TW201121302A - Three-dimensional display device and three-dimensional display method - Google Patents

Description

201121302 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種立體顯示裝置及方 -種可裸眼觀看的立體顯示裝置及方法。决’特別是關於 【先前技術】 近年來，隨著消費性電子產品 式的電子顯示裝置逐漸普及，舉凡在手^展’各種數位 版、液晶電視機以及筆記型電腦等產、、互動廣告看 種新穎的電子顯示裝置。為了達敎’都可以看到各 果，電子顯示器已由目前的平面顯示開始2感的顯示效 目標發展。 朝向立體顯示的 以 目前的立體電影為例，觀眾配戴 片的立體眼鏡。電影的畫面包含不同色光：、藍色滤光 與右眼影像小右眼影像經過不同的c影像 別投射至絲的兩眼。利用左眼影像與^片·之後分 深差距’讓觀眾看見具有立體深度效果的::像 技術’已十分成熟，且色彩偏差的難二 漸解決’但鮮在觀看這樣的影片時，仍U戴 ^ 立體眼鏡，若拿下眼鏡只會看見兩組部份_且模糊= 面。 旦 隨著液晶顯示器普及之後，業界逐漸開始發展裸眼立 體顯不技術。主要的顯示技術分為斜紋光柵片（slanted

Lenticular Lens)與視差屏障（parallax Barrier)等，其原理係 201121302 採用特定的光學元件（例如柱狀雙凸透鏡陣列、固態光栅片） 作為視差模組，顯示面板在不同區域同時顯示左、右眼的 影像晝面，在視差模組的分光導引下，顯示面板上不同區 域的左、右眼的影像晝面分別投射至不同的成像區域，藉 此分別進入觀看者的左右眼，達到立體視覺效果。 請參閱圖一，圖一繪示先前技術中一種立體顯示裝置 1的示意圖。立體顯示裝置1包含顯示面板10以及視差模 組12。如圖一所示，顯示面板10上分為第一區域10R以 w 及第二區域10L。於此例中，第一區域10R可為偶數排的 播始綠，筮二庶域1m.钎盔奋蛰姚的播描綠。顧彔而妬10 上的第一區域10R與第二區域10L分別顯示右眼視角影像 以及左眼視角影像，通過視差模組12之後，分別成像於 特定觀賞距離外的右眼成像區域2R以及左眼成像區域 2L。藉此，觀賞者便可裸眼看見立體影像。 然而，在上述習知的裸眼立體顯示技術中，顯示面板 φ 上固定以1/2的區域（偶數排掃描線）顯示右眼晝面，另1/2 的區域（奇數排掃描線）顯示左眼晝面，如此一來雖能達到 立體影像的效果，但原先錄製的左、右眼晝面都僅能以一 半的解析度呈現出來，使影像呈現的精細程度大為受限。 本發明提出一種可裸眼觀看的立體顯示裝置及立體 顯示方法，其可顯示全解析度的左、右眼影像，達到較佳 的立體顯示效果，以解決上述問題。 【發明内容】 201121302 本發明之一範疇在於提供一種立體顯示裝置。 根據一實施例，該立體顯示裝置包含顯示面板、視差 模組、偏振控制模組以及雙折射層。該顯示面板包含一第 一區域與一第二區域，該顯示面板根據一頻率於該第一區 域與該第二區域分別交錯顯示一右眼視角晝面與一左眼 視角晝面藉以產生一光訊號。視差模組用以分光該光訊號 使該第一區域與該第二區域顯示的晝面分別投射於觀看 者的左右眼。偏振控制模組設置於該顯示面板與該視差模 組之間，偏振控制模組根據該頻率切換通過該偏振控制模 组之訪 #.訊赌的一值搞方而。椒墙該值搞方而該#供射廢 使該光訊號平移一特定距離或直接通過。 本發明之另一範疇在於提供一種立體顯示方法。 根據一實施例，立體顯示方法包含下列步驟： 根據一頻率於一顯示面板的一第一區域與一第二區 域交錯顯示一右眼視角晝面與一左眼視角晝面，藉以產生 一光訊號； 分光該光訊號使該第一區域與該第二區域顯示的晝 面分別投射於觀看者的左右眼； 根據該頻率控制該光訊號之一偏振方向；以及 根據該偏振方向使該光訊號平移或直接通過一雙折 射層，形成一立體成像。 於本發明的立體顯示裝置及立體顯示方法中，該晝面 包含的第一區域（如偶數條掃描線）與第二區域（如奇數條 掃描線)係以較高的頻率（如120赫茲）交替地顯示右'眼視角 201121302 晝面與左眼視角晝面。並透過控制該光訊號之偏振方向， 使光訊號經過雙折射層時選擇性地發生平移，藉此補償 左、右眼視角晝面互換時其間的位置偏差，使左、右眼視 角晝面能穩定成像於相對應的左、右眼成像區域。如此一 來，便可在不降低影像解析度的情況下達成立體顯示效 果。 關於本發明之優點與精神可以藉由以下的發明詳述 及所附圖式得到進一步的暸解。 r眚谕方式] 請參閱圖二，圖二繪示根據本發明之一具體實施例中 立體顯示裝置3的示意圖。如圖二所示，裸眼立體顯示裝 置3包含依序設置的顯示面板30、偏振控制模組32、視 差模組34以及雙折射層36。 實際應用中，顯示面板30可包含背光模組以及液晶 φ 顯示模組，顯示面板3 0的液晶顯示模組可根據輸入的晝 面資訊顯示晝面，並利用背光模組產生的光線將液晶顯示 模組上顯示的晝面投射出來，液晶顯示面板的顯示原理為 習知技術之人所熟知。簡單的說，顯示面板30可用以顯 示晝面，並根據該晝面產生光訊號。 於此實施例中，顯示面板30包含第一區域300與第 二區域302。於此實施例中，第一區域300即為顯示面板 30上偶數排掃描線，而第二區域302即為顯示面板30上 奇數排掃描線。於本發明中，第一區域300與第二區域302 201121302 係交；地Γ右限視角畫面與左眼視角書面。 舉例來說，於萨門思面。 角晝面中偶數拂掃:::二夺二顯示右眼視 302顯示左眼视角查」像素貝訊間，第二區域 -個時間點2t+1時'% 一奇數排掃描線的像素資訊。於下 晝面中偶數排掃描線:象二=二:換為顯示左眼視角 右眼視角晝面中奇數二〇 一〜區域3 〇2則顯不 對右眼視角晝面來:田，的像素貧訊。 線的像素資訊分騎、偶數排如線與奇數排掃描 面把如μ ϋ θ、了日·點2t、時間點2t+l時顯示於顯示 二：：：：疋對右眼視角晝面來說，其影像的全解 面:Γ 顯示，未有遺漏。同理，對左眼視角晝 別二線與偶數排掃插線的刪 別於點2t、=間點2t+1時顯示於顯示面板3〇上。 於此K〜例中’顯示面板3G可制120赫兹 =士的旦面切換頻率，使第一區域3〇〇與第二區域3〇2交 替地顯示右眼視角晝面與左眼視角晝面，如此-來，對單 —右目_左眼)⑽畫面而言’其晝面切換頻率仍可達⑼ 赫茲以上，對人體視覺而言晝面切換亦十分流暢。 上述’顯示面板30產生的光訊號，隨後經過視差模 組34分光並成像於特定觀賞距離的成像區域中。於此實 施例中，視差模組34可為㈣光柵片、平凸透鏡陣列或 雙凸透鏡陣列’圖二中以平凸透鏡陣列為例，但本發明並 不以此為限。利用固態光柵片:的視差屏障效果，或是利用 凸透鏡陣列的折射效果，視差模組34用以限制顯示面板 201121302 30上光訊號的行進路徑與方向，使顯示面板30上不同區 域的左、右眼的影像晝面分別成像於特定區域（如圖二中的 右眼成像區域40及左眼成像區域42)，藉此使其分別進入 觀看者的左右眼，形成立體視覺效果。 需特別說明的是，因本發明的立體顯示裝置3中顯示 面板30包含的第一區域與第二區域係交替地顯示右眼視 角晝面與左眼視角晝面，故立體顯示裝置3另設置有偏振 控制模組32與雙折射層36‘，藉此補償左、右眼視角晝面 ® 互換時其間的位置偏差，使左、右眼視角晝面能穩定成像 於相對應的左、右眼成像區域，其細部作法詳述於下列段 落。 請一併參閱圖三，圖三繪示根據本發明之一具體實施 例中立體顯示方法的方法流程圖。本實施例中的立體顯示 方法可配合立體顯示裝置3使用，或亦可獨立運作。 首先，執行步驟S100，根據一頻率於顯示面板30顯 鲁 示晝面藉以產生光訊號，如圖二所示，此時顯示面板3 0 的第一區域300與第二區域302交錯地顯示右眼視角晝面 與左眼視角晝面。 執行步驟S102，顯示面板30產生的光訊號經過視差 模組34,分光該光訊號使第一區域300與第二區域302顯 示的晝面分別投射於觀看者的左右眼。 執行步驟S104，利用偏振控制模組32根據顯示晝面 的頻率控制光訊號之偏振方向。 於此實施例中，該偏振控制模組32可包含有一液晶 201121302 層’該偏振控制模組32餅驅動電壓控制液晶層中液晶 晶粒^排列方向，藉此調整該光訊號之該偏振方二。曰曰 請—併參閱圖四A以及圖四B，圖四A與-圖四B分別 緣示利用偏振控制模組32控制該光訊號之偏振方向為基 頻光或倍頻光方向之示意圖。·如圖四A中，偏振控制模ς 32的液晶層液晶制方向與人射光平行，使該光訊號之偏 振方向保持基頻光（0rdinaryray,〜ray)方向。於圖四Β中， 偏振控制模組32施加驅動電壓叫轉液 的排列方向，藉此使通過㈣料號其偏振方向 頻光（extraordinary ray，e-ray)方向。 執行步驟106， 過雙折射層。 根據偏振方向使光訊號平移或直接通 請一併參閱圖五，圖五緣示偏振方向為基頻光(0-ray) 方向之光減進人雙折射層36後其行進路徑的示意圖。 如圖五所不，當偏振方向為㈣ay方向的祕號進入雙折 射層36後，則歧號可直接通岭雙折射層。 請一併參考圖二，偏振_别 曰 徑制核組32把光訊號之偏振 方向控制在〇-ray方向。偏振 向為〇·Γπ方向的光訊號可 直接通過雙折射層36並形成立 ,ηΛ Ρ； κ /战立體成像，立體成像包含第 一區域3〇〇以及弟二區域3〇9 Fi + ^ ^ ^ — 2问蚪顯示之右眼成像區域40 與左眼成像區域42。 也就是說，在光訊號直線 ^目&查二山 仃進的情況下’第〆區域300 顯示右眼視角晝面中偶數排掃 川考·结 娜钿線部份，並投射至右眼成 像區域40處，弟二區域30? 2顯不左眼視角畫面中奇數排 201121302 择描線部份，並投影至左眼成像區域42。 顯示面板的第一區域300切換為顯示左眼視 角直 弟—區域302切換為顯示右眼視角晝面時， —區域3〇0顯示左眼视角畫面中偶數排掃描線；份，第二 區域302和右眼視角晝面中奇數排掃描線部份。如此一 來’左、f眼視角晝面的完整解析度即可完整顯示，不再 雙限於，能達到左:右眼視角各一半解析度的顯示效果。 ·, u面’請參考圖六，圖六繪示偏振方向為倍頻光 Π:,光訊號進入雙折射層36後其行進路徑的示 方向為e，方向的光訊號進人雙折射層36 特定距離d可能成入t 離d ’此時光訊號平移的 層36本身材料所=射角度、雙折射層36厚度與雙折射 各種具雙折射特性的w 36可由 請參考圖六，者 •向調整至^方4=/自32將W偏振方 訊號經過雙折❹36 偏振方向被調整為^方向的光 的特定距離d，使第〜钟移一特定距離d。透過設計適當 投射進入左眼成像區二區域300之左眼視角晝面經平移後 晝面經平移後投射’且使第二區域302之右眼視角 如此一來，便可' 眼成像區域40。 振方向調整為e仰^過偏振控制模組32將光訊號的偏 生平移，利用適者的牲向，使光訊號在經過雙折射層時發 時產生的位置偏:巨離補償左、右眼視角晝面互換 左、右眼視角晝面能穩定成像於相 201121302 對應的左、右眼成像區域。 於本發明的立體顯示裝置及立體顯示方法中，顯示面 板上的第一區域（如偶數條掃描線）與第二區域（如奇數條 掃描線)係以較高的頻率（如120赫茲）交替地顯示右眼視角 晝面與左眼視角晝面。並透過控制該光訊號之偏振方向， 使光訊號經過雙折射層時選擇性地發生平移，藉此補償 左、右眼視角晝面互換時其間的位置偏差，使左、右眼視 角晝面能穩定成像於相對應的左、右眼成像區域。如此一 來，便可在不降低影像解析度的情況下達成立體顯示效 果。 藉由以上較佳具體實施例之詳述，係希望能更加清楚 描述本發明之特徵與精神，而並非以上述所揭露的較佳具 體實施例來對本發明之範疇加以限制。相反地，其目的是 希望能涵蓋各種改變及具相等性的安排於本發明所欲申 請之專利範圍的範疇内。 【圖式簡單說明】 圖一繪示先前技術中一種立體顯示裝置的示意圖。 圖二繪示根據本發明之一具體實施例中立體顯示裝 置的示意圖。 圖三繪示根據本發明之一具體實施例中立體顯示方 法的方法流程圖。 圖四A繪示利用偏振控制模組控制該光訊號之偏振方 向為基頻光方向之示意圖。 201121302 圖四B繪示利用偏振控制模組控制該光訊號之偏振方 向為倍頻光方向之不意圖。 圖五繪示偏振方向為基頻光方向之光訊號進入雙折 射層後其行進路徑的示意圖。 圖六繪示偏振方向為倍頻光方向之光訊號進入雙折 射層後其行進路徑的示意圖。 【主要元件符號說明】 * 1、3 :立體顯示裝置 10、30 :顯示面板 10R、300 :第一區域 10L、302 :第二區域 12、34 :視差模組 2R、40 :右目艮成像區域 2L、42 :左目艮成像區域 鲁 3 2 .偏振控制相；組 36 :雙折射層 d :特定距離 S100〜S106 :步驟 13

Claims (1)

1. 201121302 七、申請專利範圍： 1、 一種立體顯示襄置，包含： 一顯示面板，該顯示面板包含一第一區域與一第二區 域，該顯示面板根據一頻率於該第一區域與該第二 區域分別交錯顯示一右眼視角晝面與一左眼視角晝 面藉以產生一光訊號； 視差模組’用以分光該光訊號使該第一區域與該第 二區域顯示的晝面分別投射於觀看者的左右眼； 一偏振控制模組，設置於該顯示面板與該視差模組之 間，根據該頻率切換通過該偏振控制模組之該夫訊 號的一偏振方向；以及 一雙折射層，根據該偏振方向該雙折射層使該光訊號 平移一特定距離或直接通過。 2、 如申請專利範圍第1項所述之立體顯示裝置，其中該 偏振控制模組包含一液晶層，該偏振控制模組利用一 驅動電壓控制該液晶層中複數個液晶之排列方向，藉 此調整該光訊號之該偏振方向。 3、 如申請專利範圍第1項所述之立體顯示裝.置，其中若 進入该雙折射層之該光訊號其該偏振方向為一基頻光 方向’則該光訊號直接通過該雙折射層。 4、 如申請專利範圍第1項所述之立體顯示裝置，其中若 進入該雙折射層之該光訊號其該偏振方向為一倍頻光 方向時，則當該光訊號通過該雙折射層時，該光訊號 平移該特定距離。 201121302 6 7 9 10 '如申請專利範圍第1項所述之立體顯示裝置，其中當 该第一區域顯示該右眼視角晝面且該第二區域顯示該 左眼視角晝面時，該光訊號直接通過該雙折射層，並 形成一立體成像，該立體成像包含一右眼成像區域以 及一左眼成像區域。 、如申請專利範圍第5項所述之立體顯示裝置，其中當 該第一區域顯示該左眼視角晝面且該第二區域顯示該 右眼視角晝面時，該偏振控制模組調整該光訊號之該 偏振方向，使該光訊號經過該雙折射層時平移該特定 距離，藉由該特，定距離，使該第—區域之該左眼視角 晝面經平移後投射進入該左眼成像區域，且使該第二 區域之該錢視肖晝面經平錢投射進人該右眼成像 區域。 如申睛專利範圍第1項所述之立體顯示裝置，其中續 顯示面板包含一背光模組以及一液晶顯示模袓。、" 如申請專利範圍第丨項所述之立體顯示裝置，1 頻率為120赫茲以上。 、w 如申請專利範圍第1項所述之立義示裝置，其中該 視差模組為一固態光栅片或一凸透鏡陣列。/、以 、—種立魏示方法，該立體顯示方法包含下列步驟： 根據一頻率於一顯示面板的一第一區域與— 域交錯顯示一右眼視角晝面與—左眼視角晝面 以產生一光訊號； 精 分光該光訊號使該第一區域與該第二區域顯示的畫 S1 15 201121302 面分別投射於觀看者的左右眼； 根據該頻率控制該光訊號之一偏振方向；以及 根據該偏振方向使該光訊號平移或直接通過一雔 射層。 ^ 11 12 13 14、 、如申請專利範圍第10項所述之立體顯示方法，其中 若進入該雙折射層之該光訊號其該偏振方向為一基 頻光方向，則該光訊號直接通過該雙折射層。 、如申請專利範圍第H)項所述之立體顯示方法，其令 若進入該雙折射層之該光訊號其該偏振方向為一倍 鲁 頻光方向時，則當該光訊號通過該雙折射層時，該夫 訊號平移一特定距離。 ’如申請專利範圍第10項所述之立體顯示方法，其中 當該第一區域顯示該右眼視角晝面且該第二區域顯 示該左眼視角晝面時，該光訊號的該偏振方向被控制 在一基頻光方向，該光訊號直接通過該雙折射層形成 立體成像，該立體成像包含對應該第一區域之一右眼 成像區域以及該第二區域之一左眼成像區域。 * $申請專利範圍第13項所述之立體顯示方法，其中 當該第-區域顯示該左眼視角晝面且該第二區域顯 不該右眼視角晝面時，該光訊號的該偏振方向被調整 至一倍頻光方向，該調整的光訊號通過該雙折射層時 平移一特定距離，藉由該特定距離，使該第一區域之 該左眼視角晝面經平移後投射進人該立體成像之該 左眼成像區域’且使該第二區域之該右眼視角畫面經 16 201121302 平移後投射進入該立體成像之該右眼成像區域。 15、如申請專利範圍第10項所述之立體顯示方法，其中 該頻率為120赫茲以上。

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