TWI729515B - 使用方向性光源和水平漫射器的靜態多視像顯示器和方法 - Google Patents

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Abstract

一種靜態多視像顯示器和靜態多視像顯示器的操作方法，其使用繞射光柵將光從藉由水平漫射器以提供的具有不同徑向方向的被引導的光束繞射地散射，以提供靜態多視像影像。靜態多視像顯示器包括配置為引導光束的導光體；以及水平漫射器配置為使用來自方向性光源的光提供具有不同的徑向方向的被引導的光束；以及複數個繞射光柵，其配置為將來自被引導的光束的光散射為表示靜態多視像影像的方向性光束。靜態顯示器的操作方法包括提供以及漫射方向性光以提供具有不同徑向方向的被引導的光束，並且進一步將來自被引導的光束的光散射為表示靜態多視像影像的方向性光束。

Description

使用方向性光源和水平漫射器的靜態多視像顯示器和方法
本發明係關於一種靜態多視像顯示器和方法，特別是使用方向性光源和水平漫射器的靜態多視像顯示器和方法。
顯示器，尤其是「電子」顯示器是用於向種類廣泛的裝置和產品的使用者傳達訊息的幾乎無所不在的媒介。舉例而言，可以在各種裝置和應用中找到電子顯示器，包括但不限於行動電話（例如，智慧型手機）、手錶、平板電腦、行動電腦（例如，膝上型電腦）、個人電腦和電腦螢幕、汽車顯示控制台、相機顯示器、以及各種其他行動裝置、以及基本上不可移動的顯示器應用和裝置。電子顯示器通常使用像素強度的差異圖案（differential pattern of pixel intensity）來表示或顯示正在傳送的影像或類似訊息。如被動式電子顯示器的情況那樣，可以藉由反射入射在顯示器上的光來提供差異像素強度圖案（differential pixel intensity pattern）。或者，電子顯示器可以提供或發射光以提供差異像素強度圖案。發光的電子顯示器通常被稱為主動式顯示器。
為了實現這些與其他優點並且根據本發明的目的，如本文所體現和廣泛描述的，提供有一種靜態多視像顯示器，包括：一導光體，被配置以引導光束；一方向性光源，被配置以提供方向性光，在一垂直方向上被準直；一水平漫射器，在該方向性光源與該導光體之間，該水平漫射器被配置以從該方向性光提供在該導光體中的複數條被引導的光束，該複數條被引導的光束中的複數條被引導的光束在正交於該垂直方向的一水平方向上具有彼此不同的徑向方向；以及複數個繞射光柵，被分布遍及整個該導光體，該複數個繞射光柵被配置以從該複數條被引導的光束散射出光作為方向性光束，表示一靜態多視像影像。
根據本發明一實施例，該方向性光源包含雷射，該方向性光在該垂直方向和該水平方向上皆被準直。
根據本發明一實施例，該方向性光源在該垂直方向上具有一傾斜角度，該傾斜角度被配置以提供該方向性光，其在垂直方向上具有一非零值傳導角度。
根據本發明一實施例，該水平漫射器進一步被配置以傾斜該方向性光，以提供該複數條被引導的光束中的被引導的光束，其在該導光體中該垂直方向上具有一非零值傳導角度。
根據本發明一實施例，該導光體包括一輸入表面，具有一形狀，被配置以提供該複數條被引導的光束中的被引導的光束，其在該導光體中該垂直方向上具有一非零值傳導角度。
根據本發明一實施例，該複數個繞射光柵中的每個繞射光柵被配置以從該複數條被引導的光束中的一被引導的光束之一部分散射出一方向性光束，該方向性光束具有一強度和一主要角度方向，對應該靜態多視像影像之一視像像素之一強度和一視像方向。
根據本發明一實施例，該複數個繞射光柵中的一繞射光柵之一光柵特性被配置以確定該方向性光束之該強度和該主要角度方向，該光柵特性係在該導光體表面上的該繞射光柵之位置和在該導光體之側面上的該方向性光源之一輸入位置二者之函數。
根據本發明一實施例，該光柵特性包括該繞射光柵之一光柵間距和該繞射光柵之一光柵方位其中之一或二者，該光柵特性被配置以確定由該繞射光柵提供的該方向性光束之該主要角度方向。
根據本發明一實施例，該光柵特性包括一光柵深度，被配置以確定由該繞射光柵提供的該方向性光束之該強度。
在本發明之另一態樣中，提供有一種靜態多視像顯示器，包括：一平板導光體；一方向性光源，被配置以提供方向性光，在一垂直方向上被準直；一水平漫射器，被配置以從該方向性光提供複數條被引導的光束，該複數條被引導的光束中的被引導的光束具有在該垂直方向上的一非零值傳導角度和在正交於該垂直方向的一水平方向上的彼此不同的徑向方向二者；以及一多視像像素陣列，被配置以提供一靜態多視像影像，一多視像像素包括複數個繞射光柵，被配置以從該複數條被引導的光束繞射地散射出光作為方向性光束，表示該靜態多視像影像之不同的視像之視像像素。
根據本發明一實施例，由該複數個繞射光柵中的一繞射光柵提供的一方向性光束之一主要角度方向係一光柵特性之函數，該光柵特性係該繞射光柵與該方向性光源之一相對位置之函數。
根據本發明一實施例，該光柵特性包括該繞射光柵之一光柵間距和一光柵方位其中之一或二者，其中，由該繞射光柵提供並且對應一對應的視像像素之強度的方向性光束之強度由該繞射光柵之一繞射耦合效率確定。
根據本發明一實施例，該方向性光源包含一雷射，該方向性光在該雷射之一輸出處在該垂直方向和該水平方向上皆被準直。
根據本發明一實施例，該方向性光源在該垂直方向上具有一傾斜角度，該傾斜角度被配置以提供該方向性光，其在該垂直方向上具有該非零值傳導角度。
根據本發明一實施例，該水平漫射器進一步被配置以傾斜該方向性光，以提供該複數條被引導的光束中的被引導的光束，在該平板導光體中該垂直方向上具有該非零值傳導角度。
根據本發明一實施例，該平板導光體在一輸入端處包括一輸入表面，具有一形狀，被配置以提供該複數條被引導的光束中的被引導的光束，其在該平板導光體中該垂直方向上具有該非零值傳導角度。
在本發明之另一態樣中，提供有一種靜態多視像顯示器的操作方法，包括：使用一方向性光源提供方向性光，該方向性光在一垂直方向上被準直；使用一水平漫射器漫射該方向性光，以在一導光體中提供複數條被引導的光束，該複數條被引導的光束中的複數條被引導的光束在正交於該垂直方向的一水平方向上具有彼此不同的徑向方向；以及使用被分布遍及整個導光體的複數個繞射光柵從該複數條被引導的光束散射出光作為方向性光束，該等方向性光束表示一靜態多視像影像之視像像素。
根據本發明一實施例，該等方向性光束中的一方向性光束之一強度和一主要角度方向由一繞射光柵之一光柵特性控制，該光柵特性基於相對於在該導光體之一輸入端的該方向性光源之位置的該繞射光柵的位置，該光柵特性包括該繞射光柵之一光柵間距和一光柵方位其中之一或二者，並且控制該主要角度方向。
根據本發明一實施例，所述的靜態多視像顯示器的操作方法，進一步包括在該導光體中以一非零值傳導角度提供該複數條被引導的光束，該非零值傳導角度係在該垂直方向上的一角度。
根據本發明一實施例，該非零值傳導角度藉由下列步驟其中之一或更多者提供：在該垂直方向上傾斜該方向性光源；使用該水平漫射器傾斜該方向性光；以及利用接收該複數條被引導的光束的該導光體之一輸入表面之形狀在該水平漫射器之一輸出處傾斜該複數條被引導的光束中的被引導的光束。
根據在此描述的原理的示例和實施例提供靜態或準靜態三維（3D）或多視像（multiview）影像的顯示器。具體來說，與所描述的原理一致的實施例藉由使用複數條方向性光束來顯示靜態（static）或準靜態（quasi-static）多視像影像（multiview image）。複數條方向性（directional）光束中的方向性光束的各個強度和方向依序對應於正在顯示的多視像影像的視像中的各個視像像素。根據各個實施例，各個強度以及在一些實施例中的方向性光束的各個方向是預定的或「固定的」。如此，所顯示的多視像影像可以被稱為靜態或準靜態多視像影像。
根據各個實施例，本發明提供一種配置為顯示靜態或準靜態多視像影像的靜態多視像顯示器，其包含水平漫射器（horizontal diffuser），該水平漫射器配置為從由方向性光源（諸如，雷射）提供的方向性光提供具有不同徑向方向的複數條被引導的光束到導光體與。由方向性光源提供的方向性光至少在垂直方向上被準直，並且可以相對於垂直方向的傾斜角度以被提供。此外，複數條被引導的光束中的被引導的光束被引導在導光體內的彼此不同的徑向方向上。此外，靜態多視像顯示器包含光學地連接到導光體的繞射光柵，以提供具有各個方向性光束強度和方向的方向性光束。繞射光柵配置為藉由或根據在導光體之內引導的光中的繞射地耦合或散射以發射或提供所述的方向性光束。如此，複數個繞射光柵中的繞射光柵包含光柵特性，其歸因於或取決於入射在繞射光柵上的被引導的光束的特定徑向方向。具體來說，光柵特性可以取決於繞射光柵與配置以提供被引導的光束的方向性光源的相對位置。根據各個實施例，光柵特性配置為歸因於被引導的光束的徑向方向，以確保由繞射光柵提供的發射的方向性光束與所顯示的靜態或準靜態多視像影像的各個視像中的相關的視像像素之間的對應性。
在本文中，「多視像顯示器」定義為配置以在不同的視像方向（view directions）上提供多視像影像的不同的視像（views）的電子顯示器或顯示系統。「靜態多視像顯示器」定義為配置以顯示預定的或固定的（亦即，靜態的）多視像影像的多視像顯示器，雖然是複數個不同的視像。「準靜態多視像顯示器」在本文中定義為一種靜態多視像顯示器，其可以在不同的固定的多視像影像之間或在複數個多視像影像狀態之間切換，通常隨著時間改變。例如，在不同的固定的多視像影像或多視像影像狀態之間切換可以提供動畫（animation）的基本形式。此外，如本文中所定義的，準靜態多視像顯示器是一種靜態多視像顯示器。因此，純粹靜態的多視像顯示器或影像與準靜態多視像顯示器或影像之間沒有區別，除非這種區分對於正確理解是必要的。
圖1A係根據與在此所描述的原理一致的一實施例，顯示示例中的多視像顯示器10的立體圖。如圖1A所示，多視像顯示器10包含在螢幕12上的繞射光柵，其配置以顯示多視像影像16內的視像14（或者等效地，多視像顯示器10的視像14）中的視像像素。舉例而言，螢幕12可以是汽車、電話（例如手機、智慧型手機等等）、平板電腦、膝上型電腦、桌上型電腦的電腦顯示器、相機顯示器、或基本上顯示任何其他裝置的電子顯示器的顯示螢幕。
多視像顯示器10在相對於螢幕12的不同的視像方向18（亦即，在不同的主要角度方向）上提供多視像影像16的不同的視像14。視像方向18如箭頭所示，從螢幕12以各個不同的主要角度方向延伸。不同的視像14在箭頭（亦即，表示視像方向18）的終點處被顯示為多邊形框。因此，當多視像顯示器10（例如，如圖1A所示）圍繞y軸旋轉時，觀看者會看到不同的視像14。另一方面（如圖所示）當圖1A中的多視像顯示器10繞著x軸旋轉時，所觀察的影像不會變動，直到沒有光到達觀察者的眼睛（如圖所示）。
應注意，雖然不同的視像14被顯示為在螢幕12上方，但是當多視像影像16被顯示在多視像顯示器10上並被觀看者觀看時，視像14實際上出現在螢幕12上或附近。如圖1A中所示，在螢幕12上方描繪多視像影像16的特定視像14僅是為了簡化說明，並且意圖表示從對應於特定視像14的視像方向18之中的相應一個視像方向18觀看多視像顯示器10。此外，在圖1A中，僅示出了三個視像14和三個視像方向18，這全都是作為示例而非限制。
根據本發明的定義，視像方向或等效地具有與多視像顯示器的視像方向對應方向的光束，通常具有由角度分量｛θ, ϕ｝給出的主要角度方向。角度分量θ在本文中被稱為光束的「仰角分量」或「仰角」。角度分量ϕ被稱為光束的「方位角分量」或「方位角」。根據本發明中的定義，仰角θ為是在垂直平面（例如，垂直於多視像顯示器螢幕的平面）內的角度，而方位角ϕ是在水平面（例如，平行於多視像顯示器螢幕的平面）內的角度。
圖1B係根據與在此所描述的原理一致的一實施例，顯示示例中具有與多視像顯示器的視像方向（例如，圖1A中的視像方向18）相對應的特定主要角度方向的光束20的角度分量｛θ, ϕ｝的示意圖。此外，根據本文的定義，光束20從特定點被發射或發出。也就是說，根據定義，光束20具有與多視像顯示器內的特定原點相關聯的中心射線。圖1B還顯示了原點O的光束（或視像方向）。
此外在本文中，在術語「多視像影像」和「多視像顯示器」中使用的「多視像（multiview）」一詞定義為在複數個視像（view）之中的視像之間表示不同的視像或包含視像的角度差異的複數個視像。另外，根據本文的定義，本發明中術語「多視像」明確地包含多於兩個不同的視像（亦即，最少三個視像並且通常多於三個視像）。如此一來，本文中所使用的「多視像顯示器」一詞明確地與僅包含表示場景或影像的兩個不同的視像的立體顯示器區分開。然而應注意的是，雖然多視像影像和多視像顯示器可以包含兩個以上的視像，但是根據本發明的定義，可以一次透過僅選擇該等多視像影像中的兩個影像來觀看（例如，在多視像顯示器上觀看），以將多視像影像觀看為立體影像對（a stereoscopic pair of images）（例如，每隻眼睛一個視像）。
在多視像顯示器中，「多視像像素」在本文中被定義為表示多視像顯示器的相似的複數個不同的視像中的每一個視像的像素的一個集合或複數個視像像素。等效地，多視像像素可具有與將由多視像顯示器所顯示的多視像影像的不同的視像中的每一個視像中的像素所對應或表示的單個視像像素。此外，根據本發明的定義，多視像像素的視像像素是所謂的「方向性（directional）像素」，因為每個視像像素與不同的視像中相應的一個的預定視像方向相關聯。進一步地，根據各個示例及實施例，由多視像像素的視像像素表示的不同的視像像素在每個不同的視像中可具有同等的或至少基本上相似的位置或座標。例如，第一多視像像素可以具有單獨視像像素，其對應位於多視像影像的每個不同的視像中的｛x1, y1｝處的視像像素；而第二多視像像素可以具有單獨視像像素，其對應位於每個不同的視像中的｛x2, y2｝處的視像像素，依此類推。
在一些實施例中，多視像像素中的視像像素的數量可以等於多視像顯示器的視像的數量。舉例而言，多視像像素可提供八（8）個視像像素，八（8）個視像像素係關聯於具有8個不同的視像的一多視像顯示器。替代地，多視像像素可提供六十四（64）個視像像素，其關聯於具有64個不同的視像的多視像顯示器。在另一示例中，該多視像顯示器可提供八乘四的視像陣列（即，32個視像），且該多視像像素可包含32個視像像素（即，為每一個視像提供一個）。此外，根據一些實施例，多視像顯示器的多視像像素的數量可以基本上等於組成多視像顯示器的所選擇的視像的像素的數量。
在本文中，「導光體」被定義為使用全內反射在結構內引導光的結構。具體來說，導光體可以包含在導光體的工作波長處基本上透明的核心。在各個示例中，「導光體」一詞一般指的是介電質的光波導，其係利用全內反射在導光體的介電材料和圍繞導光體的物質或介質之間的界面引導光。根據定義，全內反射的條件是導光體的折射係數大於與導光體材料的表面鄰接的周圍介質的折射係數。在一些實施例中，導光體可以在利用上述的折射係數差異之外額外包含塗層，或者利用塗層取代前述的折射係數差異，藉此進一步促成全內反射。舉例來說，該塗層可以是反射塗層。導光體可以是數種導光體中的任何一種，包含但不限於平板或厚平板導光體和條狀導光體其中之一或之二。
在此進一步，術語「平板（plate）」（如在「平板導光體」中一樣）應用於導光體時，定義為片段或不同平面的層或片，有時也稱為「厚平板（slab）」導光體。具體來說，平板導光體被定義為導光體，導光體配置為在由導光體的頂部表面和底部表面（亦即，相對的表面）界定的兩個基本正交的方向上引導光。此外，根據本文的定義，頂部表面和底部表面都互相分開，並且至少在微分的意義上可以基本互相平行。也就是說，在平板導光體的任何微分地小的部分內，頂部表面和底部表面大致上為平行或共平面的。
在一些實施例中，平板導光體可以是基本上平坦的（亦即，侷限為平面），並且因此平板導光體是平面的導光體。在其他實施例中，平板導光體可以在一個或兩個正交維度上彎曲。舉例而言，平板導光體可以在單個維度上彎曲以形成圓柱形的平板導光體。然而，任何曲率都具有足夠大的曲率半徑，以確保在平板導光體內保持全內反射以引導光。
本文中，「繞射光柵」一般而言被定義為設置成提供入射在繞射光柵上的光的繞射的複數個特徵（亦即，繞射特徵）。在一些示例中，複數個特徵可以以週期性或準週期性方式來排列，在成對特徵之間具有一個以上的光柵間隔。舉例而言，繞射光柵可以包含布置在一維（one-dimensional, 1D）陣列之中的複數個結構（例如，在材料表面中的複數凹槽或凸脊）。在其他示例中，繞射光柵可以是特徵的二維（2D）陣列。舉例而言，繞射光柵可以是材料表面上的凸部或材料表面中的孔洞的二維陣列。根據各個實施例和示例，繞射光柵可以是在相鄰繞射特徵之間具有光柵間隔或距離的次波長光柵，其小於要被繞射光柵繞射的光的波長。
如此，根據本文的定義，「繞射光柵」是提供入射在繞射光柵上的光的繞射的結構。如果光從導光體入射在繞射光柵上，則所提供的繞射或繞射地散射可以導致並且因此被稱為「繞射地耦合」或「繞射地散射」，因為繞射光柵可以透過繞射將光耦合或散射出導光體。繞射光柵也藉由繞射（亦即，以繞射角）重定向或改變光的角度。具體來說，由於繞射，離開繞射光柵的光通常具有與入射在繞射光柵上的光（亦即，入射光）的傳導方向不同的傳導方向。藉由繞射產生之光的傳導方向上的變化於本發明中被稱為「繞射地重定向」。因此，繞射光柵可被理解為包含繞射特徵的結構，其經由繞射方式將入射在繞射光柵上的光重新定向，以及，如果光是由導光體射出，繞射光柵也可將來自導光體的光繞射地散射出。
此外，根據本發明的定義，繞射光柵的特徵被稱為「繞射特徵」，並且可以是在材料表面（亦即，兩種材料之間的邊界）處、之中、和之上的其中的一個以上。舉例而言，所述表面可以是導光體的表面。繞射特徵可以包含繞射光的各種結構中的任何一種，包含但不限於在表面處、表面中、或表面上的凹槽、脊部、孔洞、和凸部其中的一個以上。例如，繞射光柵可以包含在材料表面內的複數個基本上平行的凹槽。在另一個示例中，繞射光柵可以包含從材料表面上突出的複數個平行的凸脊。繞射特徵（例如：凹槽、凸脊、孔洞、凸部等等）可以具有提供繞射的各種剖面形狀或輪廓中的任何一種，包含但不限於正弦曲線輪廓、矩形輪廓（例如，二元繞射光柵）、三角形輪廓、和鋸齒輪廓（例如，炫耀光柵（blazed grating））之中的一個以上。
如下文中進一步描述的，本文的繞射光柵可以具有光柵特性，包含特徵間隔或間距、方向、和尺寸（諸如繞射光柵的寬度或長度）之中的一個以上。此外，光柵特性可以取決於光束在繞射光柵上的入射角、從繞射光柵到方向性光源的距離或兩者而選擇或選取。具體來說，根據一些實施例，可以依據方向性光源的相對位置和繞射光柵的位置以選擇繞射光柵的光柵特性。通過適當改變繞射光柵的光柵特性，由繞射光柵繞射（例如，繞射地散射出導光體）的光束（亦即，「方向性光束」）的強度和主要角度方向，對應於多視像影像的視像像素的強度和視像方向。
根據本發明所描述的各個實施例，繞射光柵（例如，多視像像素的繞射光柵，如下文所述）可以被用於將光繞射地散射，或者將光耦合出導光體（例如，平板導光體）以成為光束。具體來說，局部週期性繞射光柵的繞射角θm 或由局部週期性繞射光柵提供的繞射角θm 可藉由方程式（1）給定如：
Figure 02_image001
(1) 其中，λ是光的波長，m是繞射階數，n是導光體的折射係數，d是繞射光柵的結構特徵之間的距離或間隔，θi 是繞射光柵上的光入射角。為了簡單起見，方程式（1）假設繞射光柵與導光體的表面鄰接並且導光體外部的材料的折射係數等於1（亦即，nout = 1）。通常，繞射階數m給定為整數。由繞射光柵產生的光束的繞射角θm 可以由方程式（1）給定，其中繞射階數為正（例如，m＞ 0）。舉例而言，當繞射階數m等於1（亦即，m ＝ 1）時，提供一階繞射。
圖2係根據與在此所描述的原理一致的一實施例，顯示示例中的繞射光柵30的剖面圖。舉例而言，繞射光柵30可以位於導光體40的表面上。另外，圖2示出了以入射角θi 射在繞射光柵30上的光束（或光束的集合）50。光束50是導光體40內的被引導的光束。在圖2中還示出了由於入射光束50的繞射而由繞射光柵30繞射地產生與散射出的耦合出或散射出的光束（或光束的集合）60。散射出的光束60具有如方程式（1）所示的繞射角θm （或者，在本文中，「主要角度方向」）。舉例而言，散射出的光束60可以對應於繞射光柵30的繞射階數「m」。
根據各個實施例，各個光束的主要角度方向由光柵特性確定，包含但不限於繞射光柵的尺寸（例如，長度、寬度、或面積等等）、方位、和特徵間隔之中的一個以上。此外，由繞射光柵產生的光束具有由角度分量｛θ, ϕ｝給出的主要角度方向，根據本文的定義，並且如上文關於圖1B所述。
在本文中，「準直光」、「準直光束」或「被準直的光」通常被定義為一束光，其中數道光束的光線至少在一個平面內在光束內（例如，導光體中的被引導的光束）基本上彼此平行。此外，根據本文的定義，從準直光束發散或散射的光線不被認為是準直光束的一部分。
本文中，「準直因子」定義為光的準直程度。具體來說，根據本文的定義，準直因子定義準直光束內的光線的角展度。例如，準直因子σ可以指定一束準直光中的大部分光線在特定的角展度內（例如，相對於準直光束的中心或主要角度方向的+/- σ度）。根據一些示例，準直光束的光線在角度方面具有高斯分布（Gaussian distribution），並且角展度可以是由準直光束的峰值強度的一半所確定的角度。
在本文中，「光源」被定義為發出光的源頭（例如，用以產生光和發射光的光學發射器）。舉例而言，光源可以包含光學發射器，例如，發光二極體（light emitting diode, LED），其在被啟動或開啟時發光。具體來說，在本文中光源基本上可為任何一種來源的光或包含基本上任何光學發射器，其包含但不限於，發光二極體（LED）、雷射、有機發光二極體（organic light emitting diode, OLED）、聚合物發光二極體、電漿光學發射器、日光燈、白熾燈，以及實質上任何的光源之中的一個以上。由光源所產生的光可以具有一顏色（亦即，可包含特定波長的光），或者可以具有一定範圍的波長（例如，白光）。在一些實施例中，光源可以包含複數個光學發射器或雷射陣列。舉例而言，光源可以包含光學發射器的集合或群組，其中至少一個光學發射器產生具有一顏色或等同的一波長的光，所述顏色或等同的波長不同於由所述集合或所述群組的至少一個其它光學發射器產生的光所具有的一顏色或一波長。舉例而言，該等不同的顏色可包含原色（例如，紅、綠、藍）。
此外，如本文所使用的，冠詞「一」旨在具有其在專利領域中的通常含義，亦即「一個以上」。例如，「一繞射光柵」是指一個以上繞射光柵，因此，「該繞射光柵」在本文中是指「該（些）繞射光柵」。此外，本文中對「頂部」、「底部」、「上」、「下」、「向上」、「向下」、「前」、「後」、「第一」、「第二」、「左」、或「右」並非意使其成為任何限制。本文中，當應用到一個值時，除非有另外特別說明，「大約（about）」一詞在應用於某個值時通常意味著在用於產生該值的設備的公差範圍內，或者可以表示加減10％、或加減5％、或加減1％。此外，本文所使用「基本上（substantially）」一詞是指大部分、或幾乎全部、或全部、或在約51％至約100％的範圍內的量。再者，本發明中的示例僅僅是說明性的，並且是為了討論的目的而不是為了限制。
根據本文所述的原理的一些實施例，本發明提供了一種配置以提供多視像影像，並且具體來說，提供靜態多視像影像（亦即，靜態多視像顯示器）的多視像顯示器。圖3A係根據與在此所描述的原理一致的一實施例，顯示示例中的靜態多視像顯示器100的平面圖。圖3B與3C係根據與在此所描述的原理一致的一實施例，顯示示例中的靜態多視像顯示器100的一部份的剖面圖。具體來說，圖3B可以顯示通過圖3A的靜態多視像顯示器100的一部分的剖面，該剖面在z-y平面中，圖3C顯示圖3A的靜態多視像顯示器100的一部分的剖面，該剖面在x-z平面中。圖3D係根據與在此所描述的原理一致的一實施例，顯示示例中的靜態多視像顯示器100的立體圖。
根據一些實施例，所顯示的靜態多視像顯示器100被配置為純粹提供靜態多視像影像，在其他情況下，靜態多視像顯示器100可以配置為提供複數個多視像影像，因此可以作為（或者是）準靜態多視像顯示器100。例如，如下所述，靜態多視像顯示器100可以在不同的固定多視像影像之間或者等效地在複數個多視像影像狀態之間切換。
圖3A至3D所示的靜態多視像顯示器100配置以提供複數條方向性光束102，複數條方向性光束102之中的每一條方向性光束皆具有強度和主要角度方向。同時，複數條方向性光束102表示多視像影像的視像集合的各個視像像素，所述多視像影像由靜態多視像顯示器100配置以提供或顯示。在一些實施例中，視像像素可組織成多視像像素以表示多視像影像的各個不同的視像。
如圖所示，靜態多視像顯示器100包含導光體110。舉例而言，導光體可以是平板導光體（如圖所示）。導光體110配置以沿著導光體110的長度引導光作為被引導的光112，或具體來說，作為被引導的光束112。例如，導光體110可以包含被配置為光波導的介電材料。所述的介電材料具有一第一折射係數，環繞介電質的光波導的一介質具有一第二折射係數，其中，第一折射係數係大於第二折射係數。舉例而言，根據導光體110的一個以上的引導模式，折射係數的差異被配置以促進被引導的光束112的全內反射。
在一些實施例中，導光體110可以是厚平板或平板光波導，其包含延伸的、基本上平坦的光學透明介電材料片。所述之大致為平面薄板狀的介電材料，其配置為藉由全內反射以將光引導為被引導的光束112。根據各個示例，導光體110中的光學透明材料可包含各種任何的介電材料，其可包含但不限於，各種形式的玻璃中的一種以上玻璃（例如，石英玻璃（silica glass），鹼性鋁矽酸鹽玻璃（alkali-aluminosilicate glass），硼矽酸鹽玻璃（borosilicate glass）等）以及基本上光學透明的塑膠或聚合物（例如，聚（甲基丙烯酸甲酯）（poly（methyl methacrylate））或「丙烯酸玻璃（acrylic glass）」，聚碳酸酯（polycarbonate）等）。在一些示例中，導光體110可以在導光體110的表面（例如，頂部表面和底部表面其中之一或之二）的至少一部分上進一步包含包覆層（圖中未顯示）。根據一些示例，包覆層可以用於進一步促進全內反射。
根據各個實施例，導光體110配置以根據在導光體110的第一表面110’（例如，「前」表面）和第二表面110”（例如，「後」表面或「底部」表面）之間的非零值傳導角度θ的全內反射來引導被引導的光束112。具體來說，被引導的光束112藉由在導光體110的第一表面110’和第二表面110”之間以非零值傳導角度θ反射或「跳動」而傳導。
如本文所定義，「非零值傳導角度」是相對於導光體110的表面（例如，第一表面110’或第二表面110”）的角度。此外，根據各個實施例，非零值傳導角度θ均大於零且小於導光體110內的全內反射的臨界角。舉例而言，被引導的光束112的非零值傳導角度θ可以在大約十度（10°）至大約五十度（50°）之間，或者在一些示例中，在大約二十度（20°）至大約四十度（40°）之間，或者在大約二十五度（25°）至大約三十五度（35°）之間。舉例而言，非零值傳導角度可以是大約三十度（30º）。在其他示例中，非零值傳導角度可以是大約20°、或者大約25°、或者大約35°。此外，對於特定的實施，可以選擇（例如任意）特定的非零值傳導角度，只要特定的非零值傳導角度被選擇為小於導光體110內的全內反射的臨界角即可。
此外在本文中，導光體110的第一表面110’和第二表面110”，在兩者之間被引導的光束112被引導，可以被稱為導光體110的「引導表面」，例如，以將該（些）引導表面與諸如導光體110的邊緣的其他表面（亦即，非引導表面）區分開。如圖3A至3C所示，作為示例而非限制，引導表面在水平方向或水平面（亦即，如圖所示的x-y平面）上定向。如此一來，被引導的光束112在水平方向上具有由粗箭頭表示的總體傳導方向103。
如圖3A、3B、和3D所示，靜態多視像顯示器100進一步包括方向性光源120。方向性光源120被配置為向導光體110提供方向性光。此外，根據各個實施例，方向性光源120配置為提供在垂直方向上準直的方向性光。亦即，由方向性光源120提供的方向性光在垂直於被引導的光束112的傳導方向並且垂直於導光體110的引導表面的垂直方向上被準直。在圖3A至3C中，垂直方向顯示在z方向上，其與z方向中的水平方向垂直。
根據各個實施例，方向性光源120可以沿著導光體110的邊緣或側面114定位。此外，方向性光源120可以沿著側面114位在輸入位置116，例如，如圖所示。在一些實施例中，方向性光源120的輸入位置116位在側面114的中心或中央的附近或周圍。具體來說，在圖3A和3D中，方向性光源120的輸入位置116大約在導光體110的側面114（亦即，「輸入側面」）的中心（例如，在其中央）。替代地（圖中未顯示），輸入位置116可以遠離導光體110的側面114的中央，例如，位在角落。例如，導光體110可以具有矩形形狀（例如，如圖所示），並且方向性光源120的輸入位置116可以在矩形導光體110的角落處（例如，輸入側面114的角落）。
在各個實施例中，方向性光源120可以包含大致任何種類配置以提供方向性光的光源（例如，光學發射器），該等光源係包含發光二極體（LED）以及雷射（例如，雷射二極體），但其並不受限於此。在一些實施例中，方向性光源120可以包含光學發射器，其配置為產生代表特定顏色之具有窄頻光譜的基本上為單色的光。具體來說，該單色方向性光的顏色可為特定顏色空間或特定顏色模型的原色（例如，紅綠藍（RGB）顏色模型）。在其他示例中，方向性光源120可以是配置以提供基本上寬頻帶或多色的方向性光的基本上寬頻帶或多色的方向性光源。例如，方向性光源120可以提供白光以作為方向性光。在一些實施例中，方向性光源120可以包含配置為提供光的不同顏色的複數個不同的光學發射器，諸如具有不同顏色的雷射陣列或LED陣列。根據一些實施例，不同的光學發射器可以配置為提供具有不同的、顏色特定、非零值傳導角度的方向性光，其對應於每種不同光色。
在各個實施例中，如上所述，由方向性光源120提供的方向性光沿垂直方向或在垂直方向上至少是準直的（亦即，方向性光可以是準直光束）。在一些實施例中，方向性光可以在水平方向上進一步準直。舉例而言，當方向性光源120包含雷射時，由方向性光源120提供的方向性光可以在垂直方向和水平方向上均準直。此外，藉由將來自方向性光源120的方向性光耦合到導光體110而產生的被引導的光束112，可以至少部分地被準直（亦即，被引導的光束112可以是準直光束），例如，沿垂直方向。亦即，舉例而言，被引導的光束112可以包含在垂直於導光體110的引導表面（例如，第一表面110’或第二表面110”）的平面中具有相對窄的角展度的準直的被引導的光束112。
根據各個實施例，圖3A至3D所示的靜態多視像顯示器100進一步包括水平漫射器130。水平漫射器被配置為從方向性光提供導光體110內的複數條被引導的光束112。此外，複數條被引導的光束112之中的被引導的光束112在與垂直方向正交的水平方向上具有彼此不同的徑向方向。亦即，水平漫射器130被配置為接收來自方向性光源120的方向性光，然後在水平方向上擴散或漫射所接收的方向性光，以提供具有不同徑向方向的被引導的光束112，如圖3A和3D所示。如此，水平漫射器130可以沿水平方向散射或漫射方向性光，以改變沿水平方向的方向性光的準直因子。因此，位於方向性光源120和導光體110之間的水平漫射器130配置為在導光體110內提供方向性光，以作為具有不同徑向方向的複數條被引導的光束112。此外，根據各個實施例，水平漫射器130配置為基本上維持或至少最小地影響在垂直方向上準直的方向性光的準直因子。在一些實施例中，水平漫射器130可以配置為沿著垂直方向進一步準直複數條被引導的光束。可以使用複數種漫射器之中的任何一種作為水平漫射器130，其包含但不限於，全像漫射器、稜鏡、或雙凸透鏡片。
如圖3A和3D所示，由方向性光源120發出的方向性光進入水平漫射器130，其漫射或散射方向性光，使方向性光沿著與垂直方向（亦即，沿著z軸）正交的水平方向（亦即，沿著x軸）擴散。複數條被引導的光束112之中的被引導的光束112以徑向圖案遠離輸入位置116並且在傳導方向103中穿過或沿著光導體110的長度而傳導。憑藉遠離輸入位置116傳導的徑向圖案，複數條被引導的光束之中的各條被引導的光束112具有彼此不同的徑向方向118。根據一些實施例，與水平漫射器130結合的方向性光源120可以在輸入位置116處近似「點」光源。
如圖3B所示，在一些實施例中，由方向性光源120所提供的方向性光在垂直方向上具有傾斜角度。替代地或附加地，水平漫射器130可以使方向性光沿垂直方向傾斜。根據各個實施例，所述傾斜可以導致被引導的光束112在垂直方向上具有非零值傳導角度θ。因此，方向性光源120和水平漫射器130可以單獨地或組合地配置以提供被引導的光束112的非零值傳導角度θ。此外，當使用不同顏色的光學發射器時，方向性光源120或方向性光源120與水平漫射器130結合可以配置以提供具有不同的、顏色特定的、非零值傳導角度的方向性光。
應注意，在一些實施例中，在垂直方向上使用至少部分準直的方向性光束會影響由靜態多視像顯示器100提供的多視像影像。舉例而言，如果被引導的光束112在導光體110內在垂直方向上嚴格地準直，所發射的方向性光束102可以在至少一個並且可能在兩個正交方向上具有相對窄或受限制的角展度。
如圖3A、3C、和3D所示，靜態多視像顯示器100進一步包含分布在整個導光體110上的複數個繞射光柵140。複數個繞射光柵140配置為將來自複數條被引導的光束的光散射為複數條方向性光束102的方向性光束102。如上所述，根據各個實施例，由複數個繞射光柵140散射出的方向性光束102可以代表靜態多視像影像。具體來說，由複數個繞射光柵140發射的方向性光束102可以被配置以創造靜態多視像影像以顯示資訊，例如具有3D內容的訊息。此外，如下文進一步描述的，當藉由方向性光源120並使用水平漫射器130從側面114照射導光體110時，繞射光柵140可以繞射地散射出方向性光束102。
具體來說，複數個繞射光柵的繞射光柵140被配置為從複數條被引導的光束112之中的被引導的光束112的一部分提供複數條方向性光束102中的方向性光束102。此外，繞射光柵140被配置以提供具有對應於多視像影像的視像像素的強度和視像方向的強度和主要角度方向的方向性光束102。在各個實施例中，根據一些實施例，複數個繞射光柵的繞射光柵140通常不相交、重疊、或以其他方式彼此接觸。也就是說，根據各個實施例，複數個繞射光柵之中的每一個繞射光柵140通常皆與繞射光柵140之中的其他繞射光柵不同並且分離。
如圖3C所示，方向性光束102可以，至少部分地，在與導光體110內的被引導的光束112的平均或總體傳導方向103不同的方向上傳導，並且在一些實施例中與總體傳導方向103正交的方向上傳導。例如，如圖3C所示，根據一些實施例，來自繞射光柵140的方向性光束102可以基本上限制在x-z平面。應注意，然而，改變方向性光源120的輸入位置（例如，輸入位置116）通常會改變方向性光束102的主要角度方向。
根據各個實施例，複數個繞射光柵140之中的每一個繞射光柵皆具有相關聯的光柵特性。每個繞射光柵的相關聯的光柵特性取決於下列因素、由下列因素界定、或因下列因素而改變，所述因素係由方向性光源120入射在繞射光柵上的被引導的光束112的徑向方向118。在一些實施例中，相關聯的光柵特性進一步由繞射光柵140與方向性光源120的輸入位置116之間的距離以確定或界定。舉例而言，相關聯的特性可以取決於繞射光柵140和輸入位置116之間的距離D以及入射在繞射光柵140上的被引導的光束112的徑向方向118。換句話說，複數個繞射光柵140之中的繞射光柵140的相關聯的光柵特性取決於方向性光源的輸入位置116以及繞射光柵140在導光體110的表面上相對於輸入位置116的特定位置。
圖3A顯示了具有不同空間座標（x1 , y1 ）和（x2 , y2 ）的兩個不同的繞射光柵140a和140b，其進一步具有不同的光柵特性，以補償或解決入射在繞射光柵140上的複數條被引導的光束112的不同徑向方向118a和118b。類似地，兩個不同的繞射光柵140a和140b的不同的光柵特性歸因於由不同的空間座標（x1 , y1 ）和（x2 , y2 ）確定的從光源輸入位置116起算到相應的繞射光柵140a、140b的不同距離。
圖3D顯示可以由靜態多視像顯示器100提供的複數條方向性光束102的示例。具體來說，如圖所示，複數個繞射光柵的不同集合的繞射光柵140顯示為發射具有彼此不同的主要角度方向的方向性光束102。根據各個實施例，不同的主要角度方向可對應於靜態多視像顯示器100的不同的視像方向。舉例而言，繞射光柵140的第一集合可繞射地散射出入射的被引導的光束112的一部分（如虛線所示）以提供具有對應於靜態多視像顯示器100的第一視像方向（或第一視像）的第一主要角度方向的方向性光束102’的第一集合。類似地，如圖所示，分別具有對應於靜態多視像顯示器100的第二視像方向（或第二視像）和第三視像方向（或第三視像）的主要角度方向的方向性光束102”的第二集合和方向性光束102”’的第三集合可以藉由相應的繞射光柵140的第二集合和第三通過繞射地散射入射的被引導的光束112的其他部分來提供等等。在圖3C中還繪示了可以由多視像顯示器100提供的多視像影像16的第一視像14’、第二視像14” 、和第三視像14”’。所繪示的第一、第二和、第三視像14’、14”、14”’表示物體的不同立體圖並且整體為所顯示的多視像影像16（例如，等同於圖1A中所示的多視像影像16）。
通常，繞射光柵140的光柵特性可以包含繞射光柵的繞射特徵間隔或間距、光柵方位、和光柵尺寸（或範圍）之中的一個以上。此外，在一些實施例中，繞射光柵耦合效率（諸如，繞射光柵面積、凹槽深度、或脊部高度等等）可以是隨著從輸入位置116到繞射光柵的距離而變化。例如，繞射光柵耦合效率可以被配置為依距離的改變而增加，部分地用於校正或補償與徑向擴展和其他損耗因子相關聯的被引導的光束112的強度的總體降低。因此，根據一些實施例，由繞射光柵140提供並且對應於相應視像像素的強度的方向性光束102的強度可以部分地由繞射光柵140的繞射耦合效率來確定。
圖4係根據與在此所描述的原理一致的一實施例，顯示示例中的靜態多視像顯示器100的平面圖。在圖4中，顯示了與在導光體110的側面114處的方向性光源120的輸入位置116的距離D的角度空間中的照射體積142。應注意，隨著複數條被引導的光束112的傳導的徑向方向以遠離y軸且朝向x軸的角度而改變，照射體積會具有更寬的角度尺寸。舉例而言，照射體積142b比照射體積142a寬，如圖所示。
再次參考圖3C，如圖所示，複數個繞射光柵140可位於作為導光體110的光束發射表面的導光體110的第一表面110’處或附近。舉例而言，繞射光柵140可以是透射模式繞射光柵，其配置為通過第一表面110’將引導光的一部分繞射地散射為方向性光束102。或者，複數個繞射光柵140可位於與導光體110的光束發射表面（亦即，第一表面110’）相對的第二表面110”處或附近。具體來說，繞射光柵140可以是反射模式繞射光柵。作為反射模式繞射光柵，繞射光柵140配置以繞射引導光的一部分並且反射引導光的一部分，使其朝向第一表面110’以通過第一表面110’離開而作為繞射地散射出的方向性光束102。在其他實施例（圖中未顯示）中，繞射光柵140可以位於導光體110的表面之間，例如作為透射模式繞射光柵和反射模式繞射光柵中的其中之一或之二。
在本文所描述的一些實施例中，方向性光束102的主要角度方向可以包含由於方向性光束102在導光體表面處離開導光體110而產生的折射效應。作為示例而非限制的，例如，當繞射光柵140位於第二表面110”處或與第二表面110”相鄰時，方向性光束102可以折射（亦即，彎曲），因為方向性光束102穿過第一表面110時折射係數會改變。
根據各個實施例，幾種不同技術之中的一個以上可以提供非零值傳導角度θ在導光體110內的被引導的光束112。圖5A係根據與在此所描述的原理一致的一實施例，顯示示例中的靜態多視像顯示器100的一部份的剖面圖。圖5B係根據與在此所描述的原理一致的一實施例，顯示示例中的靜態多視像顯示器100的一部份的剖面圖。圖5C係根據與在此所描述的原理一致的一實施例，顯示示例中的靜態多視像顯示器100的一部份的剖面圖。
如在圖5A至5C中通過示例而非限制所示，在各個實施例中，非零值傳導角度θ可以是傾斜方向性光源120、配置為使方向性光沿著垂直方向傾斜的水平漫射器130、以及由位於導光體110的側面114的輸入表面或入射小面（facet）的形狀/斜面提供的傾斜之中的一個以上的結果。亦即，方向性光源120可以傾斜，使得由方向性光源發射的方向性光在垂直方向上具有傾斜，以提供在導光體內的被引導的光束112的非零值傳導角度θ。圖5A藉由示例而非限制的方式顯示了傾斜方向性光源120。在其他實施例中，來自方向性光源120的傾斜方向性光可以由其他機構提供，例如，包含但不限於方向性光源120內的傾斜反射器或傾斜透鏡。圖5B顯示了水平漫射器130，該水平漫射器130配置以使方向性光傾斜，以在導光體110內提供在垂直方向上具有非零值傳導角度θ的複數條被引導的光束112中的被引導的光束112。儘管圖5B為了說明的目的而顯示了在水平漫射器130的中間出現的傾斜，但舉例而言，方向性光的傾斜可以在水平漫射器130的整個厚度上連續地出現。圖5C顯示了包含輸入表面114’的導光體110，該輸入表面114’的形狀配置為在導光體110內的垂直方向上提供具有非零值傳導角度θ的複數個被引導的光束112之中的被引導的光束112。具體來說，圖5C將輸入表面114’顯示為基本平坦的傾斜表面或小面。在其他實施例中（圖中未顯示），輸入表面114’可以具有被彎曲或被成形的傾斜或歪斜的表面（例如，傾斜的拋物面表面）。儘管在圖5A至5C中未顯示，但是在一些實施例中，可以使用其他折射、反射、或繞射結構（諸如透鏡或繞射光柵）以提供方向性光的傾斜，該傾斜造成被引導的光束112在垂直方向上的非零值傳導角度。
在一些實施例中，方向性光束可以相對於垂直方向在一個以上的方向上傾斜，因此，複數條被引導的光束可以具有一個以上的非零值傳導角度θ。舉例而言，可以使用上述配置中的任何一種的兩側配置（bilateral configuration）。所述兩側配置可用於在垂直方向上的兩個相等但相反的方向上提供傾斜。如此，可以在導光體110內提供具有大小相等但符號相反的非零值傳導角度θ的被引導的光束112。
在一些實施例中，以此提供被引導的光束可以減輕，在某些情況下甚至可以消除靜態多視像顯示器100中的引導光112的各個偽反射源，尤其是當那些偽反射源可能造成發射出非預期的方向性光束，並且隨後，藉由靜態多視像顯示器100產生非預期影像。各種可能的偽反射源的示例包含，但不限於，導光體110的側壁，其可能產生引導光112的二次反射。可以藉由許多方法中的任何一種來減輕來自靜態多視像顯示器100內各種偽反射源的反射，這些方法包含但不限於吸收並控制偽反射的重定向。
圖6A係根據與在此所描述的原理一致的一實施例，顯示示例中的包含偽反射減輕的靜態多視像顯示器100的平面圖。圖6B係根據與在此所描述的原理一致的另一實施例，顯示示例中的包含偽反射減輕的靜態多視像顯示器100的平面圖。具體來說，圖6A和6B示出了包含導光體110、方向性光源120和複數個繞射光柵140的靜態多視像顯示器100。並且進一步顯示了複數條被引導的光束112，其中複數條被引導的光束112之中的至少一個被引導的光束112入射在導光體110的側壁114a、114b上。側壁114a、114b對被引導的光束112的可能的偽反射由表示反射的被引導的光束112’的虛線箭頭顯示。
在圖6A中，靜態多視像顯示器100進一步包含在導光體110的側壁114a、114b處的吸收層119。吸收層119配置為吸收來自被引導的光束112的入射光。吸收層可以包含基本上任何的光能吸收器，例如，包含但不限於，塗在側壁114a、114b上的黑色塗料。如圖6A所示，作為示例而非限制，吸收層119被施加到側壁114b，而側壁114a沒有吸收層119。吸收層119攔截並吸收入射的被引導的光束112，有效地防止或減緩了從側壁114b產生可能的偽反射。另一方面，以作為示例而非限制的方式顯示，入射到側壁114a上的被引導的光束112會反射，而導致產生反射的被引導的光束112’。
圖6B顯示了使用受控反射角的偽反射減輕。具體來說，圖6B中所示的靜態多視像顯示器100的導光體110包括傾斜側壁114a、114b。傾斜側壁具有傾斜角，其配置為優先地將反射的被引導的光束112’在基本上遠離繞射光柵140的方向引導。如此，反射的被引導的光束112’不會從導光體110繞射地散射出成為非預期方向的方向性光束。如圖所示，側壁114a、114b的傾斜角度可以在x-y平面內。在其他示例中（圖中未顯示），側壁114a、114b的傾斜角度可以在另一個平面中，例如，位在x-z平面，以將反射的被引導的光束112’引導出導光體110的頂部表面或底部表面。應注意，作為示例而非限制，圖6B顯示出的，僅沿其之一部分的包含斜面的側壁114a、114b。
根據一些實施例（圖中未顯示），靜態多視像顯示器100可以包含互相橫向偏移的複數個方向性光源120。複數個方向性光源120之中的方向性光源120的橫向偏移可以提供在各個繞射光柵140處或之間的各種被引導的光束112的徑向方向上的差異。根據一些實施例，該差異又可以有助於提供所顯示的多視像影像的動畫。因此，在一些實施例中，靜態多視像顯示器100可以是準靜態多視像顯示器100。
例如，藉由在不同的橫向偏移的方向性光源120之間切換，靜態多視像顯示器100可以提供多視像影像的「動畫」，例如按時間順序排列的動畫。亦即，藉由在不同的連續時間間隔或週期內依序地照亮方向性光源，靜態多視像顯示器100可以被配置為在不同的時間期間內移動多視像影像的外觀位置。根據一些實施例，由動畫提供的外觀位置的這種位移可以表示將靜態多視像顯示器100作為準靜態多視像顯示器100操作以提供複數個多視像影像狀態的示例。
根據各個實施例，如上文關於圖3A至3D所描述的，使用繞射（例如，通過繞射地散射或繞射地耦合）以發射多色靜態多視像顯示器100的方向性光束102。在一些實施例中，複數個繞射光柵140可以被組織為多視像像素，每一個多視像像素包含繞射光柵140的集合，其包含來自複數個繞射光柵的一個以上繞射光柵140。此外，如上所述，該（些）繞射光柵140具有繞射特性，該繞射特性取決於導光體110上的徑向位置，並且取決於該（些）繞射光柵140所發射的方向性光束102的強度和方向。
圖7A係根據與在此所描述的原理一致的一實施例，顯示示例中的多視像顯示器的繞射光柵140的平面圖。圖7B係根據與在此所描述的原理一致的另一實施例，顯示示例中的組成多視像像素150的繞射光柵140的集合的平面圖。如圖7A和7B所示，每一個繞射光柵140包含根據繞射特徵間隔（有時也稱為「光柵間隔｣）或光柵間距而互相隔開的複數個繞射特徵。繞射特徵間隔或光柵間距配置以提供來自導光體內的引導光的一部分的繞射地耦合輸出或散射。在圖7A至7B中，繞射光柵140位於多視像顯示器的導光體110的表面上（例如，圖3A至3D所示的靜態多視像顯示器100）。
根據各個實施例，繞射光柵140中的繞射特徵的間隔或光柵間距可為子波長（亦即，小於被引導的光束的波長112）。應注意的是，為了簡化說明，圖7A和7B顯示了具有單一或均勻光柵間隔（亦即，恆定的光柵間距）的繞射光柵140。在各個實施例中，如下文所述，繞射光柵140可包含複數個不同的光柵間隔（例如，兩個以上的光柵間隔）或可變的繞射特徵間隔或光柵間距，以提供方向性光束102。因此，圖7A和7B並不意味著單一光柵間距是繞射光柵140的唯一實施例。
根據一些實施例，繞射光柵140的繞射特徵可以包含互相隔開的凹槽和凸脊其中之一或之二。凹槽或凸脊可以包含導光體110的材料，例如，可以形成在導光體110的表面中。在另一個示例中，凹槽或凸脊可以由除了導光材料以外的材料形成，例如在導光體110的表面上的另一種材料的膜或層。
如之前所討論的和圖7A中所示，繞射特徵的配置包括繞射光柵140的光柵特性。舉例而言，繞射光柵的光柵深度可以配置以確定由繞射光柵140提供的方向性光束102的強度。替代地或附加地，如先前所討論並且在圖7A和7B中所示，光柵特性包含繞射光柵140的光柵間距和光柵方位（例如，圖7A所示的光柵方位γ）其中之一或之二。這些光柵特性與被引導的光束的入射角一起決定了由繞射光柵140提供的方向性光束102的主要角度方向。
在一些實施例（圖中未顯示）中，繞射光柵140配置以提供包含以可變或啁啾（chirped）繞射光柵作為光柵特性的方向性光束。根據定義，「啁啾式」繞射光柵是一種繞射光柵，其表現或具有在啁啾式繞射光柵的範圍或長度上變化的繞射特徵的繞射間隔（亦即，光柵間距）。在一些實施例中，啁啾繞射光柵可以具有或表現出隨距離線性變化的繞射特徵間隔的啁啾。因此，根據定義，啁啾式繞射光柵為「線性啁啾式」繞射光柵。在其他實施例中，多視像像素的啁啾式繞射光柵可表現出繞射特徵間隔的非線性啁啾。可以使用各種非線性啁啾，包含但不限於指數啁啾、對數啁啾、或基本上不均勻或隨機但仍然單調的方式變化的啁啾。本發明中使用的非單調式的啁啾可以包含正弦啁啾、三角啁啾、或鋸齒啁啾，但其並不受限於此。本發明中亦可以使用上述這些種類之啁啾的任何組合。
在其它實施例中，配置以提供方向性光束102的繞射光柵140是或包含複數個繞射光柵（例如，子光柵）。舉例而言，繞射光柵140的複數個繞射光柵可以包含配置以提供方向性光束102的紅色部分的第一繞射光柵。此外，繞射光柵140的複數個繞射光柵可以包含配置以提供方向性光束102的綠色部分的第二繞射光柵。此外，繞射光柵140的複數個繞射光柵可以包含配置以提供方向性光束102的藍色部分的第三繞射光柵。在一些實施例中，複數個繞射光柵的各個繞射光柵可以互相疊加。在其它實施例中，繞射光柵可以是互相相鄰排列的單獨的繞射光柵，例如，作為陣列。
更一般地，靜態多視像顯示器100可以包含多視像像素150的一個以上實例，所述多視像像素150各自包含來自複數個繞射光柵140的繞射光柵140的集合。如圖7B所示，組成多視像像素150的集合的繞射光柵140可以具有不同的光柵特性。例如，多視像像素的繞射光柵140可以具有不同的光柵方位。具體來說，多視點像素150的繞射光柵140可以具有由多視像影像的相應視像集合確定或指示的不同光柵特性。例如，多視像像素150可以包含如圖7B所示的六（6）個繞射光柵140的集合，其依次對應於靜態多視像顯示器100的6個不同的視像。而且，靜態多視像顯示器100可以包含複數個多視像像素150。例如，可能存在具有繞射光柵140的集合的複數個多視像像素150，每個多視像像素150對應於6個不同的視像之中的每一個視像的2048 x 1024像素中的不同像素。在其他實施例（圖中未顯示）中，例如，多視像像素可包含與靜態多視像顯示器100的兩（2）、四（4）、八（8）或更多個不同的視像相對應的2、4、8、或更多個繞射光柵140。
在一些實施例中，靜態多視像顯示器100可以是透明的或基本上透明的。具體來說，在一些實施例中，導光體110和間隔開的複數個繞射光柵140可允許光在與第一表面110’和第二表面110”兩者正交的方向上穿過導光體110。因此，導光體110以及更一般地靜態多視像顯示器100可以對在與複數條被引導的光束的被引導的光束112的總體傳導方向103正交的方向上傳導的光是透明的。此外，透明度可以至少部分地通過繞射光柵140的基本透明度來促進。
根據本文所描述的原理的一些實施例，提供了一種靜態多視像顯示器。靜態多視像顯示器配置以發射由靜態多視像顯示器提供的複數條方向性光束。此外，所發射的方向性光束可以基於包括在靜態多視像顯示器中的一個以上的多視像像素中的複數個繞射光柵的光柵特性，優選地被引導向靜態多視像顯示器的複數個視像區域。而且，繞射光柵可以在方向性光束中產生不同的主要角度方向，其對應於靜態多視像顯示器的多視像影像的視像集合中的不同的視像的不同的視像方向。在一些示例中，靜態多視像顯示器配置為提供或「顯示」 3D影像或多視像影像。根據各個示例，方向性光束之中不同的一條方向性光束可以對應於與多視像影像相關的不同「視像」的各個視像像素。例如，在藉由靜態多視像顯示器顯示的多視像影像中，複數不同的視像可提供表示為「裸眼（glasses free）」（例如，裸視立體（autostereoscopic））的資訊。
圖8係根據與在此所描述的原理一致的一實施例，顯示示例中的靜態多視像顯示器200的方塊圖。根據各個實施例，靜態多視像顯示器200被配置為根據沿不同的視像方向的不同的視像來顯示多視像影像。具體來說，由靜態多視像顯示器200發射的複數條方向性光束202用於顯示多視像影像，並且可以對應於不同的視像的像素（亦即，視像像素）。方向性光束202顯示為從圖8中的一個以上多視像像素240發出的箭頭。在圖8中進一步顯示，可以由多視像顯示器200提供的多視像影像16的第一視像14’、第二視像14” 、和第三視像14”’。
應注意，與多視像像素240其中一個相關聯的方向性光束202是靜態的或準靜態的（亦即，不被主動調變）。相反地，多視像像素240在被照射時提供方向性光束202，或者在未被照射時不提供方向性光束202。此外，根據各個實施例，所提供的方向性光束202的強度以及那些方向性光束202的方向定義了由靜態多視像顯示器200顯示的多視像影像16的像素。此外，根據各個實施例，在多視像影像16內顯示的視像14’、14” 、14”’是靜態的或準靜態的。
如圖8所示，靜態多視像顯示器200包含平板導光體210。平板導光體210用以將光引導為被引導的光束204。在一些實施例中，平板導光體210可以基本上類似於上文關於靜態多視像顯示器100所述的導光體110。舉例而言，平板導光體210可以包含光學透明材料板，其被配置為根據全內反射以引導被引導的光束204。此外，平板導光體210具有方向在水平方向或水平面的一對相對的、間隔開的引導表面。
圖8所示的靜態多視像顯示器200進一步包括方向性光源220。方向性光源220配置以提供方向性光206，其被準直在垂直於平板導光體210的引導表面的垂直方向上。根據一些實施例，方向性光源220可以基本上類似於上文所述的靜態多視像顯示器100的方向性光源120其中一個。舉例而言，方向性光源220可以包含雷射。例如，當方向性光源220包含雷射時，方向性光206可以在雷射的輸出處的垂直方向和水平方向上都準直。在其他實施例中，方向性光源220可以包含另一個光學發射器，例如但不限於，發光二極管（LED）以及準直器，該準直器被配置為在垂直方向上準直光以提供方向性光206。
如圖所示，靜態多視像顯示器200進一步包含水平漫射器230。水平漫射器230配置為從方向性光206提供複數條被引導的光束204。根據各個實施例，複數條被引導的光束204之中的被引導的光束204具有在垂直方向上的非零值傳導角度，以及在與垂直方向正交的水平方向上彼此不同的徑向方向。
在一些實施例中，水平漫射器230可基本上類似於上述靜態多視像顯示器100的水平漫射器130。具體來說，水平漫射器230可以配置為在基本上水平的方向上散射或漫射從方向性光源220接收的方向性光206，以提供在水平方向上具有彼此不同的徑向方向的被引導的光束204。具體來說，由水平漫射器230提供的平板導光體210中的被引導的光束204，當其以扇形或徑向圖案傳導時，可以輻射以提供具有不同徑向方向的複數條被引導的光束204。水平漫射器230可以在輸入邊緣光學耦合或連接到平板導光體210。在圖8中，方向性光206（例如，由方向性光源220發出的箭頭所示）會被水平漫射器230沿水平方向漫射，然後被平板導光體210引導為複數條被引導的光束204。
圖8所示的靜態多視像顯示器200包含多視像像素240的陣列。多視像像素240的陣列配置以提供多視像影像，或更具體地，以提供靜態多視像顯示器200的複數個不同的視像。根據各個實施例，多視點像素240的陣列包含複數個繞射光柵242，其配置以將來自被引導的光束的光繞射地散射為複數條方向性光束202之中的方向性光束202。複數條方向性光束202可以具有主要角度方向，其對應於靜態多視像顯示器200的視像集合中的不同的視像的不同的視像方向。此外，根據各個實施例，由複數個繞射光柵242之中的繞射光柵242提供的方向性光束202的主要角度方向依光柵特性而改變，該光柵特性依繞射光柵和方向性光源的相對位置而改變。亦即，繞射光柵242的光柵特性可以基於入射在繞射光柵242上的被引導的光束204的徑向方向或等效的繞射光柵242在平板導光體210上的位置以及到提供方向性光束204的方向性光源220和水平漫射器230的距離以改變或選擇。
在一些實施例中，繞射光柵242和多視像像素240可以分別基本上類似於上述靜態多視像顯示器100的繞射光柵140和多視像像素150。具體來說，多視像像素240光學地連接到平板導光體210，以藉由繞射地散射或繞射地耦合以散射或耦合出被引導的光束204的一部分。
在一些實施例中，繞射光柵242的光柵特性在整個平板導光體表面上變化。具體來說，光柵特性可以包含繞射光柵的光柵間距和光柵方位其中之一或之二。由繞射光柵242提供的方向性光束202的強度以及對應於相應視像像素的強度，可以由繞射光柵242的繞射耦合效率以確定。以此方式，來自多視像像素240中的不同繞射光柵242的方向性光束202可對應於由靜態多視像顯示器200提供的多視像影像的視像的像素。
在各個實施例中，藉由方向性光源220、水平漫射器230、和平板導光體210的輸入表面其中的一個以上，在平板導光體210內提供具有非零值傳導角度的被引導的光束204。具體來說，在一些實施例中，方向性光源220在垂直方向上具有傾斜角度。舉例而言，傾斜角度可以配置為提供在垂直方向上具有非零值傳導角度的方向性光205。在其他實施例中，水平漫射器230配置以使方向性光206傾斜，以在平板導光體210內在垂直方向上提供具有非零值傳導角度的複數條被引導的光束204。在其他實施例中，平板導光體210包含在輸入端處的輸入表面具有形狀，其配置為在平板導光體210內在垂直方向上提供具有非零值傳導角度的複數條被引導的光束204中的被引導的光束204。
根據本發明所述原理的其他實施例，本發明提供了一種靜態多視像顯示器的操作方法。圖9係根據與在此所描述的原理一致的一實施例，顯示示例中的靜態多視像顯示器的操作方法300的流程圖。根據各個實施例，靜態多視像顯示器的操作方法300可以用於提供靜態多視像影像的顯示以及準靜態多視像影像的顯示其中之一或之二。
如圖9中所示，靜態多視像顯示器的操作方法300包含使用方向性光源提供方向性光的步驟310，該方向性光將被引導為複數條被引導的光束。具體來說，根據各個實施例，所提供的方向性光在垂直方向上被準直。在一些實施例中，方向性光源可以基本上類似於上文所述的靜態多視像顯示器100的方向性光源120。舉例而言，方向性光源可以包含雷射。此外，在一些實施例中，方向性光源可以接近表示共同原點的點。
圖9所示的靜態多視像顯示器的操作方法300進一步包括使用水平漫射器漫射方向性光的步驟320，以在導光體內提供複數條被引導的光束。由漫射方向性光的步驟320提供的複數條被引導的光束中的被引導的光束在導光體的與垂直方向垂直的水平方向上具有彼此不同的徑向方向。在一些實施例中，水平漫射器可基本上類似於上述靜態多視像顯示器100的水平漫射器130。
根據各個實施例，靜態多視像顯示器的操作方法300進一步包含使用分布在整個導光體上的複數個繞射光柵從複數條被引導的光束散射光以作為方向性光束的步驟330，方向性光束表示靜態多視像影像的視像像素。根據各個實施例，複數個繞射光柵中的繞射光柵從複數條被引導的光束將光繞射地耦合或散射出以作為複數條方向性光束中的方向性光束。此外，耦合或散射出的方向性光束具有多視像影像的相應視像像素的強度和主要角度方向。具體來說，由散射光的步驟330產生的複數條方向性光束可以具有與多視像影像的視像集合中的不同的視像像素相對應的主要角度方向。此外，複數條方向性光束之中的方向性光束的強度可以對應於多視像影像的各個視像像素的強度。
在一些實施例中，每一個繞射光柵在單一主要角度方向上產生單一方向性光束，並且所述單一方向性光束具有對應於在多視像影像的一個視像之中特定視像像素的單一強度。在一些實施例中，所述繞射光柵包含複數個繞射光柵（例如，子光柵）。此外，在一些實施例中，可以將繞射光柵集合排列為靜態多視像顯示器的多視像像素。
在各個實施例中，步驟330所散射的方向性光束的強度和主要角度方向由繞射光柵的光柵特性控制，其基於（亦即，取決於）繞射光柵相對於共同原點的位置。具體來說，複數個繞射光柵的光柵特性可以基於或等效地取決於在繞射光柵處的入射的被引導的光束的徑向方向、從繞射光柵到提供被引導的光束的方向性光源的距離、或上述兩者而變化。
根據一些實施例，複數個繞射光柵可以基本類似於靜態多視像顯示器100的複數個繞射光柵140，如上所述。此外，在一些實施例中，步驟330所散射的複數條方向性光束可以基本上類似於在上文也描述過的複數條方向性光束102。例如，控制主要角度方向的光柵特性可以包含繞射光柵的光柵間距和光柵方位其中之一或之二。此外，由繞射光柵提供的並且對應於相應的視像像素的強度的方向性光束的強度可以由繞射光柵的繞射耦合效率來確定。亦即，在一些示例中，控制強度的光柵特性可以包含繞射光柵的光柵深度、光柵尺寸等等。
根據一些實施例（圖中未顯示），靜態多視像顯示的操作方法300進一步包含在導光體內以非零值傳導角度提供複數條被引導的光束，所述非零值傳導角度是垂直方向上的角度。根據一些實施例，如上文參照靜態多視像顯示器100所述的，引導光的導光體以及在其中引導的被引導的光束可以分別基本上類似於導光體110和被引導的光束112。
在一些實施例中，所述非零值傳導角度藉由在垂直方向上傾斜方向性光源、使用水平漫射器傾斜方向性光、和使用導光體的輸入表面的形狀在導光體的輸入端以傾斜複數條被引導的光束中的引導光其中一個以上以提供。
在一些實施例中（圖中未顯示），靜態多視像顯示器的操作方法進一步包含藉由在第一時間期間引導第一複數條被引導的光束並且在第二時間期間引導第二複數條被引導的光束的步驟，以使多視像影像動畫化。第一複數條被引導的光束可以具有與第二複數條被引導的光束的共同原點不同的共同原點。舉例而言，如上所述，方向性光源可以包含複數個橫向偏移的方向性光源，例如，配置以提供動畫的方向性光源。根據一些實施例，動畫可以包含在第一時間週期和第二時間週期內多視像影像的外觀位置的移位。
因此，本發明已經描述了具有繞射光柵的靜態多視像顯示器和靜態多視像顯示器的操作方法的示例和實施例，所述繞射光柵配置為從水平漫射器和方向性光源提供的具有彼此不同的徑向方向的被引導的光束之中提供複數條方向性光束，其表示來自被引導的光束的靜態或準靜態多視像影像。應該理解的是，上述示例僅僅是說明代表本文所描述的原理的許多具體示例中的一些示例。顯然，所屬技術領域中具有通常知識者可以很容易地設計出許多其他的配置，而不偏離本發明的申請專利範圍所界定的範疇。
本申請案主張於2018年12月8日提交的第PCT/US2018/064633號國際專利申請的優先權，其全部內容通過引用併入本文。
10:多視像顯示器 12:螢幕 14:視像 14’:第一視像 14”:第二視像 14”’:第三視像 16:多視像影像 18:視像方向 20:光束 30:繞射光柵 40:導光體 50:入射光束 60:散射出的光束 100:靜態多視像顯示器 102:方向性光束 102’:方向性光束的第一集合 102”:方向性光束的第二集合 102”’:方向性光束的第三集合 103:總體傳導方向 110:導光體 110’:第一表面 110”:第二表面 112:被引導的光束、被引導的光 112’:反射的被引導的光束 114:側面 114a:側壁 114b:側壁 116:輸入位置 118:徑向方向 118a:徑向方向 118b:徑向方向 119:吸收層 120:方向性光源 130:水平漫射器 140:繞射光柵 140a:繞射光柵 140b:繞射光柵 142:照射體積 142a:照射體積 142b:照射體積 150:多視像像素 200:靜態多視像顯示器 204:被引導的光束 206:方向性光 210:平板導光體 220:方向性光源 230:水平漫射器 240:多視像像素 242:繞射光柵 300:方法 310:步驟 320:步驟 330:步驟 D:距離 O:原點 θ:角度分量、仰角分量、仰角、非零值傳導角度 ϕ:角度分量、方位角分量、方位角 γ:光柵方位 θi:入射角 θm:繞射角
根據在本文所描述的原理的示例和實施例的各種特徵可以參考以下結合附圖的詳細描述而更容易地理解，其中相同的元件符號表示相同的結構元件，並且其中： 圖1A係根據與在此所描述的原理一致的一實施例，顯示示例中的多視像顯示器的立體圖。 圖1B係根據與在此所描述的原理一致的一實施例，顯示示例中的具有與多視像顯示器的視像方向相對應的特定主要角度方向的光束的角度分量的示意圖。 圖2係根據與在此所描述的原理一致的一實施例，顯示示例中的繞射光柵的剖面圖。 圖3A係根據與在此所描述的原理一致的一實施例，顯示示例中的靜態多視像顯示器的平面圖。 圖3B係根據與在此所描述的原理一致的一實施例，顯示示例中的靜態多視像顯示器的一部份的剖面圖。 圖3C係根據與在此所描述的原理一致的一實施例，顯示示例中的靜態多視像顯示器的一部份的剖面圖。 圖3D係根據與在此所描述的原理一致的一實施例，顯示示例中的靜態多視像顯示器的立體圖。 圖4係根據與在此所描述的原理一致的一實施例，顯示示例中的靜態多視像顯示器的平面圖。 圖5A係根據與在此所描述的原理一致的一實施例，顯示示例中的靜態多視像顯示器的一部份的剖面圖。 圖5B係根據與在此所描述的原理一致的一實施例，顯示示例中的靜態多視像顯示器的一部份的剖面圖。 圖5C係根據與在此所描述的原理一致的一實施例，顯示示例中的靜態多視像顯示器的一部份的剖面圖。 圖6A係根據與在此所描述的原理一致的一實施例，顯示示例中的包含偽反射減輕的靜態多視像顯示器的平面圖。 圖6B係根據與在此所描述的原理一致的另一實施例，顯示示例中的包含偽反射減輕的靜態多視像顯示器的平面圖。 圖7A係根據與在此所描述的原理一致的一實施例，顯示示例中的多視像顯示器的繞射光柵的平面圖。 圖7B係根據與在此所描述的原理一致的另一實施例，顯示示例中的組成多視像像素的繞射光柵集合的平面圖。 圖8係根據與在此所描述的原理一致的一實施例，顯示示例中的靜態多視像顯示器的方塊圖。 圖9係根據與在此所描述的原理一致的一實施例，顯示示例中的靜態多視像顯示器的操作方法的流程圖。 一些示例和實施例具有除了上述參考附圖中所示的特徵之外的其他特徵，或代替以上參考附圖中所示的特徵的其他特徵。下文將參照上文所述附圖，詳細描述這些和其他特徵。
100:靜態多視像顯示器
103:總體傳導方向
110:導光體
112:被引導的光束
114:側面
116:輸入位置
118:徑向方向
118a:徑向方向
120:方向性光源
130:水平漫射器
140:繞射光柵
140a:繞射光柵
140b:繞射光柵
D:距離

Claims (12)

  1. 一種靜態多視像顯示器，包括：一導光體，被配置以引導光束；一方向性光源，被配置以提供方向性光，在一垂直方向上被準直；一水平漫射器，在該方向性光源與該導光體之間，該水平漫射器被配置以從該方向性光提供在該導光體中的複數條被引導的光束，該複數條被引導的光束中的複數條被引導的光束在正交於該垂直方向的一水平方向上具有彼此不同的徑向方向；以及複數個繞射光柵，被分布遍及整個該導光體，該複數個繞射光柵被配置以從該複數條被引導的光束散射出光作為方向性光束，表示一靜態多視像影像，其中，該複數條被引導的光束中的被引導的光束在該導光體中該垂直方向上具有一非零值傳導角度，以及其中，該非零值傳導角度藉由下列步驟其中之一或更多者提供：在該垂直方向上傾斜該方向性光源；使用該水平漫射器傾斜該方向性光；以及利用接收該複數條被引導的光束的該導光體之一輸入表面之形狀在該水平漫射器之一輸出處傾斜該複數條被引導的光束中的被引導的光束。
  2. 如請求項1所述的靜態多視像顯示器，其中，該方向性光源包含雷射，該方向性光在該垂直方向和該水平方向上皆被準直。
  3. 如請求項1所述的靜態多視像顯示器，其中，該複數個繞射光柵中的每個繞射光柵被配置以從該複數條被引導的光束中的一被引導的光束之一部分散射出一方向性光束，該方向性光束具有一強度和一主要角度方向，對應該靜態多視像影像之一視像像素之一強度和一視像方向。
  4. 如請求項3所述的靜態多視像顯示器，其中，該複數個繞射光柵中的一繞射光柵之一光柵特性被配置以確定該方向性光束之該強度和該主要角度方向，該光柵特性係在該導光體表面上的該繞射光柵之位置和在該導光體之側面上的該方向性光源之一輸入位置二者之函數。
  5. 如請求項4所述的靜態多視像顯示器，其中，該光柵特性包括該繞射光柵之一光柵間距和該繞射光柵之一光柵方位其中之一或二者，該光柵特性被配置以確定由該繞射光柵提供的該方向性光束之該主要角度方向。
  6. 如請求項4所述的靜態多視像顯示器，其中，該光柵特性包括一光柵深度，被配置以確定由該繞射光柵提供的該方向性光束之該強度。
  7. 一種靜態多視像顯示器，包括：一平板導光體；一方向性光源，被配置以提供方向性光，在一垂直方向上被準直；一水平漫射器，被配置以從該方向性光提供複數條被引導的光束，該複數條被引導的光束中的被引導的光束具有在該垂直方向上的一非零值傳導角度和在正交於該垂直方向的一水平方向上的彼此不同的徑向方向二者；以及一多視像像素陣列，被配置以提供一靜態多視像影像，一多視像像素包括複數個繞射光柵，被配置以從該複數條被引導的光束繞射地散射出光作為方向性光束，表示該靜態多視像影像之不同的視像之視像像素，其中，該非零值傳導角度藉由下列步驟其中之一或更多者提供：在該垂直方向上傾斜該方向性光源；使用該水平漫射器傾斜該方向性光；以及利用接收該複數條被引導的光束的該導光體之一輸入表面之形狀在該水平漫射器之一輸出處傾斜該複數條被引導的光束中的被引導的光束。
  8. 如請求項7所述的靜態多視像顯示器，其中，由該複數個繞射光柵中的一繞射光柵提供的一方向性光束之一主要角度方向係一光柵特性之函數，該光柵特性係該繞射光柵與該方向性光源之一相對位置之函數。
  9. 如請求項8所述的靜態多視像顯示器，其中，該光柵特性包括該繞射光柵之一光柵間距和一光柵方位其中之一或二者，以及其中，由該繞射光柵提供並且對應一對應的視像像素之強度的方向性光束之強度由該繞射光柵之一繞射耦合效率確定。
  10. 如請求項7所述的靜態多視像顯示器，其中，該方向性光源包含一雷射，該方向性光在該雷射之一輸出處在該垂直方向和該水平方向上皆被準直。
  11. 一種靜態多視像顯示器的操作方法，包括：使用一方向性光源提供方向性光，該方向性光在一垂直方向上被準直；使用一水平漫射器漫射該方向性光，以在一導光體中提供複數條被引導的光束，該複數條被引導的光束中的複數條被引導的光束在正交於該垂直方向的一水平方向上具有彼此不同的徑向方向；使用被分布遍及整個導光體的複數個繞射光柵從該複數條被引導的光束散射出光作為方向性光束，該等方向性光束表示一靜態多視像影像之視像像素；以及在該導光體中以一非零值傳導角度提供該複數條被引導的光束，該非零值傳導角度係在該垂直方向上的一角度，其中，該非零值傳導角度藉由下列步驟其中之一或更多者提供：在該垂直方向上傾斜該方向性光源；使用該水平漫射器傾斜該方向性光；以及利用接收該複數條被引導的光束的該導光體之一輸入表面之形狀在該水平漫射器之一輸出處傾斜該複數條被引導的光束中的被引導的光束。
  12. 如請求項11所述的靜態多視像顯示器的操作方法，其中，該等方向性光束中的一方向性光束之一強度和一主要角度方向由一繞射光柵之一光柵特性控制，該光柵特性基於相對於在該導光體之一輸入端的該方向性光源之位置的該繞射光柵的位置，該光柵特性包括該繞射光柵之一光柵間距和一光柵方位其中之一或二者，並且控制該主要角度方向。
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