[实用新型]一种可切换显像模式的显示设备

说明书

技术领域

本实用新型关于一种立体影像显示设备，特别是关于一种显示设备，其利用不同电场分布，改变液晶透镜(Liquid Crystal Lens)的光学特性以利于切换显示模式，如二维(2D)平面影像、三维(3D)立体影像或集成摄影(Integral Photography)立体影像。

背景技术

显示器的发展由黑白、彩色、再进入到高画质，都是为了追求一个更逼真、更自然的视觉享受。因此，观赏到身历其境的3D立体影像的显示设备已然成为显示器的下一个发展趋势。

一般来说，表现出3D立体影像经由使用者的眼睛，并根据立体视觉的原则来实现。由于人类的双眼彼此相距约5-7公分的距离，因此会有双眼视差，即由于左右眼之间的位置差距导致两眼所看到的影像实为具有细微差异的不同影像。这种眼睛位置差距所导致的影像间的差异称为双眼视差。因此，传统上制作3D立体影像显示装置利用双眼视差的基础来进行设计，让使用者的左眼仅观看到给左眼的影像而右眼仅观看到给右眼的影像。

传统上，利用双眼视差产生立体感的显示方式多需配戴特殊器具来达成。常见的方法包含下述几种：

第一种为使用偏光眼镜，即为使用者戴上左右眼分别为水平偏振及垂直偏振的偏光眼镜，使得其左眼看到水平偏振的影像而右眼看到垂直偏振的影像。其中，所使用的显示设备为可分别投射出水平偏振的左眼影像和垂直偏振的右眼影像。如此，则使用者即可利用此种偏光眼镜以使其左眼看到左眼的影像而右眼看到右眼的影像，进而达到立体感的效果。然而，此种偏光眼镜的缺点为当使用者的头部有微斜时，则会造成偏光眼镜无法完全过滤到另一偏振方向的光，因而会造成使用者感到不舒服。

第二种为使用红蓝(绿)眼镜，即为将左右眼的影像分别用不同颜色的方式播放，当使用者配戴上红蓝眼镜后，由于利用颜色过滤的原理，则使用者的左眼就会看到左眼的影像而右眼会看到右眼的影像，而观看到立体的影像。然而，此种红蓝眼镜的缺点为红蓝眼镜所接收的左右眼影像无法重建物体真实的色彩。

第三种则为使用快门眼镜，即为将影像分为奇数影像和偶数影像，其中若将奇数影像设定为右眼影像，则在奇数影像播放时，快门眼镜就将左眼遮住，之后再播放偶数影像，利用相同的原理，如此左右眼就会交替地看到左眼影像及右眼影像，让使用者可以看到立体影像。第四种则为头盔式显示器，即为直接在眼镜上分别制作两个萤幕给左右眼观看，以令使用者左眼观看左眼影像而右眼观看右眼影像。这两种眼镜虽然没有上述偏光眼镜和红蓝眼镜的缺点，但是，由于需使用特殊的制作方式才能达到此效果，因此成本较高，使得可以观看的人数会受到限制。

然而，上述的显示方法不论成本高低都需要使用者配戴特殊器具才得以观看到立体影像，因而对使用者而言多少都会造成不便的感觉，因此，近年来则着重于开发不需要配戴任何特殊器具即可观赏到立体影像的裸眼式3D立体显示装置。

而，不需要配戴任何特殊器具即可观赏到立体影像的裸眼式3D立体显示装置，以双眼视差的基础来设计则称为视差法裸眼式3D立体显示装置。此种视差法裸眼式3D立体显示装置为于液晶显示器等光源阵列的前方设置视差屏障(Parallax)或光栅等遮蔽物，而其中光源阵列并依序传送左眼影像及右眼影像，使得透过视差屏障让使用者的左眼看到左眼影像而使用者的右眼看到右眼影像。如此，透过左眼看到左眼影像及右眼看到右眼影像的使用者，其大脑会自动融合所看到的左眼影像及右眼影像以使其如同观看到立体影像。

除了上述的利用双眼视差的方式所制成的视差法裸眼式3D立体显示装置外，不需配戴任何特殊器具即可观赏立体影像的技术亦包含集成摄影(Integral Photography，以下简称为IP)立体显示技术。

IP立体显示技术于西元1908年所提出，主要原理是透过蝇眼透镜(Fly’s Eye Lens)以记录所欲拍摄的物体的不同视角的立体图像，其中蝇眼透镜即为类似蝇眼排列组合而成的微小凸透镜阵列，也就是将一系列半球形小透镜排列在平面上，用来摄影或显示图像。因此，IP立体显示技术可大略分为两大步骤：首先，请参阅图1A，第一步骤为利用蝇眼透镜103拍摄物体101并以影像拍摄装置105取得不同视角的立体影像资讯107；接着，请参阅图1B，第二步骤则为将所取得的立体影像资讯107再经由显示装置109及蝇眼透镜103进行光学处理后，即可呈现所拍摄的物体的三维立体影像110。