TWI556011B - 裸眼３ｄ顯示器 - Google Patents

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弗雷德里奇卡爾 布魯德
萊納 哈根
古恩瑟 華里茲
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拜耳材料科學股份有限公司
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Description

裸眼3D顯示器
本發明係有關於一種裸眼3D顯示器。
裸眼3D顯示器(ASD)係為一螢幕其能夠顯示立體影像，也就是說能夠對一或更多人呈現三度空間的影像。應瞭解的是三度空間影像與傳統的二度空間影像比較，附加地具有一深度效果。就ASD的例子而言，與傳統式立體顯示器成對比，觀看者不需輔助工具諸如眼鏡、稜鏡觀視器或是其他的光學輔助工具。
為了於裸眼3D顯示器中獲得一三度空間印象，投影二影像以致，藉由視差，每一眼看到一不同的影像。於此例子中，位於二不同方向上的投影必需經建構以致該等影像抵達觀視者眼睛時為一立體影像對。於此例子中，該二投影方向通常在顯示器之背光單元中產生。
ASD之顯影劑及其之個別的成分意欲使影像能夠為儘可能地以一逼真方式作空間描繪，並且同時對於觀視者而言係符合高度人因工程學。於此例子中，針對一逼真的、高品質影像的基本必要條件包括一高影像解析度(所熟知的高清晰度2D電視-HDTV係為於此所努力的標準)以及一高影像頻率。附加地包括3D編碼之原理。藉由將所謂的甜點(sweet spot)，具最佳立體感效果之點，設計在一或更多觀視者之實際位置而達到良好的人因工程學。
原則上，於先前技術中所熟知的二不同技術解決方法用以達成該等目標：根據第一方法，能夠實現二投影方向，例如，藉由透鏡或是稜鏡網格其在遠離螢幕的不同方向上將個別顯示像素之光線轉向。於此例子中，一垂直條模板(strip mask)具有個別的垂直像素條(pixel strip)其係在一方向選擇性方式下作業。然而，由於在該一ASD中具有左與右像素條，所以與一傳統式2D顯示器比較該影像解析度降低二倍。再者，在技術上難以利用一液晶成分(LCD)藉由對應的條模板之構形在原本的解析度下顯示一2D影像。對於2D圖像的進一步缺點在於該條模板顯示一視差屏障其阻礙部分之光射線並因而使影像變暗。
一第二方法係關於ASD具有二連續交替的照射光源以及一同步化單元，其控制顯示面板用以顯示各別的立體影像而同時維持該面板之原有(最大)解析度。對於在該一光傳送式ASD中的一無閃爍影像的必要條件，係為一足夠高的交變頻率。然而，此現今係於先前技術中實現。以下將更為詳細地說明此方法之具體實施例。
US 2006/0164862中揭示一裸眼顯示器，包含具有分光、折射偏向結構的二分開的光波導，並亦包含二光源，一擴散薄膜，一傳導顯示面板，光吸收器及反射器。
依次地，US 2005/0264717揭示一裸眼顯示器，其在具有分光、折射偏向結構的一光波導上具有二分開的光源，並亦具有第二光薄膜，同樣地具有分光、折射偏向結構並亦具有一傳導顯示面板。
最後，US 2007/0276071揭示一裸眼顯示器，其具有二光源配置在一光波導的不同側邊上，一雙分光折射光元件並亦具有一傳導顯示面板。該雙分光折射光元件係由一三角分光結構，其面向該光導，以及一球狀透鏡結構，其係背對該光波導，所組成。該二光源係藉由一同步單元以該一方式交替地驅動，該傳導顯示面板連續地重現待顯示的一三度空間影像內容的一右及一左立體影像。
以上說明的該裸眼顯示器分別具有光導向元件，其具有折射偏向結構。當使用此型式之元件時，然而，出現影像品質之損傷，其係歸因於折射干擾效應。該等干擾效應主要係由不良的次要光徑、多重反射或是藉由平行折射光結構之相互作用所產生的波紋效應所導致。在整個系統中，該等干擾效應會導致條帶效應(banding)，降低解析度及/或針對3D顯示之頻道的不適當分開以及一般性清晰度之不足。因此，如此會致使觀視者眼睛承受較大的疲勞。再者，與市場上販售的2D HD電視(高清晰度電視)相關的獨特視覺品質差異係為明顯的，降低了該等裸眼顯示器之市場接受度。
當使用具有由折射偏向結構所組成之複數層的光導引元件時，一進一步的缺點係為難以確保個別折射光學表面元件彼此相對的所需高橫向定位精確度。假若於此發生極小的偏差，則分開成針對3D顯示的二或更多頻道係極為受損傷的。此外，於此例子中，光干擾效應已可能存在，諸如，例如波紋效應，係進一步地增強。
因此，本發明之一目的在於提供一裸眼3D顯示器，其並未具有所說明的光學干擾效應，並因而利用其能夠獲得改良影像品質的一3D顯示。
此目的係藉由一裸眼3D顯示器而達成，其包含一具有二光源的照明單元，一光波導，一全像攝影光學元件作為繞射光引導元件，一透明顯示面板及一控制單元為了讓該等光源可交替各別地與在該顯示面板上顯示的一右與一左視差影像同步化，將該等光源定向用以分別地由不同的方向發射光線進入該光波導，該全像攝影光學元件與該顯示面板係以該一方式佈置其中光線視其之較佳方向而定自該光波導放射，藉由該全像攝影光學元件於二不同的方向上繞射並經引導通過該顯示器面板，其中該光波導之至少一表面具有一折射表面。
於此例子中，本發明之該裸眼3D顯示器主要的目的在於避免或是降低折射光學干擾效應以致大大地降低眼睛疲勞狀態的風險。如此使能夠，特別是經由使用一全像攝影光學元件其使光線轉向以致確保裸眼所需的方向特化頻道分離。於此例子中，頻道之數目亦能夠轉變成大於二並且為偶數或是奇數。
再者，就本發明之該裸眼3D顯示器而言，去除了該等光學元件彼此相關的側向定位精確度的迫切性需求，將大大地簡化此類型顯示器之製造作業。
該光波導之該折射表面具有的效果在於該自光波導放射並係入射於該全向攝影光學元件中之光線的角度頻寬係為窄的。此係為有利的，因為該全向攝影光學元件之該繞射效率增加，環繞該耦合角之較窄的該角度頻寬係與布拉格條件(Bragg condition)相符合。因此，首先，體積全像(volume holograms)之層厚度越大則基於體積全像的一全像攝影光學元件之繞射效率係越大。再者，角度選擇性增加，也就是說，針對該體積全像而言當該層厚度增加時，環繞該布拉格條件的可接受角度頻寬減小。藉由該波導之該折射結構在該全像攝影光學元件上入射的光線之角度頻寬的窄化，因其能夠以一較寬廣範圍的可容許層厚度用以產生高繞射效率因而係為有利的。此係概略地圖示於圖I及II中。因此，圖I顯示一光波導其具有一適合的稜鏡結構，產生一窄的角度頻寬供放射光線所用。圖II圖示一光波導其不具有一對應的稜鏡結構。該光線係自此光波導放射其具有一寬角度頻寬。
該折射表面，特別地，可具有線性平移不變量稜鏡結構，多面的角錐形稜鏡結構，基於橢球、多項式、圓錐段、雙曲線或該等基本主體之結合的線性平移不變量透鏡結構，基於橢球、多項式、圓錐段、雙曲線或該等基本主體之結合的多面半球體透鏡結構，非週期性散射表面結構，其係以面積或是區域地結合非散射結構分佈。
該折射表面能夠藉由壓凸、濕式壓凸、射出成型、擠壓成型、印刷、雷射結構化以及其他方法構成。
同樣地，就本發明之裸眼3D顯示器而言能夠附加地具有至少一光學薄膜。該光學薄膜能夠為，特別地，一擴散薄膜、微透鏡薄膜、稜鏡薄膜、雙凸透鏡薄膜或是一反射偏光薄膜。眾所周知地亦能夠於該顯示器中存在複數之該等薄膜。
再者，假若該全像攝影光學元件係為一體積全像則特別為佳地。
特別地，該全像攝影光學元件亦能夠經具體化以致產生準直或是發散角度分佈。該一全像攝影光學元件能夠用以，例如，增加位於觀視者位置處的明亮度，滿足不同的觀視者需求或是改良3D效果。
假若該全像攝影光學元件係為一透射及/或反射全像及/或一透射及/或反射邊緣光全像，則亦進一步為佳的。
亦能夠由複數之相互連接的個別全像建構該全像攝影光學元件。於此例子中，該等個別全像，特別地，能夠為體積全像，因此較佳地可藉由多路傳輸而特別為佳的是藉由角度多路傳輸及/或波長多路傳輸達成。於此例子中，該等個別全像能夠用於左與右投影。同樣地，於每一例子中該等個別全像能夠特別地經具體化以致其僅將三原色，紅、綠及藍，的其中之一者之發光加以繞射。亦能夠使用多於三原色，諸如，例如，四原色(例如，“紅”，“綠”，“藍”及，“黃”)。最後，亦能夠結合二效果，以致，例如，因而針對該三原色之每一者以及該二立體方向使用六個別全像。
該等體積全像之構成係為所熟知的(H. M. Smith於“全像技術之原理”，Wiley-Interscience 1969)並可，例如，藉由二光束干擾加以實現(S. Benton，“全像攝影成像技術”，John Wiley & Sons 2008)。
用以大量複製反射體積全像的方法係於US 6,824,929中加以說明，其中將一光敏材料配置在一主全像(master hologram)上並接著使用相干光線用以產生複製作業。透射全像(transmission hologram)之構成同樣地係為所熟知的。因此，經由實例，US 4,973,113說明藉由滾動複製的一方法。
特別地，亦參考邊緣光全像之構成，其需特定的曝光幾何學。除了由S. Benton(S. Benton，“全像攝影成像技術”，John Wiley & Sons 2008，第18章)所作的導論，以及傳統上二階段及三階段產生方法(見Q. Huang，H. Caulfield，SPIE Vol. 1600，顯示全像技術之國際專題論文集(1991)，第182頁)之綜述外，應參考WO 94/18603，其說明邊緣照明與波導全像。再者，應參考WO 2006/111384中特別的構成方法，其係說明根據一特定光學轉接器塊件的一方法。
不同的材料適於構成該等體積全像。在曝光後需要一濕式化學顯影製程的細粒狀鹵化銀乳膠或重鉻酸鹽明膠係為適合的。再者，光聚合物係為適合的，諸如，例如，Omnidex光聚合物薄膜(源自於杜邦公司(DuPont of Neymours))，其使熱後處理為必要的，以及BayfolHX光聚合物薄膜(源自於拜耳公司(Bayer MaterialScience AG))，其並不需針對完成全像之顯影的進一步化學或熱後處理。理想的材料展現高透明性及低模糊。因此，就此應用而言，光聚合物係為較佳的。不需熱後處理的光聚合物係特別為佳。
該全像攝影光學元件較佳地可由一層，其具有至少二全像係藉由角度多路傳輸或是波長多路傳輸藉由曝光而提出，或是至少二層，其係為一層位在另一層上方的方式經層合並且分別具有至少一全像，所組成。每一層的複數之全像因此能夠藉由角度多路傳輸或是波長多路傳輸而獲得。
為了使均勻照明達到最佳狀況，能夠變化該等層中涵蓋該全像攝影光學全件之寬度的該等個別全像之該繞射效率及/或繞射角。能夠逐步地及/或連續地完成該繞射效率及/或該繞射角之變化。
根據一進一步的較佳具體實施例，所提供的該光波導係為一長方體。
可藉由工業上傳統方法構成該光波導。於此例子中，射出成型法及全張擠壓法(sheet extrusion)係為傳統式方法。透光塑膠，諸如，例如聚甲基丙烯酸甲脂及聚碳酸酯通常係使用作為該等材料。較佳地藉由射出成型法中該射出模或是藉由模具形狀實施成型作業，並能夠藉由該全張擠壓法中特定形狀滾輪進行熱模壓變形(hot embossing deformation)。
然而，亦能夠讓該光波導具有斜面的邊緣。如此使其能夠將光線的耦合最佳化並因而獲得該等照明角度。
該等光源，特別地，可為氣體放電燈，較佳地為冷氣體放電燈，發光二極體，較佳地為紅、綠、藍、黃及/或白光發光二極體及/或複數之雷射二極體。
由該等光源放射的光線能夠具有一寬廣的波長(白光)之光譜分佈或是一帶狀光譜。在極端的例子中，甚至能夠包含單色光。然而，假若該等光源放射具有一帶狀放射光譜則係為較佳的。
假若該等光源係佈置在該長方體之二相對側表面處則係為較佳的。
該等光源能夠與該長方體之該等側表面直接接觸(線性或是以面積地)或與之相鄰。
同樣地，為了讓該光線之光耦合入該全像攝影光學元件更為有效率及/或更具角度或頻率選擇性，能夠將一折射或繞射光學元件配裝在該光波導上。
因此，為此目的亦適合使用具有與該光波導相同(或差不多相同)折射率的稜鏡結構。於此例子中，該等光源係以該一方式配置該等光線係儘可能以一方式耦合避免部分或全反射。在構成該光導本身期間可直接附屬地構成折射光學元件。繞射光學元件能夠具體化為一體積或是壓凸全像(一薄透射全像其能夠藉由一壓凸、濕式壓凸或例如藉由一微影蝕刻製程構成)。
於一較佳的裸眼3D顯示器中，所提供的該全像攝影光學元件、光波導及顯示面板係以以下的其中之一順序配置：a)全像攝影光學元件、光波導及顯示面板或是b)光波導、全像攝影光學元件、顯示面板。於二例子中，該全像攝影光學元件、光波導及顯示面板能夠相互地以光學方式連接。
然而，亦能夠以一方式配置該全像攝影光學元件，無論是直接地鄰接或是以一自立的形式距該光波導一段距離。
同樣地，亦能夠以一方式配置該顯示面板，無論是直接地鄰接或是以一自立的形式距該光波導一段距離。
圖1係以俯視圖方式概略地圖示本發明之一裸眼3D顯示器(ASD)的一第一具體實施例。於此所示的該ASD 1包含一照明單元2其具有二光源3及4，一長方體狀光波導5，一全像攝影光學元件6其係作為繞射光學元件，一透明的顯示面板7並同時具有一控制單元8。該顯示面板7，例如，可為先前技術中所熟知的一光透射型液晶顯示器。該控制單元8係經由電導線9連接至燈3與4以及顯示面板7。該等光源3與4係經定向及配置以致其由各別不同方向發射光線，亦即，一回由右邊以及一回由左邊，進入分別地與其相對地配置的該長方體狀光波導之該等側表面。該全像攝影光學元件6及該顯示面板7因此係以此順序佈置在圖式之該平面中位在該光波導5下方並與之平行。該全像攝影光學元件6於此係經具體化為一透射全像。此類型之全像，例如，係於P. Hariharan,Optical Holography,Cambridge Studies in Modern Optics,Cambridge University Press,1996一書中加以說明。
於該ASD 1之作業期間，該等光源3與4藉由該控制單元8於每一例子中以一大於50赫茲的高頻率與一右及一左視差影像，由該顯示面板7表示，同步。針對該控制單元的最佳化切換週期，例如，係於WO 2008/003563中加以說明。
源自於該等光源3與4之光線進入該光波導5，其係於該圖式之該平面中該頂部處所圖示的該光波導之界面處經反射，並係在該光波導5之相對的底側處解耦。因而在該全像攝影光學元件6之該方向上自該光波導5放射的該光線，視其無論是來自於該右光源3或是該左光源4而定，具有一不同的較佳方向，並接著係藉由該全像攝影元件在二不同的方向上相應地繞射且經引導位在該顯示面板7上。
以此方式，由於針對該觀視者產生一高品質三度空間影像，所以該ASD 1交替地產生二視差影像，一影像係各別地由一觀視者之右眼感知以及一影像由左眼感知。
同樣地，該全像攝影光學元件6能夠由複數之個別的全像所構成，其係以層的一方式配置其中一層位在另一層之頂部或是彼此隔開一段距離。同樣地，能夠將該全像攝影光學元件6設計成在每一情況下僅繞射一種顏色之光線(也就是說位在特別窄的人可見光之頻率範圍)，或是在每一情況下僅繞射源自於一光源之光線，或是事實上僅繞射一種顏色及/或僅源自於一方向之光線。
圖2係以俯視圖顯示源自於圖1之該ASD的一可任擇變化形式。於此差異在於該全像攝影光學元件6係配置在該光波導5上方的圖式之平面中，而非介於光波導5與顯示面板7之間，以及該全像攝影光學元件16於此係為一反射全像取代一透射全像。
就此ASD 11而言，在該全像攝影光學元件6之方向上該光波導5放射所輻射之光線進入其中，該光線接著繞射回進入該光波導5。在通過該光波導5後，其接著衝射在該顯示面板7上。
圖3顯示圖1中所示該構造的另一變化形式。於此，具有二全像攝影光學元件6a及6b，其中該全像攝影光學元件6a就佈置與功能而言係與圖1之該ASD 1之該全像攝影光學元件6相一致，以及該全像攝影光學元件6b就佈置與功能而言係與圖2之該ASD 11之該全像攝影光學元件16相一致。因此，圖3之ASD 21具有一透射全像(6a)及一反射全像(6b)。
在圖3中該ASD 21於一切換週期下之作業期間，首先光線自該光源4露出，而該光源3並未放射光線。該光線進入該光波導5並自該處進入該全像攝影光學元件6a，並且於該處在該顯示面板7之方向上繞射。該控制單元8現在關掉該光源4並因而同時地或是使具有一些微的暫時性部分同時發生或一暫時性分開方式打開該光源3。自該光源3露出之光線係經由該光波導5在該顯示面板7之方向上繞射通過該全像攝影光學元件6a，其中並未受或是未顯著地受該光波導5及該全像攝影光學元件6a影響而偏轉。於該二切換週期中，源自於該ASD 21之光線分別地抵達該觀視者之左與右眼。
同樣地，能夠互換該等全像攝影光學元件6a及6b之光線引導順序。同樣地，每一全像攝影光學元件6a及6b能夠具有在每一情況下僅有一顏色否則為複數種顏色之一繞色效果，也就是說該光線引導順序，例如針對二種顏色係由全像攝影光學元件6a針對“紅”光以及由全像攝影光學元件6b針對“綠”與“藍”光所產生。同樣地，其他的結合係為可行的。於此，假若該等光源3與4係由不同的結構單元所組成分別地放射該等原色並且彼此間配置係垂直地稍微不同，則係為有利的。再者，當然能夠針對該二全像攝影光學元件6a及6b對於由該等光源3及4引導並通過該光波導5的光線具有一繞射效果，並將該二具立體感影像之一各別者經由該顯示面板7投影進入該觀視者之該各別眼睛。此步驟具有一較高照明效率的優點。
圖4a及4b再一次以俯視圖顯示於作業期間源自於圖1之該ASD 1的一變化形式。於此例子中，圖4a顯示一切換狀態其中該右光源3放射光線進入該光波導5，以及圖4b顯示一狀態其中啟動該光源4。
在源自於圖1之該ASD 1與源自於圖4a及4b之該裝置31之間的一差異在於，就該ASD 31而言，全像攝影光學元件36係光學上直接地連接至該光波導5。此外，就該ASD 31而言，該全像攝影光學元件36係經具體化為一透射邊緣光全像。
同樣地，該全像攝影光學元件36能夠由複數之個別的全像所構成，其係以層的一方式配置其中一層位在另一層之頂部或是彼此隔開一段距離。同樣地，能夠將該全像攝影光學元件設計成在每一情況下僅繞射一種顏色之光線(也就是說位在特別窄的人可見光之頻率範圍)，或是在每一情況下僅繞射源自於一光源之光線，或是事實上僅繞射一種顏色及/或僅源自於一方向之光線。
圖5a及5b顯示源自於圖4a、4b之該ASD 31的一修改形式。於此，首先該等光源3及4係於該圖式之平面中稍微更向上地移動，其次使用一光波導45，其中在該內部幾乎未出現所輻射光線之(總)反射，更確切地說該光線直接地經引導通過該光波導45至全像攝影光學元件46。該全像攝影光學元件46(一透射邊緣光全像)係以該一方式經具體化，其再一次視於二不同的方向上其之較佳方向而定將自該光波導45產生的光線繞射，並將光線導引至該顯示面板7上。
圖6a及6b係為在作業中之圖4a及4b之該ASD 31的透視圖。圖6a顯示該ASD 31具有一致動光源3之狀態，以及於圖6b中係致動該左光源4。經由實例顯示於每一例子中源自於該等光源3及4之其中之一光源之的一光束通過該光波導5至該全像攝影光學元件36以及藉由該全像攝影光學元件36繞射在該顯示面板上7的路徑。於此例子中，該全像攝影光學元件6係經設計以致於一平面中產生繞射，該平面與將一觀視者之該對眼睛和該顯示面板上7之該表面垂直所橫跨的平面平行。
圖7a及7b分別地圖示作為本發明之一第六具體實施例之在作業中之圖4a及4b的該ASD 31的一變化形式。於此，該差異在於該等光源3及4並未配置在該光波導5之右邊及左邊，而是位在該光波導5之上與下方。此外，於此，該全像攝影光學元件56係經設計以致在一平面中產生繞射，該平面與將一觀視者之該對眼睛和該顯示面板上7之該表面垂直所橫跨的平面垂直。
原則上，圖6a、6b及7a、7b中該等具體實施例之結合亦係為可行的。
圖8a顯示本發明之一ASD的一第七具體實施例。此ASD與圖1之ASD除了一不同處之外係為相一致的。該僅有的差異在於該光波導5位於圖式之該平面的上側處配置一折射表面結構10。
於該ASD 61之作業期間，該表面結構10具有的效果在於於其中發射之光線的一更大部分能夠在該光波導5中反射，並接著在該全像攝影光學元件6之方向上放射。
再者，針對該表面結構10，例如藉由一真空金屬化法進行反射性塗佈作業係為有利的，為了，例如，使該ASD 61能夠更為均質地照明及/或改良的亮度。
就該ASD 61而言，亦能夠將該全像攝影光學元件6直接地與該光波導5或是直接地與該顯示面板7鄰接。
圖8b顯示圖8a之ASD 61的一變化形式，其中該折射表面結構10係配置在該圖式之平面中該光波導5之該下側邊處。如此具有的效果在於該光線更為有效地以一尋標方式自該光波導5解耦，並接著藉由全像攝影光學元件6偏轉。如此，增加該ASD 71之亮度並讓該ASD具有更為均質的照明。
最後，於圖9中以平面圖概略地顯示本發明之該ASD的一第九具體實施例。於此圖示的ASD 81就其之構造而言係根據圖1之該裝置形式。然而，於此附加地配置二光學薄膜11及12，其中一薄膜係配置在該光波導5與該全像攝影光學元件6之間，以及一薄膜係配置在該全像攝影光學元件6與該顯示面板7之間。相互獨立的該等薄膜11、12可為擴散薄膜、微透鏡薄膜、稜鏡薄膜、雙凸透鏡薄膜或是一反射偏光薄膜。再者，該ASD 81之該光波導5係與圖1之該ASD 1不同，其中在該圖式之該平面中位在上側邊及該下側邊二處配置一折射表面結構。
使用該等光學薄膜11、12以及配置該折射表面10致使達到均質化或是改良照明效率。
於該ASD 1之設計以及由之所得到的ASD 31、41、51、61、71及81之該等設計可為有利的是該各別地背向該顯示面板的該光波導之側邊主要地係以反射形式加以構形，或是以反射方式塗佈。如此使能夠實現一較高亮度的顯示器並更具均質照明度。
1,11,21,31 41,51,61,71 81‧‧‧裸眼3D顯示器(ASD)
2‧‧‧照明單元
3‧‧‧光源
4‧‧‧光源
5,45‧‧‧光波導
6,6a,6b,16 36,46,56‧‧‧全像攝影光學元件
7‧‧‧顯示面板
8‧‧‧控制單元
9‧‧‧電導線
10‧‧‧折射表面
11,12‧‧‧光學薄膜
以上係相關於該等圖式更加詳細地說明本發明。該等圖式中：
圖1顯示本發明之一第一具體實施例的一概略俯視圖，
圖2顯示本發明之一第二具體實施例的一概略俯視圖，
圖3顯示本發明之一第三具體實施例的一概略俯視圖，
圖4a顯示作業中的本發明之一第四具體實施例的一概略俯視圖，
圖4b顯示作業中的本發明之該第四具體實施例的一概略俯視圖，
圖5a顯示作業中的本發明之一第五具體實施例的一概略俯視圖，
圖5b顯示作業中的本發明之該第五具體實施例的一概略俯視圖，
圖6a顯示作業中的本發明之該第一具體實施例的一透視圖，
圖6b顯示作業中的本發明之該第一具體實施例的另一透視圖，
圖7a顯示作業中的本發明之一第六具體實施例的一透視圖，
圖7b顯示作業中的本發明之該第六具體實施例的另一透視圖，
圖8a顯示本發明之一第七具體實施例的一概略俯視圖，
圖8b顯示本發明之一第八具體實施例的一概略俯視圖，圖9顯示本發明之一第九具體實施例的一概略俯視圖，圖I顯示一光波導其具有一適合的稜鏡結構，產生一窄的角度頻寬供放射光線所用，以及圖II圖示一光波導其不具有一對應的稜鏡結構。
1．．．裸眼3D顯示器
2．．．照明單元
3．．．光源
4．．．光源
5．．．光波導
6．．．全像攝影光學元件
7．．．顯示面板
8．．．控制單元
9．．．電導線

Claims (14)

  1. 一種裸眼3D顯示器，其包含一具有二光源的照明單元、一光波導、一全像攝影光學元件其係作為繞射光引導元件、一透明顯示面板、及一控制單元，以使該等光源可交替各別地與在該顯示面板上顯示的一右與一左視差影像同步化，將該等光源定向用以分別地由不同的方向發射光線進入該光波導，且該全像攝影光學元件與該顯示面板係被配置成使得自該光波導放射的光線視其較佳方向而定，係藉由該全像攝影光學元件於二不同的方向上繞射並經引導通過該顯示器面板，其特徵在於光波導之至少一表面具有一折射表面，以及該全像攝影光學元件之寬度上的繞射角度被改變。
  2. 如申請專利範圍第1項之裸眼3D顯示器，其中該折射表面具有線性平移不變量稜鏡結構、多面的角錐形稜鏡結構、基於橢球、多項式、圓錐段雙曲線或該等基本主體之結合的線性平移不變量透鏡結構、基於橢球、多項式、圓錐段、雙曲線或該等基本主體之結合的多面半球體透鏡結構、非週期性散射表面結構，其係以面積或是區域地結合非散射結構分佈。
  3. 如申請專利範圍第1及2項中任一項之裸眼3D顯示器，其中附加地具有至少一光學薄膜。
  4. 如申請專利範圍第3項之裸眼3D顯示器，其中該光學薄膜係為一擴散薄膜、微透鏡薄膜、稜鏡薄膜、雙 凸透鏡薄膜或是一反射偏光薄膜。
  5. 如申請專利範圍第1項之裸眼3D顯示器，其中該全像攝影光學元件係為一體積全像。
  6. 如申請專利範圍第1項之裸眼3D顯示器，其中該全像攝影光學元件係經具體化以致產生一準直或是發散角度分佈。
  7. 如申請專利範圍第1項之裸眼3D顯示器，其中該全像攝影光學元件係為一透射及/或反射全像及/或一透射及/或反射邊緣光全像。
  8. 如申請專利範圍第1項之裸眼3D顯示器，其中該全像攝影光學元件係由以一鄰接形式相互連接的複數之個別全像所建構而成。
  9. 如申請專利範圍第1項之裸眼3D顯示器，其中該全像攝影光學元件或由體積全像構成的相互連接之該等個別全像，較佳地可藉由多路傳輸而特別為佳的是藉由角度多路傳輸及/或波長多路傳輸達成。
  10. 如申請專利範圍第1項之裸眼3D顯示器，其中該光波導係為一長方體。
  11. 如申請專利範圍第1項之裸眼3D顯示器，其中該等光源係為氣體放電燈，較佳地為冷氣體放電燈、發光二極體，較佳地為紅、綠、藍、黃及/或白光發光二極體及/或雷射二極體。
  12. 如申請專利範圍第10項之裸眼3D顯示器，其中該等光源係佈置在該長方體之二相對側表面處。
  13. 如申請專利範圍第10至12項中任一項之裸眼3D顯示器，其中該全像攝影光學元件、該光波導及該顯示面板係以以下的其中之一順序配置：全像攝影光學元件、光波導及顯示面板或是光波導、全像攝影光學元件、顯示面板。
  14. 如申請專利範圍第13項之裸眼3D顯示器，其中該全像攝影光學元件、該光波導及該顯示面板係相互地以光學方式連接。
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