TWI804724B - 具有斜向視差的靜態多視像顯示器和方法 - Google Patents

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Abstract

一種靜態多視像顯示器和靜態多視像顯示器的操作方法，其使用繞射光柵將光從具有不同徑向方向的引導光束繞射地散射，以提供靜態多視像影像。靜態多視像顯示器包含被配置為引導複數條引導光束的導光體以及被配置為提供具有不同徑向方向的複數條引導光束的光源。靜態多視像顯示器進一步包含複數個繞射光柵，被配置以從複數條引導光束的一部分提供具有對應靜態多視像影像的視像像素的強度和主要角度方向的方向性光束。靜態多視像影像具有被配置為提供斜向視差的視像排列，其可以促使從相對於靜態多視像顯示器斜向方向觀看。

Description

具有斜向視差的靜態多視像顯示器和方法
本發明係關於一種靜態多視像顯示器和方法，特別是具有斜向視差的靜態多視像顯示器和方法。
顯示器，尤其是「電子」顯示器是用於向種類廣泛的裝置和產品的使用者傳達訊息的幾乎無所不在的媒介。舉例而言，可以在各種裝置和應用中找到電子顯示器，包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，膝上型電腦）、個人電腦和電腦螢幕、汽車顯示控制台、相機顯示器、以及各種其他行動裝置、以及基本上不可移動的顯示器應用和裝置。電子顯示器通常使用像素強度的差異圖案（differential pattern of pixel intensity）來表示或顯示正在傳送的影像或類似訊息。如被動式電子顯示器的情況那樣，可以藉由反射入射在顯示器上的光來提供差異像素強度圖案（differential pixel intensity pattern）。或者，電子顯示器可以提供或發射光以提供差異像素強度圖案。發光的電子顯示器通常被稱為主動式顯示器。
為了實現這些與其他優點並且根據本發明的目的，如本文所體現和廣泛描述的，提供一種靜態多視像顯示器，包括：一導光體，被配置以引導光束；一光源，位在該導光體上的一角落，該光源被配置以在該導光體內提供複數條引導光束，該複數條引導光束具有互相不同的徑向方向；以及複數個繞射光柵，被配置以發射表示一靜態多視像影像的方向性光束，該靜態多視像影像具有被配置為提供斜向視差的一視像排列，每一個繞射光柵被配置以從該複數條引導光束中的引導光束的一部分提供一方向性光束，該方向性光束具有與該靜態多視像影像的一視像像素的一強度和一視像方向相對應的一強度和一主要角度方向。
根據本發明一實施例，該靜態多視像顯示器的一視差軸垂直於該複數條引導光束中的一引導光束的一徑向方向以提供該斜向視差。
根據本發明一實施例，該繞射光柵的一光柵特性被配置以確定該強度和該主要角度方向，該光柵特性取決於該繞射光柵相對於該光源所位於該導光體的該角落的一位置。
根據本發明一實施例，該光柵特性包括該繞射光柵的一光柵間距和該繞射光柵的一光柵方位的其中之一或之二，該光柵特性被配置為確定由該繞射光柵提供的該方向性光束的該主要角度方向。
根據本發明一實施例，該光柵特性包括一光柵深度，該光柵深度被配置以確定由該繞射光柵提供的該方向性光束的該強度。
根據本發明一實施例，該複數個繞射光柵位於與該導光體的一光束發射表面相對的該導光體的一表面上。
根據本發明一實施例，該靜態多視像顯示器進一步包括位在該光源與該導光體之間的一準直器，該準直器被配置以準直由該光源發射的光，該複數條引導光束包括準直光束。
根據本發明一實施例，該靜態多視像顯示器進一步包括位於該角落相鄰並從該角落延伸的該導光體的一側壁上的一吸收層。
根據本發明一實施例，該導光體對於在與該導光體內的該複數條引導光束中的一引導光束之一傳播方向正交的方向上傳播的光為透明的。
根據本發明一實施例，該靜態多視像影像的該視像排列包括該靜態多視像影像的不同視像的一二維陣列，該二維陣列的一行係沿著與該靜態多視像顯示器的一視差軸相對應的一斜向方向排列。
在本發明之另一態樣中，提供一種靜態多視像顯示器，包括：一導光體；一光源，被配置以提供具有源自於該導光體的一角落的不同徑向方向並且從該導光體的該角落輻射的複數條引導光束；以及一多視像像素陣列，被配置為提供一靜態多視像影像的複數個不同視像，該靜態多視像影像具有被配置為提供斜向視差的視像排列，一多視像像素包括複數個繞射光柵，該複數個繞射光柵被配置以從該複數條引導光束將光繞射地散射出，以提供表示該多視像像素的視像像素的方向性光束，其中，該多視像像素的一繞射光柵的一光柵特性取決於該繞射光柵和該光源的相對位置。
根據本發明一實施例，該光柵特性包括該繞射光柵的一光柵間距和一光柵方位的其中之一或之二。
根據本發明一實施例，由該繞射光柵提供並且對應於一相應視像像素的強度的該方向性光束的強度由該繞射光柵的一繞射耦合效率確定。
根據本發明一實施例，該導光體在與該導光體內的該複數條引導光束中的一引導光束之一傳播方向正交的方向上為透明的。
根據本發明一實施例，該靜態多視像影像的該視像排列包括沿著與該靜態多視像顯示器的一視差軸相對應的一斜向方向排列的該複數個不同視像的不同視像的一維陣列，該靜態多視像顯示器的該視差軸垂直於該複數條引導光束中的一引導光束的一徑向方向，以提供該斜向視差。
在本發明之另一態樣中，提供一種靜態多視像顯示器的操作方法，包括：在該導光體中引導複數條引導光束，該複數條引導光束具有不同徑向方向並且從該導光體的一角落輻射；以及發射表示一靜態多視像影像的方向性光束，該靜態多視像影像具有一視像排列，該視像排列被配置為使用複數個繞射光柵來提供斜向視差，該複數個繞射光柵中的一繞射光柵將光從該複數條引導光束繞射地散射出，以作為具有該靜態多視像影像的相對應的一視像像素的一強度和一主要角度方向的該複數條方向性光束中的一方向性光束，其中，所發射的該方向性光束的該強度和該主要角度方向由該繞射光柵的一光柵特性控制，該光柵特性取決於該繞射光柵相對於該角落的位置。
根據本發明一實施例，該靜態多視像影像的該視像排列的一視差軸垂直於該複數條引導光束中的一引導光束的一徑向方向。
根據本發明一實施例，控制該主要角度方向的該光柵特性包括該繞射光柵的一光柵間距和一光柵方位的其中之一或之二。
根據本發明一實施例，控制該強度的該光柵特性包括該繞射光柵的一光柵深度。
根據本發明一實施例，該靜態多視像影像包括不同視像的一維陣列，其沿著對應於所提供的該斜向視差的一視差軸的一斜向方向排列。
根據本文所述的原理的示例和實施例，本發明提供一種靜態多視像顯示器，其可以用於提供或顯示具有斜向視差的靜態多視像影像。具體來說，與本文所述的原理一致的實施例提供一種靜態多視像顯示器，其被配置為使用複數條方向性光束以提供靜態多視像影像。複數條方向性光束中的方向性光束的各個強度和方向依序地對應於正在顯示的多視像影像的不同的視像中的各個視像像素。根據各個實施例，各個強度以及在一些實施例中的方向性光束的各個方向是預定的或「固定的」。因此，所顯示的多視像影像可以被稱為「靜態」多視像影像。此外，根據各個實施例，所顯示的多視像影像具有被配置為提供斜向視差的視像排列。
如本文所述，被配置以顯示具有斜向視差的靜態多視像影像的靜態多視像顯示器包含繞射光柵，其光學地連接到導光體以提供具有個別的方向性光束強度和方向的複數條方向性光束。繞射光柵被配置以將在導光體內被引導的光繞射地耦合或散射出以發射或提供方向性光束，該光被引導為複數條引導光束。此外，複數條引導光束中的引導光束被引導在導光體內的彼此不同的徑向方向上。如此，複數個繞射光柵中的繞射光柵包含光柵特性，其歸因於或取決於入射在繞射光柵上的引導光束的特定徑向方向。具體來說，光柵特性可以取決於繞射光柵與被配置以提供引導光束的光源的相對位置。根據各個實施例，光柵特性被配置為取決於引導光束的徑向方向，以確保由繞射光柵提供的發射方向性光束與所顯示的靜態多視像影像的各個視像中的相關的視像像素之間的對應。
另外，根據各個實施例，靜態多視像影像的視像排列沿著顯示器中的斜線定位或分佈以提供斜向視差。斜向視差可以促使以斜角觀看靜態多視像顯示器。因此，靜態多視像顯示器可以找到各種應用（例如，作為與汽車的中控台或變速桿相關的顯示器），其中，舉例而言，可能會因使用者相對於靜態多視像顯示器的固定位置的位置而限制其觀看。
在本發明中，「多視像顯示器」定義為被配置以在不同視像方向（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。「靜態多視像顯示器」定義為被配置以顯示預定的或固定的（亦即，靜態的）多視像影像的多視像顯示器，儘管是複數個不同視像。
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。如圖1A所示，多視像顯示器10包含在螢幕12上的繞射光柵，其被配置以顯示多視像影像16內的視像14（或者等效地，多視像顯示器10的視像14）中的視像像素。舉例而言，螢幕12可以是汽車、電話（例如手機、智慧型手機等等）、平板電腦、筆記型電腦、桌上型電腦的電腦顯示器、相機顯示器、或基本上顯示任何其他裝置的電子顯示器的顯示螢幕。
多視像顯示器10在相對於螢幕12的不同視像方向18（亦即，在不同的主要角度方向）上提供多視像影像16的不同視像14。視像方向18如箭頭所示，從螢幕12以各個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18）的終點處被顯示為陰影多邊形框。因此，當多視像顯示器10（例如，如圖1A所示）圍繞y軸旋轉時，觀看者會看到不同視像14。另一方面（如圖所示）當圖1A中的多視像顯示器10繞著x軸旋轉時，所觀察的影像不會變動，直到沒有光到達觀察者的眼睛（如圖所示）。
應注意，雖然不同視像14被顯示為在螢幕12上方，但是當多視像影像16被顯示在多視像顯示器10上並被觀看者觀看時，視像14實際上出現在螢幕12上或附近。如圖1A中所示，在螢幕12上方描繪多視像影像16的特定視像14僅是為了簡化說明，並且意圖表示從對應於特定視像14的視像方向18之中的相應一個視像方向18觀看多視像顯示器10。此外，在圖1A中，僅示出了三個視像14和三個視像方向18，這全都是作為示例而非限制。
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，顯示示例中具有與多視像顯示器的視像方向（例如，圖1A中的視像方向18）相對應的特定主要角度方向的光束20的角度分量｛θ, ϕ｝的示意圖。此外，根據本文的定義，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，本發明中術語「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可以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）。
在多視像顯示器中，「多視像像素」在本文中被定義為表示多視像顯示器的相似的複數個不同視像中的每一個視像的像素的一個集合或複數個視像像素。同樣地，多視像像素可以具有單獨的視像像素，其對應或表示由多視像顯示器所顯示的多視像影像的不同視像中的每一個視像中的像素。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相應的一個的預定觀看方向相關聯。進一步地，根據各個示例及實施例，由多視像像素的視像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。例如，第一多視像像素可以具有單獨視像像素，其對應位於多視像影像的每個不同視像中的{x1, y1}處的視像像素；而第二多視像像素可以具有單獨視像像素，其對應位於每個不同視像中的{x2, y2}處的視像像素，依此類推。
在一些實施例中，多視像像素中的視像像素的數量可以等於多視像顯示器的視像的數量。舉例而言，多視像像素可以提供八（8）個視像像素，其關聯於具有8個不同視像的一多視像顯示器。或者是，多視像像素可以提供六十四（64）個視像像素，其關聯於具有64個不同視像的多視像顯示器。在另一示例中，該多視像顯示器可提供八乘四的視像陣列（亦即，32個視像），且該多視像像素可包含32個視像像素（亦即，為每一個視像提供一個視像像素）。此外，根據一些實施例，多視像顯示器的多視像像素的數量可以基本上等於組成多視像顯示器的所選擇的視像的像素的數量。
在本文中，「導光體」被定義為使用全內反射在結構內引導光的結構。具體來說，導光體可以包含在導光體的工作波長處基本上透明的核心。在各個示例中，「導光體」一詞一般指的是介電質的光波導，其係利用全內反射在導光體的介電材料和圍繞導光體的物質或介質之間的界面引導光。根據定義，全內反射的條件是導光體的折射係數大於與導光體材料的表面鄰接的周圍介質的折射係數。在一些實施例中，導光體可以在利用上述的折射係數差異之外額外包含塗層，或者利用塗層取代前述的折射係數差異，藉此進一步促成全內反射。舉例來說，該塗層可以是反射塗層。導光體可以是數種導光體中的任何一種，包含但不限於平板或厚平板導光體和條狀導光體其中之一或之二。
此外，術語「平板（plate）」（如在「平板導光體」中一樣）應用於導光體時，定義為片段地（piece-wise）或微分地（differentially）平坦的層或片，有時也稱為「厚平板（slab）」導光體。具體來說，平板導光體被定義為導光體，導光體被配置以在由導光體的頂部表面和底部表面（亦即，相對的表面）界定的兩個基本正交的方向上引導光。此外，根據本文的定義，頂部表面和底部表面都互相分開，並且至少在微分的意義上可以基本互相平行。也就是說，在平板導光體的任何微分地小的部分內，頂部表面和底部表面大致上為平行或共平面的。
在一些實施例中，平板導光體可以是基本上平坦的（亦即，侷限為平面），並且因此平板導光體是平面的導光體。在其他實施例中，平板導光體可以在一個或兩個正交維度上彎曲。舉例而言，平板導光體可以在單個維度上彎曲以形成圓柱形的平板導光體。然而，任何曲率都具有足夠大的曲率半徑，以確保在平板導光體內保持全內反射以引導光。
本文中，「繞射光柵」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，複數個特徵可以以週期性或準週期性方式來排列，在成對特徵之間具有一個以上的光柵間隔。舉例而言，繞射光柵可以包含排列在一維（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。根據各個實施例和示例，繞射光柵可以是在相鄰繞射特徵之間具有光柵間隔或距離的次波長光柵，其小於要被繞射光柵繞射的光的波長。
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能導致「繞射地耦合」，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）重新導向或改變光的角度。具體來說，由於繞射，離開繞射光柵的光通常具有與入射在繞射光柵上的光（亦即，入射光）的傳播方向不同的傳播方向。藉由繞射產生之光的傳播方向上的變化於本文中被稱為「繞射地重新導向」。因此，繞射光柵可被理解為包含繞射特徵的結構，其將入射在繞射光柵上的光繞射地重新導向，以及，如果光是由導光體射出，繞射光柵也可將來自導光體的光繞射地耦合出。
此外，根據本文的定義，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。
如下文中進一步描述的，本文的繞射光柵可以具有光柵特性，包含特徵間隔或間距、方位、和尺寸（諸如繞射光柵的寬度或長度）之中的一個以上。此外，光柵特性可以取決於光束在繞射光柵上的入射角、從繞射光柵到光源的距離或兩者而選擇或選取。具體來說，根據一些實施例，可以依據光源的相對位置和繞射光柵的位置以選擇繞射光柵的光柵特性。通過適當改變繞射光柵的光柵特性，由繞射光柵繞射（例如，繞射地耦合出導光體）的光束（亦即，「方向性光束」）的強度和主要角度方向，對應於多視像影像的視像像素的強度和視像方向。
根據本文所述的各個示例，繞射光柵（例如，多視像像素的繞射光柵，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（或光束的集合）50。光束50是導光體40內的引導光束。在圖2中還示出了由於入射光束20的繞射而由繞射光柵30繞射地產生並且耦合出的光束（或光束的集合）60。耦合出的光束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，耦合出的光束60可以對應於繞射光柵30的繞射階數「m」。
根據各個實施例，各個光束的主要角度方向由光柵特性確定，包含但不限於繞射光柵的尺寸（例如，長度、寬度、或面積等等）、方位、和特徵間隔之中的一個以上。此外，由繞射光柵產生的光束具有由角度分量｛θ, ϕ｝給出的主要角度方向，根據本文的定義，並且如上文關於圖1B所述。
在本文中，「準直光」或「準直光束」通常定義為一束光，其中，數道光束在光束內（例如，導光體中的引導光束）基本上互相平行。此外，根據本文的定義，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，在本文中，「準直器」被定義為基本上被配置以準直光的任何光學裝置或元件。
本文中，「準直因子」定義為光被準直的程度。具體來說，根據本文的定義，準直因子定義準直光束中的光線的角展度。例如，準直因子σ可以指定一束準直光中的大部分光線在特定的角展度內（例如，相對於準直光束的中心或主要角度方向的+/- σ度）。根據一些示例，準直光束的光線在角度方面具有高斯分布（Gaussian distribution），並且角展度可以是由準直光束的峰值強度的一半所確定的角度。
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，該顏色或等同的波長不同於由該光學發射器的集合或群組中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）。
本文中，「斜向視差」被定義為當從斜向方向觀看多視像顯示器時，多視像顯示器的特性可提供最大運動視差。具體來說，當視像相對於多視像顯示器沿著斜向方向排列時，多視像顯示器的視像排列可提供斜向視差。本文中，多視像顯示器或等效的多視像顯示器顯示的多視像影像的「視差軸」是垂直於視像方向的斜向軸，當在多視像顯示器上觀看多視像影像時，該斜向軸提供最大或基本上最大的運動視差。在一些實施例中，如本文所定義，多視像影像的不同視像可以沿著視差軸或在與視差軸對應的方向上排列以提供斜向視差。
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，「一繞射光柵」是指一個以上繞射光柵，因此，「該繞射光柵」在本文中是指「該（些）繞射光柵」。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。
根據本文所述的原理的一些實施例，本發明提供一種多視像顯示器，其被配置為提供靜態多視像影像，並且更具體來說，提供具有或呈現斜向視差的靜態多視像影像（亦即，靜態多視像顯示器）。圖3A係根據與在此所描述的原理一致的一實施例，顯示示例中的靜態多視像顯示器100的平面圖。圖3B係根據與在此所描述的原理一致的一實施例，顯示示例中的靜態多視像顯示器100的一部分的剖面圖。具體來說，圖3B可以顯示穿過圖3A的靜態多視像顯示器100的一部分的剖面圖，該剖面在xz平面中。圖3C係根據與在此所描述的原理一致的一實施例，顯示示例中的靜態多視像顯示器100的立體圖。根據各個實施例，所顯示的靜態多視像顯示器100被配置為提供靜態多視像影像。此外，根據各個實施例，靜態多視像影像包含被配置以提供斜向視差的視像排列。
圖3A至3C所示的靜態多視像顯示器100被配置以提供複數條方向性光束102，複數條方向性光束102之中的每一條方向性光束皆具有強度和主要角度方向。同時，複數條方向性光束102表示多視像影像的視像集合的各個視像像素，所述多視像影像由靜態多視像顯示器100被配置以提供或顯示。在一些實施例中，視像像素可組織成多視像像素以表示多視像影像的各個不同視像。此外，視像的集合沿著靜態多視像顯示器的斜線105排列或與靜態多視像顯示器中的斜線105一致，以提供斜向視差。在圖3A和圖3C中，斜線105被顯示為與靜態多視像顯示器100的一側面（例如，側面114）成一角度的虛線。
在一些實施例中，例如，當從基本垂直於斜線105的方向觀看靜態多視像顯示器100時，靜態多視像顯示器100的使用者可以感知到靜態多視像影像的最大運動視差。如此，斜線105對應於或表示靜態多視像顯示器100的視差軸。
如圖所示，靜態多視像顯示器100包含導光體110。舉例而言，導光體可以是平板導光體（如圖所示）。導光體110被配置以沿著導光體110的長度引導光作為引導光，或具體來說，作為引導光束112。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引導光束112的全內反射。
在一些實施例中，導光體110可以是厚平板或平板光波導，其包含延伸的、基本上平坦的光學透明介電材料片。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引導光束112。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，頂部表面和底部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110被配置以根據在導光體110的第一表面110’（例如，「前」表面）和第二表面110”（例如，「後」表面或「底部」表面）之間的非零值傳播角度的全內反射以引導引導光束112。具體來說，引導光束112藉由在導光體110的第一表面110’和第二表面110”之間以非零值傳播角度反射或「跳動」而傳播。應注意的是，為了簡化說明，非零值傳播角度並未於圖3B中明確顯示。然而，圖3B確實顯示了指向圖面的箭頭，其表示引導光束112沿著導光體長度的總體傳播方向103。
如本文所定義，「非零值傳播角度」是相對於導光體110的表面（例如，第一表面110’或第二表面110”）的角度。此外，根據各個實施例，非零值傳播角度均大於零且小於導光體110內的全內反射的臨界角度。例如，引導光束112的非零值傳播角度可以在大約十（10）度和大約五十（50）度之間，或者在一些示例中，在大約二十（20）度和大約四十（40）度之間，或者約二十五（25）度和約三十五（35）度之間。舉例而言，非零值傳播角度可以是大約三十（30）度。在其他示例中，非零值傳播角度可以是大約20度、或者大約25度、或者大約35度。此外，對於特定的實施，可以選擇（例如任意）特定的非零值傳播角度，只要特定的非零值傳播角度被選擇為小於導光體110內的全內反射的臨界角即可。
如圖3A和圖3C所示，靜態多視像顯示器100進一步包括光源120。光源120位於導光體110的角落116處，如圖3A和3C所示。根據各個實施例（圖中未顯示），光源120可以位於導光體110的邊緣或側面114附近或沿著導光體110的邊緣或側面114。光源120被配置為在導光體110內提供光，以作為複數條引導光束112。此外，光源120提供光，使得複數條引導光束的各個引導光束112具有彼此不同的徑向方向118。舉例而言，位於導光體的角落116處的光源120可以被配置以提供從導光體110的角落116輻射的具有不同徑向方向的引導光束。
具體來說，由圖3A和圖3C中的光源120發射的光被配置為進入導光體110，並且傳播為以徑向圖案遠離角落116的複數條引導光束112，並在或沿著導光體110的範圍分佈。此外，由於遠離角落116傳播的徑向圖案，複數條引導光束之中的各個引導光束112具有彼此不同的徑向方向。例如，光源120可以在角落處對接耦合至導光體110的邊緣表面。例如，對接耦合的光源120可以以扇形圖案促進光引入，以提供各個引導光束112的不同的徑向方向。根據一些實施例，光源120可以是或至少接近角落116處的「點」光源，使得引導的光束112沿著不同的徑向方向118傳播（亦即，作為複數條引導光束112）。
在一些實施例中，靜態多視像顯示器100的視差軸（例如，如斜線105所示）垂直於複數條引導光束112中的引導光束112的徑向方向118以提供斜向視差。具體來說，在一些實施例中，視差軸可以垂直於複數條引導光束中的中央引導光束112的徑向方向。隨後，視像可以沿著對應於靜態多視像顯示器100的視差軸的斜向方向排列。例如，靜態多視像影像可以包含沿著與斜線105相對應的視差軸分佈的不同視像的一維陣列，以提供斜向視差。在另一示例中，靜態多視像影像可以包含不同視像的二維陣列，該二維陣列的行沿著對應於斜線105的視差軸分佈以提供斜向視差。
在各個實施例中，光源120可以包含大致任何種類的光源（例如，光學發射器），該些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120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（RGB）顏色模型）。在其他示例中，光源120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120可提供白光。在一些實施例中，光源120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顏色中的每一個顏色相對應的引導光的不同的、顏色特定的、非零值傳播角度的光。
在一些實施例中，藉由將來自光源120的光耦合到導光體110中而產生的引導光束112可以未被準直或至少基本未被準直。在其他實施例中，引導光束112可以是準直的（亦即，引導光束112可以是準直的光束）。如此，在一些實施例中，靜態多視像顯示器100可包含在光源120與導光體110之間的準直器（圖中未顯示）。或者，光源120可以進一步包含準直器。準直器被配置以提供準直的導光體110內的引導光束112。具體來說，準直器被配置以接收來自光源120的一個以上的光學發射器的基本尚未經準直的光，並且將基本未經準直的光轉換為準直的光。在一些示例中，準直器可以被配置以在基本上垂直於引導光束112的傳播方向的平面（例如，「垂直」平面）中提供準直。也就是說，舉例而言，準直可以提供在垂直於導光體110的表面的平面中具有相對窄的角展度的準直引導光束112（例如，第一表面110’或第二表面110”）。根據各個實施例，準直器可以包含多種準直器中的任何一種，包括但不限於透鏡、反射器或反射鏡（例如，傾斜準直反射器）、或繞射光柵（例如基於繞射光柵的鏡桶準直器），其被配置成準直例如來自光源120的光。
此外，在一些實施例中，準直器可提供準直光，其具有非零值傳播角度與依據預定準直因子被準直其中之一或之二。而且，當採用不同顏色的光學發射器時，準直器可被配置以提供具有不同的、顏色特定的非零值傳播角度以及不同顏色特定的準直因子其中之一或之二的準直光。在一些實施例中，準直器被配置為將準直光傳送到導光體110，以將其傳播為引導光束112。
在一些實施例中，使用準直或未準直的光可能影響可由靜態多視像顯示器100提供的多視像影像。舉例而言，如果引導光束112在導光體110內被準直，所發射的方向性光束102可以在至少兩個正交方向上具有相對窄或受限制的角展度。因此，靜態多視像顯示器100可以在具有兩個不同方向的陣列中提供具有複數個不同視像的多視像影像（例如，平行於斜線105以及垂直於斜線105）。然而，如果引導光束112基本上未準直，多視像影像可以提供視像視差（例如，沿著斜線105），但可能無法提供完整的不同視像的二維陣列。
圖3A至3C所示的靜態多視像顯示器100進一步包含複數個繞射光柵130，其被配置為發射複數條方向性光束102中的方向性光束102。如上所述並且根據各個實施例，由複數個繞射光柵130發射的方向性光束102可以表示多視像影像。具體來說，由複數個繞射光柵130發射的方向性光束102可以被配置以創造多視像影像以顯示資訊，例如具有3D內容的訊息。此外，如下文進一步描述的，當導光體110從側面114被光源120照射時，繞射光柵130可以發射方向性光束102。
根據各個實施例，複數個繞射光柵130中的繞射光柵130被配置為從複數條引導光束112中的引導光束112的一部分提供複數條方向性光束102中的方向性光束102。此外，繞射光柵130被配置以提供方向性光束102，方向性光束102具有與多視像影像的視像像素的強度和視像方向相對應的強度和主要角度方向。在一些實施例中，根據一些實施例，複數個繞射光柵130中的繞射光柵130通常不相交、重疊、或以其他方式互相接觸。也就是說，根據各個實施例，複數個繞射光柵130之中的每一個繞射光柵130通常皆與繞射光柵130之中的其他繞射光柵130不同並且分離。
如圖3B所示，方向性光束102可以，至少部分地，在與導光體110內的引導光束112的平均或總體傳播方向103不同的方向上傳播，並且在一些實施例中與總體傳播方向103正交的方向上傳播。例如，如圖3B所示，根據一些實施例，來自繞射光柵130的方向性光束102可以基本上限制在x-z平面。
根據各個實施例，複數個繞射光柵130之中的每一個繞射光柵130皆具有相關聯的光柵特性。每一個繞射光柵的相關聯的光柵特性取決於、界定於由光源120入射在繞射光柵上的引導光束112的徑向方向118。此外，在一些實施例中，繞射光柵130和光源120所位於導光體110的角落116之間的距離進一步確定或定義相關聯的光柵特性（亦即，光源位置）。例如，如圖3A所示，相關的特性可以取決於繞射光柵130a與角落116之間的距離以及入射在繞射光柵130a上的引導光束112的徑向方向118a。換句話說，複數個繞射光柵130中的繞射光柵130的相關的光柵特性取決於光源位置（亦即，角落116）和繞射光柵130在導光體110的表面上相對於光源位置的特定位置。
圖3A顯示了具有不同空間座標（x1, y1）和（x2, y2）的兩個不同的繞射光柵130a和130b，其進一步具有不同的光柵特性，以補償或解決入射在繞射光柵130上的來自光源120的複數條引導光束112的不同徑向方向118a和118b。類似地，兩個不同的繞射光柵130a和130b的不同光柵特性歸因於由不同的空間座標（x1, y1）和（x2, y2）確定的從導光體110的角落116到繞射光柵130a、繞射光柵130b的各個距離。
圖3C顯示可以由靜態多視像顯示器100提供的複數條方向性光束102的示例。具體來說，如圖所示，複數個繞射光柵的不同集合的繞射光柵130顯示為發射具有互相不同的主要角度方向的方向性光束102。根據各個實施例，不同的主要角度方向可對應於靜態多視像顯示器100的不同視像方向。舉例而言，繞射光柵130的第一集合可繞射地耦合出入射的引導光束112的一部分（如虛線所示）以提供具有對應於靜態多視像顯示器100的第一視像方向（或第一視像）的第一主要角度方向的方向性光束第一集合102’。類似地，如圖所示，具有分別對應於靜態多視像顯示器100的第二視像方向（或第二視像）和第三視像方向（或第三視像）的主要角度方向的方向性光束第二集合102”和方向性光束第三集合102”’可以藉由相應的繞射光柵130的第二集合和第三集合等等從入射的引導光束112的部分通過繞射地耦合來提供。
在圖3C中還顯示了可以由靜態多視像顯示器100提供的多視像影像16的第一視像14’、第二視像14” 、和第三視像14”’。所顯示的第一視像14’、第二視像14”、第三視像14”’表示物體的不同立體圖並且整體為所顯示的多視像影像16（例如，等同於圖1A中所示的多視像影像16）。此外，所顯示的第一視像14’、第二視像14”、第三視像14”’沿著斜線105或沿著靜態多視像顯示器100中的斜向方向排列。第一視像14’、第二視像14”、第三視像14”’可以表示靜態多視像顯示器100的視像的一維陣列，舉例而言，或者可以是從視像的二維陣列中所選擇的視像。
通常，繞射光柵130的光柵特性可以包含繞射光柵的繞射特徵間隔或間距、光柵方位、和光柵尺寸（或範圍）之中的一個以上。此外，在一些實施例中，繞射光柵耦合效率（例如，繞射光柵面積、凹槽深度、或脊部高度等等）可以取決於從角落116（或光源位置）到繞射光柵的距離。例如，繞射光柵耦合效率可以被配置為依距離的改變而增加，部分地用於校正或補償與徑向擴展和其他損耗因子相關聯的引導光束112的強度總體降低。因此，根據一些實施例，由繞射光柵130提供並且對應於相應視像像素的強度的方向性光束102的強度可以部分地由繞射光柵130的繞射地耦合效率來確定。
再次參考圖3B，如圖所示，複數個繞射光柵130可位於作為導光體110的光束發射表面的導光體110的第一表面110’處或附近。舉例而言，繞射光柵130可以是透射模式繞射光柵，其被配置為通過第一表面110’將引導光的一部分繞射地耦合為方向性光束102。或者，複數個繞射光柵130可位於與導光體110的光束發射表面（亦即，第一表面110’）相對的第二表面110”處或附近。具體來說，繞射光柵130可以是反射模式繞射光柵。作為反射模式繞射光柵，繞射光柵130被配置以繞射引導光的一部分並且反射引導光的一部分，使其朝向第一表面110’以通過第一表面110’離開而作為繞射地散射出或繞射地耦合出的方向性光束102。在其他實施例（圖中未顯示）中，繞射光柵130可以位於導光體110的表面之間，例如作為透射模式繞射光柵和反射模式繞射光柵中的其中之一或之二。
在本文所描述的一些實施例中，方向性光束102的主要角度方向可以包含由於方向性光束102在導光體表面處離開導光體110而產生的折射效應。作為示例而非限制的，例如，當繞射光柵130位於第二表面110”處或與第二表面110”相鄰時，因為方向性光束102穿過第一表面110’時折射係數改變，方向性光束102會折射（亦即，彎曲）。
在一些實施例中，以此提供引導光束可以減輕，在某些情況下甚至可以消除，靜態多視像顯示器100中的引導光的各個偽反射源，尤其是當那些偽反射源可能會發射出非預期的方向性光束，並且隨後，以靜態多視像顯示器100產生非預期影像。各種可能的偽反射源的示例包含，但不限於，導光體110的側壁，其可能產生引導光的二次反射。可以藉由許多方法中的任何一種來減輕來自靜態多視像顯示器100內各種偽反射源的反射，這些方法包含但不限於吸收並控制偽反射的重新導向。
圖4係根據與在此所描述的原理一致的一實施例，顯示示例中的包含偽反射舒緩的靜態多視像顯示器100的平面圖。具體來說，圖4所顯示的靜態多視像顯示器100包含：導光體110、位於導光體110的角落116處的光源120，和複數個繞射光柵130。並且進一步顯示了複數條引導光束112，其中複數條引導光束112之中的至少一個引導光束112入射在導光體110的側壁114a、114b上。側壁114a、114b對引導光束112的可能的偽反射由表示反射引導光束112’的虛線箭頭顯示。
在圖4中，靜態多視像顯示器100進一步包含在導光體110的側壁114a、114b處的吸收層119。吸收層119被配置以吸收來自引導光束112的入射光。吸收層可以包含基本上任何的光能吸收器，例如，包含但不限於，塗在側壁114a、114b上的黑色塗料。如圖4所示，作為示例而非限制，吸收層119被施加到側壁114b，而側壁114a沒有吸收層119。吸收層119攔截並吸收入射的引導光束112，有效地防止或減緩了從側壁114b產生可能的偽反射。另一方面，以作為示例而非限制的方式顯示，入射到側壁114a上的引導光束112會反射，而導致產生反射引導光束112’。
在其他實施例（圖中未顯示）中，可以使用反射角以控制偽反射舒緩。具體來說，一個以上的側壁可以成角度或傾斜以優先將反射光束引導遠離靜態多視像顯示器100的一部分或區域，其包含複數個繞射光柵。因此，反射引導光束不會繞射地散射出而成為非預期方向的方向性光束。
根據各個實施例，如上文關於圖3A至圖3C所描述的，使用繞射（例如，通過繞射地散射或繞射地耦合）以發射靜態多視像顯示器100的方向性光束102。在一些實施例中，複數個繞射光柵130可以被組織為多視像像素，每一個多視像像素包含繞射光柵130的集合，其包含來自複數個繞射光柵130中的一個以上繞射光柵130。此外，如上所述，該（些）繞射光柵130具有繞射特性，該繞射特性取決於導光體110上的徑向位置，並且取決於該（些）繞射光柵130所發射的方向性光束102的強度和方向。
圖5A係根據與在此所描述的原理一致的一實施例，顯示示例中的多視像顯示器的繞射光柵130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，顯示示例中的組成多視像像素140的繞射光柵130的集合的平面圖。如圖5A和圖5B所示，每一個繞射光柵130包含根據繞射特徵間隔（有時也稱為「光柵間隔｣）或光柵間距而互相隔開的複數個繞射特徵。繞射特徵間隔或光柵間距被配置以提供來自導光體內的引導光的一部分的繞射地耦合輸出或散射。在圖5A至圖5B中，繞射光柵130位於多視像顯示器的導光體110的表面上（例如，圖3A至圖3C所示的靜態多視像顯示器100）。
根據各個實施例，繞射光柵130中的繞射特徵的間隔或光柵間距可為子波長 （亦即，小於引導光束112的波長）。應注意的是，為了簡化說明，圖5A和圖5B顯示了具有單一或均勻光柵間隔（亦即，恆定的光柵間距）的繞射光柵130。在各個實施例中，如下文所述，繞射光柵130可以包含複數個不同的光柵間隔（例如，兩個以上光柵間隔）或可變的繞射特徵間隔或光柵間距，以提供方向性光束102，例如，在圖3A至圖6B中不同地顯示。因此，圖5A和圖5B並不意味著單一光柵間距是繞射光柵130的唯一實施例。
根據一些實施例，繞射光柵130的繞射特徵可以包含互相隔開的凹槽和凸脊其中之一或之二。凹槽或凸脊可以包含導光體110的材料，例如，可以形成在導光體110的表面中。在另一個示例中，凹槽或凸脊可以由除了導光材料以外的材料形成，例如在導光體110的表面上的另一種材料的膜或層。
如之前所討論的和圖5A中所示，繞射特徵的配置包括繞射光柵130的光柵特性。舉例而言，繞射光柵的光柵深度可以被配置以確定由繞射光柵130提供的方向性光束102的強度。替代地或附加地，如先前所討論並且在圖5A至圖5B中所示，光柵特性包含繞射光柵130的光柵間距和光柵方位（例如，圖5A所示的光柵方位γ）其中之一或之二。這些光柵特性與引導光束的入射角一起決定由繞射光柵130提供的方向性光束102的主要角度方向。
在一些實施例（圖中未顯示）中，繞射光柵130被配置以提供包含以可變或啁啾（chirped）繞射光柵作為光柵特性的方向性光束。根據定義，「啁啾式」繞射光柵是一種繞射光柵，其表現或具有在啁啾式繞射光柵的範圍或長度上變化的繞射特徵的繞射間隔（亦即，光柵間距）。在一些實施例中，啁啾式繞射光柵可以具有或表現出隨距離線性變化的繞射特徵間隔的啁啾。因此，根據定義，啁啾式繞射光柵為「線性啁啾式」繞射光柵。在其他實施例中，多視像像素的啁啾式繞射光柵可表現出繞射特徵間隔的非線性啁啾。可以使用各種非線性啁啾，包含但不限於指數啁啾、對數啁啾、或基本上不均勻或隨機但仍然單調的方式變化的啁啾。本發明的非單調式的啁啾可以使用諸如正弦啁啾、三角啁啾或鋸齒啁啾，但其並不受限於此。本發明中亦可以使用上述任何這些種類之啁啾的組合。
在其它實施例中，被配置以提供方向性光束102的繞射光柵130是或包含複數個繞射光柵（例如，子光柵）。舉例而言，繞射光柵130的複數個繞射光柵可以包含被配置以提供方向性光束102的紅色部分的第一繞射光柵。此外，繞射光柵130的複數個繞射光柵可以包含被配置以提供方向性光束102的綠色部分的第二繞射光柵。此外，繞射光柵130的複數個繞射光柵可以包含被配置以提供方向性光束102的藍色部分的第三繞射光柵。在一些實施例中，複數個繞射光柵的各個繞射光柵可以互相疊加。在其它實施例中，繞射光柵可以是互相相鄰排列的分開的繞射光柵，例如，排列為陣列。
更一般地，靜態多視像顯示器100可以包含多視像像素140的一個以上實例，每一個多視像像素140皆包含來自複數個繞射光柵130的繞射光柵130的集合。如圖5B所示，組成多視像像素140的集合中的繞射光柵130可以具有不同的光柵特性。例如，多視像像素的繞射光柵130可以具有不同的光柵方位。具體來說，多視像像素140的繞射光柵130可以具有由多視像影像的相應視像集合確定或指示的不同光柵特性。例如，多視像像素140可以包含八（8）個繞射光柵130的集合，其依次對應於靜態多視像顯示器100的8個不同視像。而且，靜態多視像顯示器100可以包含複數個多視像像素140。例如，可能為具有繞射光柵130的集合的複數個多視像像素140，每一個多視像像素140皆對應於8個不同視像之中的每一個視像中的2048 x 1024像素中的不同的一個像素。
在一些實施例中，靜態多視像顯示器100可以是透明的或基本上透明的。具體來說，在一些實施例中，導光體110和間隔開的複數個繞射光柵130可允許光在與第一表面110’和第二表面110”兩者正交的方向上穿過導光體110。因此，導光體110以及更一般地靜態多視像顯示器100可以對在與複數條引導光束中的引導光束112的總體傳播方向103正交的方向上傳播的光是透明的。此外，可以至少部分地藉由繞射光柵130的基本透明度以加強透明度。
根據本文所描述的原理的一些實施例，提供了一種多視像顯示器。多視像顯示器被配置以發射由多視像顯示器提供的複數條方向性光束。此外，所發射的方向性光束可以基於包含在多視像顯示器中的一個以上的多視像像素中的複數個繞射光柵的光柵特性，以較佳方式被引導向多視像顯示器的複數個視像區域。而且，繞射光柵可以在方向性光束中產生不同的主要角度方向，其對應於多視像顯示器的多視像影像的視像集合中的不同視像的不同視像方向。在一些示例中，多視像顯示器被配置為提供或「顯示」 3D影像或多視像影像。根據各個示例，方向性光束之中不同的一條方向性光束可以對應於與多視像影像相關的不同「視像」的各個視像像素。例如，在藉由多視像顯示器顯示的多視像影像中，複數不同視像可提供表示為「裸眼（glasses free）」（例如，裸視立體（autostereoscopic））的資訊。
圖6係根據與在此所描述的原理一致的一實施例，顯示示例中的靜態多視像顯示器200的方塊圖。根據各個實施例，靜態多視像顯示器200被配置為根據沿不同視像方向的不同視像來顯示多視像影像。具體來說，由靜態多視像顯示器200發射的複數條方向性光束202用於顯示多視像影像，並且可以對應於不同視像的像素（亦即，視像像素）。方向性光束202顯示為從圖6中的一個以上多視像像素210發出的箭頭。在圖6中還顯示了可以由靜態多視像顯示器200提供的多視像影像16的第一視像14’、第二視像14” 、和第三視像14”’。
應注意者，與多視像像素210其中一個相關聯的方向性光束202是靜態的（亦即，不被主動調變）。相反地，多視像像素210在被照射時提供方向性光束202，或者在未被照射時不提供方向性光束202。此外，根據各個實施例，所提供的方向性光束202的強度以及那些方向性光束202的方向定義了由靜態多視像顯示器200顯示的多視像影像16的像素。此外，根據各個實施例，在多視像影像16內顯示的視像14’、14”、14”’是靜態的。
圖6所示的靜態多視像顯示器200包含多視像像素210的陣列。多視像像素210的陣列被配置為提供靜態多視像顯示器200的靜態多視像影像或由靜態多視像顯示器200顯示的靜態多視像影像的複數個不同視像。此外，靜態多視像顯示器200的靜態多視像影像具有被配置為提供斜向視差的複數個不同視像的視像排列。根據各個實施例，多視像像素210的陣列包含複數個繞射光柵212，其被配置以繞射地耦合出或發射複數條方向性光束202。複數條方向性光束202可以具有主要角度方向，其對應於靜態多視像顯示器200的視像的集合中的不同視像的不同視像方向。此外，繞射光柵212的光柵特性可以基於入射到繞射光柵212的入射光束的徑向方向、到提供入射光束的光源的距離、或兩者來改變或選擇。在一些實施例中，繞射光柵212和多視像像素210可以分別基本上類似於上述靜態多視像顯示器100的繞射光柵130和多視像像素140。
如圖6所示，靜態多視像顯示器200進一步包含導光體220，其被配置以引導光。在一些實施例中，導光體220可以基本上類似於上文關於靜態多視像顯示器100所述的導光體110。根據各個實施例，多視像像素210，或者更詳細地說，各個多視像像素210的繞射光柵212被配置以將引導光的一部分（或者等效的如圖所示的「引導光束204」）散射出或耦合出導光體220以作為複數條方向性光束202（亦即，引導光可以是上面討論的入射光束）。具體來說，多視像像素210光學地連接到導光體220，以藉由繞射地散射或繞射地耦合以散射出或耦合出引導光的一部分（亦即，引導光束204）。
在各個實施例中，繞射光柵212的光柵特性基於或取決於在繞射光柵212處入射的引導光束204的徑向方向、與提供引導光束204的光源距離、或上述二者。以此方式，來自多視像像素中的不同繞射光柵212的方向性光束202可對應於由靜態多視像顯示器200提供的多視像影像的視像的像素。
圖6所示的靜態多視像顯示器200進一步包含光源230。光源230被配置為向導光體220提供光，以作為具有不同的徑向方向的複數條引導光束204。此外，複數條引導光束204中的引導光束204具有不同的徑向方向，其源自導光體220的角落並從導光體220的角落輻射。
具體來說，根據各個實施例，所提供的光（例如，由圖6中的光源230發出的箭頭所示）被導光體110引導，以作為在導光體220內具有互相不同的徑向方向的複數條引導光束204。舉例而言，在一些實施例中，引導光束204被提供為具有非零值傳播角度，並且在一些實施例中，具有準直因子以在導光體220內提供引導光束204的預定角展度。根據一些實施例，光源230可以基本上類似於上文所述的靜態多視像顯示器100的光源120其中一個。舉例而言，光源230可以位於導光體220的角落上。此外，光源230對接耦合到導光體220的邊緣（例如，位在角落處）。根據各個實施例，光源230可以在遠離角落的方向以扇形或放射狀的方式發光，以提供具有不同徑向方向的複數條引導光束204。
在一些實施例中，靜態多視像影像的視像的排列可以包含複數個不同視像中的不同視像的一維（1D）陣列。在一些實施例中，不同視像的1D陣列可以沿著對應於靜態多視像顯示器200的視差軸的斜向方向排列，其垂直於複數條引導光束204中的引導光束204的徑向方向，以提供斜向視差。在一些實施例中，靜態多視像影像的視像的排列可以包含不同視像的二維（2D）陣列。在一些實施例中，不同視像的2D陣列中的一行視像可以沿著與靜態多視像顯示器200的視差軸相對應的斜向方向排列，其垂直於複數條引導光束204中的引導光束204的徑向方向，以提供斜向視差。
根據本發明所述原理的其他實施例，本發明提供了一種靜態多視像顯示器的操作方法。圖7係根據與在此所描述的原理一致的一實施例，顯示示例中的靜態多視像顯示器的操作方法300的流程圖。根據各個實施例，靜態多視像顯示器的操作方法300可以用於顯示靜態多視像影像。
如圖7所示，靜態多視像顯示器的操作方法300包含沿著導光體引導光的步驟310以作為複數條引導光束，其具有不同的徑向方向並且從導光體的角落輻射。具體來說，根據定義，複數條引導光束中的引導光束具有與複數條引導光束中的另一個引導光束不同的徑向傳播方向。此外，根據定義，複數條引導光束中的每一個引導光束皆具有共同原點。在一些實施例中，原點可以是虛擬原點（例如，超出引導光束的實際原點的點）。例如，原點可以在導光體之外，因此是虛擬的原點。此外，根據各個實施例，共同原點以及因此提供引導光束的光源位於導光體的角落。在一些實施例中，如上文參照靜態多視像顯示器100所述的，引導光的步驟310中的導光體以及在其中引導的引導光束可以分別基本上類似於導光體110和引導光束112。另外，提供引導光束的光源可以基本上類似於上文所述的靜態多視像顯示器100的光源120。
圖7所示的靜態多視像顯示器的操作方法300進一步包含發射複數個表示靜態多視像影像的方向性光束的步驟320，該靜態多視像影像具有被配置成使用複數個繞射光柵提供斜向視差的視像排列。根據各個實施例，複數個繞射光柵中的繞射光柵從複數條引導光束將光繞射地耦合或散射出以作為複數條方向性光束中的方向性光束。此外，耦合出或散射出的方向性光束具有多視像影像的相應視像像素的強度和主要角度方向。具體來說，由發射光的步驟320產生的複數條方向性光束可以具有與多視像影像的視像集合中的不同視像像素相對應的主要角度方向。此外，複數條方向性光束之中的方向性光束的強度可以對應於多視像影像的各個視像像素的強度。在一些實施例中，每一個繞射光柵在單一主要角度方向上產生單一方向性光束，並且該單一方向性光束具有對應於在多視像影像的一個視像之中特定視像像素的單一強度。在一些實施例中，該繞射光柵包含複數個繞射光柵（例如，子光柵）。此外，在一些實施例中，可以將繞射光柵集合排列為靜態多視像顯示器的多視像像素。
在各個實施例中，步驟320所發射的方向性光束的強度和主要角度方向由繞射光柵的光柵特性控制，其基於（亦即，取決於）繞射光柵相對於導光體的角落或等效於該些引導光束的共同原點的位置。具體來說，複數個繞射光柵的光柵特性可以基於或等效地取決於在繞射光柵處的入射的引導光束的徑向方向、從繞射光柵到提供引導光束的導光體角落處的光源的距離、或上述兩者而變化。
根據一些實施例，複數個繞射光柵可以基本類似於靜態多視像顯示器100的複數個繞射光柵130，如上所述。此外，在一些實施例中，步驟320所發射的複數條方向性光束可以基本上類似於在上文也描述過的複數條方向性光束102。例如，控制主要角度方向的光柵特性可以包含繞射光柵的光柵間距和光柵方位其中之一或之二。此外，由繞射光柵提供的並且對應於相應的視像像素的強度的方向性光束的強度可以由繞射光柵的繞射地耦合效率以確定。亦即，在一些示例中，控制強度的光柵特性可以包含繞射光柵的光柵深度、光柵尺寸等等。
如圖所示，靜態多視像顯示器的操作方法300進一步包含使用光源提供光的步驟330，該光被引導為複數條引導光束。具體來說，藉由使用光源，光被提供給導光體，以作為具有複數個的不同徑向傳播方向的引導光束。根據各個實施例，在提供光的步驟330中使用的光源位於導光體的角落，光源位置是複數條引導光束的共同原點。在一些實施例中，如上所述，光源可以基本類似於靜態多視像顯示器100的光源120。具體來說，光源可以在角落處與導光體的邊緣或側面對接耦合。此外，在一些實施例中，光源可以接近表示共同原點的點。
在一些實施例中，步驟330所提供的光基本未被準直。在其他實施例中，步驟330所提供的光可以是準直的（例如，光源可以包含準直器）。在各個實施例中，步驟330所提供的光可以在導光體的表面之間的導光體內以非零值傳播角度引導並且具有不同的徑向方向。當在導光體內準直時，步驟330所提供的光可以根據準直因子被準直，以建立導光體內的引導光的預定角展度。在一些實施例中，靜態多視像影像的視像排列的視差軸可以垂直於複數條引導光束中的引導光束的徑向方向。在一些實施例中，靜態多視像影像包含沿著對應於所提供的斜向視差的視差軸的斜向方向排列的不同視像的一維陣列（1D）。在其他實施例中，靜態多視像影像包含不同視像的二維（2D）陣列，其可以具有沿著斜向方向排列的行。
因此，本發明已描述了靜態多視像顯示器和靜態多視像顯示器的操作方法的示例和實施例，其具有被配置以提供表示具有斜向視差的靜態多視像影像的複數條方向性光束的繞射光柵。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4月15日提交的第 PCT/US2019/027563號國際專利申請的優先權，其內容通過引用併入本文。
10:多視像顯示器 12:螢幕 14:視像 14’:視像、第一視像 14”:視像、第二視像 14”’:視像、第三視像 16:多視像影像 18:視像方向 20,50,60:光束 30,130,130a,130b,212:繞射光柵 40,110,220:導光體 100,200:靜態多視像顯示器 102,202:方向性光束 102’:第一集合 102”:第二集合 102”’:第三集合 103:總體傳播方向 105:斜線 110’:第一表面 110”:第二表面 112,112’,204:引導光束 114:側面（/邊緣） 114a,114b:側壁 116:角落 118,118a,118b:徑向方向 119:吸收層 120,230:光源 140,210:多視像像素 300:靜態多視像顯示器的操作方法 310:引導光的步驟 320、330:步驟 O:原點 γ:光柵方位 θ:角度分量、仰角 θi:入射角 θm:繞射角 σ:準直因子 ϕ:角度分量、方位角
根據在本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，顯示示例中的靜態多視像顯示器的平面圖。
圖3B係根據與在此所描述的原理一致的一實施例，顯示示例中的靜態多視像顯示器的一部分的剖面圖。
圖3C係根據與在此所描述的原理一致的一實施例，顯示示例中的靜態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，顯示示例中的包含偽反射舒緩(spurious reflection mitigation)的靜態多視像顯示器的平面圖。
圖5A係根據與在此所描述的原理一致的一實施例，顯示示例中的多視像顯示器的繞射光柵的平面圖。
圖5B係根據與在此所描述的原理一致的另一實施例，顯示示例中的組成多視像像素的繞射光柵集合的平面圖。
圖6係根據與在此所描述的原理一致的一實施例，顯示示例中的靜態多視像顯示器的方塊圖。
圖7係根據與在此所描述的原理一致的一實施例，顯示示例中的靜態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:靜態多視像顯示器
105:斜線
110:導光體
112:引導光束
114:側面(/邊緣)
116:角落
118,118a,118b:徑向方向
120:光源
130,130a,130b:繞射光柵

Claims (17)

  1. 一種靜態多視像顯示器，包括：一導光體，被配置以引導光束；一光源，位在該導光體上的一角落，該光源被配置以在該導光體內提供複數條引導光束，該複數條引導光束具有互相不同的徑向方向；以及複數個繞射光柵，被配置以發射表示一靜態多視像影像的方向性光束，該靜態多視像影像具有被配置為提供斜向視差的一視像排列，每一個繞射光柵被配置以從該複數條引導光束中的引導光束的一部分提供一方向性光束，該方向性光束具有與該靜態多視像影像的一視像像素的一強度和一視像方向相對應的一強度和一主要角度方向，其中，該靜態多視像顯示器的一視差軸垂直於該複數條引導光束中的一引導光束的一徑向方向，以提供該斜向視差，使得當從基本垂直於該靜態多視像顯示器的該視差軸的方向觀看該靜態多視像顯示器時，觀看者可以感知到該靜態多視像影像的最大運動視差。
  2. 如請求項1之靜態多視像顯示器，其中，該繞射光柵的一光柵特性被配置以確定該強度和該主要角度方向，該光柵特性取決於該繞射光柵相對於該光源所位於該導光體的該角落的一位置。
  3. 如請求項2之靜態多視像顯示器，其中，該光柵特性包括該繞射光柵的一光柵間距和該繞射光柵的一光柵方位的其中之一或之二，該光柵特性被配置為確定由該繞射光柵提供的該方向性光束的該主要角度方向。
  4. 如請求項2之靜態多視像顯示器，其中，該光柵特性包括一光柵深度，該光柵深度被配置以確定由該繞射光柵提供的該方向性光束的該強度。
  5. 如請求項1之靜態多視像顯示器，其中，該複數個繞射光柵位於與該導光體的一光束發射表面相對的該導光體的一表面上。
  6. 如請求項1之靜態多視像顯示器，進一步包括位在該光源與該導光體之間的一準直器，該準直器被配置以準直由該光源發射的光，該複數條引導光束包括準直光束。
  7. 如請求項1之靜態多視像顯示器，進一步包括位在與該角落相鄰並從該角落延伸的該導光體的一側壁上的一吸收層。
  8. 如請求項1之靜態多視像顯示器，其中，該導光體對於在與該導光體內的該複數條引導光束中的一引導光束之傳播方向正交的方向上傳播的光為透明的。
  9. 如請求項1之靜態多視像顯示器，其中，該靜態多視像影像的該視像排列包括該靜態多視像影像的不同視像的一二維陣列，該二維陣列的一行係沿著與該靜態多視像顯示器的一視差軸相對應的一斜向方向排列。
  10. 一種靜態多視像顯示器，包括：一導光體；一光源，被配置以提供具有源自於該導光體的一角落的不同徑向方向並且從該導光體的該角落輻射的複數條引導光束；以及一多視像像素陣列，被配置為提供一靜態多視像影像的複數個不同視像，該靜態多視像影像具有被配置為提供斜向視差的視像排列，一多視像像素包括複數個繞射光柵，該複數個繞射光柵被配置以從該複數條引導光束將光繞射地散射出，以提供表示該多視像像素的視像像素的方向性光束，其中，該多視像像素的一繞射光柵的一光柵特性取決於該繞射光柵和該光源的相對位置，以及其中，該靜態多視像顯示器的一視差軸垂直於該複數條引導光束中的一引導光束的一徑向方向，以提供該斜向視差，使得當從基本垂直於該靜態多視像顯示器的該視差軸的方向觀看該靜態多視像顯示器時，觀看者可以感知到該靜態多視像影像的最大運動視差。
  11. 如請求項10之靜態多視像顯示器，其中，該光柵特性包括該繞射光柵的一光柵間距和一光柵方位的其中之一或之二。
  12. 如請求項10之靜態多視像顯示器，其中，由該繞射光柵提供並且對應於一相應視像像素的強度的該方向性光束的強度由該繞射光柵的一繞射耦合效率確定。
  13. 如請求項10之靜態多視像顯示器，其中，該導光體在與該導光體內的該複數條引導光束中的一引導光束之傳播方向正交的方向上為透明的。
  14. 一種靜態多視像顯示器的操作方法，包括：在一導光體中引導複數條引導光束，該複數條引導光束具有不同徑向方向並且從該導光體的一角落輻射；以及發射表示一靜態多視像影像的方向性光束，該靜態多視像影像具有一視像排列，該視像排列被配置為使用複數個繞射光柵來提供斜向視差，該複數個繞射光柵中的一繞射光柵將光從該複數條引導光束繞射地散射出，以作為具有該靜態多視像影像的相對應的一視像像素的一強度和一主要角度方向的該複數條方向性光束中的一方向性光束，其中，所發射的該方向性光束的該強度和該主要角度方向由該繞射光柵的一光柵特性控制，該光柵特性取決於該繞射光柵相對於該角落的位置，以及其中，該靜態多視像顯示器的一視差軸垂直於該複數條引導光束中的一引導光束的一徑向方向，以提供該斜向視差，使得當從基本垂直於該靜態多視像顯示器的該視差軸的方向觀看該靜態多視像顯示器時，觀看者可以感知到該靜態多視像影像的最大運動視差。
  15. 如請求項14之靜態多視像顯示器的操作方法，其中，控制該主要角度方向的該光柵特性包括該繞射光柵的一光柵間距和一光柵方位的其中之一或之二。
  16. 如請求項14之靜態多視像顯示器的操作方法，其中，控制該強度的該光柵特性包括該繞射光柵的一光柵深度。
  17. 如請求項14之靜態多視像顯示器的操作方法，其中，該靜態多視像影像包括不同視像的一維陣列，其沿著對應於所提供的該斜向視差的一視差軸的一斜向方向排列。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115308922A (zh) * 2022-10-11 2022-11-08 深圳臻像科技有限公司 一种静态三维光场显示装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050053274A1 (en) * 2003-04-21 2005-03-10 Yaron Mayer System and method for 3D photography and/or analysis of 3D images and/or display of 3D images
TW201825986A (zh) * 2017-01-06 2018-07-16 美商雷亞有限公司 靜態多視角顯示器及其操作方法
TW201837502A (zh) * 2017-04-04 2018-10-16 美商雷亞有限公司 採用傾斜繞射格柵的單側背光板、多視角顯示器及方法

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09289655A (ja) * 1996-04-22 1997-11-04 Fujitsu Ltd 立体画像表示方法及び多視画像入力方法及び多視画像処理方法及び立体画像表示装置及び多視画像入力装置及び多視画像処理装置
KR101086412B1 (ko) * 2005-04-04 2011-11-25 삼성전자주식회사 편광격자 스크린을 이용한 2차원/3차원 영상 호환용 입체영상 디스플레이 장치
KR100818280B1 (ko) * 2006-10-25 2008-04-01 삼성전자주식회사 면발광장치 및 이를 채용한 디스플레이 장치
JP2011071898A (ja) * 2009-09-28 2011-04-07 Panasonic Corp 立体映像表示装置および立体映像表示方法
TWI421596B (zh) 2010-12-31 2014-01-01 Au Optronics Corp 三維顯示裝置及其背光模組
JP5687654B2 (ja) * 2012-03-29 2015-03-18 株式会社東芝 画像処理装置、立体画像表示装置、画像処理方法および画像処理プログラム
US20150043066A1 (en) * 2013-08-12 2015-02-12 Lighthouse Technologies (Huizhou) Limited Three-dimensional television display
JP5861797B1 (ja) 2014-10-06 2016-02-16 オムロン株式会社 光デバイス
CN104460115B (zh) 2014-12-31 2017-09-01 苏州大学 一种多视角像素指向型背光模组及裸眼3d显示装置
KR102233209B1 (ko) 2015-09-05 2021-03-26 레이아 인코포레이티드 시프트된 멀티빔 회절 격자를 사용한 각도 서브-픽셀 렌더링 멀티뷰 디스플레이
KR20180084749A (ko) * 2015-09-17 2018-07-25 루미, 인코퍼레이티드 멀티뷰 디스플레이 및 관련 시스템과 방법
KR102262227B1 (ko) * 2017-03-25 2021-06-09 레이아 인코포레이티드 지향성 백라이트, 백라이트 디스플레이 및 방법
KR20190116571A (ko) * 2017-04-04 2019-10-14 레이아 인코포레이티드 멀티레이어 멀티뷰 디스플레이 및 방법

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050053274A1 (en) * 2003-04-21 2005-03-10 Yaron Mayer System and method for 3D photography and/or analysis of 3D images and/or display of 3D images
TW201825986A (zh) * 2017-01-06 2018-07-16 美商雷亞有限公司 靜態多視角顯示器及其操作方法
TW201837502A (zh) * 2017-04-04 2018-10-16 美商雷亞有限公司 採用傾斜繞射格柵的單側背光板、多視角顯示器及方法

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