TWI779564B - 立體顯示器及其製造方法與立體顯示系統 - Google Patents

立體顯示器及其製造方法與立體顯示系統 Download PDF

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Abstract

本發明係一種立體顯示器及其製造方法與立體顯示系統，立體顯示系統包括立體顯示器及深度感測器，其中立體顯示器包括立體顯示模組及視差光學模組，立體顯示模組包括交錯設置的複數個第一深度顯示部及複數個第二深度顯示部，視差光學模組對應於各第一深度顯示部及各第二深度顯示部的位置，分別設有第一視差光學部及第二視差光學部，深度感測器連接立體顯示模組，並偵測使用者與立體顯示器之間的距離，而選擇由全部的第一深度顯示部共同輸出第一視差影像，或者由全部的第二深度顯示部共同輸出第二視差影像，令使用者在不同的位置可以經由第一視差光學部或第二視差光學部觀看到由的立體成像。

Description

立體顯示器及其製造方法與立體顯示系統
本發明係由關於顯示器及顯示系統，尤指一種顯示器或顯示系統可以輸出不同視角的視差影像，進而在人眼距離顯示器或顯示系統的不同距離形成的立體影像。
液晶顯示器(Liquid Crystal Display，簡稱：LCD)在大多數顯示應用產品中佔據主導地位，後續接班的顯示器技術有機發光二極體(OLED)和量子點發光二極體(QD-LCD)也備受注目，但是發展微發光二極體(Micro-LED)顯示器依舊為許多廠商追求的對象。
Micro-LED顯示器具有寬廣色域，高亮度，低功耗，出色的穩定度和長壽命，寬視角，高動態範圍，高對比度，快速刷新率，透明性等優點，都讓廠商感覺到這一技術的獨特價值性。
根據產業預估，應用在汽車的Micro-LED顯示器將於二至三年進入商業化階段。尤其連結透明顯示的應用，各廠商紛紛展出相關Micro-LED顯示器於透明顯示上的應用與成果。
隨著透明顯示器的透視(See Through)的特點，人眼可穿透顯示器看到背後的景物，來實現傳統顯示器的無法達成的應用方式，比如與透明顯示器背後實體景物的實體影像與透明顯示器的虛擬影像融合應用技術。但是因為透明顯示器所顯示的虛擬影像與遠方的實體影像並非於同一距離，所以在人眼同時觀看實體影像與虛擬影像的時候，容易造成眼睛能看清楚虛擬影像，而遠方實體景物的實體影像就變得模糊的問題，因此很難具有良好的實體影像與虛擬影像融合的感受應用。
進一步針對前述問題探討其原因，係眼球由睫狀肌控制收縮或放鬆水晶體，進行調焦作用會回傳大腦傳遞遠近的線索，所以針對不同距離的物體，所對應的調焦(Accommodation)就不同。當物體在對的調焦(Accommodation)的距離時，物體的影像才會正確地到達視網膜的位置，才能看清楚影像。
基於前述原因，眼睛針對不同深度位置的影像會自動調焦功能，造成看清楚虛擬影像，而實體影像就變得模糊的問題，因此，若要改善實體影像與虛擬影像融合的問題，就必須從透明顯示器上著手，以期改善透明顯示器上解決實體影像與虛擬影像融合上問題。
有鑑於先前技術的問題，本發明之目的係為了使得立體顯示器輸出不同深度位置可以觀察到的立體成像，改善實體影像與虛擬影像融合的問題。
根據本發明之目的，係提供一種立體顯示器，包括立體顯示模組及視差光學模組，立體顯示模組包括基板及複數個發光元件，各發光元件係設在基板上，所有的發光元件以棋盤格式交錯排列劃分成複數個第一深度顯示部及與複數個第二深度顯示部，視差光學模組包括複數個第一視差光學部及複數個第二視差光學部，其中所有的第一深度顯示部共同輸出第一視差影像，全部的第二深度顯示部共同輸出第二視差影像，而各第一視差光學部分別對應設置在其中一個第一深度顯示部的光輸出側，使得第一視差影像經過第一視差光學部能被使用者在距離立體顯示器的第一深度位置觀看，而在使用者的雙眼中組成第一立體成像，且各第二視差光學部分別對應設置在其中一個第二深度顯示部的光輸出側，使得第二視差影像經過第二視差光學部能被使用者在距離立體顯示器的第二深度位置觀看，而在使用者的雙眼中組成形成第二立體成像。
其中，第一視差影像或第二視差影像各為一幀畫面，此幀畫面係讓使用者的雙眼看到具有深度差異的第一視差影像及第二視差影像，以令使用者可以看到第一立體成像或第二立體成像。
其中，每一個第一深度顯示部或第二深度顯示部顯示各幀畫面一部份的像素。
其中，各發光元件係包括複數個紅色發光元件、綠色微發光元件及藍色發光元件，而各像素係分別包括其中一個紅色發光元件、其中一個綠色發光元件及其中一個藍色發光元件，且各發光元件係為微發光二極體、量子點發光二極體或者是有機發光二極體。
其中，各第一深度顯示部及與各第二深度顯示部皆以矩陣排列劃分九個視角區，且各視角區內分別具有其中二個像素，各第一深度顯示部的各視角區內其中一個像素輸出第一視差影像中的左眼影像，各第二深度顯示部的各視角區內其中一個像素輸出第二視差影像中的左眼影像，各第一深度顯示部的各視角區內另一個像素輸出第一視差影像中的右眼影像，各第二深度顯示部的各視角區內另一個像素輸出第二視差影像中的右眼影像。
其中，各第一視差光學部係分別包括第一出光層及第一光學修正層，其中第一出光層係設在所對應的第一深度顯示部的出光側，第一出光層之厚度係依照所對應的第一深度顯示部的各發光元件之出光角度及第一深度位置而設置，第一光學修正層係設在第一出光層的出光側，第一光學修正層的厚度及其表面曲率，係依照所選用的材料之折射率、投射到第一深度位置的使用者的左眼及右眼以及各視角區而設置。
其中，各第二視差光學部分別包括第二出光層及第二光學修正層，第二出光層係設在所對應的第二深度顯示部的出光側，第二出光層之厚度係依照所對應的第二深度顯示部的各發光元件之出光角度及第二深度位置而設置，第二光學修正層係設在第二出光層的出光側，第二光學修正層的厚度及其表面曲率，係依照所選用的材料之折射率、投射到第二深度位置的使用者的左眼及右眼以及各視角區而設置。
其中，視差光學模組在第一光學修正層與第二光學修正層的上方可以設置填平層。
其中，各第一視差光學部20及各第二視差光學部22分別調整各第一深度顯示部120及與各第二深度顯示部122的各視角區的投射方向，使得各視角區7的視角出光方向與所在方位相同。
其中，各視角區7的各發光元件12所發出的光線經過各第一視差光學部20及各第二視差光學部22的投射方向，係分別為中央位置的視角區的投射方向朝向正前方，中間一列左側的視角區的投射方向朝向中間偏左方的方向，中間一列右側的視角區的投射方向朝向中間偏右方，左上方的視角區的投射方向朝向左上方的方向，中央位置上方的視角區的投射方向朝向中間往上的方向，右上方的視角區的投射方向朝向右上方的方向，左下方的視角區的投射方向朝向左下方的方向，中央位置下方的視角區的投射方向朝向中間往下的方向，右下方的視角區的投射方向朝向右下方的方向。
其中，第一光學修正層設有複數個第一微結構單元，各第一微結構單元之形狀配合所對應其中一個像素，第二光學修正層設有複數個第二微結構單元，各第二微結構單元之形狀配合所對應其中一個像素。
其中，第一視差光學部與第二視差光學部的對角第一視差光學部或第二視差光學部的對角尺寸係為以下列公式：
Figure 02_image001
其中，L為第一視差光學部或第二視差光學部的對角尺寸(單位：英吋)，D為人眼距離立體顯示器的距離(單位：英吋)，a為人眼分辨視角(單位：角分)。
其中，視差光學模組在第一光學修正層及第二光學修正層的上方設置填平層，使得立體顯示器的表面平坦化。
本發明係一種立體顯示器的製造方法，包括下列步驟在一立體基板上設置複數個發光元件成為立體顯示模組，其中所有的發光元件以棋盤格式交錯排列劃分為複數個第一深度顯示部及與複數個第二深度顯示部，在立體顯示模組的發光側設置封裝材料，以一壓印模具，對封裝材料進行壓印，將壓印模具從封裝材料移除，使得封裝材料製作成視差光學模組，視差光學模組包括複數個第一視差光學部及複數個第二視差光學部，其中各第一視差光學部分別對應設置在相對其中一個第一深度顯示部的光輸出側，各第二視差光學部分別對應設置在相對其中一個第二深度顯示部的光輸出側。
其中，全部的第一深度顯示部共同輸出第一視差影像，全部的第二深度顯示部共同輸出第二視差影像，且第一視差影像與第二視差影像各為一幀畫面，各幀畫面係令使用者看到第一視差影像及第二視差影像，進而在雙眼內成為第一立體成像或第二立體成像。
其中，每一第一深度顯示部或每一第二深度顯示部相當於顯示各幀畫面的其中一部份的像素。
其中，各第一深度顯示部及與各第二深度顯示部皆以矩陣排列劃分九個視角區，且各視角區內分別具有其中二個該像素，各第一深度顯示部的各視角區內其中一個像素輸出第一視差影像中的左眼影像，各第二深度顯示部的各視角區內其中一個像素輸出第二視差影像中的右眼影像，各第一深度顯示部的各視角區內另一個像素輸出第一視差影像中的右眼影像，各第二深度顯示部的各視角區內另一個像素輸出第二視差影像中的右眼影像。
其中，壓印模具將各第一視差光學部進一步製作成的第一出光層及第一光學修正層，第一出光層係設在對應其中一個第一深度顯示部的出光側，第一出光層之厚度係依照所對應的第一深度顯示部的各發光元件之出光角度及第一深度位置而設置，第一光學修正層係設在第一出光層的出光側，第一光學修正層的厚度及其表面曲率，係依照所選用的材料之折射率、投射到第一深度位置的使用者的左眼及右眼以及各視角區而設置。
其中，壓印模具將各第二視差光學部進一步製作成的第二出光層及第二光學修正層，第二出光層係設在對應其中一個第二深度顯示部的出光側，第二出光層之厚度係依照所對應的第二深度顯示部的各發光元件之出光角度及第二深度位置而設置，第二光學修正層係設在第二出光層的出光側，第二光學修正層的厚度及其表面曲率，係依照所選用的材料之折射率、投射到第二深度位置的使用者的左眼及右眼以及各視角區而設置。
其中，壓印模具將第一光學修正層係進一步製成複數個第一微結構單元，各第一微結構單元之形狀配合所對應其中一個像素，第二視差光學部的光學修正層係進一步製成複數個第二微結構單元，各第二微結構單元之形狀配合所對應其中一個像素。
本發明係一種立體顯示系統，包括立體顯示器及深度感測器，其中立體顯示器之結構形狀及連接關係如前文所述，而深度感測器連接立體顯示模組，並偵測使用者與立體顯示器之間的深度距離而產生深度訊號，立體顯示器接收即根據深度訊號而選擇由第一深度顯示部輸出第一視差影像或由第二深度顯示部輸出第二視差影像。
為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，下面結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發明，但並不用於限定本發明。
本發明係一種立體顯示器，請參閱圖1所示，立體顯示器A包括立體顯示模組1及視差光學模組2，立體顯示模組1包括基板10及複數個發光元件12，各發光元件12係設在基板10上，所有的發光元件12以棋盤格式交錯排列劃分成複數個第一深度顯示部120及與複數個第二深度顯示部122，全部的第一深度顯示部120(如圖2中畫斜線的方格的部分)共同輸出第一視差影像3(如圖4所示)，全部的第二深度顯示部122(如圖3中畫斜線的方格的部分)共同輸出第二視差影像4(如圖5所示)，視差光學模組2包括複數個第一視差光學部20及複數個第二視差光學部22，其中各第一視差光學部20對應設置在相對各第一深度顯示部120的光輸出側，各第二視差光學部22對應設置在相對各第二深度顯示部122的光輸出側。
請參閱圖4所示，當立體顯示器A輸出第一視差影像3(如圖4中的的左側蜜蜂影像及右側蜜蜂影像)時，使用者在距離立體顯示器A的第一深度位置D1觀看到第一視差影像3，而且第一視差影像3在使用者的雙眼內形成第一立體成像5。請參閱圖5所示，當立體顯示器A輸出第二視差影像4(如圖4中的的左側蜜蜂影像及右側蜜蜂影像)時，使用者在距離立體顯示器A的第二深度位置D2觀看到第二視差影像4，而且第二視差影像4在使用者的雙眼內形成第二立體成像6，進一步而言，若基板10為透明基板，請參閱圖4所示，當使用者的雙眼內形成第一立體成像5的同時，實際上使用者的雙眼係看穿立體顯示器A，並如同在第一景深位置D3上看到第一立體成像5與實際景物的實體影像B融合的影像，請參閱圖5所示，而當使用者的雙眼內形成第二立體成像6的同時，實際上使用者的雙眼係看穿立體顯示器A，並如同在第二景深位置D4上看到第二立體成像6與實際景物的實體影像B融合的影像。
在本發明中，第一視差影像3或第二視差影像4皆為呈現不同深度的一幀畫面，此幀畫面係讓使用者的雙眼看到第一視差影像3及第二視差影像4，以在使用者的雙眼內成為第一立體成像5或第二立體成像6。又，復請參閱圖2及圖3所示，第一視差影像3或第二視差影像4係由所有第一深度顯示部120或所有的第二深度顯示部122輸出，且第一視差影像3與第二視差影像4不會同時輸出，由於每一個第一深度顯示部120或第二深度顯示部122相當於顯示各幀畫面的一部份的像素70，而且每一個第一深度顯示部120或第二深度顯示部122極小，人眼無法分辨此種差異，所以人眼看到的第一立體成像5或第二立體成像6係為完成的畫面。
在本發明中，各發光元件12係可為立體微發光二極體、量子點發光二極體或者是有機發光二極體，使得各第一深度顯示部120及各第二深度顯示部122由各自的發光二極體輸出第一視差影像3或第二視差影像4。
在本發明中，請參閱圖6所示，各第一深度顯示部120及與各第二深度顯示部122皆以矩陣排列劃分九個視角區7，且各視角區7內分別具有其中二個像素70，各第一深度顯示部120的各視角區7內其中一個像素70輸出第一視差影像3中的左眼影像，各第二深度顯示部122的各視角區7內其中一個像素70輸出第二視差影像4中的左眼影像，各第一深度顯示部120的各視角區7內另一個像素70輸出第一視差影像3中的右眼影像，各第二深度顯示部122的各視角區7內另一個像素70輸出第二視差影像4中的右眼影像。
在本發明中，各發光元件12係包括複數個紅色發光元件、綠色微發光元件及藍色發光元件，而各像素70係分別包括其中一個紅色發光元件、其中一個綠色發光元件及其中一個藍色發光元件，且各發光元件12係為微發光二極體、量子點發光二極體或者是有機發光二極體。
在本發明中，請參閱圖7所示，各第一視差光學部20係分別包括第一出光層200及第一光學修正層202，各第一出光層200係設在對應各第一深度顯示部120的出光側，第一光學修正層202係設在第一出光層200的出光側，其中第一出光層200之厚度t1係依照所對應的第一深度顯示部120的各發光元件12之出光角度及第一深度位置D1而設置，第一光學修正層202的厚度t3及其表面曲率R1，係依照所選用的材料之折射率、投射到第一深度位置D1的使用者的左眼及右眼以及各視角區7而設置，藉以達到輸出所需的第一視差影像3的目的。
請參閱圖8所示，各第二視差光學部22分別包括第二出光層220及第二光學修正層222，第二出光層220係設在對應各第二深度顯示部122的出光側，各第二光學修正層222係設在各該第二出光層220的出光側，其中第二出光層220之厚度t2係依照所對應的第二深度顯示部122的各發光元件12之出光角度及第二深度位置D2而設置，第二光學修正層222的厚度及其表面曲率R2，係依照所選用的材料之折射率、投射到第二深度位置D2的使用者的左眼及右眼以及各視角區7而設置，藉以達到輸出第二視差影像4之目的。
再者，由於第一視差光學部20與各第二視差光學部22需要配合上述的條件製作，因此第一視差光學部20與各第二視差光學部22的形狀、厚度將有所不同，通常而言，遠視距透鏡高度設計低於近視距透鏡高度設計，請參閱圖1所示，假設第一視差光學部20為近視距透鏡，而第二視差光學部22為遠視距透鏡，因此，第一視差光學部20的厚度大於第二視差光學部22。為了使得立體顯示器A的表面平坦化，故視差光學模組2在第一光學修正層202與第二光學修正層222的上方可以設置填平層8(請參閱圖1所示)，用以填平第一光學修正層202與第二光學修正層222之間的高度差，達到表面平坦化的目的。
在本發明中，請參閱圖9所示，各第一視差光學部20及各第二視差光學部22分別調整各第一深度顯示部120與各第二深度顯示部122的各視角區7的投射方向，使得各視角區7的投射方向與其所在方位相同。進一步而言，各視角區7的各發光元件12所發出的光線經過各第一視差光學部20及各第二視差光學部22的投射方向，係分別為如後所述，其中中央位置的視角區7的投射方向朝向正前方，中間一列左側的視角區7的投射方向朝向中間偏左方的方向，中間一列右側的視角區7的投射方向朝向中間偏右方，左上方的視角區7的投射方向朝向左上方的方向，中央位置上方的視角區7的投射方向朝向中間往上的方向，右上方的視角區7的投射方向朝向右上方的方向，左下方的視角區7的投射方向朝向左下方的方向，中央位置下方的視角區7的投射方向朝向中間往下的方向，右下方的視角區7的投射方向朝向右下方的方向。再者，各第一視差光學部20及各第二視差光學部22藉由第一視差光學部20與第二視差光學部22的各視角區7，使得第一視差光學部20與第二視差光學部22可以提供比起傳統透視顯示器更大的3D影像視野範圍(大於170度)，同時可以降低因為視角的不足導致各影像串擾的問題及立體影像模糊問題。
再者，請參閱圖1、圖7、圖8所示，第一光學修正層202設有複數個第一微結構單元2020，各第一微結構單元2020之形狀配合所對應其中一個像素70，第二光學修正層222設有複數個第二微結構單元2220，各第二微結構單元2220之所對應其中一個像素，其中各第一微結構單元2020及各第二微結構單元2220係為柱狀透鏡(lenticular lens)。又第一光學修正層202的表面曲率R1進一步所指的是各第一微結構單元2020的表面曲率，第二光學修正層222的表面曲率R2進一步所指的是各第一微結構單元2020的表面曲率，再者，各第一光學修正層202的表面曲率R1的中心點位置，係為各第一出光層200相對各像素70的中央垂直投影位置，各第二光學修正層222的表面曲率R2的中心點位置，係為各第二出光層220相對各像素70的中央垂直投影位置。
在本發明中，第一視差光學部20與各第二視差光學部22的對角尺寸依據使用者觀看螢幕不可判別鄰近第一微結構單元2020與第二微結構單元2220的距離進行設計，進一步而言，第一視差光學部20或各第二視差光學部22的對角尺寸如係以下列公式：
Figure 02_image001
其中，L為第一視差光學部20或第二視差光學部22的對角尺寸(單位：英吋)，D為人眼距離立體顯示器A的距離(單位：英吋)，a為人眼分辨視角(單位：角分)，角分(minute of angle，簡稱MOA)，是量度平面角的單位，完整的圓周分為360度圓心角，每1度等於60分，每1分等於60秒。
本發明係一種立體顯示器的製造方法，請參閱圖10所示，包括下列步驟： (S101)在一基板10上設置複數個發光元件12成為立體顯示模組1，其中所有的發光元件12以棋盤格式交錯排列劃分為複數個第一深度顯示部120及與複數個第二深度顯示部122； (S102)在立體顯示模組1的發光側設置封裝材料； (S103)以壓印模具，對封裝材料進行壓印； (S104)將壓印模具從封裝材料上移除，藉以製作成視差光學模組2，視差光學模組2包括複數個第一視差光學部20及複數個第二視差光學部22，其中各第一視差光學部20分別對應設置在相對其中一個第一深度顯示部120的光輸出側，各第二視差光學部22分別對應設置在相對其中一個第二深度顯示部122的光輸出側。
在本發明中，第一視差影像3係由所有第一深度顯示部120輸出，第二視差影像4係由所有的第二深度顯示部122輸出，每一個第一深度顯示部120或第二深度顯示部122係顯示各幀畫面的一部份的像素70。
各第一深度顯示部120及與各第二深度顯示部122皆以矩陣排列劃分九個視角區7，且各視角區7內分別具有其中二個像素70，各第一深度顯示部120的各視角區7內其中一個像素70輸出第一視差影像3中的左眼影像，各第二深度顯示部122的各視角區7內其中一個像素70輸出第二視差影像4中的雙眼的左眼影像，各第一深度顯示部120的各視角區7內另一個像素70輸出第一視差影像3中的右眼影像，各第二深度顯示部122的各視角區7內另一個像素70輸出第二視差影像4中的右眼影像。
在本發明中，壓印模具將各第一視差光學部20進一步製作成的如前述的第一出光層200及第一光學修正層202，而各第二視差光學部22進一步製作成的如前述的第二出光層220及第二光學修正層222，又第一光學修正層202係進一步製成如前述的複數個第一微結構單元2020，第二光學修正層222係進一步製成前述的複數個第二微結構單元2220，各視角區7內的各發光元件12的投射方向亦如前述所言，故不再贅述。
另外，如前所述第一光學修正層202與第二光學修正層222的高度有高低差，因此，本發明在完成步驟104之後，再製作填平層8於第一光學修正層202與第二光學修正層222之上，使得立體顯示器A的表面平坦化。
請參閱圖4及圖5，本發明係一種立體顯示系統，包括如前述的立體顯示器A及深度感測器C，其中立體顯示器A之結構形狀及連接關係如前文所述，而深度感測器C連接立體顯示模組1，並偵測使用者與立體顯示器A之深度距離而產生深度訊號，立體顯示器A接收即根據深度訊號而選擇由第一深度顯示部120輸出第一視差影像3，或者由第二深度顯示部122輸出第二視差影像4。
舉例而言，當深度感測器C感測到使用者與立體顯示器A之間的深度未超過第一深度位置D1，此時立體顯示模組1根據所接收到的深度訊號，皆是以選擇由第一深度顯示部120輸出第一視差影像3，而當深度感測器C感測到使用者與立體顯示器A之間的深度超過第一深度位置D1，但未超過第二深度位置D2時，立體顯示模組1根據所接收到的深度訊號，皆是以選擇由第二深度顯示部122輸出第二視差影像4，但當深度感測器C感測到使用者與立體顯示器A之間的深度超過第二深度位置D2，係可以維持輸出第二視差影像4，或者選擇輸出顯示提示畫面，提示畫面中以圖文提示使用者前進到第二深度位置D2之內。
據上所述，本發明可以針對不同深度位置提供不同的視差影像，讓使用者可以在不同的位置上接收第一視差影像3或第二視差影像4，而產生第一立體成像5或第二立體成像6，進而讓第一立體成像5或第二立體成像6可以與不同位置上的實體影像B配合，而使得第一立體成像5或第二立體成像6可以栩栩如生的結合實體影像B，達到較佳的視覺效果。
上列詳細說明係針對本發明的可行實施例之具體說明，惟前述的實施例並非用以限制本發明之專利範圍，凡未脫離本發明技藝精神所為之等效實施或變更，均應包含於本案之專利範圍中。
1:立體顯示模組 2:視差光學模組 10:基板 12:發光元件 120:第一深度顯示部 122:第二深度顯示部 20:第一視差光學部 200:第一出光層 202:第一光學修正層 2020:第一微結構單元 22:第二視差光學部 220:第二出光層 222:第二光學修正層 2220:第二微結構單元 3:第一視差影像 4:第二視差影像 5:第一立體成像 6:第二立體成像 7:視角區 70:像素 8:填平層 t1:第一厚度 t2:第二厚度 t3:第三厚度 A:立體顯示器 B:實體影像 C:深度感測器 D1:第一深度位置 D2:第二深度位置 D3:第一景深位置 D4:第二景深位置 R1:第一光學修正層的表面曲率 R2:第二光學修正層的表面曲率 S101~S104:步驟流程
圖1係本發明之立體顯示器的部分剖面示意圖。 圖2係本發明以第一深度顯示部輸出第一視差影像的示意圖。 圖3係本發明以第二深度顯示部輸出第二視差影像的示意圖。 圖4係本發明的立體顯示器輸出第一視差影像被使用者觀看的示意圖。 圖5係本發明的立體顯示器輸出第二視差影像被使用者觀看的示意圖。 圖6 係本發明的其中一個第一深度顯示部或第二深度顯示部的視角區的示意圖。 圖7係本發明的第一視差光學部的部分剖面示意圖。 圖8係本發明的第二視差光學部的部分剖面示意圖。 圖9係本發明的各視角區投射方向示意圖。 圖10係本發明的製造流程示意圖。
1:立體顯示模組
2:視差光學模組
10:基板
12:發光元件
120:第一深度顯示部
122:第二深度顯示部
20:第一視差光學部
2020:第一微結構單元
22:第二視差光學部
2220:第二微結構單元

Claims (13)

  1. 一種立體顯示器，包括：一立體顯示模組，包括：一基板；及複數個發光元件，各該發光元件係設在該基板上，所有的該發光元件以棋盤格式交錯排列劃分成複數個第一深度顯示部及與複數個第二深度顯示部，全部的該第一深度顯示部共同輸出一第一視差影像，全部的該第二深度顯示部共同輸出一第二視差影像；一視差光學模組，包括：複數個第一視差光學部，各該第一視差光學部分別對應設置在其中一個該第一深度顯示部的光輸出側，使得該第一視差影像能被使用者在距離該立體顯示器的一第一深度位置觀看，而在使用者的雙眼中組成一第一立體成像；複數個第二視差光學部，各該第二視差光學部分別對應設置在其中一個各該第二深度顯示部的光輸出側，使得該第二視差影像能被使用者在距離該立體顯示器的一第二深度位置觀看，而在使用者的雙眼中組成一第二立體成像；其中該第一視差影像與該第二視差影像各為一幀畫面，而每一該第一深度顯示部或每一該第二深度顯示部相當於顯示各該幀畫面的其中一部份的像素，且各該第一深度顯示部及與各該第二深度顯示部皆以矩陣排列劃分九個視角區，且各該視角區內分別具有其中二個該像素，各該第一深度顯示部的各該視角區內其中一個該像素輸出該第一視差影像中的左眼影像，各 該第二深度顯示部的各該視角區內其中一個該像素輸出該第二視差影像中的左眼影像，各該第一深度顯示部的各該視角區內另一個該像素輸出該第一視差影像中的右眼影像，各該第二深度顯示部的各該視角區內另一個該像素輸出該第二視差影像中的右眼影像，又各該第一視差光學部及各該第二視差光學部分別調整各該第一深度顯示部與各該第二深度顯示部的各該視角區的投射方向，使得各該視角區的投射方向與其所在方位相同。
  2. 如請求項1所述的立體顯示器，其中該等發光元件係包括複數個紅色發光元件、綠色微發光元件及藍色發光元件，而且各該像素係分別包括其中一個該紅色發光元件、其中一個該綠色發光元件及其中一個該藍色發光元件。
  3. 如請求項1所述的立體顯示器，其中各該發光元件係為微發光二極體、量子點發光二極體或者是有機發光二極體。
  4. 如請求項2所述的立體顯示器，其中各該第一視差光學部係分別包括：一第一出光層，係設在對應其中一個該第一深度顯示部的出光側，該第一出光層之厚度係依照所對應的該第一深度顯示部的各該發光元件之出光角度及該第一深度位置而設置；及一第一光學修正層，係設在該第一出光層的出光側，該第一光學修正層的厚度及其表面曲率，係依照所選用的材料之折射率、投射到該第一深度位置的使用者的左眼及右眼以及各該視角區而設置；各該第二視差光學部分別包括： 一第二出光層，係設在對應各該第二深度顯示部的出光側，該第二出光層之厚度係依照所對應的該第二深度顯示部的各該發光元件之出光角度及第二深度位置而設置；及一第二光學修正層，係設在該第二出光層的出光側，該第二光學修正層的厚度及其表面曲率，係依照所選用的材料之折射率、投射到該第二深度位置的使用者的左眼及右眼以及各該視角區而設置。
  5. 如請求項4所述的立體顯示器，其中該第一光學修正層設有複數個第一微結構單元，各該第一微結構單元之形狀配合所對應其中一個該像素，該第二光學修正層設有複數個第二微結構單元，各第二微結構單元之形狀所對應其中一個該像素。
  6. 如請求項1所述的立體顯示器，其中該第一視差光學部與該第二視差光學部的對角尺寸係為下列公式：L=D×tan(a/60)其中，L為該第一視差光學部或該第二視差光學部的對角尺寸，D為人眼距離該立體顯示器的距離，a為人眼分辨視角。
  7. 如請求項4所述的立體顯示器，其中該視差光學模組在該第一光學修正層與該第二光學修正層的上方設置一填平層。
  8. 一種立體顯示系統，包括：如請求項1~7所述的該立體顯示器；及一深度感測器，該深度感測器連接該立體顯示模組； 其中該深度感測器偵測該使用者與該立體顯示器之深度距離而產生一深度訊號，該立體顯示器接收即根據該深度訊號而選擇由該第一深度顯示部輸出該第一視差影像，或者由該第二深度顯示部輸出該第二視差影像。
  9. 一種立體顯示器的製造方法，包括下列步驟：在一立體基板上設置複數個發光元件成為一立體顯示模組，其中該立體顯示模組以棋盤格式交錯排列劃分為複數個第一深度顯示部及與複數個第二深度顯示部；在該立體顯示模組的發光側設置一封裝材料；以一壓印模具，對該封裝材料進行壓印；將該壓印模具從該封裝材料移除，使得該封裝材料製作成一視差光學模組，該視差光學模組包括複數個第一視差光學部及複數個第二視差光學部，其中各該第一視差光學部對應設置在相對各該第一深度顯示部的光輸出側，各該第二視差光學部對應設置在相對各該第二深度顯示部的光輸出側；其中全部的該第一深度顯示部共同輸出一第一視差影像，全部的該第二深度顯示部共同輸出一第二視差影像，且該第一視差影像與該第二視差影像各為一幀畫面，而每一該第一深度顯示部或每一該第二深度顯示部相當於顯示各該幀畫面的其中一部份的像素，且各該第一深度顯示部及與各該第二深度顯示部係製成如請求項4所述之九個視角區。
  10. 如請求項9所述的立體顯示器的製造方法，其中該壓印模具將各該第一視差光學部進一步製作成的結構如下： 一第一出光層，係設在對應其中一個該第一深度顯示部的出光側，該第一出光層之厚度係依照所對應的該第一深度顯示部的各該發光元件之出光角度及第一深度位置而設置；及一第一光學修正層，係設在該第一出光層的出光側，該第一光學修正層的厚度及其表面曲率，係依照所選用的材料之折射率、投射到該第一深度位置的使用者的左眼及右眼以及各該視角區而設置；各該第二視差光學部進一步所製作成的結構如下：一第二出光層，係設在對應各該第二深度顯示部的出光側，該第二出光層之厚度係依照所對應的該第二深度顯示部的各該發光元件之出光角度及第二深度位置而設置；及一第二光學修正層，係設在該第二出光層的出光側，該第二光學修正層的厚度及其表面曲率，係依照所選用的材料之折射率、投射到該第二深度位置的使用者的左眼及右眼以及各該視角區而設置。
  11. 如請求項10所述的立體顯示器的製造方法，其中該壓印模具將各該第一視差光學部及各該第二視差光學部製作成分別調整各該第一深度顯示部與各該第二深度顯示部的各該視角區的投射方向，使得各該視角區的投射方向與其所在方位相同。
  12. 如請求項10所述的立體顯示器的製造方法，其中該壓印模具將該第一光學修正層係進一步製成複數個第一微結構單元，各該第一微結構單元之形狀配合所對應其中一個像素，且該壓印模具將該第二光學修正層係進一步製成複數個第二微結構單元，各第二微結構單元之形狀所對應其中一個該像素。
  13. 如請求項9所述的立體顯示器的製造方法，其中製作成該視差光學模組之後，再製作一填平層於該視差光學模組之上。
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