本發(fā)明涉及一種顯示裝置，特別涉及一種立體顯示裝置。

背景技術(shù)：

近年來(lái)，為了追求更逼真更貼近真實(shí)的影像，顯示技術(shù)不斷地推陳出新使其貼合觀測(cè)者的需求。從初期的平面顯示對(duì)于分辨率及色彩的追求，至近年的三維顯示裝置更可進(jìn)一步提供觀測(cè)者除了影像以外的立體感受。

立體顯示主要的作用原理為分別饋送左右眼不同的角度的觀看物體的影像，根據(jù)人眼的視覺(jué)特性，于雙眼分別觀視相同影像內(nèi)容但是具有不同視差(parallax)的二影像時(shí)，觀測(cè)者會(huì)感覺(jué)所視物具有層次感及深度感，以感受到一個(gè)三度空間立體影像。

應(yīng)用上大略可分為需額外搭配眼鏡觀看或是直接裸視兩種方式，近年來(lái)更主要的技術(shù)發(fā)展更以后者為主。再依照饋送的方式不同，再細(xì)分為時(shí)域多任務(wù)以及空間多任務(wù)的方式。

圖1為現(xiàn)有技術(shù)采用空間多任務(wù)模式的投影式立體顯示裝置1的示意圖，如圖所示，現(xiàn)有技術(shù)采用空間多任務(wù)模式的投影式立體顯示裝置1包含背光源11、顯示裝置12以及透鏡陣列13。透鏡陣列13的透鏡14將像素15’、15”、15”’輸出的像素指向三個(gè)不同的空間位置16’、16”、16”’。以相似的方式，透鏡陣列13的透鏡14’也將像素15’、15”、15”’輸出的像素指向三個(gè)不同的空間位置17’、17”、17”’。

圖2為現(xiàn)有技術(shù)采用時(shí)域多任務(wù)模式的投影式立體影像顯示裝置的示意圖。如圖所示，此顯示裝置2包含一光源21、一偏光鏡23、一旋轉(zhuǎn)多面鏡25、一面板27以及數(shù)個(gè)光學(xué)元件29。光源21產(chǎn)生一光束，光束先藉由偏光鏡23偏極化，再以旋轉(zhuǎn)多面鏡25反射至面板27成像，產(chǎn)生類似掃描效果。后續(xù)的數(shù)個(gè)光學(xué)元件29在不同的時(shí)序中將不同角度的影像投影至不同觀察區(qū)域。詳言之，光源21依序在面板27相鄰的視域上產(chǎn)生第一視角影像、第二視角影像、 第三視角影像及第四視角影像，但此種投影式立體影像顯示裝置需藉由旋轉(zhuǎn)多面鏡25旋轉(zhuǎn)，且多面鏡25的旋轉(zhuǎn)方式大多采用機(jī)械式運(yùn)轉(zhuǎn)，此種運(yùn)轉(zhuǎn)方式較易因摩擦產(chǎn)生大量噪音。且若遇分割的視角較多，此時(shí)，則需提高旋轉(zhuǎn)多面鏡25的轉(zhuǎn)速，使得前述缺點(diǎn)將更為顯著。

事實(shí)上，無(wú)論單獨(dú)采用以空間多任務(wù)模式(spatial multiplex)或時(shí)域多任務(wù)模式(time multiplex)來(lái)達(dá)到立體顯示效果，均有其美中不足的缺點(diǎn)及待克服的問(wèn)題。基于此，如何設(shè)計(jì)出同時(shí)具有較低成本、簡(jiǎn)化的光學(xué)配置及分辨率高等優(yōu)點(diǎn)的立體影像顯示裝置，乃為此業(yè)界亟需努力的目標(biāo)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明為了欲解決現(xiàn)有技術(shù)的問(wèn)題而提供的一種顯示裝置，包括一投影鏡頭、一菲涅耳透鏡、一角度放大屏幕、一垂直擴(kuò)散板以及一第一微光偏折板。投影鏡頭提供一初始影像。該第一微光偏折板夾設(shè)于該菲涅耳透鏡與該角度放大屏幕之間，該角度放大屏幕夾設(shè)于該第一微光偏折板與該垂直擴(kuò)散板之間，該初始影像被該第一微光偏折板轉(zhuǎn)向而成為一第一視角影像以及一第二視角影像，該第一視角影像以及該第二視角影像的視角方向皆不相同。

在一實(shí)施例中，該第一微光偏折板包括一第一光偏折區(qū)以及一第二光偏折區(qū)，該初始影像經(jīng)過(guò)該第一光偏折區(qū)以及該第二光偏折區(qū)而被轉(zhuǎn)向成為該第一視角影像以及該第二視角影像。

在一實(shí)施例中，該第一光偏折區(qū)以及該第二光偏折區(qū)沿一第一方向排列，該第一方向?yàn)樗椒较颉?/p>

在一實(shí)施例中，該第一光偏折區(qū)以及該第二光偏折區(qū)沿一第一方向排列，該第一方向與一水平方向之間的夾角為45度。

在一實(shí)施例中，該顯示裝置更包括第二微光偏折板，其中，該第二微光偏折板夾設(shè)于該第一微光偏折板與該角度放大屏幕之間，該第一視角影像被該第二微光偏折板轉(zhuǎn)向而成為一第一子視角影像以及一第二子視角影像，該第二視角影像被該第二微光偏折板轉(zhuǎn)向而成為一第三子視角影像以及一第四子視角影像，其中，該第一子視角影像、該第二子視角影像、該第三子視角影像以及該第四子視角影像的視角方向皆不相同。

在一實(shí)施例中，該第二微光偏折板包括一第一子光偏折區(qū)以及一第二子 光偏折區(qū)，該第一視角影像經(jīng)過(guò)該第一子光偏折區(qū)以及該第二子光偏折區(qū)而被轉(zhuǎn)向成為該第一子視角影像以及該第二子視角影像，該第二視角影像經(jīng)過(guò)該第一子光偏折區(qū)以及該第二子光偏折區(qū)而被轉(zhuǎn)向成為該第三子視角影像以及該第四子視角影像。

在一實(shí)施例中，該第一光偏折區(qū)以及該第二光偏折區(qū)沿一第一方向排列，該第一子光偏折區(qū)以及該第二子光偏折區(qū)沿一第二方向排列，該第一方向與該第二方向之間的夾角為45度。

在一實(shí)施例中，該第一光偏折區(qū)以及該第二光偏折區(qū)的光偏折能力為(-2,+2)，該第一子光偏折區(qū)以及該第二子光偏折區(qū)的光偏折能力為(-1,+1)。

在一實(shí)施例中，該第一光偏折板更包括一第三光偏折區(qū)，該第二光偏折板更包括一第三子光偏折區(qū)，該第一光偏折區(qū)、該第二光偏折區(qū)以及該第三光偏折區(qū)沿一第一方向排列，該第一子光偏折區(qū)、該第二子光偏折區(qū)以及該第三子光偏折區(qū)沿一第二方向排列，該第一方向與該第二方向之間的夾角為45度。

在一實(shí)施例中，該第一光偏折區(qū)、該第二光偏折區(qū)以及該第三光偏折區(qū)的光偏折能力為(-3,0,+3)，該第一子光偏折區(qū)、該第二子光偏折區(qū)以及該第三子光偏折區(qū)的光偏折能力為(-1,0,+1)。

在一實(shí)施例中，該第二光偏折板更包括一第三子光偏折區(qū)以及一第四子光偏折區(qū)，該第一光偏折區(qū)以及該第二光偏折區(qū)沿一第一方向排列，該第一子光偏折區(qū)、該第二子光偏折區(qū)、該第三子光偏折區(qū)以及該第四子光偏折區(qū)沿一第二方向排列，該第一方向與該第二方向之間的夾角為45度。

在一實(shí)施例中，該第一光偏折區(qū)以及該第二光偏折區(qū)的光偏折能力為(-4,+4)，該第一子光偏折區(qū)、該第二子光偏折區(qū)、該第三子光偏折區(qū)以及該第四子光偏折區(qū)的光偏折能力為(-3,-1,+1,+3)。

本發(fā)明亦提供一種顯示裝置，包括一投影鏡頭、一第一微光偏折板以及一第二微光偏折板。投影鏡頭提供一初始影像。該初始影像被該第一微光偏折板轉(zhuǎn)向而成為一第一視角影像以及一第二視角影像，該第一視角影像以及該第二視角影像的視角方向皆不相同。該第一視角影像被該第二微光偏折板轉(zhuǎn)向而成為一第一子視角影像以及一第二子視角影像，該第二視角影像被該第二微光偏折板轉(zhuǎn)向而成為一第三子視角影像以及一第四子視角影像，其中， 該第一子視角影像、該第二子視角影像、該第三子視角影像以及該第四子視角影像的視角方向皆不相同。

應(yīng)用本發(fā)明實(shí)施例的微光偏折板及其配置方式，可倍數(shù)增加顯示裝置的視角影像，藉此提供高分辨率的立體影像。特別是，本發(fā)明實(shí)施例的微光偏折板及其配置方式可搭配應(yīng)用于時(shí)域多任務(wù)模式(time multiplex)設(shè)計(jì)的顯示裝置之中，達(dá)成空間多任務(wù)模式(spatial multiplex)與時(shí)域多任務(wù)模式(time multiplex)相整合的效果。

附圖說(shuō)明

圖1是顯示現(xiàn)有技術(shù)采用時(shí)間多任務(wù)模式的投影式立體顯示裝置。

圖2是顯示另一種現(xiàn)有技術(shù)采用時(shí)間多任務(wù)模式的投影式立體顯示裝置。

圖3是顯示本發(fā)明第一實(shí)施例的顯示裝置。

圖4A是顯示本發(fā)明一實(shí)施例的第一微光偏折板。

圖4B是顯示本發(fā)明另一實(shí)施例的第一微光偏折板。

圖4C是顯示本發(fā)明實(shí)施例的第一微光偏折板的設(shè)計(jì)原理。

圖5A是顯示本發(fā)明一實(shí)施例的第一微光偏折板的細(xì)部結(jié)構(gòu)。

圖5B是顯示本發(fā)明一實(shí)施例的第一微光偏折板的效果。

圖5C是顯示本發(fā)明另一實(shí)施例的第一微光偏折板的效果。

圖6是顯示本發(fā)明第二實(shí)施例的顯示裝置。

圖7是顯示本發(fā)明第三實(shí)施例的顯示裝置。

圖8是顯示本發(fā)明第四實(shí)施例的顯示裝置。

其中，附圖標(biāo)記：

1～顯示裝置

11～背光源

12～顯示裝置

13～透鏡陣列

14、14’～透鏡

15’、15”、15”’～像素

16’、16”、16”’～空間位置

17’、17”、17”’～空間位置

2～顯示裝置

21～光源

23～偏光鏡

25～旋轉(zhuǎn)多面鏡

27～面板

29～光學(xué)元件

100～顯示裝置

110～投影鏡頭

120～菲涅耳透鏡(Fresnel lens)

130～角度放大屏幕

140～垂直擴(kuò)散板

150、150’～第一微光偏折板

151～第一光偏折區(qū)

152～第二光偏折區(qū)

153～第三光偏折區(qū)

161～第一子光偏折區(qū)

162～第二子光偏折區(qū)

163～第三子光偏折區(qū)

164～第四子光偏折區(qū)

190～初始影像

191～第一視角影像

192～第二視角影像

具體實(shí)施方式

參照?qǐng)D3，其是顯示本發(fā)明第一實(shí)施例的顯示裝置100，包括一投影鏡頭110、一菲涅耳透鏡(Fresnel lens)120、一角度放大屏幕130、一垂直擴(kuò)散板140以及一第一微光偏折板150。投影鏡頭提供一初始影像。該第一微光偏折板150夾設(shè)于該菲涅耳透鏡120與該角度放大屏幕130之間，該角度放大屏幕130夾設(shè)于該第一微光偏折板150與該垂直擴(kuò)散板140之間，該初始影像被該第一微光偏折板150轉(zhuǎn)向而成為一第一視角影像以及一第二視角影像，該第一 視角影像以及該第二視角影像的視角方向皆不相同。

參照?qǐng)D4A、4B，圖4A是顯示本發(fā)明一實(shí)施例的第一微光偏折板150，在此實(shí)施例中，第一微光偏折板150的光偏折能力為(-1,+1)。圖4B是顯示本發(fā)明另一實(shí)施例的第一微光偏折板150’，在此實(shí)施例中，第一微光偏折板150’的光偏折能力為(-1,0,+1)。參照?qǐng)D4C，光偏折能力可以透過(guò)以下公式設(shè)計(jì)而得：

其中，θ1代表右側(cè)的銳角角度，θ2代表左側(cè)的銳角角度，Wm代表底面的寬度，n代表折射率，Φi代表入射光角度，Φo代表出射光角度。

參照?qǐng)D5A、5B以及5C，在一實(shí)施例中，該第一微光偏折板150包括一第一光偏折區(qū)151以及一第二光偏折區(qū)152，該初始影像190(包含多個(gè)像素影像)經(jīng)過(guò)該第一光偏折區(qū)151以及該第二光偏折區(qū)152而被轉(zhuǎn)向成為該第一視角影像以及該第二視角影像。在此實(shí)施例中，該第一光偏折區(qū)151以及該第二光偏折區(qū)152沿一第一方向排列，該第一方向與一水平方向之間的夾角為45度。在一變化例中，該第一光偏折區(qū)151以及該第二光偏折區(qū)152沿一第一方向排列，該第一方向?yàn)樗椒较?。參照?qǐng)D5B以及5C，其是顯示圖5A的該第一微光偏折板150的配置效果，其中，基于該第一微光偏折板150的配置，該初始影像190被轉(zhuǎn)向而成為一第一視角影像191以及一第二視角影像192。在此實(shí)施例中，四分之一的該初始影像190(在此以一個(gè)像素的右上角以及左下角為例)可被屏蔽(mask)所阻擋。在此實(shí)施例中，垂直方向的轉(zhuǎn)向效果將由垂直擴(kuò)散板140所擴(kuò)散消除。

應(yīng)用本發(fā)明實(shí)施例的微光偏折板及其配置方式，可倍數(shù)增加顯示裝置的視角影像，藉此提供高分辨率的立體影像。特別是，本發(fā)明實(shí)施例的微光偏折板及其配置方式可搭配應(yīng)用于時(shí)域多任務(wù)模式(time multiplex)設(shè)計(jì)的顯示裝置之中，達(dá)成空間多任務(wù)模式(spatial multiplex)與時(shí)域多任務(wù)模式(time multiplex)相整合的效果。

參照?qǐng)D6，其是顯示本發(fā)明第二實(shí)施例的顯示裝置，其更包括第二微光偏折板160，疊合該第一微光偏折板150，該第二微光偏折板160包括一第一子 光偏折區(qū)161以及一第二子光偏折區(qū)162，該第一視角影像經(jīng)過(guò)該第一子光偏折區(qū)以及該第二子光偏折區(qū)而被轉(zhuǎn)向成為一第一子視角影像以及一第二子視角影像，該第二視角影像經(jīng)過(guò)該第一子光偏折區(qū)以及該第二子光偏折區(qū)而被轉(zhuǎn)向成為一第三子視角影像以及一第四子視角影像。該第一子光偏折區(qū)161以及該第二子光偏折區(qū)162沿一第二方向排列，該第一方向與該第二方向之間的夾角為45度。在一實(shí)施例中，該第一光偏折區(qū)151以及該第二光偏折區(qū)152的光偏折能力為(-2,+2)，該第一子光偏折區(qū)161以及該第二子光偏折區(qū)162的光偏折能力為(-1,+1)。因此產(chǎn)生了(-3,-1,+1,+3)的光偏折能力，在上述數(shù)列中，每一像素受到的光偏折能力的差值為2，因此上述設(shè)計(jì)提供了均勻的光偏折效果。而應(yīng)用此實(shí)施例，視角影像增加為原來(lái)的四倍。

參照?qǐng)D7，其是顯示本發(fā)明第三實(shí)施例的顯示裝置，其中，該第一光偏折板150更包括一第三光偏折區(qū)153，該第二光偏折板160更包括一第三子光偏折區(qū)163，該第一光偏折區(qū)151、該第二光偏折區(qū)152以及該第三光偏折區(qū)153沿一第一方向排列，該第一子光偏折區(qū)161、該第二子光偏折區(qū)162以及該第三子光偏折區(qū)163沿一第二方向排列，該第一方向與該第二方向之間的夾角為45度。在一實(shí)施例中，該第一光偏折區(qū)151、該第二光偏折區(qū)152以及該第三光偏折區(qū)153的光偏折能力為(-3,0,+3)，該第一子光偏折區(qū)161、該第二子光偏折區(qū)162以及該第三子光偏折區(qū)163的光偏折能力為(-1,0,+1)。因此產(chǎn)生了(-4,-3,-2,-1,0,+1,+2,+3,+4)的光偏折能力，在上述數(shù)列中，每一像素受到的光偏折能力的差值為1，因此上述設(shè)計(jì)提供了均勻的光偏折效果。而應(yīng)用此實(shí)施例，視角影像增加為原來(lái)的九倍。

參照?qǐng)D8，其是顯示本發(fā)明第四實(shí)施例的顯示裝置，其中，該第二光偏折板160更包括一第三子光偏折區(qū)163以及一第四子光偏折區(qū)164，該第一光偏折區(qū)151以及該第二光偏折區(qū)152沿一第一方向排列，該第一子光偏折區(qū)161、該第二子光偏折區(qū)162、該第三子光偏折區(qū)163以及該第四子光偏折區(qū)164沿一第二方向排列，該第一方向與該第二方向之間的夾角為45度。在一實(shí)施例中，該第一光偏折區(qū)151以及該第二光偏折區(qū)152的光偏折能力為(-4,+4)，該第一子光偏折區(qū)161、該第二子光偏折區(qū)162、該第三子光偏折區(qū)163以及該第四子光偏折區(qū)164的光偏折能力為(-3,-1,+1,+3)。因此產(chǎn)生了(-7,-5,-3,-1,+1,+3,+5,+7)的光偏折能力，在上述數(shù)列中，每一像素受到的光偏折 能力的差值為2，因此上述設(shè)計(jì)提供了均勻的光偏折效果。而應(yīng)用此實(shí)施例，視角影像增加為原來(lái)的八倍。

雖然本發(fā)明已以具體的較佳實(shí)施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本領(lǐng)域的相關(guān)技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，仍可作些許的更動(dòng)與潤(rùn)飾，但這些相應(yīng)的改動(dòng)與潤(rùn)飾都應(yīng)包含于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍。