立體顯示裝置與應用其的立體顯示方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種立體顯示裝置，特別涉及一種裸眼的立體顯示裝置。
【背景技術】
[0002]利用人類的兩眼視差，現有的立體顯示裝置以分別提供觀賞者兩眼不同的影像來實現立體顯示。而其中的立體裸眼顯示器，顧名思義，不像其他的立體顯示裝置需要使用眼鏡來區分左右眼影像，立體裸眼顯示器將具不同影像的光束分別傳送到空間上不同的位置，因此若不同的影像分別傳至對應觀賞者的不同角度的視線，觀賞者即能夠以裸眼感受到立體影像。立體裸眼顯示技術能避免眼鏡式立體顯示技術的不便，是目前重要的發展方向。
【發明內容】
[0003]本發明一實施方式提供一種立體顯示裝置，使用投影機作為影像來源，并設置液晶狹縫層以控制影像以不同角度送出，使得觀看者不需額外配帶眼鏡即可見到立體影像。此外，液晶狹縫層上設置有第一視域以及第二視域，使得投影機所提供的影像不會彼此干涉而使影像模糊。
[0004]本發明一實施方式提供一種立體顯示裝置，包含投影模塊、屏幕以及視窗。屏幕位于投影模塊與視窗的同側，且投影模塊于視窗上的投影位于視窗的邊緣。投影模塊包含第一投影機以及第二投影機。第一投影機用以提供具有第一極化的第一影像單元，其中第一影像單元包含依時序呈現的第一影像。第二投影機用以提供具有第二極化的第二影像單元，其中第二影像單元包含依時序呈現的第二影像。第一影像和第二影像皆投影并成像于屏幕，而屏幕則將第一影像單元以及第二影像單元反射至視窗。視窗包含分割視域區以及液晶狹縫層。分割視域區接收來自屏幕的第一影像單元以及第二影像單元，并包含彼此交錯排列的第一視域以及第二視域，其中第一視域使第一極化的光束通過，而第二視域使第二極化的光束通過。液晶狹縫層用以使通過分割視域區的部分第一影像單元以及部分第二影像單元穿透。
[0005]根據本發明一或多個實施例，投影模塊還包含光源以及偏振分光模塊。光源用以提供光線。偏振分光模塊包含偏振分光鏡以及反射鏡。偏振分光鏡用以將光線轉換為具有第一極化的第一光束和具有第二極化的第二光束。第一光束于偏振分光鏡反射進入第一投影機，而第二光束于反射鏡反射進入第二投影機。
[0006]根據本發明一或多個實施例，投影模塊還包含第一光源、第二光源、第一偏振分光鏡以及第二偏振分光鏡。第一光源用以提供第一投影機第一光束。第一光束通過第一偏振分光鏡后轉換為只具有第一極化的光束。第二光源用以提供第二投影機第二光束。第二光束通過第二偏振分光鏡后轉換為只具有第二極化的光束。
[0007]根據本發明一或多個實施例，屏幕為曲面，其中曲面圓心位置與投影模塊同側。
[0008]根據本發明一或多個實施例，屏幕還包含透鏡。透鏡用以將投影模塊的第一影像單元以及第二影像單元分別導引至第一視域以及第二視域。
[0009]根據本發明一或多個實施例，液晶狹縫層包含液晶狹縫以及偏振屏。液晶狹縫用以定義進入液晶狹縫層的光束的極化方向。偏振屏設置于液晶狹縫相對分割視域區的一偵牝并使單一極化的光通過。
[0010]根據本發明一或多個實施例，每一第一視域以及每一第二視域所對應的液晶狹縫數量相同。
[0011]根據本發明一或多個實施例，視窗包含偏振板以及波片。偏振板設置于分割視域區，并使單一極化的光通過。波片設置于偏振板上，其中波片為二分之一波片。波片于分割視域區的投影與第二視域重合，而偏振板上未設置波片而暴露的區域與第一視域重合。
[0012]根據本發明一或多個實施例，視窗還包含第一偏振片以及第二偏振片。第一偏振片設置于分割視域區，并使第一極化的光束穿透。第一偏振片于分割視域區的投影與第一視域重合。第二偏振片設置于分割視域區，并使第二極化的光束穿透。第二偏振片于分割視域區的投影與第二視域重合。
[0013]本發明提供一種立體顯示方法，包含提供第一投影機，用以提供具有第一極化的第一影像單元，其中第一影像單元具有依時序呈現的第一影像。提供第二投影機，用以提供具有第二極化的第二影像單元，其中第二影像單元具有依時序呈現的第二影像。將第一影像單元與第二影像單元投射至屏幕。自屏幕反射第一影像單元與第二影像單元至視窗，其中視窗包含彼此交錯排列的第一視域以及第二視域，且第一視域使具有第一極化的光束通過，而第二視域使具有第二極化的光束通過。控制視窗的液晶狹縫，使得液晶狹縫依時序輪流開啟，且第一影像以及第二影像分別穿透第一視域內以及第二視域內開啟的液晶狹縫。
[0014]根據本發明一或多個實施例，還包含將第一影像單元與第二影像單元通過屏幕的透鏡分別導引至第一視域以及第二視域。
[0015]根據本發明一或多個實施例，控制視窗的液晶狹縫的方法包含控制每一第一視域內所對應的液晶狹縫的其中兩組，使得第一影像的其中之一穿透視窗上每一第一視域的兩組液晶狹縫。控制每一第二視域內所對應的液晶狹縫的其中兩組，使得第二影像的其中之一穿透視窗上每一第二視域的兩組液晶狹縫。
[0016]根據本發明一或多個實施例，其中第一投影機與第一視域數量相同，且第一投影機的第一影像單元分別被導引至不同的第一視域。第二投影機與第二視域數量相同，且第二投影機的第二影像單元分別被導引至不同的第二視域。
[0017]本發明的立體顯示裝置輸出影像不需要額外配戴眼鏡即可視得。視窗設置有第一視域以及第二視域，使得不同角度的影像不會互相干涉。接著，液晶狹縫層將影像有選擇性地通過視窗，使得使用者可于觀賞面看到立體影像。
【附圖說明】
[0018]圖1為依照本發明的立體顯示裝置第一實施例的立體示意圖。
[0019]圖2為依照本發明的立體顯示裝置第一實施例的俯視示意圖。
[0020]圖3為依照本發明的立體顯示裝置第一實施例的側視示意圖。
[0021]圖4為依照本發明的立體顯示裝置第一實施例的光路示意圖。
[0022]圖5為本發明立體顯示裝置的屏幕結構一實施例的俯視示意圖。
[0023]圖6A為本發明立體顯示裝置的視窗一實施例的俯視示意圖。
[0024]圖6B為本發明立體顯示裝置的視窗另一實施例的俯視示意圖。
[0025]圖7為本發明的立體顯示裝置操作方式第一實施例的光路示意圖。
[0026]圖8為本發明的立體顯示裝置操作方式第二實施例的光路示意圖。
[0027]圖9為本發明立體顯示裝置的投影模塊另一實施例的俯視示意圖。
[0028]圖10為本發明的立體顯示裝置第二實施例的立體示意圖。
[0029]圖11為本發明的立體顯示裝置第二實施例的光路示意圖。
[0030]附圖標記說明:
[0031]100立體顯示裝置
[0032]101中心軸
[0033]102投影模塊
[0034]104，104a, 104b 光源
[0035]106偏振分光模塊
[0036]108偏振分光鏡
[0037]110反射鏡
[0038]112第一偏振鏡
[0039]114第二偏振鏡
[0040]116 第一光束
[0041]118 第二光束
[0042]120第一投影機
[0043]122第一影像單元
[0044]124，124a, 124b 第一影像
[0045]130第二投影機
[0046]132第二影像單元
[0047]134，132a, 134b 第二影像
[0048]140 屏幕
[0049]142擴散反射層
[0050]144 透鏡
[0051]150 視窗
[0052]152觀賞面
[0053]160分割視域區
[0054]162, 162a, 162b 第一視域
[0055]164, 164a, 164b 第二視域
[0056]170液晶狹縫層
[0057]172，172a, 172b, al, a2, a4, a8, bl, b2, b4, b8 液晶狹縫
[0058]174偏振屏
[0059]176偏振板
[0060]178 波片
[0061]180第一偏振片
[0062]182第二偏振片
[0063]L1，L2 路徑
[0064]S1第一觀賞區
[0065]S2第二觀賞區
[0066]S3第三觀賞區
【具體實施方式】
[0067]以下將以附圖公開本發明的多個實施方式，為明確說明起見，許多實務上的細節將在以下敘述中一并說明。然而，應了解到，這些實務上的細節不應用以限制本發明。也就是說，在本發明部分實施方式中，這些實務上的細節是非必要的。此外，為簡化附圖起見，一些現有慣用的結構與元件在附圖中將以簡單示意的方式進行繪示。
[0068]有鑒于現有立體顯示裝置需要額外配置眼鏡，使用者才可以視得立體影像。本發明的立體顯示裝置將影像分為P極化和S極化，再使用液晶狹縫控制穿過視窗的影像角度，使得使用者不需要額外配戴眼鏡即可視得立體影像。除此之外，本發明的立體顯示裝置使用多臺投影機，以提供同一時間的不同視角影像，使得影像解析度和亮度上升。
[0069]請參照圖1，圖1為依照本發明的立體顯示裝置第一實施例的立體示意圖。立體顯示裝置100包含投影模塊102、屏幕140以及視窗150，其中視窗150包含觀賞面152。投影模塊102以及視窗150設置于屏幕140的同一側，使得立體顯示裝置100為反射式的顯示
目-ο
[0070]請參照圖2，圖2為依照本發明的立體顯示裝置第一實施例的俯視示意圖。投影模塊102將影像投射至屏幕140后，影像再自屏幕140反射至視窗150，接著使用者即可自觀賞面152見到立體顯示裝置100輸出的影像。
[0071]根據本發明一實施例，屏幕140為曲面，其中曲面圓心位置與投影模塊102同側。曲面的屏幕140使得自投影模