CN115390267A - 立体影像显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种立体影像显示装置，其包含：平面显示单元、透镜阵列单元、及导光结构单元。导光结构单元包含导光微结构。导光微结构设置于透镜阵列单元的一侧。导光微结构的底角定义为B，导光微结构的底边长度定义为P，并且，导光微结构的底角B及底边长度P满足以下条件：(i)15.5度≤B≤83.5度；及(ii)10微米≤P≤2,000微米，以使立体影像显示装置的斜向观赏角度落在10度至60度之间的范围内。借此，立体影像显示装置能提供较佳的斜向观赏角度，以提供使用者能在该斜向观赏角度观赏质量良好的立体影像。

Description

立体影像显示装置

技术领域

本发明涉及一种立体影像显示装置，特别是涉及一种可提供使用者以斜向观赏角度观赏立体影像的立体影像显示装置。

背景技术

现有技术的立体影像显示装置虽然能通过设置导光元件，以提供使用者在斜向观赏角度观赏立体影像。然而，现有技术的立体影像显示装置对导光结构的设计仍有需要改良之处，以使得使用者能在斜向观赏角度观赏质量良好的立体影像。

综上所述，本发明人有感上述缺失可改善，乃特潜心研究并配合学理的应用，终于提出一种设计合理且有效改善上述缺失的本发明。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，针对现有技术的不足提供一种立体影像显示装置。

为了解决上述的技术问题，本发明所采用的其中一技术方案是，提供一种立体影像显示装置，其包括：一平面显示单元，其具有一显示面；一透镜阵列单元，其包含至少一聚光透镜，并且所述聚光透镜是设置于所述平面显示单元的所述显示面的一侧；以及一导光结构单元，其包含至少一导光微结构，并且所述导光微结构是设置于所述透镜阵列单元的远离所述平面显示单元的一侧、或是设置于所述平面显示单元与所述透镜阵列单元之间；其中，所述导光微结构的一底角(bottom angle)定义为B，所述导光微结构的一底边长度(pitch)定义为P，并且，所述导光微结构的所述底角B及所述底边长度P满足以下条件：(i)15.5度≤B≤83.5度；及(ii)10微米≤P≤2,000微米，以使得所述立体影像显示装置的一斜向观赏角度是落在10度至60度之间的范围内。

优选地，所述导光微结构为一棱镜结构(prism structure)，所述导光微结构的所述底角为所述棱镜结构的底角，并且所述导光微结构的所述底边长度为所述棱镜结构的底边长度。

优选地，所述导光微结构的所述底角是依以下公式设计：

其中，B为所述导光微结构的所述底角；Nd为所述导光微结构自身的折射率；Nout为光束自所述导光微结构出射后穿透介质的折射率；ILmax为光束入射所述导光微结构的光亮度最大角度；并且OLmax为光束出射所述导光微结构的光亮度最大角度。

优选地，Nd是介于1.40至1.65之间，Nout是介于1.0至2.0之间，ILmax是介于-60度至+60度之间；其中，所述底角B根据如上所述的公式设计、是落在15.5度至83.5度之间，以使得OLmax落在10度至60度的所述斜向观赏角度范围内。

优选地，Nd是介于1.45至1.60之间，Nout是介于1.0至2.0之间，ILmax是介于-60度至+60度之间；其中，所述底角B根据如上所述的公式设计、是落在16.5度至79.5度之间，以使得OLmax落在10度至60度的所述斜向观赏角度范围内。

优选地，在所述导光结构单元中，所述导光微结构的一尖端朝向所述显示面的方向设置；或者，所述导光微结构的所述尖端是朝向远离所述显示面的方向设置。

优选地，至少一所述导光微结构的数量为多个，多个所述导光微结构的所述底角是自靠近一使用者的位置处朝着远离所述使用者的位置处，分别定义为第一底角至第N底角，并且所述第一底角至所述第N底角是在15.5度至83.5度的范围内呈现增加的变化。

为了解决上述的技术问题，本发明所采用的其中另一技术方案是提供，一种立体影像显示装置，其包括：一平面显示单元，其具有一显示面；一针孔阵列单元，其包含有一本体及贯穿于所述本体的至少一针孔，并且所述针孔阵列单元是设置于所述平面显示单元的所述显示面的一侧；以及一导光结构单元，其包含至少一导光微结构，并且所述导光微结构是设置于所述针孔阵列单元的远离所述平面显示单元的一侧、或是设置于所述针孔阵列单元与所述透镜阵列单元之间；其中，所述导光微结构的一底角(bottom angle)定义为B，所述导光微结构的一底边长度(pitch)定义为P，并且，所述导光微结构的所述底角B及所述底边长度P满足以下条件：(i)15.5度≤B≤83.5度；及(ii)10微米≤P≤2,000微米，以使得所述立体影像显示装置的一斜向观赏角度是落在10度至60度之间的范围内。

为了解决上述的技术问题，本发明所采用的其中另一技术方案是提供，一种立体影像显示装置，其包括：一平面显示模块，其包含：一液晶面板及一背光单元；其中，所述液晶面板具有一显示面，并且所述背光单元经配置投射出光束，并且所述液晶面板能提供所述光束穿透；以及一导光结构单元，其包含至少一导光微结构，并且所述导光微结构是设置于所述液晶面板的远离所述背光单元的一侧，或是设置于所述液晶面板与所述背光单元之间；其中，所述导光微结构的一底角(bottom angle)定义为B，所述导光微结构的一底边长度(pitch)定义为P，并且，所述导光微结构的所述底角B及所述底边长度P满足以下条件：(i)15.5度≤B≤83.5度；及(ii)10微米≤P≤2,000微米，以使得所述立体影像显示装置的一斜向观赏角度是落在10度至60度之间的范围内。

优选地，所述液晶面板选择性地打开需要使用的像素以及关掉不需要使用的像素，所述背光单元包含有多个光源，且多个所述光源经配置投射出所述光束，以使所述光束通过所述液晶面板的所述需要使用的像素，重新组合产生一立体影像。

本发明的有益效果在于，本发明所提供的立体影像显示装置，其能通过“所述导光微结构的底角(bottom angle)”以及“所述导光微结构的底边长度(pitch)”的特殊规格设计，以使所述立体影像显示装置能提供一较佳的斜向观赏角度，以提供一使用者能在该较佳的斜向观赏角度观赏质量良好的立体影像。

为使能更进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与图式，然而所提供的图式仅用于提供参考与说明，并非用来对本发明加以限制。

附图说明

图1为本发明第一实施例立体影像显示装置的示意图。

图2为图1的区域II的局部放大示意图(一)。

图3为图1的区域II的局部放大示意图(二)。

图4为显示导光微结构折射率Nd分别为1.40及1.65情况下，导光微结构底角B与光束出射导光微结构光亮度最大角度OLmax的关系。

图5为显示导光微结构折射率Nd分别为1.45及1.60情况下，导光微结构底角B与光束出射导光微结构光亮度最大角度OLmax的关系。

图6为导光结构单元以正向方式置放的示意图。

图7为本发明第二实施例立体影像显示装置的示意图。

图8为本发明第三实施例立体影像显示装置的示意图。

图9为本发明第四实施例立体影像显示装置的示意图。

图10为本发明第五实施例立体影像显示装置的示意图。

图11为本发明第六实施例立体影像显示装置的示意图。

图12为本发明第七实施例立体影像显示装置的示意图。

具体实施方式

以下是通过特定的具体实施例来说明本发明所公开的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所公开的内容了解本发明的优点与效果。本发明可通过其他不同的具体实施例加以施行或应用，本说明书中的各项细节也可基于不同观点与应用，在不悖离本发明的构思下进行各种修改与变更。另外，本发明的附图仅为简单示意说明，并非依实际尺寸的描绘，事先声明。以下的实施方式将进一步详细说明本发明的相关技术内容，但所公开的内容并非用以限制本发明的保护范围。

应当可以理解的是，虽然本文中可能会使用到“第一”、“第二”、“第三”等术语来描述各种元件或者信号，但这些元件或者信号不应受这些术语的限制。这些术语主要是用以区分一元件与另一元件，或者一信号与另一信号。另外，本文中所使用的术语“或”，应视实际情况可能包括相关联的列出项目中的任一个或者多个的组合。

[第一实施例]

请参阅图1及图2所示，本发明第一实施例提供一种立体影像显示装置100A(stereoscopic image display device)。所述立体影像显示装置100A可以应用于光电、医疗、军事、展示、显示器、教育、娱乐、及消费型电子等应用领域。所述立体影像显示装置100A可以例如是一主动式漂浮立体影像显示装置，其能在立体影像显示装置100A上方的空间显示一立体影像S(stereo image)。再者，所述立体影像显示装置100A在使用时可以例如是设置于桌面、地面、或天花板…等任意合适的设置位置上。

更具体而言，本发明实施例的目的在于提供一种具有特定规格导光结构的立体影像显示装置100A，以使得一使用者U可以在一较佳的斜向观赏角度(oblique viewingangle，OVA)观看立体影像显示装置100A所显示的立体影像S，并且所述立体影像S具有良好的影像质量。

为了实现上述目的，如图1所示，本发明实施例所提供的立体影像显示装置100A包含：一平面显示单元1(flat panel display unit)、一透镜阵列单元2(lens array unit)、及一导光结构单元3(light guide structure unit)。

所述平面显示单元1具有一显示面11(也称显示画素)，所述透镜阵列单元2是设置于平面显示单元1的显示面11的一侧。如图1，所述透镜阵列单元2是设置于显示面11的上侧。

所述导光结构单元3是设置于透镜阵列单元2的远离于显示面11的一侧。如图1，所述导光结构单元3是设置于透镜阵列单元2的上侧，但本发明不受限于此。举例而言，如图8，所述导光结构单元3也可以例如是设置于透镜阵列单元2的邻近于显示面11的一侧。也就是说，所述导光结构单元3可以例如是设置于透镜阵列单元2的下侧、且位于所述显示面11与透镜阵列单元2之间。

在所述立体影像显示装置100A运作时，所述平面显示单元1的显示面11经配置发射出一光束(light beam，或称光线簇light cluster)以产生一集成式影像(integralimage)。所述集成式影像的光束能依序穿透透镜阵列单元2及导光结构单元3。

所述透镜阵列单元2经配置将该集成式影像重新汇聚在立体影像显示装置100A上方的空间中，以形成一立体影像S(stereo image)。再者，所述导光结构单元3经配置调整光束在光场系统中的角度及方向，以使得所述使用者U可以在斜向观赏角度OVA观看立体影像S。

进一步地说，所述平面显示单元1是用来显示集成式摄影(integralphotography)技术的图案，并且所述平面显示单元1进一步包含有用来执行算法的演算元件(图未绘示)。再者，所述平面显示单元1的显示面11所显示的集成式影像，是通过将一平面影像进行演算及重新绘制所产生的，但本发明不受限于此。

在本发明的一些实施方式中，所述平面显示单元1的显示面11可以例如是一主动式平面显示器(active flat panel display)的显示画素。举例而言，所述平面显示单元1的显示面11可以例如是智能型手机的显示画素、平板计算机的显示画素、或平面屏幕的显示画素。对于所述平面显示单元1的型式及构造，本发明并不予以限制。所述平面显示单元1的特点在于可控制立体影像的切换，以达到动态画面显示的效果。

在本发明的一些实施方式中，所述平面显示单元1的显示面11也可以例如是一被动式平面显示器(passive flat panel display)的平面图案，其仅能显示静态的图案，且不能随意更动影像画面。举例而言，所述平面显示单元1可以例如是灯箱绘图装置、光罩刻图装置、印刷绘图装置…等仅能显示静态图案的装置。

进一步地说，所述透镜阵列单元2包含：一基部21及设置于所述基部上的多个聚光透镜22，多个所述聚光透镜22呈矩阵排列或交错式排列，并且多个所述聚光透镜22具有调控光场的能力。

在本发明的一些实施方式中，每个所述聚光透镜22是由光学特性良好的材料所制成。举例而言，所述聚光透镜22的材料是选自由玻璃(glass)、聚甲基丙烯酸甲酯(poly(methyl methacrylate)，PMMA)、聚碳酸酯(polycarbonate，PC)、及聚乙烯(polyethylene，PE)，所组成的材料群组的至少其中之一，但本发明不受限于此。所述聚光透镜22的材料只要能具有适合用来形成透镜的光穿透率及软硬程度，即符合本发明的保护精神，而属于本发明的保护范围。

在本发明的一些实施方式中，所述聚光透镜22可以例如是双凸透镜、平凸透镜、或菲涅尔透镜…等具有聚光能力的透镜。或者，所述聚光透镜22也可以例如是柱状透镜(lenticular lens)或视差障壁(parallax barrier)。

所述导光结构单元3具有调整光束在光场系统中的角度及方向的能力。所述导光结构单元3包含：一基部31及设置于所述基部31上的多个导光微结构32。在本实施例中，多个所述导光微结构32呈现矩阵式排列或交错式排列，但本发明不受限于此。为了使得所述使用者U可以在较佳的斜向观赏角度OVA观看具有良好质量的立体影像S，本发明实施例的每个导光微结构32是依据一特定规格进行设计。

如图2所示，所述导光微结构32的一底角(bottom angle)定义为B，并且所述导光微结构32的一底边长度(pitch)定义为P。

其中，所述导光微结构32的底角B及底边长度P满足以下条件：(i)15.5度≤B≤83.5度；及(ii)10微米≤P≤2,000微米，以使得所述立体影像显示装置100A的一斜向观赏角度OVA是落在10度至60度之间的范围内。

在本实施例中，所述导光微结构32为一棱镜结构(prism structure)，所述导光微结构32的底角B为棱镜结构的底角，并且所述导光微结构32的底边长度P为棱镜结构的底边长度，但本发明不受限于此。

根据上述配置，在所述立体影像显示装置100A运作时，所述立体影像显示装置100A能让一使用者U在所述斜向观赏角度OVA的范围内观赏到漂浮的立体影像S，并且该漂浮的立体影像S具有较佳的成像质量。

需说明的是，在本实施例中，所述斜向观赏角度OVA的设计是落在10度至60度之间的范围内。若使用者的观赏角度太小(如：小于10度)，则使用者的观赏角度会太接近正向观赏角度，以至于使用者观看的立体影像没有漂浮感。若使用者的观赏角度太大(如：大于60度)，则使用者的等效观看面积会太小，以至于使用者观看的立体影像无法具有较佳的成像质量。据此，本发明实施例的立体影像显示装置100A主要是通过该导光微结构32的底角B及底边长度P的特殊规格设计，以使所述立体影像显示装置100A的斜向观赏角度OVA是落在10度至60度之间的范围内。

进一步地说，所述导光微结构32的底角是依以下公式设计：

关于上述公式中所界定的光学参数，请一并参阅图3所示。

其中，B为所述导光微结构的底角(导光微结构出射面中远离使用者的夹角)；Nd为所述导光微结构自身的折射率；Nout为光束自所述导光微结构出射后穿透介质的折射率；ILmax为光束入射所述导光微结构的光亮度最大角度；并且OLmax为光束出射所述导光微结构的光亮度最大角度。

在本发明的一优选实施例中，所述导光微结构自身的折射率Nd是介于1.40至1.65之间，所述光束自导光微结构出射后穿透的介质的折射率Nout是介于1.0至2.0之间，所述光束入射导光微结构的光亮度最大的角度ILmax是介于-60度至+60度之间。根据上述配置，若要让所述光束出射导光微结构的光亮度最大的角度OLmax能落在10度至60度的斜向观赏角度范围内、并且考虑所述导光微结构自身的折射率Nd是介于1.40至1.65之间，则所述导光微结构的底角B根据上述公式设计、是落在15.5度至83.5度之间。

如图4显示折射率Nd分别为1.40及1.65的情况下，所述导光微结构的底角B与所述光束出射导光微结构的光亮度最大的角度OLmax的关系。

在本发明的一特优选实施例中，所述导光微结构自身的折射率Nd是介于1.45至1.60之间，所述光束自导光微结构出射后穿透的介质的折射率Nout是介于1.0至2.0之间，所述光束入射导光微结构的光亮度最大的角度ILmax是介于-60度至+60度之间。根据上述配置，若要让所述光束出射导光微结构的光亮度最大的角度OLmax能落在10度至60度的斜向观赏角度范围内、并且考虑所述导光微结构自身的折射率Nd是介于1.45至1.60间，则所述导光微结构的底角B根据上述公式设计、是落在16.5度至79.5度之间。

如图5显示折射率Nd分别为1.45及1.60的情况下，所述导光微结构的底角B与所述光束出射导光微结构的光亮度最大的角度OLmax的关系。

所述导光微结构32的底角B所满足的公式可由以下推导步骤1及推导步骤2所得。

推导步骤1为：θ′＝arcsin(sin(B-ILmax)/Nd)。

推导步骤2为：将θ′代入至以下公式：

OLmax＝arcsin((Ndsin(B-θ′))/Nout)

经由推导步骤2计算后可以得到以下公式：

进一步地说，所述导光微结构32的底边长度P优选是介于10微米至2,000微米之间、且特优选是介于15微米至1,500微米之间。

值得一提的是，所述导光微结构32的底边长度P，经由光学模拟软件模拟验证，必须不小于10微米。若所述导光微结构32的底边长度P小于10微米，则所述立体影像显示装置100A的光场系统可能因为绕射及像差现象，以至于立体影像显示的质量严重下降。再者，所述立体影像显示装置100A的光场系统可能会基于显示屏RGB的分开排列，导致立体影像的色散更严重。据此，所述导光微结构32的底边长度P必须不小于10微米，才能有效避免像差以及上述绕射的情况。其中，所述光学模拟软件可以例如是：ASAP、Zemax、Light Tools、RSoft、Code v、或TracePro。上述模拟验证的方式可以例如是，由绕射系数F公式：Lambda＝550nm模拟而得，其包含：计算绕射系数F与点光源至棱镜之间距离L(Distance from LightPoint to Prism)以及棱镜与成像面之间的距离的关系，并且基于不同导光微结构的底边长度P(Pitch Prism)计算系统为夫朗和斐扰射(Fraunhofer Diffraction)，其绕射与远场近似。经由模拟远场绕射条纹对影像分辨率调制转换函数(Modulation TransferFunction,MTF)的破坏结果可以得知。

值得一提的是，如图1所示，本实施例的所述导光结构单元3是以反向方式置放。也就是说，所述导光结构单元3的多个导光微结构32是设置于下侧(靠近透镜阵列单元2设置)，并且多个所述导光微结构32的尖端是朝向透镜阵列单元2。再者，所述导光结构单元3的基部31是设置于上侧(远离透镜阵列单元2设置)，但本发明不受限于此。

举例而言，如图6所示，所述导光结构单元3也可以以正向方式置放。所述导光结构单元3的多个导光微结构32是设置于上侧(远离透镜阵列单元2设置)，多个所述导光微结构32的尖端是朝远离透镜阵列单元2的方向设置，并且所述导光结构单元3的基部31是设置于下侧。

[第二实施例]

如图7所示，本发明第二实施例也提供一种立体影像显示装置100B，本实施例的立体影像显示装置100B与上述第一实施例大致相同，不同之处在于，本实施例立体影像显示装置100B在导光结构单元3的设计上与上述第一实施例略有不同。

更具体地说，在所述导光结构单元3中，多个所述导光微结构32的底角(导光微结构出射面中远离使用者的夹角)是自靠近使用者U的位置处朝着远离使用者U的位置处，分别定义为第一底角B₁至第N底角B_N，并且所述第一底角B₁至第N底角B_N呈现为逐渐增加的变化。举例而言之，所述第一底角B₁可以例如是15.5度，所述第N底角B_N可以例如是83.5度，并且所述第一底角B₁至第N底角B_N之间的底角B₂～B_N-1可以例如在15.5度至83.5度之间的角度呈逐渐增加的变化，但本发明不受限于此。在本发明未绘示的实施例中，所述第一底角B₁至第N底角B_N之间的底角B₂～B_N-1可以例如在15.5度至83.5度之间的角度呈逐渐减少的变化。

值得一提的是，若所述立体影像显示装置100B使用大尺寸面板(如：40吋以上的面板)，所述立体影像显示装置100B在面板不同位置处的视角差异可能会过大，以至于立体影像S可能会存在影像质量不佳的问题。为了解决上述的技术问题，本实施例立体影像显示装置100B在导光结构单元3的设计上通过渐变的底角B1～BN设计，以满足大尺寸面板的应用需求。

[第三实施例]

如图8所示，本发明第三实施例也提供一种立体影像显示装置100C，本实施例的立体影像显示装置100C与上述第一实施例大致相同，不同之处在于，上述第一实施例的导光结构单元3是设置于透镜阵列单元2上侧。如图8所示，本实施例的导光结构单元3是设置于透镜阵列单元2的邻近于显示面11的一侧。也就是说，所述导光结构单元3是设置于透镜阵列单元2的下侧、且位于所述显示面11与透镜阵列单元2之间。

[第四实施例]

如图9所示，本发明第四实施例也提供一种立体影像显示装置100D，本实施例的立体影像显示装置100D与上述第一实施例大致相同，不同之处在于，本实施例立体影像显示装置100D主要是以一针孔阵列单元4来取代第一实施例中的透镜阵列单元2。

更具体地说，本实施例的立体影像显示装置100D包含：一平面显示单元1、一针孔阵列单元4、及一导光结构单元3。

所述针孔阵列单元4是设置邻近于平面显示单元1的显示面11。也就是说，所述针孔阵列单元4是设置于平面显示单元1的显示面11的上方。所述针孔阵列单元4可以例如是接触平面显示单元1的显示面11。或者，所述针孔阵列单元4也可以是与平面显示单元1的显示面11彼此间隔设置，本发明并不予以限制。

所述平面显示单元1是设置于立体影像显示装置100D最下层，所述平面显示单元1是负责显示尚未经过光线重现的平面图像，并且所述平面图像的光束可以通过针孔阵列单元4以达到重新分配及组合，进而显示重组的立体影像。

所述针孔阵列单元4是设置于平面显示单元1与导光结构单元3之间。所述针孔阵列单元4具有调控光场的能力，所述针孔阵列单元4经配置调控立体对象的光线角度，以使得原本尚未重组的平面影像进行重新分配及组合，进而让使用者U观赏到立体影像S。

进一步地说，所述针孔阵列单元4包含有一本体41及多个针孔42(pin holes)。所述本体41以不透光的材质制成，以使所述本体为不透光件。所述本体41呈板状，多个所述针孔42优选为圆形孔，但本发明不受限于此。多个所述针孔42是形成于本体41上、且是贯通于本体41的两个相反侧表面。

在本发明的一些实施例中，每相邻两个所述针孔42之间的间距小于5mm，每个所述针孔42的直径小于1mm，并且每个所述针孔42具有聚焦功能。所述平面显示单元1的显示面11所显示尚未重建的图像经配置通过多个所述针孔42基于针孔原理重组，以重新组合成形成立体影像S。每个所述针孔42可以呈中空状。每个所述针孔42也可以是在其内设置透光性材质，以使得光束可以通过多个所述针孔42。多个所述针孔42可以例如是呈矩形或六角形排列。也就是说，每相邻两列的针孔42可以呈相对排列或交错排列。

所述导光结构单元3是设置于针孔阵列单元4的远离于显示面11的一侧。如图9所示，所述导光结构单元3是设置于针孔阵列单元4的上侧，但本发明不受限于此。

整体而言，在所述立体影像显示装置100D运作时，所述平面显示单元1的显示面11经配置发射出一光束以产生一集成式影像。所述集成式影像的光束能依序穿透针孔阵列单元4及导光结构单元3。

所述针孔阵列单元4经配置将该集成式影像重新汇聚在立体影像显示装置100D上方的空间中，以形成一立体影像。再者，所述导光结构单元3经配置调整所述光束在光场系统中的角度及方向，以使得所述使用者U可在斜向观赏角度观看立体影像S。

所述导光结构单元3具有调整所述光束在光场系统中的角度及方向的能力。更具体地说，所述导光结构单元3包含：一基部21及设置于所述基部21上的多个导光微结构31。为了使得所述使用者U可以在较佳的斜向观赏角度OVA观看具有良好质量的立体影像S，本发明实施例的每个导光微结构32是依据一特定规格进行设计。

所述导光结构单元32的规格设计与上述第一实施例大致相同，在此便不多做赘述。

[第五实施例]

如图10所示，本发明第五实施例也提供一种立体影像显示装置100E，本实施例的立体影像显示装置100E与上述第四实施例大致相同，不同之处在于，上述第四实施例的导光结构单元3是设置于针孔阵列单元4上侧。如图10所示，本实施例的导光结构单元3是设置于针孔阵列单元4邻近于显示面11的一侧。也就是说，所述导光结构单元3设置于针孔阵列单元4的下侧、且位于所述显示面11与针孔阵列单元4之间。

[第六实施例]

如图11所示，本发明第六实施例也提供一种立体影像显示装置100F，本实施例的立体影像显示装置100F与上述第一实施例大致相同，不同之处在于，本实施例立体影像显示装置100F主要是采用多光源模式。

更具体地说，本实施例的立体影像显示装置100F包含：一平面显示模块5及设置于所述平面显示模块5上的一导光结构单元3。

所述平面显示模块5包含：一液晶面板51、一背光单元52、及一演算单元53。所述液晶面板51具有一显示面51a，并且所述背光单元52经配置投射出一光束，以使得所述光束通过液晶面板51后，将信息传递到使用者U的眼中。在本实施例中，所述液晶面板51经配置通过算法选择性地打开需要使用的像素511a及关掉不需要使用的像素512a。

所述背光单元52包含有多个光源52a，多个所述光源52a可以例如是LED光源或OLED光源，多个所述光源52a彼此间隔设置，并且多个所述光源52a能提供如针孔阵列单元的功能。多个所述光源52a经配置投射出所述光束，以使得所述光束通过液晶面板51后，将信息传递到该使用者U的眼中。所述平面显示模块5的平面图像，可以通过多个所述光源52a及液晶面板51，进而显示重组的立体影像S。

所述导光结构单元3是设置于液晶面板51的显示面51a的一侧。也就是说，所述导光结构单元3是设置于液晶面板51的远离背光单元52的一侧。

整体而言，所述立体影像显示装置100F运作时，所述背光单元52的多个光源52a经配置发射出光束，并且所述光束依序地穿透液晶面板51及导光结构单元3。所述液晶面板51经配置将光束重新汇聚在立体影像显示装置100F上方的空间中，以形成一立体影像S。再者，所述导光结构单元3经配置调整所述光束在光场系统中的角度及方向，以使得所述使用者U可以在斜向观赏角度OVA观看立体影像S。

所述导光结构单元3的规格设计与上述第一实施例大致相同，在此便不多做赘述。

[第七实施例]

如图12所示，本发明第七实施例也提供一种立体影像显示装置100G，本实施例的立体影像显示装置100G与上述第六实施例大致相同，不同之处在于，上述第六实施例的导光结构单元3是设置于液晶面板51的显示面51a的一侧。

如图12所示，本实施例的导光结构单元3是设置于液晶面板51与背光单元52之间。据此，所述立体影像显示装置100G运作时，所述背光单元52的多个光源521经配置发射出光束，并且所述光束依序穿透导光结构单元3及液晶面板51。

所述导光结构单元3经配置调整所述光束在光场系统中的角度及方向，并且所述液晶面板51经配置将所述光束重新汇聚在立体影像显示装置100G上方的空间中，以使所述使用者U可以在斜向观赏角度OVA观看立体影像S。

[实施例的有益效果]

本发明的有益效果在于，本发明所提供的立体影像显示装置，其能通过“所述导光微结构的底角(bottom angle)”以及“所述导光微结构的底边长度(pitch)”的特殊规格设计，以使所述立体影像显示装置能提供一较佳的斜向观赏角度，以提供一使用者能在该较佳的斜向观赏角度观赏质量良好的立体影像。

以上所公开的内容仅为本发明的优选可行实施例，并非因此局限本发明的权利要求，所以凡是运用本发明说明书及图式内容所做的等效技术变化，均包含于本发明的权利要求内。

Claims (10)

1.一种立体影像显示装置，其特征在于，所述立体影像显示装置包括：

一平面显示单元，其具有一显示面；

一透镜阵列单元，其包含至少一聚光透镜，并且所述聚光透镜是设置于所述平面显示单元的所述显示面的一侧；以及

一导光结构单元，其包含至少一导光微结构，并且所述导光微结构是设置于所述透镜阵列单元的远离所述平面显示单元的一侧、或是设置于所述平面显示单元与所述透镜阵列单元之间；

其中，所述导光微结构的一底角定义为B，所述导光微结构的一底边长度定义为P，并且，所述导光微结构的所述底角B及所述底边长度P满足以下条件：(i)15.5度≤B≤83.5度；及(ii)10微米≤P≤2,000微米，以使得所述立体影像显示装置的一斜向观赏角度是落在10度至60度之间的范围内。

2.根据权利要求1所述的立体影像显示装置，其特征在于，所述导光微结构为一棱镜结构，所述导光微结构的所述底角为所述棱镜结构的底角，并且所述导光微结构的所述底边长度为所述棱镜结构的底边长度。

3.根据权利要求1所述的立体影像显示装置，其特征在于，所述导光微结构的所述底角是依以下公式进行设计：

其中，B为所述导光微结构的所述底角；Nd为所述导光微结构自身的折射率；Nout为光束自所述导光微结构出射后穿透介质的折射率；ILmax为光束入射所述导光微结构的光亮度最大角度；并且OLmax为光束出射所述导光微结构的光亮度最大角度。

4.根据权利要求3所述的立体影像显示装置，其特征在于，Nd是介于1.40至1.65之间，Nout是介于1.0至2.0之间，ILmax是介于-60度至+60度之间；其中，所述底角B根据如请求项3所述的公式设计、是落在15.5度至83.5度之间，以使得OLmax落在10度至60度的所述斜向观赏角度范围内。

5.根据权利要求3所述的立体影像显示装置，其特征在于，Nd是介于1.45至1.60之间，Nout是介于1.0至2.0之间，ILmax是介于-60度至+60度之间；其中，所述底角B根据如请求项3所述的公式设计、是落在16.5度至79.5度之间，以使得OLmax落在10度至60度的所述斜向观赏角度范围内。

6.根据权利要求1所述的立体影像显示装置，其特征在于，在所述导光结构单元中，所述导光微结构的一尖端朝向所述显示面的方向设置；或者，所述导光微结构的所述尖端是朝向远离所述显示面的方向设置。

7.根据权利要求1所述的立体影像显示装置，其特征在于，至少一所述导光微结构的数量为多个，多个所述导光微结构的所述底角是自靠近一使用者的位置处朝着远离所述使用者的位置处，分别定义为第一底角至第N底角，并且所述第一底角至所述第N底角是在15.5度至83.5度的范围内呈现增加或减少的变化。

8.一种立体影像显示装置，其特征在于，所述立体影像显示装置包括：

一平面显示单元，其具有一显示面；

一针孔阵列单元，其包含有一本体及贯穿于所述本体的至少一针孔，并且所述针孔阵列单元是设置于所述平面显示单元的所述显示面的一侧；以及

一导光结构单元，其包含至少一导光微结构，并且所述导光微结构是设置于所述针孔阵列单元的远离所述平面显示单元的一侧、或是设置于所述针孔阵列单元与透镜阵列单元之间；

其中，所述导光微结构的一底角定义为B，所述导光微结构的一底边长度定义为P，并且，所述导光微结构的所述底角B及所述底边长度P满足以下条件：(i)15.5度≤B≤83.5度；及(ii)10微米≤P≤2,000微米，以使得所述立体影像显示装置的一斜向观赏角度是落在10度至60度之间的范围内。

9.一种立体影像显示装置，其特征在于，所述立体影像显示装置包括：

一平面显示模块，其包含：一液晶面板及一背光单元；其中，所述液晶面板具有一显示面，并且所述背光单元经配置投射出光束，并且所述液晶面板能提供所述光束穿透；以及

一导光结构单元，其包含至少一导光微结构，并且所述导光微结构是设置于所述液晶面板的远离所述背光单元的一侧，或是设置于所述液晶面板与所述背光单元之间；

其中，所述导光微结构的一底角定义为B，所述导光微结构的一底边长度定义为P，并且，所述导光微结构的所述底角B及所述底边长度P满足以下条件：(i)15.5度≤B≤83.5度；及(ii)10微米≤P≤2,000微米，以使得所述立体影像显示装置的一斜向观赏角度是落在10度至60度之间的范围内。

10.根据权利要求9所述的立体影像显示装置，其特征在于，所述液晶面板选择性地打开需要使用的像素以及关掉不需要使用的像素，所述背光单元包含有多个光源，且多个所述光源经配置投射出所述光束，以使所述光束通过所述液晶面板的所述需要使用的像素，重新组合产生一立体影像。

Images