TWI735159B - 具有光控制膜的多視像顯示器和方法 - Google Patents

Abstract

本發明關於一種多視像顯示器，包含光閥陣列，其具有重複的複數個彩色子像素列並且被布置為複數個多視像像素，複數個多視像像素被配置以將方向性光束調變為多視像影像的視像的彩色像素。具體來說，重複的複數個彩色子像素的第一列在列的方向上相對於重複的複數個彩色子像素的第二列偏移彩色子像素之寬度之整數倍。第一列和第二列的偏移被配置以在相鄰多視像像素中提供具有不同的顏色的對應的彩色子像素，以減輕與多視像影像的彩色像素相關聯的色邊紋。多視像顯示器進一步包括被配置以控制多視像影像的觀視角度的光控制膜。

Description

具有光控制膜的多視像顯示器和方法

本發明係關於一種多視像顯示器和方法，特別是具有光控制膜的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。在上述以發射的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，提供有一多視像顯示器，包括：一光閥陣列，具有重複的複數個彩色子像素列，並且被布置為複數個多視像像素，該複數個多視像像素被配置以調變方向性光束作為一多視像影像之視像之彩色像素，該重複的複數個彩色子像素之一第一列在列的方向上相對於該重複的複數個彩色子像素之一第二列偏移一彩色子像素之寬度之整數倍；以及一光控制膜，被配置以控制該多視像影像之一觀視角度，其中，該第一列和該第二列之該偏移被配置以提供在相鄰的多視像像素中具有不同的顏色的對應的彩色子像素，以減輕關於該多視像影像之該彩色像素的色邊紋。

根據本發明一實施例，該重複的複數個彩色子像素之中的每一個彩色子像素具有不同的顏色，該等調變的光束表示在該多視像影像之該彩色像素中的各別的該等不同的顏色。

根據本發明一實施例，該重複的複數個彩色子像素包括一紅色子像素、一綠色子像素、和一藍色子像素。

根據本發明一實施例，多視像顯示器，進一步包括一多光束發射器陣列，該等多光束發射器陣列互相隔開並且被配置以提供該等方向性光束，該多光束發射器陣列之中的一多光束發射器之尺寸介於該光閥陣列中的一光閥之尺寸之一半與兩倍之間。

根據本發明一實施例，該光閥陣列之該重複的複數個彩色子像素之彩色子像素之不同的子集合對應該多光束發射器陣列中的每一個多光束發射器，該不同的子集合表示該多視像顯示器之該複數個多視像像素中的一多視像像素。

根據本發明一實施例，多視像顯示器，進一步包括複數個多光束行，沿著該多視像顯示器之長度互相隔開，該複數個多光束行之中的一多光束行被配置以採用唯水平的方向性圖案提供該等方向性光束，其中，該複數個多光束行為該多光束發射器陣列，而且該多視像顯示器為一唯水平視差的顯示器，以及其中，該光控制膜具有一光控制軸，朝向正交於該等方向性光束之該唯水平方向性圖案的方向。

根據本發明一實施例，該多光束行包括一連續的多光束元件。

根據本發明一實施例，多視像顯示器，進一步包括：一導光體，被配置以沿著該導光體之長度引導光；以及一多光束元件陣列，沿該導光體之長度互相隔開，該多光束元件陣列之中的一多光束元件被配置以從該導光體中散射出該被引導的光之一部分作為該等方向性光束，其中，該多光束元件陣列為該多光束發射器陣列，該多光束元件陣列中的每一個多光束元件對應該多光束發射器陣列中的一不同的多光束發射器，以及其中，該光控制膜位於該導光體與該光閥陣列之間，並且具有一光控制軸，對齊該多光束元件陣列中的一行多光束元件。

根據本發明一實施例，該多光束元件包括一繞射光柵、一微反射結構、和一微折射結構其中之一以上，該繞射光柵被配置以繞射地散射該被引導的光之該部分作為該等方向性光束、該微反射結構被配置以反射地散射該被引導的光之該部分作為該等方向性光束、以及該微折射結構被配置以折射地散射該被引導的光之該部分作為該等方向性光束。

根據本發明一實施例，多視像顯示器，進一步包括一廣角背光件，鄰近該導光體之一側面而相對於鄰近該光閥陣列的該導光體之另一側面，該廣角背光件被配置以在該多視像顯示器之一二維（2D）模式期間提供廣角發射的光，該光閥陣列被配置以調變該廣角發射的光作為一2D影像，其中，該導光體和該多光束元件陣列被配置以對於該廣角發射的光為透明的，該多視像顯示器被配置以在一多視像模式期間顯示該多視像影像，並且在該2D模式期間顯示該2D影像。

根據本發明一實施例，該光控制膜具有一光控制軸，對齊該光閥陣列中的一行光閥。

在本發明之另一態樣中，提供有一多視像顯示器，包括：一光閥陣列，具有重複的複數個彩色子像素，布置在偏移的列中，該光閥陣列中的光閥被布置為多視像像素，該等多視像像素被配置以調變方向性光束作為一多視像影像之一彩色像素；一多光束發射器陣列，被配置以使用該方向性光束之不同的集合照亮不同的多視像像素；以及一光控制膜，被配置以控制該多視像影像之一觀視角度，該光控制膜之一光控制軸對齊該多光束發射器陣列中的一行多光束發射器，其中，相鄰的偏移的列互相偏移一彩色子像素之寬度之整數倍，該相鄰的列之間的該偏移被配置以提供一第一多視像像素之一彩色子像素，其具有相對於一第二多視像像素之對應的彩色子像素不同的顏色。

根據本發明一實施例，該重複的複數個彩色子像素之中的每一個彩色子像素具有不同的顏色，該等調變的光束表示在該多視像影像之該彩色像素中的各別的該等不同的顏色。

根據本發明一實施例，該多光束發射器陣列中的一多光束發射器包括一主動光學發射器，被配置以發射光作為該等方向性光束，該主動光學發射器之尺寸相當於該光閥陣列中的一光閥之尺寸。

根據本發明一實施例，多視像顯示器，進一步包括：一導光體，被配置以沿著該導光體之長度在一傳導方向上引導光；以及一多光束元件陣列，沿著該導光體之長度互相隔開，該多光束元件陣列中的一多光束元件對應於該多光束發射器陣列中的一多光束發射器，並且具有與該多視像像素陣列中的一光閥之尺寸相當的尺寸，並且被配置以從該導光體散射出該被引導的光之一部分作為該等方向性光束，其中，該光閥陣列位於該光控制膜與該導光體之間。

根據本發明一實施例，該多光束元件包括一繞射光柵、一微反射元件、和一微折射元件其中之一以上，光學地連接到該導光體以散射出該被引導的光之該部分。

根據本發明一實施例，多視像顯示器，進一步包括一光源，光學地耦合至該導光體之一輸入部，該光源被配置以提供光，在該導光體中被引導作為被引導的光，該被引導的光具有一非零值傳導角度及/或根據預定的一準直因子被準直。

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：使用一多光束發射器陣列發射方向性光束；使用一光閥陣列調變該等方向性光束，該光閥陣列具有重複的複數個彩色子像素列，並且被布置為複數個多視像像素，以提供一多視像影像；以及使用一光控制膜控制該多視像影像之一觀視角度，該光控制膜具有一光控制軸，對齊該多光束發射器陣列中的一行多光束發射器，其中，該重複的複數個彩色子像素之一第一列相對於該重複的複數個彩色子像素之一第二列偏移，以提供在相鄰的多視像像素中具有不同的顏色的對應的彩色子像素，以減輕關於該多視像顯示器正在顯示的該多視像影像之該彩色像素相的色邊紋。

根據本發明一實施例，該重複的複數個彩色子像素之中的每一個彩色子像素具有不同的顏色，該等調變的光束表示在該多視像影像之該彩色像素中的各別的該等不同的顏色，以及其中，該第二列在列的方向上相對於該第一列偏移該複數個彩色子像素中的一彩色子像素之寬度之整數倍。

根據本發明一實施例，所述發射方向性光束包括：使用複數個多光束行發射該等方向性光束，該複數個多光束行沿著該多視像顯示器之長度互相隔開，該複數個多光束行中的每一個多光束行被配置以發射複數條方向性光束，該複數條方向性光束具有方向，對應該多視像顯示器之視像方向相，其中，該複數個多光束行係該多光束發射器陣列，而且該多視像顯示器係一唯水平視差的顯示器，該視像方向布置為一水平視差布置，以及其中，該光控制膜具有一光控制軸，朝向正交於該等視像方向之該水平視差布置。

根據本發明一實施例，所述使用一多光束發射器陣列發射方向性光束包括：在一導光體中引導光作為被引導的光；以及使用一多光束元件陣列中的一多光束元件散射出該被引導的光之一部分以提供該等方向性光束，該多光束元件之尺寸相當於該光閥陣列中的一光閥之尺寸，其中，該多光束元件陣列係該多光束發射器陣列，該多光束元件陣列中的每一個多光束元件對應該多光束發射器陣列中的不同的多光束發射器。

根據本文描述的原理的示例和實施例提供了採用光閥陣列的背光件，該光閥陣列具有布置為在偏移的列（offset rows）中的重複的複數個彩色子像素。此外，在各個示例和實施例中，背光件包含光控制膜（light control film，LCF）。具體來說，根據與本文的原理一致的各個實施例，本發明提供了一種多視像顯示器。多視像顯示器包含光閥陣列，其具有重複的複數個彩色子像素並且布置為複數個多視像像素，其被配置以將方向性光束（directional light beams）調變為多視像影像的視像的彩色像素。重複的複數個彩色子像素的第一列在列的方向上相對於重複的複數個彩色子像素的第二列偏移或移位。偏移或移位被配置為減輕與多視像影像相關聯的色邊紋（color fringing）。另外，根據各個實施例，多視像顯示器進一步包含被配置以控制多視像影像的觀視角度（view angle）的光控制膜（LCF）。

在本文中，「二維顯示器」或「2D顯示器」被定義為被配置以提供影像的顯示器，而不論該影像是從甚麼方向觀看的（亦即，在2D顯示器的預定視角內或預定觀看範圍內），該影像的視像基本上是相同的。在智慧型手機和電腦螢幕中可以找到的傳統液晶顯示器（LCD）是2D顯示器的例子。與此相反，「多視像顯示器」定義為被配置以在不同的視像方向（view direction）上或從不同的視像方向提供多視像影像（multiview image）的不同的視像（different views）的電子顯示器或顯示系統。具體來說，不同的視像可以表示多視像影像的場景或物體的不同立體圖。適用於本文所述的顯示多視像影像的多視像背光件和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程序和裝置。

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的的不同視像方向上16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中被顯示為在螢幕上方，但是當多視角影像被顯示在多視角顯示器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的對應的一個視像方向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」。根據本文的定義，仰角θ為是在垂直平面（例如，垂直於多視像顯示器螢幕的平面）內的角度，而方位角ϕ是在水平面（例如，平行於多視像顯示器螢幕的平面）內的角度。

圖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（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視像的角度差異的複數個視像。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」被定義為像素的集合，其表示在多視像顯示器的類似的複數個不同視像中的每一個的「視像」像素。更具體來說，多視像像素可具有個別子像素或像素的集合，其對應於或表示多視像影像的每一個不同視像中的視像像素。因此，根據本文的定義，「視像像素」是與多視像顯示器的多視像像素中的視像相對應的一個像素或像素的集合。在一些實施例中，視像像素可以包含一個以上的彩色子像素。此外，根據本文的定義，多視像像素的視像像素是所謂的「方向性（directional）像素」，因為每個視像像素與不同視像中對應的一個的預定觀看方向相關聯。此外，根據各個示例和實施例，多視像像素的不同視像像素可以在每一個不同視像中具有等同的或至少基本相似的位置或座標。舉例而言，第一多視像像素可以具有個別視像像素，其位於多視像影像的每一個不同視像中的｛x1, y1｝處；而第二多視像像素可以具有個別視像像素，其位於多視像影像的每一個不同視像中的｛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與具有六十四（64）個不同視像的多視像顯示器相關聯的64個視像像素。在另一示例中，該多視像顯示器可提供八乘四的視像陣列（即，32個視像），且該多視像像素可包含32個視像像素（即，為每一個視像提供一個）。此外，舉例而言，每個不同的視像像素可包含關聯方向（例如，光束的主要角度方向），其對應相應於64個不同視像的視像方向中不同的一個。進一步地，根據一些實施例，多視像顯示器的多視像像素的數量，大致上可等於多視像顯示器中每一一個視像的在多視像顯示器的視像中的視像像素的數量（亦即，構成所選視像的像素）。例如，如果視像包含640乘480的視像像素（亦即，640 x 480的視像解析度），多視像顯示器可具有三十萬七千二百（307,200）個多視像像素。在另一示例中，當視像包含100乘100的像素，多視像顯示器可包含總數為一萬（亦即，100 x 100=10,000）的多視像像素。

根據本文的定義，「多光束發射器」為產生包含複數條光束的光的背光件或顯示器的結構或元件。在一些實施例中，所述多光束發射器可光學地耦合至背光件的導光體，藉由將在該導光體中引導的光耦合出以提供該等光束。在這樣的實施例中，多光束發射器可以包含「多光束元件」。在其他實施例中，多光束發射器可以產生光，其發射為光束（亦即，可以包含光源）。此外，根據本文的定義，由多光束發射器產生的複數條光束中的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。此外，複數條光束可以表示光場。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，光束的預定角展度的組合（即，複數條光束）可表示光場。根據各個實施例，各個光束的不同主要角度方向係根據一特性，可包含但不限於，該多光束發射器的一尺寸（例如，長度、寬度、面積等）來判定。在一些實施例中，根據本文的定義，多光束發射器可被視為「擴展點光源」，亦即，複數個點光源分佈在多光束發射器的一個範圍上。此外，由多光束發射器產生的光束具有由角度分量｛θ, ϕ｝給出的主要角度方向，根據本文的定義，並且如上文關於圖1B所述。

在本文中，「多光束行（multibeam column）」被定義為細長結構，其包含被布置為一排或一列的複數個多光束元件。具體來說，多光束行由布置成一排或一列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條方向性光束的光。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。在一些實施例中，多光束行可以是窄且細長的結構，其基本上橫跨著多視像顯示器的背光件或類似組件的寬度以延伸。具體來說，例如，多光束行可以由複數個離散的多光束元件構成，其布置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，多光束行包含單個連續繞射光柵結構而不是單獨的離散多光束元件。除此之外，連續繞射光柵中的片段實際上與上述的多光束行的離散多光束元件的方式有基本相似的作用。

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。

在本文中，「主動發射器」或等效地「主動光學發射器」被定義為被配置為在啟動時或開啟時產生或發射光的光學發射器。主動發射器不會接收來自其他光源的光。相對的，主動發射器在啟動時會產生自己的光。在一些示例中，主動發射器可以包含發光二極體（LED）、微發光二極體（μLED）或有機發光二極體（OLED）。由主動發射器所產生的光可以具有一顏色（亦即，可包含特定波長的光），或者可以具有一定範圍的波長（例如，白光）。根據本文的定義，「彩色發射器」是提供具有顏色的光的主動發射器。在一些實施例中，主動發射器可以包含複數個光學發射器。在一些實施例中，主動光學發射器中的至少一個光學發射器可以產生光，其顏色或等效的波長不同於由複數個光學發射器中的至少一個其他光學發射器產生的光的顏色或波長。

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之二。

根據定義，「廣角」發射的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，廣角發射的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，廣角發射的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°），或者大於大約五十度（例如，＞±50°）。例如，廣角發射的光的錐角可以大於大約為六十度（例如，＞±60°）。

在一些實施例中，廣角發射的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，廣角發射的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。

在本文中，「光源」被定義為發出光的源頭（例如，被配置以產生光和發射光的光學發射器）。舉例而言，光源可以包含光學發射器，例如，發光二極體（light emitting diode, LED），其在被啟動或開啟時發光。具體來說，在本文中光源基本上可為任何一種來源的光或包含基本上任何光學發射器，其包含但不限於，發光二極體（LED）、雷射、有機發光二極體（organic light emitting diode, OLED）、聚合物發光二極體、電漿光學發射器、日光燈、白熾燈，以及實質上任何的光源之中的一個以上。由光源所產生的光可以具有一顏色（亦即，可包含特定波長的光），或者可以具有一定範圍的波長（例如，白光）。在一些實施例中，光源可以包含複數個光學發射器。舉例而言，光源可以包含光學發射器的集合或群組，其中至少一個光學發射器產生具有一顏色或等同的一波長的光，所述顏色或等同的波長不同於由所述集合或所述群組的至少一個其它光學發射器產生的光所具有的一顏色或一波長。舉例而言，該等不同的顏色可包含原色（例如，紅、綠、藍）。

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」。舉例而言，「一彩色子像素」是指一個以上的彩色子像素，因此，「該彩色子像素」在本文中是指「該（等）彩色子像素」。此外，本文所述的任何「頂部」、「底部」、「上」、「下」、「向上」、「向下」、「前」、「後」、「第一」、「第二」、「左」、或「右」皆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，本文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。

根據本發明所描述的原理的一些實施例，本發明提供一種多視像顯示器。圖2係根據與在此所描述的原理一致的一實施例，顯示示例中的多視像顯示器100的剖面圖。

多視像顯示器100包含光閥110的陣列。在各個實施例中，不同種類的光閥可被用作光閥110的陣列之中的光閥110，光閥的種類包含但不限於，液晶光閥、電泳光閥，以及電潤溼式的複數光閥其中的一種以上。光閥110的陣列包含重複的複數個彩色子像素112，其被配置以將方向性光束調變為多視像影像的視像的彩色像素。

圖3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100的光閥110陣列的一部分的細節示意圖。光閥110陣列包含重複的複數個彩色子像素112。在一些實施例中，重複的複數個彩色子像素112之中的每一個彩色子像素112皆具有不同的顏色。在所示的實施例中，重複的複數個彩色子像素112沿著光閥110陣列的列由紅色、藍色、和綠色子像素（RGB）的重複集合依照此順序所組成（重複的複數個彩色子像素中的每一個彩色子像素的顏色在圖中用對應的縮寫表示）。在其他實施例中，重複的複數個彩色子像素112可以包含紅色、藍色、綠色、和黃色子像素（RGBY）的重複集合。在又一個實施例中，重複集合可以包含紅色、藍色、綠色、和白色像素（RGBW）。

如圖3所示，重複的複數個彩色子像素被布置為多視像顯示器100的多視像像素120。複數個多視像像素120中的每一個多視像像素120皆包含重複的複數個彩色子像素112的不同的子集合。每一個多視像像素120被配置為將方向性光束調變為多視像顯示器100的視像的彩色像素。調變的光束表示多視像顯示器100的彩色像素內的複數個彩色子像素112中的彩色子像素112的各個不同的顏色。在所示的實施例中，多視像顯示器100是4×4顯示器（亦即，在全視差模式下提供16個視像）。因此，複數個多視像顯示器之中的每一個多視像像素120提供與多視像影像的十六個不同視像的十六個彩色像素相對應的十六個彩色視像像素。每一個彩色視像像素包含三個連續的彩色子像素112的集合，其包含紅色子像素112、綠色子像素112、和藍色子像素112。複數個多視像像素120可以布置在多視像像素120的列與行中。

重複的複數個彩色子像素112的第一列相對於重複的複數個彩色子像素112的第二列偏移或移位。圖3顯示了重複的複數個彩色子像素112的第一列I與重複的複數個彩色子像素112的第二列II偏移。第一列I和第二列II在列的方向上偏移，因此，在彩色子像素112的一行內，第一列I的彩色子像素112具有與第二列II的彩色子像素112不同的顏色。在所顯示的實施例中，第一列I與第二列II相鄰。此外，重複的複數個彩色子像素112的第一列I和第二列II之間的偏移（或等效地，偏移距離）等於彩色子像素112的寬度的整數倍。在圖3所顯示的實施例中，重複的複數個彩色子像素112的第一列I在重複的複數個彩色子像素112的方向上相對於重複的複數個彩色子像素112的第二列II以彩色子像素112的一個寬度的距離而偏移或移位。在其他實施例中，例如，第一列I和第二列II之間的偏移距離或移位距離可以等於彩色子像素112的兩個寬度。

第一列I和第二列II之間的偏移或移位被配置為在相鄰多視像像素120中提供不同的顏色或具有不同的顏色的對應的彩色子像素112。圖3顯示由於重複的複數個彩色子像素112的第一列I和第二列II之間的偏移，相鄰的多視像像素120a、多視像像素120b的集合中的相對應彩色子像素112會具有不同的顏色。例如，由於偏移，所顯示的多視像像素120a的第一彩色子像素112a可以具有與相鄰的多視像像素120b的對應彩色子像素112b的藍色不同的綠色。類似地，偏移會導致相對應的彩色子像素112b、112c具有不同的顏色，亦即，分別為藍色和紅色。根據一些實施例，由相鄰多視像像素中的列的偏移提供的相應彩色子像素112的不同彩色可用於減輕與多視像顯示器100的彩色像素相關聯的色邊紋。

在一些實施例中（例如，如圖2和圖3所示），多視像顯示器100可以進一步包含多光束發射器130的陣列。多光束發射器130被配置為提供由複數個彩色子像素112調變的方向性光束。方向性光束可以具有與多視像顯示器100的各個不同視像方向相對應的主要角度方向。具體來說，圖2將方向性光束102顯示為複數個發散箭頭，其被描繪為定向在遠離多光束發射器130的陣列之中的多光束發射器130的方向上。

在一些實施例中，如圖2所示，多光束發射器130的陣列的多光束發射器130可以位於支撐多光束發射器130的基板或等效地位於「多光束背光件」的第一表面（頂部表面）處或附近。在其他實施例中（圖中未顯示），複數個多光束發射器130可以位於多光束背光件的與第一表面相對的第二表面（或底部表面）上。在其他實施例中（圖中未顯示），多光束發射器130的陣列的多光束發射器130可以位於第一表面和第二表面之間的多光束背光件之內。

在一些實施例中，多光束發射器130的尺寸可與多視像顯示器100的光閥110的尺寸相當。在本文中，「尺寸」可以以包含但不限於，長度、寬度、或面積的各種方式中的任何一種來定義。舉例而言，光閥110的尺寸可以是其長度，並且多光束發射器130的相當尺寸也可以是多光束發射器130的長度。在另一示例中，尺寸可被稱為區域，使得多光束發射器130的面積可以與光閥110的面積相當。在一些實施例中，多光束發射器的尺寸可以與光閥的尺寸相當，且多光束發射器的尺寸係介於光閥的尺寸的百分之五十（50%）至百分之兩百（200%）之間。

如圖2和圖3所示，光閥110的陣列的重複的複數個彩色子像素112之中的彩色子像素112的不同組合對應於多光束發射器的陣列的不同的多光束發射器130。此外，如圖所示，彩色子像素112的每一個不同的集合可以表示多視像顯示器100的多視像像素120。因此，在一些實施例中，多光束發射器130的陣列之中的多光束發射器130與對應的多視像像素120（例如，光閥110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120和多光束發射器130。圖2與圖3以示例而非限制的方式示出了一對一的關係，其中包含不同的光閥110的集合的每一個多視像像素120被示出為被較粗的線包圍。

圖4係根據與在此所描述的原理一致的一實施例，顯示示例中的另一個多視像顯示器100的平面圖。所顯示的多視像顯示器100可以表示水平視差（horizontal parallax）多視像顯示器。例如，如圖所示，多視像顯示器100可以是8×1水平視差多視像顯示器。在所顯示的實施例中，作為水平視差多視像顯示器的多視像顯示器100包含沿多視像顯示器100的長度間隔開的複數個多光束行（multibeam columns）135。複數個多光束行之中的多光束行135被配置為以唯水平（horizontal-only）的方向性圖案提供方向性光束。如上所述，由複數個多光束行135提供的方向性光束藉由光閥110的陣列而調變，光閥110的陣列具有重複的複數個彩色子像素112的偏移的列。方向性光束可以具有與多視像顯示器100的各個不同視像方向相對應的主要角度方向，與不同視像方向相對應的視像採用與唯水平方向性圖案相對應的唯水平布置之方式來布置。

在圖4中，多視像顯示器100的重複的複數個彩色子像素112的第一列I相對於重複的複數個彩色子像素112的第二列II偏移或移位。此外，第一列I和第二列II在列的方向上偏移，因此，在彩色子像素112的一行內，第一列I的彩色子像素112具有與第二列II的彩色子像素112不同的顏色。根據各個實施例，行之間的偏移距離或移位距離可以等於彩色子像素112的寬度的整數倍，例如，單個彩色子像素112的寬度。偏移距離可以導致重複的複數個彩色子像素112中的彩色子像素112對於複數個顏色中的每一種顏色以平行的斜向的垂直條紋布置。根據對應於RGB顏色模型的顏色R、G、B標記彩色子像素112，而對應於八個視像的彩色子像素112在圖4中被編號（即1、2、3、4、5、6、7、8）。

如同圖2和圖3的實施例一樣，在一些實施例中，彩色子像素112的布置在圖4顯示為斜向垂直條紋，可以減輕與多視像顯示器100的彩色像素相關的色邊紋。此外，當觀看者的頭部在垂直方向上或沿著多光束行移動時，彩色子像素112的斜向條紋布置可以防止視像在水平方向上偏移。

在一些實施例中，複數個多光束行135是多光束發射器130的陣列。亦即，複數個多光束行135中的多光束行135可以包含布置在行中的多光束發射器陣列的複數個多光束發射器130。此外，在一些實施例中，每一個多光束行135的多光束發射器130可以以小於多光束發射器130的尺寸的寬度的距離分開。在一些實施例中，多光束行135的多光束發射器130可以以與將光閥陣列中的相鄰光閥110分開的距離相當的距離分開。在一些實施例中，多光束行135可以包含連續的多光束發射器130或單個細長的多光束發射器130。

再次參考圖2，在一些實施例中，多視像顯示器100進一步包含導光體140。導光體140被配置以沿著導光體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140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140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。

導光體140可以是光波導的厚平板或平板（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140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140可以在導光體140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。

根據各個實施例，導光體140被配置以根據在導光體140的第一表面140’（例如，前表面或頂部表面或前側面或頂部側面）和第二表面140”（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140的第一表面140’和第二表面140”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包含數種不同的顏色的光，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140引導。應注意的是，為了簡化說明，非零值傳導角度並未於圖2中示出。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2中的導光體的長度。

根據一些實施例，多光束發射器130可以包含多光束元件130’。具體來說，包括導光體140的多視像顯示器100可以進一步包含與多光束發射器130的陣列相對應的多光束元件130’的陣列。因此，在一些實施例中，多光束元件陣列是多光束發射器陣列，多光束元件陣列的每一個多光束元件130’可以對應於多光束發射器陣列的不同的多光束發射器130。根據各個實施例，多光束元件130’的陣列中的多光束元件130’沿著導光體140的長度互相隔開。例如，如圖2所示，多光束元件130’的陣列中的多光束元件130’可以位於導光體140的第一表面140’（或「頂部表面」）處或附近。在其他實施例中，多光束元件130’的陣列中的多光束元件130’可以位於導光體140的第二表面140”（或「底部表面」）上或在第一表面140’和第二表面140”之間的導光體140之內。

根據各個實施例，多光束元件陣列的多光束元件130’被配置為將光從導光體140散射出以作為複數條方向性光束，其具有與多視像影像或等效於多視像顯示器100的不同的視像的視像方向相對應的主要角度方向。根據各個實施例，多光束元件130’可包含被配置為被引導的光104的一部分散射出以作為方向性光束的複數個不同的結構中的任何一種。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，包含繞射光柵的多光束元件130’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。在其他實施例中，多光束元件130’包含微反射元件，其被配置為將被引導的光的一部分反射地散射出作為複數條方向性光束，或者多光束元件130’包含微折射元件，其被配置為藉由或使用折射將被引導的光的一部分散射出以作為複數條方向性光束（亦即，折射地散射出被引導的光的一部份）。

在其他實施例中（圖中未顯示），多光束發射器130可以包含主動發射器，例如但不限於，發光二極體（LED）、微發光二極體（μLED）和微有機發光二極體（μOLED）。在這些實施例中，可以省略導光體140與被配置以提供光的光源，該光在導光體140之內被引導以作為被引導的光。替代地，如上文所述，可以用基板代替導光體140以支撐多光束發射器130並向多光束發射器130提供能源。

再次參考圖2，多視像顯示器100進一步包括光控制膜150。根據各個實施例，光控制膜150被配置為控制多視像影像的觀視角度（view angle）。在一些實施例中，光控制膜150被配置為在與多視像顯示器100的水平方向正交的方向上控制多視像影像的觀視角度。具體來說，光控制膜150的光控制軸可以與多光束發射器130的行對齊或平行（例如，平行於多光束行135或多光束元件130’的行）。在這些實施例中，在與水平方向相對應的方向上，光控制膜150對多視像影像的觀視角度幾乎沒有影響。

圖5A係根據與在此所描述的原理一致的一實施例，顯示示例中的具有光控制膜150的多視像顯示器100的平面圖。如圖所示，作為示例而非限制，光控制膜150的光控制軸152與包含多光束發射器130的多光束行135對齊（亦即，與多光束行135基本上平行）。如圖所示，光控制軸152也與光閥110的陣列中的光閥110的行（例如，彩色子像素列）平行或對齊。在一些實施例中，例如，如圖5A所示，光控制膜150可以位於光閥110陣列和導光體140的表面（例如，第一表面140’）之間。在其他實施例中，作為示例而非限制，光閥110陣列可以位於導光體140和光控制膜150之間，例如，如圖2所示。

根據各個實施例，光控制膜150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5B係根據與在此所描述的原理一致的另一實施例，顯示示例中的光控制膜150的立體圖。如圖所示，光控制膜150包含複數個平行的微百頁（micro-louver）或微遮光板154，其被配置為對於通過光控制膜150的光不透明。在平行的微遮光板154之間，光控制膜150對光基本上是透明的。平行的微遮光板154在垂直於平行的微遮光板154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152垂直於平行的微遮光板154的長度方向，如圖所示。可以用作調光膜150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150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150可以被配置為在光控制軸152的方向上最小化或限制多視像影像的角度可見性或觀視角度。如此，具有光控制膜150的多視像顯示器100可以用於反射可能引起問題的情況。圖5C係根據與在此所描述的原理一致的另一實施例，顯示示例中的具有光控制膜150的多視像顯示器100的側視圖。如圖所示，多視像顯示器100被安裝在汽車的儀表板上。駕駛員106可以很輕易地在朝向多視像顯示器100的方向102a上（例如，當多視像顯示器100被配置為唯水平視差的顯示器時，可以在朝向平視差多視像平面的方向上）觀看多視像影像。另一方面，如視像方向102b所示，光控制膜150可以基本上阻擋多視像顯示器100的視像，其從汽車的擋風玻璃108反射回來。

在一些實施例中，多視像顯示器100進一步包括與導光體140相鄰的廣角背光件160。圖6係根據與在此所描述的原理一致的一實施例，顯示示例中的包含廣角背光件160的多視像顯示器100的剖面圖。根據各個實施例，導光體140的一側面與光閥陣列110相鄰，而廣角背光件160相對於導光體140的該側面。具體來說，如圖所示，廣角背光件160與導光體140的底部表面（亦即，第二表面140”）相鄰。廣角背光件160被配置以提供廣角光162，以作為廣角發射的光。在圖6中進一步顯示了光閥110的陣列和光控制膜150。

根據一些實施例，可以將導光體140和多光束發射器130或多光束元件130’的陣列配置為對基本上垂直於導光體140（例如，第一表面140’與第二表面140”）的表面傳導的光為光學透明的，以促進光穿過導光體140的厚度 。具體來說，如圖6所示，導光體140和多光束發射器130或多光束元件130’的陣列可以被配置為對於從相鄰的廣角背光件160發射的廣角光162為光學透明的。因此，廣角光162可以從廣角背光件160發射並且穿過導光體140的厚度。因此，來自廣角背光件160的廣角光162可以通過導光體140的底部或第二表面140”被接收，並通過導光體140的厚度被透射，並從導光體140的頂部表面（亦即，第一表面140’）向光閥110陣列發射。因為導光體140對於廣角光162是光學透明的，所以廣角光162基本上不受導光體140的影響。

根據各個實施例，圖6所示的多視像顯示器100可以選擇性地在二維（2D）模式或多視像模式下操作。在2D模式下，多視像顯示器100被配置為發射由廣角背光件160提供的廣角光162。在多視像模式下，如前所述，多視像顯示器100被配置為發射由導光體140提供的方向性光束102。例如，導光體140和廣角背光件160的組合可以用於雙（2D/3D）顯示中。

根據本發明所描述的原理的一些實施例，本發明提供一種多視像顯示器200。圖7係根據與在此所描述的原理一致的一實施例，顯示示例中的多視像顯示器200的方塊圖。多視像顯示器200包含光閥210的陣列，光閥210的陣列具有被布置為在偏移的列中的重複的複數個彩色子像素。根據各個實施例，光閥陣列的光閥210被布置為多視像像素，其被配置為將方向性光束調變為多視像影像的彩色像素。在一些實施例中，如上所述，光閥210的陣列可以基本上類似於多視像顯示器100的光閥110。因此，不同種類的光閥可被用作光閥110的陣列之中的光閥110，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。在一些實施例中，重複的複數個彩色子像素之中的每一個彩色子像素具有不同的顏色。舉例而言，重複的複數個彩色子像素可以由沿著光閥210的陣列的列的依序布置的紅色、藍色、和綠色（RGB）的彩色子像素的重複集合所組成。在其他實施例中，重複的複數個彩色子像素可以包含紅色、藍色、綠色、和黃色子像素（RGBY）的重複集合。在又一個實施例中，重複集合可以包含紅色、藍色、綠色、和白色像素（RGBW）。

多視像顯示器200進一步包含多光束發射器220的陣列，其被配置為用方向性光束的不同的集合照亮不同的多視像像素。在一些實施例中，在多光束發射器220的陣列中的多光束發射器220與光閥陣列的多視像像素之間可以存在一對一的關係。根據一些實施例，多光束發射器220的陣列中的多光束發射器220可以基本上類似於上述多視像顯示器100的多光束發射器130。舉例而言，複數個多光束發射器220被配置以提供要被光閥210的陣列調變的方向性光束。根據各個實施例，方向性光束具有與多視像顯示器200的各個不同視像方向相對應的主要角度方向。此外，複數個多光束發射器之中的多光束發射器220可以位於用於支撐多光束發射器220的基板的表面上或之內（例如，以下所述的導光體）。

根據各個實施例，複數個彩色子像素的相鄰的列在列的方向上或沿著列的方向以彩色子像素的寬度的整數倍而彼此偏移。根據各個實施例，相鄰的列之間的偏移或移位被配置為提供具有與第二多視像像素的對應彩色子像素不同的顏色的第一多視像像素的彩色子像素。在一些實施例中，如上文中關於多視像顯示器所述，偏移的列可以基本上類似於上面關於多視像顯示器100描述的在彩色子像素陣列的第一列和彩色子像素陣列的第二列之間具有的偏移的列。此外，根據所述複數個彩色子像素的相鄰偏移的列的偏移為所述彩色子像素的寬度的整數倍，相鄰的列的偏移或移位為彩色子像素的寬度的距離或彩色子像素的兩個寬度、三個寬度，或更多（例如，如圖3和4所示，參考多視像顯示器100）。

在一些實施例中，多光束發射器陣列的多光束發射器220包含主動光學發射器。主動光學發射器被配置為發射光以作為方向性光束。主動光學發射器發射的方向性光束具有與多視像顯示器200的各個不同視像方向相對應的主要角度方向。主動光學發射器可以包含被配置為發射光的任意數量的不同結構，該光作為複數條方向性光束。在一些實施例中，主動光學發射器包含但不限於微發光二極體（μLED）或有機發光二極體（OLED）。在一些實施例中，主動光學發射器被配置為發射白光，而在其他實施例中，主動光學發射器可以發射包含特定顏色的光（例如，主動光學發射器可以為單色主動光學發射器）。

其中，主動光學發射器的尺寸可與光閥210的陣列中的光閥210的尺寸相當。在本文中，「尺寸」可以以包含但不限於，長度、寬度、或面積的各種方式中的任何一種來定義。舉例而言，光閥210的陣列中的光閥210的尺寸可以是其長度，並且主動光學發射器相當尺寸也可以是主動光學發射器的長度。在另一示例中，尺寸可被稱為區域，使得主動光學發射器的面積可以與光閥210的陣列的光閥210的面積相當。

在一些實施例中，多光束發射器220的陣列的多光束發射器220可以是基本上無源的。具體來說，在一些實施例中（例如，如圖7所示），多視像顯示器200進一步包含導光體230。導光體230被配置為沿著導光體的長度在傳導方向上引導光以作為被引導的光。在一些實施例中，如上所述，導光體230可以基本上類似於多視像顯示器100的導光體140。根據各個實施例，導光體230被配置為利用全內反射以引導被引導的光。此外，被引導的光可以由導光體230或在導光體230內以非零值傳導角度被引導。在一些實施例中，被引導的光可以是準直的，也可以是準直的光束。具體來說，在各個實施例中，被引導的光可以根據準直因子σ以準直，或者被引導的光可以具有準直因子σ。

在一些實施例中（例如，當多光束發射器220是被動的時），多視像顯示器200可以進一步包含沿著導光體長度互相隔開的多光束元件的陣列。多光束元件被配置為將在導光體230內的被引導的光的一部分散射為方向性光束。此外，根據這些實施例，多光束元件陣列之中的多光束元件可以對應於多光束發射器的陣列之中的多光束發射器。在一些實施例中，如上文所述，多光束元件的陣列之中的多光束元件可以基本上類似於多視像顯示器100的多光束元件130’。因此，多光束元件被配置為用方向性光束的不同的集合照亮不同的多視像像素。具體來說，在多光束元件的陣列之中的多光束元件和多視像像素的陣列之中的多視像像素之間可能存在一對一的關係。多光束元件可以位於導光體230的表面上或內部。

在一些實施例中，多光束元件的尺寸可與光閥陣列的光閥210的尺寸相當。在一些實施例中，多光束元件的尺寸可以與光閥的尺寸相當，且多光束元件的尺寸係介於光閥的尺寸的百分之五十（50%）至百分之兩百（200%）之間。

在一些實施例中，多光束元件可以包含被配置為散射出被引導的光的一部分的各種不同結構中的任何一種。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，包含繞射光柵的多光束元件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。在其他實施例中，多光束元件包含微反射元件，其被配置為將被引導的光的一部分反射地散射出作為複數條方向性光束，或者多光束元件包含微折射元件，其被配置為藉由或使用折射將被引導的光的一部分散射出以作為複數條方向性光束（亦即，折射地散射出被引導的光的一部份）。

圖7所示的多視像顯示器200進一步包含光控制膜240，其被配置以控制多視像影像的觀視角度。根據一些實施例，光控制膜240可以基本上類似於上文關於多視像顯示器100所述的光控制膜150。具體來說，在一些實施例中，光控制膜240具有與多光束發射器220列對齊的光控制軸。亦即，光控制膜240的光控制軸可以平行於多視像顯示器200的一行多光束發射器。光控制軸也可以與光閥210的陣列之中的光閥210的行對齊。在一些實施例中，如圖7所示，光閥陣列210位於光控制膜240與具有多光束發射器222的導光體230之間。在關於多視像顯示器200未明確示出的其他實施例中，光控制膜240可以位於光閥陣列210和導光體230之間。

在一些實施例中（圖中未顯示），多視像顯示器200可以進一步包含光源。根據各個實施例，光源被配置以提供在導光體230內被引導的光。具體來說，光源可以位在相鄰於導光體230的入口表面或入口端（輸入端）。在各個實施例中，光源可以包含大致任何種類的光源（例如，光學發射器），該等光源係包含一個以上的發光二極體（light emitting diodes, LEDs）或雷射（例如，雷射二極體），但其並不受限於此。在一些實施例中，光源可以包含光學發射器，其被配置以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，光源可以是被配置以提供基本上寬帶或多色光的基本寬頻帶光源。例如，光源可提供白光。在一些實施例中，光源可以包含複數個不同的光學發射器，被配置以提供光的不同的顏色。不同的光學發射器可以被配置以提供具有與光的不同的顏色中的每一個顏色相對應的被引導的光的不同的、顏色特定的、非零值傳導角度的光。

在一些實施例中，被引導的光可以是準直的，或者等效地可以是準直的光束（例如，如下所述，由準直器提供）。在本文中，「準直光」或「準直光束」通常定義為一束光，其中，光束基本上被限制在光束內的所預定或所限定的角展度（例如，被引導的光）。此外，根據本文的定義，從準直光束發散或散射的光線不被認為是準直光束的一部分。此外，在各個實施例中，被引導的光可以根據準直因子σ以準直，或者被引導的光可以具有準直因子σ。

根據本發明所描述的原理的一些實施例，本發明提供一種多視像顯示器的操作方法。圖8係根據與在此所描述的原理一致的一實施例，顯示示例中的多視像顯示器的操作方法300的流程圖。如圖所示，多視像顯示器的操作方法300包含使用多光束發射器的陣列發射方向性光束的步驟310。在一些實施例中，多光束發射器的陣列之中的多光束發射器可以基本上類似於多視像顯示器100的多光束發射器130。具體來說，多光束發射器的陣列之中的多光束發射器可以布置在多光束發射器的列和行中。方向性光束具有與多視像顯示器的不同視像方向相對應的方向。

多視像顯示器的操作方法300進一步包含使用光閥陣列以調變方向性光束的步驟320。光閥陣列包含布置為複數個多視像像素的重複的複數個彩色子像素，並且調變後的方向性光束提供了由多視像顯示器顯示的多視像影像的不同視像的彩色像素。根據一些實施例，光閥的陣列可以基本上類似於上文所述的多視像顯示器100的光閥110的陣列。因此，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。

在一些實施例中，重複的複數個彩色子像素之中的每一個彩色子像素具有不同的顏色。舉例而言，如針對多視像顯示器100的圖3和圖4所示，重複的複數個彩色子像素可以由沿著光閥陣列的列的依序布置的紅色、藍色、和綠色（RGB）的彩色子像素的重複的集合所組成。在其他實施例中，重複的複數個彩色子像素可以包含紅色、藍色、綠色、和黃色子像素（RGBY）的重複集合。在又一個實施例中，重複集合可以包含紅色、藍色、綠色、和白色像素（RGBW）。重複的複數個彩色子像素之中的彩色子像素沿著光閥陣列的列布置。此外，多光束發射器的陣列之中的多光束發射器以列布置，所述列具有列的方向，對應於光閥陣列的列的列的方向。

根據各個實施例，光閥陣列的重複的複數個彩色子像素的列彼此偏移或移位。具體來說，重複的複數個彩色子像素的第一列與重複的複數個彩色子像素的第二列偏移，以在相鄰的多視像像素中提供具有不同的顏色的對應的彩色子像素。列的偏移被配置為減輕與由多視像顯示器顯示的多視像影像的彩色像素相關聯的色邊紋。在一些實施例中，第一列和第二列之間的偏移可以基本上類似於關於多視像顯示器100所描述的第一列和第二列之間的偏移。舉例而言，重複的複數個彩色子像素的第一列和第二列之間的偏移或移位可以等於彩色子像素在重複的複數個彩色子像素的方向上的寬度的整數倍。在一些實施例中，發射方向性光束的步驟310包含使用沿著多視像顯示器的長度互相間隔開的複數個多光束行，以發射方向性光束。具體來說，複數個多光束行中的多光束行被配置為發射複數條方向性光束。方向性光束具有與多視像顯示器的視像方向相對應的主要方向。在一些實施例中，複數個多光束行是多光束發射器的陣列。亦即，複數個多光束行之中的多光束行包含多光束發射器陣列之中的一行多光束發射器，其中，多光束發射器在列的方向上彼此偏移，以形成多光束發射器的斜向列。在一些實施例中，多光束行可以包含連續的多光束元件或單一的細長的多光束元件。可以在唯水平視差的顯示器中採用多光束行，其中，如圖4所示，視像以水平視差布置，用於多視像顯示器100的唯水平視差布置。

在一些實施例中，使用多光束發射器陣列發射方向性光束的步驟310包含在導光體中引導光以作為被引導的光的步驟。在一些實施例中，導光體可以基本上類似於多視像顯示器100的導光體140，並且光可以以非零值傳導角度引導在導光體的相對的內表面之間。使用多光束發射器陣列發射方向性光束的步驟310可以進一步包含使用多光束元件陣列之中的多光束元件散射出被引導的光的一部分，以提供方向性光束。多光束元件可以基本上類似於多視像顯示器100的多光束元件130’。其中，多光束元件的尺寸可以與光閥陣列的光閥的尺寸相當。舉例而言在一些實施例中，多光束元件的尺寸可以與光閥的尺寸相當，且多光束元件的尺寸係介於光閥的尺寸的百分之五十（50%）至百分之兩百（200%）之間。此外，多光束元件可以是多光束發射器陣列，使得多光束元件陣列的每一個多光束元件對應於多光束發射器陣列的不同的多光束發射器。

如圖8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以控制多視像影像的觀視角度的步驟330。在一些實施例中（例如，當多視像顯示器是水平視差多視像顯示器時），可以在垂直於水平視差的方向上控制觀視角度。根據一些實施例，光控制膜可以與多視像顯示器100的上述光控制膜150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，本發明已經描述了具有光控制膜的多視像顯示器和方法的示例和實施例，其包含以列布置的重複的複數個彩色子像素，並且具有被配置為減輕與多視像影像相關聯的色邊紋的偏移或移位。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/US2019/066630號國際專利申請的優先權，該申請主張於2019年2月16日提交的第62 / 806,807號美國臨時申請的優先權，以及2019年4月29日提交的第PCT/US2019/029730號國際專利申請的優先權，其內容皆通過引用併入本文。

10:多視像顯示器 12:螢幕 14:視像 16:視像方向 20:光束 100:多視像顯示器 102:方向性光束 102a:方向 102b:視像方向 103:傳導方向 104:被引導的光 106:駕駛員 108:擋風玻璃 110:光閥 112:彩色子像素 112a:第一彩色子像素 112b:彩色子像素 112c:彩色子像素 120:多視像像素 120a:多視像像素 120b:多視像像素 120c:多視像像素 130:多光束發射器 130’:多光束元件 135:多光束行 140:導光體 140’:第一表面 140”:第二表面 150:光控制膜 152:光控制軸 154:微遮光板 160:廣角背光件 162:廣角光 200:多視像顯示器 210:光閥 220:多光束發射器 230:導光體 240:光控制膜 300:方法 310:步驟 320:步驟 330:步驟 I:第一列 II:第二列 O:原點 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

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透視圖。 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，顯示示例中的多視像顯示器的剖面圖。 圖3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光閥陣列的一部分的細節示意圖。 圖4係根據與在此所描述的原理一致的一實施例，顯示示例中的多視像顯示器的光閥陣列的一部分的細節示意圖。 圖5A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多視像顯示器的平面圖。 圖5B係根據與在此所描述的原理一致的另一實施例，顯示示例中的光控制膜的立體圖。 圖5C係根據與在此所描述的原理一致的另一實施例，顯示示例中的具有光控制膜的多視像顯示器的側視圖。 圖6係根據與在此所描述的原理一致的一實施例，顯示示例中的包含廣角背光件的多視像顯示器的剖面圖。 圖7係根據與在此所描述的原理一致的一實施例，顯示示例中的多視像顯示系統的方塊圖。 圖8係根據與在此所描述的原理一致的一實施例，顯示示例中的多視像顯示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。下文將參照上述附圖，詳細描述這些特徵和其他特徵。

100:多視像顯示器

102:方向性光束

103:傳導方向

104:被引導的光

110:光閥

120:多視像像素

130:多光束發射器

130’:多光束元件

135:多光束行

140:導光體

140’:第一表面

140”:第二表面

150:光控制膜

σ:準直因子

Claims (20)

1. 一多視像顯示器，包括：一光閥陣列，具有重複的複數個彩色子像素列，並且被布置為複數個多視像像素，該複數個多視像像素被配置以調變方向性光束作為一多視像影像之視像之彩色像素，該重複的複數個彩色子像素之一第一列在列的方向上相對於該重複的複數個彩色子像素之一第二列偏移一彩色子像素之寬度之整數倍；以及一光控制膜，被配置以控制該多視像影像之一觀視角度，其中，該第一列和該第二列之該偏移被配置以提供在相鄰的多視像像素中具有不同的顏色的對應的彩色子像素，以減輕關於該多視像影像之該彩色像素的色邊紋，以及其中，該光控制膜具有一光控制軸，對齊該光閥陣列中的一行光閥。
2. 如請求項1之多視像顯示器，其中，該重複的複數個彩色子像素之中的每一個彩色子像素具有不同的顏色，該等調變的光束表示在該多視像影像之該彩色像素中的各別的該等不同的顏色。
3. 如請求項2之多視像顯示器，其中，該重複的複數個彩色子像素包括一紅色子像素、一綠色子像素、和一藍色子像素。
4. 如請求項1之多視像顯示器，進一步包括一多光束發射器陣列，該等多光束發射器陣列互相隔開並且被配置以提供該等方向性光束，該多光束發射器陣列之中的一多光束發射器之尺寸介於該光閥陣列中的一光閥之尺寸之一半與兩倍之間。
5. 如請求項4之多視像顯示器，其中，該光閥陣列之該重複的複數個彩色子像素之彩色子像素之不同的子集合對應該多光束發射器陣列中的每一個多光束發射器，該不同的子集合表示該多視像顯示器之該複數個多視像像素中的一多視像像素。
6. 如請求項4之多視像顯示器，進一步包括複數個多光束行，沿著該多視像顯示器之長度互相隔開，該複數個多光束行之中的一多光束行被配置以採用唯水平的方向性圖案提供該等方向性光束， 其中，該複數個多光束行為該多光束發射器陣列，而且該多視像顯示器為一唯水平視差的顯示器，以及其中，該光控制軸朝向正交於該等方向性光束之該唯水平方向性圖案的方向。
7. 如請求項6之多視像顯示器，其中，該多光束行包括一連續的多光束元件。
8. 如請求項4之多視像顯示器，進一步包括：一導光體，被配置以沿著該導光體之長度引導光；以及一多光束元件陣列，沿該導光體之長度互相隔開，該多光束元件陣列之中的一多光束元件被配置以從該導光體中散射出該被引導的光之一部分作為該等方向性光束，其中，該多光束元件陣列為該多光束發射器陣列，該多光束元件陣列中的每一個多光束元件對應該多光束發射器陣列中的一不同的多光束發射器，以及其中，該光控制膜位於該導光體與該光閥陣列之間，並且該光控制軸對齊該多光束元件陣列中的一行多光束元件。
9. 如請求項8之多視像顯示器，其中，該多光束元件包括一繞射光柵、一微反射結構、和一微折射結構其中之一以上，該繞射光柵被配置以繞射地散射出該被引導的光之該部分作為該等方向性光束、該微反射結構被配置以反射地散射出該被引導的光之該部分作為該等方向性光束、以及該微折射結構被配置以折射地散射出該被引導的光之該部分作為該等方向性光束。
10. 如請求項8之多視像顯示器，進一步包括一廣角背光件，鄰近該導光體之一側面而相對於鄰近該光閥陣列的該導光體之另一側面，該廣角背光件被配置以在該多視像顯示器之一二維(2D)模式期間提供廣角發射的光，該光閥陣列被配置以調變該廣角發射的光作為一2D影像，其中，該導光體和該多光束元件陣列被配置以對於該廣角發射的光為透明的，該多視像顯示器被配置以在一多視像模式期間顯示該多視像影像，並且在該2D模式期間顯示該2D影像。
11. 一多視像顯示器，包括： 一光閥陣列，具有重複的複數個彩色子像素，布置在偏移的列中，該光閥陣列中的光閥被布置為多視像像素，該等多視像像素被配置以調變方向性光束作為一多視像影像之一彩色像素；一多光束發射器陣列，被配置以使用該方向性光束之不同的集合照亮不同的多視像像素；以及一光控制膜，被配置以控制該多視像影像之一觀視角度，該光控制膜之一光控制軸對齊該多光束發射器陣列中的一行多光束發射器，其中，相鄰的偏移的列互相偏移一彩色子像素之寬度之整數倍，該相鄰的列之間的該偏移被配置以提供一第一多視像像素之一彩色子像素，其具有相對於一第二多視像像素之對應的彩色子像素不同的顏色。
12. 如請求項11之多視像顯示器，其中，該重複的複數個彩色子像素之中的每一個彩色子像素具有不同的顏色，該等調變的光束表示在該多視像影像之該彩色像素中的各別的該等不同的顏色。
13. 如請求項11之多視像顯示器，其中，該多光束發射器陣列中的一多光束發射器包括一主動光學發射器，被配置以發射光作為該等方向性光束，該主動光學發射器之尺寸相當於該光閥陣列中的一光閥之尺寸。
14. 如請求項11之多視像顯示器，進一步包括：一導光體，被配置以沿著該導光體之長度在一傳導方向上引導光；以及一多光束元件陣列，沿著該導光體之長度互相隔開，該多光束元件陣列中的一多光束元件對應於該多光束發射器陣列中的一多光束發射器，並且具有與該多視像像素中的一光閥之尺寸相當的尺寸，並且被配置以從該導光體散射出該被引導的光之一部分作為該等方向性光束，其中，該光閥陣列位於該光控制膜與該導光體之間。
15. 如請求項14之多視像顯示器，其中，該多光束元件包括一繞射光柵、一微反射元件、和一微折射元件其中之一以上，光學地連接到該導光體以散射出該被引導的光之該部分。
16. 如請求項14之多視像顯示器，進一步包括一光源，光學地耦合至該導光體之一輸入部，該光源被配置以提供光，在該導光體中被引導作為被引導的光，該被引導的光具有一非零值傳導角度及/或根據預定的一準直因子被準直。
17. 一種多視像顯示器的操作方法，包括：使用一多光束發射器陣列發射方向性光束；使用一光閥陣列調變該等方向性光束，該光閥陣列具有重複的複數個彩色子像素列，並且被布置為複數個多視像像素，以提供一多視像影像；以及使用一光控制膜控制該多視像影像之一觀視角度，該光控制膜具有一光控制軸，對齊該多光束發射器陣列中的一行多光束發射器，其中，該重複的複數個彩色子像素之一第一列相對於該重複的複數個彩色子像素之一第二列偏移，以提供在相鄰的多視像像素中具有不同的顏色的對應的彩色子像素，以減輕關於該多視像顯示器正在顯示的該多視像影像之該彩色像素相的色邊紋。
18. 如請求項17之多視像顯示器的操作方法，其中，該重複的複數個彩色子像素之中的每一個彩色子像素具有不同的顏色，該等調變的光束表示在該多視像影像之該彩色像素中的各別的該等不同的顏色，以及其中，該第二列在列的方向上相對於該第一列偏移該複數個彩色子像素中的一彩色子像素之寬度之整數倍。
19. 如請求項17之多視像顯示器的操作方法，其中，所述發射方向性光束包括：使用複數個多光束行發射該等方向性光束，該複數個多光束行沿著該多視像顯示器之長度互相隔開，該複數個多光束行中的每一個多光束行被配置以發射複數條方向性光束，該複數條方向性光束具有方向，對應該多視像顯示器之視像方向相，其中，該複數個多光束行係該多光束發射器陣列，而且該多視像顯示器係一唯水平視差的顯示器，該視像方向布置為一水平視差布置，以及其中，該光控制膜具有一光控制軸，朝向正交於該等視像方向之該水平視差布置。
20. 如請求項17之多視像顯示器的操作方法，其中，所述使用一多光束發射器陣列發射方向性光束包括：在一導光體中引導光作為被引導的光；以及使用一多光束元件陣列中的一多光束元件散射出該被引導的光之一部分以提供該等方向性光束，該多光束元件之尺寸相當於該光閥陣列中的一光閥之尺寸，其中，該多光束元件陣列係該多光束發射器陣列，該多光束元件陣列中的每一個多光束元件對應該多光束發射器陣列中的不同的多光束發射器。

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