TWI435301B - 防窺顯示系統 - Google Patents

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Description

防窺顯示系統
本發明係關於一種顯示系統，特別有關一種能夠達到防窺顯示之功用的顯示系統。
顯示裝置已經成為人們生活中不可或缺的用品，現行的顯示裝置除了不斷朝向高畫質、高解析度方面發展外，也陸續開發出許多額外的功能，例如，與觸控板結合而具有的觸控功能、可供不同使用者同時觀看的雙(或多)顯示功能以及立體顯示的功能等。然而，使用者在使用顯示裝置時，特別是便攜式顯示裝置，常常不想讓其他人觀看到其顯示的內容，傳統的顯示裝置因缺乏防窺的功能，故無法滿足使用者對顯示資訊保密的需求。因此，如何開發一種具有防窺功能的顯示裝置，已逐漸成為目前產業界重要的課題之一。
本發明之目的在於提供一種防窺顯示系統，以達到防窺顯示的功用及資訊保密的目的。
為達前述目的，本發明提供一種防窺顯示系統，包含：一影像處理器，接收一影像，並根據該影像產生一馬賽克影像；以及一顯示模組，耦接至該影像處理器，以接收該影像及該馬賽克影像，該顯示模組係用以於一第一訊框期間顯示該影像，並於與該第一訊框期間相鄰的一第二訊框期間顯示該馬賽克影像。
於一實施例中，該防窺顯示系統包含一快門眼鏡，其具有兩個鏡片，該兩鏡片於該第一訊框期間被調整成一穿透狀態，而於該第二訊框期間被調整成一遮蔽狀態。
於一實施例中，該防窺顯示系統包含一動態偏振面板及一偏光眼鏡。該動態偏振面板耦接至該顯示模組，用以在該第一訊框期間將該影像轉為具一第一偏振方向，並在該第二訊框期間將該馬賽克影像轉為具一第二偏振方向。該偏光眼鏡之左右兩個鏡片的穿透軸方向皆與該第一偏振方向相同，用以供觀看該影像。
本發明藉由在第一訊框期間顯示正常影像，並在第二訊框期間顯示馬賽克影像，使正常影像與馬賽克影像交替呈現在螢幕上，藉此，只有戴上特殊眼鏡的使用者才能觀看到正常影像，未戴特殊眼鏡的使用者因該馬賽克影像的干擾而無法清楚辨識螢幕上呈現的影像內容，因此本發明可使得顯示裝置具有防窺的功能。
本發明之防窺顯示系統係可適用於液晶顯示器、有機發光二極體顯示器及電漿顯示器等。簡言之，在顯示裝置之螢幕上顯示影像或影片時，本發明將正常影像與馬賽克影像交替呈現在螢幕上，藉此，只有戴上特殊眼鏡的使用者才能觀看到正常影像，而未戴上該特殊眼鏡的使用者則無法辨識螢幕上呈現的影像內容，因此能夠達到防窺顯示、資訊保密的目的。
第1圖顯示本發明之防窺顯示方法的流程圖。本發明之防窺顯示方法係用於顯示複數個影像，由於每個影像的顯示過程相同，故以下僅針對一個影像的顯示過程來詳加說明。首先，提供一影像或一正常影像(步驟S1)，此影像為欲顯示在螢幕上的影像。接著，根據該影像產生一馬賽克影像(mosaic image)(步驟S2)，該馬賽克影像係對該影像進行處理而產生的，此步驟之具體實現容後詳述。而後，將該影像及該馬賽克影像提供給顯示裝置，顯示裝置相繼地將該影像及該馬賽克影像顯示於螢幕上，也就是說，顯示裝置在第一訊框期間顯示該影像，並在第二訊框期間顯示該馬賽克影像，第一訊框期間與第二訊框期間相鄰(步驟S3)。
需注意的是，亦可先將複數個影像進行處理，根據各個影像分別產生對應的馬賽克影像後，再將這些影像及所產生的馬賽克影像提供給顯示裝置來進行顯示。
再者，在顯示過程中，該些影像與馬賽克影像係交替顯示，其中正常影像可顯示於與其對應的馬賽克影像之前或之後，兩個正常影像之間穿插一個馬賽克影像，如第2圖所示。於一實施方式中，顯示裝置以120Hz的頻率來提供影像資料，正常影像之顯示頻率為60Hz，而馬賽克影像之顯示頻率亦為60Hz。
第3圖顯示本發明之防窺顯示方法中根據一個影像產生馬賽克影像之步驟的流程圖。本發明中，馬賽克影像的產生可包含如下子步驟：
步驟S20：接收一影像(Img)或一正常影像。
步驟S22：將該影像分割成複數個區塊。例如，將該影像分割成a×b個區塊，個別區塊以block(i,j)表示，其中i=1~a，j=1~b，且a、b為整數。
步驟S24：找出每一區塊中各像素的像素資料，據此決定該區塊的參考值。例如，針對每一區塊block(i,j)，找出區塊內之像素中像素資料最大者，作為參考值。例如，找出各個區塊block(i,j)中，紅色像素之資料最大者RMAX (i,j)、綠色像素之資料最大者GMAX (i,j)及藍色像素之資料最大者BMAX (i,j)。
步驟S26：將各區塊之該參考值取代該區塊中的每個像素的像素資料，以形成一區塊影像。假設每一區塊block(i,j)中有c×d個像素，各區塊中之像素的像素資料以P(x,y)表示，其中x=1~c，y=1~d，且c、d為整數。在此步驟中，各區塊內之像素的像素資料P(x,y)全部以RMAX (i,j)、GMAX (i,j)及BMAX (i,j)取代，亦即P(x,y)=(RMAX (i,j),GMAX (i,j),BMAX (i,j))。每一區塊經過上述的取代操作後會各自形成新的區塊，這些新的區塊在其原先位置進行組合後形成的影像，在此稱為區塊影像(BlockImg)。
步驟S28：基於該影像(Img)與該區塊影像(BlockImg)的差值，建立馬賽克影像(MosaicImg)。例如，將該影像與該區塊影像相減，亦即計算該影像與該區塊影像中每個對應像素的像素資料之間的差的絕對值，以建立該馬賽克影像。
在步驟S24中，該參考值為對應區塊之各像素資料中的極值，除了上述找出區塊內的像素資料最大者之外，亦可採用區塊內之像素資料中的最小值，並以此最小值作為參考值，進行步驟S26的取代操作。此外，於另一實施方式中，可採用區塊內之各像素資料中的中值或均值作為參考值，進行步驟S26的取代操作。
由上，本發明藉由在第一訊框期間顯示正常影像，並在第二訊框期間顯示馬賽克影像，使正常影像與馬賽克影像交替呈現在螢幕上，未戴特殊眼鏡的使用者因該馬賽克影像的干擾而無法清楚辨識螢幕上呈現的影像內容，因此本發明可使得顯示裝置具有防窺的功能。
第4圖顯示根據本發明第一實施例實現的防窺顯示系統的示意圖。本發明第一實施例之防窺顯示系統100包含一影像處理器12及一顯示模組14，影像處理器12接收一影像，如一正常影像，並用以根據該影像產生一馬賽克影像，影像處理器12可依據上述提及的步驟S20~S28對該影像進行處理來產生該馬賽克影像。顯示模組14與影像處理器12耦接，顯示模組14接收來自影像處理器12的該影像及該馬賽克影像，顯示模組14亦可直接接收該影像而不再經過影像處理器12。顯示模組14係用以相繼顯示該影像及該馬賽克影像，亦即顯示模組14於第一訊框期間顯示該影像，並於與第一訊框期間相鄰的第二訊框期間顯示該馬賽克影像。此外，影像處理器12可在處理完複數個影像，對應產生多個馬賽克影像後，再將這些影像及馬賽克影像一併傳送至顯示模組14。再者，在顯示過程中，顯示模組14係將複數個影像與複數個馬賽克影像交替顯示，如第2圖所示。
本發明第一實施例之防窺顯示系統100還包含一快門眼鏡18，其具有兩個鏡片，該兩鏡片係同時開(即處於容許光線穿透的穿透狀態)或關(即處於遮蔽光線的狀態)，快門眼鏡18之該兩鏡片的開關頻率與顯示模組14顯示影像的頻率相同，該兩鏡片會在顯示模組14顯示的第一訊框期間被調整成穿透狀態，並會在顯示模組14顯示的第二訊框期間被調整成遮蔽狀態。藉此，當使用者戴上快門眼鏡18時，只會看到正常的影像，而馬賽克影像因被遮蔽而不會傳送到使用者的眼睛。此外，未戴上快門眼鏡18的使用者因正常影像受到馬賽克影像的干擾而無法辨識顯示模組14所呈現的影像內容。
第5圖顯示根據本發明第二實施例實現的防窺顯示系統的示意圖。本發明第二實施例之防窺顯示系統200包含一影像處理器22、一顯示模組24、一動態偏振面板26及一偏光眼鏡28。本發明第二實施例中的影像處理器22及顯示模組24與第一實施例中的影像處理器12及顯示模組14的作用、原理類似，因此在此不再贅述。
本發明之防窺顯示系統200的動態偏振面板26係與顯示模組24耦接，動態偏振面板26用以使來自顯示模組24的正常影像及馬賽克影像具有不同的偏振方向，動態偏振面板26在顯示模組24顯示的第一訊框期間將正常影像轉為具第一偏振方向，並在顯示模組24顯示的第二訊框期間將馬賽克影像轉為具第二偏振方向。於一實施方式中，動態偏振面板26係設置於顯示模組24前側，且位於顯示模組24與偏光眼鏡28之間。
偏光眼鏡28的左右兩個鏡片為偏光片，其左右兩個偏光鏡片的穿透軸方向皆與前述之第一偏振方向相同，偏光眼鏡28僅容許具該第一偏振方向的光線通過，其他偏振方向的光線則被阻擋而無法通過偏光眼鏡28。因此，當使用者戴上偏光眼鏡28，可清楚觀看具該第一偏振方向的正常影像，而不會看到具該第二偏振方向的馬賽克影像。此外，未戴上偏光眼鏡28的使用者因正常影像受到馬賽克影像的干擾而無法辨識顯示模組14所呈現的影像內容。
第6圖顯示本發明第二實施例中由顯示模組與動態偏振面板組合成的顯示裝置的示意圖。本發明第二實施例中，動態偏振面板26可與顯示模組24組裝在一起而形成一顯示裝置20，以下詳述顯示裝置20的具體實現。
如第6圖所示，顯示模組24包含一背光板30、一下偏光板40、一顯示面板50及一上偏光板60。顯示面板50可為一液晶面板，其包括一薄膜電晶體陣列基板52、一彩色濾光片基板56以及設置於該兩基板52、56之間的一液晶層54。背光板30提供背光光源，如冷陰極管及發光二極體(LED)光源。下偏光板40與上偏光板60係用於將光線偏極化，當背光板30提供的光線經過下偏光板40時會被偏極化，薄膜電晶體陣列基板52上的薄膜電晶體可控制液晶層54內之液晶分子的偏轉進而改變光線偏極化的角度，具不同偏振方向的光線經過彩色濾光片基板56後進到上偏光板60，上偏光板60僅允許與其穿透軸方向相同的偏振光穿越，因此顯示模組24所顯示的影像具有一定的偏振方向。
如第6圖所示，動態偏振面板26設置於顯示模組24前側，動態偏振面板26可為一液晶面板，如一電控雙折射(electrically controlled birefringence,ECB)液晶面板，其包含一液晶層74夾置於一第一玻璃基板71及一第二玻璃基板72之間。動態偏振面板26係藉由扭轉液晶層74內之液晶分子的排列，以改變來自顯示模組24之影像的偏振方向。藉此，動態偏振面板26能夠在第一訊框期間將來自顯示模組24的正常影像轉為具第一偏振方向，而在第二訊框期間將來自顯示模組24的馬賽克影像轉為具第二偏振方向。
第7圖顯示第5圖及第6圖所示之本發明第二實施例的防窺顯示系統200的操作時序圖。首先，背光板30提供背光光源(BL)，其發出的光線先穿過穿透軸方向為135°的下偏光板40而具有135°之偏振方向。顯示面板50以120Hz的頻率來提供影像資料(DATA1)，其以分時方式交替地提供正常影像及根據該正常影像產生的馬賽克影像的影像資料，如第7圖所示，其在第一訊框期間(T1)提供正常影像(IMG)的資料，並在第二訊框期間(T2)提供馬賽克影像(MOSAIC)的資料，正常影像及馬賽克影像的資料係相鄰且相繼地提供。
接著，來自顯示面板50之彩色濾光片基板56的光線會進到上偏光板60，在此上偏光板60的穿透軸方向為45°，因此通過上偏光板60後正常影像(IMG)及馬賽克影像(MOSAIC)皆具有45°的偏振方向(D1)。動態偏振面板26相應地在第一訊框期間(T1)及第二訊框期間(T2)分別提供數值為0及255的灰階訊號(DATA2)來控制其內的液晶分子偏轉(D2)，藉此動態偏振面板26能夠在第一訊框期間(T1)允許原本就是45°偏振方向的正常影像(IMG)通過，並且在第二訊框期間(T2)將馬賽克影像(MOSAIC)轉成具135°的偏振方向。
當使用者戴上左右兩個鏡片其穿透軸方向皆為45°的偏光眼鏡28時，由於偏光眼鏡28僅允許同為偏振方向45°的光線穿越，故使用者可觀看到正常影像(IMG)，而不會看到具135°偏振方向的馬賽克影像(MOSAIC)(G)，未戴上偏光眼鏡28的使用者則無法辨識顯示模組14所呈現的影像內容。
此外，在顯示面板50及動態偏振面板26都以液晶面板來實現的實施例中，兩面板相應位置的液晶分子會有反應時間差的問題，此容易造成正常影像與馬賽克影像重疊顯示的現象。本發明可利用動態背光的方式，在第一訊框期間(T1)起始、顯示面板50開始提供正常影像的資料時，將背光關閉一段預定的時間，如此在正常影像與馬賽克影像重疊顯示時，因背光關閉，戴上偏光眼鏡28的使用者不會看到此重疊的影像，藉此解決了疊影的問題。
綜上所述，雖然本發明已用較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，本發明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，當可作各種之更動與潤飾，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。
12．．．影像處理器
14．．．顯示模組
18．．．快門眼鏡
20．．．顯示裝置
22．．．影像處理器
24．．．顯示模組
26．．．動態偏振面板
28．．．偏光眼鏡
30．．．背光板
40．．．下偏光板
50．．．顯示面板
52．．．薄膜電晶體陣列基板
54．．．液晶層
56．．．彩色濾光片基板
60．．．上偏光板
71．．．第一玻璃基板
72．．．第二玻璃基板
74．．．液晶層
100．．．防窺顯示系統
200．．．防窺顯示系統
S1~S3．．．步驟
S20~S28．．．步驟
第1圖顯示本發明之防窺顯示方法的流程圖。
第2圖顯示本發明中正常影像與馬賽克影像係相繼顯示的示意圖。
第3圖顯示本發明之防窺顯示方法中根據一個影像產生馬賽克影像之步驟的流程圖。
第4圖顯示根據本發明第一實施例實現的防窺顯示系統的示意圖。
第5圖顯示根據本發明第二實施例實現的防窺顯示系統的示意圖。
第6圖顯示本發明第二實施例中由顯示模組與動態偏振面板組合成的顯示裝置的示意圖。
第7圖顯示第5圖及第6圖所示之本發明第二實施例的防窺顯示系統的操作時序圖。
12．．．影像處理器
14．．．顯示模組
18．．．快門眼鏡
100．．．防窺顯示系統

Claims (7)

  1. 一種防窺顯示系統，包含：一影像處理器，接收一影像，並根據該影像產生一馬賽克影像；一顯示模組，耦接至該影像處理器，以接收該影像及該馬賽克影像，該顯示模組係用以於一第一訊框期間顯示該影像，並於與該第一訊框期間相鄰的一第二訊框期間顯示該馬賽克影像；一動態偏振面板，耦接至該顯示模組，該動態偏振面板具有一液晶層，該動態偏振面板係藉由扭轉該液晶層內之液晶分子的排列以改變來自該顯示模組之影像的偏振方向，用以在該第一訊框期間將該影像轉為具一第一偏振方向，並在該第二訊框期間將該馬賽克影像轉為具一第二偏振方向；以及一偏光眼鏡，其左右兩個鏡片的穿透軸方向皆與該第一偏振方向相同，用以供觀看該影像。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之防窺顯示系統，其中該影像與該馬賽克影像係相繼顯示於一螢幕上。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之防窺顯示系統，其中該偏光眼鏡的兩個鏡片僅允許具該第一偏振方向的影像通過。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之防窺顯示系統，其中該動態偏振面板係設置於該顯示模組前側，且位於該顯示模組與該偏光眼鏡之間。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之防窺顯示系統，其中該動態偏振面板為一液晶面板。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之防窺顯示系統，其中該動態偏振面板 與該顯示模組組裝在一起而形成一顯示裝置。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之防窺顯示系統，其中該顯示模組利用動態背光的方式，在該第一訊框期間起始時，將背光關閉一段預定的時間。
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