TW202026702A

TW202026702A - 情境光場顯示系統、多視像顯示器和方法

Info

Publication number: TW202026702A
Application number: TW108135520A
Authority: TW
Inventors: 大衛 A 費圖
Original assignee: 美商雷亞有限公司
Priority date: 2018-11-01
Filing date: 2019-10-01
Publication date: 2020-07-16
Also published as: TWI731426B; WO2020091816A1; KR102586385B1; US20210250572A1; KR20210087062A; JP2022512887A; EP3874322A1; EP3874322A4; CA3116013C; CN113039476A; CA3116013A1; CN113039476B; JP7227369B2

Abstract

情境光場顯示系統和情境光場多視像顯示器基於顯示情境提供複數種光場顯示模式。情境光場顯示系統，包含：多視像顯示器，其配置為提供光場顯示模式；以及光場模式選擇器，其配置為確定顯示情境並且使用所確定的顯示情境以選擇光場顯示模式。情境光場多視像顯示器，包含：多光束元件，其配置為提供方向性光束；以及光閥，其配置為將方向性光束調變為多視像影像。可選擇的光場顯示模式可以包含立體三維（3D）顯示模式、單向視差顯示模式、全視差顯示模式和二維（2D）顯示模式。

Description

情境光場顯示系統、多視像顯示器和方法

本發明係關於一種顯示系統與一種多視像顯示器，特別是情境光場顯示系統、多視像顯示器和方法。

電子顯示器是一個幾乎無處不在的媒介，用於將資訊傳遞給種類廣泛的裝置及產品的使用者。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。在一般情況下，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。在主動顯示器的分類中，最明顯的示例是CRTs、PDPs及OLEDs/ AMOLEDs。在考慮以發射光進行分類的情況下，LCDs顯示器及EP顯示器一般是被歸類在被動顯示器的分類中。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，提供一種情境光場顯示系統，包括：一多視像顯示器，配置為提供複數種光場顯示模式並根據該等光場顯示模式之中的一選擇的光場顯示模式來顯示一多視像影像；以及一光場模式選擇器，配置為確定一顯示情境並且基於該所確定的顯示情境，從該複數種光場顯示模式之中選擇一光場顯示模式以作為該選擇的光場顯示模式，

根據本發明一實施例，該複數種光場顯示模式之中的一光場顯示模式包括該多視像影像的不同視像的一模式特定的排列。

根據本發明一實施例，該選擇的光場顯示模式是該情境光場顯示系統的一立體三維（3D）顯示模式，該不同視像的該模式特定的排列被配置為提供該多視像影像的一立體表示。

根據本發明一實施例，該選擇的光場顯示模式為該情境光場顯示系統的一單向視差顯示模式，該不同視像的該模式特定的排列被配置為提供該多視像影像的一單向視差表示。

根據本發明一實施例，該選擇的光場顯示模式為該情境光場顯示系統的一全視差顯示模式，對應於全視差視像排列的該不同視像的該模式特定的排列被配置為提供該多視像影像的一全視差表示。

根據本發明一實施例，該多視像顯示器包括：一導光體，配置為沿著該導光體的長度在一傳導方向上將光引導為引導光；以及複數個多光束元件，其沿著該導光體的長度分佈，複數個多光束元件之中的一多光束元件被配置為從該導光體中散射出該引導光的一部分，以作為具有與不同視像相對應的主要角度方向的複數條方向性光束。

根據本發明一實施例，該多視像顯示器包括一光閥陣列，其配置為調變該複數條方向性光束之中的方向性光束以提供該不同視像，該多光束元件的一尺寸在該光閥陣列之中的一光閥的尺寸的一半與該光閥的尺寸的兩倍之間。

此外，該多視像顯示器進一步包括配置為顯示一2D影像的一二維（2D）顯示器，由該光場模式選擇器選擇的該光場顯示模式為一2D顯示模式，其配置為顯示該2D影像的單個廣角視像。

根據本發明一實施例，該光場模式選擇器包括一方向感測器，其配置為檢測該多視像顯示器的一方向，該顯示情境從該多視像顯示器的一檢測到的方向確定。

根據本發明一實施例，該方向感測器包括一陀螺儀和一加速度計其中之一或兩者。

根據本發明一實施例，該光場模式選擇器配置為從由該情境光場顯示系統執行的一應用程式接收一輸入訊號，該顯示情境基於來自該所執行的應用程式的該輸入訊號來確定。

根據本發明一實施例，該光場模式選擇器配置為確定該顯示情境並基於該影像的一內容選擇該光場顯示模式。

在本發明之另一態樣中，提供一種情境光場多視像顯示器，包括：一導光體，配置以將光引導為引導光；一多光束元件陣列，配置為將該引導光的一部分散射出以作為方向性光束，該等方向性光束具有對應於一多視像影像的不同視像的方向；一光閥陣列，配置為調變該等方向性光束以提供該多視像影像，該多視像影像的不同視像根據複數種光場顯示模式之中的一光場顯示模式以一矩形陣列來排列；以及一光場模式選擇器，配置為基於一所確定的顯示情境從該複數種光場顯示模式之中選擇該光場顯示模式，該多視像影像根據該選擇的光場顯示模式來顯示。

根據本發明一實施例，該選擇的光場顯示模式是配置為將該多視像影像表示為一立體影像對的一立體三維（3D）顯示模式，該矩形陣列的一第一半部內的不同視像被配置為表示該立體影像對的一第一影像，並且該矩形陣列的一第二半部內的不同視像被配置為表示該立體影像對的一第二影像。

根據本發明一實施例，該選擇的光場顯示模式是一單向視差顯示模式和一全視差顯示模式其中之一。

根據本發明一實施例，該光場模式選擇器包括一方向感測器，其配置為檢測該情境光場多視像顯示器的一方向，該顯示情境從該情境光場多視像顯示器的一檢測到的方向確定。

根據本發明一實施例，該光場模式選擇器配置為確定該顯示情境並且選擇該光場顯示模式，其基於該多視像影像的一內容和來自採用該情境光場多視像顯示器的一應用程式的一輸入訊號其中之一或兩者。

此外，該情境光場多視像顯示器進一步包括一廣角背光源，其與該導光體的一側面相鄰，該側面相對於與該光閥陣列相鄰的該導光體的側面，該廣角背光源被配置為在該情境光場多視像顯示器的一二維（2D）光場模式期間提供廣角發射光，其中，該導光體和多光束元件陣列被配置為對於該廣角發射光是透明的，該情境光場多視像顯示器被配置為在該2D光場模式期間顯示一2D影像。

在本發明之另一態樣中，提供一種情境光場顯示系統的操作方法，該方法包括：基於一確定的顯示情境，使用一光場模式選擇器從複數種光場顯示模式中選擇一光場顯示模式；以及根據該選擇的光場顯示模式，使用配置為提供該複數種光場顯示模式的一多視像顯示器顯示一多視像影像，其中，該複數種光場顯示模式之中的該選擇的光場顯示模式包括該多視像影像的不同視像的一模式特定的矩形排列。

根據本發明一實施例，該選擇的光場顯示模式包括一立體三維（3D）顯示模式、一單向視差顯示模式和一全視差顯示模式其中之一。

此外，該情境光場顯示系統的操作方法進一步包括當根據該確定的顯示情境將該光場顯示模式確定為一2D顯示模式時，使用配置為一2D顯示器的該多視像顯示器顯示一二維（2D）影像。

根據本發明所描述的原理的示例和實施例，本發明提供一種系統和顯示器，被配置為向使用者創造情境光場（contextual lightfield）顯示模式。具體來說，情境光場顯示系統可以包含多視像顯示器，該多視像顯示器被配置為根據光場顯示模式顯示包括多視像或三維（3D）內容的多視像影像。光場顯示模式可以使用光場模式選擇器來選擇，該光場模式選擇器配置為確定顯示情境，並基於所確定的顯示情境從複數種光場顯示模式中選擇光場顯示模式。根據各個實施例，光場顯示模式可以包含多視像影像的不同視像的模式特定的排列。舉例而言，所選擇的光場顯示模式可以包括但不限於立體三維（3D）顯示模式、單向視差顯示模式、全視差顯示模式和2D顯示模式。

在本發明中，「二維顯示器」或「2D顯示器」被定義為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。智慧型手機和電腦螢幕中可能會有的液晶顯示器（LCD）是2D顯示器的示例。與此相反，「多視像顯示器」定義為配置以在不同視像方向（view direction）上或從不同視像方向提供多視像影像（multiview image）的不同視像（different views）的電子顯示器或顯示系統。具體來說，不同視像可以表示多視像影像的場景或物體的不同立體圖。在一些情況下，多視像顯示器也可以稱為三維（3D）顯示器，例如，在同時觀看多視像影像的兩個不同視像時，提供觀看三維影像的感覺。

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。多視像顯示器10在相對於螢幕12的不同視像方向16上提供多視像影像的不同視像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1A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。

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。另外，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）。

在本文中，「多視像像素」被定義為子像素的一個集合或一個群組（例如光閥），其表示在多視像顯示器的複數個不同視像中的每個視像中的「視像」像素。更具體來說，多視像像素可具有單獨子像素，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。此外，根據本發明的定義，多視像像素的子像素是所謂的「方向性（directional）像素」，因為每個子像素與不同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，由多視像像素的子像素表示的不同視像像素在每個不同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子像素，其對應位於多視像影像的每個不同視像中的{x1, y1}處的視像像素；而第二多視像像素可以具有單獨子像素，其對應位於每個不同視像中的{x2, y2}處的視像像素，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。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兩者。

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，在平板導光體以任何微分方式的小部分內，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」廣義上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，複數個特徵可以以周期性的方式或準週期性的方式排列。在其他示例中，繞射光柵可以是包括複數個繞射光柵的混合週期繞射光柵，複數個繞射光柵中的每個繞射光柵具有不同週期性排列的特徵。此外，繞射光柵可以包含佈置在一維（one-dimensional, 1D）陣列中之複數個結構（例如，在材料表面中的複數凹槽或脊部）。或者，繞射光柵可包含二維（two-dimensional, 2D）結構陣列或以限定在二維中的結構陣列。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。在一些示例中，繞射光柵在第一方向或尺寸上基本上可以是週期性的，並且在穿過或沿著繞射光柵的另一個方向上基本上是非週期性的（例如，固定的、隨機的等）。

如此一來，根據本發明的定義，「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」，因為繞射光柵可以透過繞射將光耦合出導光體。繞射光柵還藉由繞射（亦即，以繞射角）重新導向或改變光的角度。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「繞射地重新導向」。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導向，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耦合出。

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。

根據本發明中所描述的各個實施例，繞射光柵（例如，繞射多光束元件的繞射光柵，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：

（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是繞射光柵的特徵之間的距離或間距，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，n_out = 1）。通常，繞射階數m由整數給出（亦即，m = ±1、±2、......）。由繞射光柵產生的光束的繞射角θ_m 可以由方程式（1）給定。提供第一階繞射或更具體地提供第一階繞射角θ_m 時，繞射階數m等於1（亦即，m = 1）。

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入射在繞射光柵30上的入射光束50。入射光束50是導光體40內的引導光束。圖2中還示出了由於入射光束50的繞射，而由繞射光柵30繞射地產生並耦合出或散射出導光體40的方向性光束60。方向性光束60具有如方程式（1）所示的繞射角θ_m （或者，在本文中，「主要角度方向」）。例如，方向性光束60可以對應於繞射光柵30的繞射階數「m」。

此外，根據一些實施例，繞射特徵可以是彎曲的，並且還可以具有相對於光的傳導方向的預定方向（例如，傾斜或旋轉）。舉例而言，繞射特徵的曲線和繞射特徵的方位其中之一或兩者，可以配置為控制由繞射光柵散射出的光的方向。例如，方向性光的主要角度方向，可以是在光入射到繞射光柵上的點處的繞射光柵的角度的函數，其相對於入射光的傳導方向。

根據本發明的定義，「多光束元件」為產生包含複數條光束的光的背光源或顯示器的結構或元件。根據定義，「繞射」多光束元件是藉由繞射地耦合或使用繞射地耦合以產生複數條光束的多光束元件。具體來說，在一些實施例中，繞射多光束元件可光學地耦合至背光源的導光體，以透過繞射地耦合出在所述導光體中的一部份引導光而提供複數條光束。此外，根據本發明的定義，繞射多光束元件包含在多光束元件的邊界或範圍內的複數個繞射光柵。根據本發明的定義，由多光束元件所產生的複數條光束（或「複數條光束」）中的光束具有彼此不同的複數主要角度方向。更具體來說，根據定義，複數條光束中的一光束具有不同於所述複數條光束中的另一光束的預定主要角度方向。根據各個實施例，繞射多光束元件的繞射光柵中的繞射特徵的間隔或光柵間距可以是子波長（即，小於引導光的波長）。

在下文的討論中，將具有複數個繞射光柵的多光束元件用作說明性示例，在一些實施例中，其他組件可以用在多光束元件中，諸如微反射元件和微折射元件中的至少一個。舉例而言，微反射元件可以包含三角形鏡、梯形鏡、金字塔形鏡、矩形鏡、半球形鏡、凹面鏡和/或凸面鏡。在一些實施例中，微折射元件可以包含三角形的折射元件、梯形的折射元件、金字塔形的折射元件、矩形的折射元件、半球形的折射元件、凹形的折射元件和/或凸形的折射元件。

根據各個實施例，複數條光束可以表示光場（light field）或「光場（lightfield）」。例如，複數條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中的光束的不同主要角度方向。因此，光束的預定角展度在組合（即，複數條光束）上可表示光場。

根據各個實施例，複數條光束中的各種光束的不同主要角度方向，由包含但不限於繞射多光束元件的尺寸（例如，長度、寬度、面積等之中的一個以上）、「光柵間距」或繞射特徵間距、或繞射多光束元件內的繞射光柵的方向的特性來決定。在一些實施例中，根據本發明的定義，繞射多光束元件可被視為「擴展點光源」，即，複數點光源分佈在繞射多光束元件的一個範圍上。此外，由繞射多光束元件產生的光束具有由角度分量{θ, ϕ}給出的主要角度方向，根據本發明的定義，並且如上文關於圖1B所述。

在本文中，「準直器」被定義為基本上係配置為用於準直光的任何光學裝置或元件。舉例來說，準直器可以包括但不限於，準直鏡或反射器、準直透鏡、繞射光柵或上述各種準直器的組合。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，準直器可用以在兩個正交方向（例如，垂直方向以及水平方向）其中之一或兩者上提供準直。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兩者的形狀。本文中，「準直因子」表示為σ，定義為光被準直的程度。具體來說，根據本發明的定義，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，準直光束的光線可以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。

在本發明中，「光源」一詞係被定義為發出光的源頭（例如，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，一個以上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。由光源所產生的光可以具有顏色（亦即，可以包含特定波長的光），或者可以是波長的範圍（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，光源可以包含一集合或一群光學發射器，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該集合或該群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）。

根據定義，「廣角」發射光被定義為具有一錐角，該錐角大於多視像影像或多視像顯示器的視像的錐角。具體來說，在一些實施例中，廣角發射光可以具有大於大約二十度（例如，>±20°）的錐角。在其他實施例中，廣角發射光的錐角可以大約大於三十度（例如，>±30°），或者大約大於四十度（例如，>±40°），或者大於五十度（例如，>±50°）。例如，廣角發射光的錐角可以大約為六十度（例如，>±60°）。

在一些實施例中，廣角發射光錐角可以定義為與LCD電腦螢幕、LCD平板電腦、LCD電視或類似的用於廣角觀看的數位顯示裝置的視角大約相同（例如，大約±40-65°）。在其他實施例中，廣角發射光還可以被表徵為或描述為漫射光、基本上漫射的光、無方向性的光（亦即，缺乏任何特定的或限定的方向性）或具有單個或基本上均勻的方向的光。

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「一個或多個」。舉例而言，本文中「一元件」指一個或多個元件，更確切來說，「該元件」於此意指「該（些）元件」。此外，本發明中，任何「頂部」、「底部」、「上」、「下」、「向上」、「向下」、「前」、「後」、「第一」、「第二」、「左」、或「右」在此並非欲作為限制。本文中，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，本發明所使用的術語「基本上（substantially）」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。

根據與在此所描述的原理一致的一實施例，本發明提供了一種情境光場顯示系統。圖3A係根據與在此所描述的原理一致的一實施例，顯示示例中的情境光場顯示系統100的方塊圖。圖3B係根據與在此所描述的原理一致的一實施例，顯示示例中的情境光場顯示系統100的立體圖。圖3C係根據與在此所描述的原理一致的一實施例，顯示另一示例中的圖3B的情境光場顯示系統100的平面圖。此外，圖3C顯示了相對於固定框架或參考處的兩個不同旋轉方向（例如，圍繞中心軸的旋轉）的情境光場顯示系統100。圖3C的左側可以表示為水平或橫向方向的情境光場顯示系統100，而右側可以表示為垂直或縱向取向的情境光場顯示系統100。

根據各個實施例，情境光場顯示系統100被配置為將多視像內容顯示為多視像影像。此外，情境光場顯示系統100根據或藉由情境光場顯示系統100的各種光場顯示模式，以利情境光場顯示系統100的使用者101觀看多視像內容並與之互動。具體來說，在使用情境光場顯示系統100的同時，可以相對特定的顯示情境向使用者101呈現多視像內容。顯示情境又可以用於選擇光場顯示模式，該光場顯示模式包括多視像影像的不同視像的模式特定的排列，以促使根據顯示情境來觀看多視像內容並與之互動。如此，根據各個實施例，與不存在情境光場顯示系統100的情況下相比，可以以更合適或更可能更吸引人的方式向使用者101提供多視像內容。

如圖3A所示，情境光場顯示系統100包含多視像顯示器110。多視像顯示器110被配置為提供複數種光場顯示模式。此外，多視像顯示器110被配置為根據光場顯示模式中所選擇的光場顯示模式以顯示多視像影像。具體來說，所顯示的多視像影像被配置為由情境光場顯示系統100的使用者101觀看。根據各個實施例，多視像顯示器110可以包括基本上任何能夠使用光場將多視像內容顯示為多視像影像的電子顯示器。舉例而言，多視像顯示器110可以是或包含，但不限於，行動電話或智能手機、平板電腦、膝上型電腦、筆記型電腦、個人或桌上型電腦、小筆電（netbook computer）、媒體播放裝置（media player device）、電子書裝置、智慧錶、穿戴式電腦裝置、攜帶式電腦裝置、消費電子裝置、和頭戴式顯示器（例如，但不限於虛擬實境頭戴式裝置）其中的各種多視像顯示器或在其中使用的各種電子顯示器。舉例而言，圖3B和圖3C可以將情境光場顯示系統100顯示為智能手機或平板電腦，其包含作為顯示器的多視像顯示器110。在一些實施例中（例如，如以下參考圖5A至5C所述），多視像顯示器110採用被配置為提供複數條方向性光束的多光束元件以及被配置為將方向性光束調變為多視像影像中的不同視像的視像像素的光閥陣列。

圖3A所示的情境光場顯示系統100進一步包括光場模式選擇器120。光場模式選擇器120被配置以確定顯示情境。此外，光場模式選擇器120被配置為基於所確定的顯示情境從複數種光場顯示模式中選擇光場顯示模式，以作為所選擇的光場顯示模式。根據各個實施例，複數種光場顯示模式中的光場顯示模式包括多視像影像或等效的多視像顯示器110的不同視像的模式特定的排列。

根據各個實施例，顯示情境可以包括可以影響情境光場顯示系統100的使用者101如何最好觀看影像的各種態樣中的任何一個。具體來說，在本文中，「顯示情境」可以被定義為至少包括多視像顯示器110的任何實體配置或更廣泛地包括情境光場顯示系統的任何實體配置，顯示影像的內容，例如但不限於，多視像影像和實體配置和影像內容的任何組合。

舉例而言，光場模式選擇器120可以包括方向感測器，該方向感測器被配置為檢測多視像顯示器的方向，根據所檢測的多視像顯示器的方向以確定顯示情境。根據一些實施例，所檢測到的方向可以包含但不限於，多視像顯示器110和方向感測器的旋轉和傾斜，方向感測器可以包括陀螺儀和加速度計其中之一或兩者。在另一示例中，顯示情境可以是在多視像情境中提供的多視像影像本身的方向。舉例而言，多視像影像可以具有縱向方向或橫向方向，其中顯示情境是根據多視像影像的形狀（亦即，縱向形狀或橫向形狀）來確定。在又一個示例中，諸如三維（3D）內容或二維（2D）內容之類的多視像內容可以用於確定顯示情境。3D內容可以包含一個以上的立體影像中的僅兩個視像，亦即，3D內容可以包含在水平視差影像、垂直視差影像或全視差多視影像之中的一個以上的影像中的兩個視像（例如，四個視像）。因此，在確定顯示情境並進而從複數種光場顯示模式中選擇一個光場顯示模式時可能需要考慮許多要素。

在其他實施例中，光場模式選擇器120可以包括用以監測以確定顯示情境的元件，其包括監測使用者101的頭部或手的位置、監測使用者101的眼睛的位置以及監測使用者101所持有的物體的位置。本發明中為了簡化討論，使用者101的「頭」與「手」一詞可以被理解為：所述的頭與手可以代表任何可以被監測的使用者101的實體部位或狀態。具體來說，根據本發明的定義，「手」一詞將被理解為至少包含整個手以及該手的一隻以上的手指。此外，根據本發明的定義，監測「位置」的步驟包含，但不限於，監測位置與監測相對運動。在其他實施例中，光場模式選擇器120被配置為從由情境光場顯示系統100執行的應用程式接收輸入訊號，該顯示情境基於來自所執行的應用程式的輸入訊號來確定。

如前所述，情境光場顯示系統100被配置為提供複數種光場顯示模式，每個光場顯示模式皆具有模式特定的視像排列。此外，情境光場顯示系統100被配置為使用光場模式選擇器120和所確定的顯示情境來提供所選擇的光場顯示模式。

在一些實施例中，所選擇的光場顯示模式可以是情境光場顯示系統100的立體三維（3D）顯示模式。在立體3D顯示模式中，不同視像的模式特定的排列被配置為提供多視像影像的立體表示。亦即，例如，立體3D顯示模式可以提供與立體影像的左眼和右眼的個別的視像相對應的影像視差。

圖4A係根據與在此所描述的原理一致的一實施例，顯示示例中的對應於立體顯示模式的多視像顯示器110的視像排列的圖示。具體來說，如圖所示，立體3D顯示模式包括影像、物體或場景的一對視像，其中第一視像「1」對應於「左眼」的視像或立體圖，第二視像「2」對應於「右眼」的視像或立體圖。如圖所示，該對視像中的視像分佈在多視像顯示器110的可用視像之間，以使第一視像1在僅位於多視像顯示器110中心左側的可用視像集合中重複。同樣地，第二視像2在僅位於多視像顯示器110的中心右側的可用視像集合中重複。中心左側的重複的第一視像1和中心右側的重複的第二視像2會一起向在立體3D顯示模式下觀看多視像顯示器110的使用者101提供立體多視像影像。

在一些實施例中，所選擇的光場顯示模式可以是情境光場顯示系統100的單向視差顯示模式。在單向視差顯示模式下，不同視像的模式特定的排列被配置為提供多視像影像的單向視差表示。舉例而言，單向視差表示可以是水平視差表示（例如，橫向）和垂直視差表示（例如，縱向）之一。

圖4B係根據與在此所描述的原理一致的一實施例，顯示示例中的對應於單向視差顯示模式的多視像顯示器110的視像排列的圖示。圖4C係根據與在此所描述的原理一致的一實施例，顯示另一示例中的對應於單向視差顯示模式的多視像顯示器110的視像排列的圖示。具體來說，圖4B可以代表水平視差（橫向）顯示模式，而圖4C可以代表垂直視差（或縱向）顯示模式。如圖4B和4C所示，多視像影像包括四個不同的視像，分別標記為「1」、「2」、「3」和「4」，代表影像、物體或場景的四個不同的立體圖。在圖4B中，四個的不同視像在水平方向上排列，但是在垂直方向上重複。如此，舉例而言，當以垂直軸旋轉多視像顯示器110時，以圖4B的水平視差顯示模式觀看多視像影像的使用者101可以感知水平視差。相似地，例如，當以水平軸旋轉多視像顯示器110時，以圖4C的垂直視差顯示模式觀看多視像影像的使用者101可以感知垂直視差。

在一些實施例中，所選擇的光場模式可以是全視差顯示模式。在全視差顯示模式中，對應於全視差視像排列的不同視像的模式特定的排列被配置為提供多視像影像的全視差表示。具體來說，無論視角如何變化（例如，根據水平旋轉和垂直旋轉），使用者101都可以感知多視像影像的視差。

圖4D係根據與在此所描述的原理一致的一實施例，顯示示例中的對應於全視差模式的多視像顯示器110的視像排列的圖示。具體來說，作為示例而非限制，多視像影像可以包括代表影像、物體或場景的十六個不同立體圖的十六個不同視像。如圖所示，可以根據標記為「11」、「12」、「13」、「14」、「21」、「22」等的行和列在多視像顯示器110上排列十六個不同視像。亦即，全視差顯示模式在水平方向和垂直方向上分別具有影像、物體或場景的四個不同的立體圖。因此，舉例而言，使用者101以圖4D的全視差顯示模式在多視像顯示器110上觀看多視像影像，可以在多視像顯示器以水平軸旋轉110時感知垂直視差，並且可以在多視像顯示器以垂直軸旋轉110時感知水平視差。應注意的是，本文描述的特定數目的視像（例如，四個、十六個等）僅出於討論目的而提供，而不是作為限制。

在一些實施例中（未明確示出在圖3A的方塊圖中），情境光場顯示系統100可以進一步包括處理子系統、記憶體子系統、電源子系統和網路子系統。處理子系統可以包含一個以上配置為執行計算操作的裝置，例如但不限於微處理器、圖形處理器單元（GPU）、或數位信號處理器（DSP）。記憶體子系統可以包含一個以上裝置，用於儲存資料和指令其中之一或兩者，其可以由處理子系統使用以提供與控制情境光場顯示系統100的操作。舉例而言，記憶體子系統可以包含一種以上類型的記憶體，其包含但不限於隨機存取記憶體（random access memory, RAM）、唯讀記憶體（read-only memory, ROM）和各種形式的快閃記憶體。根據一些實施例，儲存的資料和指令可以包含，但不限於，配置為在多視像顯示器110上顯示多視像內容以作為多視像影像的資料和指令、配置為處理要被顯示的多視像內容或（該等）多視像影像的資料和指令、配置為回應包含代表控制手勢的使用者101的手的位置的輸入訊號以控制多視像內容的資料和指令、以及提供觸覺反饋的資料和指令的其中一個以上，所述資料和指令由處理子系統執行。

此外，在一些實施例中，當儲存子系統內的儲存資料和儲存指令被處理子系統執行時，可以被配置為實現光場模式選擇器120的一部分或全部。例如，如上所述，所儲存的資料和所儲存的指令可以被配置為從光場模式選擇器120的方向感測器接收輸入訊號，並從檢測到的方向確定顯示情境。因此，進一步地，所儲存的資料和所儲存的指令可以從可用的光場顯示模式中選擇，並針對不同視像的相應的模式特定安排向多視像顯示器110提供方向。

如上所述，光場模式選擇器120可以被配置為從由情境光場顯示系統100（例如，處理器子系統）執行的應用程式接收輸入訊號，並基於來自所執行的應用程式的輸入訊號來確定顯示情境。所執行的應用程式可以在記憶體子系統中儲存為指令和資料其中之一或兩者。此外，在一些實施例中，從應用程式接收輸入訊號的光場模式選擇器120的一部分也可以在記憶體子系統中儲存為資料和指令之其中一者或兩者。

在一些實施例中，儲存在記憶體子系統中並由處理子系統使用的指令，舉例而言，包含但不限於程式指令或指令集合和操作系統。舉例而言，程式指令和操作系統可以在情境光場顯示系統100的操作期間由處理子系統執行。應注意，一個以上電腦程式可以構成電腦程式結構、電腦可讀取（computer-readable storage）媒體、或軟體。此外，記憶體子系統中的各種模組中的指令可以用高階程序語言（procedural language）、物件導向程式語言、以及組合語言或機器語言中的一個以上來實現。此外，根據各個實施例，程式語言可被編譯或直譯，例如，可配置或配置（其可在本討論中可互換使用），其由處理子系統執行。

在各個實施例中，電源子系統可包含一個以上儲能組件（例如電池），其配置為向情境光場顯示系統100中的其他組件提供電力。網路子系統可以包含一個以上裝置和子系統或模組，其配置為耦合到有線網路和無線網路其中之一或兩者，並在其上通訊（亦即，執行網路操作）。舉例而言，網路子系統可以包含藍牙（Bluetooth^TM ）網路系統，蜂巢式網路系統（例如，諸如通用行動通訊系統（universal mobile telecommunications system, UMTS）、長期演進技術（long term evolution, LTE）等的3G / 4G / 5G網路）、通用序列匯流排（universal serial bus, USB）網路系統、基於IEEE 802.12所述的標準的網路系統（例如，WiFi網路系統）、乙太網路系統中的任何一個或全部。

應注意的是，雖然前述實施例中的一些操作可以用硬體或軟體實現，但是通常前述實施例中的操作可以用各種各樣的配置和結構來實現。因此，前述實施例中的一些或所有操作可以用硬體、軟體或兩者來執行。舉例而言，顯示技術中的至少一些操作可以使用程式指令、操作系統（諸如顯示子系統的驅動器）、或在硬體中來實現。

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顯示器200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，顯示示例中的多視像顯示器200的平面圖。圖5C係根據與在此所描述的原理一致的一實施例，顯示示例中的多視像顯示器200的立體圖。圖5C中的立體圖被繪示為部分切除，以僅便於在本文中討論。根據一些實施例，圖5A至5C所示的多視像顯示器200可以用作情境光場顯示系統100的多視像顯示器110。

如圖5A至5C所示，多視像顯示器200被配置為提供具有彼此不同的主要角度方向的複數條方向性光束202（例如，作為光場）。更具體來說，根據各個實施例，所提供的複數條方向性光束202可以被散射，並以與多視像顯示器的各個視像方向對應的不同主要角度方向往遠離多視像顯示器200的方向導向。在一些實施例中，可以調變方向性光束202（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。圖5A至5C還示出了包含子像素和光閥230的陣列的多視像像素206，其在下文進一步詳細描述。

如圖5A至5C所示，多視像顯示器200包含導光體210。導光體210配置為以沿著導光體210的長度引導光作為引導光204（亦即，引導光束）。例如，導光體210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。例如，根據導光體210的一個以上引導模式，折射係數的差異被配置以促進引導光204的全內反射。

在一些實施例中，導光體210可以是厚平板或平板光波導（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，其配置為藉由全內反射來引導引導光204。根據各個示例，導光體210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210可以進一步包含在導光體210的表面（例如，頂部表面和底部表面其中之一或兩者）的至少一部分上包含包覆層（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。

此外，根據一些實施例，導光體210配置以根據在導光體210的第一表面210'（例如，「後」表面或側面）和第二表面210”（例如，「前」表面或側面）之間的非零值傳導角度的內全反射來引導引導光204（例如，作為引導光束）。具體來說，引導光204通過以非零值傳導角度在導光體210的第一表面210'和第二表面210”之間反射或「跳動(bouncing)」而傳導。在一些實施例中，引導光204作為由不同顏色的光組成的複數條引導光束，其可以由導光體210引導，每一條引導光束在複數個不同特定顏色的非零值傳導角度中相應的一個角度被引導。為了簡化說明，在圖5A至5C中未顯示非零值傳導角度。然而，粗箭頭描繪了引導光204的傳導方向203，其沿著圖5A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210的表面（例如，第一表面210'或第二表面210”）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210內的全內反射的臨界角度。例如，引導光204的非零值傳導角度可以在大約十（10）度和大約五十（50）度之間，或者在一些示例中，在大約二十（20）度和大約四十（40）度之間，或者約二十五（25）度和約三十五（35）度之間。舉例而言，非零值傳導角度可以是大約三十（30）度。在其他示例中，非零值傳導角度可以是大約20度、或者大約25度、或者大約35度。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210內的全內反射的臨界角即可。

導光體210中的引導光204可以非零值傳導角度被引入或被耦合到導光體210中（例如，大約30至35度）。在一些示例中，例如但不限於透鏡、鏡子或類似的反射器（例如，傾斜的準直反射器）、繞射光柵、與稜鏡以及其自身各種組合的耦合結構，可以促使光以非零值傳導角度耦合進導光體210的輸入端以成為引導光204。在其他示例中，可以在沒有或基本上不使用耦合結構的情況下將光直接引入導光體210的輸入端（亦即，可以採用直接或「對接」耦合）。一旦耦合進導光體210，引導光204配置為沿著傳導方向203沿著導光體210傳導，傳導方向203通常可以遠離輸入端（例如，圖5A中以指向x軸的粗箭頭示出）。

進一步地，根據各個實施例，藉由將光耦合至導光體210中所產生的引導光204可為準直光束。在本發明中，「準直光」或「準直光束」通常定義為一束光，其中，數道光束在光束內（例如，引導光204內）基本上互相平行。同樣地，根據本發明的定義，從準直光束發散或散射的光線不被認為是準直的光束的一部分。在一些實施例中（圖中未顯示），多視像顯示器200可包含準直器，例如透鏡、反射器、或鏡子，如上文所述（例如，傾斜準直反射器），以準直光，例如，準直來自光源的光。在一些實施例中，光源本身包含準直器。提供給導光體210的準直光是準直引導光束。在一些實施例中，引導光204可以根據準直因子σ以準直，或者引導光204具有準直因子σ。或者，在其他實施例中，引導光204可以是未準直的。

在一些實施例中，導光體210可用以「回收」引導光204。具體來說，沿著導光體長度引導的引導光204，可以沿著與傳導方向203不同的另一條傳導方向203’重新引導回來。舉例而言，導光體210可以包含反射器（圖中未顯示），其位於導光體210的一端部，所述的端部相對於與光源相鄰的輸入端。反射器可用以將引導光204反射回的輸入端以作為回收的引導光。在一些實施例中，除了光循環以外或者為了取代光循環，另一個光源可以在另一個傳導方向203’上提供引導光204。引導光204的再循環以及使用另一光源以提供具有另一傳導方向203’的引導光204其中之一或兩者，例如，如下文所述的，可以通過使引導光對多光束元件超過一次地可用，來增加多視像顯示器200的亮度（例如，增加方向性光束202的強度）。在圖5A中，顯示回收引導光的傳導方向203’的粗箭頭（例如，指向負x方向），示出了在導光體210內的回收引導光的一般傳導方向。

如圖5A至5C所示，多視像顯示器200進一步包含沿導光體長度互相隔開的複數個多光束元件220。具體來說，複數個多光束元件220中的多光束元件220藉由有限空間互相隔開，並且沿著導光體長度表示單獨的、不同的元件。因此，根據本發明的定義，複數個多光束元件中的多光束元件220根據有限（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，複數個多光束元件220通常不相交、重疊或彼此接觸。因此，複數個多光束元件220中的每一個多光束元件220通常是不同的且與複數個多光束元件220中的其他多光束元件220分離。

根據一些實施例，複數個多光束元件220可以排列成一維（one-dimensional, 1D）陣列或二維（two-dimensional, 2D）陣列。例如，多光束元件220可以排列為線性1D陣列。在另一示例中，多光束元件220可以被排列成矩形2D陣列或圓形2D陣列。進一步地，在一些示例中，陣列（亦即，1D陣列或2D陣列）可以是規律或均勻的陣列。具體來說，複數個多光束元件220之間的元件間距（例如，中心間距或中心距離）可以在整個陣列上基本均勻或恆定。在其他示例中，複數個多光束元件220之間的元件間距離可以變化為橫跨陣列與沿著導光體210的長度的其中之一或兩者。

根據各個實施例，複數個多光束元件220中的多光束元件220配置為提供、耦合出或散射出引導光204的一部分作為複數個方向性光束202。例如，根據各個實施例，可以使用繞射散射、反射散射、和折射散射或耦合中的一種以上來耦合出或散射出部分引導光。圖5A和5C將方向性光束202繪示為複數個發散箭頭，其描繪為從導光體210的第一表面（或前表面）210'導向。此外，根據各個實施例，如圖5A至5C所示，多光束元件220的尺寸可與多視像像素206的子像素的尺寸（或等於光閥230的尺寸）相當。在本文中，該「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230或子像素的尺寸可以是其長度，並且多光束元件220的相仿尺寸也可以是多光束元件220的長度。在另一示例中，尺寸可被稱為面積，使得多光束元件220的面積可以與子像素的面積或光閥230的面積相當。

在一些實施例中，多光束元件220的尺寸可以與子像素尺寸相當，使得多光束元件尺寸係介於子像素尺寸的百分之五十（50%）至百分之兩百（200%）之間。例如，如果多光束元件尺寸係標示為「s」及視像像素尺寸係標示為「S」（如圖5A中所示），那麼多光束元件尺寸s可用以下方程式給定：

在其他示例中，多光束元件尺寸係大於該子像素尺寸的約百分之六十（60%），或約百分之七十（70%），或大於該子像素尺寸的約百分之八十（80%），或大於該子像素尺寸的約百分之九十（90%），且多波束元件係小於該子像素尺寸的約百分之一百八十（180%），或小於該子像素尺寸的約百分之一百六十（160%），或小於該子像素尺寸的約百分之一百四十（140%），或小於該子像素尺寸的約百分之一百二十（120%）。例如，藉由「相當尺寸」，多光束元件尺寸可在子像素尺寸的約百分之七十五（75%）及約百分之一百五十（150%）之間。在另一示例中，多光束元件220在尺寸上可以與子像素相當，其中，多光束元件尺寸係在子像素尺寸的約百分之一百二十五（125%）至百分之八十五（85%）之間。根據一些實施例，可以選擇多光束元件220和子像素的相當尺寸，以減少多視像顯示器的視像之間的暗區域，或在一些示例中將其最小化。此外，可以選擇多光束元件220和子像素的相當尺寸，以減少多視像顯示器200的視像（或視像像素）之間的重疊，並且在一些示例中將其最小化。

圖5A至5C中所示的多視像顯示器200進一步包含光閥230的陣列，其配置為調變複數個方向性光束中的方向性光束202。如圖5A至5C所示的，具有不同主要角度方向的方向性光束202中的不同方向性光束202會穿過光閥230的陣列中的不同光閥230，並且可以被其調變。此外，如圖所示，光閥230的陣列之中的光閥230對應於多視像像素206的子像素，並且光閥230的集合對應於多視像顯示器的多視像像素206。具體來說，光閥230的陣列之中的光閥230的不同集合係配置為接收及調變來自多光束元件220中對應的多光束元件220的方向性光束202，亦即，如圖中所示，每一個多光束元件220具有獨特的一個光閥230的集合。在各個實施例中，不同種類的光閥可被用作光閥230的陣列之中的光閥230，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。

如圖5A所示，第一光閥集合230a配置為接收並調變來自第一多光束元件220a的方向性光束202。此外，第二光閥集合230b配置為從第二多光束元件 220b接收並調變方向性光束202。因此，如圖5A中所示，光閥陣列中的複數光閥集合的每一個集合（例如，第一光閥集合230a及第二光閥集合230b）分別對應於不同的多光束元件220（例如，元件220a、元件220b），並且對應於不同的多視像像素206，其中光閥集合中的單獨光閥230對應於相應多視像像素206的子像素。

在一些實施例中，多光束元件220與對應的多視像像素206（亦即，子像素集合和對應的光閥230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206和多光束元件220。圖5B以示例的方式明確地示出了一對一的關係，其中包含光閥230的不同集合（與對應的子像素）的每一個多視像像素206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206與多光束元件220的數量可以彼此不同。

在一些實施例中，複數個多光束元件220中的一對多光束元件之間的元件間距離（例如，中心間距）可等於對應之複數個多視像像素中的一對多視像像素206之間的像素間距離（例如，中心間距），例如，由複數光閥集合表示。例如，如圖5A所示，第一多光束元件220a及第二多光束元件220b之間的中心間距d係基本上等同於第一光閥集合230a及第二光閥集合230b之間的中心間距D。在另一實施例中（圖中未顯示），該對多光束元件220及對應光閥集合的相對中心間距可不同，例如，多光束元件220可具有大於或小於表示多視像像素206的複數光閥集合之間的間距（例如，中心間距D）的元件間間距（即，中心間距d）。

在一些實施例中，多光束元件220的形狀類似於多視像像素206的形狀，或者等同的，與多視像像素206對應的（或「子陣列」）光閥230的集合的形狀。舉例而言，多光束元件220可以具有正方形的形狀，並且多視像像素206（或對應光閥230的集合的排列）可以基本上是方形的。在另一示例中，多光束元件220可具有長方形的形狀，即，可具有大於一寬度或橫向（transverse）尺寸的一長度或縱向（longitudinal）尺寸。在此示例中，對應多光束元件220的多視像像素206（或等效於光閥230的集合的排列）可具有類似矩形的形狀。圖5B顯示正方形多光束元件220和對應的正方形多視像像素206的上視圖或平面圖，所述多視像像素206包含正方形的光閥230的複數集合。在進一步的其他示例中（圖中未顯示）中，多光束元件220和對應的多視像像素206具有各種形狀，包含或至少近似，但不限於，三角形、六角形、和圓形。因此，在這些實施例中，可能不是一般多光束元件220的形狀與多視像像素206的形狀之間的關係。

此外（例如，如圖5A所示），根據一些實施例，每個多光束元件220配置為基於分配給特定多視像像素206的子像素集合，在給定時間向一個且僅一個多視像像素206提供方向性光束202。具體來說，對於給定的多光束元件220中的一個以及將子像素集合的當前分配給特定多視像像素206，具有與該多視像顯示器的不同視像對應的不同主要角度方向的方向性光束202基本上侷限於單個對應的多視像像素206及其子像素，亦即，與多光束元件220對應的一組光閥230，如圖5A中所示。因此，多視像顯示器200的每一個多光束元件220提供具有對應於多視像顯示器當前的不同視像的不同主要角度方向集合的對應的方向性光束202的集合（即，方向性光束202的集合包含具有對應於當前的不同視像方向的每一個方向的光束）。

再次參照圖5A，多視像顯示器200進一步包含光源240。根據各個實施例，光源240配置以提供在導光體210內被引導的光。尤其，光源240可以位在相鄰於導光體210的入口表面或入口端（輸入端）。在各個實施例中，光源240可包含基本上任何光源（例如，光學發射器），其包含但不限於LED、雷射（例如，雷射二極體）或其組合。在一些實施例中，光源240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（red-green-blue, RGB）顏色模型）。在其他示例中，光源240可以是用以提供基本上寬帶或多色光的基本寬頻帶光源。例如，光源240可提供白光。在一些實施例中，光源240可以包含複數個不同的光學發射器，用於提供不同顏色的光。不同的光學發射器可以用以提供具有與不同光色中的每一個相對應的引導光的不同的、顏色特定的、非零值傳導角度的光。

在一些實施例中，光源240可進一步包含準直器。準直器可以配置以接收來自光源240的一個以上的光學發射器的大致非準直光。準直器係進一步配置為將大致非準直光轉換為準直光。具體來說，根據一些實施例，準直器可提供具有非零值傳導角度並且依據預定準直因子以準直的準直光。而且，當採用不同顏色的光學發射器時，準直器可用以提供具有不同的、顏色特定的非零值傳導角以及不同顏色特定的準直因子其中之一或兩者的準直光。準直器進一步用以將準直光束傳送到導光體210，以將其傳導為引導光204，如上文所述。

在一些實施例中，多視像顯示器200配置為對於通過導光體210的光為基本上透明，該導光體210的方向與引導光204的傳導方向203、203’正交（或基本上正交）。具體來說，在一些實施例中，導光體210和間隔開的多光束元件220允許光通過第一表面210'和第二表面210”以穿過導光體210。由於多光束元件220的相對小的尺寸和多光束元件220的相對大的元件間的間距（例如，與多視像像素206一對一的對應關係），使得透明度可以增強，至少增強一部份的透明度。此外，根據一些實施例，多光束元件220對於與導光體表面210'、210”正交傳導的光也可以是基本透明的。

圖6A係根據與在此所描述的原理一致的一實施例，顯示示例中包含多光束元件220的多視像顯示器200的一部分的剖面圖。圖6B係根據與在此所描述的原理一致的另一實施例，顯示示例中的包含多光束元件220的多視像顯示器200的一部分的剖面圖。具體來說，圖6A至6B顯示包含繞射光柵222的多光束元件220。繞射光柵222用以將引導光204的一部分繞射地散射為複數條方向性光束202。繞射光柵222包含複數個繞射特徵，其藉由繞射特徵間距、或繞射特徵、或光柵間距互相隔開，該繞射特徵用以提供繞射地耦合出的部分引導光。根據各個實施例，繞射光柵222中的繞射特徵的間距或光柵間距可為子波長（亦即，小於引導光的波長）。

在一些實施例中，多光束元件220的繞射光柵222可以位於多視像顯示器200的導光體210的表面處或附近。舉例而言，如圖6A所示，繞射光柵222可以位在導光體210的第一表面210’處或位在導光體210的第一表面210’的附近。導光體第一表面210’處的繞射光柵222可以是透射模式繞射光柵，其被配置為通過第一表面210’將引導光的一部份繞射地散射為方向性光束202。在另一示例中，如圖6B所示，繞射光柵222可被定位在或相鄰於導光體210的第二表面210”。當位於第二表面210”時，繞射光柵222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222用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210'以通過第一表面210'離開而作為繞射方向性光束202。在其他實施例（圖中未顯示）中，繞射光柵可以位於導光體210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兩者。

根據一些實施例，繞射光柵222的繞射特徵可以包含互相隔開的凹槽和凸脊其中之一或兩者。凹槽或凸脊可以包含導光體210的材料，例如，可以形成在導光體210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210的表面上的另一種材料的膜或層。

在一些實施例中，多光束元件220的繞射光柵222是均勻的繞射光柵，其中繞射特徵間距在整個繞射光柵222中大致上是恆定或不變的。在其他實施例中，繞射光柵222是啁啾式（chirped）繞射光柵。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距（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距的啁啾。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，多光束元件220的啁啾式繞射光柵可表現出繞射特徵間距的非線性啁啾。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任何這些種類之啁啾的組合。

圖7A係根據與在此所描述的原理一致的另一實施例，顯示示例中的包含多光束元件220的多視像顯示器200的一部分的剖面圖。圖7B係根據與在此所描述的原理一致的另一實施例，顯示示例中的包含多光束元件220的多視像顯示器200的一部分的剖面圖。具體來說，圖7A及圖7B示出包括微反射元件的多光束元件220的各個實施例。用作或在多光束元件220中的微反射元件可包含但不限於，採用一反射材料或其膜的反射器（例如，反射金屬）或基於全內反射（total internal reflection, TIR）的反射器。根據一些實施例（例如，如圖7A至7B所示），包含微反射元件的多光束元件220可以位於導光體210的表面（例如，第二表面210”）或位於導光體210的附近。在其他實施例中（圖中未顯示），微反射元件可以在導光體210中位於第一表面210’與第二表面210”之間的位置。

舉例而言，圖7A示出了包含微反射元件224的多光束元件220，微反射元件224具有位於導光體210的第二表面210”附近的反射多面結構（facets）（例如，「稜鏡式（prismatic）」微反射元件）。所示的稜鏡式微反射元件224的刻面結構配置以將引導光204的一部分反射（即，反射地耦合）出導光體210。舉例而言，多面結構可以相對於引導光204的傳導方向傾斜或偏斜（亦即，具有傾斜角度），以將引導光的一部分反射出導光體210。根據各個實施例，多面結構可以利用導光體210內的反射材料（例如，如圖7A所示）而形成，或者可以是第二表面210''中的稜柱形空腔的表面。在一些實施例中，當採用稜柱形空腔時，空腔表面處的折射係數變化可以提供反射（例如，TIR反射），或者形成多面結構的空腔表面可以被反射材料塗覆以提供反射。

在另一示例中，圖7B示出了包含微反射元件224的多光束元件220，微反射元件224具有大致光滑的彎曲表面，例如但不限於半球形微反射元件224。舉例而言，微反射元件224的特定表面曲線可以配置以在不同的方向上反射引導光的一部分，其方向取決於在與引導光204接觸的彎曲表面上的入射點。如圖7A及圖7B中所示出的，作為示例而非限制，從導光體210反射地散射出來的部分引導光係從第一表面210'射出或離開。如同圖7A中的稜鏡式微反射元件224，圖7B中的微反射元件224可以是導光體210內的反射材料或形成在第二表面210''中的空腔（例如，半圓形空腔），如同圖7B中作為示例而非限制所示出的。作為示例而非限制的，圖7A及圖7B亦示出具有二個傳導方向203、203’的引導光204（即，由粗箭頭示出）。例如，利用二個傳導方向203、203’可助於對複數條方向性光束202提供對稱的主要角度方向。

圖8係根據與在此所描述的原理一致的另一實施例，顯示示例中包含多光束元件220的多視像顯示器200的一部分的剖面圖。具體來說，圖8示出了包含微折射元件226的多光束元件220。根據各個實施例，微折射元件226被配置以從導光體210折射地耦合出引導光204的一部分。亦即，如圖8所示，微折射元件226被配置以採用折射（例如，與繞射或反射相對）以將來自導光體210的部分引導光耦合出或散射出以作為方向性光束202。微折射元件226可具有各種形狀，其形狀包含但不限於，半圓形形狀、矩形形狀或棱柱形狀（亦即，具有傾斜面的形狀）。根據各個實施例，微折射元件226可從導光體210的表面（例如，第一表面210’）延伸或突出，如圖所示，或可為所述表面中的空腔（圖中未顯示）。進一步地，在一些實施例中，微折射元件226可包含導光體210的材料。在其他實施例中，微折射元件226可包含相鄰於導光體表面的另一材料，以及在一些示例中，微折射元件226可包含與導光體表面接觸的另一材料。

根據一些實施例，情境光場顯示系統100進一步包括配置為顯示2D影像的二維（2D）顯示器。在這些實施例中，被光場模式選擇器選擇的光場顯示模式是被配置為顯示2D影像的單個廣角視像的2D顯示模式。與選擇2D顯示模式相對應的所確定的顯示情境可以利用所顯示的影像文件來檢測2D情境。具體來說，根據一些實施例，多視像顯示器200（例如，表示情境光場顯示系統100的多視像顯示器110的實施例）可以進一步包括與導光體210相鄰的廣角背光源。舉例而言，廣角背光源可以用於促使在2D顯示模式下顯示2D影像。

圖9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顯示器200的剖面圖。如圖9所示，如上所述，多視像顯示器200包括導光體210、複數個多光束元件220、光閥230的陣列和光源240。導光體210、多光束元件220和光源240可以一起用作配置為發射複數條方向性光束202的多光束背光源。圖9所示的多視像顯示器200進一步包含廣角背光源250。廣角背光源250位於多光束背光源的一側面，其與光閥陣列相鄰的一側面相對。具體來說，如圖所示，廣角背光源250與導光體210的與第一表面210’相對的第二表面210”相鄰。根據各個實施例，廣角背光源250被配置為在2D顯示模式期間提供廣角發射光208。

如圖9所示，多視像顯示器200的多光束背光源被配置為對從廣角背光源250發射的廣角發射光208為光學透明。具體來說，至少導光體210與多光束背光源的複數個多光束元件220一起被配置為對於在一個方向上傳導的廣角發射光208為光學透明，其通常從導光體210的第二表面210”到第一表面210’。因此，廣角發射光208可以從廣角背光源250發射，然後穿過多光束背光源的厚度（或者等同於穿過導光體210的厚度）。因此，來自廣角背光源250的廣角發射光208可以通過導光體210的第二表面210”被接收、透射過導光體210的厚度、然後從導光體210的第一表面210’發射。根據一些實施例，由於多光束背光被配置成對於廣角發射光208為光學透明，因此，廣角發射光208基本上不受多光束背光源的影響。

根據各個實施例，如上所述，圖9的多視像顯示器200可以選擇性地以2D顯示模式或多視像光場顯示模式（多視像）中的一種以上進行操作。在2D顯示模式下，多視像顯示器200被配置為發射由廣角背光源250提供的廣角發射光208。隨後，廣角發射光208可以由光閥230調變以在2D顯示模式期間提供2D影像。如此一來，如顯示情境所確定的，情境光場顯示系統100的光場模式選擇器120可以選擇性地採用圖9的多視像顯示器200的廣角背光源250以在2D顯示模式下顯示2D影像。或者，當顯示情境指示要顯示多視像影像時，光場模式選擇器120可以採用圖9中的多視像顯示器200的多光束背光源以發射方向性光束202，然後可以由光閥230對方向性光束202進行調變，以根據所選擇的多視場光場顯示模式提供多視場影像。

根據本文所描述的原理的一些實施例，提供了一種情境光場多視像顯示器。情境光場多視像顯示器被配置為根據複數種光場顯示模式以顯示影像（例如，多視像影像）。具體來說，複數種光場顯示模式可以包含但不限於：配置為顯示2D影像內容的二維（2D）顯示模式、配置為顯示立體3D影像內容的立體3D（3D）顯示模式、單向視差光場顯示模式、全視差顯示模式。

圖10係根據與在此所描述的原理一致的一實施例，顯示示例中的情境光場多視像顯示器300的方塊圖。如圖所示，情境光場多視像顯示器300包含導光體310。導光體310用以將光引導為引導光。在一些實施例中，導光體310可以基本上類似於上文關於多視像顯示器200所述的導光體210。

圖10所示的情境光場多視像顯示器300進一步包括多光束元件320的陣列。多光束元件320的陣列之中的多光束元件320被配置為將引導光的一部分散射為方向性光束302，該方向性光束302具有與多視像影像的不同視像相對應的方向。在一些實施例中，多光束元件320的陣列之中的多光束元件可以大致與上文所述之多視像顯示器200的多光束元件220相似。舉例而言，如上所述，多光束元件320可以包含繞射光柵、微反射元件和微折射元件之中的一個以上。

如圖10所示，情境光場多視像顯示器300進一步包括光閥330的陣列。光閥330的陣列被配置為調變方向性光束以提供多視像影像。根據各個實施例，多視像影像的不同視像根據複數種光場顯示模式之中的光場顯示模式以矩形陣列排列。在一些實施例中，光閥330的陣列可以基本上類似於上文所述的多視像顯示器200的光閥230的陣列。此外，在一些實施例中，多光束元件320的陣列之中的多光束元件320的尺寸可以在光閥230的陣列之中的光閥230的尺寸的一半與光閥230的尺寸的兩倍之間。

根據各個實施例，圖10的情境光場多視像顯示器300進一步包括光場模式選擇器340。光場模式選擇器340可以基本上類似於上文關於情境光場顯示系統100所述的光場模式選擇器120。具體來說，光場模式選擇器340被配置為基於所確定的顯示情境從複數種光場顯示模式之中選擇光場顯示模式。此外，根據各個實施例，多視像影像被配置為由情境光場多視像顯示器300根據所選擇的光場顯示模式以顯示。

在一些實施例中，所選擇的光場顯示模式可以是立體三維（3D）顯示模式，其配置為將多視像影像表示為立體影像對。根據各個實施例，在立體3D顯示模式下，在多視像影像內的不同視像的矩形陣列的第一半部內的不同視像被配置為表示一對立體影像的第一影像，而不同視像的矩形陣列的第二半部內的不同視像被配置為表示一對立體影像的第二影像。在一些實施例中，所選擇的光場顯示模式可以是單向視差顯示模式和全視差顯示模式之一。

在一些實施例中，光場模式選擇器340包括方向感測器，其被配置為檢測情境光場多視像顯示器的方向。在這些實施例中，可以從檢測到的情境光場多視像顯示器的方向以確定顯示情境。在一些實施例中，光場模式選擇器340被配置為基於多視像影像的內容與來自應用程式的輸入訊號其中之一或兩者以確定顯示情境並選擇光場顯示模式，該應用採用情境光場多視像顯示器。

在一些實施例（圖中未顯示）中，情境光場多視像顯示器300進一步包括廣角背光源。具體來說，廣角背光源可以位於與導光體310的一側面相鄰，導光體310的該側面相對於導光體310與光閥陣列相鄰的一側面。在各個實施例中，廣角背光源被配置為在情境光場多視像顯示器300的二維（2D）光場模式期間提供廣角發射光。此外，在這些實施例中，導光體310和多光束元件的陣列可以被配置為對於廣角發射光是透明的。另外，根據各個實施例，情境光場多視像顯示器300被配置為在2D光場模式期間顯示2D影像。

根據本發明所描述的原理的其他實施例，本發明係提供了一種情境光場顯示系統的操作方法。圖11係根據與在此所描述的原理一致的一實施例，顯示示例中的情境光場顯示系統的操作方法400的流程圖。如圖11所示，情境光場顯示系統的操作方法400包含使用光場模式選擇器根據或基於所確定的顯示情境，從複數種光場顯示模式中選擇光場顯示模式的步驟410。在一些實施例中，所述光場模式選擇器可以基本上類似於上文所述的情境光場顯示系統100的光場模式選擇器120。此外，根據一些實施例，所選擇的光場顯示模式可以包含，但不限於，立體三維（3D）顯示模式、單向視差顯示模式和全視差顯示模式之一。此外，根據各個實施例，複數種光場顯示模式中的選擇光場顯示模式包括多視像影像的不同視像的模式特定的矩形排列。

情境光場顯示系統的操作方法400進一步包括使用多視像顯示器根據所選擇的光場顯示模式以顯示多視像影像的步驟420。具體來說，採用配置為提供複數種光場顯示模式的多視像顯示器以顯示多視像影像的步驟420。在一些實施例中，在顯示多視像影像的步驟420中使用的多視像顯示器，可以基本上類似於上文關於情境光場顯示系統100所述的多視像顯示器110。

在一些實施例（圖中未顯示）中，情境光場顯示系統的操作方法400，進一步包括使用配置為2D顯示器的多視像顯示器顯示二維（2D）影像的步驟。舉例而言，當根據所確定的顯示情境將光場顯示模式確定為2D顯示模式時，可以顯示2D影像。如上文關於多視像顯示器200所述的，配置為2D顯示器的多視像顯示器可以包括採用與廣角背光源250基本相似的廣角背光源。

因此，本發明已描述了情境光場顯示系統、情境光場多視像顯示器以及情境光場顯示系統的操作方法的示例和實施例，其根據所確定的顯示情境在複數種光場顯示模式之間提供選擇。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11月1日提交的序列號62 / 754,555的美國專利臨時申請案以及2018年11月7日提交的第PCT / US2018 / 059647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 30:繞射光柵 40:導光體 50:入射光束 60:方向性光束 100:情境光場顯示系統 101:使用者 110:多視像顯示器 120:光場模式選擇器 200:多視像顯示器 202:方向性光束 203:傳導方向 203’:傳導方向 204:引導光 206:多視像像素 208:廣角發射光 210:導光體 210’:第一表面 210”:第二表面 220:多光束元件 220a:第一多光束元件 220b:第二多光束元件 222:繞射光柵 224:微反射元件 226:微折射元件 230:光閥 230a:第一光閥集合 230b:第二光閥集合 240:光源 250:廣角背光源 300:情境光場多視像顯示器 302:方向性光束 310:導光體 320:多光束元件 330:光閥 340:光場模式選擇器 D:中心間距 D:中心間距 O:原點 S:視像像素尺寸 S:多光束元件尺寸 θ:角度分量、仰角分量、仰角 ϕ:角度分量、方位角分量、方位角 σ:準直因子 θi:光入射角 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，顯示示例中的情境光場顯示系統的方塊圖。圖3B係根據與在此所描述的原理一致的一實施例，顯示示例中的情境光場顯示系統的立體圖。圖3C係根據與在此所描述的原理一致的一實施例，顯示另一示例中的圖3B的情境光場顯示系統的平面圖。圖4A係根據與在此所描述的原理一致的一實施例，顯示示例中的對應於立體顯示模式的多視像顯示器的視像排列的圖示。圖4B係根據與在此所描述的原理一致的一實施例，顯示示例中的對應於單向視差顯示模式的多視像顯示器的視像排列的圖示。圖4C係根據與在此所描述的原理一致的一實施例，顯示另一示例中的對應於單向視差顯示模式的多視像顯示器的視像排列的圖示。圖4D係根據與在此所描述的原理一致的一實施例，顯示示例中的對應於全視差模式的多視像顯示器的視像排列的圖示。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顯示器的剖面圖。圖5B係根據與在此所描述的原理一致的一實施例，顯示示例中的多視像顯示器的平面圖。圖5C係根據與在此所描述的原理一致的一實施例，顯示示例中的多視像顯示器的立體圖。圖6A係根據與在此所描述的原理一致的一實施例，顯示示例中的包含多光束元件的多視像顯示器的一部分的剖面圖。圖6B係根據與在此所描述的原理一致的另一實施例，顯示示例中的包含多光束元件的多視像顯示器的一部分的剖面圖。圖7A係根據與在此所描述的原理一致的另一實施例，顯示示例中的包含多光束元件的多視像顯示器的一部分的剖面圖。圖7B係根據與在此所描述的原理一致的另一實施例，顯示示例中的包含多光束元件的多視像顯示器的一部分的剖面圖。圖8係根據與在此所描述的原理一致的另一實施例，顯示示例中包含多光束元件的多視像顯示器的一部分的剖面圖。圖9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顯示器的剖面圖。圖10係根據與在此所描述的原理一致的一實施例，顯示示例中的情境光場多視像顯示器的方塊圖。圖11係根據與在此所描述的原理一致的一實施例，顯示示例中的情境光場顯示系統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。下面將參照上述附圖詳細描述這些和其他特徵。

100:情境光場顯示系統

110:多視像顯示器

120:光場模式選擇器

Claims

一種情境光場顯示系統，包括：一多視像顯示器，配置為提供複數種光場顯示模式並根據該等光場顯示模式之中的一選擇的光場顯示模式來顯示一多視像影像；以及一光場模式選擇器，配置為確定一顯示情境並且基於該所確定的顯示情境，從該複數種光場顯示模式之中選擇一光場顯示模式以作為該選擇的光場顯示模式，其中，該複數種光場顯示模式之中的一光場顯示模式包括該多視像影像的不同視像的一模式特定的排列。
如申請專利範圍第1項所述的情境光場顯示系統，其中，該選擇的光場顯示模式是該情境光場顯示系統的一立體三維（3D）顯示模式，該不同視像的該模式特定的排列被配置為提供該多視像影像的一立體表示。
如申請專利範圍第1項所述的情境光場顯示系統，其中，該選擇的光場顯示模式為該情境光場顯示系統的一單向視差顯示模式，該不同視像的該模式特定的排列被配置為提供該多視像影像的一單向視差表示。
如申請專利範圍第1項所述的情境光場顯示系統，其中，該選擇的光場顯示模式為該情境光場顯示系統的一全視差顯示模式，對應於全視差視像排列的該不同視像的該模式特定的排列被配置為提供該多視像影像的一全視差表示。
如申請專利範圍第1項所述的情境光場顯示系統，其中，該多視像顯示器包括：一導光體，配置為沿著該導光體的長度在一傳導方向上將光引導為引導光；以及複數個多光束元件，其沿著該導光體的長度分佈，該複數個多光束元件之中的一多光束元件被配置為從該導光體中散射出該引導光的一部分，以作為具有與該不同視像相對應的主要角度方向的複數條方向性光束。
如申請專利範圍第5項所述的情境光場顯示系統，其中，該多視像顯示器包括一光閥陣列，其配置為調變該複數條方向性光束之中的方向性光束以提供該不同視像，該多光束元件的尺寸在該光閥陣列之中的一光閥的尺寸的一半與該光閥的尺寸的兩倍之間。
如申請專利範圍第1項所述的情境光場顯示系統，進一步包括配置為顯示一2D影像的一二維（2D）顯示器，被該光場模式選擇器選擇的該光場顯示模式為一2D顯示模式，其配置為顯示該2D影像的單個廣角視像。
如申請專利範圍第1項所述的情境光場顯示系統，其中，該光場模式選擇器包括一方向感測器，其配置為檢測該多視像顯示器的一方向，該顯示情境從該多視像顯示器的一檢測到的方向確定。
如申請專利範圍第8項所述的情境光場顯示系統，其中，該方向感測器包括一陀螺儀和一加速度計其中之一或兩者。
如申請專利範圍第1項所述的情境光場顯示系統，其中，該光場模式選擇器配置為從由該情境光場顯示系統執行的一應用程式接收一輸入訊號，該顯示情境基於來自該所執行的應用程式的該輸入訊號來確定。
如申請專利範圍第1項所述的情境光場顯示系統，其中，該光場模式選擇器配置為確定該顯示情境並基於該影像的一內容選擇該光場顯示模式。
一種情境光場多視像顯示器，包括：一導光體，配置以將光引導為引導光；一多光束元件陣列，配置為將該引導光的一部分散射出以作為方向性光束，該等方向性光束具有對應於一多視像影像的不同視像的方向；一光閥陣列，配置為調變該等方向性光束以提供該多視像影像，該多視像影像的不同視像根據複數種光場顯示模式之中的一光場顯示模式以一矩形陣列來排列；以及一光場模式選擇器，配置為基於一所確定的顯示情境從該複數種光場顯示模式之中選擇該光場顯示模式，該多視像影像根據該選擇的光場顯示模式來顯示。
如申請專利範圍第12項所述的情境光場多視像顯示器，其中，該選擇的光場顯示模式是配置為將該多視像影像表示為一立體影像對的一立體三維（3D）顯示模式，該矩形陣列的一第一半部內的不同視像被配置為表示該立體影像對的一第一影像，並且該矩形陣列的一第二半部內的不同視像被配置為表示該立體影像對的一第二影像。
如申請專利範圍第12項所述的情境光場多視像顯示器，其中，該選擇的光場顯示模式是一單向視差顯示模式和一全視差顯示模式其中之一。
如申請專利範圍第12項所述的情境光場多視像顯示器，其中，該光場模式選擇器包括一方向感測器，其配置為檢測該情境光場多視像顯示器的一方向，該顯示情境從該情境光場多視像顯示器的一檢測到的方向確定。
如申請專利範圍第12項所述的情境光場多視像顯示器，其中，該光場模式選擇器配置為確定該顯示情境並且選擇該光場顯示模式，其基於該多視像影像的一內容和來自採用該情境光場多視像顯示器的一應用程式的一輸入訊號其中之一或兩者。
如申請專利範圍第12項所述的情境光場多視像顯示器，進一步包括一廣角背光源，其與該導光體的一側面相鄰，該側面相對於與該光閥陣列相鄰的該導光體的側面，該廣角背光源被配置為在該情境光場多視像顯示器的一二維（2D）光場模式期間提供廣角發射光，其中，該導光體和多光束元件陣列被配置為對於該廣角發射光是透明的，該情境光場多視像顯示器被配置為在該2D光場模式期間顯示一2D影像。
一種情境光場顯示系統的操作方法，該方法包括：基於一確定的顯示情境，使用一光場模式選擇器從複數種光場顯示模式中選擇一光場顯示模式；以及根據該選擇的光場顯示模式，使用配置為提供該複數種光場顯示模式的一多視像顯示器顯示一多視像影像，其中，該複數種光場顯示模式之中的該選擇的光場顯示模式包括該多視像影像的不同視像的一模式特定的矩形排列。
如申請專利範圍第18項所述的情境光場顯示系統的操作方法，其中，該選擇的光場顯示模式包括一立體三維（3D）顯示模式、一單向視差顯示模式和一全視差顯示模式其中之一。
如申請專利範圍第18項所述的情境光場顯示系統的操作方法，進一步包括當根據該確定的顯示情境將該光場顯示模式確定為一2D顯示模式時，使用配置為一2D顯示器的該多視像顯示器顯示一二維（2D）影像。