TW201631358A - 立體光場建立裝置 - Google Patents

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Abstract

一種立體光場建立裝置，用以於一觀察平面建立光場，立體光場建立裝置包含複數投影機及背投式顯示單元，投影機沿著第一軸向呈線性排列，並朝向第二軸向投影影像光束，第二軸向垂直於第一軸向；背投式顯示單元包含水平式菲涅耳透鏡及垂直式擴散片，水平式菲涅耳透鏡設置靠近投影機。水平式菲涅耳透鏡及垂直式擴散片配合使每台投影機投影的影像光束在位於背投式顯示單元及觀察平面間的虛擬平面上形成至少一交點，並於觀察平面上建立至少一光場。

Description

立體光場建立裝置 【0001】
本發明是有關於一種投影裝置，特別是關於一種立體投影顯示裝置。
 【0002】
人眼感受到立體視覺，主要是由兩眼視差(binocular parallax)與移動視差(motion parallax)所造成；經兩眼接收到不同影像後，大腦會融合(fuse)兩個影像，使形成具有層次景深的立體畫面。其中，兩眼視差是由於人類的左眼與右眼所在的位置不同，兩眼之間的平均距離大約為6至6.5公分，進而造成兩眼在觀看物體時的視覺角度略有差別，因此眼睛所接受到的影像也會跟著不同；移動視差則是指當觀賞者在移動時觀看同一個物體，兩眼觀看物體的視角會隨著觀賞者的移動而產生變化，導致眼睛接收到的影像內容也有所改變。
【0003】
立體光場建立技術之發展起源是依據立體視覺原理，利用各種不同的分光技術使兩眼分別接收到不同的影像而形成立體之效果。立體光場建立技術大致可分為兩類，一為需戴眼鏡的「眼鏡式立體光場建立技術」，另一則為不需戴眼鏡的「裸眼(autostereoscopic)式立體光場建立技術」。眼鏡式立體光場建立技術為最早開始發展的立體光場建立技術，至今已趨近成熟，但眼鏡式立體光場建立技術係因其必須佩戴眼鏡方能達成立體光場的建立，使得便利度下降，也因此多數廠商紛紛投入開發裸眼式立體光場建立裝置。
【0004】
一種傳統的立體光場建立裝置是利用多投影機產生代表特定視角的光場，為了建立趨近於真實之虛擬立體實物，必須設置大量的投影機，故此種立體光場建立裝置具有體積龐大、校正及設置不易之缺點。
【0005】
配合參閱圖1，為習知之立體光場建立裝置之架構圖。立體光場建立裝置包含投影機10、背投式顯示單元12及切換式狹縫14；背投式顯示單元12位於投影機10及切換式狹縫14之間，投影機10投影的影像光束通過背投式顯示單元12後，在經由切換式狹縫14切換而投影至複數個特定位置，所述特定位置為觀賞者可視之觀察平面16上的複數個觀察區域160、162及164。
【0006】
背投式顯示單元12包含菲涅耳透鏡(Fresnellens)120及擴散片122，在此菲涅耳透鏡為軸對稱形式的菲涅耳透鏡。菲涅耳透鏡120設置靠近投影機10。菲涅耳透鏡120將投影機10產生之呈發散光束轉為平行光束，擴散片122則將平行光束擴散至各角度。
【0007】
切換式狹縫14為液晶狹縫光柵(liquid crystal barrier)，切換式狹縫14接收通過背投式顯示單元12的光束，透過調整切換式狹縫14的透光位置，可以改變光場建立的位置；例如當狹縫S01開啟時，即顯示對應於觀察區域164的畫面。藉由依序開啟狹縫S01至狹縫S61，即可建立完整光場。
【0008】
另外，透過適當地控制各個狹縫的大小，可以讓投影機10所投影的影像光線只進入觀賞者的左眼或右眼。觀賞者大腦會融合進入左眼及右眼的影像光線並形成具有層次景深的立體畫面。
【0009】
然而，通過背投式顯示單元12的光線只會由被開啟的狹縫通過，也就是說，切換式狹縫14阻擋了大部分通過背投式顯示單元12的光線，致使立體光場建立裝置1的光利用率低，且難以大型化。
 【0010】
鑑於先前技術所述，本發明之一目的，在於提供一種立體光場建立裝置，立體光場建立裝置具有高光利用效率之特點。
【0011】
為達前述目的，本發明之一技術態樣提供一種立體光場建立裝置，立體光場建立裝置用以於觀察平面建立光場。立體光場建立裝置包含複數投影機及背投式顯示單元，投影機沿著第一軸向呈線性排列，並朝向第二軸向投影影像光束，第二軸向垂直於第一軸向；背投式顯示單元包含水平式菲涅耳透鏡及垂直式擴散片，水平式菲涅耳透鏡設置靠近投影機，水平式菲涅耳透鏡及垂直式擴散片配合使每台投影機投影的影像光束在位於背投式顯示單元及觀察平面間的虛擬平面形成至少一交點，並對應於觀察平面建立至少一光場。
【0012】
立體光場建立裝置還可以包含一維光學聚焦元件，一維光學聚焦元件包含複數次透鏡，在本實施方式中，這些次透鏡都是朝向第二軸向凸設，並沿著第一軸向排列。次透鏡的數量反比於投影機的數量，次透鏡使每台投影機投影的影像光束在觀察平面上建立複數次光場。
【0013】
水平式菲涅耳透鏡的焦距小於投影機至背投式顯示單元的距離，或者水平式菲涅耳透鏡的焦距大於等於投影機至背投式顯示單元的距離。
【0014】
立體光場建立裝置也可以再包含分光菱鏡片，設置於水平式菲涅耳透鏡及垂直式擴散片之間，分光菱鏡片用以建立重複光場，增加視角；分光菱鏡片包含複數折光結構，此折光結構包含第一表面，以及鄰接於第一表面且對稱第一表面設置的第二表面及第三表面，第一表面及第二表面可為平面或曲面。
【0015】
本發明之另一技術態樣提供一種立體光場建立裝置，其用以於一觀察平面建立光場，立體光場建立裝置包含複數投影機及反射式顯示單元，投影機沿著第一軸向排列，並朝向第二軸向投影影像光束，第二軸向垂直於該第一軸向；反射式顯示單元包含複數凹面鏡及複數畫素單元，凹面鏡以特定弧度排列並面對投影機，畫素單元設置於凹面鏡上，凹面鏡使投影機投影的影像光束在一位於反射式顯示單元及觀察平面間的虛擬平面形成複數交點，並於該觀察平面上建立光場。
【0016】
畫素單元包含第一弧面、第二弧面及第三弧面，第二弧面及第三弧面分別鄰接於第一弧面，第一弧面、第二弧面及第三弧面分別面對投影機，用以建立重複光場，增加視角。
 【0045】
10、30、40‧‧‧投影機
【0046】
12、32、32’、32’’‧‧‧背投式顯示單元
【0047】
120‧‧‧菲涅耳透鏡
【0048】
122‧‧‧擴散片
【0049】
14‧‧‧切換式狹縫
【0050】
16、34、44‧‧‧觀察平面
【0051】
160、162、164、340、342、344、340a、340b、340c‧‧‧觀察區域
【0052】
320、420‧‧‧水平式菲涅耳透鏡
【0053】
322、422‧‧‧垂直式擴散片
【0054】
324‧‧‧分光菱鏡片
【0055】
3240‧‧‧折光結構
【0056】
3242‧‧‧第一表面
【0057】
3244‧‧‧第二表面
【0058】
3246‧‧‧第三表面
【0059】
326‧‧‧一維光學聚焦元件
【0060】
3260‧‧‧次透鏡
【0061】
42‧‧‧反射式顯示單元
【0062】
424‧‧‧凹面鏡
【0063】
4242‧‧‧單位畫素
【0064】
4244‧‧‧第一弧面
【0065】
4246‧‧‧第二弧面
【0066】
4248‧‧‧第三弧面
【0067】
S01、S61‧‧‧狹縫
【0068】
X‧‧‧第一軸向
【0069】
Y‧‧‧第二軸向
【0070】
X‧‧‧第三軸向
【0017】
圖1繪示習知之立體投影顯示裝置之架構圖。
【0018】
圖2繪示本發明第一實施方式之立體光場建立裝置之架構圖。
【0019】
圖3繪示本發明第二實施方式之立體光場建立裝置之架構圖。
【0020】
圖4繪示本發明圖3所示之顯示單元之局部放大圖。
【0021】
圖5繪示本發明第三實施方式之立體光場建立裝置之架構圖。
【0022】
圖6繪示本發明圖5所示之顯示單元之局部放大圖。
【0023】
圖7繪示本發明第四實施方式之立體光場建立裝置之顯示面板之局部放大圖。
【0024】
圖8繪示分光菱鏡片之局部放大圖。
【0025】
圖9繪示本發明第五實施方式之立體光場建立裝置之架構圖。
【0026】
圖10繪示單位畫素的上視圖。
【0027】
圖11繪示單位畫素的立體圖。
【0028】
圖12繪示形成在虛擬平面上之虛擬狹縫的大小位置與投影機之鏡頭的出瞳大小位置呈現之三角形等比關係。
 【0029】
請參考隨附圖示，本發明揭示內容之以上及額外目的、特徵及優點將透過本揭示內容之較佳實施例之以下闡釋性及非限制性詳細描敘予以更好地理解。
【0030】
配合參閱圖2，為本發明第一實施方式之立體光場建立裝置之架構圖。立體光場建立裝置包含複數投影機30、背投式顯示單元32，投影機30沿著第一軸向X呈線性排列，並朝向垂直於第一軸向X的第二軸向Y投影影像光束。在圖2中，係繪示三台投影機30以作為說明範例，實際實施時則不以此為限。投影機30投影的影像光束通過背投式顯示單元32後在複數特定位置建立光場，所述特定位置為觀賞者可視之觀察平面34上的複數個觀察區域340、342及344。
【0031】
背投式顯示單元32包含水平式菲涅耳透鏡320及垂直式擴散片322。水平式菲涅耳透鏡320設置靠近投影機30，水平式菲涅耳透鏡320接收投影機30投影的影像光束，並將影像光束轉換為平行光束。垂直式擴散片322用以使傳遞於其上的影像光束沿著Z軸向擴散，也就是說，垂直式擴散片322不會讓通過之影像光束沿著X軸向傳播。
【0032】
水平式菲涅耳透鏡320及垂直式擴散片322配合使每台投影機30朝向觀察平面34投影的影像光束在背投式顯示單元32及觀察平面34之間的虛擬平面VP上會聚並產生至少一交點；其中，虛擬平面VP平行於第一軸向X（或垂直於第二軸向Y）。通過虛擬平面VP的影像光束呈發散狀地傳遞至觀賞平面34，由於每一台投影機30可以對應產生一光場，藉此，就可以得到如同於實體狹縫切換所建立之光場。
【0033】
換句話說，投影機30所投影的影像光束在通過由水平式菲涅耳透鏡320及垂直式擴散片322所組成的背投式顯示單元32後，可以在背投式顯示單元32及觀察平面34之間形成如同先前技術所述之立體投影顯示裝置之切換式狹縫般限制影像光束的效果，並得到如同實體狹縫切換般建立的光場；也就是說，由水平式菲涅耳透鏡320及垂直式擴散片322所構成的背投式顯示單元32的使用，讓虛擬狹縫形成在背投式顯示單元32及觀察平面34之間的虛擬平面VP，以重建影像光束的出發位置。
【0034】
相較於先前技術所述利用實體狹縫以建立光場的立體光場建立裝置而言，本發明的立體光場建立裝置不存在有實體狹縫，因此可以有效地避免因實體狹縫切換時所產生之低亮度問題；也就是說，本發明的立體光場建立裝置具不但有光利用效率高的特點，且亮度也將依投影機數目等比再倍增。
【0035】
配合參閱圖3，為本發明第二實施方式之立體光場建立裝置的架構圖。立體光場建立裝置包含複數投影機30及背投式顯示單元32’、背投式顯示單元32’包含水平式菲涅耳透鏡320、垂直式擴散片322及一維光學聚焦元件326，投影機30沿著第一軸向X呈線性排列，並朝向垂直於第一軸向X的第二軸向Y投影影像光束。投影機30投影的影像光束通過背投式顯示顯示單元32’投影至複數特定位置，所述特定位置為觀賞者可視之觀察平面34上的複數個觀察區域342a、342b及342c。
【0036】
一維光學聚焦元件326包含複數次透鏡3260，如圖4所示。在本實施方式中，次透鏡3260沿第一軸向X排列且朝向第二軸向Y方向凸設，且次透鏡3260的數量反比於該等投影機30的數量。然實際實施時，次透鏡3260也可以是沿著第一軸向X排列、並朝向相反於第二軸向Y凹設。
【0037】
每台投影機30投影的影像光束通過每個次透鏡3260後，會形成多道收歛影像光束。換言之，單一影像光束通過次透鏡3260後會形成多到收斂影像光束，且每一道收斂影像光束都在虛擬平面VP上會聚並形成交點，並於觀察平面340的觀察區域342a、342b及342c建立次光場，如圖4所示。在此要說明的是，建立在觀察區域342a、342b及342c的次光場是由單一台投影機30所投影，也就是說，一維光學聚焦元件326的使用，使得每台投影機30投影的單一道影像光束能夠在形成虛擬平面VP形成多個交點，以產生如同於實體狹縫群組所建立之光場效果。
【0038】
由於每台投影機30投影的影像光束在通過次透鏡3260後會分別建立多個次光場，故本實施方式的立體光場建立裝置可以使用數量少於第一實施方式之立體光場建立裝置的投影機30數量，就可以建立立體場景所需之光場。
【0039】
在圖4中，投影機30投影之影像光束在通過相鄰的兩個次透鏡3260間時，係因影像光束投影於其上的角度不同，使得光線發散的角度不同，而造成觀察平面34上的某些位置無法建立完整光場。為了改善這個問題，必須使水平菲涅耳透鏡320的焦距小於投影機30至背投式顯示單元32’的距離，以讓通過水平菲涅耳透鏡320的影像光束由平行光束改變為收斂影像光束，以在觀察平面34建立立體場景所需之完整光場，如圖5及圖6所示，其中圖5為本發明第三實施方式之立體光場建立裝置的架構圖，圖6為圖5的局部放大圖。
【0040】
配合參閱圖7，為本發明第四實施方式的立體光場建立裝置之顯示面板的局部放大圖。本實施方式的立體光場建立裝置類似於第一實施方式的立體光場建立裝置，且相同的元件標示以相同的符號，其差異之處在於本實施方式的背投式顯示單元32’’更包含分光菱鏡片324。
【0041】
分光菱鏡片324設置於水平式菲涅耳透鏡320及垂直式擴散片322之間，分光菱鏡片324由複數折光結構3240組成，如圖8所示。每個折光結構3240包含第一表面3242及連接於第一表面3242兩端呈對稱於第一表面3242分佈的第二表面3244及第三表面3246，在本實施方式中，第一表面3242平行於第一軸向X（或垂直於第二軸向Y），且第一表面3242、第二表面3244及第三表面3246皆為平面。藉此，單一道光束在通過分光菱鏡片324後，係由第一表面3242及第二表面3244折射成為三道光束，藉以建立重覆光場，以增加視角。在此要特別說明的是:在實際實施時，折光結構3240的第一表面3240、第二表面3244及第三表面3246也可以設計為曲面。
【0042】
配合參閱圖9，為本發明第五實施方式的立體光場建立裝置的架構圖。立體光場建立裝置包含投影機40及反射式顯示單元42，投影機40沿著第一軸向X排列，並朝向第二軸向Y投影影像光束，第二軸向Y垂直於第一軸向X。投影機40投影的影像光束經由顯示單元42反射後傳遞至介於投影機40及顯示單元42之間的觀察平面44。顯示單元42包含複數凹面鏡424及複數單位畫素4242(如圖10及圖11所示)，凹面鏡424面對投影機40，單位畫素4242呈圓弧狀排列於凹面鏡上424，凹面鏡424再以特定弧度排列成顯示單元42。參閱圖10及圖11，單位畫素4242包含第一弧面4244、鄰接於第一弧面4244且對稱設置的第二弧面4246及第三弧面4248，第一弧面4244、第二弧面4246及第三弧面4248分別用以反射投射於其上的影像光束，使產生重覆光場。投影機40朝向第二軸向Y投影的影像光束由凹面鏡424反射後並會聚在位於投影機40及反射式顯示單元42之間的虛擬平面VP上，並形成交點；並於通過虛擬平面VP後發散並於觀察平面44建立光場。換言之，投影機40及反射式顯示單元42配合於該觀察平面44及反射式顯示單元42的虛擬平面上之間形成一虛擬狹縫，並於觀察平面44上建立複數光場。
【0043】
要特別說明的是，由於形成在虛擬平面VP上之虛擬狹縫的大小位置與投影機30之鏡頭的出瞳大小位置呈現三角形等比關係，如圖12所示，因此當出瞳太小或是虛擬狹縫太靠近顯示單元32時，每一個虛擬狹縫會變得太小而無法相連建立光場，故第四實施方式之分光菱鏡片324的畫素結構及第五實施方式之凹面鏡424的單位畫素4242的平面將需要從平面改為凹面或凸面以讓虛擬狹縫變大而能相連。
【0044】
然以上所述者，僅為本發明之較佳實施方式，當不能限定本發明實施之範圍，即凡依本發明申請專利範圍所作之均等變化與修飾等，皆應仍屬本發明之專利涵蓋範圍意圖保護之範疇。
30‧‧‧投影機
32‧‧‧背投式顯示單元
320‧‧‧水平式菲涅耳透鏡
322‧‧‧垂直式擴散片
34‧‧‧觀察平面
340、342、344‧‧‧觀察區域
X‧‧‧第一軸向
Y‧‧‧第二軸向
Z‧‧‧第三軸向

Claims (11)

  1. 【第1項】
    一種立體光場建立裝置，用以於一觀察平面建立光場，該立體光產建立裝置包含:
    複數投影機，沿著一第一軸向呈線性排列，並朝向一第二軸向投影影像光束，該第二軸向垂直於該第一軸向；以及
    一背投式顯示單元，包含一水平式菲涅耳透鏡及一垂直式擴散片，該水平式菲涅耳透鏡設置靠近該等投影機，該背投式顯示單元使各該投影機投影的影像光束在一位於該背投式顯示單元及該觀察平面間的一虛擬平面形成至少一交點，並對應於該觀察平面建立至少一光場。
  2. 【第2項】
    如請求項第1項所述之立體光場建立裝置，更包含一一維光學聚焦元件，該一維光學聚焦元件由複數次透鏡組成，該等次透鏡沿著該第一軸向排列，該等次透鏡的數量反比於該等投影機的數量，各該次透鏡使各該投影機投影的影像光束在觀察平面上建立複數次光場。
  3. 【第3項】
    如請求項第2項所述之立體光場建立裝置，其中該等次透鏡朝向第二軸向凸設。
  4. 【第4項】
    如請求項第2項所述之立體光場建立裝置，其中該水平式菲涅耳透鏡的焦距小於該等投影機至該背投式顯示單元的距離。
  5. 【第5項】
    如請求項第2項所述之立體光場建立裝置，其中該水平式菲涅耳透鏡的焦距大於等於該等投影機至該背投式顯示單元的距離。
  6. 【第6項】
    如請求項第2項所述之立體光場建立裝置，更包含一分光菱鏡片，設置於該水平式菲涅耳透鏡及該垂直式擴散片之間，該分光菱鏡片用以建立重複光場。
  7. 【第7項】
    如請求項第6項所述之立體光場建立裝置，其中該分光菱鏡片包含複數折光結構，各該折光結構包含一第一表面及鄰接於該第一表面且對稱第一表面設置的一第二表面及一第三表面。
  8. 【第8項】
    如請求項第7項所述之立體光場建立裝置，其中該第一表面、該第二表面及該第三表面分別為平面。
  9. 【第9項】
    如請求項第6項所述之立體光場建立裝置，其中該第一表面、該第二表面及該第三表面分別為曲面。
  10. 【第10項】
    一種立體光場建立裝置，用以於一觀察平面建立光場，該立體光場建立裝置包含：
    複數投影機，沿著一第一軸向排列，並朝向一第二軸向投影影像光束，該第二軸向垂直於該第一軸向；以及
    一反射式顯示單元，包含：
    複數凹面鏡，以特定弧度排列並面對該等投影機；以及
    複數畫素單元，設置於各該凹面鏡上，
    其中，該等凹面鏡使各該投影機投影的影像光束在一位於該反射式顯示單元及該觀察平面間的一虛擬平面上形成複數交點，並於該觀察平面上建立複數光場。
  11. 【第11項】
    如請求項第7項所述之立體光場建立裝置，其中各該畫素單元包含一第一弧面、一第二弧面及一第三弧面，該第二弧面及該第三弧面分別鄰接於第一弧面，該第一弧面、該第二弧面及該第三弧面分別面對該等投影機。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112083582A (zh) * 2019-06-12 2020-12-15 上海麦界信息技术有限公司 用于显示立体光场的薄膜结构

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI607244B (zh) * 2015-11-13 2017-12-01 台達電子工業股份有限公司 顯示裝置
EP3543978A1 (en) * 2015-11-23 2019-09-25 Essence Security International Ltd. Adjustable motion sensing device
CN109076148B (zh) 2016-04-12 2021-02-05 奎蒂安特有限公司 日常场景重建引擎
US9961333B1 (en) 2016-06-10 2018-05-01 X Development Llc System and method for light field projection
US9891516B1 (en) * 2016-08-23 2018-02-13 X Development Llc Methods for calibrating a light field projection system
US10091496B2 (en) 2016-11-28 2018-10-02 X Development Llc Systems, devices, and methods for calibrating a light field projection system
CN106878698B (zh) * 2016-12-23 2019-05-24 中国科学院自动化研究所 基于光路采集的移动裸眼三维虚拟现实的方法和系统
CA3097202A1 (en) 2018-05-02 2019-11-07 Quidient, Llc A codec for processing scenes of almost unlimited detail
US11595628B2 (en) * 2021-05-02 2023-02-28 Thomas S. Sibley Projection system and method for three-dimensional images
CN113985623B (zh) * 2021-09-22 2023-06-02 北京邮电大学 一种用于视点均匀分布的三维光场显示系统

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10171016A (ja) * 1996-10-09 1998-06-26 Sanyo Electric Co Ltd 背面投写型表示装置
CN101004518B (zh) * 2001-02-27 2018-07-20 杜比实验室特许公司 高动态范围显示装置
FR2853419B1 (fr) * 2003-04-02 2005-07-01 Synelec Telecom Multimedia Ecran de retroprojection
GB0410551D0 (en) 2004-05-12 2004-06-16 Ller Christian M 3d autostereoscopic display
WO2006035816A1 (ja) * 2004-09-30 2006-04-06 Pioneer Corporation 立体的二次元画像表示装置
KR100619067B1 (ko) * 2005-01-31 2006-08-31 삼성전자주식회사 입체 투사장치
KR101658793B1 (ko) * 2008-10-09 2016-09-23 삼성전자주식회사 2ｄ와 3ｄ의 영상전환이 가능한 영상표시장치 및 그 방법
US20130135588A1 (en) * 2011-11-29 2013-05-30 Milan Momcilo Popovich 3D display apparatus
TWI467242B (zh) * 2012-05-29 2015-01-01 Delta Electronics Inc 提供複數視角影像之投影裝置
TW201426014A (zh) * 2012-12-28 2014-07-01 Ind Tech Res Inst 立體顯示系統

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112083582A (zh) * 2019-06-12 2020-12-15 上海麦界信息技术有限公司 用于显示立体光场的薄膜结构
CN112083582B (zh) * 2019-06-12 2023-10-27 上海麦界信息技术有限公司 用于显示立体光场的薄膜结构

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