專利名稱：用來顯示立體影像的光學(xué)系統(tǒng)及其相關(guān)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用來顯示立體影像的光學(xué)系統(tǒng)，尤指一種可以使得位于不同位置的觀眾均能觀看到立體影像的光學(xué)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
因為立體影像能夠讓觀看者感受到真實環(huán)境，因此立體影像顯示技術(shù)變的越來越普及，就目前來說，有些技術(shù)被開發(fā)出來以顯示立體影像，而這些技術(shù)可以廣泛地被分類為立體顯不(stereoscopic display)技術(shù)以及自動立體顯不(auto-stereoscopic display) 技術(shù)兩種。在立體顯示技術(shù)上，觀看者需要戴上特殊的眼鏡(例如快門眼鏡(shutter glasses))才能夠觀賞立體影像，因此這種顯示技術(shù)對于在戶外的觀看者并不實用。另一方面，自動立體顯示技術(shù)允許觀看者在不配戴特殊眼鏡的情形下觀賞立體影像，此外，雖然有少部分的技術(shù)可以產(chǎn)生自動立體影像，但是大部分的顯示系統(tǒng)卻限制觀看者需要位于屏幕前的某些特定位置才能觀賞到立體影像。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的之一在于提供一種不會因為觀看者位置而影響到觀賞質(zhì)量的自動立體顯示光學(xué)系統(tǒng)，以解決上述的問題。依據(jù)本發(fā)明的一實施例，一種用來顯示立體影像的光學(xué)系統(tǒng)包括具有多個像素單元的一像素矩陣、一透鏡模塊以及一控制單元。該透鏡模塊包括多個變焦透鏡單元，且設(shè)置于該像素矩陣之上，其中每一個變焦透鏡單元具有面向該像素矩陣中一像素單元的一光入射面，且該光入射面接收來自該像素單元所發(fā)散出的光線；該控制單元耦接于該透鏡模塊， 且用來控制所述多個變焦透鏡單元的焦距。依據(jù)本發(fā)明的另一實施例，一種用來顯示立體影像的方法包括提供具有多個像素單元的一像素矩陣；提供一透鏡模塊，其中該透鏡模塊包括多個變焦透鏡單元，且設(shè)置于該像素矩陣之上，每一個變焦透鏡單元具有面向該像素矩陣中一像素單元的一光入射面， 且該光入射面接收來自該像素單元所發(fā)散出的光線；以及控制所述多個變焦透鏡單元的焦距。所述多個變焦透鏡的焦距分別被多個控制信號來控制，且所述多個控制信號是依據(jù)顯示于光學(xué)系統(tǒng)上的影像數(shù)據(jù)的深度信息來決定。如此一來，觀看者可以自由地在透鏡模塊前的任何位置來觀賞立體影像。


圖1為依據(jù)本發(fā)明一實施例的用來顯示立體影像的一光學(xué)系統(tǒng)的示意圖。圖2為圖1所示的光學(xué)系統(tǒng)如何產(chǎn)生立體影響的示意圖。圖3為依據(jù)本發(fā)明一實施例的用來顯示立體影像的方法的流程圖。
其中，附圖標(biāo)記說明如下100光學(xué)系統(tǒng)110像素矩陣120液晶透鏡模塊120_1 120_5液晶透鏡130控制單元300 304步驟
具體實施例方式在說明書及后續(xù)的權(quán)利要求當(dāng)中使用了某些詞匯來指稱特定的元件。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)可理解，硬件制造商可能會用不同的名詞來稱呼同一個元件。本說明書及后續(xù)的權(quán)利要求并不以名稱的差異來作為區(qū)分元件的方式，而是以元件在功能上的差異來作為區(qū)分的準(zhǔn)則。在通篇說明書及后續(xù)的請求項當(dāng)中所提及的「包括」為一開放式的用語，故應(yīng)解釋成「包括但不限定于」。以外，「耦接」一詞在此包括任何直接及間接的電氣連接手段。因此，若文中描述一第一裝置耦接于一第二裝置，則代表該第一裝置可直接電氣連接于該第二裝置，或透過其它裝置或連接手段間接地電氣連接至該第二裝置。請參考圖1，圖1為依據(jù)本發(fā)明一實施例的用來顯示立體影像的一光學(xué)系統(tǒng)100的示意圖。如圖1所示，光學(xué)系統(tǒng)100包括一像素矩陣110、一透鏡模塊(于本實施例中，一液晶透鏡模塊120作為該透鏡模塊)以及一控制單元130。像素矩陣110包括多個像素單元， 其中每一個像素單元可以是一彩色濾光片(color filter)的紅/綠/藍像素單元、發(fā)光二極管或是任何可以將光線發(fā)散至液晶透鏡模塊120的像素單元。液晶透鏡模塊120包括多個變焦透鏡單元(于本實施例中，多個液晶透鏡作為所述多個變焦透鏡單元)，且設(shè)置于像素矩陣110之上，其中每一個變焦透鏡單元具有面向像素矩陣110中一像素單元的一光入射面，且該光入射面接收來自該像素單元所發(fā)散的光線。此外，液晶透鏡模塊120可以是緊貼著像素矩陣110，或是液晶透鏡模塊120與像素矩陣110之間隔著一特定距離，亦或是液晶透鏡模塊120與像素矩陣110之間另設(shè)置有其它一或多層的元件?？刂茊卧?30用來產(chǎn)生多個控制信號Vc以分別控制液晶透鏡模塊120中所述多個液晶透鏡的焦距，其中多個控制信號Vc是依據(jù)顯示在光學(xué)系統(tǒng)100上的影像數(shù)據(jù)的深度信息(cbpth information)來決定。此外，于本實施例中，每一個液晶透鏡設(shè)置于像素矩陣110的一像素單元上，且被多個控制信號Vc中一控制信號來控制。請參考圖2，圖2為光學(xué)系統(tǒng)100如何產(chǎn)生立體影響的示意圖。如圖2所示，控制單元130產(chǎn)生控制信號Vcl Vc5以分別控制液晶透鏡120_1 120_5，其中在電壓準(zhǔn)位上 Vcl > Vc2 > Vc3 > Vc4 > Vc5。因為液晶透鏡的焦距與其被施加的電壓準(zhǔn)位是負相關(guān)，因此，液晶透鏡120_1 120_5的焦距可以如圖2所示，其中液晶透鏡120_1具有最短的焦距而液晶透鏡120_5具有最長的焦距。因此，觀看者可以感覺到影像具有不同的深度，即觀看者會有觀賞立體影像的感覺。在光學(xué)系統(tǒng)100中，觀看者可以在不配戴任何光學(xué)裝置(例如快門眼鏡)的情形下觀賞立體影像，此外，觀看者在液晶透鏡模塊120前的任何位置均可以觀賞到理想的立體影像，而不需要位于某些特定位置上。需注意的是，因為多個控制信號Vc是依據(jù)目前顯示在光學(xué)系統(tǒng)100上的影像數(shù)據(jù)的深度信息來決定，因此，控制信號Vc (或是一部分的控制信號Vc)的電壓準(zhǔn)位會隨著圖框 (frame)切換而跟著改變。此外，雖然在本實施例中是使用液晶透鏡模塊120來作為該透鏡模塊，然而，此并非本發(fā)明的限制。于本發(fā)明的其它實施例中，任何具有多個變焦透鏡單元的透鏡模塊均可用來替換液晶透鏡模塊，這些設(shè)計上的變化均應(yīng)隸屬于本發(fā)明的范疇。請參考圖3，圖3為依據(jù)本發(fā)明一實施例的用來顯示立體影像的方法的流程圖。參考圖3，流程敘述如下步驟300 提供具有多個像素單元的一像素矩陣。步驟302 提供一透鏡模塊，其中該透鏡模塊包括多個變焦透鏡單元，且設(shè)置于該像素矩陣之上，每一個變焦透鏡單元具有面向該像素矩陣的一光入射面，且該光入射面接收來自該像素矩陣所產(chǎn)生的光線。步驟304 控制所述多個變焦透鏡單元的焦距。簡要歸納本發(fā)明，于本發(fā)明的用來顯立體影像的光學(xué)系統(tǒng)及其相關(guān)方法中，具有多個變焦透鏡的一透鏡模塊被設(shè)置于一像素矩陣上，其中所述多個變焦透鏡的焦距分別被多個控制信號來控制，且所述多個控制信號是依據(jù)顯示于光學(xué)系統(tǒng)上的影像數(shù)據(jù)的深度信息來決定。如此一來，觀看者可以自由地在透鏡模塊前的任何位置來觀賞立體影像。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，凡依本發(fā)明權(quán)利要求所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
權(quán)利要求
1.一種用來顯示立體影像的光學(xué)系統(tǒng)，包括 一像素矩陣，包括多個像素單元；該光學(xué)系統(tǒng)的特征在于還包括一透鏡模塊，包括多個變焦透鏡單元且設(shè)置于該像素矩陣之上，其中每一個變焦透鏡單元具有面向該像素矩陣中一像素單元的一光入射面，且該光入射面接收來自該像素單元所發(fā)散的光線；以及一控制單元，耦接于該透鏡模塊，用來控制所述多個變焦透鏡單元的焦距。
2.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)系統(tǒng)，其特征是，該控制單元使用多個控制信號以分別控制所述多個變焦透鏡單元的焦距，且所述多個控制信號是依據(jù)顯示于該光學(xué)系統(tǒng)上的影像數(shù)據(jù)的深度信息來決定。
3.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)系統(tǒng)，其特征是，該透鏡模塊為一液晶透鏡模塊，且每一個變焦透鏡單元為一液晶透鏡。
4.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)系統(tǒng)，其特征是，該像素矩陣為一發(fā)光二極管像素矩陣。
5.一種用來顯示立體影像的方法，包括 提供一像素矩陣，包括多個像素單元； 該方法的特征在于還包括提供一透鏡模塊，包括多個變焦透鏡單元且設(shè)置于該像素矩陣之上，其中每一個變焦透鏡單元具有面向該像素矩陣中一像素單元的一光入射面，且該光入射面接收來自該像素單元所發(fā)散的光線；以及控制所述多個變焦透鏡單元的焦距。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征是，控制所述多個變焦透鏡單元的焦距的步驟包括使用多個控制信號以分別控制所述多個變焦透鏡單元的焦距，且所述多個控制信號是依據(jù)顯示于一光學(xué)系統(tǒng)上的影像數(shù)據(jù)的深度信息來決定。
7.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征是，該透鏡模塊為一液晶透鏡模塊，且每一個變焦透鏡單元為一液晶透鏡。
8.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征是，該像素矩陣為一發(fā)光二極管像素矩陣。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用來顯示立體影像的光學(xué)系統(tǒng)包括具有多個像素單元的一像素矩陣、一透鏡模塊以及一控制單元。該透鏡模塊包括多個變焦透鏡單元，且設(shè)置于該像素矩陣之上，其中每一個變焦透鏡單元具有面向該像素矩陣中一像素單元的一光入射面，且該光入射面接收來自該像素單元所發(fā)散的光線；該控制單元耦接于該透鏡模塊，且用來控制所述多個變焦透鏡單元的焦距。所述多個控制信號是依據(jù)顯示于光學(xué)系統(tǒng)上的影像數(shù)據(jù)的深度信息來決定。如此一來，觀看者可以自由地在透鏡模塊前的任何位置來觀賞立體影像。
文檔編號H04N13/00GK102466888SQ20101059982
公開日2012年5月23日 申請日期2010年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月31日
發(fā)明者畢少強 申請人:點晶科技股份有限公司