TWI748183B - 混合形式背光件、顯示器、和方法 - Google Patents

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Abstract

混合形式背光件和混合形式顯示器採用多視像區域以提供對應於混合形式顯示影像之多視像部分的方向性發射的光；並且採用二維（2D）區域以提供與混合形式顯示影像之2D部分相對應的廣角發射的光。多視像區域之多光束發射器之尺寸相當於混合形式顯示器之光閥之尺寸。

Description

混合形式背光件、顯示器、和方法
本發明係關於一種多視像背光件，尤其是一種混合形式的背光件、顯示器、和操作方法。
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、電潤濕顯示器等等）的顯示器。在一般情況下，電子顯示器可以分為主動顯示器（即，會發光的顯示器）或被動顯示器（即，調變由另一個光源提供的光的顯示器）的其中一者。在主動顯示器的分類中，最明顯的示例是CRTs、PDPs及OLEDs/ AMOLEDs。在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。
為了克服被動顯示器與發射的光相關聯的使用限制，許多被動顯示器係與一外部光源耦合。耦合光源可使這些被動顯示器發光，並使這些被動顯示器基本上發揮主動顯示器的功能。背光件即為這種耦合光源的示例之一。背光件是放在被動顯示器後面以照亮被動顯示器的光源（通常是面板背光件）。舉例來說，背光件可以與LCD或EP顯示器耦合。背光件會發出可以穿過LCD或EP顯示器的光。發出的光會由LCD或EP顯示器調變，且經調變後的光會隨後依序地由LCD顯示器或EP顯示器射出。通常背光件係配置為用以發出白色光。濾色器接著會將白光轉化成顯示器中使用的各種顏色的光。舉例來說，濾色器可以被設置在LCD或EP顯示器的輸出處（不太常見的配置），或者可以被設置在背光件和LCD或EP顯示器之間。或者，可以通過使用不同顏色（例如原色）的顯示器的場序式照明（field-sequential illumination）來實現各種顏色。
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，提供有根據本發明一實施例，一種混合形式背光件，包括：一多視像區域，具有一多光束發射器陣列，互相隔開，並且被配置以提供方向性發射的光，該多光束發射器陣列中的一多光束發射器被配置以提供該方向性發射的光作為複數條方向性光束，該複數條方向性光束具有不同的主要角度方向，對應一多視像影像的分別不同的視像方向；以及一二維（2D）區域，具有一廣角發射器，被配置以提供廣角發射的光，該多視像區域和該2D區域係該混合形式背光件之互為專用的區域，其中，該多光束發射器陣列中的該多光束發射器之一尺寸相當於一混合形式顯示器之一光閥之一尺寸，該混合形式顯示器被配置以採用該混合形式背光件。
根據本發明一實施例，該多光束發射器陣列中的相鄰的多光束發射器之間的一間隔，相稱於該混合形式顯示器之一多視像部分之多視像像素之間的一間隔。
根據本發明一實施例，所述的混合形式背光件，進一步包括一導光體，被配置以引導光作為引導的光，該廣角發射器包括一廣角散射特徵，被配置以散射出該引導的光之一部分作為廣角發射的光，而且該多光束發射器陣列中的該多光束發射器包括一多光束元件，被配置以散射出該引導的光之另一部分作為該複數條方向性光束。
根據本發明一實施例，該多光束元件包括一繞射光柵、一微折射元件、和一微反射元件中的一個或多個，被配置以散射出該引導的光之該另一部分作為該複數條方向性光束。
根據本發明一實施例，所述的混合形式背光件，進一步包括：一第一導光體，被配置以引導光作為第一引導的光，該多光束發射器陣列中的該多光束發射器包括一多光束元件，被配置以散射出來自該第一導光體的該第一引導的光之一部分作為該複數條方向性光束；以及一第二導光體，被配置以引導光作為第二引導的光，該廣角發射器包括一廣角散射特徵，被配置以在對應該2D區域的該混合形式背光件之一區域中，散射出來自該第二導光體的該第二引導的光之一部分作為該廣角發射的光，其中，該第一導光體被配置以對於對應該混合形式背光件之該2D區域的該第一導光體之一區域中的該廣角發射的光係透明的。
根據本發明一實施例，該多光束發射器陣列位於對應該混合形式背光件的該多視像區域的該第一導光體之一區域中，並且，該廣角散射特徵被限制在對應該混合形式背光件之該2D區域的該第二導光體之一區域。
根據本發明一實施例，所述的混合形式背光件，進一步包括一遮罩（mask），在對應該多視像區域的該混合形式背光件之該區域中的該第一導光體與該第二導光體之間，該遮罩被配置以阻擋該廣角發射的光透射進入並通過在多視像區域中的該第一導光體。
在本發明之另一態樣中，提供有一種混合形式顯示器，包括所述的混合形式背光件，該混合形式顯示器進一步包括一光閥陣列，被配置以調變該廣角發射的光作為一顯示影像之一二維（2D）影像部分，並且被配置以調變該方向性發射的光作為該顯示影像之一多視像影像部分，該2D影像部分在對應該混合形式背光件之該2D區域的該混合形式顯示器之一區域中被提供，而且該多視像影像部分設置在對應該混合形式背光件之該多視像區域的該混合形式顯示器之一區域中被提供，其中，該多視像影像部分具有視像，具有對應於分別不同的視像方向的視像方向。
根據本發明一實施例，該2D影像部分和該多視像影像部分被配置以由該混合形式顯示器同時顯示。
在本發明之另一態樣中，提供有一種混合形式顯示器，包括：一第一背光件，被配置以在該混合形式顯示器之一多視像區域中提供方向性發射的光；一第二背光件，與該第一背光件相鄰，並且被配置以在該混合形式顯示器之一二維（2D）區域中提供廣角發射的光；以及一光閥陣列，被配置以調變該方向性發射的光，以在該混合形式顯示器之該多視像區域中提供一顯示影像之一多視像影像部分，並且被配置以調變該廣角發射的光，以在該混合形式顯示器之該2D區域中提供該顯示影像之一2D影像部分，其中，該第一背光件在該第二背光件與該光閥陣列之間。
根據本發明一實施例，所述的混合形式顯示器，進一步包括一遮罩，設置在該第一背光件與該第二背光件之間，該遮罩被配置以阻擋該廣角發射的光之一部分穿過對應該混合形式顯示器之該多視像區域的該第一背光件之一區域。
根據本發明一實施例，該第一背光件包括：一導光體，被配置以引導光作為引導的光；以及一多光束元件陣列，互相隔開，並且被配置以提供該方向性發射的光作為複數條方向性光束，該複數條方向性光束具有不同的主要角度方向，對應該顯示影像之該多視像影像部分之分別不同的視像方向，該光束元件陣列中的一多光束元件被配置以散射出該引導的光之一部分作為該複數條方向性光束中的方向性光束。
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、和一微折射元件中的一個或多個。
根據本發明一實施例，該多光束元件之一尺寸介於該光閥陣列中的光閥之一尺寸的百分之五十（50％）與百分之二百（200％）之間，而且其中該多光束元件陣列中的相鄰的多光束元件之間的一間隔相稱於該混合形式顯示器之相鄰的多視像像素之間的一間隔。
根據本發明一實施例，該第二背光件包括：一導光體，被配置以引導光作為引導的光；以及一廣角散射特徵，被配置以散射出該引導的光之一部分作為該廣角發射的光。
根據本發明一實施例，該廣角散射特徵被限制在對應該混合形式顯示器之該2D區域的該第二背光件之該導光體之一部分。
根據本發明一實施例，所述的混合形式顯示器，進一步包括一導光體，被配置以引導光作為引導的光，該第一背光件包括該導光體之一第一區域，該第一區域具有一多光束元件陣列，被配置以散射出該引導的光之一部分作為該方向性發射的光，而且該第二背光件包括該導光體之一第二區域，該第二區域具有一廣角散射特徵，被配置以散射出該引導的光之另一部分作為該廣角發射的光，其中，該多光束元件陣列中的一多光束元件被配置以散射該引導的光之該部分作為複數條方向性光束，該複數條方向性光束具有不同的主要角度方向，對應該顯示影像之該多視像影像部分之分別不同的視像方向。
在本發明之另一態樣中，一種混合形式背光件的操作方法，包括：使用一多光束發射器陣列從該混合形式背光件之一多視像區域發射方向性發射的光，該多光束發射器陣列中的每個多光束發射器提供該方向性發射的光之複數條方向性光束，該複數條方向性光束具有不同的主要角度方向，對應一多視像影像之分別不同的視像方向；以及使用一廣角發射器從該混合形式背光件之一二維（2D）區域發射廣角發射的光，該多視像區域和該2D區域係該混合形式背光件之互為專用的區域，其中，該多光束發射器陣列中的該多光束發射器之一尺寸相當於一混合形式顯示器之一光閥之一尺寸，該混合形式顯示器採用該混合形式背光件。
根據本發明一實施例，所述發射方向性發射的光包括：在一導光體中引導光作為引導的光；以及使用該多光束發射器陣列中的一多光束發射器散射出該引導的光之一部分，該多光束發射器之一繞射光柵、一微折射元件、和一微反射元件中的一個或多個被配置以散射出該引導的光之該部分作為該複數條方向性光束。
根據本發明一實施例，所述發射廣角發射的光包括：在一導光體中引導光作為引導的光；以及使用一廣角散射特徵散射出該引導的光之一部分，該廣角散射特徵被配置以專門地從該混合形式背光件之該2D區域發射該廣角發射的光。
根據本發明一實施例，所述的混合形式背光件的操作方法，進一步包括：使用一光閥陣列調變該方向性發射的光以提供一顯示影像之一多視像影像部分，該多視像影像部分具有視像方向，對應該多視像影像之分別不同的視像方向；以及使用該光閥陣列調變該廣角發射的光以提供該顯示影像之一2D影像部分。
根據本文所描述的原理的示例和實施例，提供了採用由（或來自）相同背光件或雙背光件配置的多視像（multiview）發光和廣角發光的背光件，並應用於電子顯示器。具體來說，根據符合本文原理的各個實施例，提供了具有多視像區域和二維（2D）區域的混合形式背光件。多視像區域被配置以提供方向性（directional）發射的光（emitted light），其對應於由採用混合形式背光件的混合形式顯示器所顯示的混合形式影像的多視像部分。2D區域被配置以提供廣角（broad-angle）發射的光，其對應於混合形式影像的2D部分。根據各個實施例，多視像區域和2D區域可以在混合形式背光件中互相相鄰，並且混合形式影像的多視像部分和2D部分可以通過混合形式顯示器同時顯示。
在本文中，「二維（2D）顯示器」或顯示器的「2D部分」被定義為被配置以提供影像的顯示器或其一部分，不管所述影像是從甚麼方向觀看（亦即，在預定視角內或在2D顯示器的預定範圍內），其影像的景象基本上是相同的。智慧型手機和電腦螢幕中可能會有的液晶顯示器（LCD）是2D顯示器的示例。類似地，2D背光件或背光件的2D部分被定義為背光件或背光件的一部分，其被配置以提供與在2D顯示器或2D顯示器的一部分中顯示影像一致的發射的光。與此相反，「多視像顯示器」或顯示器的「多視像部分」被定義為被配置以在（或從）不同的視像方向提供多視像影像的不同視像的電子顯示器、顯示系統、或其一部分。具體來說，不同視像可以表示多視像影像的場景或物體之不同透視圖。在一些情況下，多視像顯示器也可以稱為三維（3D）顯示器，例如，在同時觀看多視像影像的兩個不同視像時，提供觀看三維（3D）影像的感覺。因此，根據本文的定義，背光件的「多視像背光件」或「多視像部分」是提供方向性發射的光的背光件或其部分，所述方向性發射的光包括具有與顯示多視像影像一致的方向的光束。採用根據與本文描述的原理一致的各種實施例的可適用於顯示多視像影像的多視像顯示器、多視像背光件、與多視像系統（包括其部分）的用途，包括但不限於行動電話（例如智慧型手機）、手錶、平板電腦、行動電腦（例如筆記型電腦）、個人電腦和電腦監視器、汽車顯示控制台、攝影機顯示器、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。
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的透視圖。如圖1A中所示的，多視像顯示器10包括用以顯示被用於觀看的多視像影像的螢幕12。多視像顯示器10在相對於螢幕12的的不同的視像方向（view directions）16上提供多視像影像的不同視像（views）14。視像方向16如箭頭所示，從螢幕12以各種不同的主要角度方向延伸。不同視像14在箭頭（亦即，表示視像方向16）的終點處被顯示為陰影多邊形框，並且僅示出了四個視像14和四個視像方向16，這全都是作為示例而非限制。應注意，雖然不同的視像14在圖1A中被顯示為在螢幕上方，但是當多視像影像被顯示在多視像顯示器10上時，視像14實際上出現在螢幕12上或附近。在螢幕12上方描繪視像14僅是為了簡化說明，並且意圖表示從對應於特定視像14的相應的一個視像方向16觀看多視像顯示器10。
根據本文的定義，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還顯示了原點O的光束（或觀看方向）。
此外，在術語「多視像影像」和「多視像顯示器」中使用的「多視像（multiview）」一詞被定義為在複數個視像之中的視像之間表示不同透視圖或包括視像的角度差異的複數個視像。另外，按照本文定義，本文中術語「多視像」明確地包含多於兩個不同視像（亦即，最少三個視像並且通常多於三個視像）。如此，本文中所使用的「多視像顯示器」一詞明確地與僅包含表示場景或影像的兩個不同視像的立體顯示器區分開。然而應注意的是，雖然多視像影像和多視像顯示器包括多於兩個視像，但是根據本文的定義，每次可以透過僅選擇多視像中的兩個視像來在多視像顯示器上觀看多視像影像作為立體影像對（例如，每隻眼睛一個視像）。
根據本文的定義，「多光束元件」為產生包括複數條方向性（directional）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中的方向性光束具有彼此不同的複數主要角度方向。更具體來說，根據定義，複數條方向性光束中的方向性光束具有不同於所述複數條方向性光束中的另一方向性光束的預定主要角度方向（principal angular direction）。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中使用的光閥的尺寸（例如，多視像顯示器）相當（comparable）。具體來說，在一些實施例中，多光束元件尺寸可以是光閥尺寸的大約一半到大約兩倍。在一些實施例中，多光束元件可以提供偏振選擇性散射。
根據各個實施例，複數條方向性光束可以表示光場。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，或者具有包含複數個光束中的光束的不同的主要角度方向的預定角展度。如此一來，方向性光束的預定角度擴散在組合（即，複數條方向性光束）上可表示光場。
根據各個實施例，複數條方向性光束中的各個方向性光束的不同的主要角度方向係根據特性，可包含但不限於，多光束元件的尺寸（例如，長度、寬度、和面積中的一個或多個、以及其他事物）來決定。舉例而言，在繞射多光束元件中，繞射多光束元件內的「光柵間距」或繞射特徵間距和繞射光柵的方位可以是確定（至少部分地確定）各個方向性光束的不同的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」，即，複數點光源分佈在多光束元件的一個範圍上。此外，由多光束元件產生的方向性光束可具有由角度分量｛θ, ϕ｝給出的主要角度方向，如本文所定義，並且如上文關於圖1B所述。
在此，「主動發射器」被定義為主動光源（例如，被配置為在被啟動時產生光並發射光的光學發射器）。如此一來，根據定義，主動發射器不接收來自另一光源的光。相對的，主動發射器在啟動時會直接產生光。根據本文的定義，可以通過施加電源（例如，電壓或電流）來啟動主動發射器。舉例而言，主動發射器可以包括光學發射器，例如，發光二極體（LED），其在被啟動或開啟時發光。舉例而言，向LED的端子施加電壓可以啟動LED。具體來說，在本文中光源基本上可為任何一種主動光源或主動光學發射器，其包括但不限於，一個或多個LED、雷射、有機發光二極體（organic light emitting diode, OLED）、高分子發光二極體、等離子光學發射器、以及微型發光二極體（micro LED, μLED）。由主動發射器產生的光可以具有顏色（亦即，可以包含特定波長的光），或者可以具有複數個或一定範圍的波長（例如，多色光或白光）。舉例而言，由主動發射器提供或產生的光的不同顏色可包含但不限於原色（例如：紅色、綠色、藍色）。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，主動發射器可以包括複數個主動發射器。舉例而言，主動發射器可以包括一組或一群主動發射器。在一些實施例中，一組或一群主動發射器中的至少一個主動發射器可以產生光，該光具有一顏色或等效一波長，其不同於由複數個光學發射器中的至少一個其他的光學發射器產生的光的一顏色或一波長。
根據定義，「廣角（broad-angle）」定義為具有錐角的光，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約大於二十度（例如，> ±20°）的錐角。在其他的實施例中，廣角發射的光的錐角可以大約大於三十度（例如，> ±30°），或大約大於四十度（例如，> ±40°），或大約大於五十度（例如，> ±50°）。舉例來說，廣角發射的光的錐角可以大約等於六十度（例如， ±60°）。
在一些實施例中，廣角發射的光的錐角可以大約定義為等於LCD電腦螢幕、LCD平板電腦、LCD電視或其他用於廣角觀看（例如，大約 ±40°~65°）的相似的數位顯示裝置的視角。在其他實施例中，廣角發射的光也可以表徵為或描述為漫射光、大致漫射光、非方向性光（亦即，缺少任何具體或明確的方向性），或者具有單一或大致均勻方向的光。
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，導光體可以包括在導光體的工作波長處基本上透明的核心。「導光體」一詞一般指的是一介電質的光波導，其係利用全內部反射在導光體的介電質的物質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，導光體可以包含除了上述折射係數差異之外的或替代上述折射係數差異的塗層，以進一步促進全內反射。例如，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中的一個或兩個。
此外，如本文所使用的，冠詞「一」旨在具有其在專利領域中的通常含義，亦即「一個或多個」。例如，「一多光束發射器」指一個或多個多光束發射器，更確切來說，「多光束發射器」於此意指「該（等）多光束發射器」。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，本文使用的術語「基本上（substantially）」是指大部分、或幾乎全部、或全部、或在約51％至約100％的範圍內的量。而且，本文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。
根據與本說明書中所描述的原理一致的一些實施例，本發明係提供一種混合形式背光件100。圖2A係根據與在此所描述的原理一致的一實施例，顯示示例中的混合形式背光件100的剖面圖。圖2B係根據與在此所描述的原理一致的一實施例，顯示示例中的圖2A中的混合形式背光件100的平面圖。混合形式背光件100可以用於電子顯示器中的背光件，例如，包括但不限於混合形式顯示器。
圖2A和圖2B中所示的混合形式背光件100包括多視像區域100a。多視像區域100a是混合形式背光件100的一部分或一區域，其被配置以提供方向性發射的光。 在所示實施例中，作為示例而非限制，多視像區域100a包括混合形式背光件100中的一段的中間部分。在其他實施例（未顯示）中，多視像區域100a可以包括混合形式背光件100的另一部分或多個部分。
根據各個實施例（例如，如圖所示），多視像區域100a包括互相隔開的多光束發射器120的陣列。在一些實施例中，多光束發射器120的陣列中的多光束發射器沿多視像區域100a的尺寸互相隔開。舉例而言，在圖2A和圖2B所示的實施例中，多光束發射器120在對應於多視像區域100a的混合形式背光件100的表面上互相隔開，作為一維（1D）陣列或者二維（2D）陣列。多視像區域100a被配置以提供方向性發射的光。
具體來說，多光束發射器120的陣列中的多光束發射器120可以被配置以提供方向性發射的光，以作為具有與多視像影像的相應不同的視像方向對應的不同的主要角度方向的複數條方向性光束102。更具體來說，多光束發射器120的陣列可以通過有限空間互相分開，並且沿著多視像區域100a的表面表示各個不同的發射器。亦即，根據本文定義，多光束發射器120的陣列中的多光束發射器120可以根據有限（即，非零值）的元件間距離（例如，有限的中心至中心的距離）以互相隔開。此外，根據一些實施例，多光束發射器120的陣列中的多光束發射器120通常不相交、重疊、或彼此接觸。也就是，多光束發射器120的陣列中的每一個多光束發射器120通常是不同的並且與多光束發射器陣列中的多光束發射器120中的其他多光束發射器120分開。
混合形式背光件100進一步包括二維（2D）區域100b。2D區域100b是混合形式背光件100的一部分或區域，其被配置以提供廣角發射的光106。如此一來，混合形式背光件100的2D區域100b包括被配置以提供廣角發射的光106的廣角發射器130。廣角發射的光106被配置以用作與混合形式背光件100相關聯的顯示器的2D應用中的照明來源（例如，在顯示器的2D區域內顯示2D影像或其部分）。
在一些實施例中，2D區域100b與多視像區域100a相鄰。在一些實施例中，2D區域100b是混合形式背光件100的剩餘部分，其不包括多視像區域100a。舉例而言，在圖2A和圖2B所示的實施例中，2D區域100b沿著混合形式背光件100的長度的最前和最後三分之一延伸，從而將多視像區域100a「夾在（sandwiches）」2D區域100b之間。在一些實施例（未顯示）中，2D區域100b可包括單個區域。在其他實施例中，例如圖2A和2B所示，2D區100b包括混合形式背光件100的不同和非相鄰部分，或複數個非相鄰區域。在所有實施例中，多視像區域100a和2D區域100b是混合形式背光件100的互為專用的（mutually exclusive）區域。也就是說，根據各個實施例，混合形式背光件100的區域或部分不會同時位於多視像區域100a和2D區域100b中。
圖2A進一步示出了光閥140的陣列。例如，光閥陣列可以是採用混合形式背光件100的混合形式顯示器的一部分，並且在圖2A中與混合形式背光件100一起示出，以便於在此討論。光閥140的陣列可以被配置為調變方向性發射的光，更具體來說，所述的方向性發射的光束102作為顯示影像的多視像影像部分，並且所述光閥140的陣列被配置以將廣角發射的光106調變為所顯示影像的2D影像部分。此外，多視像影像部分和2D影像部分被配置以同時顯示。在各個實施例中，不同種類的光閥可被用作光閥陣列中的複數光閥140，包含但不限於，複數液晶光閥、複數電泳光閥、及基於電潤濕的複數光閥中的其中一者或多者。
根據各個實施例，被配置以利用混合形式背光件100的電子顯示器可以向觀看者提供混合形式影像。混合形式影像因此可以包括多視像部分和2D部分。此外，所顯示的混合形式影像的多視像部分和2D部分可以分別對應於混合形式背光件100的多視像區域100a和2D區域100b。因此，混合形式背光件100使電子顯示器能夠同時提供具有多視像部分和2D部分的單個影像。
在一些實施例中，多視像區域100a的多光束發射器120的尺寸與光閥陣列的光閥140的尺寸相當。在本發明中，「尺寸」可以以包括但不限於，長度、寬度或面積的各種方式中的任何一種來定義。例如，光閥140的尺寸可以是其長度，並且多光束發射器120的可比較尺寸也可以是多光束發射器120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120的區域可以與光閥140的區域相比。在又一個示例中，光閥140的尺寸可以指相鄰光閥140之間的中心至中心的間隔（或其等同物）。
在一些實施例中，多光束發射器120的尺寸可以與光閥的尺寸相比較，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。在其他例子中，多光束發射器尺寸係大於光閥尺寸的約百分之六十（60%），或光閥尺寸的約百分之七十（70%），或大於光閥尺寸的約百分之八十（80%），或大於光閥尺寸的約百分之九十（90%），且多光束發射器係小於光閥尺寸的約百分之一百八十（180%），或小於光閥尺寸的約百分之一百六十（160%），或小於光閥尺寸的約百分之一百四十（140%），或小於光閥尺寸的約百分之一百二十（120%）。例如，藉由「可比較尺寸」，多光束發射器尺寸可在光閥尺寸的約百分之七十五（75%）及約百分之一百五十（150%）之間。在另一例子中，多光束發射器120在尺寸上可以與光閥140相比較，其中，多光束發射器尺寸係在光閥尺寸的約百分之一百二十五（125%）至百分之八十五（85%）之間。根據一些實施例，混合形式背光件100使用的電子顯示器中的多視像部分的視像之間的暗區，可以將其減少（或者在一些實施例中，使其最小化）為目的，來選擇多光束發射器120及光閥140的可比較尺寸，同時，可以減少混合形式顯示器的多視像部分的複數視像之間的重疊，或在一些示例中將其最小化。
此外，多光束發射器陣列中的相鄰的多光束發射器120之間的間隔與混合形式顯示器的多視像部分的多視像像素之間的間隔相稱（commensurate）。在一些實施例中，多光束發射器120的陣列中相鄰的一對多光束發射器之間的發射器間距（例如，中心至中心的距離）可等於對應之複數多視像像素中相鄰的一對多視像像素之間的像素間距離（例如，中心至中心的距離），例如，由複數光閥組表示。例如，相鄰的多光束發射器120之間的中心至中心的距離可以基本上等於表示多視像影素的相鄰光閥組之間的中心至中心的距離。在另一實施例中（未顯示），該對多光束發射器120及對應光閥組的相對中心至中心距離可不同，例如，多光束發射器120可具有大於或小於表示多視像像素的複數組光閥之間的間距（例如，中心至中心的距離）的發射器間距（即，中心至中心的距離）。
此外，根據一些實施例，每一個多光束發射器120皆被配置以將複數方向性光束102提供至一個且只有一個的多視像像素。具體來說，對於給定的一個多光束發射器120，具有與多視像影像的各個不同的視像方向對應的不同的主要角度方向的方向性光束102，其基本上限於單個對應的多視像像素及其視像像素，即，對應於多光束發射器120的一單組光閥140。因此，混合形式背光件100的每一個多光束發射器120提供具有對應於多視像影像的各個不同的視像方向的一組不同的主要角度方向的對應的一組方向性光束102（即，該組方向性光束102包含具有對應於每一個不同觀看方向的一方向的光束）。
在一些實施例中，混合形式背光件100包括導光體110。圖2A示出了包括導光體110的混合形式背光件100的剖面圖，作為示例而非限制。導光體110配置為以沿著導光體110的長度引導光作為引導的光（guided light）104（亦即，引導的光束（guided light beam）104）。舉例而言，導光體110可以包括被配置為光波導的介電質。介電材料可以具有比圍繞介電質的光波導的介質的第二折射係數大的第一折射係數。例如，根據導光體110的一個或多個引導模式，折射係數的差異配置以促成引導的光104的全內反射。
在一些實施例中，導光體110可以是厚平板或平板光波導（亦即，平板導光體），其包括延伸的、基本上為平面薄板狀的光學透明介電材料。所述之大致為平面薄板狀的介電材料，其配置為藉由全內反射來引導引導的光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或多種玻璃（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料或聚合物（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中的一個或兩個）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側面）和第二表面110"（例如，後表面或底部表面或側面）之間的非零值傳導角度的全內反射來引導引導的光104。具體來說，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，引導的光104中的複數引導的光束包括數種不同顏色的光，其可於複數不同的顏色特定的非零值傳導角度中相應的一個被導光體110引導。應注意的是，為了簡化說明，該非零值傳導角度並未於圖2A中顯示。然而，描繪傳導方向103的粗箭頭示出了引導的光104的總體傳導方向，其沿著圖2A中的導光體的長度。
包括導光體110的混合形式背光件100的多光束發射器陣列中的多光束發射器120可進一步包括多光束元件。具體來說，多光束發射器120的多光束元件可以位於導光體的與混合形式背光件100的多視像區域100a對應的部分上。多光束元件被配置以將引導的光104的一部分散射為複數條方向性光束。複數條方向性光束102中的方向性光束具有不同的主要角度方向，所述的主要角度方向對應於由混合形式顯示器的多視像部分所提供的多視像影像的各個不同的視像方向，所述的混合形式顯示器被配置以利用混合形式背光件100。
根據各個實施例，多光束元件可包括被配置以散射出引導的光104的一部分的複數個不同結構中的任何一種。舉例而言，所述的不同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，其被配置以將引導的光104散射為複數條方向性光束102。在一些實施例中，多光束元件包括繞射光柵，其配置以繞射地散射出引導的光的一部分以成為具有不同的主要角度方向的複數條方向性光束。在其他實施例中，多光束元件包括微反射元件，其配置為將引導的光的一部分反射地散射為複數條方向性光束，或者多光束元件包括微折射元件，其配置為藉由或利用折射以將引導的光的一部分折射地散射為複數條方向性光束 （即，折射地散射出引導的光的一部分）。
在其他實施例中，多光束發射器120可以包括主動發射器。舉例而言，多光束發射器120可以包括微發光二極體（micro LED或μLED）。在本文中，μLED被定義為微觀發光二極體（light emitting diode, LED），即具有微觀尺寸的LED。在一些實施例中，μLED可包括複數個μLED，當組合時，其具有與光閥尺寸相當的尺寸。根據一些實施例，多光束發射器120的主動發射器可包括有機發光二極體（OLED）。如本文所定義的，OLED是具有發光的電致發光膜（或層）的發射器，其包括被配置以響應於電流或類似的電刺激而發光的有機化合物。在其他實施例中，可以使用另一種類型的主動光學發射器作為主動發射器，例如但不限於尺寸與光閥尺寸相當的高強度LED和量子點LED。
根據一些實施例，包括導光體110的混合形式背光件100的廣角發射器130可以包括廣角散射特徵。舉例而言，如圖所示，在一些實施例中，廣角散射特徵位於導光體110的與混合形式背光件100的2D區域100b對應的部分中。廣角散射特徵可以包括基本上任何散射結構，其被配置以將引導的光104的另一部分散射為廣角發射的光106。廣角發射的光106可以被配置以用作與混合形式背光件100相關的顯示器的2D應用中的照明來源，例如，被配置為以提供所顯示影像的2D影像部分的照明來源。
在其他實施例中，混合形式背光件可以配置為雙導光體配置。在雙光導配置中，採用一對導光體，每個導光體支持多光束發射器和廣角發射器中的一個，以分別實現多視像區域和2D區域。圖3係根據與在此所描述的原理一致的一實施例，顯示示例中具有雙導光體配置的混合形式背光件200的剖面圖。如圖所示，混合形式背光件200被分成多視像區域200a和2D區域200b。多視像區域200a被配置以提供方向性發射的光202作為複數條方向性光束202，其具有與顯示視像的多視像或3D部分的相應不同的視像方向對應的不同的主要角度方向。同樣地，2D區域200b被配置以提供與顯示影像的2D部分對應的廣角發射的光206。此外，根據各個實施例，多視像區域200a和2D區域200b是互為專用的。在一些實施例中，除了包含兩個導光體之外，雙導光體配置的混合形式背光件200可以基本上類似於混合形式背光件200。
具體來說，如圖3所示，混合形式背光件200包括第一導光體210-1和第二導光體210-2。第一導光體210-1被配置以將光引導為第一引導的光204-1，而第二導光體210-2被配置以將光引導為第二引導的光204-2。根據一些實施例，第一導光體210-1和第二導光體210-2中的一個或兩個可以基本上類似於先前關於混合形式背光件100所描述的導光體110。
在圖3所示的實施例中，混合形式背光件200進一步包括在第一導光體210-1的區域中的多光束發射器220的陣列，其對應於混合形式背光件200的多視像區域200a。如圖所示，根據各個實施例，多光束發射器220的陣列中的多光束發射器220在第一導光體210-1的對應於多視像區域200a的區域上互相隔開。在一些實施例中，多光束發射器220的陣列中的多光束發射器可以基本上與上文所述之混合形式背光件100的多光束發射器120相似。
具體來說，在一些實施例中，多光束發射器220的陣列中的多光束發射器220可包括多光束元件。多光束發射器220的多光束元件被配置以將來自第一導光體210-1的第一引導的光204-1的一部分散射為複數條方向性光束202。複數條方向性光束202中的方向性光束202具有與所顯示影像的多視像部分的各個不同的視像方向相對應的不同的主要角度方向。如此一來，多光束元件可以基本上類似於上述多光束發射器120的多光束元件。
如圖3所示，混合形式背光件200進一步包括廣角發射器230，其被配置以提供廣角發射的光206。具體來說，廣角發射器230可以包括廣角散射特徵，其被配置以將第二引導的光204-2的一部分從第二導光體210-2散射出來作為廣角發射的光206。在一些實施例（未顯示）中，廣角散射特徵可以被限制在第二導光體210-2的區域，該區域與混合形式背光件200的2D區域200b對應（或等效地，對應到第二導光體210-2的2D區域）。也就是說，廣角散射特徵的任何部分都不能位於混合形式背光件200的2D區域200b之外。如此一來，廣角散射特徵可以僅在對應於2D區域的混合形式背光件200的區域中，將光散射為廣角發射的光206。
在其他實施例中（例如，如圖3所示），包括廣角散射特徵的廣角發射器230可以分佈在第二導光體210-2的大部分上。如此一來，廣角散射特徵可以將光散射為來自第二導光體210-2的區域的廣角發射的光206，其對應於混合形式背光件200的2D區域200b和多視像區域200a。在這些實施例中，可以阻擋對應於多視像區域200a的區域中的發射的光206的一部分，以防止廣角發射的光206干擾方向性光束202。
圖3也顯示了光閥240的陣列，其被配置以調變在多視像區域200a中提供的方向性光束202和在2D區200b中提供的廣角發射的光206，亦即，穿過第一導光體210-1的廣角發射的光206，如圖3中的延長虛線箭頭所示。在一些實施例中，光閥240的陣列可以大致與上文中所述之混合形式背光件100的光閥140相似。
在一些實施例中，混合形式背光件200可以進一步包括在第一導光體210-1和第二導光體210-2之間的遮罩250，遮罩250被配置以阻擋廣角發射的光206進入對應於多視像區域200a的第一導光體210-1的一部分。具體來說，如圖3所示，遮罩250可以設置在第一導光體210-1與第二導光體210-2之間，其對應多視像區域200a。在各種實施例中，遮罩250對於廣角發射的光206是不透明的或基本上不透明的，因此被配置以阻擋廣角發射的光206透射進入並穿過第一導光體210-1。遮罩250可包括基本上對於來自第二導光體210-2的廣角發射的光206為不透明的任何材料。例如，遮罩250可包括金屬層。在另一個示例中，遮罩250可以是光吸收材料層，例如但不限於，對於廣角發射的光206為不透明的塗料或顏料層（例如，黑色顏料）。在一些實施例中，遮罩250可以附接到或沉積在第二導光體210-2的與第一導光體210-1相鄰的表面上（例如，第二導光體210-2的頂部表面）。在其他實施例中，遮罩250可以位於第一導光體210-1的與第二導光體210-2相鄰的表面上（例如，第一導光體210-1的底部表面）。在其他實施例中，遮罩250可以不附接導光體210-1、210-2的任一表面，並且實際上甚至可以不接觸。在一些實施例（未顯示）中，甚至當廣角發射器被限制在對應於2D區域200b的第二導光體210-2的區域時，也可以使用遮罩250。
根據各個實施例，第二導光體210-2位於第一導光體210-1附近並且被定向，使得由來自第二導光體210-2的散射提供的廣角發射的光206指向第一導光體210-1。具體來說，如圖3所示，具有廣角發射器230的第二導光體210-2位於第一導光體210-1下方並且以窄間隙與第一導光體210-1分開。此外，如圖3所示，第一導光體210-1和第二導光體210-2被疊加或堆疊，使得第二導光體210-2的頂部表面基本上平行於第一導光體210-1的底部表面。來自第二導光體210-2的廣角發射的光206從第二導光體210-2的頂部表面並朝向第一導光體210-1的底部表面發射。
此外，第一導光體210-1被配置以對於與混合形式背光件200的2D區域200b對應的第一導光體210-1的區域內的廣角發射的光206是透明的。另外，如圖3所示，對於由第二導光體210-2發射的廣角發射的光206，第一導光體210-1的一部分位於混合形式背光件200的2D區200b中是透明的或至少基本上透明的。由於第一導光體210-1的所述部分對於廣角發射的光206為透明，廣角發射的光206可以通過第一導光體210-1的厚度以從第一導光體210-1的頂部表面傳導以離開，或者從等效的混合形式背光件200的頂部表面，也就是沒被遮罩250阻擋的位置傳導以離開。圖3中的虛線箭頭示顯出了廣角發射的光206通過第一導光體210-1和光閥240的陣列的傳導。
根據這裡描述的原理的一些實施例，提供了一種混合形式顯示器300。圖4係根據與在此所描述的原理一致的一實施例，顯示示例中的混合形式顯示器300的方塊圖。混合形式顯示器300被配置以提供包括可以同時顯示的多視像部分和2D部分的混合形式影像。此外，混合形式影像的多視像部分被配置為由混合形式顯示器300的相應的多視像區域300a以提供，而混合形式影像的2D部分被配置為由混合形式顯示器300的相應2D區域300b以提供。
在一些實施例中，多視像區域300a和2D區域300b中的一個或兩個可以各自包括複數個單獨的非相鄰區域。此外，根據各個實施例，多視像區域300a和2D區域300b彼此相鄰。在一些實施例中，2D區域300b包括一個以上的非相鄰區域。在一些實施例中，2D區域300b包括混合形式顯示器300的未被多視像區域300a佔據的剩餘部分。
圖5A係根據與在此所描述的原理一致的一實施例，顯示示例中可以由混合形式顯示器300提供的混合形式影像的平面圖。圖5B係根據與在此所描述的原理一致的一實施例，顯示另一示例中可以由混合形式顯示器300提供的混合形式影像的平面圖。具體來說，圖5A顯示了混合形式影像400，其包括與混合形式顯示器300的多視像區域300a相對應的兩個多視像部分400a。此外，在圖5A中，所顯示的混合形式影像400包括對應於混合形式顯示器300的2D區域300b的2D部分400b。在圖5B中，所顯示的混合形式影像400包括三個多視像部分400a以及2D部分。此外，如圖5B所示，2D部分400b（以及因此2D區域300b）圍繞多視像部分400a（並且因此圍繞多視像區域300a）。
再次參考圖4，混合形式顯示器300包括第一背光件310。第一背光件310配置以提供方向性發射的光302。此外，根據各個實施例，方向性發射的光302優先地且僅設置在混合形式顯示器300的多視像區域300a內。
在一些實施例中，混合形式顯示器300的第一背光件310包括導光體，其配置以將光引導為引導的光。導光體可以基本上相似於前文所述的混合形式背光件100的導光體110、或混合形式背光件200的第一光導體210-1。如此一來，導光體可以是厚板或平板光波導（亦即，平板導光體），其包括延伸的、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，係透過內全反射來引導引導的光。
在一些實施例中，混合形式顯示器300的第一背光件310進一步包括互相隔開的多光束元件陣列。具體來說，多光束元件陣列中的多光束元件在導光體的與混合形式顯示器300的多視像區域300a對應的區域上互相隔開。此外，在一些實施例中，沒有多光束元件位於對應於多視像區域300a的區域之外。根據各個實施例，多光束元件陣列被配置以提供方向性發射的光302，以作為具有與所顯示影像的多視像影像部分的各個不同的視像方向相對應的不同的主要角度方向的複數條方向性光束。為此，多光束元件陣列中的多光束元件被配置以從第一背光件310的導光體內散射出引導的光的一部分，以作為複數條方向性光束中的方向性光束。如此一來，多光束元件可以基本上類似於多光束發射器120中的多光束元件，如上文關於混合形式背光件100所描述的。
更具體來說，多光束元件陣列中的多光束元件可包括繞射光柵、微反射元件、及微折射元件的一個或多個。在一些實施例中，多光束元件包括繞射光柵，其配置以繞射地散射出引導的光的一部分以成為具有不同的主要角度方向的複數條方向性光束。在其他實施例中，多光束元件包括微反射元件，其配置為將引導的光的一部分反射地散射為複數條方向性光束，或者多光束元件包括微折射元件，其配置為藉由或利用折射以將引導的光的一部分折射地散射為複數條方向性光束 （即，折射地散射出引導的光的一部分）。
圖4中所示出的混合形式顯示器300進一步包括第二背光件320。第二背光件320被配置以在混合形式顯示器300的2D區域300b內提供廣角發射的光306。此外，根據各個實施例，可以僅在混合形式顯示器300的2D區域300b內，提供廣角發射的光306。在其他實施例中（例如，當使用遮罩時，如下所述），第二背光件320可以被配置以從第二背光件320的基本上所有的發射表面大致上均勻地提供廣角發射的光306。
在一些實施例中，混合形式顯示器300的第二背光件320包括導光體，其配置以將光引導為引導的光。導光體可以基本上類似於如前文所述的混合形式顯示器300的第一背光件310的導光體。根據一些實施例，第二背光件320進一步包括廣角散射特徵，其被配置以將來自第二背光件320的導光體內的引導的光的一部分散射為廣角發射的光306。廣角散射特徵可以包括基本上任何散射特徵或散射體，其被配置以提供廣角發射的光306。例如，第二背光件320可以是來自採用導光體和散射的傳統液晶顯示器（LCD）的背光件。在另一實施例中，第二背光件320可包括不採用散射的另一平面光源，例如發光二極管（LED）陣列、螢光陣列等。
如圖4所示，混合形式顯示器300進一步包括光閥340的陣列。光閥340的陣列被配置以調變方向性發射的光302，以在混合形式顯示器300的多視像區域300a內提供混合形式影像的多視像部分。光閥340的陣列還被配置以調變廣角發射的光306，以在混合形式顯示器的2D區域300b內提供混合形式影像的2D部分。根據各個實施例，可以同時調變方向性發射的光302和廣角發射的光306，以提供包括多視像部分和2D部分的混合形式影像。在一些實施例中，光閥陣列可以大致與上文中所述的混合形式背光件100的光閥140的陣列相似。舉例而言，不同種類的光閥可被用作光閥340的陣列中的光閥340，光閥的種類包括但不限於，複數液晶光閥、複數電泳光閥、及基於電潤濕的複數光閥中的其中一者或多者。
根據各個實施例，混合形式顯示器300的第一背光件310位於第二背光件320和光閥340陣列之間。例如，第一背光件310和第二背光件320可以疊加或堆疊，使得第二背光件320的頂部表面基本上平行於第一背光件310的底部表面。此外，第一背光件310被配置以對於由第二背光件320提供的廣角發射的光306為透明。作為第二背光件320與第一背光件310的接近度和第一背光件310的透明度的結果，由第二背光件320提供的廣角發射的光306可以穿過第一背光件310的厚度以朝向光閥340發射，也就是廣角發射的光306被調變以提供混合形式顯示影像的2D部分的位置。
在一些實施例中（例如，如圖所示），混合形式顯示器300進一步包括設置在第一背光件310和第二背光件320之間的遮罩350。遮罩350設置在與多視像區域300a對應的混合形式顯示器300的區域中。遮罩350被配置以阻擋廣角發射的光306穿過對應於混合形式顯示器300的多視像區域300a的第一背光件310的區域。遮罩350可包括對於來自第二背光件320的廣角發射的光306為不透明的任何材料。在一些實施例中，遮罩350的陣列可以大致與上文中所述之混合形式背光件200的遮罩250相似。
在一些實施例中，第一背光件310的多光束元件的尺寸在光閥340的陣列中的光閥340的尺寸的百分之五十（50％）和百分之二百（200％）之間。此外，多光束元件陣列的相鄰的多光束元件之間的間距可以與混合形式顯示器300的相鄰的多視像像素之間的間距相稱。舉例而言，多光束發射器中相鄰的一對多光束發射器之間的發射器間距（例如，中心至中心的距離）可等於對應之複數多視像像素中相鄰的一對多視像像素之間的像素間距離（例如，中心至中心的距離），例如，由光閥340的陣列中的多組光閥340表示。
根據與本說明書中所描述的原理一致的一些實施例，本發明係提供一種混合形式背光件的操作方法500。圖6係根據與在此所描述的原理一致的一實施例，顯示混合形式背光件的操作方法500的流程圖。如圖所示，混合形式背光件的操作方法500包括使用多光束發射器的陣列從混合形式背光件的多視像區域發射方向性發射的光的步驟510。混合形式背光件的多視像區域是混合形式背光件的區域，其被配置以提供方向性光。多光束發射器陣列中的每個多光束發射器皆提供複數個方向性發射的光中的方向性光束，其具有與多視像影像的各個不同的視像方向相對應的不同的主要角度方向。多視像影像是包括多視像部分和二維（2D）部分的混合形式影像的多視像部分。根據各個實施例，方向性發射的光可以由混合形式顯示器的光閥以調變，混合形式顯示器採用混合形式背光件來顯示混合形式影像的多視像部分。
方法500進一步包括使用廣角發射器從混合形式背光件的二維（2D）區域發射廣角發射的光的步驟520。混合形式背光件的2D區域是提供廣角發射的光的混合形式背光件的區域。根據各個實施例，可以使用採用混合形式背光件的混合形式顯示器的光閥，以將廣角發射的光調變為混合形式顯示影像的2D部分。在一些實施例中，2D區域與多視像區域相鄰。在一些實施例中，2D區域包括來自多視像區域的混合形式背光件的剩餘部分。2D區域和多視像區域是互為專用的。因此，根據本文的定義，混合形式背光件的任何部分都不同時屬於2D區域和多視像區域。
根據各個實施例，多光束發射器的陣列中的多光束發射器的尺寸與採用混合形式背光件的混合形式顯示器的光閥的尺寸相當。在本發明中，「尺寸」可以以包括但不限於，長度、寬度或面積的各種方式中的任何一種來定義。例如，光閥的尺寸可以是其長度，並且多光束發射器的可比較尺寸也可以是多光束發射器的長度。在另一示例中，尺寸可被稱為區域，使得多光束發射器的區域可以與光閥的區域相比。例如，在一些實施例中，因此，多光束發射器的尺寸可以與光閥的尺寸相比較，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。
在一些實施例中，混合形式背光件的多視像區域和多光束發射器可以分別與上述混合形式背光件100、背光件200的多視像區域100a、多視像區域200a和多光束發射器120、多光束發射器220基本相似。類似地，混合形式背光件的2D區域和廣角發射器也可以分別與混合形式背光件100、混合形式背光件200的2D區域100b、2D區域200b和廣角發射器130、廣角發射器230基本相似。此外，用於調變方向性發射的光和廣角發射的光的光閥也可以基本上與上文描述的光閥140、光閥240相似。
具體來說，在一些實施例中，發射方向性發射的光的步驟510可以包括在導光體中將光引導為引導的光。導光體可以大致與前文所述的混合形式背光件100的導光體110相似。發射方向性發射的光的步驟510可以進一步包括使用多光束發射器的陣列中的多光束發射器散射出引導的光的一部分。根據各個實施例，多光束發射器可包括繞射光柵、微折射元件、和微反射元件中的一個或多個，所述微反射元件被配置以將引導的光的一部分散射為複數條方向性光束。在一些實施例中，導光體可以基本上類似於導光體110或第一導光體210-1，如上文關於混合形式背光件100、混合形式背光件200所述。
此外，在一些實施例中，發射廣角發射的光的步驟520包括將導光體中的光引導為引導的光。在一些實施例中，導光體可以大致與前文所述的混合形式背光件100、混合形式背光件200的導光體110或第二導光體210-2相似。發射的廣角發射的光的步驟520可以進一步包括使用廣角散射特徵散射出引導的光的一部分。根據各個實施例，廣角散射特徵被配置以僅從混合形式背光件的2D區域發射廣角發射的光。在一些實施例中，廣角散射特徵可以基本上類似於上述混合形式背光件100、混合形式背光件200的廣角發射器130、廣角發射器230的廣角散射特徵。
在一些實施例中（如圖6中的示例所示而非限制），混合形式背光件的操作方法500進一步包括使用光閥陣列調變方向性發射的光的步驟530以提供混合形式影像的一部分。也如圖6中的示例所示而非限制的，混合形式背光件的操作方法500可以進一步包括使用光閥陣列調變廣角發射的光的步驟540以提供混合形式影像的2D影像部分。根據各個實施例，可以同時執行調變方向性發射的光的步驟530和調變廣角發射的光的步驟540，以提供包括多視像部分和2D部分的混合形式影像。
因此，本說明書已經描述了包括多視像區域和2D區域的混合形式背光件、混合形式顯示器、和混合形式背光件的操作方法的示例和實施例。應該理解的是，上述示例僅僅是說明代表本文所描述的原理的許多具體示例中的一些示例。顯然，所屬技術領域中具有通常知識者可以很容易地設計出許多其他的配置，而不偏離本發明的申請專利範圍所界定的範疇。
本申請案主張於2018年6月29日提交的第 PCT/US2018/040437號國際專利申請的優先權，其全部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 100‧‧‧混合形式背光件 100a‧‧‧多視像區域 100b‧‧‧二維（2D）區域 102‧‧‧方向性光束、方向性發射的光束 103‧‧‧傳導方向 104‧‧‧引導的光、引導的光束 106‧‧‧廣角發射的光 110‧‧‧導光體 110’‧‧‧第一表面 110”‧‧‧第二表面 120‧‧‧多光束發射器 130‧‧‧廣角發射器 140‧‧‧光閥 200‧‧‧混合形式背光件 200a‧‧‧多視像區域 200b‧‧‧二維（2D）區域 202‧‧‧方向性光束、方向性發射的光 204-1‧‧‧第一引導的光 204-2‧‧‧第二引導的光 206‧‧‧廣角發射的光、發射的光 210-1‧‧‧第一導光體 210-2‧‧‧第二導光體 220‧‧‧多光束發射器 230‧‧‧廣角發射器 240‧‧‧光閥 250‧‧‧遮罩 300‧‧‧混合形式顯示器 300a‧‧‧多視像區域 300b‧‧‧二維（2D）區域 302‧‧‧方向性發射的光 306‧‧‧廣角發射的光 310‧‧‧第一背光件 320‧‧‧第二背光件 340‧‧‧光閥 350‧‧‧遮罩 400‧‧‧混合形式影像 400a‧‧‧多視像部分 400b‧‧‧二維（2D）部分 500‧‧‧方法 510‧‧‧步驟 520‧‧‧步驟 530‧‧‧步驟 540‧‧‧步驟 θ‧‧‧角度分量、仰角 ϕ‧‧‧角度分量、方位角 σ‧‧‧準直因子 O‧‧‧原點
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2A係根據與在此所描述的原理一致的一實施例，顯示示例中的混合形式背光件的剖面圖。 圖2B係根據與在此所描述的原理一致的一實施例，顯示示例中的圖2A中的混合形式背光件的平面圖。 圖3係根據與在此所描述的原理一致的一實施例，顯示示例中具有雙導光體配置的混合形式背光件的剖面圖。 圖4係根據與在此所描述的原理一致的一實施例，顯示示例中的混合形式顯示器的方塊圖。 圖5A係根據與在此所描述的原理一致的一實施例，顯示示例中可以由混合形式顯示器提供的混合形式影像的平面圖。 圖5B係根據與在此所描述的原理一致的一實施例，顯示另一示例中可以由混合形式顯示器提供的混合形式影像的平面圖。 圖6係根據與在此所描述的原理一致的一實施例，顯示示例中的混合形式背光件的操作方法的流程圖。 一些示例和實施例具有除了上述參考附圖中所示的特徵之外的其他特徵，或代替以上參考附圖中所示的特徵的其他特徵。下面將參照上述附圖詳細描述這些和其他特徵。
100‧‧‧混合形式背光件
100a‧‧‧多視像區域
100b‧‧‧二維(2D)區域
102‧‧‧方向性光束
103‧‧‧傳導方向
104‧‧‧引導光
106‧‧‧廣角發射的光
110‧‧‧導光體
110’‧‧‧第一表面
110”‧‧‧第二表面
120‧‧‧多光束發射器
130‧‧‧廣角發射器
140‧‧‧光閥
σ‧‧‧準直因子

Claims (21)

  1. 一種混合形式背光件，包括：一多視像區域，具有一多光束發射器陣列，互相隔開，並且被配置以提供方向性發射的光，該多光束發射器陣列中的一多光束發射器被配置以提供該方向性發射的光作為複數條方向性光束，該複數條方向性光束具有不同的主要角度方向，對應一多視像影像的分別不同的視像方向；以及一二維(2D)區域，具有一廣角發射器，被配置以提供廣角發射的光，該多視像區域和該2D區域係該混合形式背光件之互為專用的區域，其中，該多光束發射器陣列中的該多光束發射器之一面積相當於一混合形式顯示器之一光閥之一面積，該混合形式顯示器被配置以採用該混合形式背光件。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的混合形式背光件，其中，該多光束發射器陣列中的相鄰的多光束發射器之間的一間隔，相稱於該混合形式顯示器之一多視像部分之多視像像素之間的一間隔。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的混合形式背光件，進一步包括一導光體，被配置以引導光作為引導的光，該廣角發射器包括一廣角散射特徵，被配置以散射出該引導的光之一部分作為廣角發射的光，而且該多光束發射器陣列中的該多光束發射器包括一多光束元件，被配置以散射出該引導的光之另一部分作為該複數條方向性光束。
  4. 如申請專利範圍第3項所述的混合形式背光件，其中，該多光束元件包括一繞射光柵、一微折射元件、和一微反射元件中的一個或多個，被配置以散射出該引導的光之該另一部分作為該複數條方向性光束。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的混合形式背光件，進一步包括：一第一導光體，被配置以引導光作為第一引導的光，該多光束發射器陣列中的該多光束發射器包括一多光束元件，被配置以散射出來自該第一導光體的該第一引導的光之一部分作為該複數條方向性光束；以及一第二導光體，被配置以引導光作為第二引導的光，該廣角發射器包括一廣角散射特徵，被配置以在對應該2D區域的該混合形式背光件之一區域中，散射 出來自該第二導光體的該第二引導的光之一部分作為該廣角發射的光，其中，該第一導光體被配置以對於對應該混合形式背光件之該2D區域的該第一導光體之一區域中的該廣角發射的光係透明的。
  6. 如申請專利範圍第5項所述的混合形式背光件，其中，該多光束發射器陣列位於對應該混合形式背光件的該多視像區域的該第一導光體之一區域中，並且，該廣角散射特徵被限制在對應該混合形式背光件之該2D區域的該第二導光體之一區域。
  7. 如申請專利範圍第5項所述的混合形式背光件，進一步包括一遮罩(mask)，在對應該多視像區域的該混合形式背光件之該區域中的該第一導光體與該第二導光體之間，該遮罩被配置以阻擋該廣角發射的光透射進入並通過在多視像區域中的該第一導光體。
  8. 一種混合形式顯示器，包括如申請專利範圍第1項所述的混合形式背光件，該混合形式顯示器進一步包括一光閥陣列，被配置以調變該廣角發射的光作為一顯示影像之一二維(2D)影像部分，並且被配置以調變該方向性發射的光作為該顯示影像之一多視像影像部分，該2D影像部分在對應該混合形式背光件之該2D區域的該混合形式顯示器之一區域中被提供，而且該多視像影像部分設置在對應該混合形式背光件之該多視像區域的該混合形式顯示器之一區域中被提供，其中，該多視像影像部分具有視像，該視像具有對應於分別不同的視像方向的視像方向。
  9. 如申請專利範圍第8項所述的混合形式顯示器，其中，該2D影像部分和該多視像影像部分被配置以由該混合形式顯示器同時顯示。
  10. 一種混合形式顯示器，包括：一第一背光件，被配置以在該混合形式顯示器之一多視像區域中提供方向性發射的光；一第二背光件，與該第一背光件相鄰，並且被配置以在該混合形式顯示器之一二維(2D)區域中提供廣角發射的光；以及一光閥陣列，被配置以調變該方向性發射的光，以在該混合形式顯示器之該 多視像區域中提供一顯示影像之一多視像影像部分，並且被配置以調變該廣角發射的光，以在該混合形式顯示器之該2D區域中提供該顯示影像之一2D影像部分，其中，該第一背光件在該第二背光件與該光閥陣列之間，其中，該第一背光件包括一多光束元件陣列，互相隔開，以及其中，該多光束元件陣列中的一多光束元件之一面積相當於該光閥陣列中的一光閥之一面積。
  11. 如申請專利範圍第10項所述的混合形式顯示器，進一步包括一遮罩，設置在該第一背光件與該第二背光件之間，該遮罩被配置以阻擋該廣角發射的光之一部分穿過對應該混合形式顯示器之該多視像區域的該第一背光件之一區域。
  12. 如申請專利範圍第10項所述的混合形式顯示器，其中，該第一背光件包括：一導光體，被配置以引導光作為引導的光，其中該多光束元件陣列被配置以提供該方向性發射的光作為複數條方向性光束，該複數條方向性光束具有不同的主要角度方向，對應該顯示影像之該多視像影像部分之分別不同的視像方向，該多光束元件陣列中的該多光束元件被配置以散射出該引導的光之一部分作為該複數條方向性光束中的方向性光束。
  13. 如申請專利範圍第12項所述的混合形式顯示器，其中，該多光束元件包括一繞射光柵、一微反射元件、和一微折射元件中的一個或多個。
  14. 如申請專利範圍第10項所述的混合形式顯示器，其中，該多光束元件之該面積介於該光閥陣列中的該光閥之該面積的百分之五十(50%)與百分之二百(200%)之間，而且其中該多光束元件陣列中的相鄰的多光束元件之間的一間隔相稱於該混合形式顯示器之相鄰的多視像像素之間的一間隔。
  15. 如申請專利範圍第10項所述的混合形式顯示器，其中，該第二背光件包括：一導光體，被配置以引導光作為引導的光；以及 一廣角散射特徵，被配置以散射出該引導的光之一部分作為該廣角發射的光。
  16. 如申請專利範圍第15項所述的混合形式顯示器，其中，該廣角散射特徵被限制在對應該混合形式顯示器之該2D區域的該第二背光件之該導光體之一部分。
  17. 如申請專利範圍第10項所述的混合形式顯示器，進一步包括一導光體，被配置以引導光作為引導的光，該第一背光件包括該導光體之一第一區域，該第一區域具有一多光束元件陣列，被配置以散射出該引導的光之一部分作為該方向性發射的光，而且該第二背光件包括該導光體之一第二區域，該第二區域具有一廣角散射特徵，被配置以散射出該引導的光之另一部分作為該廣角發射的光，其中，該多光束元件陣列中的一多光束元件被配置以散射該引導的光之該部分作為複數條方向性光束，該複數條方向性光束具有不同的主要角度方向，對應該顯示影像之該多視像影像部分之分別不同的視像方向。
  18. 一種混合形式背光件的操作方法，包括：使用一多光束發射器陣列從該混合形式背光件之一多視像區域發射方向性發射的光，該多光束發射器陣列中的每個多光束發射器提供該方向性發射的光之複數條方向性光束，該複數條方向性光束具有不同的主要角度方向，對應一多視像影像之分別不同的視像方向；以及使用一廣角發射器從該混合形式背光件之一二維(2D)區域發射廣角發射的光，該多視像區域和該2D區域係該混合形式背光件之互為專用的區域，其中，該多光束發射器陣列中的該多光束發射器之一面積相當於一混合形式顯示器之一光閥之一面積，該混合形式顯示器採用該混合形式背光件。
  19. 如申請專利範圍第18項所述的混合形式背光件的操作方法，其中，所述發射方向性發射的光包括：在一導光體中引導光作為引導的光；以及使用該多光束發射器陣列中的一多光束發射器散射出該引導的光之一部分，該多光束發射器之一繞射光柵、一微折射元件、和一微反射元件中的一個 或多個被配置以散射出該引導的光之該部分作為該複數條方向性光束。
  20. 如申請專利範圍第18項所述的混合形式背光件的操作方法，其中，所述發射廣角發射的光包括：在一導光體中引導光作為引導的光；以及使用一廣角散射特徵散射出該引導的光之一部分，該廣角散射特徵被配置以僅從該混合形式背光件之該2D區域發射該廣角發射的光。
  21. 如申請專利範圍第18項所述的混合形式背光件的操作方法，進一步包括：使用一光閥陣列調變該方向性發射的光以提供一顯示影像之一多視像影像部分，該多視像影像部分具有視像方向，對應該多視像影像之分別不同的視像方向；以及使用該光閥陣列調變該廣角發射的光以提供該顯示影像之一2D影像部分。
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