多视角立体显示装置及其角度放大屏幕的制作方法
【技术领域】
[0001] 本公开涉及一种显示装置及其光学元件，特别涉及一种多视角立体显示装置及其 角度放大屏幕。
【背景技术】
[0002] 近年来，为了追求更逼真更贴近真实的影像，显示技术不断地推陈出新使其贴合 观测者的需求。从初期的平面显示对于解析度及色彩的追求，至近年的三维显示装置更可 进一步提供观测者除了影像以外的立体感受。
[0003] 立体显示主要的作用原理为分别发送给左右眼不同的角度的观看物体的影像，根 据人眼的视觉特性，于双眼分别观视相同影像内容但是具有不同视差（Parallax)的两影 像时，观测者会感觉所视物具有层次感及深度感，以感受到一个三维空间立体影像。应用上 大略可分为需额外搭配眼镜观看或是直接裸视两种方式，近年来更主要的技术发展更以后 者为主。
[0004] 依据人眼的视觉特性，当双眼同时观看同一影像时，由于两眼间隔约是65mm， 因此双眼看到的影像会稍微不同，而构成立体影像。立体显示技术可分为眼镜式 (stereoscopic)及裸眼式（auto-stereoscopic)，其中裸眼式立体显示技术又可依照成像 方式，更细分为空间多工式（spatial multiplex)、及时域多工式（time-multiplex)。
[0005] 然而，无论采用以空间多工模式或时域多工模式来达到立体显示效果，均有其美 中不足的缺点及待克服的问题。因此，一种新的多视角立体显示器，乃为此业界亟需努力的 目标。
【发明内容】
[0006] 本公开的主要目的在于提供一种多视角立体显示器，其利用一光源装置发出影像 信息，并于光学传递路径上设置一角度放大屏幕，以放大影像视角，以符合终端应用需求。
[0007] 根据本公开的一实施例，上述多视角立体显示器包括一配置用于发出一影像光束 的投影镜头及一用于接收来自该投影镜头的该影像光束的角度放大屏幕。在部分实施例 中，角度放大屏幕包括一第一透镜单元、一第二透镜单元、及一中央透镜单元。第一透镜单 元包括多个具有一第一焦距的第一凸镜状透镜，彼此相隔一第一间距沿一既定方向排列。 第二透镜单元包括多个具有一第二焦距的第二凸镜状透镜，彼此相隔一第二间距沿该既定 方向排列。中央透镜单元位于该第一透镜单元与该第二透镜单元之间，并与该第一透镜单 元相隔该第一焦距的间距。该中央透镜单元包括多个具有一第三焦距的中央凸镜状透镜， 彼此相隔一第三间距沿该既定方向排列。第三间距满足下式 ：
[0009] 其中，PM为该第三间距，PA为该第一间距，TD为该影像光束自该投影镜头到达该角 度放大屏幕的投影距离，fa为该第一焦距，t为该第三焦距。
[0010] 在部分实施例中，第二间距满足下式：
[0012] 其中，PB为该第二间距，N为大于等于1的自然数。
[0013] 在部分实施例中，所述第一凸镜状透镜包括一第一轴向凸镜状透镜，且所述第二 凸镜状透镜包括一第二轴向凸镜状透镜，该第一轴向凸镜状透镜的光轴、及该第二轴向凸 镜状透镜的光轴是共同位于一主轴上。
[0014] 在上述实施例中，沿该既定方向，自相邻该第一轴向凸镜状透镜的另一第一凸镜 状透镜算起该第一透镜单元包括X个所述第一凸镜状透镜，
[0015] 并且自相邻该第二轴向凸镜状透镜的另一第二凸镜状透镜算起该第二透镜单元 包括X个所述第二凸镜状透镜，其中第Y个该第二凸镜状透镜的光轴是自第Y个该第一凸 镜状透镜的光轴偏移一偏移量，且该偏移量满足下式：
[0016] 0Y = Y* [Pb*N-Pa]
[0017] 其中，PB为该第二间距，0Y为该偏移量，Y小于或等于X，N为大于或等于1的自然 数。
[0018] 在部分实施例中，该影像光束自该投影镜头到达该角度放大屏幕的投影距离满足 下式：
[0019] TD 彡 fa/0Y*W/2
[0020] 其中W为该第一透镜单元于该既定方向上的宽度。
[0021 ] 在部分实施例中，该第一焦距等于该第三焦距。
[0022] 在部分实施例中，第一焦距大于该第二焦距。
[0023] 在部分实施例中，该中央透镜单元与该第二透镜单元相隔该第二焦距的间距。
[0024] 在部分实施例中，该角度放大屏幕还包括多个遮光元件设置于相邻的两个所述第 二凸镜状透镜之间。
[0025] 在部分实施例中，该角度放大屏幕还包括多个遮光元件设置于相邻的两个所述第 二凸镜状透镜之间。
[0026] 在部分实施例中，该第一透镜单元与该中央透镜单元为一体成形，所述第一凸镜 状透镜面向该角度放大屏幕的一入光侧（靠近该投影镜头的一侧），且所述中央凸镜状透 镜及该第二凸镜状透镜面向该角度放大屏幕的一出光侧（远离该投影镜头的一侧）。
[0027] 在部分实施例中，该角度放大屏幕包括多个第二透镜单元，所述第二透镜单元依 序沿该既定方向排列。
[0028] 在参阅附图及随后描述的实施方式后，此技术领域技术人员便可了解本公开的目 的，以及本公开的技术手段及实施态样。
【附图说明】
[0029] 图1显示本公开的部分实施例的多视角立体显示装置的示意图。
[0030] 图2显示本公开的部分实施例的多视角立体显示装置的部分结构示意图。
[0031] 图3显示本公开的部分实施例的多视角立体显示装置的部分结构示意图。
[0032] 图4显示本公开的部分实施例的多视角立体显示装置的部分结构示意图。
[0033] 图5显示本公开的部分实施例的角度放大屏幕的部分结构示意图。
[0034] 图6显示本公开的部分实施例的角度放大屏幕的部分结构示意图。
[0035] 附图标记说明：
[0036] 1、la~多视角立体显示装置
[0037] 11~光源模块
[0038] 112~投影镜头
[0039] 12、13~光路转换装置
[0040] 14、14a、14b~角度放大屏幕
[0041] 20~第一透镜单元
[0042] 21、22、23~第一凸镜状透镜
[0043] 30、30a、30b~中央透镜单元
[0044] 31a、32a、33a~中央凸镜状透镜
[0045] 31b、32b、33b~中央凸镜状透镜
[0046] 40、40a、40b、40c ~第二透镜单元
[0047] 41、42、43~第二凸镜状透镜
[0048] 41a、42a、43a~第二凸镜状透镜
[0049] 4lb、42b、43b~第二凸镜状透镜
[0050] 41c、42c、43c、44c、45c ~第二凸镜状透镜
[0051] 60~菲涅耳透镜
[0052] 80~垂直散光器
[0053] 90~观看区域
[0054] C~主轴
[0055] D~既定方向
[0056] fa~第一焦距
[0057] fb~第二焦距
[0058] 圪~第三焦距
[0059] PA~第一间距
[0060] PB~第二间距
[0061] PM~第三间距
[0062] R0、R1、R2、R3、R4、R5、R6 ~坐标
[0063] W~宽度
[0064] TD~投影距离
【具体实施方式】
[0065] 以下将通过实施例来解释本公开的一种多视角立体显示装置。需说明者，本公开 的实施例并非用以限制本公开需在如实施例所述的任何特定的环境、应用或特殊方式方能 实施。因此，关于实施例的说明仅为阐释本公开的目的，而非用以限制本公开。此外，所述 附图或以略微简化或稍夸大比例的方式绘制，其是为了有助于理解本公开，所显示的元件 并非实施时的数目、形状及尺寸比例，非用以限定本公开，于此合先叙明。
[0066] 参照图1，其显示本公开的部分实施例的多视角立体显示装置1的示意图。在部分 实施例中，多视角立体显示装置1包括一光源模块11、多个光路转换装置，例如光路转换装 置12、13、及一角度放大屏幕14。应当理解的是，多视角立体显示装置1的元件数量可依需 求增加或减少，并不受此实施例所限。
[0067] 在部分实施例中，请同时参照图2,光源模块11根据一影像信号产生多个影像光 束，并实质沿一主轴c并经由投影镜头112、光路转换装置12、13、及角度放大屏幕14投射 至观看区域90,以显示影像画面供观看者观看。在部分实施例中，多视角立体显示装置1所 显示的影像中，每一像素是分别由多个具有不同方向（例如：15个方向）的影像像素所构 成，以建立一立体光场，并达到多视角观看的目的。由于本发明的光源模块11产生影像光 束的方式为本领域的现有元件，且非为本发明所强调的内容，在此不加以赘述。
[0068] 参照图2,其显示本公开的部分实施例的多视角立体显示装置1的部分结构的示 意图，其中角度放大屏幕14的部分结构未显示于图2。在部分实施例中，角度放大屏幕14 包括一菲涅耳透镜（Fresnel Lens) 60、一第一透镜单元20、一第二透镜单元40、及一垂直 散光器（vertical diffuser) 80依序沿主轴C排列。菲涅耳透镜60是配置用于改变影像 光束的传递方向，使其沿平行主轴C的方向传递。第一透镜单元20及第二透镜单元40是 配置用于放