TWI537605B - 立體顯示裝置與應用其之立體顯示方法 - Google Patents

立體顯示裝置與應用其之立體顯示方法 Download PDF

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TWI537605B TW103129626A TW103129626A TWI537605B TW I537605 B TWI537605 B TW I537605B TW 103129626 A TW103129626 A TW 103129626A TW 103129626 A TW103129626 A TW 103129626A TW I537605 B TWI537605 B TW I537605B
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Description

立體顯示裝置與應用其之立體顯示方法
本發明是有關於一種立體顯示裝置，特別是一種裸視的立體顯示裝置。
利用人類的兩眼視差，習知的立體顯示裝置以分別提供觀賞者兩眼不同的影像來達成立體顯示。而其中的立體裸視顯示器，顧名思義，不像其他的立體顯示裝置需要使用眼鏡來區分左右眼影像，立體裸視顯示器將具不同影像之光束分別傳送到空間上不同的位置，因此若不同的影像分別傳至對應觀賞者之不同角度的視線，觀賞者即能夠以裸視感受到立體影像。立體裸視顯示技術能避免眼鏡式立體顯示技術的不便，是目前重要的發展方向。
本發明一實施方式提供一種立體顯示裝置，使用投影機作為影像來源，並設置液晶狹縫層以控制影像以不同 角度送出，使得觀看者不需額外配帶眼鏡即可見到立體影像。此外，液晶狹縫層上設置有第一視域以及第二視域，使得投影機所提供的影像不會彼此干涉而使影像模糊。
本發明一實施方式提供一種立體顯示裝置，包含投影模組、屏幕以及視窗。屏幕位於投影模組與視窗之同側，且投影模組於視窗上之投影位於視窗之邊緣。投影模組包含第一投影機以及第二投影機。第一投影機用以提供具有第一極化之第一影像單元，其中第一影像單元包含依時序呈現的第一影像。第二投影機用以提供具有第二極化之第二影像單元，其中第二影像單元包含依時序呈現的第二影像。第一影像和第二影像皆投影並成像於屏幕，而屏幕則將第一影像單元以及第二影像單元反射至視窗。視窗包含分割視域區以及液晶狹縫層。分割視域區接收來自屏幕之第一影像單元以及第二影像單元，並包含彼此交錯排列的第一視域以及第二視域，其中第一視域使第一極化之光束通過，而第二視域使第二極化之光束通過。液晶狹縫層用以使通過分割視域區之部分第一影像單元以及部分第二影像單元穿透。
根據本發明一或多個實施例，投影模組更包含光源以及偏振分光模組。光源用以提供光線。偏振分光模組包含偏振分光鏡以及反射鏡。偏振分光鏡用以將光線轉換為具有第一極化之第一光束和具有第二極化之第二光束。第一光束於偏振分光鏡反射進入第一投影機，而第二光束於反射鏡反射進入第二投影機。
根據本發明一或多個實施例，投影模組更包含第一光源、第二光源、第一偏振分光鏡以及第二偏振分光鏡。 第一光源用以提供第一投影機第一光束。第一光束通過第一偏振分光鏡後轉換為只具有第一極化之光束。第二光源用以提供第二投影機第二光束。第二光束通過第二偏振分光鏡後轉換為只具有第二極化之光束。
根據本發明一或多個實施例，屏幕為曲面，其中曲面圓心位置與投影模組同側。
根據本發明一或多個實施例，屏幕更包含透鏡。透鏡用以將投影模組之第一影像單元以及第二影像單元分別導引至第一視域以及第二視域。
根據本發明一或多個實施例，液晶狹縫層包含液晶狹縫以及偏振屏。液晶狹縫用以定義進入液晶狹縫層之光束的極化方向。偏振屏設置於液晶狹縫相對分割視域區之一側，並使單一極化之光通過。
根據本發明一或多個實施例，每一第一視域以及每一第二視域所對應之液晶狹縫數量相同。
根據本發明一或多個實施例，視窗包含偏振板以及波片。偏振板設置於分割視域區，並使單一極化之光通過。 波片設置於偏振板上，其中波片為二分之一波片。波片於分割視域區之投影與第二視域重合，而偏振板上未設置波片而暴露之區域與第一視域重合。
根據本發明一或多個實施例，視窗更包含第一偏振片以及第二偏振片。第一偏振片設置於分割視域區，並使 第一極化之光束穿透。第一偏振片於分割視域區之投影與第一視域重合。第二偏振片設置於分割視域區，並使第二極化之光束穿透。第二偏振片於分割視域區之投影與第二視域重合。
本發明提供一種立體顯示方法，包含提供第一投影機，用以提供具有第一極化之第一影像單元，其中第一影像單元具有依時序呈現之第一影像。提供第二投影機，用以提供具有第二極化之第二影像單元，其中第二影像單元具有依時序呈現之第二影像。將第一影像單元與第二影像單元投射至屏幕。自屏幕反射第一影像單元與第二影像單元至視窗，其中視窗包含彼此交錯排列的第一視域以及第二視域，且第一視域使具有第一極化之光束通過，而第二視域使具有第二極化之光束通過。控制視窗之液晶狹縫，使得液晶狹縫依時序輪流開啟，且第一影像以及第二影像分別穿透第一視域內以及第二視域內開啟的液晶狹縫。
根據本發明一或多個實施例，更包含將第一影像單元與第二影像單元透過屏幕之透鏡分別導引至第一視域以及第二視域。
根據本發明一或多個實施例，控制視窗之液晶狹縫之方法包含控制每一第一視域內所對應的液晶狹縫之其中兩組，使得第一影像的其中之一穿透視窗上每一第一視域之兩組液晶狹縫。控制每一第二視域內所對應的液晶狹縫之其中兩組，使得第二影像的其中之一穿透視窗上每一第二視域之兩組液晶狹縫。
根據本發明一或多個實施例，其中第一投影機與第一視域數量相同，且第一投影機之第一影像單元分別被導引至不同的第一視域。第二投影機與第二視域數量相同，且第二投影機之第二影像單元分別被導引至不同的第二視域。
本發明之立體顯示裝置輸出影像為不需要額外配戴眼鏡即可視得。視窗設置有第一視域以及第二視域，使得不同角度的影像不會互相干涉。接著，液晶狹縫層將影像有選擇性地通過視窗，使得使用者可於觀賞面看到立體影像。
100‧‧‧立體顯示裝置
101‧‧‧中心軸
102‧‧‧投影模組
104,104a,104b‧‧‧光源
106‧‧‧偏振分光模組
108‧‧‧偏振分光鏡
110‧‧‧反射鏡
112‧‧‧第一偏振鏡
114‧‧‧第二偏振鏡
116‧‧‧第一光束
118‧‧‧第二光束
120‧‧‧第一投影機
122‧‧‧第一影像單元
124,124a,124b‧‧‧第一影像
130‧‧‧第二投影機
132‧‧‧第二影像單元
134,132a,134b‧‧‧第二影像
140‧‧‧屏幕
142‧‧‧擴散反射層
144‧‧‧透鏡
150‧‧‧視窗
152‧‧‧觀賞面
160‧‧‧分割視域區
162,162a,162b‧‧‧第一視域
164,164a,164b‧‧‧第二視域
170‧‧‧液晶狹縫層
172,172a,172b,a1,a2,a4,a8,b1,b2,b4,b8‧‧‧液晶狹縫
174‧‧‧偏振屏
176‧‧‧偏振板
178‧‧‧波片
180‧‧‧第一偏振片
182‧‧‧第二偏振片
L1,L2‧‧‧路徑
S1‧‧‧第一觀賞區
S2‧‧‧第二觀賞區
S3‧‧‧第三觀賞區
第1圖為依照本發明之立體顯示裝置第一實施例的立體示意圖。
第2圖為依照本發明之立體顯示裝置第一實施例的上視示意圖。
第3圖為依照本發明之立體顯示裝置第一實施例的側視示意圖。
第4圖為依照本發明之立體顯示裝置第一實施例的光路示意圖。
第5圖為本發明立體顯示裝置之屏幕結構一實施例的上視示意圖。
第6A圖為本發明立體顯示裝置之視窗一實施例的上視示 意圖。
第6B圖為本發明立體顯示裝置之視窗另一實施例的上視示意圖。
第7圖為本發明之立體顯示裝置操作方式第一實施例的光路示意圖。
第8圖為本發明之立體顯示裝置操作方式第二實施例的光路示意圖。
第9圖為本發明立體顯示裝置之投影模組另一實施例的上視示意圖。
第10圖為本發明之立體顯示裝置第二實施例的立體示意圖。
第11圖為本發明之立體顯示裝置第二實施例的光路示意圖。
以下將以圖式揭露本發明之複數個實施方式，為明確說明起見，許多實務上的細節將在以下敘述中一併說明。然而，應瞭解到，這些實務上的細節不應用以限制本發明。也就是說，在本發明部分實施方式中，這些實務上的細節是非必要的。此外，為簡化圖式起見，一些習知慣用的結構與元件在圖式中將以簡單示意的方式繪示之。
有鑒於習知立體顯示裝置需要額外配置眼鏡，使用者才可以視得立體影像。本發明之立體顯示裝置將影像分為P極化和S極化，再使用液晶狹縫控制穿過視窗的影像 角度，使得使用者不需要額外配戴眼鏡即可視得立體影像。除此之外，本發明之立體顯示裝置使用多台投影機，以提供同一時間的不同視角影像，使得影像解析度和亮度上升。
請參照第1圖，第1圖為依照本發明之立體顯示裝置第一實施例的立體示意圖。立體顯示裝置100包含投影模組102、屏幕140以及視窗150，其中視窗150包含觀賞面152。投影模組102以及視窗150設置於屏幕140的同一側，使得立體顯示裝置100為反射式的顯示裝置。
請參照第2圖，第2圖為依照本發明之立體顯示裝置第一實施例的上視示意圖。投影模組102將影像投射至屏幕140後，影像再自屏幕140反射至視窗150，接著使用者即可自觀賞面152見到立體顯示裝置100輸出之影像。
根據本發明一實施例，屏幕140為曲面，其中曲面圓心位置與投影模組102同側。曲面的屏幕140使得自投影模組102投射的影像可以更有效率地反射至視窗150。
請同時看到第1圖以及第2圖。投影模組102的設置位置為鄰近於視窗150且位於屏幕140與視窗150之間，其中投影模組102於視窗150上之投影為位於視窗150之邊緣。
請參照第3圖，第3圖為依照本發明之立體顯示裝置第一實施例的側視示意圖。同前所述，投影模組102於視窗150上之投影為位於視窗150之邊緣。因此，投影模組102位於屏幕140與視窗150的中心軸101之一側。
請看到第4圖，第4圖為依照本發明立體顯示裝置第一實施例的光路示意圖。立體顯示裝置100包含投影模組102、屏幕140以及視窗150。第4圖中，影像自投影模組102投射至屏幕140為路徑L1，而影像自屏幕140反射至視窗150為路徑L2。為了方便說明，本圖所繪為將第3圖的視窗150對屏幕140作鏡射後之示意圖，而因此路徑L2也為對屏幕140鏡射後的結果。也就是說，路徑L1以及路徑L2為展開表示，合先敘明。
投影模組102包含第一投影機120以及第二投影機130。第一投影機120用以提供具有第一極化之第一影像單元122。第二投影機130用以提供具有第二極化之第二影像單元132，其中第一影像單元122與第二影像單元132皆具有依時序呈現之影像。以第一投影機120為例，第一影像單元122中的影像為時序播放之影像，亦即當第一投影機120提供第一影像單元122時，第一影像單元122為持續播放，而於不同時間點播放的影像則不同。
投影模組102更包含光源104以及偏振分光模組106。光源104用以提供給第一投影機120和第二投影機130光線。偏振分光模組106包含偏振分光鏡108以及反射鏡110。
偏振分光鏡108用以提供射入的光線發生反射以及穿透，其中光線發生反射或是穿透為視光線的極化偏振而定。光源104射出的光線具有兩種極化，而其中具有第一極化之光束於偏振分光鏡108反射後進入第一投影機 120。而具有第二極化之光束穿透偏振分光鏡108後射入反射鏡110，並於反射鏡110反射進入第二投影機130。
具體而言，透過偏振分光鏡108，光源104的光線被轉換為具有第一極化之第一光束116和具有第二極化之第二光束118。第一光束116進入第一投影機120，而第二光束118進入第二投影機130。
屏幕140用以將第一影像單元122以及第二影像單元132反射至視窗150。屏幕140包含擴散反射層142，其中擴散反射層142可以是由銀所構成。根據本發明一實施例，屏幕140更包含透鏡144，其中透鏡144可以是菲涅耳透鏡(Fresnel Lens)，然而本發明不以此為限。透鏡144用以將投影模組102之第一影像單元122以及第二影像單元132分別導引至視窗150上的第一視域162以及第二視域164。
屏幕140的結構如第5圖所示，第5圖為本發明立體顯示裝置之屏幕結構一實施例的上視示意圖。屏幕140包含擴散反射層142以及透鏡144。當光線透過透鏡144射入擴散反射層142反射後，光線會再一次穿過透鏡144並受到導引。
請再回到第4圖，同前所述，本圖為將路徑L1以及路徑L2分別展開表示。於路徑L1中，影像最終為自透鏡144進入擴散反射層142。於路徑L2中，影像最初為自擴散反射層142進入透鏡144。也就是說，影像於路徑L1以及路徑L2中分別穿過透鏡144一次。為了方便說明，路 徑L1以及路徑L2所涵蓋之透鏡144實際上為同一元件，而將其繪成兩個主要為表示影像於傳遞時所穿過的次數，合先敘明。
視窗150包含分割視域區160以及液晶狹縫層170。分割視域區160接收來自屏幕140之第一影像單元122以及第二影像單元132，並包含彼此交錯排列的第一視域162以及第二視域164，其中第一視域162使第一極化之光束通過，而第二視域164使第二極化之光束通過。
當第一影像單元122以及第二影像單元132透過屏幕140的透鏡144作導引反射至視窗150後，由於第一影像單元122以及第二影像單元132仍有可能會重疊而影響立體顯示裝置100的輸出。因此，藉由分割視域區160上第一視域162以及第二視域164的設置，使得視窗150上的第一影像單元122以及第二影像單元132分布能受到控制。
也就是說，透過屏幕140的透鏡144以及視窗150的分割視域區160，具特定偏振態的第一影像單元122以及第二影像單元132能正確地進入視窗150上與其所對應的位置。
液晶狹縫層170用以使通過分割視域區160之部分第一影像單元122以及部分第二影像單元132穿透。根據本發明一或多個實施例，液晶狹縫層170包含液晶狹縫172以及偏振屏174。
液晶狹縫172用以定義進入液晶狹縫層170之光束 的極化方向，例如當P極化之光進入液晶狹縫172時，可以藉由液晶狹縫172的液晶配置，使得P極化之光穿透液晶狹縫172後轉為S極化。同樣地，液晶狹縫172的液晶配置亦可使P極化之光穿透後仍為P極化。根據本發明一實施例，每一第一視域162以及每一第二視域164所對應之液晶狹縫172數量相同。偏振屏174設置於液晶狹縫172相對分割視域區160之一側，並使單一極化之光通過。
根據本發明一實施例，第一投影機120提供之第一影像單元122為P極化，而第二投影機130提供之第二影像單元132為S極化。第一視域162為使P極化之光穿透，而第二視域164為使S極化之光穿透。偏振屏174為使P極化之光通過。
當第一影像單元122穿過第一視域162進入液晶狹縫172後，部分P極化的第一影像單元122透過液晶狹縫172轉換為S極化，使得穿過液晶狹縫172的第一影像單元122有P極化以及S極化。P極化的第一影像單元122將穿過偏振屏174，反之，S極化的第一影像單元122將無法穿過偏振屏174。
具體而言，透過液晶狹縫172以及偏振屏174的共同配置，液晶狹縫層170可以有選擇性地使第一影像單元122以及第二影像單元132穿透視窗150。接著，使用者再經由視窗150的觀賞面152獲得第一影像單元122以及第二影像單元132。
請注意以上所提『選擇性』的意思為藉由控制不同 的液晶狹縫172，將可使第一影像單元122以及第二影像單元132自其中的液晶狹縫172穿過。而由於液晶狹縫172的控制為可選擇的，因此第一影像單元122以及第二影像單元132穿過液晶狹縫層170的位置也為可選擇的。也就是說，視窗150用以作為使用者觀看屏幕140時的輔助元件。根據本發明一實施例，第一投影機120以及第二投影機130所提供的第一影像單元122以及第二影像單元132投射方向保持固定，其為藉由開啟不同位置之液晶狹縫172來決定通過視窗150的角度以及方向。
請參照第6A圖，第6A圖為本發明立體顯示裝置之視窗一實施例的上視示意圖。視窗150包含分割視域區160以及液晶狹縫層170，其中分割視域區160包含彼此交錯排列的第一視域162以及第二視域164。
根據本發明一實施例，視窗150包含偏振板176以及波片178。偏振板176設置於分割視域區160，並使單一極化之光通過。波片178設置於偏振板176上，其中波片178為二分之一波片。波片178於分割視域區160之投影與第二視域164重合，而偏振板176上未設置波片178而暴露之區域與第一視域162重合。
當線偏振之光穿過波片178後，將產生二分之一的相位差，使得其偏振態恰轉換為另一極化。例如P極化之光穿過波片178後將轉換為S極化。
根據本發明一實施例，偏振板176為允許P極化之光通過。當同時有P極化以及S極化之光射向視窗150的 分割視域區160上時，P極化之光束將直接穿透偏振板176並進入液晶狹縫層170。另一方面，S極化之光束將透過波片178轉換為P極化後穿透偏振板176再進入液晶狹縫層170。
具體而言，有設置波片178與未設置波片178的區域可分別使兩種極化之光通過。因此，第一視域162與第二視域164恰可分別使兩種極化之光通過。接著，透過液晶狹縫層170中的液晶狹縫172以及偏振屏174的共同配置，使得光線選擇性的穿過視窗150。
請再參照第6B圖，第6B圖為本發明立體顯示裝置之視窗另一實施例的上視示意圖。視窗150包含分割視域區160以及液晶狹縫層170，其中分割視域區160包含彼此交錯排列的第一視域162以及第二視域164。
根據本發明一實施例，視窗150包含第一偏振片180以及第二偏振片182。第一偏振片180設置於分割視域區160，並使第一極化之光束穿透。第一偏振片180於分割視域區160之投影與第一視域162重合。
第二偏振片182設置於分割視域區160，並使第二極化之光束穿透。第二偏振片182於分割視域區160之投影與第二視域164重合。
根據本發明一實施例，第一偏振片180為允許P極化之光通過，而第二偏振片182為允許S極化之光通過。當同時有P極化以及S極化之光射向視窗150的分割視域區160上時，P極化之光束將直接穿透第一偏振片180進入 液晶狹縫層170，而S極化之光束將直接穿透第二偏振片182進入液晶狹縫層170。
具體而言，設置第一偏振片180的區域與設置第二偏振片182的區域可分別使兩種極化之光通過。因此，第一視域162與第二視域164恰可分別使兩種極化之光通過。同樣地，透過液晶狹縫層170中的液晶狹縫172以及偏振屏174的共同配置，光線將選擇性的穿過視窗150。
參照第7圖，第7圖為本發明之立體顯示裝置操作方式第一實施例的光路示意圖。立體顯示裝置100包含投影模組102、屏幕140以及視窗150。第7圖中，影像自投影模組102投射至屏幕140為路徑L1，而影像自屏幕140反射至視窗150為路徑L2。為了方便說明，本圖所繪為將第3圖的視窗150對屏幕140作鏡射後之示意圖，而因此路徑L2也為對屏幕140鏡射後的結果。也就是說，路徑L1以及路徑L2為展開表示，合先敘明。
投影模組102包含第一投影機120以及第二投影機130。視窗150包含第一視域162a-162b、第二視域164a-164b以及液晶狹縫層170，其中液晶狹縫層170包含液晶狹縫172以及偏振屏174。第一視域162a以及第二視域164a為第一觀賞區S1，第一視域162b以及第二視域164b為第二觀賞區S2。另外，第一視域162a-162b以及第二視域164a-164b對應的液晶狹縫172分別為8個。
第一投影機120提供具有第一極化之第一影像單元，其中第一影像單元具有依時序呈現之第一影像 124a-124b。第二投影機130提供具有第二極化之第二影像單元，其中第二影像單元具有依時序呈現之第二影像134a-134b。時序內具有多個時間間隔。同前所述，第一影像單元以及第二影像單元的投射方向保持固定，其為藉由開啟不同位置之液晶狹縫172來決定通過視窗150的角度以及方向。另外，第一影像124a-124b以及第二影像134a-134b實際投射方向為發散的，而為了方面說明，第一影像124a-124b以及第二影像134a-134b所繪示的數量分別為一個，合先敘明。
於第一影像124a-124b中，第一影像124a與第一影像124b為不同的影像，且其在不同時間點自第一投影機120發射。更具體而言，於第一個時間間隔時，第一影像單元呈現第一影像124a。於下一個時間間隔時，第一影像單元為呈現第一影像124b。相對地，當第一影像單元為呈現第一影像124a時，第二影像單元為呈現第二影像134a。接著，當第一影像單元為呈現第一影像124b時，第二影像單元再同步呈現第二影像134b。
第一投影機120以及第二投影機130將影像投射至屏幕140，而屏幕140再將影像反射至視窗150。根據本發明一實施例，第一影像124a-124b與第二影像134a-134b透過屏幕140之透鏡144分別導引至第一視域162a-162b以及第二視域164a-164b。
接著，控制視窗150之液晶狹縫172，使得液晶狹縫172依時序輪流開啟。同前所述，藉由液晶狹縫層170 中液晶狹縫172以及偏振屏174的共同配置，視窗150可以有選擇性的使具特定極化之光通過。在此，『液晶狹縫開啟』之意為使特定的第一影像124a-124b以及第二影像134a-134b通過。
當第一影像124a-124b以及第二影像134a-134b分別穿透第一視域162a-162b內以及第二視域164a-164b內開啟的液晶狹縫172後，使用者可自視窗150的觀賞面152看到第一影像124a-124b以及第二影像134a-134b。
第一影像124a-124b、第二影像134a-134b以及液晶狹縫172皆依相同時序切換，使得於不同的時間間隔內，穿透視窗150之第一影像124a-124b彼此不相同。同樣地，穿透視窗150之第二影像134a-134b彼此不相同。
以本圖的第一觀賞區S1為例，於第一個時間間隔時，第一視域162a只有液晶狹縫172a開啟，因此第一影像124a穿透液晶狹縫172a後通過視窗150。同樣地，第二視域164a只有液晶狹縫172a開啟，因此第二影像134a穿透液晶狹縫172a後通過視窗150。
接著，於下一個時間間隔時，第一視域162a只有液晶狹縫172b開啟，因此第一影像124b穿透液晶狹縫172b後通過視窗150。相對地，第二視域164a只有液晶狹縫172b開啟，因此第二影像134b穿透液晶狹縫172b後通過視窗150。
為了方便說明，本圖僅繪示兩個第一影像124a-124b，根據本發明一實施例，第一影像數量與第一視 域162a對應的液晶狹縫172數量相同。當以相同方式將第一視域162a以及第二視域164a的8個液晶狹縫172同步輪流開啟且將對應的影像穿透後，即完成第一觀賞區S1的輸出。而位於第一觀賞區S1的使用者可以自視窗150的觀賞面152看到立體影像。
同樣地，當以相同方式將第一視域162b以及第二視域164b的8個液晶狹縫172輪流個別開啟後，即完成第二觀賞區S2的輸出。而位於第二觀賞區S2的使用者可以自視窗150的觀賞面152看到立體影像，其中第一觀賞區S1和第二觀賞區S2的輸出為同步進行。
更進一步而言，以立體顯示裝置100輸出的影像頻率(Frames Per Second；FPS)為每秒60張為例，則第一視域162a-162b以及第二視域164a-164b的每一個液晶狹縫172需在一秒內輸出60個影像。當第一視域162a-162b以及第二視域164a-164b對應的液晶狹縫172數量為8個的時候，第一投影機120以及第二投影機130每秒需要輸出的影像為60張乘上8，即每秒480張。
綜合以上，本發明之立體顯示裝置100透過視窗150將不同的影像以不同角度送出，使得使用者可於觀賞面152接收到不同角度的影像後看到立體顯示影像。然而，應了解到，以上所舉之液晶狹縫172的數量僅為例示，而非用以限制本發明，本發明所屬技術領域中具有通常知識者，可依實際需要，彈性選擇液晶狹縫172的數量。
關於本發明之立體顯示裝置如何使使用者看到立 體顯示影像已詳細說明於以上敘述，在接下來的敘述中，將對液晶狹縫輪流開啟的方式作更進一步的說明。對立體顯示影像成像原理不再贅述，合先敘明。
請參照第8圖，第8圖為本發明之立體顯示裝置操作方式第二實施例的光路示意圖。第8圖中，影像自投影模組102投射至屏幕140為路徑L1，而影像自屏幕140反射至視窗150為路徑L2。為了方便說明，本圖所繪為將第3圖的視窗150對屏幕140作鏡射後之示意圖，而因此路徑L2也為對屏幕140鏡射後的結果。也就是說，路徑L1以及路徑L2為展開表示，合先敘明。
本實施例與第一實施例不同的地方在於：於每一組觀賞區間設置有緩衝區，例如第一觀賞區S1與第二觀賞區S2間有第三觀賞區S3作為緩衝。
除此之外，本實施例為控制第一視域162b內所對應的液晶狹縫之其中兩組，使得第一影像(請見第7圖)的其中之一穿透視窗150上第一視域162b之兩組液晶狹縫。同樣地，控制第二視域164a內所對應的液晶狹縫之其中兩組，使得第二影像(請見第7圖)的其中之一穿透視窗150上第二視域164a之兩組液晶狹縫。為了方便說明，本實施例分別將液晶狹縫編號。
於第一個時間間隔時，第一觀賞區S1以及第二觀賞區S2中的液晶狹縫a1與b1為開啟。而於下一個時間間隔時，第一觀賞區S1以及第二觀賞區S2中的液晶狹縫a2與b2為開啟。當第一觀賞區S1以及第二觀賞區S2中的 16個液晶狹縫(a1至a8以及b1至b8)分別開啟一輪後，則完成影像輸出。
更具體而言，自第一觀賞區S1的液晶狹縫a1至第一觀賞區S1的液晶狹縫b8所輸出的影像為一組完整影像。同樣地，自第二觀賞區S2的液晶狹縫a1至第二觀賞區S2的液晶狹縫b8所輸出的影像為一組完整影像。
而當第一觀賞區S1以及第二觀賞區S2的液晶狹縫a4、a8、b1、b4開啟時，第三觀賞區的液晶狹縫a4、a8、b1、b4也對應開啟。
因此，於第三觀賞區S3中，透過液晶狹縫a4、a8、b1、b4的配置，使得第三觀賞區S3也能呈現立體影像，其中此立體影像為由部分影像組成。
當立體顯示裝置100輸出影像時，位於第一觀賞區S1以及第二觀賞區S2的使用者視得完整的影像影像。而第三觀賞區S3雖呈現成像方式相反且為部分的立體影像，位於第三觀賞區S3的使用者仍可視得較第一觀賞區S1以及第二觀賞區S2模糊的影像。
由於習知立體顯示裝置的影像輸出於觀賞區間存在明顯的邊界，當使用者跨越邊界時，會無法看到立體影像。藉由以上配置，觀賞區之間沒有明顯的邊界，因此當使用者跨越不同觀賞區時，仍能連續地看見立體影像。也就是說，第一觀賞區S1與第二觀賞區S2間的邊界由第三觀賞區S3作為緩衝。本發明所屬技術領域中具有通常知識者，可依實際需要，彈性選擇第三觀賞區S3的液晶狹縫數 量以定義緩衝區的解析度。
以下將對投影模組的變化作說明，對於相同元件以及不再贅述。請參照第9圖，第9圖為本發明立體顯示裝置之投影模組另一實施例的上視示意圖。本實施例中，投影模組102中的第一投影機120以及第二投影機130分別具有各自的光源。
投影模組包含第一光源104a、第二光源104b、第一偏振鏡112以及第二偏振鏡114。第一光源104a用以提供第一投影機120第一光束116。第一光束116通過第一偏振鏡112後轉換為只具有第一極化之光束。第二光源104b用以提供第二投影機130第二光束118。第二光束118通過第二偏振鏡114後轉換為只具有第二極化之光束。
藉由以上配置，第一投影機120所提供的第一影像單元122為第一極化，而第二投影機130所提供的第二影像單元132為第二極化。
請參照第10圖，第10圖為本發明之立體顯示裝置第二實施例的立體示意圖。立體顯示裝置100包含投影模組102、屏幕140以及視窗150。本實施例與第一實施例不同的地方為：本實施之投影模組102中的投影機數量為第一實施例的2倍。
請參照第11圖，第11圖為本發明之立體顯示裝置第二實施例的光路示意圖。第11圖中，影像自投影模組102投射至屏幕140為路徑L1，而影像自屏幕140反射至視窗150為路徑L2。為了方便說明，本圖所繪為將第3圖的視 窗150對屏幕140作鏡射後之示意圖，而因此路徑L2也為對屏幕140鏡射後的結果。也就是說，路徑L1以及路徑L2為展開表示，合先敘明。
投影模組102包含第一投影機120a-120b以及第二投影機130a-130b。第一投影機120a-120b用以提供具有第一極化之第一影像單元，第二投影機130a-130b用以提供具有第二極化之第二影像單元。本實施例中，第一投影機120a-120b以及第二投影機130a-130b數量分別為2個。
同樣地，光源104以及偏振分光模組106的共同配置作為提供第一投影機120a-120b以及第二投影機130a-130b光線來源，其中光源104以及偏振分光模組106數量將對應於第一投影機120a-120b以及第二投影130a-130b機數量。除此之外，第一投影機120a以及第二投影機130a分別投影至第一視域162a以及第二視域164a，而第一投影機120b以及第二投影機130b分別投影至第一視域162b以及第二視域164b。也就是說，第一投影機120a-120b數量和第一視域162a-162b相同，且第二投影機130a-130b數量和第二視域164a-164b也相同。同前所述，第一投影機120a-120b以及第二投影機130a-130b受到透鏡(請見第4圖)的導引而分別投影至不同的第一視域162a-162b以及第二視域164a-164b上。
本實施例中，使用者所看到的立體影像為由第一視域162a-162b以及第二視域164a-164b的8個液晶狹縫172(共32個)輪流開啟後形成，以下敘述以立體顯示裝置 100輸出影像時的第一觀賞區S1為例作說明。
於第一個時間間隔內，第一投影機120a-120b分別提供第一影像124a-124b，其中第一影像124a以及124b分別為不同的影像。同樣地，第二投影機130a-130b分別提供第二影像134a-134b，其中第二影像134a以及134b分別為不同的影像。
同時，第一視域162a-162b以及第二視域164a-164b內的液晶狹縫172a為開啟。也就是說，於同一時間間隔內，第一觀賞區S1藉由第一視域162a-162b以及第二視域164a-164b分別輸出4個影像。於下一個時間間隔時，則為開啟第一視域162a-162b以及第二視域164a-164b內的液晶狹縫172b。由於第一觀賞區S1內的液晶狹縫總數為32個，因此，於每個時間間隔開啟4個液晶狹縫的情況下，第一觀賞區S1內的32個液晶狹縫172於8個時間間隔即可完成輸出。
更進一步而言，本實施例的立體影像為透過32個液晶狹縫所構成，而當投影機數量為4個的時候，每完成一次完整影像輸出，每一台投影機只需輸出8個影像，因此可以提升影像解析度。
本實施例與第一實施例相比，若本實施例的第一觀賞區S1影像輸出改為與第一實施例相同，即每一個完整影像由16個液晶狹縫輸出，由於本實施例設置的投影機數量為4個，則每一台投影機對應4個液晶狹縫。當立體顯示裝置100的FPS為60時，由於本實施例每一台投影機對應 的液晶狹縫數量為第一實施例除以2，因此本實施例每一台投影機的FPS也為第一實施例除以2。相同地，若是設置的投影機數量為第一實施例N倍，則每一台投影機的FPS為除以N。
本實施例透過增加設置投影機的數量，在立體顯示裝置100輸出相同FPS下，降低投影機的FPS。也因此，立體顯示裝置100輸出的畫面品質也受到提升。或是說，當立體顯示裝置100需要輸出至大尺寸的影像時，即使增加視窗150的液晶狹縫數量，透過本實施例多台投影機的設置，影像仍可維持其解析度。
綜合以上，本發明之立體顯示裝置輸出影像為不需要額外配戴眼鏡即可視得。影像透過屏幕將投影模組提供的影像導引至視窗上。視窗設置有第一視域以及第二視域，使得不同角度的影像不會互相干涉。接著，液晶狹縫層將影像有選擇性地通過視窗，使得使用者可於觀賞面看到立體影像。
除此之外，本發明之立體顯示裝置透過控制液晶狹縫，以消除不同觀賞區之間的邊界，使得立體影像於不同觀賞區之間為連續的輸出。並且，藉由控制投影機的數量，以調整每一台投影機所輸出的FPS數值，致使立體顯示裝置的輸出可以受控制地提升，達到影像解析度和亮度上升的功效。
雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精 神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
100‧‧‧立體顯示裝置
102‧‧‧投影模組
140‧‧‧屏幕
150‧‧‧視窗
152‧‧‧觀賞面

Claims (13)

  1. 一種立體顯示裝置，包含一投影模組，包含：一第一投影機，用以提供具有一第一極化之一第一影像單元，其中該第一影像單元包含依一時序呈現的複數個第一影像；以及一第二投影機，用以提供具有一第二極化之一第二影像單元，其中該第二影像單元包含依該時序呈現的複數個第二影像；一屏幕，用以將該第一影像單元以及該第二影像單元反射；以及一視窗，該屏幕位於該投影模組與該視窗之同側，且該投影模組於該視窗上之投影位於該視窗之邊緣，其中該視窗包含：一分割視域區，接收來自該屏幕之該第一影像單元以及該第二影像單元，並包含彼此交錯排列的複數個第一視域以及複數個第二視域，其中該些第一視域使該第一極化之光束通過，而該些第二視域使該第二極化之光束通過；以及一液晶狹縫層，用以使通過該分割視域區之部分該第一影像單元以及部分該第二影像單元穿透。
  2. 如請求項1所述之立體顯示裝置，其中該投影模組更包含： 一光源，用以提供一光線；以及一偏振分光模組，包含一偏振分光鏡以及一反射鏡，該偏振分光鏡用以將該光線轉換為具有該第一極化之一第一光束和具有該第二極化之一第二光束，其中該第一光束於該偏振分光鏡反射進入該第一投影機，而該第二光束於該反射鏡反射進入該第二投影機。
  3. 如請求項1所述之立體顯示裝置，其中該投影模組更包含：一第一光源，用以提供該第一投影機一第一光束；一第一偏振分光鏡，該第一光束通過該第一偏振分光鏡後轉換為只具有該第一極化之光束；一第二光源，用以提供該第二投影機一第二光束；以及一第二偏振分光鏡，該第二光束通過該第二偏振分光鏡後轉換為只具有該第二極化之光束。
  4. 如請求項1所述之立體顯示裝置，其中該屏幕為曲面，且其曲面圓心位置與該投影模組同側。
  5. 如請求項1所述之立體顯示裝置，其中該屏幕更包含一透鏡，用以將該投影模組之該第一影像單元以及該第二影像單元分別導引至該些第一視域以及該些第二視域。
  6. 如請求項1所述之立體顯示裝置，其中該液晶狹縫層包含：複數個液晶狹縫，用以定義進入該液晶狹縫層之光束的極化方向；以及一偏振屏，設置於該些液晶狹縫相對該分割視域區之一側，並使單一極化之光通過。
  7. 如請求項6所述之立體顯示裝置，其中每一該些第一視域以及每一該些第二視域所對應之該些液晶狹縫數量相同。
  8. 如請求項1所述之立體顯示裝置，其中該視窗更包含：一偏振板，設置於該分割視域區，並使單一極化之光通過；以及複數個波片，設置於該偏振板上，其中該些波片為二分之一波片，且該些波片於該分割視域區之投影與該些第二視域重合，而該偏振板上未設置該些波片而暴露之區域與該些第一視域重合。
  9. 如請求項1所述之立體顯示裝置，其中該視窗更包含：複數個第一偏振片，設置於該分割視域區，並使該第一極化之光束穿透，且該些第一偏振片於該分割視域區之 投影與該些第一視域重合；以及複數個第二偏振片，設置於該分割視域區，並使該第二極化之光束穿透，且該些第二偏振片於該分割視域區之投影與該些第二視域重合。
  10. 一種立體顯示方法，包含：提供至少一第一投影機，用以提供具有一第一極化之一第一影像單元，其中該第一影像單元具有依一時序呈現之複數個第一影像；提供至少一第二投影機，用以提供具有一第二極化之一第二影像單元，其中該第二影像單元具有依該時序呈現之複數個第二影像；將該第一影像單元與該第二影像單元投射至一屏幕；自該屏幕反射該第一影像單元與該第二影像單元至一視窗，其中該視窗包含彼此交錯排列的複數個第一視域以及複數個第二視域，且該些第一視域使具有該第一極化之光束通過，而該些第二視域使具有該第二極化之光束通過；以及控制該視窗之複數個液晶狹縫，使得該些液晶狹縫依該時序輪流開啟，且該些第一影像以及該些第二影像分別穿透該些第一視域內以及第二視域內開啟的該些液晶狹縫。
  11. 如請求項10所述之立體顯示方法，更包含： 將該第一影像單元與該第二影像單元透過該屏幕之一透鏡分別導引至該些第一視域以及該些第二視域。
  12. 如請求項10所述之立體顯示方法，其中控制該視窗之該些液晶狹縫之方法包含：控制每一該些第一視域內所對應的該些液晶狹縫之其中兩組，使得該些第一影像的其中之一穿透該視窗上每一該些第一視域之該些兩組液晶狹縫；以及控制每一該些第二視域內所對應的該些液晶狹縫之其中兩組，使得該些第二影像的其中之一穿透該視窗上每一該些第二視域之該些兩組液晶狹縫。
  13. 如請求項10所述之立體顯示方法，其中該些第一投影機與該些第一視域數量相同，且該些第一投影機之該些第一影像單元分別被導引至不同的該些第一視域，該些第二投影機與該些第二視域數量相同，且該些第二投影機之該些第二影像單元分別被導引至不同的該些第二視域。
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