專利名稱：立體顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種顯示裝置，且特別涉及一種立體顯示裝置。
背景技術(shù)：
如何讓消費者更感受到逼真的圖像，一直都是顯示器產(chǎn)業(yè)界與研究單位持續(xù)不斷努力的重點，其中讓人眼睛為之一亮的便是3D立體顯示技術(shù)應(yīng)用。從技術(shù)角度來看，3D顯示是利用人兩眼視差來達(dá)到效果，主要分為需要戴特殊眼鏡以及不用戴特殊眼鏡的裸眼3D立體顯示技術(shù)。其中，需要戴偏光眼鏡的3D立體顯示技術(shù)又分為主動式偏光眼鏡和被動式偏光眼鏡兩種。主動式偏光眼鏡的問題在于偏光眼鏡比較重、價格高且須替換電池。被動式偏光眼鏡則需要搭配具有兩種不同偏光以顯示左右兩畫面的顯示器。參照美國專利(US 7690794)，提出一種如圖1所示的3D投影顯示裝置，其包括偏極化分光器10與兩個光調(diào)制器，然此架構(gòu)存在下列問題:1.P偏振光與S偏振光的分光與合并皆由偏極化分光器20完成,光調(diào)制器可為數(shù)字微型鏡裝置(DMD) 30a、30b，對數(shù)字微型鏡裝置而言，入射光的路徑不同于反射光的路徑，這兩個光的路徑具有不同的入射角。由于極化分光對于角度是相當(dāng)敏感的，必須采用特殊設(shè)計的偏極化分光器方能應(yīng)付不同的入射角；2.必需在光調(diào)制器30a、30b上設(shè)置四分之一波長片31a、31b。當(dāng)光進(jìn)出光調(diào)制器時，光會經(jīng)過四分之一波長片兩次并改變光的極化狀態(tài)。再者，四分之一波長片對于光的角度是相當(dāng)敏感的，當(dāng)進(jìn)出四分之一波長片的光具有不同的入射角時，光耗損是無可避免的；3.如圖2所示，于數(shù)字 微型鏡裝置的入射光21是來自其對角方向。如圖3、圖4所示，當(dāng)數(shù)字微型鏡裝置30a、30b設(shè)置于偏極化分光器10的兩側(cè)，必須采用來自兩不同的對角方向的兩入射光路徑，抑或采用兩種數(shù)字微型鏡裝置具有兩對角方向的樞軸。若不采用以上兩種方式，則需采用如圖1所示的架構(gòu)，如此一來，會導(dǎo)致體積龐大的偏極化分光器20及投射透鏡50的后焦距較長等缺點。由此可見，現(xiàn)有的3D立體顯示技術(shù)，仍存在不便與缺陷，有待加以進(jìn)一步改進(jìn)。為了解決上述問題，相關(guān)領(lǐng)域莫不費盡心思來謀求解決之道。如何能更經(jīng)濟(jì)地提供立體顯像，實屬當(dāng)前重要研發(fā)課題之一，亦成為當(dāng)前相關(guān)領(lǐng)域亟需改進(jìn)的目標(biāo)。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一目的是在提供一種立體顯示裝置。本發(fā)明提供一種立體顯不裝置，包含一投射透鏡、一光源、一第一偏極化分光器、一第二偏極化分光器、一第一光導(dǎo)引系統(tǒng)與一第二光導(dǎo)引系統(tǒng)。光源用以發(fā)出非偏振光，第一偏極化分光器用以將非偏振光分成一 P偏振光與一 S偏振光,第一光導(dǎo)引系統(tǒng)用以將P偏振光導(dǎo)引至第二偏極化分光器，第二光導(dǎo)引系統(tǒng)用以將S偏振光導(dǎo)引至第二偏極化分光器，第二偏極化分光器用以將P偏振光與S偏振光會合并傳導(dǎo)至投射透鏡。第一光導(dǎo)引系統(tǒng)包含一第一空間光調(diào)制器與一第一全反射棱鏡。第一全反射棱鏡用以將P偏振光反射至第一空間光調(diào)制器，由第一空間光調(diào)制器將P偏振光反射回第一全反射棱鏡，進(jìn)而使P偏振光自第一全反射棱鏡透射至第二偏極化分光器。上述的第一光導(dǎo)引系統(tǒng)包含一第一透鏡、一第二透鏡、一第三透鏡、一第一反射鏡與一第二反射鏡，其中來自第一偏極化分光器的P偏振光依序經(jīng)由第一透鏡、第一反射鏡、第二透鏡、第二反射鏡及第三透鏡而傳送至第一全反射棱鏡。上述的第二光導(dǎo)引系統(tǒng)包含一第二空間光調(diào)制器與一第二全反射棱鏡。第二全反射棱鏡用以將S偏振光反射至第二空間光調(diào)制器，由第二空間光調(diào)制器將S偏振光反射回第二全反射棱鏡，進(jìn)而使S偏振光自第二全反射棱鏡透射至第二偏極化分光器。上述的第二光導(dǎo)引系統(tǒng)包含一第四透鏡、一第五透鏡、一第六透鏡、一第三反射鏡與一第四反射鏡，其中來自第一偏極化分光器的S偏振光依序經(jīng)由第四透鏡、第三反射鏡、第五透鏡、第四反射鏡及第六透鏡而傳送至第二全反射棱鏡。第一空間光調(diào)制器可為一第一數(shù)字微型鏡裝置，第二空間光調(diào)制器可為一第二數(shù)字微型鏡裝置。上述的立體顯示裝置亦可包含一積分柱。積分柱耦接光源，以使光線通過積分柱傳導(dǎo)至第一偏極化分光器。綜上所述，本發(fā)明的技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)點和有益效果。借由上述技術(shù)方案，可達(dá)到相當(dāng)?shù)募夹g(shù)進(jìn)步，并具有產(chǎn)業(yè)上的廣泛利用價值，其至少具有下列優(yōu)點。
1.兩不同的極化分光器搭配使用，一者用以劃分P偏振光與S偏振光，而另一者將P偏振光與S偏振光合并，兩者各取所長并且縮短光路；2.空間光調(diào)制器上方無需搭載四分之一波長片，以減低光耗損；以及3.無需將空間光調(diào)制器直接裝在極化分光器上，借以有效縮短投射透鏡的后焦距。以下將以實施方式對上述的說明作詳細(xì)的描述，并對本發(fā)明的技術(shù)方案提供更進(jìn)
一步的解釋。


為讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征、優(yōu)點與實施例能更明顯易懂，附圖的說明如下:圖1是一種現(xiàn)有的3D投影顯示裝置的示意圖；圖2是圖1中的一種數(shù)字微型鏡裝置的示意圖；圖3、圖4是數(shù)字微型鏡裝置搭配偏極化分光器的光路圖；圖5是依照本發(fā)明一實施例的一種立體顯示裝置的示意圖；圖6是依照本發(fā)明一實施例的一種光導(dǎo)引系統(tǒng)的不意圖；以及圖7到圖9是依照本發(fā)明一實施例所繪示的各視角的立體顯示裝置的立體圖。其中，附圖標(biāo)記說明如下:100:立體顯不裝置120:第一偏極化分光器
110:投射透鏡140:第一光導(dǎo)引系統(tǒng)130:第二偏極化分光器142:第一全反射棱鏡141:第一空間光調(diào)制器151:第二空間光調(diào)制器150:第二光導(dǎo)引系統(tǒng)160:光源152:第二全反射棱鏡221:第一透鏡210:積分柱223:第三透鏡222:第二透鏡225:第五透鏡224:第四透鏡231:第一反射鏡226:第六透鏡233:第三反射鏡232:第二反射鏡610、620:光路234:第四反射鏡10、20:偏極化分光器31a:四分的一波長片30a:數(shù)字微型鏡裝置31b:四分的一波長片30b:數(shù)字微型鏡裝置50:投射透鏡
具體實施例方式為了使本發(fā)明的敘述更加詳盡與完備，可參照附圖及以下所述各種實施例，附圖中相同的號碼代表相同或相似的元件。另一方面，眾所周知的元件與步驟并未描述于實施例中，以避免對本發(fā)明造成不必要的限制。于實施方式與權(quán)利要求中，涉及“耦接(coupled with) ”的描述，其可泛指一元件通過其他元件而間接連接至另一元件，或是一元件無須通過其他元件而直接連接至另一元件。于實施方式與權(quán)利要求中，除非內(nèi)文中對于冠詞有所特別限定，否則“一”與“該”可泛指一個或多個。本發(fā)明的技術(shù)態(tài)樣是一種立體顯示裝置，其可應(yīng)用在各類顯示器，或是廣泛地運用在相關(guān)的技術(shù)環(huán)節(jié)。以下將搭配圖5 圖9來說明立體顯示裝置的具體實施方式
。圖5是依照本發(fā)明一實施例的一種立體顯示裝置100的示意圖。如圖5所示，立體顯不裝置包含投射透鏡110、光源160、第一偏極化分光器120、第二偏極化分光器130、第一光導(dǎo)引系統(tǒng)140與第二光導(dǎo)引系統(tǒng)150。光源160用以發(fā)出非偏振光,第一偏極化分光器120用以將非偏振光分成一 P偏振光與一 S偏振光,第一光導(dǎo)引系統(tǒng)140用以將P偏振光導(dǎo)引至第二偏極化分光器130,第二光導(dǎo)引系統(tǒng)150用以將S偏振光導(dǎo)引至第二偏極化分光器，第二偏極化分光器130用以將P偏振光與S偏振光會合并傳導(dǎo)至投射透鏡110,再將圖像投影至屏幕，而人眼在觀賞屏幕的圖像時，可載上偏光眼鏡，讓人眼看到左右不一樣的圖像，產(chǎn)生立體感。具體而言，第一光導(dǎo)引系統(tǒng)140包含第一空間光調(diào)制器141與第一全反射棱鏡142。第一全反射棱鏡142用以將P偏振光反射至第一空間光調(diào)制器141,由第一空間光調(diào)制器141將P偏振光反射回第一全反射棱鏡142,接著使P偏振光自第一全反射棱鏡142透射至第二偏極化分光器130。相似地，第二光導(dǎo)引系統(tǒng)150包含第二空間光調(diào)制器151與第二全反射棱鏡152。第二全反射棱鏡152用以將S偏振光反射至第二空間光調(diào)制器151，由第二空間光調(diào)制器151將S偏振光反射回第二全反射棱鏡152，接著使S偏振光自第二全反射棱鏡152透射至第二偏極化分光器130。舉例來說,第一空間光調(diào)制器可為一第一數(shù)字微型鏡裝置(DigitalMicro-mirrorDevice, DMD)，第二空間光調(diào)制器可為一第二數(shù)字微型鏡裝置。當(dāng)數(shù)字微型鏡裝置于開啟(ON)時，將光反射回全反射棱鏡，光經(jīng)由全反射棱鏡透射；相反地，當(dāng)數(shù)字微型鏡裝置于關(guān)閉(OFF)時，將光導(dǎo)引至他處。圖6是依照本發(fā)明一實施例的一種光導(dǎo)引系統(tǒng)的光學(xué)路徑的示意圖。應(yīng)了解到，在本實施例中是以P偏振光所通過的第一光導(dǎo)引系統(tǒng)的光學(xué)路徑為例，至于S偏振光所通過的第二光導(dǎo)引系統(tǒng)也具有同樣的光學(xué)路徑，對此不再贅述。如圖6所不，第一光導(dǎo)引系統(tǒng)包含第一透鏡221、第二透鏡222與第三透鏡223,其中來自第一偏極化分光器120的P偏振光自第一透鏡221經(jīng)由光路610至第二透鏡222，再從第二透鏡222經(jīng)由光路620至第三透鏡223而傳送至第一全反射棱鏡142。另一方面，立體顯示裝置還包括一積分柱210，積分柱210耦接光源160，以使光線通過積分柱210傳導(dǎo)至第一偏極化分光器120，借以均勻光線。圖7至圖9是依照本發(fā)明一實施例所繪示的各視角的立體顯示裝置100的立體圖。上述的第一光導(dǎo)引系統(tǒng)包含第一透鏡221、第一反射鏡231、第二透鏡222、第二反射鏡232及第三透鏡223。在光學(xué)路徑上,來自第一偏極化分光器120的P偏振光依序經(jīng)由第一透鏡221、第一反射鏡231、第二透鏡222、第二反射鏡232及第三透鏡223而傳送至第一全反射棱鏡142，其中將經(jīng)由第一反射鏡231將光線轉(zhuǎn)折的光路翻開后即對應(yīng)圖6中示意的光路610，將經(jīng)由第二反射鏡232將光線轉(zhuǎn)折的光路翻開后即對應(yīng)圖6中示意的光路620。上述的第二光導(dǎo)引系統(tǒng)包含第四透鏡224、第五透鏡225、第六透鏡226、第三反射鏡233與第四反射鏡234，其中來自第一偏極化分光器120的S偏振光依序經(jīng)由第四透鏡224、第三反射鏡233、第五透鏡225、第四反射鏡234及第六透鏡226而傳送至第二全反射棱鏡152。相較于現(xiàn)有的技術(shù)方案，本發(fā)明的P偏振光與S偏振光的分光與合并皆由不同的偏極化分光器120、130來實現(xiàn)，無需采用體積龐大的偏極化分光器20，并具有較短的后焦。再者，無需搭載四分之一波長片以較少的光損。另一方面，投射透鏡110和第一空間光調(diào)制器141的間距，略大于第一偏極化分光器120的厚度加上第二全反射棱鏡152的厚度；投射透鏡110和第二空間光調(diào)制器151的間距，略大于第二偏極化分光器130的厚度加上第二全反射棱鏡152的厚度。實作上，投射透鏡110和第一空間光調(diào)制器141的間距減去10mm，小于第二偏極化分光器130的厚度加上第一全反射棱鏡142的厚度；投射透鏡110和第二空間光調(diào)制器151的間距減去10mm，小于第二偏極化分光器130的厚度加上第二全反射棱鏡152的厚度。雖然本發(fā)明已以實施方式揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作各種的更動與潤飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視所附的權(quán)利要求所界定的范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種立體顯示裝置，其特征在于，包含: 一投射透鏡； 一光源，用以發(fā)出非偏振光； 一第一偏極化分光器，用以將該非偏振光分成一 P偏振光與一 S偏振光； 一第二偏極化分光器； 一第一光導(dǎo)引系統(tǒng)，用以將該P偏振光導(dǎo)引至該第二偏極化分光器；以及 一第二光導(dǎo)引系統(tǒng)，用以將該S偏振光導(dǎo)引至該第二偏極化分光器,其中該第二偏極化分光器用以將該P偏振光與該S偏振光會合并傳導(dǎo)至該投射透鏡。
2.如權(quán)利要求1所述的立體顯示裝置，其中該第一光導(dǎo)引系統(tǒng)包含: 一第一空間光調(diào)制器；以及 一第一全反射棱鏡，用以將該P偏振光反射至該第一空間光調(diào)制器，由該第一空間光調(diào)制器將該P偏振光反射回該第一全反射棱鏡，進(jìn)而使該P偏振光自該第一全反射棱鏡透射至該第二偏極化分光器。
3.如權(quán)利要求2所述的立體顯示裝置，其中該第一光導(dǎo)引系統(tǒng)包含: 一第一透鏡、一第二透鏡、一第三透鏡、一第一反射鏡與一第二反射鏡，其中來自該第一偏極化分光器的該P偏振光依序經(jīng)由該第一透鏡、該第一反射鏡、該第二透鏡、該第二反射鏡及該第三透鏡而傳送至該第一全反射棱鏡。
4.如權(quán)利要求3所述的立體顯示裝置，其中該第二光導(dǎo)引系統(tǒng)包含: 一第二空間光調(diào)制器；以及 一第二全反射棱鏡，用以將該S偏振光反射至該第二空間光調(diào)制器，由該第二空間光調(diào)制器將該S偏振光反射回該第二全反射棱鏡，進(jìn)而使該S偏振光自該第二全反射棱鏡透射至該第二偏極化分光器。
5.如權(quán)利要求4所述的立體顯示裝置，其中該第二光導(dǎo)引系統(tǒng)包含: 一第四透鏡、一第五透鏡、一第六透鏡、一第三反射鏡與一第四反射鏡，其中來自該第一偏極化分光器的該S偏振光依序經(jīng)由該第四透鏡、該第三反射鏡、該第五透鏡、該第四反射鏡及該第六透鏡而傳送至該第二全反射棱鏡。
6.如權(quán)利要求4所述的立體顯示裝置，其中該第一空間光調(diào)制器為一第一數(shù)字微型鏡裝置，該第二空間光調(diào)制器為一第二數(shù)字微型鏡裝置。
7.如權(quán)利要求4所述的立體顯示裝置，其中該投射透鏡和該第一空間光調(diào)制器的間距大于該第一偏極化分光器的厚度加上該第二全反射棱鏡的厚度；該投射透鏡和該第二空間光調(diào)制器的間距大于該第二偏極化分光器的厚度加上該第二全反射棱鏡的厚度。
8.如權(quán)利要求4所述的立體顯示裝置，其中該投射透鏡和該第一空間光調(diào)制器的間距減去10mm，小于該第二偏極化分光器的厚度加上該第一全反射棱鏡的厚度；該投射透鏡和該第二空間光調(diào)制器的間距減去10mm，小于該第二偏極化分光器的厚度加上該第二全反射棱鏡的厚度。
9.如權(quán)利要求1所述的立體顯示裝置，還包含: 一積分柱，耦接該光源，以使該非偏振光通過該積分柱傳導(dǎo)至該第一偏極化分光器。
全文摘要
一種立體顯示裝置包含一投射透鏡、一光源、一第一偏極化分光器、一第二偏極化分光器、一第一光導(dǎo)引系統(tǒng)與一第二光導(dǎo)引系統(tǒng)。光源用以發(fā)出非偏振光，第一偏極化分光器用以將非偏振光分成一P偏振光與一S偏振光，第一光導(dǎo)引系統(tǒng)用以將P偏振光導(dǎo)引至第二偏極化分光器，第二光導(dǎo)引系統(tǒng)用以將S偏振光導(dǎo)引至第二偏極化分光器，第二偏極化分光器用以將P偏振光與S偏振光會合并傳導(dǎo)至投射透鏡。本發(fā)明的立體顯示裝置能夠縮短光路，減低光損耗，并能縮短投射透鏡的后焦距。
文檔編號G02B27/26GK103185969SQ20111045227
公開日2013年7月3日 申請日期2011年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月29日
發(fā)明者黃俊杰 申請人:臺達(dá)電子工業(yè)股份有限公司