專(zhuān)利名稱(chēng)：背光組件及利用此背光組件的立體圖像成像裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種背光組件，特別是涉及一種可應(yīng)用于立體圖像成像裝置的背光組件。
背景技術(shù)：
人造立體圖像成像原理是仿真真實(shí)狀況，產(chǎn)生真正的立體物體，或?qū)⒉煌瑘D像(成對(duì)立體圖像、stereo pairs)投影到左右眼，提供額外的深度信息以形成立體圖像。
公知的立體圖像成像技術(shù)可分成三種全像式、多平面式及成對(duì)立體圖像式。由于全像式、多平面式具有大量數(shù)據(jù)處理上的困難以及顯示效果不佳的缺點(diǎn)，近年來(lái)立體圖像顯示器的研究以成對(duì)立體圖像式為主。
公知的成對(duì)立體圖像式的成像技術(shù)是采用空間多任務(wù)方式(spatial-multiplexed method，例如，lenticular screen和parallax barrier)，也即將液晶層畫(huà)素劃分成多個(gè)立體成像對(duì)，分別投影左右眼的圖像到左右眼，形成立體圖像；然而，空間多任務(wù)方式具有分辨率和亮度減半的缺點(diǎn)，且有對(duì)位問(wèn)題，另外，其系統(tǒng)體積龐大，不利于制作。
有鑒于此，本發(fā)明的發(fā)明人已在臺(tái)灣申請(qǐng)案第98114833號(hào)中，提出一種立體圖像成像系統(tǒng)及方法，通過(guò)時(shí)間多任務(wù)的方式呈現(xiàn)立體圖像，其中在立體圖像成像系統(tǒng)中，具有兩種不同型式的V型微溝槽結(jié)構(gòu)；然而，為了簡(jiǎn)化架構(gòu)及制作程序，故提出以下新的發(fā)明。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種可應(yīng)用于立體圖像成像裝置的背光組件。
根據(jù)本發(fā)明，提供一種應(yīng)用于立體圖像成像裝置的背光組件，該背光組件包括一第一導(dǎo)光板、一第一光源、一第二導(dǎo)光板、以及一第二光源；第一導(dǎo)光板具有一第一微溝槽結(jié)構(gòu)面、一第一側(cè)、以及位于第一側(cè)相反側(cè)的一第二側(cè)，第一光源設(shè)置于第一導(dǎo)光板的第一側(cè)；第二導(dǎo)光板設(shè)置于第一導(dǎo)光板上，且具有一第二微溝槽結(jié)構(gòu)面、一第三側(cè)、以及位于第三側(cè)相反側(cè)的一第四側(cè)，而第四側(cè)是與第二側(cè)位于相同側(cè)，第二光源設(shè)置于第二導(dǎo)光板的第四側(cè)。
在一較佳實(shí)施例中，背光組件還包括一第一反射板以及一第二反射板，其中第一反射板設(shè)置于第一導(dǎo)光板的第二側(cè)，而第二反射板設(shè)置于第二導(dǎo)光板的第三側(cè)。
又，第一微溝槽結(jié)構(gòu)面是不面對(duì)第二導(dǎo)光板，且背光組件還包括一面對(duì)第一微溝槽結(jié)構(gòu)面的吸收板，而吸收板可為一黑體；或者，第一微溝槽結(jié)構(gòu)面是面對(duì)第二微溝槽結(jié)構(gòu)面，而背光組件還包括一設(shè)置于第一導(dǎo)光板之下的第三反射板。
應(yīng)注意的是第一導(dǎo)光板的結(jié)構(gòu)和第二導(dǎo)光板的結(jié)構(gòu)相同，且第一導(dǎo)光板的厚度是由第一側(cè)朝第二側(cè)漸縮，而第二導(dǎo)光板的厚度是由第四側(cè)朝第三側(cè)漸縮；或者，第一導(dǎo)光板和第二導(dǎo)光板可分別具有均一的厚度。
又，第一微溝槽結(jié)構(gòu)面上形成多個(gè)微溝槽，且微溝槽間的間距由第一側(cè)朝第二側(cè)遞減，而第二微溝槽結(jié)構(gòu)面上形成多個(gè)微溝槽，且微溝槽間的間距由第四側(cè)朝第三側(cè)遞減。
應(yīng)了解的是微溝槽分別具有一第一面和一第二面，而第一面與第一微溝槽結(jié)構(gòu)面或第二微溝槽結(jié)構(gòu)面之間具有一夾角，可根據(jù)導(dǎo)光板不同的設(shè)計(jì)或材料而調(diào)整夾角的角度，大約為20度至60度。
在另一較佳實(shí)施例中，背光組件還包括一設(shè)置于第二導(dǎo)光板之上的擴(kuò)散片，且擴(kuò)散片的擴(kuò)散系數(shù)是介于25至45之間。或者，第一導(dǎo)光板是可相對(duì)于第二導(dǎo)光板旋轉(zhuǎn)一既定角度，而此既定角度是約小于15度。
又，第一微溝槽結(jié)構(gòu)面和第二微溝槽結(jié)構(gòu)面可由鉆石刀加工、注射模塑成形、或微機(jī)械加工所制成。
又在本發(fā)明中，提供一種立體圖像成像裝置，具有一液晶面板和上述背光組件，其中液晶面板設(shè)置背光組件上。
在一較佳實(shí)施例中，第一光源和第二光源可同時(shí)射出光線，并同時(shí)投影到人體的雙眼，借此在人體的眼睛成像出一平面圖像。
又在本發(fā)明中，提供一種立體圖像成像方法，該立體圖像成像方法包括下列步驟提供一液晶面板以及上述背光組件；切換第一光源和第二光源的亮暗狀態(tài)，使從第一光源射出的光線和從第二光源射出的光線是以交替的方式射出，其中從第一光源射出的光線在第一微溝槽結(jié)構(gòu)面上發(fā)生全反射后，穿過(guò)第二微溝槽結(jié)構(gòu)面和液晶面板而投影至人體的一眼，而從第二光源射出的光線在第二微溝槽結(jié)構(gòu)面上發(fā)生全反射，穿過(guò)液晶面板而投影至人體的另一眼，借此在人體的眼睛成像出立體圖像。
應(yīng)注意的是第一光源和第二光源每次點(diǎn)亮的時(shí)間小于等于8毫秒。
為了使本發(fā)明的上述和其它目的、特征、和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下面特舉一較佳實(shí)施例，并結(jié)合附圖，作詳細(xì)說(shuō)明如下。


圖1是為本發(fā)明的立體圖像成像裝置的第一實(shí)施例的示意圖；圖2a是為圖1a中的第一導(dǎo)光板和第二導(dǎo)光板的部份放大圖；圖2b是為圖1a中的第一導(dǎo)光板和第二導(dǎo)光板的平面示意圖；圖2c是為圖1a中的第二導(dǎo)光板的立體示意圖；圖2d是為第二導(dǎo)光板的變形例的立體示意圖；圖3是為本發(fā)明的立體圖像成像方法的示意圖；以及圖4是為本發(fā)明的立體圖像成像裝置的第二實(shí)施例的示意圖。
符號(hào)說(shuō)明1、1’立體圖像成像裝置10、10’背光組件11、11’第一導(dǎo)光板11a、11a’第一微溝槽結(jié)構(gòu)面11b微溝槽11b’第一面11b”第二面11c第一側(cè)11d第二側(cè)111、131第一導(dǎo)光區(qū)域112、132第二導(dǎo)光區(qū)域113、133第三導(dǎo)光區(qū)域
114、134第四導(dǎo)光區(qū)域115、135第五導(dǎo)光區(qū)域116、136第六導(dǎo)光區(qū)域12、12’第一光源13、13’第二導(dǎo)光板13a、13a’第二微溝槽結(jié)構(gòu)面13b微溝槽13b’第一面13b”第二面13c第三側(cè)13d第四側(cè)14、14’第二光源15第一反射板16第二反射板17吸收板17’第三反射板18擴(kuò)散板20液晶面板21上玻璃22液晶層23下玻璃E1右眼E2左眼具體實(shí)施方式
第一實(shí)施例參考圖1，本實(shí)施例的立體圖像成像裝置1包括一背光組件10以及一液晶面板20，其中背光組件10包括一第一導(dǎo)光板11、一第一光源12、一第二導(dǎo)光板13、一第二光源14、一第一反射板15、一第二反射板16、以及一吸收板17。
第一導(dǎo)光板11具有一第一側(cè)11c、以及位于第一側(cè)11c相反側(cè)的一第二側(cè)11d，且在底面上形成一具有多個(gè)微溝槽11b的第一微溝槽結(jié)構(gòu)面11a，其中第一微溝槽結(jié)構(gòu)面11a是不面對(duì)第二導(dǎo)光板13；又，各微溝槽11b如圖2a所示，分別具有一第一面11b’和一第二面11b”，而在本實(shí)施例中，第一面11b’與第一微溝槽結(jié)構(gòu)面11a之間的夾角約為38度；另外，微溝槽11b間的間距是由第一側(cè)11c朝第二側(cè)11d遞減(P1＞P2)，也即，微溝槽結(jié)構(gòu)成不等距分布，越靠近第一光源12，結(jié)構(gòu)分布越疏松。
詳而言之，透過(guò)光學(xué)仿真軟件的分析，當(dāng)?shù)谝粚?dǎo)光板11的導(dǎo)光區(qū)域?qū)挾燃s為30.4mm，且將微溝槽11b的寬度設(shè)定約為25μm時(shí)，可得到其中一組微溝槽結(jié)構(gòu)分布，其結(jié)果如下f(y)＝-0.0004y2-0.0002y+0.368 單位mm其中f(y)代表微溝槽11a之間的間距，而+y方向?yàn)榈谝粚?dǎo)光板11的第一側(cè)11c往第二側(cè)11d的方向，并以導(dǎo)光區(qū)域靠近第一側(cè)11c的邊界為原點(diǎn)。
應(yīng)注意的是在實(shí)際制作時(shí)，微溝槽11b的寬度可根據(jù)均勻度的需要、導(dǎo)光板的厚度等因素而調(diào)整。
第一光源12設(shè)置于第一導(dǎo)光板11的第一側(cè)11c，用以射出一第一光線L1；第二導(dǎo)光板13設(shè)置于第一導(dǎo)光板11上，且具有一第三側(cè)13c、以及位于第三側(cè)13c相反側(cè)的一第四側(cè)13d，而第四側(cè)13d是與第二側(cè)11d位于相同側(cè)，且在底面上形成一具有多個(gè)微溝槽13b的第二微溝槽結(jié)構(gòu)面13a，由于第二導(dǎo)光板13的結(jié)構(gòu)和第一導(dǎo)光板11的結(jié)構(gòu)相同，在此省略其詳細(xì)說(shuō)明，應(yīng)注意的是微溝槽13b間的間距是由第四側(cè)13d朝第三側(cè)13c遞減。
另外，應(yīng)了解的是在圖1中，第一導(dǎo)光板11的厚度是由第一側(cè)11c朝第二側(cè)11d漸縮，而第二導(dǎo)光板13的厚度是由第四側(cè)13d朝第三側(cè)13c漸縮，借此可使光線投射的效果更佳，但并不限于此，也可使第一導(dǎo)光板11和第二導(dǎo)光板13具有均一的厚度。
第二光源14設(shè)置于第二導(dǎo)光板13的第四側(cè)13d，用以射出一第二光線L2；第一反射板15設(shè)置于第一導(dǎo)光板11的第二側(cè)11d，而第二反射板16設(shè)置于第二導(dǎo)光板13的第三側(cè)13c，用以分別將從第一導(dǎo)光板11的第二側(cè)11d和第二導(dǎo)光板13的第三側(cè)13c射出的光線反射回第一導(dǎo)光板11和第二導(dǎo)光板13中，以提高光的利用率；吸收板17設(shè)置于第一導(dǎo)光板11之下，并面對(duì)第一微溝槽結(jié)構(gòu)面11a，以吸收從第一導(dǎo)光板11的底面射出的光線，避免對(duì)圖像投射造成不良的影響，而吸收板17可為一黑體。
應(yīng)注意的是背光組件10可還包括一擴(kuò)散片18，設(shè)置于第二導(dǎo)光板13之上，以消除可能產(chǎn)生的云彩花紋(moire’pattern)，而擴(kuò)散片18的擴(kuò)散系數(shù)是介于25至35之間是較佳的；又，消除云彩花紋的方式并不限于此，例如，可使第一導(dǎo)光板11相對(duì)于第二導(dǎo)光板13旋轉(zhuǎn)一既定角度，而此既定角度是小于15度。
另外，參考圖2c和圖2d，在本實(shí)施例中，由于導(dǎo)光板11和13上的微溝槽11b和13b是如圖2c所示，是為連續(xù)的型式，因此會(huì)有產(chǎn)生云彩花紋的可能，但如果導(dǎo)光板11和13上的微溝槽11b和13b采取如圖2d所示分段的型式，則背光組件將不會(huì)產(chǎn)生云彩花紋，而可不用設(shè)置擴(kuò)散片或旋轉(zhuǎn)導(dǎo)光板。
液晶面板20設(shè)置于背光組件10之上，且包括一上玻璃21、一液晶層22、以及一下玻璃23，其中液晶層22是為可配合光源快速切換的液晶層，例如，扭轉(zhuǎn)向列型(TN，twisted nematic)或光學(xué)補(bǔ)償型(OCB，opticalcompensated bend)。
應(yīng)了解的是立體圖像成像裝置1可為一液晶顯示器。
本實(shí)施例的立體成像裝置的構(gòu)成如上所述，以下說(shuō)明立體圖像成像方法。
本實(shí)施例的立體成像方法包括下列步驟提供如圖1所示的立體圖像成像裝置1，當(dāng)欲在人體的眼睛成像出立體圖像時(shí)，切換第一光源12和第二光源14的亮暗狀態(tài)，使從第一光源12射出的光線L1和從第二光源14射出的光線L2是以交替的方式被射出，其中從第一光源12射出的部份光線L1在第一導(dǎo)光板11的第一微溝槽結(jié)構(gòu)面11a上的微溝槽11b上發(fā)生全反射后，反射而穿過(guò)第二導(dǎo)光板13的第二微溝槽結(jié)構(gòu)面13a和液晶面板20，并投影至人體的右眼E1，而從第二光源14射出的部份光線在第二導(dǎo)光板13的第二微溝槽結(jié)構(gòu)面13a上的微溝槽13b上發(fā)生全反射，反射而穿過(guò)液晶面板20，并投影至人體的左眼E2，也即，如圖3所示般，當(dāng)?shù)谝还庠?2在第一時(shí)間t1發(fā)亮?xí)r，圖像投射至右眼E1，也即將成對(duì)立體圖像的其中一個(gè)圖像投射至右眼E1，當(dāng)?shù)诙庠?4在第二時(shí)間t2發(fā)亮?xí)r，圖像投射至左眼E2，也即將成對(duì)立體圖像的另一個(gè)圖像投射至左眼E2，依此類(lèi)推，通過(guò)左右眼圖像的快速切換，以在人體的眼睛成像出立體圖像。
應(yīng)注意的是第一光源12和第二光源14每次點(diǎn)亮的時(shí)間約小于等于8毫秒，而第一導(dǎo)光板11的第一微溝槽結(jié)構(gòu)面11a和第二導(dǎo)光板13的第二微溝槽結(jié)構(gòu)面13a可由鉆石刀加工、注射模塑成形、或微機(jī)械加工所制成。
另外，應(yīng)了解的是當(dāng)同時(shí)點(diǎn)亮第一光源12和第二光源14時(shí)，第一光源12和第二光源14是同時(shí)射出光線，并同時(shí)投影到人體的雙眼，借此可在人體的眼睛成像出一平面圖像。
如上述，通過(guò)由兩組光源快速切換，且配合快速切換的液晶層，使成對(duì)的立體圖像交替投影到左眼或右眼，可形成具有高分辨率、高亮度的立體圖像；又，由于兩個(gè)導(dǎo)光板的結(jié)構(gòu)相同，使本實(shí)施例的背光組件架構(gòu)簡(jiǎn)單，易于制作。
第二實(shí)施例圖4是為本發(fā)明的立體圖像成像裝置的第二實(shí)施例的示意圖，本實(shí)施例的立體圖像成像裝置1’與第一實(shí)施例的立體圖像成像裝置1的不同點(diǎn)在于本實(shí)施例的第一導(dǎo)光板11’的第一微溝槽結(jié)構(gòu)面11a’是面對(duì)第二導(dǎo)光板13’的第二微溝槽結(jié)構(gòu)面13a’，且在本實(shí)施例的背光組件10’中，是以一第三反射板17’取代吸收板17，其中第三反射板17’設(shè)置于第一導(dǎo)光板11’之下，用以將從第一導(dǎo)光板11’的底面射出的光線反射回第一導(dǎo)光板11’。
比較圖4和圖1的光線路徑后可知，在本實(shí)施例中，從第二光源14’射出的光線L4的行進(jìn)方向和從第一實(shí)施例的第二光源14射出的光線L2的行進(jìn)方向相同，但從第一光源12’射出的光線L3的行進(jìn)方向和從第一實(shí)施例的第一光源12射出的光線L1的行進(jìn)方向則不同，光線L3在第一導(dǎo)光板11’的第一微溝槽結(jié)構(gòu)面11a’上發(fā)生全反射后，反射至第三反射板17’，再經(jīng)由第三反射板17’的反射而投射至人體的右眼。
雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例披露如上，然而其并非用以限定本發(fā)明，任何熟本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)然可作各種更動(dòng)與潤(rùn)飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以權(quán)利要求書(shū)所界定的為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種背光組件，應(yīng)用于立體圖像成像裝置，包括一第一導(dǎo)光板，該第一導(dǎo)光板具有一第一微溝槽結(jié)構(gòu)面、一第一側(cè)、以及位于該第一側(cè)相反側(cè)的一第二側(cè)；一設(shè)置于該第一導(dǎo)光板的第一側(cè)的第一光源；一第二導(dǎo)光板，該第二導(dǎo)光板設(shè)置于該第一導(dǎo)光板上，具有一第二微溝槽結(jié)構(gòu)面、一第三側(cè)、以及位于該第三側(cè)相反側(cè)的一第四側(cè)，其中該第四側(cè)是與該第二側(cè)位于相同側(cè)；以及一設(shè)置于該第二導(dǎo)光板的第四側(cè)的第二光源。
2.如權(quán)利要求1所述的背光組件，其特征在于還包括一設(shè)置于該第一導(dǎo)光板的該第二側(cè)的第一反射板；以及一設(shè)置于該第二導(dǎo)光板的該第三側(cè)的第二反射板。
3.如權(quán)利要求2所述的背光組件，其特征在于該第一微溝槽結(jié)構(gòu)面是不面對(duì)該第二導(dǎo)光板。
4.如權(quán)利要求3所述的背光組件，其特征在于還包括一面對(duì)該第一微溝槽結(jié)構(gòu)面的吸收板。
5.如權(quán)利要求4所述的背光組件，其特征在于該吸收板是為一黑體。
6.如權(quán)利要求2所述的背光組件，其特征在于該第一微溝槽結(jié)構(gòu)面是面對(duì)該第二微溝槽結(jié)構(gòu)面。
7.如權(quán)利要求6所述的背光組件，其特征在于還包括一設(shè)置于該第一導(dǎo)光板之下的第三反射板。
8.如權(quán)利要求1所述的背光組件，其特征在于該第一導(dǎo)光板的結(jié)構(gòu)和該第二導(dǎo)光板的結(jié)構(gòu)相同。
9.如權(quán)利要求1所述的背光組件，其特征在于該第一導(dǎo)光板的厚度是由該第一側(cè)朝該第二側(cè)漸縮，而該第二導(dǎo)光板的厚度是由該第四側(cè)朝該第三側(cè)漸縮。
10.如權(quán)利要求1所述的背光組件，其特征在于該第一導(dǎo)光板和第二導(dǎo)光板分別具有均一的厚度。
11.如權(quán)利要求1所述的背光組件，其特征在于該第一微溝槽結(jié)構(gòu)面上形成多個(gè)微溝槽，且這些微溝槽間的間距由該第一側(cè)朝該第二側(cè)遞減。
12.如權(quán)利要求1所述的背光組件，其特征在于該第二微溝槽結(jié)構(gòu)面上形成多個(gè)微溝槽，且這些微溝槽間的間距由該第四側(cè)朝該第三側(cè)遞減。
13.如權(quán)利要求1所述的背光組件，其特征在于該第一導(dǎo)光板是相對(duì)于該第二導(dǎo)光板旋轉(zhuǎn)一既定角度。
14.如權(quán)利要求1所述的背光組件，其特征在于該第一微溝槽結(jié)構(gòu)面和該第二微溝槽結(jié)構(gòu)面上分別形成有多個(gè)微溝槽，且這些微溝槽分別具有一第一面和一第二面，而該第一面與該第一微溝槽結(jié)構(gòu)面或該第二微溝槽結(jié)構(gòu)面之間具有一夾角，約20度到60度。
15.如權(quán)利要求1所述的背光組件，其特征在于還包括一設(shè)置于該第二導(dǎo)光板之上的擴(kuò)散片。
16.一種立體圖像成像裝置，包括如權(quán)利要求1所述的背光組件；以及一設(shè)置于該背光組件上的液晶面板。
17.一種立體圖像成像方法，包括提供一液晶面板；提供如權(quán)利要求項(xiàng)第1項(xiàng)所述的背光組件；以及切換該第一光源和該第二光源的亮暗狀態(tài)，使從該第一光源射出的光線和從該第二光源射出的光線是以交替的方式被射出，其中從該第一光源射出的光線在該第一微溝槽結(jié)構(gòu)面上發(fā)生全反射后，穿過(guò)該第二微溝槽結(jié)構(gòu)面和該液晶面板而投影至人體的一眼，而從該第二光源射出的光線在該第二微溝槽結(jié)構(gòu)面上發(fā)生全反射，穿過(guò)該液晶面板而投影至人體的另一眼，借此在人體的眼睛成像出立體圖像。
18.如權(quán)利要求17所述的立體圖像成像方法，其特征在于該第一光源和該第二光源每次點(diǎn)亮的時(shí)間小于等于8毫秒。
全文摘要
一種背光組件、及利用此背光組件的立體圖像成像裝置和方法，其中背光組件包括一第一導(dǎo)光板、一第一光源、一第二導(dǎo)光板、以及一第二光源；第一導(dǎo)光板具有一第一微溝槽結(jié)構(gòu)面、一第一側(cè)、以及位于第一側(cè)相反側(cè)的一第二側(cè)，第一光源設(shè)置于第一導(dǎo)光板的第一側(cè)；第二導(dǎo)光板設(shè)置于第一導(dǎo)光板上，且具有一第二微溝槽結(jié)構(gòu)面、一第三側(cè)、以及位于第三側(cè)相反側(cè)的一第四側(cè)，而第四側(cè)是與第二側(cè)位于相同側(cè)，第二光源設(shè)置于第二導(dǎo)光板的第四側(cè)。
文檔編號(hào)G02B5/02GK1632667SQ20051000612
公開(kāi)日2005年6月29日 申請(qǐng)日期2005年1月28日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月28日
發(fā)明者簡(jiǎn)克偉, 朱玉棉, 謝漢萍, 胡至仁, 楊青桑, 許益誠(chéng), 陳玠廷, 張志明, 林永倫, 蔡孟璋, 林敬桓, 蘇睦仁, 董修琦 申請(qǐng)人:友達(dá)光電股份有限公司