TWI711865B - 具有光柵擴散器的背光件、多視像顯示器和方法 - Google Patents

Abstract

本發明提供了一種背光件和多視像顯示器，採用具有角度保持散射特徵的導光體和光柵擴散器。角度保持散射特徵被配置為將被引導的光的一部分散射出導光體以作為發射的光。光柵擴散器包含繞射光柵，並且配置為將光源提供的光轉換為要被引導作為被引導的光的空間角度地均勻的光。該多視像顯示器包括光閥陣列以及角度保持散射特徵，該角度保持散射特徵包含多光束元件，該多光束元件的尺寸可與光閥陣列的光閥的尺寸相當。

Description

具有光柵擴散器的背光件、多視像顯示器和方法

本發明係關於一種背光件與一種多視像顯示器，特別是具有光柵擴散器的背光件、多視像顯示器和方法。

對於種類廣泛的裝置及產品的使用者而言，電子顯示器是一個幾乎無處不在的媒介，用於傳遞資訊給使用者。其中最常見的電子顯示器包含陰極射線管（cathode ray tube, CRT）、電漿顯示面板（plasma display panels, PDP）、液晶顯示器（liquid crystal displays, LCD）、電致發光顯示器（electroluminescent displays, EL）、有機發光二極體（organic light emitting diode, OLED）和主動式矩陣有機發光二極體（active matrix OLEDs, AMOLED）顯示器、電泳顯示器（electrophoretic displays, EP），以及各種採用機電或電流體光調變（例如，數位微鏡裝置、電潤濕顯示器等等）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。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顯示器及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射出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顯示器或EP顯示器耦合。背光件會發出可以穿過LCD顯示器或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。通常背光板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顯示器或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顯示器或EP顯示器之間。

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，提供有一種背光件，包括：一導光體，被配置以沿著該導光體之長度引導光作為被引導的光，該導光體具有一角度保持散射特徵，該角度保持散射特徵被配置以從該導光體散射出該被引導的光之一部分作為發射的光；以及一光柵擴散器，在一光源與該導光體之該角度保持散射特徵之間，該光源被配置以提供光至該導光體，該光柵擴散器包括具有繞射特徵的一繞射光柵，該等繞射特徵在該導光體中的該被引導的光之一傳導方向上延伸，其中，該光柵擴散器被配置以轉換由該光源提供的光成為該導光體中的空間角度地均勻的光，以促進該背光件之均勻照明。

根據本發明一實施例，所述的背光件，進一步包括該光源，具有複數個光學發射器，該複數個光學發射器沿著該導光體之一輸入邊緣互相隔開，該光柵擴散器之該繞射光柵包括複數個單獨的繞射光柵，位於該光源之該複數個光學發射器中的光學發射器之間。

根據本發明一實施例，該光柵擴散器之該繞射光柵分布在該光源與該角度保持散射特徵之間的該導光體之寬度。

根據本發明一實施例，該等繞射特徵包括在該導光體之表面處的凸脊和凹槽其中之一或二者，該等凸脊和該等凹槽在遠離與該光源鄰接的該導光體之一輸入邊緣並且朝向該導光體之該角度保持散射特徵的方向上延伸

根據本發明一實施例，該光柵擴散器之該繞射光柵之該等繞射特徵位於該導光體之相對的表面處。

根據本發明一實施例，該光柵擴散器之該繞射光柵包括一反射模式繞射光柵。

根據本發明一實施例，作為該反射模式繞射光柵的一繞射光柵包括一光柵層和一反射層，該光柵層具有該等繞射特徵，該光柵層位在該導光體與該反射層之間。

根據本發明一實施例，該繞射光柵之該等繞射特徵在該被引導的光之該傳導方向上的一長度輪廓，如沿著鄰接該光源的該導光體之一輸入邊緣的距離之函數般地變化。

根據本發明一實施例，該角度保持散射特徵包括複數個多光束元件，沿著該導光體之長度互相隔開，該複數個多光束元件中的一多光束元件被配置以從該導光體中散射出該被引導的光的一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，對應一多視像顯示器之各個不同的視像方向，其中，該多光束元件之尺寸在該多視像顯示器之一光閥之尺寸之百分之五十至百分之二百之間，該多視像顯示器之該光閥用於調變該複數條方向性光束作為一多視像影像。

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

在本發明之另一態樣中，提供有一種多視像顯示器，包括前述態樣中所述的背光件，該多視像顯示器進一步包括一光閥陣列，被配置以調變該發射的光之光束，該光閥陣列中的一光閥集合對應該多視像顯示器之一多視像像素。

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，被配置以引導光作為被引導的光；一角度保持散射特徵，包括一多光束元件陣列，該多光束元件陣列被配置以散射出該被引導的光之一部分作為方向性光束，該方向性光束具有主要角度方向，對應該多視像顯示器之一多視像影像之不同的視像之視像方向；一光柵擴散器，包括具有一繞射特徵的一繞射光柵，該等繞射特徵在該被引導的光之一傳導方向上延伸，並且被配置以轉換來自一光源的光成為該被引導的光，該被引導的光在被該多光束元件陣列散射出去作為該方向性光束之前係空間角度地均勻的；以及一光閥陣列，被配置以調變該方向性光束作為該多視像影像之該等不同的視像。

根據本發明一實施例，所述的多視像顯示器，進一步包括一光源，被配置以提供要被引導的光作為該被引導的光，該光源包括複數個光學發射器，沿著該導光體之一輸入邊緣互相隔開。

根據本發明一實施例，該光柵擴散器之該繞射光柵包括複數個單獨的繞射光柵，位於該光源之該複數個光學發射器中的光學發射器之間。

根據本發明一實施例，該繞射光柵之該等繞射特徵在該被引導的光之該傳導方向上的一長度輪廓，如沿著該導光體之一輸入邊緣的距離之函數般地變化。

根據本發明一實施例，該多光束元件陣列中的一多光束元件之尺寸大於該光閥陣列中的一光閥之尺寸之一半，並且小於該光閥之尺寸之兩倍。

根據本發明一實施例，該多光束元件陣列中的一多光束元件包括一繞射光柵、一微反射元件、和一微折射元件其中之一以上者，光學地連接到該導光體以散射出該被引導的光之該部分。

根據本發明一實施例，該光柵擴散器進一步被配置以根據一準直因子減小光之角展度，從而準直該被引導的光。

在本發明之另一態樣中，提供有一種背光件的操作方法，包括：使用在一導光體之一輸入邊緣處的一光源，提供光至該導光體；使用一光柵擴散器，轉換該提供的光成為該導光體中的空間角度地均勻的光，以提供在該導光體中的被引導的光，該光柵擴散器包括一繞射光柵，鄰接該導光體之該輸入邊緣並且具有繞射特徵，該等繞射特徵沿著對應在該導光體中的該被引導的光之一傳導方向的方向延伸；以及使用該導光體之一角度保持散射特徵，從該導光體散射出該被引導的光之一部分作為發射的光。

根據本發明一實施例，該光源包括複數個光學發射器，沿著該導光體之該輸入邊緣互相隔開，該光柵擴散器之該繞射光柵包括複數個單獨的繞射光柵，該複數個單獨的繞射光柵互相隔開並且位於該光源之複數個光學發射器中的光學發射器之間。

根據本發明一實施例，該角度保持散射特徵包括一多光束元件，該發射的光包括複數條方向性光束，具有互相不同的主要角度方向，對應一多視像顯示器之各個不同的的視像方向。

根據本文描述的原理的示例和實施例，本發明提供了一種具有角度保持散射的背光件並且將光柵擴散器應用於電子顯示器，具體來說應用於多視像顯示器。在與本文所述的原理一致的各個實施例中，提供了一種包括角度保持散射特徵（angle-preserving ）的背光件。在一些實施例中，角度保持散射特徵被配置為提供發射的光，其可以具有複數條不同的主要角度方向的光束。舉例而言，發射的光的光束的不同的主要角度方向可以對應於多視像顯示器的各個不同的視像的方向。此外，根據各個實施例，背光件包含光柵擴散器，其被配置為擴散來自光源的光，以在背光件內提供空間角度地（spatio-angularly）均勻的光或具有基本上空間角度地均勻的分布的光。例如，根據各個實施例，由光柵擴散器提供的空間角度地均勻的光可以促進或在背光件上提供基本均勻的照明，避免條紋化。

在本發明中，「多視像顯示器」定義為配置以在不同的視像方向（view directions）上提供多視像影像（multiview image）的不同的視像（different views）的電子顯示器或顯示系統。圖1A係根據與在此所描述的原理一致的一實施例，顯示示例中的多視像顯示器10的立體圖。如圖1A中所示的，多視像顯示器10包含螢幕12，其用於顯示要被觀看的多視像影像。多視像顯示器10在相對於螢幕12的不同視像方向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來；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。

根據本發明的定義，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在本發明中被稱為光束的「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實施例，顯示示例中具有與多視像顯示器的視像方向（例如，圖1A中的視像方向16）相對應的特定主要角度方向的光束20的角度分量｛θ, ϕ｝的示意圖。另外，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視像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包含兩個以上的視像，但是根據本發明的定義，每次可以透過僅選擇該些多視像影像中的兩個影像來在多視像顯示器上觀看多視像影像作為立體影像對（a stereoscopic pair of images）（例如，每隻眼睛一個視像）。

在本文中，「多視像像素」被定義為一個集合的視像像素，其表示在多視像顯示器的類似的複數個不同的視像中的每一個的「視像」像素。更具體來說，多視像像素可具有單獨視像像素，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。此外，根據本發明的定義，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的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的視像像素在每個不同的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的視像中的{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的視像中的{x2, y2}處的視像像素，依此類推。

本文中，「導光體」被定義為使用全內反射在結構內引導光的結構。具體來說，導光體可以包含在導光體的工作波長處基本上透明的核心。「導光體」一詞一般指的是介電質的光波導，其係利用全內反射在導光體的介電材料和圍繞導光體的物質或介質之間的界面引導光。根據定義，全內反射的條件是導光體的折射係數大於與導光體材料的表面鄰接的周圍介質的折射係數。在一些實施例中，導光體可以在利用上述的折射係數差異之外額外包含塗層，或者利用塗層取代前述的折射係數差異，藉此進一步促成全內反射。舉例來說，該塗層可以是反射塗層。導光體可以是數種導光體中的任何一種，包含但不限於平板或厚平板導光體和條狀導光體其中之一或二者。

此外，在本發明中，術語「平板」在應用於導光體時如「平板導光體」被定義為片段線性的或微分地平面（differentially planar）的層或片，其有時被稱為「厚平板」導光體。具體來說，平板導光體被定義為導光體，導光體配置為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，根據本發明的定義，頂部表面和底部表面都是彼此分離的，並且可以至少在微分的意義上基本上相互平行。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。例如，平板導光體可以以單個維度彎曲以形成圓柱形平板導光體。然而，任何曲率都需具有足夠大的曲率半徑，以確保平板導光體中能保持全內反射來引導光。

在本文中，「角度保持散射特徵」或等效地「角度保持散射器」是被配置為以基本上在入射光中保持入射在特徵或散射體上的光的角展度的方式來擴散光的任何特徵或散射體。具體來說，根據定義，藉由角度保持散射特徵散射的光的角展度σ_S 是入射光的角展度σ的函數（亦即，σ_S ＝F（σ））。在一些實施例中，散射光的角展度σ_S 是入射光的角展度或準直因子σ的線性函數（例如，σ_S ＝a·σ，其中a是整數）。亦即，藉由角度保持散射特徵散射的光的角展度σ_S 可以與入射光的角展度或準直因子σ成比例。例如，散射光的角展度σ_S 可以基本上等於入射光角展度σ（例如，σ_S ≈ σ）。均勻的繞射光柵（亦即，具有基本均勻或恆定的繞射特徵間距或光柵間距的繞射光柵）是角度保持散射特徵的一個示例。

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（亦即，繞射特徵）。在一些示例中，複數個特徵可以以周期性或準週期性的方式佈置。舉例而言，繞射光柵可以包含佈置在一維（one-dimensional, 1D）陣列中之複數個結構（例如，在材料表面中的複數凹槽或脊部）。在其他示例中，繞射光柵可以是特徵的二維（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二維陣列。

如此一來，根據本發明的定義，「繞射光柵」是提供入射在繞射光柵上的光的繞射的結構。如果光從導光體入射在繞射光柵上，則所提供的繞射或繞射地散射可以導致並且因此被稱為「繞射地耦合」，因為繞射光柵可以透過繞射將光散射或耦合出導光體。繞射光柵也藉由繞射（亦即，以繞射角）重定向或改變光的角度。具體來說，由於繞射，離開繞射光柵的光通常具有與入射在繞射光柵上的光（亦即，入射光）的傳導方向不同的傳導方向。藉由繞射的光的傳導方向的變化在本發明中稱為「繞射地重定向」。因此，繞射光柵可以理解為包含繞射特徵的結構，其將入射在繞射光柵上的光繞射地重定向，並且如果光從導光體入射，則繞射光柵也可以將來自導光體的光繞射地散射出。

此外，根據本發明的定義，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特徵中的任何一種，包含但不限於在表面處、表面中、或表面上的凹槽、脊部、孔洞、和凸部其中的一個以上。例如，繞射光柵可以包含在材料表面內的複數個基本上平行的凹槽。在另一個示例中，繞射光柵可以包含從材料表面上突出的複數個平行的凸脊。繞射特徵（例如：凹槽、凸脊、孔洞、凸部等等）可以具有提供繞射的各種剖面形狀或輪廓中的任何一種，包含但不限於正弦曲線輪廓、矩形輪廓（例如，二元繞射光柵）、三角形輪廓、和鋸齒輪廓（例如，炫耀光柵（blazed grating））之中的一個以上。

根據本發明中所描述的各個實施例，繞射光柵（例如，多光束元件的繞射光柵，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：

（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距，θi是繞射光柵上的光入射角。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，n_out = 1）。通常，繞射階數m由整數給出。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θ_i 入射在繞射光柵30上的光束50。光束50是導光體40內的被引導的光束。在圖2中還示出了由於入射光束50的繞射，而由繞射光柵30繞射地產生並散射出的方向性光束60。方向性光束60具有如方程式（1）所示的繞射角θm（或者，在本文中，「主要角度方向」）。舉例而言，繞射角θ_m 可以對應於繞射光柵30的繞射階數「m」。

根據本發明的定義，「多光束元件」為產生包含複數條光束的光的背光件或顯示器的結構或元件。在一些實施例中，該多光束元件可光學地耦合至背光件的導光體，以耦合出在該導光體中被引導的光而提供該複數條光束。在其他實施例中，多光束元件可以產生作為光束發射的光（例如，可以包含光源）。此外，根據本發明的定義，由多光束元件產生的複數條光束中的光束具有彼此不同的主要角度方向。具體來說，根據定義，複數條光束中的一光束具有不同於所述複數條光束中的另一光束的預定主要角度方向。此外，複數條光束可以表示光場。例如，複數條光束可被限制在基本上為圓錐形的空間區域中，或者具有預定角展度（angular spread），其包含所述複數條光束中的光束的不同的主要角度方向。因此，光束的預定角展度在組合（即，複數條光束）上可表示光場。

根據本發明的各個實施例，複數條光束中的各條光束的不同的主要角度方向係根據一特性，可包含但不限於，該多光束元件的一尺寸（例如，長度、寬度、面積等）來判定。在一些實施例中，根據本發明的定義，多光束元件可被視為「擴展點光源」，亦即，複數點光源分布在多光束元件的一個範圍上。此外，由多光束元件產生的光束具有由角度分量{θ, ϕ}給出的主要角度方向，根據本發明的定義，並且如上文關於圖1B所述。

在本發明中，「準直器」被定義為基本上係配置為用於準直光的任何光學裝置或元件。根據各個實施例，由準直器提供的準直量可以預定程度或大小在實施例間變化。進一步地，準直器可用以在兩個正交方向（例如，垂直方向以及水平方向）其中之一或二者上提供準直。也就是，根據一些實施例，準直器可包含用於提供光準直的兩個正交方向其中之一或二者的形狀。

本文中，「準直因子」定義為光的準直程度。具體來說，根據本發明的定義，準直因子定義準直光束內的光線的角展度。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確定的角度。

在本文中，「光源」被定義為發出光的源頭（例如，用以產生光和發射的光的光學發射器）。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。更具體來說，在本發明中光源基本上可為任何一種來源的光或光學發射器，其包含但不限於，一個以上的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，以及任何其他視覺可見的燈光來源。由光源所產生的光線可以具有一顏色（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，光源可以包含一集合或一群光學發射器，其中至少一個光學發射器產生具有一顏色或等同的一波長的光，所述顏色或等同的波長不同於由該集合或該群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）。

在本文中，「空間角度地均勻的」光定義為以均勻或基本均勻的方式分布在空間與角度區域中的光。此外，根據本文的定義，空間角度地均勻的光可以進一步包含複數條光束，所述複數條光束在代表區域的所限定條帶或空間內具有所限定的角展度和共同或基本共同的傳導方向。一般，導光體內的空間角度地均勻的光可以確保光在導光體內均勻分布。舉例而言，來自離散光源的光（作為空間角度地均勻的光提供給導光體）可以基本上填充導光體的由預定寬度定義的區域，所述預定寬度與被引導的光在導光體內的傳導方向正交。舉例而言，當使用複數個離散光源照亮導光體時，預定寬度可以對應於（在一些實施例中基本上等於）複數個離散光源中的離散光源之間的間隔。如此一來，空間角度地均勻的光可以減輕或甚至消除在導光體內和沿著導光體的光的條紋化（例如，具有交錯的暗區或條帶的光的亮帶）。

此外，如本文所使用的，冠詞「一」旨在具有其在專利領域中的通常含義，亦即「一個以上」。舉例而言，「角度保持散射特徵」是指一個以上的角度保持散射特徵，因此，「角度保持散射特徵」在此是指「該（些）角度保持散射特徵」。此外，本發明中，任何「頂部」、「底部」、「上」、「下」、「向上」、「向下」、「前」、「後」、「第一」、「第二」、「左」、或「右」皆並不意味著在作為限制。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，本發明所使用的術語「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。再者，本發明中的示例僅僅是說明性的，並且是為了討論的目的而不是為了限制。

根據與本發明所描述的原理的一些實施例，本發明提供一種背光件。圖3A係根據與在此所描述的原理一致的一實施例，顯示示例中的背光件100的剖面圖。圖3B係根據與在此所描述的原理一致的一實施例，顯示示例中的背光件100的平面圖。圖3C係根據與在此所描述的原理一致的一實施例，顯示示例中的背光件100的立體圖。舉例而言，所顯示的背光件100可以用於電子顯示器中的背光件，該電子顯示器包括但不限於多視像顯示器。

圖3A至3C所顯示的背光件100被配置為提供散射或發射的光102。如圖3A所示，發射的光102被引導向遠離背光件100的表面。所發射的光102可以用於照明或作為電子顯示器的照明光源。具體來說，舉例而言，發射的光102可以被調變以利於電子顯示器顯示資訊（例如影像）。在一些實施例中，可以調變發射的光102（例如，使用光閥，如下所述），以利於顯示的資訊具有3D內容或被表示為多視像影像。

在一些實施例中（例如，如下文關於多視像背光件所述），發射的光102可以包含複數條方向性光束，其中方向性光束中的不同方向性光束具有互相不同的主要角度方向。舉例而言，複數條光束可以代表光場。此外，方向性光束具有預定的角展度。亦即，發射的光102的光束的主要角度方向可以基本上被約束在預定的對向角（subtended angle）γ內。舉例而言，可以相對於複數條方向性光束中的中心光束限定預定的對向角γ（或等效地，角展度γ）。此外，根據一些實施例，所提供的發射的光102的複數條定向光束可以在與多視像顯示器的各個視像方向相對應的不同的主要角度方向上背離背光件100，例如，可用於顯示3D影像或多視像影像的多視像顯示器。如此一來，背光件100可以是多視像背光件，如下文進一步所述。

如圖3A至3C所示，背光件100包括導光體110。根據一些實施例，導光體110可以是平板導光體。導光體110配置為以沿著導光體110的長度被引導的光作為被引導的光104。例如，導光體110可以包含被配置為光波導的介電材料。所述光波導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。根據導光體110的一個以上引導模式，折射係數的差異被配置以促進被引導的光104的全內反射。在圖3A中，被引導的光104的傳導方向103由粗箭頭示出。

在一些實施例中，導光體110的介電質的光波導可以是平板光波導或板狀光波導，其包括延伸的、基本上為平面且光學透明的介電材料片。根據各個示例，導光體110中的光學透明、介電材料可包含或由以下所述的各種任何的介電材料而組成，其可包含但不限於，各種形式的玻璃中的一種以上的玻璃（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）以及一種以上的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）或其組合。在一些實施例中，導光體110可以進一步包含在導光體110的表面（例如，頂部表面和底部表面其中之一或二者）的至少一部分上包含包覆層（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，「後」表面或後側面）和第二表面110”（例如，「前」表面或前側面）之間的非零值傳導角度的內全反射來引導被引導的光104。具體來說，被引導的光104可以藉由以非零值傳導角度在導光體110的第一表面110’和第二表面110”之間反射或「跳動」而傳導（儘管在由粗箭頭指示的傳導方向103上）。在本發明的一些實施例中，複數條被引導的光束包含數種不同顏色的光，其可於複數個不同的顏色特定的非零值傳導角度中相應的一個角度被導光體110引導。為了簡化說明，非零值傳導角度未於圖3A至3C中顯示。

如本文所定義，「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，根據各個實施例，非零值傳導角度均大於零且小於導光體110內的全內反射的臨界角度。例如，被引導的光104的非零值傳導角度可以在大約十（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，非零值傳導角度可以是大約三十（30）度。在其他示例中，非零值傳導角度可以是大約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）特定的非零值傳導角度，只要特定的非零值傳導角度被選擇為小於導光體110內的全內反射的臨界角即可。此外，根據各個實施例，被引導的光104或等同地，被引導的「光束」104可以是準直光束（例如，由光柵擴散器提供，如下所述）。在本發明中，「準直光」或「準直光束」通常定義為一束光，其中，光束基本上被限制在光束內的所預定或所限定的角展度（例如，被引導的光104）。此外，根據本發明的定義，從準直光束發散或散射的光線不被認為是準直光束的一部分。此外，在各個實施例中，被引導的光104可以根據準直因子以準直，或者被引導的光104俱有準直因子。

在一些實施例中，導光體110可用以「回收」被引導的光104。具體來說，沿著導光體長度引導的被引導的光104，可以沿著與傳導方向103不同的（例如，相對的）另一條傳導方向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的一端部，所述的端部相對於與光源相鄰的輸入端或入口邊緣。反射器可用以將被引導的光104反射回的入口邊緣以作為回收的被引導的光。在圖3A中，顯示回收被引導的光的傳導方向103’的粗箭頭（例如，指向負x方向），示出了在導光體110內的回收被引導的光的一般傳導方向。替代地（例如，與回收被引導的光相對），可以藉由以另一傳導方向103’將光引入導光體110中以提供在另一傳導方向103’上傳導的被引導的光104（例如，除了具有傳導方向103的被引導的光104之外）。舉例而言，回收被引導的光104或替代地在另一條傳導方向103’上提供被引導的光104，可以藉由使被引導的光可以多次從背光件100散射而增加背光件100的亮度（例如，發射的光102的方向性光束的強度），例如，藉由如下所述的角度保持散射體。

根據各個實施例，導光體110具有角度保持散射特徵112。角度保持散射特徵112被配置為將被引導的光104的一部分散射出導光體110以作為發射的光102。在一些實施例中（例如，如圖所示），角度保持散射特徵112包括複數個角度保持散射體。具體來說，角度保持散射特徵112的單獨角度保持散射體可以是離散的結構或互相隔開的特徵，每個離散結構被配置為以保持角度的方式散射出或耦合出被引導的光104的不同部分。在各個實施例中，角度保持散射特徵112可以包含提供或被配置為產生角度保持散射的各種不同結構或特徵中的任何一種，包括但不限於，繞射光柵、反射結構和折射結構以及其各種組合。

此外，根據各個實施例，發射的光102或等效地發射的光102的方向性光束的角展度由角度保持散射特徵112的特性來確定。具體來說，角度保持散射特徵112被配置為將被引導的光104的一部分從導光體110中散射出來，以作為具有以預定對向角γ為特徵的角展度的發射的光102。如此一來，由於角度保持散射特徵112的散射，發射的光102可以基本上被限制在預定角展度γ內（或等效地在角展度內）。此外，發射的光102的角展度是被引導的光104的準直因子的函數，並且在一些實施例中與被引導的光的準直因子成比例。舉例而言，角展度的預定對向角γ（或等效地「角展度」）可由方程式（2）給出：

（2） 其中，σ是被引導的光104的準直因子，並且f（·）表示諸如但不限於準直因子σ的線性函數的函數。舉例而言，可以將函數f（·）設為γ = a·σ，其中a是整數。

如圖3A至3C所示，背光件100進一步包括光柵擴散器120。根據各個實施例（例如，如圖所示），光柵擴散器120可以位於導光體110中用於提供要被引導為被引導的光104的光的光源（例如，如下文所述的光源130）和導光體110的角度保持散射特徵112之間。光柵擴散器120被配置為將由光源提供給導光體110的光轉換成導光體內的空間角度地均勻的光。亦即，光柵擴散器120被配置為接收來自光源的所提供的光，然後將所提供的光橫跨導光體的寬度以空間-角度均勻的方式擴散為空間角度地均勻的光。然後，空間角度地均勻的光成為要在導光體110內引導的光，以作為被引導的光104。

圖3B以在各個徑向方向上延伸的箭頭顯示來自導光體110內的光源的光，以描繪提供給導光體110的光。如箭頭所示，光的一部分可以輕易通過光柵擴散器120，而另一部分可以通過光柵擴散器120重定向（例如，繞射地重定向）。所述輕易通過的光以及由光柵擴散器120重定向的部分會組合在一起以提供空間角度地均勻的光，該光會被引導為被引導的光104。根據各個實施例，導光體110內的空間角度地均勻的光可以促進背光件100的均勻照明。

在一些實施例中，光柵擴散器120進一步配置為減小在導光體110內引導的空間角度地均勻的光的角展度。具體來說，可以藉由光柵擴散器120減小空間角度地均勻的光的角展度，以根據準直因子σ使光基本上準直。根據各個實施例，準直因子σ可以被配置為提供被引導的光104的預定角展度。在一些實施例中，在光柵擴散器120的輸出處具有減小的角展度的空間角度地均勻的光，可以進一步促進或提供導光體110的基本均勻的照明。

根據各個實施例，圖3A至3C所示的光柵擴散器120包含具有繞射特徵的繞射光柵122，所述繞射特徵平行於或基本上平行於導光體110中的被引導的光104的傳導方向（例如，傳導方向103）延伸。例如，繞射光柵122的繞射特徵可以包含在導光體110的表面處的凸脊和凹槽其中之一或二者，所述凸脊和所述凹槽在遠離導光體110的輸入邊緣（例如，與圖3A至3C中的光源130相鄰）並朝向導光體110的角度保持散射特徵112的方向上延伸。例如，如圖3B所示，由光源提供的光可以與繞射光柵122相互作用並被繞射光柵122繞射（亦即，繞射地重定向），以將所提供的光轉換為空間角度地均勻的光，如圖3B中的箭頭所示。

在一些實施例中，繞射光柵122可包含導光體110的材料，例如，繞射特徵可形成在導光體表面中。在其他實施例中，繞射光柵122可以在導光體表面上包含一層材料，並且繞射特徵可以形成在該材料層中。在一些實施例中，光柵擴散器120的繞射光柵122可以包含位於導光體110的相對的表面之上、之中或附近的繞射特徵。舉例而言，繞射光柵122的繞射特徵可以位於導光體110的第一表面110’和第二表面110”其中之一或二者上。

在一些實施例中，光柵擴散器120的繞射光柵122可以包含反射模式繞射光柵。作為反射模式繞射光柵，根據本文的定義，繞射光柵122被配置為將光繞射並且反射回到導光體110中。在一些實施例中（未顯示），作為反射模式繞射光柵的繞射光柵122包含具有繞射特徵的光柵層和反射層，該光柵層位於導光體110和反射層之間。舉例而言，光柵層可以包含介電材料，例如但不限於，各種塑膠或聚合物（例如，聚（甲基丙烯酸甲酯）或「丙烯酸玻璃」、聚碳酸酯等），雖然反射層可包含各種反射材料中的任何一種，其包含但不限於，例如反射金屬膜或增強鏡面反射器（ESR）膜。在其他非限制性實施例中，作為反射模式繞射光柵的繞射光柵122可以是金屬繞射光柵122。

如圖3A至3C所示，背光件100可以進一步包含光源130。根據各個實施例，光源130被配置為將要被引導為被引導的光104的光提供給導光體110，所提供的光首先穿過光柵擴散器120，以將所提供的光轉換為空間角度地均勻的光，然後作為被引導的光104。具體來說，光源130可以位於與導光體110的輸入邊緣相鄰，並且光柵擴散器120可以位於光源130與導光體110的角度保持散射特徵112之間。在一些實施例中（例如，如圖所示），光源130可以包含沿著導光體110的輸入邊緣互相間隔開的複數個光學發射器132。

在本發明的各個實施例中，光源130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130可以包含光學發射器，其配置為產生代表特定顏色之具有窄頻光譜的基本上為單色的光。具體來說，該單色光的顏色可為特定顏色空間或特定顏色模型的原色（例如，紅-綠-藍（red-green-blue, RGB）顏色模型）。在其他示例中，光源130可以是用以提供基本上寬帶或多色光的基本寬頻帶光源。例如，光源130可提供白光。在一些實施例中，光源130可以包含複數個不同的光學發射器，用於提供不同顏色的光。不同的光學發射器可以用以提供具有與不同光色中的每一個相對應的被引導的光的不同的、顏色特定的、非零值傳導角度的光。

在一些實施例中（例如，如圖3A至3C所示），光柵擴散器120的繞射光柵122，可以包含位於光源130的複數個光學發射器之中的一些光學發射器之間的複數個分開或單獨的繞射光柵。在其他實施例中，光柵擴散器120的繞射光柵122可以分布在光源130和角度保持散射特徵112之間的導光體110的整個寬度上。舉例而言，繞射光柵可以以基本上均勻的方式分布在導光體110的整個寬度上。在此，「寬度尺寸」或簡稱為「寬度」被定義為在與導光體110的寬度相對應的方向上的尺寸。導光體的「寬度」，隨後，定義為沿y軸或與y軸對應的尺寸，如圖3A至3C所示，被引導的光104在與總體傳導方向基本正交的平面上。導光體110的寬度也基本上垂直於導光體110的高度或厚度，例如，沿著或對應於圖3A至3C所示的z軸的尺寸。在一些實施例中，該（些）繞射光柵122的繞射特徵長度或長度輪廓可以在被引導的光104的傳導方向103上變化。具體來說，長度輪廓可以根據沿著導光體110的輸入邊緣的距離而變化。在一些實施例中，該（些）繞射光柵122的繞射特徵之間的間距或間隔可以根據沿著寬度尺寸的距離而變化（例如，繞射光柵122可以為啁啾式（chirped）的變化）。在一些實施例中，該（些）繞射光柵122的另一特性也可以變化，其包含但不限於，該（些）繞射光柵122的佔空比和繞射特徵的橫剖面的輪廓。根據一些實施例，繞射光柵122的變化特性可以被配置為調整導光體110內的被引導的光104的強度分布或擴散角。

圖4係根據與在此所描述的原理一致的一實施例，顯示示例中的背光件100的平面圖。圖5係根據與在此所描述的原理一致的另一實施例，顯示示例中的背光件100的平面圖。具體來說，圖4和圖5均顯示了背光件100，背光件100包含具有角度保持散射特徵112的導光體110、位於導光體110的輸入邊緣處的光源130、位於光源130和角度保持散射特徵112之間的光柵擴散器120。此外，圖4顯示了分布在導光體110的整個寬度上的光柵擴散器120的繞射光柵122，以作為連續繞射光柵。作為示例而非限制，繞射光柵122包含具有基本相等的長度的繞射特徵。圖4中的箭頭說明光源130提供的光以及所提供的光的繞射地重定向，其會導致光柵擴散器120將所提供的光轉換成空間角度地均勻的光。

圖5示出了繞射光柵122，其包括互相間隔開並位於光源130的光學發射器132之間的複數個單獨的繞射光柵122，例如，類似於圖3B。另外，圖5示出了繞射光柵122，其長度輪廓隨著沿著導光體110的寬度的距離而變化。具體來說，複數個單獨的繞射光柵122之中的單獨的繞射光柵122具有繞射特徵，其在單獨的繞射光柵122的中間比在其邊緣處更長。舉例而言，該（些）繞射光柵122的變化的長度輪廓可以用於控制由光柵擴散器120提供的光的轉換量，或者控制由空間角度地均勻的光提供的照明均勻性的程度。儘管未示出，但是在一些實施例中，圖4中所示的連續繞射光柵的諸如長度輪廓、間距、佔空比等的特性也可以在寬度方向上變化。

再次參考圖3A至3C，在一些實施例中，背光件100中的導光體110的角度保持散射特徵112可以包含多光束元件。具體來說，圖3A至3C所示的角度保持散射特徵112可以包含複數個多光束元件。如下文進一步詳細所述的，具有包括多光束元件的角度保持散射特徵112的導光體110的背光件100可以被稱為「多光束」背光件。

圖6A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背光件100’的剖面圖。圖6B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背光件100’的平面圖。圖6C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背光件100’的立體圖。如圖所示，多視像背光件100’包含具有角度保持散射特徵112的導光體110和光柵擴散器120（圖6B中未顯示）。此外，圖6A至6C所示的角度保持散射特徵112包含複數個多光束元件112’。

根據各個實施例，複數個多光束元件112’之中的多光束元件112’可以沿著導光體110的長度互相隔開。具體來說，多光束元件112’可以以有限的空間互相間隔開，並且沿導光體長度表示單獨的、不同的元件。此外，根據一些實施例，多光束元件112’通常不相交、重疊、或彼此接觸。因此，複數個多光束元件112’之中的每一個多光束元件112’通常是不同的且與複數多光束元件112’中的其他多光束元件分離。

根據一些實施例，角度保持散射特徵112的複數個多光束元件112’可以一維（1D）陣列或二維（2D）陣列佈置。例如，複數個多光束元件112’可以排列為線性1D陣列。在另一示例中，複數多光束元件112’可以被排列成矩形2D陣列或圓形2D陣列。進一步地，在一些示例中，陣列（即，1D陣列或2D陣列） 可以是正規或均勻的陣列。具體來說，複數個多光束元件112’之間的元件間的距離（例如，中心至中心的距離或間距）可以在整個陣列上基本均勻或恆定。在其他示例中，複數個多光束元件112’之間的元件間的距離可以變化為橫跨陣列與沿著導光體110的長度的其中之一或二者。

根據各個實施例，複數個多光束元件之中的多光束元件112’被配置為散射出被引導的光104的一部分以作為發射的光102。此外，發射的光102包含複數條方向性光束102’。在圖6A和6C中，方向性光束102’被顯示為複數條發散箭頭，其描繪為從導光體110的第一表面（或前表面）110’定向。根據各個實施例，方向性光束102’具有彼此不同的主要角度方向。此外，根據各個實施例，複數條方向性光束102’的不同的主要角度方向對應於包括多視像像素的多視像顯示器的相應不同的視像方向。

另外，根據一些實施例，多光束元件112’的尺寸可以相當於多視像像素106中的視像像素的尺寸，或者等效地相當於多視像顯示器的光閥（例如，下文所述的光閥108）的尺寸。在本文中，該「尺寸」可以以包含但不限於，長度、寬度、或面積的各種方式中的任何一種來定義。舉例而言，光閥的尺寸可以是其長度，並且多光束元件112’的相當尺寸也可以是多光束元件112’的長度。在另一示例中，尺寸可被稱為區域，使得多光束元件112’的面積可以與光閥的面積相當。

在一些實施例中，多光束元件112’的尺寸可以與光閥的尺寸相當（comparable），且多光束元件的尺寸係介於光閥的尺寸的百分之五十（50%）至百分之兩百（200%）之間。在其他示例中，多光束元件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%），並且多光束元件112’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%）。舉例而言，藉由「相當尺寸」，多光束元件的尺寸可以介於光閥尺寸的大約百分之七十五（75％）到百分之一百五十（150％）之間。在另一示例中，多光束元件112’可以與光閥尺寸相當，其中，多光束元件的尺寸介於光閥尺寸的百分之一百二十五（125％）至百分之八十五（85％）之間。根據一些實施例，可以將減少或者在一些實施例中將多視像顯示器的視像之間的暗區域最小化為目的，來選擇多光束元件112’及光閥的相當尺寸，同時，可以減少多視像顯示器的複數視像之間的重疊，或在一些示例中將其最小化。為了便於討論，圖6A至6C也顯示了多視像像素106以及多視像背光件100’。在圖6A至6B中，將多光束元件尺寸表示為「s」，並且將視像像素尺寸或光閥尺寸表示為「S」。

圖6A至6C進一步顯示了光閥108的陣列，其被配置為在發射的光102內調變複數條方向性光束102’中的方向性光束102’。舉例而言，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，本文中為了便於討論，圖6A至6C中示出的示例性實施例與多視像背光件100’一起示出。在圖6C中，光閥108的陣列被部分地切除以允許導光體110以及在光閥陣列下方的多光束元件112’的可視化。在各個實施例中，不同種類的光閥可被用作光閥108的陣列的光閥108，光閥的種類包含但不限於，液晶光閥、電泳光閥、及基於電潤濕的複數光閥其中的一種以上。

如圖6A至6C所示的，不同方向性光束102’穿過光閥陣列並可以由光閥陣列中的不同光閥108來調變。此外，如圖所示，光閥108的陣列中的光閥108對應於視像像素，並且光閥108的集合對應於多視像顯示器的多視像像素106。具體來說，光閥陣列中光閥108的不同集合係配置為接收及調變來自多光束元件112’之中不同的多光束元件112’的方向性光束102，亦即，如圖所示，每一個多光束元件112’具有光閥108的一個獨特集合。

如圖6A所示，第一光閥集合108a配置為接收和調變來自第一多光束元件112’a的方向性光束102’，第二光閥集合108b配置為接收和調變來自第二多光束元件112’b的方向性光束102’。因此，如圖6A中所示，光閥陣列中的複數光閥集合的每一個集合（例如，第一光閥集合108a及第二光閥集合108b）分別對應於不同的多視像像素106，其中光閥集合中的單獨光閥108對應於相應多視像像素106的視像像素。

在一些實施例中，多光束元件112’的形狀類似於多視像像素106的形狀，或者等同的，與多視像像素106對應的（或「子陣列」）光閥108的集合的形狀。舉例而言，多光束元件112’可以具有正方形的形狀，並且多視像像素106（或對應光閥108的集合的佈置）可以基本上是方形的。在另一示例中，多光束元件112’可具有長方形的形狀，即，可具有大於一寬度或橫向（transverse）尺寸的一長度或縱向（longitudinal）尺寸。在此示例中，對應多光束元件112’的多視像像素106（或等效於光閥108的集合的排列）可具有類似矩形的形狀。圖6B顯示正方形多光束元件112’和對應的正方形多視像像素106的上視圖或平面圖，所述正方形多視像像素106包含光閥108的正方形集合。在進一步的其他示例中（圖中未顯示）中，多光束元件112’和對應的多視像像素106具有各種形狀，包含或至少近似，但不限於，三角形、六角形、和圓形。

根據各個實施例，多光束元件112’可包括配置以散射出被引導的光104的一部分的複數個不同結構中的任何一種。舉例而言，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。在一些實施例中，包含繞射光柵的多光束元件112’被配置將繞射地散射出被引導的光的一部分，以作為具有不同的主要角度方向的複數條方向性光束102’。在其他實施例中，多光束元件112’包含微反射元件，其被配置為將被引導的光的一部分反射地散射出作為複數條方向性光束102’，或者多光束元件112’包含微折射元件，其被配置為藉由或使用折射將被引導的光的一部分散射出作為複數條方向性光束102’（亦即，折射地散射出被引導的光的一部分）。

圖7A係根據與在此所描述的原理一致的一實施例，顯示示例中的包含多光束元件112’的多視像背光件100’的一部分的剖面圖。圖7B係根據與在此所描述的原理一致的另一實施例，顯示示例中的包含多光束元件112’的多視像背光件100’的一部分的剖面圖。具體來說，圖7A至7B顯示了包括繞射光柵114的多視像背光件100’的多光束元件112’。繞射光柵114用以將被引導的光104的一部分繞射地散射為發射的光102的複數條方向性光束102’。繞射光柵114包含複數個繞射特徵，其藉由繞射特徵間距、或繞射特徵、或光柵間距互相隔開，該等繞射特徵用以提供繞射地耦合出的部分被引導的光。根據各個實施例，繞射光柵114中的繞射特徵的間距或光柵間距可為子波長（亦即，小於被引導的光的波長）。

在一些實施例中，多光束元件112’的繞射光柵114可被定位在或相鄰於導光體110的表面。舉例而言，如圖7A所示，繞射光柵114可以位在導光體110的第一表面110’處或位在導光體110的第一表面110’的附近。導光體第一表面110’處的繞射光柵114可以是透射模式繞射光柵，其被配置為通過第一表面110’將被引導的光的一部分繞射地散射為方向性光束102’。在另一示例中，如圖7B所示，繞射光柵114可被定位在或相鄰於導光體110的第二表面110”。當位於第二表面110”時，繞射光柵114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114用以繞射被引導的光的一部分並且反射被引導的光的一部分，使其朝向第一表面110’以通過第一表面110’離開而作為繞射方向性光束102’。在其他實施例（圖中未顯示）中，繞射光柵可以位於導光體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二者。應注意，在本發明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。舉例而言，作為示例而非限制，圖7B示出了當方向性光束102’穿過第一表面110’時由於折射係數的變化而導致方向性光束102’的折射（亦即，彎曲）。亦參見圖8A及圖8B，如下文所描述的。

根據一些實施例，繞射光柵114的繞射特徵可以包含互相隔開的凹槽和凸脊其中之一或二者。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。

在一些實施例中，多光束元件112’的繞射光柵114是均勻的繞射光柵，其中繞射特徵間距在整個繞射光柵114中大致上是恆定或不變的。在其他實施例中，繞射光柵114是啁啾式（chirped）繞射光柵。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距（亦即，光柵間距）。在一些實施例中，啁啾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距的啁啾。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，多光束元件112’的啁啾式繞射光柵可表現出繞射特徵間距的非線性啁啾。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。

圖8A係根據與在此所描述的原理一致的另一實施例，顯示示例中的包含多光束元件112’的多視像背光件100’的一部分的剖面圖。圖8B係根據與在此所描述的原理一致的另一實施例，顯示示例中的包含多光束元件112’的多視像背光件100’的一部分的剖面圖。具體來說，圖8A及圖8B示出包含微反射元件的多光束元件112’的各個實施例。用作或在多光束元件112’中的複數微反射元件可包含但不限於，採用一反射材料或其膜的反射器（例如，反射金屬）或全內反射式（total internal reflection, TIR）的反射器。根據一些實施例（例如，如圖8A至8B所示），包含微反射元件的多光束元件112’可以位於導光體110的表面（例如，第二表面110”）或位於導光體110的附近。在其他的實施例中（圖中未顯示），微反射元件可以在導光體110中位於第一表面110’與第二表面110”之間的位置。

舉例而言，圖8A示出了包含微反射元件116的多光束元件112’，微反射元件116具有位於導光體110的第二表面110”附近的反射多面結構（facets）（例如，「稜鏡式（prismatic）」微反射元件）。所示的稜鏡式微反射元件116的多面結構配置以將被引導的光104的一部分反射（即，反射地散射器）出導光體110。舉例而言，多面結構可以相對於被引導的光104的傳導方向傾斜或偏斜（亦即，具有傾斜角度），以將被引導的光的一部分反射出導光體110。根據各個實施例，多面結構可以利用導光體110內的反射材料（例如，如圖8A所示）而形成，或者可以是第二表面110’’中的稜柱形空腔的複數表面。在一些實施例中，當採用稜柱形空腔時，空腔表面處的折射係數變化可以提供反射（例如，TIR反射），或者形成多面結構的空腔表面可以被反射材料塗覆以提供反射。

在另一示例中，圖8B示出了包含微反射元件116的多光束元件112’，微反射元件116具有大致光滑的彎曲表面，例如但不限於半球形微反射元件116。舉例而言，微反射元件116的特定表面曲線可以用以反射部分被引導的光，其根據與被引導的光104接觸的彎曲表面上的入射點的不同方向上。如圖8A及圖8B中所示出的，作為示例而非限制，從導光體110反射地散射出來的部分被引導的光係從第一表面110’射出或離開。如同圖8A中的稜鏡式微反射元件116，圖8B中的微反射元件116可以是導光體110內的反射材料或形成在第二表面110”中的空腔（例如，半圓形空腔），如同圖8B中作為示例而非限制所示出的。作為示例而非限制的，圖8A及圖8B亦示出具有二個傳導方向103、103’的被引導的光104（即，由粗箭頭示出）。例如，利用二個傳導方向103、103’可助於對發射的光102的複數條方向性光束102’提供對稱的主要角度方向。

圖9係根據與在此所描述的原理一致的另一實施例，顯示示例中的包含多光束元件112’的多視像背光件100’的一部分的剖面圖。具體來說，圖9示出了包含微折射元件118的多光束元件112’。根據各個實施例，微折射元件118被配置以從導光體110折射地散射出被引導的光104的一部分。亦即，如圖9所示，微折射元件118配置以利用折射（例如，相對於繞射或反射）將被引導的光的一部分從導光體110散射出以作為發射的光102的方向性光束102’。微折射元件118可具有各種形狀，其形狀包含但不限於，半圓形形狀、矩形形狀、或棱柱形狀（亦即，具有傾斜面的形狀）。根據各個實施例，微折射元件118可從導光體110的表面（例如，第一表面110’）延伸或突出，如圖所示，或可為所述表面中的空腔（圖中未顯示）。進一步地，在一些實施例中，微折射元件118可包含導光體110的材料。在其他實施例中，微折射元件118可包含相鄰於導光體表面的另一材料，以及在一些示例中，微折射元件118可包含與導光體表面接觸的另一材料。

在一些實施例中，背光件100配置為對於通過導光體110的光為基本上透明，該光通過導光體110的方向與被引導的光104的傳導方向103、103’正交。舉例而言，由於透明性，光可能能夠從第二表面110”到第一表面110’穿過導光體110的厚度或高度，反之亦然。由於構成角度保持散射特徵112（例如，多光束元件112’）的元件的相對較小的尺寸以及這些元件的相對較大的元件間的距離（例如，與多視像像素106一對一的對應），使得透明度可以增強，至少增強一部分的透明度。

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為發射調變光束以作為多視像顯示器的像素。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。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，複數條調變、不同方向的光束中不同的一條光束可以對應於與多視像影像相關聯的不同「視像」中的單獨像素。例如，在藉由多視像顯示器顯示的多視像影像中，複數不同的視像可提供表示為「裸眼（glasses free）」（例如，裸視立體（autostereoscopic））的資訊。多視像顯示器的用途，包含但不限於，行動電話（例如，智慧型手機）、手錶、平板電腦，行動電腦（例如，膝上型電腦）、個人電腦和電腦螢幕、汽車顯示控制台、相機顯示器以及其他各種行動顯示器以及基本上非行動顯示器的應用程序和裝置。

圖10係根據與在此所描述的原理一致的一實施例，顯示示例中的多視像顯示器200的方塊圖。根據各個實施例，多視像顯示器200被配置為根據沿不同的視像方向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發射的調變光束202，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）。調變光束202顯示為從圖10中的光閥240發散的箭頭。虛線用於以通過示例而非限制的方式，強調所發射的調變光束202的箭頭的調變。

圖10中所示的多視像顯示器200包括導光體210。根據一些實施例，導光體210可以基本上類似於上文關於背光件100所述的導光體110。舉例而言，導光體210配置為在來自導光體210的輸入邊緣的傳導方向上，根據全內反射引導光以作為被引導的光。

如圖10所示，多視像顯示器200進一步包括角度保持散射特徵220。具體來說，根據一些實施例，角度保持散射特徵220包含光學耦合到導光體210的多光束元件的陣列。角度保持散射特徵220的多光束元件陣列配置為從導光體210散射出被引導的光的一部分以作為方向性光束204，方向性光束204具有與多視像顯示器200的多視像影像的不同的視像的視像方向相對應的主要角度方向。此外，方向性光束204具有互相不同的主要角度方向。

在一些實施例中，如上所述，角度保持散射特徵220的多光束元件陣列中的多光束元件可以基本上類似於上述角度保持散射特徵112的多光束元件112’。舉例而言，例如，如上文所述並在圖7A至7B中所顯示的，多光束元件可以包含繞射光柵，其基本上與繞射光柵114相似。在另一個示例中，如上文所述並在圖8A至8B中所顯示的，多光束元件可以包含微反射元件，其基本上與微反射元件116相似。在另一個示例中，多光束元件可以包含微折射元件。該微折射元件可以基本上與上文所述在圖9中所顯示的微折射元件118相似。

圖10中所示的多視像顯示器200進一步包含光柵擴散器230，該光柵擴散器230包括具有繞射特徵的繞射光柵，所述繞射特徵在導光體210內的被引導的光的傳導方向上延伸。光柵擴散器230被配置為在來自光源的光被多光束元件陣列散射為方向性光束之前，將來自光源的光轉換成空間角度地均勻的被引導的光。根據一些實施例，光柵擴散器230可以基本上類似於上文關於背光件100所述的光柵擴散器120。舉例而言，光柵擴散器230的繞射光柵可以包括互相隔開的複數個單獨的繞射光柵。在其他實施例中，光柵擴散器230的繞射光柵可以沿著導光體210的輸入邊緣分布。此外，在一些實施例中，光柵擴散器230的繞射光柵可以包括具有可變長度輪廓的繞射特徵。

如圖10所示，多視像顯示器200進一步包括光閥240的陣列。光閥240的陣列配置為將方向性光束調變為多視像顯示器200的多視像影像的不同的視像。在一些實施例中，光閥240的陣列可以基本上類似於上文關於背光件100所述的光閥108的陣列。根據一些實施例，多光束元件陣列之中的多光束元件的尺寸大於大約一半的光閥陣列的光閥240的尺寸，並且小於大約兩倍的光閥尺寸。

在一些實施例中，多視像顯示器200可以進一步包含光源250。光源250被配置提供將被引導為被引導的光的光。如此一來，光源250可以將光提供給光柵擴散器230，以將其轉換成空間角度地均勻的被引導的光。在一些實施例中，光可以以非零值傳導角度或具有非零值傳導角度提供給光柵擴散器230。根據一些實施例，光源250可以基本上類似於上文所述的背光件100和多視像背光件100’的光源130。舉例而言，光源250可包括複數個發光二極體（LED），或更一般地包括複數個沿著導光體210的輸入邊緣互相隔開並且光學耦合到導光體210的輸入邊緣的光學發射器。此外，當光源250包括複數個光學發射器並且光柵擴散器230的繞射光柵包括複數個單獨的繞射光柵時，複數個單獨的繞射光柵之中的單獨的繞射光柵可以位於光源250的複數個光學發射器之中的光學發射器之間。

根據本文所述的原理的其他實施例，提供了一種背光件的操作方法。圖11係根據與在此所描述的原理一致的一實施例，顯示示例中的背光件的操作方法300的流程圖。如圖11中所示，背光件（或多視像背光件）的操作方法300包括使用在導光體的輸入邊緣處的光源向導光體提供光的步驟310。在一些實施例中，藉由提供光的步驟310而提供給導光體的光具有第一擴散角。舉例而言，光源可以包括光學發射器，該光學發射器對接耦合到輸入邊緣，並且在提供光的步驟310中將具有相對較寬的第一擴散角的光引入導光體。在一些實施例中，如上文關於背光件100所述的，導光體和光源以及所提供的光可以分別與導光體110、光源130、和光源130提供的光基本相似。舉例而言，在提供光的步驟310中使用的光源可以包括複數個沿著導光體的輸入邊緣互相隔開的光學發射器。

圖11所示的背光件的操作方法300進一步包括使用光柵擴散器將所提供的光轉換為導光體內的空間角度地均勻的光的步驟320，該光柵擴散器包括與導光體的輸入邊緣相鄰的繞射光柵。根據各個實施例，將所提供的光轉換為空間角度地均勻的光的步驟320，從而在光柵擴散器的輸出端產生光，該光有利於使導光體的照明均勻或基本上均勻，以及由此延伸出的背光件的照明。在一些實施例中，將光轉換成空間角度地均勻的光可以進一步減小其角展度，使得空間角度地均勻的光可以具有小於所提供的光的第一擴散角的第二擴散角。根據一些實施例，將所提供的光轉換成空間角度地均勻的光的步驟320中所使用的光柵擴散器可以基本上類似於上文所述的背光件100的光柵擴散器120。具體來說，根據各個實施例，光柵擴散器的繞射光柵包括繞射特徵，所述繞射特徵沿著在導光體內的被引導的光的傳導方向相對應的方向延伸。

在一些實施例中，其中，在光源包括互相隔開的複數個光學發射器的情況下，光柵擴散器的繞射光柵可以包括互相隔開並且位於光學發射器之間的複數個單獨的繞射光柵。在其他實施例中，繞射光柵可以在與導光體的輸入邊緣相鄰的導光體的寬度上橫跨或基本上橫跨。

如圖11中所示，背光件的操作方法300進一步包括使用導光體的角度保持散射特徵將被引導的光的一部分散射出導光體的步驟330。具體來說，被引導的光的被散射出的一部分藉由背光件作為發射的光發射。在一些實施例中，所述的角度保持散射特徵可以基本上類似於上述的導光體110的角度保持散射特徵112。

具體來說，在一些實施例中，角度保持散射特徵包含多光束元件。在這些實施例中，所述發射的光包含具有不同的主要角度方向的複數條方向性光束。在各個實施例中，複數條方向性光束的不同的主要角度方向對應於多視像顯示器的各個不同的視像方向。此外，根據一些實施例，多光束元件的尺寸可以與多視像顯示器的光閥的尺寸相當。舉例而言，多光束元件可以大於視像像素的尺寸的一半，並且小於光閥的尺寸的兩倍。

在一些實施例中，角度保持散射特徵的多光束元件可以與上文中所述之多視像背光件100’的多光束元件112’基本相似。例如，多光束元件可以是複數個多光束元件或多光束元件陣列之中的一構件。此外，在一些實施例中，多光束元件可以包含繞射光柵、微反射元件和微折射元件之中的一個以上。

在一些實施例中，多視像背光件的操作方法300進一步包含使用複數個光閥調變發射的光的步驟340。在一些實施例中，發射的光可以包含方向性光束，並且光閥可以被配置為多視像顯示器的多視像像素。根據一些實施例，複數個光閥可以基本上類似於上文關於圖6A至6C和多視像背光件100’所述的光閥108的陣列。具體來說，如上所述，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。

因此，本發明已經描述了背光件、背光件的操作方法和多視像顯示器的示例和實施例，其包括配置在導光體內提供空間角度地均勻的光的光柵擴散器。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10月15日提交的第62/745,965號美國專利臨時申請案以及2019年4月29日提交的第PCT/US2019/029733號國際專利申請案的優先權，兩者的全部內容藉由引用併入本文。

10:多視像顯示器 12:螢幕 14:視像 16:視像方向 20:光束 30:繞射光柵 40:導光體 50:光束 60:方向性光束 100:背光件 100’:多視像背光件 102:發射的光 102’:方向性光束 103:傳導方向 103’:傳導方向 104:被引導的光、被引導的光束 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 112:角度保持散射特徵 112’:多光束元件 112’a:第一多光束元件 112’b:第二多光束元件 114:繞射光柵 116:微反射元件 118:微折射元件 120:光柵擴散器 122:繞射光柵、單獨的繞射光柵 130:光源 132:光學發射器 200:多視像顯示器 202:調變光束 204:方向性光束 210:導光體 220:角度保持散射特徵 230:光柵擴散器 240:光閥 250:光源 300:方法 310:步驟 320:步驟 330:步驟 340:步驟 O:原點 S:視像像素尺寸、光閥尺寸 s:多光束元件尺寸 γ:對向角、角展度 θ:角度分量、仰角分量、仰角 ϕ:角度分量、方位角分量、方位角 σ:準直因子、角展度 θ_i:入射角 θ_m:繞射角

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，顯示示例中的背光件的剖面圖。 圖3B係根據與在此所描述的原理一致的一實施例，顯示示例中的背光件的平面圖。 圖3C係根據與在此所描述的原理一致的一實施例，顯示示例中的背光件的立體圖。 圖4係根據與在此所描述的原理一致的一實施例，顯示示例中的背光件的平面圖。 圖5係根據與在此所描述的原理一致的另一實施例，顯示示例中的背光件的平面圖。 圖6A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背光件的剖面圖。 圖6B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背光件的平面圖。 圖6C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背光件的立體圖。 圖7A係根據與在此所描述的原理一致的一實施例，顯示示例中的包含多光束元件的多視像背光件的一部分的剖面圖。 圖7B係根據與在此所描述的原理一致的另一實施例，顯示示例中的包含多光束元件的多視像背光件的一部分的剖面圖。 圖8A係根據與在此所描述的原理一致的另一實施例，顯示示例中的包含多光束元件的多視像背光件的一部分的剖面圖。 圖8B係根據與在此所描述的原理一致的另一實施例，顯示示例中的包含多光束元件的多視像背光件的一部分的剖面圖。 圖9係根據與在此所描述的原理一致的另一實施例，顯示示例中的包含多光束元件的多視像背光件的一部分的剖面圖。 圖10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方塊圖。 圖11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:背光件

102:發射的光

103:傳導方向

103’:傳導方向

104:被引導的光、被引導的光束

110:導光體

110’:第一表面

110":第二表面

112:角度保持散射特徵

120:光柵擴散器

122:繞射光柵

130:光源

γ:對向角

σ:準直因子、角展度

Claims (17)

1. 一種背光件，包括：一導光體，被配置以沿著該導光體之長度引導光作為被引導的光，該導光體具有一角度保持散射特徵，該角度保持散射特徵被配置以從該導光體散射出該被引導的光之一部分作為發射的光；以及一光柵擴散器，在一光源與該導光體之該角度保持散射特徵之間，該光源被配置以提供光至該導光體，該光柵擴散器包括具有繞射特徵的一繞射光柵，該等繞射特徵在該導光體中的該被引導的光之一傳導方向上延伸，其中，該光柵擴散器被配置以轉換由該光源提供的光成為該導光體中的空間角度地均勻的光，以促進該背光件之均勻照明，其中，該光源包括複數個光學發射器，沿著該導光體之一輸入邊緣互相隔開，該光柵擴散器之該繞射光柵包括複數個單獨的繞射光柵，該複數個單獨的繞射光柵沿著該導光體之該輸入邊緣互相隔開並且位於該光源之該複數個光學發射器中的光學發射器之間。
2. 如申請專利範圍第1項所述的背光件，其中，該光柵擴散器之該繞射光柵分布橫跨在該光源與該角度保持散射特徵之間的該導光體之寬度。
3. 如申請專利範圍第1項所述的背光件，其中，該等繞射特徵包括在該導光體之表面處的凸脊和凹槽其中之一或二者，該等凸脊和該等凹槽在遠離與該光源鄰接的該導光體之一輸入邊緣並且朝向該導光體之該角度保持散射特徵的方向上延伸。
4. 如申請專利範圍第3項所述的背光件，其中，該光柵擴散器之該繞射光柵之該等繞射特徵位於該導光體之相對的表面處。
5. 如申請專利範圍第1項所述的背光件，其中，該光柵擴散器之該繞射光柵包括一反射模式繞射光柵。
6. 如申請專利範圍第5項所述的背光件，其中，作為該反射模式繞射光柵的一繞射光柵包括一光柵層和一反射層，該光柵層具有該等繞射特徵，該光柵層位在該導光體與該反射層之間。
7. 如申請專利範圍第1項所述的背光件，其中，該繞射光柵之該等繞射特徵在該被引導的光之該傳導方向上的一長度輪廓，如沿著鄰接該光源的該導光體之一輸入邊緣的距離之函數般地變化。
8. 如申請專利範圍第1項所述的背光件，其中，該角度保持散射特徵包括複數個多光束元件，沿著該導光體之長度互相隔開，該複數個多光束元件中的一多光束元件被配置以從該導光體中散射出該被引導的光的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，對應一多視像顯示器之各個不同的視像方向，其中，該多光束元件之尺寸在該多視像顯示器之一光閥之尺寸之百分之五十至百分之二百之間，該多視像顯示器之該光閥用於調變該複數條方向性光束作為一多視像影像。
9. 如申請專利範圍第8項所述的背光件，其中，該多光束元件包括一繞射光柵、一微反射元件、和一微折射元件其中之一以上者，光學地連接到該導光體以散射出該被引導的光之該部分。
10. 一種多視像顯示器，包括申請專利範圍第1項所述的背光件，該多視像顯示器進一步包括一光閥陣列，被配置以調變該發射的光之光束，該光閥陣列中的一光閥集合對應該多視像顯示器之一多視像像素。
11. 一種多視像顯示器，包括：一導光體，被配置以引導光作為被引導的光；一角度保持散射特徵，包括一多光束元件陣列，該多光束元件陣列被配置以散射出該被引導的光之一部分作為方向性光束，該方向性光束具有主要角度方向，對應該多視像顯示器之一多視像影像之不同的視像之視像方向；一光柵擴散器，包括具有一繞射特徵的一繞射光柵，該等繞射特徵在該被引導的光之一傳導方向上延伸，並且被配置以轉換來自一光源的光成為該被引導的光，該被引導的光在被該多光束元件陣列散射出去作為該方向性光束之前係空間角度地均勻的；以及一光閥陣列，被配置以調變該方向性光束作為該多視像影像之該等不同的視像， 其中，該光源被配置以提供要被引導的光作為該被引導的光，該光源包括複數個光學發射器，沿著該導光體之一輸入邊緣互相隔開，其中，該光柵擴散器之該繞射光柵包括複數個單獨的繞射光柵，該複數個單獨的繞射光柵沿著該導光體之該輸入邊緣互相隔開並且位於該光源之該複數個光學發射器中的光學發射器之間。
12. 如申請專利範圍第11項所述的多視像顯示器，其中，該繞射光柵之該等繞射特徵在該被引導的光之該傳導方向上的一長度輪廓，如沿著該導光體之一輸入邊緣的距離之函數般地變化。
13. 如申請專利範圍第11項所述的多視像顯示器，其中，該多光束元件陣列中的一多光束元件之尺寸大於該光閥陣列中的一光閥之尺寸之一半，並且小於該光閥之尺寸之兩倍。
14. 如申請專利範圍第11項所述的多視像顯示器，其中，該多光束元件陣列中的一多光束元件包括一繞射光柵、一微反射元件、和一微折射元件其中之一以上者，光學地連接到該導光體以散射出該被引導的光之該部分。
15. 如申請專利範圍第11項所述的多視像顯示器，其中，該光柵擴散器進一步被配置以根據一準直因子減小光之角展度，從而準直該被引導的光。
16. 一種背光件的操作方法，包括：使用在一導光體之一輸入邊緣處的一光源，提供光至該導光體；使用一光柵擴散器，轉換該提供的光成為該導光體中的空間角度地均勻的光，以提供在該導光體中的被引導的光，該光柵擴散器包括一繞射光柵，鄰接該導光體之該輸入邊緣並且具有繞射特徵，該等繞射特徵沿著對應在該導光體中的該被引導的光之一傳導方向的方向延伸；以及使用該導光體之一角度保持散射特徵，從該導光體散射出該被引導的光之一部分作為發射的光，其中，該光源包括複數個光學發射器，沿著該導光體之該輸入邊緣互相隔開，該光柵擴散器之該繞射光柵包括複數個單獨的繞射光柵，該複數個單獨的繞射 光柵沿著該導光體之該輸入邊緣互相隔開並且位於該光源之該複數個光學發射器中的光學發射器之間。
17. 如申請專利範圍第16項所述的背光件的操作方法，其中，該角度保持散射特徵包括一多光束元件，該發射的光包括複數條方向性光束，具有互相不同的主要角度方向，對應一多視像顯示器之各個不同的視像方向。

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