[实用新型]一种具有双层液晶透镜的光学装置

说明书

技术领域

 本实用新型是关于一种具有液晶透镜(Liquid Crystal Lens)的光学装置，特别关于一种具有双层液晶透镜的光学装置，并设置不同电极图案于其双层液晶透镜中并以不施加偏压与施加偏压来达到切换二维(2D)平面影像及集成摄影 (Integral Photography)立体影像。

背景技术

一般而言，三维(3D)立体影像的显示技术是经由使用者的眼睛，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左右眼所观看到的影像间的差异是称为双眼视差。因此，传统上制作3D立体影像显示装置是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。

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，常见的方法包含利用偏光眼镜、红蓝(绿)眼镜、快门眼镜及头盔式显示器等方式来达成。然，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3D立体显示装置是为于显示器(例如液晶显示器)的光源数组的前方设置视差屏障(Parallax)或光栅等遮蔽物，而其中光源数组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为立体影像。

然而，上述的视差法裸眼式3D立体显示方法，是存在着些许的缺点，例如：当光线通过视差屏障的黑色的直线条纹区域时，会由于光线被遮住，因而导致亮度减少约一半以上。此外，将此技术应用于液晶面板时，由于一般的液晶面板的画素会被分成若干个奇数画素及偶数画素的影像对，以达到能够让立体影像在更多角度被观赏到，因而使得所呈现的3D立体影像的分辨率变为2D平面影像时的一半以下。再者，以双眼视差的方法进行立体显示时，当使用者移动一个视角的位置，就可能会让原本投射到左眼的影像投射至右眼，造成「反立体影像」。因此，视差法裸眼式3D立体显示装置往往无法提供多人同时观赏。

而，除了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立体显示技术是于公元1908年所提出，主要技术原理是透过蝇眼透镜(Fly’s–Eye Lens)以记录不同视角下的影像信息，其中蝇眼透镜即为类似蝇眼排列组合而成的微小凸透镜数组，也就是将一是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显示技术是可大略分为两大步骤。首先，请参阅图1A，利用蝇眼透镜103拍摄物体101并以影像撷取装置105取得不同视角的影像信息107；接着，请参阅图1B，所取得的影像信息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。

此外，依据不同的光学设计需求，亦可于蝇眼透镜前方设置一聚光凸透镜120，如图2所示。又或者，由于蝇眼透镜的制作方式较为困难，因此不直接使用蝇眼透镜，而以两个柱状透镜分别以水平方向与垂直方向迭置来达到蝇眼透镜的效果，如图3所示，将第一柱状透镜131以垂直方向摆放，而第二柱状透镜132以水平方向摆放来达到蝇眼透镜的效果。由于柱状透镜相较于蝇眼透镜来说较容易制作，因此可减少制作透镜的成本。

然，利用上述的光学设计来达成IP显示技术的立体影像的撷取或显示需使用的蝇眼透镜、聚光凸透镜及柱状透镜通常都是以射出成型、铸模及热压等方式制成。因此，应用配置此些蝇眼透镜、聚光凸透镜或柱状透镜的显示装置或摄影装置等光学装置的设计通常无法让使用者自行取出此些透镜，如此，使用者于使用上需要进行2D平面影像信息的撷取或显示时，则无法使用具有此些蝇眼透镜或柱状透镜的光学装置来执行，而需更换其它的光学装置才能进行2D影像信息的撷取或显示，造成使用上的不方便。

因此，亟需要一种可依据使用者欲撷取或显示2D平面影像或IP立体影像的不同需求，轻易达到切换2D平面影像及IP立体影像的光学装置。

发明内容