TW201804214A - 背光模組及其立體顯示裝置 - Google Patents

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Abstract

一種背光模組，包含光源組、光源時序控制單元、導光板以及柱狀透鏡。光源組包含複數第一光源與複數第二光源。光源時序控制單元係用以控制第一光源的發光時間不同於第二光源的發光時間。導光板包含相鄰的至少一主表面與一側面，且側面之面積係小於主表面之面積。柱狀透鏡係位於導光板之側面，並光學耦合於光源組與導光板之間，且柱狀透鏡具有一中心軸與複數柱面單元，每一柱面單元具有一中心光軸，每一柱面單元所涵蓋的第一光源係對稱於涵蓋此第一光源之柱面單元之中心光軸，每一柱面透鏡所涵蓋的第二光源亦係對稱於涵蓋此第二光源之柱面單元之中心光軸，且第一光源與第二光源係對稱於柱狀透鏡之中心軸交錯排列的。

Description

背光模組及其立體顯示裝置
本揭露係關於一種背光模組，特別係關於一種指向性（directional）背光模組。
近年來，隨著虛擬實境(Virtual Reality；VR)的技術蓬勃發展，能呈現立體視覺顯示的光學產品也日益受到重視。一般而言，立體顯示裝置係藉由分別提供不同的影像至使用者之左眼與右眼，使得使用者之左眼與右眼可分別接收不同的影像資訊，再利用人類的兩眼視差，從而觀看到立體的影像。
一般而言，裸視立體顯示裝置係運用時間多工或空間多工的方式，分別傳送不同影像至使用者之左眼與右眼，如此一來，使用者可在不需配戴眼鏡的情況下觀察到立體的影像，增加使用上的舒適度與方便性。然而，如何進一步改善裸視立體顯示裝置的各項光學特性以及提供多點視域等功能，已成為相關研究領域研發課題之一，亦係當前相關領域亟需改進的目標。
本揭露係關於一種背光模組，其可維持背光模組之指向性(directional)，且可增加背光模組之發光亮度的均勻性。
依據本揭露之部分實施方式，背光模組包含光源組、光源時序控制單元、導光板以及柱狀透鏡。光源組包含複數第一光源與複數第二光源。光源時序控制單元係用以控制第一光源的發光時間不同於第二光源的發光時間。導光板包含相鄰的至少一主表面與一側面，且側面之面積係小於主表面之面積。柱狀透鏡係位於導光板之側面，並光學耦合於光源組與導光板之間，且柱狀透鏡具有一中心軸與複數柱面單元。每一柱面單元具有一中心光軸，每一柱面單元所涵蓋的第一光源係對稱於涵蓋此第一光源之柱面單元之中心光軸，每一柱面單元所涵蓋的第二光源亦係對稱於涵蓋此第二光源之柱面單元之中心光軸，且第一光源與第二光源係對稱於柱狀透鏡之中心軸交錯排列的。
依據本揭露之部分實施方式，立體顯示裝置包含一背光模組、一顯示面板與一畫面切換控制單元。畫面控制單元係用以控制顯示面板之顯示畫面時序性地切換，且第一光源與第二光源之切換與顯示畫面之切換係實質上同步的。
於本揭露之多個實施方式中，背光模組係藉由柱狀透鏡光學耦合於光源組與導光板之間，且設置第一光源與第二光源對稱於涵蓋此第一光源與第二光源之柱面單元之中心光軸，且第一光源與第二光源係對稱於柱狀透鏡之一中心軸交錯排列的，故第一光束於導光板的前進方向亦係對稱於柱面單元的中心光軸，且第二光束於導光板的前進方向亦係對稱於柱面單元的中心光軸，故俾利於達成背光模組之指向性。此外，由於導光板之主表面具有柱狀微結構，此柱狀微結構之尺寸係隨著遠離光源模組的方向增加的，故可以調整第一光束與第二光束的出光亮度，俾利於增加背光模組之發光亮度的均勻性。再者，透過背光模組與顯示面板之同步切換，可藉由時間多工與空間多工提供使用者左右眼不同的影像，以達到立體顯示之效果。
以上所述僅係用以闡述本揭露所欲解決的問題、解決問題的技術手段、及其產生的功效等等，本揭露之具體細節將在下文的實施方式及相關圖式中詳細介紹。
以下將以圖式及詳細說明清楚說明本揭露之精神，任何所屬技術領域中具有通常知識者在瞭解本揭露之實施例後，當可由本揭露所教示之技術，加以改變及修飾，其並不脫離本揭露之精神與範圍。
另外，空間相對用語，如「下」、「下方」、「低」、「上」、「上方」等，是用以方便描述一元件或特徵與其他元件或特徵在圖式中的相對關係。除了圖式中所示之方位以外，這些空間相對用語亦可用來幫助理解元件在使用或操作時的不同方位。當元件被轉向其他方位（例如旋轉90度或其他方位）時，本文所使用的空間相對敘述亦可幫助理解。
參照第1圖。第1圖為依據本揭露之部分實施方式之立體顯示裝置之立體示意圖。如第1圖所示，立體顯示裝置1包含一背光模組10、一顯示面板20與一畫面切換控制單元30。背光模組10包含光源組100，且光源組100具有複數第一光源110與複數第二光源120。畫面切換控制單元30係用以控制控制顯示面板20之顯示畫面PX時序性地切換，且第一光源110與第二光源120之切換與顯示畫面PX之切換係實質上同步的。也就是說，顯示畫面PX可分類為第一顯示畫面PX1與第二顯示畫面PX2，顯示面板20係在時間軸上交錯地顯示第一顯示畫面PX1與第二顯示畫面PX2。同時地，第一光源110與第二光源120亦係在時間軸上交錯地發光，且第一光源110與第二光源120之切換時間與第一顯示畫面PX1與第二顯示畫面PX2的切換時間係實質上同步的。如此一來，立體顯示裝置1可藉由結合背光模組10、顯示面板20與畫面切換控制單元30，運用時間多工與空間多工的方法，提供使用者左右眼不同的影像，以達到立體顯示之效果。
具體而言，於部分實施方式中，如第1圖所示，背光模組10包含光源組100、導光板200、柱狀透鏡300以及光源時序控制單元400。顯示面板20係設置於背光模組10之導光板200之上，且背光模組10係藉由光源時序控制單元400控制第一光源110的發光時間係不同於第二光源120的發光時間，用以依時序性地提供顯示面板20複數具指向性(directional)之光束。舉例而言，在第一時間點時，光源組100之第一光源110發射第一光束L1，且第一光束L1經由導光板200而被引導至顯示面板20，且顯示面板20係實質上同步地提供第一顯示畫面PX1，使得帶有影像資訊之第一光束L1可被傳導至第一目標位置。隨後，在第二時間點時，光源組100之第二光源120發射第二光束L2，且第二光束L2經由導光板200而被引導至顯示面板20，且顯示面板20係實質上同步地提供第二顯示畫面PX2，使得帶有影像資訊之第二光束L2可被傳導至第二目標位置。如此一來，透過背光模組10與顯示面板20之同步切換，可提供第一目標位置與第二目標位置不同的影像，當使用者之左眼與右眼係分別位於第一目標位置與第二目標位置之範圍內，則可觀察到立體的影像。
以下詳細說明背光模組10之光源組100、導光板200、柱狀透鏡300以及光源時序控制單元400的配置。
同時參照第2圖與第3圖。第2圖為依據本揭露之部分實施方式之背光模組10之立體示意圖。第3圖為依據本揭露之部分實施方式之背光模組10之下視圖。如第2及3圖所示，導光板200包含相鄰的至少一主表面202與一側面204，且側面204之面積係小於主表面202之面積。柱狀透鏡300係位於導光板200之側面204，並光學耦合於光源組100與導光板200之間，且柱狀透鏡300具有一中心軸CA與複數柱面單元310。每一柱面單元310具有一中心光軸OA，每一柱面單元310所涵蓋的第一光源110之其中一者係對稱於其上的柱面單元310之中心光軸OA，每一柱面單元310所涵蓋的第二光源120亦係對稱於其上的柱面單元310之中心光軸OA，且第一光源110與第二光源120係對稱於柱狀透鏡300之中心軸CA交錯排列的。具體而言，於部分實施方式中，光源組100、柱狀透鏡300與導光板200係沿著第一方向D1依序排列，第一光源110與第二光源120係沿著第二方向D2交錯排列的，且第一方向D1與第二方向D2係實質上垂直的。如此一來，可達成背光模組10之指向性(directional)。
具體而言，於部分實施方式中，如第2及3圖所示，導光板200之主表面202與導光板200之側面204係彼此相交的，且主表面202與側面204可垂直。柱狀透鏡300係位於導光板200之側面204旁，亦即，導光板200之側面204係鄰設於柱狀透鏡300，用以接收來自柱狀透鏡300之光束，使得光束可經由側面204進入導光板200。也就是說，當第一光源110朝著柱狀透鏡300發射第一光束L1時，或當第二光源120朝著柱狀透鏡300發射第二光束L2時，柱狀透鏡300可調整第一光束L1與第二光束L2的前進方向，使得通過柱狀透鏡300之第一光束L1與第二光束L2的前進方向係不相同的，以利於分別傳導第一光束L1與第二光束L2至第一目標位置與第二目標位置。
此外，由於第一光源110係對稱於涵蓋此第一光源110之柱面單元310之中心光軸OA，第二光源120亦係對稱於涵蓋此第二光源120之柱面單元310之中心光軸OA，且第一光源110與第二光源120係依柱狀透鏡300之中心軸CA對稱且交錯排列的，故第一光源110所發射之第一光束L1係對稱於涵蓋此第一光源110之柱面單元310之中心光軸OA，且第二光源120所發射之兩第二光束L2係對稱於涵蓋兩第二光源120之柱面單元310之中心光軸OA。進一步來說，當第一光束L1於導光板200中前進時，第一光束L1的整體前進方向亦係對稱於柱狀透鏡300的中心軸CA，即使，當第一光束L1抵達導光板200之側壁210而被反射，第一光束L1的整體前進方向亦會對稱於柱狀透鏡300的中心軸CA。相似地，當第二光束L2於導光板200中前進時，第二光束L2的整體前進方向亦係對稱於柱狀透鏡300的中心軸CA，即使，當第二光束L2抵達導光板200之側壁210而被反射，第二光束L2的整體前進方向亦會對稱於柱狀透鏡300的中心光軸OA。如此一來，藉由第一光源110與第二光源120的對稱設計，第一光束L1與第二光束L2可分別且精確地傳導至第一目標位置與第二目標位置，俾利於達成背光模組10的指向性(directional)。
更詳細地說，如第3圖所示，導光板200之側面204可為一入光面，用以接收來自柱狀透鏡300的第一光束L1與第二光束L2，且柱狀透鏡300的中心軸CA係相交於導光板200之側面204的中心處。換句話說，導光板200之側壁210可包含相對的第一側壁212與第二側壁214，第一側壁212與第二側壁214係連接導光板200之側面204，柱狀透鏡300的中心軸CA係位於第一側壁212與第二側壁214之間，且中心軸CA與第一側壁212之間的距離等於中心軸CA與第二側壁214之間的距離，亦即中心軸CA可為柱狀透鏡300之幾何上的中心軸。於部分實施方式中，第一側壁212與第二側壁214可設有反射物(未繪示於圖中)，例如反射鏡。舉例而言，反射鏡可設於導光板200之左右兩側，且反射鏡可選擇性地延伸至柱狀透鏡300之左右兩側與光源組100之左右兩側，以利於更準確地導引光線，從而幫助實現背光模組10的指性向。
舉例而言，於部分實施方式中，以第二光源120為例，如第3圖所示，若以柱狀透鏡300之中心軸CA為基準零點，由於第二光源120係對稱中心軸CA所設置的，故於正向位置P1之處將存在一第二光源120，於與正向位置P1相對稱之反向位置-P1之處將存在另一第二光源120。當於正向位置P1之第二光源120發射第二光束L2時，第二光束L2會被柱狀透鏡300改變方向，而沿著圖示的左前方傳導於導光板200而抵達導光板200之第一側壁212，第一側壁212將反射第二光束L2使其沿著第3圖中的右前方前進。同時地，於反向位置-P1之第二光源120會發射第二光束L2，第二光束L2會被柱狀透鏡300改變方向，而沿著第3圖中的右前方傳導於導光板200而抵達導光板200之第二側壁214，第二側壁214將反射第二光束L2使其沿著第3圖中的左前方前進。換句話說，由於第二光源120係對稱中心軸CA所設置的，於位置P1與位置-P1之處所發射之第二光束L2於導光板200之光程係實質上相等的，亦即，從正向位置P1出發之第二光束L2被第一側壁212反射時，從反向位置-P1出發之第二光束L2亦會被相對的第二側壁214反射。從正向位置P1出發之第二光束L2之前進方向將從圖示中的左前方轉向為右前方，同時地，從反向位置-P1出發之第二光束L2之前進方向將從圖示中的右前方轉向為左前方。如此一來，從正向位置P1出發之第二光束L2的前進方向與從反向位置-P1出發之第二光束L2的前進方向係互相交換的，俾利於達成背光模組10之指向性。
相似地，於部分實施方式中，以第一光源110為例，如第3圖所示，若以柱狀透鏡300之中心軸CA為基準零點，由於第一光源110係對稱中心軸CA所設置的，於位置P2與位置-P2之處所發射之第一光束L1於導光板200之光程係實質上相等的，故從正向位置P2出發之第一光束L1被第一側壁212反射時，從反向位置-P2出發之第一光束L1亦會被相對的第二側壁214反射。從正向位置P2出發之第一光束L1之前進方向將從圖示中的左前方轉向為右前方，同時地，從反向位置-P2出發之第一光束L1之前進方向將從圖示中的右前方轉向為左前方。如此一來，從正向位置P2出發之第一光束L1的前進方向與從反向位置-P2出發之第一光束L1的前進方向係同時互相交換的，俾利於維持背光模組10之指向性。
於部分實施方式中，如第2圖所示，導光板200包含複數柱狀微結構206，柱狀微結構206係設置於遠離顯示面板20(可參閱第1圖)之主表面202，且柱狀微結構206之尺寸係隨著遠離光源組100的方向增加的。具體而言，於部分實施方式中，導光板200包含相對的近端部220與遠端部230、以及相對的底部240與出光部250。近端部220係相對遠端部230靠近柱狀透鏡300，且側面204係設置於導光板200之近端部220，用以接收第一光束L1與第二光束L2(如第3圖所示)，且藉由導光板200之全內反射之特性可將第一光束L1與第二光束L2從近端部220傳導至遠端部230。底部240比出光部250遠離顯示面板20。主表面202係設置於底部240，且柱狀微結構206係設置於底部240之主表面202，用以破壞導光板200之內全反射，使得傳導於導光板200之第一光束L1或第二光束L2轉向第三方向D3，從出光部250離開導光板200。柱狀微結構206的尺寸係隨著遠離光源組100的方向(亦即第一方向D1)增加的，亦即，越遠離光源組100之柱狀微結構206的尺寸越大，換句話說，位於導光板200之近端部220之柱狀微結構206的尺寸係小於位於導光板200之遠端部230之柱狀微結構206的尺寸，故當第一光束L1與第二光束L2從近端部220前進至遠端部230時，第一光束L1與第二光束L2較容易被遠端部230之柱狀微結構206反射而離開導光板200。即使第一光束L1與第二光束L2抵達遠端部230時的亮度已降低，但藉由上述導光板200之柱狀微結構206之尺寸設計，可俾利於增加背光模組10之出光亮度的一致性。
具體而言，於部分實施方式中，如第2圖所示，柱狀微結構206之至少一者之長軸A係實質上平行於第一光源110與第二光源120的排列方向(亦即第二方向D2)。也就是說，當第一光束L1或第二光束L2傳導於導光板200時，於長軸A方向(亦即第二方向D2)前進的第一光束L1或第二光束L2僅會沿著柱狀微結構206之表面前進。如此一來，沿著長軸A方向(亦即第二方向D2)前進的第一光束L1或第二光束L2並不會被柱狀微結構206改變方向，故可以維持第一光束L1或第二光束L2於第二方向D2的指向性。沿著第一方向D1前進的第一光束L1或第二光束L2會相交於柱狀微結構206之表面(如曲面)，故柱狀微結構206之表面會破壞第一光束L1之內全反射或第二光束L2之內全反射，使得第一光束L1或第二光束L2轉向第三方向D3，從出光部250離開導光板200。由此可知，當柱狀微結構206之長軸A係實質上平行第二方向D2，且柱狀微結構206之尺寸係沿著第一方向D1遠離光源組100而增加時，可維持背光模組10之光線於第二方向D2的指向性，且同時可使得背光模組10之發光亮度更均勻。
具體而言，於部分實施方式中，如第2圖所示，柱狀微結構206之深度d係隨著遠離光源組100的方向增加的。換句話說，導光板200之近端部220相對於遠端部230具有較小深度d的柱狀微結構206，亦即遠端部230相對於近端部220具有較大深度d的柱狀微結構206，故當第一光束L1與第二光束L2進入導光板200時，由於遠端部230之柱狀微結構206之深度d較大，故第一光束L1與第二光束L2較容易接觸到遠端部230之柱狀微結構206，而被柱狀微結構206反射而脫離導光板200，因此，增加遠端部230之第一光束L1與第二光束L2脫離導光板200的機率。再者，由於遠端部230係相對近端部220遠離光源組100，故傳導於遠端部230之第一光束L1與第二光束L2之發光強度會大於傳導於近端部220之第一光束L1與第二光束L2之發光強度，因此藉由增加遠端部230之第一光束L1與第二光束L2脫離導光板200的機率，可增加背光模組10之發光亮度的一致性。
於部分實施方式中，如第2圖所示，柱狀微結構206之寬度W係隨著遠離光源組100的方向增加的。亦即，位於導光板200之近端部220之柱狀微結構206的寬度W係小於位於導光板200之遠端部230之柱狀微結構的寬度W。如此一來，可增加第一光束L1與第二光束L2於遠端部230逃脫導光板200的機率。更詳細地說，當第一光束L1與第二光束L2傳導於導光板200之近端部220時，第一光束L1與第二光束L2具有較強的發光強度但具有較小逃脫導光板200之機率。相反地，當第一光束L1與第二光束L2傳導於導光板200之遠端部230時，第一光束L1與第二光束L2具有較弱的發光強度且具有較大逃脫導光板200之機率。因此，藉由搭配第一光束L1與第二光束L2的發光強度與逃脫導光板200的機率，使得背光模組10於近端部220與遠端部230的發光亮度可近乎相似，故俾利於增加背光模組10之出光亮度的一致性。
於部分實施方式中，如第2圖所示，柱狀微結構206之密集度係隨著遠離光源組100的方向增加的。也就是說，任兩相鄰的柱狀微結構206之間具有一間距g，間距g於導光板200之近端部220之距離係大於間距g於導光板200之遠端部230之距離。因此，當第一光束L1與第二光束L2進入導光板200時，由於近端部220之柱狀微結構206排列地較為稀疏(亦即近端部220之任兩相鄰之柱狀微結構206之間具有較大的間距g)，故第一光束L1與第二光束L2較不易接觸到近端部220之柱狀微結構206，而減少第一光束L1與第二光束L2於近端部220脫離導光板200的機率。因此，藉由調整柱狀微結構206於近端部220與遠端部230的密集度，可進一步調整第一光束L1與第二光束L2於導光板200之近端部220與遠端部230的逃脫機率，故可增加背光模組10之發光的均勻性。
具體而言，於部分實施方式中，如第3圖所示，柱面單元310之其中兩者與其各自覆蓋的第一光源110的重疊面積係相等的，且柱面單元310之其中兩者與其各自覆蓋的第二光源120的重疊面積係相等的。舉例來說，如第3圖所示，每一柱面單元310之正下方係對應設置一完整第一光源110、一第二光源120之左半部與另一第二光源120之右半部。更詳細地說，如第3圖所示，若一柱面單元310之正下方所覆蓋的第一光源110的重疊面積為面積A1，則每一柱面單元310所覆蓋的第一光源110的重疊面積皆為面積A1(亦即一完整第一光源110之面積A1)。相似地，若一柱面單元310之正下方所覆蓋的第二光源120的重疊面積為面積A2，則每一柱面單元310所覆蓋的第二光源120的重疊面積皆為面積A2(亦即一第二光源120之左半部之面積1/2*A2與另一第二光源120之右半部之面積1/2*A2)。此外，每一柱面單元310所覆蓋的第一光源110與第二光源120重疊的總面積係相等的，重疊總面積同為A1+A2(亦即一完整第一光源110之投影面積A1、一第二光源120之左半部之投影面積1/2*A2與另一第二光源120之右半部之投影面積1/2*A2)。於部分實施方式中，面積A1可等於面積A2。由此可知，每一柱面單元310係覆蓋相等重疊面積之第一光源110，且每一柱面單元310係覆蓋相等重疊面積之第二光源120，也就是說，柱面單元310係覆蓋相似尺寸的第一光源110與第二光源120，亦即柱面單元310係覆蓋相似發散角度之第一光束L1與第二光束L2，使得第一光源110所發射之第一光束L1與第二光源120所發射之第二光束L2通過柱面單元310後可偏折相似角度，故當第一光束L1與第二光束L2被導光板200之側壁210反射後，仍可維持第一光束L1於第二方向D2之整體的前進方向，且可維持第二光束L2於第二方向D2之整體的前進方向，故第一光束L1與第二光束L2可分別且精確地傳導至第一目標位置與第二目標位置，俾利於達成背光模組10之指向性。
具體而言，於部分實施方式中，如第3圖所示，任兩相鄰之柱面單元310可共同覆蓋同一第二光源120。也就是說，柱面單元310可覆蓋第二光源120之左半部，且相鄰的另一柱面單元310可覆蓋同一第二光源120之右半部。如此一來，可減少背光模組10之光源的設置，俾利於簡化背光模組10之結構與節省成本。於部分實施方式中，如第4圖所示，第4圖為依據本揭露之部分實施方式之另一背光模組10a的下視圖。第一光源110可包含兩個第一發光單元112，且第二光源120可包含兩個第二發光單元122。任兩相鄰的柱面單元310可覆蓋不同的第二發光單元122。
於部分實施方式中，如第2圖所示，柱面單元310係沿著柱狀微結構206之長軸方向排列的。換句話說，柱面單元310的排列方向係實質上平行於柱狀微結構206之長軸A的方向(亦即第二方向D2)。如此一來，當第一光束L1或第二光束L2通過柱面單元310時，由於柱面單元310係沿著第二方向D2排列，故柱面單元310會改變第一光束L1與第二光束L2於第二方向D2的前進路線，以將第一光束L1或第二光束L2分別引導至第一目標位置與第二目標位置，又由於柱面單元310係沿著柱狀微結構206之長軸方向排列的，因此，沿著長軸方向(亦即第一方向D1)前進的第一光束L1或第二光束L2並不會被柱狀微結構206改變方向，故可以維持第一光束L1或第二光束L2於第二方向D2的指向性，俾利於達成背光模組10之指向性。
具體而言，於部分實施方式中，如第2及3圖所示，第一光源110與第二光源120係設置於柱狀透鏡300的一焦平面。亦即，柱狀透鏡300可將第一光源110所發出的較發散的第一光束L1與第二光源120所發出的較發散的第二光束L2轉換為有各自前進方向的平行光。由於第一光源110係鄰設於第二光源120，故當第一光源110與第二光源120係設置於柱狀透鏡300的焦平面時，可使得通過柱狀透鏡300之第一光束L1與第二光束L2的前進方向的夾角不會過於發散，俾利於達成背光模組10之指向性。應了解到，實際應用上，可以視其他元件的配置而設計第一光源110與第二光源120的位置，不應以平行光而限制本揭露之範圍。此外，於部分實施方式中，如第2及3圖所示，光源組100係設置於導光板200之同一側，並藉由柱狀透鏡300改變光源組100之光束的前進路線。如此一來，可簡化背光模組10的結構，利於背光模組10之微型化與輕薄化。
具體而言，於部分實施方式中，光源時序控制單元400係用以控制不同的柱面單元310所覆蓋的第一光源110同步發光，且光源時序控制單元400係用以控制不同的柱面單元310所覆蓋的第二光源120係同步發光。換句話說，藉由光源時序控制單元400可控制不同柱面單元310所覆蓋之第一光源110係係隨著同步的發光時序發光的，且不同柱面單元310所覆蓋的第二光源120係隨著同步的時序發光的。舉例而言，於部分實施方式中，於第一時間點時，光源時序控制單元400會控制每一柱面單元310所覆蓋之每一第一光源110同步地發出第一光束L1，且每一第一光束L1可被柱狀透鏡300與導光板200導引至第一目標位置。相似地，於第二時間點時，光源時序控制單元400會控制每一柱面單元310所覆蓋之每一第二光源120同步地發出第二光束L2，且每一第二光束L2可被柱狀透鏡300與導光板200導引至第二目標位置。如此一來，在同一時間點，將會有複數道第一光束L1被傳導至第一目標位置，或複數道第二光束L2被傳導至第二目標位置，因此可增加第一目標位置或第二目標位置的所在範圍，利於後續應用於立體顯示裝置。
參照第5圖，第5圖為依據本揭露之部分實施方式之另一背光模組10b的下視圖。於部分實施方式中，如第5圖所示，光源組100b更包含複數輔助光源130b，光源時序控制單元400係用以控制輔助光源130b的發光時間不同於第一光源110b的發光時間與第二光源120b的發光時間，且第一光源110b、第二光源120b與輔助光源130b係交錯排列的。舉例而言，於部分實施方式中，如第5圖所示，光源組100包含複數第一光源110b、複數第二光源120b與複數輔助光源130b，光源時序控制單元400係用控制第一光源110b依時序地發出第一光束L1，控制第二光源120b依時序地發出第二光束L2，且控制輔助光源130b依時序地發出第三光束L3。第一光源110b、第二光源120b與輔助光源130b的排列方式可如以下所述。以下以1表示第一光源110b的位置，以2表示第二光源120b的位置，並以3代表輔助光源130b的位置。第一光源110b、第二光源120b與輔助光源130b的排列方式可表示為[32123]，且第一光源110b、第二光源120b與輔助光源130b是根據此[32123]的排列方式週期性排列。
此外，於部分實施方式中，如第5圖所示，第一光源110b係對稱於涵蓋此第一光源110b之柱面單元310之中心光軸OA，第二光源120b係對稱於涵蓋此第二光源120b之的柱面單元310之中心光軸OA，輔助光源130b亦係對稱於涵蓋此輔助光源130b的柱面單元310之中心光軸OA，且第一光源110b、第二光源120b與輔助光源130b係對稱且交錯地依柱狀透鏡300之一中心軸CA所設置，故第一光束於導光板200的前進方向亦係對稱於柱面單元310的中心軸CA，第二光束於導光板的前進方向亦係對稱於柱面單元310的中心軸CA，且第三光束於導光板200的前進方向亦係對稱於柱面單元310的中心軸CA，故經過導光板200傳導與反射之第一光束L1、第二光束L2與第三光束L3的整體的前進方向不會被改變，使得第一光束L1、第二光束L2與第三光束L3可分別且精確地傳導至第一目標位置、第二目標位置與第三目標位置，俾利於達成背光模組10b之指向性與提升後續立體顯示裝置之視域。
於部分實施方式中，輔助光源130b可分類為第一輔助光源與第二輔助光源，光源時序控制單元400係用以控制第一輔助光源、第二輔助光源、第一光源與第二光源的發光時間互不相同。第一光源、第二光源、第一輔助光源與第二輔助光源的排列方式可如下所述。以下以1表示第一光源的位置，以2表示第二光源的位置，以3代表第一輔助光源的位置，並以4代表第二輔助光源的位置。第一光源、第二光源、第一輔助光源與第二輔助光源的排列方式可表示為[4321234]，且第一光源、第二光源與第一輔助光源與第二輔助光源是根據此[4321234]的排列方式做週期性排列。
實際應用上，可以設計柱狀透鏡300之每一柱面單元310至少覆蓋N組發光時間不同的光源(超過第5圖的3組，例如：4組、5組或6組等等)，使得光源組100可發出N種不同前進方向且不同發光時間的光線，以提升光線分別傳送到空間上不同位置的視域數量，進而提升甜區(即指能提供良好的兩眼立體視覺效果的視域；sweet spot)的範圍。
於上述之多個實施方式中，背光模組係藉由柱狀透鏡光學耦合於光源組與導光板之間，且設置第一光源與第二光源對稱於涵蓋此第一光源與第二光源之柱面單元之中心光軸，且第一光源與第二光源係對稱於柱狀透鏡之一中心軸交錯排列的，故第一光束於導光板的前進方向亦係對稱於柱面單元的中心光軸，且第二光束於導光板的前進方向亦係對稱於柱面單元的中心光軸，故俾利於達成背光模組之指向性。此外，由於導光板之主表面具有柱狀微結構，此柱狀微結構之尺寸係隨著遠離光源模組的方向增加的，故可以調整第一光束與第二光束的出光亮度，俾利於增加背光模組之發光亮度的均勻性。再者，透過背光模組與顯示面板之同步切換，可藉由時間多工與空間多工提供使用者左右眼不同的影像，以達到立體顯示之效果。
於本發明之部分實施方式中，雖然本發明已以多種實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
1‧‧‧立體顯示裝置
10‧‧‧背光模組
10a‧‧‧背光模組
10b‧‧‧背光模組
20‧‧‧顯示面板
30‧‧‧畫面切換控制單元
100‧‧‧光源組
110‧‧‧第一光源
110b‧‧‧第一光源
112‧‧‧第一發光單元
120‧‧‧第二光源
120b‧‧‧第二光源
122‧‧‧第二發光單元
130b‧‧‧輔助光源
200‧‧‧導光板
202‧‧‧主表面
204‧‧‧側面
206‧‧‧柱狀微結構
210‧‧‧側壁
212‧‧‧第一側壁
214‧‧‧第二側壁
220‧‧‧近端部
230‧‧‧遠端部
240‧‧‧底部
250‧‧‧出光部
300‧‧‧柱狀透鏡
310‧‧‧柱面單元
400‧‧‧光源時序控制單元
A‧‧‧長軸
d‧‧‧深度
D1‧‧‧第一方向
D2‧‧‧第二方向
D3‧‧‧第三方向
g‧‧‧間距
L1‧‧‧第一光束
L2‧‧‧第二光束
L3‧‧‧第三光束
OA‧‧‧中心光軸
CA‧‧‧中心軸
P1‧‧‧位置
-P1‧‧‧位置
P2‧‧‧位置
-P2‧‧‧位置
W‧‧‧寬度
閱讀以下詳細敘述並搭配對應之圖式，可了解本揭露之多個樣態。需留意的是，圖式中的多個特徵並未依照該業界領域之標準作法繪製實際比例。事實上，所述之特徵的尺寸可以任意的增加或減少以利於討論的清晰性。 第1圖為依據本揭露之部分實施方式之立體顯示裝置的立體視圖。 第2圖為依據本揭露之部分實施方式之背光模組之立體示意圖。 第3圖為依據本揭露之部分實施方式之背光模組的下視圖。 第4圖為依據本揭露之部分實施方式之另一背光模組的下視圖。 第5圖為依據本揭露之部分實施方式之另一背光模組的下視圖。
1‧‧‧立體顯示裝置
10‧‧‧背光模組
20‧‧‧顯示面板
30‧‧‧畫面切換控制單元
100‧‧‧光源組
110‧‧‧第一光源
120‧‧‧第二光源
200‧‧‧導光板
202‧‧‧主表面
204‧‧‧側面
300‧‧‧柱狀透鏡
310‧‧‧柱面單元
400‧‧‧光源時序控制單元
D1‧‧‧第一方向
D2‧‧‧第二方向
D3‧‧‧第三方向

Claims (11)

  1. 一種背光模組，包含： 一光源組，包含複數第一光源與複數第二光源； 一光源時序控制單元，用以控制該些第一光源的發光時間不同於該些第二光源的發光時間； 一導光板，包含相鄰的至少一主表面以及一側面，該側面之面積小於該主表面之面積；以及 一柱狀透鏡，位於該導光板之該側面旁並光學耦合於該光源組與該導光板之間，該柱狀透鏡具有一中心軸與複數柱面單元，其中每一該些柱面單元具有一中心光軸，每一該些柱面單元所涵蓋的該些第一光源之其中一者係對稱於涵蓋該第一光源之該柱面單元之該中心光軸，每一該些柱面單元所涵蓋的至少兩該些第二光源係對稱於涵蓋該些第二光源之該柱面單元之該中心光軸，且該些第一光源與該些第二光源係對稱於該柱狀透鏡之該中心軸交錯排列的。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之背光模組，其中該導光板包含複數柱狀微結構，該些柱狀微結構係設置於該主表面，且該些柱狀微結構之尺寸係隨著遠離該光源組的方向增加的。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之背光模組，其中該些柱狀微結構之至少一者之一長軸係實質上平行該些第一光源與該些第二光源之一排列方向。
  4. 如申請專利範圍第2項所述之背光模組，其中該些柱狀微結構之深度係隨著遠離該光源組的方向增加的。
  5. 如申請專利範圍第2項所述之背光模組，其中該些柱狀微結構的寬度係隨著遠離該光源組的方向增加的。
  6. 如申請專利範圍第2項所述之背光模組，其中該些柱狀微結構的密集度係隨著遠離該光源組的方向增加的。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之背光模組，其中該些柱面單元之其中兩者與其各自覆蓋的該些第一光源的重疊面積係相等的，且該些柱面單元之其中兩者與其各自覆蓋的該些第二光源的重疊面積係相等的。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之背光模組，其中該光源時序控制單元係用以控制不同的該些柱面單元所覆蓋的該些第一光源同步發光，且該光源時序控制單元係用以控制不同的該些柱面單元所覆蓋的該些第二光源係同步發光。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之背光模組，其中該些第一光源與該些第二光源係設置於該柱狀透鏡的一焦平面。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之背光模組，其中該光源組更包含複數輔助光源，該光源時序控制單元係用以控制該些輔助光源的發光時間不同於該些第一光源的發光時間與該些第二光源的發光時間，其中該些第一光源、該些第二光源與該些輔助光源係交錯排列的。
  11. 一種立體顯示裝置，包含： 一如請求項1至10中任一項所述之背光模組； 一顯示面板；以及 一畫面切換控制單元，用以控制該顯示面板之顯示畫面時序性地切換，且該些第一光源與該些第二光源之切換與該些顯示畫面之切換系實質上同步的。
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