立体显示装置与应用其的立体显示方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种立体显示装置，特别涉及一种裸眼的立体显示装置。
【背景技术】
[0002]利用人类的两眼视差，现有的立体显示装置以分别提供观赏者两眼不同的影像来实现立体显示。而其中的立体裸眼显示器，顾名思义，不像其他的立体显示装置需要使用眼镜来区分左右眼影像，立体裸眼显示器将具不同影像的光束分别传送到空间上不同的位置，因此若不同的影像分别传至对应观赏者的不同角度的视线，观赏者即能够以裸眼感受到立体影像。立体裸眼显示技术能避免眼镜式立体显示技术的不便，是目前重要的发展方向。
【发明内容】
[0003]本发明一实施方式提供一种立体显示装置，使用投影机作为影像来源，并设置液晶狭缝层以控制影像以不同角度送出，使得观看者不需额外配带眼镜即可见到立体影像。此外，液晶狭缝层上设置有第一视域以及第二视域，使得投影机所提供的影像不会彼此干涉而使影像模糊。
[0004]本发明一实施方式提供一种立体显示装置，包含投影模块、屏幕以及视窗。屏幕位于投影模块与视窗的同侧，且投影模块于视窗上的投影位于视窗的边缘。投影模块包含第一投影机以及第二投影机。第一投影机用以提供具有第一极化的第一影像单元，其中第一影像单元包含依时序呈现的第一影像。第二投影机用以提供具有第二极化的第二影像单元，其中第二影像单元包含依时序呈现的第二影像。第一影像和第二影像皆投影并成像于屏幕，而屏幕则将第一影像单元以及第二影像单元反射至视窗。视窗包含分割视域区以及液晶狭缝层。分割视域区接收来自屏幕的第一影像单元以及第二影像单元，并包含彼此交错排列的第一视域以及第二视域，其中第一视域使第一极化的光束通过，而第二视域使第二极化的光束通过。液晶狭缝层用以使通过分割视域区的部分第一影像单元以及部分第二影像单元穿透。
[0005]根据本发明一或多个实施例，投影模块还包含光源以及偏振分光模块。光源用以提供光线。偏振分光模块包含偏振分光镜以及反射镜。偏振分光镜用以将光线转换为具有第一极化的第一光束和具有第二极化的第二光束。第一光束于偏振分光镜反射进入第一投影机，而第二光束于反射镜反射进入第二投影机。
[0006]根据本发明一或多个实施例，投影模块还包含第一光源、第二光源、第一偏振分光镜以及第二偏振分光镜。第一光源用以提供第一投影机第一光束。第一光束通过第一偏振分光镜后转换为只具有第一极化的光束。第二光源用以提供第二投影机第二光束。第二光束通过第二偏振分光镜后转换为只具有第二极化的光束。
[0007]根据本发明一或多个实施例，屏幕为曲面，其中曲面圆心位置与投影模块同侧。
[0008]根据本发明一或多个实施例，屏幕还包含透镜。透镜用以将投影模块的第一影像单元以及第二影像单元分别导引至第一视域以及第二视域。
[0009]根据本发明一或多个实施例，液晶狭缝层包含液晶狭缝以及偏振屏。液晶狭缝用以定义进入液晶狭缝层的光束的极化方向。偏振屏设置于液晶狭缝相对分割视域区的一侦牝并使单一极化的光通过。
[0010]根据本发明一或多个实施例，每一第一视域以及每一第二视域所对应的液晶狭缝数量相同。
[0011]根据本发明一或多个实施例，视窗包含偏振板以及波片。偏振板设置于分割视域区，并使单一极化的光通过。波片设置于偏振板上，其中波片为二分之一波片。波片于分割视域区的投影与第二视域重合，而偏振板上未设置波片而暴露的区域与第一视域重合。
[0012]根据本发明一或多个实施例，视窗还包含第一偏振片以及第二偏振片。第一偏振片设置于分割视域区，并使第一极化的光束穿透。第一偏振片于分割视域区的投影与第一视域重合。第二偏振片设置于分割视域区，并使第二极化的光束穿透。第二偏振片于分割视域区的投影与第二视域重合。
[0013]本发明提供一种立体显示方法，包含提供第一投影机，用以提供具有第一极化的第一影像单元，其中第一影像单元具有依时序呈现的第一影像。提供第二投影机，用以提供具有第二极化的第二影像单元，其中第二影像单元具有依时序呈现的第二影像。将第一影像单元与第二影像单元投射至屏幕。自屏幕反射第一影像单元与第二影像单元至视窗，其中视窗包含彼此交错排列的第一视域以及第二视域，且第一视域使具有第一极化的光束通过，而第二视域使具有第二极化的光束通过。控制视窗的液晶狭缝，使得液晶狭缝依时序轮流开启，且第一影像以及第二影像分别穿透第一视域内以及第二视域内开启的液晶狭缝。
[0014]根据本发明一或多个实施例，还包含将第一影像单元与第二影像单元通过屏幕的透镜分别导引至第一视域以及第二视域。
[0015]根据本发明一或多个实施例，控制视窗的液晶狭缝的方法包含控制每一第一视域内所对应的液晶狭缝的其中两组，使得第一影像的其中之一穿透视窗上每一第一视域的两组液晶狭缝。控制每一第二视域内所对应的液晶狭缝的其中两组，使得第二影像的其中之一穿透视窗上每一第二视域的两组液晶狭缝。
[0016]根据本发明一或多个实施例，其中第一投影机与第一视域数量相同，且第一投影机的第一影像单元分别被导引至不同的第一视域。第二投影机与第二视域数量相同，且第二投影机的第二影像单元分别被导引至不同的第二视域。
[0017]本发明的立体显示装置输出影像不需要额外配戴眼镜即可视得。视窗设置有第一视域以及第二视域，使得不同角度的影像不会互相干涉。接着，液晶狭缝层将影像有选择性地通过视窗，使得使用者可于观赏面看到立体影像。
【附图说明】
[0018]图1为依照本发明的立体显示装置第一实施例的立体示意图。
[0019]图2为依照本发明的立体显示装置第一实施例的俯视示意图。
[0020]图3为依照本发明的立体显示装置第一实施例的侧视示意图。
[0021]图4为依照本发明的立体显示装置第一实施例的光路示意图。
[0022]图5为本发明立体显示装置的屏幕结构一实施例的俯视示意图。
[0023]图6A为本发明立体显示装置的视窗一实施例的俯视示意图。
[0024]图6B为本发明立体显示装置的视窗另一实施例的俯视示意图。
[0025]图7为本发明的立体显示装置操作方式第一实施例的光路示意图。
[0026]图8为本发明的立体显示装置操作方式第二实施例的光路示意图。
[0027]图9为本发明立体显示装置的投影模块另一实施例的俯视示意图。
[0028]图10为本发明的立体显示装置第二实施例的立体示意图。
[0029]图11为本发明的立体显示装置第二实施例的光路示意图。
[0030]附图标记说明:
[0031]100立体显示装置
[0032]101中心轴
[0033]102投影模块
[0034]104，104a, 104b 光源
[0035]106偏振分光模块
[0036]108偏振分光镜
[0037]110反射镜
[0038]112第一偏振镜
[0039]114第二偏振镜
[0040]116 第一光束
[0041]118 第二光束
[0042]120第一投影机
[0043]122第一影像单元
[0044]124，124a, 124b 第一影像
[0045]130第二投影机
[0046]132第二影像单元
[0047]134，132a, 134b 第二影像
[0048]140 屏幕
[0049]142扩散反射层
[0050]144 透镜
[0051]150 视窗
[0052]152观赏面
[0053]160分割视域区
[0054]162, 162a, 162b 第一视域
[0055]164, 164a, 164b 第二视域
[0056]170液晶狭缝层
[0057]172，172a, 172b, al, a2, a4, a8, bl, b2, b4, b8 液晶狭缝
[0058]174偏振屏
[0059]176偏振板
[0060]178 波片
[0061]180第一偏振片
[0062]182第二偏振片
[0063]L1，L2 路径
[0064]S1第一观赏区
[0065]S2第二观赏区
[0066]S3第三观赏区
【具体实施方式】
[0067]以下将以附图公开本发明的多个实施方式，为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本发明。也就是说，在本发明部分实施方式中，这些实务上的细节是非必要的。此外，为简化附图起见，一些现有惯用的结构与元件在附图中将以简单示意的方式进行绘示。
[0068]有鉴于现有立体显示装置需要额外配置眼镜，使用者才可以视得立体影像。本发明的立体显示装置将影像分为P极化和S极化，再使用液晶狭缝控制穿过视窗的影像角度，使得使用者不需要额外配戴眼镜即可视得立体影像。除此之外，本发明的立体显示装置使用多台投影机，以提供同一时间的不同视角影像，使得影像解析度和亮度上升。
[0069]请参照图1，图1为依照本发明的立体显示装置第一实施例的立体示意图。立体显示装置100包含投影模块102、屏幕140以及视窗150，其中视窗150包含观赏面152。投影模块102以及视窗150设置于屏幕140的同一侧，使得立体显示装置100为反射式的显示
目-ο
[0070]请参照图2，图2为依照本发明的立体显示装置第一实施例的俯视示意图。投影模块102将影像投射至屏幕140后，影像再自屏幕140反射至视窗150，接着使用者即可自观赏面152见到立体显示装置100输出的影像。
[0071]根据本发明一实施例，屏幕140为曲面，其中曲面圆心位置与投影模块102同侧。曲面的屏幕140使得自投影模