[發明專利]圖像顯示裝置

有效

• 申請號: 201310092469.8
• 申請日: 2013-03-21
• 公開（公告）號: CN103364960B
• 公開（公告）日: 2017-09-12
• 發明（設計）人: 音瀨智彥
• 申請（專利權）人: NLT科技股份有限公司
• 主分類號: G02B27/22
• 分類號: G02B27/22;G02F1/1335;H04N13/00
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司11219
• 代理人: 孫志湧,安翔

技術領域

本發明涉及一種圖像顯示裝置，并且具體地涉及一種用戶通過其能夠察覺立體圖像的圖像顯示裝置。

背景技術

傳統地，已經研究了針對多視點各顯示不同圖像以使得觀看者能夠察覺立體圖像的圖像顯示裝置。該技術提供了引起觀看者的左右眼視差的不同圖像，由此實現立體圖像顯示裝置。顯示立體圖像的各種方法曾被研究以便具體地實現這樣的功能。那些方法可以被大體地分類成使用眼鏡的方法和不使用眼鏡的方法。而使用眼鏡的方法包括使用不同色彩的立體圖方法和使用運用偏振的偏振眼鏡的方法，但是那些方法基本上很難避免佩戴眼鏡的麻煩。因此，其中不使用眼鏡的裸眼可視方法近年來已經被迅速研究。裸眼可視方法包括視差屏障(parallax barrier)方法和柱面光柵透鏡(lenticular lens)方法。

首先，將描述視差屏障方法。圖26示出圖示了根據視差屏障方法來顯示立體圖像的方法的光學模型圖。如圖26中所示，視差屏障105是其中垂直細條紋形狀的多孔徑區域(也就是說，狹縫105a)形成在其上的屏障(遮光板)。顯示面板102被布置在視差屏障105的一個表面附近。在顯示面板102中，沿著垂直于狹縫105a的伸長方向的方向布置了針對右眼的像素123和針對左眼的像素124。在視差屏障105的另一表面(換句話說，與顯示面板102相對)附近布置了光源108。

從光源108發出的光被視差屏障105部分地屏蔽。另一方面，由于已經穿過狹縫105a的光沒有被視差屏障105所屏蔽，所以光的一部分穿過針對右眼的像素123以變成光通量(flux)181，并且光的另一部分穿過針對左眼的像素124以變成光通量182。在這種情況下，其中觀看者能夠察覺立體圖像的觀看者的位置由視差屏障105與像素之間的位置關系來定義。也就是說，要求觀看者104的右眼141位于與針對右眼的多個像素123相對應的所有光通量181所穿過的區域中并且觀看者104的左眼142位于所有光通量182所穿過的區域中。這對應于觀看者的右眼141和左眼142的位置的中點143位于在圖26中示出為四角形的立體察覺范圍107中。

在立體察覺范圍107中在針對右眼的像素123和針對左眼的像素124的布置方向上延伸的線段之間，立體察覺范圍107的對角線的通過交叉點107a的線段是最長的。因此，對于觀看者在左右方向上的位移的容差在中點143位于交叉點107a處的情況下變成最大，并且這樣的條件作為觀看點是最優選的。因此，在立體圖像顯示方法中，推薦觀看者在最佳觀看距離OD處進行觀看，假定交叉點107a與顯示面板102之間的距離為最佳觀看距離OD。在此，在立體察覺區107中在其上離顯示面板102的距離保持最佳觀看距離OD的虛擬平面被定義為最佳觀看表面107b。該結構允許來自針對右眼的像素123的光和來自針對左眼的像素124的光分別到達觀看者的右眼141和左眼142，這使得觀看者能夠將在顯示面板102上顯示的圖像察覺為立體圖像。

在設計上述視差屏障方法的初期，視差屏障被布置在像素與眼睛之間的位置處，這引起視差屏障阻礙視野并且提供低可視性的問題。然而，如圖26中所示，液晶顯示器的最近實現允許視差屏障105被布置在顯示面板102后面，這解決了可視性的問題。因此，使用視差屏障方法的立體圖像顯示裝置當前被迅速研究，并且適用視差屏障方法的立體圖像顯示裝置實際上作為產品已上市了。

接下來，將描述柱面光柵透鏡方法。圖27是圖示柱面光柵透鏡的透視圖。圖28是圖示通過使用柱面光柵透鏡方法來顯示立體圖像的方法的光學模型圖。圖29是圖示立體顯示裝置的透視圖。如圖27中所示，柱面光柵透鏡121在一個表面上具有平面，以及每個都具有形成在另一表面上的半圓柱形狀(柱面透鏡122)的多個凸出部，其中，該多個凸出部在一個方向上延伸并且布置在彼此平行的它們的伸長方向。

如圖28和29中所示，使用柱面光柵透鏡方法的立體圖像顯示裝置包括從觀看者按順序布置的柱面光柵透鏡121、顯示面板102以及光源108，并且顯示面板102的像素被放置在柱面光柵透鏡121的聚焦平面上。在顯示面板102上，針對右眼141的像素123和針對左眼142的像素124一個接一個地排列。在本情況下，各由鄰近像素123和124構成的組分別對應于柱面光柵透鏡121的柱面透鏡(凸出部)122。該結構使得柱面光柵透鏡121的柱面透鏡(凸出部)122使已經從光源108發射并且在朝右和左眼的方向上穿過相應像素的光分開，并且使得左右眼察覺不同的圖像，這使得觀看者能夠察覺立體圖像。