TWI735157B - 具有光控制膜的水平視差多視像顯示器和方法 - Google Patents

具有光控制膜的水平視差多視像顯示器和方法 Download PDF

Info

Publication number
TWI735157B
TWI735157B TW109104612A TW109104612A TWI735157B TW I735157 B TWI735157 B TW I735157B TW 109104612 A TW109104612 A TW 109104612A TW 109104612 A TW109104612 A TW 109104612A TW I735157 B TWI735157 B TW I735157B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
light
oblique
horizontal parallax
view display
pixel
Prior art date
Application number
TW109104612A
Other languages
English (en)
Other versions
TW202037951A (zh
Inventor
大衛 A 費圖
馬明
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 TW202037951A publication Critical patent/TW202037951A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI735157B publication Critical patent/TWI735157B/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
    • G02B30/30—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
    • G02B30/32—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 characterised by the geometry of the parallax barriers, e.g. staggered barriers, slanted parallax arrays or parallax arrays of varying shape or size
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/42—Diffraction optics, i.e. systems including a diffractive element being designed for providing a diffractive effect
    • G02B27/4272—Diffraction optics, i.e. systems including a diffractive element being designed for providing a diffractive effect having plural diffractive elements positioned sequentially along the optical path
    • 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
    • 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
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/02—Diffusing elements; Afocal elements
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/18—Diffraction gratings
    • G02B5/1814—Diffraction gratings structurally combined with one or more further optical elements, e.g. lenses, mirrors, prisms or other diffraction gratings
    • G02B5/1819—Plural gratings positioned on the same surface, e.g. array of gratings
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/29—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the position or the direction of light beams, i.e. deflection
    • 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
    • H04N13/31—Image reproducers for viewing without the aid of special glasses, i.e. using autostereoscopic displays using parallax barriers
    • H04N13/312—Image reproducers for viewing without the aid of special glasses, i.e. using autostereoscopic displays using parallax barriers the parallax barriers being placed behind the display panel, e.g. between backlight and spatial light modulator [SLM]
    • 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
    • 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
    • H04N13/349—Multi-view displays for displaying three or more geometrical viewpoints without viewer tracking
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01—Head-up displays
    • G02B27/0101—Head-up displays characterised by optical features
    • G02B2027/0132—Head-up displays characterised by optical features comprising binocular systems
    • G02B2027/0134—Head-up displays characterised by optical features comprising binocular systems of stereoscopic type
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B2207/00—Coding scheme for general features or characteristics of optical elements and systems of subclass G02B, but not including elements and systems which would be classified in G02B6/00 and subgroups
    • G02B2207/123—Optical louvre elements, e.g. for directional light blocking
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01—Head-up displays
    • G02B27/0101—Head-up displays characterised by optical features

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Testing, Inspecting, Measuring Of Stereoscopic Televisions And Televisions (AREA)
  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
  • Planar Illumination Modules (AREA)
  • Control Of Indicators Other Than Cathode Ray Tubes (AREA)
  • Liquid Crystal Display Device Control (AREA)

Abstract

本發明關於一種水平視差多視像顯示器，其採用複數個斜向多光束行，以從導光體中散射出具有與水平多視像顯示器的不同視像方向對應的主要角度方向的複數個方向性光束。複數個方向性光束使用光閥陣列以調變，以提供具有水平視差的多視像影像。此外，水平視差多視像顯示器採用光控制膜，其具有與複數個斜向多光束行中的斜向多光束行對齊的斜向光控制軸。光控制膜被配置為在與水平視差正交的方向上控制多視像影像的觀視角度。斜向多光束行可以為多視像顯示器提供平衡的解析度。

Description

具有光控制膜的水平視差多視像顯示器和方法
本發明係關於一種水平視差多視像顯示器和方法，特別是具有光控制膜的水平視差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、電潤溼顯示器等等）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。在主動顯示器的分類中，最明顯的示例是CRTs、PDPs及OLEDs/ AMOLEDs。在上述以發射光進行分類的情況下，LCDs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，提供有一種水平視差多視像顯示器，包括：一導光體，被配置以引導光；複數個斜向多光束行，分布遍及該導光體，並且被配置以從該導光體內散射出被引導的光，作為方向性光束，該等方向性光束具有主要角度方向，對應該水平視差多視像顯示器之不同的視像方向；一光閥陣列，表示該水平視差多視像顯示器之像素，該光閥陣列被配置以調變該等方向性光束，作為具有水平視差的一多視像影像；以及一光控制膜，具有一斜向光控制軸，對齊該斜向多光束行，並且被配置以在正交於該水平視差的方向上控制該多視像影像之一觀視角度。
根據本發明一實施例，該斜向多光束行之斜向度等於該水平視差多視像顯示器之一像素之寬度除以該水平視差多視像顯示器之一像素視像排列中的該像素之列數。
根據本發明一實施例，該水平視差多視像顯示器的該像素視像排列包括兩列，該斜向多光束行之斜向度為像素寬度之一半。
根據本發明一實施例，該複數個斜向多光束行中的該斜向多光束行之中心線之間的間隔，係該多視像顯示器之一像素視像排列中的像素之數量除以該像素視像排列中的像素之列之數量之函數
根據本發明一實施例，該水平視差多視像顯示器之一像素包括一彩色子像素，該水平視差多視像顯示器係一彩色多視像顯示器。
根據本發明一實施例，該斜向多光束行包括複數個離散的多光束元件，該複數個離散的多光束元件中的每一個離散的多光束元件相對於該斜向多光束行中的相鄰的離散的多光束元件偏移，以提供該斜向多光束行之斜向度。
根據本發明一實施例，該複數個離散的多光束元件中的離散的多光束元件之間的間隔大約等於一像素陣列之相鄰列之間的間隔。
根據本發明一實施例，該斜向多光束行的該離散的多光束元件包括一繞射光柵，被配置以繞射地散射出該被引導的光。
根據本發明一實施例，該斜向多光束行包括一連續的多光束元件。
根據本發明一實施例，該斜向多光束行之寬度介於該水平視差多視像顯示器之一像素之寬度之一半與一倍之間。
根據本發明一實施例，該光控制膜位於該光閥陣列與該導光體之一表面之間。
在本發明之另一態樣中，提供有一種水平視差多視像顯示器，包括：一背光件，具有複數個斜向多光束行，該複數個斜向多光束行中的一斜向多光束行被配置以散射出來自該背光件的光，作為方向性光束，該等方向性光束具有主要角度方向，對應具有水平視差的一多視像影像之不同的視像方向；一光閥陣列，被配置以調變該等方向性光束作為該多視像影像，該光閥陣列之一光閥對應該水平視差多視像顯示器之一像素；以及一光控制膜，具有一斜向光控制軸，對齊該斜向多光束行，並且被配置以在正交於該水平視差的方向上控制該多視像影像之一觀視角度。
根據本發明一實施例，該背光件進一步包括一導光體，而且該斜向多光束行包括一繞射光柵，該複數個斜向多光束行沿著該導光體之長度隔開，而且該斜向多光束行之該繞射光柵被配置以從該導光體內繞射地散射出該被引導的光作為該等方向性光束。
根據本發明一實施例，該斜向多光束行包括複數個離散的多光束元件，該複數個離散的多光束元件中的每一個離散的多光束元件從相鄰的離散的多光束元件偏移一距離，對應該光閥陣列之光閥之相鄰的列之間的間隔。
根據本發明一實施例，該斜向多光束行包括一連續的多光束元件。
根據本發明一實施例，該光閥陣列位於該光控制膜與具有該複數個斜向多光束行的該背光件之間。
在本發明之另一態樣中，提供有一種多視像顯示器的操作方法，包括：沿著一導光體之長度引導光；使用沿著該導光體之長度分布的複數個斜向多光束行散射出來自該導光體的被引導的光，作為方向性光束，該等方向性光束具有方向，對應該多視像顯示器之視像方向；使用一光閥陣列調變該等方向性光束，以提供具有水平視差的一多視像影像，該光閥陣列之一光閥對應該多視像顯示器之一像素；以及使用具有與該複數個斜向多光束行之斜向度對齊的一斜向光控制軸的一光控制膜，在正交於該水平視差的一方向上控制該多視像影像之一觀視角度。
根據本發明一實施例，該複數個斜向多光束行之斜向度係該多視像顯示器之一像素之寬度和一像素視像排列之函數，當該像素視像排列具有兩列像素時，該斜向度對應該像素寬度之一半；當該像素視像排列具有一列像素時，該斜向度對應該像素之寬度。
根據本發明一實施例，該複數個斜向多光束行中的一斜向多光束行包括複數個離散的多光束元件，每一個離散的多光束元件沿著該斜向多光束行之長度與該複數個離散的多光束元件中的其他離散的多光束元件隔開。
根據本發明一實施例，，該光控制膜位於該光閥陣列與該導光體之一表面之間。
根據本文所述的原理的示例和實施例，本發明提供了一種採用斜向多光束行（slanted multibeam column）並具有光控制膜（light control film，LCF）的背光件，並應用於電子顯示器。具體來說，根據與本文原理一致的各個實施例，本發明提供了包含複數個斜向多光束行的水平視差多視像顯示器。斜向多光束行被配置以將光散射出導光體以作為發射光。多光束行具有斜向的特徵，其係水平視差多視像顯示器的像素寬度與像素視像排列的函數。斜向多光束行可以用於提供具有平衡解析度的水平視差多視像顯示器，亦即，沿著水平視差多視像顯示器的長度和寬度的基本上相同的解析度。根據各個實施例，水平視差多視像顯示器進一步包含光控制膜，其具有與多光束行的斜向對齊的光控制軸。
在本發明中，「多視像顯示器」定義為被配置以在不同的視像方向（view direction）上提供多視像影像（multiview image）的不同視像（different views）的電子顯示器或顯示系統。根據本文的定義，「水平視差（horizontal parallax）」多視像顯示器被配置以限制在單個平面（例如，水平面）上的不同的視像方向上提供多視像影像的不同視像。
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。具體來說，如圖1A中作為示例而非限制所示的，多視像顯示器10被配置為水平視差多視像顯示器，其不同視像限制在y-z平面。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的的不同的視像方向上16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1A中被顯示為在螢幕12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。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。此外，根據本文的定義，光束20從特定點被發射或發出。也就是說，根據定義，光束20具有與多視像顯示器內的特定原點相關聯的中心射線。圖1B進一步顯示了原點O的光束（或視像方向）。
此外在本文中，在術語「多視像影像」和「多視像顯示器」中使用的「多視像（multiview）」一詞定義為在複數個視像（view）之中的視像之間表示不同的立體圖或包含複數個視像中的不同的視像的角度差異。另外，根據本文的定義，本文中術語「多視像」明確地包含多於兩個不同的視像（亦即，最少三個視像並且通常多於三個視像）。如此一來，本文中所使用的「多視像顯示器」一詞明確地與僅包含表示場景或影像的兩個不同的視像的立體顯示器區分開。然而應注意的是，雖然多視像影像和多視像顯示器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）。
「多視像像素」在本文中被定義為表示由多視像顯示器提供的多視像影像的複數個不同視像中的每一個視像的「視像」像素的像素的集合。同樣地，「視像像素」在本文中被定義為多視像影像的視像的像素。具體來說，多視像像素可具有單獨像素，其對應於或表示多視像影像的每一個不同視像中的視像像素。舉例而言，多視像像素可包含多視像顯示器的光閥陣列中的光閥的集合，並且多視像像素的像素可以包含光閥陣列中的光閥。隨後，可以藉由使用光閥調變光以提供視像像素，使得光閥陣列的像素或光閥對應於或提供調變以產生對應的視像像素。此外，根據本文的定義，多視像像素的像素是所謂的「方向性（directional）像素」，因為每個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，由多視像像素的像素表示的不同視像像素在每一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。舉例而言，第一多視像像素可以具有與視像像素對應的個別像素，其位於多視像影像的每一個不同視像中的｛x1, y1｝處；而第二多視像像素可以具有與視像像素對應的個別像素，其位於多視像影像的每一個不同視像中的｛x2, y2｝處，依此類推。在一些實施例中，多視像像素中的像素數量可以等於多視像顯示器的不同的視像的數量。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多視像顯示器視像中的視像像素的數量（亦即，組成所選視像的像素）。
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。
根據本文的定義，「多光束發射器」為產生包含複數條方向性光束的光的背光件或顯示器的結構或元件。根據本文的定義，由多光束元件所產生的複數條方向性光束（或「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，複數條方向性光束之中的一個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。根據一些實施例，多光束元件的尺寸可以與在與多光束元件相關聯的顯示器（例如，多視像顯示器）中使用的光閥的尺寸相當（comaprable）。具體來說，在一些實施例中，多光束元件的尺寸可以在光閥的尺寸的大約一半到大約兩倍之間。
根據各個實施例，複數條方向性光束可以代表光場（light field）。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中的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，複數條方向性光束）上可以表示光場。
根據各個實施例，複數個方向性光束中的各個方向性光束的不同主要角度方向根據一特性決定，其包含但不限於，多光束元件的尺寸（例如，長度、寬度、面積等其中的一個以上）以及其他特性。舉例而言，在繞射多光束元件中，「光柵間距離」或繞射特徵間隔以及繞射多光束元件中繞射光柵的方向，可以是至少部分地確定各種方向性光束的不同主要角度方向的特性。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，如下文關於圖1B所描述的，由多光束元件產生的方向性光束可以具有由角度分量｛θ, ϕ｝給出的主要角度方向。
在本文中，「多光束行」被定義為細長結構，其包含被排列為一排或一行的複數個多光束元件。具體來說，多光束行由排列成一排或一行的複數個多光束元件中的多光束元件所組成。此外，根據定義，多光束行被配置為提供或發射包含複數個方向性光束的光。如此一來，多光束行在光散射特性的方面上，可以與多光束元件功能上相似。亦即，根據本文的定義，由多光束行的多光束元件產生的複數個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。在一些實施例中，多光束行可以是窄且細長的結構，其基本上延伸遍及多視像顯示器的背光件或類似組件的寬度。具體來說，例如，多光束行可以由複數個離散的（discrete）多光束元件構成，其排列為在背光件的寬度上延伸的一排。上述定義的一個例外是，在一些實施例中，多光束行包含單個的連續的（continuous）繞射光柵結構而不是單獨的離散的多光束元件。除此之外，連續的繞射光柵中的一段有效地與上述的多光束行的離散的多光束元件的方式作有基本相似的作用。
根據各個實施例，多光束行的寬度可以由多光束行中的複數個多光束元件中的多光束元件的尺寸所界定。因此，多光束行的寬度可以相當於多視像顯示器中使用的光閥的寬度，其與多光束行相關聯。此外，在一些實施例中，多光束行可以在光閥尺寸的大約一半到大約兩倍之間。
在各個實施例中，多光束行具有斜向度（slant）或斜向角（slant angle）。亦即，多光束行可以相對於背光件或多視像顯示器的軸以一定角度（亦即，斜向角）延伸。具體來說，根據本文的定義，「斜向多光束行」是相對於軸傾斜（或等效地，具有「斜向度」）的多光束行。多光束行的斜向度（slant）或坡度（slope），是多光束行的陡度（degree of steepness）或傾斜角度（degree of incline）的代表。因此，斜向度可以定義為沿多光束行的截面的垂直變化和水平變化的比率，或者替代地，沿著截面的水平變化和垂直變化的比率。在一些實施例中，斜向度可以表示為，沿著多光束行的截面的多視像顯示器的水平像素與垂直像素的比率。更具體地，斜向度可以表示為，與背光件的特定部分中的多視像顯示器相關聯的每行像素的水平變化。因此，斜向度可以定義為，由像素寬度除以背光件的截面中的列數。
「像素視像排列（pixel-view arrangement）」在本文中定義為，表示多視像顯示器上的視像像素中的像素的集合的空間組織。亦即，多視像顯示器的像素視像排列，界定了在包含像素的集合的複數個視像像素中每個視像像素的位置。舉例而言，對於在水平視差視像排列中提供八（8）個視像的多視像顯示器（例如，如圖1A所示），像素視像排列可包含連續地排列的單列的8個像素。在另一個示例中，多視像像素在水平視差配置中提供九（9）個視像，像素視像排列可以包含兩個相鄰的列，第一列中具有五（5）個像素並且第二列中具有四（4）個像素。每一列中的像素可以連續地排列。在一些示例中，第一列可以包含連續排列的奇數像素，而第二列可以包含連續排列的偶數像素。
本文中，「繞射光柵」一般而言被定義為設置成提供入射在繞射光柵上的光的繞射的複數個特徵（feature）（亦即，繞射特徵）。在一些示例中，複數個特徵可以由周期性或準週期性的方式排列。舉例而言，繞射光柵可以包含排列在一維（one-dimensional, 1D）陣列之中的複數個結構（例如，在材料表面中的複數凹槽或凸脊）。在其他示例中，繞射光柵可以是特徵的二維（two-dimensional, 2D）陣列。舉例而言，繞射光柵可以是材料表面上的凸部或材料表面中的孔洞的2D陣列。
如此，根據本文的定義，「繞射光柵」是提供入射在繞射光柵上的光的繞射的結構。如果光從導光體入射在繞射光柵上，則所提供的繞射或繞射地散射可以導致並且因此被稱為「繞射地耦合」，因為繞射光柵可以透過繞射將光耦合出導光體。繞射光柵也藉由繞射（亦即，以繞射角）重定向或改變光的角度。具體來說，由於繞射，離開繞射光柵的光通常具有與入射在繞射光柵上的光（亦即，入射光）的傳導方向不同的傳導方向。藉由繞射產生之光的傳導方向上的變化於本文中被稱為「繞射地重定向」。因此，繞射光柵可被理解為包含繞射特徵的結構，其將入射在繞射光柵上的光繞射地重定向，以及，如果光是由導光體射出，繞射光柵也可將來自導光體的光繞射地耦合出。
此外，根據本文的定義，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示例，繞射光柵（例如，多光束元件的繞射光柵（或多光束行的繞射光柵），如下文所述）可以被用於將光繞射地散射，或者將光耦合出導光體（例如，平板導光體）以成為光束。具體來說，局部週期性繞射光柵的繞射角θm或由局部週期性繞射光柵提供的繞射角θm可藉由方程式（1）給定如：
Figure 02_image001
（1） 其中λ是光的波長，m是繞射階數，n是導光體的折射係數，d是繞射光柵的特徵之間的距離或間隔，θi 是繞射光柵上的光的入射角。為了簡單起見，方程式（1）假設繞射光柵與導光體的表面鄰接並且導光體外部的材料的折射係數等於1（亦即，nout = 1）。通常，繞射階數m給定為整數。由繞射光柵產生的光束的繞射角θm 可以由方程式（1）給定，其中繞射階數為正（例如，m＞ 0）。舉例而言，當繞射階數m等於1（亦即，m ＝ 1）時，提供一階繞射。
圖2係根據與在此所描述的原理一致的一實施例，顯示示例中的繞射光柵30的剖面圖。舉例而言，繞射光柵30可以位於導光體40的表面上。另外，圖2示出了以入射角θi入射在繞射光柵30上的光束50。光束50是導光體40內的被引導的光束。在圖2中還示出了由於入射光束50的繞射，而由繞射光柵30繞射地產生並耦合出的方向性光束60。方向性光束60具有如方程式（1）所示的繞射角θm（或者，在本文中，「主要角度方向」）。舉例而言，繞射角θm 可以對應於繞射光柵30的繞射階數「m」。
此外，如本文所使用的，冠詞「一」旨在具有其在專利領域中的通常含義，亦即「一個以上」。例如，「一多光束行」指一個以上的多光束行，更確切來說，「多光束行」於此意指「該（些）多光束行」。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。
根據與本文所述的原理一致的一些實施例，本發明提供一種水平視差多視像顯示器。在一些示例中，水平視差多視像顯示器採用斜向多光束行和像素視像排列，以提供具有與對應的全視差（full parallax）顯示器相當的平衡解析度的水平視差多視像顯示器。圖3A係根據與在此所描述的原理一致的一實施例，顯示示例中的水平視差多視像顯示器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，顯示示例中的水平視差多視像顯示器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，顯示示例中的水平視差多視像顯示器100的立體圖。
如圖3A至圖3C所示，水平視差多視像顯示器100包含導光體110。導光體110被配置以沿著導光體110的長度將光引導為被引導的光104（亦即，被引導的光束104）。例如，導光體110可以包含被配置以光波導的介電材料。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110的一個以上引導模式，折射係數的差異被配置以促進被引導的光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被引導的光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）等）。在一些示例中，導光體110可以在導光體110的表面（例如，第一表面和第二表面其中之一或之二）的至少一部分上進一步包含包覆層（圖中未顯示）。根據一些示例，包覆層可以用於進一步促進全內反射。
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被引導的光104。具體來說，被引導的光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。在一些實施例中，複數條被引導的光束104包含數種不同顏色的光，其可於複數個不同的顏色特定的非零值傳導角度之中的各個角度被導光體110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中顯示。然而，描繪傳導方向103的粗箭頭示出了被引導的光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（non-zero propagation angle）」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，被引導的光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，或者在一些示例中，在大約二十度（20°）至大約四十度（40°）之間，或者在大約二十五度（25°）至大約三十五度（35°）之間。舉例而言，非零值傳導角度可以是大約三十度（30º）。在其他示例中，非零值傳導角度可以是大約20°、或者大約25°、或者大約35°。此外，對於特定的實施，可以選擇（例如任意）特定的非零值傳導角度，只要特定的非零值傳導角度被選擇為小於導光體110內的全內反射的臨界角即可。
根據各個實施例，水平視差多視像顯示器100進一步包括沿著導光體110的長度互相隔開的複數個斜向多光束行120。此外，如圖所示，每一個斜向多光束行120包含排列為一排或一行的複數個多光束元件122，其對應於斜向多光束行120。複數個斜向多光束行中的斜向多光束行120（或等效地，其複數個多光束元件122）可位於導光體110的表面上。舉例而言，斜向多光束行120可以位於導光體110的第一表面110’上，如圖3A和圖3C所示。在其他實施例（圖中未顯示）中，斜向多光束行120可以位於導光體110的第二表面110”上或甚至位於第一表面110’和第二表面110”之間。
如圖3A至圖3C所示，斜向多光束行120在導光體110的寬度上延伸。亦即，複數個斜向多光束行中的斜向多光束行120的方向基本上沿著導光體110的y軸，使得通過導光體110傳導的被引導的光104以大致地陡峭的角度與斜向多光束行120相交。此外，複數個斜向多光束行中的斜向多光束行120沿著導光體110的長度（或X軸）互相隔開。在一些實施例中，斜向多光束行120互相平行。在一些實施例中，相鄰的斜向多光束行120以固定的間隔或距離互相隔開。
斜向多光束行的複數個斜向多光束行120被配置以將被引導的光104的一部分從導光體110中散射出，以作為複數個方向性光束102（並且因此可以被稱為方向性發射光）。在圖3A中，方向性光束102被顯示為複數條發散箭頭，其描繪為從導光體110的第一表面（或前表面）110’定向。根據各個實施例，方向性光束102具有互相不同的主要角度方向。此外，根據各個實施例，方向性光束102的不同主要角度方向可以對應於水平視差多視像顯示器100的各個不同的視像方向。
根據各個實施例，斜向多光束行120中的多光束元件122可包含複數個不同結構中的任何一個，其被配置以散射出被引導的光104的一部分並提供方向性光束102。舉例而言，不同的結構可以包含但不限於繞射光柵、微反射元件、微折射元件或其各種組合。在一些實施例中，包含繞射光柵的斜向多光束行120被配置為繞射地散射出被引導的光的一部份，以作為具有不同主要角度方向的複數條方向性光束102。在其他實施例中，斜向多光束行120包含微反射元件，其被配置為將被引導的光的一部份反射性地散射出以作為複數個方向性光束102，或者斜向多光束行120包含微折射元件，其被配置為藉由折射或使用折射將被引導的光的一部份散射為複數個方向性光束102（亦即，折射地耦合出被引導的光的一部份）。
圖3A至圖3C中所示的水平視差多視像顯示器100進一步包含表示水平視差多視像顯示器100的像素的光閥130的陣列，或者等效地對應於由水平視差多視像顯示器100顯示的多視像影像的視像像素。具體來說，光閥130的陣列被配置以調變由複數個斜向多光束行120散射出導光體110的方向性光束102，以提供多視像影像。在圖3C中，僅用於討論，光閥130的陣列被部分地去除，以允許光閥陣列下方導光體110以及斜向多光束行120的可視化。
如圖3A所示的，具有不同主要角度方向的方向性光束102中的不同方向性光束102會穿過光閥130的陣列中的不同光閥130，並且可以被其調變。此外，如圖所示，光閥130的陣列對應於水平視差多視像顯示器100的像素。具體來說，沿著光閥陣列的每一列，光閥陣列中的光閥130的不同集合被配置為從相應的不同的斜向多光束行120接收和調變方向性光束102。如此一來，對於光閥陣列中的每一行中的光閥130的每個集合，存在對應的單個斜向多光束行120。
舉例而言，光閥陣列的一列中的第一光閥集合130a，被配置為從第一斜向多光束行120a接收和調變方向性光束102。類似地，光閥陣列的該行中的第二光閥集合130b，被配置為從第二斜向多光束行120b接收和調變方向性光束102。因此，如圖3A中所示，光閥陣列中的每一個複數光閥集合（例如，第一光閥集合130a及第二光閥集合130b），分別對應於不同的斜向多光束行120（例如，第一斜向多光束行120a及第二斜向多光束行120b），其中，所述光閥集合的各個光閥130對應於水平視差多視像顯示器100的像素。在各個實施例中，不同種類的光閥可被用作光閥陣列之中的光閥130，光閥的種類包含但不限於，液晶光閥、電泳光閥，以及電潤溼式光閥的其中一種以上。
應注意的是，本文中水平視差多視像顯示器100的像素的尺寸通常對應於光閥陣列中的光閥130的尺寸。具體來說，在一些示例中，像素尺寸可以等於光閥130的尺寸。在其他示例中，像素尺寸可以被定義為光閥陣列的相鄰光閥130之間的距離（例如，中心至中心的距離）。具體來說，光閥130其本身可小於光閥陣列中的光閥130之間的中心至中心距離。然而，像素尺寸可以定義為中心至中心距離。
出於討論的目的，除非為了正確理解需要區分，術語「光閥」（例如，光閥130）和術語「像素」（例如，當討論顯示像素而不是視像像素時）可以互換使用。此外，出於討論目的並且除非另有規定，光閥陣列或等效的水平視差多視像顯示器100的像素陣列，通常包含具有列和行的矩形陣列，該些列與該些行正交。如藉由示例而非限制的方式所示，該些行沿X方向（或X軸）延伸，而該些列通常與Y方向（或Y軸）對齊。
在各個實施例中，複數個斜向多光束行中的斜向多光束行120包含斜向度。亦即，如圖所示，斜向多光束行120可以相對Y軸以一角度延伸穿過導光體110的寬度。等效地，斜向多光束行120可以相對於一行像素或者等效的水平視差多視像顯示器100的一行光閥130以一定角度延伸。如圖所示，斜向多光束行120的斜向度是表達斜向多光束行120相對於一行光閥130（或等效的y軸）的陡度或傾斜的角度。具體來說，斜向度可以表示為由斜向多光束行120橫跨的每一列光閥130中的斜向多光束行120的水平距離。在一些實施例中，斜向多光束行120的斜向度取決水平視差多視像顯示器100的像素寬度和像素視像排列。在本文中，「像素寬度」可以理解為沿著與該列像素對應的方向的像素尺寸。此外，本文所定義的像素視像排列包含與光閥130的一個以上的集合（例如，圖3A中所示的光閥集合130a、光閥集合130b）對應的像素。
具體來說，在一些實施例中，斜向多光束行120的斜向度是像素寬度除以水平視差多視像顯示器100的像素視像排列中的像素的列數（或光閥130的列數）。例如，在一些實施例中，水平視差多視像顯示器100的像素視像排列可以包含兩列，並且斜向多光束行120的斜向度可以是像素寬度的一半。在另一個實施例中，例如，水平視差多視像顯示器的像素視像排列可以包括單個列，並且斜向多光束行120的斜向度可以是一個像素寬度。此外，複數個斜向多光束行中的斜向多光束行120之間的間隔可以取決於水平視差多視像顯示器100的像素視像排列。根據一些實施例，具體來說，相鄰的斜向多光束行120的中心線之間的間隔可以是多視像顯示器的像素視像排列中的複數個像素除以像素視像排列中的像素列數的函數。在一些實施例中，像素陣列中的像素或等效的像素視像排列的像素可表示彩色子像素，水平視差多視像顯示器則為彩色多視像顯示器。
圖4係根據與在此所描述的原理一致的一實施例，顯示示例中的包含像素視像排列132和斜向多光束行120的水平視差多視像顯示器100的一部分的平面圖。作為示例而非限制，圖4中示出的水平視差多視像顯示器100具有九個對一個（9×1）的視像排列。也就是說，所顯示的水平視差多視像顯示器100在水平方向上（亦即，沿X軸或在X-Z平面中，如圖所示）提供多視像視像的九（9）個視像。九個視像中的任何一個視像，可以在垂直方向上（亦即，沿著Y軸或在X-Y平面中，如圖所示）以寬廣的角度範圍內觀看（例如，作為「單個」視像）。因此，水平視差多視像顯示器100可以稱為「9x1」水平視差多視像顯示器或具有9×1的視像排列。根據各個實施例，水平視差多視像顯示器100可以在水平方向上提供與全視差顯示器大致相同或相似的基本上平衡的解析度。
此外，如圖4所示，水平視差多視像顯示器100的像素視像排列132可包含九個像素，每一個像素對應於九個視像中的不同視像。圖4中顯示的水平視差多視像顯示器100的像素視像排列132包含相鄰的兩列的像素。此外，如圖所示，像素行中的像素被編號，對應於不同的編號的視像。舉例而言，圖4中顯示的像素視像排列132中的第一列包含對應於依序排列的奇數編號視像的像素（亦即，編號為1、3、5、7、和9的視像），並且第二行包含對應也依序排列的偶數編號視像的像素（亦即，編號為2、4、6、和8的視像）。此外，第二行的像素以一像素寬度從第一列的像素偏移，使得第二列中標記為「2」的像素（對應視像2）與第一列中標記為「3」的像素（對應視像3）垂直對齊（亦即，如圖所示，像素2和像素3是像素行中的相鄰像素）。如圖4所示，像素視像排列132中的每行像素可對應於光閥陣列中的不同集合的光閥130（例如，如圖3A中所示）。
圖4進一步顯示了斜向多光束行120，其延伸遍及水平視差多視像顯示器100的像素視像排列132。具體來說，斜向多光束行120延伸遍及水平視差多視像顯示器100的寬度，並且經過像素視像排列132的中心附近或穿過像素視像排列132的中心。如圖所示，斜向多光束行120的斜向度是像素寬度和像素視像排列132的函數。具體來說，圖4中所示的斜向多光束行120的斜向度，等於像素寬度除以像素視像排列132中的像素的列數。因此，在圖4中，斜向多光束行120的斜向度由像素寬度除以二或由等效的像素寬度的一半給定。亦即，對於水平視差多視像顯示器100的每列像素（或光閥130），斜向多光束行120偏移像素寬度的一半。如圖所示，斜向多光束行120因此延伸穿過位於像素視像排列132的第一列中的像素5的中心線，然後延伸穿過第二列中的像素4和像素6之間。因此，斜向多光束行120可以穿過像素視像排列132，並位於其中心線或中心線的附近。
根據一些實施例，像素視像排列132和沿著像素視像排列132布置的斜向多光束行120，可以為水平視差多視像顯示器100提供基本上平衡的解析度。亦即，由像素視像排列132表示的視像分布在兩列上，這可以減小有效水平解析度，但是增加垂直解析度。因此，在一些實施例中，可以減小垂直解析度和水平解析度之間的差距，以沿垂直軸和水平軸提供大約相同或相似的解析度。此外，在一些實施例中，斜向多光束行120可以提供與對應的全視差顯示器中的發光元件相同的有效照明。這是因為，斜向多光束行120覆蓋或疊加在水平視差多視像顯示器100的表面區域上與全視差顯示器的發光元件相同的部分。具體來說，全視差顯示器的發光元件可以覆蓋多視像像素的九個視像像素中的一個視像像素，或者等效的多視像像素的二十七個顏色子像素中的三個顏色子像素。因此，光元件覆蓋多視像像素的表面區域的大約九分之一（1/9），並且全視差多視像顯示器的複數個發光元件可以覆蓋全視差多視像顯示器的表面區域的大約九分之一。具有相當的解析度的水平視差多視像顯示器100可以保持與全視差多視像顯示器相同或大約相同的發光元件與像素的比率。因此，斜向多光束行120覆蓋圖4中所示的水平視差多視像顯示器100的實施例的像素視像排列132中的大約1/9的像素。在兩列中，關於此實施例所示的像素視像排列132，斜向多光束行120因此具有半個像素的寬度，並且在像素視像排列132中的九個像素的集合中，斜向多光束行120的兩列的半個像素寬度加起來為斜向多光束行120的整個像素。在其他實施例中，水平視差多視像顯示器100的斜向多光束行120可以提供比對應的全視差顯示器中的發光元件更多的照明。
因此，相鄰的斜向多光束行120分開大約等於像素視像排列132的寬度的距離。具體來說，相鄰斜向多光束行120的中心線的距離可以由水平視差多視像顯示器100的像素視像排列132中的像素數除以像素視像排列132中的列數以給定。將此公式應用於圖4所示的實施例，斜向多光束行120之間的間隔為4.5個像素寬度。
如上文所述，在各個實施例中，斜向多光束行120包含複數個多光束元件122。在一些實施例中，複數個多光束元件122包含離散的多光束元件122’，其具有用於水平視差多視像顯示器100的每列像素或光閥130的列的不同的離散的多光束元件122’。舉例而言，再次參照圖4，斜向多光束行120顯示為複數個離散的多光束元件122’。複數個離散的多光束元件中的每個離散的多光束元件122’相對於斜向多光束行120的相鄰離散的多光束元件122’偏移，以提供斜向多光束行120的斜向度。如圖4所示，其中，多光束行120的斜向度等於像素寬度的一半，每一個離散的多光束元件122’在相鄰離散的多光束元件122’的水平方向（如圖所示的x方向）上偏移像素寬度的一半。因此，像素視像排列132中的第二列中的離散的多光束元件122’在水平方向上偏離相同的像素視像排列132中的第一列中的離散的多光束元件122’。此外，沿著斜向多光束行120的下一像素視像排列132的第一列的離散的多光束元件122’偏離前一像素視像排列132的第二列的離散的多光束元件122’的半個像素，以此類推。在一些實施例中，離散的多光束元件122’之間的間隔約等於像素陣列或光閥陣列的相鄰列之間的間隔。
在其他實施例中，斜向多光束行120包含複數個多光束元件122，其排列為基本上連續的多光束元件122”。舉例而言，當複數個多光束元件122中的每一個多光束元件122皆包含繞射光柵時，多光束元件122的繞射光柵可以首尾相連地排列，以有效地提供連續的多光束元件122”。圖5係根據與在此所描述的原理一致的一實施例，顯示示例中的具有包含連續的多光束元件122”的斜向多光束行120的水平視差多視像顯示器100的一部分。如圖4中所示，圖5中所示的水平視差多視像顯示器100的實施例被配置以在水平方向上提供九個視像（亦即，9×1視像排列）。此外，像素視像排列132與圖4的實施例相同，如圖所示。然而，不同於具有包含互相偏移已形成斜向的複數個離散的多光束元件122’的斜向多光束行120的先前實施例，圖5中所示的斜向多光束行120包含連續的多光束元件122”。如圖所示，連續的多光束元件122”可以包含端對端地連接的繞射光柵或類似的多光束元件結構以作為複數個多光束元件122，並且延伸過導光體的寬度以作為斜向多光束行120。包括圖5中所示的連續的多光束元件122”的斜向多光束行120的斜向度，由像素寬度除以像素視像排列132中的列數給定，其產生每列半個像素寬度。
圖6係根據與在此所描述的原理一致的另一實施例，顯示示例中的包含斜向多光束行120的水平視差多視像顯示器100的一部分的平面圖。所示的水平視差多視像顯示器100被配置以在水平方向上提供多視像影像的八（8）個視像（亦即，8×1視像排列）。與圖4和圖5中的顯示器不同，圖6的水平視差多視像顯示器100的像素視像排列132包含單列八（8）個依序排列的像素。水平視差多視像顯示器100進一步包含斜向多光束行120。斜向多光束行120包含複數個多光束元件122相對於彼此偏移，以形成斜向。具體來說，如圖所示的斜向多光束行120的斜向等於像素寬度。形成斜向多光束行120的複數個多光束元件的多光束元件122互相以一個像素的寬度偏移。如前所述，複數個斜向多光束中的斜向多光束行120的中心線之間的間隔S，其為水平視差多視像顯示器100的像素視像排列132的函數。具體來說，間隔S取決於所顯示水平視差多視像顯示器100的像素視像排列132中的像素數量（亦即，複數個光閥130）除以像素視像排列中132的像素的列的數量。因此，在圖6的水平視差多視像顯示器100中，八（8）個像素分離斜向多光束行120的中心線。
在一些實施例中，水平視差多視像顯示器100是彩色多視像顯示器，其被配置以提供或顯示彩色多視像影像。在彩色多視像顯示器中，不同的像素可以提供不同的顏色（例如，使用彩色濾光片），因此可以被稱為彩色子像素。具體來說，可以彼此相鄰地提供代表紅-綠-藍（RGB）的彩色子像素的集合，以作為光閥陣列中的不同顏色的光閥130。舉例而言，表示不同顏色的彩色子像素可以沿著單行像素交替（例如，如紅色、綠色、藍色、紅色、綠色、藍色等）。在這些實施例中，彩色多視像顯示器的多視像像素可以由像素視像排列中的像素的（例如，三個）不同集合表示。舉例而言，在圖4中，像素視像排列132中可以存在像素的三個不同集合，如圖所示。此外，每一個不同集合具有彩色子像素，其表示每一個視像的光的不同顏色。因此，多視像像素的像素的第一集合（亦即，第一像素視像排列132）可以包含用於視像1的綠色子像素、像素的第二集合（亦即，第二像素視像排列132）可以包含用於視像1的藍色子像素、像素的第三集合（亦即，第三像素視像排列132）可以包含用於視像1的紅色子像素。像素的三個集合（亦即，像素視像排列132）一起提供具有全三種顏色（紅色、綠色、藍色）的視像1的彩色視像像素。相似地，如圖所示，在圖6中，彩色多視像像素的像素的三個集合可以在三列像素中由像素視像排列132以提供。
再次參考圖3A至3C，如圖所示，水平視差多視像顯示器100進一步包含光控制膜140。根據各個實施例，光控制膜140具有與斜向多光束行120對齊的斜向光控制軸（slanted light control axis）。亦即，光控制膜140的光控制軸的斜向度或斜向角與斜向多光束行120的斜向度或斜向角對齊或對應。因此，根據各個實施例，光控制軸基本上平行於斜向多光束行120。此外，根據各個實施例，光控制膜140被配置為在與水平視差正交的方向上控制多視像影像的觀視角度（view angle）。替代地，在與水平視差相對應的方向上，光控制膜140對多視像影像的觀視角度幾乎沒有影響。
圖7A係根據與在此所描述的原理一致的一實施例，顯示示例中的包含斜向多光束行120和光控制膜140的水平視差多視像顯示器100的平面圖。如圖所示，光控制膜140的光控制軸142與斜向多光束行120對齊（亦即，與斜向多光束行120基本上平行）。在一些實施例中，例如，如圖3B至3C所示，光控制膜140可以位於光閥陣列130和導光體110的表面（例如，第一表面110’）之間。在其他實施例中，作為示例而非限制，光閥陣列130可以位於導光體110和光控制膜140之間，例如，如圖3A和7A所示。
根據各個實施例，光控制膜140可以包含各種光控制膜、防窺片和類似的防窺膜中的任何一個。圖7B係根據與在此所描述的原理一致的另一實施例，顯示示例中的光控制膜140的立體圖。如圖所示，光控制膜140包含複數個平行的微百頁（micro-louver）或微擋板144，其被配置為對於通過光控制膜140的光不透明。在平行的微擋板144之間，光控制膜140對光基本上是透明的。平行的微擋板144在垂直於平行的微擋板144的長度方向的方向上提供角度控制的最大值。因此並且根據定義，光控制軸142垂直於平行的微擋板144的長度方向，如圖所示。可以用作調光膜140的調光膜的示例，包含但不限於，信越聚合物歐洲公司（Shin-Etsu Polymers Europe B.V.）所製造的各種視像控制膜（view control film，VC膜），其包含由交替的光學透明矽橡膠和黑色矽橡膠層組成的光學百頁膜，例如，請參閱www.shinetsu.info/vc_film。在另一個非限制性示例中，光控制膜140可以包含由明尼蘇達州聖保羅的3M顯示材料和系統部門製造的高級光控制膜（例如，ALCF-P或ALCF-A）。
根據各個實施例，光控制膜140可以在光控制軸142的方向上使多視像影像的角度上的可見度最小化。如此，具有光控制膜140的水平視差多視像顯示器100可以用於反射可能引起問題的情況。圖7C係根據與在此所描述的原理一致的另一實施例，顯示示例中的具有光控制膜140的水平視差多視像顯示器100的側視圖。如圖所示，水平視差多視像顯示器100被安裝在汽車的儀表板上。駕駛者106可以在與水平視差多視像顯示器100的水平視差相對應的平面的方向102a上容易地觀看多視像影像。另一方面，如觀視方向102b所示，光控制膜140可以基本上阻擋從汽車的擋風玻璃108反射回來的水平視差多視像顯示器100的視像。
圖8係根據與在此所描述的原理一致的一實施例，顯示示例中的水平視差多視像顯示器200的方塊圖。根據各個實施例，所顯示的水平視差多視像顯示器200採用斜向多光束行和像素視像排列以顯示具有水平視差的多視像影像。在一些實施例中，水平視差多視像顯示器200可以提供與對應的全視差顯示器相當的平衡解析度。
如圖8所示，水平視差多視像顯示器200包含背光件210。背光件210包含互相隔開的複數個斜向多光束行212。在一些實施例中，背光件210的複數個斜向多光束行212可以與上述水平視差多視像顯示器100的複數個斜向多光束行120基本上相似。舉例而言，複數個斜向多光束行212中的斜向多光束行212可以沿著背光件210的寬度延伸。在一些實施例中，複數個斜向多光束行212中的斜向多光束行212在背光件210的長度上間隔開，並且可以互相平行。在一些實施例中，相鄰的斜向多光束行212以固定的間隔或距離互相隔開。
根據各個實施例，複數個斜向多光束行212中的斜向多光束行212被配置以將光從背光件210散射出，以作為具有與多視像影像的視像方向對應的不同主要角度方向的複數個方向性光束202。舉例而言，背光件210可以包含導光體，其基本上類似於上文關於水平視差多視像顯示器100所描述的導光體110，並且斜向多光束行212可以散射在導光體內引導的光的一部分。斜向多光束行212可以包含被配置為散射背光件的光的多種不同結構中的任何一種，包含繞射光柵、微反射元件、微折射元件或其各種組合。舉例而言，斜向多光束行212可包含繞射光柵。繞射光柵可以基本上類似於先前所述的水平視差多視像顯示器100的繞射光柵。
如圖8所示，水平視差多視像顯示器200進一步包含光閥陣列220，其被配置以調變複數個方向性光束中的方向性光束以提供多視像影像。在各個實施例中，光閥220的陣列對應於水平視差多視像顯示器200的多視像像素的像素。在各個實施例中，不同種類的光閥可被用作光閥陣列之中的光閥220，光閥的種類包含但不限於，液晶光閥、電泳光閥，以及電潤溼式光閥的其中一種以上。具體來說，來自背光件210上的斜向多光束行212的陣列的方向性光束202，可以通過光閥陣列中的各個光閥220並由其調變，以提供調變的方向性光束202。具有不同主要角度方向的方向性光束202之中不同的一個方向性光束202被配置為穿過光閥陣列220之中不同的一個光閥220，並且被其調變。圖8中的虛線箭頭用於顯示調變的方向性光束202以強調其調變。此外，水平視差多視像顯示器200的像素的尺寸可以對應於光閥220的陣列的尺寸。在一些實施例中，光閥的陣列可以基本上類似於上文關於水平視差多視像顯示器100所描述的光閥陣列130。
在各個實施例中，複數個斜向多光束行212中的斜向多光束行212具有相對於光閥220的陣列中的光閥220的斜向度。此外，根據各個實施例，斜向度為水平視差多視像顯示器200的像素寬度和像素視像排列的函數。具體來說，斜向度可以表示為相對於每行像素的光閥列的斜向多光束行212的局部水平位置的變化、或者可以表示為斜向多光束行212所橫跨的光閥220。如此，斜向多光束行212的斜向度可以大致類似於上述水平視差多視像顯示器100的斜向多光束行120的斜向度。亦即，在一些實施例中，斜向多光束行212的斜向度等於像素寬度除以水平視差多視像顯示器200的像素視像排列中的像素的列數。舉例而言，被配置為在水平方向上提供九（9）個視像的水平視差多視像顯示器200的像素視像排列可以包含九個像素，每一個像素對應於九個視像中的不同的一個。此外，舉例而言，水平視差多視像顯示器200的像素視像排列可包含相鄰的兩列像素，其中，第一列包含依序排列的奇數視像（例如，編號為1、3、5、7、和9的視像），並且第二列包含也依序排列的偶數編號的視像（例如，編號為2、4、6、和8的視像）。另外，第二列可以偏移第一列，如上文所述的圖4所示。在此示例中，斜向多光束行212的斜向度可以等於像素寬度除以二，其產生像素寬度一半的斜向度。
在一些實施例中，複數個斜向多光束212中的斜向多光束行212的中心線之間的間隔，由在水平視差多視像顯示器100的像素視像排列中的像素的數量除以像素視像排列中的像素列數給定。舉例而言，關於先前描述的實施例，斜向多光束行212之間的距離可以是大約四個半像素（亦即，4.5個像素寬度）。
在一些實施例中，斜向多光束行212包含複數個離散的多光束元件，複數個離散的多光束元件中的每一個離散的多光束元件從相鄰的離散的多光束元件偏移一距離，其對應於光閥陣列中的光閥220的相鄰的列之間的間隔。此外，複數個離散的多光束元件中的每一個離散的多光束元件可以相對於相鄰的離散的多光束元件偏移，以提供斜向多光束行212的斜向。舉例而言，在一些實施例中，如上文所述，在具有半個像素寬度的斜向的斜向多光束行中，每一個離散的多光束元件可以從相鄰多光束元件偏移半個像素寬度。在一些實施例中，離散的多光束元件可以大致類似於多光束元件122，並且更具體地說，類似於上文關於水平視差多視像顯示器100的斜向多光束行120描述的離散的多光束元件122’。在一些實施例中，斜向多光束行212可包含連續的多光束元件。在一些實施例中，連續的元件基本上類似於先前所述的水平視差多視像顯示器100的連續的多光束元件122”。
圖8所示的水平視差多視像顯示器200進一步包含光控制膜230，其被配置以在與水平視差正交的方向上控制多視像影像的觀視角度。根據一些實施例，光控制膜230可以基本上類似於上文關於水平視差多視像顯示器100所述的光控制膜140。具體來說，光控制膜230具有與斜向多光束行212對齊的斜向光控制軸。根據各個實施例，亦即，光控制膜230的斜向光控制軸平行於背光件210的斜向多光束行212。在一些實施例中，如圖8所示，光閥陣列220位於光控制膜230與具有複數個斜向多光束行212的背光件210之間。在關於水平視差多視像顯示器200未明確示出的其他實施例中，光控制膜230可以位於光閥陣列220和背光件210之間。
根據本文所述原理的一些實施例，本發明提供了一種使用水平視差多視像顯示器的多視像顯示的操作方法。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顯示器的操作方法300的流程圖。如圖9所示，多視像顯示器的操作方法300包含沿著導光體的長度引導光以作為被引導的光的步驟310。根據各個實施例，被引導的光可以在導光體內以非零值傳導角度被引導。在一些實施例中，導光體可以基本上類似於上文關於水平視差多視像顯示器100所述的導光體110。舉例而言，被引導的光可被引導並且藉此使用導光體內的全內反射沿著導光體傳導。
多視像顯示器的操作方法300進一步包含使用沿著導光體長度分布並且互相隔開的複數個斜向多光束行從導光體中散射出被引導的光的一部分以作為方向性光束的步驟320。根據各個實施例，方向性光束具有與多視像影像或等效的多視像顯示器的視像方向相對應的方向。在一些實施例中，導光體的斜向多光束行可以與上文所述水平視差多視像顯示器的斜向多光束行120基本上相似。舉例而言，複數個斜向多光束行沿著導光體的寬度延伸，並且基本上沿著導光體的Y軸定向。此外，在一些實施例中，複數個斜向多光束行可以在沿著導光體的長度上隔開，並且也可以互相平行。
在一些實施例中，複數個相鄰多光束行中的相鄰多光束行以相同的間隔或距離彼此分開。斜向多光束行可以包含被配置為從導光體散射出被引導的光的一部分的多種不同結構中的任何一種，其包含繞射光柵、微反射元件、微折射元件或其各種組合。舉例而言，斜向多光束行可包含繞射光柵。繞射光柵可以基本上類似於先前所述的水平視差多視像顯示器100的繞射光柵。
如圖9所示，多視像顯示器的操作方法300進一步包含使用光閥陣列調變方向性光束以提供具有水平視差的多視像影像的步驟330，光閥陣列的光閥對應於多視像顯示器的像素。在一些實施例中，光閥陣列可以大致類似於上文所述的水平視差多視像顯示器100的光閥130的陣列。在各個實施例中，不同種類的光閥可被用作光閥陣列之中的光閥，光閥的種類包含但不限於，液晶光閥、電泳光閥，及基於電潤溼的複數光閥其中的一種以上。
在各個實施例中，複數個斜向多光束行中的斜向多光束行具有斜向度，其為像素寬度和水平視差多視像顯示器的像素視像排列的函數。斜向度可以表示為由斜向多光束行所跨越的每列像素或每列光閥的斜向多光束行的局部水平位置的變化。在一些實施例中，斜向多光束行的斜向度等於像素寬度除以水平視差多視像顯示器的像素視像排列中的像素的列數。在一些實施例中，斜向度基本上類似於如上文所述的斜向多光束行120的斜向度。舉例而言，當像素視像排列有兩列像素或等效的兩列光閥時，斜向多光束行的斜向度可對應於像素寬度的一半。在另一示例中，當像素視像排列具有單列像素或光閥時，斜向多光束行的斜向度可對應於像素寬度。
在一些實施例中，複數個斜向多光束行中的斜向多光束行包含複數個離散的多光束元件，每一個離散的多光束元件沿著斜向多光束行的長度與複數個離散的多光束元件中的其他離散的多光束元件隔開。此外，複數個離散的多光束元件中的每一個離散的多光束元件可以相對於相鄰的離散的多光束元件偏移，以提供斜向多光束行的斜向度。舉例而言，在具有半像素寬度的斜向度的斜向多光束行中，每一個離散的多光束元件可以從相鄰多光束元件偏移像素寬度的一半。在一些實施例中，離散的多光束元件可以大致類似於多光束元件122，並且更具體地說，類似於上文關於水平視差多視像顯示器100的斜向多光束行120描述的離散的多光束元件122’。
在其他實施例中，複數個斜向多光束行中的斜向多光束行包含沿著斜向多光束行的長度延伸的連續的多光束元件。在一些實施例中，連續的元件可以基本上類似於先前所述的水平視差多視像顯示器100的連續的多光束元件122”。
如圖9所示，多視像顯示器的操作方法300進一步包含使用光控制膜在與水平視差正交的方向上控制多視像影像的觀視角度的步驟340，光控制膜具有與複數個斜向多光束行的斜向度對齊的斜向光控制軸。根據一些實施例，光控制膜可以與水平視差多視像顯示器100的上述光控制膜140基本相似。舉例而言，光控制膜可以包含微百頁，並且光控制軸可以被定義為垂直於微百頁的方向的方向。在一些實施例中，光控制膜可以位於光閥陣列和導光體的表面之間，而光閥陣列可以位於光控制膜與導光體表面之間。
因此，本發明已經描述了水平視差多視像顯示器和使用具有光控制膜的水平視差多視像顯示器操作多視像顯示器以顯示多視像影像的方法的示例和實施例，該光控制膜具有斜向光控制軸。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12月16日提交的第 PCT/US2019/066623號國際專利申請的優先權，該申請案主張於2019年2月16日提交的第62/806,807號美國臨時申請案的優先權，兩者的內容通過引用併入本文。
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:光束 60:方向性光束 100:水平視差多視像顯示器 102:方向性光束 102a:方向 102b:觀視方向 103:傳導方向 104:被引導的光、被引導的光束 106:駕駛者 108:擋風玻璃 110:導光體 110’:第一表面 110”:第二表面 120:斜向多光束行 120a:第一斜向多光束行 120b:第二斜向多光束行 122:多光束元件 122’:離散的多光束元件 122”:連續的多光束元件 130:光閥 130a:第一光閥集合 130b:第二光閥集合 132:像素視像排列 140:光控制膜 142:光控制軸 144:微擋板 200:水平視差多視像顯示器 202:方向性光束 210:背光件 212:斜向多光束行 220:光閥陣列 230:光控制膜 300:方法 310:步驟 320:步驟 330:步驟 340:步驟 O:原點 S:間隔 θi:入射角 θm:繞射角 θ:角度分量、仰角分量、仰角 ϕ:角度分量、方位角分量、方位角
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，顯示示例中的水平視差多視像顯示器的剖面圖。 圖3B係根據與在此所描述的原理一致的一實施例，顯示示例中的水平視差多視像顯示器的平面圖。 圖3C係根據與在此所描述的原理一致的一實施例，顯示示例中的水平視差多視像顯示器的立體圖。 圖4係根據與在此所描述的原理一致的一實施例，顯示示例中的包含像素視像排列和斜向多光束行的水平視差多視像顯示器的一部分的平面圖。 圖5係根據與在此所描述的原理一致的一實施例，顯示示例中的具有包含連續的多光束元件的斜向多光束行的水平視差多視像顯示器的一部分。 圖6係根據與在此所描述的原理一致的另一實施例，顯示示例中的包含斜向多光束行的水平視差多視像顯示器的一部分的平面圖。 圖7A係根據與在此所描述的原理一致的一實施例，顯示示例中的包含斜向多光束行和光控制膜的水平視差多視像顯示器的平面圖。 圖7B係根據與在此所描述的原理一致的另一實施例，顯示示例中的光控制膜的立體圖。 圖7C係根據與在此所描述的原理一致的另一實施例，顯示示例中的具有光控制膜的水平視差多視像顯示器的側視圖。 圖8係根據與在此所描述的原理一致的一實施例，顯示示例中的水平視差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顯示器的操作方法的流程圖。 一些示例和實施例具有除了上述參考附圖中所示的特徵之外的其他特徵，或代替以上參考附圖中所示的特徵的其他特徵。下文將參照上文所述附圖，詳細描述這些和其他特徵。
100:水平視差多視像顯示器
102:方向性光束
103:傳導方向
104:被引導的光、被引導的光束
110:導光體
110’:第一表面
110”:第二表面
120:斜向多光束行
120a:第一斜向多光束行
120b:第二斜向多光束行
130:光閥
130a:第一光閥集合
130b:第二光閥集合
140:光控制膜

Claims (20)

  1. 一種水平視差多視像顯示器，包括： 一導光體，被配置以引導光； 複數個斜向多光束行，分布遍及該導光體，並且被配置以從該導光體內散射出被引導的光，作為方向性光束，該等方向性光束具有主要角度方向，對應該水平視差多視像顯示器之不同的視像方向； 一光閥陣列，表示該水平視差多視像顯示器之像素，該光閥陣列被配置以調變該等方向性光束，作為具有水平視差的一多視像影像；以及 一光控制膜，具有一斜向光控制軸，對齊該斜向多光束行，並且被配置以在正交於該水平視差的方向上控制該多視像影像之一觀視角度。
  2. 如請求項1之水平視差多視像顯示器，其中，該斜向多光束行之斜向度等於該水平視差多視像顯示器之一像素之寬度除以該水平視差多視像顯示器之一像素視像排列中的該像素之列數。
  3. 如請求項2之水平視差多視像顯示器，其中，該水平視差多視像顯示器的該像素視像排列包括兩列，該斜向多光束行之斜向度為像素寬度之一半。
  4. 如請求項1之水平視差多視像顯示器，其中，該複數個斜向多光束行中的該斜向多光束行之中心線之間的間隔，係該多視像顯示器之一像素視像排列中的像素之數量除以該像素視像排列中的像素之列之數量之函數。
  5. 如請求項1之水平視差多視像顯示器，其中，該水平視差多視像顯示器之一像素包括一彩色子像素，該水平視差多視像顯示器係一彩色多視像顯示器。
  6. 如請求項1之水平視差多視像顯示器，其中，該斜向多光束行包括複數個離散的多光束元件，該複數個離散的多光束元件中的每一個離散的多光束元件相對於該斜向多光束行中的相鄰的離散的多光束元件偏移，以提供該斜向多光束行之斜向度。
  7. 如請求項6之水平視差多視像顯示器，其中，該複數個離散的多光束元件中的離散的多光束元件之間的間隔大約等於該光閥陣列之相鄰列之間的間隔。
  8. 如請求項6之水平視差多視像顯示器，其中，該斜向多光束行的該離散的多光束元件包括一繞射光柵，被配置以繞射地散射出該被引導的光。
  9. 如請求項1之水平視差多視像顯示器，其中，該斜向多光束行包括一連續的多光束元件。
  10. 如請求項1之水平視差多視像顯示器，其中，該斜向多光束行之寬度介於該水平視差多視像顯示器之一像素之寬度之一半與一倍之間。
  11. 如請求項1之水平視差多視像顯示器，其中，該光控制膜位於該光閥陣列與該導光體之一表面之間。
  12. 一種水平視差多視像顯示器，包括： 一背光件，具有複數個斜向多光束行，該複數個斜向多光束行中的一斜向多光束行被配置以散射出來自該背光件的光，作為方向性光束，該等方向性光束具有主要角度方向，對應具有水平視差的一多視像影像之不同的視像方向； 一光閥陣列，被配置以調變該等方向性光束作為該多視像影像，該光閥陣列之一光閥對應該水平視差多視像顯示器之一像素；以及 一光控制膜，具有一斜向光控制軸，對齊該斜向多光束行，並且被配置以在正交於該水平視差的方向上控制該多視像影像之一觀視角度。
  13. 如請求項12之水平視差多視像顯示器，其中，該背光件進一步包括一導光體，而且該斜向多光束行包括一繞射光柵，該複數個斜向多光束行沿著該導光體之長度隔開，而且該斜向多光束行之該繞射光柵被配置以從該導光體內繞射地散射出該被引導的光作為該等方向性光束。
  14. 如請求項12之水平視差多視像顯示器，其中，該斜向多光束行包括複數個離散的多光束元件，該複數個離散的多光束元件中的每一個離散的多光束元件從相鄰的離散的多光束元件偏移一距離，對應該光閥陣列之光閥之相鄰的列之間的間隔。
  15. 如請求項12之水平視差多視像顯示器，其中，該斜向多光束行包括一連續的多光束元件。
  16. 如請求項12之水平視差多視像顯示器，其中，該光閥陣列位於該光控制膜與具有該複數個斜向多光束行的該背光件之間。
  17. 一種多視像顯示器的操作方法，包括： 沿著一導光體之長度引導光； 使用沿著該導光體之長度分布的複數個斜向多光束行散射出來自該導光體的被引導的光，作為方向性光束，該等方向性光束具有方向，對應該多視像顯示器之視像方向； 使用一光閥陣列調變該等方向性光束，以提供具有水平視差的一多視像影像，該光閥陣列之一光閥對應該多視像顯示器之一像素；以及 使用具有與該複數個斜向多光束行之斜向度對齊的一斜向光控制軸的一光控制膜，在正交於該水平視差的一方向上控制該多視像影像之一觀視角度。
  18. 如請求項17之多視像顯示器的操作方法，其中，該複數個斜向多光束行之斜向度係該多視像顯示器之一像素之寬度和一像素視像排列之函數，當該像素視像排列具有兩列像素時，該斜向度對應該像素寬度之一半；當該像素視像排列具有一列像素時，該斜向度對應該像素之寬度。
  19. 如請求項17之多視像顯示器的操作方法，其中，該複數個斜向多光束行中的一斜向多光束行包括複數個離散的多光束元件，每一個離散的多光束元件沿著該斜向多光束行之長度與該複數個離散的多光束元件中的其他離散的多光束元件隔開。
  20. 如請求項17之多視像顯示器的操作方法，其中，該光控制膜位於該光閥陣列與該導光體之一表面之間。
TW109104612A 2019-02-16 2020-02-13 具有光控制膜的水平視差多視像顯示器和方法 TWI735157B (zh)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201962806807P 2019-02-16 2019-02-16
US62/806,807 2019-02-16
PCT/US2019/066623 WO2020167373A1 (en) 2019-02-16 2019-12-16 Horizontal parallax multiview display and method having light control film
WOPCT/US19/066623 2019-12-16

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW202037951A TW202037951A (zh) 2020-10-16
TWI735157B true TWI735157B (zh) 2021-08-01

Family

ID=72044456

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW109104612A TWI735157B (zh) 2019-02-16 2020-02-13 具有光控制膜的水平視差多視像顯示器和方法

Country Status (8)

Country Link
US (2) US20210368158A1 (zh)
EP (1) EP3924766B1 (zh)
JP (1) JP7418454B2 (zh)
KR (1) KR102695679B1 (zh)
CN (1) CN113439228B (zh)
CA (1) CA3125431A1 (zh)
TW (1) TWI735157B (zh)
WO (1) WO2020167373A1 (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3735610B1 (en) * 2018-03-15 2024-01-10 LEIA Inc. Horizontal parallax multiview display and method having slanted multibeam columns
CN111240009B (zh) * 2019-12-31 2020-12-29 嘉兴驭光光电科技有限公司 可用于投射斜线的衍射光学元件、投射装置及其设计方法
EP4241121A4 (en) * 2020-11-09 2024-09-04 Leia Inc ACTIVE EMITTER MULTI-VIEW BACKLIGHT, DISPLAY AND METHOD USING DIFFUSER

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130335538A1 (en) * 2011-03-04 2013-12-19 Samsung Electronics Co., Ltd. Multiple viewpoint image display device
US20160195664A1 (en) * 2013-07-30 2016-07-07 Leia Inc. Multibeam diffraction grating-based backlighting
TW201629554A (zh) * 2015-01-19 2016-08-16 雷亞有限公司 具有反射隔板的單向格柵式背光板
TW201804216A (zh) * 2016-07-28 2018-02-01 雷亞有限公司 具有雙層背光板的二維／三維模式切換電子顯示器與方法
US20180188691A1 (en) * 2015-09-05 2018-07-05 Leia Inc. Angular subpixel rendering multiview display using shifted multibeam diffraction gratings

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6064424A (en) * 1996-02-23 2000-05-16 U.S. Philips Corporation Autostereoscopic display apparatus
JP3787841B2 (ja) * 2002-06-05 2006-06-21 ソニー株式会社 表示装置および表示方法
JP3788394B2 (ja) * 2002-06-13 2006-06-21 ソニー株式会社 撮像装置および撮像方法、並びに表示装置および表示方法
GB0322682D0 (en) * 2003-09-27 2003-10-29 Koninkl Philips Electronics Nv Backlight for 3D display device
GB2428344A (en) * 2005-07-08 2007-01-24 Sharp Kk Multiple view directional display
JP2009511942A (ja) * 2005-10-05 2009-03-19 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ 構成可能なマルチビュー表示装置
JP2008102430A (ja) * 2006-10-20 2008-05-01 Sanyo Electric Co Ltd 画像表示装置
US8648792B2 (en) * 2007-11-02 2014-02-11 Koninklijke Philips N.V. Autostereoscopic display device
US20120162761A1 (en) * 2007-11-15 2012-06-28 Idyllic Spectrum Sdn Bhd Autostereoscopic display
KR101451933B1 (ko) * 2008-04-22 2014-10-16 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치 및 그에 포함되는 렌티큘러 시트
KR102116284B1 (ko) * 2010-05-21 2020-06-01 코닌클리케 필립스 엔.브이. 멀티-뷰 디스플레이 디바이스
JP5197782B2 (ja) * 2011-03-04 2013-05-15 株式会社東芝 バックライト装置および表示装置
CN102238409B (zh) * 2011-05-10 2013-07-24 湖南创图视维科技有限公司 一种裸眼3d电视墙
US9389415B2 (en) * 2012-04-27 2016-07-12 Leia Inc. Directional pixel for use in a display screen
US9298168B2 (en) * 2013-01-31 2016-03-29 Leia Inc. Multiview 3D wrist watch
CN104503116B (zh) * 2015-01-19 2017-10-10 京东方科技集团股份有限公司 一种基板、光栅、显示面板及显示设备
KR20160117938A (ko) * 2015-04-01 2016-10-11 삼성전자주식회사 백라이트 장치 및 이를 포함하는 3d 디스플레이 장치
JP6833450B2 (ja) * 2016-10-27 2021-02-24 旭化成株式会社 ヘッドアップディスプレイ装置
EP3607387A4 (en) * 2017-04-03 2020-11-25 RealD Spark, LLC SEGMENTED DIRECTIONAL IMAGING BACKLIGHT
CN107144972B (zh) * 2017-06-06 2019-09-10 广州弥德科技有限公司 一种低串扰、视角可控的裸眼3d显示系统和方法
WO2020222770A1 (en) * 2019-04-29 2020-11-05 Leia Inc. Multiview display and method having shifted color sub-pixels

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130335538A1 (en) * 2011-03-04 2013-12-19 Samsung Electronics Co., Ltd. Multiple viewpoint image display device
US20160195664A1 (en) * 2013-07-30 2016-07-07 Leia Inc. Multibeam diffraction grating-based backlighting
TW201629554A (zh) * 2015-01-19 2016-08-16 雷亞有限公司 具有反射隔板的單向格柵式背光板
US20180188691A1 (en) * 2015-09-05 2018-07-05 Leia Inc. Angular subpixel rendering multiview display using shifted multibeam diffraction gratings
TW201804216A (zh) * 2016-07-28 2018-02-01 雷亞有限公司 具有雙層背光板的二維／三維模式切換電子顯示器與方法

Also Published As

Publication number Publication date
TW202037951A (zh) 2020-10-16
CN113439228B (zh) 2023-09-01
KR102695679B1 (ko) 2024-08-19
KR20210107896A (ko) 2021-09-01
US20210364816A1 (en) 2021-11-25
CN113439228A (zh) 2021-09-24
WO2020167373A1 (en) 2020-08-20
CA3125431A1 (en) 2020-08-20
JP7418454B2 (ja) 2024-01-19
EP3924766A1 (en) 2021-12-22
EP3924766C0 (en) 2024-07-03
EP3924766A4 (en) 2022-11-16
JP2022524582A (ja) 2022-05-09
US20210368158A1 (en) 2021-11-25
EP3924766B1 (en) 2024-07-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107209393A (zh) 三维（3d）电子显示器
TWI735157B (zh) 具有光控制膜的水平視差多視像顯示器和方法
US11846800B2 (en) Multiview display and method having shifted color sub-pixels
TWI735159B (zh) 具有光控制膜的多視像顯示器和方法
JP2022191307A (ja) 傾斜マルチビームコラムを有する水平視差マルチビューディスプレイ及び方法
TWI759804B (zh) 採用光學漫射器的多視像背光件、顯示器及其方法
TW202107010A (zh) 具有分叉發射圖案的光源、多視像背光件和方法