TW201737704A - 立體顯示裝置與立體顯示方法 - Google Patents

Abstract

一種立體顯示裝置於此揭露。立體顯示裝置包含複數個投影機以及螢幕。投影機每一者各自用以提供相應的光源影像單元。光源影像單元每一者各自包含依時序開啟且沿不同方向投射之複數個光源影像。螢幕具有成像面並包含第一微透鏡陣列以及第二微透鏡陣列。第一微透鏡陣列用以將光源影像單元分別導引至成像面，使得光源影像單元彼此首尾相連，於成像面上以環狀排列成光源影像單元組。第二微透鏡陣列相對第一微透鏡陣列設置，用以放大光源影像單元組中光源影像單元之投射夾角並投射光源影像單元組至觀賞面。

Description

立體顯示裝置與立體顯示方法

本揭示內容係關於一種立體顯示裝置，特別是關於一種裸視立體顯示器。

習知的立體顯示裝置利用人類的兩眼視差，以分別提供觀測者雙眼不同的光源影像來達成立體顯示。現有的主流立體顯示裝置多需要透過觀測者穿戴特製眼鏡來區分左右眼光源影像，導致使用上的不便。

裸視型立體顯示器透過精準控制，將不同光源影像之光束分別傳送到空間上不同的位置，將不同的光源影像同時傳至觀賞者之左右眼，使觀測者能夠以裸視感受到立體影像。裸視型立體顯示技術能避免眼鏡型立體顯示技術的不便，因此成為目前立體顯示技術的重要研究方向。

本揭示內容的一態樣為一種立體顯示裝置。立體顯示裝置包含：複數個投影機，該些投影機每一者各自用以提供相應的一光源影像單元，該些光源影像單元每一者各自包含依時序開啟且沿不同方向投射之複數個光源影像；以及一螢幕，具有一成像面，該螢幕包含：一第一微透鏡陣列，該第一微透鏡陣列用以將該些光源影像單元分別導引至該成像面，使得該些光源影像單元彼此首尾相連，於該成像面上以環狀排列成一光源影像單元組；以及一第二微透鏡陣列，相對該第一微透鏡陣列設置，該第二微透鏡陣列用以放大該光源影像單元組中該些光源影像單元之投射夾角並投射該光源影像單元組至一觀賞面。

在本揭示內容部分實施例中，立體顯示裝置更包含：一準直透鏡，設置於該些投影機與該螢幕之間，用以準直該些光源影像單元以將該些光源影像單元導引至該第一微透鏡陣列。

在本揭示內容部分實施例中，該螢幕包含設置為陣列之複數個像素，每一像素對應至該第一微透鏡陣列內複數個第一透鏡單元中之一者以及該第二微透鏡陣列內複數個第二透鏡單元中之一者。

在本揭示內容部分實施例中，該光源影像單元組中的該些光源影像單元係分別由相異的第一透鏡單元導引至該成像面。

在本揭示內容部分實施例中，其中該些像素之中一目標像素所對應的該光源影像單元組係由與該目標像素相鄰之該些像素相對應的該些第一透鏡單元導引至該成像面。

在本揭示內容部分實施例中，該目標像素所對應的該光源影像單元組係由與該目標像素相對應的該第二透鏡單元投射至該觀賞面。

在本揭示內容部分實施例中，該成像面為該第一微透鏡陣列與該第二微透鏡陣列的共焦面。

本揭示內容的另一態樣為一種立體顯示方法。立體顯示方法包含：提供複數個投影機，該些投影機每一者各自用以提供相應的一光源影像單元，該些光源影像單元每一者各自包含依時序開啟且沿不同方向投射之複數個光源影像；以及投射該些光源影像單元至一螢幕，其包含：投射該些光源影像單元至該螢幕之一第一微透鏡陣列，以分別將該些光源影像單元導引至該螢幕之一成像面，使得該些光源影像單元彼此首尾相連，於該成像面上以環狀排列成一光源影像單元組；以及將該光源影像單元組導引至該螢幕之一第二微透鏡陣列，以放大該光源影像單元組中該些光源影像單元之投射夾角並投射該光源影像單元組至一觀賞面。

在本揭示內容部分實施例中，立體顯示方法更包含：準直該些光源影像單元以將該些光源影像單元導引至該第一微透鏡陣列。

在本揭示內容部分實施例中，該第一微透鏡陣列包含複數個第一透鏡單元，投射該些光源影像單元至該螢幕更包含：由相異的第一透鏡單元導引該些光源影像單元至該成像面，以使得該些光源影像單元彼此首尾相連，於該成像面上以環狀排列成該光源影像單元組。

下文係舉實施例配合所附圖式作詳細說明，以更好地理解本案的態樣，但所提供之實施例並非用以限制本揭露所涵蓋的範圍，而結構操作之描述非用以限制其執行之順序，任何由元件重新組合之結構，所產生具有均等功效的裝置，皆為本揭露所涵蓋的範圍。此外，根據業界的標準及慣常做法，圖式僅以輔助說明為目的，並未依照原尺寸作圖，實際上各種特徵的尺寸可任意地增加或減少以便於說明。下述說明中相同元件將以相同之符號標示來進行說明以便於理解。

在全篇說明書與申請專利範圍所使用之用詞（terms），除有特別註明外，通常具有每個用詞使用在此領域中、在此揭露之內容中與特殊內容中的平常意義。某些用以描述本揭露之用詞將於下或在此說明書的別處討論，以提供本領域技術人員在有關本揭露之描述上額外的引導。

請參考第1圖。第1圖為根據本案部分實施例所繪示的立體顯示裝置100的操作狀況示意圖。在部分實施例中，立體顯示裝置100為桌面顯示器，其採用時間多工(Time-Multiplex)投影機以實現顯示裸視三維(non-glasses 3D)之立體影像。具體來說，時間多工投影機可提供依時序開啟且分別沿多個不同方向投射之多個光源影像。觀測者雙眼分別接收到光源影像時，便可提供視覺上影像的立體效果。此外，當觀測者處於桌面顯示器的相異位置時，雙眼亦會接收到相應於所在位置的光源影像。換言之，處於不同位置的觀測者可看到不同視角的立體影像。以下段落中，將搭配圖式具體說明立體顯示裝置100實現裸視三維投影的方法。

請參考第2圖。第2圖為根據本案部分實施例所繪示的立體顯示裝置100的示意圖。如第2圖所示，立體顯示裝置100包含複數個投影機110a、110b、110c、110d以及螢幕120。投影機110a~110d各自用以提供一光源影像單元。以第2圖為例，投影機110a提供光源影像單元Ua，投影機110b提供光源影像單元Ub，投影機110c提供光源影像單元Uc，投影機110d提供光源影像單元Ud。

光源影像單元Ua~Ud每一者各自具有依時序開啟之複數個光源影像。該些光源影像分別沿不同方向投射，以形成一投射夾角。以第2圖為例，光源影像單元Ua具有依時序開啟之複數個光源影像Ma，光源影像Ma分別沿不同方向投射，以形成投射夾角θa，通過螢幕120後，光源影像Ma分別沿不同方向投影，以形成投影夾角Φa。相似地，光源影像單元Ub~Ud亦具有依時序開啟之複數個光源影像Mb~Md，光源影像Mb~Md分別沿不同方向投射，以形成投射夾角與投影夾角。為便於說明起見，在第2圖中僅繪示投射夾角θa與θc、投影夾角Φa與Φc。

此外，射入螢幕120之光源影像單元Ua之中心光軸以及光源影像單元Uc之中心光軸具有夾角α，自螢幕120射出之光源影像單元Ua之中心光軸以及光源影像單元Uc之中心光軸具有夾角β。

請參考第3圖。第3圖為根據本案部分實施例所繪示的立體顯示裝置100的示意圖。為了簡化說明立體顯示裝置100的操作方式，第3圖僅繪示四組投影機110a~110d當中之兩組投影機110a、110b以及其相應的光源影像單元Ua、Ub。對於本技術領域具通常知識者，當可明白四組投影機110a~110d投射的操作光源影像單元Ua~Ud彼此相似。此外，為了清楚起見，光源影像單元Ua之行經路徑以虛線表示之，而光源影像單元Ub之行經路徑以實線表示之。

如第3圖所示，在部分實施例中，立體顯示裝置100可包含準直透鏡130，置於投影機110a、110b與螢幕120之間。準直透鏡130用以準直投影機110a、110b投射出的光源影像單元Ua、Ub。在部分實施例中，準直透鏡130可為菲涅耳透鏡(Fresnel Lens)，然而本案不以此為限。

在本實施方式中，投影機110a、110b可皆為點光源，亦即，自投影機110a、110b分別投射出之光源影像單元Ua、Ub，不但分別具有投射夾角θa、θb，亦具有點光源之擴散夾角，其中擴散夾角會影響光源影像單元Ua、Ub於螢幕120中的行進方向。

準直透鏡130可將光源影像單元Ua、Ub準直化，如此一來，光源影像單元Ua、Ub即被準直為面光源，擴散夾角被消除，因此光源影像單元Ua、Ub於螢幕120中的行進方向便由投影機110a、110b離軸的角度而決定。

光源影像單元Ua、Ub經準直透鏡130校正後，投射入螢幕120。螢幕120包含微透鏡陣列124與微透鏡陣列126。在部分實施例中，在微透鏡陣列124與微透鏡陣列126的共焦面上，螢幕120具有一成像面128。

換言之，在本案部分實施例中，光源影像單元Ua~Ud由準直透鏡130導引至微透鏡陣列124後，微透鏡陣列124將光源影像單元Ua~Ud分別導引至成像面128，使得光源影像單元Ua~Ud彼此首尾相連，於成像面128上以環狀排列成光源影像單元組S1。舉例而言，如第3圖所示，微透鏡陣列124將光源影像單元Ua、Ub分別導引至成像面128，使得光源影像單元Ua、Ub彼此首尾相連。值得注意的是，第3圖僅繪示四組投影機110a~110d當中之兩組投影機110a、110b以及其相應的光源影像單元Ua、Ub，然而對於本技術領域具通常知識者，當可明白四組投影機110a~110d投射光源影像單元Ua~Ud的操作彼此相似。如此一來，與光源影像單元Ua、Ub相似，在成像面128上，光源影像單元Ub、Uc彼此之間首尾相連，光源影像單元Uc、Ud彼此之間首尾相連，光源影像單元Ud、Ua彼此之間首尾相連。藉此，光源影像單元Ua~Ud便可於成像面128上以環狀排列成光源影像單元組S1。

具體來說，螢幕120具有設置為陣列之複數個像素Px。像素Px分別對應至微透鏡陣列124內的複數個透鏡單元L1。經準直後的光源影像單元Ua~Ud射入各個透鏡單元L1後，透鏡單元L1便導引光源影像單元Ua~Ud至成像面128，於成像面128上以環狀排列成光源影像單元組S1。

如第3圖所示，在部分實施例中，微透鏡陣列126相對微透鏡陣列124設置，用以放大光源影像單元組S1中光源影像單元Ua~Ud之投射夾角，並投射光源影像單元Ua~Ud至觀賞面O。

與微透鏡陣列124相似，微透鏡陣列126內亦包含設置為陣列之複數個透鏡單元L2。螢幕中各個像素Px分別對應至微透鏡陣列126內的各個透鏡單元L2。透鏡單元L2分別用以放大相應像素Px於成像面上的光源影像單元組S1中光源影像單元Ua~Ud之投射夾角θa~θd。

在立體顯示的操作上，請一併參照第3圖與第4圖。第4圖為根據本揭示內容部分實施例所繪示的立體顯示方法400的流程圖。為了清楚起見，此處的立體顯示方法400配合第3圖之立體顯示裝置100的結構作說明，然而本揭示內容並不以此為限。首先，如步驟S910所示，提供複數個投影機，例如在本實施例中，提供四組投影機110a~110d。值得注意的是，上述之投影機110a~110d的數量僅為例示，並非用以限制本案。本發明所屬領域具通常知識者，應視實際需求，彈性選擇投影機110a~110d的數量。舉例來說，在部分實施例中，亦可於步驟S910中選擇提供六組投影機進行實作。

接著，如步驟S920所示，藉由準直透鏡130準直光源影像單元Ua~Ud。具體來說，準直透鏡130消除光源影像單元Ua~Ud的擴散夾角，以將光源影像單元Ua~Ud導引至微透鏡陣列124內的各個透鏡單元L1。

接著，如步驟S930所示，光源影像單元Ua~Ud被投射至螢幕120。在部分實施例中，光源影像單元Ua~Ud會先被投射至微透鏡陣列124內的各個透鏡單元L1，而微透鏡陣列124內的各個透鏡單元L1分別將光源影像單元Ua~Ud導引至成像面128，使得光源影像單元Ua~Ud彼此首尾相連，於成像面128上以環狀排列成光源影像單元組S1。

請一併參考第5圖。第5圖為根據本案部分實施例所繪示的光源影像單元組S1的示意圖。需說明的是，如第4圖所示，於此處「彼此首尾相連，於成像面128上以環狀排列成光源影像單元組S1」意指於成像面128上，任兩相鄰之光源影像單元(如：光源影像單元Ua與Ub、光源影像單元Ub與Uc、光源影像單元Uc與Ud、光源影像單元Ud與Ua)分別沿不同方向排列，且每一光源影像單元(如：Ua)之一端皆連接至相鄰之光源影像單元(如：Ub)之一端，每一光源影像單元(如：Ua)之另一端皆連接至相鄰之另一光源影像單元(如：Ud)之一端。換言之，任兩相鄰之光源影像單元Ua~Ud之間並無間隙存在。

請再次參考第3圖。為了清楚說明光源影像單元Ua~Ud的行經路徑，在第3圖中僅繪示投影機110a與110b之部份光束。然而實際上，自每一投影機110a~110d投射出之光源影像單元Ua~Ud分別會投射至整面微透鏡陣列124，也就是光源影像單元Ua~Ud會到達各個透鏡單元L1。各個透鏡單元L1皆可將光源影像單元Ua~Ud分別導引至成像面128的不同位置，使得光源影像單元Ua~Ud能夠彼此首尾相連，於成像面128上以環狀排列成光源影像單元組S1。每一個光源影像單元組S1各自對應於相應的像素Px。換言之，每一個光源影像單元組S1亦對應於相應的透鏡單元L1以及相應的透鏡單元L2。

最後，如步驟S940所示，成像面128上的光源影像單元組S1會被導引至微透鏡陣列126之相應的透鏡單元L2，以放大光源影像單元組S1中光源影像單元Ua~Ud之投射夾角θa~θd並投射光源影像單元組S1至觀賞面O。為了方便說明，在此處自圖面上方至下方分別依序定義透鏡單元L1與透鏡單元L2。舉例而言，在圖面最上方之透鏡單元L1定義為第一個透鏡單元L1，而在第一個透鏡單元L1下為第二個透鏡單元L1，依此類推。

具體而言，在第3圖中，通過第三個透鏡單元L1之光源影像單元Ua以及通過第五個透鏡單元L1之光源影像單元Ub在成像面128上組合成對應於第四個透鏡單元L2之光源影像單元組S1。此光源影像單元組S1接著通過第四個透鏡單元L2。通過第四個透鏡單元L2之光源影像單元組S1中的光源影像單元Ua具有投影夾角Φa，其中投影夾角Φa大於投射夾角θa。通過第四個透鏡單元L2之光源影像單元組S1中的光源影像單元Ub具有投影夾角Φb，其中投影夾角Φb大於投射夾角θb。值得注意的是，雖然未繪示於圖中，但光源影像單元組S1中的光源影像單元Uc、Ud亦具有相應的投影夾角Φc、Φd，其中投影夾角Φc、Φd大於相應的投射夾角θc、θd。

另外，因光源影像單元Ua~Ud以環狀排列成光源影像單元組S1，因此光源影像單元組S1投射至環狀的觀賞面O上時，處於不同位置的觀測者可看到相應視角的立體影像。

請參考第6圖。第6圖為根據本案部分實施例所繪示的第3圖中螢幕120的局部放大圖。如第6圖所示，在部分實施例中，因投影機110a~110d的投射夾角θa~θd受限於投影機110a~110d之光調制器的尺寸、張角與出光瞳孔的寬度等因素，使得投射夾角θa~θd一般而言會介於0.5°~1°之間。在本案部分實施例中，可調整透鏡單元L1之第一焦距f1與透鏡單元L2之第二焦距f2，使得第一焦距f1大於第二焦距f2。因焦距與夾角呈反相關，因此焦距越大，夾角越小。若入射透鏡單元L1的光束LB具有夾角θ，且射出透鏡單元L2的光束LB具有夾角Φ，則因第一焦距f1大於第二焦距f2，因此夾角Φ大於夾角θ。如此一來，即可達成放大投射夾角的目的。另一方面，如先前段落中所述，成像面128可為透鏡單元L1與透鏡單元L2的共焦面，亦即當一平行光PL入射透鏡單元L1時，平行光PL會聚焦於成像面128上，之後再通過透鏡單元L2後再度成為平行光。值得注意的是，夾角Φ對夾角θ在x軸方向與y軸方向上之放大比例皆為(f1/f2)。此外，在部分實施例中，第2圖中的夾角β對夾角α之放大比例亦為(f1/f2)。

如此的設置與立體顯示方法不但能夠消除投影機110a~110d之間的光源影像死角，更能夠放大投影機110a~110d投射光源影像單元Ua~Ud的投射夾角θa~θd以及夾角α，以擴大觀賞面O的觀賞視角。具體而言，上述之立體顯示方法可應用於光場(Light Field)顯示器上。在部分實施例中，光場顯示器係能夠提供大量(例如為100+)視域之顯示器。為了提供如此大量的視域，可使用具多視域的投影機(如：投影機110a~110d)來達成。若每一投影機可提供32個視域，則四個投影機則可提供360度環繞的128個視域，以達成光場顯示。

此外，投影機110a~110d本身結構所導致的光源影像死角可透過上述立體顯示方法消除。具體而言，在投影機110a與110b、投影機110b與110c、投影機110c與110d、投影機110d與110a之間都會因投影機結構導致光源影像死角D。舉例來說，在第3圖所示的實施例中，投影機110a、110b分別具有出光瞳孔(Exit Pupil)EPa、EPb，其寬度為W1。光源影像單元Ua、Ub分別自出光瞳孔EPa、EPb投射出。另一方面，投影機110a與110b之間具有距離L。實際上，如第3圖中所繪示，因投影機110a與110b的機構件的限制，出光瞳孔EPa與EPb會相互分開，也就是(W1/L)＜1。出光瞳孔EPa與EPb之間因無法產生光源影像，因此即產生光源影像死角D。其餘投影機110b~110d亦會基於上述原因導致光源影像死角D，故於此不再贅述。

在本案部分實施例中，投射至成像面128的光源影像單元組S1中彼此二相鄰之光源影像單元Ua~Ud之間並無間隙。如此一來，任兩個彼此相鄰之投影機110a~110d所導致的光源影像死角D即可在成像面128上被消除。投射至觀賞面O的光源影像單元組S1便具有連續性。如此一來，便可改善環形立體投影時光源影像死角造成視域之間的投射角度不連續導致立體顯示裝置無法產生某些特定投射角度的光源影像的問題。

於上述之內容中，包含示例性的步驟。然而此些步驟並不必需依序執行。在本實施方式中所提及的步驟，除特別敘明其順序者外，均可依實際需要調整其前後順序，甚至可同時或部分同時執行。

請再次參考第3圖。如第3圖所示，在部分實施例中，自微透鏡陣列124之同一透鏡單元L1通過之光源影像單元Ua~Ud於成像面128上可彼此不毗鄰。換言之，自微透鏡陣列124之同一透鏡單元L1通過之光源影像單元Ua~Ud於成像面128分別組成相異的光源影像單元S1。以第3圖為例，對於通過第三個透鏡單元L1的光源影像單元Ua與Ub而言，光源影像單元Ua所組成的光源影像單元S1對應於第四個透鏡單元L2，光源影像單元Ub所組成的光源影像單元S1對應於第二個透鏡單元L2。

換言之，在部分實施例中，在同一個光源影像單元組S1中的光源影像單元Ua~Ud係分別由相異的透鏡單元L1導引至成像面128。然後，在成像面128上彼此首尾相連以環狀排列組成光源影像單元組S1。

請一併參考第7圖。第7圖為根據本案部分實施例所繪示的螢幕120的示意圖，以說明如何分別由相異的透鏡單元L1導引光源影像單元Ua~Ud至成像面128以組成一個光源影像單元組S1。如圖中所示，螢幕120包含設置為陣列的像素Px1~Px9。像素Px1~Px9分別對應至微透鏡陣列124內透鏡單元L1中之一者以及微透鏡陣列126內透鏡單元L2中之一者。

舉例來說，投影機110a~110d投射出的光源影像單元Ua~Ud經準直透鏡130準直後，以面光源進入像素Px1~Px9。其中射入像素Px1所對應的透鏡單元L1為光源影像單元Ua1~Ud1，射入像素Px2所對應的透鏡單元L1為光源影像單元Ua2~Ud2，以此類推。換言之，光源影像單元Uan~Udn射入像素Pxn所對應的透鏡單元L1。

接著，對於像素Px1~Px9之中一目標像素而言，目標像素所對應的光源影像單元組S1係由與目標像素相鄰之像素Px1~Px9相對應的透鏡單元L1導引至成像面128。然後，光源影像單元組S1再由與目標像素相對應的透鏡單元L2投射至觀賞面O。

舉例來說，若以像素Px5做為目標像素，則像素Px5所對應到的光源影像組S1中，光源影像單元Ua來自於相應方向(如：第7圖中的右側)上相鄰之像素Px6所對應的透鏡單元L1導引至成像面128。光源影像單元Ub來自於相應方向(如：第7圖中的上側)上相鄰之像素Px2所對應的透鏡單元L1導引至成像面128。光源影像單元Uc來自於相應方向(如：第7圖中的左側)上相鄰之像素Px4所對應的透鏡單元L1導引至成像面128。光源影像單元Ud來自於相應方向(如：第7圖中的下側)上相鄰之像素Px8所對應的透鏡單元L1導引至成像面128。

換言之，像素Px5所對應到的光源影像組S1乃是由光源影像單元Ua6、Ub2、Uc4以及Ud8所組成。接著，像素Px5所對應到的光源影像組S1由與像素Px5相對應的透鏡單元L2投射至觀賞面O。

藉此，光源影像單元Ua~Ud便可在成像面128上彼此首尾相連以環狀排列組成光源影像單元組S1，並使得其中任兩相鄰之光源影像單元Ua~Ud之間並無間隙存在，以消除光源影像死角。

請參考第8圖。第8圖為根據本案部分實施例所繪示的螢幕120的示意圖。與第7圖所示實施例相比，在本實施例中，立體顯示裝置100以六組投影機提供光源影像單元Ua~Uf，其中光源影像單元Ua~Uf可在成像面128上彼此首尾相連以環狀排列組成光源影像單元組S1。

舉例來說，在本實施例中，若以像素Px4做為目標像素，則像素Px4所對應到的光源影像組S1中，光源影像單元Ua來自於相應方向(如：第8圖中的右下側)上相鄰之像素Px7所對應的透鏡單元L1導引至成像面128。光源影像單元Ub來自於相應方向(如：第8圖中的右上側)上相鄰之像素Px3所對應的透鏡單元L1導引至成像面128。光源影像單元Uc來自於相應方向(如：第8圖中的正上側)上相鄰之像素Px2所對應的透鏡單元L1導引至成像面128。光源影像單元Ud來自於相應方向(如：第8圖中的左上側)上相鄰之像素Px1所對應的透鏡單元L1導引至成像面128。光源影像單元Ue來自於相應方向(如：第8圖中的左下側)上相鄰之像素Px5所對應的透鏡單元L1導引至成像面128。光源影像單元Uf來自於相應方向(如：第8圖中的正下側)上相鄰之像素Px6所對應的透鏡單元L1導引至成像面128。

換言之，像素Px4所對應到的光源影像組S1乃是由光源影像單元Ua7、Ub3、Uc2、Ud1、Ue5以及Uf6所組成。接著，像素Px4所對應到的光源影像組S1由與像素Px4相對應的透鏡單元L2投射至觀賞面O。藉此，在本實施例中，光源影像單元Ua~Uf便可在成像面128上彼此首尾相連以環狀排列組成光源影像單元組S1，並使得其中任兩相鄰之光源影像單元Ua~Ud之間並無間隙存在，以消除光源影像死角。

如此一來，在本案部分實施例中，立體顯示裝置100的視域數量可透過設置不同數量的投影機進行調整，進而提供更多視域，並改善影像的立體投影效果。

請參考第9圖。第9圖為根據本案部分實施例所繪示的投影機110a的立體圖。舉例來說，第9圖可以為如第2圖所示實施例中之投影機110a的立體圖。值得注意的是，雖然此處是以第2圖之投影機110a作為例示，然而在實際上，第9圖之投影機110a可應用於上述各實施方式之立體顯示裝置100中。投影機110a包含光源111、光束偏轉裝置112、反射鏡113、稜鏡組114、光調制器115與鏡頭116。光源110用以提供一光束La。光束偏轉裝置112例如為電位鏡(Galvano-Mirror)，用以依時序偏轉光束La之行進方向。反射鏡113用以將被光束偏轉裝置112反射之光束La反射至稜鏡組114。稜鏡組114用以將被反射鏡113反射之光束La導引至光調制器115。光調制器115用以將光束La依時序調制成複數個光源影像Ma。稜鏡組114更用以將來自光調制器115的光源影像Ma導引至鏡頭116。鏡頭116用以將光源影像Ma投射至螢幕120上。

因此在某一時序，自光源111發出之光束La打至光束偏轉裝置112，因此光束La被偏轉至某一方向。接著光束La到達反射鏡113，因此被反射鏡113反射至稜鏡組114中。光束La接著被稜鏡組114導引至光調制器115，因此被調制成光源影像Ma。光源影像Ma再回到稜鏡組114中，之後被導引至鏡頭116。鏡頭116再將光源影像Ma投射至螢幕120上。於一下時序，光束偏轉裝置112可旋轉一角度，因此打至光束偏轉裝置112的光束La便被偏轉至另一方向。如此一來，只要依時序旋轉光束偏轉裝置112，即可產生出依不同時序朝不同方向投射之光源影像Ma。值得注意的是，第9圖的投影機110a之構造僅為例示，並非用以限制本案。本技術領域具通常知識者亦可選擇其他能依時序產生依不同方向投射之光源影像的投影機應用於本案的立體顯示裝置中。

雖然本揭示內容已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本揭示內容，任何熟習此技藝者，在不脫離本揭示內容之精神和範圍內，當可作各種更動與潤飾，因此本揭示內容之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100‧‧‧立體顯示裝置
110a~110d‧‧‧投影機
EPa、EPb‧‧‧出光瞳孔
LB、La‧‧‧光束
111‧‧‧光源
112‧‧‧光束偏轉裝置
113‧‧‧反射鏡
114‧‧‧稜鏡組
115‧‧‧光調制器
116‧‧‧鏡頭
120‧‧‧螢幕
124、126‧‧‧微透鏡陣列
128‧‧‧成像面
L1、L2‧‧‧透鏡單元
130‧‧‧準直透鏡
400‧‧‧立體顯示方法
D‧‧‧光源影像死角
f1‧‧‧第一焦距
f1‧‧‧第二焦距
L‧‧‧距離
Px、Px1~Px9‧‧‧像素
S1‧‧‧光源影像單元組
Ua、Ub、Uc、Ud、Ue、Uf‧‧‧光源影像單元
Ua6、Ua7、Ub2、Ub3、Uc2、Uc4、Ud1、Ud8、Ue5、Uf6‧‧‧光源影像單元
Ma、Mb、Mc、Md‧‧‧光源影像
O‧‧‧觀賞面
S910~S940‧‧‧步驟
W1‧‧‧寬度
θa、θb、θc‧‧‧投射夾角
θ、Φ‧‧‧夾角
Φa、Φb、Φc‧‧‧投影夾角
α、β‧‧‧夾角

第1圖為根據本案部分實施例所繪示的立體顯示裝置的操作狀況示意圖。 第2圖為根據本案部分實施例所繪示的立體顯示裝置的示意圖。 第3圖為根據本案部分實施例所繪示的立體顯示裝置的示意圖。 第4圖為根據本揭示內容部分實施例所繪示的立體顯示方法的流程圖。 第5圖為根據本案部分實施例所繪示的光源影像單元組的示意圖。 第6圖為根據本案部分實施例所繪示的螢幕的局部放大圖。 第7圖為根據本案部分實施例所繪示的螢幕的示意圖。 第8圖為根據本案部分實施例所繪示的螢幕的示意圖。 第9圖為根據本案部分實施例所繪示的投影機的立體圖。

400‧‧‧立體顯示方法

S910~S940‧‧‧步驟

Claims (10)

1. 一種立體顯示裝置，包含： 複數個投影機，該些投影機每一者各自用以提供相應的一光源影像單元，該些光源影像單元每一者各自包含依時序開啟且沿不同方向投射之複數個光源影像；以及 一螢幕，具有一成像面，該螢幕包含： 一第一微透鏡陣列，該第一微透鏡陣列用以將該些光源影像單元分別導引至該成像面，使得該些光源影像單元彼此首尾相連，於該成像面上以環狀排列成一光源影像單元組；以及 一第二微透鏡陣列，相對該第一微透鏡陣列設置，該第二微透鏡陣列用以放大該光源影像單元組中該些光源影像單元之投射夾角並投射該光源影像單元組至一觀賞面。
2. 如請求項1所述的立體顯示裝置，更包含： 一準直透鏡，設置於該些投影機與該螢幕之間，用以準直該些光源影像單元以將該些光源影像單元導引至該第一微透鏡陣列。
3. 如請求項1所述的立體顯示裝置，其中該螢幕包含設置為陣列之複數個像素，每一像素對應至該第一微透鏡陣列內複數個第一透鏡單元中之一者以及該第二微透鏡陣列內複數個第二透鏡單元中之一者。
4. 如請求項3所述的立體顯示裝置，其中該光源影像單元組中的該些光源影像單元係分別由相異的第一透鏡單元導引至該成像面。
5. 如請求項3所述的立體顯示裝置，其中該些像素之中一目標像素所對應的該光源影像單元組係由與該目標像素相鄰之該些像素相對應的該些第一透鏡單元導引至該成像面。
6. 如請求項5所述的立體顯示裝置，其中該目標像素所對應的該光源影像單元組係由與該目標像素相對應的該第二透鏡單元投射至該觀賞面。
7. 如請求項1所述的立體顯示裝置，其中該成像面為該第一微透鏡陣列與該第二微透鏡陣列的共焦面。
8. 一種立體顯示方法，包含： 提供複數個投影機，該些投影機每一者各自用以提供相應的一光源影像單元，該些光源影像單元每一者各自包含依時序開啟且沿不同方向投射之複數個光源影像；以及 投射該些光源影像單元至一螢幕，包含： 投射該些光源影像單元至該螢幕之一第一微透鏡陣列，以分別將該些光源影像單元導引至該螢幕之一成像面，使得該些光源影像單元彼此首尾相連，於該成像面上以環狀排列成一光源影像單元組；以及 將該光源影像單元組導引至該螢幕之一第二微透鏡陣列，以放大該光源影像單元組中該些光源影像單元之投射夾角並投射該光源影像單元組至一觀賞面。
9. 如請求項8所述的立體顯示方法，更包含： 準直該些光源影像單元以將該些光源影像單元導引至該第一微透鏡陣列。
10. 如請求項8所述的立體顯示方法，其中該第一微透鏡陣列包含複數個第一透鏡單元，投射該些光源影像單元至該螢幕更包含： 由相異的第一透鏡單元導引該些光源影像單元至該成像面，以使得該些光源影像單元彼此首尾相連，於該成像面上以環狀排列成該光源影像單元組。