TWI551890B - 多視角立體顯示裝置及其角度放大屏幕 - Google Patents

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TWI551890B
TWI551890B TW103137347A TW103137347A TWI551890B TW I551890 B TWI551890 B TW I551890B TW 103137347 A TW103137347 A TW 103137347A TW 103137347 A TW103137347 A TW 103137347A TW I551890 B TWI551890 B TW I551890B
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Description

多視角立體顯示裝置及其角度放大屏幕
本揭露係有關於一種顯示裝置及其光學元件，特別係有關於一種多視角立體顯示裝置及其角度放大屏幕。
近年來，為了追求更逼真更貼近真實的影像，顯示技術不斷地推陳出新使其貼合觀測者的需求。從初期的平面顯示對於解析度及色彩的追求，至近年的三維顯示裝置更可進一步提供觀測者除了影像以外的立體感受。
立體顯示主要的作用原理為分別饋送左右眼不同的角度的觀看物體的影像，根據人眼的視覺特性，於雙眼分別觀視相同影像內容但是具有不同視差(Parallax)的二影像時，觀測者會感覺所視物具有層次感及深度感，以感受到一個三度空間立體影像。應用上大略可分為需額外搭配眼鏡觀看或是直接裸視兩種方式，近年來更主要的技術發展更以後者為主。
依據人眼的視覺特性，當雙眼同時觀看同一影像時，由於兩眼間隔約是65mm，因此雙眼看到的影像會稍微不同，而構成立體影像。立體顯示技術可分為眼鏡式(stereoscopic)及裸眼式(auto-stereoscopic)，其中裸眼式立體顯示技術又可依照成像方式，更細分為空間多工式(spatial multiplex)、及時間 多工式(time-multiplex)。
然而，無論採用以空間多工模式或時域多工模式來達到立體顯示效果，均有其美中不足的缺點及待克服之問題。因此，一種新穎之多視角立體顯示器，乃為此業界亟需努力之目標。
本揭露之主要目的在於提供一種多視角立體顯示器，其利用一光源裝置發出影像資訊，並於光學傳遞路徑上設置一角度放大屏幕，以放大影像視角，以符合末端應用需求。
根據本揭露之一實施例，上述多視角立體顯示器包括一配置用於發出一影像光束之投影鏡頭及一用於接收來自該投影鏡頭之該影像光束之角度放大屏幕。在部分實施例中，角度放大屏幕包括一第一透鏡單元、一第二透鏡單元、及一中央透鏡單元。第一透鏡單元包括複數個具有一第一焦距之第一凸鏡狀透鏡，彼此相隔一第一間距沿一既定方向排列。第二透鏡單元包括複數個具有一第二焦距之第二凸鏡狀透鏡，彼此相隔一第二間距沿該既定方向排列。中央透鏡單元位於該第一透鏡單元與該第二透鏡單元之間，並與該第一透鏡單元相隔該第一焦距之間距。該中央透鏡單元包括複數個具有一第三焦距之中央凸鏡狀透鏡，彼此相隔一第三間距沿該既定方向排列。第三間距滿足下式：
其中，PM為該第三間距，PA為該第一間距，TD為該影 像光束自該投影鏡頭到達該角度放大屏幕之投影距離，fa為該第一焦距，fm為該第三焦距。
在部分實施例中，第二間距滿足下式：
其中N為大於等於1之自然數。
在部分實施例中，該等第一凸鏡狀透鏡包括一第一軸向凸鏡狀透鏡，且該等第二凸鏡狀透鏡包括一第二軸向凸鏡狀透鏡，該第一軸向凸鏡狀透鏡之光軸、及該第二軸向凸鏡狀透鏡之光軸係共同位於一主軸上。
在上述實施例中，沿該既定方向，自相鄰該第一軸向凸鏡狀透鏡之另一第一凸鏡狀透鏡算起該第一透鏡單元包括X個該等第一凸鏡狀透鏡，並且自相鄰該第二軸向凸鏡狀透鏡之另一第二凸鏡狀透鏡算起該第二透鏡單元包括X個該等第二凸鏡狀透鏡，其中第Y個該第二凸鏡狀透鏡之光軸係自第Y個該第一凸鏡狀透鏡之光軸偏移一偏移量，且該偏移量滿足下式：O Y =Y*[P B *N-P A ]
其中OY為該偏移量，Y小於或等於X，N為大於或等於1之自然數。
在部分實施例中，該影像光束自該投影鏡頭到達該角度放大屏幕之投影距離滿足下式： TD f a /O Y *W/2
其中W為該第一透鏡單元於該既定方向上之寬度。
在部分實施例中，該第一焦距等於該第三焦距。
在部分實施例中，第一焦距大於該第二焦距。
在部分實施例中，該中央透鏡單元與該第二透鏡單元相隔該第二焦距之間距。
在部分實施例中，該角度放大屏幕更包括複數個遮光元件設置於相鄰之二個該等第二凸鏡狀透鏡之間。
在部分實施例中，該角度放大屏幕更包括複數個遮光元件設置於相鄰之二個該等第二凸鏡狀透鏡之間。
在部分實施例中，該第一透鏡單元與該中央透鏡單元為一體成形，該等第一凸鏡狀透鏡面向該角度放大屏幕之一入光側(靠近該投影鏡頭之一側)，且該等中央凸鏡狀透鏡及該第二凸鏡狀透鏡面向該角度放大屏幕之一出光側(遠離該投影鏡頭之一側)。
在部分實施例中，該角度放大屏幕包括複數個第二透鏡單元，該等第二透鏡單元依序沿該既定方向排列。
在參閱圖式及隨後描述之實施方式後，此技術領域具有通常知識者便可瞭解本揭露之目的，以及本揭露之技術手段及實施態樣。
1、1a‧‧‧多視角立體顯示裝置
11‧‧‧光源模組
112‧‧‧投影鏡頭
12、13‧‧‧光路轉換裝置
14、14a、14b‧‧‧角度放大屏幕
20‧‧‧第一透鏡單元
21、22、23‧‧‧第一凸鏡狀透鏡
30、30a、30b‧‧‧中央透鏡單元
31a、32a、33a‧‧‧中央凸鏡狀透鏡
31b、32b、33b‧‧‧中央凸鏡狀透鏡
40、40a、40b、40c‧‧‧第二透鏡單元
41、42、43‧‧‧第二凸鏡狀透鏡
41a、42a、43a‧‧‧第二凸鏡狀透鏡
41b、42b、43b‧‧‧第二凸鏡狀透鏡
41c、42c、43c、44c、45c‧‧‧第二凸鏡狀透鏡
60‧‧‧菲涅耳透鏡
80‧‧‧垂直散光器
90‧‧‧觀看區域
C‧‧‧主軸
D‧‧‧既定方向
fa‧‧‧第一焦距
fb‧‧‧第二焦距
fm‧‧‧第三焦距
O1、O2‧‧‧偏移量
PA‧‧‧第一間距
PB‧‧‧第二間距
PM‧‧‧第三間距
R0、R1、R2、R3、R4、R5、R6‧‧‧座標
W‧‧‧寬度
TD‧‧‧投影距離
第1圖顯示本揭露之部分實施例之多視角立體顯示裝置之 示意圖。
第2圖顯示本揭露之部分實施例之多視角立體顯示裝置之部分結構示意圖。
第3圖顯示本揭露之部分實施例之多視角立體顯示裝置之部分結構示意圖。
第4圖顯示本揭露之部分實施例之多視角立體顯示裝置之部分結構示意圖。
第5圖顯示本揭露之部分實施例之角度放大屏幕之部分結構示意圖。
第6圖顯示本揭露之部分實施例之角度放大屏幕之部分結構示意圖。
以下將透過實施例來解釋本揭露之一種多視角立體顯示裝置。需說明者，本揭露之實施例並非用以限制本揭露需在如實施例所述之任何特定之環境、應用或特殊方式方能實施。因此，關於實施例之說明僅為闡釋本揭露之目的，而非用以限制本揭露。此外，該等圖式或以略微簡化或稍誇大比例之方式繪製，其係為了有助於理解本揭露，所顯示之元件並非實施時之數目、形狀及尺寸比例，非用以限定本揭露，於此合先敘明。
參照第1圖，其顯示本揭露之部分實施例之多視角立體顯示裝置1之示意圖。在部分實施例中，多視角立體顯示裝置1包括一光源模組11、複數個光路轉換裝置，例如光路轉 換裝置12、13、及一角度放大屏幕14。應當理解的是，多視角立體顯示裝置1之元件數量可依需求增加或減少，並不受此實施例所限。
在部分實施例中，請同時參照第2圖，光源模組11根據一影像訊號產生多個影像光束，並實質沿一主軸C並經由投影鏡頭112、光路轉換裝置12、13、及角度放大屏幕14投射至觀看區域90，以顯示影像畫面供觀看者觀看。在部分實施例中，多視角立體顯示裝置1所顯示之影像中，每一畫素係分別由多個具有不同方向(例如：15個方向)之影像畫素所構成，以建立一立體光場，並達到多視角觀看之目的。由於本發明之光源模組11產生影像光束之方式為本領域之習知元件，且非為本發明所強調之內容，在此不加以贅述。
參照第2圖，其顯示本揭露之部分實施例之多視角立體顯示裝置1之部分結構之示意圖，其中角度放大屏幕14之部分結構未顯示於第2圖。在部分實施例中，角度放大屏幕14包括一菲涅耳透鏡(Fresnel Lens)60、一第一透鏡單元20、一第二透鏡單元40、及一垂直散光器(vertical diffuser)80依序沿主軸C排列。菲涅耳透鏡60係配置用於改變影像光束之傳遞方向，使其沿平行主軸C之方向傳遞。第一透鏡單元20及第二透鏡單元40係配置用於放大入射光線之視角。垂直散光器80係配置用於均化光線，以提升畫面品質。
在部分實施例中，第一透鏡單元20包括複數個朝入光側凸出之第一凸鏡狀透鏡(Lenticular Lens)，例如第一凸 鏡狀透鏡21、22、及23。第一凸鏡狀透鏡21、22、及23分別具有一第一焦距fa，並沿一既定方向D排列。第二透鏡單元40包括複數個朝出光側凸出之第二凸鏡狀透鏡，例如第二凸鏡狀透鏡41、42、及43。第二凸鏡狀透鏡41、42、及43分別具有一第二焦距fb，並沿該既定方向D排列。在部分實施例中，第一凸鏡狀透鏡與第二凸鏡狀透鏡之數量分別相等於多視角立體顯示裝置1之影像畫素之數量(例如：1920*1080)，以對應調整多視角立體顯示裝置1每一影像畫素之光學特性。
在部分實施例中，二個相鄰第一凸鏡狀透鏡21、22、及23之間距，係相同於二個相鄰第二凸鏡狀透鏡41、42、及43之間距。因此，第二凸鏡狀透鏡41、42、及43之光軸分別對齊於第一凸鏡狀透鏡21、22、及23之光軸。在部分實施例中，位於共同光軸上之第一凸鏡狀透鏡及第二凸鏡狀透鏡係配置用於改變影像光束之視角，使影像光束之視角由一較小之角度θ(例如：±1度)放大至一較大之角度Φ(例如：±30度)。角度Φ與角度θ之比值係相同於第一焦距fa與第二焦距fb之比值。
如第2圖所示般，藉由角度放大屏幕14之配置，觀看區域90內的多個位置皆可接收來自多視角立體顯示裝置1之立體影像。然而，當影像光束以過大入射角通過菲涅耳透鏡60時，菲涅耳透鏡60之影像光束將產生色像差(chromatic aberration)。由於色像差會透過第一透鏡單元20及第二透鏡單元40進一步放大，進而造成畫質下降。另外，由於菲涅耳透鏡 60表面形成有複數個凹槽，使影像容易具有波紋圖案或槽形圖案。
以下進一步提供一種角度放大屏幕之多種實施方式，以改善上述實施例之缺點。
參照第3圖，其顯示本揭露之另一多視角立體顯示裝置1a之部分實施例之示意圖，其中角度放大屏幕14a之部分結構未顯示於第3圖。在此實施例中，與第2圖相同或相似之元件將施予相同之標號，且其特徵將不再說明，以簡化說明內容。多視角立體顯示裝置1a與第2圖之多視角立體顯示裝置1之差異包括，角度放大屏幕14由角度放大屏幕14a所取代。
在部分實施例中，角度放大屏幕14a包括一第一透鏡單元20、一中央透鏡單元30a、及一或多個第二透鏡單元40a依序沿一主軸C排列。第一透鏡單元20包括複數個朝入光側凸出且具有一第一焦距fa之第一凸鏡狀透鏡，例如：第一凸鏡狀透鏡21、22、及23。第一凸鏡狀透鏡21、22、及23之光軸彼此相隔一第一間距PA，並沿一既定方向D排列，其中第一凸鏡狀透鏡21之光軸對齊於主軸C上。
中央透鏡單元30a包括複數個朝出光側凸出且具有一第三焦距fm之中央凸鏡狀透鏡，例如：中央凸鏡狀透鏡31a、32a、及33a。中央凸鏡狀透鏡31a、32a、及33a之光軸彼此相隔一第三間距PM，並沿既定方向D排列，其中中央凸鏡狀透鏡31a之光軸對齊於主軸C上。在部分實施例中，中央透鏡單元30a係與第一透鏡單元20相隔第一焦距fa，並與第二透鏡單元40a相隔 第二焦距fb。另外，通過第一凸鏡狀透鏡21、22、及23之影像光束分別經由對應之中央凸鏡狀透鏡31a、32a、及33a之焦點。因此，通過第一凸鏡狀透鏡21、22、及23之影像光束之傳遞方向，係藉由對應之中央凸鏡狀透鏡31a、32a、及33a導向沿平行主軸C之方向前進。
在部分實施例中，如第3圖所示般，投影鏡頭112係設置於座標R0之位置，第一凸鏡狀透鏡21及22之中心分別位於座標R1、R2之位置，中央凸鏡狀透鏡31a及32a之焦點分別位於座標R3、R4之位置。由於三角形R1R2R0與三角形R3R4R0係相似三角形，因此第三間距PM係滿足下列式(1)：
其中，TD為該影像光束自該投影鏡頭112到達第一透鏡單元20之投影距離，以下簡稱投影距離。
第二透鏡單元40a包括複數個朝出光側凸出且具有一第二焦距fb之第二凸鏡狀透鏡，例如：第二凸鏡狀透鏡41a、42a、及43a。第二凸鏡狀透鏡41a、42a、及43a之光軸彼此相隔一第二間距PB並沿既定方向D排列，其中第二凸鏡狀透鏡41a之光軸對齊於主軸C上。在部分實施例中，第二凸鏡狀透鏡41a、42a、及43a之光軸係分別通過影像光束射出對應之中央凸鏡狀透鏡31a、32a、及33a之位置，以放大來自中央凸鏡狀透鏡31a、32a、及33a之影像光束之視角。
舉例而言，如第3圖所示般，影像光束自中央凸鏡 狀透鏡31a射出之位置係位於座標R5，第二凸鏡狀透鏡41a之光軸係通過座標R5。另外，影像光束自中央凸鏡狀透鏡32a射出之位置係位於座標R6，第二凸鏡狀透鏡42a之光軸係通過座標R6。由於三角形R1R2R0與三角形R5R6R0係相似三角形，因此第二間距PB係滿足下列式(2)：
藉由第二凸鏡狀透鏡41a、42a、及43a之配置，來自中央凸鏡狀透鏡31a、32a、及33a之影像光束之視角由一較小之角度θ(例如：±1度)放大至一較大之角度Φ(例如：±30度)。角度Φ與角度θ之比值係相同於第一焦距fa與第二焦距fb之比值。
應注意的是，由式(2)得知，由於第二間距PB係大於第一間距PA，因此在朝遠離主軸C的方向上，第二凸鏡狀透鏡之光軸與第一凸鏡狀透鏡之光軸之偏移量將漸增。在部分實施例中，沿該既定方向D，自位於主軸C上之第一凸鏡狀透鏡(第一軸向凸鏡狀透鏡)之次一個第一凸鏡狀透鏡算起，第一透鏡單元20共包括X個第一凸鏡狀透鏡。並且，沿該既定方向D，自位於主軸上之第二凸鏡狀透鏡(第二軸向凸鏡狀透鏡)之次一個第二凸鏡狀透鏡算起，第二透鏡單元40a共包括X個第二凸鏡狀透鏡。第Y個第二凸鏡狀透鏡之光軸與第Y個第一凸鏡狀透鏡之光軸之偏移量係滿足下列式(3)：O Y =Y*[P B -P A ]...(3)，其中Y≦X。
舉例而言，如第3圖所示，自沿該既定方向D，自第一凸鏡狀透鏡21(第一軸向凸鏡狀透鏡)之次一個第一凸鏡狀透鏡22算起，第一透鏡單元20共包括2個第一凸鏡狀透鏡。並且，沿該既定方向D，自第二凸鏡狀透鏡41a(第二軸向凸鏡狀透鏡)之次一個第二凸鏡狀透鏡42a算起，第二透鏡單元40a共包括2個第二凸鏡狀透鏡。第1個第二凸鏡狀透鏡42a之光軸與第1個第一凸鏡狀透鏡22之光軸之偏移量O1=PB-PA。第2個第二凸鏡狀透鏡43a之光軸與第2個第一凸鏡狀透鏡23之光軸之偏移量O2=2*(PB-PA)，依此類推。
參照第4圖，在部分實施例中，第一透鏡單元20與中央透鏡單元30a分別為二個光學膜片，其中第一透鏡單元20形成第一凸鏡狀透鏡之相反面，係與中央透鏡單元30a形成中央凸鏡狀透鏡之相反面利用適當之方式接合(例如：膠合)，以構成一複合光學膜片。然而，第一透鏡單元20與中央透鏡單元30a亦可以一體成形之方式製成。
在部分實施例中，角度放大屏幕14a包括多個第二透鏡單元，例如：第二透鏡單元40a1、40a2、及40a3。第二透鏡單元40a1之中心係對齊主軸C設置，第二透鏡單元40a2與第二透鏡單元40a3係分別設置於第二透鏡單元40a1之兩側。由於第二透鏡單元40a1、40a2、及40a3可以各自相對於中央透鏡單元30a進行定位，角度放大屏幕14a之影像畫素可以提昇。此外，在不犧牲光學品質的條件下，第二透鏡單元之第二凸鏡狀透鏡彼此間之餘裕度(allowance)亦可提高，有利製作成本降 低。
在部分實施例中，第一透鏡單元20之第一凸鏡狀透鏡之數量係相等於多視角立體顯示裝置1之影像畫素之數量(例如：1920*1080)。中央透鏡單元30a之中央凸鏡狀透鏡之數量相等於第一透鏡單元20之第一凸鏡狀透鏡之數量。第二透鏡單元40a之第二凸鏡狀透鏡之數量相等於第一透鏡單元20之第一凸鏡狀透鏡之數量。於使用時，第一透鏡單元20之第一凸鏡狀透鏡係朝向靠近投影鏡頭112之一側，中央透鏡單元30a之中央凸鏡狀透鏡與第二透鏡單元40a之第二凸鏡狀透鏡係朝向遠離投影鏡頭112之一側。藉由上述配置，多視角立體顯示裝置1每一影像畫素之光學特性可分別進行調整。
值得注意的是，觀察式(3)可得知，隨著Y值之增加，偏移量OY即對應增加。為控制偏移量OY小於一上限值，影像光束自該投影鏡頭112到達該角度放大屏幕14a之投影距離TD應盡可能增加。較佳地，投影距離TD係滿足下列式(4)：TD=f a /O Y *W/2...(4)
其中W為第一透鏡單元20於既定方向D上之寬度。
參照第5圖，其顯示本發明之部分實施例之角度放大屏幕14b之部分結構之示意圖。在此實施例中，與第3圖相同或相似之元件將施予相同之標號，且其特徵將不再說明，以簡化說明內容。
角度放大屏幕14b包括一第一透鏡單元20、一中央 透鏡單元30b、及一或多個第二透鏡單元40b依序沿一主軸C排列。中央透鏡單元30b包括複數個具有一第三焦距fm之中央凸鏡狀透鏡，例如：中央凸鏡狀透鏡31b、32b、及33b。中央凸鏡狀透鏡31b、32b、及33b之光軸彼此相隔一第三間距PM並沿該既定方向D排列，其中中央凸鏡狀透鏡31b之光軸對齊於主軸C上。在此實施例中，第一焦距fa係相等於第三焦距fm。根據上述式(1)之計算結果，第一間距PA係相同於第三間距PM。中央凸鏡狀透鏡31b、32b、及33b之光軸分別對齊於第一凸鏡狀透鏡21、22、及23之光軸。
第二透鏡單元40b包括複數個具有一第二焦距fb之第二凸鏡狀透鏡，例如：第二凸鏡狀透鏡41b、42b、及43b。第二凸鏡狀透鏡41b、42b、及43b之光軸彼此相隔一第二間距PB並沿該既定方向D排列，其中第二凸鏡狀透鏡41b之光軸對齊於主軸C上。在部分實施例中，第二凸鏡狀透鏡41b、42b、及43b之光軸係分別通過影像光束射出對應之中央凸鏡狀透鏡31b、32b、及33b之位置，以放大來自中央凸鏡狀透鏡31b、32b、及33b之影像光束之視角。因此，第二間距PB亦滿足上述式(2)。
在部分實施例中，相鄰之二個第二凸鏡狀透鏡係彼此緊鄰，無平坦表面形成於其間。在部分實施例中，第二凸鏡狀透鏡之曲率可以具有變化。舉例而言，鄰近光軸之區域之曲率係大於遠離光軸之區域之曲率。另一方面，如第5圖所示般，相鄰之二個第二凸鏡狀透鏡41b、42b、及43b之間可以藉 由一遮光元件50b所遮蔽，以增加畫面對比度。
參照第6圖，其顯示本發明之部分實施例之角度放大屏幕14c之部分結構之示意圖。在此實施例中，與第3圖相同或相似之元件將施予相同之標號，且其特徵將不再說明，以簡化說明內容。角度放大屏幕14c包括一第一透鏡單元20、一中央透鏡單元30b、及一或多個第二透鏡單元40c依序沿一主軸C排列。
第二透鏡單元40c包括複數個朝出光側凸出且具有一第二焦距fb之第二凸鏡狀透鏡，例如：第二凸鏡狀透鏡41c、42c、43c、44c、45c、及46c。第二凸鏡狀透鏡41c、42c、43c、44c、45c、及46c之光軸彼此相隔一第二間距PB並沿該既定方向D排列，其中第二凸鏡狀透鏡41c之光軸對齊於主軸C上。在部分實施例中，第二凸鏡狀透鏡41c、43c、及45c之光軸係分別通過影像光束射出對應之中央凸鏡狀透鏡31b、32b、及33b之位置，以放大來自中央凸鏡狀透鏡31b、32b、及33b之影像光束之視角。第二凸鏡狀透鏡42c設置於第二凸鏡狀透鏡41c及43c之間。第二凸鏡狀透鏡44c設置於第二凸鏡狀透鏡43c及45c之間。
應注意的是，第二凸鏡狀透鏡42c及44c之配置係用於簡化第二透鏡單元40c之製作方式，來自中央透鏡單元30b之影像光束之視角並非經由第二凸鏡狀透鏡42c及44c進行放大。為清楚說明，以下說明中第二凸鏡狀透鏡41c、43c、及45c稱作為「功能透鏡」，第二凸鏡狀透鏡42c及44c稱作為「結構 透鏡」。
應當理解的是，雖然在第6圖顯示之實施例中，僅具有一結構透鏡設置於二個功能透鏡之間，但本揭露並不限制於此。依照光學需求，二個功能透鏡之間可以設置於多個結構透鏡。因此，第二間距PB即滿足下列式(2)’：
N為二個功能透鏡間結構透鏡之數量。
在部分實施例中，沿該既定方向D，自位於主軸C上之第一凸鏡狀透鏡(第一軸向凸鏡狀透鏡)之次一個第一凸鏡狀透鏡算起，第一透鏡單元20共包括X個第一凸鏡狀透鏡。並且，沿該既定方向D，自位於主軸上之功能透鏡(第二軸向凸鏡狀透鏡)之次一個功能透鏡算起，第二透鏡單元40a共包括X個功能透鏡。第Y個功能透鏡之光軸與第Y個第一凸鏡狀透鏡之光軸之偏移量係滿足下列式(3)’：O Y =Y*[P B *N-P A ]...(3)’，其中Y≦X。
舉例而言，如第6圖所示，沿該既定方向D，自第一凸鏡狀透鏡21(第一軸向凸鏡狀透鏡)之次一個第一凸鏡狀透鏡22算起，第一透鏡單元20共包括2個第一凸鏡狀透鏡。並且，沿該既定方向D，自功能透鏡41c(第二軸向凸鏡狀透鏡)之次一個功能透鏡43c算起，第二透鏡單元40c共包括2個功能透鏡。第1個功能透鏡43c之光軸與第1個第一凸鏡狀透鏡22之光 軸之偏移量O1=PB*2-PA。第2個第二凸鏡狀透鏡45c之光軸與第2個第一凸鏡狀透鏡23之光軸之偏移量O2=2*(PB*2-PA)，依此類推。
本揭露提供一種多視角立體顯示裝置，其利用一角度放大屏幕將來自一投影鏡頭之影像光束之視角增大，以提供一觀看區域內位於不同位置之觀看者不同方向之立體影像。在部分實施例中，角度放大屏幕係以一中央透鏡單元取代菲涅耳透鏡，以在不犧牲光學品質之條件下，達到放大視角之目的。
雖然本揭露已以具體之較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本揭露，任何熟習此項技術者，在不脫離本發明之精神和範圍內，仍可作些許的更動與潤飾，因此本揭露之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
1a‧‧‧多視角立體顯示裝置
14a‧‧‧角度放大屏幕
20‧‧‧第一透鏡單元
30a‧‧‧中央透鏡單元
40a1、40a2、40a3‧‧‧第二透鏡單元
80‧‧‧垂直散光器
C‧‧‧主軸
D‧‧‧既定方向
W‧‧‧寬度
TD‧‧‧投影距離

Claims (13)

  1. 一種角度放大屏幕，適用於接收來自一投影鏡頭之一影像光束，其包括：一第一透鏡單元，包括複數個具有一第一焦距之第一凸鏡狀透鏡，彼此相隔一第一間距並沿一既定方向排列；一第二透鏡單元，包括複數個具有一第二焦距之第二凸鏡狀透鏡，彼此相隔一第二間距並沿該既定方向排列；以及一中央透鏡單元，位於該第一透鏡單元與該第二透鏡單元之間，且與該第一透鏡單元相隔該第一焦距之間距，其中該中央透鏡單元包括複數個具有一第三焦距之中央凸鏡狀透鏡，彼此相隔一第三間距並沿該既定方向排列，該第三間距滿足下式： 其中，PM為該第三間距，PA為該第一間距，TD為該影像光束自該投影鏡頭到達該角度放大屏幕之投影距離，fa為該第一焦距，fm為該第三焦距。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之角度放大屏幕，其中該第二間距滿足下式： 其中N為大於等於1之自然數。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之角度放大屏幕，其中該等第一凸鏡狀透鏡包括一第一軸向凸鏡狀透鏡，且該等第二凸鏡狀透鏡包括一第二軸向凸鏡狀透鏡，該第一軸向凸鏡狀透鏡之光軸、及該第二軸向凸鏡狀透鏡之光軸係共同位於一主軸上。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之角度放大屏幕，其中沿該既定方向，自相鄰該第一軸向凸鏡狀透鏡之另一第一凸鏡狀透鏡算起該第一透鏡單元包括X個該等第一凸鏡狀透鏡，並且自相鄰該第二軸向凸鏡狀透鏡之另一第二凸鏡狀透鏡算起該第二透鏡單元包括X個該等第二凸鏡狀透鏡，其中第Y個該第二凸鏡狀透鏡之光軸係自第Y個該第一凸鏡狀透鏡之光軸偏移一偏移量，且該偏移量滿足下式：O Y =Y*[P B *N-P A ]其中OY為該偏移量，Y小於或等於X，N為大於或等於1之自然數。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之角度放大屏幕，其中該影像光束自該投影鏡頭到達該角度放大屏幕之投影距離滿足下式： TD f a /O Y *W/2其中W為該第一透鏡單元於該既定方向上之寬度。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之角度放大屏幕，其中該第一焦距等於該第三焦距。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之角度放大屏幕，其中第一焦距大於該第二焦距。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之角度放大屏幕，其中該中央透鏡單元與該第二透鏡單元相隔該第二焦距之間距。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之角度放大屏幕，更包括複數個遮光元件設置於相鄰之二個該等第二凸鏡狀透鏡之間。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之角度放大屏幕，包括複數個第二透鏡單元，該等第二透鏡單元依序沿該既定方向並接。
  11. 一種多視角立體顯示裝置，包括：一投影鏡頭，係配置用於發出一影像光束；以及一角度放大屏幕，係配置用於接收來自該投影鏡頭之該影像光束，且包括：一第一透鏡單元，包括複數個具有一第一焦距之第一凸鏡狀透鏡，彼此相隔一第一間距沿一既定方向排列； 一第二透鏡單元，包括複數個具有一第二焦距之第二凸鏡狀透鏡，彼此相隔一第二間距沿該既定方向排列；以及一中央透鏡單元，位於該第一透鏡單元與該第二透鏡單元之間，且與該第一透鏡單元相隔該第一焦距之間距，其中該中央透鏡單元包括複數個具有一第三焦距之中央凸鏡狀透鏡，彼此相隔一第三間距沿該既定方向排列，並且該第三間距滿足下式： 其中，PM為該第三間距，PA為該第一間距，TD為該影像光束自該投影鏡頭到達該角度放大屏幕之投影距離，fa為該第一焦距，fm為該第三焦距。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之多視角立體顯示裝置，其中該第一透鏡單元與該中央透鏡單元為一體成形，該等第一凸鏡狀透鏡面向該角度放大屏幕靠近該投影鏡頭之一側，且該等中央凸鏡狀透鏡面向該角度放大屏幕遠離該投影鏡頭之一側。
  13. 如申請專利範圍第11項所述之多視角立體顯示裝置，其中該角度放大屏幕包括複數個第二透鏡單元，該等第二透鏡單元依序沿該既定方向排列。
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