TW201316751A - 立體影像顯示裝置及其驅動方法 - Google Patents

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Abstract

本發明涉及一種立體影像顯示裝置及其驅動方法，該立體影像顯示裝置包括：顯示面板，被配置以在2D模式中顯示2D影像，以及在3D模式中顯示多視像影像；光學板，被配置以讓2D影像通過，並且在3D模式中分離多視像影像；使用者檢測器，被配置以檢測使用者的數量，並且輸出包含有使用者數量的檢測資料；視像模式控制器，被配置以根據使用者數量計算最佳視像的數量，並且基於最佳視像的數量選擇視像模式的其中之一；以及多視像影像轉換器，被配置以在2D模式中輸出未轉換的2D影像資料，並且根據在選擇的視像模式中的視像數量將該2D影像資料轉換為多視像影像資料。

Description

立體影像顯示裝置及其驅動方法
本申請涉及一種立體影像顯示裝置及使用可切換式屏障驅動該立體影像顯示裝置的方法。
用以實現立體影像顯示裝置顯示三維(three-dimensional,3D)影像的技術被分類為立體(stereoscopic)技術或裸視立體(autostereoscopic)技術。立體技術使用觀看者的左眼與右眼之間的雙眼視差影像，並且包括眼鏡式立體技術和非眼鏡式立體技術。眼鏡式立體技術被分類為偏光式眼鏡立體技術和快門式眼鏡立體技術。非眼鏡式立體技術被分類為屏障式(barrier)立體技術和透鏡式立體技術。在屏障式立體技術中，藉由使用屏障板如視差屏障或可切換式屏障來分離雙眼視差影像而顯示3D影像。在透鏡式立體技術中，藉由使用透鏡板如柱狀透鏡(lenticular lens)或切換型透鏡來分離雙眼視差影像而顯示3D影像。
屏障式的立體影像顯示裝置包括屏障板，該屏障板位於顯示面板與使用者之間。因為視差屏障，使用視差屏障的立體影像顯示裝置的2D(2-dimensional)亮度低。然而，使用可切換式屏障的立體影像顯示裝置的2D亮度高，因為該可切換式屏障可以控制影像(或光)的分離。該可切換式屏障僅在3D模式中分離雙眼視差影像。
使用可切換式屏障的立體影像顯示裝置分離顯示在顯示面板中的雙眼視差影像來顯示3D影像。多視像影像可以被用作為雙眼視差影像。該多視像影像包括複數個視像。多視像影像的每一個視像由彼此分開相隔人體雙眼平均距離的複數個照相機拍攝物體的影像而成。當使用三個相機拍攝物體時，該多視像影像可以包括三個視像。
視像數量增加的越多，無畸變(orthoscopic)觀看區域增加就越多。因此，3D影像的品質提高。無畸變觀看區域表示使用者的左眼觀看的視像的位置比使用者的右眼觀看的視像的位置更加偏左。也就是說，使用者在無 畸變觀看區域中可以觀看最佳3D影像。然而，視像數量增加越多，顯示面板的解析度降低就越多，因為像素應該包括與視像數量對應的複數個子像素。
在另一方面，視像數量降低越多，顯示面板的解析度增加就越多。然而，視像數量降低越多，偽(pseudo)影像觀看區域增加就越多。因此，3D影像的品質下降。偽影像觀看區域表示使用者的右眼觀看的視像的位置比使用者的左眼觀看視像的位置更加偏左。也就是說，使用者在偽影像觀看區域中觀看3D影像時可能感覺不適。
因此，使用可控制多視像影像的視像之可切換式屏障的立體影像顯示裝置是必須的，以實現顯示面板的最佳解析度以及3D影像的最佳品質。
本發明的實施例的一個目的是提供一種立體影像顯示裝置及其驅動方法，其可以根據用觀看者的數量來控制多視像影像的視像數量。
為了實現上述目的及其他優點並符合根據本發明觀點的目的，一種立體影像顯示裝置包括：一顯示面板，被配置以在一2D模式中顯示2D影像，以及在一3D模式中顯示多視像影像；一光學板，被配置以讓該等2D影像通過，並且在該3D模式中分離出該等多視像影像；一使用者檢測器，被配置以檢測使用者的數量，並且輸出包含有該等使用者的數量的檢測資料；一視像模式控制器，被配置以根據該等使用者的數量計算複數個最佳視像的數量，並且基於該等最佳視像的數量選擇視像模式的其中之一；以及一多視像影像轉換器，被配置以在該2D模式中輸出未轉換的2D影像資料，並且根據該所選擇的視像模式中的視像數量將該2D影像資料轉換為多視像影像資料。
在一實施例中，一種驅動立體影像顯示裝置的方法，該立體影像顯示裝置包括：一顯示面板，被配置以在一2D模式中顯示2D影像，以及在一3D模式中顯示多視像影像；一光學板，被配置以讓該等2D影像通過，並且在該3D模式中分離出該等多視像影像，該驅動立體影像顯示裝置的方法包括：檢測使用者的數量，並且輸出包含有該等使用者的數量的檢測資料；根據該等使用者的數量計算複數個最佳視像的數量，並且基於該等最佳視 像的數量選擇視像模式的其中之一；以及在該2D模式中輸出未轉換的2D影像資料，並且根據在該選擇的視像模式中的視像數量將該2D影像資料轉換為多視像影像資料。
在本發明內容部分描述的特點和優點以及下面的詳細說明均不意在限定本發明。熟悉本領域技術者在所附圖式、說明書以及申請專利範圍的基礎上可以瞭解本發明額外的特點和優點。
下面將參考所附圖式更加詳細地描述本發明，其中所附圖式顯示了本發明的示例性實施例。然而，本發明可以許多不同的形式來實施，並且本發明並不侷限於這裏所闡述的實施例。相似的附圖標記在這裏用於表示類似的元件。在下面的描述中，如果認為與本發明相關的已知功能或結構的詳細描述使本發明的主題不清楚，將省略對其的詳細描述。
第1圖為說明根據一實施例中立體影像顯示裝置的結構示意圖。根據本發明一實施例之立體影像顯示裝置可以實施為平板顯示器如液晶顯示器(liquid crystal display,LCD)、場發射顯示器(field emission,FED)、電漿顯示面板(plasma display panel,PDP)顯示器、以及有機發光二極體(organic light emitting diode,OLED)顯示器。在下面的描述中，液晶顯示器(LCD)被描述用作為立體影像顯示裝置的示例。然而，本發明的實施例並不侷限於此。例如，可以使用其他種類的平板顯示器如FED、PDP、以及OLED。
參考第1圖，根據一實施例之立體影像顯示裝置包括：顯示面板10、光學板、閘極驅動器110、資料驅動器120、光學板驅動器、時序控制器140、多視像影像轉換器150、主機系統160、以及使用者檢測器170。
顯示面板10包括薄膜電晶體(thin film transistor,TFT)基板和彩色濾光片基板(圖未示)。液晶層(圖未示)形成於TFT基板與彩色濾光片基板之間。資料線D以及與該資料線D交錯的閘極線(或掃描線)G均形成於TFT基板上。像素均以矩陣形式排列於由資料線D與閘極線G所定義的單元區域中。在資料線D與閘極線G的每一個交錯處形成的TFT傳送經由資料線D供應的資料電壓至液晶盒的像素電極，以回應通過閘極線G供應的 閘極脈衝。LC(液晶，liquid crystal)公共電壓供應至LC公共電極。由像素電極與LC公共電極之間的電場驅動每一個像素。
包含有黑色矩陣以及彩色濾光片的彩色濾光片陣列(圖未示)形成於彩色濾光片基板上。LC公共電極以垂直電場驅動方式如扭曲向列(twist nematic,TN)模式和垂直配向(vertical alignment,VA)模式形成於彩色濾光片基板上。LC公共電極與像素電極以水平電場驅動方式如平面切換(in-plane switching,IPS)模式和邊緣場切換(fringe field switching,FFS)模式形成於TFT基板上。顯示面板10可以任意液晶模式如TN、VA、IPS、以及FFS模式來實施。
顯示面板10可以實施為穿透式液晶面板，以調變來自背光單元(圖未示)的光。背光單元包括：複數個光源、導光板(或擴散板)、複數個光學片等。背光單元可以實施為側向式背光單元或者直下式背光單元。該背光單元的光源可以包括熱陰極螢光燈(hot cathode fluorescent lamp,HCFL)、冷陰極螢光燈(cold cathode fluorescent lamp,CCFL)、外部電極螢光燈(external electrode fluorescent lamp,EEFL)、以及發光二極體(light emitting diode,LED)的至少其中之一。
上層偏光片(圖未示)貼附於彩色濾光片基板，下層偏光片(圖未示)貼附於TFT基板。用於設置液晶的預傾角的配向層(圖未示)分別形成於TFT基板與彩色濾光片基板。間隔劑(圖未示)形成於TFT基板與彩色濾光片基板之間，以保持液晶層的間隙。
在時序控制器140的控制下，顯示面板10在2D模式中顯示2D影像，以及在3D模式中顯示多視像影像。因此，時序控制器140在2D模式中向資料驅動器120提供2D影像資料RGB2D，並且在3D模式中向資料驅動器120提供多視像影像資料MVD。該多視像影像包括複數個視像。多視像影像的每一個視像由彼此分開相隔人體雙眼平均距離的複數個照相機拍攝物體的影像而成。當使用三個相機拍攝物體時，該多視像影像可以包括三個視像。
資料驅動器120包括複數個源極驅動積體電路(integrated circuits,ICs)(圖未示)。該等源極驅動ICs接收來自時序控制器140的2D影像資料RGB2D或者多視像影像資料MVD。該等源極驅動ICs將2D影像資料 RGB2D或多視像影像資料MVD轉換為正或負極性伽瑪補償電壓。該等源極驅動ICs將正和負類比資料電壓提供至顯示面板10的資料線D。
閘極驅動器110在時序控制器140的控制下依次將與資料電壓同步的閘極脈衝提供至顯示面板10的閘極線G。該閘極驅動器110包括複數個閘極驅動ICs(圖未示)。每一個閘極驅動ICs可以包括位移暫存器、用於將位移暫存器的輸出信號轉換為具有適合於液晶單元之TFT驅動的擺幅寬度的信號的位準位移器、輸出緩衝器等。
時序控制器140接收來自多視像影像轉換器150的2D影像資料RGB2D或多視像影像資料MVD、時序信號、以及模式信號MODE。時序控制器140基於2D影像資料RGB2D或多視像影像資料MVD、時序信號、以及模式信號MODE產生控制閘極驅動器110的閘極控制信號GCS以及控制資料驅動器120的資料控制信號DCS。時序信號可以包括垂直同步信號、水平同步信號、資料致能信號、點時脈等。時序控制器140向閘極驅動器110輸出閘極控制信號GCS。時序控制器140向資料驅動器120輸出2D影像資料RGB2D或多視像影像資料MVD。此外，時序控制器140向資料驅動器120輸出資料控制信號DCS。
光學板設置在顯示面板10上。該光學板在2D模式中讓顯示在顯示面板10中的2D影像通過。該光學板在3D模式中控制多視像影像的每一個視像到達每一個視點。例如，光學板控制第一視像到達第一視點，並且控制第二視像到達第二視點。因此，使用者可以在每一個視點上觀看每一個視像。光學板被實施為可切換式透鏡，其藉由控制液晶不是在2D模式而是在3D模式中建立透鏡，或其可實施為可切換式屏障30，其藉由控制液晶不是在2D模式而是在3D模式中建立屏障。在下面的描述中，可切換式屏障30被描述為光學板的一個示例。然而，本發明的實施例並不侷限於此。例如，可以使用其他種類的光學板如可切換式透鏡。下面將參考第2圖詳細描述可切換式屏障30。光學板驅動器施加驅動電壓至光學板的電極，以在2D模式和3D模式中控制液晶。如果光學板被實施為可切換式屏障30，則光學板驅動器被實施為可切換式屏障驅動器130。然而，本發明的實施例並不侷限於此。例如，可以使用其他種類的光學板驅動器如可切換式透鏡驅動器。下面將參考第7圖詳細描述可切換式屏障驅動器130。
多視像影像轉換器150接收2D影像資料RGB2D或3D影像資料RGB3D。此外，多視像影像轉換器150接收模式信號MODE、以及視像控制信號Cview。多視像影像轉換器150基於模式信號MODE區分2D模式與3D模式。多視像影像轉換器150在2D模式中輸出未轉換的2D影像資料RGB2D。多視像影像轉換器150根據基於視像控制信號Cview的視像數量將2D影像資料RGB2D或3D影像資料RGB3D轉換為多視像影像資料。下面將參考第3圖詳細描述多視像影像轉換器150的多視像影像轉換方法。
主機系統160通過介面如低電壓差分信號(low voltage differential signaling,LVDS)介面或最小化傳出差分信號(transition minimized differential signaling,TMDS)介面向多視像影像轉換器150提供2D影像資料RGB2D或3D影像資料RGB3D。此外，主機系統160可以向多視像影像轉換器150提供時序信號和模式信號MODE，以區分2D模式和3D模式。
主機系統160包括視像模式控制器，其接收包含有從使用者檢測器170檢測的使用者數量的使用者檢測資料。視像模式控制器根據使用者數量計算最佳視像的數量，並且基於最佳視像的數量選擇視像模式的其中之一。視像模式控制器將表示所選擇的視像模式的視像控制信號Cview提供至光學板驅動器和多視像影像轉換器150。視像模式控制器可以包括查找表，以接收作為輸入位址的使用者數量並且輸出儲存在該輸入位址中的最佳視像的數量。
使用者檢測器170檢測使用者的數量。該使用者檢測器170可以通過相機儲存使用者觀看立體影像顯示裝置的影像。使用者檢測器170可以通過使用面具法(facial mask method)拍攝每一個使用者的臉來檢測使用者的數量。使用者檢測器170可以使用任意公知的方法來檢測每一個使用者的臉。該使用者檢測器170向主機系統160輸出包含有使用者數量的使用者檢測資料。
第2圖為說明第1圖所示之可切換式屏障的剖視像。參考第2圖，可切換式屏障包括：第一基板31、第二基板32、第一偏光膜33A、第二偏光膜33B、區域電極34、液晶層35、屏障公共電極36等。
第一基板31與第二基板32相對。第一基板31與第二基板32均被實施為玻璃或薄膜。第一偏光膜33A貼附於第一基板31，第二偏光膜33B貼 附於第二基板32。第一偏光膜33A的光軸可以與第二偏光膜33B的光軸垂直。
區域電極34形成在第一基板31上。屏障公共電極36形成在第二基板32上。液晶層35形成在第一基板31與第二基板32之間。液晶層35的液晶由於區域電極34與屏障公共電極36之間的電壓差而移動。
可切換式屏障30可以藉由電性控制液晶而建立屏障或不建立屏障。具體而言，由於液晶層35的液晶根據區域電極34與屏障公共電極36之間的電壓差移動，可切換式屏障30可以建立屏障或不建立屏障。因此，在2D模式中向區域電極34提供之來自可切換式屏障驅動器130的驅動電壓不同於在3D模式中向區域電極34提供之來自可切換式屏障驅動器130的驅動電壓。
可切換式屏障30在2D模式中不建立屏障，因此可切換式屏障30在2D模式中讓顯示在顯示面板10中的2D影像通過。因此，使用者可以觀看2D影像。可切換式屏障30在3D模式中建立擋光的屏障，因此可切換式屏障30在3D模式中遮擋顯示在顯示面板10中的多視像影像的一部分。因此，可切換式屏障30在3D模式中可以控制多視像影像的每一個視像均到達每一個視點。因此，使用者可以通過雙眼視差觀看3D影像。
可切換式屏障驅動器130施加驅動電壓至區域電極34，並且施加預定電壓至屏障公共電極36。該可切換式屏障驅動器130可以週期性地反轉驅動電壓的極性，以防止殘影(image sticking)。由於當可切換式屏障驅動器130施加直流驅動電壓至區域電極34時，液晶堆積於第一基板31與第二基板32的配向層，可能出現殘影。此外，當可切換式屏障驅動器130施加直流驅動電壓至區域電極34時，可以改變液晶的預傾角。
可切換式屏障驅動器130基於來自主機系統160的模式信號MODE區分2D模式與3D模式。此外，可切換式屏障驅動器130基於來自主機系統160的視像控制信號Cview根據所選擇的視像模式的視像數量控制建立可切換式屏障30的屏障。下面將參考第7圖、第8A圖、第8B圖以及第9圖詳細描述可切換式屏障30與可切換式屏障驅動器130。
第3圖為說明第1圖所示之多視像影像轉換器的影像轉換方法的流程圖。參考第3圖，多視像影像轉換器150接收來自主機系統160的2D影像 資料RGB2D或3D影像資料RGB3D。此外，多視像影像轉換器150接收來自主機系統160的模式信號MODE以及視像控制信號Cview。多視像影像轉換器150基於模式信號MODE區分2D模式與3D模式。多視像影像轉換器150基於視像控制信號Cview確定所選擇的視像模式的視像數量。
第一、多視像影像轉換器150向時序控制器140輸出未轉換的2D影像資料RGB2D(參考第3圖中的步驟S101、S102)。
第二、主機系統160的視像模式控制器根據使用者數量計算最佳視像的數量，並且基於最佳視像的數量選擇視像模式的其中之一。該視像模式控制器提供表示所選擇的視像模式的視像控制信號Cview至多視像影像轉換器150。在3D模式中，多視像影像轉換器150根據視像控制信號Cview確定所選擇的視像模式的視像數量。例如，如果所選擇的視像模式為具有2個視像的第一視像模式，多視像影像轉換器150可以決定視像數量為2。此外，如果所選擇的視像模式為具有4個視像的第二視像模式，多視像影像轉換器150可以決定視像數量為4。在下面的描述中，具有2個視像的第一視像模式與具有4個視像的第二視像模式均被作為示例來描述。然而，本發明的實施例並不侷限於此。例如，第一視像模式具有j個視像，第二視像模式具有k個視像，其中j與k均為自然數，並且j不等於k。
在第一視像模式中，多視像影像轉換器150將2D影像資料RGB2D或3D影像資料RGB3D轉換為具有2個視像的多視像影像資料MVD。3D影像資料RGB3D包括左眼影像資料和右眼影像資料。在第二視像模式中，多視像影像轉換器150將2D影像資料RGB2D或3D影像資料RGB3D轉換為具有4個視像的多視像影像資料MVD(參考第3圖中的步驟S103)。
第三、當多視像影像轉換器150接收來自主機系統160的2D影像資料RGB2D時，其藉由使用深度值(depth value)來計算視差值(disparity value)。多視像影像轉換器150通過物體檢測技術發現物體，並且使用各種深度線索(depth cues)來獲得物體的深度值。該深度線索意味著能夠獲得物體的深度值的各種方法。這些深度線索包括：重複分析(reiteration analysis)、消失點分析(vanishing point analysis)、陰影分析(shadow analysis)、運動分析(motion analysis)、輪廓分析(outline analysis)、相對尺寸分析(relative size analysis)等。重複分析分析堆積的物體，並且分別 確定前部物體的深度值與後部物體的深度值。消失點分析檢測物體的消失點，並且將該消失點處理為背景深度值(background depth value)以產生遠近。陰影分析根據物體的暗度和亮度確定深度值。運動分析檢測物體的運動，並根據運動的相對性來確定物體的深度值。輪廓分析根據物體的輪廓確定物體的深度值。相對尺寸值分析藉由相互比較每一個物體的尺寸來確定深度值。
第4A圖為說明2D影像的截圖。第4B圖為說明深度圖影像的截圖。參考第4A圖與第4B圖，深度值可以表示為灰階度。2D影像為從2D影像資料RGB2D獲得的影像。深度圖影像為從深度值獲得的影像。當輸入8位元的2D影像資料或3D影像資料時，深度值表示為灰階度“0”至“255”。灰階度“0”意味著極大值黑色，灰階度“255”意味著極大值白色。當深度值具有較高的灰階度時，多視像影像的3D效果會更有深度效果。同理，當深度值具有較低的灰階度，多視像影像的3D效果會更有淺度(參考第3圖中的步驟S104)。
第四、多視像影像轉換器150使用匯聚點(convergence)、最大視差、以及深度值來計算視差值。該視差值意味著轉換2D影像資料的值。通過該視差值來控制3D影像的3D效果。匯聚點意味著3D影像的焦點形成的位置。該3D影像的焦點可以通過控制匯聚點而形成於顯示面板10的前面或顯示面板10的後面。最大視差意味著轉換2D影像資料RGB2D的最大值，並且可以通過實驗來預先定義。當深度值具有較高的灰階度，則該視差值較低。同理，當深度值具有較低的灰階度，該視差值較高(參考第3圖中的步驟S105)。
第五、多視像影像轉換器150藉由將視差值應用於2D影像資料RGB2D來產生視像資料。第4C圖為說明視像影像的截圖。該視像影像為從視像影像資料獲得的影像。例如，第一視像影像為從第一視像影像資料獲得的影像，第二視像影像為從第二視像影像資料獲得的影像。同理，第三視像影像為從第三視像影像資料獲得的影像，第四視像影像為從第四視像影像資料獲得的影像。參考第4C圖，多視像影像轉換器150通過視差值來產生四個視像資料，以轉換2D影像資料RGB2D。
同時，由於通過視差值來轉換2D影像資料RGB2D，出現遮蔽(occlusion)區域與空洞(hole)區域。遮蔽區域表示刪除的或不存在的2D影像資料RGB2D的區域，空洞區域表示失去2D影像資料RGB2D的區域。應該調整遮蔽區域與空洞區域以使使用者觀看高品質的3D影像。因此，多視像影像轉換器150可以使用許多公知方法以及修補(in-painting)方法調整該遮蔽區域與空洞區域(參考第3圖中的步驟S106)。
第六、多視像影像轉換器150藉由根據面板視像圖排列視像資料來產生多視像影像資料MVD。例如，多視像影像轉換器150在具有2個視像的第一視像模式中藉由根據面板視像圖排列2個視像資料來產生多視像影像資料MVD。多視像影像轉換器150在具有4個視像的第二視像模式中藉由根據面板視像圖排列4個視像資料來產生多視像影像資料MVD。第4D圖為說明多視像影像的截圖。該多視像影像為從多視像影像資料MVD獲得的影像。該多視像影像轉換器150向時序控制器140輸出多視像影像資料MVD(參考第3圖中的步驟S107)。
第5圖為說明在第二視像模式中垂直視像圖與視像影像的示例。第6圖為說明在第二視像模式中傾斜(slanted)視像圖與視像影像的示例。
參考第5圖，第一至第四視像資料的每一個均垂直地排列於垂直視像圖上。可切換式屏障應該在垂直方向上建立屏障，以使使用者可以根據使用者的位置來觀看第一視像V1、第二視像V2、第三視像V3、以及第四視像V4。由於該屏障擋光，故其在第5圖中顯示為黑色。
參考第6圖，第一至第四視像資料的每一個均傾斜地排列於該傾斜視像圖上。可切換式屏障應該在傾斜方向上建立屏障，以使使用者可以根據使用者的位置來觀看第一視像V1、第二視像V2、第三視像V3、以及第四視像V4。由於該屏障擋光，故其在第6圖中顯示為黑色。
第7圖為說明可切換式屏障與可切換式屏障驅動器的結構示意圖。參考第7圖，可切換式屏障30包括複數個驅動電壓供應線與屏障B。該屏障B包括複數個區域電極DE。該可切換式屏障30可以藉由電性控制液晶來建立屏障。更具體地說，因為液晶層35的液晶根據區域電極34與屏障公共電極36之間的電壓差來移動，可切換式屏障30可以建立屏障。因此，在第一視像模式中向區域電極34提供之來自可切換式屏障驅動器130的驅 動電壓不同於在第二視像模式中。下面將參考第9A圖和第9B圖詳細描述從可切換式屏障驅動器130施加的驅動電壓。
可切換式屏障驅動器130包括：可切換式屏障控制器131、查找表132、可切換式屏障電壓供應器133等。該可切換式屏障控制器131接收來自主機系統160的模式信號MODE以及視像控制信號Cview。該可切換式屏障控制器131基於模式信號MODE區分2D模式與3D模式。此外，該可切換式屏障控制器131基於視像控制信號Cview區分所選擇的視像模式如第一視像模式或第二視像模式。查找表132儲存2D驅動電壓資料如第一視像驅動電壓資料、第二視像驅動電壓資料等。
在2D模式中，可切換式屏障控制器131接收來自查找表132的2D驅動電壓資料，並且輸出該2D驅動電壓資料至可切換式屏障驅動供應器133。可切換式屏障電壓供應器133將該2D驅動電壓資料轉換為類比2D驅動電壓，並且將該類比2D驅動電壓施加至可切換式屏障30的驅動電壓供應線。如果施加該類比2D驅動電壓，可切換式屏障30的液晶層不建立屏障。
在3D模式的第一視像模式中，可切換式屏障控制器131接收來自查找表132的第一視像驅動電壓資料，並且輸出該第一視像驅動電壓資料至可切換式屏障電壓供應器133。可切換式屏障電壓供應器133將該第一視像驅動電壓資料轉換為類比第一視像驅動電壓，並且將該類比第一視像驅動電壓施加至可切換式屏障30的驅動電壓供應線。如果施加該類比第一視像驅動電壓，可切換式屏障30的液晶層建立屏障以實施具有2個視像的多視像影像。
在3D模式的第二視像模式中，可切換式屏障控制器131接收來自查找表132的第二視像驅動電壓資料，並且輸出該第二視像驅動電壓資料至可切換式屏障電壓供應器133。該可切換式屏障電壓供應器133將該第二視像驅動電壓資料轉換為類比第二視像驅動電壓，並且將該類比第二視像驅動電壓施加至可切換式屏障30的驅動電壓供應線。如果施加該類比第二視像驅動電壓，可切換式屏障30的液晶層建立屏障以實施具有4個視像的多視像影像。
第8A圖為說明在第一視像模式中顯示在顯示面板中的視像影像以及可切換式屏障的屏障。第8B圖為說明在第二視像模式中顯示在顯示面板中的視像影像以及可切換式屏障的屏障。在第8A圖中，顯示面板10的子像素在第一視像模式中顯示2個視像。在第8B圖中，顯示面板10的子像素在第二視像模式中顯示4個視像。
可切換式屏障30的每一個屏障B均與偶數子像素相對。也就是說，每一個屏障B的第一寬度W1等於偶數子像素的第二寬度W2。例如，偶數子像素可以為第8A圖和第8B圖顯示的2個子像素。
可切換式屏障30的每一個屏障B包括複數個區域電極。該等區域電極的數量為p，其中p為大於1的自然數，以使可切換式屏障30在不同於第二視像模式的第一視像模式中建立屏障B。
在方程式1中，NL-view表示第一視像模式的視像數量與第二視像模式的視像數量中的較大者，NS-view表示第一視像模式的視像數量與第二視像模式的視像數量中的較小者，[K]表示在K乘以q的情況下K具有的最小整數，其中q為自然數。此外，A表示孔徑比，p表示每一個屏障B中所包括的區域電極的數量。例如，如果第一視像模式具有2個視像，且第二視像模式具有4個視像，NL-view為4，NS-view為2，K為2，[K]為2。因此，如果A為25%，p為8。因此，在第8A圖與第8B圖中區域電極DE1-DE8的數量為8。
參考第8A圖，因為顯示面板10的子像素顯示具有2個視像的多視像影像，可切換式屏障30建立用以實現2個視像的屏障。第一至第三區域電極DE1-DE3以及第六至第八區域電極DE6-DE8被提供至第一驅動電壓，以使屏障建立於可切換式屏障30的液晶層LCL中。即，液晶層LCL的液晶根據第一至第三區域電極DE1-DE3的第一驅動電壓與屏障公共電極36的屏障公共電壓之間的電壓差移動。液晶層LCL的液晶根據第六至第八區域電極DE6-DE8的第一驅動電壓與屏障公共電極36的屏障公共電壓之間 的電壓差移動。因此，第一至第三區域電極DE1-DE3與屏障公共電極36之間的液晶層LCL的液晶作用為屏障B。第六至第八區域電極DE6-DE8與屏障公共電極36之間的液晶層LCL作用為屏障B。此外，第四與第五區域電極被提供至第二驅動電壓，以使屏障不建立液晶層LCL。即，液晶層LCL的液晶根據第四區域電極DE4與第五區域電極DE5的第二驅動電壓與屏障公共電極36的屏障公共電壓之間的電壓差移動。因此，第四區域電極DE4和第五區域電極DE5與屏障公共電極36之間的液晶層LCL的液晶不作用為屏障B。
參考第8B圖，因為顯示面板10的子像素顯示具有4個視像的多視像影像，可切換式屏障30建立用以實現4個視像的屏障。在奇數屏障B0中，第一至第六區域電極DE1-DE6被提供至第一驅動電壓，以使屏障建立於可切換式屏障30的液晶層LCL中。即，液晶層LCL的液晶根據第一至第六區域電極DE1-DE6的第一驅動電壓與屏障公共電極36的屏障公共電壓之間的電壓差移動。因此，第一至第六區域電極DE1-DE6之間的液晶層LCL的液晶作用為屏障B。此外，在奇數屏障Bo中，第七區域電極DE7與第八區域電極DE8均被提供至第二驅動電壓，以使屏障不建立液晶層LCL。即，液晶層LCL的液晶根據第七區域電極DE7和第八區域電極DE8的第二驅動電壓與屏障公共電極36的屏障公共電壓之間的電壓差移動。因此，第七區域電極DE7和第八區域電極DE8與屏障公共電極36之間的液晶層LCL的液晶不作用為屏障B。
在偶數屏障Be中，第三至第八區域電極DE3-DE8均被提供至第一驅動電壓，以使屏障建立於可切換式屏障30的液晶層LCL中。即，液晶層LCL的液晶根據第三至第八區域電極DE3-DE8的第一驅動電壓與屏障公共電極36的屏障公共電壓之間的電壓差移動。因此，第三至第八區域電極DE3-DE8與屏障公共電極36之間的液晶層LCL的液晶作用為屏障B。此外，在偶數屏障Be中，第一區域電極DE1與第二區域電極DE2均被提供至第二驅動電壓，以使屏障不建立液晶層LCL。即，液晶層LCL的液晶根據第一區域電極DE1和第二區域電極DE2的第二驅動電壓與屏障公共電極36的屏障公共電壓之間的電壓差移動。因此，第一區域電極DE1和第二區域電極DE2與屏障公共電極36之間的液晶層LCL的液晶不作用為屏障B。
第9圖為說明第7圖所示之儲存在查找表中的2D驅動電壓資料、第一視像驅動電壓資料、以及第二視像驅動電壓資料的示例。參考第9圖，數值“0”表示當液晶層的液晶不作用為屏障B時的驅動電壓資料。數值“1”表示當液晶層的液晶作用為屏障B時的驅動電壓資料。2D驅動電壓資料的輸入位址、第一視像驅動電壓資料的輸入位址、以及第二視像驅動電壓資料的輸入位址彼此不同。例如，如第10圖所示，2D驅動電壓資料的輸入位址為“H1”，第一視像驅動電壓資料的輸入位址為“H2”，第二視像驅動電壓資料的輸入位址為“H3”。
2D驅動電壓資料、第一視像驅動電壓資料、以及第二視像驅動電壓資料的每一個均被定義為方程式2。該2D驅動電壓資料、第一視像驅動電壓資料、以及第二視像驅動電壓資料的每一個可以表示為C位元。
在方程式2中，C表示2D驅動電壓資料、第一視像驅動電壓資料、或第二視像驅動電壓資料的位元數，p表示每一個屏障中所包括的區域電極的數量。此外，NL-view表示第一視像模式的視像數量與第二視像模式的視像數量中的較大者，NS-view表示第一視像模式的視像數量與第二視像模式的視像數量中的較小者，[K]表示在K乘以q的情況下K具有的最小整數。例如，如果第一視像模式具有2個視像，且第二視像模式具有4個視像，NL-view為4，NS-view為2，K為2，[K]為2。因此，如果p為方程式1中計算的8，C為16。因此，2D驅動電壓資料、第一視像驅動電壓資料、以及第二視像驅動電壓資料的每一個可以實現為16位元。
第10圖為說明根據一實施例之用於驅動立體影像顯示裝置的方法的流程圖。第一、主機系統160產生表示2D模式或3D模式的模式信號MODE。在2D模式中，多視像影像轉換器150輸出未轉換的2D影像資料。此外，在2D模式中，可切換式屏障驅動器130將第二驅動電壓施加至區域電極34，且將屏障公共電壓施加至屏障公共電極36。因此，顯示面板10的子像素顯示2D影像，並且可切換式屏障30不建立屏障(參考第10圖中的步驟 S201、S202)。
第二、在3D模式中，使用者檢測器170可以通過相機來儲存使用者觀看立體影像顯示裝置的影像。使用者檢測器170可以通過使用面具法拍攝每一個使用者的臉來檢測使用者的數量。該使用者檢測器170可以使用任意公知的方法來檢測每一個使用者的臉。該使用者檢測器170向主機系統160輸出包含有使用者數量的使用者檢測資料(參考第10圖中的S203)。
第三、主機系統160的視像模式控制器接收包含有從使用者檢測器170檢測的使用者數量的使用者檢測資料。該視像模式控制器根據使用者數量計算最佳視像的數量，並且基於該最佳視像的數量選擇視像模式的其中之一。該視像模式控制器提供表示所選擇的視像模式的視像控制信號Cview至可切換式屏障驅動器130和多視像影像轉換器150(參考第10圖中的步驟S204)。
第四、多視像影像轉換器150基於視像控制信號Cview根據視像數量將2D影像資料RGB2D或3D影像資料RGB3D轉換為多視像影像資料。參考第3圖詳細描述多視像影像轉換器150的多視像影像轉換方法(參考第10圖中的步驟S205)。
第五、可切換式屏障驅動器130施加驅動電壓至可切換式屏障的區域電極，以在所選擇的3D模式的視像模式中控制液晶層的液晶。參考第7圖、第8A圖、第8B圖、以及第9圖詳細描述可切換式屏障驅動器130(參考第10圖中的步驟S206)。
這裏描述的實施例可以藉由檢測使用者數量來計算最佳視像的數量，並且基於該最佳視像的數量選擇視像模式的其中之一。此外，這裏描述的實施例可以在3D模式中根據所選擇的視像模式將2D影像資料或3D影像資料轉換為多視像影像資料，並且根據在3D模式中選擇的視像模式來控制建立可切換式屏障的屏障。因此，這裏描述的實施例可以根據使用者數量控制多視像影像的視像數量。因此，這裏描述的實施例可以最佳地實現顯示面板的解析度與3D影像的品質。
雖然參考大量說明性實施例描述了本發明的實施例，可以理解地是，在本發明的原則的範圍內，本領域的技術人員可以設計本發明的許多其他的修改以及實施例。尤其是，在本發明的說明書、圖式以及所附申請專利 範圍的範圍內，可以對組成部件及/或本發明的結合方式進行各種修改及變換。除對組成部件及/或結合方式進行修改及變換之外，本領域的技術人員也可以進行其他變換。
本申請案主張於2011年9月9日提交的韓國專利申請第10-2011-0090667號的優先權權益，該專利申請在此全部引用作為參考。
10‧‧‧顯示面板
30‧‧‧可切換式屏障
31‧‧‧第一基板
32‧‧‧第二基板
33A‧‧‧第一偏光膜
33B‧‧‧第二偏光膜
34‧‧‧區域電極
35‧‧‧液晶層
36‧‧‧屏障公共電極
110‧‧‧閘極驅動器
120‧‧‧資料驅動器
130‧‧‧可切換式屏障驅動器
131‧‧‧可切換式屏障控制器
132‧‧‧查找表
133‧‧‧可切換式屏障電壓供應器
140‧‧‧時序控制器
150‧‧‧多視像影像轉換器
160‧‧‧主機系統
170‧‧‧使用者檢測器
S101~S107‧‧‧步驟
S201~S206‧‧‧步驟
第1圖為說明根據一實施例之立體影像顯示裝置的結構示意圖；第2圖為說明第1圖所示之可切換式屏障的剖視像；第3圖為說明第1圖所示之多視像影像轉換器的影像轉換方法的流程圖；第4A圖為說明原始影像的截圖；第4B圖為說明深度圖影像的截圖；第4C圖為說明視像影像的截圖；第4D圖為說明多視像影像的截圖；第5圖為說明在第二視像模式中垂直視像圖與視像影像的示例；第6圖為說明在第二視像模式中傾斜視像圖與視像影像的示例；第7圖為說明可切換式屏障與可切換式屏障驅動器的結構示意圖；第8A圖為說明在第一視像模式中顯示在顯示面板中的視像影像以及可切換式屏障的屏障；第8B圖為說明在第二視像模式中顯示在顯示面板中的視像影像以及可切換式屏障的屏障；第9圖為說明儲存在第7圖所示之查找表中的2D驅動電壓資料、第一視像驅動電壓資料、以及第二視像驅動電壓資料的示例；以及第10圖為說明根據一實施例之用於驅動立體影像顯示裝置的方法的流程圖。
10‧‧‧顯示面板
30‧‧‧可切換式屏障
110‧‧‧閘極驅動器
120‧‧‧資料驅動器
130‧‧‧可切換式屏障驅動器
140‧‧‧時序控制器
150‧‧‧多視像影像轉換器
160‧‧‧主機系統
170‧‧‧使用者檢測器

Claims (18)

  1. 一種立體影像顯示裝置，包括：一顯示面板，被配置以在一2D模式中顯示複數個2D影像，以及在一3D模式中顯示複數個多視像影像；一光學板，被配置以讓該等2D影像通過，並且在該3D模式中分離該等多視像影像；一使用者檢測器，被配置以檢測複數個使用者的數量，並且輸出包含有該等使用者的數量的一檢測資料；一視像模式控制器，被配置以根據該等使用者的數量計算複數個最佳視像的數量，並且基於該等最佳視像的數量選擇複數個視像模式的其中之一；以及一多視像影像轉換器，被配置以在該2D模式中輸出未轉換的2D影像資料，並且根據該所選擇的視像模式中的該等視像的數量將該2D影像資料轉換為一多視像影像資料。
  2. 依據申請專利範圍第1項所述的立體影像顯示裝置，其中，該多視像影像轉換器被配置以基於從該2D影像資料獲得的深度圖的複數個深度值來計算複數個視差值，並且在該3D模式中藉由使用該等視差值基於在該所選擇的視像模式中之該等視像的數量來產生該多視像影像資料，並且根據一面板視像圖輸出該多視像影像資料，其中該多視像影像資料包括第一至第n視像影像資料，其中n為一自然數。
  3. 依據申請專利範圍第2項所述的立體影像顯示裝置，其中，該面板視像圖實施為在一行中垂直地排列該等第一至第n視像影像資料的每一個的一垂直視像圖，或者傾斜地排列該等第一至第n視像影像資料的每一個的一傾斜視像圖。
  4. 依據申請專利範圍第1項所述的立體影像顯示裝置，其中，該光學板實施為一可切換式屏障，其藉由控制一液晶層的一液晶不是在該2D模式中而是在該3D模式中建立一屏障。
  5. 依據申請專利範圍第4項所述的立體影像顯示裝置，進一步包括：一可切換式屏障驅動器，被配置以施加複數個驅動電壓至該可切換式屏障的複數個電極。
  6. 依據申請專利範圍第5項所述的立體影像顯示裝置，其中，該可切換式屏障驅動器包括：一可切換式屏障控制器，被配置以在該2D模式中輸出來自於一查找表的一2D驅動電壓資料，並且在該3D模式中輸出來自於該查找表之與該所選擇的視像模式對應的一視像模式驅動電壓資料；以及可切換式屏障電壓供應器，被配置以藉由在該2D模式中轉換該2D驅動電壓資料以及藉由在該3D模式中轉換與該所選擇的視像模式對應的該視像模式驅動電壓來施加複數個類比電壓至該可切換式屏障的該等電極。
  7. 依據申請專利範圍第6項所述的立體影像顯示裝置，其中，該可切換式屏障包括複數個屏障，其中該等屏障的每一個對應於該顯示面板的兩個子像素。
  8. 依據申請專利範圍第7項所述的立體影像顯示裝置，其中，該等屏障的每一個包括複數個區域電極，其中該等區域電極的數量為p，其中p為大於2的一自然數，其中p滿足以下條件： 其中，NL-view表示一第一視像模式的該等視像的數量與一第二視像模式的該等視像的數量中的一較大者，NS-view表示該第一視像模式的該等視像的數量與該第二視像模式的該等視像的數量中的一較小者，[K]表示在K乘以q的情況下K具有的一最小整數，其中q為一自然數，A表示孔徑比，其中每一個該第一視像模式與該第二視像模式對應於該等視像模式的 其中之一。
  9. 依據申請專利範圍第8項所述的立體影像顯示裝置，其中，該所選擇的視像模式的該2D驅動電壓資料以及該視像模式驅動電壓的每一個表示為C位元，其中C滿足以下條件： 其中，p表示該等屏障的每一個所包括的複數個區域電極的數量，NL-view表示一第一視像模式的該等視像的數量與一第二視像模式的該等視像的數量中的一較大者，NS-view表示該第一視像模式的該等視像的數量與該第二視像模式的該等視像的數量中的一較小者，[K]表示在K乘以q的情況下K具有的一最小整數，其中q為一自然數，其中每一個該第一視像模式與該第二視像模式對應於該等視像模式的其中之一。
  10. 一種驅動立體影像顯示裝置的方法，其中該立體影像顯示裝置包括：一顯示面板，被配置以在一2D模式中顯示複數個2D影像，以及在一3D模式中顯示複數個多視像影像；一光學板，被配置以讓該等2D影像通過，並且在該3D模式中分離該等多視像影像，該驅動立體影像顯示裝置的方法包括：檢測複數個使用者的數量，並且輸出包含有該等使用者的數量的一檢測資料；根據該等使用者的數量計算複數個最佳視像的數量，並且基於該等最佳視像的數量選擇複數個視像模式的其中之一；以及在該2D模式中輸出未轉換的一2D影像資料，並且根據在該所選擇的視像模式中的該等視像的數量將該2D影像資料轉換為一多視像影像資料。
  11. 依據申請專利範圍第10項所述之驅動立體影像顯示裝置的方法， 其中將該2D影像資料轉換為一多視像影像資料步驟包括：基於從該2D影像資料獲得的深度圖的複數個深度值來計算複數個視差值，並且在該3D模式中藉由使用該等視差值基於在該所選擇的視像模式中之該等視像的數量來產生該多視像影像資料，並且根據一面板視像圖輸出該多視像影像資料，其中該多視像影像資料包括第一至第n視像影像資料，其中n為一自然數。
  12. 依據申請專利範圍第11項所述之驅動立體影像顯示裝置的方法，其中該面板視像圖實施為在一行中垂直地排列該等第一至第n視像影像資料的每一個的一垂直視像圖，或者傾斜地排列該等第一至第n視像影像資料的每一個的一傾斜視像圖。
  13. 依據申請專利範圍第10項所述之驅動立體影像顯示裝置的方法，其中光學板實施為一可切換式屏障，其藉由控制一液晶層的一液晶不是在該2D模式中而是在該3D模式中建立一屏障。
  14. 依據申請專利範圍第13項所述之驅動立體影像顯示裝置的方法，進一步包括施加複數個驅動電壓至該可切換式屏障的複數個電極。
  15. 依據申請專利範圍第14項所述之驅動立體影像顯示裝置的方法，其中施加該等驅動電壓至該可切換式屏障的複數個電極的步驟包括：在該2D模式中輸出來自於一查找表的一2D驅動電壓資料，並且在該3D模式中輸出來自於該查找表之與該所選擇的視像模式對應的一視像模式驅動電壓資料；以及藉由在該2D模式中轉換該2D驅動電壓資料以及藉由在該3D模式中轉換與該所選擇的視像模式對應的該視像模式驅動電壓施加一類比電壓至該可切換式屏障的該等電極。
  16. 依據申請專利範圍第15項所述之驅動立體影像顯示裝置的方法，其中該可切換式屏障包括複數個屏障，其中該等屏障的每一個對應於該顯 示面板的兩個子像素。
  17. 依據申請專利範圍第16項所述之驅動立體影像顯示裝置的方法，其中該等屏障的每一個包括複數個區域電極，其中等區域電極的數量為p，其中p為大於2的一自然數，其中p滿足以下條件： 其中，NL-view表示一第一視像模式的該等視像的數量與一第二視像模式的該等視像的數量中的一較大者，NS-view表示該第一視像模式的該等視像的數量與該第二視像模式的該等視像的數量中的一較小者，[K]表示在K乘以q的情況下K具有的一最小整數，其中q為一自然數，A表示孔徑比，其中每一個該第一視像模式與該第二視像模式對應於該等視像模式的其中之一。
  18. 依據申請專利範圍第16項所述之驅動立體影像顯示裝置的方法，其中該所選擇的視像模式之該2D驅動電壓資料以及該視像模式驅動電壓的每一個表示為C位元，其中C滿足以下條件： 其中，p表示該等屏障的每一個所包括的複數個區域電極的數量，NL-view表示一第一視像模式的該等視像的數量與一第二視像模式的該等視像的數量中的一較大者，NS-view表示該第一視像模式的該等視像的數量與該第二視像模式的該等視像的數量中的一較小者，[K]表示在K乘以q的情況下K具有的一最小整數，其中q為一自然數，其中每一個該第一視像模式與該第二視像模式對應於該等視像模式的其中之一。
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