TWI459033B - 立體顯示裝置 - Google Patents

Description

立體顯示裝置

本發明係有關於一種立體顯示裝置，尤指一種具有可提高混色均勻性的次畫素圖案之立體顯示裝置。

立體顯示技術，係使觀察者左右兩眼接受到不同的影像，使觀察者大腦在合成左右兩眼所視影像時，對所視物產生不同的層次感及深度之知覺，進而產生立體感。請參閱第1圖，第1圖係一習知立體顯示技術之示意圖。如第1圖所示，習知立體液晶顯示裝置100包含一背光模組110、一液晶顯示面板120以及一視差裝置(parallax device)130，其中背光模組110設置於液晶顯示面板120的背面，用以提供光源；而視差裝置130設置於液晶顯示面板120的前面，用以分離液晶顯示面板120顯示之資訊。當立體液晶顯示裝置100顯示影像時，視差裝置130會因觀察者的左右眼視角不同而分離液晶顯示面板120所提供的影像，使觀察者之左眼L與右眼R可接收不同的影像。

請參閱第2圖，第2圖係為一習知立體液晶顯示面板120之次畫素之設計示意圖。如第2圖所示，習知立體液晶顯示面板120包含有複數個次畫素122R、122G、122B，分別用以顯示紅色畫面、綠色畫面與藍色畫面，且次畫素122R、122G、122B係呈現如第2圖所示之直條狀(stripe)排列。立體液晶顯示面板120另包含一視差裝置130，其中視差裝置130為斜向屏障圖案，且透過視差裝置130的複數個透光區域132(為清楚說明，第2圖中僅繪示一透光區域)，將使得觀察者左或右單眼獲得如第2圖所示之畫素影像。然而因各畫素都是由三個斜向排列的次畫素122R、122G、122B所組成，此一次畫素設計方式常有混色不均勻之詬病。

為避免上述混色不均勻之缺失，習知技術係另有其他次畫素之設計。請參閱第3圖，第3圖所示為美國專利申請公開號US2007/0058113 A1所教導之液晶顯示面板120之次畫素設計及透過視差裝置130所呈現之單眼影像之示意圖。該案所教導者，係藉由複數個橫向重複排列，且分別包含有次畫素124R、124G、124B的次畫素單元，輔以具有格狀屏障圖案之視差裝置130，使得觀察單眼獲得之畫素影像如第3圖所示，係由三角排列之次畫素124R、124G、124B混色而成。根據此習知之次畫素設計方式，雖預期可獲得混色較均勻之畫素影像，但由於格狀屏障圖案的遮蔽區域134會遮蔽各次畫素單元內的一次畫素124R、124G或124B。也就是說，遮蔽區域134會如第3圖所示存在於任一畫素的次畫素124R、124G、124B之間，所以反而拉大了單一畫素中各次畫素124R、124G、124B的距離，降低混色的效果以及立體顯示裝置100的亮度。

因此，仍需要一種可提高混色均勻性之次畫素排列圖案，以提升立體顯示裝置的立體影像畫質及色彩品質。

因此，本發明提供之立體顯示器係具有提高混色均勻性的次畫素圖案，以提升立體影像之畫質。

根據本發明所提供之申請專利範圍，係提供一種立體顯示器，該立體顯示器包含複數個次畫素單元，該等次畫素單元分別沿一第一軸向與一第二軸向延伸排列而構成一次畫素陣列，其中任兩個在該第一軸向相鄰之次畫素單元在該第二軸向相差一預定距離。而各該次畫素單元包含：一第一次畫素列、一沿該第二軸向設置於該第一次畫素列下方之第二次畫素列、與一沿該第二軸向設置於該第二次畫素列下方之第三次畫素列。該第一次畫素列包含一個第一次畫素與二個第二次畫素，沿該第一軸向排列。該第二次畫素列則包含一個第一次畫素與二個第二次畫素，沿該第一軸向排列。而該第三次畫素列則包含三個沿該第一軸向排列之第三次畫素。該立體顯示器更包含至少一視差屏障，該視差屏障包含有複數個長條狀之透光區域與遮蔽區域，且該等透光區域與該等遮蔽區域係平行排列。

根據本發明所提供之申請專利範圍，另提供一種立體顯示器，該立體顯示器包含複數個次畫素單元，該等次畫素單元分別沿一第一軸向與一第二軸向延伸排列而構成一次畫素陣列，其中任兩個在該第一軸向相鄰之次畫素單元在該第二軸向相差一預定距離。而各該次畫素單元包含：一第一次畫素列、一沿該第二軸向設置於該第一次畫素列下方之第二次畫素列、與一沿該第二軸向設置於該第二次畫素列下方之第三次畫素列。該第一次畫素列包含有二個第一次畫素與二個第二次畫素，沿該第一軸向排列。該第二次畫素列則包含有二個第一次畫素與二個第二次畫素，沿該第一軸向排列。而該第三次畫素列則包含有四個沿該第一軸向排列之第三次畫素。該立體顯示器更包含至少一視差屏障，該視差屏障包含複數個長條狀之透光區域與遮蔽區域，且該等透光區域與該等遮蔽區域係平行排列。

為使本發明之上述目的、特徵及優點能更顯明易懂，以下特舉較佳實施方式，並配合所附圖式作詳細說明。然而如下之較佳實施方式與圖式僅供參考與說明用，並非用以對本發明加以限制者。

在說明書及後續的申請專利範圍當中使用了某些詞彙來指稱特定的元件。所屬領域中具有通常知識者應可理解，製造商可能會用不同的名詞來稱呼同樣的元件。本說明書及後續的申請專利範圍並不以名稱的差異來作為區別元件的方式，而是以元件在功能上的差異來作為區別的基準。在通篇說明書及後續的請求項當中所提及的「包含」係為一開放式的用語，故應解釋成「包含但不限定於」。

請參閱第4圖。第4圖係依據本發明所提供之立體顯示裝置之一第一較佳實施例之示意圖。如第4圖所示，本實施例之立體顯示裝置可包括各式平面顯示面板，例如液晶顯示面板、有機發光二極體顯示面板、場發射顯示面板或電漿顯示面板等，且若選用液晶顯示面板，則立體顯示裝置應另包含有一背光模組，由於該等元件係該領域者所熟知，故於此不加以贅述。在本實施例中，立體顯示裝置200包含複數個次畫素單元210，且次畫素單元210分別沿一第一軸向202與一第二軸向204延伸排列而構成一次畫素陣列。各次畫素單元210包含一第一次畫素列212、一沿第二軸向204設置於第一次畫素列212下方之第二次畫素列214，以及一沿第二軸向204設置於第二次畫素列214下方之第三次畫素列216。第一次畫素列212中包含一個第一次畫素220a與二個第二次畫素220b，沿第一軸向202排列。第二次畫素列214亦包含一個第一次畫素220a與二個第二次畫素220b，沿第一軸向202排列。而第三次畫素列216則包含三個沿第一軸向202排列之第三次畫素220c。在本實施例中，第一次畫素220a、第二次畫素220b與第三次畫素220c大體上具有相同的長度與寬度，但不以此為限。值得注意的是，任兩個在第一軸向202相鄰之次畫素單元210在第二軸向204相差一預定距離，且在本實施例中，該預定距離即為該等次畫素之長度，但不以此為限。

在第4圖之實施例中，第一軸向202與第二軸向204為彼此斜交(oblique)，即第一軸向202與第二軸向204之夾角不等於九十度。由於第一軸向202與第二軸向204為彼此斜交，因此在各次畫素單元210中，第二次畫素列214係沿第一軸向202，且相對於第一次畫素列212位移該等次畫素之寬度的三分之一至二分之一；而第三次畫素列216亦沿第一軸向202且相對於第二次畫素列214位移該寬度的三分之一至二分之一。藉由上述配置，可避免莫瑞效應(Morie effect)產生的影響。

請繼續參閱第4圖。在本實施例中，第一次畫素列212與第二次畫素列214中之該等次畫素由左至右排列如下：第一次畫素220a、第二次畫素220b、與第二次畫素220b。而第一次畫素220a、第二次畫素220b與第三次畫素220c依序分別如第4圖所示為紅色、綠色、藍色次畫素，但不以此為限，換言之第一次畫素220a、第二次畫素220b與第三次畫素220c亦可分別為例如綠色、紅色藍色次畫素。

請參考第5圖與第6圖，並一併參考第4圖，第5圖繪示了本實施例之立體顯示裝置所提供的左眼畫面的示意圖，而第6圖繪示了本實施例之立體顯示裝置所提供的右眼畫面的示意圖。如第5圖與第6圖所示，本實施例之立體顯示裝置200另包含至少一視差屏障230，其中視差屏障230包含有複數個長條狀之透光區域232與遮蔽區域234，透光區域232與遮蔽區域234呈平行排列，且透光區域232與遮光區域234之長邊係平行於第二軸向204。如第5圖所示，在觀察者的左眼視野中，視差屏障230會因為與觀察者的左眼相對位置不同，遮蔽各次畫素單元210中最右邊一行的次畫素220a、220b、220c。因此，任一次畫素單元210之第二次畫素列214中左邊之第一次畫素220a及中間的第二次畫素220b，以及第三次畫素列216中左邊的第三次畫素220c可構成一供左眼觀察之完整畫素。另外，任一次畫素單元210之第一次畫素列212中左邊之第一次畫素220a及中間的第二次畫素220b，以及位於其上方之相鄰次畫素單元210之第三次畫素列216之中間的第三次畫素220c亦可構成一供左眼觀察之完整畫素。以此類推，立體顯示裝置200可提供複數個供左眼觀察之左眼畫素。另外如第6圖所示，在觀察者的右眼視野中，視差屏障230會因為與觀察者的右眼相對位置不同，遮蔽各次畫素單元210中最中間一行的次畫素220a、220b、220c。因此，任一次畫素單元210之第一次畫素列212中左邊之第一次畫素220a、與位於其左邊之相鄰次畫素單元210之第二次畫素列214中之右邊之第二次畫素220b，以及位於其上之相鄰次畫素單元210之第三次畫素列216中左邊的第三次畫素220c可構成一供右眼觀察之完整畫素。另外，任一次畫素單元210之第一次畫素列212中右邊之第二次畫素220b、與位於其右邊之相鄰次畫素單元210之第二次畫素列214中之左邊之第一次畫素220a，以及位於其上之相鄰次畫素單元210之第三次畫素列216中右邊的第三次畫素220c亦可構成一供右眼觀察之完整畫素。以此類推，立體顯示裝置200可提供複數個供右眼觀察之右眼畫素。

值得注意的是，如第5圖及第6圖所示，根據本第一較佳實施利所提供的左眼畫素及右眼畫素，各畫素皆由三角形排列的次畫素220a、220b與220c所構成，故可提高混色的均勻性。

請參考第7圖。第7圖為本發明第一較佳實施例之一變化型態之示意圖。如第7圖所示，第一軸向202與第二軸向204係彼此正交(orthogonal)，藉此各次畫素單元210之形狀係呈一矩形，而不同於第4圖之各次畫素單元210為平行四邊形。

請參閱第8圖。第8圖係依據本發明所提供之立體顯示裝置之一第二較佳實施例之示意圖。由於第二較佳實施例中立體顯示裝置之各元件以及各次畫素單元310之形狀與排列方式係同於第一較佳實施例及其變化型，故於此不再贅述，而僅將各等次畫素單元310中各次畫素與第一較佳實施例不同之排列方式加以說明。

如第8圖所示，立體顯示裝置300包含複數個次畫素單元310，且次畫素單元310分別沿一第一軸向302與一第二軸向304延伸排列而構成一次畫素陣列。各次畫素單元310包含一第一次畫素列312、一沿第二軸向304設置於第一次畫素列312下方之第二次畫素列314、與一沿第二軸向304設置於第二次畫素列314下方之第三次畫素列316。第一次畫素列312中包含一個第一次畫素320a與二個第二次畫素320b，且該等次畫素320a、320b係沿第一軸向302排列。第二次畫素列314亦包含一個第一次畫素320a與二個第二次畫素320b，且該等次畫素320a、320b係沿第一軸向302排列。而第三次畫素列316則包含三個沿第一軸向302排列之第三次畫素320c。由於該等次畫素列312、314、316之排列方式亦同於第一較佳實施例及其變化型，故於此亦不再贅述。請仍然參閱第8圖。在第二較佳實施例中，第一次畫素列312與第二次畫素列314中之各次畫素320a、320b由左至右排列如下：第二次畫素320b、第一次畫素320a、與第二次畫素320b。而第一次畫素320a、第二次畫素320b與第三次畫素320c依序分別如第8圖所示為綠色、紅色、藍色次畫素，但亦不限制為紅色、綠色、藍色次畫素。

接下來請參閱第9圖與第10圖，並一併參閱第8圖，第9圖繪示了本實施例之立體顯示裝置所提供的左眼畫面的示意圖；而第10圖則繪示了本實施例之立體顯示裝置所提供的右眼畫面的示意圖。如第9圖與第10圖所示，本實施例之立體顯示裝置300另包含至少一視差屏障330，其中視差屏障330包含有複數個長條狀且平行排列之透光區域332與遮蔽區域334，且透光區域332與遮光區域334之長邊係平行於第二軸向304。如第9圖所示，在觀察者的左眼視野中，視差屏障330會因與觀察者的左眼相對位置不同，遮蔽各次畫素單元310中最右邊一行的次畫素320a、320b、320c。因此，任一次畫素單元310之第二次畫素列314中左邊之第一次畫素320a及中間的第二次畫素320b，以及第三次畫素列316中左邊的第三次畫素320c可構成一供左眼觀察之完整畫素。另外，任一次畫素單元310之第一次畫素列312中左邊之第一次畫素320a及中間的第二次畫素320b，以及位於其上方之相鄰次畫素單元310之第三次畫素列316之中間的第三次畫素320c亦可構成一供左眼觀察之完整畫素。以此類推，立體顯示裝置300可提供複數個供左眼觀察之左眼畫素。另外如第10圖所示，在觀察者的右眼視野中，視差屏障330會因為與觀察者的右眼相對位置不同，遮蔽各次畫素單元310中最左邊一行的次畫素320a、320b、320c。因此，任一次畫素單元310之第一次畫素列312中中間之第一次畫素320a以及右邊的第二次畫素320b，以及位於其上之相鄰次畫素單元310之第三次畫素列316中右邊的第三次畫素320c可構成一供右眼觀察之完整畫素。另外，任一次畫素單元310之第二次畫素列314中中間之第一次畫素320b及右邊的第二次畫素320b，以及第三次畫素列316中中間的第三次畫素320c亦可構成一供右眼觀察之完整畫素。以此類推，立體顯示裝置300可提供複數個供右眼觀察之右眼畫素。

值得注意的是，如第9圖及第10圖所示，根據本第二較佳實施利所提供的左眼訊號及右眼訊號，各畫素皆由三角形排列的次畫素320a、320b與320c構成，故可提高混色的均勻性。

接下來請參閱第11圖。第11圖係依據本發明所提供之立體顯示裝置之一第三較佳實施例之示意圖。由於第三較佳實施例中各次畫素單元410之形狀與排列方式亦同於第一較佳實施例及其變化型，故於此不再贅述，而僅將各等次畫素單元410之次畫素與第一較佳實施例不同之排列方式加以說明。

如第11圖所示，立體顯示裝置400包含複數個次畫素單元410，且次畫素單元410分別沿一第一軸向402與一第二軸向404延伸排列而構成一次畫素陣列。各次畫素單元410包含一第一次畫素列412、一沿第二軸向404設置於第一次畫素列412下方之第二次畫素列414、與一沿第二軸向404設置於第二次畫素列414下方之第三次畫素列416。第一次畫素列412中包含二個第一次畫素420a與二個第二次畫素420b，且該等次畫素420a、420b係沿第一軸向402排列。第二次畫素列414包含二個第一次畫素420a與二個第二次畫素420b，且該等次畫素420a、420b亦沿第一軸向402排列。而第三次畫素列316則包含四個沿第一軸向402排列之第三次畫素420c。由於該等次畫素列412、414、416之排列方式亦同於第一較佳實施例及其變化型，故於此亦不再贅述。

請繼續參閱第11圖。在第三較佳實施例中，第一次畫素列412與第二次畫素列414中之該等次畫素420a、420b由左至右排列如下：第一次畫素420a、第二次畫素420b、第一次畫素420a與第二次畫素420b。而第一次畫素420a、第二次畫素420b與第三次畫素420c依序分別如第11圖所示為紅色、綠色、藍色次畫素，但亦不限制為綠色、紅色、藍色次畫素。

請參閱第12圖與第13圖，並一併參考第11圖，第12圖繪示了本實施例立體顯示裝置所提供的左眼畫面之示意圖；而第13圖則繪示了本實施例立體顯示裝置所提供的右眼畫面之示意圖。如第12圖與第13圖所示，本實施例之立體顯示裝置400另包含至少一視差屏障430，其中視差屏障430包含有複數個長條狀之透光區域432與遮蔽區域434，透光區域432與遮蔽區域434呈平行排列，且透光區域432與遮光區域434之長邊係平行於第二軸向404。如第12圖所示，在觀察者的左眼視野中，視差屏障430會因為與觀察者的左眼相對位置不同，遮蔽各次畫素單元410中最右邊二行的次畫素420a、420b與420c。因此，任一次畫素單元410之第二次畫素列414中左邊之第一次畫素420a及第二次畫素420b，以及第三次畫素列416中最左邊的第三次畫素420c可構成一供左眼觀察之完整畫素。另外，任一次畫素單元410之第一次畫素列412中左邊之第一次畫素420a及第二次畫素420b，以及位於其上方之相鄰次畫素單元410之第三次畫素列416之左邊第二個的第三次畫素420c亦可構成一供左眼觀察之完整畫素。以此類推，立體顯示裝置400可提供複數個供左眼觀察之左眼畫素。另外如第13圖所示，在觀察者的右眼視野中，視差屏障430會因為與觀察者的右眼相對位置不同，遮蔽各次畫素單元410中最左邊兩行的次畫素420a、420b、420c。因此，任一次畫素單元410之第二次畫素列414中右邊之第一次畫素420a及第二次畫素420b，以及第三次畫素列416中右邊第二個第三次畫素420c可構成一供右眼觀察之完整畫素。另外，任一次畫素單元410之第一次畫素列412中右邊之第一次畫素420a及第二次畫素420b，以及位於其上方之相鄰次畫素單元410之第三次畫素列416中最右邊的第三次畫素420c亦可構成一供右眼觀察之完整畫素。以此類推，立體顯示裝置400可提供複數個供右眼觀察之右眼畫素。

值得注意的是，如第12圖及第13圖所示，根據本第三較佳實施利所提供的左眼訊號及右眼訊號，各畫素皆由三角形排列的次畫素420a、420b與420c構成，故可提高混色的均勻性。

綜上所述，本發明所提供之立體顯示裝置及次畫素單元及各次畫素的排列方式，用以構成一畫素之各次畫素可呈三角形排列，且該等次畫素中再無遮蔽圖案存在，故更可拉近該畫素中各次畫素的距離，藉此提升混色均勻度。因此可改善習知平面畫面轉成立體畫面時解析度下降的問題，並更提升立體影像畫質與色彩品質。

以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。

100．．．立體顯示裝置

110．．．背光模組

120．．．液晶顯示面板

130．．．視差裝置

122R、122G、122B．．．次畫素

124R、124G、124B．．．次畫素

132．．．透光區域

134．．．遮蔽區域

200．．．立體顯示裝置

202．．．第一軸向

204．．．第二軸向

210．．．次畫素單元

212．．．第一次畫素列

214．．．第二次畫素列

216．．．第三次畫素列

220a．．．第一次畫素

220b．．．第二次畫素

220c．．．第三次畫素

230．．．視差裝置

232．．．透光區域

234．．．遮蔽區域

300．．．立體顯示裝置

302．．．第一軸向

304．．．第二軸向

310．．．次畫素單元

312．．．第一次畫素列

314．．．第二次畫素列

316．．．第三次畫素列

320a．．．第一次畫素

320b．．．第二次畫素

320c．．．第三次畫素

330．．．視差裝置

320．．．透光區域

334．．．遮蔽區域

400．．．立體顯示裝置

402．．．第一軸向

404．．．第二軸向

410．．．次畫素單元

412．．．第一次畫素列

414．．．第二次畫素列

416．．．第三次畫素列

420a．．．第一次畫素

420b．．．第二次畫素

420c．．．第三次畫素

430．．．視差裝置

432．．．透光區域

434．．．遮蔽區域

第1圖係一習知立體顯示技術之示意圖。

第2圖係為一習知液晶顯示面板之次畫素之設計示意圖。

第3圖所示為美國專利申請公開號US 2007/0058113 A1所教導之液晶顯示面板之次畫素之設計及透過視差裝置所呈現之單眼影像之示意圖。

第4圖係依據本發明所提供之立體顯示裝置之一第一較佳實施例之示意圖。

第5圖係第一較佳實施例所提供的左眼訊號的示意圖。

第6圖係第一較佳實施例所提供之右眼訊號的示意圖。

第7圖為該第一較佳實施例之一變化型態之示意圖。

第8圖係依據本發明所提供之立體顯示裝置之一第二較佳實施例之示意圖。

第9圖係第二較佳實施例所提供的左眼訊號之一示意圖。

第10圖係第二較佳實施例所提供之右眼訊號的之一意圖。

第11圖係依據本發明所提供之立體顯示裝置之一第三較佳實施例之示意圖。

第12圖係第三較佳實施例所提供之左眼訊號之一示意圖。

第13圖係第三較佳實施例所提供的右眼訊號之一示意圖。

200．．．立體顯示裝置

202．．．第一軸向

204．．．第二軸向

210．．．次畫素單元

212．．．第一次畫素列

214．．．第二次畫素列

216．．．第三次畫素列

220a．．．第一次畫素

220b．．．第二次畫素

220c．．．第三次畫素

Claims (5)

1. 一種立體顯示裝置，包含有：複數個次畫素單元，該等次畫素單元分別沿一第一軸向與一第二軸向延伸排列而構成一次畫素陣列，其中任兩個在該第一軸向相鄰之次畫素單元在該第二軸向相差一預定距離，該第一軸向與該第二軸向彼此正交或彼此斜交，且各該次畫素單元包含：一第一次畫素列，包含有二個第一次畫素與二個第二次畫素，沿該第一軸向排列，且由左至右排列如下：該第一次畫素、該第二次畫素、該第一次畫素、該第二次畫素；一第二次畫素列，沿該第二軸向設置於該第一次畫素列下方，包含有二個第一次畫素與二個第二次畫素，沿該第一軸向排列，且由左至右排列如下：該第一次畫素、該第二次畫素、該第一次畫素、該第二次畫素；以及一第三次畫素列，沿該第二軸向設置於該第二次畫素列下方，包含有四個第三次畫素，沿該第一軸向排列；以及至少一視差屏障，包含有複數個長條狀之透光區域與遮蔽區域，且該等透光區域與該等遮蔽區域係平行排列；其中該第一次畫素列中左邊之該第一次畫素及該第二次畫素、 該第二次畫素列中左邊之該第一次畫素及該第二次畫素、以及該第三次畫素列中左邊之兩個該第三次畫素係透過該視差屏障之該透光區域構成一左眼訊號，且該第一次畫素列中右邊之該第一次畫素及該第二次畫素、該第二次畫素列中右邊之該第一次畫素及該第二次畫素、以及該第三次畫素列中右邊之兩個該第三次畫素係透過該視差屏障之該透光區域構成一右眼訊號。
2. 如申請專利範圍第1項之立體顯示裝置，其中該第一次畫素、該第二次畫素與該第三次畫素依序分別為紅色、綠色、藍色次畫素或綠色、紅色、藍色次畫素。
3. 如申請專利範圍第1項之立體顯示裝置，其中該第一軸向與第二軸向彼此正交，藉此各該次畫素單元之形狀為一矩形。
4. 如申請專利範圍第1項之立體顯示裝置，其中該第一軸向於該第二軸向彼此斜交，藉此各該次畫素單元之形狀為一平行四邊形。
5. 如申請專利範圍第4項之立體顯示裝置，其中該等第一次畫素、第二次畫素與第三次畫素係包含有一寬度，且該第二次畫素列係沿該第一軸向且相對於該第一次畫素列位移該寬度的三分之一至二分之一，而該第三次畫素列亦沿該第一軸向且相對於該第二次畫素列位移該寬度的三分之一至二分之一。