一種三次元影像顯示裝置與對(duì)位的方法【專利摘要】本發(fā)明一種三次元影像顯示裝置與對(duì)位的方法，是對(duì)于裸視三次元影像顯示裝置的組裝，尤其是對(duì)于外掛式裸視三次元影像顯示裝置的安裝，提供一影像對(duì)位的方法，并通過顯示一對(duì)位用3D合成影像，讓操作者可將視景分離裝置，正確裝置于顯示器屏幕之上，以滿足角度與水平位置對(duì)位的需求，并達(dá)到顯示最佳三次元影像的目的?！緦＠f明】一種三次元影像顯示裝置與對(duì)位的方法【
技術(shù)領(lǐng)域：
】[0001]本發(fā)明一種三次元影像顯示裝置與對(duì)位的方法，是對(duì)于裸視三次元影像顯示裝置，尤其是對(duì)于外掛式裸視三次元影像顯示裝置，對(duì)于組裝，提供一影像對(duì)位的方法，主要通過顯示一對(duì)位用3D合成影像，讓操作者可將視景分離裝置，正確裝置于顯示器屏幕之上，以滿足角度與水平位置對(duì)位的需求，并達(dá)到顯示最佳三次元影像的目的?！?br>背景技術(shù)：
】[0002]現(xiàn)有裸視三次元影像顯示的裝置（Auto-stereoscopicDisplay)，主要是由一視景分離裝置（ViewSeparationDevice)、與一平面顯不器屏幕（ScreenofFlatPanelDisplay)所構(gòu)成。該視景分離裝置，根據(jù)光學(xué)特征的不同，可分為視差光柵型（PallaxBarrier,以下簡稱視差光柵）、與柱狀透鏡陣列型（LenticularLensArray,以下簡稱Lenticular)的視景分離裝置。[0003]對(duì)于上述視景分離裝置，根據(jù)構(gòu)成材料與顯示功能的不同，可分為2D/3D影像可切換（2D/3DimageSwictable)視景分離裝置、與3D影像專用視景分離裝置。一般，可通過液晶面板的技術(shù)，以產(chǎn)生液晶型視差光柵、液晶型Lenticular，達(dá)到該2D/3D影像可切換的目的。另外，根據(jù)光學(xué)結(jié)構(gòu)的不同，可分為垂直條狀視差光柵、傾斜條狀視差光柵、傾斜格狀視差光柵、垂直柱狀透鏡陣列、傾斜柱狀透鏡陣列、與傾斜格狀透鏡陣列所構(gòu)成。[0004]對(duì)于3D影像專用Lenticular,-般可通過塑膠射出成型、紫外光硬化轉(zhuǎn)印卷對(duì)卷制程（R〇ll_to_RollUV-CuredImprintProcess)，以大量制作3D影像專用Lenticular。另外，對(duì)于3D影像專用視差光柵，一般可通過光蝕刻（Photo-Lithography)、網(wǎng)版印刷(ScreenPrinting)、與高精度噴墨印刷等制程，達(dá)到大量制作3D影像專用視差光柵的目的。其中，有關(guān)于光蝕刻、網(wǎng)版印刷等相關(guān)技術(shù)，請(qǐng)參閱中國臺(tái)灣專利申請(qǐng)案號(hào)=98133590、101127199、101129352、101133731、101142859、101147138。[0005]上述光蝕刻制程，一般使用具有視差光柵結(jié)構(gòu)的光罩（Photo-Mask)，對(duì)于已涂布有感光材料的透明基板（如玻璃），通過曝光、顯影、熱烤等作業(yè)，即可大量制作3D影像專用視差光柵。另外，根據(jù)材料構(gòu)成的不同，該感光材料可分為濕式光阻（LiquidPhoto-Resistor)、干膜光阻（DryFilmPhoto-Resistor)、感光乳劑（PhotosensitiveEmulsion)、黑色干膜防焊漆（BlackDryFilmSolderMask)、黑色液態(tài)感光成像防焊漆(BlackLiquidPhotoimageableSolderMask)〇[0006]對(duì)于該視差光柵與Lenticular,其相關(guān)的視景分離原理（PrincipleofViewSeparation)、最佳化設(shè)計(jì)、與3D影像合成的方法（Methodof3DImageCombination),請(qǐng)參閱中國臺(tái)灣專利案號(hào)=359609,及中國臺(tái)灣專利申請(qǐng)案號(hào)：098128986、098145946、099107311、099108528、099127429、100114446、100140729、101135830、101136929。[0007]對(duì)于裸視三次元影像顯示的裝置，根據(jù)該視景分離裝置與該平面顯示器屏幕間組裝的構(gòu)成，可分為內(nèi)藏型（Build-inType)與外掛型（AttachableType)的裸視三次元影像顯示的裝置。[0008]所謂內(nèi)藏型，是制造廠商于生產(chǎn)線上，將該視景分離裝置與該平面顯示器屏幕，組裝成一完整的裝置。其相關(guān)的技術(shù)，請(qǐng)參閱中國臺(tái)灣專利申請(qǐng)案號(hào)：100115096、101146100。[0009]對(duì)于外掛型，則通過一機(jī)械的結(jié)構(gòu)，由使用者將該視景分離裝置，安裝于該平面顯示器屏幕上，亦可達(dá)到顯示三次元影像的目的（以下，簡稱外掛式裸視三次元影像顯示的裝置）。[0010]如圖1所示，是監(jiān)視器用外掛式裸視三次元影像顯示裝置的示意圖。該監(jiān)視器用外掛式裸視三次元影像顯示裝置，主要是由一監(jiān)視器10、一外掛式視景分離裝置l〇a、與一調(diào)整機(jī)構(gòu)l〇b所構(gòu)成。[0011]如圖2所示，是筆記型電腦用外掛式裸視三次元影像顯示裝置的示意圖。該筆記型電腦用外掛式裸視三次元影像顯示裝置，主要是由一筆記型電腦11、一外掛式視景分離裝置11a、與一調(diào)整機(jī)構(gòu)lib所構(gòu)成。[0012]如圖3所示，是平板電腦用外掛式裸視三次元影像顯示裝置的示意圖。該平板電腦用外掛式裸視三次元影像顯示裝置，主要是由一平板電腦12、一外掛式視景分離裝置12a、一調(diào)整機(jī)構(gòu)12b與一裝置架12c所構(gòu)成。[0013]對(duì)于上述該外掛式裸視三次元影像顯示裝置，其相關(guān)構(gòu)成的內(nèi)容，請(qǐng)參閱中國臺(tái)灣專利申請(qǐng)案號(hào)：101115353、101116885、101118698、101119294、101147139、102104384。[0014]另外，不論是制造廠商、或是使用者個(gè)人，皆須執(zhí)行一對(duì)位（Alignment)的作業(yè)，方能將該視景分離裝置，正確安裝于該平面顯示器屏幕上。一般，于產(chǎn)線上，是利用標(biāo)靶對(duì)位的方法，以進(jìn)行視景分離裝置、與平面顯示器屏幕間的對(duì)位組裝，其相關(guān)標(biāo)靶對(duì)位的內(nèi)容，請(qǐng)參閱中國臺(tái)灣專利申請(qǐng)案號(hào)=98138470。[0015]上述標(biāo)靶對(duì)位方法，一般是利用光學(xué)顯微、影像處理與辨識(shí)、自動(dòng)化機(jī)械的技術(shù)，以達(dá)到對(duì)位的目的，僅適用于裸視三次元影像顯示裝置的量產(chǎn)，卻無法幫助個(gè)人使用者，對(duì)于外掛式裸視三次元影像顯示裝置，達(dá)到安裝的目的?！?br/>發(fā)明內(nèi)容】[0016]針對(duì)上述的缺失，本發(fā)明一種三次元影像顯示裝置與對(duì)位的方法(Auto-stereoscopicDisplayandMethodofAlignment)，是對(duì)于裸視三次兀影像顯不裝置，尤其是對(duì)于外掛式裸視三次元影像顯示裝置，對(duì)于組裝，提供一影像對(duì)位的方法，主要通過顯示一對(duì)位用3D合成影像，讓操作者可將視景分離裝置，正確裝置于顯示器屏幕之上，以滿足角度與水平位置對(duì)位的需求，并達(dá)到顯示最佳三次元影像的目的。[0017]所謂影像對(duì)位的方法，是利用該顯示器屏幕，以顯示一由具特殊圖案的左視景影像（LeftViewImage)、與右視景影像（RightViewImage)所構(gòu)成的對(duì)位用3D合成影像(3DCombinedImageforAlignment)。該對(duì)位用3D合成影像，經(jīng)該視景分離裝置作用后，可于不同的觀賞距離上，產(chǎn)生一顏色疊紋（ColorMoir6)影像、與一3D影像。[0018]因此，通過觀察該顏色疊紋的疊紋特征角（CharacteristicAngleofMoir6),以調(diào)整視景分離裝置與顯示器屏幕間相對(duì)角度的位置，可讓視景分離裝置的線特征結(jié)構(gòu)(line-CharacterizedStructureofViewSeparationDevice)、與3D合成影像的線特征結(jié)構(gòu)（line-CharacterizedStructureof3DCombinedImage)，達(dá)到相互平行的狀態(tài)，達(dá)到角度對(duì)位（AngularAlignment)的目的。上述的方法，稱為疊紋現(xiàn)象角度對(duì)位的方法(MethodofAngularAlignmentBasedonMoirePhenomenon)〇[0019]其次，通過觀察該3D影像，先找出最佳觀賞距離（OptimumViewDistance)后，再通過一3D影像位移水平對(duì)位的方法（MethodofHorizontalAlignmentBasedon3DImageDisplacement)，對(duì)于觀賞者的左眼、與右眼，以投射正確的左視景、與右視景影像，達(dá)到水平位置對(duì)位的目的。最終，達(dá)到顯示最佳三次元影像的目的。[0020]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明公開一種三次元影像顯示裝置與對(duì)位的方法，其包括：[0021]利用一影像顯示器屏幕來顯示一對(duì)位用3D合成影像，以提供一顏色疊紋影像、多條角度對(duì)位基準(zhǔn)線與一3D影像；[0022]利用一視景分離裝置以內(nèi)藏方式或外掛方式，裝置于該影像顯示器屏幕之上；該視景分離裝置與該影像顯示器屏幕間具有一堆疊角度；[0023]利用該影像顯示器屏幕所顯示該對(duì)位用3D合成影像，且于距該影像顯示器屏幕適當(dāng)距離處，產(chǎn)生該顏色疊紋影像、與該多條角度對(duì)位基準(zhǔn)線，該顏色疊紋影像中，具有多個(gè)疊紋交界線，并與該角度對(duì)位基準(zhǔn)線間，構(gòu)成一疊紋特征角度；[0024]利用該影像顯示器屏幕所顯示該對(duì)位用3D合成影像，且于最佳觀賞距離上的最佳視點(diǎn)處，產(chǎn)生景分離的作用，以顯示該3D影像，該3D影像是具有視覺深度；[0025]針對(duì)該視景分離裝置與影像顯示器屏幕間裝置角度的對(duì)位，利用觀察該疊紋特征角度，并通過調(diào)整該堆疊角度，直至該疊紋特征角度為零；以及[0026]針對(duì)該視景分離裝置與影像顯示器屏幕間水平裝置位置的對(duì)位，利用觀察該3D影像，并通過改變該對(duì)位用3D合成影像的影像資料合成位置，直至觀看到具最少鬼影的該3D影像。[0027]其中，該影像顯示器屏幕，由液晶屏幕、電漿屏幕、或是有機(jī)發(fā)光二極管屏幕所構(gòu)成，是用以顯示一平面影像V，該影像顯示器屏幕上所裝置的顏色次畫素，為垂直條狀排列、馬賽克排列、三角排列、與Pentile排列；另外，該影像顯示器屏幕，是由NXM個(gè)顏色次畫素所構(gòu)成，該單一個(gè)次畫素則具有PHXPV的大小，其中，N為水平方向次畫素的總數(shù)、Μ則為垂直方向次畫素的總數(shù)，ΡΗ為次畫素的水平寬度、Ρν為次畫素的垂直高度；另外，該平面影像V，可如下表示：【權(quán)利要求】1.一種三次元影像顯示裝置與對(duì)位的方法，其特征在于，其包括：利用一影像顯示器屏幕來顯示一對(duì)位用3D合成影像，以提供一顏色疊紋影像、多條角度對(duì)位基準(zhǔn)線與一3D影像；利用一視景分離裝置以內(nèi)藏方式或外掛方式，裝置于該影像顯示器屏幕之上；該視景分離裝置與該影像顯示器屏幕間具有一堆疊角度；利用該影像顯示器屏幕所顯示該對(duì)位用3D合成影像，且于距該影像顯示器屏幕適當(dāng)距離處，產(chǎn)生該顏色疊紋影像、與該多條角度對(duì)位基準(zhǔn)線，該顏色疊紋影像中，具有多個(gè)疊紋交界線，并與該角度對(duì)位基準(zhǔn)線間，構(gòu)成一疊紋特征角度；利用該影像顯示器屏幕所顯示該對(duì)位用3D合成影像，且于最佳觀賞距離上的最佳視點(diǎn)處，產(chǎn)生景分離的作用，以顯示該3D影像，該3D影像是具有視覺深度；針對(duì)該視景分離裝置與影像顯示器屏幕間裝置角度的對(duì)位，利用觀察該疊紋特征角度，并通過調(diào)整該堆疊角度，直至該疊紋特征角度為零；以及針對(duì)該視景分離裝置與影像顯示器屏幕間水平裝置位置的對(duì)位，利用觀察該3D影像，并通過改變該對(duì)位用3D合成影像的影像資料合成位置，直至觀看到具最少鬼影的該3D影像。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三次元影像顯示裝置與對(duì)位的方法，其特征在于，該影像顯示器屏幕，由液晶屏幕、電漿屏幕、或是有機(jī)發(fā)光二極管屏幕所構(gòu)成，是用以顯示一平面影像V，該影像顯示器屏幕上所裝置的顏色次畫素，為垂直條狀排列、馬賽克排列、三角排列、與Pentile排列；另外，該影像顯示器屏幕，是由NXM個(gè)顏色次畫素所構(gòu)成，該單一個(gè)次畫素則具有PHXPV的大小，其中，N為水平方向次畫素的總數(shù)、Μ則為垂直方向次畫素的總數(shù)，ΡΗ為次畫素的水平寬度、匕為次畫素的垂直高度；另外，該平面影像V，可如下表示：其中，i為次畫素垂直位置的編號(hào)、且0fifM-l;j為次畫素水平位置的編號(hào)、且0蘭j蘭N-l;V(i，j)為位于屏幕（i，j)位置次畫素的影像資料。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三次元影像顯示裝置與對(duì)位的方法，其特征在于，該對(duì)位用3D合成影像，是可由一總視景數(shù)為η的多視景影像所構(gòu)成，其中，對(duì)于任一的單一視景影像，可如下表示：其中，k為視景編號(hào)數(shù)，且0=k〈n;Vk(i，j)為該單一視景影像Vk中，位于（i，j)位置的次畫素影像資料；另外，通過以下的公式，以產(chǎn)生一該對(duì)位用3D合成影像Ση:其中，其Λ可如下兩式表示：上述，各參數(shù)與函數(shù)int、Mod如下定義：i為屏幕次畫素垂直位置的編號(hào)、j屏幕次畫水平直位置的編號(hào)；Μ為器屏幕垂直方向次畫素的總數(shù)；N為屏幕水平方向次畫素的總數(shù)；且0蘭j蘭Ν-1、0蘭i蘭Μ-1;η為總視景數(shù)；νΛ(i，j)為位于屏幕（i，j)位置上單一視景影像的次畫素影像資料；Λ為視景編號(hào)數(shù)，且A〈n;m為水平最小視景影像顯示單元次畫素構(gòu)成的數(shù)目，為一正整數(shù)；Q為垂直最小視景影像顯示單元次畫素構(gòu)成的數(shù)目，為一正整數(shù)；Δ為橫向位移相位，是為一整數(shù)；Π為橫向位移振幅，為一整數(shù)；int為為取整數(shù)的函數(shù)；Mod為取余數(shù)的函數(shù)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三次元影像顯示裝置與對(duì)位的方法，其特征在于，該視景分離裝置，是可由一液晶型的視景分離裝置、與一3D影像專用型的視景分離裝置所構(gòu)成，該液晶型的視景分離裝置，具有2D/3D影像可切換的功能；該視景分離裝置光學(xué)的結(jié)構(gòu)，是可由垂直條狀視差光柵、傾斜條狀視差光柵、傾斜格狀視差光柵、垂直柱狀透鏡陣列、傾斜柱狀透鏡陣列、與傾斜格狀透鏡陣列等結(jié)構(gòu)所構(gòu)成。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的三次元影像顯示裝置與對(duì)位的方法，其特征在于，該具3D影像專用型的該垂直柱狀透鏡陣列、與具3D影像專用型的該傾斜柱狀透鏡陣列，是可通過塑膠射出成型、紫外光硬化轉(zhuǎn)印卷對(duì)卷制程以產(chǎn)生；對(duì)于該具3D影像專用型的該垂直條狀視差光柵、具3D影像專用型的該傾斜條狀視差光柵、與具3D影像專用型的該傾斜格狀視差光柵，則通過光蝕刻、網(wǎng)版印刷、與高精度噴墨印刷制程以產(chǎn)生。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的三次元影像顯示裝置與對(duì)位的方法，其特征在于，該光蝕刻制程，是使用具有視差光柵結(jié)構(gòu)的一光罩，對(duì)于已涂布有一感光材料的一透明基板，通過一曝光、一顯影、一熱烤等作業(yè)，以制作視差光柵；對(duì)于該感光材料，是由一濕式光阻、一干膜光阻、一感光乳劑、一黑色干膜防焊漆、與一黑色液態(tài)感光成像防焊漆所構(gòu)成。7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的三次元影像顯示裝置與對(duì)位的方法，其特征在于，該垂直條狀視差光柵、該傾斜條狀視差光柵、與該傾斜格狀視差光柵，可通過以下的公式以設(shè)計(jì)其結(jié)構(gòu)：其中，PH為次畫素的水平寬度、pv為次畫素的垂直高度，BH為透光元件的水平寬度；BV為透光元件的垂直高度為遮蔽元件的水平寬度；Θ為條狀視差光柵結(jié)構(gòu)的傾斜角度；4為最佳觀賞距離；"為視差光柵的裝置距離；LH為水平最佳視點(diǎn)間距；LV為垂直最佳視點(diǎn)間距；DH為水平最小視景影像顯示單元的寬度；DV為垂直最小視景影像顯示單元的寬度；q為傾斜率，為一實(shí)數(shù)；S為格狀視差光柵遞增位移量。8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的三次元影像顯示裝置與對(duì)位的方法，其特征在于，該任一的單一視景影像，是由一純色方塊圖案、多條角度對(duì)位基準(zhǔn)線、與多組3D圖案所構(gòu)成；該純色方塊圖案，是指一純紅、一純藍(lán)、一純綠其中一種顏色所構(gòu)成，并置放于畫面的中央；該多條角度對(duì)位基準(zhǔn)線具有一傾斜角度Θ、且由一純白色的顏色所構(gòu)成；該傾斜角度Θ是由公式(6)所定義；該多組3D圖案的任一組，是可由一純紅、一純藍(lán)、一純綠、一純白其中一種顏色所構(gòu)成。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的三次元影像顯示裝置與對(duì)位的方法，其特征在于，該3D圖案結(jié)構(gòu)，是由一圓環(huán)與一圓板所構(gòu)成。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三次元影像顯示裝置與對(duì)位的方法，其特征在于，該對(duì)位用3D合成影像的影像資料合成位置，是通過改變公式（4)、（5)中的Λ值，以達(dá)到影像資料合成位置的改變，其中，該Λ值，是可于0=Λ<nXm的范圍內(nèi)變化，其中，η為總視景數(shù)、m為水平最小視景影像顯示單元次畫素構(gòu)成的數(shù)目。11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的三次元影像顯示裝置與對(duì)位的方法，其特征在于，該多組3D圖案，是裝置于該影像顯示器屏幕的四角落處。12.根據(jù)權(quán)利要求3所述的三次元影像顯示裝置與對(duì)位的方法，其特征在于，該任一的單一視景影像，是由多組3D圖案所構(gòu)成；對(duì)于該多組3D圖案做適當(dāng)視差位移、并以適當(dāng)?shù)拈g距排滿屏幕后，于水平方向上，再對(duì)該所有多組3D圖案，以不同的△值，根據(jù)式（4)、式(5)，做3D影像的合成。【文檔編號(hào)】G02B27/22GK104102012SQ201310125529【公開日】2014年10月15日申請(qǐng)日期:2013年4月11日優(yōu)先權(quán)日:2013年4月9日【發(fā)明者】林明彥,秦壽侖,李侃儒,林茂青,張鈞勝申請(qǐng)人:張家港康得新光電材料有限公司