TWI446310B - 裸眼立體顯示器之組立方法 - Google Patents

Description

裸眼立體顯示器之組立方法

本發明係有關於一種顯示器之組立方法，特別有關於一種裸眼立體顯示器之組立方法。

立體(Three-Dimension,3D)顯示技術被認為是顯示器繼高畫質之後最重要的研發方向。立體影像係根據透過人類雙眼的立體視覺(Stereo Vision)原理，即人類雙眼相隔大約為65mm的距離而出現雙眼視差而形成。雙眼看到傳送到人腦的兩個不同的兩維(Two-Dimension,2D)影像，並於人腦中將兩個影像相合成以再生立體影像的深度及層次感。因此，根據這個原理，欲在平面顯示器顯示立體影像需於同一畫面提供兩組互相交錯的影像以分別模擬兩眼視覺，再使兩眼透過偏光眼鏡或光柵來分別接收兩組影像，來達成立體影像的效果。然而，偏光眼鏡在使用上帶來不便，因此發展出許多不同設計之裸眼立體顯示器，透過光學設計直接將兩組影像分別傳送至左眼與右眼。

通常裸眼立體顯示器(Autostereoscopic Display)是利用兩種技術達成效果，第一是光柵(Optical Grating)式立體顯示技術，其原理係利用光柵將平面顯示器中顯示左眼影像之畫素遮蔽不讓右眼看到、將顯示右眼影像之畫素遮蔽不讓左眼看到以達到立體視覺的效果。例如視差屏障(Parallax Barrier)，視差障壁還分為電驅動式及非電驅動式。電驅動式則例如以一層液晶面板上下夾著兩片互為垂直的偏光片，當需要形成立體視覺時則以電驅動產生光柵圖形之不透光遮蔽部分。非電驅動式則利用設計液晶面板中之黑色矩陣(Black Matrix)將光遮蔽。

另一是折射式裸眼立體顯示技術，其原理係將左眼影像畫素折射到左眼、右眼影像畫素折射到右眼以產生立體視覺的效果。例如柱狀凸透鏡(Lenticular)係將平面顯示器上放置一片柱狀凸透鏡陣列，陣列中每一個凸透鏡皆對應到左眼影像畫素或右眼影像畫素，利用該些凸透鏡將左眼影像畫素折射到左眼、右眼影像畫素折射到右眼。另一是液晶透鏡(Liquid crystal Lens)，其另用液晶透鏡的原理將對應到之左眼影像畫素或右眼影像畫素透過液晶層的驅動來將左眼影像畫素折射到左眼、右眼影像畫素折射到右眼。

現今，隨著液晶顯示面板之畫素的提高，畫素與畫素間之距離也更為靠近。因此，當上述視差障壁、柱狀凸透鏡或液晶透鏡層與顯示二維畫面之液晶顯示面板組立的精確對準就格外重要。當組立的對準不夠精確時，其立體影像的效果將變差，嚴重時甚至無法看清立體圖像。除此之外，當組立完成時，對於該裸眼立體顯示器組立的好壞還是無法得知，需要到實際輸出立體影像的檢測步驟才能得知組立的效果。因此，如果檢測出來的裸眼立體顯示器係組立不良品時，即可能需要重新組立或者丟棄，造成製造成本的提高。

因此，亟需提出一種裸眼立體顯示器之組立方法，以解決上述問題。

有鑑於此，本發明之目的在於提供一種裸眼立體顯示器之組立方法，其可藉由觀察重疊紋圖形，進一步提高組立的準確性，以增加立體顯示效果，並降低製造成本。

為達上述之目的以及獲得其他的優點，本發明提供一種裸眼立體顯示器之組立方法是採用下述技術方案實現的：一種裸眼立體顯示器之組立方法，其中該裸眼立體顯示器至少包含一顯示面板以及一立體影像產生層。該顯示面板具有複數個畫素，用以顯示二維影像。該立體影像產生層具有一條紋結構，用以將該顯示面板所顯示的二維影像轉換成立體影像；其中該組立方法包含：使該顯示面板顯示具有預定間距之條紋圖案之特定二維影像；疊置該顯示面板與該立體影像產生層以使該顯示面板所顯示的該特定二維影像的條紋圖案與該立體影像產生層之該條紋結構重疊；觀察重疊的該條紋圖案與該條紋結構所構成的畫面以判斷是否對準；以及如判斷為未對準則調整將該立體影像產生層與該顯示面板的相對位置，以將兩者對準。

於本發明之一較佳實施例中，該立體影像產生層係選自一黑色矩陣、一視差屏障、一柱狀透鏡以及一液晶透鏡所組成之群組。其中調整相對位置之步驟為旋轉該立體影像產生層或該顯示面板。

於本發明之一較佳實施例中，該顯示面板還具有至少一第一對位標誌；該立體影像產生層還具有至少一第二對位標誌；其中該組立方法還包含先將該些第一對位標誌與該些第二對位標誌對準，使該立體影像產生層初步對準並設置於該顯示面板上。

於本發明之一較佳實施例中，當從正對該立體影像產生層之中央並相距一特定距離的位置觀察時，係根據該條紋圖案與該條紋結構所構成的畫面有無形成一重疊紋圖形來判斷該顯示面板與該立體影像產生層是否對準。其中當該畫面具有該重疊紋圖形時，判斷為該顯示面板與該立體影像產生層為未對準。

當從正對該立體影像產生層之中央並相距一特定距離的位置以外的位置觀察時，係藉由分析該畫面所顯示之一重疊紋圖形的條紋來判斷該立體影像產生層及該顯示面板是否對準。其中該重疊紋圖形係具有大於該預定間距之漸層狀之條紋。

於本發明之一較佳實施例中，觀察之方法係以一攝影機設置於該立體影像產生層上之一特定位置以擷取重疊的該條紋圖案與該條紋結構所構成的畫面。其中該攝影機設置該立體影像產生層上之該特定位置係正對並位於該立體影像產生層之中央位置，且距離該立體影像產生層介於10公分至500公分。

最後，該組立方法還包含當該立體影像產生層與該顯示面板精確對準之後，再將該立體影像產生層與該顯示面板黏合以完成組立。

根據本發明之裸眼立體顯示器之組立方法，其利用立體影像產生層與顯示該條紋圖案之顯示面板兩者相疊所產生的重疊紋來進一步精確組立，改良了傳統立體顯示器組立不精確的問題。

為讓本發明之上述內容能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。

第1a圖係根據本發明之一較佳實施例之顯示面板俯視圖。其中，該顯示面板100係為一液晶顯示面板，具有上下玻璃基板，上下玻璃基板間夾著一層液晶層(未圖示)。該顯示面板100具有至少一個第一對位標誌1001，例如於該顯示面板100之四個角落中的其中三個角落分別具有一個第一對位標誌1001，且較佳形成於該顯示面板100的上玻璃基板。該對位標誌1001之長度與寬度較佳為10微米至50微米之間，於此一較佳實施例中係長寬為20微米之十字圖形，以利於對準。該顯示面板100還具有複數個畫素(未圖示)，用來顯示一個二維影像，例如交錯排列的左眼畫素圖案以及右眼畫素圖案。

第1b圖係根據本發明之一較佳實施例之立體影像產生層俯視圖。該立體影像產生層200中之條紋結構可為一黑色矩陣屏障(Black Matrix Barrier)、一液晶視差屏障(LC Parallax Barrier)、一柱狀透鏡(Lenticular)以及一液晶透鏡(Liquid crystal Lens)所組成之群組之一。同樣地，該立體影像產生層200具有至少一個第二對位標誌2001，於該立體影像產生層200之四個角中的其中三個角落分別具有一個對應該第一對位標誌1001之第二對位標誌2001，且較佳形成於該立體影像產生層200的下玻璃基板(未圖示)。該立體影像產生層200用以將該顯示面板100產生的該二維影像轉換成一立體影像。以該視差屏障為例，該視差屏障係具有上下兩層玻璃基板中間夾著一層液晶層，驅動該視差屏障層時會形成光柵般的圖形。當將該視差屏障層所實施的立體影像產生層200設置於該顯示面板100之上時，可使該顯示面板100顯示的左眼畫素圖案遮蔽不讓右眼看到、將顯示右眼影像之畫素遮蔽不讓左眼看到以達到立體視覺的效果。

第2圖繪示本發明之一較佳實施例之裸眼立體顯示器之初步對準示意圖。首先，請參閱第2圖所示，本發明之一較佳實施例之裸眼立體顯示器10之組立方法係將該顯示面板100上之該些第一對位標誌1001與該立體影像產生層200上之該些第二對位標誌2001對準，使該立體影像產生層200初步對準於該顯示面板100，並設置於該顯示面板100上。其可用顯微鏡觀察該第一對位標誌1001與該些第二對位標誌2001，並移動該顯示面板100或該立體影像產生層200使該第一對位標誌1001與該些第二對位標誌2001的圖像重疊達到初步對準。

本發明之裸眼立體顯示器之組立方法除了上述之初步對準步驟之外，還提出以下的進一步對準步驟。第3a圖繪示本發明之一較佳實施例之顯示面板顯示之條紋圖案。接下來，請參照第3a圖，於該顯示面板100上之畫素顯示具有一預定間距d之條紋圖案150之特定二維影像。該條紋圖案150較佳可為一黑白相間並且具有相同寬度之條紋圖案，其中黑條紋以斜線表示，該預定間距d較佳為10微米至1000微米之間。在此間距的定義為一黑條紋的中央至相鄰黑條紋中央的距離。

第3b圖繪示本發明之一較佳實施例之該立體影像產生層示意圖。請參照第3b圖所示，本發明之一較佳實施例之該立體影像產生層200以視差屏障為例，將該視差屏障驅動後，該視差屏障形成一種條紋結構250，亦即光柵般的光柵圖案，該條紋結構250之間距係根據該顯示面板100之該些畫 素所設計。於此較佳實施例中，該條紋結構250之間距與該預定間距d相同，其中光柵圖案中之不透光部分以斜線表示，並對應第3a圖中之黑條紋部分，如第3b圖所示。需注意的是，本實施例除了以視差屏障之外，黑色矩陣屏障、以及驅動後液晶透鏡皆有如光柵般之光柵圖案，而柱狀透鏡之結構在光學上亦可等效為一光柵圖案，因此統一以條紋結構表示，其原理均同，不個別予以贅述。

第4圖繪示本發明之一較佳實施例之裸眼立體顯示器之組立示意圖。第4圖說明如何藉著觀察該條紋圖案150與該立體影像產生層200之條紋結構所構成的畫面微幅調整該立體影像產生層200與該顯示面板100之相對位置，使該立體影像產生層200精確對準於該顯示面板100。請參閱第4圖所示，將初步對準之該立體影像產生層200與該顯示面板100設置於一旋轉平台(未圖示)上。其中，一第一電腦410係輸入一影像訊號給該顯示面板100以產生該條紋圖案150。

觀察重疊的該條紋圖案150與該立體影像產生層200之條紋結構250(例如視差屏障形成之光柵圖案)所構成的畫面係以一攝影機400設置於該立體影像產生層200上之一特定位置以擷取該畫面。其中該立體影像產生層200上之該特定位置較佳係一最佳可視位置，其為正對並位於該立體影像產生層200中央位置，且距離該立體影像產生層200一固定距離，該固定距離較佳係10公分至500公分。該攝影機400還連接一第二電腦420以分析該畫面。該畫面顯示一重疊紋(Moire)圖形300，該重疊紋圖形300如第4圖中以放大表示。

第5圖繪示本發明之一較佳實施例之重疊紋圖形示意圖。請參照第2 至5圖，當該顯示面板100與該立體影像產生層200根據些該第一對位標誌1001與該些第二對位標誌2001所形成之初步對準時，由於並未精確對準，存在些微偏移量，使得該顯示面板100產生之該條紋圖案150與該立體影像產生層200所提供的條紋結構250(例如視差屏障形成之光柵圖案)會產生一重疊紋圖形300，該重疊紋圖形300係顯示出複數條寬度以及間距大於該預定間距d之漸層狀之條紋310且分佈於整個裸眼立體顯示器之畫面。在此漸層狀係指重疊紋圖案中的條紋色調係漸層變化。此外，該條紋圖案150與該條紋結構250之間隔著該顯示面板100的上玻璃基板以及該立體影像產生層200的下玻璃基板，因此隨著觀察距離和觀察角度不同，該重疊紋圖形300之漸層狀之條紋310的數量和形狀也隨之改變。

應注意的是，該立體影像產生層200如果以例如柱狀透鏡實施，其平行排列之柱狀凸透鏡所構成的條紋結構亦會對該條紋圖案150產生重疊紋圖形300。此外，驅動後之液晶透鏡其效果可如同平行排列之柱狀凸透鏡，亦會與該條紋圖案150產生重疊紋圖形300。

微調設置在該旋轉平台上之該立體影像產生層200或該顯示面板100，一併觀察該重疊紋圖形300。第6a圖係繪示本發明之一較佳實施例之精確組立之裸眼顯示器畫面示意圖。請參閱第6a圖所示，當微調該立體影像產生層200及該顯示面板100達精確對準時，擷取到的裸眼顯示器畫面係為一完全均勻之畫面，沒有存在上述第5圖中漸層狀之條紋310，即表示無該重疊紋圖形300的產生。

第6b圖本發明之另一較佳實施例之精確組立之裸眼顯示器畫面示意圖。請參閱第6b圖所示，當微調該立體影像產生層200及該顯示面板100 達精確對準時，該條紋圖案150與該條紋結構250在該立體影像產生層200與該顯示面板100精確對準時並不是完全重合，而是有一水平偏移量，其可依該裸眼顯示器之光學效果來設計。在此情況，當由最佳可視位置觀察裸眼顯示器之畫面，且當該立體影像產生層200與該顯示面板100為精確對準時，亦會是沒有重疊紋圖形300產生。因此，判斷本發明之另一較佳實施例之該立體影像產生層200與該顯示面板100是否對準亦可由有無重疊紋圖形300來判斷。於此另一較佳實施例中僅需將該立體影像產生層200或該顯示面板100微調至畫面無重疊紋圖形300的產生即為完成立體影像產生層200與該顯示面板100的對準。綜言之，當該攝影機設置於最佳可視位置擷取重疊的該條紋圖案與該條紋結構所構成的畫面時，可藉著觀察該畫面有無產生重疊紋圖形300來判斷該立體影像產生層200及該顯示面板100是否已達到精確對準。

此外，當該攝影機400於非最佳可視位置觀察時，該立體影像產生層200及該顯示面板100為準確對準時亦會產生重疊紋圖形300，此時可藉分析由產生的該重疊紋圖形300之漸層狀之條紋310而判斷該立體影像產生層200及該顯示面板100有無精確對準。

最後，當該立體影像產生層與該顯示面板精確對準之後，再將該立體影像產生層200與該顯示面板100黏合以完成組立。

第7圖繪示本發明之裸眼立體顯示器之組立方法流程圖。本發明之組立方法可以一流程圖來表示。如圖所示，組立方法之步驟包含：利用第一對位標誌1001與第二對位標誌2001進行初步對位(步驟S100)；旋轉立體影像產生層200或顯示面板100(步驟S200)；攝影機400擷取重疊紋圖形300(步驟S300)；判斷擷取之重疊紋圖形300是否達標準(步驟S400)，如未達標準，則回到步驟S200，如達標準，則進行步驟S500；黏合立體影像產生層200與顯示面板100(步驟S500)。

綜上所述，本發明之裸眼立體顯示器之組立方法利用立體影像產生層與顯示該條紋圖案之顯示面板兩者相疊所產生的重疊紋來進一步精確組立，改良了傳統立體顯示器組立不精確的問題，並且當組立完成時，對於該裸眼立體顯示器組立的好壞即可得知，因此可減低組立不良所產生的損耗。

雖然本發明已用較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，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．．．顯示面板

150．．．條紋圖案

200．．．立體影像產生層

250．．．條紋結構

300．．．重疊紋圖形

310．．．漸層狀之條紋

400．．．攝影機

410．．．第一電腦

420．．．第二電腦

1001．．．第一對位標誌

2001．．．第二對位標誌

d．．．預定間距

S100．．．初步對位

S200．．．旋轉立體影像產生層或顯示面板

S300．．．攝影機擷取重疊紋圖形

S400．．．判斷擷取之重疊紋圖形是否達標準

S500．．．黏合立體影像產生層與顯示面板

第1a圖係繪示本發明之一較佳實施例之顯示面板俯視圖。

第1b圖係繪示本發明之一較佳實施例之立體影像產生層俯視圖。

第2圖係繪示本發明之一較佳實施例之裸眼立體顯示器之初步對準示意圖。

第3a圖係繪示本發明之一較佳實施例之顯示面板顯示之條紋圖案。

第3b圖係繪示本發明之一較佳實施例之該立體影像產生層之條紋結構示意圖。

第4圖係繪示本發明之一較佳實施例之裸眼立體顯示器之組立示意圖。

第5圖係繪示本發明之一較佳實施例之重疊紋圖形示意圖。

第6a圖係繪示本發明之一較佳實施例之精確組立之裸眼顯示器畫面示意圖。

第6b圖係繪示本發明之另一較佳實施例之精確組立之裸眼顯示器畫面示意圖。

第7圖係繪示本發明之裸眼立體顯示器之組立方法流程圖。

100．．．顯示面板

200．．．立體影像產生層

300．．．重疊紋圖形

310．．．漸層狀之條紋

400．．．攝影機

410．．．第一電腦

420．．．第二電腦

Claims (10)

1. 一種裸眼立體顯示器之組立方法，該裸眼立體顯示器至少包含一顯示面板以及一立體影像產生層，該顯示面板具有複數個畫素並係用以顯示二維影像，該立體影像產生層係用以將該顯示面板所顯示的二維影像轉換成立體影像，並可提供一條紋結構，該組立方法包含：使該顯示面板顯示具有一預定間距之條紋圖案；疊置該顯示面板與該立體影像產生層以使該顯示面板所顯示的該條紋圖案與該立體影像產生層之該條紋結構重疊；觀察重疊的該條紋圖案與該條紋結構所構成的畫面以判斷該顯示面板與該立體影像產生層是否對準；及如判斷為未對準，則調整該立體影像產生層與該顯示面板的相對位置以將兩者對準。
2. 如申請專利範圍第1項所述之組立方法，該顯示面板還具有至少一第一對位標誌；該立體影像產生層還具有至少一第二對位標誌；其中該組立方法還包含先將該些第一對位標誌與該些第二對位標誌對準，使該立體影像產生層初步對準並設置於該顯示面板上。
3. 如申請專利範圍第1項所述之組立方法，其中該立體影像產生層係選自一黑色矩陣、一視差屏障、一柱狀透鏡以及一液晶透鏡所組成之群組。
4. 如申請專利範圍第1項所述之組立方法，其中調整相對位置之步驟為旋轉該立體影像產生層或該顯示面板。
5. 如申請專利範圍第1項所述之組立方法，其中當從正對該立體影像產生層之中央並相距一特定距離的位置觀察時，係根據該條紋圖案與該條紋結構所構成的畫面有無形成一重疊紋圖形來判斷該顯示面板與該立體影像產生層是否對準。
6. 如申請專利範圍第5項所述之組立方法，其中當該畫面具有該重疊紋圖形時，判斷為該顯示面板與該立體影像產生層為未對準。
7. 如申請專利範圍第1項所述之組立方法，其中當從正對該立體影像產生層之中央並相距一特定距離的位置以外的位置觀察時，係藉由分析該畫面所顯示之一重疊紋圖形的條紋來判斷該立體影像產生層及該顯示面板是否對準。
8. 如申請專利範圍第5、6或第7項所述之組立方法，其中該重疊紋圖形係具有大於該預定間距之漸層狀之條紋。
9. 如申請專利範圍第1項所述之組立方法，其中觀察之方法係以一攝影機設置於該立體影像產生層上之一特定位置以擷取重疊的該條紋圖案與該條紋結構所構成的畫面。
10. 如申請專利範圍第9項所述之組立方法，其中該攝影機設置該立體影像產生層上之該特定位置係正對並位於該立體影像產生層之中央位置，且距離該立體影像產生層介於10公分至500公分。