TWI584000B - 立體顯示屏幕與使用其的立體顯示裝置 - Google Patents

Description

立體顯示屏幕與使用其的立體顯示裝置

本發明是有關於一種立體顯示屏幕與使用其的立體顯示裝置。

隨著科技的發展，能呈現立體視覺顯示的光學產品已成為消費市場上的注目焦點。利用兩眼視差，立體顯示裝置可透過光學組件而將影像分別送至雙眼，進而產生立體畫面。亦即，利用人類的兩眼視差，立體顯示裝置可以分別提供觀賞者兩眼不同的影像，以達成立體顯示。

於立體顯示裝置之中，立體裸視顯示器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。亦即，立體裸視顯示器是將具不同影像之光束分別傳送到空間上不同的位置。因此，若不同的影像被分別傳至對應觀賞者之左右眼，觀賞者即能夠以裸視感受到立體影像。換言之，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。

本發明之一實施方式提供一種立體顯示屏幕，其可應用於立體顯示裝置，其中立體顯示裝置包含光源分布影像發射源。立體顯示屏幕包含光偏折元件與雙凸柱面透鏡。立體顯示屏幕可透過雙凸柱面透鏡增加觀賞視區的數量，並加大可視角度範圍。此外，立體顯示屏幕可藉由光偏折元件分離光源分布影像訊號，使得不同的觀賞視區會存在相同的光源分布影像，藉以使觀賞視區具有重複性。另一方面，雙凸柱面透鏡可根據所設定的參數，對應調整其上的柱面透鏡間的尺寸關係，以進一步調整立體顯示屏幕所呈現的觀賞視區。

本發明之一實施方式提供一種立體顯示屏幕，包含光偏折元件與雙凸柱面透鏡。光偏折元件用以偏折光束，並使穿過其之光束朝多個方向行進。雙凸柱面透鏡設置於光偏折元件之一側，並包含本體、第一柱面透鏡陣列與第二柱面透鏡陣列。第一柱面透鏡陣列設置於本體上，並位於光偏折元件與本體之間，其中第一柱面透鏡陣列包含多個第一柱面透鏡，且每一第一柱面透鏡於第一方向具有第一長度(A)。第二柱面透鏡陣列設置於本體上，且本體位於第一柱面透鏡陣列與第二柱面透鏡陣列之間，其中第二柱面透鏡陣列包含多個第二柱面透鏡，且每一第二柱面透鏡於第一方向具有第一長度(B)，其中第一長度大於第二長度(A＞B)。第一方向實質上垂直於第一柱面透鏡陣列、本體與第二柱面透鏡陣列的排列方向。

於部分實施方式中，立體顯示屏幕係應用於立體顯示裝置。立體顯示裝置包含光源分布影像發射源，設置於立體顯示屏幕之一側，且光偏折元件光學耦合於光源分布影像發射源與雙凸柱面透鏡之間。光源分布影像發射源用以朝立體顯示屏幕提供光源分布影像訊號，光源分布影像訊號具有依時序呈現的多個光源分布影像。

於部分實施方式中，光源分布影像訊號透過第一柱面透鏡陣列，成像於本體之中。所成像之光源分布影像訊號於第一方向具有第三長度(S)，其中穿過光偏折元件之光源分布影像訊號朝多個行進方向(D)行進。第一長度(A)之量值實質上與[(2*M*D+1)*S]相同，第二長度(B)之量值實質上與(M*D*S)相同，其中M為大於1的正整數。

於部分實施方式中，光偏折元件具有多個折射界面，折射界面朝向雙凸柱面透鏡並且為交錯排列。光偏折元件透過折射界面而使穿過其之光束偏折至多個偏折方向，偏折方向彼此相異。

於部分實施方式中，折射界面沿第三方向配置並沿第四方向延伸，其中第一方向與第三方向夾45度，且第三方向與第四方向正交。光偏折元件透過折射界面偏折光源分布影像訊號，其中光源分布影像的其中之一者的對角線長度的1/(2D)倍與每一折射界面於第三方向上的長度實質上相等。

於部分實施方式中，光偏折元件包含入光面及多個微稜鏡，其中微稜鏡位於入光面與雙凸柱面透鏡之間。

於部分實施方式中，微稜鏡沿第二方向配置，且第一方向與第二方向夾一角度，其中角度介於30度至60度之間。

於部分實施方式中，部分第一柱面透鏡的光軸與部分第二柱面透鏡的光軸平行，另一部分第一柱面透鏡的光軸與另一部分第二柱面透鏡的光軸重合。

於部分實施方式中，穿過光偏折元件之光源分布影像訊號朝多個行進方向(D)行進，且第一長度(A)與第二長度(B)之比值實質上與[(2*M*D+1)/(M*D)]相同，其中M為大於1的正整數。

本發明之一實施方式提供一種立體顯示裝置，包含立體顯示屏幕與光源分布影像發射源。立體顯示屏幕包含光偏折元件與雙凸柱面透鏡。光偏折元件用以偏折光束，並使穿過其之光束朝多個方向行進。雙凸柱面透鏡設置於光偏折元件之一側，並包含本體、第一柱面透鏡陣列與第二柱面透鏡陣列。第一柱面透鏡陣列設置於本體上，並位於光偏折元件與本體之間，其中第一柱面透鏡陣列包含多個第一柱面透鏡，且每一第一柱面透鏡於第一方向具有第一長度(A)。第二柱面透鏡陣列設置於本體上，且本體位於第一柱面透鏡陣列與第二柱面透鏡陣列之間，其中第二柱面透鏡陣列包含多個第二柱面透鏡，且每一第二柱面透鏡於第一方向具有第二長度(B)，其中第一長度大於第二長度(A＞B)。第一方向實質上垂直於第一柱面透鏡陣列、本體與第二柱面透鏡陣列的排列方向。光源分布影像發射源設置於立體顯示屏幕之一側，且光偏折元件光學耦合於光源分布影像發射源與雙凸柱面透鏡之間。光源分布影像發射源用以朝立體顯示屏幕提供光源分布影像訊號。光源分布影像訊號具有依時序呈現的多個光源分布影像。

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。

本發明之立體顯示屏幕可應用於立體顯示裝置，其中包立體顯示裝置含光源分布影像發射源。立體顯示屏幕包含光偏折元件與雙凸柱面透鏡。立體顯示屏幕可透過雙凸柱面透鏡增加觀賞視區的數量，並加大可視角度範圍。此外，立體顯示屏幕可藉由光偏折元件分離光源分布影像，使得不同的觀賞視區會存在相同的光源分布影像，藉以使觀賞視區具有重複性。另一方面，雙凸柱面透鏡可根據所設定的參數，對應調整其上的柱面透鏡間的尺寸關係，以進一步調整立體顯示屏幕所呈現的觀賞視區。

請參照第1圖，其中第1圖繪示本發明第一實施方式的立體顯示裝置100的配置示意圖。立體顯示裝置100可透過時間多工與空間多工提供立體影像至觀賞視區O1-O4，其中觀賞視區O1-O4為可視得立體影像之區域。觀賞視區O1-O4沿第一方向D1陳列，其中第一方向D1為觀賞者觀看立體顯示裝置100時的雙眼連線方向。換言之，第一方向D1可以與觀賞者的雙眼連線平行。此外，為了不使圖式過於複雜，因此第1圖的觀賞視區數量繪示為4個。然而，觀賞視區的數量可以是超過4個。

立體顯示裝置100包含光源分布影像發射源102與立體顯示屏幕110。光源分布影像發射源102設置於立體顯示屏幕110之一側，並用以朝立體顯示屏幕110提供光源分布影像訊號104，使得自光源分布影像發射源102發射的光源分布影像訊號104可透過立體顯示屏幕110的導引而行進至觀賞視區O1-O4。立體顯示屏幕110包含光偏折元件112與雙凸柱面透鏡120，其中光偏折元件112可以是微偏光元件(micro-deflector)。雙凸柱面透鏡120設置於光偏折元件112之一側，且光偏折元件112位於且光學耦合於光源分布影像發射源102與雙凸柱面透鏡120之間。

雙凸柱面透鏡120包含本體122、第一柱面透鏡陣列124與第二柱面透鏡陣列128，其中本體122、第一柱面透鏡陣列124與第二柱面透鏡陣列128可為一體成形。第一柱面透鏡陣列124設置於本體122上，並位於光偏折元件112與本體122之間。第二柱面透鏡陣列128設置於本體122上，並與第一柱面透鏡陣列124相對，且本體122位於第一柱面透鏡陣列124與第二柱面透鏡陣列128之間。此外，第一方向實質上垂直於第一柱面透鏡陣列124、本體122與第二柱面透鏡陣列128的排列方向。

第一柱面透鏡陣列124包含第一柱面透鏡126，第一柱面透鏡126沿第一方向D1配置，且每一第一柱面透鏡126於第一方向D1具有第一長度(A)。第二柱面透鏡陣列128包含第二柱面透鏡130，第二柱面透鏡130沿第一方向D1配置，且每一第二柱面透鏡130於第一方向D1具有第二長度(B)，其中第一長度大於第二長度(A＞B)。亦即，第一柱面透鏡126與第二柱面透鏡130分別具有不同的尺寸。

由於第一柱面透鏡126與第二柱面透鏡130分別具有不同的尺寸，第一柱面透鏡126與第二柱面透鏡130為非對稱關係。亦即，第一柱面透鏡126與第二柱面透鏡130不會對稱於本體122。透過此第一柱面透鏡126與第二柱面透鏡130不對稱於本體122的配置，光源分布影像發射源102所提供的光源分布影像訊號104可藉由雙凸柱面透鏡120而被分配至適當的位置，以增加可視得立體影像之區域的數量，此部分之細節將敘述於後。

請同時看到第1圖與第2A圖，其中第2A圖繪示第1圖的立體顯示裝置100的光源分布影像發射源102的正視示意圖。同前所述，自光源分布影像發射源102發射的光源分布影像訊號104可透過立體顯示屏幕110的導引而行進至觀賞視區O1-O4。光源分布影像訊號104具有依時序呈現的多個光源分布影像106。由於光源分布影像發射源102所提供之光源分布影像訊號104具有依時序呈現的多個光源分布影像106，故立體顯示裝置100可透過光源分布影像發射源102提供時間多工的效果。

舉例而言，請看到第2A圖至第2D圖，其中第2B圖至第2D圖繪示光源分布影像發射源102於時序內發射不同光源分布影像106a-106c的正視示意圖。第2A圖至第2D圖中，光源分布影像發射源102可於時序內發射具有八個光源分布影像106的光源分布影像訊號104(請看到第1圖)，其中時序具有八個時間點，且此八個光源分布影像106於時序內由光源分布影像發射源102依序發射。

第2B圖中，光源分布影像發射源102於時序的第一時間點發射第一個光源分布影像106a。第2C圖中，光源分布影像發射源102於時序的第二時間點發射第二個光源分布影像106b。第2D圖中，光源分布影像發射源102於時序的第三時間點發射第三個光源分布影像106c。以此類推，當經過一個完整時序(即自時序的第一時間點至第八時間點)後，光源分布影像發射源102即可完成發射光源分布影像訊號104的一個週期。

請參照再看到第1圖與第3A圖，其中第3A圖繪示第1圖的立體顯示屏幕110的光偏折元件112的正視示意圖。於第3A圖所繪的光偏折元件112中，「正視示意圖」所指的正視視角為自雙凸柱面透鏡120指向光偏折元件112。此外，為了方便說明，第1圖中的第一方向D1也繪示於第3A圖之中。光偏折元件112具有相對的入光面113與出光面114，其中入光面113朝向光源分布影像發射源102，而出光面114朝向雙凸柱面透鏡120。換言之，第3A圖所繪的視角為由雙凸柱面透鏡120朝向光偏折元件112的出光面114。

光偏折元件112用以偏折光束，以使穿過其之光束可朝多個行進方向(D)行進，其中D為大於1的正整數。本實施方式中，光偏折元件112為二階的光偏折元件，使得穿過其之光束可朝兩個方向行進。亦即本實施方式的行進方向(D)為2。舉例而言，自光源分布影像發射源102發射的光源分布光源分布影像訊號104於穿過光偏折元件112後可朝兩個方向行進。此外，由於穿過光偏折元件112之光束可朝超過一個的方向行進，故立體顯示裝置100可透過光偏折元件112提供空間多工的效果。

第3A圖中，光偏折元件112具有第一折射界面A1與第二折射界面A2，其中第一折射界面A1與第二折射界面A2分別以不同的網底表示。此外，為了不使圖式過於複雜，於第3A圖所繪之光偏折元件112中，第一折射界面A1與第二折射界面A2的數量皆為兩個。然而，本發明所屬技術領域具有通常知識者可視光偏折元件112的尺寸大小，彈性調整第一折射界面A1與第二折射界面A2的數量。

於光偏折元件112的配置中，第一折射界面A1與第二折射界面A2為交錯排列。光偏折元件112可透過第一折射界面A1與第二折射界面A2，而使穿過其之光束分別偏折至第一偏折方向與第二偏折方向，其中第一偏折方向異於第二偏折方向。例如，當具單一行進方向的光源分布影像訊號104進入光偏折元件112後，自出光面114離開光偏折元件112的光源分布影像訊號104會沿兩個不同方向行進。

請再看到第3A圖與第3B圖，其中第3B圖繪示沿第3A圖的剖面線BB的剖面示意圖。光偏折元件112可包含微稜鏡116a與116b，其中微稜鏡116a與116b的位置與入光面113相對。換言之，微稜鏡116a與116b位於入光面113與雙凸柱面透鏡120之間。光偏折元件112的出光面114可透過微稜鏡116a與116b形成。於此配置下，第一折射界面A1與第二折射界面A2可分別為微稜鏡116a與116b的兩個出光面。例如，微稜鏡116a的兩個出光面分別為第一折射界面A1與第二折射界面A2，微稜鏡116b的兩個出光面分別為第一折射界面A1與第二折射界面A2。

此外，微稜鏡116a與116b是沿第二方向D2配置。第一方向D1與第二方向D2夾角度θ，其中角度θ可介於30度至60度之間。例如第一方向D1與第二方向D2可夾45度。於第一方向D1與微稜鏡116a與116b的配置方向是夾45度的情況下，第一折射界面A1與第二折射界面A2可沿第三方向D3配置並沿第四方向D4延伸，其中第二方向D2與第三方向D3互相平行。除此之外，於此配置下，第一方向D1與第三方向D3夾45度，且第三方向D3與第四方向D4正交。

請再看到第1圖、第3A圖與第3C圖，其中第3C圖繪示光源分布影像訊號104於通過第3A圖的光偏折元件112後的示意圖。為了方便說明，第1圖中的第一方向D1與第3A圖中的第三方向D3也繪示於第3C圖之中。此外，第3C圖所繪之光源分布影像訊號104為自光偏折元件112離開並朝雙凸柱面透鏡120行進，亦即光源分布影像訊號104表示第1圖的光源分布影像訊號104進入光偏折元件112前的位置，而光源分布影像訊號104a與104b為第1圖的光源分布影像訊號104於穿過光偏折元件112後的位置。

同前所述，光偏折元件112可透過第一折射界面A1與第二折射界面A2偏折由光源分布影像發射源102所提供之光源分布影像訊號104。本實施方式中，光偏折元件112為二階的光偏折元件，故穿過光偏折元件112之光源分布影像訊號104會朝兩個方向行進。換言之，當光源分布影像訊號104穿過光偏折元件112後，光源分布影像訊號104會成為光源分布影像訊號104a與104b。另一方面，由於光偏折元件112的折射界面為用以使光源分布影像訊號104偏折，故光源分布影像106、106a與106b之其中一者的對角線長度的1/(2D)倍與每一折射界面於第三方向D3上的長度實質上可相等，使得每一折射界面可以尺寸匹配的方式對應於光源分布影像106、106a與106b之其中一者。

藉由以上配置，由於折射界面的延伸方向是與第一方向D1夾45度角，故當光源分布影像訊號104穿過光偏折元件112後，所形成的光源分布影像訊號104a與104b相對原光源分布影像訊號104會具有水平方向上的平移分量與鉛直方向上的平移分量。因此，透過此45度角的配置，可以控制穿過光偏折元件112之光源分布影像訊號104a與104b的水平方向上的平移分量，以定義觀賞視區O1-O4於第一方向D1上的長度。此外，透過將第一折射界面A1與第二折射界面A2配置為多個並交錯排列，可使穿過光偏折元件112所形成之光源分布影像訊號104a與104b能具有較均勻的亮度。

請再看到第1圖與第4圖，其中第4圖繪示光源分布影像訊號104a與104b通過第1圖的立體顯示屏幕110的雙凸柱面透鏡120的示意圖。當光源分布影像發射源102所提供之光源分布影像訊號104穿過光偏折元件112後，所形成的光源分布影像訊號104a與104b會再接著進入雙凸柱面透鏡120。於部分實施方式中，立體顯示屏幕110可更包含菲涅爾透鏡(未繪示)。菲涅爾透鏡可設置於光偏折元件112與雙凸柱面透鏡120之間，並用以使穿過光偏折元件112之光源分布影像訊號104a與104b可平行地進入雙凸柱面透鏡120。於光源分布影像訊號104a與104b進入雙凸柱面透鏡120後，光源分布影像訊號104a與104b可透過第一柱面透鏡陣列124而成像於本體122之中，使得成像於本體122之中的光源分布影像訊號104a與104b成為成像訊號108，其中成像訊號108於第一方向D1具有第三長度(S)。亦即，成像於本體122之光源分布影像訊號104的長度為第三長度(S)。

同前所述，當光源分布影像發射源102所提供之光源分布影像訊號104穿過光偏折元件112後，光源分布影像訊號104會被分離成光源分布影像訊號104a與104b，而每一對彼此相鄰的成像訊號108是分別由光源分布影像訊號104a與104b經第一柱面透鏡陣列124成像形成。

除此之外，第一柱面透鏡126與第二柱面透鏡130於第一方向D1的長度可透過立體顯示裝置100的其他參數計算而得。具體而言，第一柱面透鏡126於第一方向D1的長度以第一長度(A)表示，而第二柱面透鏡130於第一方向D1的長度以第二長度(B)表示。第一長度(A)之量值與[(2*M*D+1)*S]之量值實質上可相同，而第二長度(B)之量值與(M*D*S)之量值實質上可相同，其中M為正整數。於部分實施方式中，正整數M可以是觀賞視區O1-O4中所設定的完整立體影像的數量。例如，當立體顯示裝置100呈現的影像是立體汽車影像時，於立體顯示裝置100提供的觀賞範圍之中，可以獲得M個完整的立體汽車影像。

進一步而言，於立體顯示裝置100提供的觀賞範圍中有兩個完整的立體影像且光偏折元件112為二階光偏折元件的條件下，正整數M會等於2且行進方向(D)會等於2。因此，根據前述第一長度(A)與第二長度(B)之計算式，第一長度(A)會等於9S，而第二長度(B)會等於4S。此外，第一長度(A)與第二長度(B)之比值可表示為[(2*M*D+1)/(M*D)]。亦即，第一長度(A)與第二長度(B)之比值可表示為(9/4)。

同前所述，第一柱面透鏡126與第二柱面透鏡130為非對稱關係，故第一柱面透鏡126與第二柱面透鏡130之間可視為存在一個平移關係。亦即，部分第一柱面透鏡126的光軸與部分第二柱面透鏡130的光軸會因平移而平行，而另一部分第一柱面透鏡126的光軸與另一部分第二柱面透鏡130的光軸會重合。透過第一柱面透鏡126與第二柱面透鏡130之間的平移關係，相鄰的成像訊號108可被第二柱面透鏡130導引往不同的方向行進，使得帶有相同影像之相鄰的成像訊號108可分別行進至不同的觀賞視區O1-O4，藉以增加可視得立體影像之區域的數量。

也就是說，自光源分布影像發射源102發射的光源分布影像訊號104可先經光偏折元件112而分成兩個光源分布影像訊號104a與104b。接著，兩個光源分布影像訊號104a與104b再被第一柱面透鏡陣列124成像於本體122之中，並成像為相鄰的成像訊號108。相鄰的成像訊號108再透過第二柱面透鏡陣列128，分別被導引至不同的觀賞視區O1-O4。

此外，當光束穿過雙凸柱面透鏡120後，行進往觀賞視區O1-O4的光束相較自光源分布影像發射源102發射的光束會具有更廣的發射角度。因此，雙凸柱面透鏡120可增加光源分布影像訊號104的發射角度，藉以使觀賞視區O1-O4可具有更廣的觀賞範圍。

綜合上述，立體顯示裝置可透過立體顯示屏幕增加觀賞視區的數量，並藉由立體顯示屏幕的雙凸柱面透鏡加大可視角度範圍。另一方面，藉由光偏折元件分離光源分布影像，不同的觀賞視區可存在相同的光源分布影像，使得觀賞視區可具有重複性。亦即，不同的觀賞視區可呈現相同的光源分布影像。以下將進一步說明當光偏折元件為更高階之光偏折元件時，第一長度(A)與第二長度(B)之間的量值關係。

請參照第5A圖與第5B圖，其中第5A圖繪示本發明第二實施方式的光偏折元件112的正視示意圖，而第5B圖繪示光源分布影像訊號104於通過第5A圖的光偏折元件112後的示意圖。此外，第5A圖的視角與第3A圖的視角相同。本實施方式與第一實施方式的至少一差異為，本實施方式的光偏折元件112為三階的光偏折元件，其中光偏折元件112具有第一折射界面A1、第二折射界面A2與第三折射界面A3，其分別以不同網底繪示。由於光偏折元件112具有三種折射界面，故光源分布影像訊號104於穿過光偏折元件112後，光源分布影像訊號104會被光偏折元件112分成朝三個方向行進的光源分布影像訊號104a、104b與104c。此外，由於原光源分布影像訊號104與光源分布影像訊號104b的方向平行，故第5B圖繪示的原光源分布影像訊號104與光源分布影像訊號104c是位於同一位置並重疊。

請再看到第5A圖與第6圖，其中第6圖繪示光源分布影像訊號104a、104b與104c通過本發明第二實施方式的雙凸柱面透鏡120的示意圖。本實施方式中，觀賞範圍之中被設定為有兩個完整的立體影像，而光偏折元件112為三階光偏折元件。因此，於此條件下，正整數M會等於2且行進方向(D)會等於3。根據前述第一長度(A)與第二長度(B)之計算式，第一長度(A)會等於13S，而第二長度(B)會等於6S。且第一長度(A)與第二長度(B)之比值可表示為(13/6)。

因此，第一柱面透鏡陣列124的第一柱面透鏡126與第二柱面透鏡陣列128的第二柱面透鏡130之間仍存在平移關係。藉由此平移關係，透過光偏折元件112所分離的光源分布影像訊號104a、104b與104c可被導引至不同的觀賞視區O1-O4(請見第1圖)。再者，由於光偏折元件112為三階的光偏折元件，故可增加觀賞視區O1-O4之具有相同光源分布影像的數量，且觀賞視區O1-O4也會具有重複性。

請參照第7A圖與第7B圖，其中第7A圖繪示本發明第三實施方式的光偏折元件112的正視示意圖，而第7B圖繪示光源分布影像訊號104於通過第7A圖的光偏折元件112後的示意圖。此外，第7A圖的視角與第3A圖的視角相同。本實施方式與第一實施方式的至少一差異為，本實施方式的光偏折元件112為四階的光偏折元件，其中光偏折元件具有第一折射界面A1、第二折射界面A2、第三折射界面A3與第四折射界面A4，其分別以不同網底繪示。由於光偏折元件112具有四種折射界面，故光源分布影像訊號104於穿過光偏折元件112後，光源分布影像訊號104會被光偏折元件112分成朝四個方向行進的光源分布影像訊號104a、104b、104c與104d。

請再看到第7A圖與第8圖，其中第8圖繪示光源分布影像訊號104a、104b、104c與104d通過本發明第三實施方式的雙凸柱面透鏡120的示意圖。本實施方式中，觀賞範圍之中被設定為有兩個完整的立體影像，而光偏折元件112為四階光偏折元件。因此，於此條件下，正整數M會等於2且行進方向(D)會等於4。根據前述第一長度(A)與第二長度(B)之計算式，第一長度(A)會等於17S，而第二長度(B)會等於8S。此外，第一長度(A)與第二長度(B)之比值可表示為(17/8)。於此配置下，第一柱面透鏡陣列124的第一柱面透鏡126與第二柱面透鏡陣列128的第二柱面透鏡130之間仍存在平移關係，在此不再贅述。

請參照第9圖，第9圖繪示光源分布影像訊號104通過本發明第四實施方式的雙凸柱面透鏡120的示意圖。本實施方式與第一實施方式的至少一差異為，本實施方式的觀賞範圍之中的完整的立體影像被設定為三個。此外，本實施方式使用二階的光偏折元件，如第3A圖所示。於此條件下，正整數M會等於3且行進方向(D)會等於2。根據前述第一長度(A)與第二長度(B)之計算式，第一長度(A)會等於13S，而第二長度(B)會等於6S。此外，第一長度(A)與第二長度(B)之比值可表示為(13/6)。因此，第一柱面透鏡陣列124的第一柱面透鏡126與第二柱面透鏡陣列128的第二柱面透鏡130之間仍存在平移關係，在此不再贅述。

綜上所述，本發明之立體顯示屏幕可應用於立體顯示裝置，其中立體顯示裝置包含光源分布影像發射源。其中立體顯示屏幕包含光偏折元件與雙凸柱面透鏡。立體顯示屏幕可透過雙凸柱面透鏡增加觀賞視區中可獲得之完整立體影像的數量，並加大可視角度範圍。此外，立體顯示屏幕可藉由光偏折元件分離光源分布影像訊號，使得不同的觀賞視區會存在相同的光源分布影像，藉以使觀賞視區具有重複性。另一方面，雙凸柱面透鏡可根據所設定的參數，對應調整其上的柱面透鏡間的尺寸關係，以進一步調整立體顯示屏幕所呈現的觀賞視區。

雖然本發明已以多種實施方式揭露如上，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‧‧‧光源分布影像發射源
104、104a、104b、104c‧‧‧光源分布影像訊號
106、106a、106b、106c‧‧‧光源分布影像
108‧‧‧成像訊號
110‧‧‧立體顯示屏幕
112‧‧‧光偏折元件
113‧‧‧入光面
114‧‧‧出光面
116a、116b‧‧‧微稜鏡
120‧‧‧雙凸柱面透鏡
122‧‧‧本體
124‧‧‧第一柱面透鏡陣列
126‧‧‧第一柱面透鏡
128‧‧‧第二柱面透鏡陣列
130‧‧‧第二柱面透鏡
A‧‧‧第一長度
A1‧‧‧第一折射界面
A2‧‧‧第二折射界面
A3‧‧‧第三折射界面
A4‧‧‧第四折射界面
B‧‧‧第二長度
BB‧‧‧剖面線
D1‧‧‧第一方向
D2‧‧‧第二方向
D3‧‧‧第三方向
D4‧‧‧第四方向
O1-O4‧‧‧觀賞視區
S‧‧‧第三長度
θ‧‧‧角度

第1圖繪示本發明第一實施方式的立體顯示裝置的配置示意圖。 第2A圖繪示第1圖的立體顯示裝置的光源分布影像發射源的正視示意圖。 第2B圖至第2D圖繪示光源分布影像發射源於時序內發射不同光源分布影像的正視示意圖。 第3A圖繪示第1圖的立體顯示屏幕的光偏折元件的正視示意圖。 第3B圖繪示沿第3A圖的剖面線BB的剖面示意圖。 第3C圖繪示光源分布影像訊號於通過第3A圖的光偏折元件後的示意圖。 第4圖繪示光源分布影像訊號通過第1圖的立體顯示屏幕的雙凸柱面透鏡的示意圖。 第5A圖繪示本發明第二實施方式的光偏折元件的正視示意圖。 第5B圖繪示光源分布影像訊號於通過第5A圖的光偏折元件後的示意圖。 第6圖繪示光源分布影像訊號通過本發明第二實施方式的雙凸柱面透鏡的示意圖。 第7A圖繪示本發明第三實施方式的光偏折元件的正視示意圖。 第7B圖繪示光源分布影像訊號於通過第7A圖的光偏折元件後的示意圖。 第8圖繪示光源分布影像訊號通過本發明第三實施方式的雙凸柱面透鏡的示意圖。 第9圖繪示光源分布影像訊號通過本發明第四實施方式的雙凸柱面透鏡的示意圖。

100‧‧‧立體顯示裝置

102‧‧‧光源分布影像發射源

104‧‧‧光源分布影像訊號

106‧‧‧光源分布影像

110‧‧‧立體顯示屏幕

112‧‧‧光偏折元件

113‧‧‧入光面

114‧‧‧出光面

120‧‧‧雙凸柱面透鏡

122‧‧‧本體

124‧‧‧第一柱面透鏡陣列

126‧‧‧第一柱面透鏡

128‧‧‧第二柱面透鏡陣列

130‧‧‧第二柱面透鏡

A‧‧‧第一長度

B‧‧‧第二長度

D1‧‧‧第一方向

O1-O4‧‧‧觀賞視區

Claims (17)

1. 一種立體顯示屏幕，包含：一光偏折元件，用以偏折光束，並使穿過其之光束朝複數個方向行進；以及一雙凸柱面透鏡，設置於該光偏折元件之一側，並包含：一本體；一第一柱面透鏡陣列，設置於該本體上，並位於該光偏折元件與該本體之間，其中該第一柱面透鏡陣列包含複數個第一柱面透鏡，每一該第一柱面透鏡於一第一方向具有一第一長度(A)；以及一第二柱面透鏡陣列，設置於該本體上，且該本體位於該第一柱面透鏡陣列與該第二柱面透鏡陣列之間，其中該第二柱面透鏡陣列包含複數個第二柱面透鏡，每一該第二柱面透鏡於該第一方向具有一第二長度(B)，其中該第一長度大於該第二長度(A>B)，且該第一方向實質上垂直於該第一柱面透鏡陣列、該本體與該第二柱面透鏡陣列的排列方向。
2. 如申請專利範圍第1項的立體顯示屏幕，係應用於一立體顯示裝置，該立體顯示裝置包含一光源分布影像發射源，設置於該立體顯示屏幕之一側，且該光偏折元件光學耦合於該光源分布影像發射源與該雙凸柱面透鏡之間，其中該光源分布影像發射源用以朝該立體顯示屏幕提供一光源分布影像訊號，該光源分布影像訊號具有依一時序呈現的複數個光源分布影像。
3. 如申請專利範圍第2項的立體顯示屏幕，其中該光源分布影像訊號透過該第一柱面透鏡陣列，成像於該本體之中，且所成像之光源分布影像訊號於該第一方向具有一第三長度(S)，其中穿過該光偏折元件之該光源分布影像訊號朝複數個行進方向(D)行進，且該第一長度(A)之量值實質上與[(2*M*D+1)*S]相同，該第二長度(B)之量值實質上與(M*D*S)相同，其中M為大於1的正整數。
4. 如申請專利範圍第3項的立體顯示屏幕，其中該光偏折元件具有複數個折射界面，該些折射界面朝向該雙凸柱面透鏡並且為交錯排列，其中該光偏折元件透過該些折射界面而使穿過其之光束偏折至複數個偏折方向，該些偏折方向彼此相異。
5. 如申請專利範圍第4項的立體顯示屏幕，其中該些折射界面沿一第三方向配置並沿一第四方向延伸，其中該第一方向與該第三方向夾45度，且該第三方向與該第四方向正交，該光偏折元件透過該些折射界面偏折該光源分布影像訊號，其中該些光源分布影像的其中之一者的對角線長度的1/(2D)倍與每一該些折射界面於該第三方向上的長度實質上相等。
6. 如申請專利範圍第1至5項之任一項的的立體顯示屏幕，其中該光偏折元件包含一入光面及複數個微稜 鏡，其中該些微稜鏡位於該入光面與該雙凸柱面透鏡之間。
7. 如申請專利範圍第6項的立體顯示屏幕，其中該些微稜鏡沿一第二方向配置，且該第一方向與該第二方向夾一角度，其中該角度介於30度至60度之間。
8. 如申請專利範圍第1項的立體顯示屏幕，其中部分該些第一柱面透鏡的光軸與部分該些第二柱面透鏡的光軸平行，另一部分該些第一柱面透鏡的光軸與另一部分該些第二柱面透鏡的光軸重合。
9. 如申請專利範圍第2項的立體顯示屏幕，其中穿過該光偏折元件之該光源分布影像訊號朝複數個行進方向(D)行進，且該第一長度(A)與該第二長度(B)之比值實質上與[(2*M*D+1)/(M*D)]相同，其中M為大於1的正整數。
10. 一種立體顯示裝置，包含：一立體顯示屏幕，包含一光偏折元件，用以偏折光束，並使穿過其之光束朝複數個方向行進；以及一雙凸柱面透鏡，設置於該光偏折元件之一側，並包含：一本體；一第一柱面透鏡陣列，設置於該本體上，並位於該光偏折元件與該本體之間，其中該第一柱面透鏡 陣列包含複數個第一柱面透鏡，每一該第一柱面透鏡於一第一方向具有一第一長度(A)；以及一第二柱面透鏡陣列，設置於該本體上，且該本體位於該第一柱面透鏡陣列與該第二柱面透鏡陣列之間，其中該第二柱面透鏡陣列包含複數個第二柱面透鏡，每一該第二柱面透鏡於該第一方向具有一第二長度(B)，其中該第一長度大於該第二長度(A>B)，且該第一方向實質上垂直於該第一柱面透鏡陣列、該本體與該第二柱面透鏡陣列的排列方向；以及一光源分布影像發射源，設置於該立體顯示屏幕之一側，且該光偏折元件光學耦合於該光源分布影像發射源與該雙凸柱面透鏡之間，其中該光源分布影像發射源用以朝該立體顯示屏幕提供一光源分布影像訊號，該光源分布影像訊號具有依一時序呈現的複數個光源分布影像。
11. 如申請專利範圍第10項的立體顯示裝置，其中該光源分布影像訊號透過該第一柱面透鏡陣列，成像於該本體之中，且所成像之光源分布影像訊號於該第一方向具有一第三長度(S)，其中穿過該光偏折元件之該光源分布影像訊號朝複數個行進方向(D)行進，且該第一長度(A)之量值實質上與[(2*M*D+1)*S]相同，該第二長度(B)之量值實質上與(M*D*S)相同，其中M為大於1的正整數。
12. 如申請專利範圍第11項的立體顯示裝置，其中該光偏折元件具有複數個折射界面，該些折射界面朝向該雙凸柱面透鏡並且為交錯排列，其中該光偏折元件透過該些折射界面而使穿過其之光束偏折至複數個偏折方向，該些偏折方向彼此相異。
13. 如申請專利範圍第12項的立體顯示裝置，其中該些折射界面沿一第三方向配置並沿一第四方向延伸，其中該第一方向與該第三方向夾45度，且該第三方向與該第四方向正交，該光偏折元件透過該些折射界面偏折該光源分布影像訊號，其中該些光源分布影像的其中之一者的對角線長度的1/(2D)倍與每一該些折射界面於該第三方向上的長度實質上相等。
14. 如申請專利範圍第10至13項之任一項的的立體顯示裝置，其中該光偏折元件包含一入光面及複數個微稜鏡，其中該些微稜鏡位於該入光面與該雙凸柱面透鏡之間。
15. 如申請專利範圍第14項的立體顯示裝置，其中該些微稜鏡沿一第二方向配置，且該第一方向與該第二方向夾一角度，其中該角度介於30度至60度之間。
16. 如申請專利範圍第10項的立體顯示裝置，其中部分該些第一柱面透鏡的光軸與部分該些第二柱面透鏡 的光軸平行，另一部分該些第一柱面透鏡的光軸與另一部分該些第二柱面透鏡的光軸重合。
17. 如申請專利範圍第10項的立體顯示裝置，其中穿過該光偏折元件之該光源分布影像訊號朝複數個行進方向(D)行進，且該第一長度(A)與該第二長度(B)之比值實質上與[(2*M*D+1)/(M*D)]相同，其中M為大於1的正整數。