TWI427324B - 顯示方法 - Google Patents

Description

顯示方法

本發明是有關於一種立體顯示器，且特別是有關於一種立體顯示器的顯示方法。

隨著科技的進步與發達，人們對於物質生活以及精神層面的享受一向都只有增加而從未減少。以精神層面而言，在這科技日新月異的年代，人們希望能夠藉由顯示裝置來實現天馬行空的想像力，以達到身歷其境的效果。因此，如何使顯示裝置呈現立體的圖像或影像，便成為現今顯示裝置技術亟欲達到的目標。

就使用外觀而言，立體顯示技術可大致分成戴眼鏡式(stereoscopic)及裸眼式(auto-stereoscopic)。現在戴眼鏡式立體顯示技術已經發展成熟，並廣泛用到某些特殊用途上，如軍事模擬或大型娛樂等。然而，戴眼鏡的不方便與不舒適，使得戴眼鏡式立體顯示器未能普及於一般民生娛樂上。因此，裸眼式立體顯示器逐漸發展並成為新潮流。

裸眼式立體顯示器約可分成全像式(holographic type)、體積式(volumetric type)、成對立體影像式(parallax images)及觀者追跡式(tracking-based type)，其中成對立體影像式比較接近現代平面顯示方式，也是目前商業化產品的主流。

更詳細地來說，成對立體影像式依其顯示機制又可分成時間多工(time-multiplexed)及空間多工(spatial-multiplexed)的方式。時間多工方式主要是利用特殊設計的分光機制，將左右眼影像連續地個別送到左右眼，以達到立體顯示效果。空間多工方式則是將顯示畫面間隔地劃分為左右眼影像顯示區域，利用視差阻障元件(parallax barrier)或微透鏡陣列(lenticular screen)同時將影像分別投向左右眼，以達到立體效果。

圖1是習知一種使用微透鏡陣列之立體顯示器的畫素陣列之局部示意圖。圖1中每一行次畫素(sub-pixel)上方的字母R、G或B表示該行之次畫素的顏色，其中R表示紅色，G表示綠色，B表示藍色。請參照圖1，習知立體顯示器是使用微透鏡陣列使畫素陣列100分成9組顯示群組Un，其中n為整數，且1≦n≦9。這些顯示群組Un可顯示出9種視角的影像，當我們於某個角度下觀賞該立體顯示器時，我們的左右眼會接受到這些不同視角的影像，則在我們感受下會成為一個立體的影像。此外，每一顯示群組Un包括多個次畫素Vn，且每一顯示群組Un的次畫素Vn組成多個實體畫素(physical pixel)。

如圖1中的立體顯示器的畫素陣列100原本為6x6個畫素點(R、G及B組成一個畫素)，但是由於3D立體影像的需求，原本的每一個畫素點皆需要由9個顯示群組Un來表示，所以造成實際上所顯示的畫素的下降。以圖2為例，圖2是圖1之顯示群組U1的次畫素之示意圖。請參照圖2，以顯示群組U1為例，在此6x6畫素中實際上其次畫素V1只能組成2×2個實體畫素P1，其中每一實體畫素是由一紅色次畫素V1、一藍色次畫素V1以及一綠色次畫素V1所組成。

在習知技術中，由於立體顯示器的畫素陣列100是區分成9個顯示群組，故每一顯示群組所顯示的影像之解析度將大幅降低。舉例來說，若立體顯示器包括1920×1080個實體畫素，則每一顯示群組僅包括640×360個實體畫素。換言之，每一顯示群組的解析度僅為640×360，因此立體顯示器的顯示品質較差。

本發明提供一種顯示方法，以提高立體顯示器的顯示品質。

本發明提出一種顯示方法，其適用於一立體顯示器中。立體顯示器具有一顯示面板與多個柱狀透鏡(lenticular lens)。顯示面板具有多排次畫素，每一排次畫素中的這些次畫素沿著一第一方向排列，且多排次畫素沿著一第二方向排列。第一方向實質上垂直於第二方向。同一排次畫素中的這些次畫素的顏色彼此相同，且多排次畫素的顏色沿著第二方向依序循環地改變。每一柱狀透鏡沿著一第三方向延伸，且這些柱狀透鏡沿著一第四方向排列。第三方向實質上垂直於第四方向，且第三方向相對第一方向傾斜。這些次畫素分成多個顯示群組，每一顯示群組所包含的這些次畫素之數量為多數個，且每一顯示群組適於顯示出一種視角的影像。此顯示方法包括下列步驟。首先，藉由每一顯示群組之這些次畫素組成多個邏輯畫素，其中每一邏輯畫素包括一第一次畫素、一第二次畫素與一第三次畫素，第一次畫素、第二次畫素與第三次畫素分別位於不同的三排次畫素中且具有彼此不同的顏色，且在同一顯示群組中，每一邏輯畫素至少與一相鄰之邏輯畫素共用部分次畫素。之後，根據一立體影像資料使這些次畫素顯示出相對應的灰階，以使這些顯示群組顯示出多種視角的影像。

在本發明之一實施例中，每一顯示群組的次畫素是排列於多條彼此平行的參考直線上，且這些參考直線皆與第三方向實質上平行。

本發明又提出一種顯示方法，其適用於一立體顯示器中。此立體顯示器具有多個顯示群組，其中每一顯示群組包括多個次畫素。每一顯示群組適於顯示出一種視角的影像。此顯示方法包括下列步驟：首先，藉由每一顯示群組之次畫素組成多個邏輯畫素(logical pixel)。每一邏輯畫素包括一第一次畫素、一第二次畫素與一第三次畫素。在同一顯示群組中，每一邏輯畫素至少與一相鄰之邏輯畫素共用部分次畫素。接著，根據一立體影像資料使次畫素顯示出相對應的灰階，以使顯示群組顯示出多種視角的影像。

在本發明一實施例中，上述之每一顯示群組包括多個實體畫素，且每一實體畫素包括第一次畫素其中之一、第二次畫素其中之一以及第三次畫素其中之一。立體顯示器劃分成多個區塊，每一區塊包括每一顯示群組的2×2個實體畫素。組成邏輯畫素的方法是藉由每一區塊之每一顯示群組的2×2個實體畫素組成3×3個邏輯畫素。

在本發明一實施例中，上述根據立體影像資料使次畫素顯示出相對應的灰階之方法包括下列步驟：首先，根據每一次畫素的位置查詢一第一對照表(look-up table)，以得到每一次畫素所對應的一第一數值。接著，根據每一第一數值查詢一第二對照表，以得知每一第一次畫素包含於特定M個邏輯畫素，其中M為自然數。之後，使每一次畫素顯示出特定M個邏輯畫素之平均灰階值。

在本發明之一實施例中，被包含於相同的M個邏輯畫素的這些次畫素會對應至相同的第一數值。

在本發明之一實施例中，第一對照表中的這些第一數值之二維排列順序與這些第一數值所分別對應的這些次畫數之二維排列順序相同。

在本發明之一實施例中，第二對照表中的這些第一數值是依照數值的大小來排列，而這些第一數值所對應的特定M個邏輯畫素位於對應的這些第一數值旁之欄位。

本發明因使每一邏輯畫素至少與一相鄰之邏輯畫素共用部分次畫素，所以可增加各視角的影像解析度，進而提升立體顯示器的顯示品質。

為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。

圖3A為本發明之一實施例之立體顯示器的爆炸圖，而圖3B是本發明一實施例之一立體顯示器的畫素陣列示意圖。請參照圖3A與圖3B，本實施例之立體顯示器300包括一背光模組310、一顯示面板320及多個柱狀透鏡330。顯示面板320具有畫素陣列200，換言之，顯示面板320具有多排次畫素322，每一排次畫素322中的這些次畫素322沿著一第一方向D1排列，且此多排次畫素322沿著一第二方向D2排列，其中第一方向D1實質上垂直於第二方向D2。同一排次畫素322中的這些次畫素322的顏色彼此相同。舉例而言，圖3B中每一排次畫素322上方的字母R、G或B表示該排之次畫素的顏色，其中R表示紅色，G表示綠色，B表示藍色。此外，此多排次畫素322的顏色沿著第二方向D2依序循環地改變，如圖3B中此多排次畫素322的顏色沿著第二方向D2依序為紅、綠、藍、紅、綠、藍…在本實施例中，次畫素322的顏色可用紅色濾光膜、綠色濾光膜及藍色濾光膜來達成。每一柱狀透鏡330沿著一第三方向D3延伸，且這些柱狀透鏡330沿著一第四方向D4排列，其中第三方向D3相對第一方向D1傾斜。在本實施例中，第三方向D3與第一方向D1的夾角θ例如為9.46度，但本發明並不以此為限。

本發明所提之顯示方法適用於一立體顯示器中。在本實施例中，此顯示方法適用於立體顯示器300，其中顯示面板320例如為一液晶顯示面板，但本發明並不以此為限。在其他實施例中，此顯示方法亦可適用於其他種類的顯示器，例如有機發光二極體顯示器(organic light-emitting diode display,OLED display)、電漿顯示器(plasma display panel,PDP)或陰極射線管顯示器(cathode ray tube display)等，換言之，顯示面板320可以用有機發光二極體顯示面板、電漿顯示面板或陰極射線管來取代。

此立體顯示器300的畫素陣列200之這些次畫素322可分成多個顯示群組Un，其中n為整數。本實施例是以立體顯示器具有9個顯示群組為例，所以1≦n≦9。此外，每一顯示群組Un所包含的次畫素322的數量為多數個，換言之，每一顯示群組Un包括多個次畫素Vn。舉例而言，這些次畫素V1組成顯示群組U1，而這些次畫素V2組成顯示群組U2。每一顯示群組Un適於顯示出一種視角的影像。換言之，在本實施例中，立體顯示器可顯示9種視角的影像。在本實施例中，每一顯示群組Un的這些次畫素Vn是排列於多條彼此平行的參考直線上，且這些參考直線皆與第三方向D3實質上平行。舉例而言，顯示群組U1的這些次畫素V1是配置於多條參考直線N1上，且這些參考直線N1皆與第三方向D3實質上平行。

圖4是本發明一實施例之顯示方法的步驟圖。請參照圖3B與圖4，本實施例之顯示方法包括下列步驟：首先，如步驟S110所示，藉由每一顯示群組Un之次畫素Vn組成多個邏輯畫素Ln。在本實施例中，由於第三方向D3相對第一方向D1傾斜，因此邏輯畫素Ln的排列方式類似於三角排列(delta arrangement)方式。每一邏輯畫素Ln包括一第一次畫素、一第二次畫素與一第三次畫素。在本實施例中，第一次畫素、第二次畫素與第三次畫素分別位於不同的三排次畫素322中且具有彼此不同的顏色。而且，在同一顯示群組Un中，每一邏輯畫素Ln至少與一相鄰之邏輯畫素Ln共用部分次畫素Vn。舉例來說，顯示群組U1的次畫素V1(1,1)、V1(2,6)、V1(3,2)組成一邏輯畫素L1，顯示群組U1的次畫素V1(2,6)、V1(1,10)、V1(3,11)組成另一邏輯畫素L1，且此兩邏輯畫素L1共用次畫素V1(2,6)。此外，第一次畫素、第二次畫素與第三次畫素的顏色不同。舉例來說，第一次畫素的顏色為紅色，第二次畫素的顏色為綠色，而第三次畫素的顏色為藍色。

更詳細地說，每一顯示群組Un包括多個實體畫素Pn，且每一實體畫素Pn包括第一次畫素其中之一、第二次畫素其中之一以及第三次畫素其中之一。此外，立體顯示器劃分成多個區塊210，而每一區塊210包括每一顯示群組Un的2×2個實體畫素Pn。組成邏輯畫素Ln的方法是藉由每一區塊210之每一顯示群組Un的2×2個實體畫素Pn組成3×3個邏輯畫素Ln。

以顯示群組U1為例，次畫素V1(1,1)、V1(2,6)、V1(3,2)組成一實體畫素P1(1,1)，次畫素V1(1,10)、V1(3,11)、V1(2,15)組成一實體畫素P1(1,2)，次畫素V1(5,3)、V1(4,7)、V1(6,8)組成一實體畫素P1(2,1)，次畫素V1(5,12)、V1(4,16)、V1(6,17)組成一實體畫素P1(2,2)。

承上述，藉由實體畫素P1(1,1)、P1(1,2)、P1(2,1)、P1(2,2)組成3×3個邏輯畫素L1之方法如下：藉由次畫素V1(1,1)、V1(2,6)、V1(3,2)組成一邏輯畫素L1(1,1)；藉由次畫素V1(2,6)、V1(1,10)、V1(3,11)組成一邏輯畫素L1(1,2)；藉由次畫素V1(1,1O)、V1(3,11)、V1(2,15)組成一邏輯畫素L1(1,3)；藉由次畫素V1(3,2)、V1(2,6)、V1(4,7)組成一邏輯畫素L1(2,1)；藉由次畫素V1(2,6)、V1(4,7)、V1(3,11)組成一邏輯畫素L1(2,2)；藉由次畫素V1(3,11)、V1(2,15)、V1(4,16)組成一邏輯畫素L1(2,3)；藉由次畫素V1(5,3)、V1(4,7)、V1(6,8)組成一邏輯畫素L1(3,1)；藉由次畫素V1(4,7)、V1(6,8)、V1(5,12)組成一邏輯畫素L1(3,2)；藉由次畫素V1(5,12)、V1(4,16)、V1(6,17)組成一邏輯畫素L1(3,3)。

接著，如步驟S120所示，根據一立體影像資料使次畫素V1～V9顯示出相對應的灰階，以使顯示群組U1～U9顯示出多種視角的影像。

圖5是使次畫素顯示出相對應的灰階之方法的步驟示意圖。請參照圖3B與圖5，根據立體影像資料使次畫素V1～V9顯示出相對應的灰階之方法包括下列步驟：由於每一邏輯畫素Ln至少與一相鄰之邏輯畫素Ln共用部分次畫素Vn，所以必須根據要顯示的畫面來決定每一次畫素所要對應的灰階方法；例如在圖5中的V1(2,6)包含於特定4個邏輯畫素，即邏輯畫素L1(1,1)、L1(1,2)、L1(2,1)、L1(2,2)，也就是說該一次畫素V1(2,6)所要表現出來的灰階值應該為四個邏輯畫素L1(1,1)、L1(1,2)、L1(2,1)、L1(2,2)的平均值，在實際應用上可以設計對照表來進行此一影像灰階的查表。根據上述的邏輯畫素Ln與次畫素Vn的關係，我們可以將每一個次畫素Vn其相對應的邏輯畫素Ln關係設計成為兩個對照表，第一對照表將每一區塊210中每一次畫素所要表現的邏輯畫素Ln做整理，將包含有相同的邏輯畫素Ln的次畫素Vn賦予同一第一數值，再將此第一數值所代表對應的邏輯畫素Ln整理於第二對照表中，如此可以簡化每一個次畫素Vn灰階值的計算。在本實施例中，第一對照表中的這些第一數值之二維排列順序與這些第一數值所分別對應的這些次畫素之二維排列順序相同。此外，在本實施例中，第二對照表中的這些第一數值是依照數值的大小來排列，而這些第一數值所對應的特定M個邏輯畫素位於對應的這些第一數值旁之欄位。以下以圖5說明如何利用該兩個對照表查詢每一次畫素Vn所應對應的灰階值。首先，根據每一次畫素Vn的位置查詢一第一對照表，以得到每一次畫素Vn所對應的一第一數值。舉例來說，依據次畫素V1(2,6)的位置查詢第一對照表所得到之對應的第一數值為21。

接著，根據每一第一數值查詢一第二對照表，以得知每一第一次畫素包含於特定M個邏輯畫素Ln，其中M為自然數。以次畫素V1(2,6)為例，根據第一數值為21來查詢第二對照表可得知次畫素V1(2,6)包含於特定4個邏輯畫素，即邏輯畫素L1(1,1)、L1(1,2)、L1(2,1)、L1(2,2)。

之後，使每一次畫素Vn顯示出特定M個邏輯畫素之平均灰階值。以次畫素V1(2,6)為例，若邏輯畫素L1(1,1)、L1(1,2)、L1(2,1)、L1(2,2)之所需之藍色灰階值分別為110、120、130、140，則次畫素V1(2,6)所需顯示的灰階值為(110+120+130+140)/4。亦即，次畫素V1(2,6)所需顯示的灰階值為125。

由於本實施例之顯示方法利用邏輯畫素之概念，使每一邏輯畫素Ln至少與一相鄰之邏輯畫素Ln共用部分次畫素Vn，所以能使每一區塊210內之每一顯示群組Un的解析度從2×2提高至3×3。如此，能大幅提高每一顯示群組Un所顯示的影像之品質，所以本實施例之顯示方法可有效提升立體顯示器的顯示品質。

需注意的是，上文中所說明的每一區塊210包括2×2個實體畫素，以及藉由2×2個實體畫素Pn組成3×3個邏輯畫素Ln的方法僅為舉例之用，並非用以限定本發明。只要是藉由每一顯示群組Un之次畫素Vn組成多個邏輯畫素Ln，且相鄰的邏輯畫素Ln共用部分次畫素，均在本發明之範疇內。此外，在圖5中所列出的第一對照表與第二對照表內的各數值僅為舉例之用。任何所屬技術領域中具有通常知識者在參照本發明之後，當可自行設計相似的對照表，惟其仍應屬於本發明之範疇內。

雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100、200．．．畫素陣列

210．．．區塊

300．．．立體顯示器

310．．．背光模組

320．．．顯示面板

330．．．柱狀透鏡

322、V1～V9．．．次畫素

D1．．．第一方向

D2．．．第二方向

D3．．．第三方向

D4．．．第四方向

N1．．．參考直線

P1．．．實體畫素

S110．．．藉由每一顯示群組之次畫素組成多個邏輯畫素

S120．．．根據一立體影像資料使次畫素顯示出相對應的灰階，以使顯示群組顯示出多種視角的影像

圖1是習知一種使用微透鏡陣列之立體顯示器的畫素陣列之局部示意圖。

圖2是圖1之顯示群組U1的次畫素之示意圖。

圖3A為本發明之一實施例之立體顯示器的爆炸圖。

圖3B是本發明實施例之一立體顯示器的畫素陣列的示意圖。

圖4是本發明一實施例之顯示方法的步驟圖。

圖5是使次畫素顯示出相對應的灰階之方法的步驟示意圖。

S110．．．藉由每一顯示群組之次畫素組成多個邏輯畫素

S120．．．根據一立體影像資料使次畫素顯示出相對應的灰階，以使顯示群組顯示出多種視角的影像

Claims (11)

1. 一種顯示方法，適用於一立體顯示器中，該立體顯示器具有一顯示面板與多個柱狀透鏡，該顯示面板具有多排次畫素，每一排次畫素中的該些次畫素沿著一第一方向排列，且該多排次畫素沿著一第二方向排列，該第一方向實質上垂直於該第二方向，同一排次畫素中的該些次畫素的顏色彼此相同，該多排次畫素的顏色沿著該第二方向依序循環地改變，每一柱狀透鏡沿著一第三方向延伸，且該些柱狀透鏡沿著一第四方向排列，該第三方向實質上垂直於該第四方向，該第三方向相對該第一方向傾斜，該些次畫素分成多個顯示群組，每一顯示群組所包含的該些次畫素之數量為多數個，且每一顯示群組適於顯示出一種視角的影像，該顯示方法包括：藉由每一顯示群組之該些次畫素組成多個邏輯畫素，其中每一邏輯畫素包括一第一次畫素、一第二次畫素與一第三次畫素，該第一次畫素、該第二次畫素與該第三次畫素分別位於不同的三排次畫素中且具有彼此不同的顏色，且在同一顯示群組中，每一邏輯畫素至少與一相鄰之邏輯畫素共用部分次畫素；以及根據一立體影像資料使該些次畫素顯示出相對應的灰階，以使該些顯示群組顯示出多種視角的影像其中根據該立體影像資料使該些次畫素顯示出相對應的灰階之方法包括：根據每一次畫素的位置查詢一第一對照表，以得到每 一次畫素所對應的一第一數值；根據每一第一數值查詢一第二對照表，以得知每一次畫素包含於特定M個該邏輯畫素，其中M為自然數；以及使每一次畫素顯示出特定M個該邏輯畫素之平均灰階值。
2. 如申請專利範圍第1項所述之顯示方法，其中每一顯示群組包括多個實體畫素，且每一實體畫素包括該些第一次畫素其中之一、該些第二次畫素其中之一以及該些第三次畫素其中之一，該立體顯示器劃分成多個區塊，每一區塊包括每一顯示群組的2×2個該實體畫素，而組成該些邏輯畫素的方法是藉由每一區塊之每一顯示群組的2×2個實體畫素組成3×3個該邏輯畫素。
3. 如申請專利範圍第1項所述之顯示方法，其中被包含於相同的M個該邏輯畫素的該些次畫素會對應至相同的該第一數值。
4. 如申請專利範圍第3項所述之顯示方法，其中該第一對照表中的該些第一數值之二維排列順序與該些第一數值所分別對應的該些次畫數之二維排列順序相同。
5. 如申請專利範圍第3項所述之顯示方法，其中該第二對照表中的該些第一數值是依照數值的大小來排列，而該些第一數值所對應的該特定M個邏輯畫素位於對應的該些第一數值旁之欄位。
6. 如申請專利範圍第1項所述之顯示方法，其中每一 顯示群組的該些次畫素是排列於多條彼此平行的參考直線上，且該些參考直線皆與該第三方向實質上平行。
7. 一種顯示方法，適用於一立體顯示器中，該立體顯示器具有多個顯示群組，其中每一顯示群組包括多個次畫素，且每一顯示群組適於顯示出一種視角的影像，該顯示方法包括：藉由每一顯示群組之該些次畫素組成多個邏輯畫素，其中每一邏輯畫素包括一第一次畫素、一第二次畫素與一第三次畫素，且在同一顯示群組中，每一邏輯畫素至少與一相鄰之邏輯畫素共用部分次畫素；以及根據一立體影像資料使該些次畫素顯示出相對應的灰階，以使該些顯示群組顯示出多種視角的影像，其中根據該立體影像資料使該些次畫素顯示出相對應的灰階之方法包括：根據每一次畫素的位置查詢一第一對照表，以得到每一次畫素所對應的一第一數值；根據每一第一數值查詢一第二對照表，以得知每一次畫素包含於特定M個該邏輯畫素，其中M為自然數；以及使每一次畫素顯示出特定M個該邏輯畫素之平均灰階值。
8. 如申請專利範圍第7項所述之顯示方法，其中每一顯示群組包括多個實體畫素，且每一實體畫素包括該些第一次畫素其中之一、該些第二次畫素其中之一以及該些第 三次畫素其中之一，該立體顯示器劃分成多個區塊，每一區塊包括每一顯示群組的2×2個該實體畫素，而組成該些邏輯畫素的方法是藉由每一區塊之每一顯示群組的2×2個實體畫素組成3×3個該邏輯畫素。
9. 如申請專利範圍第7項所述之顯示方法，其中被包含於相同的M個該邏輯畫素的該些次畫素會對應至相同的該第一數值。
10. 如申請專利範圍第9項所述之顯示方法，其中該第一對照表中的該些第一數值之二維排列順序與該些第一數值所分別對應的該些次畫數之二維排列順序相同。
11. 如申請專利範圍第9項所述之顯示方法，其中該第二對照表中的該些第一數值是依照數值的大小來排列，而該些第一數值所對應的該特定M個邏輯畫素位於對應的該些第一數值旁之欄位。