TW202143196A - 動畫靜態顯示器和方法 - Google Patents

動畫靜態顯示器和方法 Download PDF

Info

Publication number
TW202143196A
TW202143196A TW110107357A TW110107357A TW202143196A TW 202143196 A TW202143196 A TW 202143196A TW 110107357 A TW110107357 A TW 110107357A TW 110107357 A TW110107357 A TW 110107357A TW 202143196 A TW202143196 A TW 202143196A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
light
directional
guide
static
animated
Prior art date
Application number
TW110107357A
Other languages
English (en)
Other versions
TWI777431B (zh
Inventor
大衛 A 費圖
Original Assignee
美商雷亞有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 美商雷亞有限公司 filed Critical 美商雷亞有限公司
Publication of TW202143196A publication Critical patent/TW202143196A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI777431B publication Critical patent/TWI777431B/zh

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B30/00—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images
    • G02B30/20—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes
    • G02B30/26—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes of the autostereoscopic type
    • G02B30/33—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes of the autostereoscopic type involving directional light or back-light sources
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T13/00—Animation
    • G06T13/80—2D [Two Dimensional] animation, e.g. using sprites
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B30/00—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images
    • G02B30/20—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes
    • G02B30/26—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes of the autostereoscopic type
    • G02B30/30—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes of the autostereoscopic type involving parallax barriers
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0033—Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G02B6/0035—Means for improving the coupling-out of light from the light guide provided on the surface of the light guide or in the bulk of it
    • G02B6/0038—Linear indentations or grooves, e.g. arc-shaped grooves or meandering grooves, extending over the full length or width of the light guide
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0033—Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G02B6/005—Means for improving the coupling-out of light from the light guide provided by one optical element, or plurality thereof, placed on the light output side of the light guide
    • G02B6/0055—Reflecting element, sheet or layer
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T5/00—Image enhancement or restoration
    • G06T5/50—Image enhancement or restoration using two or more images, e.g. averaging or subtraction
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V10/00—Arrangements for image or video recognition or understanding
    • G06V10/10—Image acquisition
    • G06V10/12—Details of acquisition arrangements; Constructional details thereof
    • G06V10/14—Optical characteristics of the device performing the acquisition or on the illumination arrangements
    • G06V10/141—Control of illumination
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V10/00—Arrangements for image or video recognition or understanding
    • G06V10/10—Image acquisition
    • G06V10/12—Details of acquisition arrangements; Constructional details thereof
    • G06V10/14—Optical characteristics of the device performing the acquisition or on the illumination arrangements
    • G06V10/145—Illumination specially adapted for pattern recognition, e.g. using gratings
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N13/00—Stereoscopic video systems; Multi-view video systems; Details thereof
    • H04N13/30—Image reproducers
    • H04N13/302—Image reproducers for viewing without the aid of special glasses, i.e. using autostereoscopic displays
    • H04N13/32—Image reproducers for viewing without the aid of special glasses, i.e. using autostereoscopic displays using arrays of controllable light sources; using moving apertures or moving light sources
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0033—Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G02B6/005—Means for improving the coupling-out of light from the light guide provided by one optical element, or plurality thereof, placed on the light output side of the light guide
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T2207/00—Indexing scheme for image analysis or image enhancement
    • G06T2207/10—Image acquisition modality
    • G06T2207/10004—Still image; Photographic image

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Artificial Intelligence (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
  • Planar Illumination Modules (AREA)
  • Testing, Inspecting, Measuring Of Stereoscopic Televisions And Televisions (AREA)
  • Control Of Indicators Other Than Cathode Ray Tubes (AREA)

Abstract

本發明關於一種動畫靜態顯示器、動畫靜態顯示系統和其方法，其提供複數個靜態影像。動畫靜態顯示器包含複數個方向性散射元件，在導光體上佈置並且配置以散射出從不同光源提供並由導光體引導的光作為方向性光束，該方向性光束具有與不同光源對應的不同方向。動畫靜態顯示器還包含具有不同集合的透光孔的遮罩層，配置以使具有不同方向的方向性光束通過，以提供複數個靜態影像中對應的不同靜態影像。動畫靜態顯示系統進一步包含模式控制器，配置以選擇性的啟動不同光源以提供包括不同靜態影像的動畫影像。

Description

動畫靜態顯示器和方法
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。
顯示器，尤其是「電子」顯示器是向各種裝置和產品的使用者傳達資訊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，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資訊。如果是被動式電子顯示器，則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。會發光的電子顯示器通常被稱為主動顯示器。
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，提供一動畫靜態顯示器，包括：一導光體，配置以將光引導作為引導光；複數個方向性散射元件，佈置在該導光體上並配置以將該引導光散射出以作為方向性光束，該方向性光束具有一第一方向與一第二方向，該第一方向對應藉由一第一光源提供的引導光，該第二方向對應藉由一第二光源提供的引導光；以及一遮罩層，包括複數個透光孔，該等透光孔的一第一集合被配置以使具有該第一方向的方向性光束通過以提供一第一靜態影像，該等透光孔的一第二集合被配置以使具有該第二方向的方向性光束通過以提供一第二靜態影像。
根據本發明一實施例，該第一光源和該第二光源的選擇性啟動被配置以提供包括該第一靜態影像和該第二靜態影像的一動畫影像。
根據本發明一實施例，動畫靜態顯示器進一步包括該第一光源和該第二光源，其中，該第一光源和該第二光源光學地耦合至該導光體的一輸入邊緣，並且該第二光源沿著該輸入邊緣與該第一光源橫向偏移。
根據本發明一實施例，該導光體包括相對的引導表面，並且該複數個方向性散射元件中的方向性散射元件與該導光體的該引導表面中之一引導表面相鄰，及/或位於該導光體的相對的該引導表面之間。
根據本發明一實施例，該複數個方向性散射元件中的一方向性散射元件包括一個或多個：一繞射光柵、一微反射元件和一微折射元件，該繞射光柵配置以將該引導光的一部分繞射地散射出以作為方向性光束，該微反射元件配置以將該引導光的一部分反射地散射出以作為方向性光束，該微折射元件配置以將該引導光的一部分折射地散射出以作為方向性光束。
根據本發明一實施例，該複數個方向性散射元件中的一方向性散射元件包括具有一傾斜反射側壁的一微縫隙元件，該傾斜反射側壁的傾斜角度與在該導光體內的該引導光的傳導方向偏離，該傾斜反射側壁配置以將該引導光散射出以作為方向性光束。
根據本發明一實施例，該等透光孔的該第一集合中的透光孔圖案定義該第一靜態影像的對應像素圖案，並且該等透光孔的該第二集合的透光孔圖案定義該第二靜態影像的對應像素圖案，該遮罩層對於該等透光孔的該第一集合與該第二集合的該等透光孔之間的光是不透明的。
根據本發明一實施例，該第一靜態影像和該第二靜態影像的像素強度藉由該複數個方向性散射元件中的對應的方向性散射元件的預定散射效率與該遮罩層中對應的該複數個透光孔的尺寸的其中之一或之二決定。
在本發明之另一態樣中，提供一種動畫靜態顯示系統，包括上述動畫靜態顯示器，進一步包括一模式控制器，配置以依序啟動該第一光源和該第二光源以提供一動畫影像，該動畫影像包括該第一靜態影像和之後的該第二靜態影像。
在本發明之另一態樣中，提供一動畫靜態顯示系統，包括：一導光體，配置以將光引導作為引導光；複數個多通道方向性像素，該複數個多通道方向性像素的不同集合被配置以從由複數個光源中對應的不同光源提供的該引導光提供不同的複數個靜態影像；以及一模式控制器，配置以選擇性地啟動該不同的光源以提供包括不同的該複數個靜態影像的一動畫影像， 其中，每個該複數個多通道方向性像素皆包括一方向性散射元件和具有一透光孔的一遮罩層的一部分，方向性光束由該方向性散射元件自該導光體散射出並通過該透光孔，以表示不同的該複數個靜態影像中的一靜態影像的像素。
根據本發明一實施例，動畫靜態顯示系統進一步包括該複數個光源，光學地耦合至該導光體的一輸入邊緣，該複數個光源中的光源沿著該輸入邊緣互相橫向偏移，其中，每個該等光源在啟動時配置以提供該導光體內的該引導光，該引導光包括複數個引導光束，該複數個引導光束具有互相不同的放射方向。
根據本發明一實施例，該複數個多通道方向性像素的不同集合的圖案定義不同的該複數個靜態影像的對應像素圖案，該遮罩層與該導光體的一輸出表面相鄰並在其範圍上延伸。
根據本發明一實施例，該導光體包括相對的引導表面，並且該複數個多通道方向性像素的複數個方向性散射元件與該導光體的一引導表面相鄰，及/或位於該導光體的相對的該引導表面之間。
根據本發明一實施例，不同的該複數個靜態影像的像素強度由對應的複數個方向性散射元件的預定散射效率與該複數個多通道方向性像素的該遮罩層的一部分中的對應的該複數個透光孔的尺寸的其中之一或之二決定。
根據本發明一實施例，該方向性散射元件包括一個或多個：一繞射光柵、一微反射元件、一微折射元件和一微縫隙元件，該繞射光柵配置以將該引導光的一部分繞射地散射出以作為方向性光束，該微反射元件配置以將該引導光的一部分反射地散射出以作為方向性光束，該微折射元件配置以將該引導光的一部分折射地散射出以作為方向性光束，該微縫隙元件具有一傾斜反射側壁，配置以將該引導光的一部分散射出以作為方向性光束。
根據本發明一實施例，該模式控制器配置以依序地啟動該複數個光源中的不同光源以提供該動畫影像。
根據本發明一實施例，不同的該複數個靜態影像中的一個或多個是一靜態多視像影像。
在本發明之另一態樣中，提供一種動畫靜態顯示器的操作方法，包括：使用複數個光源將光提供給一導光體，所提供的該光在該導光體內被引導作為引導光；使用佈置在該導光體上的複數個方向性散射元件將該引導光自該導光體散射出，以提供具有不同方向的複數個方向性光束，該不同方向對應由該複數個光源中的不同光源提供的該引導光；以及使該複數個方向性光束中的方向性光束通過一遮罩層中的複數個透光孔，不同的複數個靜態影像的像素由通過該遮罩層中的該複數個透光孔的不同集合的該等方向性光束提供。
根據本發明一實施例，該複數個光源中的光源光學地耦合至該導光體的一輸入邊緣，並且沿著該輸入邊緣互相橫向偏移，該複數個光源中的每個光源提供該導光體內的該引導光，該引導光包括具有互相不同的放射方向的複數個引導光束。
根據本發明一實施例，該導光體包括相對的引導表面，並且該複數個方向性散射元件中的方向性散射元件與該導光體的一引導表面相鄰，及/或位於該導光體的相對的該引導表面之間，以及其中，不同的該複數個靜態影像的像素強度由該複數個方向性散射元件中的對應的方向性散射元件的預定散射效率與該遮罩層中對應的該複數個透光孔的尺寸的其中之一或之二決定。
根據本發明一實施例，動畫靜態顯示器的操作方法進一步包括使用一模式控制器依序地啟動該複數個光源中的不同光源，依序地啟動該不同光源提供包括不同的該複數個靜態影像的一動畫影像。
根據本發明所述原理的示例和實施例提供複數個靜態影像的顯示，該複數個靜態影像可以根據動畫順列顯示為動畫靜態影像。具體來說，與所述原理一致的實施例提供了表示靜態影像的像素複數個方向性光束。因此，複數個方向性光束之中的方向性光束的各個強度，依次對應所顯示的靜態影像中像素的強度或亮度。此外，根據各個實施例，可以通過遮罩依時間順序提供複數個靜態多視像影像，以根據時間有效地對靜態影像進行動畫處理。尤其是，動畫靜態顯示器不使用光閥陣列以調變表示靜態影像像素的方向性光束。
本發明中，「靜態顯示器」定義為配置為提供靜態影像的顯示器。靜態顯示器提供的靜態影像可以是二維（2D）影像或多視像影像。根據各個實施例，當靜態顯示器配置為提供（例如在不同時間提供或依序提供）複數個靜態影像時，靜態顯示器可以是「動畫的」或者可以提供「動畫影像」。
本發明中，「二維顯示器」或「2D顯示器」定義為配置以提供影像的視像的顯示器，而不論該影像是從甚麼方向觀看的（亦即，在2D顯示器的預定視角內或預定範圍內），該影像的視像基本上是相同的。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。本發明所述的單側背光件和單側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，膝上型電腦）、個人電腦和電腦螢幕、汽車顯示控制台、相機顯示器以及其他各種行動顯示器以及基本上非行動顯示器的應用和裝置。
圖1A是根據與本發明所述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包括在螢幕12上的繞射光柵，其被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、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）的終點處被顯示為陰影多邊形框。因此，當多視像顯示器10（例如圖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，所觀察到的影像不會變動，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圖中顯示在螢幕12上方，但是當多視像影像16顯示在多視像顯示器10上並由觀看者觀看時，視像14實際上會出現在螢幕12上或附近。如圖1A中所示，將多視像影像16的視像14描繪在螢幕12上方僅是為了簡化說明，並且意圖表示從複數個視像方向18之中與特定視像14對應的一方向觀看多視像顯示器10。此外，在圖1A中，僅三個視像14和三個視像方向18，這全是作為示例而非限制。
根據本發明定義，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在本發明中稱為光束的「仰角分量」或「仰角」。角度分量ϕ稱為光束的「方位角分量」或「方位角」。根據定義，仰角θ為在垂直面（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為在水平面（例如，平行於多視像顯示器螢幕的平面）內的角度。
圖1B是根據與本發明所述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，根據本發明定義，光束20從特定點發射或射出。亦即，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進一步顯示了原點O的光束（或視像方向）。
此外本發明中，在術語「多視像影像」和「多視像顯示器」中所使用的術語「多視像（multiview）」定義為複數個視像（view），其表示複數個視像之中的視像之間不同的立體圖或包含視像的角度差異。另外，根據本發明定義，本發明中術語「多視像」明確包含兩個以上不同的視像（亦即，最少三個視像並且通常多於三個視像）。如此一來，本發明中所使用的「多視像顯示器」一詞明確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，但是根據本發明定義，可以藉由同時選擇觀看該等多視像影像中僅兩個影像（例如，每個眼球各一個視像），以將多視像影像觀看為立體影像對（a stereoscopic pair of images）（例如，在多視像顯示器上觀看）。
在多視像顯示器中，「多視像像素」在本發明中定義為視像像素的集合或複數個視像像素，其表示多視像顯示器的每一個相似複數個不同的視像中的像素。等效地，多視像像素可以具有單獨的視像像素，其對應或表示多視像顯示器將顯示的多視像影像的每個不同視像中的像素。此外，根據本發明定義，多視像像素的視像像素是所謂的「方向性（directional）像素」，其中每個視像像素與不同視像中相應的一視像的預定視像方向相關聯。此外，根據各個示例與實施例，多視像像素的視像像素表示的不同視像像素在每個不同視像中可以相同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，多視像像素可以提供八（8）個視像像素，其關聯於具有8個不同視像的一多視像顯示器。替代地，多視像像素可以提供六十四（64）個視像像素，其關聯於具有64個不同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（亦即，32個視像），且該多視像像素可包含32個視像像素（亦即，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。
在本發明中，「導光體」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下基本上為透明的核心。在各個示例中，術語「導光體」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，或者利用塗層取代上述的折射係數差異，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。
此外，本發明中，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，平板導光體定義為導光體，導光體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，根據本發明定義，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，限制為平面），並且因此平板導光體是平面導光體。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，平板導光體可以由一個維度彎曲以形成圓柱狀的平板導光體。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。
在本發明中，「繞射光柵」一般定義為佈置佈置以提供入射在繞射光柵上的光繞射的複數個特徵（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的方式佈置，其在成對特徵之間具有一個以上的光柵間隔。舉例而言，繞射光柵可以包括以一維（one-dimensional, 1D）陣列佈置的複數個結構（例如，在材料表面中的複數凹槽或凸脊）。在其他示例中，繞射光柵可以是複數特徵的二維（2D）陣列。舉例而言，繞射光柵可以是材料表面之上的凸部或之中的孔洞的2D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光柵距離的次波長光柵，光柵間隔或光柵距離小於要被繞射光柵繞射的光的波長。
因此，根據本發明定義，「繞射光柵」是使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，可以造成繞射或繞射地散射，並且繞射光柵可以藉由繞射將光耦合出導光體，因此所提供的繞射或繞射地散射可以稱為「繞射地耦合」。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，離開繞射光柵的光的傳導方向通常與入射在繞射光柵上的光（亦即入射光）的傳導方向不同。藉由繞射造成在光的傳導方向上的變化於本發明中稱為「繞射地重定向」。因此，繞射光柵可以理解為包含繞射特徵的結構，該繞射特徵將入射在繞射光柵上的光繞射地重定向，並且如果光由導光體射出，繞射光柵也可以將來自導光體的光繞射地耦合出。
此外，根據本發明定義，繞射光柵的特徵稱為「繞射特徵」，並且其可以位於材料表面（亦即兩種材料之間的邊界）、表面中和表面上的其中一處以上。舉例而言，該表面可以是導光體的表面。繞射特徵可以包含任何種類的繞射光結構，其包含但不限於位於表面、表面中或表面上的凹槽、凸脊、孔洞、和凸部其中一種以上。例如，繞射光柵可以包含材料表面內的複數個基本平行的凹槽。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）可以具有任何種類的提供繞射的剖面形狀或輪廓，其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））其中一種以上。
如下文中進一步描述的，本發明的繞射光柵可以具有光柵特性，其包含特徵間隔或特徵間距、特徵方向、和特徵尺寸（諸如繞射光柵的寬度或長度）其中一個以上。此外，光柵特性可以取決於光束入射繞射光柵的入射角、從繞射光柵到光源的距離或這兩者以選擇或選取。具體來說，根據一些實施例，可以依據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。藉由適當改變繞射光柵的光柵特性，由繞射光柵繞射（例如繞射地耦合出導光體）的光束（亦即「方向性光束」）的強度和主要角度方向，會對應於多視像影像的視像像素的強度和視像方向。
根據本發明所述的各個示例，繞射光柵（例如下文所述的方向性散射元件的繞射光柵）可以用於將光繞射散射，或者將光散射出或耦合出導光體（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是繞射光柵的特徵之間的間距或間隔，θi 是繞射光柵上的光的入射角。為了簡化，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是根據與本發明所述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顯示光束50（或光束50的集合），其以入射角θi 入射在繞射光柵30上。光束50是導光體40內的引導光束。圖2中也顯示耦合出光束60（或耦合出光束60的集合），其因為入射光束20的繞射而由繞射光柵30繞射地產生。耦合出光束60具有方程式（1）給定的繞射角θm （或者本發明中的「主要角度方向」）。舉例而言，耦合出光束60可以對應繞射光柵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決定，其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、和特徵間隔其中一個以上。此外，根據本發明定義，並且如上文關於圖1B所述，藉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。
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，導光體中的引導光束）基本上互相平行。此外，根據本發明定義，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。此外，在本發明中，「準直器」定義為基本上配置以準直光的任何光學裝置或元件。
在本發明中，「準直因子」定義為光的準直程度。具體來說，根據本發明定義，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決定的角度。
在本發明中，「光源」定義為光的來源（例如，配置以產生光和發射光的光學發射器）。舉例而言，光源可以包括光學發射器，諸如發光二極體（light emitting diode, LED），其會在啟動時或開啟時發光。具體來說，在本發明中光源基本上可為任何光的來源或包括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，以及實質上任何光源其中一個以上。由光源所產生的光可以具有一顏色（亦即可以包含特定波長的光），或者可以具有一定範圍的波長（例如白光）。在一些實施例中，光源可以包括複數個光學發射器。舉例而言，光源可以包含光學發射器的集合或群組，其中該光學發射器的集合或群組中至少一個光學發射器產生的光，其顏色或等效波長不同於該光學發射器的集合或群組中至少一個其他光學發射器產生的光的顏色或波長。舉例而言，該等不同的顏色可包含原色（例如，紅、綠、藍）。
與本發明所述原理一致的實施例可以使用各種裝置和電路以實現，其包含但不限於積體電路（integrated circuits, ICs）、超大型積體電路（very large scale integrated, VLSI）、特殊應用積體電路（application specific integrated circuits, ASIC）、現場可程式邏輯閘陣列（field programmable gate arrays, FPGAs）、數位信號處理器（digital signal processors, DSPs）、圖形處理單元（graphical processor unit, GPU）等、韌體、軟體（例如，程式模組或指令集）、以及上述兩者以上的組合。舉例而言，實施例或其元件可以實現為ASIC或VLSI電路內的電路元件。採用ASIC或VLSI電路的實施是基於硬體的電路的實施的示例。
在另一示例中，實施例可以使用在操作環境或基於軟體的建模環境（modeling environment）（例如，MATLAB®、MathWorks、Inc.、Natick、MA）中執行的計算機程式語言（例如，C / C ++）實施為軟體，其進一步藉由電腦執行（例如，儲存在記憶體中並由通用電腦的處理器或圖形處理器執行）。應注意，電腦程式或軟體其中一個以上可以構成電腦程式結構，並且程式語言可以被編譯（compiled）或被直譯（interpreted），例如，可配置或被配置（在本討論中可以互換使用）以由電腦的處理器或圖形處理器執行。
在又一示例中，可以使用實際電路或實體電路（例如作為IC或ASIC）以實施本發明所述的裝置、設備或系統（例如影像處理器、攝影機）的區塊、模組或元件，而另一區塊、另一模組或另一元件可以藉由軟體或韌體實施。具體來說，根據本發明定義，舉例而言，一些實施例可以使用基本上基於硬體的電路方法或裝置（例如ICs、VLSI、ASIC、FPGA、DSP、韌體等）以實施，而其他實施例也可以使用電腦處理器或圖形處理器執行軟體以實施為軟體或韌體，或者實施為軟體或韌體與基於硬體的電路的組合。
此外，如本發明所使用的，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，「一靜態影像」是指一個以上的靜態影像，因此，「該靜態影像」在本發明中是指「該（些）靜態影像」。此外，本發明中對「頂部」、「底部」、「高」、「低」、「向上」、「向下」、「前」、「後」、「第一」、「第二」、「左」、或「右」並非意使其成為任何限制。本發明中，當「大約（about）」一詞應用在一數值時，除非另有明確說明，其意思為該數值在產生該數值的設備的公差範圍內，或者可以表示正負10％或正負5％或正負1％。此外，本發明所使用「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％的範圍內的數量。再者，本發明的示例僅為說明性示例，並且該示例的提出是為了討論而非限制。
根據本發明所述原理的一些實施例，本發明提供一種配置多視像顯示器，其配置以提供多視像影像，並且具體來說，其提供靜態多視像影像（亦即靜態多視像顯示器）。圖3A是根據與本發明所述原理一致的一實施例，顯示示例中的動畫靜態顯示器100的立體圖。圖3B是根據與本發明所述原理一致的一實施例，顯示示例中的動畫靜態顯示器100的剖面圖。圖3C是根據與本發明所述原理一致的一實施例，顯示示例中的動畫靜態顯示器100的另一剖面圖。圖3D是根據與本發明所述原理一致的一實施例，顯示示例中的動畫靜態顯示器100的一部份的另一剖面圖。圖3C顯示第一操作條件或模式下的動畫靜態顯示器100，而圖3D顯示第二操作條件或模式下的動畫靜態顯示器100。圖3A顯示第一操作條件（或模式）和第二操作條件（或模式）下的動畫靜態顯示器100。
根據一些實施例，所示的動畫靜態顯示器100配置以在每個操作條件或模式下提供靜態影像。然而，當在操作條件或模式之間切換時，動畫靜態顯示器100可以提供複數個靜態影像。所以，根據各個實施例，動畫靜態顯示器100可以提供準靜態或動畫靜態影像。在一些實施例中，由動畫靜態顯示器100提供的靜態影像可以是二維（2D）影像。在其他實施例中，所提供的靜態影像可以是多視像靜態影像，其包含不同視像方向上的複數個視像。在這些實施例中，動畫靜態顯示器100可以配置以提供動畫多視像靜態影像。
配置圖3A至3D所示的動畫靜態顯示器100以提供複數個方向性光束102，複數個方向性光束102之中每一條方向性光束皆具有一強度和一主要角度方向。複數個方向性光束102一起表示由動畫靜態顯示器100提供的靜態影像的像素。如圖3A和圖3C所示，方向性光束102的第一子集合藉由動畫靜態顯示器100發射以作為像素，並在第一操作條件或模式下形成第一靜態影像100a。如圖3A和圖3D所示，在第二操作條件或模式下，方向性光束102的第二子集可以藉由動畫靜態顯示器100發射以作為像素，以形成第二靜態影像100b。在一些實施例中，像素可以是多視像影像的視像像素，並因此可以組織成多視像像素，以表示與多視像影像的不同視像方向相對應的多視像影像的各種不同視像。
如圖3A至圖3D所示，動畫靜態顯示器100包括導光體110。舉例而言，導光體可以是平板導光體（如圖所示）。在一些實施例中，導光件110配置以將光沿著導光體110的長度引導為引導光104，或更具體地引導為引導光束。例如，導光體110可以包含配置為光波導的介電材料。介電材料具有第一折射係數，環繞介電材料的光波導的介質具有第二折射係數，其中，第一折射係數大於第二折射係數。例如，根據導光體110的一個以上引導模式，折射係數差配置以增強引導光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。基本上平坦的介電材料片，其被配置以藉由全內反射以引導該引導光104。根據各個示例，導光體110中的光學透明材料可包含任何種類的介電材料，其可包含但不限於，各種玻璃（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）其中一種以上。在一些示例中，導光體110可以進一步包含包覆層（未顯示），其位於導光體110的表面的至少一部分上（例如，頂部表面和底部表面其中之一或之二）。根據一些示例，包覆層可以用於進一步增強全內反射。
根據各個實施例，配置導光體110以引導該引導光104，其依照全內反射以導光體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引導該引導光104。具體來說，引導光104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藉由反射或「彈跳」而傳導。圖3B顯示在與引導光104的傳導方向相對應的剖面中的動畫靜態顯示器100（例如，如圖所示的x-z平面）。應注意的是，為了簡化說明，非零值傳導角度並未於圖3B中明確顯示。然而，圖3B有顯示一箭頭，其表示引導光104沿著導光體長度的總體傳導方向103。
如本發明所定義，「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，非零值傳導角度既大於零又小於導光體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介於大約十度（10°）至大約五十度（50°）之間，或者在一些示例中介於大約二十度（20°）至大約四十度（40°）之間，或者介於大約二十五度（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）。此外，根據一些實施例，只要特定非零值傳導角度選擇為小於導光體110中全內反射的臨界角，基本上可以為了特定實施例選擇（例如任意選擇）任何特定的非零值傳導角度。
如圖所示，動畫靜態顯示器100進一步包括複數個光源120。複數個光源120位於導光體110上的輸入位置。例如圖中所示，複數個光源120中的光源120可以與導光體110的輸入邊緣或側面114相鄰且光學耦接，該輸入位置是沿著輸入邊緣114的位置。複數個光源120中的每個光源120配置提供光，其在導光體110內引導為引導光104，例如引導為引導光104的複數個引導光束。此外，在一些實施例中，每個光源120皆提供光，使得引導光104的各個引導光束具有互相不同的放射方向。圖3A顯示複數個光源120中的第一光源120a、第二光源120b，以作為示例而非限制。
每個光源120所發射的光配置為進入導光體110並且傳導為引導光104，其遠離輸入位置並且跨過或沿著導光體110的長度。此外，引導光104可以包括放射狀傳導的引導光束，其中，藉由遠離輸入位置的放射狀傳導，引導光的各個引導光束具有互相不同的放射方向。例如，複數個光源120中的特定光源120可以對接耦合至導光體110的輸入邊緣114。例如，對接耦合的光源120可以促使扇形的光引入，以提供引導光104的各個引導光束的不同放射方向。根據一些實施例，光源120可以是或至少接近輸入位置處的「點」光源，使得引導光104的引導光束沿著不同的放射方向傳導（亦即，傳導為複數條引導光束）。
在一些實施例中，光源120的輸入位置位於導光體110的輸入邊緣114上，並且在輸入邊緣114的中心或中央的附近或周圍。具體來說，在圖3A中，光源120顯示在輸入位置，其大約位於導光體110的輸入邊緣114（亦即輸入側）的中心（例如在輸入邊緣的中央）。替代地（圖中未顯示），輸入位置可以遠離導光體110的輸入邊緣114的的中央。舉例而言，輸入位置可以位於導光體110的角落。
根據一些實施例，複數個光源120中的光源120可以光學地耦合至輸入邊緣114，其中該等光源120互相橫向偏移。例如，如圖3A所示，第二光源120b可以沿著輸入邊緣114與第一光源120a橫向偏移。在一些實施例中，此橫向偏移使引導光104的相對方向偏移，以提供具有不同方向的方向性光束。
圖4是根據與本發明所述原理一致的一實施例，顯示示例中的動畫靜態顯示器100的一部份的平面圖。具體來說，動畫靜態顯示器100的所示部分包括導光體110和包含第一光源120a和第二光源120b的光源120。如圖所示，第一光源120a和第二光源120b附接到導光體110的輸入邊緣114。在圖4中，第一光源120a和第二光源120b也沿著輸入邊緣114互相橫向偏移。圖中顯示藉由所示第一光源120a提供放射狀的引導光104的引導光束104a的第一集合。圖中也顯示藉由第二光源120b提供引導光104的引導光束104b的第二集合。
在各個實施例中，複數個光源120中的光源120可以包括基本上任何光源（例如光學發射器），其包含但不限於，一個以上的發光二極體（light emitting diodes, LEDs）或者雷射（例如雷射二極體）。在一些實施例中，複數個光源120中的光源120可以包括光學發射器，其配置以產生窄頻帶光譜的基本上單色的光，該單色光表示特定顏色。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（RGB）顏色模型）。在其他示例中，光源120可以是基本上寬頻帶的光源，其配置以提供基本上寬頻帶或多色的光。舉例而言，光源120可以提供白光。在一些實施例中，光源120可以包括複數個不同的光學發射器，其配置以提供不同光色。不同光學發射器可以配置以提供具有不同的、特定顏色的、非零值傳導角度的引導光104的光，其對應於每個不同光色。
在一些實施例中，藉由將來自光源120的光耦合到導光體110中以產生的引導光104可以未被準直或至少基本未被準直。在其他實施例中，引導光104可以被準直（亦即引導光束可以是準直光束）。因此，在一些實施例中，動畫靜態顯示器100可以包含在光源120與導光體110之間的準直器（圖中未顯示）。或者，光源120可以進一步包括準直器。準直器配置以提供導光體110內的準直的引導光104。具體來說，準直器配置以接收來自光源120的一個以上光學發射器的基本上未準直的光，並且將基本上未準直的光轉換為準直光。在一些示例中，準直器可以配置為提供在一平面（例如「垂直」平面）中的準直度，該平面基本上垂直於引導光104的傳導方向並且垂直於導光體的引導表面（亦即第一表面110’或第二表面110”）。亦即，舉例而言，該準直可以提供準直的引導光104，其在與導光體110的引導表面垂直的平面中具有相對窄的角展度。根據各個實施例，準直器可以包括任何種類的準直器，包含但不限於透鏡、反射器或反射鏡（例如傾斜準直反射器）、或繞射光柵（例如基於繞射光柵的桶狀準直器），其配置以準直例如來自光源120的光。
此外，在一些實施例中，準直器可以提供準直光，其具有非零值傳導角度和根據預定準直因子σ而準直其中之一或之二。此外，當採用不同顏色的光學發射器時，準直器可以配置以提供準直光，其具有不同的、特定顏色的非零值傳導角度以及不同特定顏色的準直因子其中之一或之二。在一些實施例中，準直器進一步配置以將準直光傳遞到導光體110，以將其傳導為引導光104。在一些實施例中，準直或未準直的光的使用可能會影響可以藉由動畫靜態顯示器100提供的靜態影像。舉例而言，如果引導光104根據導光體110內的準直因子σ準直，所發射的方向性光束102可以在至少兩個正交方向上具有相對窄或受限制的角展度，該角展度取決於準直因子σ或者由準直因子σ決定。
在一些實施例中，複數個光源120之中的光源120在操作條件或模式之間的選擇性啟動，其配置以提供靜態影像的動畫。例如，第一光源120a和第二光源120b的選擇性啟動可以配置以提供動畫影像，其包括第一靜態影像和第二靜態影像。根據一些實施例，先啟動第一光源120a、後啟動第二光源120b的依序啟動，可以因此促使第一靜態影像和第二靜態影像的依序顯示。
再次參見圖3A至3D，動畫靜態顯示器100進一步包括在導光體110上佈置的複數個方向性散射元件130。複數個方向性散射元件130之中的方向性散射元件130配置以將引導光散射出，以作為方向性光束102。具體來說，如圖3C所示，複數個方向性散射元件130配置以將引導光104散射為具有第一方向的方向性光束102、方向性光束102a，其對應於藉由複數個光源中的第一光源120a提供的引導光104。此外，如圖3D所示，複數個方向性散射元件130配置以將引導光104散射為具有第二方向的方向性光束102、方向性光束102b，其對應於藉由複數個光源中的第二光源120b提供的引導光104。在一些實施例中，方向性散射元件130可以配置以提供方向性光束102，其方向和強度與靜態影像的像素的強度相對應。在其他實施例中，藉由複數個方向性散射元件130之中的方向性散射元件130提供的方向性光束102全都具有相等或大致相等的強度。
在一些實施例中（例如圖3A至圖3D所示），複數個方向性散射元件130之中的方向性散射元件130佈置為規則陣列。在其他實施例（圖中未顯示）中，複數個方向性散射元件130之中的方向性散射元件130的數量和位置與靜態影像中的像素的數量和位置相對應。例如，複數個方向性散射元件可以表示靜態影像或其至少像素。
根據各個實施例，複數個方向性散射元件130之中的方向性散射元件130與導光體其中一引導表面相鄰，或者位於導光體的相對引導表面之間，或者位於導光體的相對引導表面之間並與引導表面相鄰。例如圖3B至圖3D所示，方向性散射元件130可以設置在導光體110的第二表面110”或其附近。在其他實施例（圖中未顯示）中，方向性散射元件130可以設置在導光體110的第一表面110’或其附近。在其他實施例（圖中未顯示）中，方向性散射元件130可以設置在引導表面之間並與引導表面間隔開。
根據各個實施例，可以將各種不同的散射結構用作方向性散射元件130。在一些實施例中，複數個方向性散射元件130之中的方向性散射元件130可以包括繞射光柵，其配置為將引導光104的一部分繞射地散射出，以作為方向性光束102。在部分實施例中，繞射光柵可以包括複數個子光柵，其位於界定繞射光柵的邊界內。進一步，在一些實施例中，繞射特徵深度和繞射光柵整體尺寸的其中之一或之二，可以用於控制繞射地散射的效率並決定由繞射光柵散射出的方向性光束102的強度。
在一些實施例中，複數個方向性散射元件130之中的方向性散射元件130可以包括微反射元件，其配置以反射性地將引導光104的一部分散射出以作為方向性光束102。在部分實施例中，微反射元件可以包括複數個子光柵，其位於界定微反射元件的邊界內。此外，在一些實施例中，微反射元件的反射率（例如，由表面反射率和微反射元件尺寸其中之一或之二提供的反射率）可以用來控制反射地散射的效率並決定由微反射元件散射出的方向性光束102的強度。
在一些實施例中，複數個方向性散射元件130之中的方向性散射元件130可以包括微折射元件，其配置以將引導光104的一部分反射地散射出以作為方向性光束102。在部分實施例中，微折射元件可以包括複數個折射子元件，其位於界定微折射元件的邊界內。此外，在一些實施例中，微折射元件和導光體110之間的折射地耦合（例如，藉由折射係數差或藉由微折射元件的透光孔以提供）可以用來控制折射地散射效率，從而決定藉由微折射元件散射出的方向性光束102的強度。
在一些實施例中，複數個方向性散射元件130之中的方向性散射元件130可以包括微縫隙元件，其具有傾斜反射側壁，傾斜反射側壁具有一傾斜角，該傾斜角與引導光104在導光體內的傳導方向偏離。在這些實施例中，傾斜反射側壁配置以將引導光104的一部分散射為方向性光束。例如，傾斜反射側壁可以塗覆反射材料（例如反射金屬）。在部分實施例中，微縫隙元件可以包括複數個微縫隙元件，其位於界定微折射元件的邊界內。在一些實施例中，反射側壁的反射率和微縫隙元件的整體尺寸的其中之一或之二，可以用於控制反射地散射的效率並確定由微縫隙元件散射出的方向性光束102的強度。
再次參見圖3A至圖3D，動畫靜態顯示器100進一步包括遮罩層140。遮罩層140具有複數個透光孔142，其配置以使複數個方向性光束102之中的方向性光束102通過。具體來說，透光孔142的不同集合選擇性地使方向不同的方向性光束102通過。根據各個實施例，通過遮罩層140的透光孔142的方向性光束102形成一個以上的靜態影像或影像。例如圖3C所示，遮罩層140包括透光孔142的第一集合142a，其配置以使具有第一方向的方向性光束102a通過以提供第一靜態影像100a。此外，圖3D所示的遮罩層140包括透光孔142的第二集合142b，其配置以使具有第二方向的方向性光束102b通過以提供第二靜態影像100b。應注意的是，圖3C所示的透光孔142的第二集合142b不與具有第一方向的方向性光束102a對準，因此不使任何方向性光束102a通過。類似的，如圖3D所示，透光孔142的第一集合142a不與具有第二方向的方向性光束102b對準，因此不使任何方向性光束102b通過。此外，根據各個實施例，不對應遮罩層140中的透光孔142的方向性光束102、102a、102b會被遮罩層140阻擋並且不會通過遮罩層140。
遮罩層140可以包括對於方向性光束102不透明或基本上不透明的任何材料。例如，遮罩層140可以包括黑色塗料、不透明的介電材料（例如著色的聚（甲基丙烯酸甲酯））、金屬層（例如鋁、鎳、銀等金屬）等。如果金屬層或類似的反射材料用作遮罩層140，可以使用吸光材料塗覆遮罩層140，以減少方向性光束102反射回導光體110中。此外，根據各個實施例，遮罩層140對於遮罩層140中透光孔142之間的光是基本上不透明的。
在一些實施例中，遮罩層140中的透光孔142的圖案界定靜態影像的像素的圖案。例如，透光孔142的第一集合142a的透光孔圖案可以界定第一靜態影像100a的像素的對應圖案。例如圖3A所示，第一集合142a界定在第一靜態影像100a中表示的「+」符號。同樣地，舉例而言，透光孔142的第二集合142b的透光孔圖案可以界定第二靜態影像100b的像素的對應圖案。在圖3A中，如圖所示，第二集合142b界定在第二靜態影像100b中表示的「-」符號。透光孔圖案可以用於界定靜態影像的像素圖案，即使複數個方向性散射元件130是不具有圖案的陣列，例如均勻陣列。
在一些實施例中，靜態影像中的像素強度由遮罩層140中相應的透光孔142的尺寸來決定。亦即，較小的透光孔142可以通過較少的方向性光束102，從而提供亮度較小的像素，較大的透光孔142可以通過較多的方向性光束102，從而提供亮度較大的像素。在一些實施例中，透光孔的尺寸單獨控制像素強度。在其他實施例中，靜態影像（例如第一靜態影像和第二靜態影像）的像素強度皆由複數個方向性散射元件130其中相應的方向性散射元件130的預定散射效率以及遮罩層140中相應的透光孔142的尺寸以決定。
圖5A是根據與本發明所述原理一致的一實施例，顯示示例中的動畫靜態顯示器100的一部分的剖面圖。具體來說，圖5A顯示動畫靜態顯示器100的方向性散射元件130，其包括繞射光柵132，該繞射光柵132配置以將來自導光體110的引導光的一部分繞射地散射出以作為方向性光束102。如圖所示，繞射光柵132位於與動畫靜態顯示器100的一部分的導光體110的第二表面110”相鄰的位置。圖5A也顯示遮罩層140的一部分和透光孔142，該透光孔對應方向性散射元件130並且配置以使方向性光束102通過。
圖5B是根據與本發明所述原理一致的另一實施例，顯示示例中的動畫靜態顯示器100的一部份的剖面圖。具體來說，圖5B顯示動畫靜態顯示器100的方向性散射元件130，其包括微反射元件134，該微反射元件134配置以將來自導光體110的引導光的一部分反射地散射出以作為方向性光束102。如圖所示，微反射元件134位於與動畫靜態顯示器100的一部分的導光體110的第二表面110”相鄰的位置。圖5B也顯示遮罩層140的一部分和透光孔142，該透光孔對應方向性散射元件130並且配置以使方向性光束102通過。
圖5C是根據與本發明所述原理一致的另一實施例，顯示示例中的動畫靜態顯示器100的一部份的剖面圖。具體來說，圖5C顯示動畫靜態顯示器100的方向性散射元件130，其包括微折射元件136，該微折射元件136配置以將來自導光體110的引導光的一部分折射地散射出以作為方向性光束102。如圖所示，微折射元件136位於與動畫靜態顯示器100的一部分的導光體110的第一表面110’相鄰的位置。圖5D也顯示遮罩層140的一部分和透光孔142，該透光孔對應方向性散射元件130並且配置以使方向性光束102通過。
圖5D是根據與本發明所述原理一致的另一實施例，顯示示例中的動畫靜態顯示器100的一部分的剖面圖。具體來說，圖5D顯示動畫靜態顯示器100的方向性散射元件130，其包括微縫隙元件138，該微縫隙元件138具有傾斜反射側壁138a，傾斜反射側壁138a配置以將來自導光體110的引導光的一部分折射地散射出以作為方向性光束102。如圖所示，微縫隙元件138位於與動畫靜態顯示器100的一部分的導光體110的第二表面110”相鄰的位置。此外，如圖所示，傾斜反射側壁與引導光的傳導方向偏離。圖5D也顯示遮罩層140的一部分和透光孔142，該透光孔對應方向性散射元件130並且配置以使方向性光束102通過。
在一些實施例中（圖3A至圖3D中未顯示），動畫靜態顯示器100是動畫靜態顯示系統的一部分，該動畫靜態顯示系統進一步包括模式控制器。在這些實施例中，模式控制器配置以依序啟動第一光源120a和第二光源120b以提供動畫影像，其包括先顯示的第一靜態影像和後顯示的第二靜態影像。
根據本發明所述原理的一些實施例，本發明提供一種動畫靜態顯示系統。根據各個實施例，動畫靜態顯示系統配置以發射複數個方向性光束以提供複數個不同靜態影像。此外，可以將不同的複數個靜態影像提供為動畫影像。在一些實施例中，方向性光束集合的方向可以對應多視像影像的不同觀看方向，並且不同靜態影像其中一個以上可以是多視像影像。在一些示例中，舉例而言，多視像影像提供多視像影像中的資訊的「裸眼」（例如裸視立體）表示。
圖6是根據與本發明所述原理一致的一實施例，顯示示例中的動畫靜態顯示系統200的方塊圖。根據各個實施例，動畫靜態顯示系統200配置以顯示動畫影像，該動畫影像包括複數個不同靜態影像201之中的不同靜態影像201（亦即201-1、201-2 ...…201-n）。具體來說，動畫靜態顯示系統200配置以提供方向性光束202的集合，其表示動畫影像中不同靜態影像201的像素。在圖6中，使用不同類型的線（實線、虛線等）顯示方向性光束202的不同集合。應注意的是，與各個像素相關聯的方向性光束202是靜態的或準靜態的，並且方向性光束202未被主動調變以提供靜態影像201。此外，根據各個實施例，方向性光束202的強度以及方向性光束202的方向界定由動畫靜態顯示系統200顯示的靜態影像201的像素。
圖6中所示的動畫靜態顯示系統200包括導光體210。導光體210配置以將光引導作為引導光。在一些實施例中，導光體210可以基本上類似上文關於動畫靜態顯示器100所述的導光體110。例如，導光體210可以是平板導光體，其包括配置以根據全內反射引導光的介電材料。
如圖6所示，動畫靜態顯示系統200進一步包括複數個光源220。複數個光源220光學地耦合至導光體的輸入邊緣。根據各個實施例，複數個光源220之中的複數個光源220沿著輸入邊緣互相橫向偏移。啟動時，每個光源220配置以提供導光體210內的引導光，其包括具有互相不同的放射方向的複數個引導光束。亦即，每個光源220可以發出扇形的光或放射狀的光，以提供具有不同放射方向的複數個引導光束。在一些實施例中，複數個光源220基本上類似上述動畫靜態顯示器100的複數個光源120。例如，複數個光源220可以具有第一光源和第二光源，其分別與複數個光源120之中的第一光源120a和第二光源120b基本上相似。
如圖6所示，動畫靜態顯示系統200進一步包括複數個多通道方向性像素230。根據各個實施例，多通道方向性像素230的不同集合配置以從複數個光源220中對應的不同光源所提供的引導光而提供不同的靜態影像201。在各個實施例中，每個多通道方向性像素230包括方向性散射元件和具有透光孔的部分遮罩層。根據各個實施例，藉由方向性散射元件散射出導光體210並通過透光孔的方向性光束，表示不同的靜態影像201中的靜態影像201的像素。
在一些實施例中，多通道方向性像素的方向性散射元件可以基本上類似上文關於動畫靜態顯示器100所述的方向性散射元件130。例如，多通道方向性像素230的方向性散射元件配置以從導光體210散射出引導光的一部份以提供方向性光束。此外，如上所述，部分遮罩層中的遮罩層和透光孔可以分別與動畫靜態顯示器100的遮罩層140和透光孔142基本相似。例如，部分遮罩層中的透光孔配置以使方向性散射元件散射出的方向性光束通過以表示靜態影像像素。
在一些實施例中，多通道方向性像素230的不同集合的圖案界定不同的靜態影像201的像素的對應圖案。在一些實施例中，遮罩層對於透光孔之間的光是不透明的。在一些實施例中，遮罩層與導光體210的輸出表面相鄰並且在導光體210的輸出表面的範圍延伸。在一些實施例中，多通道方向性像素230的方向性散射元件與導光體210的其中一引導表面相鄰，或者位於導光體210相對的引導表面之間，或者位於導光體210相對的引導表面之間並與引導表面相鄰。在一些實施例中，不同的靜態影像201的像素強度由相應方向性散射元件的預定散射效率以及多通道方向性像素的部分遮罩層中的相應透光孔的尺寸其中之一或之二決定。
在一些實施例中，多通道方向性像素230的方向性散射元件包括繞射光柵，其配置為將引導光的一部分繞射地散射出以作為方向性光束。在一些實施例中，多通道方向性像素230的方向性散射元件包括微反射元件，其配置以將引導光的一部分反射地散射出以作為定向光束。在一些實施例中，多通道方向性像素230的方向性散射元件可以包括微折射元件，其配置以將引導光的一部分反射地散射出以作為方向性光束。在一些實施例中，多通道方向性像素230的方向性散射元件包括具有傾斜反射側壁的微縫隙元件，其配置以將引導光的一部分散射為方向性光束。在一些實施例中，多通道方向性像素230的方向性散射元件包括繞射光柵、微反射元件、微折射元件和微縫隙元件其中一個以上。
根據各個實施例（例如圖6所示），動畫靜態顯示系統200進一步包括模式控制器240。模式控制器240配置以選擇性地啟動複數個光源之中的不同光源。根據各個實施例，選擇性啟動因此提供包括不同靜態影像201的動畫影像。在一些實施例中，模式控制器240配置以依序啟動複數個光源之中的不同光源以提供動畫影像。例如，模式控制器240可以配置以依照光源220中的第一光源先啟動、第二光源後啟動、並以此類推的順序依序啟動。因此，模式控制器240對光源220的依序啟動可以依序先提供第一靜態影像201-1、後提供第二靜態影像201-2、並以此類推。在各個實施例中，模式控制器240可以實現為包含電路（例如ASIC）的硬體和包含軟體或韌體的模組的其中之一或之二，其藉由處理器或類似電路執行以實現模式控制器240的各種操作特性。
在一些實施例中，多通道方向性像素230佈置為多視像像素，其配置以提供靜態影像201，該靜態影像201包括複數個不同視像並表示多視像靜態影像。具體來說，多通道方向性像素230的不同集合之中的多通道方向性像素230的一集合可以分為子集合，其提供具有與多視像靜態影像的視像方向相對應的不同方向的方向性光束。因此，當觀看者觀看時，複數個靜態影像201其中一個以上的影像可以提供三維（3D）內容。在這些實施例中，動畫靜態顯示系統200可以稱為多視像的動畫靜態顯示系統200。
根據本發明所述原理的其他實施例，本發明提供一種動畫靜態顯示器的操作方法。圖7是根據與本發明所述原理一致的一實施例，顯示示例中的動畫靜態顯示器的操作方法300的流程圖。根據各個實施例，動畫靜態顯示器的操作方法300可以用於提供複數個靜態影像201和包括複數個靜態影像的動畫影像的其中之一或之二。
如圖7所示，動畫靜態顯示器的操作方法300包括使用複數個光源向導光體提供光的步驟310，所提供的光會在導光體內被引導為引導光。在一些實施例中，導光體可以基本上類似上述關於動畫靜態顯示器100所述的導光體110。此外，複數個光源可以基本上類似上述關於動畫靜態顯示器100所述的複數個光源120。例如，在一些實施例中，複數個光源之中的光源可以光學地耦合至導光體的輸入邊緣並且沿著輸入邊緣橫向互相偏移。此外，在一些實施例中，複數個光源之中的每個光源可以提供導光體內的引導光，其包括具有互相不同的放射方向的複數個引導光束。
圖7所示的動畫靜態顯示器的操作方法300進一步包括將引導光散射出導光體的步驟320，其使用在導光體上佈置的複數個方向性散射元件。散射步驟320藉由複數個光源之中的不同光源以提供複數個方向性光束，其具有對應引導光的不同方向。根據一些實施例，複數個方向性散射元件可以基本上類似上述動畫靜態顯示器100的複數個方向性散射元件130。例如，複數個方向性散射元件之中的方向性散射元件可以與導光體的其中一引導表面相鄰，或者可以位於導光體的相對引導表面之間，或者可以位於導光體的相對引導表面之間並與引導表面相鄰。在一些實施例中，複數個方向性散射元件之中的方向性散射元件可以包括繞射光柵、微反射元件、微折射元件和微縫隙元件其中一個以上，繞射光柵配置以將引導光的一部分繞射地散射出以作為方向性光束，微反射元件配置以將引導光的一部分反射地散射出以作為方向性光束，微折射元件配置以將引導光的一部分折射地散射出以作為方向性光束，微縫隙元件具有傾斜反射側壁，其配置以將引導光的一部分散射出為方向性光束。
根據各個實施例（例如圖7所示），動畫靜態顯示器的操作方法300進一步包括使複數個方向性光束之中的方向性光束通過遮罩層中的透光孔的步驟330。根據各個實施例，可以藉由通過遮罩層中的透光孔的不同集合的方向性光束以提供不同靜態影像的像素。在一些實施例中，遮罩層和透光孔可以基本上類似上述動畫靜態顯示器100的遮罩層140和透光孔142。在一些實施例中，不同的靜態影像的像素強度由複數個方向性散射元件中相應方向性散射元件的預定散射效率和遮罩層中相應透光孔的尺寸的其中之一或之二決定。
在一些實施例中（圖中未顯示），動畫靜態顯示器的操作方法300進一步包括使用模式控制器依序啟動複數個光源之中的不同光源的步驟。在這些實施例中，依序啟動不同光源的步驟提供包括不同靜態影像的動畫影像。根據一些實施例，模式控制器可以基本上類似上述動畫靜態顯示系統200的模式控制器240。
因此，本發明已經描述動畫靜態顯示器、動畫靜態顯示系統以及動畫靜態顯示器的操作方法的示例和實施例，其提供不同的複數個靜態影像，可以藉由選擇性啟動對應的複數個光源將複數個靜態影像動畫化。應該理解的是，上述示例僅是說明本發明所述的原理的多個具體示例的其中一些示例。很明顯的，所屬技術領域中具有通常知識者可以輕易設計出多種其他配置，但這些配置不會超出本發明申請專利範圍所界定的範疇。
本申請案請求於2021年2月28日提交的第 PCT/US2021/020161號國際申請的優先權，該申請案請求於2020年3月2日提交的第62/983,870號美國臨時申請案的優先權，兩者全文引用且併入本發明。
10:多視像顯示器 12:螢幕 14: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:光束 60:耦合出光束 100:動畫靜態顯示器 100a:第一靜態影像 100b:第二靜態影像 102:方向性光束 102a:方向性光束 102b:方向性光束 103:總體傳導方向 104:引導光 104a:引導光束 104b:引導光束 110:導光體 110’:第一表面 110”:第二表面 114:輸入邊緣 120:光源 120a:第一光源 120b:第二光源 130:方向性散射元件 132:繞射光柵 134:微反射元件 136:微折射元件 138:微縫隙元件 138a:傾斜反射側壁 140:遮罩層 142:透光孔 142a:第一集合 142b:第二集合 200:動畫靜態顯示系統 201:靜態影像 201-1:第一靜態影像 201-2:第二靜態影像 202:方向性光束 210:導光體 220:光源 230:多通道方向性像素 240:模式控制器 O:原點 θ:角度分量、仰角 θi:入射角 θm:繞射角 σ:準直因子 ϕ:角度分量、方位角
根據在本發明所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是根據與本發明所述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是根據與本發明所述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是根據與本發明所述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是根據與本發明所述原理一致的一實施例，顯示示例中的動畫靜態顯示器的立體圖。
圖3B是根據與本發明所述原理一致的一實施例，顯示示例中的動畫靜態顯示器的剖面圖。
圖3C是根據與本發明所述原理一致的一實施例，顯示示例中的動畫靜態顯示器的另一剖面圖。
圖3D是根據與本發明所述原理一致的一實施例，顯示示例中的動畫靜態顯示器的一部份的另一剖面圖。
圖4是根據與本發明所述原理一致的一實施例，顯示示例中的動畫靜態顯示器的一部份的平面圖。
圖5A是根據與本發明所述原理一致的一實施例，顯示示例中的動畫靜態顯示器的一部分的剖面圖。
圖5B是根據與本發明所述原理一致的另一實施例，顯示示例中的動畫靜態顯示器的一部份的剖面圖。
圖5C是根據與本發明所述原理一致的另一實施例，顯示示例中的動畫靜態顯示器的一部份的剖面圖。
圖5D是根據與本發明所述原理一致的另一實施例，顯示示例中的動畫靜態顯示器的一部分的剖面圖。
圖6是根據與本發明所述原理一致的一實施例，顯示示例中的動畫靜態顯示系統的方塊圖。
圖7是根據與本發明所述原理一致的一實施例，顯示示例中的動畫靜態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。下文將參照上述附圖，詳細描述這些特徵和其他特徵。
100:動畫靜態顯示器
100a:第一靜態影像
100b:第二靜態影像
102:方向性光束
102a:方向性光束
102b:方向性光束
110:導光體
120:光源
120a:第一光源
120b:第二光源
130:方向性散射元件
140:遮罩層
142:透光孔

Claims (21)

  1. 一動畫靜態顯示器，包括： 一導光體，配置以將光引導作為引導光； 複數個方向性散射元件，佈置在該導光體上並配置以將該引導光散射出以作為方向性光束，該方向性光束具有一第一方向與一第二方向，該第一方向對應藉由一第一光源提供的引導光，該第二方向對應藉由一第二光源提供的引導光；以及 一遮罩層，包括複數個透光孔，該等透光孔的一第一集合被配置以使具有該第一方向的方向性光束通過以提供一第一靜態影像，該等透光孔的一第二集合被配置以使具有該第二方向的方向性光束通過以提供一第二靜態影像。
  2. 如請求項1之動畫靜態顯示器，其中，該第一光源和該第二光源的選擇性啟動被配置以提供包括該第一靜態影像和該第二靜態影像的一動畫影像。
  3. 如請求項1之動畫靜態顯示器，進一步包括該第一光源和該第二光源，其中，該第一光源和該第二光源光學地耦合至該導光體的一輸入邊緣，並且該第二光源沿著該輸入邊緣與該第一光源橫向偏移。
  4. 如請求項1之動畫靜態顯示器，其中，該導光體包括相對的引導表面，並且該複數個方向性散射元件中的方向性散射元件與該導光體的該相對的引導表面中之一引導表面相鄰，及/或位於該導光體的該相對的引導表面之間。
  5. 如請求項1之動畫靜態顯示器，其中，該複數個方向性散射元件中的一方向性散射元件包括一個或多個：一繞射光柵、一微反射元件和一微折射元件，該繞射光柵配置以將該引導光的一部分繞射地散射出以作為方向性光束，該微反射元件配置以將該引導光的一部分反射地散射出以作為方向性光束，該微折射元件配置以將該引導光的一部分折射地散射出以作為方向性光束。
  6. 如請求項1之動畫靜態顯示器，其中，該複數個方向性散射元件中的一方向性散射元件包括具有一傾斜反射側壁的一微縫隙元件，該傾斜反射側壁的傾斜角度與在該導光體內的該引導光的傳導方向偏離，該傾斜反射側壁配置以將該引導光散射出以作為方向性光束。
  7. 如請求項1之動畫靜態顯示器，其中，該等透光孔的該第一集合中的透光孔圖案定義該第一靜態影像的對應像素圖案，並且該等透光孔的該第二集合的透光孔圖案定義該第二靜態影像的對應像素圖案，該遮罩層對於該等透光孔的該第一集合與該第二集合的該等透光孔之間的光是不透明的。
  8. 如請求項1之動畫靜態顯示器，其中，該第一靜態影像和該第二靜態影像的像素強度藉由該複數個方向性散射元件中的對應的方向性散射元件的預定散射效率與該遮罩層中對應的複數個透光孔的尺寸的其中之一或之二決定。
  9. 一種動畫靜態顯示系統，包括如請求項1之動畫靜態顯示器，進一步包括一模式控制器，配置以依序啟動該第一光源和該第二光源以提供一動畫影像，該動畫影像包括該第一靜態影像和之後的該第二靜態影像。
  10. 一動畫靜態顯示系統，包括： 一導光體，配置以將光引導作為引導光； 複數個多通道方向性像素，該複數個多通道方向性像素的不同集合被配置以從由複數個光源中對應的不同光源提供的該引導光提供不同的複數個靜態影像；以及 一模式控制器，配置以選擇性地啟動該不同的光源以提供包括不同的該複數個靜態影像的一動畫影像， 其中，該複數個多通道方向性像素的每個多通道方向性像素皆包括一方向性散射元件和具有一透光孔的一遮罩層的一部分，方向性光束由該方向性散射元件自該導光體散射出並通過該透光孔，以表示不同的該複數個靜態影像中的一靜態影像的像素。
  11. 如請求項10之動畫靜態顯示系統，進一步包括該複數個光源，光學地耦合至該導光體的一輸入邊緣，該複數個光源中的光源沿著該輸入邊緣互相橫向偏移，其中，每個該等光源在啟動時配置以提供該導光體內的該引導光，該引導光包括複數個引導光束，該複數個引導光束具有互相不同的放射方向。
  12. 如請求項10之動畫靜態顯示系統，其中，在每個不同集合中的該複數個多通道方向性像素的圖案定義不同的該複數個靜態影像的對應像素圖案，該遮罩層與該導光體的一輸出表面相鄰並在其範圍上延伸。
  13. 如請求項10之動畫靜態顯示系統，其中，該導光體包括相對的引導表面，並且該複數個多通道方向性像素的複數個方向性散射元件與該導光體的該相對的引導表面一引導表面相鄰，及/或位於該導光體的該相對的該引導表面之間。
  14. 如請求項10之動畫靜態顯示系統，其中，不同的該複數個靜態影像的像素強度由對應的複數個方向性散射元件的預定散射效率與該複數個多通道方向性像素的該遮罩層的一部分中的對應的複數個透光孔的尺寸的其中之一或之二決定。
  15. 如請求項10之動畫靜態顯示系統，其中，該方向性散射元件包括一個或多個：一繞射光柵、一微反射元件、一微折射元件和一微縫隙元件，該繞射光柵配置以將該引導光的一部分繞射地散射出以作為方向性光束，該微反射元件配置以將該引導光的一部分反射地散射出以作為方向性光束，該微折射元件配置以將該引導光的一部分折射地散射出以作為方向性光束，該微縫隙元件具有一傾斜反射側壁，配置以將該引導光的一部分散射出以作為方向性光束。
  16. 如請求項10之動畫靜態顯示系統，其中，該模式控制器配置以依序地啟動該複數個光源中的不同光源以提供該動畫影像。
  17. 如請求項10之動畫靜態顯示系統，其中，不同的該複數個靜態影像中的一個或多個是一靜態多視像影像。
  18. 一種動畫靜態顯示器的操作方法，包括： 使用複數個光源將光提供給一導光體，所提供的該光在該導光體內被引導作為引導光； 使用佈置在該導光體上的複數個方向性散射元件將該引導光自該導光體散射出，以提供具有不同方向的複數個方向性光束，該不同方向對應由該複數個光源中的不同光源提供的該引導光；以及 使該複數個方向性光束中的方向性光束通過一遮罩層中的複數個透光孔，不同的複數個靜態影像的像素由通過該遮罩層中的該複數個透光孔的不同集合的該等方向性光束提供。
  19. 如請求項18之動畫靜態顯示器的操作方法，其中，該複數個光源中的光源光學地耦合至該導光體的一輸入邊緣，並且沿著該輸入邊緣互相橫向偏移，該複數個光源中的每個光源提供該導光體內的該引導光，該引導光包括具有互相不同的放射方向的複數個引導光束。
  20. 如請求項18之動畫靜態顯示器的操作方法，其中，該導光體包括相對的引導表面，並且該複數個方向性散射元件中的方向性散射元件與該導光體的該相對的引導表面一引導表面相鄰，及/或位於該導光體的該相對的該引導表面之間，以及其中，不同的該複數個靜態影像的像素強度由該複數個方向性散射元件中的對應的方向性散射元件的預定散射效率與該遮罩層中對應的該複數個透光孔的尺寸的其中之一或之二決定。
  21. 如請求項18之動畫靜態顯示器的操作方法，進一步包括使用一模式控制器依序地啟動該複數個光源中的不同光源，依序地啟動該不同光源提供包括不同的該複數個靜態影像的一動畫影像。
TW110107357A 2020-03-02 2021-03-02 動畫靜態顯示器和方法 TWI777431B (zh)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US202062983870P 2020-03-02 2020-03-02
US62/983,870 2020-03-02
WOPCT/US21/20161 2021-02-28
PCT/US2021/020161 WO2021178256A1 (en) 2020-03-02 2021-02-28 Animated static multiview display and method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW202143196A true TW202143196A (zh) 2021-11-16
TWI777431B TWI777431B (zh) 2022-09-11

Family

ID=77613096

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW110107357A TWI777431B (zh) 2020-03-02 2021-03-02 動畫靜態顯示器和方法

Country Status (8)

Country Link
US (1) US20220392136A1 (zh)
EP (1) EP4115233A4 (zh)
JP (1) JP7479491B2 (zh)
KR (1) KR20220123136A (zh)
CN (1) CN115917402A (zh)
CA (1) CA3170341A1 (zh)
TW (1) TWI777431B (zh)
WO (1) WO2021178256A1 (zh)

Family Cites Families (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB0318892D0 (en) * 2003-08-12 2003-09-17 Dawe Christopher M Stereoscopic imaging device and machine for fabrication thereof
GB2426351A (en) * 2005-05-19 2006-11-22 Sharp Kk A dual view display
EP2009614A4 (en) * 2006-04-17 2009-12-23 Panasonic Corp DISPLAY DEVICE
CN102047155B (zh) * 2008-05-28 2013-04-03 高通Mems科技公司 具有光转向微结构的光导面板、其制造方法和显示装置
US8132929B2 (en) 2009-04-01 2012-03-13 Motorola Mobility, Inc. Visual morphing using directionally selective microprisms
JP5545068B2 (ja) * 2010-06-25 2014-07-09 ソニー株式会社 光源デバイスおよび立体表示装置
US8363325B2 (en) * 2010-09-14 2013-01-29 Delphi Technologies, Inc. Dual view display system
JP6061852B2 (ja) * 2011-06-20 2017-01-18 パナソニック インテレクチュアル プロパティ コーポレーション オブ アメリカＰａｎａｓｏｎｉｃ Ｉｎｔｅｌｌｅｃｔｕａｌ Ｐｒｏｐｅｒｔｙ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ ｏｆ Ａｍｅｒｉｃａ 映像表示装置および映像表示方法
JP5794013B2 (ja) * 2011-07-22 2015-10-14 セイコーエプソン株式会社 電気光学装置および電子機器
US8605124B2 (en) * 2011-08-30 2013-12-10 Sharp Laboratories Of America, Inc. Multi-primary display with area active backlight
JP6044358B2 (ja) * 2013-01-18 2016-12-14 セイコーエプソン株式会社 電気光学装置用基板、電気光学装置、および電子機器
US9529563B2 (en) * 2014-09-30 2016-12-27 X Development Llc Masking mechanical separations between tiled display panels
JP2018517242A (ja) * 2015-05-09 2018-06-28 レイア、インコーポレイテッドＬｅｉａ Ｉｎｃ． 色走査格子ベースのバックライトおよび同バックライトを用いる電子ディスプレイ
US9992485B2 (en) * 2015-07-02 2018-06-05 Dimension Technologies Inc. Backlighting for head tracking and time multiplexed displays
ES2952094T3 (es) * 2015-09-05 2023-10-27 Leia Inc Pantalla multivista con seguimiento de la cabeza
US10802212B2 (en) * 2015-09-05 2020-10-13 Leia Inc. Angular subpixel rendering multiview display using shifted multibeam elements
ES2854292T3 (es) * 2015-09-05 2021-09-21 Leia Inc Pantalla 3D supermuestreada con resolución angular mejorada
JP6779984B2 (ja) * 2015-09-05 2020-11-04 レイア、インコーポレイテッドＬｅｉａ Ｉｎｃ． 集光型バックライトおよびそれを使用するニアアイディスプレイシステム
US10798371B2 (en) * 2015-09-05 2020-10-06 Leia Inc. Multiview display with head tracking
CA2996992C (en) * 2015-09-05 2024-04-09 Leia Inc. Time-multiplexed backlight and multiview display using same
EP3408699B1 (en) 2016-01-30 2023-10-11 LEIA Inc. Multibeam element-based backlighting having converging views
KR102586614B1 (ko) * 2016-12-16 2023-10-12 현대자동차주식회사 디스플레이 장치, 그를 가지는 차량 및 그 제어 방법
JP7121013B2 (ja) * 2017-01-06 2022-08-17 レイア、インコーポレイテッド 静的マルチビューディスプレイ及び方法
JP6891502B2 (ja) * 2017-01-16 2021-06-18 セイコーエプソン株式会社 電気光学装置、電子機器
WO2018182991A1 (en) * 2017-03-25 2018-10-04 Leia Inc. Mode-switchable backlight, privacy display, and method
CA3055529C (en) * 2017-04-04 2022-08-30 Leia Inc. Multilayer multiview display and method
CA3145713A1 (en) * 2017-04-08 2018-10-11 Leia Inc. Multiview backlight, mode-switchable backlight, and 2d/3d mode-switchable display
CN107665637A (zh) * 2017-09-19 2018-02-06 厦门天马微电子有限公司 异形显示面板和显示装置
CN108172125B (zh) * 2018-01-31 2021-02-09 京东方科技集团股份有限公司 一种显示装置、汽车

Also Published As

Publication number Publication date
EP4115233A1 (en) 2023-01-11
WO2021178256A1 (en) 2021-09-10
JP2023516670A (ja) 2023-04-20
US20220392136A1 (en) 2022-12-08
EP4115233A4 (en) 2024-04-17
KR20220123136A (ko) 2022-09-05
JP7479491B2 (ja) 2024-05-08
CA3170341A1 (en) 2021-09-10
CN115917402A (zh) 2023-04-04
TWI777431B (zh) 2022-09-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109790968B (zh) 采用定向散射功能的模式可选背光、方法和显示器
CA3053819C (en) Directional backlight, backlit display and method background
US11448896B2 (en) Multilayer multiview display and method
US11327236B2 (en) Grating-coupled light guide, display system, and method employing optical concentration
EP3566003B1 (en) Static multiview display and method
JP7046987B2 (ja) マルチビューバックライト、マルチビューディスプレイおよびオフセットマルチビーム要素の採用方法
CN111279123B (zh) 背光式透明显示器、透明显示系统和方法
CN111801526A (zh) 采用准直的被引导的光的静态多视图显示器及方法
US11650359B2 (en) Multicolor static multiview display and method
JP2021536588A (ja) ユーザ追跡を使用したマルチビューディスプレイ、システム、および方法
TWI729515B (zh) 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
TW202034043A (zh) 多方向性背光件、多使用者多視像顯示器和方法
TWI804724B (zh) 具有斜向視差的靜態多視像顯示器和方法
CN113039390B (zh) 具有光学掩模元件的多视图背光体、显示器和方法
TWI777431B (zh) 動畫靜態顯示器和方法

Legal Events

Date Code Title Description
GD4A Issue of patent certificate for granted invention patent