TWI489143B - 裸眼三維影像顯示器 - Google Patents

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Chien Yue Chen
Jhih Kai Siao
Qing Long Deng
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Univ Nat Yunlin Sci & Tech
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Description

裸眼三維影像顯示器
本發明係關於一種顯示器，特別是一種裸眼三維影像顯示器。
近年來立體顯示技術迅速發展，但立體顯示器仍未普及的原因在於立體影像的處理仍過於繁雜。詳細來說，目前顯示立體影像的取得通常需先利用兩個鏡頭分別擷取左眼影像及右眼影像。接著，左眼影像及右眼影像需經過複雜的特製處理，以及搭配特製的眼鏡才能夠將左眼影像以及右眼影像分別傳送到觀賞者的左眼與右眼，進而讓觀賞者能感受到立體影像。
由於上述立體顯示器需額外特製處理影像，以及搭配特製的眼鏡，故在成本及使用便利性上仍不足激起廣大的消費者的購買意願。因此，目前廠商開始研發新的立體顯示技術。此顯示技術係透過兩眼接收到不同亮度之影像，且兩眼接收到影像的亮度差大於四倍時，搭配特徵眼鏡則可讓觀賞者感受到立體影像。利用此顯示技術製成之顯示器只需採用單鏡頭擷取畫面，且無需經過複雜的特製處理，故能夠壓低製造成本。但由於觀賞者仍需配載特製眼鏡才能感受到 立體影像，故在使用上觀賞者仍會感到不便。因此，如何能改善立體顯示器的成本及使用便利性的問題將是研發人員應著手的問題之一。
本發明在於提供一種顯示裝置，藉以改善顯示裝置明暗不均的狀況。
本發明所揭露的裸眼三維影像顯示器，包含一顯示裝置及至少一光調整膜。顯示裝置包含一顯示面板。顯示裝置用以顯示一二維影像。光調整膜設於顯示面板。光調整膜包含一本體及多個微結構。本體具有相對的一入光面及一出光面。入光面面向顯示面板。這些微結構設於入光面。些微結構用以將二維影像轉換成一第一影像及一第二影像。第一影像的亮度大於第二影像而令第一影像與第二影像形成一三維影像。
根據上述本發明所揭露的裸眼三維影像顯示器，光調整膜設於顯示面板，使得微結構能將顯示裝置射出之光線分別導引至相異顯示區域，且至少有一顯示區域內的影像的亮度大於另一顯示區域內的影像的亮度，而令觀賞者接收到亮度相異之二影像時能感受到三維影像，進而改善習知立體顯示器需特製影像及搭配眼鏡才能夠讓觀賞者感受三維影像。
以上關於本發明內容的說明及以下實施方式的 說明係用以示範與解釋本發明的原理，並且提供本發明的專利申請範圍更進一步的解釋。
10‧‧‧裸眼三維影像顯示器
100‧‧‧顯示裝置
110‧‧‧顯示面板
200‧‧‧光調整膜
210‧‧‧本體
211‧‧‧入光面
212‧‧‧出光面
220‧‧‧微結構
221‧‧‧第一表面
222‧‧‧第二表面
300‧‧‧介質層
第1圖為根據本發明第一實施例的裸眼三維影像顯示器結構簡化後的平面示意圖。
第2圖為第1圖之光調整膜的平面示意圖。
第3圖為第1圖之裸眼三維影像顯示器的光線路徑圖。
第4圖為第1圖之裸眼三維影像顯示器的光角度分佈圖。
第5圖為根據本發明第二實施例的裸眼三維影像顯示器結構簡化後的平面示意圖。
第6圖為第5圖之裸眼三維影像顯示器的光角度分佈圖。
請參照第1圖至第3圖，第1圖為根據本發明第一實施例的裸眼三維影像顯示器結構簡化後的平面示意圖，第2圖為第1圖之光調整膜的平面示意圖，第3圖為第1圖之裸眼三維影像顯示器的光線路徑圖。
本實施例之裸眼三維影像顯示器10包含一顯示裝置100、一光調整膜200及一介質層300。
顯示裝置100包含一顯示面板110。顯示裝置100用以自顯示面板110顯示一二維影像。
光調整膜200可拆離地設於顯示面板110。光調 整膜200包含一本體210及多個微結構220。本體210具有相對的一入光面211及一出光面212。入光面211面向顯示面板110。這些微結構220設於入光面211。微結構220為稜鏡結構，且各微結構220彼此相連。每一微結構220具有相連的一第一表面221及一第二表面222。第一表面211及第二表面321分別與入光面211夾一夾角α。夾角α小於或等於度(如第2圖所示)。其中，n為微結構 320之折射率，θi 為光線進入微結構之入射角度，θo 為光線離開微結構220之出射角度。此外，光調整膜的材質為聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、壓克力(PC)及聚对苯二甲酸乙二酯(PET)所構成之群組中的其中之一。舉例來說，本實施例之微結構220的材質係以聚甲基丙烯酸甲酯(n等於1.49)且為例，透過上述公式計算出對應之夾角α係小於或等於61.6度。
介質層300介於顯示面板110與光調整膜200之間。介質層300為空氣或膠水，膠水的折射率範圍係介於1.31至1.625。此外，介質層300的厚度與顯示面板110之尺寸有關，其尺寸越大，則介質層300的厚度越厚。一般來說，介質層300的厚度小於50毫米，而在厚度小於100微米有較佳之效果。
請參閱第3圖與第4圖，第4圖為第1圖之裸眼三維影像顯示器的光角度分佈圖。
當顯示裝置100顯示二維影像時，裸眼三維影像 顯示器10可透過光調整膜200之各微結構220與介質層300將二維影像轉換成一第一影像及一第二影像，並將第一影像及第二影像分別呈現於相異顯示區域。詳細來說，如第3圖所示，顯示裝置100射出第一光線L1與第二光線L2。第一光線L1為由顯示裝置100之光源射出之光線，而第二光線L2為由顯示裝置100之光源射出之餘光或雜光，故第一光線L1的亮度大於第二光線的亮度。當第一光線L1照射於微結構220時，微結構220可將第一光線L1導至相對左右兩側的第一顯示區A1而顯示出第一影像。當第二光線L2照射於微結構220時，微結構220可將第二光線L2導至介於二第一顯示區域A1之間的第二顯示區域A2而顯示出第二影像。
其中，由於第一光線L1之亮度大於第二光線L2 之亮度，故第一影像的亮度E1 係大於第二影像的亮度E2 。如此一來，使得裸眼三維影像顯示器10在與顯示面板110之法線夾約負50度至負10度之區間顯示出亮度較亮的第一影像，負10度至正10度之區間顯示出亮度較暗的第二影像以及正10度至正50度之區間顯示出亮度較亮的第一影像(如第4圖所示)。
值得注意的是，人們的視覺神經對於亮的影像會 有較快感受到的錯覺，而對於暗的影像會有較慢感受到的錯覺，使得大腦會產生時間差的錯覺。當此時間差距夠大時，則觀賞者會觀賞到立體影像。詳細來說，當觀賞者的左眼接 收到第一影像，以及右眼接收到第二影像，且第一影像與第二影像的亮度差滿足時，觀賞者將會依據第一影像與第二影像產生三維影像。若是左眼接收第二影像，而右眼接收第一影像也可以達到相同效果，並不以此為限。
上述實施例的光調整膜的數量為一，但在其他實 施例中，光調整膜的數量也可以是兩個以上。請參閱第5圖與第6圖，第5圖為根據本發明第二實施例的裸眼三維影像顯示器結構簡化後的平面示意圖，第6圖為第5圖之裸眼三維影像顯示器的光角度分佈圖。
本實施例之裸眼三維影像顯示器10包含一顯示 裝置100及二光調整膜300。
顯示裝置100包含一顯示面板110。顯示裝置100 用以自顯示面板110顯示一二維影像。
二光調整膜200彼此相疊，並可拆離地設於顯示 面板110。每一光調整膜200包含一本體210及多個微結構220。其中每一光調整膜200的結構與第1圖之實施例相似，故不再贅述。值得注意的是，二光調整膜200之各微結構220的尖點投影至顯示面板的位置可以相同也可以彼此交錯。
當顯示裝置100射出之光線經過二光調整膜200 之導引時會產生更多次的折射而顯示更多組亮暗的顯示區域(如第6圖所示)，以讓更多觀賞者觀賞到三維影像。
根據上述本發明所揭露的裸眼三維影像顯示 器，微結構之第一表面與第二表面與入光面夾一夾角，使得微結構能將顯示裝置射出之光線分別導引至相異顯示區域，且至少有一顯示區域內的影像的亮度大於另一顯示區域內的影像的亮度，而令觀賞者接收到亮度相異之二影像時能感受到三維影像，進而改善習知立體顯示器需特製影像及搭配眼鏡才能夠讓觀賞者感受三維影像。
此外，由於光調整膜係可拆離地設於顯示面板， 故使用者可輕易切換裸眼三維影像顯示器的顯示效果。舉例來說，將光調整膜設於顯示面板時，可讓觀賞者觀賞到三維影像，而將光調整膜自顯示面板取下時，可讓觀賞者觀賞到二維影像。
雖然本發明的實施例揭露如上所述，然並非用以 限定本發明，任何熟習相關技藝者，在不脫離本發明的精神和範圍內，舉凡依本發明申請範圍所述的形狀、構造、特徵及數量當可做些許的變更，因此本發明的專利保護範圍須視本說明書所附的申請專利範圍所界定者為準。
10‧‧‧裸眼三維影像顯示器
100‧‧‧顯示裝置
110‧‧‧顯示面板
200‧‧‧光調整膜
300‧‧‧介質層

Claims (9)

  1. 一種裸眼三維影像顯示器，包含：一顯示裝置，包含一顯示面板，用以顯示一二維影像；以及至少一光調整膜，設於該顯示面板，該光調整膜包含一本體及多個微結構，該本體具有相對的一入光面及一出光面，該入光面面向該顯示面板，該些微結構設於該入光面，該微結構具有相連的一第一表面及一第二表面，該第一表面及該第二表面分別與該入光面夾一夾角，該夾角小於或等於度，其中，n為該微結構之折射率，θi 為該微結構之入射角度，θo 為該微結構之出射角度，該第二表面與該入光面夾該夾角，該些微結構用以將該二維影像轉換成一第一影像及一第二影像，該第一影像的亮度大於該第二影像而令該第一影像與該第二影像形成一三維影像。
  2. 如請求項1所述之裸眼三維影像顯示器，其中該光調整膜的材質為聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，該夾角小於或等於61.6度。
  3. 如請求項1所述之裸眼三維影像顯示器，其中該微結構為稜鏡結構。
  4. 如請求項1所述之裸眼三維影像顯示器，其中該光調整膜的材質為壓克力(PC)及聚对苯二甲酸乙二酯(PET)所構成 之群組中的其中之一。
  5. 如請求項1所述之裸眼三維影像顯示器，其中該至少一光調整膜的數量為二，該二光調整膜彼此疊設，且該二光調整膜設於該顯示面板。
  6. 如請求項1所述之裸眼三維影像顯示器，更包含一介質層，該介質層介於該顯示面板與該光調整膜之間。
  7. 如請求項6所述之裸眼三維影像顯示器，其中該介質層為空氣或膠水，且該介質層的厚度小於100微米。
  8. 如請求項6所述之裸眼三維影像顯示器，其中該第一影像與該第二影像的亮度差滿足，E1 為該第一影像之亮度，E2 為該第二影像之亮度。
  9. 如請求項1所述之裸眼三維影像顯示器，其中該光調整膜係可拆離地設於該顯示面板。
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