TW201441667A - 立體影像顯示方法及相關裝置 - Google Patents
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Abstract
在一立體影像之圖框週期內,提供相對應之一左眼畫面和一右眼畫面,其中立體影像之圖框週期包含四個子圖框週期,左眼畫面包含兩個左眼子畫面,且右眼畫面包含兩個右眼子畫面。顯示面板包含兩區域,在特定子圖框週期內,僅在其中一區域內顯示相對應之子畫面,而在另一區域內顯示固定灰階之畫面。
Description
本發明相關於一種立體影像顯示方法及相關裝置,尤指一種可降低畫面干擾之立體影像顯示方法及相關裝置。
三維(three-dimensional,3D)立體影像顯示技術提供了較傳統二維(two-dimensional,2D)平面影像顯示技術更為栩栩如生的視覺經驗。一般而言,立體影像處理涉及至少兩個影像系統,可在兩個稍有不同的角度與位置來擷取影像,或經由某種演算法而產生出類似效果,其目的係為模擬人類因雙眼間位置和角度的些微差異而感受到的深度。目前市面上主要有兩種立體影像觀賞方式:裸眼與配戴眼鏡。在裸眼立體影像觀賞方式中,立體影像係由全像式(e-holographic)、體積式(volumetric)、多平面式(multi-planar)或平面多工式(multiplexed 2D)等顯示裝置所產生,使用者不需配戴外加裝置即可直接觀賞。在配戴眼鏡的立體影像觀賞方式中,使用者必須配戴偏光眼鏡、互補色眼鏡(如紅藍眼鏡)、或電子快門眼鏡等裝置,才能由平面影像感受到立體影像的錯覺。
液晶顯示器(liquid crystal display,LCD)具有外型輕薄、低耗電量和無輻射污染等特性,因此被廣泛地應用在各種領域中。在偏光式立體影像系統中,液晶顯示面板和相位調變面板彼此平行
設置。液晶顯示面板可在相對應週期內交替顯示左眼影像和右眼影像。相位調變面板可為扭轉式向列型(Twisted Nematic,TN)液晶面板或超扭轉式向列(Super Twisted Nematic,STN)液晶面板。TN或STN型液晶相位調變面板係利用外加電場來控制向列型液晶分子的旋轉角度,以在不同顯示週期內對光線造成不同相位延遲使其分別具備不同的偏振狀態,因此能提供具備不同偏光方向之左眼影像(例如水平偏光方向)和右眼影像(例如垂直偏光方向)。偏光眼鏡使用不同偏光方向之左眼鏡片(例如水平偏光方向)和右眼鏡片(例如垂直偏光方向),使得其中一眼僅能看到垂直偏振的光線,而另一眼僅能看到水平偏振的光線。因此,使用者之左眼僅能看到相對應之左眼影像,使用者之右眼僅能看到相對應之右眼影像。左眼影像和右眼影像包含相同畫面內容但視差不同,因此能在使用者的腦中疊合為具有景深及層次感之立體影像。
第1圖為先前技術之立體影像顯示裝置運作時之示意圖。縱軸代表掃描線,橫軸代表時間,L代表左眼影像,R代表右眼影像,θL和θR代表相位調變面板因液晶分子旋轉而形成的相位變化量,FL代表左眼影像圖框週期,FR代表右眼影像圖框週期,而F3D代表立體影像圖框週期。液晶面板需交替顯示左眼影像L和右眼影像R,相位調變面板需交替地在特定相位變化量θL和θR之間切換。在理想狀況下,液晶分子可立即從一特定旋轉角度切換至另一特定旋轉角度,亦即液晶顯示面板之畫素切換顯示左右眼畫面和相位調變面板切換模式之間可以同步。然而在實際情形下,液晶分子之旋轉需要一段時間。以120赫茲的操作頻率為例,左眼影像圖框週期FL和右眼影像圖框週期FR之長度各約為8.3毫秒,而相位調變面板亦會每隔8.3毫秒切換其液晶分子之旋轉角度,但在切換
後大約需要一段反應時間TLC(約為4.2毫秒)才能完全轉到預定角度。換而言之,在反應時間TLC內,使用者在理想狀況下只會看到單一左眼影像或單一右眼影像,而在實際情形下卻會同時看到左眼影像和右眼影像,此種畫面干擾(crosstalk)會大幅影響顯示品質。
本發明提供一種立體影像顯示方法,其包含在一立體影像之一圖框週期內,提供對應於該立體影像之一左眼畫面和一右眼畫面,其中該圖框週期包含一第一子圖框週期至一第四子圖框週期,該左眼畫面包含一第一左眼子畫面和一第二左眼子畫面,且該右眼畫面包含一第一右眼子畫面和一第二右眼子畫面;在該第一子圖框週期內,在一顯示面板上之一第一區域內顯示該第一左眼子畫面,且在該顯示面板上之一第二區域內顯示一固定灰階畫面,其中該第一區域和該第二區域彼此不重疊;在該第二子圖框週期內,在該第一區域內顯示該固定灰階畫面,且在該第二區域內顯示該第一右眼子畫面;在該第三子圖框週期內,在該第一區域內顯示該第二右眼子畫面,且在該第二區域內顯示該固定灰階畫面;以及在該第四子圖框週期內,在該第一區域內顯示該固定灰階畫面,且在該第二區域內顯示該第二左眼子畫面。
本發明另提供一種立體影像顯示方法,其包含在一立體影像之一圖框週期內,提供對應於該立體影像之一左眼畫面和一右眼畫面、相關於該左眼畫面之一左眼子畫面、相關於該右眼畫面之一右眼子畫面,和一固定灰階畫面,其中該圖框週期包含一第一子圖框週期和一第二子圖框週期,且該左眼子畫面、該右眼子畫面和該固定灰階畫面各具有該左眼畫面或該右眼畫面之一半解析度;在該
第一子圖框週期內,在一顯示面板上之一第一區域內顯示該左眼子畫面,且在該顯示面板上之一第二區域內顯示該固定灰階畫面,其中該第一區域和該第二區域彼此不重疊;且在該第二子圖框週期內,在該第一區域內顯示該固定灰階畫面,且在該第二區域內顯示該右眼子畫面。
本發明另提供一種立體影像顯示裝置,其包含一顯示面板、一相位調變面板和一控制器。該顯示面板包含彼此不重疊之一第一區域和一第二區域,用來在一立體影像之一圖框週期內顯示對應於該立體影像之一左眼畫面和一右眼畫面,其中該圖框週期包含一第一子圖框週期至一第四子圖框週期,該左眼畫面包含一第一左眼子畫面和一第二左眼子畫面,且該右眼畫面包含一第一右眼子畫面和一第二右眼子畫面。該相位調變面板用來使該第一左眼子畫面和該第二左眼子畫面具備一第一偏振狀態,以及使該第一右眼子畫面和該第二右眼子畫面具備一第二偏振狀態。該控制器用來控制該顯示面板,使其在該第一子圖框週期內在該第一區域內顯示該第一左眼子畫面,且在該第二區域內顯示一固定灰階畫面;在該第二子圖框週期內在該第一區域內顯示該固定灰階畫面,且在該第二區域內顯示該第一右眼子畫面;在該第三子圖框週期內在該第一區域內顯示該第二右眼子畫面,且在該第二區域內顯示該固定灰階畫面;以及在該第四子圖框週期內在該第一區域內顯示該固定灰階畫面,且在該第二區域內顯示該第二左眼子畫面。
本發明另提供一種立體影像顯示裝置,其包含一顯示面板、一控制器,和一相位調變面板。該顯示面板包含彼此不重疊之一第一區域和一第二區域,用來在一圖框週期內顯示相關於一立體
影像之畫面,其中該立體影像包含一左眼畫面和一右眼畫面,而該圖框週期包含一第一子圖框週期和一第二子圖框週期。該控制器用來控制該顯示面板,使其在該第一子圖框週期內在該第一區域內顯示一左眼子畫面,且在該第二區域內顯示一固定灰階畫面;以及在該第二子圖框週期內在該第一區域內顯示該固定灰階畫面,且在該第二區域內顯示一右眼子畫面。其中,該左眼子畫面相關於該左眼畫面;該右眼子畫面相關於該右眼畫面;且該左眼子畫面、該右眼子畫面和該固定灰階畫面各具有該左眼畫面或該右眼畫面之一半解析度。該相位調變面板用來使該左眼子畫面具備一第一偏振狀態,以及使該右眼子畫面具備一第二偏振狀態。
10‧‧‧液晶顯示面板
11、12、21、22‧‧‧透明基板
13‧‧‧畫素電極
15、25‧‧‧液晶層
20‧‧‧相位調變面板
14、23‧‧‧共用電極
24‧‧‧驅動電極
30‧‧‧控制器
100‧‧‧立體影像顯示裝置
PX‧‧‧畫素
X‧‧‧第一區域
Y‧‧‧第二區域
L‧‧‧左眼畫面
R‧‧‧右眼畫面
L1、L2‧‧‧左眼子畫面
R1、R2‧‧‧右眼子畫面
F1~F4‧‧‧子圖框週期
FL‧‧‧左眼影像圖框週期
FR‧‧‧右眼影像圖框週期
F3D‧‧‧立體影像圖框週期
第1圖為先前技術之立體影像顯示裝置運作時之示意圖。
第2圖為本發明實施例中一立體影像顯示裝置之功能方塊圖。
第3圖為本發明立體影像顯示裝置中液晶顯示面板和相位調變面板之結構示意圖。
第4圖至第9圖為本發明實施例中立體影像顯示方法之示意圖。
第10圖為本發明其它實施例中立體影像顯示方法之示意圖。
立體影像串擾(3D cross-talk)是用來評價立體影像顯示品質的重要指標。立體影像串擾意指左眼在看到左眼影像的同時也看到右眼影像,或右眼在看到右眼影像的同時也看到左眼影像的情形。若發生立體影像串擾,左右眼影像無法在大腦中融合成有深度感的立體影像。在主動偏光式(active retarder)立體顯示技術中,立體影像串擾產生的主要原因在於顯示器在灰階之間切換時,液晶
反應速度過慢,造成相位調變面板已完成影像光的相位調變,但液晶顯示器尚未完成左/右眼影像切換,使得觀看者看到錯誤的影像,因而產生立體影像串擾。
第2圖為本發明實施例中一立體影像顯示裝置100之功能方塊圖。立體影像顯示裝置100包含一液晶顯示面板10、一相位調變面板20,和一控制器30。控制器30可控制液晶顯示面板10和相位調變面板20之運作,使得液晶顯示面板10可在相對應週期內顯示左眼影像和右眼影像,而相位調變面板20可對光線造成不同相位延遲,如此左右眼影像分別具備不同偏振狀態。
第3圖為立體影像顯示裝置100中液晶顯示面板10和相位調變面板20之結構示意圖。液晶顯示面板10包含一透明基板11、一透明基板12、一畫素電極13、一共用電極14,和一液晶層15。液晶層15設置於畫素電極13和共用電極14之間,提供包含複數個畫素PX之顯示陣列。當透過畫素電極13和共用電極14施加不同驅動電壓時,可改變液晶層15中液晶分子的旋轉角度,使得每一畫素PX能到達相對應之灰階以顯示左眼影像或右眼影像。
相位調變面板20包含一透明基板21、一透明基板22、一共用電極23、複數個驅動電極24和一液晶層25。透明基板彼此平行設置。共用電極23設置於透明基板21上面向透明基板22之一側,驅動電極24設置於透明基板22面向透明基板21之一側。在本發明之實施例中,相位調變面板20之驅動電極24可平行於液晶顯示面板10之行畫素或列畫素,每一驅動電極24可對應於液晶顯示面板10之特定單一列畫素、特定單一行畫素、特定複數列畫素或特
定複數行畫素。液晶層25設置於共用電極23和驅動電極24之間。透過施加不同電壓至共用電極23和驅動電極24,可使液晶層25之液晶分子呈現不同角度,因此能對光線造成不同相位延遲,使得左右眼影像分別具備不同偏振狀態。
第4圖至第6圖為本發明實施例中立體影像顯示方法之示意圖。本發明可將液晶顯示面板10之畫素分為一第一區域X和一第二區域Y,可在一圖框週期F3D內顯示一完整的立體影像。假設一完整立體影像包含一完整左眼畫面L和一完整右眼畫面R,完整左眼畫面L對應於一左眼圖框週期FL,而完整右眼畫面R對應於一右眼圖框週期FR,其中F3D=FL+FR。本發明將圖框週期F3D分為四個子圖框週期F1~F4,將完整左眼畫面L分為一第一左眼子畫面L1和一第二左眼子畫面L2,並將完整右眼畫面R分為一第一右眼子畫面R1和一第二右眼子畫面R2。控制器30可控制液晶顯示面板10之運作,使其在特定子圖框週期內,僅在其中一區域內顯示相對應之子畫面,而在另一區域內顯示固定灰階之畫面。同時,控制器30可控制相位調變面板20之運作,透過旋轉液晶分子來對光線造成不同相位延遲,使得第一左眼子畫面L1和第二左眼子畫面L2具備一特定偏振狀態,而第一右眼子畫面R1和第二右眼子畫面R2具備另一特定偏振狀態。
第7圖至第9圖為本發明實施例中立體影像顯示方法之示意圖。本發明可將液晶顯示面板10之畫素分為一第一區域X和一第二區域Y,可在一圖框週期F3D內顯示一完整的立體影像。假設一完整立體影像包含一完整左眼畫面L和一完整右眼畫面R,完整左眼畫面L對應於一左眼圖框週期FL,而完整右眼畫面R對應於一
右眼圖框週期FR,其中F3D=FL+FR。本發明將圖框週期F3D分為兩個子圖框週期F1~F2,完整左眼畫面L由一左眼子畫面L1和一固定灰階之畫面所構成,完整右眼畫面R由一右眼子畫面R1和一固定灰階之畫面所構成,其中左眼子畫面L1、右眼子畫面R1和固定灰階之畫面各具有完整左眼畫面L或完整右眼畫面R的一半解析度。控制器30可控制液晶顯示面板10之運作,使其在特定子圖框週期內,僅在其中一區域內顯示相對應之子畫面,而在另一區域內顯示固定灰階之畫面。同時,控制器30可控制相位調變面板20之運作,透過旋轉液晶分子來對光線造成不同相位延遲,使得左眼子畫面L1具備一特定偏振狀態,而右眼子畫面R1具備另一特定偏振狀態。
在本發明之一實施例中,液晶顯示面板10之第一區域X第二區域Y各包含複數列畫素,例如第一區域X可包含液晶顯示面板10左半側之畫素,而第二區域Y可包含液晶顯示面板10右半側之畫素,如第4圖和第7圖所示。
在本發明之另一實施例中,液晶顯示面板10之第一區域X第二區域Y各包含複數行畫素,例如第一區域X可包含液晶顯示面板10上半側之畫素,而第二區域Y可包含液晶顯示面板10下半側之畫素,如第5圖和第8圖所示。
在本發明之另一實施例中,液晶顯示面板10之第一區域X第二區域Y各包含複數個子畫素陣列,例如第一區域X可包含液晶顯示面板10左上側之子畫素陣列和右下側之子畫素陣列,而第二區域Y可包含液晶顯示面板10左下側之子畫素陣列和右上側之子
畫素陣列,如第6圖和第9圖所示。
在第4圖至第6圖上方所示之實施例中,在子圖框週期F1內,液晶顯示面板10在第一區域X內顯示第一左眼子畫面L1,且在第二區域Y內顯示一固定灰階畫面(由斜線區域來表示);在子圖框週期F2內,液晶顯示面板10在第一區域X顯示一固定灰階畫面,且在第二區域Y內顯示第一右眼子畫面R1;在子圖框週期F3內,液晶顯示面板10在第一區域X內顯示第二右眼子畫面R2,且在第二區域Y內顯示一固定灰階畫面;在子圖框週期F4內,液晶顯示面板10在第一區域X顯示一固定灰階畫面,且在第二區域Y內顯示第二左眼子畫面L2。換而言之,左眼圖框週期FL包含子圖框週期F1和F3,而右眼圖框週期FR包含子圖框週期F2和F4。
在第4圖至第6圖下方所示之實施例中,在子圖框週期F1內,液晶顯示面板10在第一區域X內顯示第一左眼子畫面L1,且在第二區域Y內顯示一固定灰階畫面(由斜線區域來表示);在子圖框週期F2內,液晶顯示面板10在第一區域X顯示一固定灰階畫面,且在第二區域Y內顯示第二左眼子畫面L2;在子圖框週期F3內,液晶顯示面板10在第一區域X內顯示第一右眼子畫面R1,且在第二區域Y內顯示一固定灰階畫面;在子圖框週期F4內,液晶顯示面板10在第一區域X顯示一固定灰階畫面,且在第二區域Y內顯示第二右眼子畫面R2。換而言之,左眼圖框週期FL包含子圖框週期F1和F2,而右眼圖框週期FR包含子圖框週期F3和F4。
在第7圖至第9圖上方所示之實施例中,在子圖框週期F1內,液晶顯示面板10在第一區域X內顯示左眼子畫面L1,且在
第二區域Y內顯示一固定灰階畫面(由斜線區域來表示);在子圖框週期F2內,液晶顯示面板10在第一區域X顯示一固定灰階畫面,且在第二區域Y內顯示右眼子畫面R1。在第7圖至第9圖下方所示之實施例中,在子圖框週期F1內,液晶顯示面板10在第一區域X內顯示一固定灰階畫面,且在第二區域Y內顯示左眼子畫面L1;在子圖框週期F2內,液晶顯示面板10在第一區域X顯示右眼子畫面R1,且在第二區域Y內顯示一固定灰階畫面。
第10圖為本發明其它實施例中液晶顯示面板10運作時之示意圖。空白處代表第一區域,而斜線處代表第二區域。在第10圖左方所示之實施例中,第一區域和第二區域可各包含複數個列區塊,彼此交錯排列,每一列區塊包含至少一條列畫素;在第10圖中央所示之實施例中,第一區域和第二區域可各包含複數個行區塊,彼此交錯排列,每一行區塊包含至少一條行畫素;在第10圖右方所示之實施例中,第一區域和第二區域可各包含複數個之子陣列,彼此棋盤式排列,每一子陣列包含至少一個畫素。
在先前技術中,顯示面板之畫素需在鄰近的灰階之間切換,常會因為作用在液晶分子上的作用力太小而需要較長反應時間,容易造成畫面干擾。在本發明中,顯示面板之畫素係在特定灰階和一固定灰階之間切換,進而提高液晶分子所需之角度變化,以避免液晶反應時間過長所造成之畫面干擾,因此能改善立體影像的顯示品質。
10‧‧‧液晶顯示面板
X‧‧‧第一區域
Y‧‧‧第二區域
L1、L2‧‧‧左眼子畫面
R1、R2‧‧‧右眼子畫面
F1~F4‧‧‧子圖框週期
Claims (15)
- 一種立體影像顯示方法,其包含:在一立體影像之一圖框週期內,提供對應於該立體影像之一左眼畫面和一右眼畫面,其中該圖框週期包含一第一子圖框週期至一第四子圖框週期,該左眼畫面包含一第一左眼子畫面和一第二左眼子畫面,且該右眼畫面包含一第一右眼子畫面和一第二右眼子畫面;在該第一子圖框週期內,在一顯示面板上之一第一區域內顯示該第一左眼子畫面,且在該顯示面板上之一第二區域內顯示一固定灰階畫面,其中該第一區域和該第二區域彼此不重疊;在該第二子圖框週期內,在該第一區域內顯示該固定灰階畫面,且在該第二區域內顯示該第一右眼子畫面;在該第三子圖框週期內,在該第一區域內顯示該第二右眼子畫面,且在該第二區域內顯示該固定灰階畫面;以及在該第四子圖框週期內,在該第一區域內顯示該固定灰階畫面,且在該第二區域內顯示該第二左眼子畫面。
- 如請求項1所述之立體影像顯示方法,其中該第二子圖框週期係接續於該第一子圖框週期,該第三子圖框週期係接續於該第二子圖框週期,而該第四子圖框週期係接續於該第三子圖框週期。
- 如請求項1所述之立體影像顯示方法,其中該第四子圖框週期係接續於該第一子圖框週期,該第二子圖框週期係接續於該第 三子圖框週期,而該第三子圖框週期係接續於該第四子圖框週期。
- 如請求項1所述之立體影像顯示方法,其中該顯示面板包含一畫素陣列,該第一區域和該第二區域各包含該畫素陣列中相對應之複數列畫素。
- 如請求項1所述之立體影像顯示方法,其中該顯示面板包含一畫素陣列,該第一區域和該第二區域各包含該畫素陣列中相對應之複數行畫素。
- 如請求項1所述之立體影像顯示方法,其中該顯示面板包含一畫素陣列,該第一區域和該第二區域各包含該畫素陣列中相對應之複數個子畫素陣列。
- 如請求項1所述之立體影像顯示方法,其中該左眼畫面和該右眼畫面係具備不同偏振狀態。
- 一種立體影像顯示方法,其包含:在一立體影像之一圖框週期內,提供對應於該立體影像之一左眼畫面和一右眼畫面、相關於該左眼畫面之一左眼子畫面、相關於該右眼畫面之一右眼子畫面,和一固定灰階畫面,其中該圖框週期包含一第一子圖框週期和一第二子圖框週期,且該左眼子畫面、該右眼子畫面和該固定灰階畫面各具有該左眼畫面或該右眼畫面之一半解析度;在該第一子圖框週期內,在一顯示面板上之一第一區域內顯示 該左眼子畫面,且在該顯示面板上之一第二區域內顯示該固定灰階畫面,其中該第一區域和該第二區域彼此不重疊;且在該第二子圖框週期內,在該第一區域內顯示該固定灰階畫面,且在該第二區域內顯示該右眼子畫面。
- 如請求項8所述之立體影像顯示方法,其中該第二子圖框週期係接續於該第一子圖框週期。
- 如請求項8所述之立體影像顯示方法,其中該顯示面板包含一畫素陣列,該第一區域和該第二區域各包含該畫素陣列中相對應之複數列畫素。
- 如請求項8所述之立體影像顯示方法,其中該顯示面板包含一畫素陣列,該第一區域和該第二區域各包含該畫素陣列中相對應之複數行畫素。
- 如請求項8所述之立體影像顯示方法,其中該顯示面板包含一畫素陣列,該第一區域和該第二區域各包含該畫素陣列中相對應之複數個子畫素陣列。
- 如請求項8所述之立體影像顯示方法,其中該左眼畫面和該右眼畫面係具備不同偏振狀態。
- 一種立體影像顯示裝置,其包含:一顯示面板,其包含彼此不重疊之一第一區域和一第二區域,用來在一立體影像之一圖框週期內顯示對應於該立體影像 之一左眼畫面和一右眼畫面,其中該圖框週期包含一第一子圖框週期至一第四子圖框週期,該左眼畫面包含一第一左眼子畫面和一第二左眼子畫面,且該右眼畫面包含一第一右眼子畫面和一第二右眼子畫面;一相位調變面板,用來使該第一左眼子畫面和該第二左眼子畫面具備一第一偏振狀態,以及使該第一右眼子畫面和該第二右眼子畫面具備一第二偏振狀態;以及一控制器,用來控制該顯示面板,使其:在該第一子圖框週期內在該第一區域內顯示該第一左眼子畫面,且在該第二區域內顯示一固定灰階畫面;在該第二子圖框週期內在該第一區域內顯示該固定灰階畫面,且在該第二區域內顯示該第一右眼子畫面;在該第三子圖框週期內在該第一區域內顯示該第二右眼子畫面,且在該第二區域內顯示該固定灰階畫面;以及在該第四子圖框週期內在該第一區域內顯示該固定灰階畫面,且在該第二區域內顯示該第二左眼子畫面。
- 一種立體影像顯示裝置,其包含:一顯示面板,其包含彼此不重疊之一第一區域和一第二區域,用來在一圖框週期內顯示相關於一立體影像之畫面,其中該立體影像包含一左眼畫面和一右眼畫面,而該圖框週期包含一第一子圖框週期和一第二子圖框週期;一控制器,用來控制該顯示面板,使其:在該第一子圖框週期內在該第一區域內顯示一左眼子畫面,且在該第二區域內顯示一固定灰階畫面;以及在該第二子圖框週期內在該第一區域內顯示該固定灰階畫 面,且在該第二區域內顯示一右眼子畫面,其中;該左眼子畫面相關於該左眼畫面;該右眼子畫面相關於該右眼畫面;且該左眼子畫面、該右眼子畫面和該固定灰階畫面各具有該左眼畫面或該右眼畫面之一半解析度;以及一相位調變面板,用來使該左眼子畫面具備一第一偏振狀態,以及使該右眼子畫面具備一第二偏振狀態。
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