TW201215918A - 2D/3D swtichable display device and display method and personal digital assistant and computer - Google Patents
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201215918 六、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 本發明涉及光電子與裸眼立體顯示技術,特別涉及一 種參數可調的裸眼立體顯示系統與方法。 【先前技術】 由於裸眼立體顯示技術可以提供不受特殊眼鏡或其他助 視器件限制的三維圖像,而受到市場的高度關注。傳統的裸眼 立體顯示技術一般會採用在普通平板顯示器上附加一層靜態 的視差屏障或透鏡螢幕(Parallax Barrier或者Lens Array )來 實現立體顯示的效果。此類靜態的視差屏障或透鏡螢幕是按一 些系統參數而生產的。這樣的生產過程的結果是:視差屏障或 透鏡螢幕一旦製成,相應的系統參數例如光栅寬度等就被固 疋,如果不重新生產的話就不能改變這些相應的系統參數。 並且’傳統的裸眼立體顯示技術是通過視差屏障或透鏡螢 幕利用立體圖像對的兩個圖像的視差來顯示三維圖像的,而視 差屏障或透鏡螢幕往往設有較小的固定光柵寬度。固定的光柵 寬度對圖像視差的採樣範圍有一定的限制,所以在顯示超過視 差fe圍的立體圖像對時,就會引起諸如串擾、重影等現象。但 如果用一個比較大的光栅寬度來設計視差屏障或透鏡螢幕,那 麼雖然可以有較大的視差表示範圍,但是畫面的清晰度就會被 201215918 降低。 -些虛擬現實系統顯示麟抚發制被絲動態地改 變視差屏障條的寬度。例如,美國專利申請公開號 20080143895 ’名為“動態視差屏障裸眼立體顯示系統與方 法”,披露-個這樣的虛擬現實顯示系統,它使用—個特定的 兩套LCD疊加的系贿據卿運祕縣_生成視差屏障 條。然而’這種技術可紐_於魏露的—_定的兩套 LCD疊加的Μ,並雄縣法處職魅錢差屏障條帶 來的影響。 本發明專顺露的方法與系統是时騎上述一個或複 數問題及其他問題的。 【發明内容】 馨 鱗決習知技術中立體顯示系統之系統參數調整不便等 問題,本發明提出-種系統參數調整便利的裸眼立體顯示系 統’根據不同要求來調整立體顯示系統的相關參數。 本發明解決上述技術_所採取的技術方案是提供一種 系統,所述立體顯示系統包括—個用來顯示複數具有 的圖像的顯示裝置與-個光學器件,其中,所述光學器件 在=號控辭微㈣絲麵,所觀料伽合所述顯 不裝置’對縣·的规進行分軸_至默的視場方 201215918 根據本發明—優選實施例,騎光料件包括: 具有複數第一型電極的第一基板; .、有至> 個第二型電極的第二基板,以及 位於所述第一基板與所述第二基板之間的光學材質,當複 數電壓施加於所述第一型電極與所述第二型電極時,所述光學 • 材質被設置形成一個參數可調的透鏡光柵。 根據本發明-優選實施例,所述複數第—魏極呈第一方 向排布’第-數目個所述第一型電極形成透鏡光拇的一個透鏡 單元並確定此透鏡單元的—個寬度。
• 根縣㈣—優選實關,所述概第-型驗 根據本發明一優選實施例,$ 制器3又置第二數目個第一型電極 並調整所述透鏡單元的寬度。
201215918 根據本發明一優選實施例,還包括:覆蓋所述第一型電極 的一個絕緣層,以及複數第三型電極呈第二方向排布並與第一 型電極通過絕緣層相疊加,複數第一型電極與複數第三型電極 形成一個交錯網路。 根據本發明一優選實施例,第一數目個第三型電極決定透 鏡單元的長度,以及設置第二數目個第三型電極來動態調整此 透鏡單元的長度。 根據本發明一優選實施例’還包括:一個透明導電材質薄 膜層被分隔為複數透明導電材質薄膜片,一透明導電材質薄片 覆蓋一個網格區域並成為一個電極’以及複數開關電路放置於 交錯網路交又點上並與複數透明導電材質薄膜片相連接。 根據本發明一優選實施例’複數第三型電極與複數電晶體 開關電路相連接並控制複數電晶體開關電路的開關,以及複數 第一型電極與複數電晶體開關電路相連接並向複數透明導電 材質層提供複數電壓以形成透鏡單元。 根據本發明一優選實施例,複數第一型電極、複數第三型 電極、絕緣層、透明導電材質薄膜層、與複數電晶體開關電路 均設置在第一基板上。 根據本發明―魏實施例’所述控制n通過-個掃描序列 對複數第三型電轉描,對每個掃描到的第三型電極,打開連 201215918 接在此第三型電極上的電晶體_電路,對複數第—型電極施 加複數電壓。 根據本發明-優選實施例,所述_器通過—個掃描 對每個透鏡單it中的第三型電極以透鏡單元為單位進行择 描,對每歸酬的魏單元,打開财連接在此透鏡單元中 的第三型電極上的電晶體_電路,對複數第-型電極施加複 數電壓,鎌關醜等電晶體_電路以保持電壓。 本發明紐I觀耻立_㈣財财法,此立體 顯示系統包括來顯示視差圖像的顯示裝置與一個與顯 示裝置連㈣絲n件’此光料倾飾裝魏合並對被顯 示的視差_的錄進行分顧傳駄财的視射向,該方 法包括,其中, 接收有關立體顯示系統的使用資訊;
器件的至少一 基於接收敏㈣訊’決妓轉調整光學 個系統參數; 資訊與/ 當決定調整系統參數時,計算出視差圖像的視差 或立體顯示區域資訊; 根據視差資訊與/或立體β 頊不區域資訊確定光學器件的至 少一個新的系統參數;以及 調整光學器件到新的系統參數值。 201215918 根據本發明一優選實施例,還包括:調整光學器件使用新 的系統參數值後的視差圖像的視差;以及控制顯示設置以顯示 調整視差後的視差圖像。 根據本發明一優選實施例,立體顯示系統的使用資訊至少 包括觀看距離發生變化的資訊與視差圖像的視差超出範圍,以 及立體顯示區域的資訊的其中之一。 根據本發明一優選實施例,光學器件被設置成一個透鏡陣 列’系統參數至少包括透鏡陣列的透鏡單元的寬度與透鏡長度 的其中之一。 根據本發明-優選實施例,賴調整光學器件到新的系統 參數值這-步驟包括:根據新的系統參數值調整透鏡單元中第 一方向排布的電極的數目以改變透鏡單元的寬度。 根據本發明一優選實施例,動態調整光學器件到新的系統 參數值這—步驟包括:根據新㈣統參數值調整透鏡單元中第 二方向排麵電極的數目赠變透鏡單元的長度。 根據本發明—優選實施例’雕絲餅使騎的***參 數值後的立體對的視差這—步驟包括:決定透鏡單元的焦 距的變化值’以独—咖鑛謂__視 減少焦距變化的影響。 本發明還提出一種光學器件,包括, 201215918 具有複數第1電極的第一基板; 具有Μ —個第二型電極的第二基板,以及 斤述帛基板與所述第二基板之間的光學材質被設 置开^個參數可_透鏡光栅輯複數具有視差的圖像的 光線進行錄並傳敏預定的視場方向當複數施加於所 述第型電極與所述第二型電極時,所述光學材質在電信號控 • 制下可改變其光學參數。 根據本發明—優選實施例,所述複數第一型電極呈第一方 向排布,第-數目個所述第一型電極形成透鏡光柵的一個透鏡 單元並喊定此透鏡單元的一個寬度;以及第二數目個第一型電 極形成所述透鏡單元並調整所述透鏡單元的寬度。 根據本發明一優選實施例’所述複數第一型電極呈條狀, 所述第二型電極為平面狀電極。 • 根據本發明一優選實施例’還包括:覆蓋所述第一型電極 的一個絕緣層;以及複數第三型電極呈第二方向排布並與第一 型電極通過絕緣層相疊加,複數第一型電極與複數第三型電極 形成一個交錯網路。 根據本發明一優選實施例,第一數目個第三型電極決定透 鏡單元的長度,以及設置第二數目個第三型電極來動態調整此 透鏡單元的長度。 201215918 根據本發明一優選實施例,還包括:一個透明導電材質薄 膜層被分隔為複數透明導電材質薄膜片’一透明導電材質薄片 覆蓋一個網格區域並成為一個電極’以及複數開關電路放置於 交錯網路交叉點上並與複數透明導電材質薄膜片相連接。 根據本發明一優選實施例’複數第三型電極與複數電晶體 開關電路相連接並控制複數電晶體開關電路的開關,以及複數 第一型電極與複數電晶體開關電路相連接並向複數透明導電 材質層提供複數電壓以形成透鏡單元。 根據本發明一優選實施例,複數第一型電極、複數第三型 電極、絕緣層、透明導電材質薄膜層、與複數電晶體開關電路 均設置在第一基板上。 相較於習知技術,本發明通過動態調整光學器件的系統參 數,二維顯示系統可以容納較大範圍的視差並避免干擾、重影 等問題’讓觀眾觀看三維顯示更加舒適。 【實施方式】 下面結合附圖與實施例對本發明進行詳細說明。 本發明的詳細描·以關巾所示意的示範實施例為參 考。只要有可能’在所有附圖中引用相同或類似的部分時將用 同樣的標號。 圖1A顯示一種示範可控參數立體顯示系統的框圖。如圖 201215918 1A所示’-種裸眼立體顯示***包括一個光學器件ι〇、 -健制n η、-侧轉置12與-健贿i3。在不偏離 此披露的原則的前提下,其他元件可能會被加入或某些元件可 能不再包括在内。 顯示裝置12包括任何合^4在消費電子產品、專業設備、 或其他需要資訊顯示錢巾使__示裝置,如等離子顯示 #器(PDP)、陰極射線管(CRT)顯示器、液晶顯示器(LCD)、 有機發光二極體(QLED)顯示器、以及其他類型的顯示器。 顯不裝置12與域源13連接來顯示二維(职圖像與三維 ⑽圖像。信號源13可包括任何適當的音頻、視頻、、以及 圖像的來源,例如從機頂盒、數位接收器、電視調諧器、資訊 記憶體、或DVD或其他媒體播放器輸出的圖像。 、對於三糊像,提供給錢源13 _财枝具有一定 #視差的圖像組以供一個觀眾的左眼與右眼分別觀看,而顯示裝 置則同時顯示這些圖像組。三維圓像可能包括至少兩個具 有視差的圖像(也稱作立體圓像組或立體圖像對)以供顯示裝 顯示其三維圓像。三維圓像可以是立體或雙視圖格式, k忍味者-個三维圖像包括對應於兩個視點的兩翻像:第一 圖像與第二圖像。例如’―個三維圖像包括為觀眾的左眼觀看 的第圖像(即左視圓)與為觀眾的右眠觀看的第二圖像(即
12 201215918 右視圖)’並且左視圖與右視圖之間存在一定的視差。 -維圖像也可能是多棚格式,這意味著_個三維圖像包 括對應於複數視點的複數圖像。例如,一個三 第-,第二,…,與第N個圖像_一大於2的整= 圖像中相_像之間存在—定的視差由觀眾的左右眼分別觀 看。 此外’顯示裝置12與光學ϋ件1G結合來實輯被顯示圖 像組的光線進行定向傳播以分離圖雜_像到財的視場 方向,從而向觀眾顯示基於此圖像組的三維圖像。即觀眾兩個 眼睛月b夠分別只看到對應的圖像,從而形成立體視覺。 光學器件10可包括任何可以用來通過定向光傳輸而分開 分別為左眼與右眼觀看的圖像組以產生立體視覺的光學器 件。例如’光學器件10可包括一個視差屏障與/或透鏡榮幕用 來分開交職示的左、右圖像㈣供單個或複數躲觀看。光 學器件10也可包括其他類型的結構。 光學器件10的系統參數可以被動態調節以提高三維圖像 的顯示品質與/或用戶的視覺體驗。這些可動態調節的系統參 數可包括光學ϋ件1G的光栅寬度、光栅長度、與/或細方向, 以及光學器件10的亮度、透明度與其他特徵。例如,光學器 件10可以被動態設置成普通透明狀態,使其對光的傳播不產 13 201215918 生影響,這樣裸眼立體顯示系統100就成為一個二維圖像顯示 系統,或者光學器件10可以被動態設置成視差屏障與/或透鏡 螢幕狀態以便進行三維圖像顯示(如下面部分解釋)。控制器 11可在操作狀態下進行上述2D/3D顯示的轉換。 控制器11可被用來控制光學器件10 (例如,控制某些可 調系統參數)。也就是說,光學器件1〇具有電信號控制的可調 • 系統參數或光學參數。控制器11也可控制裸眼立體顯示系統 1〇〇 (包括顯示裝置12)的運作。此外,控制器u可包括任 何適合為裸眼立體顯示系統⑽提供控制魏制裝置或 器件。圖3顯示一個示範控制器的框圖。 如圖3所不,控制器11可包括一個處理器302、-個隨 機存取記憶體(RAM) 304、-個唯讀記憶體(R〇M) 3〇6、 -個通信介面308、-個輸入/輸出介面單元31〇、一個驅動裝 • 置312。在不偏離此披露的原則的前提下,其他元件可能會被 加入或某些元件可能不再包括在内。 處理器302可包括任何適當的通用微處理器、數位信號處 理器、或微控制器、或特定應用積體電路(觀)。處理器3〇2 可以執行-些電腦程式指令序列來執行與裸眼立體騎系統 酬有關的各種流程。這些電腦程式指令可被從唯讀記憶禮 306載入到RAM 3〇4以供處理器3〇2執行。 201215918 ^介面爾供通信細便使裸眼立體顯示系請 可执存取與/紐過各種難㈣,如Tcp/ip、HU ^
=他__路進_。輸入獅細單㈣〇可 k供給用戶以輸人資訊到裸眼立體顯示系統_中或給用戶 來自裸眼立體顯示系統刚的資訊。例如,輸入/輸出=面單 元3K)可包括任何適當的輸人設備,例如—個遙控器、鍵盤、 滑鼠、觸屏賴、語音魏設備,他光學或無線輸入勝 此外’驅動裝置312可包括任何合適的驅動電路來驅動各種器 件與裝置,如光學器件10與/或顯示震置12。驅動裝置犯 的驅動電路也可向絲餅1G的各種電極提财㈣電壓。 圖1B表示-種示範可控參數裸眼立體顯示系統的截面視 圖。如圖1B所示,光學器件10可放在顯示裂置12之上或與 顯示裝置12相結合。光學器件1〇可包括第一基板ι〇2、第^ 基板103、與光學材質10卜基板1〇2與103可由任何適當的 材質(如玻璃或石夕片)製成。光學材質1〇1可包括任何合=的 光學材f,其可赌據不同龍呈現出不_折神變化或者 針對光的通過在開關狀態間變化。例如,光學材質1〇1可包括 向列液晶、鐵電液晶、其他類型的液晶以及電潤濕材質,一些 其他類型的具有相同或相似性f的高分子材f也可應用於該 光學器件10中。 15 201215918 光學材質101可被置於基板102與103之間。電極部分 110與電極部分111分別連接到或者使用薄膜技術附在基板 102與103的表面。在電極部分no與ln的電極之間所施加 的電壓能夠造成光學材質101的折射率或者開關狀態的變 化。這種變化可以達到透鏡的效果,從而實現定向光傳輸功能 以符合裸眼立體顯示之需要。此外,在電極部分110、111施 • 加不同的電極電壓也可以改變透鏡光栅的參數。因為這樣形成 的透鏡有光柵的一些特徵’在此披露中透鏡與透鏡光柵具有相 同的意義,可以互換使用。 電極部分110可包括單個電極或複數電極,電極部分lu 也可包括單個電極或複數電極。這些單個電極或複數電極的形 狀可以設計成任何適當的形狀,如平面、條狀、線狀、或其他 幾何形狀。此外,當使用複數電極時,其排布方式可以是縱向 籲排布或橫向排布。縱向排布與橫向排布只是舉例,其他方向或 安排也可使用。圖2A-2E表示光學器件10的一些示範結構。 如圖2A所示,電極部分110與112均包括複數橫向排布 的條狀電極。不同的電壓可以施加在不同的電極上。電極部分 110的一定數目個電極與電極部分112的一定數目個電極可合 起來組成一個效果單元2〇2。為方便說明,可認為效果單元2〇2 中電極部分11〇的電極數目與相對應電極部分112的電極數目 201215918 是相同的,為‘n,。 當不同電壓施加料極部分110與112的η個電極時,η 個電極上施加的㈣會形成—個電場。該電場可導致電極 之間的光學材質101發生某些變化。例如,該電場可以控制光 學材質101 (例如液晶)的分子沿電場按照—定的角度排列, 在不同的位置具有不同的折射率與光程。 • 這樣,控制η個電極的電壓的大小就可以控制效果單元 2〇2中光學材質101的材質分子的排列,從而使得這個單元具 有透鏡效果。也就是說,效果單元脱成為-個透鏡單元(例 如’-個Lenticularlens)e這些電壓可施加於電極部分⑽與 112中的任何一個,或可同時施加於電極部分110與112。另、 外,裸眼立體顯示祕⑽也設置成裝置12所顯示 的圖像在此透鏡單元的焦平面上。因此,在操作過程中,光學 •器件1〇可以被設置為一個效果單元陣列(例如,-個Lenticular lens螢幕)也就是一個透鏡陣列以實現裸眼立體顯示。此外, 光學器件10的系統參數也可以被動態調整。 η。例如,如果有需要織透鏡光栅的寬度,可赠—個效果 f元中電極部分11G與/或112的電減目包^條電極而不 是原來的η個。當m <n時,則效果單元2㈣透鏡光拇 寬度如、,當m >n時,職果單元⑽的透鏡脑寬度增加。 17 201215918 但是,由於效果單元202的厚度並不改變,效果單元2〇2光柵 寬度的變化可能改變效果單元2〇2的焦距。 焦距的變化可能會導致顯示裝置12的畫素偏離光學器件 10的焦平面。為提高光學器件1〇顯示三維圖像的品質,電極 數目的變化(即m相對於n的變化)可被限定在一定範圍内, 這樣焦距變化就可以最小化。同時,可通賴像處理的手段對
立體圖像對的視差進行優化處理或調整,使得光栅寬度變化後 的立體圖麟的視絲_[定_整體上有輕微的縮 小’这樣就使得焦距輕微的變化不會引起關注。其他方法也可 以被用來達到此目的。 一2Β表不光學||件1()的另—種示範結構示意圖。如圖 2B所不’除基板102、103與電極部分110,光學器件10還 包括一個電極部分113、—個電極部分114、與—個絕緣層 仍。絕緣層115可覆蓋電極部分⑽並可連接到基板脱上。 113可包括—個單,面形狀電極,電極部分no 向:布=橫向排布的條形電極,電極部分114可包括複數縱 絕緣層n5、HT’電極部分110與電極部分114通過 形電極與雷先 讀1極部分11G的魏躺排布的條 網狀分佈,每rmrt _麵_紐交錯形成 '皁兀可獨立地施加於不同電壓(類似 201215918 於薄臈電晶體(TFT)結構)。 =網格結構可讓每個不_區域具有㈣的光拇寬 度,長度,以及其他參數。例如,光學器件1〇的一個效果單 疋204可包括電極部分⑽的⑴條橫向排布的條形電極與電 極部分m的n2條縱向排布的條形電極。那麼ni條電極上施 加的不同賴(㈣在n2電極上施加_或不_電塵)會 形成-個電場,該電場可以控制效果單元2G4中光學材質⑼ 的分子沿電場減-定的肖度剩,林同的錄具有不同的 光程’從而使得雜單元具有透鏡絲,能細來進行立體顯 示。這樣’橫向排布的nl條電極形成透鏡效果,_制透鏡 單元在水準方向(橫向)上的光柵寬度。在另外一方面,縱向 排布的條形電極可控制透鏡單元在縱向上的長度。這樣,透鏡 單元(即效果單元204)的光柵長度與光栅寬度都可動態調 整。因此光學器件10可以被設置為可調光栅寬度與長度的一 個或複數透鏡陣列。 圖2C表示效果單元204的一種電極安排的示範結構示意 圖。如圖2C所示,效果單元204包括電極部分no的ni (從 卜2 ’ 3 ’ 4,5,......到nl)個電極,與電極部分114的n2 (從1,2 ’ 3,4,......到n2)個電極。此外,nl個電極可以 是橫向排布的線狀電極,而n2個電極可以是縱向排布的線狀 19 201215918 電極與㈣個電極也可以是條狀一
且:、另外’開關電路116 (例如,電晶體開關或其他 二目同或相似功能的有源_器件,此處以電晶體開關為例 可放置在電極部分11G的nl個電極與電極部分則 ⑽個電極的交又點上。例如,如圖2C所示,在電極部分114 的電極2與電極部分11G的所有電極的每—個交又點都放置一 1關電路116。-個開關電路116可包括任何適合用於施加 及保持-定電壓的電晶體開關或閘開關。 透明導電材質薄膜層m(IT〇,IZ〇等材質)可被置於 光學材f 1G1的頂部。透明導電材㈣騎117可與光學材質 101相結合並且可被分隔為複數透明導電材質薄膜片,一片透 明導電材質薄膜通常覆蓋一個網格區域。一片透明導電材質薄 膜連接一個開關電路116,以形成一個較大的電極,從而產生 一個均勻的電場,並改善電壓分佈與電壓保持。電極部分 110、電極部分114、絕緣層115、開關電路110、與透明導電 材質薄膜117都可以採用薄膜技術附加到基板1〇2上。其他配 置與方法也可使用。 電極部分114的一個縱向排布的電極可作為開關電路116 的開關控制’此電極可與一個開關電路116( —個電晶體開關) 的栅極相連接。電極部分11〇的一個橫向排布的相應的電極可 20 201215918 作為電壓供給,此電極可與開關電路116的源極相連接。此 外,相應的透明導電材質片可被連接_關電路U6的漏極。 其他連接方式也可以使用。 在操作過財,顯不纽可通過—娜描序列對電極部分 114的縱向排布電極來施加相應的電極電壓。例如,第一次掃 描的縱向電極(如電極2)可打開所有連接到該電極的開關電 •路116。當所有開關電路116 (例如,沿電極部分m的電極 2的所有開關電路)打開後,可同時在橫向排布的1至nl個 電極上施加相應的電壓,這樣就在覆蓋相應網格區域的透明導 電材質片施加相應_壓。然後關閉該開關電路116,以保持 光學器件區域_電壓。如此依次掃描,直到縱向排布的Μ 個電極都完成同樣的步驟。這些操作(例如,掃描與施加電壓) 可由控制器11通過驅動裝置312來控制。 • 通過雜的重複掃描過程,效果單it 2〇4可形成-個或複 數透鏡單元來用於立體顯示。也就是說,效果單元204每一個 區域(例如,在縱向排布電極丨與電極2之間的區域)可形成 -個有特定系統參數的透鏡單元’或者效果單元2(μ的所有區 域都可以同樣的方式進行酉己置,這樣效果單元204就形成一個 透鏡單兀。當效果單元204作為一個透鏡單元時,掃描過程可 以進一步簡化如下:施加一個大電壓把所有連接在縱向排布電 21 201215918 極到電極n2上的開關電路同時打開,並可在橫向排布電極 1到電極nl均時杨各_翻賴。此外,由於光學器 件〇括複數效果單元,為達到提高開關電路Μ掃描速度, 可乂直接將同樣寬度的絲單元崎應的關電路μ同時 打開’充電完畢後同時關閉,然後以此進行下-個透鏡單元的 操作過程。 • 透鏡單70的光柵長度與寬度(即透鮮元的長度與寬度) 都可進行_蝴_整。橫向排布電極i到ηΐ可控制透鏡 單元的光柵寬度’縱向排布電極j到n2則可以控制透鏡單元 的長度舉例來說’如果有需要調整透鏡單元的光柵寬度與/ 或長度,效果單元綱可在橫向包含ml條電極,縱向包含 m2條電極’當ml<nl時’效果單元2〇4的透鏡寬度變小,當 ml>nl時,效果單元204的透鏡寬度變大。同樣,當必以 ❿ 時,效果單元204的透鏡長度變大,當m2<n2時,效果單元 2〇4的透鏡長度變小。 但是,由於效果單元204的厚度並不改變,效果單元光柵 寬度的變化可能改變效果單元2〇4的焦距。焦距的變化可能會 導_示裝置12的畫素偏離光學器件1〇的焦平面。為提高光 學器件ίο顯不三維圖像的品質,電極數目的變化(即mi相 對於nl的變化)可被限定在一定範圍内,這樣焦距變化就可 22 201215918 以最小化。同時,可通過圖像處理的手段對立體圖像對的視差 進行優化處顆,餅光柵寬錢倾的立賴像對的視 差範圍按照一定比例整體上有輕微的縮小,這樣就使得焦距輕 微的變化不會引起關注。其他方法也可以被用來達到此目的。 一圖2D表示光學器件1〇的另一個示範結構。如圖犯所 不’電極部分110包含複數橫向排布的條形電極,電極部分 • 118包括一個單一的平面形狀電極。類似於圖2A的解釋,電 極部分110❸橫向排布電極可以導致透鏡效應,也可以用來控 制透鏡單元的光栅寬度。 圖2E表示光學器件1〇的另一個示範結構。如圖所示, 電極部分no包含複數橫向排布的條形電極’電極部分ιΐ9包 括複數縱向排布的條形電極。類似於圖2B的轉,電極部分 110的橫向排布電極可轉致透鏡效應,也可以絲控制透鏡 • #元的光栅寬度,而電極部分II9 W縱向排布電極可以控制透 鏡單元的長度。 在操作過程中,控制器u,或,更具體地說,處理器3〇2 可月b執行某些流程以控制與/或調整光學器件10來提高顯示品 質與觀看二維圖像顯示的舒適度。這些流程可用硬體、軟體、 或硬體與軟體的組合來實現。圖4表示控制器n (例如,處 理器302)進行的一種示範控制流程4〇〇的示意圖。 23 201215918
如圖4所示,處理器302收到有關裸眼立體顯示系統ι〇〇 的操作與/或系統使用的資訊(步驟402)。例如,處理器3〇2 可能會收到關於一個觀眾改變他/她的觀看距離或觀看位置等 資訊,處理器302也可能發現或收到關於立體圖像對的視差超 過當前系統配置的視差範圍的資訊。其他資訊也可使用,例如 立體顯示區域資訊。根據收到的資訊(例如,一個新的觀看距 離L,或一個超出範圍的視差),處理器3〇2可決定是否要調 整光學器件10的系統參數(步驟404)。例如,處理器3〇2可 決定是否調整的光學器件10光栅的寬度。處理器3〇2也可以 決定是否需要調整其他系統參數,如光學器件1〇的透鏡長度 等。當觀看距離L發生變化,或者立體圖像對之間的視差超 過視差範圍時,處理器302決定需要調整光栅寬度。 如果處理器302決定不調整系統參數(步驟4〇4,不是), 處理器302可以完成這-流程。另一方面,如果處理器3〇2 決定調整系統參數(步驟404,是的),處理器3〇2可以進一 步計算系統收到的立體圖像對的視差資訊(步驟4 〇 6 )。例如, 處理器302可以根據立體圖像對的每個次晝素的視差資訊來 計算或獲得立體圖像對的視差資訊。—個次畫素可以包括一個 基本晝素(pixel)或晝素塊⑽ck),並有一個大小為α的面 積。 24 201215918
處理器302可以決定一個基於一個視差最低值dl與一個 視差最大值d2的視差範圍(步驟408)。在視差範圍超過系統 當前視差範圍設置的情況下,處理器302也可能決定一個新的 視差範圍或視差值(dl,d2)。此外,處理器302也可確定一 個新的系統參數來進行調整(步驟410)。例如,處理器3〇2 可確定一個新的光栅寬度’或處理器302可確定一個新的透鏡 長度或一個新的透鏡參數,如光圈等。處理器3〇2可依據透鏡 光柵的寬度與視差範圍(dl,d2)、面積α、與觀看距離L的 關係來決定一個新的光栅寬度值w。這樣的關係可以由一個函 數w = F (cU ’d2,a,L)來表達。而函數F則可以通過實驗 或任何適當的演算法來決定。 你研的糸統參數值’如新光柵寬度w,確定後(步驟41〇 處理器3G2可控制其他設備(例如,驅動裝置312)對光學 件1 〇就新的系統參數值(例如新光栅冑度)進行動態調整( 驟412)。也就是說,新的系統參數值在處理器302的控制, 被應用於光學ϋ件L,前面的章節描述調整光拇寬> 或長度的細節。視具體應用’處理器302可單獨調整光學器< 的每個效果單元,也可以對部分或全部效果單元進行統_ =整。此外,處理器3()2可單獨調整某一效果單元的不阳 力’如圖2C所示與前面章節所述。 25 201215918 此外,處理If 3G2也可以優化或調整基於新的系統參數值 (如新光柵寬度)的立體圖像對的視差(步驟414)。如前所 述,光學器件10的效果單元的透鏡光柵寬度❺變化可能會導 致效果單元的焦距略有變化。處理器3()2可決定焦距的一個變 化值。並且’基於焦距值的變化,處理器3〇2可決定一個總體 比例對立體圖像對的視差範圍按比例輕微地縮小/擴大以消除 _ 或減少對焦距變化的影響此外,處理器302可以把這個縮小 /擴大的視差範圍實現到顯示設置12所顯示的立體圖像對上。 利用披露的各種結構,參數可調的光學器件可以被製造與 使用在三維顯示系統中。通過動態調整光學器件的系統參數1 如光學器件的光柵寬度與長度,三__断以容納較大範 圍的視差並避免干擾、重料問題。此外,披露的參數可調的 裸眼立體顯示系統可讓觀眾觀看三維顯示更加舒適,從而減少 _ 長時間觀看二維圖像造成的一些症狀,如頭晕“惡心等。 上文所揭露之主題可被認爲是說明性的而不是限制性 的’且預麟附申請專利範圍涵蓋屬於本發明之真實精神與範 嘴内之所有修改、改進與其他實侧。因此,在法律允許的最 大範圍,可藉由對所附申請專利範圍與其均等物之最廣泛許可 之理解來叙本發明之料且並*受顺述實施对的詳細 描述的局限或限制。 26 201215918 【圖式簡單說明】 入本以提供對於本發明的進-步理解,瓦附_ 明之^二f且構成本說明書的―部份。附圖說明本屬 月之不I巳性實施例。在諸圖中:
表不種不範可控參數裸眼立體顯示系統的框圖; 出表示-種稀.參數裸眼續顯示㈣的截面視 圖2A表示一種示範光學器件的結構示意圖,· 圖2B表示另一種示範光學器件的結構示意圖; 圖2C表示一種示範效果單元的結構示意圖; 示另種示範光學器件的結構示意圖; 3示另種示範光學器件的結構示意圖;
圖3表示-種示範立體顯示裝置的控制器的框圖; 圖4表不立體顯示裝置一種示範控制流程示意圖。 【主要兀件符號說明】 100 :裸眼立體顯示系統 102 :第—基板 110 ' 111 :電極部分 11 :控制器 113 114 ·電極部分 116 :開關電路 101 :光學材質 103 :第二基板 10 :光學器件 12 :顯示裝置 115 :絕緣層 118、119 :電極部分 27 201215918 117 :透明導電材質薄膜層
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Claims (1)
- 201215918 七、申請專利範圍·· 差的# ’包括—匈來麵複數具有視 改變其光學參數,所述光學器件配合 的視場方向。 种離麟播至預定中 2·根據申請專利範圍第 所述光學器件包括: 1項所述之立體顯示系統,其 具有複數第一型電極的第一基板; 具有至少一個第二型電極的第二基板以及 位於所述第—基板與所述第二基板之間的光學材質, 富複數電壓施加於所述第—型電極與所述第二型電極時, 所述光學材質被設置形成-個參數可_透鏡光拇。 3.根據申請專利範圍第2項所述之立體顯示系統,其 中’所述複數第-型電極呈第—方向排布,第一數目個所述第-S電極形成透鏡光栅的—個魏單元並較此透鏡 單元的一個寬度。 4.根據+請專鄕圍第3項所述之謂齡系統,其 中,進一步包括一控制器,所述控制器設置第二數目個第 一型電極的電壓來形成所述透鏡單元並調整所述透鏡單元 的寬度。 5.根據申請專利範圍第4項所述之立體顯系系統,其 中, · 、 所述複數第一型電極呈條狀,以及 29 201215918 所述第二型電極包括複數條狀電極並且相對應於 第一型電極呈所述第一方向排布。 6. 根據申st專利範圍第4項所述之立體顯示系統,其 中,所述複數第-型電極呈錄,所述第二型電極^ 狀電極。 囬 7. 根據中請專利範圍第4項所述之立體顯示系統,其所述複數第一型電極呈條狀,以及 極。所述第—型電極包括複數呈第二方向排布的條狀電 8.根據申請專利範圍第6項所述之立體顯示 中,還包括: 、b 覆蓋所述第一型電極的一個絕緣層,以及 絕緣ίίΪί型電極呈第二方向排布並與第-型電極通過 個_—型電極與複數第三型電極形成— 中,9.根據申請專利範圍第8項所述之立體顯示系統,其 f-數目個第三型電極決定透鏡單元的長度,以及 長度設置第二數目個第三㈣極來動態調整此透鏡單元的 其中1〇還^1中請專利範圍第8項所述之立體顯示系統, 一個透明導電材質賴層被分隔為複數透明導電材質 201215918 薄膜片’一透明導電材質薄片覆蓋一個網格區域並成為一 個電極,以及 複數開關電路放置於交錯網路交叉點上並與複數透明 導電材質薄膜片相連接。 11.根據申請專利範圍第10項所述之立體顯示***, 其中, 、複數第三型電極與複數電晶體開關電路相連接並控制 複數電晶體開關電路的開關 ,以及 複數第一型電極與複數電晶體開關電路相連接並向複 數透明導電材質層提供複數電壓以形成透鏡單元。 12.根據申請專利範圍第1〇項所述之立體顯示系 統,其中,複數第一型電極、複數第三型電極、絕緣層、 透明導電材質薄膜層、與複數電晶體開關電路均設置在第 一基板上。 13.根據申請專利範圍第1〇項所述之立體顯示系 統,其中,所述控制器通過一個掃描序列對複數第三型電 極掃描,對每個掃描到的第三型電極,打開連接在此第三 型電極上的電晶體開關電路,對複數第一型電極施加複數 電壓。 14.根據申請專利範圍第10項所述之立體顯示系 統,其中,所述控制器通過一個掃描序列對每個透鏡單元 中的第二型電極以透鏡單元為單位進行掃描,對每個掃描 到的透鏡單元,打開所有連接在此透鏡單元中的第三型電 極上的電晶體開關電路,對複數第一型電極施加複數電 31 201215918 壓,然後關閉該等電晶體開關電路以保持電壓。 15. 一種❹在立體顯示系統中的方法,此立體顯示 系統包括-個用來顯示視差圖像的顯轉 顯 裝置連接的絲ϋ件,此光學器件與顯示裝置結合 顯示的視差圖像的光線進行分離並傳播至預 向,該方法包括,其中, 接收有關立體顯示系統的使用資訊;基於接收的使用資訊,決定是否要調整光學器件的至 少一個系統參數; 當決定調整系統參數時,計算出視差圖像的視差資訊 與/或立體顯示區域資訊; ° 根據視差負訊與/或立體顯示區域資訊確定光學器件 的至少一個新的系統參數;以及 調整光學器件到新的系統參數值。 16.根據申請專利範圍第15項所述之使用在立體顯 示系統的方法,其中,還包括: 調整光學器件使用新的系統參數值後的視差圖像的視 差;以及 控制顯示設置以顯示調整視差後的視差圖像。 17. 根據申請專利範圍第15項所述之使用在立體顯 示系統的方法,其中,立體顯示系統的使用資訊至少包括 觀看距離發生變化的資訊與視差圖像的視差超出範圍,以 及立體顯示區域的資訊的其中之一。 18. 根據申請專利範圍第15項所述之使用在裸眼立 32 201215918 體顯示系統的方法,其中,光學器件被設置成一個透鏡陣 列,系統參數至少包括透鏡陣列的透鏡單元的寬度與透鏡 長度的其中之_»。 19. 根據申請專利範園第18項所述之使用在立體顯 示系統的方法,其中,動態調整光學器件到新的系統參數 值這一步驟包括:根據新的系統參數值調整透鏡單元中第 一方向排布的電極的數目以改變透鏡單元的寬度。 20. 根據申請專利範圍第18項所述之使用在立體顯 示系統的方法,其中,動態調整光學器件到新的系統參數 值這一步驟包括:根據新的系統參數值調整透鏡單元中第 一方向排布的電極的數目以改變透鏡單元的長度。 21. 根據申請專利範園第16項所述之使用在立體顯 示系統的方法,其中,調整光學器件使用新的系統參數值 後的立體圖像對的視差這一步驊包括: 決定透鏡單元的焦距的變化值,以及 以一定比例對立體圖像對的視差進行調整以減少焦距 變化的影響。 22. 一種光學器件,包括,其中, 具有複數第一型電極的第一基板; 具有至少—個第二型電極的第二基板,以及 位於所述第一基板與所述第二基板之間的光學材質被 設置形成「個參數可調的錢光柵以對複數具有視差的圖 進仃分離並_至預定的視場方向,當複數電壓 34第—型電極與所述第三型電極時,所述光學材 33 201215918 質在電信號控制下可改變其光學參數。 23. 根據申請專利範圍第22項所述之光學器件,其 中, 所述複數第一型電極呈第一方向排布,第一數目個所 述第一型電極形成透鏡光栅的一個透鏡單元並確定此透鏡 單元的一個寬度;以及 第二數目個第一型電極形成所述透鏡單元並調整所述 透鏡單元的寬度。 24. 根據申請專利範圍第23項所述之光學器件,其 中,所述複數第一型電極呈條狀,所述第二型電極為平面 狀電極。 25. 根據申請專利範圍第24項所述之光學器件,其 中,還包括: 覆蓋所述第一型電極的一個絕緣層;以及 複數第三型電極呈第二方向排布並與第一型電極通過 絕緣層相疊加,複數第一型電極與複數第三型電極形成一 個交錯網路。 26. 根據申請專利範圍第25項所述之光學器件,其 中, 第一數目個第三型電極決定透鏡單元的長度,以及 设置第一數目個第三型電極來動態調整此透鏡單元的 長度。 27. 根據申請專利範圍第25項所述之光學器件,其 中,還包括: 34 201215918 一個透明導電材質薄膜層被分隔為複數透明導電材質 薄膜片,一透明導電材質薄片覆蓋一個網格區域並成為一 個電極,以及 複數開關電路放置於交錯網路交叉點上並與複數透明 導電材質薄膜片相連接。 28. 根據申請專利範圍第27項所述之光學器件,其 中, 複數第三型電極與複數電晶體開關電路相連接並控制 複數電晶體開關電路的開關,以及 複數第一型電極與複數電晶體開關電路相連接並向複 數透明導電材質層提供複數電壓以形成透鏡單元。 29. 根據申請專利範圍第28項所述之光學器件,其 中,複數第一型電極、複數第三型電極、絕緣層、透明導 電材質薄膜層、與複數電晶體開關電路均設置在第一基板35
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