TW201200908A - Three-dimensional display installment - Google Patents

Description

201200908 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 [0001] 本發明是有關於一種立體顯示裝置，尤指一種適合多 人觀看且觀看時螢幕解析度不變之低成本立體顯示裝置 [先前技術3 [0002] 目前立體顯示產業之技術種類非常多元，例如主動式 眼鏡技術、被動式眼鏡技術、彩色眼鏡技術、偏光眼鏡 技術、波長多路式技術、頭戴式顯示器、裸眼式立體技 術、平面顯示器之空間多JL技術及分時多工技術等等° [0003] 眾多技術之中，主動式眼鏡；亦即快門眼鏡’其技術 原理係為，於螢幕以兩倍之頻率交互地顯示左眼和右眼 之影像’而快門眼鏡則動態地遮蔽使用者之左眼和右眼 ’當螢幕顯示左眼影像時遮住右眼、當螢幕顯示右眼影 像時遮住左眼，以使兩眼看到各自不同之影像，進而產 生立體之視覺效果。 [0004] 另一種較為常見之技術，儀;於液晶螢幕加上交錯式之 偏光板’螢幕上一半之畫素顯示左眼影像、一半之畫素 顯示右眼影像；光線通過液晶螢幕上奇數列之像素及偏 光板後’垂直方向之偏振光通過，以用來顯示左眼影像 ;而光線通過偶數列之像素及偏光板後，水平方向之偏 振光通過’以用來顯示右眼影像；使用者只需戴上左眼 為垂直偏振方向之線偏光鏡、右眼為水平偏振方向之線 偏光鏡’即可令左眼只看到左眼影像、右眼只看到右眼 影像’進而產生立體之視覺效果。 099120542 表單編號A0101 第3頁/共18頁 0992036267-0 201200908 [0005] [0006] [0007] [0008] [0009] [0010] 然而，上述快門眼鏡技術之缺點係成本較高，容易損 壞而笨重，且較適合單人使用，不適合多人觀看；而於 液晶螢幕加上交錯式偏光板技術之缺點，係觀看時解析 度為螢幕面板原解析度之一半，亦即犧牲了一半之螢幕 解析度’且容易有對準問題，皆為有待解決之技術課題 〇 【發明内容】 有鑑於習知技術之各項問題，本發明人基於多年研究 開發與諸多實務經驗，提出一種立體顯示裝置，以作為 改善上述缺點之實現方式與依據。 本發明之其一目的在於，提供一適合多人觀看之立體 顯示裝置。 本發明之另一目的在於，提供一不需犧牲一半之螢幕 解析度，螢幕解析度不變之立體顯示裝置。 本發明之再-目的在於，提供一成本低之立體顯示 置。 本發明之又一目的在於，提供一立體顯示裝置係包 括-顯示器、一相位調變元件及至少一偏光眼鏡，該相 位調變元件係為例如光學補償彎曲模式(〇CB 一 ; 〇p_ hcaUy Compensate Birefringence 抓化）或扭轉 县向列模式（TN mode;Twisted Nefflatic m〇de)之液晶 顯示器’該相位調變S件係對應設置於該顯示器之_側 ，該顯示器之顯示頻率與該相位調變元件之調變頻率係 099120542 表單編號A0101 第4頁/共18頁 0992036267-0 201200908 ^ [0011] 〇 同步相搭配’較佳之顯㈣率及㈣ 。本發明係將相位調變元件對應設置於1\於120赫兹 處，且令顯示器之顯示頻率與相元：'之出光面 係同步相搭配，使时配只需戴上70件之調變頻率 間隔性地接收到對應至不同眼晴之偏振2鏡後’即可以 或多人觀看都拫簡單便利，亦 =二 ，不需犧牲一半之鸯幕解析度，且 與成本較鬲之快門眼鏡技術相較之 干乂1 更且、成本低。 兹為使貴審查委員對本發明之技術特徵及所達到之功 效有更進-步之瞭解與認識’謹佐以較佳之實施例及配 合詳細之說明如後。 [0012] 【實施方式】 以下將參照相關圖式’說明本發明立體顯示裝置之較 佳實施例，為使便於理解，下述實施例中之相同元件係 以相同之符號標示來說明。 [0013] 〇 首先，請參閱第1圖所示，其係繪示本發明之立體示 意圖’本發明立體顯示裝置係包括一顯示器1、一第—偏 光板10、一第二偏光板11以及一相位調變元件2，該第一 偏光板10係對應设置於該顯不器1之一側，而該第-偏光 板11係對應設置於该顯示器1之另一側，該相位調變元件 2需能達到快速應答之要求，例如光學補償彎曲模式或扭 轉向列模式之液晶顯示器，該相位調變元件2係對應設置 於該第二偏光板11相異於該顯示器1之一側，且該顯示器 1、該第一偏光板10、該第二偏光板1丨以及該相位調變元 件2係與一光穿透方向12彼此正交，該顯示器1之顯示頻 099120542 表單編號A0101 第5頁/共18頁 0992036267-0 201200908 率與該相位調變元件2之調變頻率係同步相搭配，較佳之 顯示頻率及調變頻率係大於120赫茲。 [0014] [0015] 請參閱第2圖所示，其係繪示本發明之相位調變元件 之示意圖，該相位調變元件2係為光學補償彎曲模式之液 晶顯示器，該相位調變元件2更包括一第一基板21、一第 二基板22、一第一配向層23、一第二配向層24及一液晶 層25，由下而上依序為該第一基板21、設置於該第一基 板21上之該第一配向層23、設置於該第一配向層23上之 該液晶層25、設置於該液晶層25上之該第二配向層24、 設置於該第二配向層24上之該第二基板22，且該第一配 向層23具有一第一配向方向231，該第二配向層24具有一 第二配向方向241，該第一配向方向231與該第二配向方 向241係為平行。 請再參閱第3圖所示，其係繪示本發明之第一較佳實 施例之相位調變示意圖，在此說明線性偏振光3通過相位 調變元件2之情形，而圖中為使本發明更便於理解，係輔 助性地繪示與該相位調變元件2之長邊2 6平行之橫軸6、 與長邊26垂直之縱軸7以及與光穿透方向12垂直之平面8 ，僅為輔助爾後亦不再加以贅述，該顯示器1(如第1圖所 示）輸出之線性偏振光3入射該相位調變元件2，而當相位 調變元件2不調變時，例如相位調變元件2之輸入電壓為6 伏特時，單道線性偏振光3之偏振方向不改變，入射該相 位調變元件2之線性偏振光3與出射該相位調變元件2之線 性偏振光3彼此之相位差為零，即線性偏振光3以維持入 射時之偏振方向而由該相位調變單元2出射。 099120542 表單編號A0101 第6頁/共18頁 0992036267-0 201200908 [0016]

[0017] [0018] Ο 請再參閱第4圖所示，其係繪示本發明之第一較佳實 施例之調變示意圖，在此同樣地說明線性偏振光3通過相 位調變元件2之情形，該顯示器1(如第1圖所示）輸出之線 性偏振光3入射該相位調變元件2，當相位調變元件2調變 時，例如相位調變元件2輸入電壓為零時，線性偏振光3 之偏振方向被改變，入射該相位調變元件2之線性偏振光 3與出射該相位調變元件2之線性偏振光13彼此之相位差 為π，即線性偏振光3由該相位調變元件2出射時之偏振 方向與入射該相位調變元件2時之偏振方向彼此正交。 在此需特別說明，前述該第一配向方向231及該第二 配向方向24可為與該橫軸6或該縱軸7方向相互平行，且 當該第一配向方向231及該第二配向方向24為與該橫軸6 方向相互平行時，該第一配向方向231及該第二配向方向 24係與該線性偏振光3呈45度相交。 請再一併參閱第5圖所示，其係繪示本發明之第一較 佳實施例之調變示意圖，該顯示器1係為扭轉向列模式之 液晶顯示器，該第一偏光板10具有、一第一穿透軸101，而 該第二偏光板11具有一第二穿透軸111，且該第一穿透軸 101與該第二穿透軸111係彼此正交，該顯示器1以固定頻 率依序輸出多道線性偏振光3，而該相位調變元件2係以 與該顯示器1同步相搭配之頻率於不調變及調變之間切換 ，多道線性偏振光3依序入射該相位調變元件2後，間隔 性地以偏振方向不改變或以與入射時之偏振方向正交之 偏振方向，亦即入射該相位調變元件之線性偏振光3與出 射該相位調變元件之線性偏振光3彼此之相位差為零，亦 099120542 表單編號Α0101 第7頁/共18頁 0992036267-0 201200908 或與線性偏振光13彼此之相位差為π，而由該相位調變 元件2間隔性地出射；使用者配戴上線性偏光眼鏡4後， 即可以間隔性地接收到對應至不同左或右眼睛之線性偏 振光13，例如左眼收到相位差為零之線性偏振光3而右眼 收到相位差為7Γ之線性偏振光13，或者左眼收到相位差 為π之線性偏振光1 3而右眼收到相位差為零之線性偏振 光3，進而產生立體之視覺效果。 [0019] [0020] 請再參閱第6圖所示，其係繪示本發明之第二較佳實 施例之相位調變示意圖，在此說明線性偏振光3通過相位 調變元件2之情形，該顯示器1(如第1圖所示）輸出之線性 偏振光3入射該相位調變元件2，而當相位調變單元2調變 時，線性偏振光3之偏振方向被改變，如此使得入射該相 位調變元件2之線性偏振光3與出射該相位調變元件2之左 旋圓偏振光14彼此之相位差為二分之一 π，即線性偏振 光3改變為左旋圓偏振光14而由該相位調變單元2出射。 請再參閱第7圖所示，其係繪示本發明之第二較佳實 施例之調變示意圖，在此同樣地說明線性偏振光3通過相 位調變元件2之情形，該顯示器1(如第1圖所示）輸出之線 性偏振光3入射該相位調變元件2，而當相位調變元件2調 變時，線性偏振光3之偏振方向被改變，入射該相位調變 元件2之線性偏振光3與出射該相位調變元件2之右旋圓偏 振光1 5彼此之相位差為二分之三π，即線性偏振光3改變 為右旋圓偏振光15而由該相位調變元件2出射。 在此需特別說明，前述該第一配向方向231及該第二 配向方向24可為與該橫軸6或該縱軸7相同方向，且當該 099120542 表單編號Α0101 第8頁/共18頁 0992036267-0 [0021] 201200908 第一配向方向231及該第二配向方向24為與該橫軸6相同 方向時，該第一配向方向231及該第二配向方向24係與該 線性偏振光3呈45度相交。 [0022] Ο

請再一併參閱第8圖所示，其係繪示本發明之第二較 佳實施例之調變示意圖，該顯示器1係為扭轉向列模式之 液晶顯示器，該第一偏光板10具有一第一穿透軸101，該 第二偏光板11具有一第二穿透軸111，且該第一穿透軸 101與該第二穿透軸111係彼此正交，該顯示器1以固定頻 率依序輸出多道線性偏振光3，而該相位調變元件2係以 與該顯示器1同步相搭配之頻率切換，多道線性偏振光3 依序入射該相位調變元件2後，間隔性地以左旋圓偏振光 14或右旋圓偏振光15，亦即入射該相位調變元件2之線性 偏振光3與出射該相位調變元件2之左旋圓偏振光14彼此 之相位差為二分之一 7Γ、與出射該相位調變元件2之右旋 圓偏振光15彼此之相位差為二分之三7Γ，而由該相位調 變元件2間隔性地出射；使用者配戴上圓偏光眼鏡5後， 即可以間隔性地接收到對應至不同左或右眼睛之左旋圓 偏振光14或右旋圓偏振光15，例如左眼收到相位差為二 分之一 π之左旋圓偏振光14而右眼收到相位差為二分之 三π之右旋圓偏振光15，或者左眼收到相位差為二分之 三7Γ之右旋圓偏振光15而右眼收到相位差為二分之一 7Γ 之左旋圓偏振光14，進而產生立體之視覺效果。 在此需特別說明，上述第3圖至第8圖中，為使本發明 更便於理解，係輔助性地繪示一與該相位調變元件之長 邊垂直之橫軸、與長邊垂直之縱軸以及與光穿透方向垂 099120542 表單編號Α0101 第9頁/共18頁 0992036267-0 [0023] 201200908 [0024] [0025] [0026] [0027] [0028] 直之平面，僅為辅助性而不多加贅述。 ‘上所述，本發明至少具有下列之優點： 1.適合多人觀看： 本發明係將相位調變元件對應設置於顯示器之一侧且 7顯不之顯示頻率與相位調變元件之調變頻率係同步 才搭配使用者配只需戴上偏光眼鏡後，即可以間隔性 地接收到對應至不同眼睛之偏振光’進而產生立體之視 覺效果，不論單人或多人觀看都很簡單便利，亦即適合 多人觀看。 2♦螢幕解析度不變： 本發明係將相位調變元件對應設置於顯示器之出光面處 兩犧牲半之螢幕解析度，亦即觀看時營幕解析度 不變。 3.成本低： 使用者係配戴成本低之偏光眼鏡，與成本較高之快門眼 鏡技術相較之下較便宜、成本低。 以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離 本發k㈣與料’而對錢狀f效錢或變更， 均應包含於後附之申請專利範圍中。 【圖式簡單說明】 第1圖係為本發明之立體示意圖； 第2圖係為本發明之相位調變元件之示意圖； 第3圖係為本發明之第—較佳實施例之示意圖； 第4圖係為本發明之第-較佳實施例之示意圖； 099120542 表單編號A0101 第10頁/共18頁 0992036267-0 201200908 [0029] ❹

099120542 第5圖係為本發明之第一較佳實施例之示意圖； 第6圖係為本發明之第二較佳實施例之示意圖； 第7圖係為本發明之第二較佳實施例之示意圖；及 第8圖係為本發明之第二較佳實施例之示意圖。 【主要元件符號說明】 1顯示器 10第一偏光板 101第一穿透軸 11第二偏光板 111第二穿透軸 12光穿透方向 13線性偏振光 14左旋圓偏振光 15右旋圓偏振光 2相位調變元件 21第一基板 22第二基板 2 3第一配向層 231第一配向方向 2 4第二配向層 241第二配向方向 2 5液晶層 26長邊 3線性偏振光 4線性偏光眼鏡 5圓偏光眼鏡 表單編號A0101 第11頁/共18頁 0992036267-0 201200908 6橫軸 7縱軸 8平面 099120542 表單編號A0101 第12頁/共18頁 0992036267-0

Claims (1)

1. 201200908 七、申請專利範圍： . 1 . 一種立體顯示裝置，係包括一顯示器、一相位調變元件及 至少一偏光眼鏡； 該相位調變元件係對應設置於該顯示器之一側，該 顯示器之一顯示頻率與該相位調變元件之一調變頻率係同 步相搭配；以及 該偏光眼鏡係間隔性地接收對應至左或右眼睛之一 偏振光，進而產生立體之視覺效果。 2 .如申請專利範圍第1項所述之立體顯示裝置，其中該相位 〇 調變元件係為一液晶顯示器。 3.如申請專利範圍第2項所述之立體顯示裝置，其中該液晶 顯示器係為光學補償彎曲模式。 . 4 .如申請專利範圍第2項所述之立體顯示裝置，其中該液晶 顯示器係為扭轉向列模式。 5.如申請專利範圍第1項所述之立體顯示裝置，其中該顯示 頻率及該調變頻率係大於120赫茲。 6 .如申請專利範圍第1項所述之立體顯示裝置，其中該偏振 光係為線性偏振光'而該偏光眼鏡係為線性偏振眼鏡。 7.如申請專利範圍第1項所述之立體顯示裝置，其中該偏振 光係為圓偏振光•而該偏光眼鏡係為圓偏振眼鏡。 8 .如申請專利範圍第1項所述之立體顯示裝置，其中該相位 調變元件更包括一第一基板、一第二基板、一第一配向層 、一第二配向層及一液晶層，該第一配向層設置於該第一 . 基板上、該液晶層設置於該第一配向層上、該第二配向層 - 設置於該液晶層上、該第二基板設置於該第二配向層上， 099120542 表單編號A0101 第13頁/共18頁 0992036267-0 201200908 且該第一配向層具有一第一配向方向，該第二配向層具有 一第二配向方向，該第一配向方向與該第二配向方向係為 平行。 9.如申請專利範圍第1項所述之立體顯示裝置，其中，該顯 示器之一側更對應設置一第一偏光板，而該顯示器之該側 更對應設置一第二偏光板，該第二偏光板相異於該顯示器 之一侧係對應設置該相位調變元件，且該顯示器、該第一 偏光板、該第二偏光板以及該相位調變元件係與一光穿透 方向彼此正交。 10 .如申請專利範圍第9項所述之立體顯示裝置，其中，該第 一偏光板具有一第一穿透軸，該第二偏光板具有一第二穿 透軸，且該第一穿透軸與該第二穿透軸係彼此正交。 099120542 表單編號A0101 第14頁/共18頁 0992036267-0