CN103293686A - 显示器 - Google Patents

Abstract

本发明的一实施例提供一种显示器，包括：一出光系统，包括多个发光单元，每一发光单元独立发光；一透镜阵列，包括多个透镜，设置于该出光系统上；以及一第一液晶显示单元，包括多个像素，设置于该透镜阵列上，其中该出光系统的所述发光单元的数目大于该第一液晶显示单元的所述像素的数目。本发明可以控制出光系统中何者发光单元须开启或关闭，而提供处于不同位置的观赏者不同立体影像，并有效降低“cross talk”现象。此外，本发明显示器出光系统亦可同时开启多个发光单元以提供多名观赏者同时观赏立体影像，而其他无需使用的发光单元则可径行关闭达到节能效果。

Description

显示器

技术领域

本发明是有关于一种显示器，特别是有关于一种多视域(multi-view)与多使用者(multi-user)显示器。

背景技术

随着时代发展与科技进步，人类在追求更加真实的影像上始终不遗余力；能够显示立体影像。立体显示器(stereoscopic display)利用人类两眼视差，通过各种技术提供不同影像给观赏者的左、右眼，经由大脑合成而产生立体影像。

现有立体影像显示技术除带眼境外，多是空间型(spatial)，但此一形式会降低屏幕解析度，且因受限于传统背光系统出光方向，致传统立体影像显示器仅能提供单一观赏者观赏，难以进一步提供同时多人观赏。

发明内容

本发明的一实施例，提供一种显示器，包括：一出光系统，包括多个发光单元，每一发光单元独立发光；一透镜阵列，包括多个透镜，设置于该出光系统上；以及一第一液晶显示单元，包括多个像素，设置于该透镜阵列上，其中该出光系统的所述发光单元的数目大于该第一液晶显示单元的所述像素的数目。

在一实施例中，该出光系统包括多个有机发光二极管群组，每一有机发光二极管群组包括多个有机发光二极管单元，且每一有机发光二极管单元对应至该有机发光二极管群组中的一位置。每一有机发光二极管单元对应至该有机发光二极管群组中的该位置为一发光单元。

于一第一时间，每一有机发光二极管群组中的至少一有机发光二极管单元提供一第一光源，搭配一第一影像，使观赏者的左眼或右眼其中之一接收该第一影像，于一第二时间，每一有机发光二极管群组中的至少一有机发光二极管单元提供一第二光源，搭配一第二影像，使观赏者的左眼或右眼其中的另一接收该第二影像，其中该第一时间早于该第二时间，且提供该第一光源的所述有机发光二极管单元与提供该第二光源的所述有机发光二极管单元对应至所述有机发光二极管群组中的不同位置。

在一实施例中，该出光系统为一第二液晶显示单元，包括一背光源与一像素区，设置于该背光源上。该像素区包括多个像素群组，每一像素群组包括多个像素，且每一像素对应至该像素群组中的一位置。每一像素对应至该像素群组中的该位置为一发光单元。

于一第一时间，每一像素群组中的至少一像素提供一第一光源，搭配一第一影像，使观赏者的左眼或右眼其中之一接收该第一影像，于一第二时间，每一像素群组中的至少一像素提供一第二光源，搭配一第二影像，使观赏者的左眼或右眼其中的另一接收该第二影像，其中该第一时间早于该第二时间，且提供该第一光源的所述像素与提供该第二光源的所述像素对应至所述像素群组中的不同位置。

在一实施例中，本发明更包括一感光耦合元件(charge coupled device,CCD)，耦接该显示器，以检测观赏者数目、观赏者与该显示器的距离。

本发明利用有机发光二极管(OLED)或搭配有背光源的液晶显示单元(LCD cell)作为显示器的分区型出光系统，并搭配一追踪技术(例如耦接一感光耦合元件(CCD))，以控制出光系统中何者发光单元须开启或关闭，而提供处于不同位置的观赏者不同立体影像(multi-view)，并有效降低“cross talk”现象。此外，本发明显示器出光系统亦可同时开启多个发光单元以提供多名观赏者(multi-user)同时观赏立体影像，而其他无需使用的发光单元则可径行关闭达到节能效果。

为让本发明的上述目的、特征及优点能更明显易懂，下文特举一较佳实施例，作详细说明如下:

附图说明

图1是根据本发明的一实施例，揭露一种显示器；

图2是根据本发明的一实施例，揭露一种显示器；

图3是根据本发明的一实施例，揭露一种透镜及透镜阵列态样；

图4A是根据本发明的一实施例，揭露一种透镜态样；

图4B是根据本发明的一实施例，揭露一种透镜阵列态样；

图5是根据本发明的一实施例，揭露观赏者在观赏显示器时的最佳观赏范围；

图6是根据本发明的一实施例，揭露一种耦接于显示器的感光耦合元件；

图6A是根据本发明的一实施例，于多人观赏时，显示器光源的出光位置；

图6B是根据本发明的一实施例，于多人观赏时，显示器光源的出光位置；

图6C是根据本发明的一实施例，多人观赏显示器的示意图；

图7是根据本发明的一实施例，揭露一种显示器；

图8是根据本发明的一实施例，揭露一种显示器；

图9是根据本发明的一实施例，揭露一种透镜及透镜阵列态样；

图10A是根据本发明的一实施例，揭露一种透镜态样；

图10B是根据本发明的一实施例，揭露一种透镜阵列态样；

图11是根据本发明的一实施例，揭露观赏者在观赏显示器时的最佳观赏范围；

图12是根据本发明的一实施例，揭露一种耦接于显示器的感光耦合元件；

图12A是根据本发明的一实施例，于多人观赏时，显示器光源的出光位置；

图12B是根据本发明的一实施例，于多人观赏时，显示器光源的出光位置；

图12C是根据本发明的一实施例，多人观赏显示器的示意图；

图13A是根据本发明的一实施例，揭露一种显示器的部分结构；

图13B是根据本发明的一实施例，揭露一种多视域(multi-view)显示器；

图14A是根据本发明的一实施例，揭露一种显示器的部分结构；

图14B是根据本发明的一实施例，揭露一种多使用者(multi-user)显示器；

图15A是根据本发明的一实施例，显示像素尺寸、最大观赏者人数以及较佳观赏者距离；以及

图15B是根据本发明的一实施例，揭露一种透镜阵列的截面设计。

附图标号：

1、10、100~显示器；

2、20~有机发光二极管群组；

14’、140’~透镜；

4~液晶显示单元；

5、26、27、28、29、260、270、280、290、I、II、III~观赏者；

5-1、5-2、5-3、I-1、II-1、III-1~观赏者的位置；

6-1、7-1、8-1、24、240~第一(左眼)影像；

6-2、7-2、8-2、24’、240’~第二(右眼)影像；

12、105~出光系统(第二液晶显示单元)；

3、14、140~透镜阵列；

16、160~第一液晶显示单元；

18、180~像素；

20’~发光单元(有机发光二极管单元)(像素)；

22、220~第一光源；

22’、220’~第二光源；

32、42、320、420~矩阵排列；

34、340~第一半圆形截面；

36、360~第二半圆形截面；

38、380~第一半圆形截面的法线方向；

40、400~第二半圆形截面的法线方向；

44、440~显示器的法线；

46、460~感光耦合元件；

48、49、50、51、480、490、500、510~观赏者与显示器的距离；

110~背光源；

120~像素区；

200~像素群组；

200’~发光单元(像素)；

1401~透镜上部；

1402~透镜下部；

1403粘着层；

1404~基底层；

A、B、C、D、E、F、G、H、I、J~有机发光二极管单元；

D~透镜下部的高度；

H~透镜上部的高度；

La、Lc、Le~第一光源对应至透镜阵列上的位置；

Lb、Ld、Lf～第二光源对应至透镜阵列上的位置；

m~观赏者人数；

n1~透镜材质的折射率；

n2~粘着层的折射率；

n3~基底层的折射率；

P1、P2、P3、P4、P5、P6~有机发光二极管单元(像素)对应至有机发光二极管(像素)群组中的位置(发光单元)；

R～透镜上部弧面的半径；

x~像素尺寸；

z~观赏者距离；

α、β~观赏者与显示器法线的夹角；

2α、2β~观赏者最佳观赏范围。

具体实施方式

请参阅图1~2图，根据本发明的一实施例，说明一种显示器。显示器10包括一出光系统12、一透镜阵列14与一第一液晶显示单元16。出光系统12包括多个发光单元20’，每一发光单元20’独立发光。透镜阵列14包括多个透镜14’，设置于出光系统12上。第一液晶显示单元16包括多个像素18，设置于透镜阵列14上。

当显示器10于显示画面的时序上轮流显示左右眼画面时，人眼即可自行合成立体影像。但若显示器10于时序上显示的画面并无区分左右眼画面时，则人眼所见到的即为非立体影像。故显示器10可显示立体影像，而于另一实施例中，亦可切换显示非立体影像。

在一实施例中，出光系统12可包括多个有机发光二极管(OrganicLight-Emitting Diode，简称OLED)群组20，每一有机发光二极管群组20包括多个有机发光二极管单元(像素)20’，且每一有机发光二极管单元(像素)20’对应至有机发光二极管群组20中的一位置(发光单元)。由此可知，出光系统12中，所有有机发光二极管单元(像素)20’的数目总合即是发光单元20’的数目，且出光系统12的所有有机发光二极管单元(像素)20’的数目大于第一液晶显示单元16的像素18的数目。较佳来说，出光系统12的所有有机发光二极管单元(像素)20’的数目大于第一液晶显示单元16的像素18的数目达三倍以上。

有机发光二极管单元20’可为被动式(Passive-matrix)驱动或主动式(Active-matrix)驱动。

在此实施例中，于一第一时间，出光系统12中，每一有机发光二极管群组20中的至少一有机发光二极管单元20’提供一第一光源22，第一光源22对应至透镜阵列14中的一位置，并通过透镜阵列14调整第一光源22的光形，以使第一光源22穿过第一液晶显示单元16时的光形分布均匀，充满第一液晶显示单元16所欲显示画面的区域，同时搭配由第一液晶显示单元16所提供的一第一影像24，使观赏者的左眼接收第一影像24，如图1所示，而于一第二时间，出光系统12中，每一有机发光二极管群组20中的至少一有机发光二极管单元20’提供一第二光源22’，第二光源22’对应至透镜阵列14中的另一位置，并通过透镜阵列14调整第二光源22’的光形，以使第二光源22’穿过第一液晶显示单元16时的光形分布均匀，充满第一液晶显示单元16所欲显示画面的区域，同时搭配由第一液晶显示单元16所提供的一第二影像24’，使观赏者的右眼接收第二影像24’，如图2所示。此时，观赏者左眼所接收的第一影像24与观赏者右眼所接收的第二影像24’即于大脑中融合成一3D立体影像，此时观赏者左眼看到的像素数目与右眼看到的像素数目会等同第一液晶显示单元16的像素数目，亦即不会降低观赏者融合的立体影像的解析度。于其他实施例中，亦可搭配不同左右眼影像输出顺序改变出光系统12以不同有机发光二极管单元20’发光，使光源(22或22’)对应至透镜阵列14上的不同位置改变出光光形。上述第一时间可早于或晚于上述第二时间，且提供第一光源22的有机发光二极管单元20’与提供第二光源22’的有机发光二极管单元20’对应至有机发光二极管群组20中的不同位置(发光单元)，例如提供第一光源22的有机发光二极管单元20’对应至有机发光二极管群组20中的“位置1”(P1)，而其所提供的第一光源22对应至透镜阵列14上的“位置a”(La)(如图1所示)，另，提供第二光源22’的有机发光二极管单元20’对应至有机发光二极管群组20中的“位置2”(P2)，而其所提供的第二光源22’对应至透镜阵列14上的“位置b”(Lb)(如图2所示)。“位置1”(P1)与“位置2”(P2)可相邻或不相邻，仅须“位置1”(P1)与“位置2”(P2)不重迭即可。而“位置a”(La)与”位置b”(Lb)可部分重迭或不重迭。

在一实施例中，透镜(lenticular)14’可为柱状，依条状排列32，形成透镜阵列14，如图3所示。在另一实施例中，请参阅图4A，透镜14’亦可具有一第一半圆形截面34与一第二半圆形截面36，且第一半圆形截面34的法线方向38与第二半圆形截面36的法线方向40垂直，在此实施例中，透镜14’依矩阵排列42，形成透镜阵列14，如图4B所示。于其他实施例中，透镜14’亦可依其他排列方式形成透镜阵列14及可具有不同截面形状(或曲率)。值得注意的是，透镜14’可依何种排列方式形成透镜阵列14及可具有何种截面形状(或曲率)是依据出光系统12与透镜14’的相对位置与距离以及出光系统12与第一液晶显示单元16的相对位置与距离进行调整，以使光源(22或22’)朝某一特定方向出光，并使光线穿过第一液晶显示单元16时的光形分布均匀，充满第一液晶显示单元16所欲显示画面的区域，如图1或图2所示。另，第一液晶显示单元16可控制使光线穿过或不穿过，以调整灰阶及色彩。

此外，透镜14’与第一液晶显示单元16之间可填充不同物质，例如空气或玻璃，而透镜14’与第一液晶显示单元16的间距即会随所填充物质的不同加以调整。在一实施例中，若透镜14’与第一液晶显示单元16之间填充空气(光折射率为1)，此时，透镜14’与第一液晶显示单元16的间距可设定为例如3mm。在另一实施例中，若透镜14’与第一液晶显示单元16之间改填充玻璃(光折射率例如为1.5)，则此时，透镜14’与第一液晶显示单元16的间距须增加至例如4.5mm。

在一实施例中，观赏者所在位置与显示器10的法线44的夹角α大体介于0~20度(0≤α≤20)，而此角度范围即是观赏者在观赏显示器10时的最佳观赏范围(2α)，如图5所示。

仍请参阅图1或图2，于一实施例中，第一液晶显示单元16可搭配左右眼影像轮流输出的方式而为120Hz倍速驱动。在另一实施例中，第一液晶显示单元16可搭配出光系统12而采用色序法来显示影像。于另一实施例中，可采用红(R)、绿(G)与蓝(B)三原色色序法来显示影像。于另一实施例中，可搭配光源所提供的颜色进一步搭配色序法来显示影像。于另一实施例中，亦可搭配适色序法计算，于单位画面时间内显示至少三个时间序画面而为更高倍速的驱动方式。

此外，第一液晶显示单元16可搭配具有高速反应时间的液晶类型，例如光学补偿弯曲型(Optically Compensated Bend，简称OCB)液晶、蓝相(BluePhase)液晶或铁电型液晶(Ferroelectric Liquid Crystal，简称FLC)，以达液晶快速响应的需求。

在一实施例中，本发明更包括一感光耦合元件(charge coupled device,CCD)46，耦接显示器10，以检测观赏者数目、观赏者26与显示器10的距离48及观赏者所在位置角度，如图6所示。此处的感光耦合元件(CCD)46为一种可检测光信号并将其转换为电信号的感光元件。请同时参阅图1、图2及图6，当观赏者为一人时，感光耦合元件46于检测观赏者26所在位置及其与显示器10的距离48后，将此光信号转换为电信号传送至显示器10，之后，显示器10根据所接收的信号进行计算，以控制有机发光二极管群组20中的发光单元20’进行发光(此实施例中，控制有机发光二极管群组20中的两发光单元20’进行发光，例如对应至P1与P2的两发光单元20’)，使观赏者26得以接收正确的左右眼显示画面，再进一步自行合成立体影像。

本发明显示器可依感光耦合元件所检测观赏者所在的位置角度，控制左右眼影像输出，于单一观赏者状态时，依其所在不同位置输出不同左眼影像或右眼影像。亦即，例如观赏者站立于与显示器法线的夹角为10度的位置时所看到的左眼影像与站立于与显示器法线的夹角为-10度的位置时所看到的左眼影像不同。本发明显示器亦会依观赏者所在不同位置输出不同右眼影像。因此，当单一观赏者站立于不同位置角度时，会看到不同影像，但此时观赏者左眼看到的像素数目与右眼看到的像素数目会等同第一液晶显示单元16的像素数目，亦即不会降低观赏者融合的立体影像的解析度。

请同时参阅图6A、图6B及图6C，出光系统12提供第一光源22与第二光源22’，并依感光耦合元件46所检测多位观赏者(27、28、29)与显示器10的距离(49、50、51)及各观赏者所在位置角度，选择第一光源22与第二光源22’的出光位置，例如，当观赏者为三人时，提供第一光源22的有机发光二极管单元20’分别对应至有机发光二极管群组20中的“位置1”(P1)、“位置3”(P3)与“位置5”(P5)，而其所提供的第一光源22分别对应至透镜阵列14上的“位置a”(La)、“位置c”(Lc)与“位置e”(Le)，以调整输出的光形，使个别观赏者均可接收正确左眼影像24。同样地，提供第二光源22’的有机发光二极管单元20’分别对应至有机发光二极管群组20中的“位置2”(P2)、“位置4”(P4)与“位置6”(P6)，而其所提供的第二光源22’分别对应至透镜阵列14上的“位置b”(Lb)、“位置d”(Ld)与”位置f”(Lf)，以调整输出的光形，使个别观赏者均可接收正确右眼影像24’。

当观赏者为多人时，感光耦合元件亦于检测各观赏者所在位置及其与显示器的距离后，将所述光信号转换为电信号传送至显示器，之后，显示器根据所接收的信号进行计算，以控制有机发光二极管群组中的发光单元进行发光(此实施例中，控制有机发光二极管群组20中的多个发光单元20’进行发光，例如对应至P1、P3与P5的发光单元20’以及对应至P2、P4与P6的发光单元20’)，使各观赏者同时得以接收正确的左右眼显示画面，再进一步自行合成立体影像，此时各观赏者左眼看到的像素数目与右眼看到的像素数目会等同第一液晶显示单元16的像素数目，亦即不会降低各观赏者融合的立体影像的解析度。

需特别注意的是，与单人观赏时不同，当于多人观赏时，显示器对每位观赏者所送出的左眼影像资讯均相同，即不论任一观赏者位于任一角度位置，其所接收的左眼影像均相同。同样地，显示器对每位观赏者所送出的右眼影像资讯亦相同，即不论任一观赏者位于任一角度位置，其所接收的右眼影像均相同，因此，当于多人观赏时，每位观赏者所见的影像均为相同影像。

请参阅图7~图8，根据本发明的一实施例，说明一种显示器。显示器100包括一出光系统105、一透镜阵列140与一第一液晶显示单元160。出光系统105包括多个发光单元(像素)200’，每一发光单元(像素)200’独立发光。透镜阵列140包括多个透镜140’，设置于出光系统105上。第一液晶显示单元160包括多个像素180，设置于透镜阵列140上。

当显示器100于显示画面的时序上轮流显示左右眼画面时，人眼即可自行合成立体影像。但若显示器100于时序上显示的画面并无区分左右眼画面时，则人眼所见到的即为非立体影像。故显示器100可显示立体影像，而于另一实施例中，亦可切换显示非立体影像。

在一实施例中，出光系统105可为一第二液晶显示单元，包括一背光源110与一像素区120，设置于背光源110上。在一实施例中，背光源110可为一扫描式(scanning)背光源，其光源可分区轮流发光，而不须每次发光均全面发光。背光源110发出光线以使第二液晶显示单元105作为第一液晶显示单元160的出光系统。值得注意的是，每一发光单元(像素)200’可控制是否允背光源110所发出的光线通过，故，每一发光单元(像素)200’均独立控制出光。

在一实施例中，像素区120可包括多个像素群组200，每一像素群组200包括多个像素200’，且每一像素200’对应至像素群组200中的一位置(发光单元)。由此可知，像素区120中，所有像素200’的数目总合即是发光单元200’的数目，且当第二液晶显示单元105的所有像素200’的数目大于第一液晶显示单元160的像素180的数目时，第二液晶显示单元105即可作为第一液晶显示单元160的出光系统。较佳来说，第二液晶显示单元105的所有像素200’的数目大于第一液晶显示单元160的像素180的数目达三倍以上。

在此实施例中，于一第一时间，出光系统105中，每一像素群组200中的至少一像素200’提供一第一光源220，第一光源220对应至透镜阵列140中的一位置，并通过透镜阵列140调整第一光源220的光形，以使第一光源220穿过第一液晶显示单元160时的光形分布均匀，充满第一液晶显示单元160所欲显示画面的区域，同时搭配由第一液晶显示单元160所提供的一第一影像240，使观赏者的左眼接收第一影像240，如图7所示，而于一第二时间，出光系统105中，每一像素群组200中的至少一像素200’提供一第二光源220’，第二光源220’对应至透镜阵列140中的另一位置，并通过透镜阵列140调整第二光源220’的光形，以使第二光源220’穿过第一液晶显示单元160时的光形分布均匀，充满第一液晶显示单元160所欲显示画面的区域，同时搭配由第一液晶显示单元160所提供的一第二影像240’，使观赏者的右眼接收第二影像240’，如图8所示。此时，观赏者左眼所接收的第一影像240与观赏者右眼所接收的第二影像240’即于大脑中融合成一3D立体影像，此时观赏者左眼看到的像素数目与右眼看到的像素数目会等同第一液晶显示单元160的像素数目，亦即不会降低观赏者融合的立体影像的解析度。于其他实施例中，亦可搭配不同左右眼影像输出顺序改变出光系统105以不同像素200’发光，使光源(220或220’)对应至透镜阵列140上的不同位置改变出光光形。上述第一时间可早于或晚于上述第二时间，且提供第一光源220的像素200’与提供第二光源220’的像素200’对应至像素群组200中的不同位置(发光单元)，例如提供第一光源220的像素200’对应至像素群组200中的“位置1”(P1)，而其所提供的第一光源220对应至透镜阵列140上的“位置a”(La)(如图7所示)，另，提供第二光源220’的像素200’对应至像素群组200中的“位置2”(P2)，而其所提供的第二光源220’对应至透镜阵列140上的“位置b”(Lb)(如图8所示)。“位置1”(P1)与“位置2”(P2)可相邻或不相邻，仅须“位置1”(P1)与“位置2”(P2)不重迭即可。而“位置a”(La)与“位置b”(Lb)可部分重迭或不重迭。第一液晶显示单元160并不发光，光源均由出光系统105所提供，因此，出光系统105相当于第一液晶显示单元160的背光系统。且出光系统105的光源并不限于白光，亦可为RGB三原色光源或非RGB三原色光源。

在一实施例中，透镜(lenticular)140’可为柱状，依条状排列320，形成透镜阵列140，如图9所示。在另一实施例中，请参阅图10A，透镜140’亦可具有一第一半圆形截面340与一第二半圆形截面360，且第一半圆形截面340的法线方向380与第二半圆形截面360的法线方向400垂直，在此实施例中，透镜140’依矩阵排列420，形成透镜阵列140，如图10B所示。于其他实施例中，透镜140’亦可依其他排列方式形成透镜阵列140及可具有不同截面形状(或曲率)。值得注意的是，透镜140’可依何种排列方式形成透镜阵列140及可具有何种截面形状(或曲率)是依据出光系统105与透镜140’的相对位置与距离以及出光系统105与第一液晶显示单元160的相对位置与距离进行调整，以使光源(220或220’)朝某一特定方向出光，并使光线穿过第一液晶显示单元160时的光形分布均匀，充满第一液晶显示单元160所欲显示画面的区域，如图7或图8所示。另，第一液晶显示单元160可控制使光线穿过或不穿过，以调整灰阶及色彩。

此外，透镜140’与第一液晶显示单元160之间可填充不同物质，例如空气或玻璃，而透镜140’与第一液晶显示单元160的间距即会随所填充物质的不同加以调整。在一实施例中，若透镜140’与第一液晶显示单元160之间填充空气(光折射率为1)，此时，透镜140’与第一液晶显示单元160的间距可设定为例如3mm。在另一实施例中，若透镜140’与第一液晶显示单元160之间改填充玻璃(光折射率例如为1.5)，则此时，透镜140’与第一液晶显示单元160的间距须增加至例如4.5mm。

在一实施例中，观赏者所在位置与显示器100的法线440的夹角β大体介于0~20度(0≤β≤20)，而此角度范围即是观赏者在观赏显示器100时的最佳观赏范围(2β)，如图11所示。

仍请参阅图7或图8，于一实施例中，第一液晶显示单元160可搭配左右眼影像轮流输出的方式而为120Hz倍速驱动。在另一实施例中，第一液晶显示单元160可搭配出光系统105而采用色序法来显示影像。于另一实施例中，可采用红(R)、绿(G)与蓝(B)三原色色序法来显示影像。于另一实施例中，可搭配光源所提供的颜色进一步搭配色序法来显示影像。于另一实施例中，亦可搭配适色序法计算，于单位画面时间内显示至少三个时间序画面而为更高倍速的驱动方式。

此外，第一液晶显示单元160可搭配具有高速反应时间的液晶类型，例如光学补偿弯曲型(Optically Compensated Bend，简称OCB)液晶、蓝相(BluePhase)液晶或铁电型液晶(Ferroelectric Liquid Crystal，简称FLC)，以达液晶快速响应的需求。

在一实施例中，本发明更包括一感光耦合元件(charge coupled device,CCD)460，耦接显示器100，以检测观赏者数目、观赏者260与显示器100的距离480及观赏者所在位置角度，如图12所示。此处的感光耦合元件(CCD)460为一种可检测光信号并将其转换为电信号的感光元件。请同时参阅图7、图8及图12，当观赏者为一人时，感光耦合元件460于检测观赏者260所在位置及其与显示器100的距离480后，将此光信号转换为电信号传送至显示器100，之后，显示器100根据所接收的信号进行计算，以控制像素群组200中的发光单元200’进行发光(此实施例中，控制像素群组200中的两发光单元200’进行发光，例如对应至P1与P2的两发光单元200’)，使观赏者260得以接收正确的左右眼显示画面，再进一步自行合成立体影像。

本发明显示器可依感光耦合元件所检测观赏者所在的位置角度控制左右眼影像输出，于单一观赏者状态时，依其所在不同位置输出不同左眼影像或右眼影像。亦即，例如观赏者站立于与显示器法线的夹角为10度的位置时所看到的左眼影像与站立于与显示器法线的夹角为-10度的位置时所看到的左眼影像不同。本发明显示器亦会依观赏者所在不同位置输出不同右眼影像。因此，当单一观赏者站立于不同位置角度时，会看到不同影像，但此时观赏者左眼看到的像素数目与右眼看到的像素数目会等同第一液晶显示单元160的像素数目，亦即不会降低观赏者融合的立体影像的解析度。

请同时参阅图12A、图12B及图12C，出光系统105提供第一光源220与第二光源220’，并依感光耦合元件460所检测多位观赏者(270、280、290)与显示器100的距离(490、500、510)及各观赏者所在位置角度，选择第一光源220与第二光源220’的出光位置，例如，当观赏者为三人时，提供第一光源220的像素200’分别对应至像素群组200中的“位置1”(P1)、“位置3”(P3)与“位置5”(P5)，而其所提供的第一光源220分别对应至透镜阵列140上的“位置a”(La)、“位置c”(Lc)与“位置e”(Le)，以调整输出的光形，使个别观赏者均可接收正确左眼影像240。同样地，提供第二光源220’的像素200’分别对应至像素群组200中的“位置2”(P2)、“位置4”(P4)与“位置6”(P6)，而其所提供的第二光源220’分别对应至透镜阵列140上的“位置b”(Lb)、“位置d”(Ld)与“位置f”(Lf)，以调整输出的光形，使个别观赏者均可接收正确右眼影像240’。

当观赏者为多人时，感光耦合元件亦于检测各观赏者所在位置及其与显示器的距离后，将所述光信号转换为电信号传送至显示器，之后，显示器根据所接收的信号进行计算，以控制像素群组中的发光单元进行发光(此实施例中，控制像素群组200中的多个发光单元200’进行发光，例如对应至P1、P3与P5的发光单元200’以及对应至P2、P4与P6的发光单元200’)，使各观赏者同时得以接收正确的左右眼显示画面，再进一步自行合成立体影像，此时各观赏者左眼看到的像素数目与右眼看到的像素数目会等同第一液晶显示单元160的像素数目，亦即不会降低各观赏者融合的立体影像的解析度。

需特别注意的是，与单人观赏时不同，当于多人观赏时，显示器对每位观赏者所送出的左眼影像资讯均相同，即不论任一观赏者位于任一角度位置，其所接收的左眼影像均相同。同样地，显示器对每位观赏者所送出的右眼影像资讯亦相同，即不论任一观赏者位于任一角度位置，其所接收的右眼影像均相同，因此，当于多人观赏时，每位观赏者所见的影像均为相同影像。

在一实施例中，第二液晶显示单元105的像素区120的像素数目为第一液晶显示单元160的像素数目的至少3倍。

为方便说明本发明显示器1(如图13B所示)可应用成为一多视域(multi-view)显示器，此处，即撷取本发明显示器1的部分结构进行说明，请参阅图13A，此显示器部分结构包括一有机发光二极管群组2，包括多个有机发光二极管单元(A、B、C、D、E、F、G、H、I、J)，一透镜阵列3，设置于有机发光二极管群组2上，以及一液晶显示单元4，设置于透镜阵列3上。图13A仅为示意图，透镜阵列3与有机发光二极管单元(A、B、C、D、E、F、G、H、I、J)的相对应位置亦可随需求不同而变化。请同时参阅图13B，当观赏者为一人时，观赏者5先位于一第一位置5-1，此时，于一第一时间，有机发光二极管群组2中的例如有机发光二极管单元A提供一第一光源，搭配由液晶显示单元4所提供的一第一影像6-1，使观赏者5的左眼接收第一影像6-1，而于一第二时间，有机发光二极管群组2中的例如有机发光二极管单元C提供一第二光源，搭配由液晶显示单元4所提供的一第二影像6-2，使观赏者5的右眼接收第二影像6-2。此时，观赏者5左眼所接收的第一影像6-1与观赏者5右眼所接收的第二影像6-2即于大脑中融合成一3D立体影像。接着，观赏者5移动至一第二位置5-2，此时，于一第一时间，有机发光二极管群组2中的例如有机发光二极管单元D提供一第一光源，搭配由液晶显示单元4所提供的一第一影像7-1，使观赏者5的左眼接收第一影像7-1，而于一第二时间，有机发光二极管群组2中的例如有机发光二极管单元F提供一第二光源，搭配由液晶显示单元4所提供的一第二影像7-2，使观赏者5的右眼接收第二影像7-2。此时，观赏者5左眼所接收的第一影像7-1与观赏者5右眼所接收的第二影像7-2即于大脑中融合成一3D立体影像。接着，观赏者5再移动至一第三位置5-3，此时，于一第一时间，有机发光二极管群组2中的例如有机发光二极管单元G提供一第一光源，搭配由液晶显示单元4所提供的一第一影像8-1，使观赏者5的左眼接收第一影像8-1，而于一第二时间，有机发光二极管群组2中的例如有机发光二极管单元I提供一第二光源，搭配由液晶显示单元4所提供的一第二影像8-2，使观赏者5的右眼接收第二影像8-2。此时，观赏者5左眼所接收的第一影像8-1与观赏者5右眼所接收的第二影像8-2即于大脑中融合成一3D立体影像。本发明依观赏者5所在位置(例如5-1、5-2、5-3)提供不同有机发光二极管单元(例如A-C、D-F、G-I)作为光源，以使处于不同位置(例如5-1、5-2、5-3)的观赏者5皆可观赏3D立体影像。值得注意的是，此时，观赏者5于不同位置(例如5-1、5-2、5-3)所观赏得到的3D立体影像皆不同。由上述说明可知，本发明显示器确实可应用成为一多视域显示器(multi-view stereoscopic display)。

为方便说明本发明显示器1(如图14B所示)可应用成为一多使用者(multi-user)显示器，此处，即撷取本发明显示器1的部分结构进行说明，请参阅图14A，此显示器部分结构包括一有机发光二极管群组2，包括多个有机发光二极管单元(A、B、C、D、E、F、G、H、I、J)，一透镜阵列3，设置于有机发光二极管群组2上，以及一液晶显示单元4，设置于透镜阵列3上。图14A仅为示意图，透镜阵列3与有机发光二极管单元(A、B、C、D、E、F、G、H、I、J)的相对应位置亦可随需求不同而变化。请同时参阅图14B，当观赏者为多人时，例如三人，观赏者I位于一第一位置I-1，观赏者II位于一第二位置II-1，观赏者III位于一第三位置III-1，此时，于一第一时间，有机发光二极管群组2中的例如有机发光二极管单元A、D、G同时提供一第一光源，搭配由液晶显示单元4所提供的一第一影像6-1，使观赏者I、II、III的左眼分别接收第一影像6-1，而于一第二时间，有机发光二极管群组2中的例如有机发光二极管单元C、F、I同时提供一第二光源，搭配由液晶显示单元4所提供的一第二影像6-2，使观赏者I、II、III的右眼分别接收第二影像6-2。此时，观赏者I、II、III左眼所接收的第一影像6-1与观赏者I、II、III右眼所接收的第二影像6-2即分别于大脑中融合成一3D立体影像。本发明依观赏者(例如I、II、III)所在位置(例如I-1、II-1、III-1)及数量提供不同有机发光二极管单元(例如A-D-G、C-F-I)作为光源，以使处于不同位置(例如I-1、II-1、III-1)的不同观赏者(例如I、II、III)皆可观赏3D立体影像。值得注意的是，此时，不同观赏者(例如I、II、III)于不同位置(例如I-1、II-1、III-1)所观赏得到的3D立体影像皆相同。由上述说明可知，本发明显示器确实可应用成为一多使用者显示器(multi-user stereoscopic display)。

在一实施例中，透镜(lenticular)140’可为柱状，依条状排列320，形成透镜阵列140，如图9所示。在另一实施例中，请参阅图10A，透镜140’亦可具有一第一半圆形截面340与一第二半圆形截面360，且第一半圆形截面340的法线方向380与第二半圆形截面360的法线方向400垂直，在此实施例中，透镜140’依矩阵排列420，形成透镜阵列140，如图10B所示。于其他实施例中，透镜140’亦可依其他排列方式形成透镜阵列140及可具有不同截面形状(或曲率)。值得注意的是，透镜140’可依何种排列方式形成透镜阵列140及可具有何种截面形状(或曲率)是依据出光系统105与透镜140’的相对位置与距离以及出光系统105与第一液晶显示单元160的相对位置与距离进行调整，以使光源(220或220’)朝某一特定方向出光，并使光线穿过第一液晶显示单元160时的光形分布均匀，充满第一液晶显示单元160所欲显示画面的区域，如图7或图8所示。

请参考图15A至图15B，显示一透镜阵列14截面设计的具体实施例。于此具体实施例中，是以有机发光二极管的出光系统12为例，于其他实施例中，亦可置换为第二液晶显示单元105；且仅以出光单元数目为第二显示单元的三倍为例，于其他实施例中，可依出光单元数目为第二显示单元数目的倍数不同而设计不同的透镜截面形状。于此具体实施例中，其透镜截面形状的参数可呈现以下关系：

$R^2={(R-H)}^2+{\left(\frac{\frac{x}{3}\×m}{2}\right)}^2$

$D=\frac{n1}{n1-1}\×R$

其中，m为观赏者人数，x为像素尺寸，H为透镜上部1401的高度，R为透镜上部1401弧面的半径，D为透镜下部1402的高度，n1为透镜材质的折射率。

于一实施例中，透镜14为多层结构，更具有粘着层1403与基底层1404，粘着层1403的折射率为n2，基底层1404的折射率为n3，其折射率关系可为n1>n2且n1>n3。

本案的透镜设计，即可搭配像素尺寸x及最大观赏者人数m等参数，并定义透镜上部1401高度H，即可设计透镜截面形状与排列方式，并可藉此参数推算较佳观赏者距离z与角度。其中像素尺寸x的较佳范围介于1μm~1000μm，而观赏者人数m介于一人至十人之间。可以理解的是，随着显示器的尺寸变化，像素尺寸x以及观赏者人数m也会随的改变。若本显示器使用于户外大型看板显示器时，则像素尺寸x可介于1μm~1cm之间。

本发明利用有机发光二极管(OLED)或搭配有背光源的液晶显示单元(LCD cell)作为显示器的分区型出光系统，并搭配一追踪技术(例如耦接一感光耦合元件(CCD))，以控制出光系统中何者发光单元须开启或关闭，而提供处于不同位置的观赏者不同立体影像(multi-view)，并有效降低“cross talk”现象。此外，本发明显示器出光系统亦可同时开启多个发光单元以提供多名观赏者(multi-user)同时观赏立体影像，而其他无需使用的发光单元则可径行关闭达到节能效果。而且观赏者左眼看到的像素数目与右眼看到的像素数目会等同第一液晶显示单元(16、160)的像素数目，亦即不会降低观赏者融合的立体影像的解析度。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作更动与润饰，因此本发明的保护范围当以权利要求所界定的为准。

Claims (20)

1.一种显示器，其特征在于，所述的显示器包括：

一出光系统，包括多个发光单元，每一发光单元独立发光；

一透镜阵列，包括多个透镜，设置于所述出光系统上；以及

一第一液晶显示单元，包括多个像素，设置于所述透镜阵列上，其中所述出光系统的所述发光单元的数目大于所述第一液晶显示单元的所述像素的数目。

2.如权利要求1所述的显示器，其特征在于，所述出光系统包括多个有机发光二极管群组，每一有机发光二极管群组包括多个有机发光二极管单元，且每一有机发光二极管单元对应至所述有机发光二极管群组中的一位置。

3.如权利要求2所述的显示器，其特征在于，每一有机发光二极管单元对应至所述有机发光二极管群组中的所述位置为一发光单元。

4.如权利要求2所述的显示器，其特征在于，所述有机发光二极管单元为被动式驱动或主动式驱动。

5.如权利要求2所述的显示器，其特征在于，于一第一时间，每一有机发光二极管群组中的至少一有机发光二极管单元提供一第一光源，搭配一第一影像，使观赏者的左眼或右眼其中之一接收所述第一影像，于一第二时间，每一有机发光二极管群组中的至少一有机发光二极管单元提供一第二光源，搭配一第二影像，使观赏者的左眼或右眼其中的另一接收所述第二影像，其中所述第一时间早于所述第二时间，且提供所述第一光源的所述有机发光二极管单元与提供所述第二光源的所述有机发光二极管单元对应至所述有机发光二极管群组中的不同位置。

6.如权利要求1所述的显示器，其特征在于，所述出光系统为一第二液晶显示单元。

7.如权利要求6所述的显示器，其特征在于，所述第二液晶显示单元包括一背光源与一像素区，设置于所述背光源上。

8.如权利要求7所述的显示器，其特征在于，所述背光源为一扫描式背光源。

9.如权利要求7所述的显示器，其特征在于，所述像素区包括多个像素群组，每一像素群组包括多个像素，且每一像素对应至所述像素群组中的一位置。

10.如权利要求9所述的显示器，其特征在于，每一像素对应至所述像素群组中的所述位置为一发光单元。

11.如权利要求9所述的显示器，其特征在于，于一第一时间，每一像素群组中的至少一像素提供一第一光源，搭配一第一影像，使观赏者的左眼或右眼其中之一接收所述第一影像，于一第二时间，每一像素群组中的至少一像素提供一第二光源，搭配一第二影像，使观赏者的左眼或右眼其中的另一接收所述第二影像，其中所述第一时间早于所述第二时间，且提供所述第一光源的所述像素与提供所述第二光源的所述像素对应至所述像素群组中的不同位置。

12.如权利要求1所述的显示器，其特征在于，所述透镜呈条状排列。

13.如权利要求1所述的显示器，其特征在于，所述透镜呈阵列排列。

14.如权利要求13所述的显示器，其特征在于，所述透镜具有一第一半圆形截面与一第二半圆形截面，且所述第一半圆形截面的法线方向与所述第二半圆形截面的法线方向垂直。

15.如权利要求9所述的显示器，其特征在于，所述第二液晶显示单元的所述像素区的像素数目为所述第一液晶显示单元的像素数目的至少3倍。

16.如权利要求1所述的显示器，其特征在于，所述出光系统的所述发光单元的数目为所述第一液晶显示单元的像素数目的至少3倍。

17.如权利要求1所述的显示器，其特征在于，所述第一液晶显示单元为蓝相液晶显示单元或铁电型液晶显示单元。

18.如权利要求1所述的显示器，其特征在于，所述的显示器更包括一感光耦合元件，耦接所述显示器，以检测观赏者的数目及观赏者与所述显示器的距离。

19.如权利要求1所述的显示器，其特征在于，当观赏者为多人时，所述显示器提供相同影像予所述观赏者。

20.如权利要求1所述的显示器，其特征在于，当观赏者为单人时，随所述观赏者所在位置不同，所述显示器提供不同影像予所述观赏者。

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