TWI754424B - 具有微縫隙多光束元件的多視像背光件、多視像顯示器及其方法 - Google Patents

具有微縫隙多光束元件的多視像背光件、多視像顯示器及其方法 Download PDF

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Abstract

本發明關於：一種多視像背光件、多視像顯示器、和多視像背光件的操作方法，包含微縫隙多光束元件，其配置為提供具有方向性光束的發射光，方向性光束的方向與多視像影像的視像方向相對應。多視像背光件包含被配置為引導光的導光體和微縫隙多光束元件陣列，每個微縫隙多光束元件包含複數個微縫隙子元件並且被配置為將引導光的一部分反射地散射出以作為發射光。複數個微縫隙子元件中的每個微縫隙子元件包含一傾斜反射側壁，其傾斜角傾斜偏離引導光的傳導方向。多視像顯示器包括多視像背光件和調變方向性光束的光閥陣列，以提供多視像影像。

Description

具有微縫隙多光束元件的多視像背光件、多視像顯示器及其方法
本發明係關於一種多視像背光件、多視像顯示器和方法，特別是具有微縫隙多光束元件的多視像背光件、多視像顯示器和方法。
對於種類廣泛的裝置及產品的使用者而言，電子顯示器是一個幾乎無處不在的媒介，用於傳遞資訊給使用者。其中最常見的電子顯示器包含陰極射線管（cathode ray tube, CRT）、電漿顯示面板（plasma display panels, PDP）、液晶顯示器（liquid crystal displays, LCD）、電致發光顯示器（electroluminescent displays, EL）、有機發光二極體（organic light emitting diode, OLED）和主動式矩陣有機發光二極體（active matrix OLEDs, AMOLED）顯示器、電泳顯示器（electrophoretic displays, EP），以及各種採用機電或電流體光調變（例如，數位微鏡裝置、電潤濕顯示器等等）的顯示器。一般而言，電子顯示器可以分為主動顯示器（即，會發光的顯示器）或被動顯示器（即，調變由另一個光源提供的光的顯示器）的其中一者。主動顯示器的示例包含CRT，PDP和OLED / AMOLED。被動顯示器的示例包含LCD顯示器和EP顯示器。被動顯示器雖然經常表現出包括但不限於如固有的低功率消耗等具有吸引力的性能特徵，但由於其缺乏發光的能力，在許多實際應用中被動顯示器可能有使用上的限制。
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，提供一種多視像背光件，包括：一導光體，被配置為在一傳導方向上引導光，以作為具有非零值傳導角度和一預定準直因子的引導光；以及一微縫隙多光束元件陣列，在該導光體上互相隔開，該微縫隙多光束元件陣列中的每個微縫隙多光束元件包括複數個微縫隙子元件，並且被配置為將該引導光的一部分反射地散射出以作為發射光，該發射光包括具有與一多視像顯示器的各個視像方向相對應的方向的方向性光束，其中，該複數個微縫隙子元件中的每個微縫隙子元件包括一傾斜反射側壁，該傾斜反射側壁具有一傾斜角，該傾斜角傾斜偏離該引導光的該傳導方向。
根據本發明一實施例，每個該微縫隙多光束元件的尺寸在該多視像顯示器的一光閥陣列中的一光閥的尺寸的百分之二十五至百分之二百之間。
根據本發明一實施例，該微縫隙多光束元件設置在該導光體的一發射表面上，該複數個微縫隙子元件中的一微縫隙子元件延伸至該導光體的內部而遠離該發射表面。
根據本發明一實施例，該微縫隙多光束元件設置在位於該導光體的表面上的一導光體材料層中，該導光體材料層的表面為一發射表面，並且該複數個微縫隙子元件中的一微縫隙子元件遠離該發射表面並朝著該導光體的表面延伸。
根據本發明一實施例，位於該導光體的表面上的該導光體材料層的折射係數大於該導光體的材料的折射係數。
根據本發明一實施例，該複數個微縫隙子元件中的一微縫隙子元件的該傾斜反射側壁被配置為根據全內反射而反射地散射出該引導光的一部分。
根據本發明一實施例，該複數個微縫隙子元件中的一微縫隙子元件的該傾斜反射側壁包括一反射材料，該反射材料被配置為反射地散射出該引導光的一部分。
根據本發明一實施例，該傾斜反射側壁的該傾斜角相對於該導光體的一發射表面的表面法線介於零度和大約四十五度之間，該傾斜角被配置為較佳地在該導光體的該發射表面的方向上並且遠離與該導光體的該發射表面相對的表面散射光。
根據本發明一實施例，該複數個微縫隙子元件中的一微縫隙子元件具有一彎曲形狀，該彎曲形狀在垂直該引導光的該傳導方向並且平行於該導光體的表面的平面的方向上，該彎曲形狀被配置為控制在與該引導光的該傳導方向垂直的平面中的散射光的發射圖案。
根據本發明一實施例，該複數個微縫隙子元件中的該微縫隙子元件的深度大約等於該複數個微縫隙子元件內的相鄰微縫隙子元件之間的一間隔，及∕或該複數個微縫隙子元件中的一微縫隙子元件的一第一側壁的傾斜角不同於該微縫隙子元件的一第二側壁的傾斜角，該第一側壁為該傾斜反射側壁。
在本發明之另一態樣中，提供一種多視像顯示器，包括如上述之多視像背光件，該多視像顯示器進一步包括一光閥陣列，該光閥陣列被配置為調變該方向性光束以提供具有與該多視像顯示器的該視像方向相對應的方向性視像的一多視像影像。
在本發明之另一態樣中，提供一種多視像顯示器，包括：一導光體，被配置為在一傳導方向上將光引導以作為引導光；一微縫隙多光束元件陣列，在該導光體上互相隔開，該微縫隙多光束元件陣列中的微縫隙多光束元件各自包括複數個微縫隙子元件，並且被配置為將該引導光反射地散射出以作為發射光，該發射光包括具有與一多視像影像的各個視像方向相對應的方向的方向性光束；以及一光閥陣列，被配置為調變該方向性光束以提供該多視像影像，其中，該複數個微縫隙子元件中的每個微縫隙子元件包括一傾斜反射側壁，該傾斜反射側壁具有一傾斜角，該傾斜角傾斜偏離該引導光的該傳導方向。
根據本發明一實施例，該微縫隙多光束元件的尺寸介於該光閥陣列中的一光閥的尺寸的百分之二十五至百分之二百之間。
根據本發明一實施例，該引導光根據一預定準直因子被準直，該發射光的一發射圖案係該引導光的該預定準直因子之函數。
根據本發明一實施例，該複數個微縫隙子元件中的一微縫隙子元件設置在該導光體的一發射表面上，該微縫隙子元件延伸至該導光體的內部。
根據本發明一實施例，該複數個微縫隙子元件中的一微縫隙子元件的該傾斜反射側壁被配置為根據全內反射而反射地散射出該引導光的一部分。
根據本發明一實施例，該傾斜反射側壁的該傾斜角相對於該導光體的一發射表面的表面法線介於零度和大約四十五度之間，及∕或該複數個微縫隙子元件中的一微縫隙子元件具有一彎曲形狀，該彎曲形狀在垂直該引導光的該傳導方向並且平行於該導光體的表面的方向上，該彎曲形狀被配置為控制在與該引導光的該傳導方向垂直的平面中的散射光的發射圖案。
根據本發明一實施例，該光閥陣列中的光閥以集合方式排列，以表示該多視像顯示器的多視像像素，該光閥表示該多視像像素的子像素，並且其中該微縫隙多光束元件陣列中的微縫隙多光束元件與該多視像顯示器的該多視像像素具有一對一的對應關係。
在本發明之另一態樣中，提供一種多視像背光件的操作方法，該方法包括：沿著一導光體的長度在一傳導方向上引導光，以作為具有非零值傳導角度和一預定準直因子的引導光；以及使用一微縫隙多光束元件陣列將該引導光的一部分反射出該導光體，以提供包括方向性光束的發射光，該方向性光束具有與一多視像顯示器的各個不同視像方向相對應的不同方向，該微縫隙多光束元件陣列中的一微縫隙多光束元件包括複數個微縫隙子元件，其中，該複數個微縫隙子元件中的每個微縫隙子元件包括一傾斜反射側壁，該傾斜反射側壁具有一傾斜角，該傾斜角傾斜偏離該引導光的該傳導方向。
根據本發明一實施例，該傾斜反射側壁根據全內反射而反射地散射光，將該引導光的該部分反射出該導光體，以提供該發射光。
根據本發明一實施例，該傾斜反射側壁的該傾斜角相對於該導光體的一發射表面的表面法線介於零度和大約四十五度之間，結合該引導光的該非零值傳導角度選擇該傾斜角，以較佳地在該導光體的該發射表面的方向上並且遠離與該導光體的該發射表面相對的表面散射光。
根據本發明一實施例，該方法進一步包括：使用該光閥陣列調變該方向性光束以提供一多視像影像，其中，該微縫隙多光束元件的尺寸介於該光閥陣列中的一光閥的尺寸的百分之二十五至百分之二百之間。
根據本文描述的原理的示例和實施例，本發明提供了一種具有在多視像顯示器之中的應用的多視像背光件。具體來說，與本文描述的原理一致的實施例提供了一種多視像背光件，其採用被配置以提供發射光的微縫隙多光束元件陣列。發射光包含具有與多視像顯示器的各個視像方向對應的方向性光束的方向。根據各個實施例，微縫隙多光束元件陣列中的微縫隙多光束元件包含複數個微縫隙子元件，其被配置為將光從導光體反射地散射出以作為發射光。微縫隙多光束元件內的複數個微縫隙子元件的存在可以促進對發射光的反射散射特性的精細控制。例如，微縫隙子元件可以提供與各種微縫隙多光束元件相關聯的散射方向、幅度和摩爾紋減輕的精細控制。採用本文所述的多視像背光件的多視像顯示器的用途，包含但不限於，行動電話（例如，智慧型手機）、手錶、平板電腦，行動電腦（例如，筆記型電腦）、個人電腦和電腦螢幕、汽車顯示控制台、相機顯示器以及其他各種行動顯示器以及基本上非行動顯示器的應用程序和裝置。
在本發明中，「二維顯示器」或「2D顯示器」被定義為被配置以提供影像的顯示器，而不論該影像是從甚麼方向觀看的（亦即，在預定視角內或在2D顯示器的預定範圍內），該影像的視像基本上是相同的。在許多智慧型手機和電腦螢幕中找到的傳統液晶顯示器（LCD）是2D顯示器的示例。與此相反，「多視像顯示器」定義為被配置以在不同的視像方向（view direction）上或從不同的視像方向提供多視像影像（multiview image）的不同的視像（different views）的電子顯示器或顯示系統。具體來說，根據一些實施例，不同的視像可以表示多視像影像的場景或物體的不同立體圖。
圖1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1中所示的，多視像顯示器10包含螢幕12，其用於顯示要被觀看的多視像影像。舉例而言，螢幕12可以是電話（例如手機、智慧型手機等等）、平板電腦、筆記型電腦、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16上提供多視像影像的不同的視像14。視像方向16如箭頭所示，從螢幕12以各種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16的箭頭）的終止處顯示為較暗的複數個多邊形框；並且僅示出了四個視像14和四個視像方向16，這全都是作為示例而非限制。應注意，雖然不同的視像14在圖1中被顯示為在螢幕上方，但是當多視像影像被顯示在多視像顯示器10上時，視像14實際上出現在螢幕12上或附近。在螢幕12上方描繪視像14僅是為了簡化說明，並且意圖表示從對應於特定視像14的相應的一個視像方向16觀看多視像顯示器10。除了將2D顯示器通常被配置為提供所顯示影像的單一視像（例如，類似於視像14的一個視像）之外，2D顯示器可以與多視像顯示器10基本相似，這與多視像顯示器10提供多視像影像的複數個不同的視像14相反。
根據本文的定義，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或簡稱為「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」。根據本文的定義，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，顯示示例中具有與多視像顯示器的視像方向（例如，圖1中的視像方向16）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2進一步顯示了原點O的光束（或視像方向）。
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立體圖或包含視像的角度差異的複數個視像。另外，本發明中術語「多視像」可以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」一詞可以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明確區分。然而應注意的是，雖然多視像影像和多視像顯示器包含兩個以上的視像，但是根據本文的定義，可以一次透過僅選擇該些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）。
在本文中，「多視像像素」被定義為像素的集合，其表示在多視像顯示器的類似的複數個不同視像中的每一個的「視像」像素。更具體來說，多視像像素可具有個別子像素或像素的集合，其對應於或表示多視像影像的每個不同視像中的視像像素。因此，根據本文的定義，「視像像素」是與多視像顯示器的多視像像素中的視像相對應的一個像素或像素的集合。在一些實施例中，視像像素可以包含一個以上的彩色子像素。此外，根據本文的定義，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視像中相應的一個的預定觀看方向相關聯。此外，根據各個示例和實施例，多視像像素的不同視像像素可以在每個不同視像中具有等同的或至少基本相似的位置或座標。舉例而言，第一多視像像素可以具有個別視像像素，其位於多視像影像的每個不同視像中的｛x1, y1｝處；而第二多視像像素可以具有個別視像像素，其位於多視像影像的每個不同視像中的｛x2, y2｝處，依此類推。
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。「導光體」一詞一般指的是介電材料的光波導，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二者皆是。
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，定義為片段地（piece-wise）或微分地（differentially）平坦的層或片，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，導光體被配置以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。亦即，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。
根據本文的定義，「多光束元件」為產生包含複數條方向性光束的發射光的背光件或顯示器的結構或元件。在一些實施例中，多光束元件可以光學地耦合到背光件的導光體，以耦合出或散射出在導光體中引導的一部分光以提供複數條光束。在其他實施例中，多光束元件可以產生作為方向性光束的發射的光（例如，可以包含光源）。此外，根據本文的定義，由多光束元件產生的複數條方向性光束中的方向性光束具有彼此不同的主要角度方向。具體來說，根據定義，複數條方向性光束中的方向性光束具有預定的主要角度方向，其與該複數條方向性光束之中的另一條方向性光束不同。此外，複數條方向性光束可以表示光場。例如，複數條方向性光束可被限制在基本上為圓錐形的空間區域中，或者具有預定角展度（angular spread），其包含所述複數條光束之中的方向性光束的不同主要角度方向。因此，方向性光束的預定角展度在組合（亦即，複數條光束）上可以表示光場。
根據各個實施例，複數條方向性光束中的各條方向性光束的不同主要角度方向係根據一特性，可包含但不限於，該多光束元件的一尺寸（例如，長度、寬度、面積等）和方向或旋轉來判定。在一些實施例中，根據本文的定義，多光束元件可被視為「擴展點光源」，亦即，複數個點光源分布在多光束元件的一個範圍上。此外，由多光束元件產生的方向性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2所述。
在本文中，「角度保持散射特徵」或等效的「角度保持散射體」定義為被配置為以基本上在散射光中保持入射在特徵或散射體上的光的角展度的方式以使光散射的任何特徵或散射體。具體來說，根據定義，藉由角度保持散射特徵散射的光的角展度σ s是入射光的角展度σ的函數（亦即，σ S= f（σ））。在一些實施例中，散射光的角展度σ S是入射光的角展度或準直因子σ的線性函數（例如，σ S=a·σ，其中a是整數）。亦即，藉由角度保持散射特徵散射的光的角展度σ s可以基本上與入射光的角展度或準直因子σ成比例。例如，散射光的角展度σ s可以基本上等於入射光角展度σ（例如， σ s≈σ）。均勻的繞射光柵（亦即，具有基本均勻或恆定的繞射特徵間隔或光柵間距離的繞射光柵）是角度保持散射特徵的一個示例。相反地，根據本文的定義，朗伯散射器（Lambertian scatterer）或反射器以及一般漫射器（例如，具有或接近朗伯散射）不是角度保持的散射體。
在本文中，「準直器」被定義為基本上被配置以準直光的任何光學裝置或元件。根據各個實施例，由準直器提供的準直量可以預定程度或大小在實施例間變化。進一步地，準直器可被配置以在兩個正交方向（例如，垂直方向以及水平方向）其中之一或二者上提供準直。也就是，根據一些實施例，準直器可包含用於提供光準直的兩個正交方向其中之一或二者的形狀。
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中的光線的角展度。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，被配置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。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）。
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，「一微縫隙多光束元件」是指一個以上微縫隙多光束元件，因此，「該微縫隙多光束元件」在本文中是指一個或複數個「微縫隙多光束元件」。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。
根據與本發明所描述的原理的一些實施例，本發明提供一種多視像背光件。圖3A係根據與在此所描述的原理一致的一實施例，顯示示例中的多視像背光件100的剖面圖。圖3B係根據與在此所描述的原理一致的一實施例，顯示示例中的多視像背光件100的平面圖。圖3C係根據與在此所描述的原理一致的一實施例，顯示示例中的多視像背光件100的立體圖。圖3C中的立體圖被繪示為部分切除，僅為便於在本文中討論。
圖3A至圖3C中所示的多視像背光件100被配置以提供發射光102，其包含具有互相不同的主要角度方向（例如，作為或代表光場）的方向性光束。具體來說，發射光102的方向性光束被反射地從多視像背光件100散射，並且被引導在與多視像顯示器的各個視像方向相對應的不同方向或等效的與多視像顯示器顯示的多視像影像對應的不同視像方向而遠離多視像背光件100。在一些實施例中，可以調變發射光102的方向性光束（例如，使用光閥，如下所述）以便於顯示具有多視像內容的資訊，例如，多視像影像。例如，多視像影像可以表示或包含三維（3D）內容。圖3A至圖3C進一步顯示了包含光閥108的陣列的多視像像素106。多視像背光件100的表面可以被稱為多視像背光件100的「發射表面」，發射光102的方向性光束通過該表面被反射地散射並朝向光閥108。
如圖3A至3C所示，多視像背光件100包含導光體110。導光體110被配置為在傳導方向103上引導光以作為引導光104。此外，在各個實施例中，引導光104可以具有或根據預定的準直因子σ被引導。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，環繞介電材料的光波導的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。根據導光體110的一個以上引導模式，折射係數的差異可以被配置以促進引導光104的全內反射。
在一些實施例中，導光體110可以是厚平板光波導或平板光波導（亦即，平板導光體），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，其被配置為藉由全內反射以引導所述引導光104。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）或其他）。在一些實施例中，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一包覆層（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。具體來說，包覆層可以包含折射係數大於導光體材料的材料。
此外，根據一些實施例，導光體110被配置以根據在導光體110的第一表面110’（例如，「前」表面或「頂部」表面或前側面或頂部側面）和第二表面110”（例如，「後」表面或「底部」表面或後側面或底部側面）之間的非零值傳導角度的全內反射來引導引導光104。具體來說，引導光104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反射或「跳動」而傳導以作為引導光束。在一些實施例中，引導光104可以包含表示不同光色的複數個引導光束。不同光色可以由導光體110由不同顏色特定的非零值傳導角度中相應的一角度來引導。應注意的是，為了簡化說明，非零值傳導角度並未於圖3A至圖3C中示出。然而，表示傳導方向103的粗箭頭描繪了引導光104的總體傳導方向，其沿著圖3A中的導光體的長度。
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，非零值傳導角度均大於零且小於導光體110內的全內反射的臨界角度。舉例而言，引導光104的非零值傳導角度可以在大約十度（10°）至大約五十度（50°）之間，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。
導光體110中的引導光104可以非零值傳導角度被引入或被引導到導光體110中（例如，大約30至35度）。在一些實施例中，諸如但不限於，透鏡、鏡子或類似的反射器（例如，傾斜的準直反射器）、繞射光柵、與稜鏡（圖中未顯示）以及其自身各種組合的結構，可以用以將光引入導光體110以作為引導光104。在其他示例中，可以在沒有或基本上不使用結構的情況下將光直接引入導光體110的輸入端（亦即，可以採用直接或「對接（butt）」耦合）。一旦引導進入導光體110中，引導光104被配置以沿著導光體110在通常遠離輸入端的傳導方向103上傳導。
此外，具有預定的準直因子σ的引導光104可以被稱為「準直光束」或「準直引導光」。在本發明中，「準直光」或「準直光束」通常定義為一束光，其中，數道光束（例如，引導光束）在光束內基本互相平行，除了準直因子σ允許之外。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。
如圖3A至圖3C所示，多視像背光件100進一步包含在整個導光體110上互相隔開微縫隙多光束元件120的陣列。具體來說，微縫隙多光束元件120的陣列中的微縫隙多光束元件120藉由有限空間互相隔開，並且在整個導光體110上表示單獨的、不同的元件。亦即，根據本文的定義，微縫隙多光束元件120的陣列的微縫隙多光束元件120根據有限（亦即，非零值）的元件間距離（例如，有限的中心至中心距離）以互相隔開。此外，根據一些實施例，微縫隙多光束元件120的陣列的微縫隙多光束元件120通常不相交、重疊或以其他方式互相接觸。因此，微縫隙多光束元件120的陣列中的每個微縫隙多光束元件120通常是不同的且與複數個微縫隙多光束元件120中的其他微縫隙多光束元件120分離。在一些實施例中，微縫隙多光束元件120可以由大於微縫隙多光束元件120中的單個微縫隙多光束元件120的尺寸的距離間隔開。
根據一些實施例，微縫隙多光束元件120的陣列中的微縫隙多光束元件120可以排列成一維（one-dimensional, 1D）陣列或二維（two-dimensional, 2D）陣列。例如，微縫隙多光束元件120可以排列為線性1D陣列（例如，包含微縫隙多光束元件120的交錯線的複數條線）。在另一示例中，微縫隙多光束元件120可以被排列成矩形2D陣列或圓形2D陣列。進一步地，在一些實施例中，陣列（亦即，1D陣列或2D陣列） 可以是規則或均勻的陣列。具體來說，複數個微縫隙多光束元件120之間的元件間距離（例如，中心至中心的距離或間隔）可以在整個陣列上基本均勻或恆定。在其他示例中，微縫隙多光束元件120之間的元件間距離可以在整個陣列上、沿著導光體110的長度、或者在導光體110上的其中之一或二者而變化。
圖4A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背光件100的平面圖。具體來說，圖4A顯示具有微縫隙多光束元件120的多視像背光件100，其以2D陣列排列在導光體110上。圖4A中進一步顯示引導光的傳導方向103。如圖所示，微縫隙多光束元件120的2D陣列表示矩形陣列。舉例而言，以2D陣列排列的微縫隙多光束元件120可以與具有2D視像排列的全視差多視像顯示器結合使用，諸如，矩形視像排列（例如，2 x 4視像、2 x 8視像、4 x 8視像等）或正方形視像排列（例如，2 x 2視像或4 x 4視像等）。
圖4B係根據與在此所描述的原理一致的另一實施例，顯示示例中的多視像背光件100的平面圖。如圖4B所示，多視像背光件100包含微縫隙多光束元件120，其以1D陣列排列在導光體110上。具體來說，如圖所示，微縫隙多光束元件120以1D陣列排列為傾斜線性散射元件或傾斜線散射元件。可以將以1D陣列（例如，作為斜向散射線元件）排列的微縫隙多光束元件120與具有1D視像排列（例如，1x4視像、1x8視像等）的純水平視差（horizontal-parallax-only，HPO）多視像顯示器結合使用。圖4B也顯示在1D陣列定向的引導光傳導方向103。根據一些實施例，引導光傳導方向103也可以對應於1D視像排列。
根據各個實施例，微縫隙多光束元件120的陣列中的每個微縫隙多光束元件120包括複數個微縫隙子元件122。此外，微縫隙多光束元件120陣列的每個微縫隙多光束元件120被配置為反射地散射出引導光104的一部分，以作為包含方向性光束的發射光102。具體來說，根據各個實施例，引導光部分使用反射或反射地散射藉由微縫隙多光束元件120的微縫隙子元件以集體方式反射地散射出。根據各個實施例，根據本文的定義，複數個微縫隙子元件中的每個微縫隙子元件122包含傾斜的反射側壁，其傾斜角傾斜偏離引導光的傳導方向。根據各個實施例，反射散射被配置為在微縫隙子元件122的傾斜的反射側壁處產生或由其提供。圖3A和圖3C示出將發射光102的方向性光束顯示為從導光體110的第一表面110’（亦即，發射表面）指向遠離的複數個發散箭頭。
根據各個實施例，包含在複數個微縫隙子元件的尺寸之內的每個微縫隙多光束元件120的尺寸（例如，如圖3A中的小寫字母「s」所示）相當於多視像顯示器中光閥108的尺寸（例如，圖3A中的大寫字母「S」所示）。在本文中，「尺寸」可以以包含但不限於，長度、寬度、或面積的各種方式中的任何一種來定義。舉例而言，光閥108的尺寸可以是其長度，並且微縫隙多光束元件120的相當尺寸也可以是微縫隙多光束元件120的長度。在另一示例中，尺寸可被稱為區域，使得微縫隙多光束元件120的面積可以與光閥108的面積相當。
在一些實施例中，每個微縫隙多光束元件120的尺寸在多視像顯示器的光閥108的陣列中的光閥108的尺寸的約百分之二十五（25％）至約百分之二百（200％）之間。在其他示例中，微縫隙多光束元件的尺寸大於光閥尺寸的百分之五十（50％）、或大於光閥尺寸的百分之六十（60％）、或大於光閥尺寸的百分之七十（70％）、或大於光閥尺寸的百分之七十五（75％）、或大於光閥尺寸的百分之八十（80％）、或大於光閥尺寸的百分之八十五（85％）、或大於光閥尺寸的百分之九十（90％）。在其他示例中，微縫隙多光束元件的尺寸小於光閥尺寸的百分之一百八十（180％）、或少於光閥尺寸的百分之一百六十（160％）、或小於光閥尺寸的百分之一百四十（140％）、或小於光閥尺寸的百分之一百二十（120％）。
根據一些實施例，可以選擇微縫隙多光束元件120和光閥108的相當尺寸，以減少多視像顯示器的視像之間的暗區域，或在一些實施例中將其最小化。此外，可以選擇微縫隙多光束元件120和光閥108的相當尺寸以減小並且在一些實施例中使多視像顯示器的視像（或視像像素）之間的重疊最小化。圖3A至圖3C進一步示出了光閥108的陣列，其被配置為調變發射光102的方向性光束。例如，光閥陣列可以是採用多視像背光件100的多視像顯示器的一部分。為了便於討論，在圖3A至圖3C顯示光閥108的陣列以及多視像背光件100。
如圖3A至圖3C所示的，具有不同主要角度方向的發射光102中的不同方向性光束會穿過光閥108的陣列中的不同光閥108，並且可以被其調變。此外，如圖所示，光閥108的陣列之中的光閥108對應於多視像像素106的子像素，並且光閥108的集合可以對應於多視像顯示器的多視像像素106。具體來說，在一些實施例中，光閥108的陣列中的光閥108的不同集合被配置為接收和調變由微縫隙多光束元件120中的對應的微縫隙多光束元件120形成或提供的發射光102的方向性光束，亦即，如圖所示，每個微縫隙多光束元件120皆具有光閥108的一個獨特集合。在各個實施例中，不同種類的光閥可被用作光閥108的陣列之中的光閥108，光閥的種類包含但不限於，液晶光閥、電泳光閥、及基於電潤濕的複數光閥其中的一種以上。
應注意，如圖3A所示，多視像像素106的子像素的尺寸可以對應於光閥陣列中的光閥108的尺寸。在其他示例中，光閥尺寸可以被定義為光閥陣列的相鄰光閥108之間的距離（例如，中心至中心的距離）。例如，光閥108可以小於光閥陣列中的光閥108之間的中心至中心的距離。例如，光閥尺寸可以被定義為光閥108的尺寸或者對應於光閥108之間的中心到中心距離的尺寸。
在一些實施例中，微縫隙多光束元件120與對應的多視像像素106（亦即，子像素的集合和對應的光閥108的集合）之間的關係可以是一對一的關係。亦即，可以存在相同數量的多視像像素106和微縫隙多光束元件120。圖3B通過示例的方式明確地示出了一對一的關係，其中，包含不同的光閥108的集合的每一個多視像像素106被示出為被虛線包圍。在其他實施例中（圖中未顯示），多視像像素106的數量與微縫隙多光束元件120的數量可以彼此不同。
在一些實施例中，複數個相鄰微縫隙多光束元件120中的一對微縫隙多光束元件120之間的元件間距離（例如，中心至中心的距離）可等於對應之複數個相鄰多視像像素106中的一對多視像像素106之間的像素間距離（例如，中心至中心的距離），例如，由複數光閥集合表示。例如，如圖3A所示，第一微縫隙多光束元件120a和第二微縫隙多光束元件120b之間的中心至中心的距離基本上等於第一光閥集合108a和第二光閥集合108b之間的中心至中心的距離。在另一實施例中（圖中未顯示），該對微縫隙多光束元件120及對應光閥集合的中心至中心的相對距離可以不同，例如，微縫隙多光束元件120可具有大於或小於表示多視像像素106的複數光閥集合之間的間距的元件間間隔。
此外（例如，如圖3A中所示），根據一些實施例，每個微縫隙多光束元件120可以被配置為將發射光102的方向性光束提供給一個且僅一個多視像像素106。具體來說，對於給定的微縫隙多光束元件120，具有對應於多視像顯示器的不同視像的不同主要角度方向的方向性光束可以基本上被限制在單個對應的多視像像素106及其子像素中，亦即，對應於微縫隙多光束元件120的光閥108的一個集合。因此，多視像背光件100的每一個微縫隙多光束元件120提供發射光102的對應的方向性光束集合，其具有與多視像顯示器的不同視像相對應的不同的主要角度方向的集合（亦即，方向性光束的集合包含具有與每一個不同視像方向相對應的方向的光束）。
如圖3A所示，第一光閥集合108a配置為接收和調變來自第一微縫隙多光束元件120a的發射光102的方向性光束。此外，第二光閥集合108b被配置為接收並調變來自第二微縫隙多光束元件120b的發射光102的方向性光束。因此，光閥陣列中的每個光閥集合（例如，第一光閥集合108a及第二光閥集合108b）分別對應不同的微縫隙多光束元件120（例如，元件120a、元件120b）以及對應不同的多視像像素106，其中，光閥集合中的各個光閥108對應各個多視像像素106的子像素。
在一些實施例中，微縫隙多光束元件120陣列中的微縫隙多光束元件120可以設置在導光體110的表面上。舉例而言，如圖3A所示，微縫隙多光束元件120可以設置在與導光體110的發射表面（例如，第一表面110’）相對的第二表面110”上。在此示例中，複數個微縫隙子元件中的微縫隙子元件122延伸到導光體110的內部並朝著發射表面延伸。在另一個示例中，微縫隙多光束元件120可以設置在導光體110的發射表面（例如，第一表面110’）上或上方，以及複數個微縫隙子元件122中的微縫隙子元件122可以遠離發射表面延伸到導光體110的內部。
在其他實施例中，微縫隙多光束元件120可以位於導光體110內。具體來說，在這些實施例中，微縫隙多光束元件120中的複數個微縫隙子元件可以位在導光體110的第一表面110’和第二表面110”兩者之間並將其隔開。例如，可以將微縫隙多光束元件120設置在導光體110的表面上，然後用導光體材料層覆蓋，以將微縫隙多光束元件120有效地掩埋在導光體110內。
在另一個實施例中，微縫隙多光束元件120可以設置在位於導光體110的表面上的光學材料層中。在這些實施例的某一些實施例中，光學材料層的表面可以是發射表面，並且複數個微縫隙子元件122中的微縫隙子元件122可以背離發射面並且朝著導光體表面延伸。在一些實施例中，位於導光體110的表面上的光學材料層的折射係數可以與導光體110的材料折射係數匹配，以減少或基本上最小化光在導光體110和材料層之間的界面處的反射。在另一個實施例中，其他材料的折射係數可以高於導光體材料的折射係數。例如，這種折射係數較高的材料層可以用於改善發射光102的亮度。
圖5A係根據與在此所描述的原理一致的一實施例，顯示示例中的多視像背光件100的一部分的剖面圖。如圖5A所示，多視像背光件100包含導光體110，其具有設置在導光體110的第一表面110’上的微縫隙多光束元件120。圖5A所示的微縫隙多光束元件120包含複數個微縫隙元件，其具有延伸到導光體110內的微縫隙子元件122。如圖所示，引導光104被微縫隙子元件122的傾斜反射側壁122a反射並且離開導光體110的發射表面（例如，第一表面110’）以作為發射光102。此外，如圖5A所示，微縫隙子元件122的傾斜反射側壁122a具有傾斜角α，其傾斜偏離引導光104的傳導方向103。在一些實施例中，微縫隙子元件122的深度d可以大約等於微縫隙多光束元件120內的相鄰微縫隙子元件122之間的間距p（或間隔）。
圖5B係根據與在此所描述的原理一致的另一實施例，顯示示例中的多視像背光件100的一部分的剖面圖。如圖5B所示，多視像背光件100包括導光體110和微縫隙多光束元件120。然而，在圖5B中，微縫隙多光束元件120位於導光體110內的第一表面110’和第二表面110”之間。如圖5A所示，引導光104在圖5B中顯示為由微縫隙子元件122的傾斜反射側壁122a反射並且離開導光體110的發射表面（第一表面110’）以作為發射光102。
圖5C係根據與在此所描述的原理一致的另一實施例，顯示示例中的多視像背光件100的一部分的剖面圖。如圖所示，多視像背光件100也包含導光體110，其具有設置在導光體110的第一表面110’上的光學材料層112。圖5C所示的微縫隙多光束元件120位於光學材料層112中，複數個微縫隙子元件122中的微縫隙子元件122從包含光學材料層112的表面的發射表面朝向導光體110的第一表面110’延伸。此外，例如，如圖所示，微縫隙子元件122的深度可以與光學材料層112的厚度或高度h相當。在圖5C中，顯示引導光104從導光體110進入光學材料層112，然後被微縫隙子元件122的傾斜反射側壁122a反射，以提供發射光102。
應注意，儘管圖5A至圖5C所示的微縫隙多光束元件120的每個微縫隙子元件122的尺寸和形狀相似，在一些實施例中（未顯示），複數個微縫隙子元件122的微縫隙子元件122可以互相不同。例如，微縫隙子元件122可以在微縫隙多光束元件120內和整個微縫隙多光束元件120上具有不同尺寸、不同的剖面輪廓、以及甚至不同的方向其中一個以上（例如，相對於引導光傳導方向的旋轉）。具體來說，根據一些實施例，複數個微縫隙子元件122中的至少兩個微縫隙子元件122在發射光102內可以具有互相不同的反射散射分佈。
根據一些實施例，複數個微縫隙子元件122中的微縫隙子元件122的傾斜反射側壁122a被配置為根據全內反射以反射地散射出引導光104的一部分（亦即，由於傾斜反射側壁122a的任一側面上的材料的折射係數之間的差異）。亦即，在傾斜反射側壁122a處具有小於臨界角的入射角的引導光104傾斜反射側壁122a反射而成為發射光102。
在一些實施例中，傾斜反射側壁122a的傾斜角α相對於導光體110（或等效的多視像背光件100）的發射表面的表面法線在零度（0°）和大約四十五度（45°）之間。在一些實施例中，傾斜反射側壁122a的傾斜角α在10度（10°）至大約四十度（40°）之間。例如，傾斜反射側壁122a的傾斜角α可以相對於導光體110的發射表面的表面法線為大約二十度（20º）、或大約三十度（30º）、或大約三十五度（35º）。
根據各個實施例，結合引導光104的非零值傳導角度以選擇傾斜角α，以提供包含方向性光束的發射光102的目標角。此外，所選擇的傾斜角α可以被配置為較佳地在導光體110的發射表面（例如，第一表面110’）的方向上並且遠離導光體110的與發射表面相對的表面（例如，第二表面110”）散射光。亦即，在一些實施例中，傾斜反射側壁122a可以在遠離發射表面的方向上提供很少或基本沒有引導光104的散射。
在一些實施例中，複數個微縫隙子元件122中的微縫隙子元件122的傾斜反射側壁122a包含被配置為反射地散射出引導光104的一部分的反射材料。例如，反射材料可以是塗覆在傾斜反射側壁122a上的一層反射金屬（例如，鋁、鎳、金、銀、鉻、銅等）或反射金屬-聚合物（例如，聚合物-鋁）。在另一示例中，微縫隙子元件122的內部可以填充或基本上填充有反射材料。在一些實施例中，填充微縫隙子元件122的反射材料可以在傾斜反射側壁122a處提供引導光的一部分的反射散射。
在一些實施例中（例如，如圖5A至圖5C所示），複數個微縫隙子元件的微縫隙子元件的第一側壁的傾斜角基本上類似於微縫隙子元件的第二側壁的傾斜角。亦即，微縫隙子元件的相對側壁可以基本上互相平行。在其他實施例中，複數個微縫隙子元件中的微縫隙子元件的第一側壁的傾斜角可以不同於微縫隙子元件的第二側壁的傾斜角，第一側壁是傾斜反射側壁122a。
圖6係根據與在此所描述的原理一致的一實施例，顯示示例中的包含微縫隙子元件122的多視像背光件100的一部分的剖面圖。如圖所示，微縫隙子元件122被描繪在導光體110的第一表面110’處，其中微縫隙子元件122的第一側壁122-1表示具有傾斜角α的傾斜反射側壁122a。此外，如圖所示，微縫隙子元件122的第二側壁122-2具有與第一側壁122-1的傾斜角α不同的傾斜角。具體來說，如圖所示，圖6所示的第二側壁122-2具有大約零度（0°）的傾斜角，亦即，第二側壁122-2的傾斜角基本平行於導光體110的第一表面110’的表面法線。
在一些實施例中，複數個微縫隙子元件中的微縫隙子元件可以具有彎曲形狀，其在與引導光傳導方向103正交的方向上。具體來說，彎曲形狀可以在與傳導方向103正交的方向上，也可以在與導光體110的表面平行的平面上。根據一些實施例，彎曲形狀可以被配置為控制位於與引導光的傳導方向正交的平面中的散射光的發射圖案。
圖7係根據與在此所描述的原理一致的一實施例，顯示示例中的彎曲微縫隙子元件122的立體圖。如圖所示，彎曲的微縫隙子元件122位於導光體110中，並且具有相對於引導光的傳導方向103凸出的彎曲形狀。如圖所示，微縫隙子元件122的凸弧彎曲形狀可用於增加反射地散射光在x-y方向上的擴散。在另一個示例（未顯示）中，例如，微縫隙子元件122的彎曲形狀可以相對於傳導方向103凹陷，以減小反射地散射光的散佈。此外，在一些實施例中，可以優選地選擇彎曲形狀的曲率半徑以控制反射散射光的散佈量。圖4A至圖4B也顯示彎曲的微縫隙子元件122。
根據本文所描述的原理的一些實施例，提供了一種多視像顯示器。多視像顯示器被配置為發射調變光束以作為多視像顯示器的視像像素以提供多視像影像。所發射的調變光束具有互相不同的主要角度方向。此外，所發射的調變光束可以優選地指向多視像顯示器的複數個觀看方向或視像或等效的多視像影像。在非限制性示例中，多視像顯示器可以包含一乘四（1x4）、一乘八（1x8）、二乘二（2x2）、四乘八（4×8）或八乘八（8×8）個視像，其具有相應數量的視像方向。多視像顯示器包含一個方向而不是另一個方向的複數個視像（例如1x4和1x8視像）可以稱為「純水平視差」多視像顯示器，其中，這些配置可以提供表示沿一個方向的不同視像或場景視差的視像（例如，沿著水平方向以作為水平視差），但不在正交方向（例如，沒有視差的垂直方向）上。在兩個正交方向上包含一個以上場景的多視像顯示器可以被稱為全視差多視像顯示器，其中，視像或場景中的視差可以在兩個正交方向上變化（例如，水平視差和垂直視差）。在一些實施例中，多視像顯示器被配置為提供具有三維（3D）內容或資訊的多視像顯示器。例如，多視像顯示器或多視像影像的不同視像可以提供由多視像顯示器顯示的多視像影像中表示為「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，顯示示例中的多視像顯示器200的方塊圖。根據各個實施例，多視像顯示器200被配置為根據沿不同視像方向的不同視像來顯示多視像影像。具體來說，由多視像顯示器200發射的發射光202的調變方向性光束可以用於顯示多視像影像，並且可以對應於不同視像的像素（亦即，視像像素）。在圖8中，作為示例而非限制，具有虛線的箭頭用於表示發射光202的調變方向性光束以強調其調變。
如圖8所示，多視像顯示器200包括導光體210。導光體210被配置為在傳導方向上將光引導為引導光。在各個實施例中，光可以根據全內反射被引導，例如引導為引導光束。例如，導光體210可以是被配置成從其光輸入端引導光作為引導光束的平板導光體。在一些實施例中，多視像顯示器200的導光體210可以基本上類似於上文關於多視像背光件100所述的導光體110。
圖8所示的可切換模式的多視像顯示器200進一步包含微縫隙多光束元件220的陣列。根據各個實施例，微縫隙多光束元件220的陣列中的微縫隙多光束元件220在導光體110上互相隔開。微縫隙多光束元件220的陣列中的微縫隙多光束元件220包含複數個微縫隙子元件。此外，微縫隙多光束元件220被配置為將引導光反射地散射為包含方向性光束的發射光202，方向性光束的方向與多視像顯示器200所顯示的多視像影像的各個視像方向相對應。發射光202的方向性光束具有互相不同的主要角度方向。根據各個實施例，方向性光束的不同主要角度方向對應於多視像影像的不同視像中的各個視像的不同視像方向。在一些實施例中，包含多視像顯示器200的微縫隙子元件的微縫隙多光束元件220可以分別與上述多視像背光件100的微縫隙多光束元件120和微縫隙子元件122基本相似。具體來說，複數個微縫隙子元件中的每個微縫隙子元件包含傾斜反射側壁，其傾斜角傾斜偏離引導光的傳導方向。
如圖8所示，多視像顯示器200進一步包含光閥230的陣列。光閥230的陣列被配置為調變發射光202的方向性光束以提供多視像影像。在一些實施例中，光閥230的陣列可以基本上類似於上文關於多視像背光件100所描述的光閥108的陣列。在一些實施例中，微縫隙多光束元件的尺寸在光閥230的陣列中的光閥230的尺寸的大約百分之二十五（25％）至大約百分之二百（200％）之間。在其他實施例中，如上文關於微縫隙多光束元件120和光閥108所描述的，可以採用微縫隙多光束元件220和光閥230的其他相對尺寸。
在一些實施例中，引導光可以根據預定準直因子以準直。在一些實施例中，發射光的發射圖案取決於引導光的預定準直因子。例如，預定準直因子可以與上文關於多視像背光件100所述的預定準直因子σ基本相似。
在一些實施例中，微縫隙多光束元件220的複數個微縫隙子元件中的微縫隙元件可以設置在導光體210的表面上。例如，如上文關於多視像背光件100所述，該表面可以是導光體210的發射表面也可以是與導光體210的發射表面相對的表面。在這些實施例中，微縫隙子元件可以延伸到導光體的內部。在其他實施例中，微縫隙子元件可以設置在導光體210內，其位於導光體表面之間並與導光體表面隔開。
在一些實施例中，複數個微縫隙子元件中的微縫隙子元件被配置為根據全內反射反射地散射出引導光的一部分。在一些實施例中，如上所述，複數個微縫隙子元件中的一微縫隙子元件進一步包含反射材料（例如但不限於反射金屬或金屬聚合物），其鄰近並覆蓋微縫隙子元件的傾斜反射側壁。
在一些實施例中，相對於導光體210的發射表面的表面法線，微縫隙子元件的微縫隙子元件的傾斜的反射側壁的傾斜角在零度（0º）與大約四十五度（45º）之間。在一些實施例中，複數個微縫隙子元件中的一微縫隙子元件具有彎曲形狀，其位在既垂直於引導光的傳導方向又平行於導光體的表面的方向。舉例而言，彎曲形狀可以被配置為控制位於與引導光的傳導方向正交的平面中的散射光的發射圖案。
在一些實施例中，光閥230的陣列中的光閥230排列成表示多視像顯示器200的多視像像素的集合。在一些實施例中，光閥表示多視像像素的子像素。在一些實施例中，微縫隙多光束元件220的陣列中的微縫隙多光束元件220與多視像顯示器200的多視像像素具有一對一關係。
在這些實施例中的一些中（圖8中未顯示），多視像顯示器200可以進一步包含光源。光源可以被配置以非零值傳導角度向導光體210提供光，並且在一些實施例中，根據預定準直因子進行準直，以在導光體210內提供引導光的預定角展度。根據一些實施例，光源可以基本上類似於以上關於多視像背光件100所描述的光源130。
根據本文所描述的原理的一些實施例，本發明提供了一種多視像背光件的操作方法。圖9係根據與在此所描述的原理一致的一實施例，顯示示例中的多視像背光件的操作方法300的流程圖。如圖9所示，多視像背光件的操作方法300包含在沿著導光體的長度的傳導方向上引導光以作為引導光的步驟310。在一些實施例中，在步驟310中，光可以非零值傳導角度被引導。此外，引導光可以被準直。具體來說，可以根據預定準直因子以準直引導光。根據一些實施例，導光體可以基本上類似於上文關於多視像背光件100所述的導光體110。具體來說，根據各個實施例，可以根據導光體內的全內反射以引導光。同樣地，預定準直因子和非零值傳導角度可以基本上類似於上文關於多視像背光件100的導光體110所述的預定準直因子σ和非零值傳導角度。
如圖9所示，多視像背光件的操作方法300進一步包含使用微縫隙多光束元件陣列將引導光的一部分反射出導光體的步驟320，以提供包含方向性光束的發射光，其具有與多視像顯示器的各個不同視像方向相對應的不同方向。在各個實施例中，方向性光束的不同方向對應於多視像顯示器的各個視像方向。在各個實施例中，微縫隙多光束元件陣列中的微縫隙多光束元件包含複數個微縫隙子元件。此外，根據本文的定義，複數個微縫隙子元件中的每個微縫隙子元件包含傾斜反射側壁，其傾斜角傾斜偏離引導光的傳導方向。在一些實施例中，每個微縫隙多光束元件的尺寸介於多視像顯示器的光閥陣列中的一光閥的尺寸的百分之二十五至百分之二百之間。
在一些實施例中，微縫隙多光束元件基本上類似於上述多視像背光件100的微縫隙多光束元件120。具體來說，如上所述，微縫隙多光束元件的複數個微縫隙元件可以基本上類似於複數個微縫隙子元件122。
在一些實施例中，微縫隙子元件中的複數個微縫隙子元件設置在導光體的表面上，例如，導光體的發射表面或與發射表面相對的表面。在其他實施例中，複數個微縫隙子元件中的微縫隙子元件位於相對的導光體表面之間並與其隔開。根據各個實施例，發射光的發射圖案可以取決於（至少部分地取決於）引導光的預定準直因子。
在一些實施例中，傾斜反射側壁根據全內反射將光反射出導光體以提供發射光。在其他實施例中，微縫隙多光束元件陣列中的微縫隙多光束元件進一步包含與複數個微縫隙子元件相鄰並塗覆複數個反射子元件的反射側壁的反射材料。
在一些實施例中，傾斜反射側壁的傾斜角相對於導光體的發射表面的表面法線在零度（0°）和大約四十五度（45°）之間。根據各個實施例，結合引導光的非零值傳導角度選擇傾斜角，較佳地在導光體的發射表面的方向上並且遠離與導光體的發射表面相對的表面散射光。
在一些實施例（圖中未顯示）中，多視像背光件的操作方法進一步包含使用光源向導光體提供光的步驟。所提供的光其中之一或二者在導光體內可以具有非零值傳導角度，並且可以根據準直因子在導光體內準直以在導光體內提供引導光的預定角展度。在一些實施例中，如上所述，光源可以基本類似於多視像背光件100的光源130。
在一些實施例中（例如，如圖9所示），多視像背光件的操作方法300進一步包含使用光閥調變由微縫隙多光束元件反射地散射出的發射光的方向性光束的步驟330，以提供多視像影像。根據一些實施例，複數個光閥或光閥陣列中的光閥對應於多視像像素的子像素，並且該光閥陣列的光閥集合對應於或排列為多視像顯示器的多視像像素。亦即，例如，光閥可以具有與子像素的尺寸相當的尺寸或與多視像像素的子像素之間的中心至中心的間隔相當的尺寸。根據一些實施例，如上所述，複數個光閥可以與多視像背光件100的上述光閥108的陣列基本相似。具體來說，光閥的不同集合可以對應於不同的多視像像素，其對應關係類似於第一光閥集合108a和第二光閥集合108b與不同多視像像素106的對應關係。此外，光閥陣列的各個光閥可以對應於多視像像素的子像素，如同上文所述的光閥108對應於在上述參考討論中的子像素。
因此，本發明已描述使用微縫隙多光束元件的多視像背光件、多視像背光件的操作方法以及多視像顯示器的示例與實施例，微縫隙多光束元件包含具有傾斜反射側壁的微縫隙子元件以提供包含方向性光束的發射光，該方向性光束的方向對應於多視像影像的不同方向性視像。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2019年10月22日提交的美國第62 / 924,650號臨時專利申請案以及2020年10月20日提交的第PCT / US2020 / 056533號國際專利申請的優先權，兩者的全部內容藉由引用併入本文。
10:多視像顯示器 12:螢幕 14:視像 16:視像方向 20:光束 100:多視像背光件 102:發射光 103:傳導方向 104:引導光 106:多視像像素 108:光閥 108a:第一光閥集合 108b:第二光閥集合 110:導光體 110’:第一表面 110”:第二表面 112:光學材料層 120:微縫隙多光束元件 120a:第一微縫隙多光束元件、元件 120b:第二微縫隙多光束元件、元件 122:微縫隙子元件 122-1:第一側壁 122-2:第二側壁 122a:傾斜反射側壁 130:光源 200:多視像顯示器 202:發射光 210:導光體 220:微縫隙多光束元件 230:光閥 300:多視像背光件的操作方法 310~330:步驟 α:傾斜角 d:深度 h:高度 O:原點 p:間距 θ:仰角、分量 ϕ:方位角、分量 σ:準直因子、角展度 s:尺寸 S:尺寸
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。
圖1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，顯示示例中的多視像背光件的剖面圖。
圖3B係根據與在此所描述的原理一致的一實施例，顯示示例中的多視像背光件的平面圖。
圖3C係根據與在此所描述的原理一致的一實施例，顯示示例中的多視像背光件的立體圖。
圖4A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背光件的平面圖。
圖4B係根據與在此所描述的原理一致的另一實施例，顯示示例中的多視像背光件的平面圖。
圖5A係根據與在此所描述的原理一致的一實施例，顯示示例中的多視像背光件的一部分的剖面圖。
圖5B係根據與在此所描述的原理一致的另一實施例，顯示示例中的多視像背光件的一部分的剖面圖。
圖5C係根據與在此所描述的原理一致的另一實施例，顯示示例中的多視像背光件的一部分的剖面圖。
圖6係根據與在此所描述的原理一致的一實施例，顯示示例中的包含微縫隙子元件的多視像背光件的一部分的剖面圖。
圖7係根據與在此所描述的原理一致的一實施例，顯示示例中的彎曲微縫隙子元件的立體圖。
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，顯示示例中的多視像背光件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:多視像背光件
102:發射光
103:傳導方向
104:引導光
106:多視像像素
108:光閥
108a:第一光閥集合
108b:第二光閥集合
110:導光體
110’:第一表面
110”:第二表面
120:微縫隙多光束元件
120a:第一微縫隙多光束元件、元件
120b:第二微縫隙多光束元件、元件
122:微縫隙子元件
130:光源
σ:準直因子、角展度
s:尺寸
S:尺寸

Claims (22)

  1. 一種多視像背光件，包括： 一導光體，被配置為在一傳導方向上引導光，以作為具有一非零值傳導角度和一預定準直因子的引導光；以及 一微縫隙多光束元件陣列，在該導光體上互相隔開，該微縫隙多光束元件陣列中的每個微縫隙多光束元件包括複數個微縫隙子元件，並且被配置為將該引導光的一部分反射地散射出以作為發射光，該發射光包括具有與一多視像顯示器的各個視像方向相對應的方向的方向性光束， 其中，該複數個微縫隙子元件中的每個微縫隙子元件包括一傾斜反射側壁，該傾斜反射側壁具有一傾斜角，該傾斜角傾斜偏離該引導光的該傳導方向。
  2. 如請求項1之多視像背光件，其中，每個該微縫隙多光束元件的尺寸在該多視像顯示器的一光閥陣列中的一光閥的尺寸的百分之二十五至百分之二百之間。
  3. 如請求項1之多視像背光件，其中，該微縫隙多光束元件設置在該導光體的一發射表面上，該複數個微縫隙子元件中的一微縫隙子元件延伸至該導光體的內部而遠離該發射表面。
  4. 如請求項1之多視像背光件，其中，該微縫隙多光束元件設置在位於該導光體的表面上的一導光體材料層中，該導光體材料層的表面為一發射表面，並且該複數個微縫隙子元件中的一微縫隙子元件遠離該發射表面並朝著該導光體的表面延伸。
  5. 如請求項4之多視像背光件，其中，位於該導光體的表面上的該導光體材料層的折射係數大於該導光體的材料的折射係數。
  6. 如請求項1之多視像背光件，其中，該複數個微縫隙子元件中的一微縫隙子元件的該傾斜反射側壁被配置為根據全內反射而反射地散射出該引導光的一部分。
  7. 如請求項1之多視像背光件，其中，該複數個微縫隙子元件中的一微縫隙子元件的該傾斜反射側壁包括一反射材料，該反射材料被配置為反射地散射出該引導光的一部分。
  8. 如請求項1之多視像背光件，其中，該傾斜反射側壁的該傾斜角相對於該導光體的一發射表面的表面法線介於零度和大約四十五度之間，該傾斜角被配置為在該導光體的該發射表面的方向上並且遠離與該導光體的該發射表面相對的表面散射光。
  9. 如請求項1之多視像背光件，其中，該複數個微縫隙子元件中的一微縫隙子元件具有一彎曲形狀，該彎曲形狀在垂直該引導光的該傳導方向並且平行於該導光體的表面的平面的方向上，該彎曲形狀被配置為控制在與該引導光的該傳導方向垂直的平面中的散射光的發射圖案。
  10. 如請求項1之多視像背光件，其中，該複數個微縫隙子元件中的該微縫隙子元件的深度大約等於該複數個微縫隙子元件內的相鄰微縫隙子元件之間的一間隔，及/或該複數個微縫隙子元件中的一微縫隙子元件的一第一側壁的傾斜角不同於該微縫隙子元件的一第二側壁的傾斜角，該第一側壁為該傾斜反射側壁。
  11. 一種多視像顯示器，包括如請求項1之多視像背光件，該多視像顯示器進一步包括一光閥陣列，該光閥陣列被配置為調變該方向性光束以提供具有與該多視像顯示器的該視像方向相對應的方向性視像的一多視像影像。
  12. 一種多視像顯示器，包括：一導光體，被配置為在一傳導方向上將光引導以作為引導光；一微縫隙多光束元件陣列，在該導光體上互相隔開，該微縫隙多光束元件陣列中的微縫隙多光束元件各自包括複數個微縫隙子元件，並且被配置為將該引導光反射地散射出以作為發射光，該發射光包括具有與一多視像影像的各個視像方向相對應的方向的方向性光束；以及一光閥陣列，被配置為調變該方向性光束以提供該多視像影像，其中，該複數個微縫隙子元件中的每個微縫隙子元件包括一傾斜反射側壁，該傾斜反射側壁具有一傾斜角，該傾斜角傾斜偏離該引導光的該傳導方向。
  13. 如請求項12之多視像顯示器，其中，該微縫隙多光束元件的尺寸介於該光閥陣列中的一光閥的尺寸的百分之二十五至百分之二百之間。
  14. 如請求項12之多視像顯示器，其中，該引導光根據一預定準直因子被準直，該發射光的一發射圖案係該引導光的該預定準直因子之函數。
  15. 如請求項12之多視像顯示器，其中，該複數個微縫隙子元件中的一微縫隙子元件設置在該導光體的一發射表面上，該微縫隙子元件延伸至該導光體的內部。
  16. 如請求項12之多視像顯示器，其中，該複數個微縫隙子元件中的一微縫隙子元件的該傾斜反射側壁被配置為根據全內反射而反射地散射出該引導光的一部分。
  17. 如請求項12之多視像顯示器，其中該傾斜反射側壁的該傾斜角相對於該導光體的一發射表面的表面法線介於零度和大約四十五度之間，及∕或該複數個微縫隙子元件中的一微縫隙子元件具有一彎曲形狀，該彎曲形狀在垂直該引導光的該傳導方向並且平行於該導光體的表面的方向上，該彎曲形狀被配置為控制在與該引導光的該傳導方向垂直的平面中的散射光的發射圖案。
  18. 如請求項12之多視像顯示器，其中，該光閥陣列中的光閥以集合方式排列，以表示該多視像顯示器的多視像像素，該光閥表示該多視像像素的子像素，並且其中該微縫隙多光束元件陣列中的微縫隙多光束元件與該多視像顯示器的該多視像像素具有一對一的對應關係。
  19. 一種多視像背光件的操作方法，該方法包括： 沿著一導光體的長度在一傳導方向上引導光，以作為具有一非零值傳導角度和一預定準直因子的引導光；以及 使用一微縫隙多光束元件陣列將該引導光的一部分反射出該導光體，以提供包括方向性光束的發射光，該方向性光束具有與一多視像顯示器的各個不同視像方向相對應的不同方向，該微縫隙多光束元件陣列中的一微縫隙多光束元件包括複數個微縫隙子元件，其中，該複數個微縫隙子元件中的每個微縫隙子元件包括一傾斜反射側壁，該傾斜反射側壁具有一傾斜角，該傾斜角傾斜偏離該引導光的該傳導方向。
  20. 如請求項19之多視像背光件的操作方法，其中，該傾斜反射側壁根據全內反射而反射地散射光，將該引導光的該部分反射出該導光體，以提供該發射光。
  21. 如請求項19之多視像背光件的操作方法，其中，該傾斜反射側壁的該傾斜角相對於該導光體的一發射表面的表面法線介於零度和大約四十五度之間，結合該引導光的該非零值傳導角度選擇該傾斜角，以在該導光體的該發射表面的方向上並且遠離與該導光體的該發射表面相對的表面散射光。
  22. 如請求項19之多視像背光件的操作方法，該方法進一步包括：使用一光閥陣列調變該方向性光束以提供一多視像影像，其中，該微縫隙多光束元件的尺寸介於該光閥陣列中的一光閥的尺寸的百分之二十五至百分之二百之間。
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