CN107505713B - 显示设备及显示方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种显示设备，包括显示面板、透镜组以及光偏振转换单元。透镜组包括第一透镜层以及第二透镜层。第一透镜层包含多个第一透镜。第二透镜层包含分别与第一透镜层对位的多个第二透镜。光偏振转换单元位于显示面板与透镜组之间。本发明还提供一种显示方法。

Description

显示设备及显示方法
技术领域
本发明是有关于一种显示设备。
背景技术
头戴式显示器(Head-mount Display；HMD)是一种配戴在身上的显示器。头戴式显示器是借由在离眼睛很近的位置处设置一透镜组来观看的小型显示器，因此实际上与观看远处大型显示器的效果相似。一般来说，近眼显示器只有一个虚拟成像平面，因双眼的汇聚(convergence)和单眼聚焦(accommodation)的位置不同，而造成使用者观看的不舒适感。为了解决上述问题，有些头戴式显示器利用空间分光的方式在瞳孔平面(pupil plane)上产生多个视点来调整双眼的汇聚和单眼聚焦的位置。然而，如果产生的视点过多，会造成视觉分辨率的下降而影响头戴式显示器的显示质量。
发明内容
本发明的一实施例提供一种显示设备，其能有效地提高视觉分辨率。
本发明的一实施例提供一种显示方法，其能有效地提高视觉分辨率。
本发明的显示设备包括显示面板、透镜组以及光偏振转换单元。透镜组包括第一透镜层以及第二透镜层。第一透镜层包含多个第一透镜。第二透镜层包含分别与第一透镜对位的多个第二透镜。光偏振转换单元位于显示面板与透镜组之间。
本发明的一实施例的显示方法包括至少以下步骤。于第一时段内提供多个第一偏振影像光束，以产生第一视点组。于第二时段内提供多个第二偏振影像光束，以产生第二视点组。第一视点组的多个第一视点中的至少一个穿插于第二视点组的多个第二视点中。
本发明的一实施例的显示方法包括至少以下步骤。首先，提供显示设备。显示设备包括显示面板、透镜组以及光偏振转换单元。透镜组包括第一透镜层以及第二透镜层。第一透镜层包含多个第一透镜。第二透镜层包含分别与第一透镜对位的多个第二透镜。光偏振转换单元位于显示面板与透镜组之间。借由第一透镜层于第一时段内提供多个第一偏振影像光束以产生第一视点组。借由第二透镜层于第二时段内提供多个第二偏振影像光束以产生第二视点组。第一视点组的多个第一视点中的至少一个穿插于第二视点组的多个第二视点中。
基于上述，本发明的一实施例的显示设备借由空间和时间分光在瞳孔平面上产生多个视点，能够有效地提供在舒适的观看环境下的高分辨率画面给使用者。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图式作详细说明如下。
附图说明
图1是根据本发明一实施例的显示设备的示意图。
图2是图1的显示设备中的显示面板的剖面示意图。
图3是图2的显示面板中的主动元件层的上视示意图。
图4A是根据本发明一实施例的显示设备在第一时段内的光传导示意图。
图4B是根据本发明一实施例的显示设备在第一时段内的亮度-瞳孔平面位置曲线图。
图4C是根据本发明一实施例的显示设备在第二时段内的光传导示意图。
图4D是根据本发明一实施例的显示设备在第二时段内的亮度-瞳孔平面位置曲线图。
图4E是根据本发明一实施例的显示设备的光传导示意图。
图4F是根据本发明一实施例的显示设备的亮度-瞳孔平面位置曲线图。
图5是根据本发明另一实施例的显示设备的光传导示意图。
图6A是根据本发明又一实施例的显示设备在第一时段内的光传导示意图。
图6B是根据本发明又一实施例的显示设备在第二时段内的光传导示意图。
图6C是根据本发明又一实施例的显示设备的光传导示意图。
其中，附图标记：
10：显示设备
100：显示面板
110：主动元件阵列基板
112：第一基板
114：主动元件阵列层
116：第一配向层
118：第一偏光片
120：对向基板
122：第二基板
124：对向电极
126：第二配向层
128：第二偏光片
130：液晶层
200：透镜组
210：第一透镜层
212：第一透镜
212a：第一液晶分子
214：第一覆盖层
220：第二透镜层
222：第二透镜
222a：第二液晶分子
224：第二覆盖层
300：光偏振转换单元
400：第三透镜层
A：第一距离
B：第二距离
DL1～DLn：数据线
SL1～SLn：扫描线
P：像素结构
PE：像素电极
PU：像素单元
T：主动元件
L1：第一影像光束
L2：第二影像光束
L1’：第一偏振影像光束
L2’：第二偏振影像光束
Pm：间距
Pd：宽度
V1：第一视点组
V2：第二视点组
V1a、V1b、V1c：第一视点
V2a、V2b、V2c、V2d：第二视点
具体实施方式
图1是根据本发明一实施例的显示设备10的示意图。请参照图1，显示设备10包括显示面板100、透镜组200、光偏振转换单元300以及第三透镜层400。显示面板100包括主动元件阵列基板110、对向基板120以及液晶层130。液晶层130夹置于主动元件阵列基板110以及对向基板120之间。
图2是图1的显示设备10中的显示面板100的剖面示意图。以下将先针对显示面板100作详细解说。请参照图2，主动元件阵列基板110包括第一基板112、主动元件阵列层114、第一配向层116以及第一偏光片118。第一基板100的材质可为玻璃、石英、有机聚合物或是金属等等。第一基板112上设置有主动元件阵列层114，而主动元件阵列层114将于后续段落作详细说明。第一配向层116配置于主动元件阵列层114上，以对液晶层130进行配向作用。第一偏光片118配置于第一基板112相对于主动元件阵列层114的表面上，以调变光的偏振方向。
对向基板120包括第二基板122、对向电极124、第二配向层126以及第二偏光片128。第二基板122是设置在第一基板112的对向侧。第二基板122的材质可为玻璃、石英或有机聚合物等等。当第一基板112的材质不为金属时，第二基板122的材质可以与第一基板112的材质相同或不同。除此之外，为了使显示面板100可呈现多彩化的显示效果，第一基板112或第二基板122可以具有彩色滤光层(未绘示)，其包括红、绿、蓝色滤光图案。亦即，第二基板122可以是彩色滤光基板或是第一基板112可以是彩色滤光层制作于像素阵列上(Colorfilter on Array；COA)或是像素阵列制作于彩色滤光层上(Array on Color filter；AOC)的设计。另外，显示面板100更可包括遮光图案层(或称为黑矩阵；未绘示)于第二基板122或第一基板112上，且设置于彩色滤光阵列的滤光图案之间。
第二基板122上设置有对向电极层124，且对向电极层124位于液晶层130以及第二基板122之间。对向电极层124可为透明导电层，其材质包括金属氧化物，例如是铟锡氧化物或者是铟锌氧化物。对向电极层124可全面地覆盖于第二基板122上或图案化的设置于第二基板122上。在一些实施例中，对向电极层122连接至共享电压(Vcom)，且当一不同于共享电压的电压被施加于主动元件阵列层114时，主动元件阵列层114以及对向电极层124之间会产生垂直电场，以驱动在主动元件阵列层114以及对向电极层124之间的液晶层130中的液晶分子。第二配向层126配置于对向电极层124上，以对液晶层130进行配向作用。第一配向层116以及第二配向层126例如是有机材料，且可以是采用接触式或是非接触式配向方式对液晶层130进行配向。第二偏光片128配置于第二基板122相对于对向电极层124的表面上，以调变光的偏振方向。值得注意的是，在一些实施例中，第一偏光片118及/或第二偏光片128可以被省略，本发明不限于此。
液晶层130位于第一配向层116以及第二配向层126之间。液晶层130包括液晶分子。在一些实施例中，可使用聚合物稳定配向(Polymer-Stabilized Alignment；PSA)技术，因此在液晶层130中除了液晶分子之外，还包括单体化合物。换言之，在此显示面板尚未进行单体化合物的照光程序时，液晶层130中包含有液晶分子以及单体化合物。当此显示面板于进行单体化合物的照光程序时，单体化合物会进行聚合反应而于主动元件阵列层114的表面形成聚合物薄膜。因此当此液晶显示面板于进行单体化合物的照光程序之后，此时液晶层130主要为液晶分子。
图3是图2的显示面板中的主动元件层114的上视示意图。以下将针对主动元件层114作详细解说。请参照图3，主动元件阵列层114包括多条扫描线SL1～SLn、多条数据线DL1～DLn以及多个像素结构P。扫描线SL1～SLn与数据线DL1～DLn彼此交错设置，且各像素结构P电性连接于所对应的扫描线SL1～SLn其中一条和数据线DL1～DLn其中一条。本实施例是以扫描线SL1～SLn与数据线DL1～DLn彼此交错设置形成多个像素结构P，但本发明不限于此。扫描线SL1～SLn的延伸方向与数据线DL1～DLn的延伸方向不平行。较佳的是，扫描线SL1～SLn的延伸方向与数据线DL1～DLn的延伸方向垂直。基于导电性的考虑，扫描线SL1～SLn与数据线DL1～DLn之间夹有绝缘层。扫描线SL1～SLn与数据线DL1～DLn一般是使用金属材料，但本发明不限于此。根据其他实施例，扫描线SL1～SLn与数据线DL1～DLn也可以使用其他导电材料。例如：合金、金属材料的氮化物、金属材料的氧化物、金属材料的氮氧化物、它合适的材料或是金属材料与其它导电材料的堆栈层。
每一像素结构P包括主动元件T以及像素电极PE。请参照图3，主动元件T与对应的扫描线(以扫描线SL1为范例)及对应的数据线(以数据线DL1为范例)电性连接。另一方面，像素电极PE与主动元件T电性连接。主动元件T包括闸极(未绘示)、通道层(未绘示)、源极(未绘示)以及汲极(未绘示)。关于主动元件T与像素电极PE的作动方式为所属技术领域中具有通常知识者所周知的技术，故在此不加以赘述。在本实施例中，三个像素结构P可以被视为一个像素单元PU，且每一像素单元PU具有宽度Pd。然而，本发明不限于此。在其他实施例中，像素单元PU可以由其他数量的像素结构P所构成。值得注意的是，本实施例是以液晶显示面板作为显示面板100的例示，但本发明不限于此。在其他实施例中，显示面板100也可以为有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode；OLED)显示面板或是电湿润(electrowetting)显示面板。当使用有机发光二极管显示面板或是电湿润显示面板时，需要搭配偏光片，以使得光线具有偏振方向。
一般来说，液晶分子的折射率具有异方向性，即光进入液晶分子中，当光的电场震动方向与液晶长轴方向垂直时，称为寻常光(ordinary ray)。当光的电场震动方向与液晶长轴方向平行时，称为非寻常光(extraordinary ray)。寻常光折射率(no)与非寻常光折射率(ne)分别为液晶分子对寻常光和非寻常光的折射率。请再次参照图1，透镜组200配置于显示面板100的右侧且包括第一透镜层210以及第二透镜层220。第一透镜层210以及第二透镜层220相邻配置，且可彼此直接接触或分离开来。第一透镜层210包括第一覆盖层214以及多个彼此平行邻接的第一透镜212。第一透镜212可以借由将第一覆盖层214挖空并填入第一液晶分子212a所形成。在一些实施例中，第一覆盖层214的材料例如是环氧树脂(epoxyresin)、UV胶或其他合适的材料。在本实施例中，第一覆盖层214的光折射率可约等于第一液晶分子212a的寻常光折射率。另一方面，填入第一透镜212中的第一液晶分子212a会具有第一配向方向。第二透镜层220包括第二覆盖层224以及多个彼此平行邻接的第二透镜222。第二透镜222可以借由将第二覆盖层224挖空并填入第二液晶分子222a所形成。在本实施例中，第二覆盖层224的光折射率可约等于第二液晶分子222a的寻常光折射率。在一些实施例中，第二覆盖层224的材料可以是类似于第一覆盖层214的材料。另一方面，填入第二透镜222的第二液晶分子222a具有第二配向方向，且第二配向方向垂直于第一配向方向。也就是说，第一透镜212中的第一液晶分子212a与第二透镜222中的第二液晶分子222a具有垂直的配向方向。
如图1所示，第二透镜222分别与第一透镜212对位。也就是说，每一第二透镜222的边缘会与对应的第一透镜212的边缘对齐，且每一第二透镜222往第一透镜212所在位置的垂直投影会与对应的第一透镜212完全重迭。除此之外，两相邻的第一透镜212的中心点到中心点之间会具有间距(pitch)Pm，且显示面板100中的像素单元PU的宽度Pd会大于第一透镜212之间的间距Pm。如同前述，由于第二透镜222分别与第一透镜212对位，故两相邻的第二透镜222的中心点到中心点之间的间距Pm会与两相邻的第一透镜212的中心点到中心点之间的间距Pm相同。在本实施例中，第一透镜层210位于显示面板100与第二透镜层220之间。显示面板100与第一透镜层210之间具有第一距离A，而显示面板100与第二透镜层220之间具有第二距离B。当显示设备10作动时，基于第一距离A以及第二距离B之间的关系，能够产生N个视点(关于产生视点的具体机制会在后续段落中详细作说明)，其关系式如下：
请继续参照图1，光偏振转换单元300配置于显示面板100以及透镜组200之间。在本实施例中，光偏振转换单元300为扭转向列型液晶盒(TN-LC cell)。换言之，光偏振转换单元300包括两个基板(未绘示)以及配置于基板之间的液晶层(未绘示)。基板上可配置有电极层(未绘示)，以产生改变液晶分子排列方向的电场，而使得光偏振转换单元300能够调变入射光的偏振方向。然而，本发明不限于此。在其他实施例中，光偏振转换单元300也可以是边界电场切换液晶盒(FFS-LC cell)、光学补偿双折射液晶盒(OBC-LC cell)或聚合物稳定配向液晶盒(PSA-LC cell)。
请继续参照图1，显示设备10更包括配置于透镜组200右侧的第三透镜层400，以汇聚由透镜组200所射出的光线至特定的视点。
图4A是根据本发明一实施例的显示设备10在第一时段内的光传导示意图。图4B是根据本发明一实施例的显示设备10在第一时段内的亮度-瞳孔平面位置曲线图。图4C是根据本发明一实施例的显示设备10在第二时段内的光传导示意图。图4D是根据本发明一实施例的显示设备10在第二时段内的亮度-瞳孔平面位置曲线图。图4E是根据本发明一实施例的显示设备10的光传导示意图。图4F是根据本发明一实施例的显示设备10的亮度-瞳孔平面位置曲线图。以下将针对显示面板10的显示方法具体作说明。
请先参照图4A以及图4B，在第一时段内，借由显示面板100提供多个第一影像光束L1。当第一影像光束L1穿过光偏振转换单元300之后，会被光偏振转换单元300调变为具有偏振方向的第一偏振影像光束L1’。第一偏振影像光束L1’的偏振方向与第一透镜212中的第一液晶分子212a的短轴平行，因此，当第一偏振影像光束L1’通过第一透镜层210时，在第一覆盖层214与第一透镜212的交界处不会发生折射，而是以原传播方向进入第二透镜层220。第一偏振影像光束L1’的偏振方向与第二透镜222中的第二液晶分子222a的长轴平行，因此，当第一偏振影像光束L1’通过第二透镜层220时，在第二覆盖层224与第二透镜222的交界处会发生折射，而使得第一偏振影像光束L1’改变传播方向进入第三透镜400。在第一偏振影像光束L1’通过第三透镜400之后，会汇聚于特定的位置而产生第一视点组V1。第一视点组V1的位置以及数量可以借由量测在各个位置的亮度来判断。在第一时段内可以得到包含k1个显著波峰的第一量测波型组，而可以借由显著波峰的数量来判定第一视点组V1的数量。举例来说，请参照图4B，第一量测波型组包含两个显著波峰，故可以得知第一视点组V1包括两个第一视点V1a、V1b。
接着，请参照图4C以及图4D，在第二时段内，借由显示面板100提供多个第二影像光束L2，且第二影像光束L2不同于第一影像光束L1。当第二影像光束L2穿过光偏振转换单元300之后，会被光偏振转换单元300调变为具有偏振方向的第二偏振影像光束L2’。第二偏振影像光束L2’的偏振方向与第一透镜212中的第一液晶分子212a的长轴平行，因此，当第二偏振影像光束L2’通过第一透镜层210时，在第一覆盖层214与第一透镜212的交界处会发生折射，而使得第二偏振影像光束L2’改变传播方向进入第二透镜层220。第二偏振影像光束L2’的偏振方向与第二透镜222中的第二液晶分子222a的短轴平行，因此，当第二偏振影像光束L2’通过第二透镜层220时，在第二覆盖层224与第二透镜222的交界处不会发生折射，而是以原传播方向进入第三透镜400。在第二偏振影像光束L2’通过第三透镜400之后，会汇聚于特定的位置而产生第二视点组V2。类似于第一视点组V1，第二视点组V2的位置以及数量也可以借由量测在各个位置的亮度来判断。在第二时段内可以得到包含k2个显著波峰的第二量测波型组，而可以借由显著波峰的数量来判定第二视点组V2的数量。举例来说，请参照图4D，第二量测波型组包含三个显著波峰，故可以得知第二视点组V2包括三个第二视点V2a、V2b、V2c。
请参照图4E以及图4F，当结合第一时段以及第二时段的影像传输时，可以得到N个视点。举例来说，N＝k1+k2，且为正奇数。在本实施例中，第一视点组V1以及第二视点组V2的总和为5。也就是说，在本实施例中，显示设备10可以产生5个视点。如前述，显示设备10所产生的视点数量及第一距离A以及第二距离B关系式如下：
在本实施例中，显示面板100与第二透镜层220之间的距离B为显示面板100与第一透镜层210之间的距离A的1.5倍。另一方面，请参照图4E，在本实施例中，第一视点V1a位于第二视点V2a、V2b之间，且第一视点V1b位于第二视点V2b、V2c之间。换言之，在本实施例中，第一视点V1a、V1b以及第二视点V2a、V2b、V2c交错排列。
基于上述，本发明的显示设备10借由空间和时间分光在瞳孔平面上产生交错排列的第一视点组以及第二视点组，能够有效地提供在舒适的观看环境下的高分辨率画面给使用者。
图5是根据本发明另一实施例的显示设备10的光传导示意图。本实施例与图4E的实施例相似，因此相同的元件以相同的符号表示且不再重复说明。图5与图4E两实施例的差异在于在第一时段内以及第二时段内分别形成的第一视点组V1以及第二视点组V2的数量以及位置。请参照图5，在本实施例中，第一视点组V1包括三个第一视点V1a、V1b、V1c而第二视点组V2包括两个第二视点V2a、V2b。除此之外，这些视点是依照第一视点V1a、第一视点V1b、第二视点V2a、第一视点V1c、第二视点V2b的顺序依序排列。第一视点组V1中的第一视点V1a、V1b、V1c中的至少一个穿插于第二视点组V2中的第二视点V2a、V2b。也就是说，在本发明中，除了如同图4E的实施例中视点交错排列的型态，视点还可以呈随机排列，只要第一视点组V1中的第一视点V1a、V1b、V1c中的至少一个穿插于第二视点组V2中的第二视点V2a、V2b即可。
基于上述，本发明的显示设备10借由空间和时间分光在瞳孔平面上产生随机排列的第一视点组以及第二视点组，能够有效地提供在舒适的观看环境下的高分辨率画面给使用者。
图6A是根据本发明又一实施例的显示设备10在第一时段内的光传导示意图。图6B是根据本发明又一实施例的显示设备10在第二时段内的光传导示意图。图6C是根据本发明又一实施例的显示设备10的光传导示意图。本实施例与图4A至图4F的实施例相似，因此相同的元件以相同的符号表示且不再重复说明。图6A至图6C与图4A至图4F两实施例的差异在于，在本实施例中具有较多的视点。详细来说，如图6A所示，在第一时段内显示设备10产生三个第一视点V1a、V1b、V1c。另一方面，如图6B所示，在第二时段内显示设备10产生四个第二视点V2a、V2b、V2c、V2d。换言之，在本实施例中，第一视点组V1以及第二视点组V2的总和为7，如图6C所示。也就是说，在本实施例中，显示设备10可以产生7个视点。如前述，显示设备10所产生的视点数量及第一距离A以及第二距离B关系式如下：
在本实施例中，显示面板100与第二透镜层220之间的距离B为显示面板100与第一透镜层210之间的距离A的4/3倍。类似于图4E，在本实施例中，第一视点V1a位于第二视点V2a、V2b之间，第一视点V1b位于第二视点V2b、V2c之间，且第一视点V1c位于第二视点V2c、V2d之间。换言之，在本实施例中，第一视点V1a、V1b、V1c以及第二视点V2a、V2b、V2c、V2d交错排列。
值得注意的是，尽管在图6A至图6C的实施例中第一视点组V1以及第二视点组V2为交错排列，但本发明不限于此。在其他实施例中，图6A至图6C的视点也可以类似于图5的实施例呈现随机排列。除此之外，在上述的实施例中是使用总共为5个视点以及7个视点的实施例为例示，但本发明不限于此。在其他的实施例中，显示设备10也可以产生其他数量的视点，只要所产生的视点数量为正奇数即可。
综上所述，本发明的显示设备借由空间和时间分光在瞳孔平面上产生多个视点，能够有效地提供在舒适的观看环境下的高分辨率画面给使用者。
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权利要求的保护范围。

Claims (11)

1.一种显示设备，其特征在于，包括：
一显示面板；
一透镜组，包括：
一第一透镜层，包含多个第一透镜；以及
一第二透镜层，包含多个第二透镜，分别与该些第一透镜对位；以及
一光偏振转换单元，位于该显示面板与该透镜组之间；
其中，该第一透镜层位于该显示面板以及该第二透镜层之间，该显示面板与该第一透镜层之间具有一第一距离A，该显示面板与该第二透镜层之间具有一第二距离B，该显示设备产生N个视点，且
2.根据权利要求1所述的显示设备，其特征在于，B为A的1.5倍。
3.根据权利要求1所述的显示设备，其特征在于，B为A的4/3倍。
4.根据权利要求1所述的显示设备，其特征在于，该显示面板包括多个像素单元，每一像素单元具有一宽度Pd，两相邻的该些第一透镜之间具有一间距Pm，且该宽度Pd大于该间距Pm。
5.根据权利要求1所述的显示设备，其特征在于，更包括一第三透镜层，该透镜组位于该光偏振转换单元与该第三透镜层之间，该显示设备产生的所述N个视点，于一第一时段内产生的一第一视点组对应一第一量测波型组的k1个显著波峰，于一第二时段内产生的一第二视点组对应一第二量测波型组的k2个显著波峰，N＝k1+k2，且N为正奇数。
6.根据权利要求1所述的显示设备，其特征在于，每一第一透镜中具有多个第一液晶分子，每一第二透镜中具有多个第二液晶分子，且该些第一液晶分子的配向方向垂直于该些第二液晶分子的配向方向。
7.一种显示方法，其特征在于，包括：
提供一显示设备，包括：
一显示面板；
一透镜组，包括：
一第一透镜层，包含多个第一透镜；以及
一第二透镜层，包含多个第二透镜，分别与该些第一透镜对位；以及
一光偏振转换单元，位于该显示面板与该透镜组之间；
借由该第二透镜层于一第一时段内提供多个第一偏振影像光束以产生一第一视点组；以及
借由该第一透镜层于一第二时段内提供多个第二偏振影像光束以产生一第二视点组，其中该第一视点组的多个第一视点中的至少一个穿插于该第二视点组的多个第二视点中；
其中，该第一透镜层位于该显示面板以及该第二透镜层之间，该显示面板与该第一透镜层之间具有一第一距离A，该显示面板与该第二透镜层之间具有一第二距离B，该显示设备产生N个视点，且
8.根据权利要求7所述的显示方法，其特征在于，
借由该第二透镜层于该第一时段内提供该些第一偏振影像光束以产生该第一视点组的步骤包括：
借由该显示面板提供多个第一影像光束；
当该些第一影像光束穿过该光偏振转换单元后被调变为该些第一偏振影像光束；以及
当该些第一偏振影像光束穿过该第二透镜层后被折射而汇聚成该第一视点组；
借由该第一透镜层于该第二时段内提供该些第二偏振影像光束以产生该第二视点组的步骤包括：
借由该显示面板提供多个第二影像光束；
当该些第二影像光束穿过该光偏振转换单元后被调变为该些第二偏振影像光束；以及
当该些第二偏振影像光束穿过该第一透镜层后被折射而汇聚成该第二视点组，
其中该些第一视点与该些第二视点彼此交错排列，该些第一视点分别对应k1个显著波峰，该些第二视点分别对应k2个显著波峰，N＝k1+k2，且N为正奇数。
9.根据权利要求8所述的显示方法，其特征在于，该第一透镜层不折射该些第一偏振影像光束，且该第二透镜层不折射该些第二偏振影像光束。
10.根据权利要求8所述的显示方法，其特征在于，该显示设备更包括一第三透镜层，且该透镜组位于该光偏振转换单元与该第三透镜层之间，该显示面板包括多个像素单元，每一像素单元具有一宽度Pd，两相邻的该些第一透镜之间具有一间距Pm，且该宽度Pd大于该间距Pm。
11.根据权利要求10所述的显示方法，其特征在于，每一第一透镜中具有多个第一液晶分子，每一第二透镜中具有多个第二液晶分子，且该些第一液晶分子的配向方向垂直于该些第二液晶分子的配向方向。
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6927275B2 (ja) * 2019-11-11 2021-08-25 セイコーエプソン株式会社 液晶装置および電子機器
TWI750093B (zh) * 2021-05-14 2021-12-11 友達光電股份有限公司 顯示設備
TWI812011B (zh) * 2022-02-16 2023-08-11 友達光電股份有限公司 顯示裝置
CN115407570B (zh) * 2022-08-23 2023-12-15 武汉华星光电技术有限公司 显示面板及其制备方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007086716A (ja) * 2005-08-22 2007-04-05 Ricoh Co Ltd 画像表示システム、画像表示方法、符号化方法及び立体表示用印刷物
CN101968587A (zh) * 2010-10-12 2011-02-09 友达光电股份有限公司 立体显示器及其影像显示方法
CN103033941A (zh) * 2012-11-15 2013-04-10 友达光电股份有限公司 显示装置
CN103792753A (zh) * 2012-10-31 2014-05-14 大昱光电股份有限公司 裸眼式立体显示装置及其液晶透镜
US9349183B1 (en) * 2006-12-28 2016-05-24 David Byron Douglas Method and apparatus for three dimensional viewing of images
CN105988228A (zh) * 2015-02-13 2016-10-05 北京三星通信技术研究有限公司 三维显示设备及其三维显示方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012141400A (ja) 2010-12-28 2012-07-26 Sony Corp 立体表示装置の駆動方法および立体表示装置
US10356397B2 (en) * 2015-02-13 2019-07-16 Samsung Electronics Co., Ltd. Three-dimensional (3D) display apparatus and method

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007086716A (ja) * 2005-08-22 2007-04-05 Ricoh Co Ltd 画像表示システム、画像表示方法、符号化方法及び立体表示用印刷物
US9349183B1 (en) * 2006-12-28 2016-05-24 David Byron Douglas Method and apparatus for three dimensional viewing of images
CN101968587A (zh) * 2010-10-12 2011-02-09 友达光电股份有限公司 立体显示器及其影像显示方法
CN103792753A (zh) * 2012-10-31 2014-05-14 大昱光电股份有限公司 裸眼式立体显示装置及其液晶透镜
CN103033941A (zh) * 2012-11-15 2013-04-10 友达光电股份有限公司 显示装置
CN105988228A (zh) * 2015-02-13 2016-10-05 北京三星通信技术研究有限公司 三维显示设备及其三维显示方法

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