TWM528434U - 立體顯示裝置 - Google Patents

Description

立體顯示裝置

本新型係關於一種顯示裝置，特別是一種立體顯示裝置。

目前，立體顯示裝置用以顯示立體影像的方法主要為二種，一種為觀看者須佩帶經過特殊處理的眼鏡觀看顯示裝置，使左眼與右眼所接收到影像不同、或左眼與右眼影像交替而產生立體影像，此方法因需要觀看者額外佩帶眼鏡才可看到立體影像，造成使用上較不方便。

另一種為裸眼式的顯示裝置，此方法係為顯示裝置運用光柵的原理，使觀看者不需佩帶任何額外的裝置即可讓左眼與右眼所看到的影像不同而產生立體影像，目前應用於印刷品、棒球卡或部分裸眼式的電子立體顯示器。習知立體顯示裝置包括一顯示面板以及一柱狀透鏡陣列。顯示面板包括多個畫素，柱狀透鏡陣列與該些畫素相對設置。每一個畫素包括一三個子畫素，該些畫素係以一固定週期排列，其中該些畫素所發出的光線經過柱狀透鏡陣列以形成一影像範圍，使得習知立體顯示裝置會在特定距離處產生二個以上之可視區域。

當觀看者的左眼以及右眼分別在二個不同可視區域時，觀看者便可以觀賞到立體影像。然而，由於顯示面板與柱狀透鏡陣列的週期結構大小較為接近，很容易使顯示面板出射後的光線在經由柱狀透鏡陣列後呈現不均勻的光紋，導致觀看者在觀看立體影像時容易看到間隔的明暗紋路變化，即所謂的疊紋效應(Moiré Effect)，進而嚴重影響立體顯示裝置的顯像品質。

本新型提供一種立體顯示裝置，藉以解決先前技術所存在的問題。

於本新型一實施例的立體顯示裝置，具有畫素陣列與透鏡陣列。畫素陣列具有多個顯示單元，且每一顯示單元具有P個子畫素，P為大於1的正整數。透鏡陣列具有平行排列的多個柱狀透鏡。每一柱狀透鏡具有中心軸，所述多個中心軸對應於第一方向呈傾斜狀且每個中心軸與第一方向夾有傾斜角。其中，給定列循環數N大於1且為整數，畫素陣列中第i列的第k個顯示單元對應於第一柱狀透鏡具有第一相對位置，而畫素陣列中的第(i+j)列的第k個顯示單元對應於第一柱狀透鏡具有第二相對位置，i、j與k均為正整數，則當N為j的因數時，第一相對位置全等於第二相對位置，當N不為j的因數時，第一相對位置不同於第二相對位置。

依據本新型所揭露之立體顯示裝置，由於形成每一視點的子畫素雖對應於中心軸排列，然而本新型所揭露之多個子畫素相對於中心軸排列並非全然一致，因此，立體顯示裝置可減少疊紋效應，且立體影像的周圍也減少出現鋸齒狀的情況，進而提高立體顯示裝置的顯像品質，以解決先前技術所存在的問題。

以上之關於本揭露內容之說明及以下之實施方式之說明係用以示範與解釋本新型之精神與原理，並且提供本新型之專利申請範圍更進一步之解釋。

以下在實施方式中詳細敘述本新型之詳細特徵以及優點，其內容足以使任何熟習相關技藝者了解本新型之技術內容並據以實施，且根據本說明書所揭露之內容、申請專利範圍及圖式，任何熟習相關技藝者可輕易地理解本新型相關之目的及優點。以下之實施例係進一步詳細說明本新型之觀點，但非以任何觀點限制本新型之範疇。

請參照「圖1」與「圖2」，係分別為依據本新型所揭露之立體顯示裝置的一實施例俯視示意圖以及依據「圖1」之立體顯示裝置的局部放大示意圖。立體顯示裝置包括畫素陣列102與透鏡陣列104。畫素陣列102包括多個子畫素﹙即「圖1」與「圖2」中的長方形﹚。在本實施例中，畫素陣列102可包括三百一十五個子畫素，每一列可有三十五個子畫素（即沿第二方向S排列的三十五個子畫素），每一行可有九個子畫素（即沿第一方向F排列的九個子畫素），第一方向F與第二方向S相互垂直，但本實施例並非用以限定本新型。

透鏡陣列104包括平行排列的多個柱狀透鏡60，每一柱狀透鏡60包括中心軸62，每一中心軸62對應於第一方向F呈傾斜狀且每一中心軸62與第一方向F夾有一傾斜角α。其中，以P個子畫素﹙即「圖1」與「圖2」中的長方形﹚為一顯示單元，例如顯示單元70_1、顯示單元70_2與顯示單元70_3，每個顯示單元均沿第二方向S排列，每一柱狀透鏡60係於第二方向S對應一個顯示單元（即每一柱狀透鏡60於第二方向S上的寬度等於P個子畫素的寬度W）。透鏡陣列104用以接收並發射子畫素所發出的光線，而於一視點端形成P個視點，P≧2且P為整數。在本實施例中，以五個子畫素為一顯示單元，立體顯示裝置共可形成四個視點﹙即P＝4﹚，但本實施例並非用以限定本新型。

於一實施例中，請參照圖2，第一列的顯示單元70_1的子畫素1的右上角正對於相鄰的兩個柱狀透鏡60的交界線。而第三列的顯示單元70_3的右上角(也就是第二列的顯示單元70_2的左下角)也正對於相鄰的兩個柱狀透鏡60的交界線。更具體來說，本新型的顯示單元係以列循環數N與行循環數M來循環排列，其中M與N均為正整數，N大於1。以類似於圖1、圖2的立體顯示裝置而言，則由上至下第i列由左至右第k個顯示單元相對於中心軸62的相對位置與第(i+N)列由左至右第k個顯示單元相對於中心軸62的相對位置相同。由上至下第i列由左至右第k個顯示單元的第一個子畫素與第(i+N)列由左至右第k個顯示單元的第一個子畫素的行數相差M行。同時，當j不等於N的時候，第i列由左至右第k個顯示單元相對於於中心軸62的相對位置與第(i+j)列由左至右第k個顯示單元相對於中心軸62的相對位置不同。然而，如圖2所示，設若相鄰兩個柱狀透鏡60的交界線剛好經過第i列第k個顯示單元的子畫素1，則每個顯示單元的子畫素1都會被相鄰兩個柱狀透鏡60的交界線所經過。

具體來說，請參照圖3與圖4與圖5，其中圖3係為依據圖2之立體顯示裝置中剖面線AA的所對應的剖面示意圖，圖4係為依據圖2之立體顯示裝置中剖面線BB的所對應的剖面示意圖，圖5係為依據圖2之立體顯示裝置中剖面線CC的所對應的剖面示意圖。如圖3、圖4與圖5所示，在圖3中的各個子畫素與柱狀透鏡60的相對位置與圖4中的各個子畫素與柱狀透鏡60的相對位置不同。且圖3與圖4中的各子畫素與柱狀透鏡60的相對位置與圖5中的各子畫素與柱狀透鏡60的相對位置也都不同。換句話說，雖然顯示單元70_1的子畫素1、顯示單元70_2的子畫素1與顯示單元70_3的子畫素1都對應到同一個視角，然而由於其對應於柱狀透鏡60的相對位置有些微的差異，如此可以降低疊紋效應(Moiré Effect)。

此外，於本新型一實施例中，透鏡陣列104可為一體成型，每一柱狀透鏡60的材料係可為聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、矽膠、樹脂或光學玻璃。在本實施例中，透鏡陣列104為一體成型，每一柱狀透鏡60的材料為聚甲基丙烯酸甲酯，折射率為1.57，但本實施例並非用以限定本新型。

每一子畫素﹙即「圖1」與「圖2」中的長方形﹚具有長度L與寬度W，當長度與寬度的比例為3：1，且行循環數M為4，列循環數N為3時，傾斜角α的正切值為4/9。具體來說，傾斜角α的正切值可以定義如下列方程式(1)

tanα=MW/LN                                                 (1)

於本新型一實施例中，行循環數M與列循環數N互質。於另一實施例中，行循環數M大於列循環數N。依據上述諸實施例的設計，請參照圖2為例，子畫素1相對柱狀透鏡60的中心軸62而言，具有三種不同的相對位置。因此同一視點的子畫素相對於中心軸62的排列並非全然一致，可以降低疊紋效應，提供更好的視覺經驗。

此外，回到圖3，於一實施例中，各個子畫素之間有填充黑色矩陣材料，且黑色矩陣材料的寬度LB小於等於子畫素寬度LP的0.3倍。如此可以進一步降低疊紋效應(Moiré Effect)。

依據本新型所揭露之立體顯示裝置，由於形成每一視點的子畫素雖對應於中心軸排列，然而本新型所揭露之多個子畫素相對於中心軸排列並非全然一致，因此，立體顯示裝置可減少疊紋效應，且立體影像的周圍也減少出現鋸齒狀的情況，進而提高立體顯示裝置的顯像品質，以解決先前技術所存在的問題。此外，本新型之畫素陣列與透鏡陣列的對應排列方式，可使第二方向所降低的解析度分散到第一方向，進而避免單一方向解析度降低的問題。

雖然本新型以前述之實施例揭露如上，然其並非用以限定本新型。在不脫離本新型之精神和範圍內，所為之更動與潤飾，均屬本新型之專利保護範圍。關於本新型所界定之保護範圍請參考所附之申請專利範圍。

60‧‧‧柱狀透鏡
62‧‧‧中心軸
70_1~70_3‧‧‧顯示單元

1~4‧‧‧子畫素

102‧‧‧畫素陣列

104‧‧‧透鏡陣列

W‧‧‧寬度

L‧‧‧長度

LB、LP‧‧‧寬度

F‧‧‧第一方向

S‧‧‧第二方向

α‧‧‧傾斜角

圖1係為依據本新型所揭露之立體顯示裝置的一實施例俯視示意圖。 圖2係為依據圖1之立體顯示裝置的局部放大示意圖。 圖3係為依據圖2之立體顯示裝置中剖面線AA的所對應的剖面示意圖。 圖4係為依據圖2之立體顯示裝置中剖面線BB的所對應的剖面示意圖。 圖5係為依據圖2之立體顯示裝置中剖面線CC的所對應的剖面示意圖。

70_1~70_3‧‧‧顯示單元

1~4‧‧‧子畫素

W‧‧‧寬度

L‧‧‧長度

F‧‧‧第一方向

S‧‧‧第二方向

Claims (7)

1. 一種立體顯示裝置，包括：一畫素陣列，包括多個顯示單元，且每一該顯示單元包括P個子畫素，P為大於1的正整數；以及一透鏡陣列，包括平行排列的多個柱狀透鏡，每一該柱狀透鏡包括一中心軸，該些中心軸對應於一第一方向呈傾斜狀且每一該中心軸與該第一方向夾有一傾斜角；其中，給定一列循環數N與一行循環數M， M與N互質，M與N均大於1且為整數，該畫素陣列中第i列的第k個顯示單元對應於該些柱狀透鏡中的一第一柱狀透鏡具有一第一相對位置，該畫素陣列中的第(i+j)列的第k個顯示單元對應於該第一柱狀透鏡具有一第二相對位置，i、j與k均為正整數，則當N為j的因數時，該第一相對位置全等於該第二相對位置，當N不為j的因數時，該第一相對位置不同於該第二相對位置；該第i列的該第k個顯示單元的第一子畫素與第(i+N)列的第k個顯示單元的第一子畫素的行數相差M行。
2. 如請求項1所述之立體顯示裝置，其中每一該子畫素具有一長度與一寬度，當每一該長度為L，每一該寬度為W時，則每一該傾斜角的一正切值(tan)為MW/LN。
3. 如請求項1所述之立體顯示裝置，其中相鄰的二子畫素之間填充有黑色矩陣材料，且該黑色矩陣材料的寬度與每一該子畫素的寬度的比值小於等於0.3。
4. 如請求項1所述之立體顯示裝置，其中該些柱狀透鏡的材料係為聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、矽膠、樹脂或光學玻璃。
5. 如請求項1所述之立體顯示裝置，其中該些顯示單元係沿一第二方向排列，每一該柱狀透鏡係於該第二方向對應一個該顯示單元，該第一方向與該第二方向相互垂直。
6. 如請求項1所述之立體顯示裝置，其中M大於N。
7. 如請求項1至請求項6其中之一所述之立體顯示裝置，其中M等於4，N等於3。