TW476001B - 3D image display device - Google Patents

Description

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五、創作說明（/ ) (一）發明技術領域： -種犯影像顯示裝置，係針對習知的電子液晶快門眼 鏡，在低_掃_轉的條件下，所造成全視覺空間的閃燦 現象加以改善。本發明係透過一顯示器、_影像偏光處理器' -影像濾拉、-影像同舞及1子液晶偏规鏡，配合 習知的低頻連續交替掃瞒之方式以觀看3D影細時，先利 用偏光的絲方式，賴可能產生_的範關限於顯示器 之螢紅，使之成為視覺空間中之_小部份，並另使用一影 像慮光Is，以適度降健局部嗎之強度，縱使在頻率如 60Hz的低娜關率下，亦可有朗除雌的現象。 (二）發明技術背景： …利用家用電視的傳統顯示器及3D電子液晶快門眼鏡於 觀賞立體影像時，會產生一所謂的『閃爍現象』。造成該『閃 爍現象』的主要原因，75 3D目艮鏡上的電子液晶快門是針對 觀看者的全視覺挪做-透光麵蔽之絲處理，在畫面掃 ，頻率不夠高時，會使得顯示器螢幕以外的環境光源，也隨 著電子液晶快Η低速關與關，而產生_強烈的_現象。 圖-係針對習知3D電子液晶快門眼鏡於低頻下動作時 所產生的卿現象做H _般，綱犯電子液晶快門 眼鏡1於觀賞立体影像時，係根據『連續交替掃瞄』之方式， 將左，體影像L與右立體影像R，連敎替掃畴_顯示器 之螢光幕9上，並藉由同步且交替開關左電子液晶快門2及 本紙張尺度適财關_爾(CNS)A4規格 i7---： ‘ 丨 — •裝 (請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁) --訂---------. 丄

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 右電子液晶快門3，以達顺賞立體影像的目的。，然而，電 子液阳㈣疋針軸不器之螢光幕9.以及所有環境光源8做 一，光與遮光之伽，亦即#左立體影像L被掃糾現於顯 不器的螢光幕9上時，令左電子液晶快門2為開啟之狀態、 且姑電子液晶快門3為咖之狀態，·觀看者的左眼5 可觀看到左立體衫像L、顯示器裝置之影像n及左環境影像 10’而右眼6則無法看到任何影像7 ;另外，冑右立體影像r 被掃目苗出現於顯示_螢光幕9上時，辭右電子液晶快門 3為開啟之狀態、骑左電子液晶快門2為關之狀態，因 此觀看者的右眼6可觀看到右立體影像R、顯示器裝置之影 像15及右環境影像14,而左眼5則無法看到任何影像7。因 此，對於觀看者的左右眼而言，在低頻的影像掃描頻率下， 除了螢光幕的光源會造成閃爍之外，螢光幕以外的環境光源 更造成強烈的閃爍。因此，縱使3D電子液晶快門眼鏡已存 在多年’因閃爍的問題一直無法有效克服，以至於不能配合 低頻掃描的電視，提供一舒適的立體影像的觀賞環境。 (三）發明簡要說明： 本發明一種3D影像顯示裝置，係為針對利用如電視、 監視器、液晶監視器、電漿顯示器、投影機等習用顯示器， 以做為立体顯像之顯示器時，於不改變該顯示器原有之掃描 頻率的條件下’針對習知3D電子液晶快門眼鏡所產生的閃 爍現象加以改進，本發明提出一『局部視覺空間快門處理』 之光學方式，係對於快門開關的光學作用，由原有的全視覺 ______ί 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 丨^----------裝--------tr---------- (請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁) 斗/ουυ丄

五、創作說明（〉） 、 之補縮小並侷限在顯示器螢幕之朗，亦即令 觀看境光源不發生快門_的光學作用，因此對於 上言，所__巾，只有顯示器榮幕 的立體4會造成_，而其他_歧财產 另外，再針對該發生閃爍的影像，做一適當的亮度衰減裸 可去除因掃瞄頻頻過低的問題所造成的閃爍現象 即 (四）發明圖示說明： 圖一係為習知3D電子液晶快門眼鏡於低頻下動作時所產生 的閃爍現象的示意圖； 圖二係為本發明之『局部視覺空間快門處理』的光學原理的 示意圖； 圖二係本發明一種3D影像顯示裝置之系統方塊圖； 圖四A係為本發明之液晶偏光器在遮蔽狀態時之光學作用的 示意圖； 圖四B係係為本發明之液晶偏光器在穿透狀態時之光學作用 的示意圖。 _ϋ ^1· I i·— n -1 n I— ·1 1^1 」-~*Λ^Γ>ν n· i mmtm 1— 11 n νϋ ^ I n an 1 n I— 芽 t (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 圖號說明： 1 3D電子液晶快門眼鏡 2 左電子液晶快門 3 右電子液晶快門 5、 25 觀看者的左眼 6、 26 觀看者的右眼 本紙張尺度_ T _家鮮（CNS)A4規;^1Q x 294f ϋ 476001 C7 D7 五、創作說明（十） 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 7 無影像 8 > 28 環境光源 9〜29 顯示器之螢光幕 10、30 左環境影像 14、31 右環境影像 11 > 15 顯示器裝置之影像 21 可控制偏光方向的偏光眼鏡 22 左偏光 23 右偏光器 41 顯示器 42 影像偏光處理器 43 影像濾光器 44 影像同步器 45 電子液晶偏光眼鏡 46 立體影像 47 晝面掃描之同步信號 48 已極化偏光的立體影像 49 已極化偏光且強度衰減之影像 50 一組左右液晶偏光之驅動信號 51 左液晶偏光Is 52 右液晶偏光 60 導電透明玻璃 61 液晶分子層 62 導電透明玻璃 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ▼裳--------訂----- 參· 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 476001

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 偏光軸為垂直方向的線性偏光片 65、66’具水平偏光之影像 67 遮蔽狀態 料、68、69、70具垂直偏光之影像 L 左立體影像 R 右立體影像 (五）發明詳細說明： 本發明-種3D影細示裝置，係彻『局部視覺空間 快=處理』之光學方式，透過-顯示器絲、—影像偏光處 理器、一影像渡光器、-影像同步器及一電子液晶偏光眼鏡， 以達到去除卿之目的。町，先綱本伽之『局部視覺 空間快Η處理』的光學原理，再提出—實際之實施例。 圖二係說明本發明之『局部視覺空間快門處理』的光學 原理’以下為方便且具體說明本光學原理，有關於極化偏光 的部分皆以線性垂直偏光為例而做說明。對於觀賞者左右眼 的視見空間而έ ’可察覺到的光源來源，可分成顯示器的勞 幕29光源及該螢幕以外環境光源μ。首先，先對顯示器的 螢幕29光源做一極化偏光之處理，使得由螢幕所投射出來的 左右立體影像L、R皆成為垂直偏光之光源，之後再利用一 可控制偏光方向的偏光眼鏡21，令該眼鏡的左、右偏光器 22、23，可根據影像的掃描顯示時間，做同步的偏光狀態之 設定，達到只對顯示器的螢幕29光源做一快門的開關作用， 而對螢幕以外環境光源28則無快門的開關作用。亦即，♦左 本紐尺度適用中關家標準（CNS)A4規& (21G X 2^7公爱）_ --^— — — —^ — — 1 —----------訂 *------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 476001 C7

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 立體影像L被掃瞄出現於顯示器的螢光幕29上時，透過線 性垂直偏光之處理，使左立體影像L.成絲直偏光之光源， 同時令左偏光鏡片22之偏光狀態為垂直偏光，因此可讓左立 體衫像L及環境光源28通過；另夕卜，令右偏光鏡# 23之偏 光狀恶為水平偏光，只允許環境光源28通過但卻濾掉左立體 影像L’因此觀看者的左眼25可觀看到左立體影像L及左環 境影像30，而右眼26則看到右環境影像31但卻無法看到左 立體影像L;另外，當右立體影像&被掃聪出現於顯示器的 螢光幕29上時，透過線性垂直偏光之處理，使右立體影像R 成為垂直偏光之光源，同時令右偏光鏡片23之偏光狀態為垂 直偏光，因此可讓右立體影像R及環境光源28通過；另外， 令左偏光鏡片22之偏光狀態為水平偏光，只允許環境光源 28通過但卻濾掉右立體影像R，因此觀看者的右眼％可觀 看到右立體影像R及右環境影像31，而左眼25則看到左環 境影像30但卻無法看到右立體影像r。 圖三係說明本發明一種3D影像顯示裝置之實施例。本 發明之實施例係包括有一顯示器41、一影像偏光處理器42、 一影像濾光器43、一影像同步器44及一電子液晶偏光眼鏡 45。該顯示器41用以輸出一立體影像46及一畫面掃描之同 步信號47，該晝面掃描之同步信號47的輸出是可以為有線 傳送方式或無線傳送方式，該影像偏光處理器42係接收該立 體影像46，並將其極化偏光後輸出一極化偏光的立體影像 48，該影像濾光器43係接收該極化偏光的立體影像48，並 做一適度之強度衰減後輸出一極化偏光且強度衰減的影像 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) I裝 itp---- # 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 476001 C7 D7 五、創作說明（7 ) 49，該影像同步器44係接收該晝面掃描之同步信號47，並 輸出一組左右液晶偏光器之驅動信號50，該電子液晶偏光眼 鏡45上裝置有一對左、右之液晶偏光器51、52，係接收該 極化偏光且強度衰減的影像49及左右液晶偏光器之驅動信 號50 ’並根據該驅動信號5〇以個別設定該左、右之液晶偏 光器51、52的偏光作用狀態，使得該影像49只可通過左液 晶偏光器51或右液晶偏光器52。 圖四A、B係說明本發明之液晶偏光器之光學作用。該 液晶偏光器主要係由兩導電透明玻璃6〇、62、一液晶分子層 61、一偏光軸為垂直方向的線性偏光片63所組成，該兩導電 透明玻璃60、62主要係用以封裝保護液晶分子層，並可接受 一外部電壓信號者。對於已垂直極化偏光之影像49，該液晶 偏光器可根據驅動信號50產生遮蔽或穿透的光學效果，另 外’對於自然光則只產生穿透之效應而無遮蔽之效果。圖四 A係說明當驅動信號50為零電位時，液晶偏光器可被設定成 為遮光狀態，即對於已垂直極化偏光之影像49，該影像49 可直接穿透導電玻璃60成為具垂直偏光之影像64，經無外 加電壓的液晶分子層61之作用後，該影像64的偏光方向被 旋轉90度成為具水平偏光之影像65，該影像65可直接穿透 ‘電玻璃62成為具水平偏光之影像％，該影像66再經偏光 轴為垂直方向的線性偏光片63的作用後可完全被濾除，成為 遮蔽狀態67。圖四B係說明當驅動信號5〇不為零電位時， 液晶偏光器可被設定成為穿透狀態，即對於已垂直極化偏光 之影像49，該影像49可直接穿透導電玻璃6〇成為具垂直偏 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 x 297公楚） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ▼裝--------訂---- 經 濟 部 智 慧 財 產 局 員 工 消 費 合 作 社 印 製 476001 C7 D7 五、創作說明（f ) 光之影像64，經有外加電壓的液晶分子層61之作用後，該 影像的偏光方向仍維持垂直方向’成為具垂直偏光之影像 68 ’該影像68可直接穿透導電玻璃62成為具垂直偏光之影 像69,該影像69再經偏光軸為垂直方向的線性偏光片63的 作用後可完全通過，成為具垂直偏光之影像70。 C讀先閱讀背面之注咅？事項再填寫本頁} -裝--------訂---- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（2忉x 297公釐）

Claims (1)

1. 申請專利 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 L —種3D影像顯示裝置，係包括有： 一影像顯示器，係用以輸出一立體影像及—晝面掃描之同 步信號，該晝面掃描之同步信號的輸出是可以為有線傳 送方式或無線傳送方式者； —影像偏光處理器，係接收一立體影像，並將其極化偏光 後輪出者； 一影像濾光器，係接收—影像，並將該影像做_適度之強 度衰減後輸出者； 一影像同步器，係接收該畫面掃描之同步信號，並輸出一 組左右液晶偏光器之驅動信號者；以及， 一電子液晶偏光眼鏡，係裝置有一對左、右之液晶偏光器， 用以接收一極化偏光且強度衰減的影像及一左右液晶偏 光器之驅動信號，跟據該驅動信號以個別設定該左、右 之液晶偏光器的偏光作用狀態； 藉由上述之組成，可利用局部視覺空間快門處理之 光學方式，係令快門開關的光學作用只侷限在顯示器螢 幕之範圍上，亦即令顯示器螢幕以外的環境光源不發生 快門開關的光學作用，於配合如電視、監視器、液晶監 視器、電讓顯示器、投影機等習用顯示器以顯示3D影像 時’使本發明可有效消除閃爍的現象。 2·如申請專利範圍第1項所述之一種3D影像顯示裝置中， 該電子液晶偏光眼鏡上所裝置的液晶偏光器主要係包括 有·· 私紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（2G X 291?公爱 --j---；------裝--------訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 476001 A8 B8 _____________ 六、申請專利範圍 二導電透明玻璃，係用以封裝保護液晶分子層，並可接受 一外部電壓信號者； 一液晶分子層，係根據外部電壓信號對具極化偏光之影像 做一光學之作用，於無外部電壓信號時將該極化偏光影 像的偏光方向旋轉90度後輸出該影像，而於有外部電壓 信號時則不改變該極化偏光影像的偏光方向並輸出該影 像者； 一線性偏光片，係針對已極化偏光的影像做一濾除或穿透 的光學作用。 3·如申請專利範圍第1項所述之一種3D影像顯示裝置中， 該影像偏光處理器係可為一線性偏光片。 4.如申請專利範圍第1項所述之一種3D影像顯示裝置中， 該影像濾光器及影像同步器係可裝置在該電子液晶偏光眼 鏡之鏡框内。 —«J—«.——--— *-------^--------- c請先閲讀背面之注意事頊再填寫本買) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 ---— 本紙張尺度適财 i¥ii^(CNS)A4 ^210 χ 297"¥¥)