專利名稱：立體顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種立體顯示裝置，尤指一種將子透鏡與子像素對(duì)應(yīng)設(shè)置且將子透鏡的鏡軸偏移設(shè)置的立體顯示裝置。
背景技術(shù)：
三維立體顯示技術(shù)主要的原理是使觀看者的左眼與右眼分別接收到不同的影像，而左眼與右眼接收到的影像會(huì)經(jīng)由大腦分析并重迭而使觀看者感知到影像畫面的層次感及深度，進(jìn)而產(chǎn)生立體感。一般三維立體顯示技術(shù)大致上可分為需配戴特殊眼鏡與不需配戴特殊眼鏡這兩大類，其中不需配戴特殊眼鏡的三維立體顯示技術(shù)又稱裸眼式立體顯示技術(shù)。目前較為廣泛使用的裸眼式立體顯示技術(shù)包括屏障式(ParallaxBarrier Type)立體顯示技術(shù)與透鏡式(Lenticular Lens Type)立體顯示技術(shù)。其顯示原理分別是利用于一般顯示器前加設(shè)置復(fù)數(shù)個(gè)屏障或透鏡裝置，使得顯示器上各相鄰的像素所呈現(xiàn)出的不同的顯示畫面得以透過屏障或透鏡分別傳送到觀看者的左眼及右眼以產(chǎn)生立體顯示效果。請(qǐng)參考圖1與圖2。圖1繪示了一公知的透鏡式立體顯示裝置的顯示效果示意圖。圖2繪示了另一公知的透鏡式立體顯示裝置的顯示效果示意圖。在圖1與圖2中，橫坐標(biāo)代表不同角度，縱坐標(biāo)代表顯示輝度，而其中區(qū)域LS與區(qū)域RS則分別代表傳送給觀看者左眼與右眼的顯示畫面于不同角度的輝度狀況。在公知的透鏡式立體顯示裝置中，單一透鏡是與兩分別提供左右眼顯示畫面的子像素對(duì)應(yīng)設(shè)置，而子像素之間不可避免地需要有黑色矩陣(blackmatrix)的設(shè)置，故當(dāng)各透鏡的焦距設(shè)計(jì)成落在子像素上時(shí)，會(huì)造成如圖1所示的狀況，也就是在某些角度范圍會(huì)完全無法看到欲提供給任何一眼的顯示畫面而形成暗帶的狀況，造成觀看者在觀看時(shí)的角度受到限制而影響到觀看質(zhì)量。因此，目前常見的改善方式是將各透鏡的焦距避免落在子像素上以形成散焦的效果，如圖2所示。此方式雖可改善暗帶的問題，但仍會(huì)使某些角度范圍的輝度變異過大而產(chǎn)生觀看質(zhì)量的差異，且此設(shè)計(jì)若控制不當(dāng)亦容易造成左右眼影 像互相干擾的情況發(fā)生。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的之一在于提供一種立體顯示裝置，利用將子透鏡與子像素對(duì)應(yīng)設(shè)置且將子透鏡的鏡軸偏移設(shè)置，改善因黑色矩陣造成的立體顯示角度的暗帶問題，達(dá)到提升立體顯示質(zhì)量的效果。為達(dá)上述目的，本發(fā)明的一較佳實(shí)施例提供一種立體顯示裝置，具有一第一子像素區(qū)與一第二子像素區(qū)沿一第一方向排列設(shè)置。立體顯示裝置包括一顯示單元以及一透鏡單元。顯示單元具有一中心軸對(duì)應(yīng)于第一子像素區(qū)與第二子像素區(qū)的一交界處。顯示單元包括一第一子像素、一第二子像素以及一黑色矩陣。第一子像素是設(shè)置于第一子像素區(qū)，第二子像素是設(shè)置于第二子像素區(qū)，且黑色矩陣是至少部分設(shè)置于第一子像素與第二子像素之間。透鏡單元是與顯示單元對(duì)應(yīng)設(shè)置。透鏡單元包括一第一子透鏡與一第二子透鏡。第一子透鏡是設(shè)置于第一子像素區(qū)，且第一子透鏡具有一第一鏡軸。第二子透鏡是設(shè)置于第二子像素區(qū)，且第二子透鏡具有一第二鏡軸。第一鏡軸與第二鏡軸是沿第一方向上與中心軸偏移設(shè)置。


圖1繪示了一公知的透鏡式立體顯示裝置的顯示效果示意圖。圖2繪示了另一公知的透鏡式立體顯示裝置的顯示效果示意圖。圖3繪示了本發(fā)明的一較佳實(shí)施例的立體顯示裝置的示意圖。圖4繪示了本發(fā)明的一較佳實(shí)施例的立體顯示裝置的顯示效果示意圖。圖5繪示了本發(fā)明的另一較佳實(shí)施例的立體顯示裝置的示意圖。主要組件符號(hào)說明100 立體顯示裝置 110 顯示單元IlOC中心軸111 第一子像素112 第二子像素 113 黑色矩陣120 透鏡單元121 第一子透鏡121C第一鏡軸122 第二子透鏡122C第二鏡軸 200 立體顯示裝置220 透鏡單元221 第一子透鏡221C第一鏡軸222 第二子透鏡222C第二鏡軸Dl 距離D2 距離D3 距離D4 距離DRl第一子像素區(qū)DR2 第二子像素區(qū) F 焦距LS 區(qū)域LI 區(qū)域L2 區(qū)域P 顯示單元寬度R 曲率半徑RS 區(qū)域Rl 區(qū)域R2 區(qū)域Wl 第一寬度W2 第二寬度W3 第三寬度X 第一方向Y 第二方向Z 第三方向
具體實(shí)施例方式請(qǐng)參考圖3與圖4。如圖3所示,本實(shí)施例提供一立體顯示裝置100,具有一第一子像素區(qū)DRl與一第二子像素區(qū)DR2沿一第一方向X排列設(shè)置。立體顯示裝置100包括一顯示單元Iio以及一透鏡單元120。顯示單元110具有一中心軸IlOC沿一垂直于顯示單元110的第二方向Y延伸，且中心軸IlOC是對(duì)應(yīng)于第一子像素區(qū)DRl與第二子像素區(qū)DR2的一交界處。顯示單元Iio包括一第一子像素111、一第二子像素112以及一黑色矩陣113。第一子像素111是設(shè)置于第一子像素區(qū)DR1，第二子像素112是設(shè)置于第二子像素區(qū)DR2，且黑色矩陣113至少部分設(shè)置于第一子像素111與第二子像素112之間。透鏡單元120是與顯示單元110對(duì)應(yīng)設(shè)置。換句話說，第一子像素區(qū)DRl與第二子像素區(qū)DR2可包括一開口區(qū)(圖未示)與一遮光區(qū)(圖未示)，第一子像素111與第二子像素112是分別對(duì)應(yīng)設(shè)置于第一子像素區(qū)DRl與第二子像素區(qū)DR2的開口區(qū)中，且黑色矩陣113是對(duì)應(yīng)設(shè)置于遮光區(qū)中，但并不以此為限。值得說明的是，圖3僅繪示出一個(gè)透鏡單元120與一個(gè)顯示單元110對(duì)應(yīng)設(shè)置，但本發(fā)明并不以此為限。在本發(fā)明的其它較佳實(shí)施例中可視需要設(shè)置復(fù)數(shù)個(gè)透鏡單元120以及復(fù)數(shù)個(gè)顯示單元110，并使各透鏡單元120分別與一個(gè)顯示單元110對(duì)應(yīng)設(shè)置。此外，第一子像素111與第二子像素112可分別用以產(chǎn)生欲提供給觀看者左右眼的不同的顯示畫面，并經(jīng)由透鏡單元120分別傳送到觀看者的左眼及右眼以產(chǎn)生立體顯示效果，但并不以此為限。舉例來說，第一子像素111與第二子像素112亦可分別用以產(chǎn)生相同的顯示效果而使得立體顯示裝置100可產(chǎn)生一般的二維顯示效果。本實(shí)施例的顯示單元110可包括液晶顯示單元、有機(jī)發(fā)光二極管顯示單元、電濕潤(electro-wetting)顯示單元、電子墨水(e_ink)顯示單元、電衆(zhòng)(plasma)顯示單元、場發(fā)射顯示(FED)單元或其它適合的顯示單元。在本實(shí)施例中，透鏡單元120包括一第一子透鏡121與一第二子透鏡122。第一子透鏡121是設(shè)置于第一子像素區(qū)DR1，且第一子透鏡121具有一第一鏡軸121C。第二子透鏡122是設(shè)置于第二子像素區(qū)DR2，且第二子透鏡122具有一第二鏡軸122C。第一鏡軸121C與第二鏡軸122C是沿第一方向X上與顯示單元110的中心軸IlOC偏移設(shè)置。由于本實(shí)施例的顯示單元110是與具有不同鏡軸的第一子透鏡121與第二子透鏡122對(duì)應(yīng)設(shè)置，故可改善第一子像素111與第二子像素112所產(chǎn)生的顯示畫面被透鏡單元120導(dǎo)向觀看者左右眼的狀況，減少于某些觀看角度上發(fā)生暗帶的問題。更進(jìn)一步說明，如圖3所示，在本實(shí)施例中，顯示單元110于第一方向X上具有一顯示單元寬度P，第一子像素111于第一方向X上具有一第一寬度W1，第二子像素112于第一方向X上具有一第二寬度W2，第一子像素111與第二子像素112之間的黑色矩陣113具有一第三寬度W3。第三寬度W3大體上是等于第一寬度Wl與第二寬度W2，且顯示單元寬度P大體上是等于第三寬度W3的四倍。此外，第一鏡軸121C較佳是沿第一方向X上自顯示單兀110的中心軸IlOC正向偏移一長度,第二鏡軸122C較佳是沿第一方向X上自顯不單兀110的中心軸IlOC負(fù)向偏移一相同的長度，且上述的長度較佳大體上等于顯示單元寬度P的八分之一。值得說明的是，若考慮制程誤差，上述的長度較佳大體上等于顯示單元寬度P的八分之一正負(fù)偏差3%，但并不以此為限。換句話說，第一鏡軸121C是設(shè)置于第一子像素區(qū)DR1，且第二鏡軸122C設(shè)置于第二子像素區(qū)DR2。第一鏡軸121C沿第一方向X上與顯示單元110的中心軸IlOC之間具有一距離D1，第二鏡軸122C沿第一方向X上與中心軸IlOC之間具有一距離D2，距離Dl與距離D2較佳是分別大體上等于顯示單元寬度P的八分之一。此外，第一鏡軸121C是沿第二方向Y上與位于第一子像素111及第二子像素112之間的黑色矩陣113與第一子像素111的一交界處對(duì)應(yīng)設(shè)置，且第二鏡軸122C是沿第二方向Y上與位于第一子像素111及第二子像素112之間的黑色矩陣113與第二子像素112的一交界處對(duì)應(yīng)設(shè)置。值得說明的是，本實(shí)施例的第一子透鏡121與第二子透鏡122較佳是分別具有一焦距F，且第一子透鏡121與第二子透鏡122的鏡焦較佳落在顯示單元110上，但并不以此為限。藉由上述的于顯示單元110以及透鏡單元120中的各種設(shè)計(jì)搭配，可使本實(shí)施例的立體顯示裝置100呈現(xiàn)如圖4所示的立體顯示效果。
如圖3與圖4所示，在圖4中，橫坐標(biāo)代表不同角度，縱坐標(biāo)代表顯示輝度，而其中區(qū)域LI與區(qū)域L2代表傳送給觀看者左眼的顯示畫面于不同角度的輝度狀況，區(qū)域Rl與區(qū)域R2代表傳送給觀看者右眼的顯示畫面于不同角度的輝度狀況，其中區(qū)域LI是由第一子像素111搭配第一子透鏡121所形成，區(qū)域L2是由第一子像素111搭配第二子透鏡122所形成，區(qū)域Rl是由第二子像素112搭配第一子透鏡121所形成，區(qū)域R2是由第二子像素112搭配第二子透鏡122所形成。如圖3與圖4所示，藉由將具有不同鏡軸的第一子透鏡121與第二子透鏡122分別與第一子像素111與第二子像素112對(duì)應(yīng)設(shè)置,并同時(shí)藉由第一子像素111、第二子像素112以及黑色矩陣113之間的寬度搭配，可有效避免于某些觀看角度上發(fā)生暗帶的問題，進(jìn)而達(dá)到改善立體顯示效果的目的。另請(qǐng)注意，本實(shí)施例的第一子透鏡121與第二子透鏡122較佳可包括一弧面透鏡、一非弧面透鏡或其它適合形狀的透鏡。第一鏡軸121C與第二鏡軸122C較佳是沿一同時(shí)垂直于第一方向X與第二方向Y的第三方向Z延伸，但并不以此為限。換句話說，第·一子透鏡121與第二子透鏡122較佳可包括一弧面柱狀透鏡、一非弧面柱狀透鏡或其它適合形狀的柱狀透鏡。當(dāng)?shù)谝蛔油哥R121與第二子透鏡122分別為一弧面透鏡且具有一折射率η以及焦距F時(shí)，可藉由下列關(guān)系式(I)計(jì)算出第一子透鏡121與第二子透鏡122的曲率半徑R，但并不以此為限。R={(n-1)/n} F (I)如圖5所示，本實(shí)施例提供一立體顯示裝置200，具有第一子像素區(qū)DRl與第二子像素區(qū)DR2沿第一方向X排列設(shè)置。立體顯示裝置200包括顯示單元110以及一透鏡單元220。本實(shí)施例的顯示單元110的細(xì)部特征以于上述實(shí)施例中詳述，故在此并不再贅述。本實(shí)施例的透鏡單元220是與顯示單元110對(duì)應(yīng)設(shè)置。透鏡單元220包括一第一子透鏡221與一第二子透鏡222。第一子透鏡221是設(shè)置于第一子像素區(qū)DR1，且第一子透鏡221具有一第一鏡軸221C。第二子透鏡222是設(shè)置于第二子像素區(qū)DR2，且第二子透鏡222具有一第二鏡軸222C。第一鏡軸221C與第二鏡軸222C是沿第一方向X上與顯示單元110的中心軸IlOC偏移設(shè)置。更明確地說，在本實(shí)施例中，第一鏡軸221C較佳沿第一方向X上自顯示單元110的中心軸IlOC負(fù)向偏移一長度，第二鏡軸222C較佳沿第一方向X上自顯示單元110的中心軸IIOC正向偏移一相同的長度，且上述的長度較佳大體上等于顯示單元寬度P的八分之一。此外，若考慮制程誤差，上述的長度較佳大體上等于顯不單兀寬度P的八分之一正負(fù)偏差3%，但并不以此為限。換句話說，第一鏡軸221C是設(shè)置于第二子像素區(qū)DR2，且第二鏡軸222C設(shè)置于第一子像素區(qū)DR1。第一鏡軸221C沿第一方向X上與顯不單兀110的中心軸IlOC之間具有一距離D 3，第二鏡軸222C沿第一方向X上與中心軸IlOC之間具有一距離D4，距離D3與距離D4較佳是分別大體上等于顯示單元寬度P的八分之一。此外，第一鏡軸221C是沿第二方向Y上與位于第一子像素111及第二子像素112之間的黑色矩陣113與第二子像素112的一交界處對(duì)應(yīng)設(shè)置，且第二鏡軸222C是沿第二方向Y上與位于第一子像素111及第二子像素112之間的黑色矩陣113與第一子像素111的一交界處對(duì)應(yīng)設(shè)置。除了鏡軸的設(shè)置位置之外，本實(shí)施例的第一子透鏡221與第二子透鏡222的其它光學(xué)特征以及與顯示單元110之間搭配形成立體顯示效果的原理與上述實(shí)施例相似，故在此并不再贅述。綜上所述，本發(fā)明的立體顯示裝置是利用設(shè)置鏡軸由顯示單元中心分別朝不同方向偏移一定位置的兩個(gè)子透鏡與分別提供左右眼顯示畫面的兩個(gè)子像素對(duì)應(yīng)設(shè)置，并針對(duì)鏡軸偏移程度與子像素以及黑色矩陣的寬度進(jìn)行搭配，達(dá)到改善因黑色矩陣造成的立體顯示角度的暗帶問題，進(jìn)而提升立體顯示的觀看質(zhì)量。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，凡依本發(fā)明申請(qǐng)專利范圍所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
權(quán)利要求
1.一種立體顯示裝置，其特征在于，具有一第一子像素區(qū)與一第二子像素區(qū)沿一第一方向排列設(shè)置，該立體顯示裝置包括 一顯示單元，具有一中心軸對(duì)應(yīng)于該第一子像素區(qū)與該第二子像素區(qū)的一交界處，該顯示單元包括 一第一子像素，設(shè)置于該第一子像素區(qū)； 一第二子像素，設(shè)置于該第二子像素區(qū)；以及 一黑色矩陣，至少部分設(shè)置于該第一子像素與該第二子像素之間； 以及 一透鏡單元，與該顯示單元對(duì)應(yīng)設(shè)置，該透鏡單元包括 一第一子透鏡，設(shè)置于該第一子像素區(qū)，且該第一子透鏡具有一第一鏡軸；以及 一第二子透鏡，設(shè)置于該第二子像素區(qū)，且該第二子透鏡具有一第二鏡軸，其中該第一鏡軸與該第二鏡軸是沿該第一方向上與該中心軸偏移設(shè)置。
2.如權(quán)利要求1所述的立體顯示裝置，其特征在于，該顯示單元于該第一方向上具有一顯不單兀寬度,該第一子像素于該第一方向上具有一第一寬度，該第二子像素于該第一方向上具有一第二寬度，該第一子像素與該第二子像素之間的該黑色矩陣具有一第三寬度，該第三寬度大體上是等于該第一寬度與該第二寬度，且該顯示單元寬度大體上是等于該第二寬度的四倍。
3.如權(quán)利要求2所述的立體顯示裝置，其特征在于，該第一鏡軸是沿該第一方向上自該中心軸正向偏移一長度,該第二鏡軸是沿該第一方向上自該中心軸負(fù)向偏移該長度，且該長度大體上是等于該顯示單元寬度的八分之一。
4.如權(quán)利要求2所述的立體顯示裝置，其特征在于，該第一鏡軸是設(shè)置于該第一子像素區(qū)，該第二鏡軸設(shè)置于該第二子像素區(qū)，該第一鏡軸沿該第一方向上與該中心軸之間的距離大體上是等于該顯示單元寬度的八分之一，且該第二鏡軸沿該第一方向上與該中心軸之間的距離大體上是等于該顯示單元寬度的八分之一。
5.如權(quán)利要求2所述的立體顯示裝置，其特征在于，該第一鏡軸是沿一垂直于該顯示單元的第二方向上與該第一子像素以及該黑色矩陣的一交界處對(duì)應(yīng)設(shè)置，且該第二鏡軸是沿該第二方向上與該第二子像素以及該黑色矩陣的一交界處對(duì)應(yīng)設(shè)置。
6.如權(quán)利要求2所述的立體顯示裝置，其特征在于，該第二鏡軸是沿該第一方向上自該中心軸正向偏移一長度,該第一鏡軸是沿該第一方向上自該中心軸負(fù)向偏移該長度，且該長度大體上是等于該顯示單元寬度的八分之一。
7.如權(quán)利要求2所述的立體顯示裝置，其特征在于，該第一鏡軸是設(shè)置于該第二子像素區(qū)，該第二鏡軸設(shè)置于該第一子像素區(qū)，該第一鏡軸沿該第一方向上與該中心軸之間的距離大體上是等于該顯示單元寬度的八分之一，且該第二鏡軸沿該第一方向上與該中心軸之間的距離大體上是等于該顯示單元寬度的八分之一。
8.如權(quán)利要求2所述的立體顯示裝置，其特征在于，該第一鏡軸是沿一垂直于該顯示單元的第二方向上與該第二子像素以及該黑色矩陣的一交界處對(duì)應(yīng)設(shè)置，且該第二鏡軸是沿該第二方向上與該第一子像素以及該黑色矩陣的一交界處對(duì)應(yīng)設(shè)置。
9.如權(quán)利要求1所述的立體顯示裝置，其特征在于，該第一子透鏡與該第二子透鏡包括一弧面透鏡或一非弧面透鏡。
10.如權(quán)利要求1所述的立體顯示裝置，其特征在于，該第一子透鏡與該第二子透鏡的鏡焦是落在該顯示單元上。
全文摘要
立體顯示裝置具有第一子像素區(qū)與第二子像素區(qū)。立體顯示裝置包括一顯示單元與一透鏡單元。顯示單元具有中心軸對(duì)應(yīng)于第一子像素區(qū)與第二子像素區(qū)的交界處。顯示單元包括第一子像素、第二子像素以及黑色矩陣。第一子像素設(shè)置于第一子像素區(qū)，第二子像素設(shè)置于第二子像素區(qū)，且黑色矩陣至少部分設(shè)置于第一子像素與第二子像素之間。透鏡單元是與顯示單元對(duì)應(yīng)設(shè)置。透鏡單元包括第一子透鏡與第二子透鏡。第一子透鏡設(shè)置于第一子像素區(qū)，且具有第一鏡軸。第二子透鏡設(shè)置于第二子像素區(qū)且具有第二鏡軸。第一鏡軸與第二鏡軸是與該中心軸偏移設(shè)置。
文檔編號(hào)H04N13/04GK103048793SQ20121052853
公開日2013年4月17日 申請(qǐng)日期2012年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月10日
發(fā)明者康倫瑋, 饒松青 申請(qǐng)人:華映視訊(吳江)有限公司, 中華映管股份有限公司