TWI437551B - 影像防窺方法 - Google Patents

Description

影像防窺方法

本發明是有關於一種影像防窺方法，且特別是有關於一種部分影像防窺方法。

一般而言，顯示裝置為了使畫面能提供給多個觀看者，通常具有廣視角的顯示效果，但在某些時候或場合，例如在閱讀機密資訊或輸入密碼時，廣視角的顯示效果卻容易使機密資訊被旁人所窺視而造成機密資訊外洩。因此，為了滿足提供給多個觀看者以及在公眾場合處理機密資訊的兩種不同需求，具有可切換廣視角模式與窄視角模式的可調整視角之顯示裝置逐漸成為顯示裝置市場的主流商品之一。

習知顯示裝置的防窺機制大致上可分為直接加裝防窺片、背光源控制及外加視角控制模組單元等幾種類型。然而，這些防窺機制除了有在達到防窺效果的同時犧牲顯示品質、光學特性、厚度以及重量等的缺點之外，也或多或少會對於正常使用者的觀看角度造成限制。

請參照圖1，當使用者在觀看顯示裝置10的時候，使用者會需要往左右各擴展一定的視野(如角度θ1與θ2)，才能把整個顯示裝置10都涵蓋在內。然而，因為防窺機制的原理是造成側視時的影像變化，所以在非正視顯示裝置10的時候，使用者或多或少會受到防窺機制的干擾，而在畫面上看到各類防窺機制所造成的特殊影像，例如馬賽克格狀物等，進而影響到閱讀或工作的順暢度。如圖所示，在視野角度大於10°的顯示區域C1與C2的地方，使用者就可能開始感覺到有因為防窺機制所造成的各類影像干擾。

為了提高使用品質，設計者必須在提供防窺功能的同時，兼顧到使用者使用上的順暢度。

本發明的目的之一就是在提供一種影像防窺方法，其可在保護顯示資料的同時，提供較佳的邊緣顯示品質。

本發明提出一種影像防窺方法，其先確認顯示系統中的防窺影像顯示區域與正常影像顯示區域的所在位置，之後在處理一幀影像時，把將在防窺影像顯示區域中顯示的第一影像資料以窄視角模式處理而得窄視角驅動資料，並把將在正常影像顯示區域中顯示的第二影像資料以寬視角模式處理而得寬視角驅動資料。最後，在防窺影像顯示區域中以所得的窄視角驅動資料進行顯示操作，並在正常影像顯示區域中以所得的寬視角驅動資料進行顯示操作。

本發明因為只在部分的位置採用影像防窺保護，而在其他位置則採用正常方式進行顯示，因此除了有影像防窺保護之處的影像之外，其他的地方都是正常影像，自然不會造成使用者在觀看影像時受到意料之外的影響。

為讓本發明之上述和其他目的、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。

請參照圖2，其為根據本發明一實施例之影像防窺方法的施行步驟流程圖。此影像防窺方法可被使用在包含有顯示幕的顯示系統中。此顯示系統可以是單獨的一個顯示幕，或者是一個可以獨立運作的顯示裝置，也或者是同時包含顯示幕與外接到顯示幕以提供顯示資料的電腦主機所組成的多元件系統。

在本實施例中，首先必須確認防窺影像顯示區域的所在位置與正常影像顯示區域的所在位置(步驟S200)。而在確認了這兩類顯示區域的所在位置之後，就可以在處理影像的時候，把將顯示在防窺影像顯示區域中的影像資料與將顯示在正常影像顯示區域中的影像資料做不同方式的處理，以得到相對應的驅動資料(步驟S210)。在得到經過步驟S210處理而得的驅動資料之後，顯示系統就可以根據這些驅動資料而分別在對應的顯示區域中做對應的顯示驅動操作(步驟S220)。

更具體地說，所謂的防窺影像顯示區域表示的是在這個顯示區域中所顯示的資訊是希望能有防窺效果的；而相對的，正常影像顯示區域表示的就是在這個顯示區域中所顯示的資訊是以一般的方式顯示，並不需要做防窺保護。為了設計上能夠有足夠的彈性，可以在各類顯示系統中安裝特定的判斷機制，例如是電腦主機中的常駐程式或是一些與硬體結合的韌體程式等，並藉由這些判斷機制來檢查一些特殊情況以判斷各區域所涵蓋的顯示位置。這些特殊情況例如是特定的字型、執行特定的程式或者是有特殊控制字串存在的指令等等。

舉例來說，一旦顯示系統發現有一些影像資料是要以某一種預設字型來顯示的時候，就可以把這些使用預設字型來進行顯示的影像資料所佔據的顯示區域設定為防窺影像顯示區域。或者，當顯示系統發現有某個預設程式開始執行，就可以把經由執行這個預設程式而開啟的視窗的內部區域都設定為防窺影像顯示區域。顯示幕上的其他顯示區域可以被直接設定為正常影像顯示區域，或者是利用其他條件來進行正常影像顯示區域的判斷。相對地，也可以是把發生前述特殊情況的區域定義為正常影像顯示區域，而把其他顯示區域設定為防窺影像顯示區域，或者是利用其他條件來進行防窺影像顯示區域的判斷。

如果是以簡單便利為考量，可以考慮把顯示幕虛擬區隔為幾個固定的區塊。如此一來，可以直接把一部分的區塊設定為防窺影像顯示區域，而其他的區塊則直接設定為正常影像顯示區域。

在確認了防窺影像顯示區域以及正常影像顯示區域的所在位置之後，就可以開始進行對應的影像處理。必須說明的是，可以在每次、每幀、每隔一段時間、每次開機、輸入特定指令或製造的時候進行一次顯示區域的類型判斷，這並不妨礙後續的影像處理程序。

在影像處理的時候，會把即將在防窺影像顯示區域中顯示的影像資料(後稱第一影像資料)以窄視角模式處理而得到對應的窄視角驅動資料，並把即將在正常影像顯示區域中顯示的影像資料(後稱第二影像資料)以寬視角模式處理而得到對應的寬視角驅動資料。

請參照圖3，其為根據本發明一實施例於進行影像處理時的施行步驟流程圖。如圖所示，在先前所述的步驟S200確認各類型顯示區域的位置之後，會依照所要處理的影像資料所處的位置來決定這個影像資料的處理方式。而在本實施例中，則是利用判斷這個影像資料是否為第一影像資料而達到這個目的(步驟S300)。假若步驟S300中的判斷為是，則表示這個影像資料會被顯示在防窺影像顯示區域中，因此就藉由查找事先準備好的查找表(後稱第一查找表)而找出對應的電壓驅動值(後稱第一驅動電壓值)(步驟S310)，並把所查找到的第一電壓值輸出為前述的窄視角驅動資料(步驟S312)。相反的，假若步驟S300中的判斷為否，則表示這個影像資料會被顯示在正常影像顯示區域中，此時就必須藉由查找事先準備好的另外一個查找表(後稱第二查找表)而找出對應的電壓驅動值(後稱第二驅動電壓值)(步驟S320)，並把所查找到的第一電壓值輸出為前述的寬視角驅動資料(步驟S322)。

此處的第一查找表與第二查找表的內容應分別按照窄視角模式與寬視角模式的顯示需求而建置，且因此，第一查找表與第二查找表的內容也就不會完全相同。

為了更清楚地解釋相關內容，以下將參照圖4進行說明。

請參照圖4，其為實施本發明之影像防窺方法時所具體採用的顯示幕的一種實施例的內部像素架構圖。如圖所示為顯示幕中的一個子像素40的架構。一般的顯示幕是三個子像素分別代表三原色而組成一個像素，並且以多個像素排成矩陣型態而成為顯示幕中的顯示元件。這些組成結構乃熟習此技術領域者所通知，在此不多加贅述。

在本實施例中，一個子像素40包含一個第一像素電極區410與一個第二像素電極區420，實心的箭頭代表液晶的傾倒方向，而空心的箭頭K1與K2則分別代表垂直向下與垂直向上的視角方向。如圖所示，一個子像素40在視角方向K1與視角方向K2的光通量會相當。但是單就第一像素電極區410來看，因為第一部分412在設計上選用比第二部分414更大的面積，所以在只點亮第一像素電極區410的時候，視角方向K1的光通量會大於視角方向K2的光通量。相對地，單就第二像素電極區420來看，因為第三部分422在設計上選用比第四部分424更大的面積，所以在只點亮第二像素電極區420的時候，視角方向K1的光通量會小於視角方向K2的光通量。換言之，此時的垂直透光度不平衡係由各視角區的結構中提供視角方向K1光通量的區域與提供視角方向K2光通量的區域大小不同所致。

接下來將配合圖5與圖6來詳細說明本發明實際的驅動方式與配合使用的顯示面板內部架構。其中，圖5為廣視角模式下的像素區域驅動亮度示意圖，而圖6則為窄視角模式下的像素區域驅動亮度示意圖。如圖5與圖6所示，在顯示面板500中包含了多個如圖4所示的子像素40，且每一個子像素40包含了一個第一像素電極區410與一個第二像素電極區420，其中第一像素電極區410與第二像素電極區420之視角方向K1與K2的向量以不對等的方式來做設計，且顯示面板500中的子像素40排列成如圖5與圖6所示般的矩陣型態。在圖6所示的實施例中，全部子像素40中的第一像素電極區410的驅動電壓約略等於或小於第二像素電極區420的驅動電壓，以維持良好的寬視角特性。

相對的，由圖6所示的實施例可以看出，在窄視角模式時，顯示面板500會至少區分為第一區域602與第二區域604。在第一區域602內會讓第一像素電極區410的驅動電壓小於第二像素電極區420；在第二區域604內的所有次像素40會讓第一像素電極區410的驅動電壓約略小或等於第二像素電極區420的驅動電壓，且此時第二區域604內的第一像素電極區410與第二像素電極區420的電壓配比不等於第一區域602中第一像素電極區410與第二像素電極區420的電壓配比。最後，該些劃分的區域在不同的電壓配比下，會調整成在正視的狀況下具有相同的亮度。但因為驅動電壓的關係，該些區域在其它視角會產生不同的亮度分布，其各視角分布關係如圖7A與7B所示。其中，圖7B為圖6中第一區域602的全視角亮度分布示意圖，圖7A為圖6中第二區域604的全視角亮度分布示意圖。在正視的亮度皆相同的情形下，圖7A在大視角的亮度皆較圖7B來得亮，若以簡單的四格方格之防窺圖案來示意最後的亮度差異，則其結果如圖8A～8F所示。

以下將針對其使用情形詳加討論其驅動方式，但此處僅舉例說明，在實際應用上可以是其它的設計架構，例如是水平不對稱設計架構，或是畫素全對稱的設計架構，並不以此為限。

因此，考慮以下幾種狀況：

1.　在整個正常影像顯示區域中，將所有的第一像素電極區的驅動電壓小於或等於第二像素電極區的驅動電壓做為廣視角驅動方式；而在整個防窺影像顯示區域中，以不同的電壓驅動配比來驅動第一區域與第二區域中的次畫素做為窄視角驅動方式。如此，則在防窺影像顯示區域中可以達成窄視角模式的顯示效果，且在正常影像顯示區域中可以達成寬視角模式的顯示效果。但是因為透光量的不同，將在正視顯示幕時造成窄視角區域與寬視角區域彼此之間亮度不均的現象。

2.　在整個正常影像顯示區域中，讓所有的第一像素電極區的驅動電壓小於第二像素電極區的驅動電壓做為窄視角的驅動方式之一；而在部份防窺影像顯示區域中，則以前述劃分小區域並以兩種不同的電壓配比產生亮暗反差的方式為窄視角的驅動方式之二進行驅動。運用在整個影像顯示區域中的兩種防窺驅動方式具體分別為：(a)在螢幕邊緣的區域點亮所有次像素中的第二像素電極區，關閉第一像素電極區，以及(b)在螢幕中央地區再畫分小區域，並分別以不同的驅動電壓配比點亮次像素中第一像素電極區與第二像素電極區。如此，在全部的影像顯示區域中可以達成窄視角模式的顯示效果，且在螢幕中央的部份可以具有較佳的防窺效果，在此同時，由於窄視角驅動方式一與窄視角驅動方式二的影像顯示區域都擁有同樣的最高顯示亮度(等同於點亮第二像素電極區，關閉第一像素電極區)，因此整個畫面的亮度會比使用前一種方式更為平均。

而在實際運用的時候，前述各實施例所提供的方法還可以進一步搭配頭像追蹤系統(Head Tracking System)或人眼追蹤系統(Eye Tracking System)，藉由即時偵測特定標的(通常是人眼或頭像)與顯示系統之間的相對位置，並根據所偵測到的相對位置，配合所使用的像素視角區的不同設計，進一步決定如何對於在防窺影像顯示區域中顯示的影像資料進行適當的補償，避免因為無法直視防窺影像顯示區域而讓正常使用者受到意想不到的干擾。

綜上所述，本發明只在部分的位置採用影像防窺保護，而在其他位置則採用正常方式進行顯示，因此除了有影像防窺保護之處的影像之外，其他的地方都是正常影像，自然不會造成使用者在觀看影像時受到意料之外的影響。

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，任何熟習此技藝者，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。

10．．．顯示裝置

40．．．次像素

410．．．第一像素電極

412．．．第一部分

414．．．第二部分

420．．．第二像素電極

422．．．第三部分

424．．．第四部分

500．．．顯示面板

602．．．第一區域

604．．．第二區域

C1、C2．．．顯示區域

K1、K2．．．視角方向

S200~S220、S300~S322．．．本發明各實施例的施行步驟

圖1為使用者觀看顯示裝置的角度與影像受到防窺機制影響的示意圖。

圖2為根據本發明一實施例之影像防窺方法的施行步驟流程圖。

圖3為根據本發明一實施例於進行影像處理時的施行步驟流程圖。

圖4為實施本發明之影像防窺方法時所具體採用的顯示幕的一種實施例的內部次像素架構圖。

圖5為廣視角模式下的像素區域驅動亮度示意圖。

圖6為窄視角模式下的像素區域驅動亮度示意圖。

圖7A為圖6中第二區域604的全視角亮度分布示意圖。

圖7B為圖6中第一區域602的全視角亮度分布示意圖。

圖8A～8F為四格方格之防窺圖案在不同視角下的亮度示意圖。

S200~S220．．．本發明一實施例的施行步驟

Claims (6)

1. 一種影像防窺方法，適用於一顯示系統中，該影像防窺方法包括：確認該顯示系統中的一防窺影像顯示區域的所在位置；確認該顯示系統中的一正常影像顯示區域的所在位置；在處理一幀影像時，把將在該防窺影像顯示區域中顯示的一第一影像資料以窄視角模式處理而得一窄視角驅動資料，並把將在該正常影像顯示區域中顯示的一第二影像資料以寬視角模式處理而得一寬視角驅動資料，且包括下列步驟：從一第一查找表中找出對應於該第一影像資料的一第一驅動電壓值；從一第二查找表中找出對應於該第二影像資料的一第二驅動電壓值；以該第一驅動電壓值為該窄視角驅動資料；以及以該第二驅動電壓值為該寬視角驅動資料；以及在該防窺影像顯示區域中以該窄視角驅動資料進行顯示操作，並在該正常影像顯示區域中以該寬視角驅動資料進行顯示操作。
2. 如申請專利範圍第1項所述之影像防窺方法，其中確認該顯示系統中的該防窺影像顯示區域的所在位置，係將以一預設字型顯示的影像資料所佔據的顯示區域設定為該防窺影像顯示區域。
3. 如申請專利範圍第1項所述之影像防窺方法，其中確認 該顯示系統中的該防窺影像顯示區域的所在位置，係將由一預設程式所開啟的視窗內部區域設定為該防窺影像顯示區域。
4. 如申請專利範圍第1項所述之影像防窺方法，其中確認該顯示系統中的該防窺影像顯示區域的所在位置，係將該顯示系統之顯示幕上的固定區塊設定為該防窺影像顯示區域。
5. 如申請專利範圍第1項所述之影像防窺方法，其中該防窺影像顯示區域係以像素完全開啟以及像素部分開啟的不同驅動方式混雜驅動。
6. 如申請專利範圍第1項所述之影像防窺方法，更包括：判斷一特定標的與該顯示系統之間的一相對位置；以及根據該相對位置決定如何補償該第一影像資料。