TWI446008B - 立體顯示裝置 - Google Patents

Description

立體顯示裝置

本發明是有關於一種立體顯示裝置，且特別是有關於一種可切換最佳視距之立體顯示裝置。

以目前的顯示技術而言，立體顯示技術可大致分成觀賞者需戴特殊設計眼鏡觀看之戴眼鏡式(stereoscopic)以及直接裸眼觀看之裸眼式(auto-stereoscopic)。其中戴眼鏡式立體顯示技術已經發展成熟，並廣泛用到如軍事模擬或大型娛樂等某些特殊用途上。但戴眼鏡式立體顯示技術因其方便性與舒適性不佳，使得此類技術不易普及。因此，裸眼式立體顯示技術已逐漸發展並成為新潮流。

習知的裸眼式立體顯示器包括提供影像之顯示面板以及配置於影像傳遞路徑上之視差光柵。視差光柵中遮光區域之間距需與顯示面板中的畫素精準地對位，而使裸眼式立體顯示器可呈現良好之立體顯像效果。一般而言，習知視差光柵中遮光區域之間距為定值，而使觀看裸眼式立體顯示器之最佳視距固定。這樣一來，當使用者欲改變觀看距離時，其雙眼之位置會偏離最佳視域，而無法觀看到顯示效果良好之立體影像。

本發明提供一種立體顯示裝置，其具有可切換不同視距之功能。

本發明提供一種立體顯示裝置，包括顯示面板及可調式光柵。顯示面板適於提供影像。可調式光柵位於影像之傳遞路徑上。可調式光柵包括第一基板、相對於第一基板之第二基板以及位於第一基板與第二基板之間的顯示介質。第二基板包括第二基底、位於第二基底上之多個第一電極以及多個第二電極。第一電極呈等間距排列。第二電極與第一電極交替排列。第二電極呈等間距排列。任意二相鄰的第一電極之間存在第一間距。任意二相鄰的第二電極之間存在第二間距。第一間距大於第二間距。

在本發明的一實施例中，前述之第一電極與第二電極沿著第一方向交替排列，而各第一電極在第一方向上之寬度小於各第二電極在第一方向上之寬度。

在本發明的一實施例中，前述之第一電極之間存在第一節距(pitch)，第二電極之間存在第二節距，第一節距與第二節距實質上相等。

在本發明的一實施例中，前述之第一電極與第二電極沿著第一方向交替排列，各第一電極以及各第二電極為沿著第二方向延伸之條狀電極，其中第二方向與第一方向交錯。

在本發明的一實施例中，前述之第一電極以及第二電極共平面。

在本發明的一實施例中，前述之第一基板包括第一基底以及第三電極。第三電極位於第一基底上且位於第一基底與第二基底之間。第三電極為完整的導電圖案且全面性地覆蓋第一電極以及第二電極。

在本發明的一實施例中，前述之第一基板包括第一基底以及多個第四電極。第四電極位於第一基底上以及第一基底與第二基底之間。第四電極呈等間距排列。任意二相鄰的之第四電極之間存在第四間距。第一電極與第二電極沿著第一方向交替排列。第四電極沿著第二方向排列。第一方向與第二方向交錯。

在本發明的一實施例中，前述之第一基板可進一步包括多個第五電極。第五電極位於第一基底上以及第一基底與第二基底之間。第四電極與第五電極沿著第二方向交替排列。第五電極呈等間距排列。任意二相鄰的第五電極之間存在第五間距。第四間距大於第五間距。

在本發明的一實施例中，前述之各第四電極在第二方向上之寬度小於各第五電極在第二方向上之寬度。

在本發明的一實施例中，前述之第四電極之間存在第四節距(pitch)，第五電極之間存在第五節距，第四節距與第五節距實質上相等。

在本發明的一實施例中，前述之各第四電極以及各第五電極為延著第三方向延伸之條狀電極，其中第二方向與第三方向交錯。

在本發明的一實施例中，前述之第四電極與第五電極共平面。

在本發明的一實施例中，前述之第一基板包括第一基底以及多個第四電極。第四電極位於第一基底上以及第一基底與第二基底之間。第四電極呈等間距排列。任意二相鄰的之第四電極之間存在第四間距。第一電極與第二電極沿著第一方向交替排列。第四電極沿著第二方向排列，而第一方向與第二方向實質上平行。

在本發明的一實施例中，前述之第一基板更包括多個第五電極。第五電極位於第一基底上且位於第一基底與第二基底之間。第四電極與第五電極沿著第二方向交替排列。第五電極呈等間距排列。第五電極中任意二相鄰的第五電極之間存在第五間距。第四間距大於第五間距。

在本發明的一實施例中，前述之第一電極實質上與第四電極切齊。第二電極實質上與第五電極切齊。

在本發明的一實施例中，前述之第一間距、第二間距、第四間距以及第五間距中互不相同。

在本發明的一實施例中，前述之各第四電極以及各第五電極為延著第三方向延伸之條狀電極。第二方向與第三方向交錯。

在本發明的一實施例中，前述之第四電極與第五電極其平面。

在本發明的一實施例中，前述之可調式光柵更包括偏光片。偏光片與第一基板連接。

在本發明的一實施例中，前述之立體顯示裝置更包括控制單元。控制單元適於依據可調式光柵之透光率調整影像之亮度。

基於上述，本發明之立體顯示裝置藉由在可調式光柵上配置不同間距之電極，而使本發明之立體顯示裝置具有可調整最佳視距之功能。

為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

第一實施例

圖1A及圖1B為本發明第一實施例之立體顯示裝置的示意圖。特別是，圖1A示出立體顯示裝置處於三維長視距模式下的狀態，而圖1B示出立體顯示裝置處於三維短視距模式下的狀態。請參照圖1A及圖1B，本實施例之立體顯示裝置1000包括顯示面板100及可調式(adjustable)光柵200。顯示面板100適於提供影像M。影像M包括左眼影像ML及右眼影像MR。可調式光柵200位於影像M之傳遞路徑上。在本實施例中，顯示面板100可為非自發光顯示器，例如液晶顯示面板。然而，本發明不限於此，在其他實施例中，顯示面板100亦可為自發光顯示器，例如有機發光顯示面板。

在本實施例中，藉由可調式光柵200，使用者U可調整立體顯示裝置1000的最佳視距D，而使其在不同使用狀況下皆可觀看到品質優良的立體影像。以下將配合圖1A、圖1B、圖2A及圖2B詳細地說明本實施例之可調式光柵200調整立體顯示裝置1000最佳視距D的工作原理。

圖2A示出圖1A之使立體顯示裝置處於三維長視距模式的可調式光柵。圖2B示出圖1B之使立體顯示裝置處於三維短視距模式之可調式光柵。請先參照圖2A及圖2B，本實施例之可調式光柵200包括第一基板210、相對於第一基板210之第二基板220以及位於第一基板210與第二基板220之間的顯示介質230。在本實施中，顯示介質230例如為液晶。另外，本實施例之可調式光柵200可進一步包括與第一基板210連接之偏光片240。

本實施例之第二基板220包括第二基底222、位於第二基底222上以及第二基底222與第一基板210之間的多個第一電極224和位於第二基底222上以及位於第二基底222與第一基板210之間的多個第二電極226。第一電極224與第二電極226交替排列。第一電極224可呈等間距排列。第二電極226亦可呈等間距排列。在本實施例中，第一電極224之間存在節距(pitch)P1，第二電極226之間節距P2，節距P1與節距P2實質上可相等。第一電極224以及第二電極226可共平面。但，本發明不以上述為限。

更進一步地說，第一電極224與第二電極226可沿著第一方向x交替排列，而各第一電極224以及各第二電極226可為沿著第二方向z延伸之條狀電極，其中第二方向z與第一方向x交錯。但，本發明不於此，第一電極224與第二電極226之形狀皆可視實際的需求做適當的變化。

本實施例之第一基板210包括第一基底212和位於第一基底212上以及位於第一基底212與第二基板220之間的第三電極214。在本實施例中，第三電極214可為完整的導電圖案且全面性地覆蓋第一電極224以及第二電極226。但，本發明不限於此，在其他實施例中，第三電極214亦可設計為其他適當之形狀。

值得注意的是，在本實施例中，任意二相鄰的第一電極224之間存在第一間距(space)S1。任意二相鄰的第二電極226之間存在第二間距S2。其中，第一間距S1大於第二間距S2。換言之，第一電極224與第二電極226可沿著第一方向x交替排列，在第一電極224與第二電極226等間距排列下，各第一電極224在第一方向x上之寬度W1可小於各第二電極226在第一方向x上之寬度W2(標示於圖2B)。

藉由分別控制具有不同間距之第一電極224與第二電極226，本實施例之可調式光柵200可達到調整立體顯示裝置1000的最佳視距D之功效。請參照圖1A及圖2A，詳言之，當欲使立體顯示裝置1000的最佳視距D較長時，具有長間距S1的第一電極224與第三電極214之間可不存在電位差，而使可調式光柵200中與第一電極224對應之區域可讓光通過。具有短間距S2之第二電極226與第三電極214之間可存在電位差V，而使可調式光柵200中與第二電極214對應之區域不讓光通過。此時，如圖1A所示，可調式光柵200中遮光區域R(即與第二電極226對應之區域)之間距S(即第二電極226之間距S2)較窄，而使立體顯示裝置1000具有較長的最佳視距D。

請參照圖1B及圖2B，當欲使立體顯示裝置1000的最佳視距D較短時，具有長間距S1的第一電極224與第三電極214之間可存在電位差，而使可調式光柵200中與第一電極224對應之區域不讓光通過。具有短間距S2之第二電極226與第三電極214之間可不存在電位差，而使可調式光柵200中與第二電極214對應之區域讓光通過。此時，如圖1B所示，可調式光柵200中遮光區域R(即與第一電極224對應之區域)之間距S(即第一電極226之間距S1)較寬，而使立體顯示裝置1000具有較短的最佳視距D。

需說明的是，上述之可調式光柵200的操作方式為示例。隨著顯示介質230種類的不同、或偏光片240吸收軸的配置方式不同，可調式光柵200的操作方式可能有所不同。上述之可調式光柵200的操作方式是用以舉例說明本發明，而非用限定本發明。

請再參照圖1A及圖1B，本實施例之立體顯示裝置1000可進一步包括控制單元300。控制單元300適於依據可調式光柵200之透光率(transmittance)調整影像M之亮度。換言之，控制單元300可使處於各種模式之立體顯示裝置1000的亮度一致。舉例而言，當本實施例之立體顯示裝置1000處於二維顯示模式時，可調式光柵200之透光率為100%，而影像M之亮度為N。如圖1A所示，當本實施例之立體顯示裝置1000處於三維長視距模式時，可調式光柵200之透光率降為50%。此時，控制單元300可調整顯示面板100之背光源，而使影像M之亮度增加為2N。如此一來，使用者於二維顯示模式切換為三維長視距模式時，立體顯示裝置1000所呈現之影像亮度便可相同，而使立體顯示裝置1000於切換過程中不易發生亮度不一致的問題。

類似地，如圖1B所示，當本實施例之立體顯示裝置1000處於三維短視距模式時，可調式光柵200之透光率可為80%。此時，控制單元300可調整顯示面板100之背光源，而增加影像M之亮度為1.25N。如此一來，使用者由其他模式切換為三維短視距模式時，立體顯示裝置1000所呈現之影像亮度便可相同，而使立體顯示裝置1000於切換過程中不易發生亮度不一致的問題。

第二實施例

本實施例之立體顯示裝置與第一實施例之的立體顯示裝置類似，因此相同之元件以相同之標號表示。兩者主要之差異在於：可調式光柵之結構有所不同。圖3為本發明第二實施例之可調式光柵的立體示意圖。本實施例之可調式光柵200A與第一實施例之可調式光柵200與第一實施例之可調式光柵200類似。本實施例之可調式光柵200A與第一實施例之可調式光柵200不同之處在於：本實施例之第一基板210A的結構與第一實施例之第一基板210不同。以下就此相異處做說明，兩者相同之便不再重述。

請參照圖3，本實施例之可調式光柵200A包括第一基板210A、相對於第一基板210A之第二基板220以及位於第一基板210A與第二基板220之間的顯示介質230。

本實施例之第二基板220包括第二基底222、位於第二基底222上的多個第一電極224以及位於第二基底222上的多個第二電極226。第一電極224與第二電極226交替排列。第一電極224可呈等間距排列。第二電極226亦可呈等間距排列。任意二相鄰的第一電極224之間存在第一間距S1。任意二相鄰的第二電極226之間存在第二間距S2。第一間距S1大於第二間距S2。

本實施例之第一基板210A包括第一基底212以及多個第四電極216。第四電極216位於第一基底212上且位於第一基底212與第二基底222之間。第四電極216呈等間距排列。任意二相鄰的之第四電極216間存在第四間距S4。在本實施例中，第四間距S4與第一間距S1可相同。然而，本發明不限於此，在其他實施例中，第四間距S4與第一間距S1亦可不相同。值得注意的是，第一電極222與第二電極224沿著第一方向x交替排列。第四電極216沿著第二方向z排列。第一方向x與第二方向z交錯。在本實施例中，第一方向x與第二方向z可互相垂直。然而，本發明不限於此，在其他實施例中，第一方向x與第二方向z之間亦可夾一角度，此角度不為0度、90度或180度。

本實施例之第一基板210A可進一步包括多個第五電極218。第五電極218位於第一基底212上且位於第一基底212與第二基底222之間。第四電極216與第五電極218沿著第二方向z交替排列。第五電極218呈等間距排列。任意二相鄰的第五電極218之間存在第五間距S5。第四間距S4大於第五間距S5。在本實施例中，第五間距S5與第二間距S2可相同。然而，本發明不限於此，在其他實施例中，第五間距S5與第二間距S2亦可不相同。

本實施例之第四電極216(或第五電極218)之延伸方向與第一電極222及第二電極224之延伸方向不同。詳言之，第四電極216(或第五電極218)之延伸方向可與第一方向x平行。第一電極222及第二電極224之延伸方向可與第二方向z平行。藉由不同延伸方向之第四電極216(或第五電極218)，本實施例之可調式光柵200A除了具有調整最佳視距之功效外，更具有改變立體影像顯示方向之功能。以下將配合圖4、圖5舉例說明之。

圖4為對應圖3之線段AA’所繪示之可調式光柵的剖面示意圖。圖5為對應圖3之線段BB’所繪示之可調式光柵的剖面示意圖。請參照圖3及圖4，當使用者之雙眼位於x方向上時，第一基板210A之第四電極216與第五電極218等電位，第二基板220之第一電極224與第二電極226其中之一可與第四電極216及第五電極218其中之一之間存在電位差V，而第一電極224與第二電極226之另一與第四電極216及第五電極218之另一之間不存在電位差。如此一來，雙眼位於x方向上之使用者便可觀看到立體影像。此外，此使用者藉調整第一電極224、第二電極226與第四電極216間的電位差可改變其最佳視距。

請參照圖3及圖5，當使用者之雙眼位於z方向上時，第二基板220之第一電極222與第二電極226等電位，第一基板210A之第四電極216與第五電極218其中之一可與第一電極222及第二電極226其中之一之間存在電位差V，而第四電極216與第五電極218之另一與第一電極222及第二電極226之另一之間不存在電位差。如此一來，雙眼位於z方向上之使用者便可觀看到立體影像。另一方面，雙眼位於z方向上之使用者藉由調整第四電極216、第五電極218與第一電極222間的電位差更可改變其最佳視距。

藉由第一基板210與第二基板220之延伸方向不同的電極，本實施例之立體顯示裝置除了具有調整視距之功效外，更具有調整可視方向之功能。此外，本實施例之立體顯示裝置具有與第一實施例之立體顯示裝置1000類似之功效與優點，於此便不再重述。

第三實施例

本實施例之立體顯示裝置與第二實施例之的立體顯示裝置類似，因此相同之元件以相同之標號表示。兩者主要之差異在於：可調式光柵之結構有所不同。圖6為本發明第三實施例之可調式光柵的立體示意圖。圖7為對應圖6之線段CC’所繪示之可調式光柵的剖面示意圖。請參照圖6及圖7，本實施例之可調式光柵200B與第二實施例之可調式光柵200A類似。本實施例之可調式光柵200B與第二實施例之可調式光柵200A不同之處在於：在本實施例中，第一基板210A與第二基板220之相對位置與在第二實施例中不同。以下就此相異處做說明，兩者相同之便不再重述。

在本實施例中，第一基板210A之第四電極216與第五電極218之延伸方向與第二基板210之第一電極224與第二電極226之延伸方向實質上平行。更進一步地說，第四電極216可與第一電極224切齊，而第五電極218可與第二電極226之切齊。然而，本發明不限於此，在其他實施例中，第一電極224、第二電極226、第四電極216、第五電極218之間距可互不相同，進而使本實施例之立體顯示面板裝置可更精密地切換不同的最佳視距。切換方式與上述之方法類似，於此便不再重述。

此外，本實施例之立體顯示裝置具有與第二實施例之立體顯示裝置類似之功效與優點，於此亦不再重述。

综上所述，本發明一實施例之立體顯示裝置藉由在可調式光柵上配置不同間距之電極，而使本發明一實施例之立體顯示裝置具有調整最佳視距之功能。

此外，本發明另一實施例之立體顯示裝置更包括一控制單元。此控制單元可根據可調式光柵的透光率改變顯示面板所提供之影像亮度，進而讓使用者在切換不同顯示模式時所感受到的畫面亮度一致。

另外，在本發明又一實施例之立體顯示裝置中，第一基板與第二基板可分別包括延伸方向不同之電極，而使立體顯示裝置除了具有調整最佳視距之功能外，更具有改變立體顯示裝置可視方向之能力。

1000．．．立體顯示裝置

100．．．顯示面板

200、200A、200B．．．可調式光柵

210、210A．．．第一基板

212．．．第一基底

214．．．第三電極

216．．．第四電極

218．．．第五電極

220．．．第二基板

222．．．第二基底

224．．．第一電極

226．．．第二電極

230．．．顯示介質

240．．．偏光片

300．．．控制單元

D．．．最佳視距

M．．．影像

ML．．．左眼影像

MR．．．右眼影像

U．．．使用者

S、S1、S2、S4、S5．．．間距

P1、P2．．．節距

x、y、z．．．方向

W1、W2．．．寬度

圖1A及圖1B為本發明第一實施例之立體顯示裝置的示意圖。

圖2A示出圖1A之使立體顯示裝置處於三維長視距模式的可調式光柵。

圖2B示出圖1B之使立體顯示裝置處於三維短視距模式之可調式光柵。

圖3為本發明第二實施例之可調式光柵的立體示意圖。

圖4為對應圖3之線段AA’所繪示之可調式光柵的剖面示意圖。

圖5為對應圖3之線段BB’所繪示之可調式光柵的剖面示意圖。

圖6為本發明第三實施例之可調式光柵的立體示意圖。

圖7為對應圖6之線段CC’所繪示之可調式光柵的剖面示意圖。

200．．．可調式光柵

210．．．第一基板

212．．．第一基底

214．．．第三電極

220．．．第二基板

222．．．第二基底

224．．．第一電極

226．．．第二電極

230．．．顯示介質

240．．．偏光片

S1、S2．．．間距

P1、P2．．．節距

x、y、z．．．方向

Claims (20)

1. 一種立體顯示裝置，包括：一顯示面板，提供一影像；一可調式光柵，位於該影像之傳遞路徑上，該可調式光柵包括：一第一基板；一第二基板，相對於該第一基板，該第二基板包括：一第二基底；多個第一電極，位於該第二基底上以及該第二基底與該第一基板之間，該些第一電極呈等間距排列，該些第一電極中任意二相鄰的第一電極之間存在一第一間距；以及多個第二電極，位於該第二基底上以及該第二基底與該第一基板之間，該些第二電極與該些第一電極交替排列且呈等間距排列，該些第二電極中任意二相鄰的第二電極之間存在一第二間距，其中該第一間距大於該第二間距；以及一顯示介質，位於該第一基板與該第二基板之間。
2. 如申請專利範圍第1項所述之立體顯示裝置，其中該些第一電極與該些第二電極沿著一第一方向交替排列，而各第一電極在該第一方向上之寬度小於各第二電極在該第一方向上之寬度。
3. 如申請專利範圍第1項所述之立體顯示裝置，其中該些第一電極之間存在一第一節距，該些第二電極之間存在一第二節距，該第一節距與該第二節距實質上相等。
4. 如申請專利範圍第1項所述之立體顯示裝置，其中該些第一電極與該些第二電極沿著一第一方向交替排列，各第一電極以及各第二電極為沿著一第二方向延伸之條狀電極，其中該第二方向與該第一方向交錯。
5. 如申請專利範圍第1項所述之立體顯示裝置，其中該些第一電極以及該些第二電極共平面。
6. 如申請專利範圍第1項所述之立體顯示裝置，其中該第一基板包括：一第一基底；以及一第三電極，位於該第一基底上且位於該第一基底與該第二基底之間，其中該第三電極為一完整的導電圖案且全面性地覆蓋該些第一電極以及該些第二電極。
7. 如申請專利範圍第1項所述之立體顯示裝置，其中該第一基板包括：一第一基底；以及多個第四電極，位於該第一基底上以及該第一基底與該第二基底之間，該些第四電極呈等間距排列，該些第四電極中任意二相鄰的之第四電極之間存在一第四間距，其中該些第一電極與該些第二電極沿著一第一方向交替排列，該些第四電極沿著一第二方向排列，而該第一方向與該第二方向交錯。
8. 如申請專利範圍第7項所述之立體顯示裝置，其中該第一基板更包括：多個第五電極，位於該第一基底上以及該第一基底與該第二基底之間，該些第四電極與該些第五電極沿著該第二方向交替排列，該些第五電極呈等間距排列，該些第五電極中任意二相鄰的第五電極之間存在一第五間距，其中該第四間距大於該第五間距。
9. 如申請專利範圍第8項所述之立體顯示裝置，其中各第四電極在該第二方向上之寬度小於各第五電極在該第二方向上之寬度。
10. 如申請專利範圍第8項所述之立體顯示裝置，其中該些第四電極之間存在第三節距，該些第五電極之間存在第四節距，該第三節距與該第四節距實質上相等。
11. 如申請專利範圍第8項所述之立體顯示裝置，其中各第四電極以及各第五電極為延著一第三方向延伸之條狀電極，其中該第二方向與該第三方向交錯。
12. 如申請專利範圍第8項所述之立體顯示裝置，其中該些第四電極與該些第五電極共平面。
13. 如申請專利範圍第1項所述之立體顯示裝置，其中該第一基板包括：一第一基底；以及多個第四電極，位於該第一基底上以及該第一基底與該第二基底之間，該些第四電極呈等間距排列，該些第四電極中任意二相鄰的之第四電極之間存在一第四間距，其中該些第一電極與該些第二電極沿著一第一方向交替排列，該些第四電極沿著一第二方向排列，而該第一方向與該第二方向實質上平行。
14. 如申請專利範圍第13項所述之立體顯示裝置，其中該第一基板更包括：多個第五電極，位於該第一基底上且位於該第一基底與該第二基底之間，該些第四電極與該些第五電極沿著該第二方向交替排列，該些第五電極呈等間距排列，該些第五電極中任意二相鄰的第五電極之間存在一第五間距，其中該第四間距大於該第五間距。
15. 如申請專利範圍第14項所述之立體顯示裝置，其中該些第一電極實質上與該些第四電極切齊，而該些第二電極實質上與該些第五電極切齊。
16. 如申請專利範圍第14項所述之立體顯示裝置，其中該第一間距、該第二間距、該第四間距以及該第五間距中互不相同。
17. 如申請專利範圍第14項所述之立體顯示裝置，其中各第四電極以及各第五電極為延著一第三方向延伸之條狀電極，其中該第二方向與該第三方向交錯。
18. 如申請專利範圍第14項所述之立體顯示裝置，其中該些第四電極與該些第五電極共平面。
19. 如申請專利範圍第1項所述之立體顯示裝置，其中該可調式光柵更包括：一偏光片，與該第一基板連接。
20. 如申請專利範圍第1項所述之立體顯示裝置，更包括：一控制單元，適於依據該可調式光柵之透光率調整該影像之亮度。