TW201423159A - 自動立體顯示裝置及顯示影像的方法 - Google Patents

自動立體顯示裝置及顯示影像的方法 Download PDF

Info

Publication number
TW201423159A
TW201423159A TW102138922A TW102138922A TW201423159A TW 201423159 A TW201423159 A TW 201423159A TW 102138922 A TW102138922 A TW 102138922A TW 102138922 A TW102138922 A TW 102138922A TW 201423159 A TW201423159 A TW 201423159A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
pixel
sub
pixels
columns
parallel
Prior art date
Application number
TW102138922A
Other languages
English (en)
Inventor
Jacques Gollier
Original Assignee
Corning Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Corning Inc filed Critical Corning Inc
Publication of TW201423159A publication Critical patent/TW201423159A/zh

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B30/00Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images
    • G02B30/20Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes
    • G02B30/26Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes of the autostereoscopic type
    • G02B30/27Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes of the autostereoscopic type involving lenticular arrays
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N13/00Stereoscopic video systems; Multi-view video systems; Details thereof
    • H04N13/30Image reproducers
    • H04N13/302Image reproducers for viewing without the aid of special glasses, i.e. using autostereoscopic displays
    • H04N13/305Image reproducers for viewing without the aid of special glasses, i.e. using autostereoscopic displays using lenticular lenses, e.g. arrangements of cylindrical lenses
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B30/00Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images
    • G02B30/20Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes
    • G02B30/26Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes of the autostereoscopic type
    • G02B30/27Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes of the autostereoscopic type involving lenticular arrays
    • G02B30/29Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes of the autostereoscopic type involving lenticular arrays characterised by the geometry of the lenticular array, e.g. slanted arrays, irregular arrays or arrays of varying shape or size
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N13/00Stereoscopic video systems; Multi-view video systems; Details thereof
    • H04N13/30Image reproducers
    • H04N13/302Image reproducers for viewing without the aid of special glasses, i.e. using autostereoscopic displays
    • H04N13/317Image reproducers for viewing without the aid of special glasses, i.e. using autostereoscopic displays using slanted parallax optics
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N13/00Stereoscopic video systems; Multi-view video systems; Details thereof
    • H04N13/30Image reproducers
    • H04N13/366Image reproducers using viewer tracking
    • H04N13/376Image reproducers using viewer tracking for tracking left-right translational head movements, i.e. lateral movements
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N13/00Stereoscopic video systems; Multi-view video systems; Details thereof
    • H04N13/30Image reproducers
    • H04N13/324Colour aspects

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Testing, Inspecting, Measuring Of Stereoscopic Televisions And Televisions (AREA)
  • Stereoscopic And Panoramic Photography (AREA)

Abstract

自動立體顯示裝置包括像素化像源、透鏡狀元件及分光元件。像素化像源包括像素矩陣及暗區域。透鏡狀元件包括複數個圓柱透鏡且鄰近像素化像源安置,以使得圓柱透鏡中之每一圓柱透鏡延伸超過暗區域之實質相等區域。分光元件經配置以使得第一隻眼睛看見第一子像素,該等第一子像素沿第一平行線相對於觀測者定位在圓柱透鏡中之每一圓柱透鏡後面,且第二隻眼睛看見第二子像素,該等第二子像素沿第二平行線定位在圓柱透鏡中之每一圓柱透鏡後面。第一平行線及第二平行線與圓柱透鏡平行。第一平行線延伸超過該等列中之每一列內之三個相鄰子像素。第二平行線延伸超過該等列中之每一列內之三個相鄰子像素。

Description

自動立體顯示裝置及顯示影像的方法 【相關申請案之交叉引用】
本申請案主張2012年10月29日申請之美國專利申請案第13/662635號之優先權權益,該案內容全文以引用之方式併入本文中。
本揭示案係關於自動立體顯示裝置,且更特定言之,係關於用於減少自動立體顯示裝置中出現之可視缺陷的設備及方法。
在觀測者不使用特定頭飾或眼鏡的情況下,自動立體顯示裝置產生三維(3-D)印象。雖然各種方法存在用於賦能自動立體顯示裝置,但該等方法通常引起一些可視缺陷,該等缺陷由觀測者體驗且可使得觀測者在很長一段時間內自各種視角或位置等難以清晰看見具有良好品質之3-D影像。因此,對於自動立體顯示裝置存在改進現有技術中存在之缺點的需要。
在一個示例性態樣中,自動立體顯示裝置包括像素化像源、透鏡狀元件及分光元件。像素化像源沿像素平面定位且包括像素矩陣及實質上填滿像素化像源之餘部的暗區域。矩陣由子像素列及子像素行組成,且像素中之每一像素由紅色子像素、綠色子像素及藍色子像素界定。子像素沿該等行中之每一行具有同一顏色且沿該等列中之每一列以紅色、綠色及藍色之序列佈置。透鏡狀元件定位在像素平面與觀測者平面之間。觀測者平面界定為觀測者之第一隻眼睛及第二隻眼睛定位所沿著之平面。透鏡狀元件包括複數個圓柱透鏡且鄰近像素化像源安置,以使得圓柱透鏡中之每一圓柱透鏡延伸超過暗區域之實質相等區域。分光元件定位在像素平面與觀測者平面之間。分光元件及透鏡狀元件經配置以使得第一隻眼睛看見第一子像素,該等第一子像素沿第一平行線相對於觀測者定位在圓柱透鏡中之每一圓柱透鏡後面,且第二隻眼睛看見第二子像素,該等第二子像素沿第二平行線定位在圓柱透鏡中之每一圓柱透鏡後面。第一平行線及第二平行線與圓柱透鏡平行。第一平行線間隔開,以使得第一平行線延伸超過該等列中之每一列內的三個相鄰子像素。第二平行線間隔開,以使得第二平行線延伸超過該等列中之每一列內的三個相鄰子像素。第一子像素經配置以顯示第一影像分量,且第二子像素經配置以顯示第二影像分量。
在另一示例性態樣中,提供一種向觀測者顯示影像的方法。方法包括以下步驟:沿像素平面提供像素化像源。像素化像源包括像素矩陣及實質上填滿像素化像源之餘部的暗 區域。矩陣由子像素列及子像素行組成。像素中之每一像素由紅色子像素、綠色子像素及藍色子像素界定。子像素沿該等行中之每一行具有同一顏色且沿該等列中之每一列以紅色、綠色及藍色之序列佈置。方法進一步包括以下步驟:將透鏡狀元件提供在像素平面與觀測者平面之間。觀測者平面界定為觀測者之第一隻眼睛及第二隻眼睛定位所沿著之平面。透鏡狀元件包括複數個圓柱透鏡。透鏡狀元件鄰近像素化像源安置,以使得圓柱透鏡中之每一圓柱透鏡延伸超過暗區域之實質相等區域。方法進一步包括以下步驟:將分光元件提供在像素平面與觀測者平面之間,以使得第一隻眼睛看見第一子像素,該等第一子像素沿第一平行線相對於觀測者定位在圓柱透鏡中之每一圓柱透鏡後面,且第二隻眼睛看見第二子像素,該等第二子像素沿第二平行線定位在圓柱透鏡中之每一圓柱透鏡後面。第一平行線及第二平行線與圓柱透鏡平行。第一平行線間隔開,以使得第一平行線延伸超過該等列中之每一列內的三個相鄰子像素。第二平行線間隔開,以使得第二平行線延伸超過該等列中之每一列內的三個相鄰子像素。第一子像素經配置以顯示第一影像分量,且第二子像素經配置以顯示第二影像分量。
1‧‧‧自動立體顯示裝置
100‧‧‧自動立體顯示裝置
102‧‧‧像素化像源
104‧‧‧像素平面
106‧‧‧透鏡狀元件
108‧‧‧光學平面
109‧‧‧處理器
110‧‧‧第一隻眼睛
112‧‧‧第二隻眼睛
114‧‧‧觀測者平面
116‧‧‧像素
118‧‧‧子像素
118a‧‧‧紅色子像素
118b‧‧‧綠色子像素
118c‧‧‧藍色子像素
120‧‧‧暗區域
122‧‧‧圓柱透鏡
124‧‧‧第一線/線/視線
125‧‧‧第一平行線
126‧‧‧第二線/線/視線
127‧‧‧第二平行線
128‧‧‧頭部/眼睛追蹤感測器
129‧‧‧線/視線
130‧‧‧控制器
131‧‧‧線/視線
132‧‧‧分光元件
134‧‧‧繞射分裂元件
135‧‧‧光柵
136‧‧‧第一層
138‧‧‧第二層
140‧‧‧折射分裂元件
142‧‧‧三面稜鏡
144‧‧‧第一層
146‧‧‧第二層
D‧‧‧觀測距離
當參考附隨圖式閱讀以下詳細描述時,更好地理解該等及其他態樣,其中:第1圖為習知自動立體顯示裝置中之分量的示意性頂視圖; 第2圖圖示像素化像源之示例性實施例之示意圖,其中基於此項技術中已知之觀測者位置調整由子像素顯示之影像;第3圖為自動立體顯示裝置之第一示例性實施例之示意性前視圖,其中透鏡狀元件相對於像素化像源之行成角度旋轉,且其中第一視線及第二視線由分光元件分別分裂成第一平行線及第二平行線;第4圖為自動立體顯示裝置之第二示例性實施例之示意性前視圖,其中透鏡狀元件相對於像素化像源之行平行,且其中第一視線及第二視線由分光元件分別分裂成第一平行線及第二平行線;第5圖為自動立體顯示裝置之橫截面示意圖,該自動立體顯示裝置包括透鏡狀元件、第一示例性分光元件及像素化像源;及第6圖為自動立體顯示裝置之橫截面示意圖,該自動立體顯示裝置包括透鏡狀元件、第二示例性分光元件及像素化像源。
現將在下文中參考圖示示例性實施例之附隨圖式更充分描述實例。在可能的情況下,將在整個圖式中使用相同元件符號指示相同或相似部分。然而,態樣可以許多不同形式體現,且不應理解為限於本文中所述之實施例。
現參看第1圖,示意性圖示習知自動立體顯示裝置100中之某些分量的頂視圖。習知自動立體顯示裝置100可包 括:螢幕(未圖示),諸如,玻璃蓋;像素化像源102,該像素化像源102沿像素平面104定位;透鏡狀元件106,該透鏡狀元件106包括一列圓柱透鏡122,該等圓柱透鏡122由沿光學平面108之箭頭指示;及處理器109,該處理器109經配置以調整像素化像源102之內容。觀測者之第一隻眼睛110及第二隻眼睛112定位在可處於距習知自動立體顯示裝置100給定距離處之觀測者平面114上。如此,像素化像源102相對於或自觀測者角度處於透鏡狀元件106後面。透鏡狀元件106之存在使得第一隻眼睛110及第二隻眼睛112看見略微不同之影像,該等影像形成如第1圖中所示之3-D印象。光學平面108定位在像素平面104與觀測者平面114之間,但光學平面與像素平面之間的距離可為小於光學平面與觀測者平面之間的距離(亦即,由第1圖中箭頭所指示之觀測距離D)的數量級,而不是第1圖中示意性所示之距離。須注意:可使用視差屏障代替透鏡狀元件106
像素化像源102可由像素矩陣116形成,其中每一像素116由紅色子像素118a、綠色子像素118b及藍色子像素118c組成。矩陣可以行及列佈置,從而沿像素平面104延伸,其中每一行包括同一顏色之子像素118,且其中子像素118沿該等列中之每一列以紅色、綠色及藍色之序列佈置。每一子像素118可由暗區域120圍繞,以使得暗區域120填滿相鄰子像素118之間的區域且因此填滿像素化像源102之餘部。
具有上述配置之像素化像源102可描述為具有給定值之子像素工作因數,該給定值藉由用子像素118之寬度除 以像素116之節距得以計算,其中節距沿矩陣之該等列量測。通常,像素116之節距包括由呈現在子像素118之間的暗區域120形成之間隔。在一個實例中,子像素118可由暗區域120間隔開,以使得像素化像源102之子像素工作因數為0.25%或25%。
自動立體顯示裝置經配置以使得第一隻眼睛110經由圓柱透鏡122中之每一者看見第一影像分量,且第二隻眼睛112經由圓柱透鏡122中之每一者看見第二影像分量。此外,眼睛110、112看見沿平行於圓柱透鏡122之線定位的子像素118。具體言之,在第1圖之習知顯示裝置100中,經由如第2圖中所示之單一圓柱透鏡122,第一隻眼睛110看見沿第一線124定位之子像素118(亦即,第一影像分量之一部分),且第二隻眼睛112看見沿鄰近第一線124定位之第二線126定位之子像素(亦即,第二影像分量之一部分)。如此,線124、線126可稱為視線。
視線124與視線126之間的間隔可用方程式計算為第一近似值:Dy=F*E/D,其中dy為像素平面中之視線124與視線126之間的間隔,F為透鏡(例如,圓柱透鏡122)之焦距,E為觀測者之眼睛之間的間隔,且D為觀測距離(亦即,自觀測者平面至光學平面(或像素平面)之距離)。
在習知自動立體顯示裝置100中,在圓柱透鏡122放置於像素化像源102前面時,像素化像源102內之暗區域120可導致需要解決的可視缺陷。若暗區域120相對於觀測者在圓柱透鏡122中之每一圓柱透鏡122後面的區域不一樣,則 觀測者將體驗所謂的雲紋(Moiré)效應,該效應可描述為遍及由像素化像源所示之影像的週期性強度變化。為降低雲紋效應,透鏡狀元件106應安置在像素化像源102周圍,以使得暗區域120在圓柱透鏡122中之每一圓柱透鏡122後面的區域實質上相同或相同。實現此舉之一個方式為旋轉透鏡狀元件106,以使得圓柱透鏡122相對於像素化像源102之行成角度。舉例而言,透鏡狀元件106可繞像素化像源102旋轉,以使得視線124、視線126穿過子像素118之斜對角。
習知自動立體顯示裝置100之另一問題為僅在觀測者站在沿觀測者平面114之某些觀察位置處時,眼睛110、眼睛112看見正確的第一影像分量及第二影像分量。若眼睛110、眼睛112的位置沿觀測者平面側向移動,則眼睛110、眼睛112可能看見倒置、低品質等的影像。
為解決用於透鏡狀元件106關於像素化像源102成角度之實施例之觀察位置的該問題,沿列之預定數目之相鄰子像素118經配置為同一影像分量(第2圖)之部分,且第一隻眼睛110及第二隻眼睛112之視線124與視線126之間的間隔需要與子像素118之預定數目之增加成比例增加。如由第2圖中之1'及2'所示,每兩個相鄰子像素118顯示同一影像分量,且視線124與視線126之間的間隔增加了子像素118之節距,以使得視線124與視線126之間的間隔等於子像素118之兩個節距。當然,子像素118之預定數目可大於二,且視線124與視線126之間的間隔可進一步擴大。
此外,自動立體顯示裝置100之處理器109可包括頭 部/眼睛追蹤感測器128及控制器130,該感測器128經配置以決定觀測者之位置,該控制器130經配置以基於觀測者沿觀測者平面114之側向移動調整影像分量,以使得沿如由觀測者之新位置(右側之矩陣)決定之視線124與視線126展現的子像素118而非沿由先前位置(左側之矩陣)決定之視線124與視線126展現的子像素118形成影像分量。具體言之,在第2圖中,由1'及2'所示影像分量移至右側以調整藉由觀測者之向右移動移至右側之視線124與視線126。換言之,藉由使用眼睛追蹤系統,可決定右眼視線124與左眼視線126之位置且可計算影像,以使得在左眼視線下方之所有像素含有左眼影像之資訊,且在右眼視線下方之所有像素含有右眼影像之資訊。
可存在於自動立體顯示裝置100中之另一可視缺陷為影像粒度,該影像粒度可描述為覆蓋整個影像之彩色幾何線。影像粒度出現是因為視線124與視線126延伸跨越不同顏色之像素。具體言之,當欲顯示白色時,看見不同顏色之線的組合,相反,在欲顯示特定顏色時,看見亮點及暗點之組合。亦即,當顯示白色影像時,接通所有紅色(R)像素、綠色(G)像素及藍色(B)像素。然而,由於視線僅穿過特定子像素,該等子像素為紅色、綠色或藍色,故影像將看似三色棋盤。
本揭示案描述自動立體顯示裝置1,該裝置1可降低所有上述可視缺陷,包括雲紋效應、影像粒度及由觀察位置變化引起之彼等可視缺陷。
關於習知自動立體顯示裝置100論述之某些上述特徵結構亦可存在於包括下述額外特徵結構之自動立體顯示裝置1中。相同元件符號將用於亦存在於具有較少產生的可視缺陷之自動立體顯示裝置中的特徵結構。自動立體顯示裝置1可不同於習知自動立體顯示裝置100,由於自動立體顯示裝置1包括分光元件132,該分光元件132定位在像素平面104與觀測者平面114之間。
在自動立體顯示裝置1之第一實施例中,其中圓柱透鏡122相對於像素矩陣116之行成角度,以便降低雲紋效應(第3圖),自動立體顯示裝置1進一步包括分光元件132,該分光元件132經配置以將第一線124及第二線126分裂成第一平行線125及第二平行線127。第一平行線125及第二平行線127分別平行於第一線124及第二線126定向且延伸超過一列內之至少三個相鄰子像素118(亦即,紅色子像素、綠色子像素及藍色子像素,但不一定按此順序)。此情況可藉由考慮來自一個觀測者眼睛的平行光線在顯示方向上得以闡明。彼光線將首先照到分裂元件,該元件將在三個不同方向上分裂光。作為實例,分裂元件可為繞射光柵,該繞射光柵以多個繞射級繞射光。圓柱透鏡將接著使光聚焦到像素之平面中。然而,由於已在多個方向上分裂光,光將在不同位置聚焦。此舉形成每一眼睛的多個視線。若彼等子線之間的距離大致等於子像素之節距,則每一眼睛將同時看見三種顏色,且影像粒度消失。在第3圖中所示之實例中,當沿該等列量測時,在第一平行線125彼此偏移或間隔開對應於子像 素118之約一個節距的距離的情況下,視線124、視線126可分裂成三個第一平行線125。術語「約」用於考慮到由子像素118之間的暗區域120形成之間隔。此外,如第3圖中所示,當沿該等列中之一列量測時,最右第一平行線125可與最左第二平行線127偏移或間隔開對應於子像素118之約兩個節距的距離。此外,圓柱透鏡122之節距可經定尺寸以延伸超過像素116之約二又三分之二(2 2/3或8/3)節距。該實施例以及下文中論述之實施例可包括具有頭部/眼睛追蹤感測器128及控制器130之處理器109,以便決定觀測者之位置及基於觀測者之位置調整影像分量。如上所述,演算法可包括決定視線124及視線126定位在顯示器中何處及顯示子像素之亮度可經調整,以使得視線124上之所有子像素顯示左影像資訊,而視線126上之所有子像素顯示右影像資訊(或反之亦然)。
具有對應於二又三分之二像素116之長度之每一圓柱透鏡122的節距的結果為水平方向上之影像解析度降低。由圓柱透鏡122之尺寸引起之解析度退化效應可藉由以下操作而減輕:減少第一平行線125與第二平行線127之間的間隔(亦即,最右第一平行線125與最左第二平行線127之間的間隔)至小於約兩個子像素118及減少第一平行線125與相鄰第一平行線125之間的中間間隔(或第二平行線127與相鄰第二平行線127之間的中間間隔)至小於約一個子像素118(例如,像素116之節距的五分之一)。對於此配置,影像粒度保持,但解析度退化效應降低。
在自動立體顯示裝置1之第二實施例中,圓柱透鏡122與像素矩陣116之行平行,但圓柱透鏡122之節距經定尺寸,以使得暗區域120在圓柱透鏡122中之每一圓柱透鏡122後面的區域實質上相同。該配置明顯降低雲紋效應,如上所述。此外,為降低影像粒度,視線124、視線126由分光元件132分裂以平行於圓柱透鏡122及矩陣之行延伸。在第4圖中所示之示例性實施例中,視線124、視線126可分別分裂成四個線129、131,以使得線129、131中之三個線延伸超過一列內之三個相鄰子像素118(亦即,紅色子像素、綠色子像素及藍色子像素,但不一定按此順序),且線129、131中之一個線延伸超過暗區域120。線129、131中之一個線與線129、131中之相鄰的一個線之間的間隔可為像素116之節距的約四分之一。子像素之界定為子像素寬度除以像素節距的工作因數可設置為約25%。該實施例亦可包括具有頭部/眼睛追蹤感測器128及控制器130之處理器109,以便決定觀測者之位置及基於觀測者之位置調整影像元件。如上所述,演算法可包括決定視線129及視線131定位在顯示器中何處及顯示子像素之亮度可經調整,以使得視線129上之所有子像素顯示左影像資訊,而視線131上之所有子像素顯示右影像資訊(或反之亦然)。
第5圖第6圖中所示,包括分光元件132之自動立體顯示裝置1可以各種方式體現且可包括除了透鏡狀元件106及分光元件132之外的層。舉例而言,呈現在透鏡狀元件106與像素化像源102之間的額外層可包括偏光器、濾色基板 或其他層,偏光器、濾色基板或其他層經配置以調整透鏡狀元件106與像素化像源102之間的距離。
第5圖中所示,分光元件132之第一示例性實施例可為繞射分裂元件134,該等元件134可體現為透鏡狀元件106與像素化像源102之間的方形光柵。第5圖中所示之實施例將第一視線124及第二視線126中之每一者分成三個平行線125、127,以使得平行線125、127延伸超過三個相鄰子像素118。若視線124或視線126分裂成三個平行線125127,平行線中間的間隔則可等於像素節距之三分之一,例如,如第3圖中所示。
在一個視線124126分裂成三個平行線125127的一個示例性實施例中,繞射分裂元件134經配置以產生三個等分佈之繞射級(-1、0、1)。分光元件132可包括具有不同折射率(例如,分別為n1及n2)之第一層136及第二層138,且其中第一層136與第二層138之間的邊界形成光柵135。為了以順序-1、0及1獲取能量,在方形光柵的情況下,光柵振幅(例如,正弦波之振幅的平方或兩倍高度)應等於0.68*(n2-n1)(或在正弦形光柵的情況下,等於0.96*(n2-n1))。同時,矩形函數之週期應等於0.53*(自第一層136或第一層144與第二層138或第二層146之間的邊界至像素平面104之厚度)*(用於量測厚度之所有層的平均折射率)*(層之平均折射率)/(像素節距)。厚度由第5圖第6圖中之箭頭指示。
應理解,只要多個光柵形狀滿足大部分能量需要均勻 分佈在三個繞射級-1、0及1之間的條件,則可考慮多個光柵形狀。又,第5圖圖示定位在圓柱透鏡之背面上的光柵。然而,只要視線由如先前實施例中所述之右振幅分離,則光柵可放置於光學路徑中之任何位置。
圓柱透鏡122與像素矩陣118(第4圖)之行平行之繞射分裂元件134的替代實施例可經配置以將視線124或視線126分裂成四個平行線129131,該等平行線129131中之一個平行線延伸跨越暗區域120,且該等平行線129131中之三個平行線延伸跨越三個相鄰子像素118,如第4圖中所示。舉例而言,若視線124或視線126分裂成四個平行線129131,則兩個相鄰平行線129131中間的間隔可等於像素118之節距的四分之一。
分光元件132之第二實施例可使用折射分裂元件140,該元件140可體現為多面稜鏡(多邊形)。第6圖中所示之折射分裂元件140之該實施例可包括第一層144及第二層146,該第一層144及第二層146之邊界形成三面稜鏡142陣列。該實施例將第一視線124及第二視線126中之每一者分成三個平行線125127,以使得平行線125或平行線127延伸超過三個相鄰子像素118。稜鏡142之節距可經配置以明顯小於圓柱透鏡122之節距且可等於一個圓柱透鏡122除以整數之節距。類似於分光元件132之第一實施例,折射分裂元件140與自動立體顯示裝置1相容,其中圓柱透鏡122平行於像素矩陣116之行或相對於該等行成角度。在光需要分裂成超過三個路徑(例如,四個)的情況下,多邊形可存在 超過三個面。分裂元件可插入光學路徑中之任何位置。
在自動立體顯示裝置1之替代實施例中,可能能夠藉由改變某些局部部分處之圓柱透鏡122的彎曲形狀將分光元件132併入透鏡狀元件106中,以便在該等部分處形成稜鏡效應。
對熟習此項技術者將顯而易見的是,在不脫離所主張發明之精神及範疇的情況下可作出各種修改和變化。
1‧‧‧自動立體顯示裝置
102‧‧‧像素化像源
116‧‧‧像素
118a‧‧‧紅色子像素
118b‧‧‧綠色子像素
118c‧‧‧藍色子像素
120‧‧‧暗區域
122‧‧‧圓柱透鏡
125‧‧‧第一平行線
127‧‧‧第二平行線

Claims (10)

  1. 一種自動立體顯示裝置,該裝置包括:一像素化像源,該像素化像源沿一像素平面定位,該像素化像源包括一像素矩陣及暗區域,該等暗區域實質上填滿該像素化像源之一餘部,該矩陣由子像素列及子像素行組成,該等像素中之每一像素由一紅色子像素、一綠色子像素及一藍色子像素界定,該等子像素沿該等行中之每一行具有同一顏色,該等子像素沿該等列中之每一列以紅色、綠色及藍色之一序列佈置;一透鏡狀元件,該透鏡狀元件定位在該像素平面與一觀測者平面之間,該觀測者平面界定為一觀測者之一第一隻眼睛及一第二隻眼睛定位所沿著之一平面,該透鏡狀元件包括複數個圓柱透鏡,該透鏡狀元件鄰近該像素化像源安置,以使得該等圓柱透鏡中之每一圓柱透鏡延伸超過暗區域之一實質相等區域;及一分光元件,該分光元件定位在該像素平面與該觀測者平面之間,其中該分光元件及該透鏡狀元件經配置以使得該第一隻眼睛看見第一子像素,該等第一子像素沿第一平行線相對於該觀測者定位在該等圓柱透鏡中之每一圓柱透鏡後面,且該第二隻眼睛看見第二子像素,該等第二子像素沿第二平行線定位在該等圓柱透鏡中之每一圓柱透鏡後面,該等第一平行線及該等第二平行線與該等圓柱透鏡平行,該等第一平行線間隔開,以使得該等第一平行線延伸超過該等列中之每一列內的三個相鄰子像素,該等第二平行線間隔開,以 使得該等第二平行線延伸超過該等列中之每一列內的三個相鄰子像素,該等第一子像素經配置以顯示第一影像分量,該等第二子像素經配置以顯示第二影像分量。
  2. 如請求項1所述之顯示裝置,其中該透鏡狀元件繞該像素化像源成一角度旋轉,以使得該等圓柱透鏡相對於該等行成一角度。
  3. 如請求項1所述之顯示裝置,其中該透鏡狀元件經安置以使得該等圓柱透鏡平行於該矩陣之該等行。
  4. 如請求項1所述之顯示裝置,其中該等圓柱透鏡中之每一圓柱透鏡之一節距在沿該等列中之一列量測時延伸超過至少二又三分之二像素,該等第一平行線在沿該等列中之一列量測時彼此偏移至少一個子像素,且該等第二平行線在沿該等列中之一列量測時彼此偏移了至少一個子像素。
  5. 如請求項1所述之顯示裝置,其中該等圓柱透鏡中之每一圓柱透鏡之一節距在沿該等列中之一列量測時延伸超過小於二又三分之二像素,該等第一平行線在沿該等列中之一列量測時彼此偏移小於一個子像素,且該等第二平行線在沿該等列中之一列量測時彼此偏移小於一個子像素。
  6. 一種向一觀測者顯示一影像之方法,該影像由包括一像素化源及一透鏡狀元件之一裝置顯示,該像素化像源沿一像素平面定位,該像素化像源包括一像素矩陣及暗區域,該等暗區域實質上填滿該像素化像源之一餘部,該矩陣由子像素列及子像素行組成,該等像素中之每一像素由一紅色子像素、一綠色子像素及一藍色子像素界定,該等子像素沿該等行中之每一行具有同一顏色,該等子像素沿該等列中之每一列以紅色、綠色及藍色之一序列佈置;該透鏡狀元件定位在該像素平面與一觀測者平面之間,該觀測者平面界定為一觀測者之一第一隻眼睛及一第二隻眼睛定位所沿著之一平面,該透鏡狀元件包括複數個圓柱透鏡,該透鏡狀元件鄰近該像素化像源安置,以使得該等圓柱透鏡中之每一圓柱透鏡延伸超過暗區域之一實質相等區域;該透鏡狀元件經配置以使得該第一隻眼睛看見第一子像素,該等第一子像素沿第一視線相對於該觀測者定位在該等圓柱透鏡中之每一圓柱透鏡後面,且該第二隻眼睛看見第二子像素,該等第二子像素沿第二視線相對於該觀測者定位在該等圓柱透鏡中之每一圓柱透鏡後面,該等第一子像素經配置以顯示第一影像分量,且該等第二子像素經配置以顯示第二影像分量,該方法包括以下步驟:將該第一視線及該第二視線分別分裂成第一平行線及第 二平行線,其中該等第一平行線間隔開,以使得該等第一平行線延伸超過該等列中之每一列內的三個相鄰子像素,該等第二平行線間隔開,以使得該等第二平行線延伸超過該等列中之每一列內的三個相鄰子像素。
  7. 如請求項6所述之方法,其中該透鏡狀元件繞該像素化像源成一角度旋轉,以使得該等圓柱透鏡相對於該等行成一角度。
  8. 如請求項6所述之方法,其中該透鏡狀元件經安置以使得該等圓柱透鏡平行於該矩陣之該等行。
  9. 如請求項6所述之方法,其中該等圓柱透鏡中之每一圓柱透鏡之一節距在沿該等列中之一列量測時延伸超過至少二又三分之二像素,該等第一平行線在沿該等列中之一列量測時彼此偏移至少一個子像素,且該等第二平行線在沿該等列中之一列量測時彼此偏移至少一個子像素。
  10. 如請求項6所述之方法,其中該等圓柱透鏡中之每一圓柱透鏡之一節距在沿該等列中之一列量測時延伸超過小於二又三分之二像素,該等第一平行線在沿該等列中之一列量測時彼此偏移小於一個子像素,且該等第二平行線在沿該等列中之一列量測時彼此偏移小於一個子像素。
TW102138922A 2012-10-29 2013-10-28 自動立體顯示裝置及顯示影像的方法 TW201423159A (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US13/662,635 US8963808B2 (en) 2012-10-29 2012-10-29 Autostereoscopic display device and method of displaying image

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TW201423159A true TW201423159A (zh) 2014-06-16

Family

ID=49519132

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW102138922A TW201423159A (zh) 2012-10-29 2013-10-28 自動立體顯示裝置及顯示影像的方法

Country Status (7)

Country Link
US (1) US8963808B2 (zh)
EP (1) EP2912515A1 (zh)
JP (1) JP2016503512A (zh)
KR (1) KR20150134309A (zh)
CN (1) CN105143963A (zh)
TW (1) TW201423159A (zh)
WO (1) WO2014070535A1 (zh)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2917802A2 (en) * 2012-11-07 2015-09-16 Corning Incorporated Films for display covers and display devices comprising the same
US9052518B2 (en) * 2012-11-30 2015-06-09 Lumenco, Llc Slant lens interlacing with linearly arranged sets of lenses
BR112015012513A2 (pt) * 2012-11-30 2017-07-11 Lumenco Llc intercalação de lente de inclinação
WO2014156109A1 (ja) * 2013-03-26 2014-10-02 パナソニック株式会社 画像表示装置
EP3250531A1 (en) 2015-01-29 2017-12-06 Corning Incorporated Methods and apparatus for fabricating respective sections from a glass web
CN113325598B (zh) * 2016-01-04 2023-05-09 奥崔迪合作公司 3d显示装置
KR102367308B1 (ko) 2016-01-30 2022-02-24 레이아 인코포레이티드 수렴 시점들을 갖는 다중 빔 요소-기반 역광 조명
KR101756671B1 (ko) * 2016-02-15 2017-07-11 엘지디스플레이 주식회사 입체 영상 표시 장치 및 그 구동 방법
KR102522397B1 (ko) * 2016-11-29 2023-04-17 엘지디스플레이 주식회사 무안경 방식의 입체영상 표시장치
CN111552093B (zh) * 2020-06-05 2022-07-12 京东方科技集团股份有限公司 一种显示面板及其显示方法和显示装置
CN115079435A (zh) * 2020-08-03 2022-09-20 京东方科技集团股份有限公司 显示组件、显示装置和驱动方法
CN115220241A (zh) * 2022-08-10 2022-10-21 京东方科技集团股份有限公司 3d显示装置和3d显示驱动方法

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB0119176D0 (en) * 2001-08-06 2001-09-26 Ocuity Ltd Optical switching apparatus
KR100416548B1 (ko) * 2001-10-10 2004-02-05 삼성전자주식회사 3차원 영상 표시장치
JP2005533291A (ja) 2002-07-12 2005-11-04 イクスドライデー テヒノロギーズ ゲーエムベーハー 自動立体視投影装置
US7688509B2 (en) 2003-02-21 2010-03-30 Koninklijke Philips Electronics N.V. Autostereoscopic display
AU2005332290B2 (en) 2004-05-26 2011-05-12 Tibor Balogh Method and apparatus for generating 3D images
WO2007039855A2 (en) * 2005-10-04 2007-04-12 Koninklijke Philips Electronics N.V. A 3d display with an improved pixel structure (pixelsplitting)
DE102005058586B4 (de) 2005-12-04 2009-12-17 Universität Kassel Wiedergabevorrichtung zur autostereoskopen Wiedergabe von dreidimensionalen Darstellungen
US20090180180A1 (en) 2008-01-16 2009-07-16 Samsung Electronics Co., Ltd. Sub-pixel optical array
JP5127530B2 (ja) * 2008-03-26 2013-01-23 株式会社東芝 立体画像表示装置
KR101629479B1 (ko) * 2009-11-04 2016-06-10 삼성전자주식회사 능동 부화소 렌더링 방식 고밀도 다시점 영상 표시 시스템 및 방법
US9319663B2 (en) * 2010-05-21 2016-04-19 Fraunhofer-Gesellschaft Zur Foerderung Der Angewandten Forschung E. V. Image display using matrix screen and periodic grating having a fixed period
CN101915987B (zh) * 2010-07-09 2014-11-05 深圳超多维光电子有限公司 光学导向模块及采用该光学导向模块的立体显示装置
JP5596625B2 (ja) * 2011-06-07 2014-09-24 株式会社ジャパンディスプレイ 表示装置

Also Published As

Publication number Publication date
WO2014070535A1 (en) 2014-05-08
CN105143963A (zh) 2015-12-09
KR20150134309A (ko) 2015-12-01
US20140118226A1 (en) 2014-05-01
EP2912515A1 (en) 2015-09-02
US8963808B2 (en) 2015-02-24
JP2016503512A (ja) 2016-02-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TW201423159A (zh) 自動立體顯示裝置及顯示影像的方法
TWI461738B (zh) 三維影像顯示裝置及影像顯示器件
US11693255B2 (en) 3D display device and display method thereof
US9733539B2 (en) Display panel and display device
TWI514005B (zh) 裸眼式立體影像顯示裝置
KR100880819B1 (ko) 자동입체 표시장치의 픽셀 배열
CN108474943B (zh) 用于执行子像素压缩以减少包括多个显示器的显示系统中的莫尔干涉的方法和系统
WO2016123910A1 (zh) 一种立体显示装置及其制作方法
CN105828060B (zh) 立体显示装置及视差图像校正方法
JP6142985B2 (ja) 自動立体ディスプレイおよびその製造方法
CN105051591A (zh) 自动立体显示设备
US20120327073A1 (en) Apparatus and method for displaying 3-dimensional image
JP2013045087A (ja) 3次元映像表示装置
JP2013527932A5 (zh)
CN104749786A (zh) 立体图像显示装置
JP2004264762A (ja) 立体映像表示装置
CN104506843A (zh) 一种多视点led自由立体显示装置
KR20170097182A (ko) 무안경 입체영상 디스플레이 디바이스
CN103412409B (zh) 立体显示方法及立体显示装置
JP2019510996A (ja) 複数のディスプレイを含むディスプレイシステムにおいてモアレ干渉を低減するために矩形要素プロファイルを有する屈折ビームマッパーを用いる方法及びシステム
US20180157055A1 (en) Three-dimensional display device
CN108732763B (zh) 用于虚拟现实的显示屏和头显装置与虚拟现实头显系统
US11729368B2 (en) Autostereoscopic display
TW201330594A (zh) 用以減輕自動立體顯示中之波紋效應的稜鏡陣列
TWM528434U (zh) 立體顯示裝置