本發(fā)明涉及一種立體顯示裝置，特別是一種立體顯示屏幕與使用其的立體顯示裝置。

背景技術(shù)：

隨著科技的發(fā)展，能呈現(xiàn)立體視覺(jué)顯示的光學(xué)產(chǎn)品已成為消費(fèi)市場(chǎng)上的注目焦點(diǎn)。利用兩眼視差，立體顯示裝置可透過(guò)光學(xué)組件而將光源分布影像分別送至雙眼，進(jìn)而產(chǎn)生立體畫(huà)面。亦即，利用人類(lèi)的兩眼視差，立體顯示裝置可以分別提供觀賞者兩眼不同的光源分布影像，以達(dá)成立體顯示。

于立體顯示裝置中，立體裸視顯示器不像其他的立體顯示裝置需要使用眼鏡來(lái)區(qū)分左右眼光源分布影像。亦即，立體裸視顯示器是將具不同光源分布影像的光束分別傳送到空間上不同的位置。因此，若不同的光源分布影像被分別傳至對(duì)應(yīng)觀賞者的左右眼，觀賞者即能夠以裸視感受到立體光源分布影像。換言之，立體裸視顯示技術(shù)能避免眼鏡式立體顯示技術(shù)的不便，是目前重要的發(fā)展方向。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種立體顯示屏幕與使用其的立體顯示裝置，該立體顯示屏幕可應(yīng)用于立體顯示裝置，其中立體顯示裝置包含光源分布影像發(fā)射源，光源分布影像發(fā)射源用以提供光源分布影像信號(hào)。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種立體顯示屏幕，包含光偏折元件與雙凸柱面透鏡。光偏折元件用以使穿過(guò)其的光束朝多個(gè)方向行進(jìn)。雙凸柱面透鏡設(shè)置于光偏折元件的一側(cè)，并包含本體、第一柱面透鏡陣列與第二柱面透鏡陣列。第一柱面透鏡陣列設(shè)置于本體上，并位于光偏折元件與本體之間。第一柱面透鏡陣列包含多個(gè)第一柱面透鏡，且每一第一柱面透鏡于第一方向具有第一長(zhǎng)度a。第二柱面透鏡陣列設(shè)置于本體上，且本體位于第一柱面透鏡陣列與第二柱面透鏡陣 列之間。第二柱面透鏡陣列包含多個(gè)第二柱面透鏡與至少一個(gè)第三柱面透鏡。每一第二柱面透鏡于第一方向具有第二長(zhǎng)度b。第三柱面透鏡于第一方向具有第三長(zhǎng)度c，其中第一長(zhǎng)度大于第二長(zhǎng)度，且第二長(zhǎng)度大于第三長(zhǎng)度a>b>c。第一方向?qū)嵸|(zhì)上垂直于第一柱面透鏡陣列、本體與第二柱面透鏡陣列的排列方向。

于部分實(shí)施方式中，立體顯示屏幕應(yīng)用于立體顯示裝置。立體顯示裝置包含光源分布影像發(fā)射源，設(shè)置于立體顯示屏幕的一側(cè)。光偏折元件光學(xué)耦合于光源分布影像發(fā)射源與雙凸柱面透鏡之間，其中光源分布影像發(fā)射源用以朝立體顯示屏幕提供光源分布影像信號(hào)。光源分布影像信號(hào)具有依一時(shí)序呈現(xiàn)的多個(gè)光源分布影像。

于部分實(shí)施方式中，光源分布影像信號(hào)通過(guò)第一柱面透鏡陣列，被成像于本體之中。所成像的光源分布影像信號(hào)于第一方向具有第四長(zhǎng)度s，其中第一長(zhǎng)度a的量值實(shí)質(zhì)上與(2*n+1)*s相同，第二長(zhǎng)度b的量值實(shí)質(zhì)上與(n+2)*s相同，第三長(zhǎng)度(c)的量值實(shí)質(zhì)上與(n*s)相同，且n為大于1的正整數(shù)。

于部分實(shí)施方式中，第二柱面透鏡陣列的第二柱面透鏡的數(shù)量與第三柱面透鏡的數(shù)量的比值為(m+1)/m，其中m為正整數(shù)。

于部分實(shí)施方式中，至少兩個(gè)第二柱面透鏡彼此相鄰。

于部分實(shí)施方式中，部分第二柱面透鏡與部分第三柱面透鏡為交錯(cuò)排列。

于部分實(shí)施方式中，光偏折元件包含多個(gè)折射界面。折射界面朝向雙凸柱面透鏡，且折射界面沿第二方向排列并沿第三方向延伸。第二方向與第三方向的其中任一異于第一方向，且第二方向與第三方向正交。光偏折元件用以通過(guò)折射界面而使穿過(guò)其的光束偏折至多個(gè)偏折方向，且多個(gè)偏折方向彼此相異。

于部分實(shí)施方式中，第一方向平分第二方向與第三方向之間的夾角。

于部分實(shí)施方式中，光偏折元件包含入光面及多個(gè)微棱鏡，且微棱鏡位于入光面與雙凸柱面透鏡之間。

于部分實(shí)施方式中，微棱鏡沿第四方向排列，其中第一方向與第四方向夾一角度，且此角度介于30度至60度之間。

于部分實(shí)施方式中，第一柱面透鏡的其中至少之一的光軸與第二柱面透鏡的其中之一的光軸平行，且第一柱面透鏡的其中至少之一的光軸與第三柱面透鏡的光軸平行。

為了更好地實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供了一種立體顯示裝置，包含立體顯示屏幕與光源分布影像發(fā)射源。立體顯示屏幕包含光偏折元件與雙凸柱面透鏡。光偏折元件用以使穿過(guò)其的光束朝多個(gè)方向行進(jìn)。雙凸柱面透鏡設(shè)置于光偏折元件的一側(cè)，并包含本體、第一柱面透鏡陣列與第二柱面透鏡陣列。第一柱面透鏡陣列設(shè)置于本體上，并位于光偏折元件與本體之間。第一柱面透鏡陣列包含多個(gè)第一柱面透鏡，且每一第一柱面透鏡于第一方向具有第一長(zhǎng)度a。第二柱面透鏡陣列設(shè)置于本體上，且本體位于第一柱面透鏡陣列與第二柱面透鏡陣列之間。第二柱面透鏡陣列包含多個(gè)第二柱面透鏡與至少一個(gè)第三柱面透鏡。每一第二柱面透鏡于第一方向具有第二長(zhǎng)度b。第三柱面透鏡于第一方向具有第三長(zhǎng)度c，其中第一長(zhǎng)度大于第二長(zhǎng)度，且第二長(zhǎng)度大于第三長(zhǎng)度a>b>c。第一方向?qū)嵸|(zhì)上垂直于第一柱面透鏡陣列、本體與第二柱面透鏡陣列的排列方向。光源分布影像發(fā)射源設(shè)置于立體顯示屏幕的一側(cè)。光偏折元件光學(xué)耦合于光源分布影像發(fā)射源與雙凸柱面透鏡之間，其中光源分布影像發(fā)射源用以朝立體顯示屏幕提供光源分布影像信號(hào)。光源分布影像信號(hào)具有依一時(shí)序呈現(xiàn)的多個(gè)光源分布影像。

本發(fā)明的技術(shù)效果在于：

本發(fā)明的立體顯示裝置可通過(guò)光源分布影像發(fā)射源，以時(shí)間多工的方式提供立體光源分布影像。立體顯示屏幕包含光偏折元件與雙凸柱面透鏡。立體顯示屏幕可通過(guò)光偏折元件與雙凸柱面透鏡的組合調(diào)整穿過(guò)立體顯示屏幕的光源分布影像信號(hào)的投射方向，使得光源分布影像信號(hào)于穿過(guò)立體顯示屏幕后可朝多個(gè)方向投射。因此，立體顯示屏幕可通過(guò)光偏折元件與雙凸柱面透鏡的組合，以空間多工的方式呈現(xiàn)完整的立體光源分布影像。此外，立體顯示屏幕可通過(guò)雙凸柱面透鏡加大立體光源分布影像的可視角度范圍。另一方面，雙凸柱面透鏡可根據(jù)所設(shè)定的參數(shù)，對(duì)應(yīng)調(diào)整其上的柱面透鏡間的配置關(guān)系，以進(jìn)一步調(diào)整立體顯示屏幕所呈現(xiàn)的觀賞視區(qū)。

以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述，但不作為對(duì)本發(fā)明的限定。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明立體顯示裝置的一實(shí)施方式的配置示意圖；

圖2a為圖1的立體顯示裝置的光源分布影像發(fā)射源的正視示意圖；

圖2b至圖2d為光源分布影像發(fā)射源于時(shí)序內(nèi)發(fā)射不同光源分布影像的正視示意圖；

圖3a為本發(fā)明立體顯示屏幕的光偏折元件的一實(shí)施方式的正視示意圖；

圖3b為沿圖3a的連線bb的剖面示意圖；

圖4a為本發(fā)明立體顯示屏幕的光偏折元件的另一實(shí)施方式的正視示意圖；

圖4b為沿圖4a的連線bb的剖面示意圖；

圖5為光源分布影像信號(hào)通過(guò)本發(fā)明立體顯示屏幕的雙凸柱面透鏡的一實(shí)施方式的示意圖；

圖6為本發(fā)明立體顯示屏幕的雙凸柱面透鏡的另一實(shí)施方式的示意圖；

圖7為本發(fā)明立體顯示屏幕的雙凸柱面透鏡的再一實(shí)施方式的示意圖；

圖8a為本發(fā)明立體顯示屏幕于導(dǎo)引光源分布影像的一實(shí)施方式的示意圖；

圖8b為圖8a的第c1列與第c2列的示意圖；

圖9a為本發(fā)明立體顯示屏幕于導(dǎo)引光源分布影像的另一實(shí)施方式的示意圖；

圖9b為圖9a的第c1列至第c3列的示意圖；

圖10a為本發(fā)明立體顯示屏幕于導(dǎo)引光源分布影像的再一實(shí)施方式的示意圖；

圖10b為圖10a的第c1列與第c2列的示意圖。

其中，附圖標(biāo)記

100立體顯示裝置

102光源分布影像發(fā)射源

104、104a、104b光源分布影像信號(hào)

106、106a、106b、106c光源分布影像

108成像信號(hào)

110立體顯示屏幕

112光偏折元件

113入光面

114出光面

116a、116b微棱鏡

120雙凸柱面透鏡

122本體

124第一柱面透鏡陣列

126、126a、126b、126c、126d第一柱面透鏡

128第二柱面透鏡陣列

130第二柱面透鏡

132第三柱面透鏡

p、p1-p9像素

a第一長(zhǎng)度

a1第一折射界面

a2第二折射界面

a3第三折射界面

a4第四折射界面

b第二長(zhǎng)度

bb連線

c第三長(zhǎng)度

d1第一方向

d2第二方向

d3第三方向

d4第四方向

o1-o4觀賞視區(qū)

s第四長(zhǎng)度

θ角度

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理和工作原理作具體的描述：

本發(fā)明的一實(shí)施方式提供一種立體顯示屏幕，其可應(yīng)用于立體顯示裝置，其中立體顯示裝置包含光源分布影像發(fā)射源。光源分布影像發(fā)射源用以提供光 源分布影像信號(hào)。立體顯示裝置可通過(guò)光源分布影像發(fā)射源，以時(shí)間多工的方式提供立體光源分布影像。立體顯示屏幕包含光偏折元件與雙凸柱面透鏡。立體顯示屏幕可通過(guò)光偏折元件與雙凸柱面透鏡的組合調(diào)整穿過(guò)立體顯示屏幕的光源分布影像信號(hào)的投射方向，使得光源分布影像信號(hào)于穿過(guò)立體顯示屏幕后可朝多個(gè)方向投射。因此，立體顯示屏幕可通過(guò)光偏折元件與雙凸柱面透鏡的組合，以空間多工的方式呈現(xiàn)完整的立體光源分布影像。此外，立體顯示屏幕可通過(guò)雙凸柱面透鏡加大立體光源分布影像的可視角度范圍。另一方面，雙凸柱面透鏡可根據(jù)所設(shè)定的參數(shù)，對(duì)應(yīng)調(diào)整其上的柱面透鏡間的配置關(guān)系，以進(jìn)一步調(diào)整立體顯示屏幕所呈現(xiàn)的觀賞視區(qū)。

請(qǐng)參照?qǐng)D1，其中圖1為本發(fā)明第一實(shí)施方式的立體顯示裝置100的配置示意圖。立體顯示裝置100可通過(guò)時(shí)間多工與空間多工提供立體光源分布影像至觀賞視區(qū)o1-o4。觀賞視區(qū)o1-o4沿第一方向d1陳列，其中第一方向d1為觀賞者觀看立體顯示裝置100時(shí)的雙眼連線方向。此外，為了不使圖式過(guò)于復(fù)雜，因此圖1的觀賞視區(qū)數(shù)量為4個(gè)。然而，觀賞視區(qū)的數(shù)量可以是超過(guò)4個(gè)。

立體顯示裝置100包含光源分布影像發(fā)射源102與立體顯示屏幕110。光源分布影像發(fā)射源102設(shè)置于立體顯示屏幕110的一側(cè)，并用以朝立體顯示屏幕110提供光源分布影像信號(hào)104，使得自光源分布影像發(fā)射源102發(fā)射的光源分布影像信號(hào)104可通過(guò)立體顯示屏幕110的導(dǎo)引而行進(jìn)至觀賞視區(qū)o1-o4。立體顯示屏幕110包含光偏折元件112與雙凸柱面透鏡120，其中光偏折元件112可以是微光偏折元件(micro-deflector)。雙凸柱面透鏡120設(shè)置于光偏折元件112的一側(cè)，且光偏折元件112位于并光學(xué)耦合于光源分布影像發(fā)射源102與雙凸柱面透鏡120之間。

雙凸柱面透鏡120包含本體122、第一柱面透鏡陣列124與第二柱面透鏡陣列128，其中本體122、第一柱面透鏡陣列124與第二柱面透鏡陣列128可為一體成形。第一柱面透鏡陣列124設(shè)置于本體122上，并位于光偏折元件112與本體122之間。第二柱面透鏡陣列128設(shè)置于本體122上，并與第一柱面透鏡陣列124相對(duì)，且本體122位于第一柱面透鏡陣列124與第二柱面透鏡陣列128之間。此外，第一方向d1實(shí)質(zhì)上垂直于第一柱面透鏡陣列124、本體122與第二柱面透鏡陣列128的排列方向。

第一柱面透鏡陣列124包含多個(gè)第一柱面透鏡126。每一第一柱面透鏡126于第一方向d1具有第一長(zhǎng)度(a)。第二柱面透鏡陣列128設(shè)置于本體122上，且本體122位于第一柱面透鏡陣列124與第二柱面透鏡陣列128之間。第二柱面透鏡陣列128包含多個(gè)第二柱面透鏡130與第三柱面透鏡132。每一第二柱面透鏡130于第一方向d1具有第二長(zhǎng)度(b)，第三柱面透鏡132于第一方向d1具有第三長(zhǎng)度(c)，其中第一長(zhǎng)度大于第二長(zhǎng)度，且第二長(zhǎng)度大于第三長(zhǎng)度(a>b>c)。亦即，第一柱面透鏡126、第二柱面透鏡130與第三柱面透鏡132分別具有不同的尺寸。此外，第一方向d1實(shí)質(zhì)上垂直于第一柱面透鏡陣列124、本體122與第二柱面透鏡陣列128的排列方向。

由于第一柱面透鏡126、第二柱面透鏡130與第三柱面透鏡132分別具有不同的尺寸，第一柱面透鏡陣列124與第二柱面透鏡陣列128為非對(duì)稱(chēng)關(guān)系。亦即，第一柱面透鏡陣列124與第二柱面透鏡陣列128不會(huì)對(duì)稱(chēng)于本體122。于第一柱面透鏡陣列124之中，第一柱面透鏡126沿第一方向d1重復(fù)地排列。于第二柱面透鏡陣列128之中，第二柱面透鏡130與第三柱面透鏡132為周期性地排列。通過(guò)上述配置，光源分布影像發(fā)射源102所提供的光源分布影像信號(hào)104可借由雙凸柱面透鏡120而被分配至適當(dāng)?shù)奈恢茫⒓哟笥^賞者可視得立體光源分布影像的區(qū)域的范圍，此部分的細(xì)節(jié)于后將有更進(jìn)一步的描述。

請(qǐng)同時(shí)看到圖1與圖2a，其中圖2a為圖1的立體顯示裝置100的光源分布影像發(fā)射源102的正視示意圖。同前所述，自光源分布影像發(fā)射源102發(fā)射的光源分布影像信號(hào)104可通過(guò)立體顯示屏幕110的導(dǎo)引而行進(jìn)至觀賞視區(qū)o1-o4。光源分布影像信號(hào)104具有依時(shí)序呈現(xiàn)的多個(gè)光源分布影像106。由于光源分布影像發(fā)射源102所提供的光源分布影像信號(hào)104具有依時(shí)序呈現(xiàn)的多個(gè)光源分布影像106，故立體顯示裝置100可通過(guò)光源分布影像發(fā)射源102，以時(shí)間多工的方式提供立體光源分布影像。

舉例而言，請(qǐng)看到圖2b至圖2d，其中圖2b至圖2d為光源分布影像發(fā)射源102于時(shí)序內(nèi)發(fā)射不同光源分布影像106a、106b與106c的正視示意圖。為了不使圖式過(guò)于復(fù)雜，圖2a至圖2d所繪的光源分布影像信號(hào)104的光源分布影像為沿水平方向排列。然而，光源分布影像發(fā)射源102所發(fā)射的光源分布影像信號(hào)104的光源分布影像106也可以是沿垂直方向排列，或是，光源分布影像發(fā)射源102所發(fā)射的光源分布影像信號(hào)104的光源分布影像106也可以 是以陣列方式排列。

圖2b中，光源分布影像發(fā)射源102于時(shí)序的第一時(shí)間點(diǎn)發(fā)射第一個(gè)光源分布影像106a。圖2c中，光源分布影像發(fā)射源102于時(shí)序的第二時(shí)間點(diǎn)發(fā)射第二個(gè)光源分布影像106b。圖2d中，光源分布影像發(fā)射源102于時(shí)序的第三時(shí)間點(diǎn)發(fā)射第三個(gè)光源分布影像106c。以此類(lèi)推，當(dāng)經(jīng)過(guò)一個(gè)完整時(shí)序(即自時(shí)序的第一時(shí)間點(diǎn)至第八時(shí)間點(diǎn))后，光源分布影像發(fā)射源102即可完成發(fā)射光源分布影像信號(hào)104(請(qǐng)看到圖1)的一個(gè)周期。圖2b至圖2d中，光源分布影像發(fā)射源102可于時(shí)序內(nèi)發(fā)射具有八個(gè)光源分布影像106的光源分布影像信號(hào)104，其中時(shí)序具有八個(gè)時(shí)間點(diǎn)，且此八個(gè)光源分布影像106于時(shí)序內(nèi)由光源分布影像發(fā)射源102依序發(fā)射。

于立體顯示裝置中，光偏折元件與雙凸柱面透鏡的結(jié)構(gòu)配置可根據(jù)光源分布影像發(fā)射源所提供的光源分布影像信號(hào)做調(diào)整，以使光源分布影像信號(hào)可被分配至適當(dāng)?shù)奈恢?。以下將先分別對(duì)多個(gè)實(shí)施方式中的光偏折元件與雙凸柱面透鏡的結(jié)構(gòu)作說(shuō)明，而結(jié)合光偏折元件與雙凸柱面透鏡所產(chǎn)生的效果將于說(shuō)明完光偏折元件與雙凸柱面透鏡的結(jié)構(gòu)后再作進(jìn)一步說(shuō)明。

請(qǐng)參照再看到圖1與圖3a，其中圖3a為本發(fā)明立體顯示屏幕110的光偏折元件112的一實(shí)施方式的正視示意圖。于圖3a所繪的光偏折元件112中，“正視示意圖”所指的正視視角為自雙凸柱面透鏡120指向光偏折元件112。此外，為了方便說(shuō)明，圖1中的第一方向d1也為于圖3a中。光偏折元件112具有相對(duì)的入光面113與出光面114，其中入光面113朝向光源分布影像發(fā)射源102，而出光面114朝向雙凸柱面透鏡120。換言之，圖3a所繪的視角為由雙凸柱面透鏡120朝向光偏折元件112的出光面114。

光偏折元件112包含多個(gè)折射界面，例如，第一折射界面a1與第二折射界面a2，其中第一折射界面a1與第二折射界面a2分別以不同的陰影表示。第一折射界面a1與第二折射界面a2可視為光偏折元件112的出光面114，亦即第一折射界面a1與第二折射界面a2會(huì)朝向雙凸柱面透鏡120。第一折射界面a1與第二折射界面a2沿第二方向d2排列并沿第三方向d3延伸。第二方向d2與第三方向d3的其中任一者異于第一方向d1，且第二方向d2與第三方向d3正交。此外，于部分實(shí)施方式中，第一方向d1可平分第二方向d2與第三方向d3之間的夾角。

光偏折元件112用以通過(guò)折射界面而使穿過(guò)其的光束偏折至多個(gè)偏折方向，且多個(gè)偏折方向彼此相異。例如，光偏折元件112可用以使穿過(guò)其的光束朝多個(gè)行進(jìn)方向(d)行進(jìn)，其中d為大于1的正整數(shù)。本實(shí)施方式中，光偏折元件112為二階的光偏折元件。因此，自光源分布影像發(fā)射源102發(fā)射的光源分布影像信號(hào)104于穿過(guò)光偏折元件112后可朝兩個(gè)方向行進(jìn)。換言之，本實(shí)施方式的行進(jìn)方向數(shù)d為2。

此外，光偏折元件112的折射界面可通過(guò)微棱鏡形成。具體而言，請(qǐng)看到圖3a與圖3b，其中圖3b為沿圖3a的連線bb的剖面示意圖。光偏折元件112可包含微棱鏡116a與116b，其中微棱鏡116a與116b的位置與入光面113相對(duì)。換言之，微棱鏡116a與116b位于入光面113與雙凸柱面透鏡120之間。微棱鏡116a與116b是沿第四方向d4排列，其中第二方向d2與第四方向d4互相平行。于微棱鏡116a與116b的排列方向中，第一方向d1與第四方向d4夾角度θ，且角度θ為介于30度至60度之間。例如，于第一方向d1平分第二方向d2與第三方向d3之間的夾角的實(shí)施方式中，第一方向d1與第四方向d4所夾的角度可為45度。

于此配置下，折射界面可以是通過(guò)微棱鏡116a與116b的表面而形成。例如，微棱鏡116a的兩個(gè)出光面分別為第一折射界面a1與第二折射界面a2，而微棱鏡116b的兩個(gè)出光面分別為第一折射界面a1與第二折射界面a2。借由此配置，自光源分布影像發(fā)射源102發(fā)射的光源分布影像信號(hào)104(請(qǐng)看到圖1)于穿過(guò)光偏折元件112時(shí)，光源分布影像信號(hào)104可被微棱鏡116a與116b偏折，并朝兩個(gè)相異的方向行進(jìn)。

此外，第一折射界面a1與第二折射界面a2的尺寸可根據(jù)光源分布影像信號(hào)104的光源分布影像大小作調(diào)整。例如，每一折射界面于第二方向d2上的長(zhǎng)度可略小于或等于光源分布影像信號(hào)104進(jìn)入光偏折元件112時(shí)的單一光源分布影像的對(duì)角線長(zhǎng)度。另一方面，第一折射界面a1與第二折射界面a2的數(shù)量也可根據(jù)光源分布影像信號(hào)104的光源分布影像數(shù)量作調(diào)整。

另一方面，由于折射界面的延伸方向是與第一方向d1夾45度角，故當(dāng)光源分布影像信號(hào)104穿過(guò)光偏折元件112后，穿過(guò)光偏折元件112的光源分布影像信號(hào)104相對(duì)原光源分布影像信號(hào)104會(huì)具有水平方向上的平移分量與鉛直方向上的平移分量。另外，由于折射界面的延伸方向是與第一方向d1夾 45度角，因此，穿過(guò)光偏折元件112的光源分布影像信號(hào)104所具有的水平方向上的平移分量與鉛直方向上的平移分量實(shí)質(zhì)上會(huì)相等。

請(qǐng)?jiān)倏吹綀D4a與圖4b，其中圖4a為本發(fā)明立體顯示屏幕的光偏折元件的另一實(shí)施方式的正視示意圖，而圖4b為沿圖4a的連線bb的剖面示意圖。圖4a所繪的光偏折元件112與圖3a所繪的光偏折元件112之間的至少一個(gè)差異為，圖4a與圖4b所繪的光偏折元件112為三階的光偏折元件，其中光偏折元件112具有第一折射界面a1、第二折射界面a2與第三折射界面a3，其分別以不同陰影繪示。

圖4b中，光偏折元件112可包含微棱鏡116a與116b，其中第一折射界面a1、第二折射界面a2與第三折射界面a3分別為微棱鏡116a與116b的三個(gè)出光面。例如，微棱鏡116a的三個(gè)出光面分別為第一折射界面a1、第二折射界面a2與第三折射界面a3，微棱鏡116b的三個(gè)出光面分別為第一折射界面a1、第二折射界面a2與第三折射界面a3。借由此配置，自光源分布影像發(fā)射源102發(fā)射的光源分布影像信號(hào)104于穿過(guò)光偏折元件112時(shí)，光源分布影像信號(hào)104可被微棱鏡116a與116b偏折，并朝三個(gè)相異的方向行進(jìn)。

請(qǐng)?jiān)倏吹綀D5，其中圖5為光源分布影像信號(hào)通過(guò)本發(fā)明立體顯示屏幕的雙凸柱面透鏡120的一實(shí)施方式的示意圖。當(dāng)光源分布影像發(fā)射源102所提供的光源分布影像信號(hào)104穿過(guò)光偏折元件112后，由光偏折元件112偏折的光源分布影像信號(hào)104會(huì)再接著進(jìn)入雙凸柱面透鏡120。于部分實(shí)施方式中，立體顯示屏幕110(請(qǐng)看到圖1)可還包含菲涅爾透鏡(未繪示)。菲涅爾透鏡可設(shè)置于光偏折元件112與雙凸柱面透鏡120之間，并用以使穿過(guò)光偏折元件112的光源分布影像信號(hào)104可平行地進(jìn)入雙凸柱面透鏡120。于光源分布影像信號(hào)104進(jìn)入雙凸柱面透鏡120后，光源分布影像信號(hào)104可通過(guò)第一柱面透鏡陣列124而被成像于本體122中，使得成像于本體122中的光源分布影像信號(hào)104成為成像信號(hào)108，其中成像信號(hào)108于第一方向d1具有第四長(zhǎng)度(s)。亦即，光源分布影像信號(hào)104于成像于本體122后具有第四長(zhǎng)度(s)。

除此之外，第一柱面透鏡126、第二柱面透鏡130與第三柱面透鏡132于第一方向d1的長(zhǎng)度可通過(guò)立體顯示裝置100的其他參數(shù)計(jì)算而得。具體而言，第一柱面透鏡126于第一方向d1的長(zhǎng)度以第一長(zhǎng)度(a)表示，第二柱面透鏡130于第一方向d1的長(zhǎng)度以第二長(zhǎng)度(b)表示，而第三柱面透鏡132于第一方 向d1的長(zhǎng)度為以第三長(zhǎng)度(c)表示。第一長(zhǎng)度(a)的量值實(shí)質(zhì)上與[(2*n+1)*s]相同，第二長(zhǎng)度(b)的量值實(shí)質(zhì)上與[(n+2)*s]相同，第三長(zhǎng)度(c)的量值實(shí)質(zhì)上與(n*s)相同，且n為大于1的正整數(shù)。于部分實(shí)施方式中，正整數(shù)n可以是立體顯示屏幕110中，光源分布影像信號(hào)104于穿過(guò)雙凸柱面透鏡120后，光源分布影像信號(hào)104被投射的方向數(shù)量。例如，當(dāng)一束平行光穿過(guò)雙凸柱面透鏡120之后，雙凸柱面透鏡120可將此平行光往n個(gè)方向投射。

此外，第二柱面透鏡130與第三柱面透鏡132的排列方式可由正整數(shù)n推算。以下以x表示第二柱面透鏡130的位置，并以y表示第三柱面透鏡132的位置。第二柱面透鏡130與第三柱面透鏡132的排列方式可表示為[x(xy)(n-1)]，且第二柱面透鏡130與第三柱面透鏡132是根據(jù)此排列方式做周期性排列。例如，當(dāng)正整數(shù)n為2時(shí)，第二柱面透鏡130與第三柱面透鏡132會(huì)以[xxy]的排列方式做周期性排列。亦即，以[xxyxxyxxy]的規(guī)律進(jìn)行周期性地排列。而當(dāng)正整數(shù)n為3時(shí)，第二柱面透鏡130與第三柱面透鏡132會(huì)以[xxyxy……]的排列方式做周期性排列。亦即，以[xxyxyxxyxyxxyxy……]的規(guī)律進(jìn)行周期性地排列。于此排列方式下，至少兩個(gè)第二柱面透鏡130會(huì)彼此相鄰，換句話說(shuō)，兩個(gè)第二柱面透之間沒(méi)有其他柱面透鏡(如第三柱面透鏡132)，且部分第二柱面透鏡130與部分第三柱面透鏡132為交錯(cuò)排列。此外，第二柱面透鏡陣列128的第二柱面透鏡130的數(shù)量與第三柱面透鏡132的數(shù)量的比值為[(m+1)/m]，其中m為正整數(shù)。換言之，第二柱面透鏡130的數(shù)量可設(shè)定為比第三柱面透鏡132的數(shù)量多一個(gè)。

于圖5所繪的雙凸柱面透鏡120中，雙凸柱面透鏡120被設(shè)定為將穿過(guò)其的光源分布影像朝兩個(gè)方向投射，亦即正整數(shù)n等于2。因此，根據(jù)前述第一長(zhǎng)度(a)、第二長(zhǎng)度(b)與第三長(zhǎng)度(c)的計(jì)算式，第一長(zhǎng)度(a)會(huì)等于5s，第二長(zhǎng)度(b)會(huì)等于4s，而第三長(zhǎng)度(c)會(huì)等于2s。于第一柱面透鏡陣列124中，第一柱面透鏡126為重復(fù)性地排列。于第二柱面透鏡陣列128中，第二柱面透鏡130與第三柱面透鏡132為周期性排列。于每一個(gè)第二柱面透鏡130與第三柱面透鏡132的周期排列中，為先設(shè)置兩個(gè)第二柱面透鏡130，接著再設(shè)置一個(gè)第三柱面透鏡132。

同前所述，第一柱面透鏡陣列124與第二柱面透鏡陣列128為非對(duì)稱(chēng)關(guān)系，故第一柱面透鏡陣列124中的柱面透鏡與第二柱面透鏡陣列128的柱面透鏡之 間可存在至少一個(gè)光軸的偏移關(guān)系。舉例而言，第一柱面透鏡126的其中至少之一的光軸與第二柱面透鏡130的其中之一的光軸平行且不重合。此外，第一柱面透鏡126的其中至少之一的光軸與第三柱面透鏡132的光軸平行且不重合。通過(guò)第一柱面透鏡陣列124的柱面透鏡與第二柱面透鏡陣列128的柱面透鏡之間所存在的光軸的偏移關(guān)系，進(jìn)入雙凸柱面透鏡120的光源分布影像信號(hào)104將會(huì)被投射往不同的方向。例如，分別通過(guò)第一柱面透鏡126a與126b進(jìn)入雙凸柱面透鏡120的光源分布影像信號(hào)104a與104b會(huì)被投射往不同的方向。

此外，當(dāng)光束穿過(guò)雙凸柱面透鏡120后，行進(jìn)往觀賞視區(qū)o1-o4的光束相較自光源分布影像發(fā)射源102發(fā)射的光束會(huì)具有更廣的發(fā)射角度。因此，雙凸柱面透鏡120可增加光源分布影像信號(hào)104的發(fā)射角度，借以使觀賞視區(qū)o1-o4可具有更廣的觀賞范圍。換言之，立體顯示屏幕110(請(qǐng)見(jiàn)圖1)可通過(guò)雙凸柱面透鏡120加大立體光源分布影像的可視角度范圍。

請(qǐng)?jiān)倏吹綀D6，其中圖6為本發(fā)明立體顯示屏幕的雙凸柱面透鏡120的另一實(shí)施方式的示意圖。圖6所繪的雙凸柱面透鏡120與圖5所繪的雙凸柱面透鏡120的至少一個(gè)差異為，圖6所繪的雙凸柱面透鏡120可將穿過(guò)其的光源分布影像朝三個(gè)方向投射，亦即正整數(shù)n等于3。舉例而言，分別通過(guò)第一柱面透鏡126a、126b與126c進(jìn)入雙凸柱面透鏡120的光源分布影像信號(hào)104a、104b與104c會(huì)被投射往不同的方向。

因此，根據(jù)前述第一長(zhǎng)度(a)、第二長(zhǎng)度(b)與第三長(zhǎng)度(c)的計(jì)算式，第一長(zhǎng)度(a)會(huì)等于7s，第二長(zhǎng)度(b)會(huì)等于5s，而第三長(zhǎng)度(c)會(huì)等于3s。于第一柱面透鏡陣列124中，第一柱面透鏡126為重復(fù)性地排列。于第二柱面透鏡陣列128中，第二柱面透鏡130與第三柱面透鏡132為周期性排列。于每一個(gè)第二柱面透鏡130與第三柱面透鏡132的周期排列中，為依序設(shè)置兩個(gè)第二柱面透鏡130、一個(gè)第三柱面透鏡132、一個(gè)第二柱面透鏡130，接著再設(shè)置一個(gè)第三柱面透鏡132。

請(qǐng)?jiān)倏吹綀D7，其中圖7為本發(fā)明立體顯示屏幕的雙凸柱面透鏡120的再一實(shí)施方式的示意圖。圖7所繪的雙凸柱面透鏡120與圖5所繪的雙凸柱面透鏡120的至少一個(gè)差異為，圖7所繪的雙凸柱面透鏡120可將穿過(guò)其的光源分布影像朝四個(gè)方向投射，亦即正整數(shù)n等于4。舉例而言，分別通過(guò)第一柱面 透鏡126a、126b、126c與126d進(jìn)入雙凸柱面透鏡120的光源分布影像信號(hào)104a、104b、104c與104d會(huì)被投射往不同的方向。

因此，根據(jù)前述第一長(zhǎng)度(a)、第二長(zhǎng)度(b)與第三長(zhǎng)度(c)的計(jì)算式，第一長(zhǎng)度(a)會(huì)等于9s，第二長(zhǎng)度(b)會(huì)等于6s，而第三長(zhǎng)度(c)會(huì)等于4s。于第一柱面透鏡陣列124中，第一柱面透鏡126為重復(fù)性地排列。于第二柱面透鏡陣列128中，第二柱面透鏡130與第三柱面透鏡132為周期性排列。于每一個(gè)第二柱面透鏡130與第三柱面透鏡132的周期排列中，為依序設(shè)置兩個(gè)第二柱面透鏡130、一個(gè)第三柱面透鏡132、一個(gè)第二柱面透鏡130、一個(gè)第三柱面透鏡132、一個(gè)第二柱面透鏡130，接著再設(shè)置一個(gè)第三柱面透鏡132。

以下將對(duì)結(jié)合光偏折元件與雙凸柱面透鏡后所產(chǎn)生的效果作進(jìn)一步的說(shuō)明。請(qǐng)看到圖8a，其中圖8a為本發(fā)明立體顯示屏幕于導(dǎo)引光源分布影像的一實(shí)施方式的示意圖。本實(shí)施方式中，使用二階的光偏折元件112以及正整數(shù)n為2的雙凸柱面透鏡120。圖8a中，每一個(gè)方格可視為光源分布影像信號(hào)的光源分布影像中的一個(gè)像素p。斜線為表示光偏折元件112的相鄰的折射界面之間的界線，其中圖8a為有例如第一折射界面a1與第二折射界面a2。虛線表示雙凸柱面透鏡120的相鄰的第一柱面透鏡126a與126b之間的界線，其中穿過(guò)第一柱面透鏡126a與126b的光源分布影像會(huì)分別往兩個(gè)方向投射。此外，立體顯示屏幕110還可包含遮蔽元件134。遮蔽元件134可貼附于光偏折元件112上，其以陰影的方式繪示于圖8a中。

通過(guò)以上結(jié)合光偏折元件112、雙凸柱面透鏡120與遮蔽元件134的配置，每一個(gè)像素p會(huì)對(duì)應(yīng)到一個(gè)第一柱面透鏡(第一柱面透鏡126a或126b)與一個(gè)折射界面(第一折射界面a1或第二折射界面a2)，使得光源分布影像發(fā)射源102(請(qǐng)見(jiàn)圖1)所提供的光源分布影像信號(hào)104(請(qǐng)見(jiàn)圖1)可被投射往多個(gè)方向。進(jìn)一步而言，由于光偏折元件112可將穿過(guò)其的光源分布影像朝兩個(gè)方向投射，而雙凸柱面透鏡120可通過(guò)第一柱面透鏡126a與126b將穿過(guò)其的光源分布影像朝兩個(gè)方向投射，故光源分布影像發(fā)射源102所提供的光源分布影像信號(hào)104于穿過(guò)光偏折元件112及雙凸柱面透鏡120后，光源分布影像信號(hào)104可被投射往四個(gè)方向(即前述的行進(jìn)方向d與正整數(shù)n的乘積)。

請(qǐng)?jiān)倏吹綀D8a與圖8b，其中圖8b為圖8a的第c1列與第c2列的示意圖。像素p1(標(biāo)記為1的方格)為對(duì)應(yīng)到第一柱面透鏡126a與第一折射界面a1、 像素p2(標(biāo)記為2的方格)為對(duì)應(yīng)到第一柱面透鏡126a與第二折射界面a2、像素p3(標(biāo)記為3的方格)為對(duì)應(yīng)到第一柱面透鏡126b與第一折射界面a1，而像素p4(標(biāo)記為4的方格)為對(duì)應(yīng)到第一柱面透鏡126b與第二折射界面a2。像素p1-p4于穿過(guò)光偏折元件與雙凸柱面透鏡后，將會(huì)分別朝不同的四個(gè)方向行進(jìn)。換言之，光源分布影像發(fā)射源102(請(qǐng)見(jiàn)圖1)所提供的光源分布影像信號(hào)104(請(qǐng)見(jiàn)圖1)于穿過(guò)立體顯示屏幕110后，將會(huì)被投射至四個(gè)方向。因此，立體顯示屏幕110可通過(guò)空間多工的方式，將完整的立體光源分布影像提供至觀賞視區(qū)中。

請(qǐng)?jiān)倏吹綀D9a，其中圖9a為本發(fā)明立體顯示屏幕110于導(dǎo)引光源分布影像的另一實(shí)施方式的示意圖。圖9a所繪的實(shí)施方式與圖8a所繪的實(shí)施方式的間的至少一個(gè)差異為，圖9a所繪的實(shí)施方式為使用三階的光偏折元件112以及為正整數(shù)n為3的雙凸柱面透鏡120。本實(shí)施方式中，由于光偏折元件112可將穿過(guò)其的光源分布影像往三個(gè)方向投射，而雙凸柱面透鏡120亦可將穿過(guò)其的光源分布影像往三個(gè)方向投射，故光源分布影像發(fā)射源102(請(qǐng)見(jiàn)圖1)所提供的光源分布影像信號(hào)104(請(qǐng)見(jiàn)圖1)于穿過(guò)光偏折元件112及雙凸柱面透鏡120后，光源分布影像信號(hào)104可被投射往九個(gè)方向(即前述的行進(jìn)方向d與正整數(shù)n的乘積)。

圖9a中，每一個(gè)方格可視為光源分布影像信號(hào)104(請(qǐng)見(jiàn)圖1)的光源分布影像中的一個(gè)像素p。斜線為表示光偏折元件112的相鄰的折射界面之間的界線，其中圖9a為有第一折射界面a1、第二折射界面a2與第三折射界面a3。虛線表示雙凸柱面透鏡120的相鄰的第一柱面透鏡126a、126b與126c之間的界線，其中穿過(guò)第一柱面透鏡126a、126b與126c的光源分布影像會(huì)分別往三個(gè)方向投射。遮蔽元件134以陰影的方式繪示于圖9a中。

請(qǐng)?jiān)倏吹綀D9a與圖9b，其中圖9b為圖9a的第c1列至第c3列的示意圖。像素p1(標(biāo)記為1的方格)為對(duì)應(yīng)到第一柱面透鏡126a與第一折射界面a1、像素p2(標(biāo)記為2的方格)為對(duì)應(yīng)到第一柱面透鏡126a與第二折射界面a2、像素p3(標(biāo)記為3的方格)為對(duì)應(yīng)到第一柱面透鏡126a與第三折射界面a3、像素p4(標(biāo)記為4的方格)為對(duì)應(yīng)到第一柱面透鏡126b與第一折射界面a1、像素p5(標(biāo)記為5的方格)為對(duì)應(yīng)到第一柱面透鏡126b與第二折射界面a2、像素p6(標(biāo)記為6的方格)為對(duì)應(yīng)到第一柱面透鏡126b與第三折射界面a3、像素 p7(標(biāo)記為7的方格)為對(duì)應(yīng)到第一柱面透鏡126c與第一折射界面a1、像素p8(標(biāo)記為8的方格)為對(duì)應(yīng)到第一柱面透鏡126c與第二折射界面a2，而像素p9(標(biāo)記為9的方格)為對(duì)應(yīng)到第一柱面透鏡126c與第三折射界面a3。像素p1-p9于穿過(guò)光偏折元件112與雙凸柱面透鏡120后，將會(huì)分別朝不同的九個(gè)方向行進(jìn)。換言之，光源分布影像發(fā)射源102(請(qǐng)見(jiàn)圖1)所提供的光源分布影像信號(hào)104(請(qǐng)見(jiàn)圖1)于穿過(guò)立體顯示屏幕110后，將會(huì)被投射至九個(gè)方向。

請(qǐng)?jiān)倏吹綀D10a，其中圖10a為本發(fā)明立體顯示屏幕110于導(dǎo)引光源分布影像的再一實(shí)施方式的示意圖。圖10a所繪的實(shí)施方式與圖8a所繪的實(shí)施方式之間的至少一個(gè)差異為，圖10a所繪的實(shí)施方式為使用四階的光偏折元件112以及為正整數(shù)n為2的雙凸柱面透鏡120。本實(shí)施方式中，由于光偏折元件112可將穿過(guò)其的光源分布影像往四個(gè)方向投射，而雙凸柱面透鏡120可將穿過(guò)其的光源分布影像往兩個(gè)方向投射，故光源分布影像發(fā)射源102(請(qǐng)見(jiàn)圖1)所提供的光源分布影像信號(hào)104(請(qǐng)見(jiàn)圖1)于穿過(guò)光偏折元件112及雙凸柱面透鏡120后，光源分布影像信號(hào)104可被投射往八個(gè)方向(即前述的行進(jìn)方向d與正整數(shù)n的乘積)。

圖10a中，每一個(gè)方格可視為光源分布影像信號(hào)104(請(qǐng)見(jiàn)圖1)的光源分布影像中的一個(gè)像素p。斜線為表示光偏折元件112的相鄰的折射界面之間的界線，其中圖10a為有第一折射界面a1、第二折射界面a2、第三折射界面a3與第四折射界面a4。虛線表示雙凸柱面透鏡120的相鄰的第一柱面透鏡126a與126b之間的界線，其中穿過(guò)第一柱面透鏡126a與126b的光源分布影像會(huì)分別往兩個(gè)方向投射。遮蔽元件134以陰影的方式繪示于圖10a中。

請(qǐng)?jiān)倏吹綀D10a與圖10b，其中圖10b為圖10a的第c1列與第c2列的示意圖。像素p1(標(biāo)記為1的方格)為對(duì)應(yīng)到第一柱面透鏡126a與第一折射界面a1、像素p2(標(biāo)記為2的方格)為對(duì)應(yīng)到第一柱面透鏡126a與第二折射界面a2、像素p3(標(biāo)記為3的方格)為對(duì)應(yīng)到第一柱面透鏡126a與第三折射界面a3、像素p4(標(biāo)記為4的方格)為對(duì)應(yīng)到第一柱面透鏡126a與第四折射界面a4、像素p5(標(biāo)記為5的方格)為對(duì)應(yīng)到第一柱面透鏡126b與第一折射界面a1、像素p6(標(biāo)記為6的方格)為對(duì)應(yīng)到第一柱面透鏡126b與第二折射界面a2、像素p7(標(biāo)記為7的方格)為對(duì)應(yīng)到第一柱面透鏡126b與第三折射界面a3，而像素p8(標(biāo)記為8的方格)為對(duì)應(yīng)到第一柱面透鏡126b與第四折射界面a4。像素 p1-p8于穿過(guò)光偏折元件112與雙凸柱面透鏡120后，將會(huì)分別朝不同的八個(gè)方向行進(jìn)。換言之，光源分布影像發(fā)射源102(請(qǐng)見(jiàn)圖1)所提供的光源分布影像信號(hào)104(請(qǐng)見(jiàn)圖1)于穿過(guò)立體顯示屏幕110后，將會(huì)被投射至八個(gè)方向。

綜上所述，本發(fā)明的立體顯示屏幕可應(yīng)用于立體顯示裝置，其中立體顯示裝置包含光源分布影像發(fā)射源。光源分布影像發(fā)射源用以提供光源分布影像信號(hào)。立體顯示裝置可通過(guò)光源分布影像發(fā)射源，以時(shí)間多工的方式提供立體光源分布影像。立體顯示屏幕包含光偏折元件與雙凸柱面透鏡。立體顯示屏幕可通過(guò)光偏折元件與雙凸柱面透鏡的組合調(diào)整穿過(guò)立體顯示屏幕的光源分布影像信號(hào)的投射方向，使得光源分布影像信號(hào)于穿過(guò)立體顯示屏幕后可朝多個(gè)方向投射。因此，立體顯示屏幕可通過(guò)光偏折元件與雙凸柱面透鏡的組合，以空間多工的方式呈現(xiàn)完整的立體光源分布影像。此外，立體顯示屏幕可通過(guò)雙凸柱面透鏡加大立體光源分布影像的可視角度范圍。另一方面，雙凸柱面透鏡可根據(jù)所設(shè)定的參數(shù)，對(duì)應(yīng)調(diào)整其上的柱面透鏡間的配置關(guān)系，以進(jìn)一步調(diào)整立體顯示屏幕所呈現(xiàn)的觀賞視區(qū)。

當(dāng)然，本發(fā)明還可有其它多種實(shí)施例，在不背離本發(fā)明精神及其實(shí)質(zhì)的情況下，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員當(dāng)可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應(yīng)的改變和變形，但這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。