显示装置的制作方法

本发明涉及一种显示装置，特别涉及一种立体显示装置。

背景技术：

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分辨率及色彩的追求，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。

立体显示主要的作用原理为分别馈送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)的二影像时，观测者会感觉所视物具有层次感及深度感，以感受到一个三度空间立体影像。

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。再依照馈送的方式不同，再细分为时域多任务以及空间多任务的方式。

图1为现有技术采用空间多任务模式的投影式立体显示装置1的示意图，如图所示，现有技术采用空间多任务模式的投影式立体显示装置1包含背光源11、显示装置12以及透镜阵列13。透镜阵列13的透镜14将像素15’、15”、15”’输出的像素指向三个不同的空间位置16’、16”、16”’。以相似的方式，透镜阵列13的透镜14’也将像素15’、15”、15”’输出的像素指向三个不同的空间位置17’、17”、17”’。

图2为现有技术采用时域多任务模式的投影式立体影像显示装置的示意图。如图所示，此显示装置2包含一光源21、一偏光镜23、一旋转多面镜25、一面板27以及数个光学元件29。光源21产生一光束，光束先藉由偏光镜23偏极化，再以旋转多面镜25反射至面板27成像，产生类似扫描效果。后续的数个光学元件29在不同的时序中将不同角度的影像投影至不同观察区域。详言之，光源21依序在面板27相邻的视域上产生第一视角影像、第二视角影像、 第三视角影像及第四视角影像，但此种投影式立体影像显示装置需藉由旋转多面镜25旋转，且多面镜25的旋转方式大多采用机械式运转，此种运转方式较易因摩擦产生大量噪音。且若遇分割的视角较多，此时，则需提高旋转多面镜25的转速，使得前述缺点将更为显著。

事实上，无论单独采用以空间多任务模式(spatial multiplex)或时域多任务模式(time multiplex)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。基于此，如何设计出同时具有较低成本、简化的光学配置及分辨率高等优点的立体影像显示装置，乃为此业界亟需努力的目标。

技术实现要素：

本发明为了欲解决现有技术的问题而提供的一种显示装置，包括一投影镜头、一菲涅耳透镜、一角度放大屏幕、一垂直扩散板以及一第一微光偏折板。投影镜头提供一初始影像。该第一微光偏折板夹设于该菲涅耳透镜与该角度放大屏幕之间，该角度放大屏幕夹设于该第一微光偏折板与该垂直扩散板之间，该初始影像被该第一微光偏折板转向而成为一第一视角影像以及一第二视角影像，该第一视角影像以及该第二视角影像的视角方向皆不相同。

在一实施例中，该第一微光偏折板包括一第一光偏折区以及一第二光偏折区，该初始影像经过该第一光偏折区以及该第二光偏折区而被转向成为该第一视角影像以及该第二视角影像。

在一实施例中，该第一光偏折区以及该第二光偏折区沿一第一方向排列，该第一方向为水平方向。

在一实施例中，该第一光偏折区以及该第二光偏折区沿一第一方向排列，该第一方向与一水平方向之间的夹角为45度。

在一实施例中，该显示装置更包括第二微光偏折板，其中，该第二微光偏折板夹设于该第一微光偏折板与该角度放大屏幕之间，该第一视角影像被该第二微光偏折板转向而成为一第一子视角影像以及一第二子视角影像，该第二视角影像被该第二微光偏折板转向而成为一第三子视角影像以及一第四子视角影像，其中，该第一子视角影像、该第二子视角影像、该第三子视角影像以及该第四子视角影像的视角方向皆不相同。

在一实施例中，该第二微光偏折板包括一第一子光偏折区以及一第二子 光偏折区，该第一视角影像经过该第一子光偏折区以及该第二子光偏折区而被转向成为该第一子视角影像以及该第二子视角影像，该第二视角影像经过该第一子光偏折区以及该第二子光偏折区而被转向成为该第三子视角影像以及该第四子视角影像。

在一实施例中，该第一光偏折区以及该第二光偏折区沿一第一方向排列，该第一子光偏折区以及该第二子光偏折区沿一第二方向排列，该第一方向与该第二方向之间的夹角为45度。

在一实施例中，该第一光偏折区以及该第二光偏折区的光偏折能力为(-2,+2)，该第一子光偏折区以及该第二子光偏折区的光偏折能力为(-1,+1)。

在一实施例中，该第一光偏折板更包括一第三光偏折区，该第二光偏折板更包括一第三子光偏折区，该第一光偏折区、该第二光偏折区以及该第三光偏折区沿一第一方向排列，该第一子光偏折区、该第二子光偏折区以及该第三子光偏折区沿一第二方向排列，该第一方向与该第二方向之间的夹角为45度。

在一实施例中，该第一光偏折区、该第二光偏折区以及该第三光偏折区的光偏折能力为(-3,0,+3)，该第一子光偏折区、该第二子光偏折区以及该第三子光偏折区的光偏折能力为(-1,0,+1)。

在一实施例中，该第二光偏折板更包括一第三子光偏折区以及一第四子光偏折区，该第一光偏折区以及该第二光偏折区沿一第一方向排列，该第一子光偏折区、该第二子光偏折区、该第三子光偏折区以及该第四子光偏折区沿一第二方向排列，该第一方向与该第二方向之间的夹角为45度。

在一实施例中，该第一光偏折区以及该第二光偏折区的光偏折能力为(-4,+4)，该第一子光偏折区、该第二子光偏折区、该第三子光偏折区以及该第四子光偏折区的光偏折能力为(-3,-1,+1,+3)。

本发明亦提供一种显示装置，包括一投影镜头、一第一微光偏折板以及一第二微光偏折板。投影镜头提供一初始影像。该初始影像被该第一微光偏折板转向而成为一第一视角影像以及一第二视角影像，该第一视角影像以及该第二视角影像的视角方向皆不相同。该第一视角影像被该第二微光偏折板转向而成为一第一子视角影像以及一第二子视角影像，该第二视角影像被该第二微光偏折板转向而成为一第三子视角影像以及一第四子视角影像，其中， 该第一子视角影像、该第二子视角影像、该第三子视角影像以及该第四子视角影像的视角方向皆不相同。

应用本发明实施例的微光偏折板及其配置方式，可倍数增加显示装置的视角影像，藉此提供高分辨率的立体影像。特别是，本发明实施例的微光偏折板及其配置方式可搭配应用于时域多任务模式(time multiplex)设计的显示装置之中，达成空间多任务模式(spatial multiplex)与时域多任务模式(time multiplex)相整合的效果。

附图说明

图1是显示现有技术采用时间多任务模式的投影式立体显示装置。

图2是显示另一种现有技术采用时间多任务模式的投影式立体显示装置。

图3是显示本发明第一实施例的显示装置。

图4A是显示本发明一实施例的第一微光偏折板。

图4B是显示本发明另一实施例的第一微光偏折板。

图4C是显示本发明实施例的第一微光偏折板的设计原理。

图5A是显示本发明一实施例的第一微光偏折板的细部结构。

图5B是显示本发明一实施例的第一微光偏折板的效果。

图5C是显示本发明另一实施例的第一微光偏折板的效果。

图6是显示本发明第二实施例的显示装置。

图7是显示本发明第三实施例的显示装置。

图8是显示本发明第四实施例的显示装置。

其中，附图标记：

1～显示装置

11～背光源

12～显示装置

13～透镜阵列

14、14’～透镜

15’、15”、15”’～像素

16’、16”、16”’～空间位置

17’、17”、17”’～空间位置

2～显示装置

21～光源

23～偏光镜

25～旋转多面镜

27～面板

29～光学元件

100～显示装置

110～投影镜头

120～菲涅耳透镜(Fresnel lens)

130～角度放大屏幕

140～垂直扩散板

150、150’～第一微光偏折板

151～第一光偏折区

152～第二光偏折区

153～第三光偏折区

161～第一子光偏折区

162～第二子光偏折区

163～第三子光偏折区

164～第四子光偏折区

190～初始影像

191～第一视角影像

192～第二视角影像

具体实施方式

参照图3，其是显示本发明第一实施例的显示装置100，包括一投影镜头110、一菲涅耳透镜(Fresnel lens)120、一角度放大屏幕130、一垂直扩散板140以及一第一微光偏折板150。投影镜头提供一初始影像。该第一微光偏折板150夹设于该菲涅耳透镜120与该角度放大屏幕130之间，该角度放大屏幕130夹设于该第一微光偏折板150与该垂直扩散板140之间，该初始影像被该第一微光偏折板150转向而成为一第一视角影像以及一第二视角影像，该第一 视角影像以及该第二视角影像的视角方向皆不相同。

参照图4A、4B，图4A是显示本发明一实施例的第一微光偏折板150，在此实施例中，第一微光偏折板150的光偏折能力为(-1,+1)。图4B是显示本发明另一实施例的第一微光偏折板150’，在此实施例中，第一微光偏折板150’的光偏折能力为(-1,0,+1)。参照图4C，光偏折能力可以透过以下公式设计而得：

其中，θ1代表右侧的锐角角度，θ2代表左侧的锐角角度，Wm代表底面的宽度，n代表折射率，Φi代表入射光角度，Φo代表出射光角度。

参照图5A、5B以及5C，在一实施例中，该第一微光偏折板150包括一第一光偏折区151以及一第二光偏折区152，该初始影像190(包含多个像素影像)经过该第一光偏折区151以及该第二光偏折区152而被转向成为该第一视角影像以及该第二视角影像。在此实施例中，该第一光偏折区151以及该第二光偏折区152沿一第一方向排列，该第一方向与一水平方向之间的夹角为45度。在一变化例中，该第一光偏折区151以及该第二光偏折区152沿一第一方向排列，该第一方向为水平方向。参照图5B以及5C，其是显示图5A的该第一微光偏折板150的配置效果，其中，基于该第一微光偏折板150的配置，该初始影像190被转向而成为一第一视角影像191以及一第二视角影像192。在此实施例中，四分之一的该初始影像190(在此以一个像素的右上角以及左下角为例)可被屏蔽(mask)所阻挡。在此实施例中，垂直方向的转向效果将由垂直扩散板140所扩散消除。

应用本发明实施例的微光偏折板及其配置方式，可倍数增加显示装置的视角影像，藉此提供高分辨率的立体影像。特别是，本发明实施例的微光偏折板及其配置方式可搭配应用于时域多任务模式(time multiplex)设计的显示装置之中，达成空间多任务模式(spatial multiplex)与时域多任务模式(time multiplex)相整合的效果。

参照图6，其是显示本发明第二实施例的显示装置，其更包括第二微光偏折板160，叠合该第一微光偏折板150，该第二微光偏折板160包括一第一子 光偏折区161以及一第二子光偏折区162，该第一视角影像经过该第一子光偏折区以及该第二子光偏折区而被转向成为一第一子视角影像以及一第二子视角影像，该第二视角影像经过该第一子光偏折区以及该第二子光偏折区而被转向成为一第三子视角影像以及一第四子视角影像。该第一子光偏折区161以及该第二子光偏折区162沿一第二方向排列，该第一方向与该第二方向之间的夹角为45度。在一实施例中，该第一光偏折区151以及该第二光偏折区152的光偏折能力为(-2,+2)，该第一子光偏折区161以及该第二子光偏折区162的光偏折能力为(-1,+1)。因此产生了(-3,-1,+1,+3)的光偏折能力，在上述数列中，每一像素受到的光偏折能力的差值为2，因此上述设计提供了均匀的光偏折效果。而应用此实施例，视角影像增加为原来的四倍。

参照图7，其是显示本发明第三实施例的显示装置，其中，该第一光偏折板150更包括一第三光偏折区153，该第二光偏折板160更包括一第三子光偏折区163，该第一光偏折区151、该第二光偏折区152以及该第三光偏折区153沿一第一方向排列，该第一子光偏折区161、该第二子光偏折区162以及该第三子光偏折区163沿一第二方向排列，该第一方向与该第二方向之间的夹角为45度。在一实施例中，该第一光偏折区151、该第二光偏折区152以及该第三光偏折区153的光偏折能力为(-3,0,+3)，该第一子光偏折区161、该第二子光偏折区162以及该第三子光偏折区163的光偏折能力为(-1,0,+1)。因此产生了(-4,-3,-2,-1,0,+1,+2,+3,+4)的光偏折能力，在上述数列中，每一像素受到的光偏折能力的差值为1，因此上述设计提供了均匀的光偏折效果。而应用此实施例，视角影像增加为原来的九倍。

参照图8，其是显示本发明第四实施例的显示装置，其中，该第二光偏折板160更包括一第三子光偏折区163以及一第四子光偏折区164，该第一光偏折区151以及该第二光偏折区152沿一第一方向排列，该第一子光偏折区161、该第二子光偏折区162、该第三子光偏折区163以及该第四子光偏折区164沿一第二方向排列，该第一方向与该第二方向之间的夹角为45度。在一实施例中，该第一光偏折区151以及该第二光偏折区152的光偏折能力为(-4,+4)，该第一子光偏折区161、该第二子光偏折区162、该第三子光偏折区163以及该第四子光偏折区164的光偏折能力为(-3,-1,+1,+3)。因此产生了(-7,-5,-3,-1,+1,+3,+5,+7)的光偏折能力，在上述数列中，每一像素受到的光偏折 能力的差值为2，因此上述设计提供了均匀的光偏折效果。而应用此实施例，视角影像增加为原来的八倍。

虽然本发明已以具体的较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟悉本领域的相关技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，仍可作些许的更动与润饰，但这些相应的改动与润饰都应包含于本发明所附权利要求的保护范围。