TWI465769B - 立體顯示器 - Google Patents

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TWI465769B
TWI465769B TW100109391A TW100109391A TWI465769B TW I465769 B TWI465769 B TW I465769B TW 100109391 A TW100109391 A TW 100109391A TW 100109391 A TW100109391 A TW 100109391A TW I465769 B TWI465769 B TW I465769B
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Sheng Ju Ho
Cheng Han Tsao
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Au Optronics Corp
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    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B30/00—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images
    • G02B30/20—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes
    • G02B30/22—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes of the stereoscopic type
    • G02B30/25—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes of the stereoscopic type using polarisation techniques
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/001—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes using specific devices not provided for in groups G09G3/02 - G09G3/36, e.g. using an intermediate record carrier such as a film slide; Projection systems; Display of non-alphanumerical information, solely or in combination with alphanumerical information, e.g. digital display on projected diapositive as background
    • G09G3/003—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes using specific devices not provided for in groups G09G3/02 - G09G3/36, e.g. using an intermediate record carrier such as a film slide; Projection systems; Display of non-alphanumerical information, solely or in combination with alphanumerical information, e.g. digital display on projected diapositive as background to produce spatial visual effects

Description

立體顯示器
本發明是有關於一種顯示器，且特別是有關於一種立體顯示器(three-dimensional display)。
近年來，隨著顯示技術的不斷進步，使用者對於顯示器之顯示品質(如影像解析度、色彩飽和度等)的要求也越來越高。然而，除了高影像解析度以及高色彩飽和度之外，為了滿足使用者觀看真實影像的需求，亦發展出能夠顯示出立體影像的顯示器。
根據人眼的視覺特性，當左眼與右眼分別觀看幾乎相同的影像內容但是具有不同視差(parallax)的二影像時，人眼會觀察到立體影像。其中，視差光柵通常利用一具有多個狹縫以使對應的左眼影像與右眼影像能夠分別傳遞至左眼與右眼。
目前發展出來的立體影像顯示技術有很多種，其中一種立體影像顯示技術是在顯示面板與使用者之間設置一視差光柵(parallax barrier)，並利用視差光柵來控制觀賞者左眼與右眼所分別接收到的左眼影像與右眼影像。另一種立體影像顯示技術則是在顯示面板與使用者之間設置一圖案化相位延遲器(patterned phrase retarder)，並利用圖案化相位延遲器與立體眼鏡的搭配讓觀賞者左眼與右眼能夠分別接收到的左眼影像與右眼影像。除了上述之立體影像顯示 技術之外，亦有透過配戴快門眼鏡(shutter glasses)讓觀賞者左眼與右眼能夠分別接收到的左眼影像與右眼影像。
圖1為習知採用圖案化相位延遲器之立體顯示器的示意圖。請參照圖1，習知的立體顯示器100包括圖案化相位延遲器110以及立體顯示面板120。圖案化相位延遲器110具有多個第一條狀相位延遲區112以及多個第二條狀相位延遲區114，其中第一條狀相位延遲區112與第二條狀相位延遲區114係沿著行方向上交替排列，且各個第一條狀相位延遲區112的相位延遲量R1與各個第二條狀相位延遲區114的相位延遲量R2不同。立體顯示面板120具有多個畫素122，前述之畫素122排列成多個畫素列ROW1、ROW2，且畫素列ROW1與畫素列ROW2係沿著行方向上交替排列。值得注意的是，各個第一條狀相位延遲區112的涵蓋範圍係分別對應於其中一畫素列ROW1之分佈範圍，且各個第二條狀相位延遲區114的涵蓋範圍係分別對應於其中一畫素列ROW2之分佈範圍。
在立體顯示器100中，畫素列ROW1例如為偶數列之畫素列，而畫素列ROW2例如為奇數列之畫素列。畫素列ROW1所顯示的影像會透過第一條狀相位延遲區112而傳遞至觀賞者的其中一眼(例如為左眼)，且畫素列ROW2所顯示的影像會透過第二條狀相位延遲區114而傳遞至觀賞者的另外一眼(例如為右眼)。在觀賞者之左眼接收到畫素列ROW1所提供之左眼影像的同時，觀賞者之左眼會同步接收到部分畫素列ROW2所提供之右眼影像，造成影 像交互干擾(cross-talk)的現象。特別是觀賞者之左眼以大角度觀看立體顯示面板120的情況下，影像交互干擾的現象十分嚴重，導致立體顯示器100之顯示品質難以有效提昇。
為了改善立體顯示器100之影像交互干擾，已有習知技術提出將立體顯示面板120上的黑矩陣BM寬度加寬，以使觀賞者之左眼不容易接收到右眼影像，並使觀賞者之右眼不容易接收到左眼影像。換句話說，觀賞者必須以更大的觀看視角觀看立體顯示面板120，才會察覺到影像交互干擾的現象。然而，黑矩陣BM的寬度加寬會導致立體顯示面板120的開口率(aperture ratio)大幅下降，對於立體顯示器100之顯示品質仍會造成不利的影響。因此，如何在顧及立體顯示面板120的開口率的情況下，改善立體顯示器100之影像交互干擾，實為目前立體顯示器100亟欲解決的課題之一。
本發明提供一種立體顯示器，其在顯示立體影像時具有良好的顯示品質。
本發明提供一種立體顯示器，其包括一圖案化相位延遲器以及一立體顯示面板。圖案化相位延遲器具有多個第一條狀相位延遲區以及多個第二條狀相位延遲區，其中第一條狀相位延遲區與第二條狀相位延遲區交替排列，且各個第一條狀相位延遲區的相位延遲量與各個第二條狀相位延遲區的相位延遲量不同。立體顯示面板具有多個畫素， 前述之畫素排列成多個畫素列，其中各個第一條狀相位延遲區的涵蓋範圍係分別對應於二相鄰畫素列之分佈範圍，且各個第二條狀相位延遲區的涵蓋範圍係分別對應於二相鄰畫素列之分佈範圍。
在本發明之一實施例中，前述之第一條狀相位延遲區與第二條狀相位延遲區的延伸方向彼此平行，且第一條狀相位延遲區與第二條狀相位延遲區係沿著與延伸方向垂直之方向交替排列。
在本發明之一實施例中，前述之立體顯示面板更具有多條掃描線以及多條資料線，掃描線與資料線交錯，且各掃描線的延伸方向實質上平行於第一條狀相位延遲區與第二條狀相位延遲區的延伸方向。
在本發明之一實施例中，前述之畫素列中的所有畫素具有相同的佈局(layout)。
在本發明之一實施例中，前述之立體顯示面板更具有多個條狀遮光圖案，條狀遮光圖案的延伸方向實質上平行於掃描線的延伸方向，各個條狀遮光圖案分別對應於其中一條掃描線設置，且各個條狀遮光圖案的分佈範圍大於所對應之掃描線的分佈範圍。
在本發明之一實施例中，前述之各個條狀遮光圖案與相鄰兩畫素列部分重疊。
在本發明之一實施例中，在對應於同一個第一條狀相位延遲區或同一個第二條狀相位延遲區的二畫素列中，其中一畫素列中的各個畫素具有第一佈局，另一畫素列中的各個畫素具有第二佈局，且第一佈局與第二佈局互為鏡像。
在本發明之一實施例中，前述之立體顯示面板更具有多個條狀遮光圖案，這些條狀遮光圖案的延伸方向實質上平行於掃描線的延伸方向，各個條狀遮光圖案分別對應於其中兩條掃描線設置，且各個條狀遮光圖案的分佈範圍大於所對應之掃描線的分佈範圍。
在本發明之一實施例中，前述之各個條狀遮光圖案與相鄰兩畫素列部分重疊。
在本發明之一實施例中，前述之掃描線包括多條彼此交替排列之第一掃描線以及第二掃描線；對應於各個第一條狀相位延遲區或各個第二條狀相位延遲區的二畫素列包括一第一畫素列以及一第二畫素列，第一畫素列與其中一條第一掃描線電性連接，而第二畫素列與其中一條第二掃描線電性連接；在各個第一條狀相位延遲區或各個第二條狀相位延遲區內，第一畫素列位於第一掃描線與第二畫素列之間，第二畫素列位於第二掃描線與第一畫素列之間，且第一畫素列與第二畫素列之間不具有任何掃描線。
在本發明之一實施例中，前述之立體顯示面板更具有多個條狀遮光圖案，這些條狀遮光圖案的延伸方向實質上平行於第一掃描線與第二掃描線的延伸方向，各個條狀遮光圖案分別對應於其中一條第一掃描線與其中一條第二掃描線設置，且各個條狀遮光圖案的分佈範圍大於所對應之第一掃描線與第二掃描線的分佈範圍。
在本發明之一實施例中，前述之圖案化相位延遲器包括多個第一條狀相位延遲薄膜以及多個第二條狀相位延遲薄膜，而同一個第一條狀相位延遲區內分佈有一或二第一 條狀相位延遲薄膜，且同一個第二條狀相位延遲區內分佈有一或二第二條狀相位延遲薄膜。
在本發明之立體顯示面板中，由於各個第一條狀相位延遲區的涵蓋範圍係分別對應於二相鄰畫素列之分佈範圍，且各個第二條狀相位延遲區的涵蓋範圍係分別對應於二相鄰畫素列之分佈範圍，因此本發明之立體顯示面板在顯示立體影像時具有良好的顯示品質，不易有影像交互干擾的現象。
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。
圖2為本發明一實施例之立體顯示器的示意圖。請參照圖2，本實施例之立體顯示器200包括圖案化相位延遲器210以及立體顯示面板220。圖案化相位延遲器210具有多個第一條狀相位延遲區212以及多個第二條狀相位延遲區214，其中第一條狀相位延遲區212與第二條狀相位延遲區214交替排列，且各個第一條狀相位延遲區212的相位延遲量R3與各個第二條狀相位延遲區214的相位延遲量R4不同。立體顯示面板220具有多個畫素222，這些畫素222排列成多個畫素列ROW3、ROW4，且畫素列ROW3、ROW4中的所有畫素222例如皆具有相同的佈局，其中各個第一條狀相位延遲區212的涵蓋範圍係分別對應於二相鄰畫素列ROW3之分佈範圍，且各個第二條狀相位 延遲區214的涵蓋範圍係分別對應於二相鄰畫素列ROW4之分佈範圍。
舉例而言，在同一個第一條狀相位延遲區212內分佈有二第一條狀相位延遲薄膜RT1，且在同一個第二條狀相位延遲區214內分佈有二第二條狀相位延遲薄膜RT2。換言之，單一個第一條狀相位延遲區212可由二第一條狀相位延遲薄膜RT1所覆蓋，每一個第一條狀相位延遲薄膜RT1對應於一畫素列ROW3，而單一個第二條狀相位延遲區214可由二第二條狀相位延遲薄膜RT2所覆蓋，且每一個第二條狀相位延遲薄膜RT2對應於一畫素列ROW3。
詳言之，在本實施例中，排列於第(4n-3)列以及第(4n-2)列之畫素222係構成兩列畫素列ROW3，而排列於第(4n-1)列以及第4n列之畫素222係構成兩列畫素列ROW4，其中n為任意正整數。此外，第一條狀相位延遲區212的涵蓋範圍對應於由第(4n-3)列以及第(4n-2)列之畫素222係構成之兩列畫素列ROW3的分佈範圍，而第二條狀相位延遲區214的涵蓋範圍對應於由第(4n-1)列以及第4n列之畫素222係構成之兩列畫素列ROW4的分佈範圍。
在本實施例中，第一條狀相位延遲區212與第二條狀相位延遲區214的延伸方向實質上彼此平行，且第一條狀相位延遲區212與第二條狀相位延遲區214係沿著與其延伸方向垂直之方向交替排列。詳言之，第一條狀相位延遲區212與第二條狀相位延遲區214的延伸方向例如係平行於畫素列ROW3、ROW4的延伸方向(即列方向)，而第一條狀相位延遲區212與第二條狀相位延遲區214係沿著 行方向交替排列。更具體而言，本實施例之立體顯示面板220具有多條掃描線SL以及多條資料線DL，其中掃描線SL與資料線DL交錯，且各條掃描線SL的延伸方向實質上例如係平行於第一條狀相位延遲區212與第二條狀相位延遲區214的延伸方向。此外，立體顯示面板220可選擇性地包括多個條狀遮光圖案SH1，各個條狀遮光圖案SH1的延伸方向實質上平行於掃描線SL的延伸方向，各個條狀遮光圖案SH1分別對應於其中一條掃描線SL設置，且各個條狀遮光圖案SH1的分佈範圍大於所對應之一條掃描線SL的分佈範圍。值得注意的是，本實施例之各個條狀遮光圖案SH1會與相鄰兩畫素列(一畫素列ROW3與一畫素列ROW4、兩畫素列ROW3或兩畫素列ROW4)部分重疊。
從圖2可知，當觀賞者以大於臨界角度θ之觀看視角觀看立體顯示面板220時，才會察覺到影像交互干擾的現象。本實施例在不增加條狀遮光圖案SH1之寬度的條件下，藉由增加臨界角度θ的方式大幅改善立體顯示器200之影像交互干擾(cross-talk)的現象。
圖3為本發明另一實施例之立體顯示器的示意圖。請參照圖3，為了進一步增進立體顯示面板220之開口率，本發明之另一實施例改變了圖2中畫素222之佈局。詳言之，在對應於同一個第一條狀相位延遲區212的兩畫素列ROW3，其中一畫素列ROW3中的各個畫素222具有第一佈局，另一畫素列ROW3中的各個畫素222具有第二佈局，且第一佈局與第二佈局互為鏡像。同樣地，在對應於 同一個第二條狀相位延遲區214的兩畫素列ROW4，其中一畫素列ROW4中的各個畫素222具有第一佈局，另一畫素列ROW4中的各個畫素222具有第二佈局，且第一佈局與第二佈局互為鏡像。
從圖3可知，立體顯示面板220可選擇性地包括多個條狀遮光圖案SH2，這些條狀遮光圖案SH2的延伸方向實質上平行於掃描線SL的延伸方向，各個條狀遮光圖案SH2分別對應於其中兩條掃描線SL設置，且各個條狀遮光圖案SH2的分佈範圍例如是略大於所對應之兩條掃描線SL的分佈範圍。此外，各個條狀遮光圖案SH2例如係與相鄰兩畫素列ROW3、ROW4(例如：排列於第(4n-2)列中之畫素222所構成的畫素列ROW3以及排列於第(4n-1)列中之畫素222所構成的畫素列ROW4)部分重疊。值得注意的是，對應於同一個第一條狀相位延遲區212的兩畫素列ROW3之間的區域上不會分佈有條狀遮光圖案SH2，且對應於同一個第二條狀相位延遲區214的兩畫素列ROW4之間的區域上同樣不會分佈有條狀遮光圖案SH2。
在本實施例中，圖案化相位延遲器210包括多個第一條狀相位延遲薄膜RT1以及多個第二條狀相位延遲薄膜RT2，而在同一個第一條狀相位延遲區212內可選擇性地分佈有一或二第一條狀相位延遲薄膜RT1，且在同一個第二條狀相位延遲區214內分佈有一或二第二條狀相位延遲薄膜RT2。換言之，單一個第一條狀相位延遲區212可由一或二第一條狀相位延遲薄膜RT1所覆蓋，而單一個第二條狀相位延遲區214可由一或二第二條狀相位延遲薄膜 RT2所覆蓋。
在本發明之一實施例中，前述之掃描線SL包括多條彼此交替排列之第一掃描線SL1以及第二掃描線SL2。對應於各個第一條狀相位延遲區212的二畫素列包括一第一畫素列ROW3a以及一第二畫素列ROW3b，第一畫素列ROW3a與其中一條第一掃描線SL1電性連接，而第二畫素列ROW3b與其中一條第二掃描線SL2電性連接；在各個第一條狀相位延遲區212內，第一畫素列ROW3a位於第一掃描線SL1與第二畫素列ROW3b之間，第二畫素列ROW3b位於第二掃描線SL2與第一畫素列ROW3a之間，且第一畫素列ROW3a與第二畫素列ROW3b之間不具有任何掃描線。對應於各個第二條狀相位延遲區214的二畫素列包括一第一畫素列ROW4a以及一第二畫素列ROW4b，第一畫素列ROW4a與其中一條第一掃描線SL1電性連接，而第二畫素列ROW4b與其中一條第二掃描線SL2電性連接；在各個第一條狀相位延遲區214內，第一畫素列ROW4a位於第一掃描線SL1與第二畫素列ROW4b之間，第二畫素列ROW4b位於第二掃描線SL2與第一畫素列ROW4a之間，且第一畫素列ROW4a與第二畫素列ROW4b之間不具有任何掃描線。
從圖3可知，本實施例之條狀遮光圖案SH2的延伸方向實質上平行於第一掃描線SL1與第二掃描線SL2的延伸方向，各個條狀遮光圖案SH2分別對應於其中一條第一掃描線SL1與其中一條第二掃描線SL2設置，且各個條狀遮光圖案SH2的分佈範圍大於所對應之第一掃描線SL1與第 二掃描線SL2的分佈範圍。
在本發明之立體顯示面板中，由於各個第一條狀相位延遲區的涵蓋範圍係分別對應於二相鄰畫素列之分佈範圍，且各個第二條狀相位延遲區的涵蓋範圍係分別對應於二相鄰畫素列之分佈範圍，因此本發明之立體顯示面板在顯示立體影像時具有良好的顯示品質，不易有影像交互干擾(cross-talk)的現象。
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。
100、200‧‧‧立體顯示器
110、210‧‧‧圖案化相位延遲器
112、212‧‧‧第一條狀相位延遲區
114、214‧‧‧第二條狀相位延遲區
120、220‧‧‧立體顯示面板
122、222‧‧‧畫素
R1、R2、R3、R4‧‧‧相位延遲量
ROW1、ROW2、ROW3、ROW4‧‧‧畫素列
ROW3a、ROW4a‧‧‧第一畫素列
ROW3b、ROW4b‧‧‧第二畫素列
SL‧‧‧掃描線
SL1‧‧‧第一掃描線
SL2‧‧‧第二掃描線
DL‧‧‧資料線
SH1、SH2‧‧‧遮光圖案
RT1‧‧‧第一條狀相位延遲薄膜
RT2‧‧‧第二條狀相位延遲薄膜
圖1為習知採用圖案化相位延遲器之立體顯示器的示意圖。
圖2為本發明一實施例之立體顯示器的示意圖。
圖3為本發明另一實施例之立體顯示器的示意圖。
200‧‧‧立體顯示器
210‧‧‧圖案化相位延遲器
212‧‧‧第一條狀相位延遲區
214‧‧‧第二條狀相位延遲區
220‧‧‧立體顯示面板
222‧‧‧畫素
R3、R4‧‧‧相位延遲量
ROW3、ROW4‧‧‧畫素列
SL‧‧‧掃描線
SH1‧‧‧遮光圖案

Claims (11)

  1. 一種立體顯示器，包括：一圖案化相位延遲器，具有多個第一條狀相位延遲區以及多個第二條狀相位延遲區，其中該些第一條狀相位延遲區與該些第二條狀相位延遲區交替排列，該圖案化相位延遲器包括多個第一條狀相位延遲薄膜以及多個第二條狀相位延遲薄膜，而同一個第一條狀相位延遲區內分佈有一或二第一條狀相位延遲薄膜，且同一個第二條狀相位延遲區內分佈有一或二第二條狀相位延遲薄膜，且各該第一條狀相位延遲區的相位延遲量與各該第二條狀相位延遲區的相位延遲量不同；以及一立體顯示面板，具有多個畫素，該些畫素排列成多個畫素列，其中各該第一條狀相位延遲區的涵蓋範圍係分別對應於二相鄰畫素列之分佈範圍，且各該第二條狀相位延遲區的涵蓋範圍係分別對應於二相鄰畫素列之分佈範圍。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之立體顯示器，其中該些第一條狀相位延遲區與該些第二條狀相位延遲區的延伸方向彼此平行，且該些第一條狀相位延遲區與該些第二條狀相位延遲區係沿著與該些延伸方向垂直之方向交替排列。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之立體顯示器，其中該立體顯示面板更具有多條掃描線以及多條資料線，該些掃描線與該些資料線交錯，且各該掃描線的延伸方向實質上平行於該些第一條狀相位延遲區與該些第二條狀相位延遲 區的延伸方向。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之立體顯示器，其中各該畫素列中的所有畫素具有相同的佈局。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之立體顯示器，其中各該立體顯示面板更具有多個條狀遮光圖案，該些條狀遮光圖案的延伸方向實質上平行於該些掃描線的延伸方向，各該條狀遮光圖案分別對應於其中一條掃描線設置，且各該條狀遮光圖案的分佈範圍大於所對應之掃描線的分佈範圍。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之立體顯示器，其中各該條狀遮光圖案與相鄰兩畫素列部分重疊。
  7. 如申請專利範圍第3項所述之立體顯示器，其中在對應於同一個第一條狀相位延遲區或同一個第二條狀相位延遲區的二畫素列中，其中一畫素列中的各該畫素具有第一佈局，另一畫素列中的各該畫素具有第二佈局，且該第一佈局與該第二佈局互為鏡像。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之立體顯示器，其中該立體顯示面板更具有多個條狀遮光圖案，該些條狀遮光圖案的延伸方向實質上平行於該些掃描線的延伸方向，各該條狀遮光圖案分別對應於其中兩條掃描線設置，且各該條狀遮光圖案的分佈範圍大於所對應之掃描線的分佈範圍。
  9. 如申請專利範圍第7項所述之立體顯示器，其中各該條狀遮光圖案與相鄰兩畫素列部分重疊。
  10. 如申請專利範圍第3項所述之立體顯示器，其中該些掃描線包括多條彼此交替排列之第一掃描線以及第二掃 描線；對應於各該第一條狀相位延遲區或各該第二條狀相位延遲區的二畫素列包括一第一畫素列以及一第二畫素列，第一畫素列與其中一條第一掃描線電性連接，而第二畫素列與其中一條第二掃描線電性連接；在各該第一條狀相位延遲區或各該第二條狀相位延遲區內，該第一畫素列位於該第一掃描線與該第二畫素列之間，該第二畫素列位於該第二掃描線與該第一畫素列之間，且該第一畫素列與該第二畫素列之間不具有任何掃描線。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之立體顯示器，其中該立體顯示面板更具有多個條狀遮光圖案，該些條狀遮光圖案的延伸方向實質上平行於該些第一掃描線與該些第二掃描線的延伸方向，各該條狀遮光圖案分別對應於其中一條第一掃描線與其中一條第二掃描線設置，且各該條狀遮光圖案的分佈範圍大於所對應之第一掃描線與第二掃描線的分佈範圍。
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