TWI428630B - Parallax raster - type three - dimensional image display device - Google Patents

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TWI428630B TW098128986A TW98128986A TWI428630B TW I428630 B TWI428630 B TW I428630B TW 098128986 A TW098128986 A TW 098128986A TW 98128986 A TW98128986 A TW 98128986A TW I428630 B TWI428630 B TW I428630B
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Description

視差光柵式三次元影像顯示之裝置
本發明一種視差光柵式三次元影像顯示之裝置，係針對習知視差光柵所產生橫方向鬼影之現象，以及針對平面顯示螢幕次畫素排列之構成，提出一垂直式條狀視差光柵設計之方法，可滿足以最少鬼影，以顯示多視景三次元影像之要求，達到最佳三次元影像顯示之目的。
如圖1所示，係習知垂直式條狀視差光柵之示意圖。該垂直式條狀視差光柵(Vertical Strip Parallax Barrier)10之基本光學結構，係由一垂直條狀之透光元件11(令其水平寬度為B 0 、垂直高度為H)、與垂直條狀之遮蔽元件12(令其水平寬度為、垂直高度為H)所構成，該透光元件11與遮蔽元件12，係於水平方向，以多次重複交替排列之方式，以構成一具W×H面積之視差光柵作用區15。
對應於該垂直式條狀視差光柵10，如圖2所示，係習知多視景3D影像構成之示意圖(以下以四視景為例說明之)。該四視景3D影像20之顯示，一般係透過一平面顯示器螢幕(如液晶、電漿、OLED顯示器)，以顯示該四視景3D影像20。該平面顯示器螢幕，係具有(M+1)×(N+1)個次畫素單元(sub-pixel)21所構成，其中該單一個次畫素單元21具有P×h之影像顯示面積。是以，該四視景3D影像20之影像顯示最大面積即為W ' ×H ' ，其中，W ' =P (M +1)、H ' =h (N +1)。於實際之設計上，一般會令W ~W ' 且H ~H ' 。
另外，該四視景3D影像20，主要係由具有等視差效果之四個視景影像Vj,i 所排列而合成。其中，V為視景之編號數、且0≦V≦3；i,j則為次畫素單元21之位置、且0≦i≦M、0≦j≦N。該排列合成之方法，係對於任一水平線上(如j =j ')，令該四視景影像之排列Vj,i ，以次畫素為單位、且對應於i之位置，並以i=4m+k(m為含零之正整數、k=0~3)之規則，依次填入視景影像k j ',4 m + k 。另外，對於任一垂直線上(如i =i '，其中i '=4m ×k 、m為含零之正整數且k =0~3)，令該四視景影像之排列Vj,i ，以次畫素為單位、且對應於j之位置，依次填入同一k視景影像第i '行之視景影像k j , i ' 。
由於該垂直式條狀視差光柵10光學結構之特徵，即所具有垂直條狀之透光元件11、與垂直條狀之遮蔽元件12，只會在水平方向上，藉由透光與遮蔽之作用，達到對多視景3D影像分離之效果。是以，只需針對單一水平結構做探討，即可達到解析其光學特徵之目的。
如圖3所示，係習知四視景視差光柵式3D影像顯示器顯示原理之示意圖。
對於四視景之影像Vi,j ，係以次畫素(sub-pixel)為單位，依次排列在顯示螢幕100上(為簡化圖示，只圖示一水平線上部份構成之影像，並以V0 、V1 、V2 、V3 取代Vi,j )，透過四視景視差光柵110之作用，即可在最佳觀賞距離(Optimum Viewing Distance,Z0 )上，四個最佳視點(Best Viewing Point)P0 、P1 、P2 、P3 處(令最佳視點間之距離為L V )，各自觀看到該四視景影像V0 、V1 、V2 、V3 。是以，只要觀看者雙眼120、121(令其雙眼間距為L E )之位置，是定位在該任意兩相鄰之最佳視點之上時(即具有L E =L V 之關係)，即可觀看到一完美之立體影像。該四個最佳視點P0 、P1 、P2 、P3 所涵蓋之範圍，即構成一可視區(Viewing Zone)。是以，視差光柵之作用，係於最佳觀賞距離上、且於四個最佳視點P0 、P1 、P2 、P3 處，對於多視景3D影像，具有視景完全分離之功效。另外，該最佳視點之距離L V ，係由下列公式所決定：
其中，B 0 為視差光柵110開口之寬度，P為次畫素之寬度。
該最佳觀賞距離Z0 (係距顯示螢幕100之距離)，則由下列公式所決定：
其中，L B 為視差光柵110設置之距離(係距顯示螢幕100之距離)。
該公式(1)與(2)之理論推導，可參閱以下之論文：“Theory of Parallax Barriers”,Sam H. Kaplan,Vol. 59,Journal of the SMPTE,1952)。
1952年，Kaplan所發表之論文，雖提及公式(1)及(2)之計算，但對鬼影現象、以及視差光柵最佳之設計，未曾提出任何討論。時至今日，雖有中華民國專利申請案號：097135421，曾對鬼影之現象，提出討論與解決之方法，但對於不同雙眼間距與觀賞位置，所造成之鬼影現象，卻未曾見提出任何解決之方案。以下，針對上述兩種現象，先其說明產生之原因後，再提出解決之方法。
如圖4所示，係於最佳觀賞距離上，視景V0 、V1 、V2 、V3 之可視範圍L S 。該可視範圍之產生，請詳閱中華民國專利申請案號：097135421。於最佳觀賞距離Z0 上，對於單一之視景V0 ~V3 ，其可視範圍係具有L S =2L V 之關係。是以，對於單一之視景V0 ~V3 ，其可視範圍係與其相鄰兩視景之可視範圍重疊，此現象即成為鬼影產生之最根本原因。亦即，於水平方向上，當觀賞者的雙眼間距不同於最佳視點距離L V 、或雙眼觀賞位置不在最佳視點P0 ~P3 位置上時，即產生鬼影之現象，以下簡稱此鬼影現象為橫方向之鬼影。
如圖5所示，係雙眼間距L E ≠L V 時，所產生之鬼影現象。假設左眼120係定位在最佳視點P2 ，但因雙眼間距L E ≠L V ，使得右眼121偏離最佳視點P1 ，是以，右眼121可同時觀看到視景V1 與V2 (當L E <L V 時)、或者同時觀看到視景V1 與V0 (當L E >L V 時，未示於圖上)。
如圖6所示，係因觀看位置之錯誤，所產生之鬼影現象。縱使雙眼間距L E =L V 時，但由於觀看位置之錯誤，使得左眼120同時觀看到視景V1 與V2 、而右眼121則同時觀看到視景V0 與V1 。
本發明一種視差光柵式三次元影像顯示之裝置，其主要目的係針對習知視差光柵所產生橫方向鬼影之現象，以及針對平面顯示螢幕次畫素排列之構成，提出一垂直式條狀視差光柵設計之方法，可滿足以最少鬼影，以顯示多視景三次元影像之要求，達到最佳三次元影像顯示之目的。
如圖7~9所示，係一般平面顯示螢幕次畫素排列構成之示意圖。如圖7所示，係次畫素為條狀(Strip)排列之示意圖。如圖8所示，係次畫素為馬賽克(Mosaic)狀排列之示意圖。如圖9所示，係次畫素為三角狀(Triangle)排列之示意圖。該上述三種排列之方式，係為習知平面顯示器200，其螢幕210上次畫素排列220常用之結構，此處不再贅述。
不論何種排列之結構，如圖10所示，皆具有相同之單一次畫素結構221，皆具有相同之單一次畫素結構221，該單一次畫素結構221主要係由一彩色濾光片(Color Filter)223及一黑色邊界(Black Matrix)225所構成。該次畫素結構221之大小為P w ×P h ，其中，P w 為次畫素水平之寬度、P h 為次畫素垂直之寬度。該彩色濾光片223之大小為C w ×C h ，其中，C w 為彩色濾光片水平之寬度、C h 為彩色濾光片垂直寬度。而該黑色邊界225於水平、垂直方向的半寬度則各為b w 、b h ，並具有下列之關係。
b w =(P w -C w )/2　(3)
b h =(P h -C h )/2　(4)
為方便圖示與說明習知視差光柵所產生橫鬼影現象之改善，以下皆以雙視景視差光柵為例說明之。
如圖11所示，係習知雙視景視差光柵設計與雙視景3D影像顯示之示意圖。該雙視景影像V0 、V1 ，係以次畫素為單位，依序顯示在顯示螢幕100上，透過雙視景視差光柵110之作用，即可在最佳觀賞距離Z0 上之兩個最佳視點P0 、P1 處(令最佳視點間之距離為LV 、且LV =LE )，各自觀看到該雙視景影像V0 、V1 。基於此顯像之條件，雙視景視差光柵110開口寬度之設計、與裝置之距離需如下設計。為方便說明以下之計算，設定一座標係(X,Z)，並令顯示螢幕100之顯示面係垂直於Z軸，該座標原點係設定於V0 次畫素之中心、且Z軸通過最佳視點P0 。
首先，令該顯示螢幕100上次畫素之寬度為P(P係可為P w 或P h )、彩色濾光片之寬度為C(當P =P w 時，C =C w 或當P =P h 時，則C =C h )、黑色邊界之寬度為2b(當P =P w 時，b =b w 或當P =P h 時，則b =b h )。另外，令雙視景視差光柵110上開口寬度為B 0 、遮蔽寬度為、且設定最佳觀賞距離為Z0 。是以，根據公式(1)、(2)，計算可得視差光柵之設計參數B 0 與L B ，如下：
另外，另一視差光柵必要之設計參數，即視差光柵110上遮蔽寬度之計算，係可根據下列公式計算取得：
其中，N為多視景之視景數，此處N=2。
以上，係為一般視差光柵設計之習知方法，且適用於視景數N≧2之多視景3D影像之顯示(亦即，本發明中所謂的多視景3D影像，係指視景數N≧2)。根據式(5)~(7)所設計之視差光柵，一般具有L V =L E 、且L S =2L V 之關係。另外，視差光柵具有水平分離多視景3D影像之光學特徵，是以，上述之設計方法，於水平方向上，亦適用於傾斜式視差光柵(slant parallax barrier)與傾斜步階式視差光柵(slant and step parallax barrier)之設計。如前述，如此所設計之視差光柵，容易產生橫方向鬼影之現象。為了改善此問題，本專利提出一新的設計之方法，可克服因觀賞者的雙眼間距之不同、或雙眼觀賞位置不在最佳視點位置上時，所產生鬼影之現象。
【實施例一】
如圖12所示，係本發明實施例一構成之示意圖，主要係根據相鄰視景可視範圍為無重疊之條件，以設計視差光柵。針對上述之問題，本專利所提出之設計方法，如圖12所示，其根本上，係適當縮小視差光柵110上開口之寬度B 0 至B t (令其縮小量為ΔB )，使得於最佳觀賞距離Z0 上，各視景之可視範圍LS ，縮減至一半，即LS =LV =LE ，即可令各相鄰視景之可視範圍，達到無重疊之狀態。是以，可有效解決不同之雙眼間距、或雙眼觀賞位置不在最佳視點位置上時，所產生橫向鬼影之現象。該ΔB之計算公式，如下：
是以，根據定義B t =B 0 -ΔB 及式(8)，視差光柵開口之寬度B t 即成為：
另外，根據定義、式(7)及式(8)，視差光柵遮蔽寬度即成為：
當B t 取得之後，即可計算最大無鬼影容許觀看範圍Δx e 。如圖13所示，該Δx e 係定義當觀看位置偏離(如向右)最佳觀看位置P0 時、以不看到黑色邊界為條件，且可完全觀看到視景影像V0 之極限位置。該Δx e 之計算公式，如下：
一般，人類之兩眼平均間距約為65~70mm，且因個人之差異，具有約5mm之分布偏差值。是以，只要該最大無鬼影容許觀看範圍Δx e ，超過兩眼間距分布之偏差值(即5mm)，即可克服因兩眼間距之差異，所造成之橫向鬼影之問題。根據公式(11)，如C/P=0.8時，則Δx e =0.3L V ，即x e =21mm (因L V =L E =70mm )。是以，可完全解決因兩眼間距之差異，所造成橫向鬼影之問題，並容許雙眼可以較大偏離最佳是點之位置，以觀賞無鬼影之3D影像。
當觀看位置超過Δx e 時，如圖14所示，即進入亮度衰減區，亦即同時觀看到視景影像V0 與黑色邊界。是以，隨著觀看位置的右移，視景影像V0 逐漸變暗。最後，當觀看位置達到L v /2時，則完全看不到視景影像V0 ，呈現全黑之影像。是以，令亮度衰減區寬度為Δx BM 。該Δx BM 之計算公式，如下：
Δx BM =L v -Δx e 　(12)
將式(11)代入式(12)，可得
另外，當雙眼之觀看位置是處於該亮度衰減區內時，事實上亦無鬼影之存在。然而，卻具有視景影像亮度變暗之缺失。
雖然，加大C/P值可增加Δx e ，但根據式(9)，亦導致視差光柵開口Bt 的縮小，會降低視景影像V0 之亮度。如圖15所示，定義一物理量Δx C 。該Δx C 之量，係透過該視差光柵開口Bt ，對於視景影像V0 ，眼睛實際可受光之長度(Δx C 以下簡稱為受光長度)，其值如下計算：
Δx C =P -C =2b 　(14)
另外，再定義一亮度比R，以顯示視差光柵開口縮小後亮度之變化，如下：
其中，如圖11所示，C即為視差光柵開口縮小前，視差光柵開口寬度為B0 時，眼睛實際可受光之長度。另外，根據公式(14)，視差光柵開口縮小後，亮度比成為
是以，C/P值越大，會導致亮度之下降。如C/P=0.8時，則R =1/4，即亮度縮減至四分之一。
綜上所述視差光柵之設計，係以L S =L V =L E 為條件，即各相鄰視景之可視範圍為無重疊之條件下，所設計出之視差光柵，其特性如圖16所示。
圖16，係根據公式(8)、(11)、(16)對C/P做圖，以顯示視差光柵之設計參數ΔB /B 0 、Δx e /L V 、R與顯示螢幕次畫素結構參數C/P之關係。其中，ΔB /B 0 與C/P成正比之關係，亦即，C/P越大，視差光柵開口需縮得越小。此外，Δx e /L V 與C/P亦成正比之關係，而R與C/P則近乎成反比之關係。是以，提高C/P值，雖然可得到較大之Δx e /L V 值，即提高最大無鬼影容許觀看範圍，但也同時嚴重降低視景之亮度比。另外，C/P越小，雖然可得到較高之亮度比，Δx e /L V 值卻反向下降，亦即容易觀看到亮度變暗之視景影像。
由於現有顯示器製造技術之提高(如TFT液晶面板)，C/P值可高過0.8，根據前述之計算，本方法所設計之視差光柵，其所呈現視景影像之亮度，將降至原最大亮度之四分之一。當然，可透過提高顯示器本身光源之亮度，以改善此缺失。但提高顯示器光源之亮度，會增加製造成本、及消費電力，於經濟面上，並非為有效之解決方法。是以，本專利針對此亮度下降之問題，以下，再提出改善之設計方法。
【實施例二】
相較於上述之各相鄰視景可視範圍無重疊之設計(其設計之條件為LS =LV =LE )，本專利所提出改善之設計方法，係根據LV =LE 之條件、並對視差光柵開口寬度，由原B t 適當放大至，以增加視景亮度。其設計之步驟，如下說明。
如前所述，對於視景影像V0 ，眼睛實際可受光之亮度，係正比於受光長度Δx C (即透過視差光柵開口所觀看到次畫素之長度)。是以，放大視差光柵開口之寬度，即可增大受光長度。如圖17所示，首先放大受光長度至、並令其具有下列之關係：
其中，定義n為開口放大倍率，且n≧1之正實數，且必須滿足下列之關係：
亦即，視差光柵開口寬度之放大，最大只能達C。是以，放大視差光柵開口之寬度後，亮度比R ' 成即成為
根據，即可求得視差光柵開口之寬度，如下式：
是以，根據定義及式(20)，可得如下：
決定之後，即可計算出視景之可視範圍，如下式：
另外，如圖18所示，亦可計算取得最大無鬼影容許觀看範圍，如下式：
另外，如圖19所示，當觀看位置由向右移動時，即進入亮度衰減區，該亮度衰減區最右端位置之取得，可如下式計算：
另外，再令式(24)減式(23)，即可計算出亮度衰減區寬度，如下式：
最後，當觀看位置由再向右移動時，即進入鬼影區，該鬼影區之最右端位置即為。是以，再令式(22)減式(24)，即可計算出鬼影區寬度，如下式：
將式(25)帶入式(26)，可得與之關係，如下：
綜上所述，為了減少橫向鬼影之問題，本發明視差光柵設計之方法，基本上係針對顯示螢幕次畫素結構參數C/P值，首先根據式(5)、(7)，以取得B 0 、。其次，以各相鄰視景可視範圍為無重疊之條件(即L S =L V =L E )，再根據式(9)，以縮小視差光柵開口之寬度至B t ，即可達有效增加最大無鬼影容許觀看範圍Δx e 、並可得鬼影區寬度Δx G =0。然而，對於較大C/P值(如0.8以上)之設計，根據式(14)~(16)，因視差光柵開口寬度之縮小，卻造成視景亮度之下降。是以，本發明再提出一改善設計之方法，以同時兼顧最大容許觀看範圍與視景亮度。
該改善之方法，係根據式(17)、(18)，以適當放大視差光柵開口之寬度(亦即選取適當之n值)，然後根據式(19)、(23)、(25)、(27)，以取得亮度比R ' 、最大無鬼影容許觀看範圍、亮度衰減區寬度、鬼影區寬度。
如圖20所示，係該R ' 、對C/P、與n所做模擬計算之結果。如何從該模擬計算之數值中，以選取適當之n值，即成為本發明改善設計方法首要之課題。如圖20所示，對於任一顯示螢幕次畫素結構參數C/P值及模擬計算R ' 、之數值，首先必須令最大無鬼影容許觀看範圍大於雙眼間距之分布偏差值ΔL E (如)，亦即需滿足下列之基本條件：
方能克服兩眼間距差異所造成鬼影之問題。是以，根據式(17)、(23)、(28)，n之值可為：
其次，於儘量不降低亮度比R ' 之原則條件下，儘量選取較大之最大無鬼影容許觀看範圍，即可決定最終之n值。選取較大之最大無鬼影容許觀看範圍，其效果係等於降低鬼影區寬度，方能達到減低因雙眼觀看位置錯誤時，所產生鬼影之現象。另外，係一與n無關之固定值。例如：
當C/P=0.8，令n=2時，可得R ' =0.5、、、。
當C/P=0.9，令n=3時，可得R ' =0.33、、、。
如前述所提，本發明係針對顯示螢幕上次畫素寬度P、彩色濾光片寬度C、及黑色邊界寬度2b等參數，所提出之視差光柵之設計。另外，該P、C、及2b之值，係決定於次畫素排列之方式。是以，本發明垂直式條狀視差光柵之設計，亦與顯示螢幕上次畫素排列之結構有關。
如圖21所示，係水平條狀排列次畫素與垂直式條狀視差光柵開口關係之示意圖。該水平條狀排列次畫素之結構，係具有水平條狀顏色分佈之特徵，亦即R、G、B各次畫素，係沿水平方向，依次排列所構成；而於垂直方向，則由同一顏色之次畫素排列所構成。另外，多視景影像V0 、V1 (以雙視景為例)，亦以次畫素為單位，沿水平方向依次排列所構成。是以，本發明垂直式條狀視差光柵開口222，係可針對該沿水平方向排列之多視景影像V0 、V1 ，於水平方向上，達到視景影像分離之功效。
如圖22所示，係垂直條狀排列次畫素與垂直式條狀視差光柵開口關係之示意圖。該垂直條狀排列次畫素之結構，係具有垂直條狀顏色分佈之特徵，亦即R、G、B各次畫素，係沿垂直方向，依次排列所構成；而於水平方向，則為同一顏色之次畫素排列所構成。另外，多視景影像V0 、V1 (以雙視景為例)，亦以次畫素為單位，沿水平方向依次排列所構成。是以，本發明垂直式條狀視差光柵開口222，係可針對該沿水平方向排列之多視景影像V0 、V1 ，於水平方向上，達到視景影像分離之功效。
如圖23所示，係垂直馬賽克狀排列次畫素與垂直式條狀視差光柵開口關係之示意圖。該垂直馬賽克狀排次畫素之結構，係令單一次畫素之長邊Ph ，係置於垂直之方向，即Ph ＞Pw 。另外，多視景影像V0 、V1 (以雙視景為例)，亦以次畫素為單位，沿水平方向依次排列所構成。是以，本發明垂直式條狀視差光柵開口222，係可針對該沿水平方向排列之多視景影像V0 、V1 ，於水平方向上，達到視景影像分離之功效。
如圖24所示，係水平馬賽克狀排列次畫素與垂直式條狀視差光柵開口關係之示意圖。該水平馬賽克狀排列次畫素之結構，係令單一次畫素之長邊Pw ，係置於水平之方向，即Pw ＞Ph 。另外，多視景影像V0 、V1 (以雙視景為例)，亦以次畫素為單位，沿水平方向依次排列所構成。是以，本發明垂直式條狀視差光柵開口222，係可針對該沿水平方向排列之多視景影像V0 、V1 ，於水平方向上，達到視景影像分離之功效。
如圖25所示，係三角狀排列次畫素與垂直式條狀視差光柵開口關係之示意圖。該三角狀排列次畫素之結構，係具有垂直條狀顏色分佈之特徵，亦即R、G、B各次畫素之排列，係沿垂直方向，依次排列所構成。另外，多視景影像V0 、V1 (以雙視景為例)，亦以次畫素為單位，沿水平方向依次排列所構成。是以，本發明垂直式條狀視差光柵開口222，係可針對該沿水平方向排列之多視景影像V0 、V1 ，於水平方向上，達到視景影像分離之功效。
10．．．垂直式條狀視差光柵
11．．．垂直條狀之透光元件
12．．．垂直條狀之遮蔽元件
15．．．視差光柵作用區
20．．．四視景3D影像
21．．．次畫素單元
100．．．顯示螢幕
110．．．視差光柵
120、121．．．觀看者之左、右眼
200．．．平面顯示器
210．．．螢幕
220．．．次畫素排列
221．．．單一次畫素結構
222．．．垂直式條狀視差光柵之開口
223．．．彩色濾光片
225．．．黑色邊界
W×H．．．視差光柵作用區之面積
(M+1)×(N+1)．．．平面顯示器螢幕次畫素單元之總數
P．．．單一次畫素之水平寬度
h．．．單一次畫素之垂直高度
W' ×H’．．．顯示器螢幕影像顯示之最大面積
Vj,i ．．．視景影像
V．．．視景之編號數
i、j、i '、j '、m、k．．．次畫素單元之位置
V0 、V1 、V2 、V3 ．．．多視景3D影像
Z0 ．．．最佳觀賞距離
P0 、P1 、P2 、P3 ．．．最佳視點
L B ．．．視差光柵之設置距離
L V ．．．最佳視點間之距離
L E ．．．雙眼平均之間距
ΔL E ．．．雙眼間距之分布偏差值
P w ．．．次畫素水平寬度
P h ~．．．次畫素垂直寬度
C．．．彩色濾光片水平寬度
C w ．．．彩色濾光片水平寬度
C h ．．．彩色濾光片垂直寬度
b w ．．．黑色邊界水平半寬度
b h ．．．黑色邊界垂直半寬度
2b．．．黑色邊界水平寬度
(X,Z)．．．座標係
L S 、．．．視景之可視範圍
B0 、B t 、．．．視差光柵開口之寬度
ΔB 、ΔB ' ．．．視差光柵開口縮小之量
．．．視差光柵遮蔽之寬度
N．．．視景數
Δx e 、．．．最大無鬼影容許觀看範圍
．．．亮度衰減區最右端之位置
Δx BM 、．．．亮度衰減區寬度
．．．鬼影區寬度
Δx C 、．．．受光長度
R、R ' ．．．亮度比
n．．．開口放大倍率
圖1所示，係習知垂直式條狀視差光柵之示意圖。
圖2所示，係對應於垂直式條狀視差光柵，習知多視景3D影像構成之示意圖。
圖3所示，係習知四視景視差光柵式3D影像顯示器顯示原理之示意圖。
圖4所示，係於最佳觀賞距離上，視景可視範圍定義之示意圖。
圖5所示，係雙眼間距LE ≠LV 時，所產生鬼影現象之示意圖。
圖6所示，係因觀看位置之錯誤，所產生鬼影現象之示意圖。
圖7所示，係顯示器螢幕次畫素為條狀排列之示意圖。
圖8所示，係顯示器螢幕次畫素為馬賽克狀排列之示意圖。
圖9所示，係顯示器螢幕次畫素為三角狀排列之示意圖。
圖10所示，係單一次畫素結構之示意圖。
圖11所示，係習知雙視景視差光柵設計與雙視景3D影像顯示之示意圖。
圖12所示，係本發明實施例一構成之示意圖。
圖13所示，係本發明實施例一中，最大無鬼影容許觀看範圍定義之示意圖。
圖14所示，係本發明實施例一中，亮度衰減區定義之示意圖。
圖15所示，係本發明實施例一中，受光長度定義之示意圖。
圖16所示，係本發明實施例一所設計視差光柵光學特徵之示意圖。
圖17所示，係本發明實施例二構成之示意圖。
圖18所示，係本發明實施例二中，最大無鬼影容許觀看範圍定義之示意圖。
圖19所示，係本發明實施例二中，亮度衰減區及鬼影區定義之示意圖。
圖20所示，係本發明實施例二中，R ' 、對C/P、與n所做模擬計算之結果。
圖21所示，係水平條狀排列次畫素與垂直式條狀視差光柵開口關係之示意圖。
圖22所示，係垂直條狀排列次畫素與垂直式條狀視差光柵開口關係之示意圖。
圖23所示，係垂直馬賽克狀排列次畫素與垂直式條狀視差光柵開口關係之示意圖。
圖24所示，係水平馬賽克狀排列次畫素與垂直式條狀視差光柵開口關係之示意圖。
圖25所示，係三角狀排列次畫素與垂直式條狀視差光柵開口關係之示意圖。
100．．．顯示螢幕
110．．．多視景視差光柵
P．．．單一次畫素之水平寬度
C．．．彩色濾光片水平寬度
2b．．．黑色邊界水平寬度
V0 、V1 ．．．多視景3D影像
B t ．．．視差光柵開口之寬度
．．．視差光柵遮蔽之寬度
Z0 ．．．最佳觀賞距離
L B ．．．視差光柵之設置距離
P0 、P1 ．．．最佳視點

Claims (9)

  1. 一種視差光柵式三次元影像顯示之裝置，係針對橫向鬼影之現象，提出一解決之方法，主要係由下列裝置所構成：一平面顯示器螢幕，係由複數個R、G、B次畫素單元所構成，該單一個次畫素單元，係由一彩色濾光片與一黑色邊界所構成，其中，該單一個次畫素單元之水平寬度係為P，該彩色濾光片之水平寬度係為C，該黑色邊界之水平寬度係為2b，並具有P=C+2b之關係，另外，該平面顯示器螢幕，係可以次畫素為單位，以顯示一多視景3D影像者；以及一垂直式條狀視差光柵，係由複數個交替排列之垂直條狀透光元件與垂直條狀遮蔽元件所構成，其中，該單一個垂直條狀透光元件之水平寬度係為，而該單一個垂直條狀遮蔽元件之水平寬度係為，另外，該垂直式條狀視差光柵，係可以一裝置距離L B ，裝置於該平面顯示器螢幕之前，並於最佳觀賞距離Z 0 之複數個最佳視點處，可對該多視景3D影像做視景影像完全分離者；該垂直條狀透光元件之水平寬度之設計值，係可由下列公式計算取得： 其中，Bo為視差光柵開口之寬度；另外，該遮蔽元件之水平寬度之設計值，則可由 下列公式計算取得： 其中，n為開口放大倍率，且n為1 n C /2b 之正實數；N為視景數，且N為N≧2之正整數；另外，B 0 係可由下列公式計算取得： 其中，L V 為該最佳視點間之距離；該n值亦可為： 其中，△L E 係為雙眼間距之分布偏差值。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之視差光柵式三次元影像顯示之裝置，其中該L V 係可設定為雙眼之平均間距。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之視差光柵式三次元影像顯示之裝置，其中該雙眼間距之分布偏差值△L E 係可設定為△L E 5mm 。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之視差光柵式三次元影像顯示之裝置，其中該裝置距離L B 與最佳觀賞距離Z 0 具有下列公式之關係：
  5. 如申請專利範圍第1項所述之視差光柵式三次元影像顯示之裝置，其中該些R、G、B次畫素之排列，係可為 一水平條狀排列之結構，亦即該水平條狀排列之結構，具水平條狀顏色分佈排列之特徵，亦即R、G、B各次畫素，係沿水平方向，依次排列所構成；而於垂直方向，則由同一顏色之次畫素排列所構成。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之視差光柵式三次元影像顯示之裝置，其中該些R、G、B次畫素之排列，係可為一垂直條狀排列之結構，亦即該垂直條狀排列之結構，具垂直條狀顏色分佈排列之特徵，亦即R、G、B各次畫素，係沿垂直方向，依次排列所構成；而於水平方向，則由同一顏色之次畫素排列所構成。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之視差光柵式三次元影像顯示之裝置，其中該些R、G、B次畫素之排列，係可為一垂直馬賽克狀排列之結構，亦即該單一次畫素之較長邊，係以平行於垂直之方向設置者。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之視差光柵式三次元影像顯示之裝置，其中該些R、G、B次畫素之排列，係可為一水平馬賽克狀排列之結構，亦即該單一次畫素之較長邊，係以平行於水平之方向設置者。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之視差光柵式三次元影像顯示之裝置，其中該些R、G、B次畫素之排列，係可為一三角狀排列之結構，該三角狀排列結構並具有垂直條狀顏色分佈之特徵，亦即R、G、B各次畫素，係沿垂直方向，依次排列所構成。
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