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TWI796671B - 利用兩個指向性背光式顯示器的裸視立體抬頭顯示裝置 - Google Patents

利用兩個指向性背光式顯示器的裸視立體抬頭顯示裝置 Download PDF

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TWI796671B
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Abstract

一裸視立體抬頭顯示裝置包含二指向性背光式顯示器、一第一反射元件、一第二反射元件、一第三反射元件和一分光元件。二指向性背光式顯示器分別提供具指向性二影像光，且這兩影像光為待分別入射至觀賞者的雙眼的視差影像光。其中一指向性背光式顯示器、第一反射元件和、分光元件、擋風玻璃和雙眼的其中一眼形成一第一光路。另一指向性背光式顯示器、第二反射元件、分光元件和、第三反射元件、擋風玻璃和雙眼的其中另一眼形成一第二光路。兩影像光分別經由第一和第二光路入射至雙眼，以形成一立體視覺影像。

Description

利用兩個指向性背光式顯示器的裸視立體抬頭顯示裝置
本發明涉及一種抬頭顯示器，特別是指一種利用兩個指向性背光式顯示器的裸視立體抬頭顯示裝置。
在習知的抬頭顯示器技術中，可以使用反射式顯示器的數位光源處理(Digital Light Processing，DLP)投影顯示器或是背光式顯示器的薄膜電晶體液晶螢幕(TFT-LCD)，然而DLP投影顯示器的結構複雜、成本高、體積大，若要達到與液晶螢幕相同解析度的規格，價格更是昂貴，因此液晶螢幕在兼顧小體積、低成本、高對比與高解析度是較佳的選擇。
常見使用液晶螢幕的裸視3D技術，可分為使用柱狀透鏡(Lenticular lens)與使用視差屏障(Parallax barrier)。如圖1A所示，柱狀透鏡式利用緊密排列柱狀透鏡的聚焦與光線折射改變影像光的行進方向，達到左右眼影像分光的效果。如圖1B所示，視差屏障式利用透光狹縫與不透光屏障相間的縱向光柵直線條紋來限制影像光的行進路線，達到左右眼影像分光的效果。
柱狀透鏡式與視差屏障式皆需要將影像訊息以等距離垂直條狀分割，然後以插排方式將左眼影像與右眼影像交錯顯示，因此造成水平解析度減半的缺點。再者，液晶面板上像素之間的對位精準度要求極高，因此容易有左右眼分離度不佳的問題發生。而且，視差屏障技術更有亮度減半的缺點。這些都會影響視覺品質。
因此使用兩個液晶螢幕的裸視3D抬頭顯示器，可避免前述解析度減半、高對位精準度要求與亮度減半的缺點。在現有的雙畫面液晶螢幕抬頭顯示器技術中，如圖2A所示，將用來投射影像光的一個液晶螢幕P0區分成兩個區域，這兩個區域分別投射二影像光，或是如圖2B所示，使用兩個液晶螢幕P1、P2分別投射二影像光。這兩個影像光經由其光路入射至觀賞者的雙眼，而形成位於擋風玻璃前方兩個不同焦平面的虛像V1和V2，如圖3所示。
如圖4所示，為了呈現裸視立體視覺影像，抬頭顯示器使用兩個液晶螢幕P1、P2，各自分別投射左眼、右眼的視差影像光，搭配兩個獨立凹面鏡A1、A2的分光與調整放大倍率，讓在擋風玻璃前方的兩個視差虛像V1、V2成像在一樣或相近的距離，分別投射在觀賞者的左眼與右眼，在觀賞者腦海中合成立體視覺影像，達到裸視3D的效果。然而此立體視覺影像的光學設計，會因為液晶螢幕P1、P2的寬廣可視角使得眼盒過大，以及兩道近似平行光路之間的隔離度不佳，造成漏光與串音(Cross Talk)的問題，嚴重影響觀看的視覺品質。
為此，本發明的主要目的是提供一種利用兩個指向性背光式顯示器的裸視立體抬頭顯示裝置，藉由指向性背光式顯示器的使用，讓眼盒只涵蓋單一眼，並且配合交錯的光路設計，解決光路隔離度不佳，造成漏光與串音的問題。
本發明根據一實施例所提供的一種利用兩個指向性背光式顯示器的裸視立體抬頭顯示裝置，包含：一第一指向性背光式顯示器，用以提供具指向性的一第一影像光；一第二指向性背光式顯示器，用以提供具指向性的一第二影像光，該第一影像光和該第二影像光分別為一眼、另一眼的視差影像光；一第一反射元件；一第二反射元件；一第三反射元件；以及一分光元件，設置於該第一反射元件和該第二反射元件與該第三反射元件之間，其中該第一指向性背光式顯示器、該第一反射元件、該分光元件、一擋風玻璃和一觀賞者的雙眼的其中一眼形成一第一光路，其中該第一指向性背光式顯示器投射該第一影像光至該第一反射元件，該第一反射元件將該第一影像光反射至該分光元件，該分光元件將該第一影像光反射至該擋風玻璃，該擋風玻璃再將該第一影像光反射至該雙眼的該其中一眼，以形成一視差虛像；以及該第二指向性背光式顯示器、該第二反射元件、該分光元件、該第三反射元件、該擋風玻璃和該雙眼的其中另一眼形成一第二光路，其中該第二指向性背光式顯示器投射該第二影像光至該第二反射元件，該第二反射元件將該第二影像光反射至該分光元件，該第二影像光穿透該分光元件之後至該第三反射元件，該第二影像光被該第三反射元件反射後再次穿透該分光元件至該擋風玻璃，該擋風玻璃再將該第二影像光反射至該其中另一眼，以形成另一視差虛像；該兩個視差虛像共同在該觀賞者的腦海中(視覺上)形成一立體視覺影像。
在本發明的一些實施例中，該第一光路和該第二光路在該分光元件與該第一反射元件和該第二反射元件之間不平行且會相交。
在本發明的一些實施例中，該第一光路和該第二光路在該分光元件與該第一反射元件和該第二反射元件之間不平行且未相交。
在本發明的一些實施例中，該第一光路和該第二光路在該第一指向性背光式顯示器和該第二指向性背光式顯示器與該第一反射元件和該第二反射元件之間不平行且會相交。
在本發明的一些實施例中，該第一光路和該第二光路在該第一指向性背光式顯示器和該第二指向性背光式顯示器與該第一反射元件和該第二反射元件之間不平行且未相交。
在本發明的一些實施例中，該第一光路和該第二光路在抵達該擋風玻璃之前的光路是至少部分不重疊，且彼此之間不平行且會相交或不平行且未相交。
在本發明的一些實施例中，該分光元件為反射式偏光片，行經至該分光元件的該第一影像光和該第二影像光為偏振方向互相垂直的影像光。
在本發明的一些實施例中，該分光元件為半反射鏡，行經至該分光元件的該第一影像光和該第二影像光為無偏振的影像光。
在本發明的一些實施例中，該第一指向性背光式顯示器至該第一反射元件的距離為D1，該第二指向性背光式顯示器至該第二反射元件的距離為D2，該第一反射元件至該分光元件的距離為S1，該第二反射元件至該第三反射元件的距離為S2，該分光元件至該擋風玻璃的距離為R1，該第三反射元件至該擋風玻璃的距離為R2，該分光元件的放大倍率為A1，該第三反射元件的放大倍率為A2，該擋風玻璃的放大倍率為GA，該裸視立體抬頭顯示裝置符合以下條件：
Figure 02_image001
。
在本發明的一些實施例中，該第一指向性背光式顯示器和該第二指向性背光式顯示器各包含一液晶面板和一指向性背光源。
藉此，本發明所提供的利用兩個指向性背光式顯示器的裸視立體抬頭顯示裝置，搭配交錯的光路設計，可提升光路之間隔離度，從而避免漏光和串音的發生。
請參考圖5所示，本發明根據一實施例所提供的一種利用兩個指向性背光式顯示器的裸視立體抬頭顯示裝置，其包含一第一指向性背光式顯示器11、一第二指向性背光式顯示器12、一第一反射元件21、一第二反射元件22、一分光元件31和一第三反射元件32。這些元件的配置位置可例如圖5中所示，分光元件31位於第一指向性背光式顯示器11和第二指向性背光式顯示器12與第三反射元件32之間。
第一指向性背光式顯示器11用以提供具指向性的一第一影像光IM1。第二指向性背光式顯示器12用以提供具指向性的一第二影像光IM2。第一影像光IM1和第二影像光IM2為待分別入射一觀賞者的雙眼的視差影像光。第一指向性背光式顯示器11和第二指向性背光式顯示器12可例如但不限於各包含一液晶面板和一指向性背光源。舉例來說，第一指向性背光式顯示器11和第二指向性背光式顯示器12所使用的液晶面板，可以是扭曲向列型液晶(Twisted Nematic，TN)、垂直排列型液晶(Vertical Alignment，VA)、平面轉換型液晶(In-Plane Switching，IPS)或是任何需要外部光源的液晶面板，而非可自發光型的液晶面板。第一指向性背光式顯示器11和第二指向性背光式顯示器12所使用的背光源，如圖6所示，可以是習知技術所使用的側入光式光源BL1，搭配具楔形結構的導光板(Light Guide Plate)GP，再加上具稜形結構的重定向膜(Redirecting Film)RF，讓光線直行前進通過液晶面板PA1，呈現高指向性窄視角的影像光。或者，如圖7所示，其背光源可以是另一習知技術所使用的點陣列式光源BL2，搭配凸透鏡陣列(Convex Lens Array)CL，讓光線直行前進通過液晶面板PA2，呈現高指向性窄視角的影像光。
在本實施例中，第一反射元件21和第二反射元件22皆為平面，然而本發明並不限於此實施態樣；在其他實施例中，第一反射元件21和第二反射元件22也可皆為曲面；或者，第一反射元件21和第二反射元件22的其中之一為平面，第一反射元件21和第二反射元件22的其中之另一為曲面。
在本實施例中，分光元件31和第三反射元件32皆為曲面，然而本發明並不限於此實施態樣；在其他實施例中，分光元件31和第三反射元件32也可皆為平面；或者，分光元件31和第三反射元件32的其中之一為平面，分光元件31和第三反射元件32的其中之另一為曲面。
在本實施例中，分光元件31為反射式偏光片。在此前提下，行經至分光元件31的第一影像光IM1和第二影像光IM2為偏振方向互相垂直的影像光。
第一指向性背光式顯示器11、第一反射元件21、分光元件31、擋風玻璃4和觀賞者的雙眼EYES的其中一眼形成一第一光路L1。詳細來說，第一指向性背光式顯示器11投射第一影像光IM1至第一反射元件21，第一反射元件21將第一影像光IM1反射至分光元件31，分光元件31將第一影像光IM1反射至擋風玻璃4，擋風玻璃4再將第一影像光IM1反射至觀賞者的雙眼EYES的其中一眼(例如但不限於左眼)，以形成一視差虛像。
第二指向性背光式顯示器12、第二反射元件22、分光元件31、第三反射元件32、擋風玻璃4和觀賞者的雙眼EYES的其中另一眼形成一第二光路L2。詳細來說，第二指向性背光式顯示器IM2投射第二影像光IM2至第二反射元件22，第二反射元件22將第二影像光IM2反射至分光元件31，第二影像光IM2穿透分光元件31之後至第三反射元件32，第二影像光IM2被第三反射元件32反射後再次穿透分光元件31至擋風玻璃4，擋風玻璃4再將第二影像光IM2反射至觀賞者的雙眼EYES的其中另一眼(例如但不限於右眼)，以形成另一視差虛像。
第一光路L1和第二光路L2在抵達擋風玻璃4之前的光路是至少部分不重疊，如圖14所示，且彼此之間不平行且會相交或不平行且未相交。
如此一來，兩個指向性背光式顯示器所提供的二個影像光便可讓觀賞者的雙眼EYES的左眼和右眼分別看到二視差虛像V3和V4(即左眼視差虛像和右眼視差虛像)，在視覺上(即觀賞者腦海中)合成一立體視覺影像SV。在視覺上，此立體視覺影像SV會如同出現在擋風玻璃4前(即觀賞者的雙眼EYES和立體視覺影像SV分別位於擋風玻璃4的相對兩側)的影像。
以如圖6和圖7所示作為本發明的指向性背光式顯示器的例子來說，如圖8A和8B所示，各個指向性背光式顯示器的背光源的出光光場的半峰全寬(Full Width at Half Maximum，FWHM)約為±5°～±10°，使得顯示螢幕的可視角度狹窄化，讓顯示螢幕的每一畫素經過光路(例如第二光路L2)的投射、反射與放大之後的眼盒(例如眼盒E1)，只會涵蓋一眼(例如右眼RE)，而不會涵蓋到另一眼(例如左眼LE)。並且，每一指向性背光式顯示器顯示的影像投射在觀賞者的雙眼EYES所在距離的眼盒寬度可以是近似於兩眼瞳孔距離，也就是約6.5～7.0cm。
相較於本發明中使用指向性背光式顯示器，倘若將圖8A的指向性背光式顯示器替換成圖9A所示的一般常用的非指向性背光式顯示器13和14，其背光源的出光光場的FWHM約在±30°～±60°，因此顯示螢幕可視角較廣，但也造成顯示螢幕的每一像素經過光路L3的投射、反射與放大之後的眼盒E2太大，如圖9B所示，不僅僅只投射到一眼(例如右眼RE)，另一眼(例如左眼LE)也會被涵蓋。因此，左眼和右眼都會看到同一個視差虛像，造成串音的缺點，影響立體視覺影像的效果。
另外，在本實施例或其他實施例中，分光元件31為反射式偏光片。如圖10所示，第一影像光IM1與第二影像光IM2為具有偏振方向互相垂直的兩道偏振影像光，第一影像光IM1被分光元件31反射後投射至擋風玻璃4，而第二影像光IM2第一次穿透分光元件31之後被第三反射元件32反射，讓第二影像光IM2第二次穿透分光元件31，然後投射至擋風玻璃4。然而分光元件31對於第二影像光IM2的穿透率並非100%，雖有大部分的第二影像光IM2會穿透分光元件31，但還是有小部分的第二影像光IM2被分光元件31反射至擋風玻璃4，造成分光不完全。倘若第一影像光IM1的第一光路L1與第二影像光IM2的第二光路L2為近似平行的光路，且在分光元件31的入射角度相近，小部分被分光元件31反射的第二影像光IM2(即影像光IM2’)再經由擋風玻璃4的反射後進入觀賞者的雙眼EYES的任一眼，形成了再一視差虛像V4’，因此會有其中一眼看到兩個相同視差虛像V4(目標虛像)、V4’的漏光問題，或另一眼看到兩個不同視差虛像V3(目標虛像)與V4’的串音問題。
為解決上述漏光與串音問題，本實施例或其他實施例中，如圖5和圖11所示，第一光路L1和第二光路L2在分光元件31與第一反射元件21和第二反射元件22之間是不平行但會相交(如圖18所示)，或者是不平行且未相交(如圖19所示)，而形成單交錯光路設計。藉此，可增加兩道光路在分光元件31的入射角度的差異，以提高光路之間的隔離度。第二光路L2的第二影像光IM2即使有小部分在分光元件31上反射的影像光IM2’，也會因為其偏差光路在分光元件31的入射角度與第一光路L1在分光元件31的入射角度具有較大差異，而不會進入觀賞者的雙眼EYES的任一眼，從而避免漏光與串音的問題。並且，這樣的光路再搭配指向性背光式顯示器可成為雙重隔離度的光路設計。
為了增加光路間的隔離度，在另一實施例中，第一光路L1和第二光路L2可進一步地在第一指向性背光式顯示器11和第二指向性背光式顯示器12與第一反射元件21和第二反射元件22之間也可是不平行但會相交，或者是不平行且未相交，如圖12所示。藉此，增加兩光路在對應的反射元件的入射角度差異，強化光路之間的隔離度，成為雙交錯光路設計，再加上指向性背光式顯示器的使用更成為三重隔離度的光路設計。
除了反射式偏光片以外，分光元件31也可以是半反射(例如半反射半透射)鏡，如圖13所示，此時各指向性背光式顯示器的影像光就不必要是偏振方向互相垂直的光，例如可以是無偏振的影像光，也能達到良好的分光效果。第一光路L1上的第一影像光IM1被分光元件31部分反射到擋風玻璃4，再被反射到觀賞者的雙眼EYES的其中一眼，部分穿透分光元件31的第一影像光IM1’由於光路角度差異所以不會進入觀賞者的雙眼EYES的任一眼。第二光路L2上的第二影像光IM2部分第一次穿透分光元件31達到第三反射元件32，被分光元件31部分反射的第二影像光IM2’由於光路角度差異所以不會進入觀賞者的雙眼EYES的任一眼；部分第一次穿透分光元件31的第二影像光IM2繼續往設計的光路方向前進，被第三反射元件32反射後，部分第二次穿透分光元件31抵達擋風玻璃4再投射到觀賞者的雙眼EYES的其中另一眼，其餘被分光元件31部分反射的第二影像光IM2”由於光路角度差異所以不會進入觀賞者的雙眼EYES的任一眼；左眼、右眼的視差影像分別投射在觀賞者的左眼與右眼，在腦海中合成立體視覺影像，達到裸視3D的效果。
在本發明各實施例中，裸視立體抬頭顯示裝置可更符合以下條件：
Figure 02_image001
， 如圖14所示，其中，第一指向性背光式顯示器11至第一反射元件21的距離為D1，第二指向性背光式顯示器12至第二反射元件22的距離為D2，第一反射元件21至分光元件31的距離為S1，第二反射元件22至第三反射元件32的距離為S2，分光元件31至擋風玻璃4的距離為R1，第三反射元件32至擋風玻璃4的距離為R2，分光元件31的放大倍率為A1，第三反射元件32的放大倍率為A2，擋風玻璃4的放大倍率為GA。如此，上述的左右眼的兩個視差虛像V3和V4至擋風玻璃4的距離相等，從而在觀賞者腦海中形成立體視覺影像。
在本發明各實施例中，第一光路L1與第二光路L2在投射至觀賞者的雙眼EYES的交錯偏置程度，會影響左眼視差虛像與右眼視差虛像的相對位置，因此可以依功能需求來調整設計第一光路L1與第二光路L2，使左右眼的兩個視差虛像V3、V4疊合在一起，觀賞者腦海中的立體視覺影像SV會在虛像的位置，與虛像距離相同，此時為零視差(Zero Parallax)，如圖15所示。或者，也可讓左右眼的兩個視差虛像V3、V4部分疊合，左眼虛像向左偏置，右眼虛像向右偏置，觀賞者腦海中的立體視覺影像SV會在虛像位置後方，比虛像距離還要遠，此時為正視差(Positive Parallax)，如圖16所示。或者，也可讓左右眼的兩個視差虛像V3、V4部分疊合，左眼虛像向右偏置，右眼虛像向左偏置，觀賞者腦海中的立體視覺影像SV在虛像位置前方，比虛像距離還要近，此時為負視差(Negative Parallax)，如圖17所示。
在本發明各實施例中，裸視立體抬頭顯示裝置更包含設置於擋風玻璃4上的一半穿透反射膜5，如圖5所示。此半穿透反射膜用以將第一影像光IM1和第二影像光IM2分別反射至觀賞者的雙眼EYE的左眼和右眼。藉此，可提高畫面投射的反射率。
雖然本發明以前述之實施例揭露如上，然而這些實施例並非用以限定本發明。在不脫離本發明之精神和範圍內，所為之更動、潤飾與各實施態樣的組合，均屬本發明之專利保護範圍。關於本發明所界定之保護範圍請參考所附之申請專利範圍。
11:第一指向性背光式顯示器 12:第二指向性背光式顯示器 13,14:非指向性背光式顯示器 21:第一反射元件 22:第二反射元件 31:分光元件 32:第三反射元件 4:擋風玻璃 5:半穿透反射膜 A1,A2:凹面鏡 BL1:側入光式光源 BL2:點陣列式光源 CL:凸透鏡陣列 E1,E2:眼盒 EYES:觀賞者的雙眼 GP:導光板 IM1,IM1’:第一影像光 IM2,IM2’,IM2”:第二影像光 L1:第一光路 L2:第二光路 L3:光路 LE:左眼 P0,P1,P2:液晶螢幕 PA1,PA2:液晶面板 RE:右眼 RF:重定向膜 SV:立體視覺影像 V1,V2:虛像 V3,V4,V4’:視差虛像
在結合以下附圖研究了詳細描述之後，將發現本發明的其他方面及其優點： 圖1A是現有柱狀透鏡式液晶螢幕裸視3D顯示器的架構示意圖； 圖1B是現有視差屏障式液晶螢幕裸視3D顯示器的架構示意圖； 圖2A是現有雙畫面液晶螢幕抬頭顯示器的架構示意圖； 圖2B是另一現有雙畫面液晶螢幕抬頭顯示器的架構示意圖； 圖3是現有雙畫面液晶螢幕抬頭顯示器在擋風玻璃前方呈現兩個虛像的示意圖； 圖4是現有雙液晶螢幕裸視立體抬頭顯示器的架構示意圖； 圖5是本發明一實施例的利用兩個指向性背光式顯示器的裸視立體抬頭顯示裝置的示意圖； 圖6是採用側入光式光源指向性背光源的顯示器的架構示意圖； 圖7是採用點陣列式光源指向性背光源的顯示器的架構示意圖； 圖8A是圖5中指向性背光式顯示器的影像光經由其光路入射至右眼的示意圖； 圖8B是圖8A的影像光被投射至右眼的右眼盒的示意圖； 圖9A是非指向性背光式顯示器的影像光經由其光路入射至右眼的示意圖； 圖9B是圖9A的影像光被投射至右眼的右眼盒的示意圖； 圖10是第二影像光的一部分被作為分光元件的反射式偏光片反射而導致漏光或串音的示意圖； 圖11是根據本發明一實施例的第一光路和第二光路形成單交錯光路設計的示意圖； 圖12是根據本發明一實施例的第一光路和第二光路形成雙交錯光路設計的示意圖； 圖13是根據本發明一實施例在以半反射鏡作為分光元件的交錯光路示意圖； 圖14是根據本發明一實施例兩視差虛像至擋風玻璃的距離相等的示意圖； 圖15是根據本發明一實施例兩視差虛像構成零視差的立體視覺影像的示意圖； 圖16是根據本發明一實施例兩視差虛像構成正視差的立體視覺影像的示意圖； 圖17是根據本發明一實施例兩視差虛像構成負視差的立體視覺影像的示意圖； 圖18是根據本發明一實施例的第一光路和第二光路彼此不平行但相交的示意圖；以及 圖19是根據本發明一實施例的第一光路和第二光路彼此不平行且不相交的示意圖。
11:第一指向性背光式顯示器
12:第二指向性背光式顯示器
21:第一反射元件
22:第二反射元件
31:分光元件
32:第三反射元件
4:擋風玻璃
5:半穿透反射膜
EYES:觀賞者的雙眼
IM1:第一影像光
IM2:第二影像光
L1:第一光路
L2:第二光路
SV:立體視覺影像
V3,V4:視差虛像

Claims (10)

  1. 一種利用兩個指向性背光式顯示器的裸視立體抬頭顯示裝置，包含： 一第一指向性背光式顯示器，用以提供具指向性的一第一影像光； 一第二指向性背光式顯示器，用以提供具指向性的一第二影像光，該第一影像光和該第二影像光為待分別入射一觀賞者的雙眼的視差影像光； 一第一反射元件； 一第二反射元件； 一第三反射元件；以及 一分光元件，設置於該第一反射元件和該第二反射元件與該第三反射元件之間， 其中該第一指向性背光式顯示器、該第一反射元件、該分光元件、一擋風玻璃和該雙眼的其中一眼形成一第一光路，其中該第一指向性背光式顯示器投射的該第一影像光經由該第一光路入射至該雙眼的該其中一眼，以形成一視差虛像； 該第二指向性背光式顯示器、該第二反射元件、該分光元件、該第三反射元件、該擋風玻璃和該雙眼的其中另一眼形成一第二光路，其中該第二指向性背光式顯示器投射的該第二影像光經由該第二光路入射至該雙眼的該其中另一眼，以形成另一視差虛像，該兩個視差虛像共同在該觀賞者的視覺上形成一立體視覺影像；以及 該第一光路和該第二光路在該分光元件與該第一反射元件和該第二反射元件之間不平行。
  2. 根據請求項1所述的利用兩個指向性背光式顯示器的裸視立體抬頭顯示裝置，其中該第一光路和該第二光路在該分光元件與該第一反射元件和該第二反射元件之間相交。
  3. 根據請求項1所述的利用兩個指向性背光式顯示器的裸視立體抬頭顯示裝置，其中該第一光路和該第二光路在該分光元件與該第一反射元件和該第二反射元件之間不相交。
  4. 根據請求項1所述的利用兩個指向性背光式顯示器的裸視立體抬頭顯示裝置，其中該第一光路和該第二光路在該第一指向性背光式顯示器和該第二指向性背光式顯示器與該第一反射元件和該第二反射元件之間不平行且會相交。
  5. 根據請求項1所述的利用兩個指向性背光式顯示器的裸視立體抬頭顯示裝置，其中該第一光路和該第二光路在該第一指向性背光式顯示器和該第二指向性背光式顯示器與該第一反射元件和該第二反射元件之間不平行且未相交。
  6. 根據請求項1所述的利用兩個指向性背光式顯示器的裸視立體抬頭顯示裝置，其中該第一光路和該第二光路在抵達該擋風玻璃之前是至少部分不重疊，且彼此之間不平行。
  7. 根據請求項1至6的任一項所述的利用兩個指向性背光式顯示器的裸視立體抬頭顯示裝置，其中該分光元件為反射式偏光片，行經至該分光元件的該第一影像光和該第二影像光為偏振方向互相垂直的影像光。
  8. 根據請求項1至6的任一項所述的利用兩個指向性背光式顯示器的裸視立體抬頭顯示裝置，其中該分光元件為半反射鏡，行經至該分光元件的該第一影像光和該第二影像光為無偏振的影像光。
  9. 根據請求項1至6的任一項所述的利用兩個指向性背光式顯示器的裸視立體抬頭顯示裝置，其中該第一指向性背光式顯示器至該第一反射元件的距離為D1，該第二指向性背光式顯示器至該第二反射元件的距離為D2，該第一反射元件至該分光元件的距離為S1，該第二反射元件至該第三反射元件的距離為S2，該分光元件至該擋風玻璃的距離為R1，該第三反射元件至該擋風玻璃的距離為R2，該分光元件的放大倍率為A1，該第三反射元件的放大倍率為A2，該擋風玻璃的放大倍率為GA，該裸視立體抬頭顯示裝置符合以下條件：
    Figure 03_image001
    。
  10. 根據請求項1所述的利用兩個指向性背光式顯示器的裸視立體抬頭顯示裝置，其中該第一指向性背光式顯示器和該第二指向性背光式顯示器各包含一液晶面板和一指向性背光源。
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