CN114973935B - 影像显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种影像显示装置，其包含有平面显示面板以及透光单元。该平面显示面板用于显示平面影像。该平面显示面板至少具有第一像素群、第二像素群与第三像素群，该第二像素群位于该第一像素群和该第三像素群之间。该透光单元设置于该平面显示面板前。当视线通过该透光单元看向该平面显示面板时，该视线得以看到该平面影像中，对应于该第二像素群的第二成像位置相对该平面显示面板的第二距离大于该平面影像中对应于该第一像素群和该第三像素群的第一成像位置和第三成像位置相对该平面显示面板的第一距离与第三距离。

Description

影像显示装置

技术领域

本发明提供一种影像显示装置，尤指一种能以平面显示面板提供曲面影像的影像显示装置。

背景技术

传统的影像显示装置一般分为平面显示器与曲面显示器。平面显示器的体积较小，但其显示的平面影像的视觉体验较差；曲面显示器所显示的曲面影像可提供更好的环绕式观赏体验，惟其具有体积庞大且材料价格昂贵的缺点。因此，若能设计一种不需特殊光学膜片就能提供曲面显示效果、以达到缩小体积且降低成本特点的影像显示装置，即为相关显示器产业的重点发展目标。

发明内容

本发明提供一种能以平面显示面板提供曲面影像的影像显示装置，以解决上述之问题。

本发明的揭露一种影像显示装置，包含有平面显示面板和透光单元。平面显示面板，用于显示平面影像，该平面显示面板至少具有第一像素群、第二像素群与第三像素群，该第二像素群位于该第一像素群和该第三像素群之间。透光单元，设置于该平面显示面板前，当视线通过该透光单元看向该平面显示面板时，该视线得以看到该平面影像中对应于该第二像素群的第二成像位置相对该平面显示面板的第二距离大于该平面影像中对应于该第一像素群和该第三像素群的第一成像位置和第三成像位置相对该平面显示面板的第一距离与第三距离。

较佳的，该第二像素群的密度大于该第一像素群和该第三像素群的密度，该透光单元对应于该第一像素群、该第二像素群与该第三像素群的三区块具有相同焦距。

较佳的，该透光单元为光学透镜模组，其包含多个透镜单元，该多个透镜单元至少分为第一透镜群、第二透镜群与第三透镜群，分别对齐于该第一像素群、该第二像素群与该第三像素群，该第二透镜群的焦距不同于该第一透镜群和该第三透镜群的焦距。

较佳的，该第一透镜群为多个可变焦的透镜单元。

较佳的，该透光单元为平凹透镜或凸凹透镜，且该透光单元的平面或凸面朝向该平面显示面板。

较佳的，还包含有曲面显示面板和运算处理器。曲面显示面板，设置于该平面显示面板旁，用于显示曲面影像。运算处理器，电连接该曲面显示面板与该平面显示面板，该运算处理器根据该平面显示面板与该曲面显示面板的规格扭曲该平面影像，当该视线看向该曲面显示面板和该平面显示面板时，该视线得以看到该曲面影像与该平面影像相结合而呈现该曲面显示效果。

较佳的，该运算处理器将原始影像划分为第一区域和第二区域，该第一区域作为该曲面影像直接显示在该曲面显示面板，该第二区域经扭曲调整后显示在该平面显示面板。

较佳的，该运算处理器将该原始影像的该第二区域沿着特定方向依序划分为第一分区、第二分区及第三分区，分别具有该第一成像位置、该第二成像位置与该第三成像位置。

较佳的，该运算处理器在该平面影像定义多个影像资料列，并将该多个影像资料列之任一影像资料列划分为至少三个分区以进行扭曲调整。

较佳的，另包含有：

追踪感测器，电连接该运算处理器，用来追踪该视线在该影像显示装置前方的相对位置，该运算处理器另根据该相对位置适应性调整该平面影像的该第一成像位置、该第二成像位置和/或该第三成像位置。

较佳的，该曲面显示面板以可旋转方式或可拆卸方式连结该平面显示面板。

较佳的，该影像显示装置进一步包含另一曲面显示面板，两个曲面显示面板分别设置在该平面显示面板的两相对侧。

较佳的，另包含有第一显示面板和第二显示面板。第一显示面板，设置在该平面显示面板的一侧。第二显示面板，设置在该平面显示面板的相对于该第一显示面板的另一侧。其中，当该视线看向该第一显示面板与该第二显示面板、且通过该透光单元看向该平面显示面板时，该视线得以看到该平面显示面板所呈现的成像位置相对于该影像显示装置的距离大于该第一显示面板与该第二显示面板所呈现的两成像位置相对于该影像显示装置的两距离。

较佳的，该第一显示面板与该第二显示面板分别为曲面显示器。

较佳的，该透光单元的宽度与该平面显示面板的宽度的差异小于预设容许值，且该第一显示面板与该第二显示面板分别邻接于该透光单元的两相对侧。

较佳的，该第一显示面板与该第二显示面板以可旋转方式或可拆卸方式连接该透光单元。

较佳的，该影像显示装置另包含两辅助透镜单元，分别设置在该第一显示面板与该第二显示面板前，该两辅助透镜单元的光学特性不同于该透光单元额光学特性。

较佳的，该两辅助透镜单元分别邻接于该透光单元的两相对侧。

较佳的，该第一显示面板与该第二显示面板以可旋转方式或可拆卸方式连接该平面显示面板。

较佳的，该两辅助透镜单元分别为平凹透镜或凸凹透镜，且该两辅助透镜单元的平面或凸面分别朝向该第一显示面板与该第二显示面板。

较佳的，该两辅助透镜单元与该透光单元为一体成型的设计。

与现有技术相比，本发明的影像显示装置利用使平面显示器能够提供曲面显示效果，具有结构简便与成本便宜之优点。即该平面显示面板至少具有第一像素群、第二像素群与第三像素群，该第二像素群位于该第一像素群和该第三像素群之间。透光单元，设置于该平面显示面板前，当视线通过该透光单元看向该平面显示面板时，该视线得以看到该平面影像中对应于该第二像素群的第二成像位置相对该平面显示面板的第二距离大于该平面影像中对应于该第一像素群和该第三像素群的第一成像位置和第三成像位置相对该平面显示面板的第一距离与第三距离。因此，本发明影像显示装置不需特殊光学膜片就能提供曲面显示效果，并达到缩小体积且降低成本特点。

附图说明

图1为本发明实施例之影像显示装置之作用示意图。

图2为本发明实施例之影像显示装置之组立图。

图3为本发明第一实施例之影像显示装置之部分元件爆炸图。

图4为本发明第二实施例之影像显示装置之部分元件爆炸图。

图5为本发明第二实施例之影像显示装置在另一视角之示意图。

图6为本发明第三实施例之影像显示装置之示意图。

图7为本发明第三实施例之影像显示装置所取用原始影像之示意图。

图8为本发明第三实施例之影像显示装置之另一变化态样之示意图。

图9为本发明第四实施例之影像显示装置之示意图。

图10为本发明第四实施例之影像显示装置在其它变化态样之示意图。

图11为本发明第五实施例之影像显示装置之示意图。

具体实施方式

为使对本发明的目的、构造、特征及其功能有进一步的了解，兹配合实施例详细说明如下。

请参阅图1至图3，图1为本发明实施例之影像显示装置10之作用示意图，图2为本发明实施例之影像显示装置10之组立图，图3为本发明第一实施例之影像显示装置10A之部分元件爆炸图。影像显示装置10A可包含平面显示面板12、透光单元14以及运算处理器16。平面显示面板12可能具有玻璃基板、偏光片、滤光片、扩散片等各种光学膜片、和印刷电路板、背光光源等其它电子元件；光学膜片及电子元件的种类、数量与排列方式端视平面显示面板12的设计需求而定，于此不加以说明。运算处理器16解析原始影像的数据，并利用平面显示面板12显示平面影像Ip。透光单元14设置在平面显示面板12的前端；换句话说，影像显示装置10A利用前框18将平面显示面板12与透光单元14定位在底座20。需要说明的是，本实施例中，运算处理器16之功能亦可整合于平面显示面板内，其用于原始影像的解析，并不作为限定本实施例之必须元件，亦及运算处理器16可省略。

平面显示面板12可沿着左右两侧方向分成多个像素群，举例来说，可以至少具有第一像素群PxG1、第二像素群PxG2与第三像素群PxG3，第二像素群PxG2可位于第一像素群PxG1和第三像素群PxG3之间。透光单元14的光学特性会依据平面显示面板12的不同实施态样而相应变化。在本发明第一实施例中，透光单元14允许光线穿透，并没有提供发散或汇聚光线的光学特性，故第二像素群PxG2的分布密度可大于第一像素群PxG1的分布密度以及第三像素群PxG3的分布密度；此时，透光单元14对应于第一像素群PxG1、第二像素群PxG2与第三像素群PxG3的三相应区块具有相同焦距。

第一实施例中，透光单元14可以是提供防水防尘保护作用的透光平面玻璃，或具有相同或相似功能的光学元件，于此不再对其它可能变化详加说明。一般来说，平面显示面板12的中间区域(第二像素群PxG2)的像素分布密度最高，然后逐渐往平面显示面板12的两侧区域(第一像素群PxG1与第三像素群PxG3)递减其像素分布密度。如此一来，虽然平面显示面板12用来显示平面影像Ip，但视线V通过透光单元14看向平面显示面板12时，视线V会看到平面影像Ip中对应于第二像素群PxG2的第二成像位置P2相对平面显示面板12的第二距离D2大于平面影像Ip中对应于第一像素群PxG1和第三像素群PxG3之第一成像位置P1和第三成像位置P3相对平面显示面板12的第一距离D1与第三距离D3，意即影像显示装置10A的平面显示面板12可呈现曲面显示效果。补充说明，第一成像位置、第二成像位置、第三成像位置相对于该透光单元14而言，位于该平面显示面板12的同侧，且与透光单元14相比，位于平面显示面板12的相异的侧，即透光单元14位于显示面板的一侧，而第一成像位置、第二成像位置、第三成像位置位于显示面板的另一侧。

请参阅图1、图2、图4与图5，图4为本发明第二实施例的影像显示装置10B的部分元件爆炸图，图5为本发明第二实施例之影像显示装置10B在另一视角的示意图。影像显示装置10B可包含平面显示面板12、透光单元14’以及运算处理器16。在本发明各实施例中，与先前实施例具有相同编号之元件具有相同的结构与功能，于此不再重复说明。第二实施例的透光单元14’可为光学透镜模组，其包含多个透镜单元22，可沿着左右两侧方向分成多个透镜群，举例来说，可以至少具有第一透镜群LzG1、第二透镜群LzG2与第三透镜群LzG3，分别对齐于第一像素群PxG1、第二像素群PxG2和第三像素群PxG3。

第二实施例中，第二像素群PxG2的分布密度可相同于第一像素群PxG1的分布密度以及第三像素群PxG3的分布密度，并且第二透镜群LzG2的焦距大于第一透镜群LzG1的焦距和第三透镜群LzG3的焦距。这样一来，视线V通过第二透镜群LzG2看到平面影像Ip的第二成像位置P2相对平面显示面板12的第二距离D2，可大于视线V通过第一透镜群LzG1与第三透镜群LzG3看到平面影像Ip的第一成像位置P1和第三成像位置P3相对平面显示面板12的第一距离D1与第三距离D3，以使影像显示装置10B的平面显示面板12可呈现曲面显示效果。

若是透镜单元22具有超过三个透镜群，较佳会以透光单元14’的中央位置的透镜群具有最长焦距，其成像位置可位于最远处；自透光单元14’的中央位置往两侧的透镜群的焦距逐渐缩短，使其成像位置逐渐接近平面显示面板12，然实际应用不限于此，举例来说，在第二实施例的其它可能变化态样中，第一透镜群LzG1、第二透镜群LzG2与第三透镜群LzG3可各自为多个可变焦的透镜单元22；运算处理器16可根据需求调整透光单元14’在不同透镜群的焦距，从而调整曲面显示效果的变形幅度和/或变形方向。再者，透光单元14’的各透镜单元22可为平凹透镜或凸凹透镜，且透光单元14’的平面或凸面朝向平面显示面板12。透光单元14’的所有透镜单元22较佳为相同形式，故图5所示透镜单元22为平凹透镜；然亦可将平凹透镜替换为凸凹透镜，于此不再另行绘制。

请参阅图1、图2、图6与图7，图6为本发明第三实施例之影像显示装置10C的示意图，图7为本发明第三实施例之影像显示装置10C所取用原始影像Io之示意图。影像显示装置10C可包含平面显示面板12、透光单元14、运算处理器16以及曲面显示面板24。平面显示面板12所在的壳体可以用来包覆透光单元14与运算处理器16，故未标示在图6与图7的影像显示装置10C，然实际应用不限于此。曲面显示面板24可以实质接触方式或未接触方式设置在平面显示面板12旁，用来显示曲面影像Ic。运算处理器16可电连接平面显示面板12与曲面显示面板24以取得其规格参数。运算处理器16能够依照曲面显示面板24的规格扭曲平面显示面板12所显示的平面影像Ip；当视线V同时看向曲面显示面板24和平面显示面板12时，得以看到曲面影像Ic与平面影像Ip相结合而整体呈现曲面显示效果。

进一步来看，运算处理器16首先可能先取得一笔原始影像Io，然后根据曲面显示面板24与平面显示面板12的规格将原始影像Io划分为第一区域R1和第二区域R2。第一区域R1作为曲面影像Ic直接显示在曲面显示面板24，第二区域R2经扭曲调整后显示在平面显示面板12。举例来说，若曲面显示面板24为三十二吋曲面显示器，平面显示面板12为二十二吋平面显示器，曲面显示面板24与平面显示面板12的高度相似，但曲面显示面板24的宽度为平面显示面板12宽度的两倍，此时运算处理器16便可沿着左右两侧方向将原始影像Io的三分之二范围划为第一区域R1，剩余的三分之一范围作为第二区域R2；然实际应用当不限于此。

第三实施例中，运算处理器16还可进一步将原始影像Io的第二区域R2沿着特定方向(例如朝向左右两侧的方向)依序划分为多个分区，并以不同变形量分别扭曲调整各个分区的影像资料，例如中间分区的变形量最大，然后越往外侧的侧边分区的变形量逐渐递减；各分区的变形量会对应曲面影像Ic的影像曲度变化，让平面影像Ip经调整后所呈现的曲面显示效果能适恰地衔接曲面影像Ic。变形量一般指各分区画面的侧向形变，然实际应用端视设计需求而定。举例来说，第二区域R2可至少划分为第一分区S1、第二分区S2以及第三分区S3。第二区域R2的变形量最大，第一分区S1与第三分区S3的变形量较小；如此，视线V看向第二分区S2所产生的第二成像位置P2具有较长的第二距离D2，看向第一分区S1和第三分区S3所产生之第一成像位置P1与第三成像位置P3则具有较短的第一距离D1及第三距离D3(参考图1)。

参照图7所示内容，本发明将原始影像Io的第二区域R2沿着横向直接划分成多个分区，然在第三实施例的其它可能变化态样中，另可先于第二区域R2(意即对应到平面影像Ip之范围)沿着纵向定义多个影像资料列row_1～n，然后再将多个影像资料列row_1～n之任一影像资料列沿着横向分别划出多个分区。各影像资料列的分区数量及其对应之变形量可能彼此相同、或根据特定因素而略有差异，以使平面影像Ip经调整后所呈现的曲面显示效果能够更精确地衔接曲面影像Ic。举例来说，影像显示装置10C可另包含追踪感测器26，电连接运算处理器16且面向影像显示装置10C的前方，用来追踪使用者U在向影像显示装置10C前方的相对位置。追踪感测器26可能是热能感测器或影像感测器，或其它具有类似功能的感测器。运算处理器16可根据使用者U的相对位置，适应性调整第一成像位置P1、第二成像位置P2与第三成像位置P3，例如第二成像位置P2大于第三成像位置P3，且第三成像位置P3大于第一成像位置P1，以提供较佳的曲面显示效果。

在第三实施例中，曲面显示面板24能以可旋转方式或可拆卸方式连结平面显示面板12。可旋转方式之应用机构可能是转轴机构、插销机构、活动式咬合机构；可拆卸方式的应用机构可能是锁固机构、卡扣机构、或磁吸式机构。该些应用机构之变化不限于前揭实施态样，端依设计需求而定。

请参阅图8，图8为本发明第三实施例的影像显示装置10C的另一变化态样的示意图。影像显示装置10C可包含单个平面显示面板12以及两个曲面显示面板24，两个曲面显示面板24分别设置在平面显示面板12的两相对侧。原始影像Io可以化分成三个区域，其左右两个区域作为曲面影像Ic直接显示在曲面显示面板24；中间区域则由运算处理器16分解为多个分区，各分区再依曲面显示面板24之规格参数给予不同变形量，让原始影像Io之中间区域(意即对应到平面影像Ip的范围)能经扭曲调整适恰地衔接两边的曲面影像Ic。

请参阅图9与图10，图9为本发明第四实施例之影像显示装置10D之示意图，图10为本发明第四实施例的影像显示装置10D在其它变化态样之示意图。影像显示装置10D在平面显示面板12的左右两侧分别设置第一显示面板28与第二显示面板30。平面显示面板12可为平面显示器，第一显示面板28和第二显示面板30较佳为曲面显示器，然实际应用不限于此；第一显示面板28与第二显示面板30也可以是平面显示器。第四实施例中，放置在平面显示面板12前方的透光单元14可为平凹透镜或凸凹透镜，且透光单元14的平面或凸面朝向平面显示面板12。

当视线V直接看向第一显示面板28与第二显示面板30、并且通过透光单元14看向平面显示面板12时，得以看到平面显示面板12所呈现的成像位置相对于影像显示装置10D前端(例如前框18之外缘)之距离大于第一显示面板28与第二显示面板30所呈现的二成像位置相对于影像显示装置10D前端的距离，意即影像显示装置10D会呈现整体曲面显示效果。

第四实施例是利用透光单元14(平凹透镜或凸凹透镜)以硬体补偿方式扭曲调整平面显示面板12的平面影像Ip以呈现曲面显示效果，故可不利用运算处理器16以软体修正方式针对原始影像Io进行区域及分区的解析和调整；然而，本发明亦可选择同时应用硬体补偿与软体修正技术，使平面显示器搭配数个曲面显示器能呈现最佳的曲面显示效果。

第四实施例中，透光单元14的宽度与平面显示面板12之宽度的差异小于预设容许值，意即透光单元14和平面显示面板12的宽度相似。预设容许值的实际数字端视影像显示装置10D的整体尺寸而定，于此不再另行说明。如图9所示，第一显示面板28与第二显示面板30可能以可旋转方式或可拆卸方式连结平面显示面板12的两相对侧；此实施态样的第一显示面板28和第二显示面板30相对于平面显示面板12可略微前移以侧向对齐透光单元14，促使整体曲面显示效果不会有段差现象。

另外，如图10所示，第一显示面板28与第二显示面板30还可能分别邻接于透光单元14的两相对侧，例如以可旋转方式或可拆卸方式连接在透光单元14的两相对侧。图10的变化态样能有效避免整体曲面显示效果产生段差现象。前述两种实施态样所揭示之可旋转方式或可拆卸方式机构32可能是转轴机构、插销机构或活动式咬合机构、或是锁固机构、卡扣机构或磁吸式机构，端视设计需求而定。

请参阅图11，图11为本发明第五实施例的影像显示装置10E的示意图。影像显示装置10E可在平面显示面板12两旁分别设置第一显示面板28’与第二显示面板30’。影像显示装置10E可包含透光单元14和两个辅助透镜单元34。两个辅助透镜单元34分别设置在第一显示面板28’和第二显示面板30’前，并且分别邻接于透光单元14的两相对侧。辅助透镜单元34可为平凹透镜或凸凹透镜，且各辅助透镜单元34的平面或凸面分别朝向对应的第一显示面板28’或第二显示面板30’。辅助透镜单元34可能一体成型于透光单元14；也可能相对透光单元14为独立元件，另利用粘贴或卡合或抵靠方式彼此邻接固定。

如图11所示，平面显示面板12、第一显示面板28’和第二显示面板30’都是平面显示器，此时辅助透镜单元34的光学特性会不同于透光单元14的光学特性，促使视线V通过透光单元14看向平面显示面板12、并且通过辅助透镜单元34看向第一显示面板28’与第二显示面板30’时，得以看到平面显示面板12所呈现的成像位置相对于影像显示装置10E前端的距离大于第一显示面板28’与第二显示面板30’所呈现之两成像位置相对于影像显示装置10E前端的距离，意即影像显示装置10E会呈现整体曲面显示效果；换句话说，透光单元14的焦距可大于辅助透镜单元34的焦距。

或者，若第一显示面板28’和第二显示面板30’为曲面显示器，曲面显示器前方仍可放置辅助透镜单元34，此实施态样没有绘制在附图中。只要辅助透镜单元34的焦距小于透光单元14的焦距，而使视线V通过透光单元14与辅助透镜单元34分别看向平面显示面板12及第一显示面板28’和第二显示面板30’能够呈现整体曲面显示效果，皆符合本发明的设计目的。

综上所述，本发明之影像显示装置利用多种方式使平面显示器能够提供曲面显示效果，具有结构简便与成本便宜之优点。第一实施例使用特殊设计的平面显示面板，将平面显示面板沿着特定方向分成多个像素群，且每一像素群可具有不同的像素分布密度。第二实施例的平面显示面板具有均匀的像素分布密度，但在平面显示面板前方摆放特殊设计的光学透镜模组，光学透镜模组的多个透镜单元的中央透镜群具有长焦距，多个透镜单元的两侧透镜群的焦距则依序递减。第三实施例是利用软体修正技术以不同变形量调校平面影像的各分区，第四实施例另在平面显示器前方设置单个平凹透镜或凸凹透镜，第五实施例则可在平面显示器和/或曲面显示器前方分别设置平凹透镜或凸凹透镜。

本发明已由上述相关实施例加以描述，然而上述实施例仅为实施本发明的范例。必需指出的是，已揭露的实施例并未限制本发明的范围。相反地，在不脱离本发明的精神和范围内所作的更动与润饰，均属本发明的专利保护范围。

Claims (7)

1.一种影像显示装置，其特征在于，包含有：

平面显示面板，用于显示平面影像，该平面显示面板至少具有第一像素群、第二像素群与第三像素群，该第二像素群位于该第一像素群和该第三像素群之间；

透光单元，设置于该平面显示面板前，当视线通过该透光单元看向该平面显示面板时，该视线得以看到该平面影像中对应于该第二像素群的第二成像位置相对该平面显示面板的第二距离大于该平面影像中对应于该第一像素群和该第三像素群的第一成像位置和第三成像位置相对该平面显示面板的第一距离与第三距离；

曲面显示面板，设置于该平面显示面板旁，用于显示曲面影像；以及

运算处理器，电连接该曲面显示面板与该平面显示面板，该运算处理器根据该平面显示面板与该曲面显示面板的规格扭曲该平面影像，当该视线看向该曲面显示面板和该平面显示面板时，该视线得以看到该曲面影像与该平面影像相结合而呈现该曲面显示效果。

2.如权利要求1所述的影像显示装置，其特征在于，该运算处理器将原始影像划分为第一区域和第二区域，该第一区域作为该曲面影像直接显示在该曲面显示面板，该第二区域经扭曲调整后显示在该平面显示面板。

3.如权利要求2所述的影像显示装置，其特征在于，该运算处理器将该原始影像的该第二区域沿着特定方向依序划分为第一分区、第二分区及第三分区，分别具有该第一成像位置、该第二成像位置与该第三成像位置。

4.如权利要求3所述的影像显示装置，其特征在于，该运算处理器在该平面影像定义多个影像资料列，并将该多个影像资料列之任一影像资料列划分为至少三个分区以进行扭曲调整。

5.如权利要求1所述的影像显示装置，其特征在于，另包含有：

追踪感测器，电连接该运算处理器，用来追踪该视线在该影像显示装置前方的相对位置，该运算处理器另根据该相对位置适应性调整该平面影像的该第一成像位置、该第二成像位置和/或该第三成像位置。

6.如权利要求1所述的影像显示装置，其特征在于，该曲面显示面板以可旋转方式或可拆卸方式连结该平面显示面板。

7.如权利要求1所述的影像显示装置，其特征在于，该影像显示装置进一步包含另一曲面显示面板，两个曲面显示面板分别设置在该平面显示面板的两相对侧。