TWI783772B - 浮空影像產生裝置以及電子裝置 - Google Patents

Abstract

揭示一種浮空影像產生裝置，包含光源、第一成像單元、第二成像單元、浮空影像產生單元、以及半穿反層。第一成像單元設置於光源上。第二成像單元設置於第一成像單元上。浮空影像產生單元設置於第二成像單元上。半穿反層設置於第一成像單元及第二成像單元之間。光源可發出第一光線通過第一成像單元、第二成像單元、浮空影像產生單元、以及半穿反層以產生浮空影像。來自浮空影像單元相對於光源之另一側之第二光線至少部分經由半穿反層反射通過第二成像單元以產生平面影像。

Description

浮空影像產生裝置以及電子裝置

本發明係關於一種浮空影像產生裝置以及電子裝置。

隨著科技的進步，顯示技術不斷推陳出新，藉以滿足消費者對更高視覺感受的要求。以三維（Three-dimensional, 3D）顯示技術而言，常見分為裸眼式及眼鏡式，裸眼式是不須穿戴任何裝置而將光學結構設置於顯示器上，而眼鏡式則是需帶上偏光鏡片或是濾光片等裝置。裸眼式三維顯示技術因其方便性及舒適性而備受消費者青睞，當中又以浮空投影技術格外受到大家的注意，其特點之一是能夠在空間中投影出影像，讓浮空影像不再只是觀賞而能近距離互動。然而，習知浮空顯示裝置都需要背光才能清楚看見圖案。換言之，在背光消失時即無顯示圖案。以上習知浮空顯示裝置有改善的空間。

本發明的目的在於提供一種浮空影像產生裝置，可在背光消失時仍顯示圖案。

本發明的另一目的在於提供一種電子裝置，具有較佳的使用者體驗。

本發明的浮空影像產生裝置包含光源、第一成像單元、第二成像單元、浮空影像產生單元、以及半穿反層。第一成像單元設置於光源上。第二成像單元設置於第一成像單元上。浮空影像產生單元設置於第二成像單元上。半穿反層設置於第一成像單元及第二成像單元之間。光源可發出第一光線通過第一成像單元、第二成像單元、浮空影像產生單元、以及半穿反層以產生浮空影像。來自浮空影像單元相對於光源之另一側之第二光線至少部分經由半穿反層反射通過第二成像單元以產生平面影像。

在本發明的實施例中，第一成像單元設置於光源上。浮空影像產生單元設置於第一成像單元上。第二成像單元設置於浮空影像產生單元上。半穿反層設置於第一成像單元及第二成像單元之間。

本發明電子裝置包含浮空影像產生裝置以及殼體。殼體包含透光部。第一光線可通過第一成像單元、第二成像單元、浮空影像產生單元、半穿反層、以及透光部，以於殼體之外側產生浮空影像。第二光線由殼體之外側通過透光部，並經由半穿反層至少部分反射通過第二成像單元以產生平面影像。

以下通過特定的具體實施例並配合圖式以說明本發明所公開的連接組件的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所公開的內容瞭解本發明的優點與效果。然而，以下所公開的內容並非用以限制本發明的保護範圍，在不悖離本發明構思精神的原則下，本領域技術人員可基於不同觀點與應用以其他不同實施例實現本發明。在附圖中，為了清楚起見，放大了層、膜、面板、區域等的厚度。在整個說明書中，相同的附圖標記表示相同的元件。應當理解，當諸如層、膜、區域或基板的元件被稱為在另一元件「上」或「連接到」另一元件時，其可以直接在另一元件上或與另一元件連接，或者中間元件可以也存在。相反，當元件被稱為「直接在另一元件上」或「直接連接到」另一元件時，不存在中間元件。如本文所使用的，「連接」可以指物理及/或電性連接。再者，「電性連接」或「耦合」係可為二元件間存在其它元件。

應當理解，儘管術語「第一」、「第二」、「第三」等在本文中可以用於描述各種元件、部件、區域、層及/或部分，但是這些元件、部件、區域、及/或部分不應受這些術語的限制。這些術語僅用於將一個元件、部件、區域、層或部分與另一個元件、部件、區域、層或部分區分開。因此，下面討論的「第一元件」、「部件」、「區域」、「層」或「部分」可以被稱為第二元件、部件、區域、層或部分而不脫離本文的教導。

此外，諸如「下」或「底部」和「上」或「頂部」的相對術語可在本文中用於描述一個元件與另一元件的關係，如圖所示。應當理解，相對術語旨在包括除了圖中所示的方位之外的裝置的不同方位。例如，如果一個附圖中的裝置翻轉，則被描述為在其他元件的”下”側的元件將被定向在其他元件的「上」側。因此，示例性術語「下」可以包括「下」和「上」的取向，取決於附圖的特定取向。類似地，如果一個附圖中的裝置翻轉，則被描述為在其它元件「下方」或「下方」的元件將被定向為在其它元件「上方」。因此，示例性術語「下面」或「下面」可以包括上方和下方的取向。

本文使用的「約」、「近似」、或「實質上」包括所述值和在本領域普通技術人員確定的特定值的可接受的偏差範圍內的平均值，考慮到所討論的測量和與測量相關的誤差的特定數量(即，測量系統的限制)。例如，「約」可以表示在所述值的一個或多個標準偏差內，或±30％、±20％、±10％、±5％內。再者，本文使用的「約」、「近似」或「實質上」可依光學性質、蝕刻性質或其它性質，來選擇較可接受的偏差範圍或標準偏差，而可不用一個標準偏差適用全部性質。

如圖1A所示之實施例，本發明的浮空影像產生裝置900包含光源100、第一成像單元210、第二成像單元220、浮空影像產生單元300、以及半穿反層400。其中，光源100可為例如發光二極體的點光源或經由擴散、均勻化的面光源。第一成像單元210設置於光源100上，設置有欲形成之浮空影像之圖案。第二成像單元220設置於第一成像單元210上，設置有欲形成之平面影像之圖案。進一步而言，第一成像單元210及第二成像單元220上的圖案對於光線具有阻擋效果。在不同實施例中，第一成像單元210及第二成像單元220可以是具有固定圖案的底片、光罩，亦可是具有可變圖案的液晶層等。

浮空影像產生單元300設置於第二成像單元220上，在一實施例中為微透鏡陣列，可包含單面或雙面凸透鏡結構，並可使用例如紫外光壓印、射出、熱平壓等製程製成。半穿反層400設置於第一成像單元210及第二成像單元220之間，允許光線部分穿過部分反射。在一實施例中為例如銀、鋁、銅等材質的金屬層，使用例如蒸鍍、無電鍍等製程製成，並可藉由改變厚度、緻密度等條件還控制其半穿反的程度。

如圖1A所示之實施例，光源100可發出第一光線510通過第一成像單元210、第二成像單元220、浮空影像產生單元300、以及半穿反層400以產生浮空影像。進一步而言，光源100發出之光線510在通過第一成像單元210後，基於半穿反層400的半穿反特性至少部分能由此層通過，然後在通過第二成像單元220後，可藉由浮空影像產生單元300之折射在相對於光源100的另一側產生浮空影像。進一步而言，光源100發出之第一光線510在通過第一成像單元210後形成浮空影像的圖樣，再藉由浮空影像產生單元300之折射產生浮空影像。在一實施例中，如圖1B所示，浮空影像610產生於浮空影像產生裝置900之頂面外側。

如圖2A所示之實施例，來自浮空影像單元300相對於光源100之另一側之第二光線520可經由半穿反層400至少部分反射通過第二成像單元220以產生平面影像。第二光線520可例如為環境光或其他外部投射的光線。進一步而言，來自浮空影像單元300相對於光源100之另一側之第二光線520在通過第二成像單元220後，基於半穿反層400的半穿反特性至少部分能由此層反射，然後再次通過第二成像單元220以產生平面影像。在一實施例中，如圖2B所示，平面影像620在視覺上呈現於浮空影像產生裝置900之頂面。

基於上述，本發明之浮空影像產生裝置900在其光源100發出第一光線510時可產生浮空影像，並可藉由例如來自環境的第二光線520產生平面影像。進一步而言，光源100發出之第一光線510藉由第一成像單元210形成浮空影像的圖樣，再藉由浮空影像產生單元300之折射產生浮空影像，而第二光線520經由半穿反層400反射，並藉由第二成像單元220產生平面影像。換言之，即使光源100未發出光線，本發明之浮空影像產生裝置900仍可藉由來自外界的光線產生平面影像，不致於無顯示圖案。

如圖1B所示的實施例，由於浮空影像610及平面影像620是藉由不同的光線產生，所以可同時存在。進一步而言，如圖3所示之實施例，第一成像單元210包含複數個第一遮蔽部211，複數個第一遮蔽部211定義出第一圖案區域供形成浮空影像610。第二成像單元220包含複數個第二遮蔽部221。複數個第二遮蔽部221定義出第二圖案區域供形成平面影像620。在一實施例中，第一遮蔽部211及第二遮蔽部221在光源100（參見圖2A）相對於第一成像單元210之一面上的垂直投影至少部分不重疊，以避免通過第一成像單元210的第一光線510在第二成像單元220被第二遮蔽部221所遮擋。在一實施例中，第一圖案區域及第二圖案區域實質相同，因此，所形成之浮空影像610與平面影像620實質相同（例如在圖1B中均為S形），在視覺上具有一致性。然而在不同實施例中，第一圖案區域及第二圖案區域實質不同，使浮空影像610與平面影像620實質不同，可增加視覺上的變化。

在不同實施例中，第一成像單元210、第二成像單元220、浮空影像產生單元300、以及半穿反層400的相對位置可根據例如設計或製造等需求加以變化。具體而言，如圖4所示的實施例，第一成像單元210設置於光源100上。浮空影像產生單元300設置於第一成像單元210上。第二成像單元220設置於浮空影像產生單元300上。其中，半穿反層400設置於該第二成像單元220相對於浮空影像產生單元300之一面。

進一步而言，當半穿反層400設置於第一成像單元210及第二成像單元220之間，半穿反層400即可發揮其半穿反特性，讓光源100發出的光線通過以產生浮空影像，並反射來自外界的光線以產生平面影像。據此，半穿反層400的設置位置可有不同變化。如圖5所示的實施例，半穿反層400設置於第一成像單元210相對於浮空影像產生單元300之一面。如圖6所示的實施例，半穿反層400設置於浮空影像產生單元300相對於第二成像單元220之一面。如圖7所示的實施例，半穿反層400設置於浮空影像產生單元300相對於第一成像單元210之一面。

如圖8所示的實施例，浮空影像產生裝置900還可與殼體700搭配組成本發明之電子裝置800。其中，殼體700包含透光部710，透光部710可為鏤空或設置有透光元件以阻隔水氣或粉塵。第一光線510（參見圖1A）可通過第一成像單元210、第二成像單元220、浮空影像產生單元300、半穿反層400、以及透光部710，以於殼體700之外側產生浮空影像。第二光線520（參見圖2A）由殼體700之外側通過透光部710，並經由半穿反層400至少部分反射通過第二成像單元220以產生平面影像。舉例而言，在一實施例中，電子裝置800為筆記型電腦，殼體700為筆記型電腦外殼，筆記型電腦螢幕的背光模組可作為浮空影像產生裝置900之光源。當筆記型電腦為使用狀態時，筆記型電腦螢幕的背光模組發出光線使浮空影像產生裝置900產生浮空影像；當筆記型電腦為待機/關機狀態時，筆記型電腦螢幕的背光模組不發出光線，浮空影像產生裝置900可藉由外界的光線產生平面影像。據此，電子裝置800能具有較佳的使用者體驗。

本發明已由上述相關實施例加以描述，然而上述實施例僅為實施本發明之範例。必需指出的是，已揭露之實施例並未限制本發明之範圍。相反地，包含於申請專利範圍之精神及範圍之修改及均等設置均包含於本發明之範圍內。

100:光源 210:第一成像單元 220:第二成像單元 300:浮空影像產生單元 400:半穿反層 510:光線 520:第二光線 610:浮空影像 620:平面影像 700:殼體 710:透光部 800:電子裝置 900:浮空影像產生裝置

圖1A為本發明浮空影像產生裝置的實施例示意圖。

圖1B為本發明浮空影像產生裝置中第二光線於的實施例示意圖。

圖2A為本發明浮空影像產生裝置中第二光線於半穿反層反射的實施例示意圖。

圖2B為本發明浮空影像產生裝置產生平面影像的實施例示意圖。

圖3為本發明浮空影像產生裝置中第一遮蔽部及第二遮蔽部的實施例示意圖。

圖4至圖7為本發明浮空影像產生裝置的不同實施例示意圖。

圖8為本發明電子裝置的實施例示意圖。

100:光源

210:第一成像單元

220:第二成像單元

300:浮空影像產生單元

400:半穿反層

510:光線

900:浮空影像產生裝置

Claims (10)

1. 一種浮空影像產生裝置，包含： 一光源； 一第一成像單元，設置於該光源上； 一第二成像單元，設置於該第一成像單元上； 一浮空影像產生單元，設置於該第二成像單元上；以及 一半穿反層，設置於該第一成像單元及該第二成像單元之間； 其中，該光源可發出一第一光線通過該第一成像單元、該第二成像單元、該浮空影像產生單元、以及該半穿反層以產生一浮空影像，一來自該浮空影像單元相對於該光源之另一側之第二光線至少部分經由該半穿反層反射通過該第二成像單元以產生一平面影像。
2. 一種浮空影像產生裝置，包含： 一光源； 一第一成像單元，設置於該光源上； 一浮空影像產生單元，設置於該第一成像單元上； 一第二成像單元，設置於該浮空影像產生單元上；以及 一半穿反層，設置於該第一成像單元及該第二成像單元之間； 其中，該光源可發出一第一光線通過該第一成像單元、該第二成像單元、該浮空影像產生單元、以及該半穿反層以產生一浮空影像，一來自該浮空影像單元相對於該光源之另一側之第二光線至少部分經由該半穿反層反射通過該第二成像單元以產生一平面影像。
3. 如請求項2所述的浮空影像產生裝置，其中該半穿反層設置於該第二成像單元相對於該浮空影像產生單元之一面。
4. 如請求項2所述的浮空影像產生裝置，其中該半穿反層設置於該第一成像單元相對於該浮空影像產生單元之一面。
5. 如請求項2所述的浮空影像產生裝置，其中該半穿反層設置於該浮空影像產生單元相對於該第二成像單元之一面。
6. 如請求項2所述的浮空影像產生裝置，其中該半穿反層設置於該浮空影像產生單元相對於該第一成像單元之一面。
7. 如請求項1或2所述的浮空影像產生裝置，其中該第一成像單元包含複數個第一遮蔽部，該第二成像單元包含複數個第二遮蔽部，該些第一遮蔽部及該些第二遮蔽部在該光源相對於該第一成像單元之一面上的垂直投影至少部分不重疊。
8. 如請求項7所述的浮空影像產生裝置，該些第一遮蔽部定義出一第一圖案區域供形成該浮空影像，該些第二遮蔽部定義出一第二圖案區域供形成該平面影像，該第一圖案區域及該第二圖案區域實質相同。
9. 如請求項7所述的浮空影像產生裝置，該些第一遮蔽部定義出一第一圖案區域供形成該浮空影像，該些第二遮蔽部定義出一第二圖案區域供形成該平面影像，該第一圖案區域及該第二圖案區域實質不同。
10. 一種電子裝置，包含： 如請求項1或2所述的浮空影像產生裝置；以及 一殼體，包含一透光部，其中： 該第一光線可通過該第一成像單元、該第二成像單元、該浮空影像產生單元、該半穿反層、以及該透光部，以於該殼體之外側產生該浮空影像； 該第二光線由該殼體之外側通過該透光部，並經由該半穿反層至少部分反射通過該第二成像單元以產生該平面影像。

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