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TW200811476A - Stereo-image displaying apparatus and method for reducing stereo-image cross-talk - Google Patents

Stereo-image displaying apparatus and method for reducing stereo-image cross-talk Download PDF

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TW200811476A TW095130046A TW95130046A TW200811476A TW 200811476 A TW200811476 A TW 200811476A TW 095130046 A TW095130046 A TW 095130046A TW 95130046 A TW95130046 A TW 95130046A TW 200811476 A TW200811476 A TW 200811476A
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Description

040TW 20899twf.doc/006 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關於-種立體影像顯示技術， 種立體影像顯示器裝置，以及降低立體影像= 【先前技術】 立體(3D)影像的顯示方式隨著顯示器
㈣顯示裝置勢必將成為== :之重要·展力向，且這已是業界的共識。越來越多的市 %，如醫學、展示、娛樂、教育、軍事、設計、廣告… 等，都有需求裸眼式的3D顯示技術。 - 口…、 然而3D顯示技術的逐漸普但仍然遭到種種阻礙。其 中較大的障礙仍然是因為顯示技術本身的限制。目前犯 顯不商品化最主要的瓶頸之一在於影像品質相對於平面 (2D)顯示器還不能滿足使用者的需求，其包含視角、觀者 數量等。而其中影響立體顯示效果最顯著的莫過於立體鬼
影(Cross-talk between stereo images)的問題。3D 技術目前 對於影像品質的改善方面並不多，尤其是影響雙眼視覺最 深的干擾(cross-talk)問題並沒有提出有效解決的方法。 干擾的數值被列為立體顯示裝置的基本參數。干擾引起 的鬼影問題，在立體顯示裝置的研究中一直是重要議題。在時 間多工式立醜示裝置’-大部分來自於顯稀置的反應速度 不夠快，而目前的主流平面顯示裝置為液晶顯示器（Liquid Crystal Display，LCD)裝置，而液晶顯示 '040TW 20899twf.doc/006 顯示益’與過去CRT等自發光顯示器有不同的反應特性。特 別是立體影像的反應速度需求是一般2倍乃至多倍，無論平面 顯示裔的速度進展多快’在立體的應用上都需要更快的反應速 度。由於3D顯示技術對反應速度的需求高，左眼與右眼的干 擾問題就變為嚴重。
纊不技的機制疋根據人眼的視覺特性，當左右眼分 別觀看相同的影像内容但是具有不同視差的二影像時，會 構成-立體影像。但是當顯示器的影像顯示反應速度不夠^ 時’例如屬左眼的影像於切換時會殘留一些影像給右眼，反之 也是。如此就造成所謂的鬼影，也就是·如#左目味觀視左 眼影像時’有同時重疊觀視到另—較淡的影像，但是屬於前一 晝面右眼的影像。圖1緣示傳統影像干擾的現象示意圖。於圖 1 ’在理想狀況下(左圖）’例如影像信號卿是給左眼的影 二ί給右眼的影像。於此情形，顯示器僅顯示屬 干哭^ πί顯-ί j而’如果有影像殘留的干擾(右圖），顯 殘留影像104以及屬於右眼的影
解、、△=述干擾問題:傳統上例如採用影像咖 除’使當觀看真正的，在影像’ 咖方式改善=== 預先處裡的補償影請會齡;擾：== 20081 14720899twf.doc/006 像。 本發明提供一種立體释 式，或是__至何轉決時間多工 如上口併式立體顯示器的干擾問題，並中 光顯示μ置的驅動機制’配合光源的同步控制 以減j/衫像的反應時間，聿 > 本發明提供一錄_達牛低干擾★南立_像品質。 ^種1牛低立體影像干擾的方法，例如對非自 =示器f的驅動機制’配合光源的謙 應守間’以達到降低干擾，提高立體影像品質目的。 树明提供—種立體影像顯示裝置，包括—光源模組 t ΓΓ悔光區塊。—統軸單元_光_組及該 p y項示元件耦接，其中該發光區塊，受該光源驅動單元 的驅動’依照一工作率(duty cycle)的大小，週期性地發出 :光源。一立體影像顯示面板，以一影像顯示頻率產生一 影像資料，藉由該光源模組同步配合發出的該光源，以顯 示一立體影像。 *、 根據本發明一實施例，在前述立體影像顯示裝置中， =體影像顯示面板是根據一空間多工顯示機制、或是時間/ 二間合併多工顯示機制，以顯示該立體影像。 上…根據本發明一實施例，在前述立體影像顯示裝置中， f光源模組例如是一背光模組。又，該光源模組例如包括 發光一極體(LED)、場放射顯示元件(FED)、或冷陰極螢光 20081 1476〕4〇tw 20899twf.doc/006 燈管(CCFL)等主動發光元件。 減本發明-實闕，在前述立體影雜示器中，立 體影像顯示面板不會自發光。又，立體影像顯示面板例如 包括液晶顯示元件(LCD)、反射式液晶(Lc〇s)顯示元件、 或全像顯示元件。 本發明另外提供-種降低立體影像干擾的方法，適用 於控制-立體影像顯示裝置的一光源模組。此方法包 應-影像顯示週期的大小，設定小於該影像顯示週期的一 • 發光工作率;以及利用一光源驅動單元，控制該光源模組， 使同步於一影像顯示頻率而依照該發光工作率發光。 本發明利用控制光源的發光工作率以適當x降低影像 反應的有效時間’目此干擾_減低喊得解決。減外 光工作率能會影響到整體影像亮度，但是設定在一適當^ 圍。況且影像亮度也可以利用其他的一般調整方式加強。 因此本發明不會在亮度上實質地影響到顯示品質。 >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，作詳细1 明如下。 【實施方式】 本發明是利用直接控制光源模組的發光強度的工作 率(duty cycle)，以減少干擾現象的顯現。換句話說，光源 模組不是制的發光，而是依照設定的發光工作率而週^ 性地發光。以下舉一些實施例做為本發明的描述，但是本 發明不受限於所舉實施例。 8 20081 1476)4〇TW 20899twf.doc/006 首先，再度來看傳統干擾的問題。圖3繪示本發明考 慮傳統技術造成干擾問題的原因示意圖。於圖3，信號132 在時間轴上是例如是左眼影像交替顯示的畫素灰度值，其 中右眼影像在理想上沒有内容。信號130在時間軸上是對 應左眼、右眼的灰度電壓信號。換句話說，當發生右眼影 像殘留給左眼時，就會有如圖式的一些干擾的灰度電壓信 號’殘留給右眼。
本發明研究干擾問題時，觀察到例如圖3的干擾機 制。再經過研究後，本發明提出直接控制光源模組的方式 來解決干擾問題。在描述本發明的解決方式之前先描述 的顯示機制。圖4繪示本發明所考慮的傳統3D的顯示 機制示意圖。參閱圖4, 一般3D的顯示技術可分為空間多 工顯示方式(左圖）以及時間顯示方式(右圖）。對於空間多工 顯不方式，在立體顯示螢幕14〇上，依照位置會將不同視 差的視域影像142顯示於立體顯示螢幕14〇上，因此在人 眼的前面會有多個視域(viewi 4。
同視域時’就會產生立體視覺。一般空間多 ^有干擾的問題’造成絲齡，但是需要很大的顯示空 , —4不万式疋在立體顯示螢幕140上， :序:員示屬於不同視域影像148，藉由視覺暫留生理現 體視ΐϊ與右眼可簡時看到不同_的影像，而產生立 需伊^ iL然而’由於要轉在視覺暫留的範圍内，影像 、速切換，如果顯示裝置岐應速度不足，就會發生鬼 9 i[)40TW 20899twf.doc/006 影的干擾顯像。本發明至少可降低時間多工顯示方式或是 時間/空間多工合併顯示方式的干擾問題。當然本發明提= 的方式，不限定於所舉的較佳實施例，也可以有其他適合 的應用。 圖5繪不依據本發明實施例，可降低立體顯示的干擾 問題的示意圖。參閱圖5，信號150其與信號132類似， 代表在時間軸上的左眼右眼影像交替顯示的晝素灰度值。 右眼影像理想上是無影像内容的灰度值，但是由於有先前 殘留影像，因此右眼影像仍有一些殘留灰度值。本發明不 必刻意對殘留灰度值作預先補償。本發明利用控制光源的 發光工作率但是維持與影像顯示頻率同步，以減少殘留的 效應。信號152是在時間軸上的光源驅動信號。換句話說， 對於右眼或左眼的一全部顯示週期而言，對應的光源僅啟 動其一部分的比例，也就是工作率的調整。圖5中，信號 152在高電壓準位的時間間隔，是光源啟動的間隔，僅是 一全部顯示週期的一部分，其例如約是9〇%或是小於 90/〇。如此，殘留影像的有效間隔也縮短，相對地影像殘 留現象就被壓制。但是為了能維持顯示亮度，工作率也可 以依貫際設計要求而設定一下限值。 圖6繪示依據本發明實施例，立體影像顯示裝置示意 圖。芩閱圖6，立體影像顯示裝置包括一立體影像顯示面 板160、一光源模組162、以及一光源驅動單元。光源模組 162例如是背光模組。一光源驅動單元164與光源模組162 耦接。光源模組162受該光源驅動單元的驅動，依照一工 2008 1 1 476_TW 2G899twf.doc/006 作率的大小，例如圖5所示，週期性地發出一光源。立體 影像顯示面板160,以-影像顯示頻率產生—影像資料。 立體影像顯示面板160藉由光源杨162同步配合發出的 光源，以顯示一立體影像。由於發光的工作率不是1〇〇%， 從-影像資料變換到另-影像資料的細，僅有一部份的 時間内，依照工作率的大小才會啟動光源。於此，立體影 像顯示面板16G的技術，可以採用—般的時間多工顯示方 式’或是時間/空間多工合併顯示方式進行顯示。本發明實 方β例疋著重在顯示光源的驅動方式，關於立體影像顯示面 板160以及光源模組162的技術可利用一般熟知的技術達 成，可為一般熟此技藝者可了解。立體影像顯示面板例如 是液晶顯不元件(LCD)、反射式液晶（Liquid Crystal 〇η Silicon，LCOS)顯示元件、或全像顯示元件等等。 又，所舉實施例是針對立體影像顯示面板16〇是非自 發光的設计。由於影像反應速度較慢會造成鬼影的干擾。 然而’即使立體影像顯示面板16〇是自發光式，如果影像 反應速度不夠快的話，其光源仍可以利用本發明的設計， 來調控光源的工作率。換句話說光源模組162不僅限於實 施例的背光模組。 圖7與圖8繪示依照本發明實施例，立體影像顯示裝 置使用光源模組162的結構示意圖。參閱圖7，例如以多 個冷陰極逢光燈管（C〇id Cathode Fluorescent Lamp， CCFL)166所組成的光源模組μ】。又，冷陰極榮光燈管依 實際的設計可以整體驅動，或是也可以分成幾個區看驅 11 20081 1476〇4〇tw 20899twf.doc/006 動。參閱圖7，如果光源是多個發光二極體168所組成的 陣列，也是可以整體或是分成多個區塊控制。另外光源模 組162例如也可以使用場放射顯示元件(朽说Emitting Display ’ FED)構成。 又’立體影像顯不面板160的架構，可以有種設計。 以下也舉一些實施例來說明，但是實施例不是用來限制本 發明的應用範圍。 圖9繪示依據本發明實施例，立體影像顯示裝置的立 體影像顯示面板機制示意圖。參閱圖9，此應用實施例是 使用一具有偏極化的眼鏡，例如包括P偏極態與s偏極態 的眼鏡’以分別觀視有偏極化的影像。圖1〇繪示依據本發 明另一貫施例，立體影像顯示裝置的立體影像顯示面板機 制示意圖。參閱圖10,此時實施例是採用時間/空間合併 多工顯示機制所設計。對於影像晝素陣列，其相鄰晝素行 (pixel column)是屬於不同視域的影像，例如左眼視域與右 眼視域交替的影像，其分別有不同的光偏極態。在圖1〇 的左圖，顯示螢幕1100上例如以黑區塊代表p態的晝素 行，而白區塊代表s態的晝素行。另外在顯示螢幕11〇〇 上面對觀視者的一邊，再設置一影像遮擂板11〇2。影像遮 擋板1102對應晝素行也設置有p態與s態的遮條區域。 因此，當在顯示具有p態的影像時，其會進入雙眼其一， 例如右眼，而具有s態的影像由於影像遮擂板11〇2的遮 擋，不會進入右眼，反之亦是。又、如果增加一延遲片 1104(右圖），則具有s態的影像可由左眼看到。 12 20081 1476)〇4〇tw 20899twf.doc/006 以上所舉立體影像顯示面板16〇的架構實施例，僅 用來說明域影像的料機制·。本發@可以使用於久 種立體影細示裝置的設計，其巾本發明是關於顯示裝置 的光源控制的設計，至於其他部份的設計可以有各種變 化，不僅限定於一些所舉的實施例。 士綜上所述，在本發明利用光源的控制以減少影像的反應 時間，以達到降低干擾，提高立體影像品質。 雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以 限^本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神 ^範圍内，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。 【圖式簡單說明】 圖1繪示傳統影像干擾的現象示意圖。 圖2繪示傳統利用影像處理方式改善干擾的機制示意 圖。 一 圖3繪示本發明考慮傳統技術造成干擾問題的原因示音 圖0 圖4繪示本發明所考慮的傳統3D的顯示機制示音园。 圖5繪示依據本發明實施例，可降低立體顯示的^ 題的示意圖。 、反 圖6繪示依據本發明實施例，立體影像顯示裝置示音圖。 圖7繪示依照本發明一實施例，立體影像顯示 用光源模組162的結構示意圖。 、衣 圖8繪示依照本發明另一實施例，立體影像顯示伊 13 20081 1476〇40TW 20899twf.doc/006 置使用光源模組162的結構示意圖。 圖9繪示依據本發明實施例，立體影像顯示裝置的 立體影像顯示面板機制示意圖。 圖10繪示依據本發明另一實施例，立體影像顯示裝 置的立體影像顯示面板機制示意圖。 【主要元件符號說明】 100、102影像信號 104:殘留影像 106 :影像内容 108 :補償影像 110:右眼的影像 130 :灰度電壓信號 132:晝素灰度值信號 140、146 :立體顯示螢幕140 142、148:視域影像 144:視域 150:灰度值信號 152:光源驅動信號 160:立體影像顯示面板 162 :光源模組 164:光源驅動單元 166:冷陰極螢光燈管 168 :發光二極體 14 20081 1476〕4〇TW 20899twf.doc/006 1100 :顯示螢幕1100 1102:影像遮擋板 1104 :延遲片

Claims (1)

  1. 200811476〇4〇tw 20899twf.doc/006 十、申請專利範圍： 1. 一種立體影像顯示裝置，包括： 一光源模組，包括至少一個發光區塊； 一光源驅動單元，與該光源模組及該影像顯示元件耦 接，其中該發光區塊，受該光源驅動單元的驅動，依照一 工作率(duty cycle)的大小，週期性地發出一光源；以及 一立體影像顯示面板，以一影像顯示頻率產生一影像 資料，藉由該光源模組同步配合發出的該光源，以顯示一 立體影像。 2. 如申請專利範圍第1項所述之立體影像顯示裝 置，其中該工作率，相對人眼有一下限值。 3. 如申請專利範圍第1項所述之立體影像顯示裝 置，是根據一空間多工顯示機制，以顯示該立體影像。 4. 如申請專利範圍第1項所述之立體影像顯示裝 置，是根據一時間/空間合併多工顯示機制，以顯示該立體 影像。 5. 如申請專利範圍第1項所述之立體影像顯示裝 置，其中該光源模組是一背光模組。 6. 如申請專利範圍第1項所述之立體影像顯示裝 置，其中該光源模組是主動發光元件。 7. 如申請專利範圍第6項所述之立體影像顯示裝置， 其中該主動發光元件包括發光二極體(LED)、場放射顯示 元件(FED)、或冷陰極螢光燈管(CCFL)。 &如申請專利範圍第1項所述之立體影像顯示裝 16 200811476 040TW 20899twf.doc/006 置’其中該立體影像顯示面板是不會自發光的光學元件。 9·如申請專利範圍第8項所述之立體影像顯示事 置，其中不會自發光的該光學元件包括液晶顯示元件，反 射式液晶(LCOS)顯示元件、或全像顯示元件。 10· —種降低立體影像干擾的方法，適用於控制一立 體影像顯示裝置的一光源模組，包括： 對應一影像顯示週期的大小，設定小於該影像顯示週 期的一發光工作率；以及
    利用一光源驅動單元，控制該光源模組 興一影像暴j 示頻率同步地使依照該發光工作率發光。 11·如申請專利範圍第10項所述之降低立體影像^ 擾的方法’其中該光源模組是一背光模組。 12.如申請專利範圍帛1〇項所述之降低立體影像^ 擾的方法，其中5玄光源模組包括至少一個發光區塊，而^ 一發光區塊皆由該光源驅動單元所驅動。 ;
    I3:如申請專利範圍第10項所述之降低立體影像 擾的方法，其中使用該方法的該立體影像顯示装置 一空間多工顯示機制，以顯示該立體影像。 14.如申請專利範㈣1G項所叙降低立體 擾的方法，其中使用該方法的該立體影像顯示裝 -時間/空間合併多顯示機制’以顯示該立體影像。 如申請專概圍第1G項所述之降低立體 ，的方法’其中使用該方法的該光源模組是—主動發光^ 17 200811476»〇40TW 20899twf.doc/006 16.如申請專利範圍第15項所述之降低立體影像干 擾的方法，其中該主動發光元件包括發光二極體(LED)、 場放射顯示元件(FED)、或冷陰極螢光燈管(CCFL)。 Π.如申請專利範圍第10項所述之降低立體影像干 擾的方法，其中使用該方法的該立體影像顯示面板不自發 光的光學元件。 18.如申請專利範圍第17項所述之降低立體影像干 擾的方法，其中不自發光的該光學元件包括液晶顯示元 • 件，反射式液晶(LCOS)顯示元件、或全像顯示元件。
    18
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