CN107219633B - 立体显示屏幕与使用其的立体显示装置 - Google Patents

Abstract

一种立体显示屏幕与使用其的立体显示装置，该立体显示屏幕包含光偏折元件与双凸柱面透镜。光偏折元件用以偏折光束，并使穿过其的光束朝多个方向行进。双凸柱面透镜设置于光偏折元件的一侧，并包含本体、第一柱面透镜阵列与第二柱面透镜阵列。第一柱面透镜阵列设置于本体上，并位于光偏折元件与本体之间。第一柱面透镜阵列包含第一柱面透镜，且每一第一柱面透镜于第一方向的长度为第一长度。第二柱面透镜阵列设置于本体上，且本体位于第一柱面透镜阵列与第二柱面透镜阵列之间。第二柱面透镜阵列包含第二柱面透镜，且每一第二柱面透镜于第一方向的长度为第二长度，其中第一长度大于第二长度。

Description

立体显示屏幕与使用其的立体显示装置

技术领域

本发明涉及一种立体显示装置，特别是一种立体显示屏幕与使用其的立体显示装置。

背景技术

随着科技的发展，能呈现立体视觉显示的光学产品已成为消费市场上的注目焦点。利用两眼视差，立体显示装置可通过光学组件而将影像分别送至双眼，进而产生立体画面。亦即，利用人类的两眼视差，立体显示装置可以分别提供观赏者两眼不同的影像，以达成立体显示。

于立体显示装置之中，立体裸视显示器不像其他的立体显示装置需要使用眼镜来区分左右眼影像。亦即，立体裸视显示器是将具不同影像的光束分别传送到空间上不同的位置。因此，若不同的影像被分别传至对应观赏者的左右眼，观赏者即能够以裸视感受到立体影像。换言之，立体裸视显示技术能避免眼镜式立体显示技术的不便，是目前重要的发展方向。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种立体显示屏幕，其可应用于立体显示装置，其中立体显示装置包含光源分布影像发射源。

为了实现上述目的，本发明提供了一种立体显示屏幕，包含光偏折元件与双凸柱面透镜。光偏折元件用以偏折光束，并使穿过其的光束朝多个方向行进。双凸柱面透镜设置于光偏折元件的一侧，并包含本体、第一柱面透镜阵列与第二柱面透镜阵列。第一柱面透镜阵列设置于本体上，并位于光偏折元件与本体之间，其中第一柱面透镜阵列包含多个第一柱面透镜，且每一第一柱面透镜于第一方向具有第一长度(A)。第二柱面透镜阵列设置于本体上，且本体位于第一柱面透镜阵列与第二柱面透镜阵列之间，其中第二柱面透镜阵列包含多个第二柱面透镜，且每一第二柱面透镜于第一方向具有第一长度(B)，其中第一长度大于第二长度(A>B)。第一方向实质上垂直于第一柱面透镜阵列、本体与第二柱面透镜阵列的排列方向。

于部分实施方式中，立体显示屏幕应用于立体显示装置。立体显示装置包含光源分布影像发射源，设置于立体显示屏幕的一侧，且光偏折元件光学耦合光源分布影像发射源与双凸柱面透镜之间。光源分布影像发射源用以朝立体显示屏幕提供光源分布影像信号，光源分布影像信号具有依时序呈现的多个光源分布影像。

于部分实施方式中，光源分布影像信号通过第一柱面透镜阵列，成像于本体之中。所成像的光源分布影像信号于第一方向具有第三长度(S)，其中穿过光偏折元件的光源分布影像信号朝多个行进方向(D)行进。第一长度(A)的量值实质上与[(2*M*D+1)*S]相同，第二长度(B)的量值实质上与(M*D*S)相同，其中M为大于1的正整数。

于部分实施方式中，光偏折元件具有多个折射界面，折射界面朝向双凸柱面透镜并且为交错排列。光偏折元件通过折射界面而使穿过其的光束偏折至多个偏折方向，偏折方向彼此相异。

于部分实施方式中，折射界面沿第三方向配置并沿第四方向延伸，其中第一方向与第三方向夹45度，且第三方向与第四方向正交。光偏折元件通过折射界面偏折光源分布影像，其中光源分布影像的其中之一的对角线长度的(1/2D)倍与每一折射界面于第三方向上的长度实质上相等。

于部分实施方式中，光偏折元件包含入光面及多个微柱面透镜，其中微柱面透镜位于入光面与双凸柱面透镜之间。

于部分实施方式中，微柱面透镜沿第二方向配置，且第一方向与第二方向夹一角度，其中角度介于30度至60度之间。

于部分实施方式中，部分第一柱面透镜的光轴与部分第二柱面透镜的光轴平行，另一部分第一柱面透镜的光轴与另一部分第二柱面透镜的光轴重合。

于部分实施方式中，穿过光偏折元件的光源分布影像信号朝多个行进方向(D)行进，且第一长度(A)与第二长度(B)的比值实质上与[(2*M*D+1)/(M*D)]相同，其中M为大于1的正整数。

为了更好地实现上述目的，本发明还提供了一种立体显示装置，包含立体显示屏幕与光源分布影像发射源。立体显示屏幕包含光偏折元件与双凸柱面透镜。光偏折元件用以偏折光束，并使穿过其的光束朝多个方向行进。双凸柱面透镜设置于光偏折元件的一侧，并包含本体、第一柱面透镜阵列与第二柱面透镜阵列。第一柱面透镜阵列设置于本体上，并位于光偏折元件与本体之间，其中第一柱面透镜阵列包含多个第一柱面透镜，且每一第一柱面透镜于第一方向具有第一长度(A)。第二柱面透镜阵列设置于本体上，且本体位于第一柱面透镜阵列与第二柱面透镜阵列之间，其中第二柱面透镜阵列包含多个第二柱面透镜，且每一第二柱面透镜于第一方向具有第二长度(B)，其中第一长度大于第二长度(A>B)。第一方向实质上垂直于第一柱面透镜阵列、本体与第二柱面透镜阵列的排列方向。光源分布影像发射源设置于立体显示屏幕的一侧，且偏光元件光学耦合于光源分布影像发射源与双凸透镜之间。光源分布影像发射源用以朝立体显示屏幕提供光源分布影像信号。光源分布影像信号具有依时序呈现的多个光源分布影像。

本发明的技术效果在于：

立体显示屏幕，包含光偏折元件与双凸柱面透镜。立体显示屏幕可通过双凸柱面透镜增加观赏视区的数量，并加大可视角度范围。此外，立体显示屏幕可通过光偏折元件分离光源分布影像信号，使得不同的观赏视区会存在相同的光源分布影像，借以使观赏视区具有重复性。另一方面，双凸柱面透镜可根据所设定的参数，对应调整其上的柱面透镜间的尺寸关系，以进一步调整立体显示屏幕所呈现的观赏视区。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1为本发明第一实施方式的立体显示装置的配置示意图；

图2A为图1的立体显示装置的光源分布影像发射源的正视示意图；

图2B至图2D为光源分布影像发射源于时序内发射不同光源分布影像的正视示意图；

图3A为图1的立体显示屏幕的光偏折元件的正视示意图；

图3B为沿图3A的剖面线BB的剖面示意图；

图3C为光源分布影像信号于通过图3A的光偏折元件后的示意图；

图4为光源分布影像信号通过图1的立体显示屏幕的双凸柱面透镜的示意图；

图5A为本发明第二实施方式的光偏折元件的正视示意图；

图5B为光源分布影像信号于通过图5A的光偏折元件后的示意图；

图6为光源分布影像信号通过本发明第二实施方式的双凸柱面透镜的示意图；

图7A为本发明第三实施方式的光偏折元件的正视示意图；

图7B为光源分布影像信号于通过图7A的光偏折元件后的示意图；

图8为光源分布影像信号通过本发明第三实施方式的双凸柱面透镜的示意图；

图9为光源分布影像信号通过本发明第四实施方式的双凸柱面透镜的示意图。

其中，附图标记

100 立体显示装置

102 光源分布影像发射源

104、104a、104b、104c 光源分布影像信号

106、106a、106b、106c 光源分布影像

108 成像信号

110 立体显示屏幕

112 光偏折元件

113 入光面

114 出光面

116a、116b 微棱镜

120 双凸柱面透镜

122 本体

124 第一柱面透镜阵列

126 第一柱面透镜

128 第二柱面透镜阵列

130 第二柱面透镜

A 第一长度

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 第二长度

BB 剖面线

D1 第一方向

D2 第二方向

D3 第三方向

D4 第四方向

O1-O4 观赏视区

S 第三长度

θ 角度

具体实施方式

下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述：

本发明的立体显示屏幕可应用于立体显示装置，其中包立体显示装置含光源分布影像发射源。立体显示屏幕包含光偏折元件与双凸柱面透镜。立体显示屏幕可通过双凸柱面透镜增加观赏视区的数量，并加大可视角度范围。此外，立体显示屏幕可通过光偏折元件分离光源分布影像，使得不同的观赏视区会存在相同的光源分布影像，借以使观赏视区具有重复性。另一方面，双凸柱面透镜可根据所设定的参数，对应调整其上的柱面透镜间的尺寸关系，以进一步调整立体显示屏幕所呈现的观赏视区。

请参照图1，其中图1为本发明第一实施方式的立体显示装置100的配置示意图。立体显示装置100可通过时间多工与空间多工提供立体影像至观赏视区O1-O4，其中观赏视区O1-O4为可视得立体影像的区域。观赏视区O1-O4沿第一方向D1陈列，其中第一方向D1为观赏者观看立体显示装置100时的双眼连线方向。换言之，第一方向D1可以与观赏者的双眼连线平行。此外，为了不使图过于复杂，因此图1的观赏视区数量为4个。然而，观赏视区的数量可以是超过4个。

立体显示装置100包含光源分布影像发射源102与立体显示屏幕110。光源分布影像发射源102设置于立体显示屏幕110的一侧，并用以朝立体显示屏幕110提供光源分布影像信号104，使得自光源分布影像发射源102发射的光源分布影像信号104可通过立体显示屏幕110的导引而行进至观赏视区O1-O4。立体显示屏幕110包含光偏折元件112与双凸柱面透镜120，其中光偏折元件112可以是微偏光元件(micro-deflector)。双凸柱面透镜120设置于光偏折元件112的一侧，且光偏折元件112位于且光学耦合于光源分布影像发射源102与双凸柱面透镜120之间。

双凸柱面透镜120包含本体122、第一柱面透镜阵列124与第二柱面透镜阵列128，其中本体122、第一柱面透镜阵列124与第二柱面透镜阵列128可为一体成形。第一柱面透镜阵列124设置于本体122上，并位于光偏折元件112与本体122之间。第二柱面透镜阵列128设置于本体122上，并与第一柱面透镜阵列124相对，且本体122位于第一柱面透镜阵列124与第二柱面透镜阵列128之间。此外，第一方向实质上垂直于第一柱面透镜阵列124、本体122与第二柱面透镜阵列128的排列方向。

第一柱面透镜阵列124包含第一柱面透镜126，第一柱面透镜126沿第一方向D1配置，且每一第一柱面透镜126于第一方向D1具有第一长度(A)。第二柱面透镜阵列128包含第二柱面透镜130，第二柱面透镜130沿第一方向D1配置，且每一第二柱面透镜130于第一方向D1具有第二长度(B)，其中第一长度大于第二长度(A>B)。亦即，第一柱面透镜126与第二柱面透镜130分别具有不同的尺寸。

由于第一柱面透镜126与第二柱面透镜130分别具有不同的尺寸，第一柱面透镜126与第二柱面透镜130为非对称关系。亦即，第一柱面透镜126与第二柱面透镜130不会对称于本体122。通过此第一柱面透镜126与第二柱面透镜130不对称于本体122的配置，光源分布影像发射源102所提供的光源分布影像信号104可通过双凸柱面透镜120而被分配至适当的位置，以增加可视得立体影像的区域的数量，此部分的细节将叙述于后。

请同时看到图1与图2A，其中图2A为图1的立体显示装置100的光源分布影像发射源102的正视示意图。同前所述，自光源分布影像发射源102发射的光源分布影像信号104可通过立体显示屏幕110的导引而行进至观赏视区O1-O4。光源分布影像信号104具有依时序呈现的多个光源分布影像106。由于光源分布影像发射源102所提供的光源分布影像信号104具有依时序呈现的多个光源分布影像106，故立体显示装置100可通过光源分布影像发射源102提供时间多工的效果。

举例而言，请看到图2A至图2D，其中图2B至图2D为光源分布影像发射源102于时序内发射不同光源分布影像106a-106c的正视示意图。图2A至图2D中，光源分布影像发射源102可于时序内发射具有八个光源分布影像106的光源分布影像信号104(请看到图1)，其中时序具有八个时间点，且此八个光源分布影像106于时序内由光源分布影像发射源102依序发射。

图2B中，光源分布影像发射源102于时序的第一时间点发射第一个光源分布影像106a。图2C中，光源分布影像发射源102于时序的第二时间点发射第二个光源分布影像106b。图2D中，光源分布影像发射源102于时序的第三时间点发射第三个光源分布影像106c。以此类推，当经过一个完整时序(即自时序的第一时间点至第八时间点)后，光源分布影像发射源102即可完成发射光源分布影像信号104的一个周期。

请参照再看到图1与图3A，其中图3A为图1的立体显示屏幕110的光偏折元件112的正视示意图。于图3A所绘的光偏折元件112中，“正视示意图”所指的正视视角为自双凸柱面透镜120指向光偏折元件112。此外，为了方便说明，图1中的第一方向D1也绘示于图3A之中。光偏折元件112具有相对的入光面113与出光面114，其中入光面113朝向光源分布影像发射源102，而出光面114朝向双凸柱面透镜120。换言之，图3A所绘的视角为由双凸柱面透镜120朝向光偏折元件112的出光面114。

光偏折元件112用以偏折光束，以使穿过其的光束可朝多个行进方向(D)行进，其中D为大于1的正整数。本实施方式中，光偏折元件112为二阶的光偏折元件，使得穿过其的光束可朝两个方向行进。亦即本实施方式的行进方向(D)为2。举例而言，自光源分布影像发射源102发射的光源分布影像信号104于穿过光偏折元件112后可朝两个方向行进。此外，由于穿过光偏折元件112的光束可朝超过一个的方向行进，故立体显示装置100可通过光偏折元件112提供空间多工的效果。

图3A中，光偏折元件112具有第一折射界面A1与第二折射界面A2，其中第一折射界面A1与第二折射界面A2分别以不同的阴影表示。此外，为了不使图过于复杂，于图3A所绘的光偏折元件112中，第一折射界面A1与第二折射界面A2的数量皆为两个。然而，本领域技术人员可视光偏折元件112的尺寸大小，弹性调整第一折射界面A1与第二折射界面A2的数量。

于光偏折元件112的配置中，第一折射界面A1与第二折射界面A2为交错排列。光偏折元件112可通过第一折射界面A1与第二折射界面A2，而使穿过其的光束分别偏折至第一偏折方向与第二偏折方向，其中第一偏折方向异于第二偏折方向。例如，当具单一行进方向的光源分布影像信号104进入光偏折元件112后，自出光面114离开光偏折元件112的光源分布影像信号104会沿两个不同方向行进。

请再看到图3A与图3B，其中图3B为沿图3A的剖面线BB的剖面示意图。光偏折元件112可包含微棱镜116a与116b，其中微棱镜116a与116b的位置与入光面113相对。换言之，微棱镜116a与116b位于入光面113与双凸柱面透镜120之间。光偏折元件112的出光面114可通过微棱镜116a与116b形成。于此配置下，第一折射界面A1与第二折射界面A2可分别为微棱镜116a与116b的两个出光面。例如，微棱镜116a的两个出光面分别为第一折射界面A1与第二折射界面A2，微棱镜116b的两个出光面分别为第一折射界面A1与第二折射界面A2。

此外，微棱镜116a与116b是沿第二方向D2配置。第一方向D1与第二方向D2夹角度θ，其中角度θ可介于30度至60度之间。例如第一方向D1与第二方向D2可夹45度。于第一方向D1与微棱镜116a与116b的配置方向是夹45度的情况下，第一折射界面A1与第二折射界面A2可沿第三方向D3配置并沿第四方向D4延伸，其中第二方向D2与第三方向D3互相平行。除此之外，于此配置下，第一方向D1与第三方向D3夹45度，且第三方向D3与第四方向D4正交。

请再看到图1、图3A与图3C，其中图3C为光源分布影像信号104于通过第3A图的光偏折元件112后的示意图。为了方便说明，图1中的第一方向D1与图3A中的第三方向D3也绘示于图3C中。此外，图3C所绘的光源分布影像信号104为自光偏折元件112离开并朝双凸柱面透镜120行进，亦即光源分布影像信号104表示图1的光源分布影像信号104进入光偏折元件112前的位置，而光源分布影像信号104a与104b为图1的光源分布影像信号104于穿过光偏折元件112后的位置。

同前所述，光偏折元件112可通过第一折射界面A1与第二折射界面A2偏折由光源分布影像发射源102所提供的光源分布影像信号104。本实施方式中，光偏折元件112为二阶的光偏折元件，故穿过光偏折元件112的光源分布影像信号104会朝两个方向行进。换言之，当光源分布影像信号104穿过光偏折元件112后，光源分布影像信号104会成为光源分布影像信号104a与104b。另一方面，由于光偏折元件112的折射界面为用以使光源分布影像信号104偏折，故光源分布影像106、106a与106b的其中之一的对角线长度的(1/2D)倍与每一折射界面于第三方向D3上的长度实质上可相等，使得每一折射界面可以尺寸匹配的方式对应于光源分布影像106、106a与106b的其中之一。

通过以上配置，由于折射界面的延伸方向是与第一方向D1夹45度角，故当光源分布影像信号104穿过光偏折元件112后，所形成的光源分布影像信号104a与104b相对原光源分布影像信号104会具有水平方向上的平移分量与铅直方向上的平移分量。因此，通过此45度角的配置，可以控制穿过光偏折元件112的光源分布影像信号104a与104b的水平方向上的平移分量，以定义观赏视区O1-O4于第一方向D1上的长度。此外，通过将第一折射界面A1与第二折射界面A2配置为多个并交错排列，可使穿过光偏折元件112所形成的光源分布影像信号104a与104b能具有较均匀的亮度。

请再看到图1与图4，其中图4为光源分布影像信号104a与104b通过图1的立体显示屏幕110的双凸柱面透镜120的示意图。当光源分布影像发射源102所提供的光源分布影像信号104穿过光偏折元件112后，所形成的光源分布影像信号104a与104b会再接着进入双凸柱面透镜120。于部分实施方式中，立体显示屏幕110还可包含菲涅尔透镜(未绘示)。菲涅尔透镜可设置于光偏折元件112与双凸柱面透镜120之间，并用以使穿过光偏折元件112的光源分布影像信号104a与104b可平行地进入双凸柱面透镜120。于光源分布影像信号104a与104b进入双凸柱面透镜120后，光源分布影像信号104a与104b可通过第一柱面透镜阵列124而成像于本体122之中，使得成像于本体122中的光源分布影像信号104a与104b成为成像信号108，其中成像信号108于第一方向D1具有第三长度(S)。亦即，成像于本体122的光源分布影像信号104的长度为第三长度(S)。

同前所述，当光源分布影像发射源102所提供的光源分布影像信号104穿过光偏折元件112后，光源分布影像信号104会被分离成光源分布影像信号104a与104b，而每一对彼此相邻的成像信号108是分别由光源分布影像信号104a与104b经第一柱面透镜阵列124成像形成。

除此之外，第一柱面透镜126与第二柱面透镜130于第一方向D1的长度可通过立体显示装置100的其他参数计算而得。具体而言，第一柱面透镜126于第一方向D1的长度以第一长度(A)表示，而第二柱面透镜130于第一方向D1的长度以第二长度(B)表示。第一长度(A)的量值与[(2*M*D+1)*S]的量值实质上可相同，而第二长度(B)的量值与(M*D*S)的量值实质上可相同，其中M为正整数。于部分实施方式中，正整数M可以是观赏视区O1-O4中所设定的完整立体影像的数量。例如，当立体显示装置100呈现的影像是立体汽车影像时，于立体显示装置100提供的观赏范围中，可以获得M个完整的立体汽车影像。

进一步而言，于立体显示装置100提供的观赏范围中有两个完整的立体影像且光偏折元件112为二阶光偏折元件的条件下，正整数M会等于2且行进方向(D)会等于2。因此，根据前述第一长度(A)与第二长度(B)的计算式，第一长度(A)会等于9S，而第二长度(B)会等于4S。此外，第一长度(A)与第二长度(B)的比值可表示为[(2*M*D+1)/(M*D)]。亦即，第一长度(A)与第二长度(B)的比值可表示为(9/4)。

同前所述，第一柱面透镜126与第二柱面透镜130为非对称关系，故第一柱面透镜126与第二柱面透镜130之间可视为存在一个平移关系。亦即，部分第一柱面透镜126的光轴与部分第二柱面透镜130的光轴会因平移而平行，而另一部分第一柱面透镜126的光轴与另一部分第二柱面透镜130的光轴会重合。通过第一柱面透镜126与第二柱面透镜130之间的平移关系，相邻的成像信号108可被第二柱面透镜130导引往不同的方向行进，使得带有相同影像的相邻的成像信号108可分别行进至不同的观赏视区O1-O4，借以增加可视得立体影像的区域的数量。

也就是说，自光源分布影像发射源102发射的光源分布影像信号104可先经光偏折元件112而分成两个光源分布影像信号104a与104b。接着，两个光源分布影像信号104a与104b再被第一柱面透镜阵列124成像于本体122中，并成像为相邻的成像信号108。相邻的成像信号108再通过第二柱面透镜阵列128，分别被导引至不同的观赏视区O1-O4。

此外，当光束穿过双凸柱面透镜120后，行进往观赏视区O1-O4的光束相较自光源分布影像发射源102发射的光束会具有更广的发射角度。因此，双凸柱面透镜120可增加光源分布影像信号104的发射角度，借以使观赏视区O1-O4可具有更广的观赏范围。

综合上述，立体显示装置可通过立体显示屏幕增加观赏视区的数量，并通过立体显示屏幕的双凸柱面透镜加大可视角度范围。另一方面，通过光偏折元件分离光源分布影像，不同的观赏视区可存在相同的光源分布影像，使得观赏视区可具有重复性。亦即，不同的观赏视区可呈现相同的光源分布影像。以下将进一步说明当光偏折元件为更高阶的光偏折元件时，第一长度(A)与第二长度(B)之间的量值关系。

请参照图5A与图5B，其中图5A为本发明第二实施方式的光偏折元件112的正视示意图，而图5B为光源分布影像信号104于通过图5A的光偏折元件112后的示意图。此外，图5A的视角与图3A的视角相同。本实施方式与第一实施方式的至少一差异为，本实施方式的光偏折元件112为三阶的光偏折元件，其中光偏折元件112具有第一折射界面A1、第二折射界面A2与第三折射界面A3，其分别以不同阴影绘示。由于光偏折元件112具有三种折射界面，故光源分布影像信号104于穿过光偏折元件112后，光源分布影像信号104会被光偏折元件112分成朝三个方向行进的光源分布影像信号104a、104b与104c。此外，由于原光源分布影像信号104与光源分布影像信号104b的方向平行，故图5B为的原光源分布影像信号104与光源分布影像信号104c是位于同一位置并重叠。

请再看到图5A与图6，其中图6为光源分布影像信号104a、104b与104c通过本发明第二实施方式的双凸柱面透镜120的示意图。本实施方式中，观赏范围的中被设定为有两个完整的立体影像，而光偏折元件112为三阶光偏折元件。因此，于此条件下，正整数M会等于2且行进方向(D)会等于3。根据前述第一长度(A)与第二长度(B)的计算式，第一长度(A)会等于13S，而第二长度(B)会等于6S。且第一长度(A)与第二长度(B)的比值可表示为(13/6)。

因此，第一柱面透镜阵列124的第一柱面透镜126与第二柱面透镜阵列128的第二柱面透镜130之间仍存在平移关系。通过此平移关系，通过光偏折元件112所分离的光源分布影像信号104a、104b与104c可被导引至不同的观赏视区O1-O4(请见图1)。另外，由于光偏折元件112为三阶的光偏折元件，故可增加观赏视区O1-O4的具有相同光源分布影像的数量，且观赏视区O1-O4也会具有重复性。

请参照图7A与图7B，其中图7A为本发明第三实施方式的光偏折元件112的正视示意图，而图7B为光源分布影像信号104于通过图7A的光偏折元件112后的示意图。此外，图7A的视角与图3A的视角相同。本实施方式与第一实施方式的至少一差异为，本实施方式的光偏折元件112为四阶的光偏折元件，其中光偏折元件具有第一折射界面A1、第二折射界面A2、第三折射界面A3与第四折射界面A4，其分别以不同阴影绘示。由于光偏折元件112具有四种折射界面，故光源分布影像信号104于穿过光偏折元件112后，光源分布影像信号104会被光偏折元件112分成朝四个方向行进的光源分布影像信号104a、104b、104c与104d。

请再看到图7A与图8，其中图8为光源分布影像信号104a、104b、104c与104d通过本发明第三实施方式的双凸柱面透镜120的示意图。本实施方式中，观赏范围的中被设定为有两个完整的立体影像，而光偏折元件112为四阶光偏折元件。因此，于此条件下，正整数M会等于2且行进方向(D)会等于4。根据前述第一长度(A)与第二长度(B)的计算式，第一长度(A)会等于17S，而第二长度(B)会等于8S。此外，第一长度(A)与第二长度(B)的比值可表示为(17/8)。于此配置下，第一柱面透镜阵列124的第一柱面透镜126与第二柱面透镜阵列128的第二柱面透镜130的间仍存在平移关系，在此不再赘述。

请参照图9，图9为光源分布影像信号104通过本发明第四实施方式的双凸柱面透镜120的示意图。本实施方式与第一实施方式的至少一差异为，本实施方式的观赏范围中的完整的立体影像被设定为三个。此外，本实施方式使用二阶的光偏折元件，如图3A所示。于此条件下，正整数M会等于3且行进方向(D)会等于2。根据前述第一长度(A)与第二长度(B)的计算式，第一长度(A)会等于13S，而第二长度(B)会等于6S。此外，第一长度(A)与第二长度(B)的比值可表示为(13/6)。因此，第一柱面透镜阵列124的第一柱面透镜126与第二柱面透镜阵列128的第二柱面透镜130之间仍存在平移关系，在此不再赘述。

综上所述，本发明的立体显示屏幕可应用于立体显示装置，其中立体显示装置包含光源分布影像发射源。其中立体显示屏幕包含光偏折元件与双凸柱面透镜。立体显示屏幕可通过双凸柱面透镜增加观赏视区中可获得的完整立体影像的数量，并加大可视角度范围。此外，立体显示屏幕可通过光偏折元件分离光源分布影像信号，使得不同的观赏视区会存在相同的光源分布影像，借以使观赏视区具有重复性。另一方面，双凸柱面透镜可根据所设定的参数，对应调整其上的柱面透镜间的尺寸关系，以进一步调整立体显示屏幕所呈现的观赏视区。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (17)

1.一种立体显示屏幕，其特征在于，包含：

一光偏折元件，用以偏折光束，并使穿过其的光束朝多个方向行进；以及

一双凸柱面透镜，设置于该光偏折元件的一侧，并包含：

一本体；

一第一柱面透镜阵列，设置于该本体上，并位于该光偏折元件与该本体之间，其中该第一柱面透镜阵列包含多个第一柱面透镜，每一该第一柱面透镜于一第一方向具有一第一长度A；以及

一第二柱面透镜阵列，设置于该本体上，且该本体位于该第一柱面透镜阵列与该第二柱面透镜阵列之间，其中该第二柱面透镜阵列包含多个第二柱面透镜，每一该第二柱面透镜于该第一方向具有一第二长度B，其中该第一长度A大于该第二长度B，且该第一方向垂直于该第一柱面透镜阵列、该本体与该第二柱面透镜阵列的排列方向。

2.如权利要求1所述的立体显示屏幕，其特征在于，应用于一立体显示装置，该立体显示装置包含一光源分布影像发射源，设置于该立体显示屏幕的一侧，且该光偏折元件位于该光源分布影像发射源与该双凸柱面透镜之间，其中该光源分布影像发射源用以朝该立体显示屏幕提供一光源分布影像信号，该光源分布影像信号具有依一时序呈现的多个光源分布影像。

3.如权利要求2所述的立体显示屏幕，其特征在于，该光源分布影像信号通过该第一柱面透镜阵列，成像于该本体之中，且所成像的光源分布影像信号于该第一方向具有一第三长度S，其中穿过该光偏折元件的该光源分布影像信号朝多个行进方向D行进，且该第一长度A的量值与(2*M*D+1)*S相同，该第二长度B的量值与M*D*S相同，其中M为大于1的正整数。

4.如权利要求3所述的立体显示屏幕，其特征在于，该光偏折元件具有多个折射界面，该多个折射界面朝向该双凸柱面透镜并且为交错排列，其中该光偏折元件通过该多个折射界面而使穿过其的光束偏折至多个偏折方向，该多个偏折方向彼此相异。

5.如权利要求4所述的立体显示屏幕，其特征在于，该多个折射界面沿一第三方向配置并沿一第四方向延伸，其中该第一方向与该第三方向夹45度，且该第三方向与该第四方向正交，该光偏折元件通过该多个折射界面偏折该光源分布影像信号，其中该多个光源分布影像的其中之一的对角线长度的1/2D倍与每一该多个折射界面于该第三方向上的长度相等。

6.如权利要求1至5中任一项所述的立体显示屏幕，其特征在于，该光偏折元件包含一入光面及多个微棱镜，其中该多个微棱镜位于该入光面与该双凸柱面透镜之间。

7.如权利要求6所述的立体显示屏幕，其特征在于，该多个微棱镜沿一第二方向配置，且该第一方向与该第二方向夹一角度，其中该角度介于30度至60度之间。

8.如权利要求1所述的立体显示屏幕，其特征在于，部分该多个第一柱面透镜的光轴与部分该多个第二柱面透镜的光轴平行，另一部分该多个第一柱面透镜的光轴与另一部分该多个第二柱面透镜的光轴重合。

9.如权利要求2所述的立体显示屏幕，其特征在于，穿过该光偏折元件的该光源分布影像信号朝多个行进方向D行进，且该第一长度A与该第二长度B的比值与(2*M*D+1)/(M*D)相同，其中M为大于1的正整数。

10.一种立体显示装置，其特征在于，包含：

一立体显示屏幕，包含

一光偏折元件，用以偏折光束，并使穿过其的光束朝多个方向行进；以及

一双凸柱面透镜，设置于该光偏折元件的一侧，并包含：

一本体；

一第一柱面透镜阵列，设置于该本体上，并位于该光偏折元件与该本体之间，其中该第一柱面透镜阵列包含多个第一柱面透镜，每一该第一柱面透镜于一第一方向具有一第一长度A；以及

一第二柱面透镜阵列，设置于该本体上，且该本体位于该第一柱面透镜阵列与该第二柱面透镜阵列之间，其中该第二柱面透镜阵列包含多个第二柱面透镜，每一该第二柱面透镜于该第一方向具有一第二长度B，其中该第一长度A大于该第二长度B，且该第一方向垂直于该第一柱面透镜阵列、该本体与该第二柱面透镜阵列的排列方向；以及

一光源分布影像发射源，设置于该立体显示屏幕的一侧，且该光偏折元件光学耦合于该光源分布影像发射源与该双凸柱面透镜之间，其中该光源分布影像发射源用以朝该立体显示屏幕提供一光源分布影像信号，该光源分布影像信号具有依一时序呈现的多个光源分布影像。

11.如权利要求10所述的立体显示装置，其特征在于，该光源分布影像信号通过该第一柱面透镜阵列，成像于该本体之中，且所成像的光源分布影像信号于该第一方向具有一第三长度S，其中穿过该光偏折元件的该光源分布影像信号朝多个行进方向D行进，且该第一长度A的量值与(2*M*D+1)*S相同，该第二长度B的量值与M*D*S相同，其中M为大于1的正整数。

12.如权利要求11所述的立体显示装置，其特征在于，该光偏折元件具有多个折射界面，该多个折射界面朝向该双凸柱面透镜并且为交错排列，其中该光偏折元件通过该多个折射界面而使穿过其的光束偏折至多个偏折方向，该多个偏折方向彼此相异。

13.如权利要求12所述的立体显示装置，其特征在于，该多个折射界面沿一第三方向配置并沿一第四方向延伸，其中该第一方向与该第三方向夹45度，且该第三方向与该第四方向正交，该光偏折元件通过该多个折射界面偏折该光源分布影像信号，其中该多个光源分布影像的其中之一的对角线长度的1/2D倍与每一该多个折射界面于该第三方向上的长度相等。

14.如权利要求10至13任一项所述的立体显示装置，其特征在于，该光偏折元件包含一入光面及多个微棱镜，其中该多个微棱镜位于该入光面与该双凸柱面透镜之间。

15.如权利要求14所述的立体显示装置，其特征在于，该多个微棱镜沿一第二方向配置，且该第一方向与该第二方向夹一角度，其中该角度介于30度至60度之间。

16.如权利要求10所述的立体显示装置，其特征在于，部分该多个第一柱面透镜的光轴与部分该多个第二柱面透镜的光轴平行，另一部分该多个第一柱面透镜的光轴与另一部分该多个第二柱面透镜的光轴重合。

17.如权利要求10所述的立体显示装置，其特征在于，穿过该光偏折元件的该光源分布影像信号朝多个行进方向D行进，且该第一长度A与该第二长度B的比值与(2*M*D+1)/(M*D)相同，其中M为大于1的正整数。