CN105607268B - 三维图像显示装置 - Google Patents

三维图像显示装置 Download PDF

Info

Publication number
CN105607268B
CN105607268B CN201510710482.4A CN201510710482A CN105607268B CN 105607268 B CN105607268 B CN 105607268B CN 201510710482 A CN201510710482 A CN 201510710482A CN 105607268 B CN105607268 B CN 105607268B
Authority
CN
China
Prior art keywords
substrate
optical
optical texture
display device
smooth
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201510710482.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105607268A (zh
Inventor
住尚树
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Innolux Corp
Original Assignee
Innolux Display Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Innolux Display Corp filed Critical Innolux Display Corp
Publication of CN105607268A publication Critical patent/CN105607268A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105607268B publication Critical patent/CN105607268B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B30/00Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images
    • G02B30/20Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes
    • G02B30/26Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes of the autostereoscopic type
    • G02B30/27Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes of the autostereoscopic type involving lenticular arrays
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/0093Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 with means for monitoring data relating to the user, e.g. head-tracking, eye-tracking
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B30/00Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images
    • G02B30/20Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes
    • G02B30/26Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes of the autostereoscopic type
    • G02B30/27Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes of the autostereoscopic type involving lenticular arrays
    • G02B30/28Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes of the autostereoscopic type involving lenticular arrays involving active lenticular arrays
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B30/00Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images
    • G02B30/20Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes
    • G02B30/26Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes of the autostereoscopic type
    • G02B30/27Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes of the autostereoscopic type involving lenticular arrays
    • G02B30/29Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes of the autostereoscopic type involving lenticular arrays characterised by the geometry of the lenticular array, e.g. slanted arrays, irregular arrays or arrays of varying shape or size
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/1313Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells specially adapted for a particular application

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Testing, Inspecting, Measuring Of Stereoscopic Televisions And Televisions (AREA)

Abstract

一种三维图像显示装置包括一追踪模块、一背光模块、一第一光学结构、一显示面板以及一第二光学结构。追踪模块输出一目标物的一坐标信息。背光模块输出一光。第一光学结构设置于背光模块上,并将光分离出至少二个光束。显示面板设置于第一光学结构上,并根据坐标信息将该些光束转换为多个图像。第二光学结构设置于显示面板上,并改变来自显示面板的该些图像的出射角度以具有多视域的效果。本发明可提供多个视角的立体图像,并且通过追踪模块输出目标物的坐标信息,使显示面板可根据坐标信息显示图像,以将光线射入使用者的双眼,而不会造成无谓的能量消耗,进而提升显示效率。

Description

三维图像显示装置
技术领域
本发明是关于一种三维图像显示装置,特别关于一种具有追踪模块的三维图像显示装置。
背景技术
一般来说,三维图像显示装置(three-dimensional image display apparatus)可区分为戴眼镜式的三维图像显示装置与裸眼式的三维图像显示装置。其中,利用戴眼镜式的三维图像显示技术,使用者必须配戴经特殊设计的眼镜,如快门眼镜(shutterglasses),而让使用者的左、右眼分别接收到不同的图像,进而感知立体图像。裸眼式的三维图像显示装置则是在显示装置内部设置特殊的光学元件,如视差控制元件(parallaxbarrier),以使得显示装置可分别向使用者的左、右眼提供不同的图像,进而让使用者不需配戴辅助眼镜就能感知立体图像。
然而,一般裸眼式三维图像显示装置在观看上有所限制,使用者仅能于少数特定视角看见完整的立体图像,而于其他视角仅可看见二维图像或较破碎的立体图像,因而限制使用者的观看角度,影响观看品质。
为解决上述问题,部分业者已开发出多视域(multi-view)的三维图像显示装置,通过可提供多视域的特殊光学元件以多个角度发出可呈现立体图像的光线,让使用者在不同的视角皆可看见三维立体图像,而不必局限于特定的视角。不过,由于使用者的双眼在分别接收二道光线后即可感知立体图像,而同一时间内由三维图像显示装置发出的不同角度的图像光线并不会射入使用者的双眼,造成无谓的能量消耗,因而降低三维图像显示装置的显示效率。
发明内容
依据本发明一实施例的一种三维图像显示装置包括一追踪模块、一背光模块、一第一光学结构、一显示面板以及一第二光学结构。追踪模块输出一目标物的一坐标信息。背光模块输出一光。第一光学结构设置于背光模块上,并将光分离出至少二个光束。显示面板设置于第一光学结构上,并根据坐标信息将该些光束转换为多个图像。第二光学结构设置于显示面板上,并改变来自显示面板的该些图像的出射角度以具有多视域的效果。
在一实施例中,第一光学结构包括多个第一光学单元。各第一光学单元具有一第一光穿透区及一第一光遮蔽区,且第一光穿透区及第一光遮蔽区为相邻设置。
在一实施例中,第二光学结构包括多个第二光学单元,每一个第一光学单元朝向第二光学结构的投影面积对应涵盖二个第二光学单元。
在一实施例中,第一光学结构包括一第一基板、一第二基板、一液晶层、多个第一电极及多个第二电极。第二基板与第一基板相对设置。液晶层设置于第一基板与第二基板之间。第一电极彼此间隔设置于第一基板上。第二电极设置于第二基板上。液晶层依据施加在该些第一电极的多个驱动电压形成第一光穿透区与第一光遮蔽区。
在一实施例中,该些驱动电压的值根据坐标信息被调整。
在一实施例中,第一光学结构为一阻挡。
在一实施例中,第二光学结构为柱状透镜,其包括多个透镜单元,其中每一个第二光学单元包括一个透镜单元。
在一实施例中,第二光学结构包括一第一基板、一第二基板、一液晶层、多个第一电极及多个第二电极。第二基板与第一基板相对设置。液晶层设置于第一基板与第二基板之间。第一电极彼此间隔设置于第一基板上。第二电极设置于第二基板上。液晶层依据施加在该些第一电极的多个驱动电压形成多个透镜单元,每一个第二光学单元具有一个透镜单元。
在一实施例中,第二光学结构包括一第一基板、一第二基板、一液晶层、多个第一电极及多个第二电极。第二基板与第一基板相对设置。液晶层设置于第一基板与第二基板之间。第一电极彼此间隔设置于第一基板上。第二电极设置于第二基板上。液晶层依据施加在该些第一电极的多个驱动电压形成第二光穿透区与第二光遮蔽区。各第二光学单元具有第二光穿透区及第二光遮蔽区,且第二光穿透区及第二光遮蔽区为相邻设置。
在一实施例中,第二光学结构为一阻挡,其包括第二光学单元,各第二光学单元具有一光穿透区及一光遮蔽区,且光穿透区及光遮蔽区为相邻设置。
在一实施例中,在与显示面板垂直的同一方向上,第二光学结构的厚度中心至显示面板的厚度中心的距离为显示面板的厚度中心至第一光学结构的厚度中心的距离的二倍以上。
在一实施例中,相邻的该些图像之间的夹角是介于0.2度至0.4度之间。
承上所述,本发明一实施例的三维图像显示装置通过第二光学结构的设置,可提供多个视角的立体图像,并且通过追踪模块输出目标物的坐标信息,使显示面板可根据坐标信息显示图像,以将光线射入使用者的双眼,而不会造成无谓的能量消耗,进而提升显示效率。
附图说明
图1A为本发明较佳实施例的一种三维图像显示装置的功能方块图。
图1B为图1A的显示面板的像素示意图。
图2A为本发明第一实施例的一种三维图像显示装置的示意图。
图2B为本发明第一实施例的另一种三维图像显示装置的示意图。
图3为本发明第二实施例的一种三维图像显示装置的示意图。
图4为本发明第三实施例的一种三维图像显示装置的示意图。
图5为本发明第四实施例的一种三维图像显示装置的示意图。
图6为本发明第五实施例的一种三维图像显示装置的示意图。
具体实施方式
以下将参照相关图式,说明依本发明较佳实施例的一种三维图像显示装置,其中相同的元件将以相同的参照符号加以说明。
图1A为本发明较佳实施例的一种三维图像显示装置的功能方块图;图1B为图1A的显示面板的像素示意图;图2A为本发明第一实施例的一种三维图像显示装置的示意图。请同时参照图1A、图1B及图2A所示,三维图像显示装置1包括一追踪模块11、一背光模块12、一第一光学结构13、一显示面板14以及一第二光学结构15。
追踪模块11可输出一目标物的一坐标信息。在本实施例中,追踪模块11是用以追踪目标物,其中目标物可例如是使用者的脸部的中间点、使用者的个别眼睛的中间点、使用者的双眼的中间点或使用者的脸部的额头的中间点。追踪模块11透过持续的追踪目标物,以即时地或至少每帧时间一次地输出目标物的一坐标信息,且坐标信息是代表目标物所处位置的三维坐标信息。
背光模块12作为三维图像显示装置1的光源,并用以输出一光。在实施上,背光模块12可为直下式光源或侧入式光源,于此并不加以限制。
第一光学结构13设置于背光模块12上,并可将光分离出至少二个光束至使用者的左眼与右眼而呈现三维图像。在本实施例中,第一光学结构13包括多个第一光学单元131,该些第一光学单元131是沿着排列方向D设置于显示面板14与背光模块12之间,而各第一光学单元131分别具有一第一光穿透区及一第一光遮蔽区,且第一光穿透区与第一光遮蔽区为相邻设置。
进一步而言,本实施例的第一光学结构13为可切换式阻挡(switchablebarrier),其包括一第一基板132、一第二基板133、一液晶层134、多个第一电极135及多个第二电极136。第二基板133与第一基板132相对设置,而液晶层134设置于第一基板132与第二基板133之间。第一电极135彼此间隔设置于第一基板132上。第二电极136设置于第二基板133上。液晶层134依据施加在该些第一电极135的多个驱动电压形成该些第一光学单元131。举例而言,第一光学单元131可定义为涵盖连续排列的八个第一电极135,并在其中的连续四个第一电极135上施加5伏特的电压(高电位),其余的四个第一电极135不施加电压(低电位),而第二电极136不施加电压(低电位)。于此同时,液晶层134的液晶胞将依据施加电压与否而完全翻转或不翻转,进而使液晶层134呈现光线可通过的第一光穿透区和光线无法通过的第一光遮蔽区,从而形成如同视差障壁的第一光学单元131,其中本实施例的第一光穿透区与第一光遮蔽区分别为四个第一电极135的宽度。在其他实施例中,第一光穿透区与第一光遮蔽区也可分别为其他数量的第一电极135的宽度,本发明于此不限。如此一来,背光模块12的光线可经由穿透第一光学单元131的第一光穿透区而将光分离出进入左眼的光束及进入右眼的光束,而使三维图像显示装置1可呈现立体图像。需说明的是,由于在实施上,每一个第一光学单元131分别包含八个第一电极135,而各第一光学单元131彼此相邻,因此第一光穿透区及/或第一光遮蔽区可涵盖于单一个第一光学单元131或是由相邻的二个第一光学单元131共同形成。另外,上述5伏特的施加电压仅是举例,实施上可根据产品的设计调整施加的电压数值,并且第一电极135与第二电极136的高、低电位配置也可有所改变,在此不作限制。
此外,在一些实施例中,第一光学结构13的各第一电极135的施加电压可以一第一切换频率进行高、低电位的切换。第一切换频率可对应于彼此交错的一第一时段及一第二时段,其中第一切换频率可例如为140赫兹。具体地,于第一时段内位于高电位的第一电极135将在第二时段内即切换施加电压而位于低电位。同样地,于第一时段内位于低电位的第一电极135将在第二时段内即切换施加电压而于高电位。换句话说,通过第一切换频率改变第一电极135的施加电压,可快速地切换第一光学单元131形成的第一光穿透区与第一光遮蔽区,以快速地切换第一光穿透区的位置。
显示面板14设置于第一光学结构13上,并且可为液晶显示面板或微机电系统(Microelectromechanical Systems,MEMS)显示面板等可透光的显示面板,于此是以液晶显示面板为例进行说明。
显示面板14可根据坐标信息将该些光束转换为多个图像。具体地,显示面板14具有多个呈阵列排列的像素P,各像素P是包含三个子像素R、G、B。该些像素P是依据坐标信息提供左眼图像与右眼图像,而光束射入显示面板14将被像素P转换为图像。较佳地,同一像素P可对应于一第二切换频率(例如是120赫兹)而于不同时段内轮流提供左眼图像与右眼图像。此外,显示面板14的像素P的第二切换频率与第一光学结构13的第一电极135的第一切换频率可为相同。当然,各像素P所含子像素的数量也可为二个、四个或四个以上。另外,第一光学单元131相对于显示面板14是斜向(slant)设置。
在实施上,三维图像显示装置1可更包括一处理模块(图未显示),其连接追踪模块11及显示面板14。处理模块可接收追踪模块11的坐标信息,并控制像素P显示图像。在本实施例中,处理模块更连接第一光学结构13,以根据坐标信息控制第一光学结构13(容后再述)。另外,处理模块也可整合于追踪模块11,或整合于显示面板14,或与其他的元件整合设置,在此并不加以限制。
本实施例可根据追踪模块11提供的坐标信息来控制第一光学结构13的第一电极135的施加电压与否,亦即该些第一电极135的驱动电压的值是根据坐标信息而被调整。具体地,请参照图1A及图2A所示,以一个第一光学单元131为例,当使用者位于一第一位置时,追踪模块11据以提供一第一坐标信息至前述的处理模块,而处理模块将依据第一坐标信息对此第一光学单元131的第一电极135a、135b、135c、135d施加电压(高电位),而第一电极135e、135f、135g、135h不施加电压(低电位)。如此一来,施加高电位的四个第一电极135将使液晶胞翻转形成第一光遮蔽区,可阻挡光线穿透;而位于低电位的四个第一电极135所对应的液晶胞形成第一光穿透区,可允许光线穿透。接着,当使用者位于一第二位置时,例如是横向移动,追踪模块11据以提供一第二坐标信息至处理模块,而处理模块将依据第二坐标信息对此第一光学单元131的第一电极135b、135c、135d、135e施加电压(高电位),而第一电极135a、135f、135g、135h不施加电压(低电位)。如此一来,施加高电位的四个第一电极135即形成第一光遮蔽区,而位于低电位的四个第一电极135形成第一光穿透区(可与相邻的其他第一光学单元131共同形成)。简单地说,处理模块可根据追踪模块11追踪目标物的位置,调整施加于第一电极135的驱动电压的值,使得第一光学结构13的第一光穿透区与第一光遮蔽区的位置可产生平移的变化,从而调整光线的穿透位置,而可将光束射入使用者的左眼与右眼。
在本实施例中,显示面板14包括二个相对设置的基板141、142,而像素P设置于基板141、142之间。显示面板14可更包含偏光片(图未显示),且偏光片可设置于基板141的一表面上及/或基板142的一表面上。再者,显示面板14也可设置彩色滤光片(图未显示),以使得显示面板14呈现出彩色的二维图像。由于,此处所述的偏光片和/或彩色滤光片的材料与设置方式,皆为本发明所属技术领域包含有通常知识者所熟知,此处不再一一赘述。
第二光学结构15设置于显示面板14上,也就是显示面板14位于第一光学结构13与第二光学结构15之间。第二光学结构15可改变来自显示面板14的该些图像的出射角度,以具有多视域(multi-view)的效果,亦即使用者于多个相异的视角皆可看见相同的图像。第二光学结构15具有多个第二光学单元151,每一个第一光学单元131朝向第二光学结构15的投影面积对应涵盖二个第二光学单元151。在本实施例中,每一个第二光学单元151具有一个透镜单元,该些透镜单元是沿着一排列方向D设置于显示面板14上。各透镜单元分别具有一曲率半径,各透镜单元的曲率半径可为相同或不相同,而本实施例是以曲率半径相同为例。每一个第二光学单元151是对应于该些像素P的一区域r,并沿排列方向D设置。详而言之,该些第二光学单元151于垂直投影方向所覆盖到的该些像素P的区域是定义为区域r。在本实施例中,每一区域r的宽度分别涵盖八个子像素的宽度,且各区域r的面积为相等。此外,值得一提的是,第二光学单元151相对于显示面板14是斜向(slant)设置。
进一步而言,本实施例的第二光学结构15包括一第一基板152、一第二基板153、一液晶层154、多个第一电极155及多个第二电极156。第二基板153与第一基板152相对设置,而液晶层154设置于第一基板152与第二基板153之间。第一电极155彼此间隔设置于第一基板152上。第二电极156设置于第二基板153上。液晶层154依据施加在该些第一电极155的多个驱动电压形成该些透镜单元。举例而言,可例如以连续排列的六个第一电极155为一个单位,并依序在该些第一电极155上施加5伏特、2伏特、0.5伏特、0伏特、0.5伏特及2伏特的电压,而第二电极156不施加电压(0伏特),此时液晶层154的液晶胞将依据不同的施加电压而各自翻转不同的角度,从而形成如同透镜的透镜单元。如此一来,来自显示面板14的该些图像可经由穿透第二光学单元151改变出射角度,而使三维图像显示装置1具有多视域(multi-view)的效果。于此,由于本实施例的每一个第二光学单元151涵盖有八个子像素,因此每一第二光学单元151可提供八个视域,也就是穿透各第二光学单元151的光线数量与各第二光学单元151所涵盖的该些子像素的数量相同。此外,图像穿透第二光学单元151后,相邻的该些图像之间的夹角是介于0.2度至0.4度之间。另外,由于施加电压使液晶胞翻转的方式众多,上述施加电压的方式仅是用以举例说明,并非用以限制本发明。
另外,在与显示面板14垂直的同一方向上,第二光学结构15的厚度中心至显示面板14的厚度中心的距离A1为显示面板14的厚度中心至第一光学结构13的厚度中心的距离A2的二倍以上,较佳为二至八倍,以提供适当的光路径长度。
需说明的是,在本实施例中,第二光学结构15的厚度是定义为第二基板153的外表面(远离显示面板14的表面)至第一基板152的外表面(朝向显示面板14的表面)的距离;显示面板14的厚度是定义为基板141的外表面(朝向第二光学结构15的表面)至基板142的外表面(朝向第一光学结构13的表面)的距离;而第一光学结构13的厚度是定义为第二基板133的外表面(朝向显示面板14的表面)至第一基板132的外表面(远离显示面板14的表面)的距离。在实施上,第二光学结构15与显示面板14之间可为间隔设置或通过光学胶g而贴合设置,而显示面板14与第一光学结构13之间也可为间隔设置或通过光学胶g而贴合设置,只要符合上述距离A1与距离A2之间的关系即可。
请一并参照图1A、图1B及图2A所示,本实施例以整体观之,当使用者以本实施例的三维图像显示装置1观看图像时,追踪模块11将根据使用者的位置产生坐标信息,其中使用者相对于三维图像显示装置1横向移动(左右移动)时,坐标信息亦会随着改变。背光模块12发出的光L经由第一光学结构13而分离成左眼光束L1与右眼光束L2,其中第一光学单元131的第一光穿透区与第一光遮蔽区可根据坐标信息的改变而被切换。接着,光束L1、L2再经由显示面板14的像素P呈现图像,其中像素P是根据坐标信息提供对应的左眼图像L11及右眼图像L21。最后,图像L11、L21经由第二光学结构15以多个角度射出(于此是以每一个第二光学结构15射出8条光线为例,并且光线间的角度仅为示意),以提供多视域的效果,使用者可不限于一固定位置才能观看立体图像。于此,定义显示面板14、第二光学结构15及第一光学结构13的厚度中心的距离关系,可确保提供适当的光路径,以具有较佳的显示品质。如此一来,本实施例的三维图像显示装置1可提供多个视角的立体图像,并且通过追踪模块11确认目标物的位置(例如使用者的眼睛位置)而调整像素P及第一光学单元131,以将光线射入使用者的双眼,而不会造成无谓的能量消耗,进而提升显示效率。此外,当本实施例的第一光学结构13及第二光学结构15不启动上述功能时,使用者可观看非立体图像,进而达到可显示立体图像或非立体图像的显示装置。
图2B为本发明第一实施例的另一种三维图像显示装置的示意图。请参照图2A及图2B所示,在上述实施例中,三维图像显示装置1虽以一个第一光学单元131与二个第二光学单元151为例进行说明,然而在实施上,较佳是如图2B的三维图像显示装置T所示,其包括多个第一光学单元131及多个第二光学单元151,并且满足一个第一光学单元131对应二个第二光学单元151的关系。此外,三维图像显示装置T各元件的叙述可参照上述,于此不再赘述。
图3为本发明第二实施例的一种三维图像显示装置1a的示意图。请参照图3所示,在本实施例中,第二光学结构15a为实体的透镜,特别是柱状透镜(lenticular lens)。同样地,第二光学结构15a也具有多个第二光学单元151a,该些第二光学单元151a分别包括一透镜单元,并对应一曲率半径。相邻的二个第二光学单元151a朝向第一光学结构13的投影面积对应涵盖一个第一光学单元131。此外,本实施例的第二光学结构15a的厚度定义为该透镜的上、下表面之间的距离。同样地,本实施例的三维图像显示装置1a亦满足在与显示面板14垂直的同一方向上,第二光学结构15a的厚度中心至显示面板14的厚度中心的距离A1为显示面板14的厚度中心至第一光学结构13的厚度中心的距离A2的二倍以上的关系。另外,追踪模块11、显示面板14、第一光学结构13的说明可参照第一实施例所述,于此不再赘述。
图4为本发明第三实施例的一种三维图像显示装置1b的示意图。请参照图4所示,在本实施例中,第二光学结构2为一阻挡(barrier),其包括多个第二光学单元,各第二光学单元具有一光穿透区及一光遮蔽区。第二光学结构2可包括一第一基板21及一遮蔽层22。遮蔽层22设置于第一基板21上,并具有多个开口O1,其中开口O1形成光穿透区,而遮蔽层22形成光遮蔽区以阻挡光线穿透。在本实施例中,开口O1为平行排列设置,且各开口O1彼此间隔设置。于此,光线可穿透开口O1射入使用者的双眼,以提供多视域的效果。此外,本实施例的第二光学结构2的厚度定义为第一基板21的下表面(朝向显示面板14的表面)至遮蔽层22的上表面(远离显示面板14的表面)的距离。同样地,本实施例的三维图像显示装置1b亦满足在与显示面板14垂直的同一方向上,第二光学结构2的厚度中心至显示面板14的厚度中心的距离A1为显示面板14的厚度中心至第一光学结构13的厚度中心的距离A2的二倍以上的关系。另外,追踪模块11、显示面板14、第一光学结构13的说明可参照第一实施例所述,于此不再赘述。
图5为本发明第四实施例的一种三维图像显示装置1c的示意图。请参照图5所示,在本实施例中,第二光学结构3为可切换式阻挡(switchable barrier),并包括多个第二光学单元。第二光学结构3包括一第一基板31、一第二基板32、一液晶层33、多个第一电极34及多个第二电极35。第二基板32与第一基板31相对设置,而液晶层33设置于第一基板31与第二基板32之间。第一电极34彼此间隔设置于第一基板31上。第二电极35设置于第二基板32上。液晶层33依据施加在该些第一电极34的多个驱动电压形成第二光穿透区与第二光遮蔽区,其中第二光学单元具有第二光穿透区及第二光遮蔽区。举例而言,第二光学单元可定义为涵盖连续排列的四个第一电极34,并在其中的连续二个第一电极34上施加5伏特的电压(高电位),其余的二个第一电极34不施加电压(低电位),而第二电极35不施加电压(低电位)。于此同时,液晶层33的液晶胞将依据施加电压与否而完全翻转或不翻转,进而使液晶层33呈现光线可通过的第二光穿透区和光线无法通过的第二光遮蔽区,以改变来自显示面板14的该些图像的出射角度以具有多视域的效果,其中本实施例的第二光穿透区与第二光遮蔽区分别为二个第一电极34的宽度。在其他实施例中,第二光穿透区与第一光遮蔽区也可分别为其他数量的第一电极34的宽度,本发明于此不限。需说明的是,由于在实施上,每一个第二光学单元分别包含四个第一电极34,而各第一光学单元彼此相邻,因此第二光穿透区及/或第二光遮蔽区可涵盖于单一个第二光学单元或是由相邻的二个第二光学单元共同形成。另外,上述5伏特的施加电压仅是举例,实施上可根据产品的设计调整施加的电压数值,并且第一电极34与第二电极35的高、低电位配置也可有所改变,在此不作限制。
此外,在一些实施例中,第二光学结构3的各第一电极34的施加电压可以一第三切换频率进行高、低电位的切换。第三切换频率可对应于彼此交错的一第一时段及一第二时段,其中第三切换频率可例如为140赫兹。具体地,于第一时段内位于高电位的第一电极34将在第二时段内即切换施加电压而位于低电位。同样地,于第一时段内位于低电位的第一电极34将在第二时段内即切换施加电压而于高电位。换句话说,通过第三切换频率改变第一电极34的施加电压,可快速地切换第二光学单元形成的第二光穿透区与第二光遮蔽区,以快速地切换第二光穿透区的位置。
图6为本发明第五实施例的一种三维图像显示装置1d的示意图。请参照图6所示,在本实施例中,第一光学结构4为一阻挡(barrier),其可包括一第一基板41及一遮蔽层42。遮蔽层42设置于第一基板41上,并具有多个开口O2,其中遮蔽层42可阻挡光线穿透。开口O2为平行排列设置,且各开口O2彼此间隔设置。在本实施例中,第一光学结构4朝向第二光学结构15的投影面积对应涵盖二个第二光学单元151。于此,光可穿透开口O2分离出左眼光束与右眼光束。此外,本实施例的第一光学结构4的厚度定义为遮蔽层42的上表面(朝向显示面板14的表面)至第一基板41的下表面(远离显示面板14的表面)的距离。同样地,本实施例的三维图像显示装置1d亦满足在与显示面板14垂直的同一方向上,第二光学结构15的厚度中心至显示面板14的厚度中心的距离A1为显示面板14的厚度中心至第一光学结构4的厚度中心的距离A2的二倍以上的关系。另外,追踪模块11、显示面板14、第二光学结构15的说明可参照第一实施例所述,于此不再赘述。
综上所述,本发明的三维图像显示装置通过第二光学结构的设置,可提供多个视角的立体图像,并且通过追踪模块输出目标物的坐标信息,使显示面板可根据坐标信息显示图像,以将光线射入使用者的双眼,而不会造成无谓的能量消耗,进而提升显示效率。
以上所述仅为举例性,而非为限制性者。任何未脱离本发明的精神与范畴,而对其进行的等效修改或变更,均应包含于申请专利范围中。

Claims (11)

1.一种三维图像显示装置,其特征在于,所述三维图像显示装置包括:
一追踪模块,输出一目标物的一坐标信息;
一背光模块,输出一光;
一第一光学结构,设置于所述背光模块上,并根据所述坐标信息将所述光分离出至少二个光束;
一显示面板,设置于所述第一光学结构上,并根据所述坐标信息将所述光束转换为多个图像;以及
一第二光学结构,设置于所述显示面板上,并改变来自所述显示面板的所述图像的出射角度以具有多视域的效果,
其中,所述第一光学结构包括多个第一光学单元相对于所述显示面板是斜向设置,所述第二光学结构包括多个第二光学单元相对于所述显示面板是斜向设置;
其中,在与所述显示面板垂直的同一方向上,所述第二光学结构的厚度中心至所述显示面板的厚度中心的距离为所述显示面板的厚度中心至所述第一光学结构的厚度中心的距离的二倍以上。
2.如权利要求1所述的三维图像显示装置,其特征在于,各所述第一光学单元具有一第一光穿透区及一第一光遮蔽区,且所述第一光穿透区及所述第一光遮蔽区为相邻设置。
3.如权利要求2所述的三维图像显示装置,其特征在于,每一个所述第一光学单元朝向所述第二光学结构的投影面积对应涵盖二个所述第二光学单元。
4.如权利要求2所述的三维图像显示装置,其特征在于,所述第一光学结构包括:
一第一基板;
一第二基板,与所述第一基板相对设置;
一液晶层,设置于所述第一基板与所述第二基板之间;
多个第一电极,彼此间隔设置于所述第一基板上;及
多个第二电极,设置于所述第二基板上,
其中所述液晶层依据施加在所述第一电极的多个驱动电压形成所述第一光穿透区与所述第一光遮蔽区。
5.如权利要求4所述的三维图像显示装置,其特征在于,所述驱动电压的值根据所述坐标信息被调整。
6.如权利要求2所述的三维图像显示装置,其特征在于,所述第一光学结构为一阻挡。
7.如权利要求3所述的三维图像显示装置,其特征在于,所述第二光学结构为柱状透镜,其包括多个透镜单元,其中每一个所述第二光学单元包括一个所述透镜单元。
8.如权利要求3所述的三维图像显示装置,其特征在于,所述第二光学结构包括:
一第一基板;
一第二基板,与所述第一基板相对设置;
一液晶层,设置于所述第一基板与所述第二基板之间;
多个第一电极,彼此间隔设置于所述第一基板上;及
多个第二电极,设置于所述第二基板上,
其中所述液晶层依据施加在所述第一电极的多个驱动电压形成多个透镜单元,每一个所述第二光学单元具有一个所述透镜单元。
9.如权利要求3所述的三维图像显示装置,其特征在于,所述第二光学结构包括:
一第一基板;
一第二基板,与所述第一基板相对设置;
一液晶层,设置于所述第一基板与所述第二基板之间;
多个第一电极,彼此间隔设置于所述第一基板上;及
多个第二电极,设置于所述第二基板上,
其中所述液晶层依据施加在所述第一电极的多个驱动电压形成一第二光穿透区与一第二光遮蔽区,各所述第二光学单元具有所述第二光穿透区及所述第二光遮蔽区,且所述第二光穿透区及所述第二光遮蔽区为相邻设置。
10.如权利要求3所述的三维图像显示装置,其特征在于,所述第二光学结构为一阻挡,其包括所述第二光学单元,各所述第二光学单元具有一光穿透区及一光遮蔽区,且所述光穿透区及所述光遮蔽区为相邻设置。
11.如权利要求1所述的三维图像显示装置,其特征在于,相邻的所述图像之间的夹角是介于0.2度至0.4度之间。
CN201510710482.4A 2014-11-13 2015-10-28 三维图像显示装置 Active CN105607268B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US14/540,354 2014-11-13
US14/540,354 US20160139422A1 (en) 2014-11-13 2014-11-13 Three-dimensional image display apparatus

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105607268A CN105607268A (zh) 2016-05-25
CN105607268B true CN105607268B (zh) 2019-01-29

Family

ID=55961531

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510710482.4A Active CN105607268B (zh) 2014-11-13 2015-10-28 三维图像显示装置

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20160139422A1 (zh)
CN (1) CN105607268B (zh)
TW (1) TWI589930B (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160089600A (ko) * 2015-01-19 2016-07-28 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치
CN206757205U (zh) * 2017-04-01 2017-12-15 北京京东方显示技术有限公司 一种三维显示面板和显示装置
JP7207954B2 (ja) * 2018-11-05 2023-01-18 京セラ株式会社 3次元表示装置、ヘッドアップディスプレイシステム、移動体、およびプログラム
CN113093402B (zh) * 2021-04-16 2022-12-02 业成科技(成都)有限公司 立体显示器及其制造方法与立体显示系统

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102483605A (zh) * 2009-06-23 2012-05-30 视瑞尔技术公司 用于显示二和/或三维图像内容的显示器的光调制器装置
CN103163694A (zh) * 2011-12-13 2013-06-19 株式会社日本显示器西 液晶显示装置和电子器件
CN103676286A (zh) * 2012-08-31 2014-03-26 京东方科技集团股份有限公司 一种液晶光栅面板、立体显示装置及显示方法
CN103852949A (zh) * 2012-12-05 2014-06-11 Nlt科技股份有限公司 立体图像显示装置

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20130048070A (ko) * 2011-11-01 2013-05-09 삼성디스플레이 주식회사 표시장치

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102483605A (zh) * 2009-06-23 2012-05-30 视瑞尔技术公司 用于显示二和/或三维图像内容的显示器的光调制器装置
CN103163694A (zh) * 2011-12-13 2013-06-19 株式会社日本显示器西 液晶显示装置和电子器件
CN103676286A (zh) * 2012-08-31 2014-03-26 京东方科技集团股份有限公司 一种液晶光栅面板、立体显示装置及显示方法
CN103852949A (zh) * 2012-12-05 2014-06-11 Nlt科技股份有限公司 立体图像显示装置

Also Published As

Publication number Publication date
TWI589930B (zh) 2017-07-01
CN105607268A (zh) 2016-05-25
TW201617687A (zh) 2016-05-16
US20160139422A1 (en) 2016-05-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100728112B1 (ko) 배리어 장치, 이를 이용한 입체영상 표시장치 및 그의 구동방법
CN100381870C (zh) 图像显示装置
CN104137538B (zh) 可应用于多个观察者的用于使用动态视区扩展来显示多视点3d图像的装置及其方法
CN105607268B (zh) 三维图像显示装置
CN103852819B (zh) 一种增强裸眼立体显示空间连续性的光栅
US9772500B2 (en) Double-layered liquid crystal lens and 3D display apparatus
CN103293689A (zh) 一种可在不同显示模式之间切换的方法和显示装置
CN103852949A (zh) 立体图像显示装置
JP2000503424A (ja) 自動立体表示装置
KR20120011342A (ko) 2d/3d 겸용 표시 장치
CN105866965B (zh) 立体显示装置及立体显示方法
JPH09113911A (ja) 表示装置
JP2007500371A (ja) 自動立体表示装置
CN103186008B (zh) 电控液晶透镜面板及3d/2d可切换显示装置
CN103581657B (zh) 一种2d/3d显示的方法和装置
CN102681071A (zh) 微相位差膜
KR100649251B1 (ko) 입체 영상 표시 장치 및 그 구동 방법
WO2017117972A1 (zh) 三维显示装置及其驱动方法
CN102654597A (zh) 微相位差膜制造方法
CN201740951U (zh) 一种可切换显像模式的显示设备
CN203275846U (zh) 一种显示装置
CN105954956B (zh) 3d显示面板及其控制方法
US9606368B2 (en) Three-dimensional image display device
CN108735168A (zh) 一种背光模组、3d显示装置及其驱动方法
KR100728114B1 (ko) 배리어 장치 및 이를 이용한 입체영상 표시장치

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant