多视角显示装置

摘要

本发明公开了一种多视角显示装置，至少包括一投影机、一第一透镜组以及一第二透镜组。该投影机内置一扫描光源图像，该投影机倾斜对应于该扫描光源图像的一入射光线于一第一角度，该第一透镜组接收该倾斜后的入射光线，并加以折射。该第二透镜组倾斜该第一角度，接收经该第一透镜组折射后的该入射光线，并加以折射，使该多视角显示装置的一视域得以扩展。

权利要求

1.一种多视角显示装置，提供使用者增加所需M*N个空间多工数以扩展视角，其中，M为水平的像素个数，N为垂直的像素个数，M、N均为正整数，其特征在于，该多视角显示装置包括：一投影机，内置一扫描光源图像，该投影机倾斜对应于该扫描光源图像的一入射光线于一第一角度；

一由透镜阵列构成的第一透镜组，接收该倾斜后的入射光线，并加以折射；以及一由柱面透镜阵列构成的第二透镜组，该第二透镜组倾斜该第一角度，接收经该第一透镜组折射后的该入射光线，并加以折射，使该多视角显示装置的一视域具有M*N个空间多工数。

2.根据权利要求1的多视角显示装置，其特征在于，该第一角度定义为tan-1(1/N)度。

3.根据权利要求1的多视角显示装置，其特征在于，更包括：一菲涅尔透镜，置于该投影机与该第一透镜组之间，用以聚焦该入射光线。

4.根据权利要求1的多视角显示装置，其特征在于，更包括：一垂直散光器，接收经该第二透镜组折射后的该入射光线，并加以散光，使该多视角显示装置的该视域具有M*N个空间多工数。

5.根据权利要求1的多视角显示装置，其特征在于，该投影机具有时间多工的功能。

6.根据权利要求5的多视角显示装置，其特征在于，当该投影机所扫描的光点数为X，使该多视角显示装置的该视域的该光点数为M*N*X，其中X为正整数。

7.根据权利要求1的多视角显示装置，其特征在于，该扫描光源图像的长度D定义为cos(该第一角度)/N*(一屏幕像素尺寸)。

8.根据权利要求7的多视角显示装置，其特征在于，该第二透镜组的节距L为M*N*D。

9.根据权利要求6的多视角显示装置，其特征在于，当该多视角显示装置的该视域的该光点数为M*N*X，该多视角显示装置的一解析度会降低M*N倍。

10.根据权利要求1的多视角显示装置，其中该第一透镜组可以由一X方向柱面透镜阵列和一Y方向柱面透镜阵列叠加而成。

说明书

多视角显示装置

技术领域

[0001] 本发明是有关于一种多视角显示装置。

背景技术

[0002] 就现有技术而言，传统的裸视三维显示器是时间多工的多视角显示装置。时间多工的多视角显示装置依序地投影多个影像至视线的不同角度，浏览者的右眼及左眼可以藉由不同的视差分别接收到影像。时间多工的多视角显示装置的缺点包括：需要高画面更新率(Frame Rate)的空间调变器以及系统聚光率会限制观看的区域。

发明内容

[0003] 本发明提供一种使用多视角显示装置，倾斜对应于扫描光源图像的入射光线及倾斜透镜组，以得到空间多工的效果，利用降低解析度的方式，来换取更大的视域，能够增加一般显示装置的可浏览区域。

[0004] 本发明的一实施方式提供一种多视角显示装置，提供使用者增加所需M*N个空间多工数以扩展视角，其中，M为水平的像素个数，N为垂直的像素个数，M、N均为正整数，该多视角显示装置包括：一投影机、一由透镜阵列(Lens Array)构成的第一透镜组及一由柱面透镜阵列(Lenticular)构成的第二透镜组。该投影机内置一扫描光源图像，该投影机倾斜对应于该扫描光源图像的一入射光线于一第一角度；该第一透镜组接收该倾斜后的入射光线，并加以折射；以及该第二透镜组倾斜该第一角度，接收经该第一透镜组折射后的该入射光线，并加以折射，使该多视角显示装置的一视域具有M*N个空间多工数。

[0005] 于部分实施方式中，其中该第一角度定义为tan-1(1/N)度。

[0006] 于部分实施方式中，该多视角显示装置更包括一菲涅尔透镜，置于该投影机与该第一透镜组之间，用以聚焦该入射光线。

[0007] 于部分实施方式中，该多视角显示装置更包括一垂直散光器，接收经该第二透镜组折射后的该入射光线，并加以散光，使该多视角显示装置的该视域具有M*N个空间多工数。

[0008] 于部分实施方式中，该投影机具有时间多工的功能。

[0009] 于部分实施方式中，其中当该投影机所扫描的光点(Spot)数为X，使该多视角显示装置的该视域的该光点数为M*N*X，其中X为正整数。

[0010] 于部分实施方式中，其中该扫描光源图像的长度D定义为cos(该第一角度)/N*(一屏幕像素尺寸)。

[0011] 于部分实施方式中，其中该第二透镜组(Lenticular)的节距(Pitch)L为M*N*D。

[0012] 于部分实施方式中，其中当该多视角显示装置的该视域的该光点数为M*N*X，该多视角显示装置的一解析度会降低M*N倍。

[0013] 于部分实施方式中，其中该第一透镜组可以由一X方向柱面透镜阵列(X-Lenticular)和一Y方向柱面透镜阵列(Y-Lenticular)叠加而成。

附图说明

[0014] 图1绘示未经空间多工处理的多视角显示装置的配置示意图。

[0015] 图2绘示根据本发明第一实施方式的多视角显示装置的结构示意图。

[0016] 图3绘示根据本发明第一实施方式的多视角显器的倾斜操作示意图。

[0017] 图4绘示根据本发明第一实施方式的多视角显示装置的屏幕显示示意图。

[0018] 图5绘示根据本发明第二实施方式的多视角显示装置的倾斜操作示意图。

[0019] 图6绘示根据本发明第二实施方式的多视角显示装置的屏幕显示示意图。

[0020] 其中，附图标记：

[0021] 110  投影机

[0022] 115  扫描光源图像

[0023] 120  菲涅尔透镜

[0024] 130  第一透镜组

[0025] 140  第二透镜组

[0026] 150  垂直散光器

[0027] 160  扫描光源图像经透镜后的成像

[0028] 170  扫描光源图像经倾斜透镜后的成像

[0029] 300  屏幕像素

具体实施方式

[0030] 以下将以图式揭露本发明的多个实施方式，为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本发明。也就是说，在本发明部分实施方式中，这些实务上的细节是非必要的。此外，为简化图式起见，一些现有惯用的结构与元件在图式中将以简单示意的方式绘示之。

[0031] 本发明提供一种多视角显示装置，倾斜对应于扫描光源图像的入射光线及倾斜透镜组，据此所制作成的角度放大屏幕，能够结合空间多工与时间多工的技术优势以扩展视域。

[0032] 图1绘示未经空间多工处理，仅使用时间多工的多视角显示装置的配置示意图。请参照图1，该多视角显示装置，包括投影机110、菲涅尔透镜120、由透镜阵列(Lens array)构成的第一透镜组130、由柱面透镜阵列(Lenticular)构成的第二透镜组140及垂直散光器150。其中，投影机110具有一扫描光源图像115，该第一透镜组130可以由一X方向柱面透镜阵列(X-Lenticular)和一Y方向柱面透镜阵列(Y-Lenticular)叠加而成，而菲涅尔透镜120通过将透镜划分出理论上无线多个同心圆纹路，达到与多透镜相等的光学效果，因为这些纹路，透镜的整体厚度变小。菲涅尔透镜120亦可被视为多个环型排列的棱镜，其中边缘较为尖锐，而中心是较为平滑的凸面。图1所揭示的多视角显示装置，通过菲涅尔透镜120、第一透镜组130、第二透镜组140及垂直散光器150来进行角度放大，达到多视角显示的效果。

[0033] 图2绘示根据本发明第一实施方式的多视角显示装置的结构示意图。虽与图1具有相同的结构，但加入了空间多工的技术概念。本发明所提出的多视角显示装置利用投影机110倾斜对应于扫描光源图像115的入射光线，以及倾斜第二透镜组140的方式，使得原先仅使用时间多工技术的多视角显示装置，更加上空间多工的技术特征，藉以扩展更多视域。

[0034] 承上所述，本发明第一实施例的多视角显示装置，同时具备时间多工与空间多工的技术概念，此多视角显示装置使用具有时间多工功能的投影机110，加上倾斜对应于扫描光源图像115的入射光线及倾斜第二透镜组140得到空间多工的效果，以降低解析度的方式，来换取更大的视域。加上空间多工技术的效果，可以由图1中扫描光源图像经透镜后的成像160与图2中扫描光源图像经倾斜透镜后的成像170之间的差异看出，图2的多视角显示装置较图1的多视角显示装置具有更大的视域。

[0035] 图3绘示根据本发明第一实施方式的多视角显示装置的倾斜操作示意图。以图3为例，M为水平的像素个数，N为垂直的像素个数，X为具备时间多工功能的投影机110所扫描的光点(Spot)数，其中M、N及X为正整数。在倾斜操作之后，本发明所提出的多视角显示装置的视域光点数会变为M*N*X，解析度会降低M*N倍。也就是说，本发明所提出的多视角显示装置，其具有M*N组的空间多工，X组的时间多工。

[0036] 至于，倾斜对应于扫描光源图像115的入射光线及倾斜第二透镜组140的倾斜角度δ，则依公式δ＝tan-1(1/N)计算。换言之，倾斜角度δ可由使用者需求作调整。以图3为例，使用者需要2*2组的空间多工数，角度δ＝tan-1(1/2)＝26.6度，此时M＝2，N＝2。将扫描光源图像115的入射光线及第二透镜组140倾斜26.6度，即可获得2*2组的空间多工数，如图3所示。扫描光源图像115的长度D则可依公式D＝cos(δ)/N*(屏幕像素尺寸)得出。在通过已知的N与屏幕像素尺寸计算出D后，第二透镜组140的节距L可通过公式L＝M*N*D计算。当使用者需要2*2组的空间多工数，先调整扫描光源图像115的入射光线及第二透镜组140的倾斜角度δ为26.6度，且置放第一透镜组130与第二透镜组140于需相隔的距离，此时，可在第二透镜组
140上显示出2*2＝4个视域，如图3编号分别为1～4，在屏幕像素组300中每2*2＝4大格像素中，每个视域1～4里各有一个扫描光源图像115。

[0037] 图4绘示根据本发明第一实施方式的多视角显示装置的屏幕显示示意图。在通过前述菲涅尔透镜120、第一透镜组130、第二透镜组140及垂直散光器150的聚光或散光作用，且对扫描光源图像115的入射光线及第二透镜组140进行倾斜操作后，观察者从某一角度在屏幕可以看到的像素态样即如图4所示，任意取2*2个像素会看到一个像素。

[0038] 图5绘示根据本发明第二实施方式的多视角显示装置的倾斜操作示意图。以图5为例，M为水平的像素个数，N为垂直的像素个数，X为具备时间多工功能的投影机110所扫描的光点(Spot)数，M、N及X为正整数。在倾斜操作之后，本发明所提出的多视角显示装置的视域光点数会变为M*N*X，解析度会降低M*N倍。也就是说，本发明所提出的多视角显示装置，其具有M*N组的空间多工，X组的时间多工。

[0039] 倾斜对应于扫描光源图像115的入射光线及倾斜第二透镜组140的倾斜角度δ，则依公式δ＝tan-1(1/N)计算。换言之，倾斜角度δ可由使用者需求作调整。以图5为例，使用者-1需要2*3组的空间多工数，角度δ＝tan (1/3)＝18.4度，此时M＝2，N＝3。将扫描光源图像
115的入射光线及第二透镜组140倾斜18.4度，即可获得2*3组的空间多工数，如图5所示。扫描光源图像115的长度D则可依公式D＝cos(δ)/N*(屏幕像素尺寸)得出。在通过已知的N与屏幕像素尺寸计算出D后，第二透镜组(Lenticular)140的节距L可通过公式L＝M*N*D计算。
当使用者需要2*3组的空间多工数，先调整扫描光源图像115的入射光线及第二透镜组140的倾斜角度δ为18.4度，且置放第一透镜组130与第二透镜组140于需相隔的距离，此时，可在第二透镜组140上显示出2*3＝6个视域，如图5编号分别为1～6，在屏幕像素组300中每2*
3大格像素中，每个视域1～6里各有一个扫描光源图像115。

[0040] 图6绘示根据本发明第二实施方式的多视角显示装置的屏幕显示示意图。在通过前述菲涅尔透镜120、第一透镜组130、第二透镜组140及垂直散光器150的聚光或散光作用，且对扫描光源图像115的入射光线及第二透镜组140进行倾斜操作后，观察者从某一角度在屏幕可以看到的像素态样即如图6所示，任意取2*3个像素会看到一个像素。

[0041] 综上所述，本发明提供一种使用多视角显示装置，倾斜对应于扫描光源图像的入射光线及倾斜透镜组，以得到空间多工的效果，利用降低解析度的方式，来换取更大的视域，能够增加可浏览区域。倾斜具有时间多工投影机的扫描光源图像的入射光线及透镜组所制成的角度放大屏幕，能够结合原有时间多工的技术及因为倾斜技术而新增的空间多工优势，用以扩展视域。

[0042] 虽然本发明已以多种实施方式揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视后附的申请专利范围所界定者为准。