CN102833556A - 立体显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种立体显示装置与一快门装置配合。立体显示装置包括一显示模块以及一红外线发射组件。显示模块具有一可视区及一光学膜片。红外线发射组件设置在显示模块内，红外线发射组件所发出的光线穿过光学膜片及可视区，并由快门装置接收，且控制快门装置动作。本发明的立体显示装置可降低成本，并使得立体显示装置的外观具有较佳的整体性。

Description

立体显示装置

技术领域

本发明涉及一种显示装置，特别是涉及一种立体显示装置。

背景技术

各种显示装置在一般人的生活中，已逐渐成为不可或缺的用品之一。而现行的显示装置除了不断的朝向高画质、高分辨率方面发展外，也在仿真立体空间的立体显示技术方面上蓬勃发展，其中，立体显示装置为业者主要发展领域之一。现行的立体显示方式基本可分为两种，其一为人眼裸视的方式，其二则为使用者要配戴快门眼镜的方式。

立体显示装置若利用人眼裸视的方式来呈现立体感，大都必须在显示面板的显示面之上再设置一遮光层并配合透镜的折射，以将显示面板上的左眼像素所输出的画面可被传送至使用者的左眼，而显示面板上右眼像素所输出的画面可被传送至使用者的右眼，使得使用者的两眼可分别接受到具有两眼视差(binocular parallax)的不同影像，进而形成立体影像。

另一方面，立体显示装置若配合快门眼镜(shutter glasses)(俗称3D眼镜)来显示立体感时，则必须另外设置一3D眼镜同步发射器，其包含电路板以及设置在电路板上的红外线发射组件。由于红外线发射组件具有指向性，故发射器的摆设位置必须要指向3D眼镜，以确保红外线发射组件可以不受干扰的将红外线信号传递给快门眼镜，不然可能会发生快门眼镜收不到红外线信号的窘境而造成快门眼镜无法正常操作。

请参照图1A及图1B所示，其分别为一种公知的立体显示装置1的示意图。为了确保3D眼镜同步发射器11上的红外线发射组件11 1可以不受干扰的将红外线信号传递给快门眼镜2，公知的作法如图1A所示，是将3D眼镜同步发射器11设置在立体显示装置1内，其中红外线发射组件111镶嵌在立体显示装置1的机壳12上，而使红外线发射组件111直接外露在机壳12；另一种作法则如图1B所示，是使用外接的方式将3D眼镜同步发射器11设置在立体显示装置1外，并以导线与立体显示装置1作电性连结，以确保红外线发射组件111所发射的3D眼镜控制信号可直接射至快门眼镜2。

然而，不论是将3D眼镜同步发射器11镶嵌在机壳12或是与屏幕外接的方式，都需额外的电路板来设置红外线发射组件111，如此，使得立体显示装置1的成本较高。另外，3D眼镜同步发射器11若采用嵌镶在机壳12的方式，则需对立体显示装置1的机壳12进行钻孔，如此，不仅费时费力，也破坏显示装置1的整体性及美观。此外，采用外接3D眼镜同步发射器11的方式也让立体显示装置1的外观不够简洁，而使得立体显示装置1的整体性不佳。

因此，如何提供一种立体显示装置，可降低其成本，并可使立体显示装置的外观较简洁而具有较佳的整体性，已成为重要课题之一。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可降低成本，并可使立体显示装置的外观较简洁而具有较佳的整体性的立体显示装置。

为达上述目的，本发明可采用以下技术方案来实现的。

依据本发明的一种立体显示装置与一快门装置配合。立体显示装置包括一显示模块以及一红外线发射组件。显示模块具有一可视区及一光学膜片。红外线发射组件设置在显示模块内，红外线发射组件所发出的光线穿过光学膜片及可视区，并由快门装置接收，且控制快门装置动作。

在一实施例中，显示模块包含一背光单元及一显示面板，光学膜片及红外线发射组件均设置在背光单元。

在一实施例中，红外线发射组件设置在背光单元的侧边、角落或内侧。

在一实施例中，背光单元包含至少一个光源，光源包含一冷阴极荧光灯、一发光二极管、或其组合。

在一实施例中，红外线发射组件邻设在光源。

在一实施例中，红外线发射组件与光源间隔设置。

在一实施例中，显示模块包含一自发光显示面板，红外线发射组件设置在自发光显示面板。

在一实施例中，背光单元包含一驱动控制电路板，驱动控制电路板产生一立体眼镜控制信号到红外线发射组件，以控制红外线发射组件发光。

在一实施例中，红外线发射组件与驱动控制电路板电连接。

在一实施例中，快门装置包含一红外线接收器，红外线接收器接收红外线发射组件所发出的光线，以控制快门装置。

在一实施例中，快门装置是一头戴式快门装置或一快门眼镜。

在一实施例中，快门装置包含一同步控制单元、一左眼快门单元及一右眼快门单元，同步控制单元与左眼快门单元及右眼快门单元电连接。

在一实施例中，同步控制单元与红外线发射组件同步以控制左眼快门单元及右眼快门单元开启或关闭。

在一实施例中，显示模块交替的输出一左眼影像及一右眼影像。

承上所述，因本发明的立体显示装置具有显示模块以及红外线发射组件，红外线发射组件设置在显示模块内，其中，红外线发射组件所发出的光线穿过光学膜片及可视区，并由快门装置接收，且控制快门装置动作。由此，与公知相比较，不需额外的电路板来设置红外线发射组件，且红外线发射组件也不需嵌镶在机壳或使用外接的方式来设置，因此，本发明的立体显示装置可降低其成本，且立体显示装置的外观也较简洁而具有较佳的整体性。

附图说明

图1A及图1B分别为一种公知的立体显示装置的示意图；

图2A至图2G为本发明的立体显示装置不同的实施态样示意图；

图3为本发明的立体显示装置的功能方块示意图；以及

图4为快门装置的部分分解示意图。

主要元件符号说明：

1、3、3a～3g：立体显示装置

11：3D眼镜同步发射器

12：机壳

111：红外线发射组件

2、4：快门装置

31：显示模块

311a～311g：背光单元

312：显示面板

32：红外线发射组件

41：同步控制单元

42：左眼快门单元

421、431：液晶组件

422、423、432、433：偏光组件

43：右眼快门单元

B：基板

C：驱动控制电路板

D：立体眼镜控制信号

F：光学膜片

F1：扩散板

F2：扩散片

F3：导光板

F4：增亮膜

I_L：左眼影像

IN：入光侧

I_R：右眼影像

S：光源

V：可视区

具体实施方式

以下将参照相关附图，说明依本发明优选实施例的一种立体显示装置，其中相同的元件将以相同的元件符号加以说明。

请参照图2A所示，其为本发明优选实施例的一种立体显示装置3a的实施态样示意图。立体显示装置3a与一快门装置4配合，而快门装置4的快门单元实质上位在人眼与立体显示装置3a之间。换言之，快门单元位在人眼与立体显示装置3a的光路径上，使用者可通过快门装置4观赏立体显示装置3a。立体显示装置3a包括一显示模块31以及一红外线发射组件32。其中，立体显示装置3a例如可作为家庭用的显示装置(例如：电视、数字相框或监视器)、电影院用的显示装置或电子装置的显示屏幕等。另外，快门装置4例如可为一快门眼镜，或者其它可交替的遮蔽使用者左右眼的装置，例如具有主动式转动或移动组件的快门装置。在此，快门装置4以快门眼镜为例，当然也可以是其它的头戴式快门装置，然其非限制性。

显示模块31具有一可视区V(viewable area)及一光学膜片F。其中，显示模块31的可视区V是指实际穿出外机壳而能显示影像画面的区域。本实施例中，显示模块31以一非自发性发光的液晶显示模块为例，而显示模块31更包含一背光单元311a及一显示面板312，可视区V即指显示面板312上外机壳未遮蔽的区域，光线可由可视区V射至观赏者。光学膜片F设置在背光单元311a之上，且邻设在显示面板312。其中，光学膜片F包括一扩散板F1及一扩散片F2，以均匀化背光单元311a所射出的光线。当然，在其它的实施态样中，光学膜片F的数量也可以大于两片，并例如包含导光板、菱镜片、扩散板、扩散片、增亮膜或其组合。

图2A中，显示模块31以直下式(direct type)背光单元311a为例，背光单元311a包含至少一个光源S，而光源S可例如包含一冷阴极荧光灯、一发光二极管、或其组合。另外，本实施例以背光单元311a具有复数光源S，而所述光源呈数组排列的发光二极管。其中，背光单元311a还可包含一驱动控制电路板(图中未显示)，所述光源S与驱动控制电路板电连接，以控制所述光源S点亮或熄灭。

红外线发射组件32设置在显示模块31内。在此，红外线发射组件32的数量以四颗为例，且设置在背光单元311a，并邻设在光源S，而红外线发射组件32以红外线发光二极管(infrared LED)为例。红外线发射组件32例如可设置在背光单元311a的侧边、角落或内侧，其设置数量以不影响整体背光单元311a发光均匀性和质量表现为原则。与光源S相同的是，红外线发射组件32也与驱动控制电路板电连接，而驱动控制电路板更具有能控制红外线发射组件32点亮或熄灭的微处理器。

通过驱动控制电路板上的微处理器产生一立体眼镜控制信号到红外线发射组件32，即能控制红外线发射组件32点灭。由于，驱动光源S和红外线发射组件32的电路板为同一块电路板，因此，可不需将驱动红外线发射组件32的电路另外设置在另一电路板上，故可降低立体显示装置3a的成本。

红外线发射组件32所发出的光线穿过光学膜片F及可视区V，并由快门装置4接收，且控制快门装置4动作。另外，快门装置4可包含一红外线接收器(图未显示)，而红外线接收器可接收红外线发射组件32所发出的红外光。

特别一提的是，在图2A的实施态样中，背光单元311a具有复数颗发光二极管(复数光源S)，而所述发光二极管及红外线发射组件32形成二维数组排列，并设置在一基板B上。不过，在其它的实施态样中，所述发光二极管及红外线发射组件32也可具有其它的排列方式，例如一维数组或不规则排列。另外，如图2B所示，也可将红外线发射组件32与背光单元311b的光源S以表面黏着制作工艺制作成光条(light bar)形式，再将复数光条组合在基板B上，以成为背光单元311b加上红外线发射组件32的组合态样。

请参照图2C及图2D所示，其分别为另一态样的立体显示装置3c、3d的示意图。

在图2C及图2D中，背光单元311c、311d的发光二极管的排列方式与背光单元311a相同，立体显示装置3c、3d的红外线发射组件32仍是四颗，但是红外线发射组件32并不是设置在背光单元311c、311d的四个角落，而是设置在背光单元311c、311d的内侧，而且四颗红外线发射组件32的排列可以形成一矩形。其中，红外线发射组件32的设置数量以不影响整体背光单元311c、311d发光均匀性和质量表现为原则。另外，图2C及图2D的红外线发射组件32的设置位置及数量只是举例，使用者当然可依其需求设置在背光单元内侧的不同位置及不同数量。

另外，请参照图2E所示，其为另一态样的立体显示装置3e的示意图。其中，并未显示出与立体显示装置3e配合的快门装置。

在本实施态样中，显示模块31以具有侧光式(edge-light type)的背光单元311e为例。而红外线发射组件32的设置数量以不影响整体背光单元311e发光均匀性和质量表现为原则，本实施样态的数量为两颗，并分别设置在所述光源S的两端为例。另外，本态样的光学膜片F包括一扩散板F1、一增亮膜F4以及一导光板F3。其中，红外线发射组件32所发出的光线由导光板F3的一入光侧IN入光，通过导光板F3、扩散板F1及增亮膜F4的作用可使红外线发射组件32所发出的光线均匀的到达快门装置(图未显示)，并由快门装置接收，以控制快门装置动作。

请参照图2F所示，其为又一态样的立体显示装置3f的示意图。其中，并未显示与立体显示装置3f配合的快门装置。

与立体显示装置3e不同的是，立体显示装置3e是单侧入光，而立体显示装置3f是双侧入光，且红外线发射组件32的设置数量以不影响整体背光单元311f的发光均匀性和质量表现为原则，本实施样态的数量为四颗，并分别设置在光源311f的两端为例。

另外，请参照图2G所示，其为又一态样的立体显示装置3g的示意图。其中，并未显示与立体显示装置3g配合的快门装置。

与立体显示装置3e不同的是，立体显示装置3g含复数颗红外线发射组件32，其设置数量以不影响整体背光单元311g发光均匀性和质量表现为原则，并与光源S间隔设置。本实施样态的数量以四颗为例，其中，两红外线发射组件32的间隔可为固定数量的光源S，或为不固定数量的光源S。例如图2G所示，立体显示装置3g中两颗红外线发射组件32之间的光源S数量分别为4颗、7颗及5颗。

值得一提的是，在其它的实施例中，若显示模块31包含一自发光显示面板(图未显示)的话，其没有背光单元，因此，红外线发射组件32可设置在自发光显示面板上。自发光显示面板例如为有机发光二极管(OrganicLight Emitting Diode，OLED)显示面板，而红外线发射组件32所发出的光线一样可穿过其光学膜片及可视区，并由快门装置4接收，且控制快门装置4动作。

另外，请参照图3所示，其为本发明的立体显示装置3的功能方块示意图。其中，图3未显示光学膜片F。

显示模块31可交替的(alternatively)输出一左眼影像I_L及一右眼影像I_R。其中，左眼影像I_L及右眼影像I_R出现在显示模块31的频率可为60Hz以上，或是60Hz的倍数，以避免人眼察觉。需注意的是，显示模块31交替的输出左眼影像I_L及右眼影像I_R是指，显示模块31在时间轴上快速切换输出左眼影像I_L及右眼影像I_R。换言之，以左眼影像I_L、右眼影像I_R、左眼影像I_L、右眼影像I_R....的顺序依序输出。再者，左眼影像I_L及右眼影像I_R交替的被输出表示，左眼影像I_L及右眼影像I_R可以部分重叠，或两影像刚好交接，或两影像之间有时间间隔，在此不予以限制。再者，左眼影像I_L不等于右眼影像I_R，且具有两眼视差，得使人眼在观赏快速交替的左眼影像I_L及右眼影像I_R后，经视觉残留而形成一立体影像。

图3中，背光单元(图未显示)更可包含一驱动控制电路板C，驱动控制电路板C产生一立体眼镜控制信号D到红外线发射组件32，以控制红外线发射组件32点灭。其中，驱动控制电路板C即为驱动背光单元及红外线发射组件32的驱动电路板，因此，可降低立体显示装置3的成本。

另外，快门装置4可包含一同步控制单元41、一左眼快门单元42及一右眼快门单元43，同步控制单元41与左眼快门单元42及右眼快门单元43电连接。其中，同步控制单元41接收红外线发射组件32所发出的光线，并与红外线发射组件32同步，以控制左眼快门单元42及右眼快门单元43开启或关闭。在此，同步控制单元41依据红外线发射组件32所发出的光线，让一使用者交替的由左眼快门单元42看见左眼影像I_L，并由右眼快门单元43看见右眼影像I_R。

其中，红外线发射组件32所发出的光线可控制快门装置4的左眼快门单元42开启及右眼快门单元43关闭，或控制左眼快门单元42关闭及右眼快门单元43开启。当然，红外线发射组件32所发出的光线也可控制左眼快门单元42及右眼快门单元43同时开启或同时关闭。

请同时参照图3及图4所示，其中，图4为快门装置4的部分分解示意图。在此，快门装置4以快门眼镜为例。需注意的是，在图4中，液晶组件421、431及偏光组件422、423、432、433非实际比例，且镜框及镜架等结构依不同的要求可有不同的设计方式，在此省略表示，然实际应用时仍可具有所述结构。

左眼快门单元42及右眼快门单元43可分别具有一液晶组件421、431及两偏光组件422、423、432、433。其中，液晶组件421、431例如可为一液晶层夹置在两个基板间，而液晶组件421、431可具有扭转向列(TwistedNematic，TN)型液晶、超扭转向列(Super Twisted Nematic，STN)型液晶、双层超扭转向列(Double layer Super Twisted Nematic，DSTN)型液晶、胆固醇(Cholesteric)型液晶或蓝相(Blue Phase)液晶，而液晶组件421、431分别设置在所述偏光组件422、423及432、433之间。所述偏光组件422、423及432、433分别可为偏光轴方向彼此垂直的偏光片组，通过同步控制单元41的控制，即可使左眼快门单元42及右眼快门单元43有效的产生遮光效果。当然，若为增加光遮蔽效果，也可使用两个以上的偏光组件。

因此，通过液晶组件421、431受电压控制可转向以改变偏光方向的特性，配合两偏光组件422、423及432、433即可产生遮光及透光的效果。由此，左眼快门单元21可依据红外线发射组件32所发出的光线而呈遮光、透光、遮光、透光、...的状态，同时右眼快门单元43则会与左眼快门单元42相反而呈透光、遮光、透光、遮光、...的状态。使用者即可交替的由左眼快门单元42看见左眼影像I_L(当左眼快门单元42为透光状态，右眼快门单元43为遮光状态)，由右眼快门单元43看见右眼影像I_R(当左眼快门单元42为遮光状态，右眼快门单元43为透光状态)。如此一来，使用者的两眼可分别接受到具有两眼视差的左眼影像I_L及右眼影像I_R，以在脑中形成立体影像。

综上所述，因本发明的立体显示装置具有显示模块以及红外线发射组件，红外线发射组件设置在显示模块内，其中，红外线发射组件所发出的光线穿过光学膜片及可视区，并由快门装置接收，且控制快门装置动作。由此，与公知相较，不需额外的电路板来设置红外线发射组件，且红外线发射组件也不需嵌镶在机壳或使用外接的方式来设置，因此，本发明的立体显示装置可降低其成本，且立体显示装置的外观也较简洁而具有较佳的整体性。

以上所述仅是举例性，而非限制性。任何未脱离本发明的精神与范畴，而对其进行的等效修改或变更，均应包括在权利要求所限定的范围内。

Claims (14)

1.一种立体显示装置，与一快门装置配合，其特征在于，所述立体显示装置包括：

显示模块，具有可视区及光学膜片；以及

红外线发射组件，设置在所述显示模块内，所述红外线发射组件所发出的光线穿过所述光学膜片及所述可视区，并由所述快门装置接收，且控制所述快门装置动作。

2.根据权利要求1所述的立体显示装置，其特征在于，所述显示模块包含背光单元及显示面板，所述光学膜片及所述红外线发射组件均设置在所述背光单元。

3.根据权利要求2所述的立体显示装置，其特征在于，所述红外线发射组件设置在所述背光单元的侧边、角落或内侧。

4.根据权利要求2所述的立体显示装置，其特征在于，所述背光单元包含至少一个光源，所述光源包含冷阴极荧光灯、发光二极管、或其组合。

5.根据权利要求4所述的立体显示装置，其特征在于，所述红外线发射组件邻设于所述光源。

6.根据权利要求4所述的立体显示装置，其特征在于，所述红外线发射组件与所述光源间隔设置。

7.根据权利要求1所述的立体显示装置，其特征在于，所述显示模块包含自发光显示面板，所述红外线发射组件设置在所述自发光显示面板。

8.根据权利要求2所述的立体显示装置，其特征在于，所述背光单元包含一驱动控制电路板，所述驱动控制电路板产生一立体眼镜控制信号到所述红外线发射组件，以控制所述红外线发射组件发光。

9.根据权利要求8所述的立体显示装置，其特征在于，所述红外线发射组件与所述驱动控制电路板电连接。

10.根据权利要求1所述的立体显示装置，其特征在于，所述快门装置包含红外线接收器，所述红外线接收器接收所述红外线发射组件所发出的光线，以控制所述快门装置。

11.根据权利要求1所述的立体显示装置，其特征在于，所述快门装置是一头戴式快门装置或一快门眼镜。

12.根据权利要求1所述的立体显示装置，其特征在于，所述快门装置包含同步控制单元、左眼快门单元及右眼快门单元，所述同步控制单元与所述左眼快门单元及所述右眼快门单元电连接。

13.根据权利要求12所述的立体显示装置，其特征在于，所述同步控制单元与所述红外线发射组件同步以控制所述左眼快门单元及所述右眼快门单元开启或关闭。

14.根据权利要求1所述的立体显示装置，其特征在于，所述显示模块交替的输出一左眼影像及一右眼影像。

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