立体影像显示设备制造技术

本发明专利技术涉及一种立体影像显示设备，其包含一影像产生装置；一色彩编码装置；一偏光编码装置；一第一镜片，包含一第一偏振干涉滤光器；以及一第二镜片，包含一第二偏振干涉滤光器，用以自该第一偏光影像与该第二偏光影像中，区分出该第二偏光影像，并同时自该第一可见光谱与该第二可见光谱中，区分出该第二可见光谱。本发明专利技术的立体影像显示设备，其可降低影像串音并显示高品质的影像，并可提供广视角的立体影像，亦即，此立体影像具有低串音的特性，且使用者可由各种观看方向观看此立体影像，非常适于实用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种影像显示设备，特别是涉及一种用以显示3D立体影像 的立体影像显示设备。
技术介绍
立体影像显示设备提供至少两相异影像至穿戴特定型态的眼镜的观察 者的左眼与右眼。在自动立体影像显示器中，使用者并不需使用眼镜。大 脑将影像结合以提供影像深度。对于使用者来说，当察觉左眼与右眼的影像 间的相互干扰时，能否藉由此显示器舒适地观看影像是极为重要的课题。严 重的串音(cross talk)将导致视觉上的错误(反视立体)等视点，此种情况将 使人类视觉系统受到干扰。可接受的串音是由串音临界值所定义的，而串 音临界值通常视所呈现的影像的对比度与所欲显示的深度而定。若考虑到 使用者的舒适性，则串音的比例需小于l%-5%,且串音临界值有时甚至可小 于0.5%。藉降低影像的对比而减少串音的视觉效应，但此种作法的缺点在 于亦会降低影像表现性，且降低影像边缘的对比，也因而减低立体影像的 视觉效果。目前已M出许多立体显示器，其分别采用双色立体转换(anaglyph)、快 门镜片、交叉偏光与多色立体转换等技术。在此些立体显示器中，由显示器 所提供的左眼与右眼的影像资料将适当地编码且于后藉由眼镜而解码。同 时立体影像显示器是为大数量的观众所发展出来的，然而，若需提供分离 的自动立体影像(毋需镜片)予每一使用者，则设计与量产成本将过高，而 不符合经济效益。采用双色立体转换技术的显示器的显示品质是由位于使用者左眼与右 眼上的宽光谱滤光器所决定，而提供受限的色域予左眼和右眼。在大脑结 合此些影像并补偿影像色彩的同时，若所提供的色域难以提供符合两眼间 差异的适当色彩与强度，将导致错误深度暗示且令使用者不适。采用多色立体转换技术的显示器或"光语选择系统"，如美国专利说 明书第7， 001， 021号所述，其意欲藉由将互补式梳形光镨依据左眼与右眼分 别呈现而克服双色立体转换技术的问题，使得相异个别光语的红色、绿色 与蓝色资料信号为每一眼所接收。此种显示器能够在左眼与右眼中形成全 色影像，且藉由对来源影像进行资料处理，而补偿色域与强度间的差异。此 种显示器的串音比例是藉由左眼与右眼的色彩频语间光i普分离的程度而决定。藉真空沉积(异向性)干扰过滤器，或藉由偏光(双折射率)干扰过滤 器，而适当地分离频镨，偏光干扰过滤器例如美国专利说明书第2007/0188711号所示。显示器的串音效能是藉编码与解码滤光器所提供的 分离品质所决定。异向性干扰滤光器具有较低的串音比例，但所耗费的成 本却太高。并且，此些滤光器具有较差的离轴观看功能，也就是，每一眼 所见的影像串音、强度与色域将依据通过镜片的^L角而改变。上述的眼镜为无源式的，且不具有任何有源元件。快门镜片具有有源 眼镜的型态，需在眼镜中设置一可切换元件。如美国专利说明书第 4， 884， 876号所述快门镜片是依据在时域中藉由开启或关闭每一眼的快门 而分离左眼与右眼影像，开启或关闭的动作是与左眼与右眼的影像的传送 同步。当此种显示器与例如德州仪器DLP 影像者的快速响应显示系统搭配 使用时，此种显示器能够提供低比例的影像串音。然，快门镜片的价格是 相当昂贵的，且通常具有庞大的体积，需要外接电压源与提供同步功能，快 门镜片进一步产生由背景围绕显示器的分散式闪烁。如美国专利说明书第4,792,850号所述的偏光系统较佳地采用被动式 眼镜，在此种显示器中，显示器的偏光输出量的切换是同步于例如CRT或 DLP影像者的显示装置的输出量。使用者所穿戴的眼镜为直角偏光(线性或 环状)，使得每一眼看到个别影像，当用于投影时，此种显示器需使用偏光 保持荧幕，例如镀银的荧幕。消色差切换器设计如同美国专利说明书第 2006/0291053号所示，此种切换器确保偏光实质地维持于可见光镨，系统 的效能将受限于产生于偏光保持荧幕上的串音。美国专利说明书第7,002,619号描述一双边投影显示器系统，其试图 克服自快门镜片中漏光所导致的串音的问题。然而，两投影机系统却受限 于仅能采用高成本的投影机，且具有在整个使用与操作寿命中难以符合排 列、强度与色域标准的缺点。图1绘示传统投影系统。投影机2与投影机4分别经由偏光器6与偏 光器8照射光线至投影荧幕10，配置偏光器6与偏光器8为编码个别的影 像的偏光。偏光器6与偏光器8的输出偏光为彼此正交的，且具有线性或 环状偏光状态。此外，偏光器具有偏光保持特性，且偏光器能藉由被动的 眼镜12与眼镜14而引导光线回传至观察者(未绘示)。滤光器12与滤光器 14包括个别地对准于滤光器的偏光器。在此种显示器中的串音效能是由投影焚幕的反射率所控制，举例来 说，若去极化比例为20: 1将造成5%串音程度。此种串音程度将造成立体影 像显示器的许多使用者的视觉上的不适感，特别是在显示高对比影像时，视觉上的不适感将更加明显。图2绘示使用可切换偏光旋转器的传统投影系统。其使用顺序投影 机，在此顺序投影机中，左右两边的影像是由投影机16所产生。滤光器18 包括切换偏光旋转器，此切换偏光旋转器藉产生与影像资料同步的正交输 出偏光状态而编码影像输出偏光，影像资料是来自高画面速率投影机，例 如前述的DLP 。眼睛将左眼资料经由眼镜12而输出且将右眼资料经由眼镜 14而l叙出。图3绘示使用彩色滤光器的传统投影系统。彩色滤光器20包括具有左 眼与右眼光诿的旋转等向干涉滤光器转盘。投影机影像16与输出光谱同 步，荧幕22为非偏光保持荧幕。眼镜24、 26包括具有符合采色滤光器20 的光谱的等向干涉滤光器。采用滤光器20的传输光镨;f既略地绘示于图4，图 4绘示图3的彩色滤光器的传输光镨，其显示传输光强度28相对于波长30 的关系。第一光谱分别包括蓝色、绿色与红色传输光峰值32、 34与36,且 第二光谱分别包括蓝色、绿色与红色传输光峰值38、 40与42。此种系统的串音是由光语的重叠部分所决定，为达成低程度的串音，需 将两光语的重叠部分最小化。总光谱串音藉由不正确光语的发光比例而决 定，不正确光镨是由光谱滤光器所传送。频道光谱串音是发光比值与单一 色彩频道(红、绿或蓝)，且平均光谱串音是三色频道的频道光谱串音的平 均值。此平均值有时需考量亮度的本质而决定。多凹槽设计采用了介电等向干涉滤光器、法布里-珀罗(Fabry-Perot) 滤光器与金属介电质滤光器无法藉由低光谱串音而达成高品质影像分离。 然而，此种滤光器的生产成本过于昂贵，因此通常需要重复使用此滤光器。 再次使用此滤光器时，需要清洗镜片以防止使用者间引发生物理性污染，且 容易发生刮擦镜片的情况，而因此降低影像品质。进一步来说，此种镜片 具有离轴观看限制，依据偏轴观看限制，光谱峰值将随着观看角度的改变 而偏离。也就是说，使用者的眼睛经由眼镜24、 26而偏离轴，光傳峰值的 位置亦将偏离。此种情况可能无法符合投影机的峰值输出光谱，因此降低 亮度，或通过第一光谱滤光器观看的光来自于第二光谱，使影像串音增加。使用等向性干涉滤光器的选择性光语眼镜需考量到高成本与可见光语 随着视角而变化的特性。并且，若观察者的眼睛随着镜片的中央位置而移 动，则第一可见光语与第二可见光镨亦将移位。此种情况将使亮度、色彩 发生变化且增加第一影像与第二影像的串音程度。等向性干本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种立体影像显示设备，其特征在于其包含：　一影像产生装置，用以提供至少一第一影像与至少一第二影像；　一色彩编码装置，用以对该第一影像与该第二影像分别进行滤光处理，以获得一第一滤光影像与一第二滤光影像，其中该第一滤光影像具有一第一可见光谱，该第二滤光影像具有一第二可见光谱，且该第一可见光谱与该第二可见光谱相异；　一偏光编码装置，用以分别对该第一滤光影像与该第二滤光影像进行偏光处理，以获得一第一偏光影像与一第二偏光影像，其中该第一偏光影像具有一第一偏光状态，该第二偏光影像具有一第二偏光状态，且该第一偏光状态与该第二偏光状态相异；　一第一镜片，包含一第一偏振干涉滤光器，用以自该第一偏光影像与该第二偏光影像中，区分出该第一偏光影像，并同时自该第一可见光谱与该第二可见光谱中，区分出该第一可见光谱；以及　一第二镜片，包含一第二偏振干涉滤光器，用以自该第一偏光影像与该第二偏光影像中，区分出该第二偏光影像，并同时自该第一可见光谱与该第二可见光谱中，区分出该第二可见光谱。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：葛瑞汉约翰伍德凯吉，强纳森哈洛德，
申请(专利权)人：友达光电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]