WO2016172884A1 - 多层次立体影像显示装置及方法 - Google Patents

Abstract

一种多层次立体影像显示装置，包括：至少一主要影像显示件（10），其可接受一主要影像（11）输入，并可沿一显示路径（P）输出主要影像（11）；至少一可透光显示件（20），其设置于显示路径（P）上，可供主要影像（11）穿透；可透光显示件（20）可接受一次要影像（21）输入，并沿显示路径（P）输出次要影像（21）。还公开了一种多层次立体影像显示方法，这种方法利用多层次立体影像显示装置将主要影像（11）与次要影像（21）交叠以形成一具有多层次效果的立体影像。

Description

多层次立体影像显示装置及方法 技术领域

本发明提供一种多层次立体影像显示装置及方法，更详而言之，乃特指一种利用一主要影像显示件及至少一可透光显示件，以使一主要影像与至少一次要影像交叠以形成具多层次效果立体影像的装置及方法。

背景技术

电视是一直以来是人们家庭生活中不可或缺的电子产品，随着技术的发展，除了影像色彩及解析度不断地提升以提供更自然、逼真的影像品质外，3D立体显示器的发展也提供了人们更进一步的视觉感官，除了一般的影像与色彩外，更提供了立体空间的感受。人类的大脑可以利用两眼视差(Binocular parallax)，来判断物体的距离感。而这些立体感觉可提供人类在判读影像资讯时更高的可靠性，因此，随着显示技术的蓬勃发展，立体影像显示器的应用也越来越多元化。其主要的分类概分为下列几项：

(一) 眼镜式3D影像技术

1. 红蓝(绿)眼镜(Anaglyph)：早在1850年代Joseph D'Almeida 就是用红绿眼镜来播放立体电影造成轰动。这是把左右眼的影像用不同颜色画在同一画面中，当戴上红蓝眼镜后，利用颜色过滤的原理，左右眼就看到有角度差异的影像了。但缺点是只能看灰阶或单一色调的画面，无法提供更自然、逼真的影像品质。

2. 偏光眼镜(Polarizing glasses)：偏光式眼镜的应用可说是现今较为普及的技术之一，在所配戴的眼镜上左右眼分别使用水平及垂直的偏光镜片。使得一眼只能看见水平偏振的光，另一眼则是只能看见垂直偏振的光。而影像设备则同时投射出水平及垂直的光，分别给左右眼观赏。但缺点则是当头部有微斜时，偏光眼镜往往就会无法完全滤掉另一方向的光。使得眼睛会看到另一眼的影像，有些观众会因此而感到不适。

3. 快门眼镜(Shutter glasses)：在影像播放时，影像设备把影像分为奇数影像和偶数影像。其中设定放奇数影像时是给右眼所接受，快门眼镜将左眼遮住让右眼观看。之后再放偶数影像利用相同的原理，如此左右交替便能看到立体影像。这种眼镜本身是利用液晶做成，所以可以控制左右眼的开与关。但缺点是眼镜成本较高、需要额外供电。且由于快门眼镜两眼之间频率差易有闪烁现象，也易因日光灯闪烁频率及快门眼镜和电视画面之间同步速度误差也可能造成额外的闪烁现象。

(二) 裸视3D影像技术

1. 全像式(e-holographic)：主要是麻省理工学院所发展的，是利用红、蓝、绿三色雷射光源，各自经过声光调变器晶体(Acoustic Optical Modulator, AOM)，产生相位型光栅，带着光栅讯息的雷射光经过全像片合并之后，利用垂直扫描镜(Vertical Scanning mirror)及多面镜(Polygonal mirror)，进行垂直及水平的扫描，进而将立体影像呈现出来，其优点为全像片的取得容易且技术成熟，然而，影像大小常受限于声光调变器晶体的大小，且多面镜的扫描速度必须与三色雷射光源在晶体传播速度同步。

2. 体积式(Volumetric)：德州仪器(Texas Instrument, TI)提出一种利用雷射扫描立体影像显示器，又有人称之为体积式显示器。如图4所示，主要是利用一个快速旋转的圆盘，配合由底下投影的雷射光源，借助雷射光源投射到快速旋转的旋转面时，会产生散射的效应，以扫描空间中的每一点，其缺点是影像中央必须有一个旋转轴，靠近轴心的影像旋转速度较慢，立体影像较不清晰。

技术问题

然而前述3D立体显示器的技术，大多需要将影片经过前置的特殊处理，再配合特殊的显示装置，需要较高地技术门槛，造成技术普及上的困难。

技术解决方案

本发明为解决上述现有技术产生的缺失与不便之处，提出一种多层次立体影像显示装置及方法的方案，该方案可将两个或两个以上平面的影像交叠后，并形成具多层次效果立体影像的装置及方法。

本发明提供一种多层次立体影像显示装置，包含：

至少一主要影像显示件，其可接受一主要影像输入，并可沿一显示路径输出该主要影像；

至少一可透光显示件，其设置于该显示路径上，可供该主要影像穿透；再者，该可透光显示件可接受一次要影像输入，并沿该显示路径输出该次要影像；该等主要影像与次要影像交叠以形成一具多层次效果的立体影像。

本发明更进一步提供一种多层次立体影像显示方法，包含以下步骤：

a)备至少一主要影像显示件，并沿一显示路径输出一主要影像；

b)于该显示路径上备至少一可透光显示件，其可供该主要影像穿透，并沿该显示路径输出一次要影像；

c)使该等主要影像与次要影像交叠以形成一具多层次效果的立体影像。

有益效果

本发明的有益效果在于：本发明只需通过简单的装置，即可使该等主要影像与次要影像交叠，形成一具多层次效果的立体影像。播放的影片不须经过特殊的前置处理，或是配戴其他特殊的显示装置(眼镜)，即使长时间地观赏立体影像亦不会造成使用者晕眩或其他不适状况。播放影像源由一般的电脑、平板或智慧型手机等装置即可适用，不需要较高地技术门槛的播放配备，有助于立体影像技术推广与普及。

附图说明

图1为本发明的配置示意图。

图2为本发明的多层次立体影像输出示意图。

图3为本发明的影像播放配置示意图。

图4为本发明的影像档案示意图。

图5为本发明另一实施例的影像播放配置示意图。

【主要元件符号说明】

主要影像显示件10

主要影像11

主要影像源14

可透光显示件20、20’

次要影像21、21’

投影屏22、22’

投影模组23、23’

次要影像源24、24’

影像源30

影像档案31

显示路径P

时间轴T。

本发明的最佳实施方式

为便于说明本发明于上述发明内容一栏中所表示的中心思想，兹以具体实施例表达。实施例中各种不同物件按适于说明的比例、尺寸、变形量或位移量而描绘，而非按实际元件的比例予以绘制，合先叙明。且以下的说明中，类似的元件是以相同的编号来表示。

如图1~图2所示，本发明一种多层次立体影像显示装置，包括：

至少一主要影像显示件10，该主要影像显示件10可为显示屏幕或投影屏幕至少其中之一者，其可接受一主要影像11输入，并可沿一显示路径P输出该主要影像11；

至少一可透光显示件20，该可透光显示件20可为透明显示屏幕或投影屏幕至少其中之一，其设置于该显示路径P上，并与该主要影像显示件10具有一距离。该可透光显示件20可供该主要影像11穿透；再者，该可透光显示件20可接受一次要影像21输入，并沿该显示路径P输出该次要影像21；该等主要影像11与次要影像21交叠以形成一具多层次效果的立体影像。

再一较佳的实施例中(如图1所示)，该主要影像显示件10数量为1，而可透光显示件20、20’数量为2，该主要影像显示件10与两可透光显示件20之间各以一距离间隔设置。其中，各可透光显示件20、20’包含一设置于该显示路径P处的投影屏22、22’及一接受该次要影像21、21’输入并可往投影屏22、22’输出该次要影像21、21’的投影模组23、23’。

其中，投影屏22、22’为一具有镀膜层的可透光板，且该镀膜层具有1~99%的反射率，较佳为60%~80%的反射率，最佳为50%的反射率。再者，该投影模组23沿非平行于该显示路径P的方向往投影屏22输出该次要影像21，因投影屏22、22’为可透光板，主要影像11可顺利穿透显示路径P上的投影屏22、22’。

且该投影屏22与该显示路径P呈1~89度夹角(Ө1、Ө2)，较佳为30~60度夹角，最佳为45度夹角。例如该等投影模组23以垂直于显示路径P的方向往投影屏22输出该次要影像21、21’，而该等投影屏22、22’与该显示路径P呈45度夹角(Ө 1、Ө2)，因此次要影像21、21’由该等投影模组23、23’往该等投影屏22、22’投射时，可经由投影屏22、22’反射往显示路径P方向(如图1)，而使该等主要影像21与次要影像21、21’交叠以形成一具多层次效果的立体影像(如图2)。

一种多层次立体影像显示方法，包括以下步骤：

a)备至少一主要影像显示件，并沿一显示路径输出一主要影像；

b)于该显示路径上备至少一可透光显示件，其可供该主要影像穿透，并沿该显示路径输出一次要影像；

c)使该等主要影像与次要影像交叠以形成一具多层次效果的立体影像。

其中，该主要影像显示件10与每一可透光显示件20个别连接至一主要影像源14及一次要影像源24、24’，且该等主要影像源14及次要影像源24、24’依同一时间轴T播放该等主要影像11及次要影像21、21’(如图3)。而该时间轴T可利用硬体装置或软体，使主要影像源14及次要影像源24、24’达到同步播放的目的。

在一另外实施例中，该主要影像显示件10与每一可透光显示件20、20’连接于同一影像源30，且该等主要影像11及次要影像21、21’预先经过一合并影像步骤，将该等主要影像11及次要影像21、21’合并于同一影像档案31(如图4)，且该影像源30播放该影像档案31时可将主要影像11及次要影像21、21’分割后(如图5)，输出于各主要影像显示件10及可透光显示件20、20’。例如该等主要影像11及次要影像21、21’为1080P(Full HD)影像，可合并成一4K的影像档案31，亦即由四格1080P影像组合成4K影像档案31(其中一格为空白或无用影像)，由于合并成同一影像档案31后，该等主要影像11及次要影像21、21’播放时间轴一致，只需分割输出画面，不须额外装置或处理技术即可确保主要影像11及次要影像21、21’ 播放同步，播放影像源30由一般的电脑、平板或智慧型手机等装置即可适用，例如具有多个影像输出埠(D-sub、DVI、HDMI或DisplayPort)的个人电脑，使用及操作上更为简单方便。

由以上详细说明，可使熟知本项技艺者明了本发明确实与现有的技术截然不同，具有相当的新颖性。且本发明具有现有技术所无法预期的功效，实已符合专利核准的积极要件，爰依法提出专利申请。

虽本发明是以一较佳实施例作说明，但精于此技艺者能在不脱离本发明精神与范畴下作各种不同形式的改变。以上所举实施例仅用以说明本发明而已，非用以限制本发明的范围。举凡不违本发明精神所从事的种种修改或变化，俱属本发明意欲保护的范畴。

Claims (10)

1. 一种多层次立体影像显示装置，其特征在于，其包括：

   至少一主要影像显示件，其可接受一主要影像输入，并可沿一显示路径输出该主要影像；

   至少一可透光显示件，其设置于该显示路径上，可供该主要影像穿透；再者，该可透光显示件可接受一次要影像输入，并沿该显示路径输出该次要影像；该等主要影像与次要影像交叠以形成一具多层次效果的立体影像。
2. 如权利要求1所述的多层次立体影像显示装置，其特征在于：该主要影像显示件为显示屏幕或投影屏幕至少其中之一。
3. 如权利要求1所述的多层次立体影像显示装置，其特征在于：该可透光显示件为透明显示屏幕或投影屏幕至少其中之一。
4. 如权利要求1所述的多层次立体影像显示装置，其特征在于：该可透光显示件包含一设置于该显示路径处的投影屏及一接受该次要影像输入并可往投影屏输出该次要影像的投影模组。
5. 如权利要求4所述的多层次立体影像显示装置，其特征在于：投影屏为一具有镀膜层的可透光板，且该镀膜层具有1~99%的反射率，较佳为60%~80%的反射率，最佳为50%的反射率。
6. 如权利要求4所述的多层次立体影像显示装置，其特征在于：该投影模组沿非平行于该显示路径的方向往投影屏输出该次要影像，且该投影屏与该显示路径呈1~89度夹角，较佳为30~60度夹角，最佳为45度夹角。
7. 一种多层次立体影像显示方法，其特征在于，其包括以下步骤：

   a)备至少一主要影像显示件，并沿一显示路径输出一主要影像；

   b)于该显示路径上备至少一可透光显示件，其可供该主要影像穿透，并沿该显示路径输出一次要影像；

   c)使该等主要影像与次要影像交叠以形成一具多层次效果的立体影像。
8. 如权利要求7所述的多层次立体影像显示方法，其特征在于：该可透光显示件包含一设置于该显示路径处的投影屏及一投影模组，该投影模组沿非平行于该显示路径的方向往投影屏输出该次要影像。
9. 如权利要求7所述的多层次立体影像显示方法，其特征在于：该主要影像显示件与每一可透光显示件个别连接至一主要影像源及一次要影像源，且该等主要影像源及次要影像源依同一时间轴播放该等主要影像及次要影像。
10. 权利要求7所述的多层次立体影像显示方法，其特征在于：该主要影像显示件与每一可透光显示件连接于同一影像源，且该等主要影像及次要影像预先经过一合并影像步骤，将该等主要影像及次要影像合并于同一影像档案，且该影像源播放该影像档案时可将主要影像及次要影像分割后，输出于各主要影像显示件及可透光显示件。