TWI813340B - 具有不同突出距離的反射式子元件的多視像背光件、顯示器和方法 - Google Patents

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Abstract

本發明關於一種包含反射式多光束元件的多視像背光件、多視像顯示器、和多視像背光件的操作方法，配置為提供具有方向性光束的發射的光，其方向與多視像影像的視像方向對應。多視像背光件包含：導光體，配置為引導光；以及反射式多光束元件陣列。每個反射式多光束元件包含複數個反射式子元件，並且配置為反射性地散射出引導的光的一部分以作為發射的光。多視像顯示器包括多視像背光件和光閥陣列，以調變方向性光束以提供多視像影像。每個反射式子元件從導光體的引導表面突出各別的突出距離。至少一部分的突出距離改變如沿著導光體長度的距離之函數。

Description

具有不同突出距離的反射式子元件的多視像背光件、顯示器和方法
本發明關於一種多視像背光件、顯示器及方法，特別是具有不同突出距離的反射式子元件的多視像背光件、顯示器和方法。
電子顯示器是向各種裝置和產品的使用者傳達資訊的幾乎無所不在的媒介。最常用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。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。主動顯示器的示例包含CRT、PDP和OLED / AMOLED。被動顯示器的示例包含LCD顯示器和EP顯示器。被動顯示器雖然經常表現出包括但不限於固有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，提供有一種多視像背光件，包括：一導光體，配置以沿著該導光體之一長度引導光以作為引導的光；以及一反射式多光束元件陣列，該等反射式多光束元件在整個該導光體彼此隔開，該反射式多光束元件陣列中的每一個該反射式多光束元件包括多個反射式子元件，並且配置以反射性地散射出該引導的光之一部分以作為發射的光，該發射的光包括多條方向性光束，具有方向，該等方向對應一多視像顯示器之各別的視像方向，其中，每一個該反射式子元件從該導光體的一引導表面突出各別的一突出距離，至少一部分該等突出距離如沿著該導光體之該長度的一距離之函數而改變。
根據本發明一實施例，該等突出距離沿著該導光體之該長度在一第一傳導方向上增加。
根據本發明一實施例，該反射式多光束元件陣列中的每一個該反射式多光束元件配置以反射性地散射具有各別的一發射的光光功率等級的各別的該發射的光，以及該等突出距離被選擇，使得對於該反射式多光束元件陣列中的該等反射式多光束元件之至少一部分，該等發射的光光功率等級基本上相等。
根據本發明一實施例，該反射式多光束元件陣列中的每一個該反射式多光束元件配置以反射性地散射具有各別的一發射的光光功率等級的各別的該發射的光，該反射式多光束元件陣列中的每一個該反射式多光束元件在平行於該導光體之該引導表面的一方向上具有各別的寬度，以及該等寬度和該等突出距離被選擇，使得對於該反射式多光束元件陣列中的該等反射式多光束元件之至少一部分，該等發射的光光功率等級基本上相等。
根據本發明一實施例，每一個該反射式多光束元件之尺寸介於該多視像顯示器之一光閥陣列中的該光閥之尺寸的百分之二十五與百分之二百之間。
根據本發明一實施例，該反射式多光束元件設置在該導光體之一表面上，該等反射式子元件中的該反射式子元件延伸至該導光體之內部。
根據本發明一實施例，該反射式多光束元件設置在該導光體之一表面上，該等反射式子元件中的該反射式子元件從該導光體之該表面突出並且遠離該導光體之內部，並且包括該導光體之材料。
根據本發明一實施例，該反射式多光束元件陣列中的該反射式多光束元件進一步包括一反射材料，相鄰於並塗覆於該等反射式子元件之反射表面，該反射材料之範圍受限於該反射式多光束元件之範圍以形成一反射島。
根據本發明一實施例，該導光體進一步配置以沿著該導光體之該長度在一第一傳導方向上以及在與該第一傳導方向相對的一第二傳導方向上引導該引導的光，該等反射式子元件進一步配置以反射性地散射出具有該第二傳導方向的該引導的光之一部分以作為該發射的光之一部分，該發射的光包括該等方向性光束，具有該等方向，對應該多視像顯示器之各別的該等視像方向。
根據本發明一實施例，該等反射式子元件之至少一部分的一剖面包含從該引導表面延伸遠離的一第一區段、從該第一區段延伸並且基本上平行該引導表面的一第二區段、以及從該第二區段延伸至該引導表面的一第三區段，該第二區段從該引導表面以一偏移值偏移，該偏移值沿著該導光體之該長度在該第一傳導方向上增加，其中，該剖面以正交於該導光體之該引導表面並且平行於該第一傳導方向的方式獲取。
在本發明之另一態樣中，提供有一種多視像顯示器，包括如所述之多視像背光件，該多視像顯示器進一步包括一光閥陣列，配置以調變該等方向性光束以提供一多視像影像，該多視像影像具有多個方向性視像，對應該多視像顯示器之該等視像方向。
在本發明之另一態樣中，提供有一種多視像顯示器，包括：一導光體，配置以沿著該導光體之一長度引導光以作為引導的光；一反射式多光束元件陣列，該等反射式多光束元件在整個該導光體彼此隔開，該反射式多光束元件陣列中的每一個該反射式多光束元件包括複數個反射式子元件，並且配置以反射性地散射出該引導的光之一部分以作為發射的光，該發射的光包括多條方向性光束，具有方向，該等方向對應一多視像影像之各別的視像方向；以及一光閥陣列，配置以調變該等方向性光束以提供該多視像影像，其中，每一個該反射式子元件從該導光體的一引導表面突出各別的一突出距離，至少一部分該等突出距離如沿著該導光體之該長度的一距離之函數而改變。
根據本發明一實施例，該反射式多光束元件之尺寸介於該光閥陣列中的該光閥之尺寸的百分之二十五與百分之二百之間，及/或該引導的光根據一預定準直因子被準直，該發射的光之一發射圖案係該引導的光之該預定準直因子之函數。
根據本發明一實施例，該複數個反射式子元件中的該反射式子元件設置在該導光體之該引導表面上，該反射式子元件延伸至該導光體之內部，及/或從該導光體之該引導表面突出。
根據本發明一實施例，該反射式多光束元件陣列中的該反射式多光束元件進一步包括一反射材料，相鄰於並塗覆於該複數個反射式子元件之反射表面，該反射材料受限於該反射式多光束元件之邊界內。
根據本發明一實施例，該反射式多光束元件陣列中的每一個該反射式多光束元件配置以反射性地散射具有各別的一發射的光光功率等級的各別的該發射的光，以及該等突出距離被選擇，使得對於該反射式多光束元件陣列中的該等反射式多光束元件之至少一部分，該等發射的光光功率等級基本上相等。
根據本發明一實施例，該反射式多光束元件陣列中的每一個該反射式多光束元件配置以反射性地散射具有各別的一發射的光光功率等級的各別的該發射的光，該反射式多光束元件陣列中的每一個該反射式多光束元件在平行於該導光體之該引導表面的一方向上具有各別的寬度，以及該等寬度和該等突出距離被選擇，使得對於該反射式多光束元件陣列中的該等反射式多光束元件之至少一部分，該等發射的光光功率等級基本上相等。
根據本發明一實施例，該光閥陣列中的該等光閥排列為表示該多視像顯示器之多視像像素的集合，該等光閥表示該等多視像像素的子像素，以及該反射式多光束元件陣列中的該等反射式多光束元件與該多視像顯示器之該等多視像像素具有一對一關係。
在本發明之另一態樣中，提供有一種多視像背光件的操作方法，包括：沿著一導光體之一長度引導光以作為一引導的光；以及使用一反射式多光束元件陣列將該引導的光之一部分反射出該導光體，以提供包括多條方向性光束的發射的光，該等方向性光束具有不同的方向，對應一多視像顯示器之各別的不同的視像方向，其中，該反射式多光束元件陣列中的該反射式多光束元件包括複數個反射式子元件，每一個該反射式子元件從該導光體的一引導表面突出各別的一突出距離，以及至少一部分該等突出距離如沿著該導光體之該長度的一距離之函數而改變。
根據本發明一實施例，每一個該反射式多光束元件之尺寸介於該多視像顯示器之一光閥陣列中的該光閥之尺寸之百分之二十五與百分之二百之間。
根據本發明一實施例，該複數個反射式子元件中的該反射式子元件設置在該導光體之該引導表面上，該反射式子元件延伸至該導光體之內部，及/或從該導光體之該引導表面突出，該引導的光根據一預定準直因子被準直，以及該發射的光之一發射圖案係該引導的光之該預定準直因子之函數。
根據本發明一實施例，該反射式多光束元件陣列中的該反射式多光束元件進一步包括一反射材料，相鄰於並塗覆於該複數個反射式子元件之反射表面，該反射材料受限於該反射式多光束元件之邊界內。
根據本發明一實施例，該反射式多光束元件陣列中的每一個該反射式多光束元件配置以反射性地散射具有各別的一發射的光光功率等級的各別的該發射的光，該反射式多光束元件陣列中的每一個該反射式多光束元件在平行於該導光體之該引導表面的一方向上具有各別的寬度，以及該等寬度和該等突出距離被選擇，使得對於該反射式多光束元件陣列中的該等反射式多光束元件之至少一部分，該等發射的光光功率等級基本上相等。
根據本發明所述原理的示例和實施例，本發明提供了一種應用在多視像或三維（3D）顯示器之中的多視像背光件。具體來說，與本發明所述原理一致的實施例提供了一種多視像背光件，其採用配置以提供發射的光（emitted light）的反射式多光束元件的陣列。發射的光包括方向性光束，其具有與多視像顯示器的各別的視像方向對應的方向。根據各種實施例，反射式多光束元件陣列中的反射式多光束元件包括複數個反射式子元件，其配置為將光從導光體反射性地散射出以作為發射的光。在反射式多光束元件內存在的複數個反射式子元件，可以增強對發射的光的反射性散射特徵的精密控制。例如，反射式子元件可以提供與各種反射式多光束元件的散射方向、幅度和摩爾紋減輕相關聯的精密控制。採用本發明所述的多視像背光件的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、攝影機顯示器以及其他各種行動顯示器以及基本上非行動顯示器的應用和裝置。
本發明中，「二維顯示器」或「2D顯示器」定義為配置以提供影像的視像的顯示器，而不論該影像是從甚麼方向觀看的（亦即，在2D顯示器的預定視角內或預定範圍內），該影像的視像基本上是相同的。很多智慧型手機和電腦螢幕中會有的傳統液晶顯示器（LCD）是2D顯示器的示例。與此相反，「多視像顯示器」定義為配置以在不同的視像方向（view directions）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，根據一些實施例，不同的視像可以表示多視像影像的景象或物體的不同的立體視像。
圖1是根據與本發明所述原理一致的一實施例，顯示示例中的多視像顯示器10的立體圖。如圖1中所示的，多視像顯示器10包括螢幕12，其用於顯示要被觀看的多視像影像。舉例而言，螢幕12可以是電話（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、攝影機顯示器、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的不同的視像方向16上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，其皆為示例而非限制。應注意，雖然不同的視像14在圖1中顯示為在螢幕上方，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。2D顯示器可以與多視像顯示器10大致上相似，除了2D顯示器通常配置為提供所顯示影像的單一視像（例如，類似視像14的一個視像），相對的，多視像顯示器10提供多視像影像的多個不同的視像14。
根據本發明定義，視像方向或等效地具有與多視像顯示器的視像方向對應方向的光束，通常具有由角度分量｛θ, ϕ｝給出的主要角度方向（或簡稱為「方向」）。角度分量θ在本發明中稱為光束的「仰角分量」或「仰角」。角度分量ϕ稱為光束的「方位角分量」或「方位角」。根據定義，仰角θ為在垂直面（例如，垂直於多視像顯示器螢幕的平面）內的角度，而方位角ϕ為在水平面（例如，平行於多視像顯示器螢幕的平面）內的角度。
圖2是根據與本發明所述原理一致的一實施例，顯示示例中具有與多視像顯示器的視像方向（例如，圖1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，根據本發明定義，光束20從特定點發射或射出。亦即，根據定義，光束20具有與多視像顯示器內的特定原點相關聯的中心射線。圖2進一步顯示了原點O的光束（或視像方向）。
本發明中，在術語「多視像影像」和「多視像顯示器」中所使用的術語「多視像（multiview）」定義為複數個視像（views），其表示複數個視像之中的視像之間不同的立體圖或包含視像的角度視差。另外，本發明中術語「多視像」可以明確地包含兩個以上不同的視像（亦即，最少三個視像並且通常多於三個視像）。如此一來，本發明中所使用的「多視像顯示器」一詞可以與僅包含表示景象或影像的兩個不同的視像的立體顯示器區明確區分。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，但是根據本發明定義，可以藉由同時選擇觀看該些多視像影像中僅兩個影像（例如，每個眼球各一個視像），以將多視像影像觀看為立體影像對（a stereoscopic pair of images）（例如，在多視像顯示器上觀看）。
在本發明中，「多視像像素」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的視像其中每一個視像中的「視像」像素。具體來說，多視像像素可以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個不同的視像中的視像像素。因此，根據本發明的定義，「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像素或像素集合。在一些實施例中，視像像素可以包含一個或多個彩色子像素。此外，根據本發明定義，多視像像素的視像像素是所謂的「方向性（directional）像素」，其中每個視像像素與不同的視像中相應的一視像的預定視像方向相關聯。此外，根據各別的示例與實施例，多視像像素的不同的視像像素在每個不同的視像中可以相同的或至少大致上相似的位置或座標。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個不同的視像中的｛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個不同的視像中的｛x2, y2｝處，依此類推。
在本發明中，「導光體」定義為使用全內反射在結構內引導光的結構。具體來說，導光體可以包含在導光體的工作波長下基本上為透明的核心。術語「導光體」一般指的是介電材料的光波導，其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。舉例而言，該塗層可以是反射塗層。導光體可以是數種導光體中的任何一種，包含但不限於平板或厚平板導光體和條狀導光體其中之一或之二。
此外，本發明中，當術語「平板（plate）」應用於導光體時（如「平板導光體」），定義為片段地（piece-wise）或微分地（differentially）平坦的層或片，有時也稱為「厚平板（slab）」導光體。具體來說，平板導光體定義為導光體，導光體配置以在由導光體的頂部表面和底部表面（亦即，相對的表面）界定的兩個基本正交的方向上引導光。此外，根據本發明定義，頂部表面和底部表面都互相分開，並且至少在微分的意義上可以基本互相平行。亦即，在平板導光體的任何微分的小部分內，頂部表面和底部表面大致上為平行或共平面的。在一些實施例中，平板導光體可以是基本上平坦的（亦即，限制為平面），並且因此平板導光體是平面導光體。在其他實施例中，平板導光體可以在一個或兩個正交維度上彎曲。舉例而言，平板導光體可以由單一維度彎曲以形成圓柱狀的平板導光體。然而，任何曲率都具有足夠大的曲率半徑，以確保在平板導光體內保持全內反射以引導光。
根據本發明的定義，「多光束發射器」為產生包含複數條方向性光束的發射的光的背光件或顯示器的結構或元件。在一些實施例中，多光束元件可以光學地耦合到背光件的導光體，以耦合出或散射出在導光體中引導的一部分光以提供複數個光束。在其他實施例中，多光束元件可以產生光（例如，多光束元件可以包括光源），其發射以作為方向性光束。此外，根據本發明的定義，由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。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複數條方向性光束中的另一個方向性光束的預定主要角度方向。此外，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以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），其包含複數條方向性光束中的方向性光束的不同主要角度方向。因此，方向性光束的預定角展度的組合（亦即，複數條光束）可以表示光場。
根據各種實施例，複數條方向性光束中的各條方向性光束的不同主要角度方向，根據包含但不限於多光束元件的尺寸（例如，長度、寬度、面積等）和方向或旋轉的特性以決定。在一些實施例中，根據本發明的定義，多光束元件可以視為「擴展點光源」，亦即，複數個點光源分佈在整個多光束元件的範圍上。此外，根據本發明定義，並且如上文關於圖2所述，藉由多光束元件產生的方向性光束具有由角度分量｛θ, ϕ｝給定的主要角度方向。
在本發明中，「準直器」定義為基本上配置以準直光的任何光學裝置或元件。根據各種實施例，由準直器提供的準直量可以在實施例之間以預定程度或預定幅度改變。進一步地，準直器可以配置為在兩個正交方向（例如垂直方向和水平方向）其中之一或之二上提供準直。亦即，根據一些實施例，準直器可以包含在兩個正交方向其中之一或之二的形狀，其提供光準直。
在本發明中，「準直因子」定義為光的準直程度。具體來說，根據本發明定義，準直因子定義準直光束中的光線的角展度。例如，準直因子σ可以指定一束準直光中的大部分光線在特定的角展度內（例如，相對於準直光束的中心或主要角度方向的+/− σ度）。根據一些示例，準直光束的光線可以在角度方面具有高斯分布（Gaussian distribution），並且角展度可以是由準直光束的峰值強度的一半所決定的角度。
在本發明中，「光源」定義為光的來源（例如，配置為產生光並發射光的光學發射器）。舉例而言，光源可以包括光學發射器（諸如發光二極體（light emitting diode, LED）），其會在啟動時或開啟時發光。具體來說，在本發明中光源基本上可以為任何一種光源或者可以包括基本上任何光學發射器，其包含但不限於，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其中一種或多種。由光源所產生的光可以具有一顏色（亦即可以包含特定波長的光），或者可以具有一定範圍的波長（例如白光）。在一些實施例中，光源可以包括複數個光學發射器。舉例而言，光源可以包含光學發射器的集合或群組，其中該光學發射器的集合或群組中至少一個光學發射器產生的光，其顏色或等效波長不同於該光學發射器的集合或群組中至少一個其他光學發射器產生的光的顏色或波長。舉例而言，該些不同的顏色可以包含原色（例如，紅、綠、藍）。
如本發明所使用的，冠詞「一」旨在具有其在專利領域中的通常含義，亦即「一個或多個」。例如，本發明中「一反射式多光束元件」是指一個或多個反射式多光束元件，並因此「該反射式多光束元件」在本發明中是指「該（些）反射式多光束元件」。此外，本發明所述的任何「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。本發明中，當「大約（about）」一詞應用在一數值時，除非另有明確說明，其意思大體上為該數值在產生該數值的設備的公差範圍內，或者可以表示正負10％或正負5％或正負1％。此外，本發明所使用「基本上（substantially）」一詞是指大部分、或幾乎全部、或全部、或在大約51％至大約100％的範圍內的數量。再者，本發明的示例僅為說明性示例，並且提出該示例的目的是為了討論而非限制。
根據本發明所述原理的一些實施例，本發明提供了一種多視像背光件。圖3A是根據與本發明所述原理一致的一實施例，顯示示例中的多視像背光件100的剖面圖。圖3B是根據與本發明所述原理一致的一實施例，顯示示例中的多視像背光件100的平面圖。圖3C是根據與本發明所述原理一致的一實施例，顯示示例中的多視像背光件100的立體圖。圖3C中的立體圖以部分切除的方式顯示，以僅便於在本發明中討論。
圖3A至圖3C中所示的多視像背光件100配置為提供發射的光102，其包含具有彼此不同的主要角度方向的方向性光束（例如，作為或表示光場）。具體來說，發射的光102的方向性光束反射性地散射出多視像背光件100，並且引導在與多視像顯示器的各別的視像方向相對應的不同的方向上（或等效的與多視像顯示器顯示的多視像影像的不同的視像方向上）而遠離多視像背光件100。在一些實施例中，可以調變發射的光102的方向性光束（例如，使用光閥，如下所述）以便於顯示具有多視像內容的資訊，例如，多視像影像。例如，多視像影像可以表示或包含三維（3D）內容。圖3A至圖3C進一步顯示包括光閥108的陣列的多視像像素106。多視像背光件100的表面可以稱為多視像背光件100的「發射表面」，發射的光102的方向性光束通過該表面反射性地散射出並朝向光閥108。
如圖3A至圖3C所示，多視像背光件100包括導光體110。導光體110配置為將光沿著導光體110的長度引導在第一傳導方向103上，以作為具有預定準直因子σ或根據預定準直因子σ引導的引導的光（guided light）104。例如，導光體110可以包含配置為光波導的介電材料。介電材料可以具有第一折射係數，環繞介電材料的光波導的介質具有第二折射係數，其中，第一折射係數大於第二折射係數。根據導光體110的一個或多個引導模式，折射係數的差異可以配置以增強引導的光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），其包括延伸的、基本上平坦的光學透明介電材料片。基本上平坦的介電材料片配置為藉由全內反射以引導該引導的光104。根據各別的示例，導光體110中的光學透明材料可以包含任何種類的介電材料或者由任何種類的介電材料組成，其可以包含但不限於，各種玻璃（例如，石英玻璃（silica glass）、鹼鋁矽酸鹽玻璃（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）以及其他材料）其中一種或多種。在一些實施例中，導光體110可以進一步包含包覆層（圖中未顯示），其位於導光體110的表面的至少一部分上（例如，頂部表面和底部表面其中之一或之二）。根據一些示例，包覆層可以用於進一步增強全內反射。具體來說，包覆層可以包括具有大於導光體材料的折射係數的折射係數的材料。
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引導的光104。具體來說，引導的光104在導光體110的第一表面110’和第二表面110”之間以非零值傳導角度藉由反射或「彈跳」而傳導以作為引導的光束。在一些實施例中，引導的光104可以包含表示不同光色的複數個引導的光束。導光體110可以由不同顏色特定的非零值傳導角度中相應的一個角度以引導不同光色。應注意的是，為了簡化說明，非零值傳導角度並未於圖3A至圖3C中顯示。然而，表示第一傳導方向103的粗箭頭描繪了引導的光104的總傳導方向，其沿著圖3A中的導光體的長度。
如本發明所定義，「非零值傳導角度」是相對於導光體110的表面（例如，第一表面110’或第二表面110”）的角度。此外，根據各種實施例，非零值傳導角度既大於零又小於導光體110內的全內反射的臨界角度。例如，引導的光104的非零值傳導角度可以介於大約十（10）度和大約五十（50）度之間，或者在一些實施例中，介於大約二十（20）度和大約四十（40）度之間，或者介於約二十五（25）度和約三十五（35）度之間。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度、或大約25度、或大約35度。此外，只要非零值傳導角度選擇為小於導光體110內的全內反射的臨界角，特定實施例可以選擇（例如任意選擇）任何非零值傳導角度。
導光體110中的引導的光104可以以非零值傳導角度引入或引導到導光體110中（例如，大約30度至35度）。在一些實施例中，可以使用各種結構以將光引入導光體110以作為引導的光104，結構諸如但不限於，透鏡、鏡子或類似的反射器（例如，傾斜的準直反射器）、繞射光柵、與稜鏡（圖中未顯示）以及其各種組合。在其他示例中，可以在沒有或者基本上不使用上述結構的情況下將光直接引入導光體110的輸入端（亦即，可以採用直接或「對接（butt）」耦合）。一旦引導進導光體110，引導的光104配置為沿著導光體110在大致上遠離輸入端的第一傳導方向103上傳導。
此外，具有預定準直因子σ的引導的光104可以稱為「準直光束」或「準直引導的光」。在本發明中，「準直光」或「準直光束」通常定義為一束光，其中，數道光束在光束（例如引導的光束）內基本上互相平行，除了準直因子σ允許的情況之外。此外，根據本發明定義，從準直光束發散或散射的光線不被認為是準直光束的一部分。
在一些實施例中，導光體110可以配置以「回收」引導的光104。具體來說，在第一傳導方向103上沿著導光體長度引導的引導的光104，可以沿著與第一傳導方向103不同的另一個傳導方向（或第二傳導方向103’）重新引導回來。舉例而言，導光體110可以包含反射器（圖中未顯示），其位於導光體110的一端，該端相對於與光源相鄰的輸入端。反射器可以配置為將引導的光104反射回輸入端以作為回收的引導的光104。在一些實施例中，除了光回收以外或者為了取代光回收，另一個光源可以在其他或第二傳導方向103’上提供引導的光104。提供具有第二傳導方向103’的引導的光104的引導的光104的回收以及另一個光源的使用其中之一或之二，可以藉由使引導的光104可使用一次以上或者使引導的光104來自一個以上的方向（例如朝向反射式多光束元件，如下文所述）以增加多視像背光件100的亮度（例如，增加發射的光102的方向性光束的強度）。根據一些實施例，在第一傳導方向103和第二傳導方向103’中傳導的每個引導的光104（例如，準直引導的光束）可以具有相同預定準直因子σ或者根據相同預定準直因子σ準直。在其他實施例中，在第二傳導方向103’上傳導的引導的光104可以具有與在第一傳導方向103上傳導的引導的光104的預定準直因子σ不同的預定準直因子。圖3A中顯示粗箭頭，以指示引導的光104的第二傳導方向103’（例如，在負x方向上引導）。
如圖3A至圖3C所示，多視像背光件100進一步包括在整個導光體110上彼此隔開的反射式多光束元件120的陣列。具體來說，反射式多光束元件120的陣列中的反射式多光束元件120以有限間隔互相隔開，並且在整個導光體110上表示單獨的、不同的元件。亦即，根據本發明定義，反射式多光束元件120的陣列中的反射式多光束元件120根據有限（亦即非零值）的元件間距離（例如，有限的中心至中心距離）以彼此隔開。此外，根據一些實施例，反射式多光束元件120的陣列中的反射式多光束元件120通常不相交、重疊或以其他方式互相接觸。亦即，反射式多光束元件120的陣列中的每個反射式多光束元件120通常與複數個反射式多光束元件120中的其他反射式多光束元件120是不同並且分開的。在一些實施例中，反射式多光束元件120可以由大於反射式多光束元件120中單一反射式多光束元件120的尺寸的距離隔開。
根據一些實施例，反射式多光束元件120的陣列可以排列成一維（one-dimensional, 1D）陣列或二維（two-dimensional, 2D）陣列。例如，反射式多光束元件120可以排列為線性1D陣列（例如，包括反射式多光束元件120的交錯線的複數條線）。在另一示例中，反射式多光束元件120可以排列成矩形2D陣列或圓形2D陣列。此外，在一些實施例中，陣列（亦即，1D陣列或2D陣列） 可以是正規或均勻的陣列。具體來說，複數個反射式多光束元件120之間的元件間距離（例如，中心至中心的距離或間隔）可以在整個陣列中基本上均勻或恆定。在其他示例中，反射式多光束元件120之間的元件間距離可以在整個陣列中、沿著導光體110的長度、或者整個導光體110中以其中之一或之二的方式改變。
根據各種實施例，反射式多光束元件120的陣列中的每個反射式多光束元件120包括複數個反射式子元件122。此外，反射式多光束元件120的陣列中的每個反射式多光束元件120配置為反射性地散射出引導的光104的一部分，以作為包括方向性光束的發射的光102。具體來說，根據各種實施例，引導的光的一部分集體藉由反射式多光束元件120的反射式子元件使用反射或反射性散射以反射性地散射出。圖3A和圖3C將發射的光102的方向性光束顯示為複數個發散箭頭，其引導在遠離導光體110的第一表面110’（亦即發射表面）的方向。
根據各種實施例，包含在複數個反射式子元件的尺寸之內的每個反射式多光束元件120的尺寸（例如，如圖3A中的小寫字母「s」所示）相當於多視像顯示器中光閥108的尺寸（例如，圖3A中的大寫字母「S」所示）。在本發明中，「尺寸」可以由任何方式定義，其包含但不限於，長度、寬度、或面積。舉例而言，光閥108的尺寸可以是其長度，並且反射式多光束元件120的相當尺寸也可以是反射式多光束元件120的長度。在另一示例中，尺寸可以參考面積，如此反射式多光束元件120的面積可以與光閥108的面積相當。
在一些實施例中，每個反射式多光束元件120的尺寸介於多視像顯示器的光閥108的陣列中的光閥108的尺寸的大約百分之二十五（25％）至大約百分之二百（200％）之間。在其他示例中，反射式多光束元件的尺寸大於光閥尺寸的大約百分之五十（50％）、或大於光閥尺寸的大約百分之六十（60％）、或大於光閥尺寸的大約百分之七十（70％）、或大於光閥尺寸的大約百分之七十五（75％）、或大於光閥尺寸的大約百分之八十（80％）、或大於光閥尺寸的大約百分之八十五（85％）、或大於光閥尺寸的大約百分之九十（90％）。在其他示例中，反射式多光束元件的尺寸小於光閥尺寸的大約百分之一百八十（180％）、或小於光閥尺寸的大約百分之一百六十（160％）、或小於光閥尺寸的大約百分之一百四十（140％）、或小於光閥尺寸的大約百分之一百二十（120％）。根據一些實施例，可以選擇反射式多光束元件120和光閥108的相當尺寸，以減少多視像顯示器的視像之間的暗區域，或在一些實施例中將其最小化。此外，可以選擇反射式多光束元件120和光閥108的相當尺寸以減少（並且在一些實施例中最小化）多視像顯示器的視像（或視像像素）之間的重疊。圖3A至圖3C進一步顯示光閥108的陣列，其配置為調變發射的光102的方向性光束。例如，光閥陣列可以是採用多視像背光件100的多視像顯示器的一部分。為了便於討論，圖3A至圖3C中顯示光閥108的陣列以及多視像背光件100。
如圖3A至圖3C所示，具有不同主要角度方向的發射的光102的不同的方向性光束穿過光閥108的陣列中的不同光閥108，並且會被其調變。此外，如圖所示，光閥108的陣列之中的光閥108對應於多視像像素106的子像素，並且光閥108的集合可以對應於多視像顯示器的多視像像素106。具體來說，在一些實施例中，光閥108的陣列中的光閥108的不同集合配置為接收並調變由反射式多光束元件120中對應的反射式多光束元件120形成或提供的發射的光102的方向性光束，亦即，如圖所示，每個反射式多光束元件120皆具有一個獨特的光閥108的集合。在各種實施例中，可用不同種類的光閥作為光閥108的陣列之中的光閥108，其包含但不限於，液晶光閥、電泳光閥，及基於電潤濕的複數光閥之中一個或多個。
應注意，如圖3A所示，多視像像素106的子像素的尺寸可以對應於光閥108的陣列中的光閥108的尺寸。在其他示例中，光閥尺寸可以定義為光閥108的陣列中的相鄰光閥108之間的距離（例如，中心至中心的距離）。例如，光閥108可以小於光閥108的陣列中的光閥108之間的中心至中心的距離。例如，子像素尺寸可以定義為光閥108的尺寸或者對應於光閥108之間的中心至中心的距離的尺寸。
在一些實施例中，反射式多光束元件120與對應的多視像像素106（亦即，子像素的集合與對應的光閥108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106和反射式多光束元件120。圖3B藉由示例的方式明確地顯示一對一關係，其中，包括不同的光閥108的集合的每一個多視像像素106顯示為被虛線包圍。在其他實施例中（圖中未顯示），多視像像素106的數量與反射式多光束元件120的數量可以彼此不同。
在一些實施例中，複數個反射式多光束元件120中的一對反射式多光束元件120之間的元件間距離（例如，中心至中心的距離）可以等於對應的一對多視像像素106之間的像素間距離（例如，中心至中心的距離），例如由複數光閥集合表示。例如，如圖3A所示，第一反射式多光束元件120a和第二反射式多光束元件120b之間的中心至中心的距離基本上等於第一光閥集合108a和第二光閥集合108b之間的中心至中心的距離。在另一實施例中（圖中未顯示），該對反射式多光束元件120以及對應光閥集合的中心至中心的相對距離可以不同，例如，反射式多光束元件120可以具有大於或小於表示多視像像素106的複數光閥集合之間的間距的元件間間隔。
在一些實施例中，反射式多光束元件120的形狀類似多視像像素106的形狀，或者等效地類似與多視像像素106對應的光閥108的集合（或「子陣列」）的形狀。舉例而言，反射式多光束元件120可以具有正方形的形狀，並且多視像像素106（或對應光閥108的集合的排列）可以基本上是方形的。在另一示例中，反射式多光束元件120可以具有長方形的形狀，亦即可以具有大於寬度尺寸或橫向尺寸的長度尺寸或縱向尺寸。在此示例中，對應反射式多光束元件120的多視像像素106（或等效的光閥108的集合的排列）可以具有類似矩形的形狀。圖3B顯示正方形反射式多光束元件120和對應的正方形多視像像素106的俯視圖或平面圖，該正方形多視像像素106包括光閥108的正方形集合。在其他示例中（圖中未顯示），反射式多光束元件120和對應的多視像像素106具有各種形狀，其包含或者至少近似（但不限於）三角形、六角形、和圓形。
此外（例如，如圖3A所示），根據一些實施例，每個反射式多光束元件120配置為將發射的光102的方向性光束提供給一個並且僅一個多視像像素106。具體來說，對於給定的反射式多光束元件120而言，具有與多視像顯示器的不同的視像對應的不同主要角度方向的方向性光束，基本上限制在單一對應的多視像像素106及其子像素中，亦即，對應於反射式多光束元件120的光閥108的單一集合，如圖3A中所示。因此，多視像背光件100的每一個反射式多光束元件120提供發射的光102的對應的方向性光束集合，其具有與多視像顯示器的不同的視像相對應的不同的主要角度方向的集合（亦即，方向性光束的集合包含具有與每一個不同的視像方向相對應的方向的光束）。
具體來說，如圖3A所示，第一光閥集合108a配置為接收和調變來自第一反射式多光束元件120a的發射的光102的方向性光束。此外，第二光閥集合108b配置為接收並調變來自第二反射式多光束元件120b的發射的光102的方向性光束。因此，光閥陣列中的每個光閥集合（例如，第一光閥集合108a及第二光閥集合108b）分別對應於不同的反射式多光束元件120（例如，第一反射式多光束元件120a、第二反射式多光束元件120b）與不同的多視像像素106兩者，其中，光閥108的集合中的個別光閥108對應於各別的多視像像素106的子像素。
在一些實施例中，反射式多光束元件120陣列中的反射式多光束元件120可以設置在導光體110的表面上。例如，反射式多光束元件120可以設置在與導光體110的發射表面（例如，第一表面110’）相對的第二表面110”上。在部分實施例中，複數個反射式子元件122中的反射式子元件122可以延伸到導光體110的內部。在其他實施例中，反射式多光束元件120設置在導光體表面上，反射式子元件122可以從導光體表面突出並且遠離導光體110的內部。在一些實施例中，諸如當反射式子元件122從導光體表面突出時，反射式子元件122可以包括導光體110的材料。在其他實施例中，反射式子元件122可以包括另一種材料，例如介電材料。在部分實施例中，另一材料的折射係數可以與導光體材料的折射係數匹配，以減少或基本上最小化光在導光體110和反射式子元件122之間的界面處的反射。在另一個實施例中，其他材料的折射係數可以高於導光體材料的折射係數。例如，這種折射係數較高的材料或材料層可以用於增進發射的光102的亮度。在其他實施例（圖中未顯示）中，反射式多光束元件120可以位於導光體110內。具體來說，在這些實施例中，反射式多光束元件120中的複數個反射式子元件可以位在導光體110的第一表面110’和第二表面110”兩者之間並與其隔開。
圖4A是根據與本發明所述原理一致的一實施例，顯示示例中的多視像背光件100的一部分的剖面圖。如圖4A所示，多視像背光件100包括導光體110，其具有設置在導光體110的第二表面110”上的反射式多光束元件120。圖4A所示的反射式多光束元件120包括複數個反射式子元件，其具有延伸到導光體110的內部的反射式子元件。引導的光104被反射式子元件122反射並離開導光體110的發射表面（第一表面110’），以作為包括方向性光束的發射的光102。
圖4B是根據與本發明所述原理一致的另一實施例，顯示示例中的多視像背光件100的一部分的剖面圖。如圖4B所示，多視像背光件100也包括導光體110，其具有設置在導光體110的第二表面110”上的反射式多光束元件120。然而，在圖4B中，反射式多光束元件120包括複數個反射式子元件，其具有從導光體表面突出並且遠離導光體110的內部的反射式子元件。如圖4A所示，引導的光104在圖4B中顯示為被反射式子元件122反射並且離開導光體110的發射表面（第一表面110’），以作為包括方向性光束的發射的光102。
應注意，儘管圖4A和圖4B所示的反射式多光束元件120的所有反射式子元件122顯示為互相相似，在一些實施例中（圖中未顯示），複數個反射式子元件122中的反射式子元件122可以彼此不同。例如，反射式子元件122可以在反射式多光束元件120內並且在整個反射式多光束元件120中具有不同尺寸、不同的剖面輪廓、並且甚至不同的方向其中一個或多個（例如，相對於引導的光傳導方向的旋轉）。在另一示例中，第一反射式子元件122可以延伸到導光體的內部，並且第二反射式子元件122可以在反射式多光束元件120的內部從導光體表面突出。具體來說，根據一些實施例，複數個反射式子元件之中至少兩個反射式子元件122可以具有在發射的光102內互相不同的反射性散射分佈。
在一些實施例中，反射式多光束元件120的陣列中的反射式多光束元件120可以進一步包括反射材料，其相鄰於並且塗覆於複數個反射式子元件122的反射表面。在一些實施例中，反射材料的範圍可以限制在或基本上限制在反射式多光束元件120的範圍或邊界以形成反射島（reflective island）。
圖4A以示例而非限制的方式顯示反射材料124，其作為填充複數個反射式子元件122中的反射式子元件122的反射材料層。此外，如圖所示，反射材料層的範圍限制在形成反射島的反射式多光束元件120的範圍內。在其他實施例中（圖中未顯示），反射材料層可以配置為塗覆延伸到導光體的內部的反射式子元件122的反射表面，但不填充或基本上不填充該反射式子元件122。
圖4B顯示作為反射材料層的反射材料124，其配置為覆蓋所示的複數個反射式子元件122中的反射式子元件122的反射表面。在其他實施例中（圖中未顯示），反射材料層可以在反射式子元件122周圍形成反射島，其以類似於圖4A所示的方式從導光體表面突出。
在各種實施例中，可以使用各種反射材料以作為反射材料124，其諸如但不限於，反射金屬（例如，鋁、鎳、銀、金等）和各種反射金屬聚合物（例如，聚合物-鋁）。可以藉由各種方法以施加反射材料124的反射材料層，其包含但不限於，例如旋塗、蒸發沉積和濺射。根據一些實施例，可以採用光刻法或類似的光刻方法以界定沉積之後的反射材料層的範圍，以將反射材料124限制在反射式多光束元件120的範圍內並形成反射島。
如上所述，反射式多光束元件120的複數個反射式子元件122中的反射式子元件122可以具有不同的剖面輪廓。具體來說，剖面輪廓可以表現出各種反射性散射表面，其具有各種傾斜角和各種表面曲率其中之一或之二的，以控制反射式多光束元件120的發射圖案。例如，在一些實施例中，複數個反射式子元件122中的反射式子元件122可以包括具有傾斜角的反射刻面，其配置為控制發射的光102內的方向性光束的發射圖案。例如，相對於導光體表面，傾斜角可以介於大約十度（10º）至大約五十度（50º）之間，或者介於大約二十五度（25º）至大約四十五度（45º）之間。在另一個示例中，複數個反射式子元件122中的反射式子元件122可以具有彎曲反射表面。在這些實施例中，反射式子元件122的剖面輪廓中的彎曲反射表面的曲率或彎曲半徑可以配置為控制方向性光束的發射圖案。
在一些實施例中，多視像背光件100的導光體110進一步配置為將光引導在與第一傳導方向103相反的第二傳導方向103’上。在部分實施例中，複數個反射式子元件122中的反射式子元件122可以配置為反射性地散射出具有第二傳導方向103’的引導的光104的一部分以作為發射的光102，其包括方向與多視像顯示器的各別的視像方向相對應的方向性光束。具體來說，從引導的光反射性地散射出的具有第二傳導方向103’的引導的光104的一部分，可以配置為結合被反射式子元件122散射出的從引導的光反射性地散射出的具有第一傳導方向103的引導的光104的一部分。根據一些實施例，結合反射性散射光可以提供發射的光102的更大強度以及提供發射的光102內的方向性光束的對稱散射分佈其中之一或之二。圖4A至圖4B顯示具有兩個傳導方向的引導的光104（例如，圖3A所示的第一傳導方向103和第二傳導方向103’），以及所示的反射式多光束元件120內的反射式子元件122，其配置為在兩個傳導方向上反射性地散射出引導的光的一部分。
圖5是根據與本發明所述原理一致的一實施例，顯示示例中的複數個反射式多光束元件120的立體圖。圖5所示的複數個反射式多光束元件120包含沿著導光體110的長度隔開的反射式子元件。在圖5的示例中，第一反射式多光束元件120A可以包含第一反射式子元件122A，第二反射式多光束元件120B可以包含第二反射式子元件122B，並且第三反射式多光束元件120C可以包含第三反射式子元件122C。應理解的是，可以使用多於或少於三個反射式多光束元件120以及使用多於或少於三個對應反射式子元件122。
因為每個反射式子元件從導光體110反射性地散射出引導的光的一部分，所以引導的光中的光功率量可以沿著導光體110的長度減少。例如，引導的光中的光功率量可以在導光體靠近光源130的部分相對較高，而在導光體遠離光源130的其他部分相對較低。如果所有反射式多光束元件120結構上是相同的，並且在導光體110整個區域中以相同距離隔開，此光功率的降低可以導致被接近光源130的反射式多光束元件120反射性散射的光功率較多，並且被遠離光源130的反射式多光束元件120反射性散射的光功率較少，這可能導致多視像顯示器整個區域中的亮度不均勻。
為了提高多視像顯示器整個區域中的亮度均勻性，反射式多光束元件120可以具有反射式子元件122，其具有在反射式多光束元件120的不同實例之間尺寸改變的反射表面，例如可以分佈在導光體110整個區域中。例如，位於距離光源130相對較遠的特定反射式子元件122可以具有比位於較靠近光源130的不同反射式子元件122的反射表面更大的反射表面。
此外，反射式多光束元件120可以選擇性地以規則圖案位於導光體整個區域中，例如以週期性或重複圖案、以矩形陣列，或者以規則或不規則圖案，其在導光體110整個區域中具有均勻或基本上均勻的密度。與反射式多光束元件120的密度在導光體110整個區域中改變的圖案相比，均勻的圖案可以幫助減少或消除在接收來自導光體110的照明的顯示器中的假影（例如混疊（ aliasing））。
在圖5的示例中，由於第一反射式多光束元件120A可以反射性地散射出來自導光體110的引導的光的一部分，因此可以用於第二反射式多光束元件120B的引導的光可能較少。因此，為了至少部分地補償引導的光的減少，第二反射式子元件122B可以具有表面積比第一反射式子元件122A的反射表面更大的反射表面，使得由第二反射式子元件122B反射性散射的光功率（或強度、或者光束強度）與由第一反射式子元件122A反射性散射的光功率（或強度、或光束強度）相當（或相等、或幾乎相等）。同樣地，第三反射式子元件122C可以具有表面積比第二反射式子元件122B的反射表面更大的反射表面。
在一些實施例中，如圖6A至圖6L所示的示例以及如下文所述，反射式子元件122的反射表面可以是矩形，或者基本上是矩形，儘管也可以使用其它形狀。對於反射面是矩形或者基本上是矩形的配置，反射面可以佈置為具有平行或者基本上平行於導光體110的引導表面的邊緣，以及具有平行於或基本平行於導光體110的引導表面的相對邊緣。
每個反射式子元件122可以包含在導光體110的引導表面的一個或多個突出，例如可以延長對應的突出距離或高度。在示例中，突出可以包含突出或者延伸到導光體110內部的特徵。在示例中，突出可以包含突出或者延伸而遠離導光體110的特徵。每個反射式多光束元件120可以在平行於導光體110的引導表面的方向上具有相應寬度（例如，沿者圖5的y方向或者在x-y平面中）。可以選擇各種子元件的寬度和突出距離，使得對於反射式多光束元件120的至少一部分，發射的光光功率等級（emitted light optical power level）可以基本上相等。
在一些實施例中，每個反射式多光束元件120可以反射性散射具有各別的發射的光光功率等級的各別的發射的光。在一些實施例中，可以選擇突出距離，使得對於反射式多光束元件120的至少一部分，發射的光光功率等級可以等於或基本上相等。例如，發射的光的光功率等級可以彼此相差10%以內、彼此相差5%以內、彼此相差2%以內、彼此相差1%以內，或者其他合適的值。
在一些實施例中，至少一部分的突出距離可以取決沿著導光體110的長度的距離而改變。例如，突出距離可以沿著導光體110的長度在第一傳導方向103上增加。突出距離的此變化可以幫助減少在導光體110的整個區域中亮度、感知亮度、強度、光功率或者其他合適的量的變化。
圖6A至圖6F顯示沿著導光體110的長度的突出距離改變的示例。圖6A至圖6F皆顯示反射式子元件的示例的剖面圖，其中剖面的擷取平行於導光體110的長度（例如沿著圖5的第一傳導方向103）並且正交於導光體110的第二表面110”。
在圖6A至圖6C中，反射式子元件延伸到導光體110的內部。亦即，在圖6A至圖6C的示例中所示的反射式子元件包含向內延伸的突出，諸如從第二表面110”向導光體110的第一表面110’延伸。圖6A至圖6C的示例顯示間隔多光束元件的第一群組，其分別對應於圖5的示例的第一反射式子元件122A、第二反射式子元件122B和第三反射式子元件122C。反射式子元件（第一反射式子元件122A、第二反射式子元件122B和第三反射式子元件122C）顯示為相對於導光體110的第二表面110"以相同傾斜度的傾斜，因此反射式子元件（第一反射式子元件122A、第二反射式子元件122B和第三反射式子元件122C）將光指向多視像顯示器的相同的視角。應理解的是，其他反射式子元件也可以具有以如圖6A至圖6C所示的方式而改變的突出距離。
在一些示例中，第一反射式多光束元件120A可以包含具有第一突出距離的反射式子元件。在這些示例中，沿著傳導方向進一步間隔的第二反射式多光束元件120B，可以包含具有大於第一突出距離的第二突出距離的反射式子元件。
圖6A是根據與本發明所述原理一致的一實施例，顯示示例中的第一反射式子元件122A的剖面圖。第一反射式子元件122A的剖面（剖面的擷取正交於導光體110的引導表面（諸如第二表面110”）並且平行於第一傳導方向103（圖５）），可以包含：第一區段126A，其從引導表面延伸；第二區段128A，其從第一區段126A延伸，並且基本上平行引導表面；以及第三區段130A，其從第二區段128A延伸向引導表面。第二區段128A可以從引導表面以偏移值H A偏移。偏移值可以沿著導光體的長度在第一傳導方向上增加。在一些實施例中，第二區段128A（例如，與第一區段126A相鄰並且基本上平行於第二表面110”的架狀突出或者基本上平坦的部分）可以藉由減少引導的光在反射向相對的引導表面之前穿過的光路，以幫助增進導光體110中引導的光的回收。
圖6B是根據與本發明所述原理一致的一實施例，顯示示例中的第二反射式子元件122B的剖面圖。第二反射式子元件122B的剖面（剖面的擷取正交於導光體110的引導表面（諸如第二表面110”）並且平行於第一傳導方向103（圖５）），可以包含：第一區段126B，其從引導表面延伸；第二區段128B，其從第一區段126B延伸，並且基本上平行引導表面；以及第三區段130B，其從第二區段128B延伸向引導表面。第二區段128B可以從引導表面以偏移值H B偏移。偏移值可以沿著導光體的長度在第一傳導方向上增加。例如，因為相較於第一反射式子元件122A，第二反射式子元件122B沿著第一傳導方向更靠前，偏移值H B可以大於偏移值H A。
圖6C是根據與本發明所述原理一致的一實施例，顯示示例中的第三反射式子元件122C的剖面圖。第三反射式子元件122C的剖面（剖面的擷取正交於導光體110的引導表面（諸如第二表面110”）並且平行於第一傳導方向103（圖５）），可以包含：第一區段126C，其從引導表面延伸；以及第三區段130C，其從第一區段126C延伸向引導表面（應注意，第二區段可以相對較短，也可以不存在此配置中。）。第一區段126C和第三區段130C的交會點可以從引導表面以偏移值H C偏移。偏移值可以沿著導光體的長度在第一傳導方向上增加。例如，因為相較於第二反射式子元件122B，第三反射式子元件122C沿著第一傳導方向更靠前，偏移值H C可以大於偏移值H B。
在圖6D至圖6F中，反射式子元件從導光體110的第二表面110”突出並且遠離導光體110的內部。圖6D至圖6F的示例顯示間隔多光束元件的第二群組，其分別對應於圖5的示例的第一反射式子元件122A、第二反射式子元件122B和第三反射式子元件122C。
圖6D是根據與本發明所述原理一致的一實施例，顯示示例中的第一反射式子元件122A的剖面圖。第一反射式子元件122A的剖面（剖面的擷取正交於導光體110的引導表面（諸如第二表面110”）並且平行於第一傳導方向103（圖５）），可以包含：第一區段126A，其從引導表面延伸；第二區段128A，其從第一區段126A延伸，並且基本上平行引導表面；以及第三區段130A，其從第二區段128A延伸向引導表面。第二區段128A可以從引導表面以偏移值H A偏移。偏移值可以沿著導光體的長度在第一傳導方向上增加。
圖6F是根據與本發明所述原理一致的一實施例，顯示示例中的第二反射式子元件122B的剖面圖。第二反射式子元件122B的剖面（剖面的擷取正交於導光體110的引導表面（諸如第二表面110”）並且平行於第一傳導方向103（圖５）），可以包含：第一區段126B，其從引導表面延伸；第二區段128B，其從第一區段126B延伸，並且基本上平行引導表面，以及第三區段130B，其從第二區段128B延伸向引導表面。第二區段128B可以從引導表面以偏移值H B偏移。偏移值可以沿著導光體的長度在第一傳導方向上增加。例如，因為相較於第一反射式子元件122A，第二反射式子元件122B沿著第一傳導方向更靠前，偏移值H B可以大於偏移值H A（圖6D）。
圖6F是根據與本發明所述原理一致的一實施例，顯示示例中的第三反射式子元件122C的剖面圖。第三反射式子元件122C的剖面（剖面的擷取正交於導光體110的引導表面（諸如第二表面110”）並且平行於第一傳導方向103（圖５）），可以包含：第一區段126C，其從引導表面延伸；以及第三區段130C，其從第一區段126C延伸向引導表面。（應注意，第二區段可以相對較短，也可以不存在此配置中。）第一區段126C和第三區段130C的交會點可以從引導表面以偏移值H C偏移。偏移值可以沿著導光體的長度在第一傳導方向上增加。例如，因為相較於第二反射式子元件122B，第三反射式子元件122C沿著第一傳導方向更靠前，偏移值H C可以大於偏移值H B（圖6E）。
圖6G至圖6L顯示這種沿著導光體110的長度的寬度變化的示例。圖6G至圖6L皆顯示反射式子元件的示例的剖面圖，其中剖面的擷取正交於導光體110的長度（例如正交於圖5的第一傳導方向103）。
在圖6G至圖6L中，反射式子元件延伸到導光體110的內部。圖6G至圖6L的示例顯示間隔多光束元件的第三群組，其分別對應於圖5的示例的第一反射式子元件122A、第二反射式子元件122B和第三反射式子元件122C。
圖6G是根據與本發明所述原理一致的一實施例，顯示示例中的第一反射式子元件122A的剖面圖。第一反射式子元件122A的剖面（剖面的擷取正交於第一傳導方向103（圖5）），可以包含：第一區段126A，其從引導表面延伸；第二區段128A，其從第一區段126A延伸，並且基本上平行引導表面；以及第三區段130A，其從第二區段128A延伸向引導表面。第二區段128A可以具有寬度W A。寬度可以沿著導光體的長度在第一傳導方向上增加。
圖6H是根據與本發明所述原理一致的一實施例，顯示示例中的第二反射式子元件122B的剖面圖。第二反射式子元件122B的剖面（剖面的擷取正交於第一傳導方向103（圖5）），可以包含：第一區段126B，其從引導表面延伸；第二區段128B，其從第一區段126B延伸，並且基本上平行引導表面；以及第三區段130B，其從第二區段128B延伸向引導表面。第二區段128B可以具有寬度W B。寬度可以沿著導光體的長度在第一傳導方向上增加。例如，因為相較於第一反射式子元件122A，第二反射式子元件122B沿著第一傳導方向更靠前，寬度W B可以大於寬度W A。
圖6I是根據與本發明所述原理一致的一實施例，顯示示例中的第三反射式子元件122C的剖面圖。第三反射式子元件122C的剖面（剖面的擷取正交於第一傳導方向103（圖5）），可以包含：第一區段126C，其從引導表面延伸；第二區段128C，其從第一區段126C延伸，並且基本上平行引導表面；以及第三區段130C，其從第二區段128C延伸向引導表面。第二區段128C可以具有寬度W C。寬度可以沿著導光體的長度在第一傳導方向上增加。例如，因為相較於第二反射式子元件122B，第三反射式子元件122C沿著第一傳導方向更靠前，寬度W C可以大於寬度W B。
在圖6J至圖6L中，反射式子元件從導光體110的第二表面110”突出並且遠離導光體110的內部。圖6J至圖6L的示例顯示間隔多光束元件的第四群組，其分別對應於圖5的示例的第一反射式子元件122A、第二反射式子元件122B和第三反射式子元件122C。
圖6J是根據與本發明所述原理一致的一實施例，顯示示例中的第一反射式子元件122A的剖面圖。第一反射式子元件122A的剖面（剖面的擷取正交於第一傳導方向103（圖5）），可以包含：第一區段126A，其從引導表面延伸；第二區段128A，其從第一區段126A延伸，並且基本上平行引導表面；以及第三區段130A，其從第二區段128A延伸向引導表面。第二區段128A可以具有寬度W A。寬度可以沿著導光體的長度在第一傳導方向上增加。
圖6K是根據與本發明所述原理一致的一實施例，顯示示例中的第二反射式子元件122B的剖面圖。第二反射式子元件122B的剖面（剖面的擷取正交於第一傳導方向103（圖5）），可以包含：第一區段126B，其從引導表面延伸；第二區段128B，其從第一區段126B延伸，並且基本上平行引導表面；以及第三區段130B，其從第二區段128B延伸向引導表面。第二區段128B可以具有寬度W B。寬度可以沿著導光體的長度在第一傳導方向上增加。例如，因為相較於第一反射式子元件122A，第二反射式子元件122B沿著第一傳導方向更靠前，寬度W B可以大於寬度W A。
圖6L是根據與本發明所述原理一致的一實施例，顯示示例中的第三反射式子元件122C的剖面圖。第三反射式子元件122C的剖面（剖面的擷取正交於第一傳導方向103（圖5）），可以包含：第一區段126C，其從引導表面延伸；第二區段128C，其從第一區段126C延伸，並且基本上平行引導表面；以及第三區段130C，其從第二區段128C延伸向引導表面。第二區段128C可以具有寬度W C。寬度可以沿著導光體的長度在第一傳導方向上增加。例如，因為相較於第二反射式子元件122B，第三反射式子元件122C沿著第一傳導方向更靠前，寬度W C可以大於寬度W B。
在圖6A至圖6F所示的示例中，寬度是固定的，並且突出距離（或高度）取決沿著導光體110的長度的距離而改變。在圖6A至圖6F所示的示例中，突出距離（或高度）是固定的，並且寬度取決沿著導光體110的長度的距離而改變。應理解的是，可以選擇性地一起改變寬度和突出距離（或高度），其選擇性地以反射式子元件122的反射表面的表面積（例如寬度和高度的乘積）可以隨著在沿著導光體110的長度的第一傳導方向103上的距離而增加的方式而改變。
根據本發明所述原理的一些實施例，本發明提供了一種多視像顯示器。多視像顯示器配置為發射調變光束，以作為多視像顯示器的視像像素，以提供多視像影像。所發射的調變光束具有互相不同的主要角度方向。此外，所發射的調變光束可以優選地指向多視像顯示器的複數個觀看方向或複數個視像，或者指向等效的多視像影像。在非限制性示例中，多視像影像可以包含一乘四（1x4）、一乘八（1x8）、二乘二（2x2）、四乘八（4×8）或八乘八（8×8）個視像，其具有對應數量的視像方向。多視像顯示器在一個方向包含複數個視像但在其他方向不包含複數個視像（例如1x4和1x8個視像）可以稱為「純水平視差」多視像顯示器，其中，這些配置可以在一個方向上提供表示不同的視像視差或景象視差的視像（例如，在水平方向上以作為水平視差），但不在其正交方向上提供（例如，沒有視差的垂直方向）上。在兩個正交方向上包含一個以上景象的多視像顯示器可以稱為全視差多視像顯示器，其中，視像或景象中的視差可以在兩個正交方向之間改變（例如，水平視差和垂直視差）。在一些實施例中，多視像顯示器配置為提供具有三維（3D）內容或資訊的多視像顯示器。例如，多視像顯示器或多視像影像的不同的視像可以提供由多視像顯示器顯示的多視像影像中以「裸眼（glasses free）」（例如，裸視立體（autostereoscopic））表示的資訊。
圖7是根據與本發明所述原理一致的一實施例，顯示示例中的多視像顯示器200的方塊圖。根據各種實施例，多視像顯示器200配置為根據不同的視像方向中的不同的視像來顯示多視像影像。具體來說，由多視像顯示器200發射的發射的光202的調變方向性光束可以用於顯示多視像影像，並且可以對應於不同的視像的像素（亦即，視像像素）。在圖7中，作為示例而非限制的，具有虛線的箭頭用於表示發射的光202的調變方向性光束以強調其調變。
如圖7所示，多視像顯示器200包括導光體210。導光體210配置為將光引導在第一傳導方向上，以作為引導的光。在各種實施例中，光可以根據全內反射引導，例如引導為引導的光束。例如，導光體210可以是平板導光體，其配置為將來自光的輸入邊緣的光引導為引導的光束。在一些實施例中，多視像顯示器200的導光體210可以基本上類似於上文關於多視像背光件100所述的導光體110。
圖7所示的可切換模式的多視像顯示器200進一步包括反射式多光束元件220的陣列。根據各種實施例，反射式多光束元件220的陣列中的反射式多光束元件220在整個導光體210中彼此隔開。反射式多光束元件220的陣列中的反射式多光束元件220包括複數個反射式子元件。此外，反射式多光束元件220配置為將引導的光反射性地散射出，以作為包括方向性光束的發射的光202，方向性光束的方向與多視像顯示器200所顯示的多視像影像的各別的視像方向相對應。發射的光202的方向性光束具有彼此不同的主要角度方向。具體來說，根據各種實施例，方向性光束的不同主要角度方向對應於多視像影像的不同的視像中的各別的視像的不同的視像方向。
在一些實施例中，每個反射式子元件皆可以從導光體的引導表面突出各別的突出距離。在一些實施例中，至少一部分的突出距離可以取決沿著導光體長度的距離而改變。在一些實施例中，如上文相對於圖6A至圖6F所述的，可以改變突出距離。
如圖7所示，多視像顯示器200進一步包括光閥230的陣列。光閥230的陣列配置為調變發射的光202的方向性光束以提供多視像影像。在一些實施例中，光閥230的陣列可以基本上類似於上文關於多視像背光件100所描述的光閥108的陣列。在一些實施例中，反射式多光束元件的尺寸介於光閥230的陣列中的光閥230的尺寸的大約百分之二十五（25％）至大約百分之二百（200％）之間。在其他實施例中，如上文關於反射式多光束元件120和光閥108所描述的，可以採用反射式多光束元件220和光閥230的其他相對尺寸。
在一些實施例中，引導的光可以根據預定準直因子以準直。在一些實施例中，發射的光的發射圖案取決於引導的光的預定準直因子。例如，預定準直因子可以與上文關於多視像背光件100所述的預定準直因子σ大致上相似。
在一些實施例中，反射式多光束元件220的複數個反射式子元件中的反射式子元件設置在導光體210的引導表面上。例如，如上文關於多視像背光件100所述，引導表面可以是導光體210的與導光體210的發射表面相對的表面。在一些實施例中，反射式子元件可以延伸到導光體的內部。在其他實施例中，反射式子元件可以從導光體210的引導表面突出。
在一些實施例中，反射式多光束元件220的陣列中的反射式多光束元件220進一步包括反射材料（例如但不限於反射金屬或金屬聚合物），其相鄰於並且塗覆於複數個反射式子元件的反射表面。在一些實施例中，反射材料界定在反射式多光束元件220的邊界內以形成反射島，其包含反射式多光束元件220和邊界界定的反射材料。反射材料可以基本上類似於如上文所述的反射式多光束元件120的反射材料124。
在一些實施例中，反射式多光束元件陣列之中每一個反射式多光束元件可以配置為反射性散射具有各別的發射的光光功率等級的各別的發射的光。在一些實施例中，可以選擇突出距離，使得對於反射式多光束元件陣列中的反射式多光束元件的至少一部分，發射的光光功率等級基本上相等。例如，突出距離可以隨著與光源之間的距離增加而增加。
在一些實施例中，反射式多光束元件陣列之中每一個反射式多光束元件可以配置為反射性散射具有各別的發射的光光功率等級的各別的發射的光。在一些實施例中，反射式多光束元件陣列之中每一個反射式多光束元件可以在平行於導光體的引導表面的方向上具有各別的寬度。在一些實施例中，可以選擇寬度和突出距離，使得對於反射式多光束元件陣列中的反射式多光束元件的至少一部分，發射的光光功率等級可以相等或基本上相等。
在一些實施例中，光閥230的陣列中的光閥230排列為表示多視像顯示器200的多視像像素的集合。在一些實施例中，光閥表示多視像像素的子像素。在一些實施例中，反射式多光束元件220的陣列中的反射式多光束元件220與多視像顯示器200的多視像像素具有一對一關係。
在部分實施例中（圖7中未顯示），多視像顯示器200可以進一步包括光源。光源可以配置以非零值傳導角度向導光體210提供光，並且在一些實施例中，根據預定準直因子進行準直，以在導光體210內提供引導的光的預定角展度。根據一些實施例，光源可以基本上類似於上文關於多視像背光件100所述的光源130。在一些實施例中，可以採用複數個光源。舉例而言，可以在導光體210的兩個不同邊緣或端部（例如，相對端）使用一對光源，以將光提供給導光體210，以作為具有兩個不同傳導方向的引導的光。
根據本文所描述的原理的一些實施例，本發明提供了一種多視像背光件的操作方法。圖8是根據與本發明所述原理一致的一實施例，顯示示例中的多視像背光件的操作方法300的流程圖。如圖8所示，多視像背光件的操作方法300包括在沿著導光體的長度的傳導方向上引導光以作為引導的光的步驟310。在一些實施例中，引導光的步驟310可以以非零值傳導角度引導光。此外，可以準直引導的光，例如，可以根據預定的準直因子以準直。根據一些實施例，導光體可以大致上類似於上文關於多視像背光件100所述的導光體110。具體來說，根據各種實施例，可以根據導光體內的全內反射以引導光。
如圖8所示，多視像背光件的操作方法300進一步包括使用反射式多光束元件陣列將引導的光的一部分反射出導光體的步驟320，以提供包括方向性光束的發射的光，其具有與多視像顯示器的各別的不同的視像方向相對應的不同的方向。在各種實施例中，方向性光束的不同的方向對應於多視像顯示器的各別的視像方向。在各種實施例中，反射式多光束元件陣列中的反射式多光束元件包括複數個反射式子元件。在一些實施例中，每個反射式子元件皆可以從導光體的引導表面突出各別的突出距離。在一些實施例中，至少一部分的突出距離可以取決沿著導光體長度的距離而改變。在一些實施例中，每個反射式多光束元件的尺寸介於多視像顯示器的光閥陣列的光閥尺寸的百分之二十五至百分之二百之間。
在一些實施例中，反射式多光束元件大致上類似於上述多視像背光件100的反射式多光束元件120。具體來說，如上文所述，反射式多光束元件的複數個反射式子元件可以基本上類似於複數個反射式子元件122。
在一些實施例中，複數個反射式子元件中的反射式子元件設置在導光體的引導表面上。在一些實施例中，其中之一個反射式子元件延伸到導光體的內部並且從導光體的引導表面突出。根據各種實施例，發射的光的發射圖案可以取決於引導的光的預定準直因子。
在一些實施例中，反射式多光束元件陣列中的反射式多光束元件進一步包括反射材料，其相鄰於並且塗覆於複數個反射式子元件的反射表面。在一些實施例中，反射材料侷限在反射式多光束元件的邊界內。反射材料可以基本上類似於上述反射式多光束元件120的反射材料124。
在一些實施例中，反射式多光束元件陣列之中每一個反射式多光束元件可以配置為反射性散射具有各別的發射的光光功率等級的各別的發射的光。在一些實施例中，反射式多光束元件陣列之中每一個反射式多光束元件可以在平行於導光體的引導表面的方向上具有各別的寬度。在一些實施例中，可以選擇寬度和突出距離，使得對於反射式多光束元件陣列中的反射式多光束元件的至少一部分，發射的光光功率等級相等或基本上相等。
在一些實施例（圖中未顯示）中，多視像背光件的操作方法進一步包括使用光源向導光體提供光的步驟。所提供的光其中之一或之二在導光體內可以具有非零值傳導角度，並且可以根據準直因子在導光體內準直以在導光體內提供引導的光的預定角展度。在一些實施例中，如上文所述，光源可以大致上類似於多視像背光件100的光源130。
在一些實施例中（例如如圖8所示），多視像背光件的操作方法300進一步包括使用光閥調變由反射式多光束元件反射性地散射出的發射的光的方向性光束以提供多視像影像的步驟330。根據一些實施例，複數個光閥或光閥陣列中的光閥對應於多視像像素的子像素，並且該光閥陣列的光閥集合對應於或排列為多視像顯示器的多視像像素。亦即，例如，光閥的尺寸可以與子像素的尺寸相當，或者光閥的尺寸可以與多視像像素的子像素之間的中心至中心的間隔相當。根據一些實施例，如上文所述，複數個光閥可以基本上類似於上文關於多視像背光件100所述的光閥108的陣列。具體來說，光閥的不同集合可以對應於不同的多視像像素，其對應關係類似於第一光閥集合108a和第二光閥集合108b與不同多視像像素106的對應關係。此外，光閥陣列的各別的光閥可以對應於多視像像素的子像素，如上述參考討論中的上述的光閥108對應於子像素。
因此，本發明已描述使用反射式多光束元件的多視像背光件、多視像背光件的操作方法以及多視像顯示器的示例與實施例，反射式多光束元件包括反射式子元件以提供包含方向性光束的發射的光，方向性光束的方向對應於多視像影像的不同的方向性視像。應該理解的是，上述示例僅是說明本發明所述的原理的多個具體示例的其中一些示例。很明顯的，所屬技術領域中具有通常知識者可以輕易設計出多種其他配置，但這些配置不會超出本發明申請專利範圍所界定的範疇。
本申請案主張於2021年6月28日提交的第 PCT/US2021/039448號國際專利申請的優先權，其全部內容通過引用併入本發明。
10:多視像顯示器 12:螢幕 14:視像 16:視像方向 20:光束 100:多視像背光件 102:發射的光 103:第一傳導方向 103’:第二傳導方向 104:引導的光 106:多視像像素 108:光閥 108a:第一光閥集合 108b:第二光閥集合 110:導光體 110’:第一表面 110”:第二表面 120:反射式多光束元件 120A:第一反射式多光束元件 120a:第一反射式多光束元件 120B:第二反射式多光束元件 120b:第二反射式多光束元件 120C:第三反射式多光束元件 122:反射式子元件、第一反射式子元件、第二反射式子元件 122A:第一反射式子元件 122B:第二反射式子元件 122C:第三反射式子元件 124:反射材料 126A:第一區段 126B:第一區段 126C:第一區段 128A:第二區段 128B:第二區段 128C:第二區段 130:光源 130A:第三區段 130B:第三區段 130C:第三區段 200:多視像顯示器 202:發射的光 210:導光體 220:反射式多光束元件 230:光閥 300:方法 310:步驟 320:步驟 330:步驟 H A:偏移值 H B:偏移值 H C:偏移值 O:原點 S:光閥的尺寸 s:反射式多光束元件的尺寸 W A:寬度 W B:寬度 W C:寬度 θ:角度分量、仰角 σ:準直因子 ϕ:角度分量、方位角
根據在本發明所述的原理的示例和實施例的各種特徵可以參考以下結合附圖的詳細描述而更容易地理解，其中相同的元件符號表示相同的結構元件。 圖1是根據與本發明所述原理一致的一實施例，顯示示例中的多視像顯示器的立體圖。 圖2是根據與本發明所述原理一致的一實施例，顯示示例中的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3A是根據與本發明所述原理一致的一實施例，顯示示例中的多視像背光件的剖面圖。 圖3B是根據與本發明所述原理一致的一實施例，顯示示例中的多視像背光件的平面圖。 圖3C是根據與本發明所述原理一致的一實施例，顯示示例中的多視像背光件的立體圖。 圖4A是根據與本發明所述原理一致的一實施例，顯示示例中的多視像背光件的一部分的剖面圖。 圖4B是根據與本發明所述原理一致的另一實施例，顯示示例中的多視像背光件的一部分的剖面圖。 圖5是根據與本發明所述原理一致的一實施例，顯示示例中的三個反射式多光束元件的立體圖。 圖6A是根據與本發明所述原理一致的一實施例，顯示示例中的第一反射式子元件的剖面圖。 圖6B是根據與本發明所述原理一致的一實施例，顯示示例中的第二反射式子元件的剖面圖。 圖6C是根據與本發明所述原理一致的一實施例，顯示示例中的第三反射式子元件的剖面圖。 圖6D是根據與本發明所述原理一致的一實施例，顯示示例中的第一反射式子元件的剖面圖。 圖6E是根據與本發明所述原理一致的一實施例，顯示示例中的第二反射式子元件的剖面圖。 圖6F是根據與本發明所述原理一致的一實施例，顯示示例中的第三反射式子元件的剖面圖。 圖6G是根據與本發明所述原理一致的一實施例，顯示示例中的第一反射式子元件的剖面圖。 圖6H是根據與本發明所述原理一致的一實施例，顯示示例中的第二反射式子元件的剖面圖。 圖6I是根據與本發明所述原理一致的一實施例，顯示示例中的第三反射式子元件的剖面圖。 圖6J是根據與本發明所述原理一致的一實施例，顯示示例中的第一反射式子元件的剖面圖。 圖6K是根據與本發明所述原理一致的一實施例，顯示示例中的第二反射式子元件的剖面圖。 圖6L是根據與本發明所述原理一致的一實施例，顯示示例中的第三反射式子元件的剖面圖。 圖7是根據與本發明所述原理一致的一實施例，顯示示例中的多視像顯示器的方塊圖。 圖8是根據與本發明所述原理一致的一實施例，顯示示例中的多視像背光件的操作方法的流程圖。 特定示例和實施例具有上述參考附圖所示的特徵之外的其他特徵，或者具有代替上述參考附圖中所示的特徵的其他特徵。下文將參照上述參考附圖，詳細描述這些特徵和其他特徵。
100:多視像背光件
102:發射的光
103:第一傳導方向
103’:第二傳導方向
104:引導的光
106:多視像像素
108:光閥
108a:第一光閥集合
108b:第二光閥集合
110:導光體
110’:第一表面
110”:第二表面
120:反射式多光束元件
120a:第一反射式多光束元件
120b:第二反射式多光束元件
122:反射式子元件、第一反射式子元件、第二反射式子元件

Claims (22)

  1. 一種多視像背光件，包括：一導光體，配置以沿著該導光體之一長度引導光以作為引導的光；以及一反射式多光束元件陣列，該等反射式多光束元件在整個該導光體彼此隔開，該反射式多光束元件陣列中的每一個該反射式多光束元件包括多個反射式子元件，並且配置以反射性地散射出該引導的光之一部分以作為發射的光，該發射的光包括多條方向性光束，具有方向，該等方向對應一多視像顯示器之各別的視像方向，其中，每一個該反射式子元件從該導光體的一引導表面突出各別的一突出距離，至少一部分該等突出距離如沿著該導光體之該長度的一距離之函數而改變，以及其中，該等反射式子元件之至少一部分的一剖面包含從該引導表面延伸遠離的一第一區段、從該第一區段延伸並且基本上平行該引導表面的一第二區段、以及從該第二區段延伸至該引導表面的一第三區段，該第二區段從該引導表面以一偏移值偏移，該偏移值沿著該導光體之該長度在一第一傳導方向上增加，其中，該剖面以正交於該導光體之該引導表面並且平行於該第一傳導方向的方式獲取。
  2. 如請求項1之多視像背光件，其中，該等突出距離沿著該導光體之該長度在該第一傳導方向上增加。
  3. 如請求項1之多視像背光件，其中，該反射式多光束元件陣列中的每一個該反射式多光束元件配置以反射性地散射具有各別的一發射的光光功率等級的各別的該發射的光，以及該等突出距離被選擇，使得對於該反射式多光束元件陣列中的該等反射式多光束元件之至少一部分，該等發射的光光功率等級基本上相等。
  4. 如請求項1之多視像背光件，其中，該反射式多光束元件陣列中的每一個該反射式多光束元件配置以反射性地散射具有各別的一發射的光光功率等級的各別的該發射的光， 該反射式多光束元件陣列中的每一個該反射式多光束元件在平行於該導光體之該引導表面的一方向上具有各別的寬度，以及該等寬度和該等突出距離被選擇，使得對於該反射式多光束元件陣列中的該等反射式多光束元件之至少一部分，該等發射的光光功率等級基本上相等。
  5. 如請求項1之多視像背光件，其中，每一個該反射式多光束元件之尺寸介於該多視像顯示器之一光閥陣列中的該光閥之尺寸的百分之二十五與百分之二百之間。
  6. 如請求項1之多視像背光件，其中，該反射式多光束元件設置在該導光體之一表面上，該等反射式子元件中的一反射式子元件延伸至該導光體之內部。
  7. 如請求項1之多視像背光件，其中，該反射式多光束元件設置在該導光體之一表面上，該等反射式子元件中的一反射式子元件從該導光體之該表面突出並且遠離該導光體之內部，並且包括該導光體之材料。
  8. 如請求項1之多視像背光件，其中，該反射式多光束元件陣列中的一反射式多光束元件進一步包括一反射材料，相鄰於並塗覆於該等反射式子元件之反射表面，該反射材料之範圍受限於該反射式多光束元件之範圍以形成一反射島。
  9. 如請求項1之多視像背光件，其中，該導光體進一步配置以沿著該導光體之該長度在該第一傳導方向上以及在與該第一傳導方向相對的一第二傳導方向上引導該引導的光，該等反射式子元件進一步配置以反射性地散射出具有該第二傳導方向的該引導的光之一部分以作為該發射的光之一部分，該發射的光包括該等方向性光束，具有該等方向，對應該多視像顯示器之各別的該等視像方向。
  10. 一種多視像顯示器，包括如請求項1之多視像背光件，該多視像顯示器進一步包括一光閥陣列，配置以調變該等方向性光束以提供一多視像影像，該多視像影像具有多個方向性視像，對應該多視像顯示器之該等視像方向。
  11. 一種多視像顯示器，包括：一導光體，配置以沿著該導光體之一長度引導光以作為引導的光；一反射式多光束元件陣列，該等反射式多光束元件在整個該導光體彼此隔開，該反射式多光束元件陣列中的每一個該反射式多光束元件包括複數個反射式子元件，並且配置以反射性地散射出該引導的光之一部分以作為發射的光，該發射的光包括多條方向性光束，具有方向，該等方向對應一多視像影像之各別的視像方向；以及一光閥陣列，配置以調變該等方向性光束以提供該多視像影像，其中，每一個該反射式子元件從該導光體的一引導表面突出各別的一突出距離，至少一部分該等突出距離如沿著該導光體之該長度的一距離之函數而改變，以及其中，該等反射式子元件之至少一部分的一剖面包含從該引導表面延伸遠離的一第一區段、從該第一區段延伸並且基本上平行該引導表面的一第二區段、以及從該第二區段延伸至該引導表面的一第三區段，該第二區段從該引導表面以一偏移值偏移，該偏移值沿著該導光體之該長度在一第一傳導方向上增加，其中，該剖面以正交於該導光體之該引導表面並且平行於該第一傳導方向的方式獲取。
  12. 如請求項11之多視像顯示器，其中，該反射式多光束元件之尺寸介於該光閥陣列中的一光閥之尺寸的百分之二十五與百分之二百之間，及/或該引導的光根據一預定準直因子被準直，該發射的光之一發射圖案係該引導的光之該預定準直因子之函數。
  13. 如請求項11之多視像顯示器，其中，該複數個反射式子元件中的一反射式子元件設置在該導光體之該引導表面上，該反射式子元件延伸至該導光體之內部，及/或從該導光體之該引導表面突出。
  14. 如請求項11之多視像顯示器，其中，該反射式多光束元件陣列中的一反射式多光束元件進一步包括一反射材料，相鄰於並塗覆於該複數個反射式子元件之反射表面，該反射材料受限於該反射式多光束元件之邊界內。
  15. 如請求項11之多視像顯示器，其中，該反射式多光束元件陣列中的每一個該反射式多光束元件配置以反射性地散射具有各別的一發射的光光功率等級的各別的該發射的光，以及該等突出距離被選擇，使得對於該反射式多光束元件陣列中的該等反射式多光束元件之至少一部分，該等發射的光光功率等級基本上相等。
  16. 如請求項11之多視像顯示器，其中，該反射式多光束元件陣列中的每一個該反射式多光束元件配置以反射性地散射具有各別的一發射的光光功率等級的各別的該發射的光，該反射式多光束元件陣列中的每一個該反射式多光束元件在平行於該導光體之該引導表面的一方向上具有各別的寬度，以及該等寬度和該等突出距離被選擇，使得對於該反射式多光束元件陣列中的該等反射式多光束元件之至少一部分，該等發射的光光功率等級基本上相等。
  17. 如請求項11之多視像顯示器，其中，該光閥陣列中的該等光閥排列為表示該多視像顯示器之多視像像素的集合，該等光閥表示該等多視像像素的子像素，以及該反射式多光束元件陣列中的該等反射式多光束元件與該多視像顯示器之該等多視像像素具有一對一關係。
  18. 一種多視像背光件的操作方法，包括：沿著一導光體之一長度引導光以作為一引導的光；以及使用一反射式多光束元件陣列將該引導的光之一部分反射出該導光體，以提供包括多條方向性光束的發射的光，該等方向性光束具有不同的方向，對應一多視像顯示器之各別的不同的視像方向，其中，該反射式多光束元件陣列中的一反射式多光束元件包括複數個反射式子元件，每一個該反射式子元件從該導光體的一引導表面突出各別的一突出距離，至少一部分該等突出距離如沿著該導光體之該長度的一距離之函數而改變，以及 其中，該等反射式子元件之至少一部分的一剖面包含從該引導表面延伸遠離的一第一區段、從該第一區段延伸並且基本上平行該引導表面的一第二區段、以及從該第二區段延伸至該引導表面的一第三區段，該第二區段從該引導表面以一偏移值偏移，該偏移值沿著該導光體之該長度在一第一傳導方向上增加，其中，該剖面以正交於該導光體之該引導表面並且平行於該第一傳導方向的方式獲取。
  19. 如請求項18之多視像背光件的操作方法，其中，每一個該反射式多光束元件之尺寸介於該多視像顯示器之一光閥陣列中的該光閥之尺寸之百分之二十五與百分之二百之間。
  20. 如請求項18之多視像背光件的操作方法，其中，該複數個反射式子元件中的一反射式子元件設置在該導光體之該引導表面上，該反射式子元件延伸至該導光體之內部，及/或從該導光體之該引導表面突出，該引導的光根據一預定準直因子被準直，以及該發射的光之一發射圖案係該引導的光之該預定準直因子之函數。
  21. 如請求項18之多視像背光件的操作方法，其中，該反射式多光束元件陣列中的一反射式多光束元件進一步包括一反射材料，相鄰於並塗覆於該複數個反射式子元件之反射表面，該反射材料受限於該反射式多光束元件之邊界內。
  22. 如請求項18之多視像背光件的操作方法，其中，該反射式多光束元件陣列中的每一個該反射式多光束元件配置以反射性地散射具有各別的一發射的光光功率等級的各別的該發射的光，該反射式多光束元件陣列中的每一個該反射式多光束元件在平行於該導光體之該引導表面的一方向上具有各別的寬度，以及該等寬度和該等突出距離被選擇，使得對於該反射式多光束元件陣列中的該等反射式多光束元件之至少一部分，該等發射的光光功率等級基本上相等。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20170299793A1 (en) * 2015-01-10 2017-10-19 Leia Inc. Diffraction grating-based backlighting having controlled diffractive coupling efficiency
US20180129060A1 (en) * 2016-11-09 2018-05-10 Samsung Electronics Co., Ltd. Backlight unit for 3d image display and method of manufacturing the backlight unit
US20180299608A1 (en) * 2016-01-30 2018-10-18 Leia Inc. Multibeam element-based backlight and display using same

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040014890A (ko) * 2002-08-12 2004-02-18 (주)나노디스플레이 Lcd 디스플레이 백라이트 장치에서 무인쇄용 양각패턴의고휘도 도광판
EP3523574A4 (en) * 2016-10-05 2020-06-10 LEIA Inc. BACKLIGHT WITH SELECTABLE MODE, METHOD AND DISPLAY WITH DIRECTIONAL SPREADING FUNCTIONS

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20170299793A1 (en) * 2015-01-10 2017-10-19 Leia Inc. Diffraction grating-based backlighting having controlled diffractive coupling efficiency
US20180299608A1 (en) * 2016-01-30 2018-10-18 Leia Inc. Multibeam element-based backlight and display using same
US20180129060A1 (en) * 2016-11-09 2018-05-10 Samsung Electronics Co., Ltd. Backlight unit for 3d image display and method of manufacturing the backlight unit

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