TWI767707B

TWI767707B - 顯示裝置及顯示方法

Info

Publication number: TWI767707B
Application number: TW110117786A
Authority: TW
Inventors: 諸葛慧
Original assignee: 友達光電股份有限公司
Priority date: 2021-05-17
Filing date: 2021-05-17
Publication date: 2022-06-11
Also published as: CN114047640B; CN114047640A; TW202246845A

Abstract

提供了一種顯示裝置及方法，顯示裝置包含第一顯示面板及第二顯示面板。第一顯示面板顯示第一層影像，第一層影像包含第一區域影像及第二區域影像。第一區域影像具有第一消失點，第二區域影像具有與第一消失點相異之第二消失點。第二顯示面板與第一顯示面板相疊，並顯示一第二層影像。第二層影像包含一第三區域影像及一第四區域影像。第三區域影像與第一區域影像疊合形成第一疊合影像。第三區域影像具有一第三消失點。第四區域影像與第二區域影像疊合形成第二疊合影像。第四區域影像具有與第三消失點相異之第四消失點。

Description

顯示裝置及顯示方法

本發明係關於一種顯示裝置，尤其係關於一種顯示具有多個消失點之影像之多層顯示裝置。

顯示裝置已廣泛使用於各式電子裝置或設備之中，以作為提供資訊甚至作操作或輸入介面等用途。以汽車儀表板為例，為提升汽車的操控性，可向駕駛人提供多種資訊，使駕駛人可以依據豐富的資訊而能夠更細緻地操控汽車。因此，可將顯示裝置整合至汽車中，以向駕駛人顯示各種不同的資訊。舉例而言，可用顯示裝置取代傳統的機械式儀表板。

單層的顯示裝置已無法滿足駕駛人的視覺需求。為了在提供多元資訊給駕駛人的同時保有機械式儀表板的立體指針之視覺效果，多層顯示器被提出來滿足三維影像顯示。

然而，多層顯示器因有兩層以上的面板，而在影像製作上有諸多問題。例如，下層與上層影像未能建構起立體視覺、立體感受限於特定視角或擬真性不足等狀況。因此，本領域亟需一種可顯示擬真影像之多層顯示裝置，尤其是一種在大視角不會看到如上所述之影像不擬真現象之多層顯示裝置。

本發明之目的在於提供一種多層顯示裝置及顯示方法，使顯示之影像具有較高的擬真性。

本發明另一目的在於提供一種多層顯示裝置及顯示方法，使顯示之影像可在較廣的視角範圍被觀察。

為達上述目的，在本發明一態樣中，一種顯示裝置可包含第一顯示面板及第二顯示面板。第一顯示面板可顯示第一層影像，第一層影像可包含第一區域影像及第二區域影像。第一區域影像可具有第一消失點，第二區域影像可具有與第一消失點相異之第二消失點。第二顯示面板可與第一顯示面板相疊，並顯示第二層影像。第二層影像可包含第三區域影像及第四區域影像。第三區域影像可與第一區域影像疊合形成第一疊合影像。第三區域影像可具有一第三消失點。第四區域影像可與第二區域影像疊合形成第二疊合影像。第四區域影像可具有與第三消失點相異之第四消失點。

為達上述目的，在本發明一態樣中，一種顯示方法可包含透過第一顯示面板顯示第一層影像，其中，第一層影像包含第一區域影像及第二區域影像，第一區域影像具有第一消失點，第二區域影像具有與第一消失點相異之第二消失點；以及透過與第一顯示面板相疊之第二顯示面板顯示第二層影像，其中，第二層影像包含第三區域影像及第四區域影像，且其中，第三區域影像具有第三消失點，第四區域影像具有與第三消失點相異之第四消失點。

在上述諸態樣中，由於所顯示之影像在不同區域具有不同的消失點，可配合觀看者看向各區域之視角去設定各區域之消失點。因此，即使是對觀看者而言的大視角區域的影像，亦可藉由設定合適之消失點來提供擬真之影像。

disc:不連續

di:下層影像

ui:上層影像

100:顯示裝置

101:第一顯示面板

102:第二顯示面板

A1:第一區域

A2:第二區域

A3:第三區域

A4:第四區域

VP1:第一消失點

VP2:第二消失點

VP3:第三消失點

VP4:第四消失點

D1:第一透視方向

D2:第二透視方向

OB1:第一物件

OB2:第二物件

OB3:第三物件

SHA1:第一陰影

SHA2:第二陰影

SHA3:第三陰影

ext1:第一延展長度

ext2:第二延展長度

ext3:第三延展長度

OB:物件

SW:立面影像

wd:下立面寬度

wu:上立面寬度

wsw:寬度

wov:重疊寬度

sw_u:上段立面影像

sw_d:下段立面影像

L:截線

pic:畫面

p1:第一階面

p2:第二階面

p3:第三階面

p4:第四階面

900:方法

S901-S902:步驟

圖式僅示出本揭示內容的實施態樣的例示性樣貌，因此不應認為是對本發明的範圍的限制。例如，為了方便說明或觀看，圖式所繪示之各元件、組件、部件及構件之間的比例可能與實際上有所不同，因此不應認為本發明各元件、組件、部件及構件之尺寸或比例限於圖式所繪示者。

圖1為根據本發明一些實施例繪示之顯示裝置示意圖。

圖2為根據本發明一些實施例繪示之顯示裝置所顯示之疊合影像示意圖。

圖3A為根據本發明一些實施例所繪示之顯示裝置、透視方向及消失點示意圖。

圖3B為根據本發明一些實施例所繪示之顯示裝置、透視方向及消失點示意圖。

圖4A為根據本發明一些實施例所繪示之物件影像示意圖。

圖4B為根據本發明一些實施例所繪示之陰影影像示意圖。

圖4C為根據本發明一些實施例所繪示之物件影像及陰影影像疊合示意圖。

圖5為根據本發明一些實施例所繪示之從大視角觀看的疊合影像示意圖。

圖6A-C為根據本發明一些實施例所繪示之立面影像正視示意圖。

圖7A-C為根據本發明一些實施例所繪示之顯示裝置所顯示之疊合影像示意圖。

圖8為根據本發明一些實施例所繪示之流程圖。

在本文中，除非另有述明，否則序數詞「第一」、「第二」、「第三」等等僅用以區別相同或相似種類之不同元件或特徵，而並不意謂該等元件或特徵之間的時間上、空間上、等級上或任何其他方面的次序性。

圖1為根據本發明一些實施例繪示之顯示裝置示意圖。參閱圖2，在本發明一些實施例中，顯示裝置100包含第一顯示面板101及第二顯示面板102。如圖2所示，第一顯示面板101與第二顯示面板102相疊(亦即，兩者可在觀看者的正視角方向上前後排列並且疊合)，且兩者之間可夾有一間隙距離d。為清楚說明各元件及影像間之關係，圖示中的間隙距離d並不一定與實際狀況相符。第一顯示面板101及第二顯示面板102分別顯示第一層影像及第二層影像(例如，第一層影像可為指針及儀表表框；第二層影像可為儀表之刻度尺)。

如圖1所示，第一顯示面板101較第二顯示面板102靠近者觀看者；亦即第一顯示面板101及第二顯示面板102係朝向第一顯示面板101相反於第二顯示面板102之一側方向來顯示影像。在一些實施例中，第一顯示面板101所顯示之第一層影像之亮度高於第二顯示面板102所顯示之第二層影像之亮度。從而可避免第二顯示面板102所顯示之第二層影像透出第一顯示面板101所顯示之第一層影像，使觀看者不會看見下層影像在立體視覺上應該被上層影像擋住之部分。在一些實施例中，亦可僅由第一顯示面板101顯示立體影像，此時第二顯示面板102可顯示全黑之畫面。

由於第一顯示面板101與第二顯示面板102相疊，因此，參閱圖2，當觀看者看向顯示裝置100時，可看見由第一層影像及第二層影像疊合所形成之影像(例如完整的儀表)。圖2繪示大約從正視角(垂直於第一顯示面板101及第二顯示面板102)觀看之疊合影像，然而，在接近正負90度的視角範圍內皆可看見第一層影像及第二層影像至少部分地疊合，而可看見第一層影像及第二層影像以不同的程度疊合形成之影像。換言之，第一層影像及第二層影像之疊合影像並非只在鄰近正視角之範圍內可見，舉例而言，在較大視角(例如大於60度之視角)範圍內亦可看見第一層影像及第二層影像疊合形成具有立體視覺效果之疊合影像。

在一些實施例中，第一顯示面板101及第二顯示面板102可例如為透明液晶顯示面板(LCD)、透明有機發光二極體顯示面板(OLED)，透明微發光二極體(Micro LED)顯示面板，透明次毫米發光二極體(Mini LED)顯示面板，然本發明不限於此。第一顯示面板101及第二顯示面板102亦可採用不同型式或不同透明度(例如及第二顯示面板102可以為不透明)之顯示面板相互搭配。

第一顯示面板101所顯示之第一層影像及第二顯示面板102所顯示之第二層影像可分別包含數個不同區域之影像。例如，如圖1所示，在一些實施例中，第一顯示面板101可大致劃分為第一區域A1及第二區域A2，對應地，第一層影像可包含第一區域A1內的第一區域影像以及第二區域A2內的第二區域影像；同樣地，第二顯示面板102可大致劃分為第三區域A3及第四區域A4，對應地，第二層影像可包含第三區域A3內的第三區域影像以及第四區域A4內的第四區域影像。應理解，本發明不限於此，例如，在其他實施例中，第一顯示面板及第二顯示面板可依其所顯示之畫面內容劃分為不同數目之區域，並疊合形成不同數目之區域影像。

如圖2所示，當觀看者大約從正視角看向顯示裝置100時，可看見第一區域A1及第三區域A3重合，以及第二區域A2及第四區域A4重合。顯示裝置100可在相疊的第一區域A1及第三區域A3顯示一物件(例如一儀表)，並在相疊的第二區域A2及第四區域A4顯示另一物件(例如另一個儀表)。

請參閱圖3A，在本發明一些實施例中，第一顯示面板101之第一區域A1所顯示之第一區域影像具有第一消失點VP1；第一顯示面板101之第二區域A2所顯示之第二區域影像具有第二消失點VP2；第二顯示面板102之第三區域 A3所顯示之第三區域影像具有第三消失點VP3；且第二顯示面板102之第四區域A4所顯示之第四區域影像具有第四消失點VP4。如圖3A所示，第一消失點VP1與第二消失點VP2相異，且第三消失點VP3與第四消失點VP4相異。換言之，第一顯示面板101所顯示之第一層影像具有二個不同之消失點，同樣地，第二顯示面板102顯示之第二層影像具有二不同消失點。應理解，在其他實施例中，本發明之各顯示面板可具有其他數目之不同消失點，本發明不以此為限，例如，第一層影像及地二層影像疊合形成之疊合影像中的各區域內的物件可依據多點透視法構圖，因而各區域內亦可具有2個以上之消失點。

顯示裝置100具有對應不同區域之不同消失點，換言之，各區域內之物件之構圖可僅依據其所在區域所對應之消失點，而不依據對應於其他區域之消失點，例如，一同參閱圖2、圖3A及圖3B，第一區域A1及第三區域A3所疊合顯示之儀表可僅依據第一消失點A1及第三消失點A3構圖，而不依據第二消失點A2及第四消失點A4構圖，第一區域A1及第三區域A3所疊合顯示之儀表則反之。因此，當觀看者從大視角看向顯示裝置100所顯示之某一物件時，不會看到不擬真之現象(例如下層影像與上層影像疊合後，兩者之間看不到在立體視覺上應該存在的過渡畫面(例如物件之側立面之畫面)，或者上層及下層影像之輪廓以不符合立體視覺之方式相較彼此突出或內縮)。

再次參閱圖3A，在一些實施例中，第一區域A1內所顯示之第一區域影像具有第一透視方向D1。如圖3A所示，由第一透視方向D1看往相疊合之第一區域A1及第三區域A3時，視線會穿越第一消失點VP1，也會穿越第三消失點VP3。換言之，在第一透視方向D1上，第一消失點VP1及第三消失點VP3重合。同樣地，第二區域A2所顯示之第二區域影像具有第二透視方向D2，且在第二透視方向D2上，第二消失點VP2及第四消失點VP4重合。

參閱圖3B，在一些實施例中，第一消失點VP1與第三消失點VP3實質相同，且第二消失點VP2與第四消失點VP4實質相同。

參閱圖4A-4C，如圖4A所示，在一些實施例中，第一面板101所顯示之第一層影像中可包含物件之影像(例如第一物件OB1、第二物件OB2，及第三物件OB3)，如圖4B所示，第二顯示面板102所顯示之第二層影像中可包含陰影之影像(例如第一陰影SHA1、第二陰影SHA2，及第三陰影SHA3)。如圖4C所示，當圖4A中的第一面板101所顯示之第一層影像與圖4B中的第二顯示面板102所顯示之第二層影像疊合，可形成帶有陰影之物件的影像(例如帶有第一陰影SHA1之第一物件OB1之影像等)。在本些實施例中，陰影影像(例如第一陰影SHA1、第二陰影SHA2，及第三陰影SHA3)在第二顯示面板101所顯示之第二層影像中之範圍係自物件影像(例如第一物件OB1、第二物件OB2，及第三物件OB3)在第二顯示面板102上之正投影之邊緣伸出一延展長度(例如第一延展長度ext1、第二延展長度ext2，及第三延展長度ext3)。

在一些實施例中，陰影影像之延展長度與第一顯示面板101及第二顯示面板102之間的間隙距離(例如圖1所示的間隙距離d)之比值介於1/7至5/7之間，可讓觀看者感到更加自然。舉例而言，當間隙距離d為7mm時，第一延展長度ext1、第二延展長度ext2，及第三延展長度ext3可落於1mm至5mm之範圍內。

參閱圖5，物件OB例如是第一顯示面板101所顯示之第一層影像及第二顯示面板102所顯示之第二層影像疊合形成之立體影像。圖5係繪示從大視角觀看物件OB。如圖5所示，在一些實施例中，第一顯示面板101所顯示之第一層影像及第二顯示面板102所顯示之第二層影像疊合形成之物件OB(例如，儀表)之影像可具有一立面影像SW(例如儀表表框之側牆)。從而，顯示裝置100所顯示之立體影像可避免影像不連續等現象。

由於立面影像在立體視覺上需具有跨越不同深度的視覺感受，因此需要由與觀看者相隔不同距離的第一層面板及第二層面板一同進行立面影像之顯示。參閱圖6A，圖6A繪示由正視角觀看之可由第一顯示面板101所顯示之上段立面影像sw_u。參閱圖6B，圖6B繪示由正視角觀看之可由第二顯示面板102所顯示之下段立面影像sw_d。參閱圖6C，立面影像SW可由第一顯示面板101所顯示之第一層影像中的上段立面影像sw_u及第二顯示面板102所顯示之第二層影像中的下段立面影像sw_d疊合形成。

在一些實施例中，上段立面影像sw_u在第二顯示面板102上之正投影至少部分與下段立面影像sw_d疊合(例如圖6C所示之陰影部分)，舉例而言，在一些可使觀看者感到較為自然的實施例中，圖7所示之陰影部分之重疊寬度wov可為立面影像SW之寬度wsw之15~40%。上述僅為例示，本發明不限於上述之數值。

上段立面影像sw_u之透明度大於下段立面影像sw_d之透明度，舉例而言，在一些可使觀看者感到較為自然的實施例中，上段立面影像sw_u之不透明度可為34%，而下段立面影像sw_d之不透明度可為45%。上述僅為例示，本發明不限於上述之數值。

在一些實施例中，在橫切上段立面影像sw_u之正投影及下段立面影像sw_d之虛擬截線L上，上段立面影像sw_u之正投影之寬度(例如上段立面寬度wu)小於下段立面影像sw_d之寬度(例如下段立面寬度wd)。上述僅為例示，本發明不限於上述之數值。

在一些實施例中，上段立面影像sw_u之正投影及下段立面影像sw_d之一顯示參數沿著橫切上段立面影像sw_u之正投影及下段立面影像sw_d之虛擬截線L漸變。舉例而言，上段立面影像sw_u之正投影及下段立面影像sw_d之色彩或亮度參數可沿著截線L由立面影像SW之中心往立面影像SW之外圍漸增或漸減。此外，在一實施例中，可使立面影像SW具有柔邊(例如羽化)之影像效果，以令觀看者感到更加擬真。

立體影像需具有深度(或亦可稱為遠近)之視覺效果，例如，影像所欲呈現之離觀看者較遠之物件需使觀看者感到較深，反之則需使觀看者感到較近。在本揭示內容之多層顯示器(例如顯示裝置100)中，可使用距離觀看者較近的顯示面板進行深度較小之物件之顯示，而使用距離觀看者較遠的顯示面板進行深度較大之物件之顯示。參閱圖7A，圖7A繪示由第一顯示面板101所顯示之深度較小之第一層影像pic_u。參閱圖7B，圖7B繪示由第二顯示面板102所顯示之深度較大之第二層影像pic_d。參閱圖7C，疊合影像pic例如為第一層影像pic_u及第二層影像pic_d疊合形成之立體影像。在一些實施例中，第一顯示面板101所顯示之第一層影像及第二顯示面板102所顯示之第二層影像可分別具有若干圖層，每一圖層分別在立體視覺上呈現不同深度。例如，如圖8所示，畫面pic具有第一階面p1、第二階面p2、第三階面p3，及第四階面p4，其可分別為4個不同圖層之影像。

在不同實施例中，第一階面p1、第二階面p2、第三階面p3，及第四階面p4可分別包含於第一顯示面板101所顯示之第一層影像或第二顯示面板102所顯示之第二層影像中。例如，在一實施例中，第一顯示面板101所顯示之第一層影像可包含第一階面p1及第二階面p2，而第二顯示面板102所顯示之第二層影像中可包含第三階面p3及第四階面p4(亦即，第一層影像及第二層影像分別包含2個圖層)；在另一實施例中，第一顯示面板101所顯示之第一層影像可包含第一階面p1，而第二顯示面板102所顯示之第二層影像中可包含第二階面p2、第三階面p3，及第四階面p4(亦即，第一層影像包含1個圖層，第二層影像包含3個圖層)。在一些實施例中，第一顯示面板101所顯示之第一層影像可具有低於總圖層數(亦即第一層影像及第二層影像之圖層數之加總)之45%之圖層數(亦即，第一層影像之影像深度小於疊合影像之影像深度之45%)，以提供更加擬真的立體影像。換言之，第一顯示面板101所顯示之第一層影像可具有小於第二顯示面板102所顯示之第二層影像之圖層數，以提供更加擬真的立體影像。

參閱圖8，在本發明一態樣中，顯示方法900可包含步驟S901~S902。顯示方法900可例如由顯示裝置100執行。在步驟S901中，可透過第一顯示面板101顯示第一層影像，其中，第一層影像包含第一區域影像及第二區域影像，第一區域影像具有第一消失點(例如VP1)，第二區域影像具有與第一消失點相異之第二消失點(例如VP2)。接著，在步驟S902中，可透過與第一顯示面板102相疊之第二顯示面板102顯示第二層影像，其中，第二層影像包含第三區域影像及第四區域影像，且其中，第三區域影像具有第三消失點(例如VP3)，第四區域影像具有與第三消失點相異之第四消失點(例如VP4)，第一層影像及第二層影像相疊形成疊合影像。

應可理解，申請專利範圍並不被限定於以上所說明的各種實施例之特定特徵。可在以上所描述各種按鍵結構上作出各種改動、更換和變形而不脫離請求項的範圍。