專利名稱：三維立體圖像顯示裝置及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種三維(3D)立體圖像顯示裝置，特別的是，在顯示裝置上顯示不同色 彩波長分布的圖像幀，并且使得使用者可藉由濾光眼鏡觀察到立體圖像。
背景技術(shù)：
目前三維(3D)圖像顯示技術(shù)主要可分為兩種，其主要是以配戴偏光眼鏡與否作 為區(qū)分。其中，偏光眼鏡的部分又可分為早期的紅藍眼鏡、屏蔽眼鏡、與現(xiàn)今的偏光眼鏡。而 在無須戴偏光眼鏡的部分則以光柵或透鏡不同角度來觀看三維圖像。 無論何種三維圖像顯示技術(shù)，其原理是讓左右眼看到不同的圖像，使得大腦認為 圖像是三維立體的圖像。然而，現(xiàn)有技術(shù)中，利用不同的顏色進入偏光片，所達成左右圖像 不同的技術(shù)，只能讓雙眼各自接收單一色彩圖像，例如紅藍偏光眼鏡只能讓一眼接收紅色 而讓另一眼接收藍色的圖像，而無法顯示彩色立體圖像。此外，產(chǎn)生三維圖像需要很復雜的 裝置，并不適用于一般的顯示裝置上，因此會需要額外的成本或費用。 有鑒于此，乃需要一種可觀察到彩色立體圖像的裝置，除了可透過簡單的光學裝 置觀察到彩色的立體圖像外，還可以適用到目前日常所使用的顯示裝置上。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一目的在于提供一種三維(3D)立體圖像顯示裝置，供顯示第一幀至使 用者左眼、以及顯示第二幀至使用者右眼，而使用者根據(jù)第一幀與第二幀以觀察到3D立體 圖像。 本發(fā)明的另一目的在于一種三維(3D)立體圖像顯示裝置，供顯示一輸出幀給對 應(yīng)使用者左眼的第一濾光單元以及給對應(yīng)使用者右眼的第二濾光單元。第一濾光單元允許 具有第一色彩波長分布的光通過，而第二濾光單元允許具有第二色彩波長分布的光通過， 并且第一濾光單元與第二濾光單元分別過濾輸出幀，藉此使用者觀察到3D立體圖像，并具 有完整的色彩分布。 本發(fā)明的另一目的在于一種產(chǎn)生三維(3D)立體圖像的方法，根據(jù)三維圖像信號， 產(chǎn)生具有第一色彩波長分布的第一幀及/或第二色彩波長分布的第二幀所組成的輸出幀， 供使用者透過濾光單元觀看3D立體圖像。 在一實施例中，提供一種三維(3D)立體圖像顯示裝置，供顯示第一幀至使用者左 眼，以及顯示第二幀至使用者右眼，而使用者根據(jù)第一幀與第二幀以觀察到3D立體圖像， 并且圖像顯示裝置包含數(shù)字信號處理器與圖像輸出模塊。數(shù)字信號處理器乃根據(jù)三維圖像 信號，產(chǎn)生第一幀與第二幀。圖像輸出模塊供依序顯示第一幀與第二幀。其中，第一幀具有 第一色彩波長分布與第二幀具有第二色彩波長分布，以及第一色彩波長分布不同于第二色 彩波長分布，并且第一色彩波長分布或該第二色彩波長分布其中的一至少包含紅、綠與藍 (RGB)其中兩色。 在另一實施例中，提供一種三維(3D)立體圖像顯示裝置，供顯示一輸出幀給對應(yīng)
4使用者左眼的第一濾光單元以及給對應(yīng)使用者右眼的第二濾光單元。第一濾光單元允許具有第一色彩波長分布的光通過，而第二濾光單元允許具有第二色彩波長分布的光通過，第一濾光單元與第二濾光單元分別過濾輸出幀，藉此使用者觀察到3D立體圖像。圖像顯示裝置包含數(shù)字信號處理器與圖像輸出模塊。數(shù)字信號處理器乃根據(jù)三維圖像信號，產(chǎn)生輸出幀，該輸出幀包含可迭加的第一幀與第二幀。圖像輸出模塊供顯示該輸出幀。其中，第一幀具有第一色彩波長分布與第二幀具有該第二色彩波長分布，以及第一色彩波長分布不同于第二色彩波長分布，并且第一色彩波長分布或第二色彩波長分布其中的一至少包含紅、藍與綠(RGB)其中兩色。 在另一實施例中，提供一種產(chǎn)生三維(3D)立體圖像的方法，其步驟包含(i)根據(jù)
三維圖像信號，產(chǎn)生具有第一幀及第二幀所組成的輸出幀；(ii)依序或同時顯示該第一幀
與其對應(yīng)的第一色彩波長分布以及該第二幀與其對應(yīng)的第二色彩波長分布；以及(iii)使
用者藉由第一濾光單元與第二濾光單元依序或同時分別獲得具有該第一色彩波長分布的第一幀與具有第二色彩波長分布的第二幀。 配合以下的優(yōu)選實施例的敘述與圖式說明，本發(fā)明的目的、實施例、特征、及優(yōu)點將更為清楚。


圖1是根據(jù)本發(fā)明于實施例的(3D)立體圖像顯示裝置的方塊圖
圖2a是說明在圖1實施例中的圖像顯示裝置；
圖2b是一種實現(xiàn)本發(fā)明的三維圖像投影裝置；圖3a是說明在圖1實施例中的圖像顯示裝置；
圖3b是一種實現(xiàn)本發(fā)明的三維圖像投影裝置；以及圖4是根據(jù)本發(fā)明于實施例的產(chǎn)生三維(3D)立體圖像的方法。
主要組件符號說明
100圖像顯示裝置102圖像顯示單元1022、202、302數(shù)字信號處理器
1024圖像輸出模塊104圖像接收單元1042左眼接收單元右眼接收單元200、300投影裝置204、304第一光驅(qū)動單元206、306第二光驅(qū)動單元208、308第一光學單元2082、3082第一光源積分單元210、310第二光學單元2102、3102第二光源積分單元212顯示單元
312第一顯示單元314第二顯示單元3DSIG三維圖像信號左圖像幀RF右圖像幀頂G輸出幀波長WLL、WLR波長t幀時間tl第一幀時間t2第二幀時間402根據(jù)三維圖像信號，產(chǎn):404依序或同時輸出該第-
-幀及第二幀所組成的輸出幀
幀與其對應(yīng)的第二色彩波長分布 406 使用者藉由第一濾光單元與第二濾光單元依序或同時分別獲得具-色彩波長分布的第一幀與具有第二色彩波長分布的第二幀，觀看到三維(3D)立體
具體實施例方式
本發(fā)明揭露一種三維(3D)立體圖像顯示裝置，顯示不同色彩波長分布的幀，并且使得使用者可藉由濾光眼鏡觀察到立體圖像。為了使本發(fā)明的敘述更加詳盡與完備，可參照下列描述并配合圖1至圖4的圖式。 參考圖l，是根據(jù)本發(fā)明于實施例的三維(3D)立體圖像顯示裝置100方塊圖。在本實施例中，圖像顯示裝置IOO包含圖像顯示單元102。圖像顯示單元102根據(jù)所接收到的三維圖像信號3DSIG，用以產(chǎn)生與顯示輸出幀MG。此外，配合圖像接收單元104，使得使用者可以觀看該輸出幀IMG。 圖像顯示單元102還包含數(shù)字信號處理器1022與圖像輸出模塊1024。數(shù)字信號處理器1022根據(jù)三維圖像信號3DSIG，以產(chǎn)生左圖像幀LF與右圖像幀RF。圖像輸出模塊1024用以顯示包含左圖像幀LF及/或右圖像幀RF的輸出幀IMG。圖像接收單元104接收圖像輸出模塊1024所顯示的輸出幀IMG。此外，圖像接收單元104還包含左眼接收單元1042與右眼接收單元1044，例如圖像接收單元104可為具有左鏡片1042與右鏡片1044的一眼鏡結(jié)構(gòu)。 左眼接收單元1042與右眼接收單元1044是可藉由特殊鍍膜或具有偏光結(jié)構(gòu)等等的濾光組件所組成，上述的組合可使得使用者可透過左眼接收單元1042或右眼接收單元1044分別觀察到圖像顯示單元102所顯示的輸出幀IMG中的左圖像幀LF或右圖像幀RF。較佳地，圖像接收單元104的左眼接收單元1042或右眼接收單元1044分別接收具有包含不同色彩波長分布的左圖像幀LF或右圖像幀RF。 一般而言，色彩的分布可以用波長來表示，亦即上述中的左眼接收單元1042與右眼接收單元1044可視為一種濾光(波)器，用以接收/排除特定的波長通過。藉由上述左眼接收單元1042與右眼接收單元1044分別使得
6使用者可藉由左眼與右眼接收到不同波長與強度分布的左圖像幀LF與右圖像幀RF，進而
在使用者腦中形成一三維(3D)立體圖像。此外，在另一實施例中，色彩的分布亦可使用RGB
色彩直方圖(hitrograms)來表示，其中RGB各自具有從0至255個層次。 在一實施例中，三維圖像信號3DSIG可再藉由數(shù)字信號處理器1022重新運算，分
離出三維圖像信號3DSIG中所包含的左圖像幀LF信號及/或右圖像幀RF信號。 在另一實施例中，三維圖像信號3DSIG中已事先區(qū)分出左圖像幀LF及右圖像幀RF
的數(shù)據(jù)，故可不須如先前實施例需要經(jīng)過額外運算，而輕易地分離出左圖像幀LF及右圖像
幀RF。 然而，在以上兩個實施例中所產(chǎn)生出的左圖像幀LF及右圖像幀RF，都要根據(jù)圖像輸出模塊1024的類型，分別提供圖像輸出模塊1024所對應(yīng)的左圖像幀LF及右圖像幀RF的色彩波長分布。例如，圖像輸出模塊1024可分為具有背光源的LCD顯示器、DLP投影機、3LCD投影機、RGB-LED顯示器或具有自發(fā)光源的OLED或電漿顯示單元。 一般而言，圖像輸出模塊1024是由光學單元與顯示單元所組成，以LCD顯示器為例，光學單元是背光模塊，而顯示單元是前端數(shù)組玻璃面板與液晶；DLP投影機，其光學單元為高壓燈泡與色輪或發(fā)出不同RGB色光的復數(shù)LED光源，而顯示單元為DMD反射鏡；3LCD投影機，其光學單元為高壓燈泡與分色單元，顯示單元則為3LCD(三片LCD) ;RGB-LED顯示器，其光學單元為發(fā)出不同RGB色光的復數(shù)LED光源，顯示單元為LCD。而在自發(fā)光源部分，如OLED與電漿顯示單元，其光學單元即是顯示單元。在本發(fā)明的具體實施例中，依照不同的圖像輸出模塊1024的類型，數(shù)字信號處理器1022所提供左圖像幀LF及右圖像幀RF的色彩波長分布可隨著圖像輸出模塊1024的不同而加以變化，此色彩波長分布透過不同的圖像輸出模塊1024的結(jié)構(gòu)特性可設(shè)計出不同的控制方式。 在一具體實施例中，數(shù)字信號處理器1022除了將三維圖像信號3DSIG分為左圖像幀LF信號及/或右圖像幀RF信號外，當圖像輸出模塊1024顯示左圖像幀LF及右圖像幀RF時，亦提供所對應(yīng)上述圖像幀的波長的色彩波長分布。而色彩波長分布詳細說明如下。
數(shù)字信號處理器1022所產(chǎn)生的左圖像幀LF及右圖像幀RF，其分別具有不同的色彩波長分布，例如左圖像幀LF及右圖像幀RF的色彩波長分布組合可為六色彩(三色彩對三色彩3*3)、五色彩(二色彩對三色彩2*3)或四色彩(二色彩對二色彩2*2或者一色彩對三色彩1*3)。 一般而言，色彩主要由紅(R)、綠(G)及藍(B)三原色所組成。然而，熟悉該項技術(shù)領(lǐng)域者，應(yīng)可了解到色彩波長分布的選定，是可在系統(tǒng)設(shè)計時決定。在本實施例中，并不限定于何種色彩的分布形式。較佳地，數(shù)字信號處理器1022提供一個色彩矩陣(圖上未顯示)，分別包含色彩波長分布3*3、2*3、2*2或1*3。當三維圖像信號3DSIG被轉(zhuǎn)換成左圖像幀LF信號及右圖像幀RF信號之后，圖像輸出模塊1024再根據(jù)內(nèi)部的一個色彩矩陣(圖上未顯示)對應(yīng)產(chǎn)生不同的色彩波長分布，以對應(yīng)左圖像幀LF及右圖像幀RF。
較佳地，左圖像幀LF及右圖像幀RF的色彩波長分布是選用3*3的色彩矩陣，亦即六色彩(三色彩對三色彩)。在此，以三色彩紅綠藍為例進行說明，即是色彩波長分布為紅光Rl 、綠光Gl 、藍光B1 、紅光R2、綠光G2、藍光B2，用以分別產(chǎn)生具有紅光Rl 、綠光Gl 、藍光Bl色彩波長分布的左圖像幀LF與具有紅光R2、綠光G2、藍光B2色彩波長分布的右圖像幀RF。圖像輸出模塊1024根據(jù)左圖像幀LF與右圖像幀RF顯示一輸出幀MG。其中圖像輸出模塊1024所呈現(xiàn)出的輸出幀MG的色彩波長分布，以其對應(yīng)的波長WL表示，其顯示方式詳述如后。 圖像接收單元104接收包含左圖像幀LF與右圖像幀RF的輸出幀MG，并且透過左眼接收單元1042與右眼接收單元1044分別過濾出不同波長(或色彩)WLL與WLR。在一具體實施例中，左眼接收單元1042被設(shè)計僅有包含紅光R1、綠光G1、藍光B1的波長可以通過，并且排除另一組紅光R2、綠光G2、藍光B2波長通過，其左眼接收單元1042設(shè)計如FL所示；而右眼接收單元1044被設(shè)計僅有包含紅光R2、綠光G2、藍光B2的波長可以通過，并且排除包含紅光R1、綠光G1、藍光B1的波長通過，其右眼接收單元1044如FR所示。故使用者藉由左眼接收單元1042與右眼接收單元1044分別接收不同波長分布的左圖像幀LF與右圖像幀RF，并且使得使用者透過圖像接收單元104觀察到一三維(3D)立體圖像，并具有完整的紅藍綠色彩分布。 參考圖2a，是說明本發(fā)明在圖1實施例中的三維(3D)立體圖像顯示裝置。在本實施例中，三維圖像信號3DSIG透過圖像顯示單元102產(chǎn)生左圖像幀LF(亦可稱為第一幀)與右圖像幀RF(亦可稱為第二幀)，并且透過圖像顯示單元102的圖像輸出模塊1024顯示輸出幀MG，其輸出幀MG包含左圖像幀LF或者右圖像幀RF的其一。亦即在第一幀時間tl (亦即在0至t的期間)，圖像輸出模塊1024顯示包含左圖像幀LF的輸出幀IMG ;而在第二幀時間t2 (亦即在t至2t的期間)，圖像輸出模塊1024顯示右圖像幀RF的輸出幀IMG。此外，值得注意的是，此處所指的左圖像幀LF與右圖像幀RF是指自同一個三維圖像信號3DSIG所產(chǎn)生的幀。其差別在于左圖像幀LF與右圖像幀RF對應(yīng)不同色彩波長分布。較佳地，左圖像幀LF具有第一色彩波長分布，而右圖像幀RF具有第二色彩波長分布，并且第一色彩波長分布不同于第二色彩波長分布，例如第一色彩波長分布可為Rl、 Gl、 Bl，而第二色彩波長分布可為R2、 G2、 B2 ;較佳地，第一色彩波長分布與第二色彩波長分布中的紅色部分Rl與R2 (或是綠色部分Gl與G2，或藍色部分Bl與B2)在波長的分布上或強度上差異不要太大，避免讓使用者察覺到差異太大的第一色彩波長分布與第二色彩波長分布，而造成觀賞上的不適。 在第一幀時間tl期間，僅有左圖像幀LF進入圖像接收單元104，并且同時通過左眼接收單元1042及右眼接收單元1044。然而，具有第一色彩波長分布的左圖像幀LF僅能通過左眼接收單元1042，而左圖像幀LF則無法通過右眼接收單元1044。在第二幀時間t2期間，具有第二色彩波長分布的右圖像幀RF僅能通過右眼接收單元1044，而右圖像幀RF則無法通過左眼接收單元1042。使用者可在第一幀時間tl期間里，透過左眼接收單元1042觀看包含第一色彩波長分布的左圖像幀LF，以及在第二幀時間t2期間里，透過右眼接收單元1044觀看包含第二色彩波長分布的右圖像幀RF。其中，第一幀時間tl與至第二幀時間t2的交替時間(亦即幀時間tl、t2)是在使用者視覺暫留時間內(nèi)可接受成像的時間范圍內(nèi)，故使用者可在圖像接收單元104后觀察到一個三維(3D)立體圖像，并具有完整的紅藍綠色彩分布。 值得注意的是，應(yīng)用本實施例中的三維(3D)立體圖像顯示裝置可為具背光源的投影機等或具自發(fā)光源的電漿顯示單元等。即是在第一幀時間tl與第二幀時間t2內(nèi)，透過其圖像輸出模塊1024顯示包含第一色彩波長分布的左圖像幀LF與包含第二色彩波長分布的右圖像幀RF。以下將以三維圖像的數(shù)字光源處理技術(shù)(DLP)投影裝置為例，說明能依序顯示左圖像幀LF與右圖像幀RF的顯示裝置。
權(quán)利要求
一種三維(3D)立體圖像顯示裝置，供顯示一第一幀至使用者左眼，以及顯示一第二幀至使用者右眼，而使用者根據(jù)該第一幀與該第二幀以觀察到一3D立體圖像，該圖像顯示裝置包含一數(shù)字信號處理器，乃根據(jù)一三維圖像信號，產(chǎn)生該第一幀與該第二幀；以及一圖像輸出模塊，供依序顯示該第一幀與該第二幀；其中該第一幀具有一第一色彩波長分布，該第二幀具有一第二色彩波長分布，該第一色彩波長分布不同于該第二色彩波長分布，且該第一色彩波長分布或該第二色彩波長分布其中之一至少包含紅、藍與綠其中兩色。
2. 如權(quán)利要求1的顯示裝置，其中該第一色彩波長分布與該第二色彩波長分布的相對 應(yīng)色彩差異是在人眼色差的忍受值范圍。
3. 如權(quán)利要求1的顯示裝置，其中該第一幀與該第二幀的顯示是間隔一幀時間t，其中 該幀時間t小于人類的視覺暫留時間。
4. 如權(quán)利要求l的顯示裝置，其中該顯示器是一DLP投影機，其是包含兩組光學單元， 以分別產(chǎn)生該第一幀與該第二幀，其中該兩組光學單元分別發(fā)出該第一色彩波長分布及該 第二色彩波長分布的復數(shù)LED光源。
5. 如權(quán)利要求4的顯示裝置，其中該DLP投影機還包含一 匿D反射鏡所構(gòu)成的顯示單 元，以接收來自該兩組光學單元的信號并依序顯示該第一幀及該第二幀。
6. 如權(quán)利要求4的顯示裝置，其中該數(shù)字信號處理模塊是透過兩組光驅(qū)動器驅(qū)動每一組光學單元的發(fā)光。
7. —種三維(3D)立體圖像顯示裝置，供顯示一幀給對應(yīng)使用者左眼的一第一濾光單 元以及給對應(yīng)使用者右眼的一第二濾光單元，該第一濾光單元允許具有一第一色彩波長分 布的光通過，而該第二濾光單元允許具有一第二色彩波長分布的光通過，該第一濾光單元 與該第二濾光單元分別過濾該幀，該圖像顯示裝置包含一數(shù)字信號處理器，乃根據(jù)一三維圖像信號，產(chǎn)生一幀，該幀包含可迭加的一第一幀與 一第二幀；以及一圖像輸出模塊，供顯示該幀；其中該第一幀具有該第一色彩波長分布，該第二幀具有該第二色彩波長分布，該第一 色彩波長分布不同于該第二色彩波長分布，且該第一色彩波長分布或該第二色彩波長分布 其中之一至少包含紅、藍與綠其中兩色，而使用者根據(jù)該第一幀與該第二幀以觀察到該3D 立體圖像。
8. 如權(quán)利要求7的顯示裝置，其中該第一色彩波長分布與該第二色彩波長分布的相對 應(yīng)色彩差異是在人眼色差的忍受值范圍。
9. 一種產(chǎn)生三維(3D)立體圖像的方法，應(yīng)用于使用者使用一第一濾光單元與一第二 濾光單元觀看該三維(3D)立體圖像，其包含據(jù)一三維圖像信號，產(chǎn)生具有一第一幀及一第二幀所組成的一輸出幀； 提供該第一幀與其對應(yīng)的一第一色彩波長分布； 提供該第二幀與其對應(yīng)的一第二色彩波長分布；以及使用者藉由該第一濾光單元與該第二濾光單元依序或同時分別獲得該具有該第一色 彩波長分布的該第一幀與具有該第二色彩波長分布的該第二幀，而使用者根據(jù)該第一幀與該第二幀以觀察到該3D立體圖像。
10. 如權(quán)利要求9的顯示方法，其中該第一色彩波長分布與該第二色彩波長分布的相 對應(yīng)色彩差異是在人眼色差的忍受值范圍。
11. 如權(quán)利要求9的顯示方法，其中該第一幀與該第二幀的顯示是間隔一幀時間t，其 中該幀時間t小于人類的視覺暫留時間。
全文摘要
本發(fā)明是一種三維(3D)立體圖像顯示裝置，供顯示第一幀至使用者左眼，以及顯示第二幀至使用者右眼，而使用者根據(jù)第一幀與第二幀以觀察到3D立體圖像。三維(3D)立體圖像顯示裝置包含數(shù)字信號處理器與圖像輸出模塊。數(shù)字信號處理器乃根據(jù)三維圖像信號，產(chǎn)生第一幀與第二幀。圖像輸出模塊供依序或同時顯示第一幀與第二幀。第一幀具有第一色彩波長分布及第二幀具有第二色彩波長分布，且該第一色彩波長分布不同于第二色彩波長分布，此外，第一色彩波長分布或第二色彩波長分布其中之一至少包含紅、藍與綠(RGB)其中兩色。
文檔編號H04N13/04GK101778302SQ20091000225
公開日2010年7月14日 申請日期2009年1月13日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月13日
發(fā)明者柯杰斌 申請人:宏碁股份有限公司