映的影像光线L不具有特定的偏振状态。光线L经过偏振片134之后可以转换成具有第一偏振态的光线L1。在第一模式A下，液晶单元132中的液晶层132A可以提供旋光作用使得光线L1的偏振方向旋转。因此，在本实施例中，在第一模式A下，由液晶单元132射出的光线L2具有第二偏振态，且第二偏振态不同于第一偏振态。另外，在第二模式B下，液晶层132A可以提供光学作用使得光线L1的偏振方向不发生旋转。因此，在本实施例中，在第二模式B下，由液晶单元132射出的光线L1仍具有第一偏振态。

另外，上述偏振态都是以线性偏振的偏振态来说明，不过本发明不以此为限。图3A及3B为本发明一实施例的切换式偏振器的示意图。请参照图3A及3B，切换式偏振器130B为切换式偏振器130的一种实施方式，其包括有一液晶单元132、一偏振片134以及一1/4波片136，其中液晶单元132包括有液晶层132A以及将液晶层132A密封的第一基板132B与第二基板132C。偏振片134与1/4波片136设置于液晶单元132的相对两侧。以图1与图3A及3B来看，当切换式偏振器130设置于投影机110与投影布幕120之间时，偏振片134位于投影机110与液晶单元132之间，而1/4波片136位于液晶单元132与投影布幕120之间。不过，在其他的实施例中，1/4波片136可以选择性地设置于偏振片134与液晶单元132之间。换言之，1/4波片136可以设置于偏振片134与投影布幕120之间的任何位置中。

另外，图3A及3B中表示了切换式偏振器130B的第一模式A与第二模式B。投影机110所放映的影像光线L经过偏振片134之后可以转换成具有第一偏振态的光线L1。在第一模式A下，液晶单元132中的液晶层132A可以提供旋光作用使得光线L1的偏振方向旋转。因此，光线L1转变为具有第二偏振态的光线L2，且第二偏振态不同于第一偏振态。线性偏振的光线L2经过1/4波片136之后将转变为第一圆偏振态的光线L3。另外，在第二模式B下，液晶层132A可以提供光学作用使得光线L1的偏振方向不发生旋转。因此，在本实施例中，在第二模式B下，光线L1经由1/4波片136之后将转变为第二圆偏振态的光线L4，具有第二圆偏振态。

在第一模式A与第二模式B交替切换之下，投影机110所放映的影像经过切换式偏振器130A与130B可以具有不同的偏振态而各偏振态的光线仅通过偏振眼镜150的第一镜片152与第二镜片154其中一者。因此，显示装置100可以将不同的影像传送给不同眼而达到立体显示效果。

具体而言，请继续参照图1，在进行立体影像的显示时，投影机110可以放映要显示给不同眼观看的一第一影像以及一第二影像。为了让第一影像与第二影像被不同眼观看，第一影像与第二影像需要具有不同的偏振状态。因此，在本实施例中，投影机110放映第一影像的期间，切换式偏振器130具有第一模式与第二模式其中一者；而投影机110放映第二影像的期间，切换式偏振器130具有第一模式与第二模式中另一者。

另外，投影机110除了放映第一影像与第二影像之外，还放映出插于两者间的中间影像，亦即第一影像、第一中间影像、第二影像以及第二中间影像会依序地被放映出来。放映第一影像与第二影像之后投影布幕120上会分别显示出第一与第二中间影像，所以第一与第二中间影像可以作为控制切换式偏振器130进行模式切换的参考依据。在一实施例中，第一与第二中间影像可以是相同的，也可以是不同的。

因此，在本实施例中，显示装置100还可以包括耦接于传感器140与切换式偏振器130之间的一控制电路160。传感器140感测到投影布幕上所呈现的画面为第一或第二中间影像时，可以通过控制电路160控制切换式偏振器130以进行模式的切换。

图4为本发明一实施例的显示装置的驱动方法。请同时参照图1与图4，在本实施例所说明的驱动方法例如是应用于图1的显示装置中。首先，在步骤210中，由投影机110放映影像。此影像经过切换式偏振器130后可以投射于投影布幕120上并且被投影布幕120反射以让传感器140与使用者接收到。在立体显示模式下，投影机110所放映的影像包括有第一影像、第二影像以及插于前述两影像之后的第一与第二中间影像，其中第一与第二中间影像可以根据投影机110的出厂设定而有所不同。在一实施例中，第一与第二中间影像各自可以为一灰阶影像、一全白影像、一全黑影像或是其他预设的影像。另外，第一影像与第二影像是预定要显示给不同眼观看的画面影像。

在投影机110放映影像时，传感器140会持续感测投影布幕120上所显示的影像。当传感器140感测到第一或第二中间影像(步骤220)时，控制电路160会发出同步信号给切换式偏振器130以进行模式的切换(即步骤230)。另外，当传感器140感测到的影像非第一或第二中间影像时，控制电路160不会发出信号给切换式偏振器130，即步骤240。也就是说，当传感器140感测到的影像为第一影像或是第二影像时，切换式偏振器130具有的模式不会发生改变。

假设切换式偏振器130具有第一模式时可以让影像穿过偏振眼镜150的第一镜片152而无法穿过第二镜片154。因此，在第一模式下仅有左眼观看到影像。另外，切换式偏振器130具有第二模式时可以让影像穿过第二镜片154而无法穿过第一镜片152。因此，在第二模式下仅有右眼观看到影像。第一影像与第二影像分别要提供给左眼与右眼时，则显示第一影像的期间，切换式偏振器130的模式必须为第一模式，而切换式偏振器130的模式在显示第二影像的期间必须为第二模式。否则，使用者的左眼将看到右眼影像而右眼将看到左眼影像，而导致画面品质不理想。

如果第一或第二中间影像为相同时，切换式偏振器130仅根据特定的一种影像的出现来进行模式切换而无法决定要切换成第一模式或是第二模式。如此，可能发生上述画面品质不理想的情形。因此，使用者也可以进一步根据其所观看的影像来控制切换式偏振器130的模式。如步骤250，使用者感到显示画面不理想时，可以通过手动方式来使切换式偏振器130的模式进行切换。

当然，上述方法仅为本发明的一个实施方式而已，非用以限定本发明。在其他的实施例中，第一与第二中间影像可以为不同的影像，且投影机110放映的影像可以依序为第一影像、第一中间影像、第二影像、第二中间影像。此时，传感器140感测到第一中间影像时可以利用控制电路160使切换式偏振器130由第一模式切换至第二模式而传感器140感测到第二中间影像时可以利用控制电路160使切换式偏振器130由第二模式切换至第一模式。如此一来，显示影像的偏振状态可以对应于显示影像的内容而不会发生显示画面品质不佳的情形，也不需由使用者手动控制切换式偏振器130的模式。

进一步而言，显示装置100的驱动时序如图5所示。在图5中，横轴表示为时间。由图5可知，第一影像F1、中间影像F3A、第二影像F2以及中间影像F3B依序地显示。请同时参照图1与图5，同步信号Vs表示为控制电路160发出给切换式偏振器130的信号，第一模式A与第二模式B表示为切换式偏振器130的两种模式的驱动。

在本实施例中，传感器140感测到中间画面F3A或F3B后，控制电路160会同步地发出的同步信号Vs。因此，中间影像F3A或F3B每一次出现，同步信号Vs就随着改变或是切换。另外，同步信号Vs由控制电路160输入给切换式偏振器130后，切换式偏振器130被驱动而呈现对应的第一模式A或是第二模式B。

切换式偏振器130使用液晶层来实现不同模式时，同步信号Vs即包括驱动液晶层第一电压与第二电压。当同步信号Vs处于第一电压时，切换式偏振器130例如具有第一模式A，而同步信号Vs处于第二电压时，切换式偏振器130例如具有第二模式B。以图5来看，切换式偏振器130的液晶层由第一模式A切换成第二模式B的过程需要反应时间TR1，而由第二模式B切换成第一模式A的过程需要反应时间TR2，其中当切换式偏振器130以图2A及2B或是图3A及3B的架构来实现时，反应时间TR1例如大于反应时间TR2，但本发明不以此为限。反应时间TR1与TR2的长短可以由液晶层的液晶特性而决定，两者可以不同也可以是相同。

反应时间TR1与反应时间TR2越长，则立体影像的显示效果越容易发生立体鬼影(cross-talk)的现象。在本实施例中，同步信号Vs与中间影像F3A或F3B的起始时间大致上相同，因此反应时间TR1与TR2重叠于中间影像F3A或F3B的显示期间。如此一来，切换式偏振器130在中间影像F3A或F3B的显示期间进行状态的切换，而不容易发生立体鬼影的现象。

另外，在本实施例中，切换式偏振器130可以采用过驱动(over drive)的方式来驱动以提高液晶层的切换速率。也就是说，同步信号Vs中对应于第一模式A的第一电压的大小可选择性地超过驱动液晶层所需要的电压，以使切换式偏振器130由第二模式B切换至第一模式A所需的反应时间TR2缩短。在一实施例中，中间影像F3A或F3B的显示期间可以为2ms(mini second)，不过本发明不以此为限。如果反应时间TR1与TR2短于中间影像F3A或F3B的显示期间(2ms)时，第一影像F1的显示期间中切换式偏振器130都处于第一模式A而第二影像F2的显示期间中切换式偏振器130都处于第二模式B。此时，可以有效避免立体鬼影的现象。

根据上述说明，使用者仅需配戴有偏光镜片的偏振眼镜就可以观看立体影像。因相较于现有技术中采用快门式眼镜的设计而言，偏振眼镜质量较为轻巧，因此本发明实施例的显示装置可以提供使用者更好的使用舒适性。在长时间观看之后，使用者不容易因为眼镜的重量而感到不适。另外，本发明实施例的显示装置仅使用一台投影机就可以实现立体影像的显示技术，可使整体装置的设计更为简化。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (17)

1.一种显示装置，其特征在于，使用者通过一偏振眼镜观看该显示装置显示的影像以获得一立体影像，该显示装置包括：

一投影机，朝向一投影布幕依序放映一第一影像、一第一中间影像、一第二影像以及一第二中间影像；

一切换式偏振器，设置于该投影布幕与该投影机之间，该切换式偏振器可切换地具有一第一模式以及一第二模式使该第一影像以及该第二影像在经过该切换式偏振器后具有一第一偏振态或是一第二偏振态而投射于该投影布幕上；以及

一传感器，耦接至该切换式偏振器并感测该投影布幕上的影像，其中在该传感器感测到该第一中间影像或该第二中间影像时该切换式偏振器由该第一模式以及该第二模式其中一者切换至另一者。

2.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，该切换式偏振器包括一液晶单元以及一偏振片，该偏振片位于该投影机与该液晶单元之间。

3.根据权利要求2所述的显示装置，其特征在于，该切换式偏振器还包括一1/4波片，设置于该偏振片与该投影布幕之间。

4.根据权利要求3所述的显示装置，其特征在于，该1/4波片，设置于该液晶单元与该投影布幕之间。

5.根据权利要求3所述的显示装置，其特征在于，该1/4波片，设置于该液晶单元与该偏振片之间。

6.根据权利要求2所述的显示装置，其特征在于，还包括一控制单元，耦接至该传感器与该切换式偏振器，该传感器感测到该第一中间影像或该第二中间影像时该控制单元驱动该液晶单元以使该切换式偏振器进行切换。

7.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，该投影布幕为不解偏振的投影布幕。

8.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，该偏振眼镜的一第一镜片与一第二镜片分别具有该第一偏振态与该第二偏振态的穿透轴。

9.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，该投影机为一数字光处理式投影机。

10.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，该第一中间影像与该第二中间影像相同。

11.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，该第一中间影像与该第二中间影像不同，且在该传感器感测到该第一中间影像时该切换式偏振器由该第一模式切换至该第二模式，而在该传感器感测到该第二中间影像时该切换式偏振器由该第二模式切换至该第一模式。

12.一种显示装置的驱动方法，其特征在于，包括：

提供一显示装置，该显示装置包括：

一投影布幕；

一投影机，朝向该投影布幕依序放映一第一影像、一第一中间影像、一第二影像以及一第二中间影像；

一切换式偏振器，设置于该投影布幕与该投影机之间，该切换式偏振器可切换地具有一第一模式以及一第二模式；以及

一传感器，耦接至该切换式偏振器并感测该投影布幕上的影像；以及

在该传感器感测到该第一中间影像或该第二中间影像时，该切换式偏振器由该第一模式以及该第二模式其中一者切换至另一者，使该第一影像以及该第二影像在经过该切换式偏振器后具有一第一偏振态或是一第二偏振态而投射于该投影布幕上。

13.根据权利要求12所述的显示装置的驱动方法，其特征在于，该显示装置还包括一控制电路，耦接于该传感器与该切换式偏振器。

14.根据权利要求13所述的显示装置的驱动方法，其特征在于，该控制电路接收到该传感器感测到该第一中间影像或该第二中间影像时，该控制电路输出一同步信号给该切换式偏振器。

15.根据权利要求14所述的显示装置的驱动方法，其特征在于，该同步信号包括一第一电压与一第二电压，该第一电压与该第二电压分别驱动该切换式偏振器处于该第一模式与该第二模式。

16.根据权利要求15所述的显示装置的驱动方法，其特征在于，该控制电路接收到该传感器感测到该第一中间影像时，该同步信号为该第一电压，而该控制电路接收到该传感器感测到该第二中间影像时，该同步信号给为该第二电压。

17.根据权利要求14所述的显示装置的驱动方法，其特征在于，该同步信号的起始时间同步于该第一中间影像或该第二中间影像的起始时间。

Images