TWI443379B - 三維顯示裝置及控制視差屏蔽之方法 - Google Patents

三維顯示裝置及控制視差屏蔽之方法 Download PDF

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Description

三維顯示裝置及控制視差屏蔽之方法 [相關申請案之對照參考資料]
本申請案係根據及主張2009年8月31日所提出之日本專利申請案第2009-199684號之利益及優先權，因此透過引用方式併入其整個內容。
本發明係有關於三維顯示裝置，以及更特別地，是有關於使用一視差屏蔽系統(parallax barrier system)來顯示三維影像之顯示裝置及顯示方法。
傳統上，一作為一種用以達成三維影像之顯示而不需使用特殊眼鏡之方法，已視差屏蔽系統(parallax barrier system)。一種使用一視差屏蔽系統之顯示裝置主要包括一每一垂直線交替地顯示一左眼影像與一右眼影像之顯示元件、以及一放置在顯示元件前面之選擇性地遮蔽顯示元件所發射之光的視差屏蔽。這樣的顯示裝置允許觀看者以使左眼經由在視差屏蔽之每一屏蔽間所形成之狹縫只可看到左眼影像、及右眼只可看到右眼影像的方式觀看一三維影像。
例如，日本專利早期公開第9-197344號揭露一種顯示裝置，其中 使用一液晶面板，以規律間隔配置垂直延伸之屏蔽，以在一液晶顯示(LCD)面板與一背光源間形成一視差屏蔽。再者，可朝橫向以一指定量移動視差屏蔽(屏蔽移動)。在這樣的結構中，藉由優選地控制屏蔽移動及在LCD面板上所顯示之右眼影像與左眼影像間作切換，可朝LCD面板之橫向擴大一三維影像之可見範圍。
然而，在上述傳統結構中，具下面問題：雖然可擴大三維影像在橫向上之可見範圍，但是當觀看者之眼睛與顯示影像(例如，LCD面板)間之距離偏離一預置距離時，三維觀看係不可能的。這是因為在LCD面板上之顯示右眼影像的區域沒有完全對應於觀看者之右眼經由視差屏蔽之狹縫可在LCD面板上觀看之區域，以及同樣地，在LCD面板上之顯示左眼影像的區域沒有完全對應於觀看者之左眼經由視差屏蔽之狹縫可在LCD面板上觀看之區域。
於是，本發明係有關於一種顯示三維顯像之顯示裝置及方法，可實質排除因相關技藝之限制及缺點所造成之問題中之一個或多個問題。
本發明之一目的係要提供一種三維顯示裝置及一種以改良可見能力顯示三維影像之方法。
本發明之另一目的係要擴大在一觀看者與一顯示影像間之觀看距離的範圍，觀看者在範圍內可觀看三維影像。
將在下面敘述中闡述本發明之額外或個別特徵及優點及從敘述將使其部分變得明顯易知，或者藉由本發明之實施可以知道此等額外或個別特徵及優點。藉由在書面敘述及其申請專利範圍以及所附圖式中所特別指出之結構來實現及達成本發明之目的及其它優 點。
要達到這些及其它優點及依本發明之目的，如所具體化及所廣泛描述，本發明在一態樣中提供一種顯示裝置，包括：一顯示單元，藉由將一左眼影像及一右眼影像區分成複數個垂直狹長條紋之影像，並藉由在水平方向交替地配置經區分之左眼影像及經區分之右眼影像，以顯示左眼影像及右眼影像；一屏蔽形成單元，在顯示單元前面形成一視差屏蔽；一距離資訊取得單元，取得用以表示顯示單元與一觀看顯示單元之觀看者間之距離的距離資訊；以及一狹縫寬度控制單元，依據距離資訊取得單元取得之距離資訊所表示之距離來控制屏蔽形成單元所形成之視差屏蔽的狹縫寬度。
在另一態樣中，本發明提供一種顯示裝置，包括：一顯示單元，藉由將一左眼影像及一右眼影像區分成複數個垂直狹長條紋之影像，並藉由在水平方向交替地配置經區分之左眼影像及經區分之右眼影像，以顯示左眼影像及右眼影像；一屏蔽形成單元，在顯示單元前面形成一視差屏蔽；一記憶單元，儲存一預先登錄使用者之登錄影像，登錄影像包括預先登錄使用者之至少一臉部區域及校正資訊；一成像單元，拍攝一觀看者作為一主體；一識別單元，藉由實施一臉部辨識程序來判定觀看者是否是預先登錄使用者，此臉部辨識程序包括成像單元所拍攝之主體影像上的觀看者之臉部區域與記憶單元中所儲存之登錄影像間的比較；一讀取單元，針對被識別單元識別為預先登錄使用者之觀看者，從記憶單元讀取校正資訊；以及一狹縫寬度控制單元，依據讀取單元所讀取之校正資訊，控制屏蔽形成單元所形成之視差屏蔽的狹縫寬度。
在另一態樣中，本發明提供一種顯示裝置，包括：一顯示單元，藉由將一左眼影像及一右眼影像區分成複數個垂直狹長條紋之影像，並藉由在水平方向交替地配置經區分之左眼影像及經區分之右眼影像，以顯示左眼影像及右眼影像；一屏蔽形成單元，在顯示單元前面形成一視差屏蔽；一距離資訊取得單元，取得用以表示顯示單元與一觀看顯示單元之觀看者間之距離的距離資訊；以及一屏蔽圖案控制單元，控制屏蔽形成單元所形成之視差屏蔽的屏蔽圖案成為一指定屏蔽圖案，此指定屏蔽圖案具有對應於距離資訊取得單元取得之距離資訊所表示之距離的狹縫寬度。
在另一態樣中，本發明提供一種顯示裝置，包括：一顯示單元，藉由將一左眼影像及一右眼影像區分成複數個垂直狹長條紋之影像，並藉由在水平方向交替地配置經區分之左眼影像及經區分之右眼影像，以顯示左眼影像及右眼影像；一屏蔽形成單元，在顯示單元前面形成一視差屏蔽；一距離資訊取得單元，取得用以表示顯示單元與一觀看顯示單元之觀看者間之距離的距離資訊；以及一屏蔽寬度控制單元，控制屏蔽形成單元所形成之視差屏蔽的屏蔽寬度成為用於距離資訊取得單元取得之距離資訊所表示的距離之屏蔽寬度。
在另一態樣中，本發明提供一種控制三維顯示用之視差屏蔽的方法，包括：取得表示一顯示單元與一觀看顯示單元之觀看者間之距離的距離資訊，其中顯示單元藉由將一左眼影像及一右眼影像區分成複數個垂直狹長條紋之影像，並藉由在水平方向交替地配置經區分之左眼影像及經區分之右眼影像，以顯示左眼影像及右眼影像；以及依據距離資訊所表示之距離控制一在顯示單元前面所形成之視差屏蔽的狹縫寬度。
在另一態樣中，本發明提供一種三維顯示裝置，包括：一顯示單元，藉由將一左眼影像及一右眼影像區分成複數個垂直狹長條紋之影像，並藉由在水平方向交替地配置經區分之左眼影像及經區分之右眼影像，以顯示左眼影像及右眼影像；一屏蔽形成單元，在顯示單元前面形成一視差屏蔽，視差屏蔽包括複數個狹縫之圖案，以分別朝不同空間點選擇性地傳送左眼影像及右眼影像，此等不同空間點係對應於一觀看顯示單元之觀看者的左眼及右眼的點；以及一距離測量單元，測量顯示單元與觀看者間之距離，其中屏蔽形成單元依據距離測量單元所測量之距離改變視差屏蔽中之狹縫的圖案。
在另一態樣中，本發明提供一種三維顯示裝置，包括：一顯示單元，藉由將一左眼影像及一右眼影像區分成複數個垂直狹長條紋之影像，並藉由在水平方向交替地配置區分左眼影像及區分右眼影像，以顯示左眼影像及右眼影像；一屏蔽形成單元，在顯示單元前面形成一視差屏蔽，視差屏蔽包括複數個狹縫之圖案，以分別朝不同空間點選擇性地傳送左眼影像及右眼影像，此等不同空間點係對應於觀看者之左眼及右眼的點；以及一距離測量單元，測量顯示單元與一觀看顯示單元之觀看者間之距離，其中依據距離測量單元所測量之至觀看者的距離來調整屏蔽形成單元與顯示單元間之距離及視差屏蔽中之狹縫的圖案中之一。
依據本發明，可實現一顯示影像之三維視野，同時擴大觀看者與顯示影像間之距離的範圍。
了解到，前面一般敘述及下面詳細敘述係示範性及說明性的以及意欲提供所主張之本發明的進一步說明。
被併入且構成本說明書之一部分的所附圖式描述本發明之實施例 ，以及與上述所提供之一般敘述及下面所提供之實施例的詳細敘述一起用以說明本發明之原理。
1‧‧‧顯示裝置
2‧‧‧顯示模組
2a‧‧‧次像素
3‧‧‧屏蔽控制裝置
3a‧‧‧下層
31a‧‧‧偏光板
32a‧‧‧透明基板
33a‧‧‧透明電極
34a‧‧‧配向膜
3b‧‧‧液晶層
3c‧‧‧上層
31c‧‧‧偏光板
32c‧‧‧透明基板
33c‧‧‧透明電極
34c‧‧‧配向膜
4‧‧‧顯示控制單元
41‧‧‧操作單元
42‧‧‧控制單元
43‧‧‧顯示資料產生單元
44‧‧‧屏蔽資料產生單元
45‧‧‧臉部偵測單元
46‧‧‧距離計算單元
47‧‧‧程式記憶單元
5‧‧‧影像記憶體
6‧‧‧立體攝影機單元
61‧‧‧成像透鏡
62‧‧‧成像裝置
63‧‧‧信號處理單元
100L‧‧‧左側影像
100R‧‧‧右側影像
200L‧‧‧臉部區域
200R‧‧‧臉部區域
401‧‧‧控制程式
402‧‧‧屏蔽圖案取得表
403‧‧‧使用者登錄資訊
B‧‧‧寬度
B1‧‧‧屏蔽寬度
Bm‧‧‧屏蔽寬度
Bn‧‧‧屏蔽寬度
d‧‧‧視差
D‧‧‧可見距離
D1‧‧‧可見距離
D2‧‧‧可見距離
D3‧‧‧可見距離
L‧‧‧左眼影像
M‧‧‧觀看者
P1‧‧‧特徵點
P2‧‧‧特徵點
R‧‧‧右眼影像
W‧‧‧寬度
W1‧‧‧狹縫寬度
Wm‧‧‧狹縫寬度
Wn‧‧‧狹縫寬度
X‧‧‧視差屏蔽
Xa‧‧‧屏蔽區域
Xb‧‧‧狹縫區域
XA‧‧‧視差屏蔽
XB‧‧‧視差屏蔽
XC‧‧‧視差屏蔽
Xn‧‧‧屏蔽元件
第1圖係顯示一應用本發明之顯示裝置的組態範例之圖示。
第2圖係一顯示模組及一屏蔽控制裝置之部分放大立體圖。
第3A圖係顯示模組之像素的色彩圖案之示意圖。
第3B圖係一屏蔽元件之示意圖。
第4A圖係一二維(2D)影像之顯示的圖示。
第4B圖係一三維(3D)影像及一視差屏蔽之顯示的圖示。
第5A圖係顯示在觀看一二維影像時之視線的圖示。
第5B圖係顯示在觀看一三維影像時之視線的圖示。
第6圖係概述顯示裝置之一示範性電組態之方塊圖。
第7圖係顯示一程式記憶單元之記憶資料的示意圖。
第8圖係顯示一屏蔽圖案取得表之示意圖。
第9圖係顯示一屏蔽圖案之範例的圖示。
第10係顯示對於不同可見距離一視差屏蔽與觀看者之視線間的關係之圖示。
第11圖係顯示使用者登錄資訊之示意圖。
第12圖係顯示一使用者登錄處理之流程圖。
第13A圖係顯示一立體攝影機單元所拍攝之一左眼影像及一右眼影像的範例之圖示。
第13B圖係顯示一立體攝影機單元所拍攝之一左側影像及一右側影像的範例之圖示。
第14圖係顯示一可見距離之取得的原理之圖示。
第15圖係顯示一影像顯示處理之流程圖。
第16圖係顯示一屏蔽圖案取得處理之流程圖。
本發明之一較佳實施例的描述如下。第1圖係顯示作為本發明之一較佳實施例的一顯示裝置1的示意組態之圖示。顯示裝置1使用一視差屏蔽系統來實現一三維影像之顯示，且如第1圖所示，包括一顯示模組2、一在顯示模組2前面所配置之屏蔽控制裝置3、一顯示控制單元4、一影像記憶體5及一立體攝影機單元6。
顯示模組2係一用以顯示預備影像(例如，正常影像(normal image)或被觀看者辨識為三維影像之一對左眼影像及右眼影像)之顯示裝置，藉此當作本實施例之一顯示單元。在此，文字「影像(image)」在使用上係與文字「圖像(picture)」同義的及表示靜止影像或移動影像。並且，在下面敘述中，前述正常影像稱為一2D(二維)影像，以及對左眼影像及右眼影像稱為一3D(三維)影像。
顯示模組2係一透射型或自行發光型顯示裝置，具有像液晶元件、EL(電發光)元件等之顯示元件(以下，稱為次像素)，以及亦是一點矩陣型顯示裝置，其中在垂直及水平方向配置大量的顯示元件。對於顯示模組2之每一次像素，例如依據一預定色彩圖案使用一彩色濾光片個別分配三種顏色(包括紅色(R)、綠色(G)及藍色(B))中之一。
然而，在顯示模組2中，如第3A圖所示，每一次像素2a之色彩組合係不同於標準點矩陣型顯示裝置者。亦即，對於顯示模組2之每一次像像，分配相同顏色給兩個水平相鄰次像素，亦即2a、2a 。換句話說，如第3A圖所示，分配紅色(R)給以R1、R2來表示之兩個次像素2a、2a，分配綠色(G)給以G1、G2來表示之兩個次像素2a、2a，以及分配藍色(B)給以B1、B2來表示之兩個次像素2a、2a。
因此，為了在顯示模組2上彩色顯示一二維影像，將六個次像素2a(亦即，R1、R2、G1、G2、B1、B2)聚集成為一組；將二維影像之一像素歸於這樣的每一組次像素；以及如第4A圖所示，根據一RGB空間區分方法，在顯示模組2之整個螢幕上的二維影像之彩色顯示係可能的。換句話說，依據顯示模組2，藉由根據一二維影像之對應組次像素的像素之色彩來控制個別組之次像素的層次等級(亮度等級)及同時藉由對於分配有相同顏色之組中的每一對兩個相鄰次像素2a、2a維持相同層次等級，以使二維影像之彩色顯示成為可能，其中每一組包括R1、R2、G1、G2、B1、B2。
再者，在顯示模組2中，藉由一下面所所述之方法使一三維影像之彩色顯示成為可能。如第4B圖所示，將一右眼影像及一左眼影像區分成垂直狹長條紋，然後，在水平方向在每一次像素2a上交替地配置此等垂直狹長條紋。更特別地，一支組之具有三種不同顏色的三個次像素2a係以其間具有一次像素之方式來水平配置(亦即，如第3A圖所示之R1、G1、B1)，它們對應於右眼影像(或左眼影像)之一像素。又，左眼影像(或右眼影像)之一像素對應於另一支組之具有三種不同顏色的三個次像素(亦即，如第3A圖所示之R2、G2、B2)，它們係以其間具有一次像素方式來水平配置。並且，根據RGB空間區分方法，依據右眼影像(或左眼影像)之一對應像素的顏色控制一支組之具有三種不同顏色(R1、G1、B1)的三個次像素2a之層次等級，以及同時，依據右眼影像(或左眼 影像)之一對應像素的顏色控制另一支組之具有三種不同顏色(R2、G2、B2)的三個次像素2a之層次等級。
屏蔽控制裝置3係一用以形成一視差屏蔽之裝置，藉此當作本實施例之一屏蔽形成單元，其中當在顯示模組2上顯示一三維影像(一右眼影像及一左眼影像)時，視差屏蔽選擇性地遮蔽顯示模組2所發射之光。
如第2圖所示，屏蔽控制裝置3係例如一靜態TN液晶面板及包括一下層3a、一液晶層3b及一上層3c。在下層3a中，形成一偏光板31a及一透明基板32a。在透明基板32a上面，在顯示模組2之顯示螢幕的水平方向配置複數個條紋狀透明電極33a，以及複數個條紋狀透明電極33a被塗佈有一配向膜34a。在此，複數個透明電極33a係以條紋形式以一配置間距來配置，配置間距比顯示模組2中之此等次像素2a的水平配置間距細。上層3c具有一反向於下層3a之剖面結構及以從下層側觀看時之順序包括一配向膜34c、一非圖案化膜之透明電極33c、一透明基板32c及一偏光板31c。在另一情況中，屏蔽控制裝置3可以由一被動型液晶面板或主動型液晶面板所形成。
此外，雖然未顯示於第2圖中，從下層3a及上層3c之透明電極33a及33c分別拉出引線，以及此等引線連接至位於下層3a(或上層3c)之一側上的此等透明基板32a(或32c)。再者，例如使用一COG(晶粒-玻璃接合技術(Chip On Glass))方法，在上述透明基板32a(或32b)上安裝一用以驅動液晶層3b之液晶的驅動元件。
屏蔽控制裝置3具有兩個操作模式。在一透光模式中，由於上述驅動元件經由此等透明電極33a、33c以預定驅動信號驅動液晶，液晶層3b傳送顯示模組2所發射之全部光。在一屏蔽顯示模式中 ，液晶層3b選擇性地顯示複數個屏蔽元件Xn，如第3B圖所示，此等屏蔽元件Xn在顯示模組2之顯示螢幕的垂直方向延伸及在顯示螢幕之水平方向對齊，以部分遮蔽顯示模組2所發射之光。在此，此等屏蔽元件Xn分別對應於以條紋形式所配置之此等透明電極33a，以及可被視為屏蔽控制裝置3之顯示像素。
換句話說，如第4B圖所示，使用此等屏蔽元件Xn，屏蔽控制裝置3可顯示一視差屏蔽X，視差屏蔽係由屏蔽區域Xa及狹縫區域Xb所構成，此等屏蔽區域Xa具有一遮光能力及以一固定間隔配置，以及此等狹縫區域Xb係形於此等屏蔽區域Xa及具有光可透性。再者，屏蔽控制裝置3亦可顯示各種屏蔽圖案，其中此等屏蔽區域Xa之寬度B不同於此等狹縫區域Xb之寬度W。
因此，當在顯示模式2上要顯示一二維影像時，可控制屏蔽控制裝置3，以致於如第4A圖所示，液晶層3b係處於透光模式，以及如第5A圖所示，一觀看者M可經由屏蔽控制裝置3觀看二維影像。
此外，當在顯示模式2上要顯示一三維影像時，如第4B圖所示，屏蔽控制裝置3可顯示一視差屏蔽X，以及當觀看者M之眼睛與顯示模組2之表面間的距離符合預定設計距離時，如第5B圖所示，觀看者M之左眼及右眼可經由視差屏蔽X之狹縫區域Xb分別觀看一左眼影像及一右眼影像。更特別地，觀看者M之右眼只可看到右眼影像R之像素，以及觀看者M之左眼只可看到左眼影像L之像素。結果，觀看者M利用雙眼視差，可以三維方式觀看三維影像。
顯示控制單元4控制顯示模組2、屏蔽控制裝置3及立體攝影機單元6之操作。稍後描述顯示控制單元4之細節。
影像記憶體5係一用以儲存在顯示模組2上所顯示之一個或多個二維及三維影像之記憶體。影像記憶體5可以包括例如RAM(隨機存 取記憶體)、ROM(唯讀記憶體)、HDD(硬碟)、各種記憶卡及/或各種可移磁碟。
立體攝影機單元6將顯示裝置1之使用者(觀看者)當作一主體目標，以及同時拍攝具有使用者之水平視差的兩個影像(一右側影像及一左側影像)。如第1圖所示，立體攝影機單元6具有兩個成像透鏡61、61。
此等成像透鏡61、61中之每一者具有相同焦距，以及如下面所述，相對於顯示模組2來配置立體攝影機單元6。亦即，配置立體攝影機單元6，以致於使它的兩個成像透鏡61、61在相同於顯示模組2之表面(顯示螢幕)的平面上在顯示模組2之顯示螢幕的水平方向對齊，以及以致於此等成像透鏡61、61中之每一者的光軸垂直於顯示模組2之表面。
第6圖係概述依據本實施例之顯示裝置1的一電組態之方塊圖。如第6圖所示，立體攝影機單元6包括兩個成像裝置62、62以及一信號處理單元63。兩個成像裝置62、62例如是CCD(電荷耦合裝置)型成像裝置或MOS(互補式金氧半導體)型成像裝置。此等成像裝置62、62將在一成像表面(感光表面)上藉由此等成像透鏡61、61’中之每一者所形成之主體的光學影像轉換成電信號及提供此等轉換電信號(亦即，成像信號)至信號處理單元63。
信號處理單元63包括例如AFE(類比前端)及一DSP(數位信號處理器)，AFE包含用以處理兩個成像裝置62、62所提供之影像信號及用以轉換這樣的影像信號成為數位信號之CDS(相關式雙重取樣(Correlated Double Sampling))、PGA(可程式增益放大器)及ADC(類比至數位轉換器)，以及DSP實施一關於已被轉換至此等數位信號之此等成像信號的指定數位信號處理。
立體攝影機單元6提供已經信號處理單元63之數位信號處理的此等成像信號(亦即，影像資料分別構成包括右側影像及左側影像之兩個影像)至顯示控制單元4，藉由當作本實施例之一成像單元。
如第6圖所示，顯示控制單元4包括一操作單元41、一控制單元42、一顯示資料產生單元43、一屏蔽資料產生單元44、一臉部偵測單元45、一距離計算單元46及一程式記憶單元47。
操作單元41包括使用者所使用之複數個開關或其它使用者者介面，以開始實施各種程序，例如，一選擇程序，其中使用者從影像記憶體5中所儲存之大量影像(二維或三維影像)選擇一在顯示模組2上所要顯示之影像作為影像資料；以及一登錄程序，其中使用者儲存下面所述之關於顯示裝置1中所登錄之一個或多個使用者的資訊(第11圖所示之使用者登錄資訊403)於顯示控制單元4中。
控制單元42包括CPU(中央處理單元)及它的週邊電路、CPU之工作記憶體等。控制單元42藉由根據經由操作單元41之開關的操作所提供之使用者的指示執行指定控制程式，以控制在顯示控制單元4中所包含之單元的每一者之操作及立體攝影機單元6之操作。此外，控制單元42從影像記憶體5讀取影像資料。
顯示資料產生單元43依據控制單元42從影像記憶體5所讀取之影像資料產生顯示資料，此等顯示資料係顯示模組2之驅動所需之資料，以及顯示資料產生單元43亦提供此等已產生顯示資料至顯示模組2。
屏蔽資料產生單元44依據控制單元42所提供之圖案資訊產生屏蔽資料，此等屏蔽資料係一具有一指定屏蔽圖案之指定視差屏蔽的 顯示所需之資料，以及屏蔽資料產生單元44亦提供此等已產生屏蔽資料至屏蔽控制裝置3。稍後描述關於圖案資訊之細節。
臉部偵測單元45實施一臉部偵測處理，其中以立體攝影機單元6提供至顯示控制單元4之影像資料(亦即，拍攝影像之右側影像及左側影像中之任何一者或兩者)來偵測一任何人之臉部。臉部偵測處理偵測影像之具有人臉之輪廓及顏色的任何預備(儲存)模型圖案之接近特性的特定區域。臉部偵測處理包括各種步驟之影像處理(例如，二值化、輪廓抽出、圖案匹配等)。臉部偵測單元45提供經由臉部偵測處理所偵測之座標資訊及指示在右側影像及左側影像中之任何一者或兩者中之一特定區域給控制單元42作為人之臉部的區域資訊。注意到，臉部偵測單元45包含用以實施臉部偵測處理所需之各種步驟的影像處理之影像處理電路、用以儲存在臉部偵測處理中所使用之參數的複數個暫存器、工作記憶體等。
距離計算單元46根據臉部偵測單元45提供至控制單元42的關於右側影像及左側影像兩者之前述區域資訊計算一可見距離，可見距離係一在顯示模組2與觀看者間之距離。換句話說，從關於右側影像及左側影像兩者之前述區域資訊取得距離資訊。在顯示裝置1中，立體攝影機單元6及臉部偵測單元45一起構成本實施例之一距離資訊取得單元。注意到，稍後將描述一種藉由距離計算單元計算一可見距離之方法。
程式記憶單元47係一非揮發性記憶體，例如一可在內部重寫資料之快閃記憶體。如第7圖所示，程式記憶單元47儲存前述控制程式401、一屏蔽圖案取得表402及使用者登錄資訊403，其中控制單元42以控制程式401控制顯示控制單元4中之每一者的操作。此 外，雖然未顯示於此等圖中，但是程式記憶單元47亦儲存稍後所述之測試圖案影像。
屏蔽圖案取得表402係一包含各種屏蔽圖案之表，其使在顯示模組2上針對各種可見距離顯示一三維影像之三維視野成為可能。
如第8圖所示，屏蔽圖案取得表402包含各種可見距離等級。對於此等可見距離等級中之每一者，表402包含一適當狹縫寬度及一適當屏蔽寬度。在此，一「可見距離等級」表示一可見距離之範圍，在範圍對應狹縫寬度及屏蔽寬度對於三維觀看係適當的或最佳的。將在屏蔽圖案取得表402中所包含之狹縫寬度及屏蔽寬度提供至屏蔽資料產生單元44作為屏蔽圖案資訊。
屏蔽圖案取得表402中之屏蔽寬度係視差屏蔽X之每一屏蔽區域Xa的寬度，其以第4B圖中之B來表示，以及屏蔽圖案取得表402中之狹縫寬度係視差屏蔽X之每一狹縫區域Xb的寬度，其以第4B圖中之W來表示。
在此範例中，屏蔽圖案取得表402中之可見距離等級在顯示裝置1之使用時具有n個等級之可見距離(從觀看者之眼睛的位置至顯示模組2之表面)。以第3B圖所示之屏蔽控制裝置3中的屏蔽元件Xn之寬度(亦即，以屏蔽控制裝置3所顯示之視差屏蔽X的解析度)來判定每一可見距離等級(L1至Ln)之可見距離的範圍。在此等可見距離等級(L1至Ln)中，對應於最大可見距離等級(Ln)之距離的範圍係它的上限為預定設計最佳距離之範圍，以及對應於最小可見距離等級(L1)之距離的範圍係它的下限為預定最小距離之範圍。
在此，假設觀看者之瞳孔距離(左眼及右眼之中心間的距離)採用一典型值(例如，成人之平均瞳孔距離)，根據瞳孔距離、顯示模組2之次像素2a的寬度及顯示模組2與屏蔽控制裝置3所顯示之視 差屏蔽X間的距離計算最佳距離及最小距離。
第9圖中之狀況I至III係分別顯示不同可見距離等級之屏蔽圖案的狹縫寬度及屏蔽寬度之示圖。更特別地，第9圖中之狀況I係針對包括最佳可見距離之最大可見距離等級(Ln)顯示一具有由狹縫寬度(Wn)及屏蔽寬度(Bn)所具體說明之屏蔽圖案的視差屏蔽XA之示圖。第9圖中之狀況III係針對包括最小可見距離之最低可見距離等級(L1)顯示一具有由狹縫寬度(W1)及屏蔽寬度(B1)所具體說明之屏蔽圖案的視差屏蔽XC之示圖。第9圖中之狀況II係針對一包括位於最佳可見距離與最小可見距離間之某一距離的中間可見距離等級顯示一具有由狹縫寬度(Wm)及屏蔽寬度(Bm)所具體說明之屏蔽圖案的視差屏蔽XB之示圖。
如第9圖之狀況I至III所示，在屏蔽圖案取得表402中所包含之狹縫寬度中，最高可見距離等級(Ln)之最大狹縫寬度係狹縫寬度(Wn)，以及最低可見距離等級(L1)之最小狹縫寬度係狹縫寬度(W1)。另一方面，在屏蔽圖案取得表402中所包含之屏蔽寬度中，最高可見距離等級(Ln)之最小屏蔽寬度係屏蔽寬度(Bn)，以及最低可見距離等級(L1)之最大屏蔽寬度係屏蔽寬度(B1)。又，在各種可見距離等級之屏蔽圖案中，對於最高可見距離等級(Ln)，狹縫區域Xb本身重複之間隔變成最大，以及對於最低可見距離等級(L1)，狹縫區域Xb本身重複之間隔變成最小。
因此，如第9圖之狀況I至III所示，對於最高可見距離等級(Ln)，狹縫區域Xb之總面積對視差屏蔽之總面積的比率(亦即，視差屏蔽之孔徑比)係最高的。再者，相對於顯示模組2之可見距離越近，視差屏蔽之孔徑比越低。
在此，對於包括最佳可見距離之最高可見距離等級(Ln)的視差屏 蔽XA之狹縫寬度(Wn)係幾乎相同於顯示模組2之次像素2a的寬度。又，視差屏蔽XA之屏蔽寬度(Bn)係約次像素2a之寬度的兩倍大。
判定每一可見距離等級之狹縫寬度及屏蔽寬度的數值，以致於當觀看者與顯示模組2間之距離屬於對應可見距離等級時，觀看者可以三維方式觀看一三維影像。更特別地，如第10圖之狀況I至III所示，判定一可見距離等級之狹縫寬度及屏蔽寬度的數值，以致於當觀看者M從一屬於那個可見距離等級之距離觀看一三維影像時，只經由觀看者M之右眼可實質看到右眼影像R，然而只經由觀看者M之左眼可實質看到左眼影像L。
第10圖所示之狀況I至III分別對應於第9圖之狀況I至III。換句話說，第10圖之狀況I係顯示在可見距離D1係最佳可見距離時，視差屏蔽XA與觀看者M之視線間之關係的示圖。第10圖之狀況III係顯示在可見距離D3係最小可見距離時，視差屏蔽XC與觀看者M之視線間之關係的示圖。第10圖之狀況II係顯示在可見距離D2係一位於最佳距離與最小距離間之某處的中間距離時，視差屏蔽XB與觀看者M之視線間之關係的示圖。
在此，如第10圖之狀況I所示，設計最佳可見距離(D1)係觀看者M之右眼可觀看到構成右眼影像之像素的次像素之每一者的整個區域及觀看者M之左眼可觀看到構成左眼影像之像素的次像素之每一者的整個區域之距離。
參考第11圖，在程式記憶單元47中所儲存之使用者登錄資訊403係關於顯示裝置1中所登錄之一個或多個使用者的資料及包含第11圖所示之資料。更特別地，使用者登錄資訊403包含像一用以識別使用者之登錄號碼、臉部影像資料(使用者之臉部的影像之 資料)及一偏移距離(offset distance)之資料。
臉部影像資料係從立體攝影機單元6所取得之影像資料所抽出之影像資料(右側影像或左側影像之資料)。偏移距離係用以在登錄號碼所指定之使用者係一觀看者時，校正(增加或減少)距離計算單元46所計算之可見距離的校正資料。注意到，臉部影像資料對應於本實施例中之登錄影像。偏移距離對應於本實施例之校正資訊。藉由程式記憶單元47實現本實施例之記憶單元。
在顯示控制單元4中，控制單元42依據上述控制程式實施第12、15及16圖所示之程序，其控制顯示模組2、屏蔽控制裝置3及立體攝影機單元6之操作。下面係控制單元42所實施之此等程序的內容之敘述。
(使用者登錄程序)
第12圖係顯示使用者登錄處理之內容的流程圖，當一使用者在顯示裝置1中登錄關於他/她自己的資訊(亦即，實施一使用者登錄)時，控制單元42執行使用者登錄程序。在此，當執行使用者登錄程序時，控制單元42當作本實施例之距離取得控制單元、成像控制單元、校正資訊取得單元及記憶控制單元之部分或全部。
在使用者登錄程序中，控制單元42先從程式記憶單元47讀取一測試圖案影像之資料(測試圖案影像係一預程式三維影像)，以及然後，提供讀取資料至顯示資料產生單元43，藉此使顯示資料產生單元43產生測試圖案影像之顯示資料(步驟SA1)。
接下來，控制單元42藉由提供顯示資料產生單元43所產生之顯示資料至顯示模組2來驅動顯示模組2，藉此使顯示模組2顯示測試圖案影像。更特別地，藉由將顯示模組2中之三個不同色彩次像素2a視為以第3A圖中之R1、G1、B1來表示之一組，控制單元42依 據一構成測試圖案影像之右眼影像(或左眼影像)的對應每一組次像素2a之像素的顏色控制每一次像素2a之層次等級。同時，藉由將顯示模組2中之三個不同色彩次像素2a視為以第3A圖中之R2、G2、B2來表示之一組，控制單元42依據一構成測試圖案影像之左眼影像(或右眼影像)的對應每一組次像素2a之像素的顏色控制每一次像素2a之層次等級。結果，控制單元42如第4B圖所示區分左眼影像及右眼影像(它們一起構成測試圖案影像)成為複數個垂直條紋，以及以次像素2a之間隔在水平方向交替地顯示右眼影像之條紋及左眼影像之條紋。
再者，控制單元42使屏蔽資料產生單元44，產生對應於最佳可見距離之屏蔽資料(步驟SA3)。在此程序中，控制單元42從前述屏蔽圖案取得表402(見第8圖)讀取對應於最佳可見距離之圖案資訊(亦即，對應於最高可見距離等級(Ln)之狹縫寬度(Wn)及屏蔽寬度(Bn))。接下來，控制單元42提供讀取圖案資訊至屏蔽資料產生單元44，藉此使屏蔽資料產生單元44產生對應於最佳可見距離之屏蔽資料。
接下來，控制單元42提供像前述驅動信號(驅動元件用以驅動液晶所需之驅動信號)之屏蔽資料產生單元44所產生的屏蔽資料至屏蔽控制裝置3，藉此使屏蔽控制裝置3顯示一具有對應於最佳可見距離之屏蔽圖案的視差屏蔽(步驟SA4)。換句話說，控制單元42使屏蔽控制裝置3顯示視差屏蔽XA，視差屏蔽XA具有以第9圖之狀況I表示的最佳可見距離之狹縫寬度(Wn)及屏蔽寬度(Bn)。
接下來，在步驟SA5中，一使用者移動其觀看位置，找到使用者據以判定測試圖案之三維觀看的品質係最佳的一離顯示模組2之距離。控制單元42藉由偵測使用者是否操作操作單元41之指定開 關(或一些其它形式之互動)來確定是否使用者已執行一操作，以判定這樣的最佳可見位置。因此，一旦使用者已移動他/她的臉部(眼睛)至一可在最佳狀況下以三維方式觀看測試圖案影像之位置，使用者操作操作單元41(或一些其它形式之使用者介面)，以通知顯示裝置1，他/她已找到最佳距離。
控制單元42重複地試圖確定是否已執行這樣的操作(步驟SA5：否)，直到它從使用者接收用以表示已確實執行最佳可見位置之判定的操作之輸入為止。在確定這樣的操作已被確實執行(步驟SA5：是)後，控制單元42使立體攝影機單元6拍攝使用者之左眼影像及右眼影像作為一主體(步驟SA6)。
第13A圖顯示控制單元42經由步驟SA6所取得之左側影像100L及右側影像100R的範例。在此，第13A圖中以「O」表示之位置係左側影像100與右側影像100間之中心，其顯示在水平方向上存有一視差。
接下來，控制單元42提供右側影像及左側影像之已取得資料至臉部偵測單元45、使臉部偵測單元45實施臉部偵測處理及從臉部偵測單元45取得用以分別表示右側影像及左側影像中之使用者的臉部面積之區域資訊(座標資訊)(步驟SA7)。第13B圖顯示左側影像100L中之臉部區域200L及右側影像100R中之臉部區域200R的範例，它們係在步驟SA7之處理期間由臉部偵測單元45來判定。
隨後，控制單元42提供左側影像100L及右側影像100R之已取得區域資訊至距離計算單元46及使距離計算單元46計算顯示模組2與使用者(觀看者)間之距離，藉此取得可見距離，其中使用者從可見距離能在最佳狀況下以三維方式觀看到測試圖案影像(步驟SA8)。
在此，描述用以計算可見距離之距離計算單元46所使用之方法如下。距離計算單元46所使用之方法係根據三角測量之原理。第14圖係顯示用以取得可見距離之原理的圖示。
在第14圖中，參考「D」表示一應由距離計算單元46計算及對應於立體攝影機單元6之成像透鏡61、61與使用者M間之距離的可見距離。參考「d」表示一在左側影像100L與右側影像100R間存在之視差。更特別地，視差d係分別在此等個別成像裝置62、62之成像表面上左側影像100L與右側影像100R之特微點P1、P2的位置(距離)之差別。關於這些參數，下面方程式(1)所表示之可見距離D與視差d間之關係係正確的：D=F×A/d(1)
在此，A係兩個成像裝置62、62間之距離，以及F係此等成像透鏡61、61之焦距。因為A及F兩者係已知的，所以如果找到左側影像100L與右側影像100R間之視差，可獨特地計算可見距離D。
距離計算單元46以下面程序計算可見距離D，程序係根據前述原理。首先，如第13B圖所示，距離計算單元46取得在左側影像100L中臉部區域200L之中心的座標位置(x1,y1)及在右側影像100R中臉部區域200R之中心的座標位置(x2,y2)，以及將這些座標位置分別視為第14圖所示之特徵點P1、P2的座標位置。接下來，距離計算單元46根據此等特微點P1、P2之如此取得的座標位置(亦即，(x1,y1)及(x2,y2))計算左側影像100L與右側影像100R間之視差。然後，距離計算單元46使用上述方程式(1)計算可見距離D。
同時，在經由步驟SA8之處理取得可見距離D後，控制單元42計算已取得可見距離D與預程式設計最佳可見距離(或預設最佳可見距 離)間之差異，以因計算而取得一偏移距離，其中已取得可見距離D係使用者可在最佳狀況下以三維方式觀看測試圖案影像之實際距離(步驟SA9)。
在此，當可見距離D比設計最佳距離長時，偏移距離係一正值，以及當可見距離D比設計最佳距離短時，偏移距離係一負值。注意到，當例如使用者之瞳孔距離不同於在判定設計最佳可見距離中所使用之典型瞳孔距離時，出現可見距離D與最佳距離間之差異。因此，偏移距離反映使用者間之個別差異。
隨後，從步驟SA6之處理所取得之左側影像100L(或右側影像100R)，控制單元42抽出以前述區域資訊所表示之臉部區域200L(步驟SA10)。然後，藉由使已抽出臉部區域200L之影像資料與一新登錄號碼且一起與步驟SA9所取得之偏移距離相關聯，控制單元42在程式記憶單元47中儲存影像資料作為使用者登錄資訊403(步驟SA11)。上述完成使用者登錄程序。
(影像顯示處理)
第15圖係顯示控制單元42所實施之關於根據影像記憶體5中所儲存之影像資料來顯示影像的影像顯示程序之內容的流程圖。注意到，當實施影像顯示處理時，控制單元42當作本實施例之一狹縫寬度控制單元、一識別單元、一讀取單元及一校正單元之部分或全部，以及同時，作為一屏蔽圖案控制單元及亦作為本實施例之一屏蔽寬度控制單元。又，一所要顯示之影像係使用者藉由操作例如操作單元41之指定開關或介面所選擇之影像。
在影像顯示程序中，控制單元42先從影像記憶體5讀取一要顯示之影像的資料(步驟SB1)。然後，控制單元42每次在一預定單元中從影像記憶體5讀取資料時，判定是否所要顯示之影像係一二 維影像或一三維影像。當所要顯示之影像係一二維影像時(步驟SB2：「二維」)時，控制單元42提供從影像記憶體5所讀取之影像資料至顯示資料產生單元43及指示顯示資料產生單元43產生二維影像之顯示資料(步驟SB3)。
接下來，藉由提供顯示資料產生單元43所產生之二維影像的顯示資料至顯示模組2，控制單元42驅動顯示模組2及使顯示模組2顯示二維影像(步驟SB4)。更特別地，藉由將顯示模組2中之六個次像素2a視為一以第3A圖之R1、R2、G1、G2、B1、B2所表示之組，控制單元42依據二維影像之對應每一組次像素2a的像素之顏色來控制每一次像素2a之層次等級，以及使每一組次像素中之2個相同色彩的相鄰次像素2a、2a維持相同層次等級。結果，如第4A圖所示，控制單元42使顯示模組2顯示二維影像。
當所要顯示之影像係一三維影像(步驟SB2：「三維」)時，控制單元42提供從影像記憶體5所讀取之影像資料(亦即，右眼影像及左眼影像之影像資料)至顯示資料產生單元43，以及使顯示資料產生單元43產生三維影像之顯示資料(步驟SB5)。接下來，藉由提供顯示資料產生單元43所產生之三維影像的顯示資料至顯示模組2，控制單元42使顯示模組2顯示三維影像。更特別地，如第4B圖所示，藉由區分右眼影像及左眼影像成為複數個垂直條紋，並藉由在水平方向交替地顯示右眼影像及左眼影像之垂直條紋，控制單元42顯示右眼影像及左眼影像。
隨後，控制單元42藉由執行第16圖所示之屏蔽圖案取得步驟來取得屏蔽圖案資訊(步驟SB7)。下面係屏蔽圖案取得程序之敘述。
在屏蔽圖案取得處理中，控制單元42先使立體攝影機單元6拍攝觀看者之一左眼影像及一右眼影像作為一主體(步驟SB101)。接 下來，控制單元42提供右眼影像及左眼影像之已取得資料至臉部偵測單元45及使臉部偵測單元45實施臉部偵測處理，藉此取得用以分別表示右眼影像及左眼影像中之使用者的臉部區域之區域資料(座標資訊)(步驟SB102)。再者，控制單元42提供右眼影像及左眼影像之已取得區域資訊至距離計算單元46，以及距離計算單元46根據左眼影像及右眼影像之已供應區域資訊判定使用者相對於顯示模組2之位置所處之距離(步驟SB103)。注意到，在此範例中，步驟SB101至步驟SB103中所實施之程序係相同於前述使用者登錄程序中之步驟SA6至步驟SA8的程序。
接著，從步驟SB101之處理所取得之左眼影像(或右眼影像)，控制單元42抽出以臉部偵測單元45所取得之區域資訊表示之臉部區域(步驟SB104)。接下來，藉由掃描被儲存作為使用者登錄資訊403(見第11圖)之預先登錄臉部資料的影像料，控制單元42針對每一預先登錄臉部資料計算已儲存臉部影像資料與步驟SB104中所抽出之臉部區域的影像資料間之相似程度(步驟SB105)。在計算相似程度中，控制單元42計算例如兩個已選定臉部影像資料之多個特徵點的相似程度(例如，眼睛、鼻子或嘴巴之尺寸或其間之相對位置)，以及藉由平均例如此等多個特徵點之相似程度來取得最終相似程度。注意到，步驟SB104及SB105之程序對應於本實施例中之臉部辨識程序。
接下來，藉由確定是否存有任何被儲存作為使用者登錄資訊403之臉部影像資料相對於已抽出臉部區域之影像資料具有一比臨界值高之相似度，控制單元42確定是否目前觀看者係一已登錄使用者(步驟SN106)。換句話說，控制單元42確定是否目前觀看者係一已登錄使用者或一未登錄使用者。
更特別地，當使用者登錄資訊403中沒有臉部影像資料相對於已抽出臉部區域之影像資料具有一比臨界值高之相似度時，控制單元42確定目前觀看者沒有被登錄。另一方面，當在使用者登錄資訊403中找到一相對於已抽出臉部區域之影像資料具有一比臨界值高之相似度的影像資料時，控制單元42確定目前觀看者已被登錄。
當控制單元2確定目前觀看者沒有被登錄成為一使用者(步驟SB106：否)時，控制單元42立即進行稍後要被描述之步驟SB109的處理。當控制單元42確定目前觀看者被登錄成為一使用者(步驟SB106：是)時，控制單元42實施下面程序。
首先，從使用者登錄資訊403，控制單元42取得已登錄使用者之偏移距離，亦即，偏移距離對應於具有比預設臨界值高且亦是最高之前述相似度的臉部影像資料(步驟SB107)。
接下來，藉由從步驟SB103所取得之實際可見距離扣除偏移距離，控制單元42校正實際可見距離(步驟SB108)。更特別地，當偏移距離係一正值(正值表示目前觀看者之最佳可見距離-亦即，觀看者可在最佳狀況下以三維方式觀看三維影像且在使用者登錄時已被確認之距離大於設計最佳可見距離)時，控制單元42使步驟SB103所取得之實際可見距離扣減偏移距離之數量。另一方面，當偏移距離係一負值(負值表示目前觀看者之最佳可見距離-亦即，觀看者可在最佳狀況下以三維方式觀看三維影像且在使用者登錄時已被確認之距離小於設計最佳可見距離)時，控制單元42使步驟SB103所取得之實際可見距離增加偏移距離之數量。隨後，控制單元42進行步驟SB109之處理。
接下來，在步驟SB109之處理中，控制單元42確定是否步驟SB103 之處理所取得之可見距離或步驟SB108之處理所校正之可見距離大於設計最佳可見距離(步驟SB109)。
當可見距離比最佳距離短時(步驟SB109：否)時，控制單元42從屏蔽圖案取得表402(見第8圖)立即取得對應於一包括可見距離之可見距離等級的圖案資料(狹縫寬度及屏蔽寬度)(步驟SB111)，藉此完成屏蔽圖案取得程序。
當可見距離比最佳距離長時(步驟SB109：是)時，控制單元42校正可見距離成為最佳距離(步驟SB110)及從屏蔽圖案取得表(見第8圖)取得對應於一包括最佳距離之可見距離等級的圖案資訊(狹縫寬度及屏蔽寬度)(步驟SB111)，藉此完成屏蔽圖案取得程序。
然後，控制單元42返回至第15圖所示之處理、提供經由屏蔽圖案取得程序所取得之圖案資訊(狹縫寬度及屏蔽寬度)至屏蔽資料產生單元44及使屏蔽資料產生單元44依據屏蔽圖案取得程序所獲之可見距離產生屏蔽資料(步驟SB8)。藉由提供屏蔽資料產生單元44所產生之屏蔽資料至屏蔽控制裝置3，控制單元42使屏蔽控制裝置3顯示一具有可見距離之屏蔽圖案的視差屏蔽(步驟SB9)，藉此完成影像顯示程序。
注意到，控制單元42控制顯示模組2及屏蔽控制裝置3，以致於同時實施顯示模組2之三維影像的顯示及屏蔽圖案之顯示。
如上所述，依據本實施例之顯示裝置1，在顯示模組2上顯示一三維影像中，顯示控制單元4先取得顯示模組2之表面與觀看者間之距離，亦即，實際可見距離。當已測量實際可見距離(如需要的話，以上述個別化資訊來校正)比設計最佳可見距離短時，顯示控制單元4依據實際可見距離產生具有適當狹縫寬度及屏蔽寬度之屏蔽控制裝置3所顯示的視差屏蔽之屏蔽圖案，藉此使三維影 像之三維視野成為可能。
因此，依據顯示裝置1，縱使實際可見距離偏離設計最佳可見距離，可使觀看者M之右眼只可看到右眼影像R之像素及觀看者M之左眼只可看到左眼影像L之像素(第10圖)。結果，可擴大觀看者可據以以三維方式觀看一三維影像之觀看者與顯示影像(顯示模組2)間之距離範圍。
因為顯示控制單元4依據實際可見距離控制屏蔽圖案，所以當實際可見距離變成比設計最佳可見距離短時，視差屏蔽之狹縫寬度變窄了。因此，經由視差屏蔽之每一狹縫所觀看之每一次像素的可見區域變得比較窄(見第10圖)。換句話說，實際可見距離相對於設計最佳可見距離越窄，視差屏蔽之孔徑比會變得越低。此自動降低三維影像之顯示亮度。
因此，在觀看者從比最佳可見距離短之距離的位置觀看一三維影像之情況中，藉由依據可見距離自動調整三維影像之顯示亮度，顯示裝置1可使觀看者在良好狀況下觀看三維影像。換句話說，當觀看位置靠近顯示模組2時，顯示裝置1可使觀看者觀看三維影像而不會感受過量亮度。
又，依據本實施例之顯示裝置1，如果觀看者已登錄成為一使用者，則顯示控制單元4使用前述前程序來判定一屏蔽圖案，以根據至使用者之實際測量距離控制視差屏蔽之屏蔽圖案。換句話說，顯示控制單元4先依據使用者所特有之預程式偏移距離校正實際可見距離，以及判定對應於已校正可見距離之屏蔽圖案。
因此，當觀看者係一已登錄使用者時，縱使特定觀看者之最佳可見距離不同於設計最佳可見距離，顯示裝置1可使觀看者一直在良好狀況下以三維方式觀看三維顯像而不需要觀看者在每次使用 顯示裝置1時朝前面/後面方向調整他/她的臉部(眼睛)之位置。
本實施例之顯示裝置1的上述結構具有各種可能修改。在上述範例中，顯示控制單元4之控制單元42係設計成當顯示模組2之表面與觀看者間之距離(亦即，實際可見距離)等於或短於設計最佳見距離時，在影像顯示處理期間控制視差屏蔽之屏蔽圖案。然而，控制單元42在另一情況中可以配置成當量際可見距離大於設計最佳可見距離時，依據實際可見距離控制視差屏蔽之屏蔽圖案。
相較於這樣的修改範例，在上述實施例之顯示裝置中，當已測量實際可見距離(如果適當的話，則以步驟SB108來修正)等於或短於設計最佳可見距離時，顯示控制單元4之控制單元42控制視差屏蔽之屏蔽圖案，以及當已測量實際可見距離(如果適當的話，則以步驟SB108來修正)大於設計最佳可見距離時，控制單元42二維持視差屏蔽之屏蔽圖案在對應於設計最佳可見距離之屏蔽圖案，藉此產生下面優點。
在上述修改範例中，為了控制單元42實施上述影像顯示處理，需要改變屏蔽圖案取得表402，以包含大於設計最佳可見距離之可見距離的視差屏蔽之屏蔽圖案(亦即，此等狹縫寬度及此等屏蔽寬度中之每一者的資料)。對於這些屏蔽圖案，必須使狹縫寬度變得較窄，以及使屏蔽寬度變得較寬，因為此等對應可見距離大於設計最佳可見距離。換句話說，當可見距離變成大於設計最佳可見距離時，視差屏蔽之孔徑比減少了。因此，可見距離變成大於設計最佳可見距離時，三維影像之顯示亮度降低了。
相較下，依據上述實施例，當已測量實際可見距離(如可實施的話，以步驟SB108來校正)大於設計最佳可見距離時，控制單元42二維持視差屏蔽之屏蔽圖案在對應於設計最佳可見距離之屏蔽圖 案。因此，依據本實施例，當實際可見距離大於設計最佳可見距離時，可以維持三維影像之顯示亮度在相同等級。
又，依據本實施例，在屏蔽圖案取得程序中，控制單元42從屏蔽圖案取得表402取得實際可見距離之一屏蔽圖案(狹縫寬度及屏蔽寬度)。在另一選擇中，控制單元42可以配置成以計算取得實際可見距離之屏蔽圖案，以取代使用表402。
並且，在顯示裝置1之上述範例中，顯示模組2具有一色彩組合，其中一對水平相鄰次像素2a、2a係分配有依據一包括6種顏色(亦即，R、R、G、G、B、B)為一組之色彩圖案所指定之相同顏色。然而，可以修改顯示模組2，以具有下面色彩組合。例如，顯示模組2可以具有一色彩組合，其中每一次像素係分配有一依據一包括三種垂直對準顏色(亦即，R、G、B)為一組之色彩圖案所指定之顏色；亦即，三種垂直對準次像素係分別分配有R、G、B各自顏色中之一。
然而，當顯示模組2具有這樣的色彩組合時，當在顯示模組2上顯示一三維影像時，顯示控制單元4之顯示資料產生單元43需要產生下面顯示資料。特別地，顯示資料產生單元43需要依據右眼影像及左眼影像之每一像素被分配至在顯示模組2之垂直方向對準之此等3顏色(R、G、B)次像素來產生此等顯示資料。並且，此等顯示資料應是這樣：顯示模組2顯示藉由區分右眼影像及左眼影像成複數個垂直條紋，並藉由在水平方向交替地配置它們來顯示右眼影像及左眼影像。
在上述範例中，顯示裝置1具有一種結構，其中使用立體攝影機單元6所拍攝之右側影像及左側影像根據三角測量之原理取得顯示模組2之表面與觀看者間之距離(亦即，已測量實際可見距離) 。然而，只要對於已測量實際可見距離可達成合理準確性及如果出現這樣的需求，可以修改用以取得實際可見距離之結構及計算可見距離之特定方法。
又，本發明沒有侷限至上述特定顯示裝置1，以及可應用至具有使用一視差屏蔽系統之三維影像(三維影像)顯示功能的任意顯示裝置。注意到，這樣的任意顯示裝置可以包含具有一影像顯示功能之各種資訊處理裝置(例如，行動電話)。
在上述實施例中，固定顯示模組2與屏蔽控制裝置3間之距離。然而，顯示模組2與屏蔽控制裝置3間之距離可以配置成可變的。此特徵提供下面額外優點：可允許觀看者以廣泛範圍之可見距離來觀看三維影像。取代或除了上述視差屏蔽之圖案的調整之外，(還)可提供適當機械結構及控制方法，依據至觀看者之已測量實際距離來控制顯示模組2與屏蔽控制裝置3間之距離。在這樣的情況中，可以適當地修改上述範例之屏蔽圖案取得表402，以例如針對顯示模組2與屏蔽控制裝置3間之各種可能距離包含複數個表。在另一情況中，控制單元42可藉由例如適當軟體演算法根據顯示模組2與觀看者間之已測量距離來計算視差屏蔽之適當圖案及顯示模組2與屏蔽控制裝置3間之適當距離。
再者，可持續不斷地監測顯示單元與一觀看顯示裝置之觀看者間之距離及可以大致即時依據至觀看者之持續不斷監測的距離調整視差屏蔽中之狹縫圖案，以致於縱使觀看者在顯示裝置周圍移動，他/她可在良好狀況下以三維方式繼續觀看此等影像。
熟習項技藝者將明顯易知，可對本發明實施各種修改及變動而不脫離本發明之精神或範圍。因此，本發明意欲涵蓋在所附申請專利範圍及它們的均等物範圍內之修改及變動。
1‧‧‧顯示裝置
2‧‧‧顯示模組
3‧‧‧屏蔽控制裝置
4‧‧‧顯示控制單元
5‧‧‧影像記憶體
6‧‧‧立體攝影機單元
61‧‧‧成像透鏡

Claims (17)

  1. 一種顯示裝置，包括：一顯示單元，藉由將一左眼影像及一右眼影像區分成複數個垂直狹長條紋之影像，並藉由在水平方向交替地配置該經區分之左眼影像及該經區分之右眼影像，以顯示該左眼影像及該右眼影像；一屏蔽形成單元，其在該顯示單元前面形成一視差屏蔽；一距離資訊取得單元，其取得表示該顯示單元與一觀看該顯示單元之觀看者之間之距離的距離資訊；以及一狹縫寬度控制單元，其依據該距離資訊取得單元所取得之該距離資訊所表示之該距離，以控制該屏蔽形成單元所形成之該視差屏蔽的狹縫寬度。
  2. 如申請專利範圍第1項之顯示裝置，其中該狹縫寬度控制單元依據該距離資訊取得單元所計算之該距離資訊所表示之該距離，以改變該屏蔽形成單元所形成之該視差屏蔽的狹線寬度，且其中存在有一最大狹縫寬度，該狹縫寬度控制單元不會增加該視差屏蔽之狹縫寬度超過該最大狹縫寬度，該最大狹縫寬度係對應於一預定距離的寬度。
  3. 如申請專利範圍第2項之顯示裝置，其中當該距離資訊取得單元所取得之該距離資訊所表示之該距離小於該預定距離時，相較於該最大狹縫寬度，該狹縫寬度控制單元依據該距離資訊取得單元所取得之該距離資訊所表示之該距離，以減少該視差屏蔽之狹縫 寬度。
  4. 如申請專利範圍第2項之顯示裝置，其中該預定距離係一設計觀看距離，從該設計觀看距離，該觀看者之左眼可看到該左眼影像之全部區域，且該觀看者之右眼可看到該右眼影像之全部區域。
  5. 如申請專利範圍第1項之顯示裝置，其中該顯示單元係一包括複數個顯示元件之點矩陣顯示單元，且其中該顯示單元藉由使用該等顯示元件當作一單元，在水平方向交替地配置該左眼影像之條紋及該右眼影像之條紋，以顯示該左眼影像及該右眼影像。
  6. 如申請專利範圍第1項之顯示裝置，其中該顯示單元包括具有彼此相同之顏色成分之相鄰配置的兩個顯示元件，且其中將該兩個顯示元件中之一分配至該左眼影像及將該兩個顯示元件中之另一者分配至該右眼影像。
  7. 如申請專利範圍第1項之顯示裝置，其中進一步包括：一記憶單元，其儲存一預先登錄使用者之登錄影像，該登錄影像包括該預先登錄使用者之至少一臉部區域及校正資訊；一成像單元，其拍攝該觀看者之影像作為一主體；一識別單元，其藉由實施一臉部辨識程序來判定該觀看者是否是該預先登錄使用者，該臉部辨識程序包括該成像單元所拍攝之該主體影像上的該觀看者之臉部區域與該記憶單元中所儲存之該登錄影像之間的比較；一讀取單元，當該識別單元判定該觀看者係該預先登錄使用者時，該讀取單元針對被該識別單元識別為該預先登錄使用者之該觀看者，從該記憶單元讀取該校正資訊；以及一校正單元，係根據該讀取單元所讀取之該校正資訊，校正該 距離資訊取得單元所取得之該距離資訊所表示之該距離。
  8. 如申請專利範圍第7項之顯示裝置，其中該狹縫寬度控制單元依據該校正單元所已校正之該距離，控制該屏蔽形成單元所形成之該視差屏蔽的狹縫寬度。
  9. 如申請專利範圍第7項之顯示裝置，其中進一步包括：一距離取得控制單元，其使該距離資訊取得單元取得表示該顯示單元與該觀看者間之距離的距離資訊，該觀看者在該距離向該顯示裝置表示其可在最佳狀況下觀看一以一指定視差屏蔽顯示在該顯示單元上之測試三維影像；一校正資訊取得單元，其取得該距離資訊取得單元在該距離取得控制單元之控制下所取得之該距離資訊所表示之該距離與該測試圖案之一預定設計可見距離間之差異，作為該觀看者之校正資訊；以及一記憶控制單元，係儲存該校正資訊取得單元所計算之該校正資訊於該記憶單元中。
  10. 如申請專利範圍第1項之顯示裝置，其中當選擇一三維顯示時，該屏蔽形成單元形成該視差屏蔽，以及當選擇一二維顯示時，該屏蔽形成單元不形成該視差屏蔽。
  11. 一種顯示裝置，包括：一顯示單元，其藉由將一左眼影像及一右眼影像區分成複數個垂直狹長條紋之影像，並藉由在水平方向交替地配置該經區分之左眼影像及該經區分之右眼影像，以顯示該左眼影像及該右眼影像；一屏蔽形成單元，在該顯示單元前面形成一視差屏蔽；一記憶單元，係儲存一預先登錄使用者之登錄影像，該登錄影 像包括該預先登錄使用者之至少一臉部區域及校正資訊；一成像單元，其拍攝一觀看者作為一主體；一識別單元，其藉由實施一臉部辨識程序來判定該觀看者是否是該預先登錄使用者，該臉部辨識程序包括該成像單元所拍攝之該主體影像上的該觀看者之臉部區域與該記憶單元中所儲存之該登錄影像之間的比較；一讀取單元，係針對被該識別單元識別為該預先登錄使用者之該觀看者，並從該記憶單元讀取該校正資訊；以及一狹縫寬度控制單元，其依據該讀取單元所讀取之該校正資訊，控制該屏蔽形成單元所形成之該視差屏蔽的狹縫寬度。
  12. 一種顯示裝置，包括：一顯示單元，其藉由將一左眼影像及一右眼影像區分成複數個垂直狹長條紋之影像，並藉由在水平方向交替地配置該經區分之左眼影像及該經區分之右眼影像，以顯示該左眼影像及該右眼影像；一屏蔽形成單元，係在該顯示單元前面形成一視差屏蔽；一距離資訊取得單元，取得表示該顯示單元與一觀看該顯示單元之觀看者之間之距離的距離資訊；以及一屏蔽圖案控制單元，控制該屏蔽形成單元所形成之該視差屏蔽的屏蔽圖案成為一指定屏蔽圖案，該指定屏蔽圖案係具有對應於該距離資訊取得單元所取得之該距離資訊所表示之該距離的狹縫寬度。
  13. 一種顯示裝置，包括：一顯示單元，其藉由將一左眼影像及一右眼影像區分成複數個垂直狹長條紋之影像，並藉由在水平方向交替地配置該經區分之 左眼影像及該經區分之右眼影像，以顯示該左眼影像及該右眼影像；一屏蔽形成單元，在該顯示單元前面形成一視差屏蔽；一距離資訊取得單元，其取得表示該顯示單元與一觀看該顯示單元之觀看者之間之距離的距離資訊；以及一屏蔽寬度控制單元，其控制該屏蔽形成單元所形成之該視差屏蔽的屏蔽寬度成為該距離資訊取得單元所取得之該距離資訊所表示的該距離之屏蔽寬度。
  14. 一種控制三維顯示用之視差屏蔽的方法，包括：取得表示一顯示單元與一觀看該顯示單元之觀看者間之距離的距離資訊，其中該顯示單元藉由將一左眼影像及一右眼影像區分成複數個垂直狹長條紋之影像，並藉由在水平方向交替地配置該經區分之左眼影像及該經區分之右眼影像，以顯示該左眼影像及該右眼影像；以及依據該距離資訊所表示之該距離控制一在該顯示單元前面所形成之視差屏蔽的狹縫寬度。
  15. 一種三維顯示裝置，包括：一顯示單元，其藉由將一左眼影像及一右眼影像區分成複數個垂直狹長條紋之影像，並藉由在水平方向交替地配置該經區分之左眼影像及該經區分之右眼影像，以顯示該左眼影像及該右眼影像；一屏蔽形成單元，係在該顯示單元前面形成一視差屏蔽，該視差屏蔽包括複數個狹縫之圖案，以分別朝不同空間點選擇性地傳送該左眼影像及該右眼影像，該等不同空間點係對應於一觀看該顯示單元之觀看者的左眼及右眼的點；以及 一距離測量單元，其測量該顯示單元與該觀看者間之距離，其中該屏蔽形成單元依據該距離測量單元所測量之距離調整該視差屏蔽中之狹縫的圖案。
  16. 如申請專利範圍第15項之三維顯示裝置，其中該距離測量單元持續不斷地監測該顯示單元與一觀看該顯示單元之觀看者間之距離，且其中該屏蔽形成單元大致上即時依據該持續不斷所監測之距離調整該視差屏蔽中之狹縫的圖案。
  17. 一種三維顯示裝置，包括：一顯示單元，其藉由將一左眼影像及一右眼影像區分成複數個垂直狹長條紋之影像，並藉由在水平方向交替地配置該經區分之左眼影像及該經之區分右眼影像，以顯示該左眼影像及該右眼影像；一屏蔽形成單元，係在該顯示單元前面形成一視差屏蔽，該視差屏蔽包括複數個狹縫之圖案，以分別朝不同空間點選擇性地傳送該左眼影像及該右眼影像，該等不同空間點係對應於一觀看該顯示單元之觀看者的左眼及右眼的點；以及一距離測量單元，其測量該顯示單元與該觀看者間之距離，其中依據該距離測量單元所測量之至該觀看者的距離來調整該屏蔽形成單元與該顯示單元間之距離及該視差屏蔽中之狹縫的圖案中之一。
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