TWI568240B - 3d影像顯示裝置 - Google Patents

3d影像顯示裝置 Download PDF

Info

Publication number
TWI568240B
TWI568240B TW104136281A TW104136281A TWI568240B TW I568240 B TWI568240 B TW I568240B TW 104136281 A TW104136281 A TW 104136281A TW 104136281 A TW104136281 A TW 104136281A TW I568240 B TWI568240 B TW I568240B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
light
display panel
light modulation
pupil
time
Prior art date
Application number
TW104136281A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201618546A (zh
Inventor
住尚樹
Original Assignee
群創光電股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 群創光電股份有限公司 filed Critical 群創光電股份有限公司
Publication of TW201618546A publication Critical patent/TW201618546A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI568240B publication Critical patent/TWI568240B/zh

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09GARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • G09G3/34Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source
    • G09G3/3406Control of illumination source
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B30/00Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images
    • G02B30/20Optical 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
    • G02B30/26Optical 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 autostereoscopic type
    • G02B30/27Optical 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 autostereoscopic type involving lenticular arrays
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B30/00Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images
    • G02B30/20Optical 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
    • G02B30/22Optical 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
    • G02B30/24Optical 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 involving temporal multiplexing, e.g. using sequentially activated left and right shutters
    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09GARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/001Control 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
    • G09G3/003Control 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
    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09GARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • G09G3/2007Display of intermediate tones
    • G09G3/2074Display of intermediate tones using sub-pixels
    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09GARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • G09G3/34Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source
    • G09G3/36Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source using liquid crystals
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N13/00Stereoscopic video systems; Multi-view video systems; Details thereof
    • H04N13/30Image reproducers
    • H04N13/302Image reproducers for viewing without the aid of special glasses, i.e. using autostereoscopic displays
    • H04N13/31Image reproducers for viewing without the aid of special glasses, i.e. using autostereoscopic displays using parallax barriers
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1343Electrodes
    • G02F1/134309Electrodes characterised by their geometrical arrangement
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/29Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the position or the direction of light beams, i.e. deflection
    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09GARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2300/00Aspects of the constitution of display devices
    • G09G2300/02Composition of display devices
    • G09G2300/023Display panel composed of stacked panels
    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09GARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2320/00Control of display operating conditions
    • G09G2320/06Adjustment of display parameters
    • G09G2320/0626Adjustment of display parameters for control of overall brightness
    • G09G2320/0646Modulation of illumination source brightness and image signal correlated to each other
    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09GARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2320/00Control of display operating conditions
    • G09G2320/06Adjustment of display parameters
    • G09G2320/068Adjustment of display parameters for control of viewing angle adjustment
    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09GARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2340/00Aspects of display data processing
    • G09G2340/04Changes in size, position or resolution of an image

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Testing, Inspecting, Measuring Of Stereoscopic Televisions And Televisions (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)

Description

3D影像顯示裝置
本揭露係關於一種影像顯示裝置,特別係指一種3D影像裝置。
目前的3D影像顯示裝置主要是利用使用者雙眼的像差來達成3D影像的顯示。但此方法通常需要使用者配戴3D眼鏡。即便目前已有裸視3D(Autostereoscopy 3D)的技術,但在景深以及使用者眼睛位置的調適上仍未盡完美。因此,上述方法仍須透過使用者的雙眼方可成像。
圖1是目前能提供單眼3D成像的一種系統,稱之為超多重視野(super multi view,SMV)系統。其係將一影像中的一影像資料分割成72至128道光線路徑,而使用者的其中一眼將可接收到其中至少2個光線路徑。使用者每一眼所接收到的該二光線路徑的角度為0.2至0.4度,使得使用者單眼即可看見一3D影像。然而,在此系統下,一影像資料必須被分割為至少72部分,且使用者僅接收到其中兩個部分,將造成影像之大量解析度損失(resolution loss)。因此須要一種改良的3D影像裝置來解決上述問題。
本揭露提供一種3D影像顯示裝置,包括:一背光元件, 該背光元件產生一原始光線;一顯示面板,具有複數個像素;一光線調變元件,其中該顯示面板係設置於該背光元件及該光線調變元件之間;以及一控制器,連接該顯示面板與該光線調變元件,該控制器在一第一時間提供一第一訊號給該顯示面板與該光線調變元件,並在一第二時間提供一第二訊號給給該顯示面板與該光線調變元件,其中該第一時間不同於該第二時間;其中,在該第一時間,該原始光線通過該顯示面板以產生一第一光線,該第一光線通過該光線調變元件,並在與該液晶面板平行的一目標平面上具有一第一位置;在該第二時間,該原始光線通過該顯示面板以產生一第二光線,該第二光線通過該光線調變元件,並在該目標平面上具有一第二位置,該第一位置不同於該第二位置。該3D影像裝置利用該光線調變元件來改變光線的路徑,並在瞳孔上產生不同位置的影像資料。藉此,使用者可利用單眼即看到一3D影像資料,且該3D影像裝置並不需要將一影像資料分割為72至128個部分,可減少解析度的損失。
本揭露另提供一種3D影像顯示裝置,包括:一背光元件, 該背光元件產生一原始光線;一顯示面板,具有複數個像素;一光線調變元件,其中該顯示面板係設置於該背光元件及該光線調變元件之間;以及一控制器,連接該液晶面板,且在一第一時間提供一第一訊號給該液晶面板,在一第二時間提供一第二訊號給給該液晶面板,該第一時間不同於該第二時間;其中在該第一時間,該原始光線通過該顯示面板以產生一第一光線,該第一光線通過該光線調變元件,並在與該液晶面板平行的一目標平面上具有一第一位置;在該第二時間,該原始光線通過該顯示面板以產生一第二光線,該第二光線通過該光線調變元件,並在該目標平面上具有一第二位置,該第一位置不同於該第二位置。該3D影像裝置經由該等光 線通過該光線調變元件,而在不同時間在一瞳孔上產生影像資料。藉此,使用者亦可利用單眼即看到一3D影像資料,且該3D影像系統亦不需要將一影像資料分割為72至128個部分,可減少解析度的損失。
21、61‧‧‧3D影像顯示裝置
22、62‧‧‧背光元件
51‧‧‧瞳孔偵測裝置
P(x,y,z)‧‧‧瞳孔位置
23、63‧‧‧顯示面板
24、64‧‧‧光線調變元件
25、65‧‧‧控制器
26‧‧‧像素
27、67‧‧‧目標平面(瞳孔)
V1、V1'‧‧‧第一影像資料
V2、V2'‧‧‧第二影像資料
Lpath1、Lpath1'‧‧‧第一光線路徑
Lpath2、Lpath2'‧‧‧第二光線路徑
θ 1‧‧‧銳角
f1‧‧‧第一頻率
f2‧‧‧第二頻率
R、R'‧‧‧間距
31‧‧‧下層偏光板
32、41‧‧‧下層玻璃
33、42‧‧‧液晶區域
34、43‧‧‧上層玻璃
35‧‧‧上層偏光板
(A、B、C)‧‧‧電極
(D)‧‧‧電極
40‧‧‧液晶鏡片
(D1~D6)‧‧‧電極
(U)‧‧‧電極
p1、p1'‧‧‧第一位置
Weye‧‧‧瞳孔直徑
θ 2‧‧‧銳角
66、66’‧‧‧影像區域
68‧‧‧第一屏障區域
69‧‧‧第二屏障區域
Lpath3'‧‧‧第三光線路徑
Lpath4’‧‧‧第四光線路徑
p3’‧‧‧第三位置
p4’‧‧‧第四位置
L、L1、L2‧‧‧距離
V3’‧‧‧第三影像資料
V4’‧‧‧第四影像資料
θ 3‧‧‧銳角
θ 4‧‧‧銳角
p2、p2'‧‧‧第二位置
圖1係習知的3D影像顯示系統(SMV system)之示意圖。
圖2(A)係本揭露第一實施例之一種3D影像顯示裝置的架構示意圖。
圖2(B)係圖2(A)之裝置運作情形之示意圖。
圖3(A)係本揭露第一實施例之光線調變元件之第一型態示意圖。
圖3(B)係第一電極圖形之示意圖。
圖3(C)係第二電極圖形之示意圖。
圖4係該光線調變元件之第二型態示意圖。
圖5(A)係該瞳孔偵測裝置之示意圖。
圖5(B)係使用者改變與顯示裝置距離之示意圖。
圖5(C)係瞳孔偵測裝置偵測瞳孔位置的示意圖。
圖6(A)係本揭露第二實施例之一種3D影像顯示裝置的架構示意圖。
圖6(B)是第二實施例之屏障裝置的俯視圖。
請參考圖2(A),圖2(A)係本揭露第一實施例之一種3D影像顯示裝置21的架構示意圖,該3D影像顯示裝置21包括一背光元件22、一顯示面板23、一光線調變元件24及一控制器25。該背光元件22是用以產生一原始光線。該顯示面板23具有複數個像素26,並各自用以產生一影像資料,且每一像素26係由至少三個子像素所構成,其中所有 的影像資料可形成該影像。該光線調變元件24用以改變該原始光線的路徑。該控制器25係電性連接該顯示面板23與該光線調變元件24,用以提供一控制訊號來控制該顯示面板23與該光線調變元件24。當該3D影像顯示裝置21運作時,該控制器25會在第一時間提供一第一訊號給該顯示面板23與該光線調變元件24,並在一第二時間提供一第二訊號給該顯示面板23與該光線調變元件24,其中,該第一時間係不同於該第二時間,且該第一時間與該第二時間之間的間隔係十分短暫。此外,該顯示面板23係設置於該背光元件22及該光線調變元件24之間。
該顯示面板23係依照該控制器25所傳送的訊號來產生一影像(即一完整的影像),該影像可分成複數個影像資料,每一影像資料可以由光線通過該等像素26所產生,且每一影像資料係該影像的一部分。此外,當光線通過該等像素26及該光線調變元件24時,該帶有該影像資料的光線可形成複數個視野。該等視野的數量較佳係小於72個(圖未示),例如在本實施例裡,該帶有該影像資料的光線僅被分為8個視野,遠小於現有技術之分為72至128個光線路徑,因此可減少解析度損失。此外,值得注意的是該等視野未限定為8個,但較佳係小於72個。
此外,該8個視野係根據一常用的多視野3D光學設計來分配,並藉由雙眼視差來達成裸視3D。舉例來說,當該右眼看見一個視野,該左眼看見另一個視野,則該使用者可藉由雙眼來看到該3D影像。
請參照圖2(B),其係圖2(A)運作情形之示意圖。在該第一時間時,該顯示面板23依據該第一訊號產生該第一影像資料V1,該原始光線通過該顯示面板23而產生一帶有該第一影像資料V1的第一光線,該第一光線通過該光線調變元件24而形成一第一光線路徑Lpath1,該第一光線在與該顯示面板23平行的一目標平面27上具有一第一位置 p1。在該第二時間,該顯示面板23依據該第二訊號產生一第二影像資料V2,該原始光線通過該顯示面板23而產生一帶有該第二影像資料V2的第二光線,該第二光線通過該光線調變元件24以形成一第二光線路徑Lpath2,該第二光線在該目標平面27上具有一第二位置p2。該第二位置p2不同於該第一位置p1,即該第一位置p1與該第二位置p2間具有一間距R。
上述的第一影像資料V1及第二影像資料V2可為在不同 時間上同一位置的相同像素26所產生的影像資料,換言之,該第一影像資料V1與該第二影像資料V2係該顯示面板23上同一位置於不同時間所產生的不同影像資料。另外,該目標平面27較佳係使用者的一瞳孔,但並非限定。為使說明更加清楚,以下將以瞳孔來舉例。
由於該第一時間與第二時間的間隔十分短暫,因此使用者 的對於其瞳孔上的該第一位置p1的該第一影像資料V1與該第二位置p2的該第二影像資料V2會視為是同時出現的影像,藉此該第一影像資料V1與該第二影像資料V2可形成一3D影像資料,換言之,當所有像素的第一影像資料及第二影像資料皆出現在該瞳孔上的第一位置p1與第二位置p2時,使用者的單眼即可看見3D影像。
該控制器25可藉由該第一訊號及第二訊號來控制該光線 調變元件24,使該等光線持續地交錯形成該第一光線路徑Lpath1及該第二光線路徑Lpath2,於此該間距R可視為一擺盪(swing)的大小。其中,該第一光線路徑Lpath1是該第一影像資料V1的其中一個所述視野,以及該第二光線路徑Lpath2是該第二影像資料V2的其中一個所述視野。
此外,該第一光線路徑Lpath1與該第二光線路徑Lpath2 形成一銳角θ 1,該銳角θ 1較佳係0.2至0.4角度,如此一來,使用者的 單眼即可看見良好的3D影像。
另外,該第一訊號具有一第一頻率f1,該第二訊號具有 一第二頻率f2,較佳地,該第一頻率f1不同於該第二頻率f2。其中,該第一頻率f1及該第二頻率f2的大小係各自較佳地界於30至120赫茲(Hz)之間。
此外,雖然本實施例是以該瞳孔27上的兩個位置的不同 影像資料來形成一3D影像資料,但實際上並不限於兩個位置。另外,該間距R於該瞳孔27上的方向也未有限定(圖中該間距R的方向是與雙眼方向平行,但實際上並無限定)。
圖3(A)係本揭露第一實施例之該光線調變元件24之第一 型態示意圖,該光線調變元件24較佳但不限於為具有複數個電極的一可切換的液晶屏障。該第一型態的光線調變元件24之上方係面向於該瞳孔27,而該第一型態之下方是面向該顯示面板23。該第一型態的光線調變元件24較佳是由一下層偏光板31、一下層玻璃32、一液晶區域33、一上層玻璃34及一上層偏光板35所構成。該下層玻璃32上方依序設置有複數個電極(A、B、C)並位於該液晶區域33中,該上層玻璃34的下方則設有一電極(D)並位於該液晶區域33中。該等電極(A、B、C、D)較佳係氧化銦錫電極(ITO),但並非限定。此外,該下層玻璃32上的該等電極(A、B、C)的大小可以相同或不同。
當接收到該控制器25所傳送的該第一訊號時,該下層玻 璃32上的該等電極(A、B、C)根據該第一訊號而被選擇是否施加一電壓,該電壓係用以使該等電極(A、B、C)開啟或關閉,其中當電極被施加該電壓後將會關閉而使得光線無法穿越,當電極沒被施加該電壓時,則會開啟使得光線可以穿越,藉此配置可於該光線調變元件24上形成一第一電極 圖形,如圖3(B)所示。當接收到該第二訊號時,該下層玻璃32上的該等電極(A、B、C)再次被選擇是否施加該電壓,並依照不同的電壓施加情形來產生與該第一電極圖形不同的一第二電極圖形,如圖3(C)所示。藉此,該第一光線與該第二光線通過不同的電極圖形,而產生不同的光線路徑。另外,該上層玻璃34下方的電極(D)係持續開啟。
此外,請一併參考圖2(A)至圖3(A),在此第一型態的光線調變元件24配置下,該第一位置p1與該第二位置p2間的該間距R係設定為2mm至4mm,而略小於該瞳孔距離。
其中,該電極A的一左邊緣及該電極B的一左邊緣之間的距離L與該電極B的一右邊緣及該電極C的一右邊緣之間的距離L係相同的。
在另一觀點下,於圖3(A)中,該電極A的左邊緣及該電極B的左邊緣之間的距離L與該電極B的右邊緣及該電極C的右邊緣之間的距離L需符合下列算式:L=(k x Wpupil/IPD)x Wsub-pixel……(1),其中k是由多視野3D所定義出的常數,其數值為1至2,Wpupil是該使用者的一瞳孔直徑,IPD是該使用者兩瞳孔中心之間的距離,以及Wsub-pixel是一子像素寬度。
在一實施例裡,Wpupil較佳但不限於2mm至4mm,IPD較佳但不限於65mm。
圖4係該光線調變元件24之第二型態示意圖,該第二型態之光線調變元件24是一可切換的液晶屏障,該可切換的液晶屏障係一液晶鏡片40,該第二型態之光線調變元件24的上方是面向該瞳孔27,而其下方是面向該顯示面板23。該液晶鏡片40較佳是由一下層玻璃41、一 液晶區域42及一上層玻璃43所構成,在此第二型態下,該光線調變元件24係電性連接於該顯示面板23。該下層玻璃41的上方設置有複數個相同大小的電極(D1~D6)並位於該液晶區域42中,且該等電極(D1~D6)係間隔地排列。該上層玻璃43下方則設置有一電極(U)。該等電極(D1~D6、U)較佳係氧化銦錫電極(ITO),但並非限定。此外,該下層玻璃41上的該等電極(D1~D6)數量也不限於6個。
當接收到該控制器25所傳送的該第一訊號時,該下層玻 璃32上的該等電極(D1~D6)根據該第一訊號而被選擇施加不同的電壓,使得該等電極(D1~D6)的型態有所差異,因而使得該第一光線穿越該等電極(D1~D6)時產生折射,據此形成該第一光線路徑Lpath1。當接收到該第二訊號時,該等電極(D1~D6)再次被施加不同的電壓,並依照不同的電壓施加情形來產生不同的折射角度,使得該第二光線產生不同的折射而形成該第二光線路徑Lpath2,藉此產生該第一位置P1及該第二位置P2。另外,該上層玻璃34下方的電極(U)係持續開啟。
此外,在此第二型態的光線調變元件24配置下,該第一 位置p1與該第二位置p2間的該間距R被設定為2mm至4mm而略小於該瞳孔距離。
該控制器25可藉由該第一訊號及第二訊號來持續改變該 液晶鏡片40的該等電極的電壓大小,並使該等光線持續地交替形成該第一光線路徑Lpath1及該第二光線路徑Lpath2,於此該間距R可視為一擺盪的大小。
在此概念下,該液晶鏡片40也可以被置換為與一震動裝 置連接的一實體鏡片,並藉由震動來使該實體鏡片產生擺動,藉此改變折射角度,以達成相同的效果。其中該震動裝置可以是但並非限定為微型馬 達等機械,即該實體鏡片係機械式擺動。
本揭露之該3D影像顯示裝置21可進一步包括一瞳孔偵測裝置51,如圖5(A)所示。該瞳孔偵測裝置51可適用於該第一型態及該第二型態的該光線調變元件24。該瞳孔偵測裝置51可以偵測使用者的瞳孔大小及位置,並將資料傳送給該控制器25,讓該控制器25決定該光線調變元件24的配置。
在使用該瞳孔偵測裝置51的情況下,該第一位置p1與該第二位置p2的間距R可藉由該瞳孔偵測裝置51來修正。如圖5(B)所示,當使用者改變與顯示裝置21的距離時,該等光線路徑在瞳孔上的位置也會改變,因此將無法提供好的3D影像效果,因此需要藉由該瞳孔偵測裝置51來偵測瞳孔的位置,並修正該等光線路徑。
圖5(C)是該瞳孔偵測裝置51偵測瞳孔位置的示意圖。該瞳孔偵測裝置51可利用任何影像處理方法(例如發射光線來偵測瞳孔邊緣,但不是限定)來偵測瞳孔的位置以及瞳孔的直徑,並取得該瞳孔於三維座標上的位置P(x,y,z)以及該瞳孔的直徑Weye,再將資料傳送給該控制器25。該控制器25根據該瞳孔的位置P(x,y,z)及直徑Weye,重新設定該第一光線路徑Lpath1與該第二光線路徑Lpath2的夾角θ 2,藉此重新設定該第一位置p1與該第二位置p2,該夾角θ 2係符合下列算式(3): 其中k3為一常數,其值為0.8~1.0,Weye為瞳孔的直徑,(x,y,z)為瞳孔中心的三維座標。
藉此,該控制器25重新改變該光線調變元件24內的配置,使得該第一光線路徑Lpath1與該第二光線路徑Lpath2重新被設定。
藉此,該第一實施例可提供使用者之單眼看見3D影像成 像,並且可以減少解析度的損失。
圖6(A)是本揭露第二實施例之一種3D影像顯示裝置61的架構示意圖。該3D影像顯示裝置61包括一背光元件62、一液晶面板63、一光線調變元件64及一控制器65。該光線調變元件64可以是一可切換的屏障、一液晶光學透鏡、一實體鏡片、一固定屏障或一可切換的液晶屏障。在此實施例裡,該光線調變元件64係一可切換的屏障。該背光元件62是用以產生一原始光線,以及提供影像的背光。該液晶面板63具有複數個像素用以產生一影像,並被設置於該背光元件62及該光線調變元件64之間。該光線調變元件64係具有複數個屏障區域。該控制器65連接該液晶面板63,用以於一第一時間提供一第一訊號來控制該液晶面板63,以及於一第二時間提供一第二訊號來控制該液晶面板63。當該3D影像顯示裝置61運作時,該控制器65會在該第一時間裡提供該第一訊號給該液晶面板63上的一第一影像區域66,並在該第二時間裡提供該第二訊號給該液晶面板63的該第一影像區域66。此外在該第一時間,該控制器65提供該第一訊號至該液晶面板63上的一第二影像區域66’,以及在該第二時間裡提供該第二訊號至該液晶面板63上的該第二影像區域66’。
該液晶面板63係依照該控制器65所傳送的訊號來產生一影像(即一完整的影像),該影像可分成複數個影像區域66、66’。該光線通過該等影像區域66、66’,並經由該光線調變元件64而形成視野。該等視野的數量較佳是遠小於72個,例如該影像區域66僅被分為8個視野。
請再次參照圖6(A),在該第一時間時依據該第一訊號,該原始光線通過該顯示面板63而產生一帶有一第一影像資料V1’的第一光線。該第一光線通過該光線調變元件64而形成一第一光線路徑 Lpath1’,該第一光線在與該顯示面板63平行的一目標平面67上具有一第一位置p1’。在該第二時間依據該第二訊號,該原始光線通過一該顯示面板63而產生一帶有一第二影像資料V2’的第二光線。該第二光線通過該光線調變元件64而形成一第二光線路徑Lpath2’,該第二光線並在該目標平面67上具有與該第一位置p1’不同的一第二位置p2’。其中,該第一光線路徑Lpath1’及該第二光線路徑Lpath2’之間具有一銳角θ 3,該銳角θ 3的角度為0.2至0.4度。
該第一影像資料V1’與該第二影像資料V2’係該顯示面板 63上相同影像區域於不同時間所產生的不同影像資料。另外,該目標平面67較佳係使用者的一瞳孔,但並非限定,為使說明更加清楚,以下將以瞳孔來舉例。
由於該第一時間與該第二時間的間隔十分短暫,該使用者 的對於其瞳孔上的該第一位置p1’的影像資料V1’與該第二位置p2’的影像資料V2’會視為是同時出現的影像,藉此該第一位置p1’的影像資料V1’與該第二位置p2’的影像資料V2’可形成一3D影像資料,換言之,當所有像素的第一影像資料V1’及第二影像資料V2’皆出現在該瞳孔上的第一位置p1’與第二位置p2’時,使用者的單眼即可看見3D影像。
此外,該光線調變元件64可以係一裝置並具有一固定的 內部配置,藉由本實施例裡產生於該顯示面板63上不同影像區域的該第一影像資料V1’及該第二影像資料V2’,使得該第一光線路徑Lpath1’及該第二光線路徑Lpath2’被形成,藉此該控制器65不需要與該光線調變元件64相連接。
圖6(B)是第二實施例之光線調變元件64之俯視圖。在此 實施例裡,該光線調變元件64係一實體屏障裝置(即機械式屏障裝置)。 該光線調變元件64具有複數個第一屏障區域68及複數個第二屏障區域69,且該等第一屏障區域68及該等第二屏障區域69係固定於該光線調變元件64上,但在其它實施例裡,該光線調變元件64係一可切換裝置,該等第一屏障區域68與該等第二屏障區域69各自被切換。此外在又另一實施例裡,該等第一屏障區域68與該等第二屏障區域69亦可以由液晶來呈現,即該光線調變元件64可以係一可切換的液晶屏障,並具有複數個電極。
該等第一屏障區域68與該等第二屏障區域69較佳係交錯 地排列於該光線調變元件64上,但並非限定。此外,該等第一屏障區域68與該等第二屏障區域69之間的間隔較佳係相同大小,但也非限定。其中,每一第一屏障區域68與每一第二屏障區域69具有不同的寬度(短邊)但相同的長度(長邊)。該等第一屏障區域68與該等第二屏障區域69較佳係平行四邊形,且更佳地該等第一屏障區域68與該等第二屏障區域69並非係長方形,但並非限定。
此外,該第一屏障區域68的一寬度是L1,該第二屏障區域69的一寬度是L2,如圖6(B)所示,該第一屏障區域68的寬度及該第二屏障區域69的寬度的一差值L3係符合下列算式:L3=L2-L1=2 x(k x Wpupil/IPD)x Wsub-pixel……(1),其中k是由多視野3D設計所定義的一常數,其數值為1至2,Wpupil是使用者的一瞳孔直徑(通常是2mm至4mm),IPD是使用者兩個瞳孔中心的一距離(通常是65mm),以及Wsub-pixel是一子像素寬度。
值得注意的是,該等第一屏障區域68與該等第二屏障區域69可以是任何用以抵擋光線通過的材質,藉此改變光線的路徑。
此外,透過該光線調變元件64的配置,該第一光線可產 生另一不同的光線路徑。請再次參考圖6(A),在該第一時間時,依據該第一訊號,該原始光線通過該顯示面板63而產生一帶有一第三影像資料V3’的第三光線,該第三光線通過該光線調變元件64而形成一第三光線路徑Lpath3’,且該第三光線在該目標平面67上具有一第三位置p3’,該第三位置p3不同於該第一位置p1’。同理,在該第二時間時根據該第二訊號,該原始光線可通過該顯示面板63而產生一帶有一第四影像資料V4’的第四光線,該第四光線通過該光線調變元件64而形成一第四光線路徑Lpath4’,且該第四光線在該目標平面67上具有一第四位置p4’,該第四位置p4’不同於該第三位置p3’。藉此,當使用者移動位置時,可由第三位置p3’及第四位置p4’的影像資料來看到3D影像。換言之,本實施例可提供不同顯示方向的3D影像。
該第三影像資料V3’及該第四影像資料V4’在不同時間被 產生於該液晶面板63上的相同影像區域。
此外,該第三光線路徑Lpath3’及該第四光線路徑Lpath4’間 具有一銳角θ 4,該銳角θ 4的角度較佳係0.2至0.4度,但並非限定。
藉此,本揭露提供至少兩種3D影像顯示裝置的實施例, 透過該3D影像顯示裝置的該等配置,使用者的單眼即可看見一3D影像,且該3D影像的解析度損失可以減少。
上述實施例僅係為了方便說明而舉例而已,本揭露所主張 之權利範圍自應以申請專利範圍所述為準,而非僅限於上述實施例。
22‧‧‧背光元件
23‧‧‧顯示面板
24‧‧‧光線調變元件
25‧‧‧控制器
26‧‧‧影像區域
27‧‧‧目標平面
V1‧‧‧第一影像資料
V2‧‧‧第二影像資料
Lpath1‧‧‧第一光線路徑
Lpath2‧‧‧第二光線路徑
(θ 1)‧‧‧銳角θ角
p1‧‧‧第一位置
p2‧‧‧第二位置
R‧‧‧間距

Claims (10)

  1. 一種3D影像顯示裝置,包括:一背光元件,用以產生一原始光線;一顯示面板,具有複數個像素;一光線調變元件,其中該顯示面板係設置於該背光元件及該光線調變元件之間;以及一控制器,連接該顯示面板與該光線調變元件,該控制器在一第一時間提供一第一訊號給該顯示面板與該光線調變元件,並在一第二時間提供一第二訊號給該顯示面板與該光線調變元件,其中該第一時間不同於該第二時間;其中,在該第一時間,該原始光線通過該顯示面板以產生一第一光線,該第一光線通過該光線調變元件,並在與該顯示面板平行的一目標平面上具有一第一位置;在該第二時間,該原始光線通過該顯示面板以產生一第二光線,該第二光線通過該光線調變元件,並在該目標平面上具有一第二位置,該第一位置不同於該第二位置,且該第一位置與該第二位置的間距為2mm至4mm之間。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之3D影像顯示裝置,其中該第一光線通過該光線調變單元以形成一第一光線路徑,該第二光線通過該光線調變單元以形成一第二光線路徑,且該第一光線路徑和該第二光線路徑之間形成一銳角。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之3D影像顯示裝置,其中該光線調變元件係一可切換的液晶屏障,該可切換的液晶屏障具有依序排列的一第一電極、一第二電極及一第三電極,該第一電極的一左邊緣及該第二電極的 一左邊緣之間的一距離與該第二電極的一右邊緣及該第三電極的一右邊緣之間的一距離係相同的。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之3D影像顯示裝置,其中該第一電極的一左邊緣及該第二電極的一左邊緣之間的該距離係符合下列條件:L=(k x Wpupil/IPD) x Wsub-pixel,當中k為一常數,該常數k係1至2,Wpupil為該目標平面的一直徑,Wsub-pixel係一子像素的寬度,L為該第一電極的該左邊緣及該第二電極的該左邊緣之間的距離。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之3D影像顯示裝置,更包含一瞳孔偵測裝置,其中該第一位置及該第二位置係根據該瞳孔偵測裝置所偵測到的該瞳孔的大小及位置來決定。
  6. 一種3D影像顯示裝置,包括:一背光元件,用以產生一原始光線;一顯示面板,具有複數個像素;一光線調變元件,其中該顯示面板係設置於該背光元件及該光線調變元件之間;以及一控制器,連接該顯示面板,且在一第一時間提供一第一訊號給該顯示面板,在一第二時間提供一第二訊號給該顯示面板,該第一時間不同於該第二時間;其中在該第一時間,該原始光線通過該顯示面板以產生一第一光線,該第一光線通過該光線調變元件,並在與該顯示面板平行的一目標平面上具有一第一位置;在該第二時間,該原始光線通過該顯示面板以產生一第二光線,該第二光線通過該光線調變元件,並在該目標平面上具有一第二 位置,該第一位置不同於該第二位置,且該第一位置與該第二位置的間距為2mm至4mm之間。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之3D影像顯示裝置,其中該光線調變元件包含複數個第一區域及複數個第二區域,且該等第一區域與該等第二區域係交替地排列於該光線調變元件上。
  8. 如申請專利範圍第6項所述之3D影像顯示裝置,其中該光線調變元件係一屏障裝置。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之3D影像顯示裝置,其中該屏障裝置具有一第一屏障區域及一第二屏障區域,其中該第一屏障區域的寬度與該第二屏障區域的寬度之間的差值係符合下列條件:L3=2 x (k x Wpupil/IPD) x Wsub-pixel,當中k為一常數,該常數k係1至2,Wpupil係一使用者的一瞳孔的直徑,IPD係該使用者的兩個瞳孔中心之間的距離,Wsub-pixel係一子像素的寬度,L3為該第一屏障區域的寬度與該第二屏障區域的寬度之間的差值。
  10. 如申請專利範圍第6項所述之3D影像顯示裝置,其中在該第一時間,該原始光線通過該顯示面板來產生一第三光線,該第三光線通過該光線調變元件,並具有一第三位置於與該顯示面板平行的該目標平面上,該第一位置與該第三位置不同。
TW104136281A 2014-11-04 2015-11-04 3d影像顯示裝置 TWI568240B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US14/532,081 US9430970B2 (en) 2014-11-04 2014-11-04 3D image display device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201618546A TW201618546A (zh) 2016-05-16
TWI568240B true TWI568240B (zh) 2017-01-21

Family

ID=55853330

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW104136281A TWI568240B (zh) 2014-11-04 2015-11-04 3d影像顯示裝置

Country Status (3)

Country Link
US (1) US9430970B2 (zh)
CN (1) CN105572884B (zh)
TW (1) TWI568240B (zh)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104732168B (zh) * 2015-03-20 2017-08-25 京东方科技集团股份有限公司 一种显示系统、控制方法
CN106291958B (zh) * 2016-10-21 2021-04-23 京东方科技集团股份有限公司 一种显示装置及图像显示方法
CN106842595A (zh) * 2017-01-16 2017-06-13 广州弥德科技有限公司 可交叠控制的指向性背光式裸眼3d显示装置与方法
CN109274954B (zh) * 2018-10-26 2020-09-25 北京理工大学 一种小凹单目立体成像系统
CN113950636A (zh) * 2019-05-30 2022-01-18 京瓷株式会社 三维显示装置、平视显示器系统以及移动体
WO2022133751A1 (zh) * 2020-12-22 2022-06-30 京东方科技集团股份有限公司 一种显示装置及其制备方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW201407191A (zh) * 2012-08-10 2014-02-16 Pixtronix Inc 使用機電顯示元件之三維圖像生成

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW201200959A (en) * 2010-06-29 2012-01-01 Fujifilm Corp One-eyed stereo photographic device
JP2014160097A (ja) * 2011-06-20 2014-09-04 Sharp Corp 画像表示装置および画像表示システム
US20130107340A1 (en) * 2011-10-31 2013-05-02 Yoon Kean Wong Autostereoscopic Steering Light-Guide Three-Dimensional Displays
FR2979515B3 (fr) * 2011-12-29 2013-09-27 Samsung Electronics Co Ltd Appareil d'affichage et procedes de controle de celui-ci
KR101306245B1 (ko) * 2012-01-17 2013-09-09 한국과학기술연구원 시간 분할 방식의 무안경식 3차원 영상표시장치
KR101923150B1 (ko) * 2012-04-16 2018-11-29 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치 및 이를 이용한 입체 영상 표시 방법
KR20140115854A (ko) * 2013-03-22 2014-10-01 삼성디스플레이 주식회사 입체 영상 표시 장치 및 입체 영상 표시 방법
CN103499883B (zh) * 2013-09-03 2016-03-02 常州亮显电子技术有限公司 基于蓝相液晶透镜的旋转式立体显示设备及显示方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW201407191A (zh) * 2012-08-10 2014-02-16 Pixtronix Inc 使用機電顯示元件之三維圖像生成

Also Published As

Publication number Publication date
CN105572884A (zh) 2016-05-11
US20160125814A1 (en) 2016-05-05
CN105572884B (zh) 2018-04-24
US9430970B2 (en) 2016-08-30
TW201618546A (zh) 2016-05-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI568240B (zh) 3d影像顯示裝置
KR102013380B1 (ko) 무안경 방식의 입체영상 표시장치
TWI482999B (zh) 立體顯示裝置
US9013564B2 (en) Controllable lenticular lenslets
WO2016008221A1 (zh) 光栅控制方法和装置、光栅、显示面板及三维(3d)显示装置
US20140132863A1 (en) Display apparatus
CN105992969B (zh) 液晶柱状透镜元件及其驱动方法、立体显示装置、终端机
US9995942B2 (en) Autostereoscopic 3D display device
JP2015004698A (ja) 立体表示装置
JP6200789B2 (ja) 表示装置
US10021375B2 (en) Display device and method of driving the same
CN106019736A (zh) 3d显示面板组件和3d显示装置
US9883177B2 (en) Stereoscopic image display device and eye-tracking method thereof
JP2014149321A (ja) 表示装置
US9658483B2 (en) Liquid crystal lens and display including the same
KR20140147542A (ko) 2d/3d 영상표시장치
TW201416708A (zh) 裸眼式立體顯示裝置及其液晶透鏡
TWI432782B (zh) 立體顯示器以及用於立體顯示器之切換面板
CN103558704A (zh) 液晶透镜的驱动方法和相应的立体显示装置
KR20130115896A (ko) 표시장치
KR101940763B1 (ko) 하이브리드 입체 영상 표시장치
US20150212332A1 (en) 3d display device
KR101993338B1 (ko) 3차원 영상 표시장치
JPWO2013084319A1 (ja) 光学装置、画像表示装置、駆動装置および駆動方法
KR101787980B1 (ko) 입체영상 디스플레이장치

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees