TW200537126A - Three-dimensional display using variable focusing lens - Google Patents

Description

(1) 200537126 . 九、發明說明 - 【發明所屬之技術領域】 本發明主要有關於一種立體 而言之，結合二維顯示之使用可 方法及裝置。 【先前技術】 • 習知技術中最常用於立體顯 此方法係利用當人的每隻眼睛看 影像之一時，人腦會感知到立體 真正於空間中產生立體影像，而 因此，此方法之缺點涉及各種因 意分佈、由於兩眼間距離誤差造 vergence )、眼睛疲勞堆積、調 多於一個觀賞者所觀賞、由於觀 φ 像相對位置改變，而這些因素皆 的立體顯示。 全像技術（Holography )係 間中產生真實的影像。因爲技術 -全像技術非常有限地利用於立體 奧斯汀（Austin )於美國專: % 一種具有二維（2D )顯示之三糸彳 之可變聚焦透鏡、以及控制該顯 該2D顯示依序呈現代表一物體 顯示之方法及裝置，更詳 變聚焦透鏡的立體顯示之 示係使用雙眼視差現象。 見以不同角度測量之兩個 影像的原則。此方法並非 是利用觀賞者雙眼視差。 素，包含觀賞者位置的任 成之雙眼不等、聚散度（ 節(accomodation ) 、被 賞者的移動造成之立體影 須納入考量中以提供恰當 一種立體顯示方法，於空 複雜性以及高製造成本， 影像顯示。 利案第4,8 3 4,5 1 2號揭露 i ( 3D )顯示、液體充滿 示以及透鏡之控制手段。 剖面在不同深度之2D影 (2) 200537126 、 像之代表。液體充滿之可變聚焦透鏡係位在2 D顯示之前 • ，並具有能回應透境內液體壓力之薄膜。奧斯汀的顯示具 有一項缺點，即由於一體充滿的透鏡焦距改變速度緩慢， 該顯示不適用於顯示現實3 D影像。 沃史丹特（Wohlstadter)之美國專利第5,9 8 6,8 1 1號 揭露一種影響方法以及系統，用於自具有複數個影像點之 2D影像產生3 D影像。該影像系統包含具有可變聚焦長度 • 之微透鏡陣列，以及保持微透鏡與2D顯示之影像點對準 之手段。 長久以來需要一種新的立體影像顯示方法及裝置，能 解決有關眼睛疲勞、被多於一個觀賞者所觀賞、立體影像 以及觀賞者之間相對距離的實用性、2D/ 3D相容性或互 換性、等同或超越高畫質電視（HDTV )之色彩表達以及 解析度、以及無顯著資料量之增加的需求。 ®【發明內容】 本發明試圖解決習知技術的缺點。 本發明的一目的爲提供一種立體顯示裝置，具有簡單 的結構以及逼真的影像呈現。 ^ 本發明的另一目的爲提供一種利用一系列深度方向影 ， 像之立體顯示裝置以及方法。 本發明的再一目的爲提供一種可顯示大的影像深度範 圍之立體顯示裝置。 本發明的又一目的爲提供一種能提供大的影像尺寸之 -6- (3) 200537126 ' 立體顯示裝置。 ^ 爲達上述目的，根據本發明第一實施例的立體顯示裝 置包含二維顯示，顯示第一影像，以及可變聚焦透鏡’接 收來自該二維顯示之光線並形成第二影像。該第一影像包 含在一單位時間內顯示之預定深度數量的第一深度方向的 影像，以及第二影像包含對應的第二深度方向的影像。第 一深度方向的影像的每一個代表具有相同影像深度的第一 # 影像的部分，以及二維顯示一次顯示一個第一深度方向影 像。可變聚焦透鏡的焦距根據所顯示之第一深度方向影像 的深度而改變。可變聚焦透鏡的聚焦速度至少等於人眼之 殘像速度與深度數量之乘積，使第二影像對觀賞者而言看 似立體者。可變聚焦透鏡反射來自二維顯示的光線。 該可變聚焦透鏡係由微鏡陣列透鏡所製成。微鏡陣列 透鏡包含多個微鏡。該等微鏡配置於平面上以形成一或多 個位在平面上的同心圓。尤甚者，微鏡陣列透鏡形成反射 • 夫瑞奈透鏡。藉由控制微鏡的平移動作、控制其旋轉動作 或控制平移動作以及旋轉動作兩者來控制微鏡的每一個以 改變可變聚焦透鏡的焦距。 微鏡陣列透鏡適用於本發明的立體顯示裝置，因其具 - 有快速聚焦改變速度、大焦距範圍以及可製成具有大的直 • 徑。 由於微^竟陣列透鏡爲反射的，其無法與二維顯示以及 觀賞者位在同一直線上。取而代之者，可在二維顯示以及 可變聚焦透鏡之間的光路徑設置一光束分離器。或者，g (4) 200537126 ^ 如此配置可變聚焦透鏡，使得由可變聚焦透鏡反射的光路 • 徑不會被二維顯示所阻擋。 立體顯示裝置可進一步包含具預定焦距之輔助透鏡， 而第二影像係由可變聚焦透鏡以及輔助透鏡一起形成。輔 助透鏡之作用爲改變或延伸裝置之可變焦距範圍或增加立 體顯示之螢幕的尺寸。 本發明亦提供一種立體顯示方法。該方法包括下列步 φ 驟：二維顯示第一深度方向的影像，藉由接收來自顯示的 第一深度方向的影像並根據此第一深度方向的影像深度聚 焦以顯示第二深度方向的影像，以及於一單位時間中以第 一深度方向影像之預定的次數重複上述兩步驟。該預定的 第一深度方向影像次數形成第一影像，且第一深度方向影 像的每一個代表具有相同影像深度之第一影像的部分。顯 示的第二深度方向影像形成對觀賞者而言看似立體之第二 影像。 # 於顯示第二深度方向影像之步驟中的聚焦速度至少等 於人眼殘像速度與深度數量的乘積。於顯示第二深度方向 影像之步驟中，反射接收自顯示的第一深度方向的影像。 顯示第二深度方向影像之步驟係以微鏡陣列透鏡執行 - 〇 於第二實施例中，二維顯示包含複數個畫素，以及可 變聚焦透鏡包含複數個可變聚焦透鏡。可變聚焦透鏡之每 一個對應畫素的每一個。可變聚焦透鏡之每一個的焦距隨 著由各畫素顯示之影像之影像深度而變。可變聚焦透鏡之 -8 - (5) 200537126 、 聚焦速度至少等於人眼殘像速度，以及可變聚焦透鏡之每 • 一個反射來自二維顯示之光線。 於該兩個實施例中，可變聚焦透鏡之焦距可控制爲固 定者，使得立體顯示裝置可用作爲二維顯示裝置。藉由固 定可變聚焦透鏡之焦距以及二維顯示顯示普通的二維影像 ，可在二維顯示以及三維（立體）顯示之間輕易地轉變立 體顯示裝置。 【實施方式】 第la- Id圖描述有關由透鏡形成影像之距離或深度 ，以及透鏡焦距之槪要原理。當來自物體之光通過透鏡時 ，根據物體與透鏡之間的距離L以及透鏡焦距，光線會收 斂或偏離。於本發明說明中，透鏡意指能聚焦光線之光學 元件，且不限於折射型透鏡。 第1 a圖顯示來自物體1 A之光線通過透鏡2 A並以不 Φ 同角度偏離。第1 b圖爲具有較短焦距之透鏡2 B類似的圖 。由透鏡2A，2B折射的光線形成虛擬影像3A，3B。當 觀賞者4看見經折射的光，觀賞者4感覺位在點P之物體 1 A，1 B係位在點Q，Q，。 -第1 c圖顯示來自物體1 c之光線通過透鏡2C並收斂 . 形成真實影像3 C。第1 d圖爲具有較短焦距之透鏡2 D類 似的圖。當觀賞者4經由透鏡2C，2D看見物體1C’ 1D ，觀賞者4感覺物體ΙΑ，1B爲真實影像3C，3D。 於物體與透鏡之間給定的距離L而言，透鏡形成之影 -9- (6) 200537126 “ 像的位置隨著透鏡焦距感變。可用高斯（Gauss )透鏡公 . 式來計算影像位置。第1 a以及1 b圖顯示對於具有較長 焦距之透鏡2A，虛擬影像3A離觀賞者4較近’對於具有 較短焦距之透鏡2B’虛擬影像3B離觀賞者4較迪°弟 1 c以及1 d圖顯示對於具有較長焦距之透鏡2C ’真實影像 3C離觀賞者4較遠’對於具有較短焦距之透鏡2D ’真賓 影像3 D離觀賞者4較近。 • 第la- Id圖說明虛擬或真實影像的位置會隨著透鏡 焦距變化，並且當焦距不停變化時’影像位置將會不停變 化。 第2圖示意地顯示根據本發明一實施例之立體顯示裝 置100。該立體顯示裝置100包含2D (二維）顯示10， 顯示第一影像6以及接收來自2D顯示1 0之光線並形成 第二影像5之可變聚焦透鏡7。可變聚焦透鏡7改變其焦 距，使第二影像5對立體顯示裝置100之觀賞者8來看爲 •立體者。 藉由用可變聚焦透鏡將深度方向的2D影像顯像在空 間中對應的深度，而可於空間中產生立體影像。該2D顯 示僅顯示應被顯影之在給定時刻或給定訊框中在相同深度 之畫素，並且調整可變聚焦透鏡之焦距，以將深度方向影 像顯影在空間中所需之位置。 第3 a - 3 c圖顯示包含在一單位時間內所顯示之具有 預定深度數量之第一深度方向影像9A、9B以及9C之第 一影像6，以及第二影像5包含對應的第二深度方向影像 -10- (7) 200537126 1 1 A，1 1 B以及1 1 c。各個第一深度方向影像9 A、 及9C代表具有相同影像深度之第一影像6的部分 示1 〇 —次顯示一個第一深度方向影像。根據欲顯 一深度方向影像之深度改變可變聚焦透鏡7之焦距 聚焦透鏡7之聚焦速度至少等於人眼殘像速度以及 量之乘積，使得第二影像對觀賞者而言爲立體者。 焦透鏡反射來自二維顯示之光線。 爲使依序顯示之第二深度方向的影像被觀賞者 立體的第二影像5，必須夠快地顯示第二深度方向 以利用人眼殘像效果。亦即，可變聚焦透鏡7必須 地改變其焦距。 例如，欲顯示立體影像，需要約3 0 Hz的殘像 爲了顯示具有1 〇個影像深度之立體影像，由於必 十分之一秒內顯示所有1 0個深度，需要具有至少 Hz之可變聚焦速度以及2D顯示速度。 影像深度的數量隨立體顯示裝置之結構與能力 並且較佳影像品質之影像深度數量增加。 可變聚焦透鏡7係由微鏡陣列透鏡所構成。微 透鏡與2D顯示10同步化，以根據第一深度方向景 ，9B，9C之深度顯示第二深度方向影像ΠΑ，111 。欲顯示第二影像5，其具有連續之深度，微鏡陣 之焦距與第一深度方向影像9A，9B，9C之深度同 因而連續地改變。爲了真實的顯示第二影像5，其 二深度方向影像1 1 A，Π B，Π C構成並具有連續 9B以 。2D顯 示之第 。可變 深度數 可變聚 8看作 影像， 能夠快 速度。 須在三 約 3 00 變化， 鏡陣列 多像9 A 3，1 1 C 列透鏡 步化， 係由第 深度， -11 - (8) 200537126 - 2 D顯示1 〇之顯示速度必須等於或大於人眼殘像速度（約 . 30 Hz )以及深度方向影像之深度數量之乘積。 第4a圖示意性顯示折射夫瑞奈（Fresnel)透鏡13A 如何取代普通單體透鏡3 0。第4b圖顯示取代普通單體鏡 1 2之反射夫瑞奈透鏡1 3 B係如何形成微鏡陣列透鏡。該 微鏡陣列透鏡包含複數個微鏡1 4，各微鏡1 4受到控制以 形成反射夫瑞奈透鏡1 3 B，並改變可變聚焦透鏡7之焦距 • 〇 爲獲得明亮且淸晰的影像，離開物體之一點的所有光 線必須以相同相位收斂至影像面的一點。因此，透鏡的作 用係收斂被物體散射之光線以及使每一條光線具有相同光 路徑長度（OPL )。或者，可藉由給予每一條光線相同週 期的相位，且即使光線具有不同OPL，可藉由調整OPL 差成爲波長λ整數之倍數來達成使用夫瑞奈透鏡之顯像。 每一面收斂光線至一個點，並且由不同面所反射或折射之 • 光線具有波長之整數倍數的OPL差。 欲改變微鏡陣列透鏡之焦距，可控制微鏡之每一個的 平移動作或旋轉動作。或者，可控制微鏡之每一個的平移 動作以及旋轉動作兩者。微鏡1 4之旋轉動作具有改變光 之方向的作用’而微鏡1 4之平移動作具有改變光之相位 的作用。 第5 a以及5 b圖顯示配置微鏡1 4形成多個同心圓。 如第4 b圖所不般配置微鏡1 4於一平面中。 可變聚焦透鏡7必須符合下列條件。首先，其必須具 -12- (9) 200537126 有焦距變化速度足夠快以供立體顯示用。第二’其 有大幅度的數字孔徑變化，因爲可顯像之深度的幅 於數字孔徑變化的幅度。第三，其根據立體顯示之 具有大的直徑。 微鏡陣列透鏡符合這三種條件。首先，微鏡1 應速度超過10 KHz。故，可使微鏡14之焦距改變 於或大於1〇 KHz。 第二，微鏡陣列透鏡的數字孔徑變化幅度很大 如上所解釋，微徑陣列透徑具有較大影像深度之範 對立體顯示來說係不可或缺的一項要求。例如， 1 9吋立體電視係以微鏡陣列透鏡所組成時，其可 像深度從1 m到無限。 第三，與當尺寸變大時較難製造完美彎線表面 連續形狀的透鏡相比，放大微鏡陣列透鏡的尺寸並 ，因爲微鏡陣列透鏡係以不連續的微鏡所組成。 由於微鏡陣列透鏡爲反射透鏡，立體顯示裝置 光學系統無法對準成一直線。必須一種光學配置， 射光線不被2D顯示阻擋。 第6圖顯示一種配置，其中立體顯示裝置1〇〇 包含光束分離器17，位在2D顯示15以及可變聚 1 6之間的光路徑中。2D顯示1 5以及可變聚焦透鏡 相平行設置。光束分離器1 7以9 0度改變光的方向 模擬出成一條直線的光學配置。微鏡陣列透鏡與光 直角設置。 必須具 度取決 架構需 4之反 速度等 0故， 圍，這 當一台 顯不影 之具有 不困難 1 00之 其中反 進一步 焦透鏡 丨16互 ，因此 路徑成 -13- (10) 200537126 ^ 或者’參考回第2圖，如此設置可變聚焦透鏡7，使 得由可變聚焦透鏡7所反射的光之路徑不會被二維顯示 1 〇所阻檔。第2圖之配置具有結構簡單以及視野較寬之 優點’因爲二維顯示以及可變聚焦透鏡7之距離比具有光 束分離器1 7之配置中的要更接近。但，第2圖之配置具 有影像品質較低的缺點，這係由於傾斜配置之可變聚焦透 鏡7所產生的像差所造成。這兩種配置之選擇取決於顯示 # 裝置之使用。 如第6圖所示，立體顯示裝置〗〇〇可進一步包含具預 定焦距之輔助透鏡1 8，並相鄰可變聚焦透鏡1 6而設置。 第二影像5係由可變聚焦透鏡1 6以及輔助透鏡1 8之有效 焦距所形成。有了輔助透鏡1 8，立體顯示裝置1 〇 〇.之可 變聚焦範圍可延伸或改變成所需之範圍。輔助透鏡1 8可 爲折射型夫瑞奈透鏡。 如第2以及6圖所示，可變聚焦透鏡7，1.6應具有螢 • 幕的尺寸。對於具有大顯示螢幕之裝置，製造具有與螢幕 一樣大尺寸之可變聚焦透鏡係幾乎不可能或非常昂貴。第 7圖顯示立體顯示裝置1〇〇可進一步包含輔助透鏡21，能 放大第二影像5以克服此限制。此輔助透鏡2 1可爲一般 、的折射透鏡或折射夫瑞奈透鏡。螢幕尺寸變成輔助透鏡 > 21的尺寸’其具有固定的焦距。2D顯示20以及可變聚 焦透鏡1 9具有大幅小於輔助透鏡2 1尺寸之小型尺寸。立 體顯示裝置1〇〇的有效焦距藉由改變可變聚焦透鏡19之 焦距而變化。 -14- (11) 200537126 ~ 可變聚焦透鏡7之焦距可控制爲固定者。藉由固定可 •變聚焦透鏡7之焦距並以一般2 D顯示裝置的方式操作2 D 顯示10，立體顯示裝置100可輕易地轉變成爲一個2D顯 示裝置。 顯示立體影像之方法可爲使用如第1 a以及1 b圖中顯 示的虛擬影像或使用如第1 c以及1 d圖中顯示的真實影像 。使用真實影像的方法具有能產生更爲逼真之顯示的優點 • ，因爲產生的影像更接近觀賞者，同時具有觀賞者與螢幕 之間顯示的範圍有限之缺點。針對使用虛擬影像之方法， 影像係產生在螢幕之後。此方法的優點爲能夠顯示具有從 螢幕到無限之深度範圍的影像。 第8a以及8b圖顯示本發明第二實施例。第8a圖顯 示立體顯示裝置係如何操作以顯示立體影像2 5，其中該 立體顯示裝置具有可變聚焦透鏡23對應2D顯示22之畫 素26。由於各畫素顯示的部分影像係個別的由對應可變 # 聚焦透鏡處理，無須分割影像成深度方向的影像以及顯示 深度方向的影像，因此本實施例不需高速2D顯示與高速 可變聚焦透鏡。可使用具有普通速度的2D顯示。可變聚 焦透鏡23之尺寸可與畫素26的相同。 第8b圖示意性顯示立體顯示裝置200。該立體顯示 裝置200包含具有複數個畫素26的2D顯示，以及複數 個可變聚焦透鏡25。可變聚焦透鏡25之聚焦速度至少等 於人眼殘像速度，以及可變聚焦透鏡25之每一個反射來 自二維顯示之光線。可變聚焦透鏡25之每一個的焦距隨 -15· (12) 200537126 •著由各畫素2 6顯示之影像之影像深度改變。可變聚焦透 .鏡2 5之每一個係由微鏡陣列透鏡所製成。 由於微鏡陣列透鏡爲反射光學元件，如此設置可變聚 焦透鏡（透鏡元件）25 ’使得反射的光線不會被二維顯示 阻擋。畫素26的每一個顯示在與立體顯示裝置200之裝 置顯示方向27成垂直之方向的第一影像。各可變聚焦透 鏡（透鏡元件）25係與畫素26之顯示方向以及裝置顯示 • 方向27成45度角的設置。第二影像，即爲立體影像24 ，係由可變聚焦透鏡（透鏡元件）25形成。儘管是如此 複雜的配置，仍使用微鏡陣列透鏡，因其數字孔徑改變幅 度很大。 第 9圖顯示根據本發明之立體顯示方法。於步驟 S 1 00中，二維顯示第一深度方向的影像。接著，於步驟 S 2 00中，藉由接收來自顯示的第一深度方向的影像並根 據此第一深度方向的影像深度聚焦以顯示第二深度方向的 • 影像。於步驟S3 00中，於一單位時間中以第一深度方向 影像預定的次數重複步驟S100以及S2 00。該預定的第一 深度方向影像次數形成第一影像，且第一深度方向影像的 每一個代表具有相同影像深度之第一影像的部分。顯示的 第二深度方向影像形成對觀賞者而言看似立體之第二影像 。於顯示第二深度方向影像之步驟中的聚焦速度至少等於 人眼殘像速度與深度數量的乘積。於顯示第二深度方向影 像之步驟中，反射接收自顯示的第一深度方向的影像。 於顯示第二深度方向影像之步驟中，以微鏡陣列透鏡 -16- (13) 200537126 執行S 2 0 0。 雖已顯示並參考不同實施例說明本發明，熟悉該項技 藝者應可了解到可作出不悖離所附申請專利範圍所定義之 本發明範圍與精神之形式、細節、構成以及操作上的變化 【圖式簡單說明】 φ 參考所附圖式以更佳了解本發明之這些以及其他特徵 、態樣以及優點，其中： 第1 a - 1d圖爲顯不當透鏡之焦距改變時係如何改變 影像之深度的示意圖； 第.2圖爲顯示本發明立體顯示裝置的示意圖； 第3a— 3c圖爲顯示深度方向影像之顯示與聚焦的示 意圖； 第4 a圖爲顯示折射夫瑞奈透鏡如何取代一般單體透 φ 鏡之示意圖； 第4b圖爲顯示反射夫瑞奈透鏡如何取代一般單體透 鏡之示意圖； 第5a圖爲顯示由許多微鏡製成之可變聚焦透鏡的示 • 意平面圖； ^ 第5b圖爲微鏡之放大細節平面圖； 第6圖爲顯示增加至立體顯示裝置之光束分離器以及 輔助透鏡的示意圖； 第7圖爲顯示增加至立體顯示裝置之放大鏡之示意圖 -17- (14) (14)200537126 第8a圖爲顯示立體顯示裝置的示意圖，其具有對應 2D顯示之畫素的可變聚焦透鏡； 第8b圖爲顯示微鏡陣列透鏡用爲第8a圖之裝置的可 變聚焦透鏡的示意圖；以及 第9圖爲顯示本發明之立體顯示方法的流程圖。 【主要元件符號說明】 1A，1B :物體 2 A〜D :透鏡 3 A，3 B :虛擬影像 3C，3D :真實影像 4 :觀賞者 5 :第二影像 6 :第一影像 7 :可變聚焦透鏡 8 :觀賞者 9A〜9C:第一深度方向影像 1 0 : 2 D (二維）顯示 11A〜C:第二深度方向影像 1 2 :單體鏡 1 3 A :折射夫瑞奈透鏡 1 3 B :反射夫瑞奈透鏡 1 4 :微鏡 -18- (15) 200537126

15: 2D ( 1 6 :可變 17 :光束 1 8 :輔助 1 9 :可變 20 ： 2D ( 21 :輔助 2 3 :可變 24 :立體 25 :可變 26 :畫素 2 7 :顯示 30 :單體 100 ， 200 二維）顯示 聚焦透鏡 分離器 透鏡 聚焦透鏡 二維）顯示 透鏡 聚焦透鏡 影像 聚焦透鏡 方向 透鏡 :立體顯示裝置

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Claims (1)

1. (1) 200537126 - 十、申請專利範圍 . 1· 一種立體顯示裝置，包含： a )二維顯示，顯示第一影像；以及 b )可變聚焦透鏡，接收來自該二維顯示之光線並形 成第二影像； 其中，第一影像包含在一單位時間內顯示之預定深度 數量的第一深度方向的影像，以及第二影像包含對應的第 φ 二深度方向的影像，其中第一深度方向的影像的每一個代 表具有相同影像深度的第一影像的部分，其中二維顯示一 次顯示--個第一深度方向影像，其中可變聚焦透鏡的焦距 根據所顯示之第一深度方向影像的深度而改變，其中可變 聚焦透鏡的聚焦速度至少等於人眼之殘像速度與深度數量 之乘積，以及其中可變聚焦透鏡反射來自二維顯示的光線 〇 2. 如申請專利範圍第1項的立體顯示裝置，其中該 φ 可變聚焦透鏡係由微鏡陣列透鏡所製成。 3. 如申請專利範圍第2項的立體顯示裝置，其中該 可變聚焦透鏡維反射夫瑞奈（Fresnel)透鏡。 4. 如申請專利範圍第2項的立體顯示裝置，其中該 . 微鏡陣列透鏡包含複數個微鏡，以及其中控制各微鏡以改 變該可變聚焦透鏡的焦距。 5. 如申請專利範圍第4項的立體顯示裝置，其中·配 置該等微鏡於扁平面中。 6. 如申請專利範圍第5項的立體顯示裝置，其中配 -20- (2) 200537126 * 置該等微鏡以形成一或更多同心圓。 τ 7.如申請專利範圍第4項的立體顯示裝置，其中控 制該等微鏡每一個的平移動作。 8 .如申請專利範圔第4項的立體顯示裝置，其中控 制該等微鏡每一個的旋轉動作。 9 .如申ot專利範圍第4項的立體顯示裝置，其中控 制該等微鏡每一個的旋轉動作與平移動作。 • 1 0 ·如申請專利範圍第i項的立體顯示裝置，進一步 包含位在該二維顯示與可變聚焦透鏡之光路徑中的光束分 離器。 1 1 ·如申請專利範圍第1項的立體顯示裝置，其中如 此放置該可變聚焦透鏡使得可變聚焦透鏡反射的光路徑不 會被該二維顯示所阻礙。 12·如申請專利範圍第1項的立體顯示裝置，其中進 一步包含具有預定焦距之輔助透鏡，以及其中由可變聚焦 ® 透鏡連同該輔助透鏡形成該第二影像。 1 3 ·如申請專利範圍第1 2項的立體顯示裝置，進一 步包含用於顯示第二影像的銀幕，以及其中該輔助透鏡增 加銀幕的尺寸。 14.如申請專利範圍第1項的立體顯示裝置’其中該 可變聚焦透鏡的焦距控制成固定者° 1 5 · —種立體顯示裝置，其中物體的影像沿著物體的 深度分成多個區段影像’以及各區段影像聚焦於該區段影 像的深度，使得觀看者視聚焦自該些區段影像的影像爲1 -21 - 200537126 (3) 含 包 置 裝 體 立 該 者 豊 及 以 像 影1 第 之 量 數 度 深 定 預 示 顯 示 顯 LE 維二 a 形 並 線 光 之 示 顯 #fcb 維二 該 0 來 收 接 鏡 透 焦 聚 變·’ 可像 影 b 二 第 成 其中，可變聚焦透鏡的聚焦速度至少等於人眼之殘像 速度與深度數量之乘積，以及其中該可變聚焦透鏡反射來 自二維顯示的光線。 1 6 ·如申請專利範圍第1 5項的立體顯示裝置，其中 該可變聚焦透鏡係由微鏡陣列透鏡所製成，其中該微鏡陣 列透鏡包含複數個微鏡，以及其中控制各微鏡以改變該可 變聚焦透鏡之焦距。 17.如申請專利範圍第16項的立體顯示裝置，其中 該可變聚焦透鏡維反射夫瑞奈（Fresnel )透鏡。 1 8 . —種立體顯示方法，包含下列步驟： a )於二維顯示中顯示第一深度方向影像； b )藉由接收來自所顯示的該第一深度方向影像之光 並且根據該第一深度方向影像之深度聚焦光線而顯示第二 深度方向影像；以及 c )於一單位時間中以第一深度方向影像預定之次數 重複步驟a )與b ); 其中，該第一深度方向影像之預定數量形成第一影像 ，以及各第一深度方向的影像代表具有相同影像深度之第 一影像的部分，其中該顯示第二深度方向影像步騾中之聚 焦速度至少等於人眼之殘像速度與深度數量之乘積’且其 -22- (4) (4)200537126 中顯示第二深度方向影像之步驟中，反射接收自所顯示之 該第一深度方向影像的光。 19·如申請專利範圍第1 8項的立體顯示方法，其中 該顯示第二深度方向影像之步驟係由微鏡陣列透鏡所執行 〇 2〇. —種立體顯示裝置，包含： a) 二維顯示，包含複數個畫素；以及 b) 複數個可變聚焦透鏡，該些可變聚焦透鏡的每一 個對應至該等畫素的每一個； 其中該可變聚焦透鏡的聚焦速度至少等於人眼之殘像 速度，以及該等可變聚焦透鏡之每一個反射來自該二維顯 示之光，以及其中該等可變聚焦透鏡之每一個的焦距根據 由該等畫素的每一個所顯示的影像之影像深度而變。 21.如申請專利範圔第20項的立體顯示裝置，其中該 等可變聚焦透鏡之每一個係由微鏡陣列透鏡所製成。 -23-