反射镜曲率辅助式扩散片的指向性背光显示装置

技术领域

本发明关于一种反射镜曲率辅助式扩散片的指向性背光显示装置，使用低曲率或平面反射式窄角扩散片，搭配高曲率凹面反射镜辅助所缺少的凹面曲率，就能达到高指向性图像投射，可以降低扩散片的制作难度，提高良率，减少成本。

背景技术

如图1所示，US20180252915A1为申请人的申请案，反射式窄角扩散片2的功能是用来将投影机41所投影的图像以窄角度反射扩散到观赏者的眼中，提高光线利用率，增加观看图像的亮度。

其中，图像的每一个画素透过一反射式窄角扩散片的反射与扩散之后，都能均匀扩散到观赏者的眼盒区域。前述投影机41可以是LCD投影机、DLP投影机或雷射投影机。

如图2所示，该反射式窄角扩散片2可以是平面或曲面，该反射式窄角扩散片2具有多个微曲面镜200以方形排列或六角蜂巢排列而组成的阵列(亦即，图7A所示的反射式窄角扩散片20)，每一个微曲面镜200的尺寸在2.5um～0.25mm之间。

其中，每一微曲面镜200可以有相同或不同的曲率与角度。

该等微曲面镜200的数量可以视解析度与光路设计需求而订制。

如图3A所示，平面反射镜的表面平整光滑，入射光的入射角等于反射光的反射角，所以光束的扩散角不变，没有扩散的效果，观赏角度受限制。

为了要让各个角度的观赏者都能看到投影布幕的平面，故需要宽广散射表面将投射在平面的光线朝四面八方扩散，如图3B所示，但同时也让图像亮度大幅降低。

如图3C所示，反射式窄角扩散片的微曲面镜能将入射光朝向一预定方向以预定且较窄的一扩散角θ2扩散，因此能在预定方向与扩散角θ2范围内大幅提升观看图像的亮度。其中，该微曲面镜的反射面可以是凹面或凸面。

如图4A所示的光源，是将光源11经过聚光后成为指向性光源，容易发生亮度不均匀的现象，例如中央亮度较高，周围亮度较低。为改善此问题，申请人的另一发明是将光源11投射到反射式窄角扩散片上，如图4B所示，微曲面镜阵列所反射的光线能朝向一预定方向与较窄的扩散角扩散，产生亮度均匀的指向性光源。

如图5A、图5B所示的反射式窄角扩散片为双曲凹面，也就是在X轴剖面与Y轴剖面都呈现曲线的凹面。

根据凹面曲率的大小，可以区分为完全没有曲率的平面，如图6D，有低曲率的微凹面，如图6B与图6C，以及具有高曲率的凹面，如图6A。

前述反射式窄角扩散片可以使用刚性材料(例如金属材料、陶瓷材料或硬性高分子材料)以模具成型方式制造，但成本较高。

如图7A所示，另一种扩散片的制作方法是先以弹性材料(例如橡胶、弹性高分子材料)制作出具有微曲面镜200阵列的平面结构，镀上反射膜以形成平面反射式窄角扩散片20，再以刚性材料制作一片双曲凹面基板S1，将弹性的平面反射式窄角扩散片20贴合在双曲凹面基板S1上，就能成为具有双曲凹面的反射式窄角扩散片21。

贴合之前，因为平面反射式窄角扩散片20与双曲凹面基板S1之间存在空气，即使在基板上配置多个抽气孔，贴合时仍然容易残留空气，贴合之后的残留气泡无法排除，影响反射面的平整度，且每一微面镜的形变量也较难控制，影响光学图像的品质，降低良率；一旦基板S1的凹面的曲率越大，制程难度就越高，问题也越严重。虽然可以在高真空环境中来进行贴合制程，将平面反射式窄角扩散片20预先固定于凸面治具T1上，如图8A所示，解决残留气泡的问题，但此制法的制造成本高且设备昂贵。

发明内容

本发明提供一种低曲率反射式窄角扩散片，搭配一高曲率凹面反射镜作为辅助元件，取代双曲凹面的反射式窄角扩散片，并产生指向性光源。这样能降低扩散片的制作难度，提高良率，减少成本。

如图4C所示，前述指向性光源可作为背光式显示面板的背光源，将背光式显示面板的图像投射扩散到一设定的眼盒区域，使通过背光式显示面板上每一画素的光线都能扩散到整个眼盒区域。

本发明还提供一种反射镜曲率辅助式扩散片的指向性背光显示装置，包含：

一光源模块，投射一光线；

一反射式窄角扩散片，沿着垂直的两个轴向形成双曲且低曲率的一微凹面作为反射面，该反射面上具有多个微曲面镜组成的阵列；

一凹面反射镜，沿着垂直的两个轴向形成双曲的一凹面，该凹面的二个轴向对应于该反射式窄角扩散片微凹面的二个轴向，该凹面反射镜辅助该反射式窄角扩散片的微凹面所不足的曲率，使该光线经由该反射式窄角扩散片与该凹面反射镜的反射扩散成为一均光指向性光束；

一背光式显示面板，显示一图像，该均光指向性光束穿透该背光式显示面板之后成为一指向性图像光束，该指向性图像光束投射到一投射区域(即一观赏者的一眼盒范围)。

该凹面反射镜放置于该光源模块与该反射式窄角扩散片的光路之间，该凹面反射镜的双曲的凹面将该光线进行第一次汇聚后，再反射至该反射式窄角扩散片，让该反射式窄角扩散片双曲的微凹面进行第二次汇聚，并将每一点的光线以窄角度扩散，让反射扩散后的均光指向性光束在穿透该背光式显示面板之后，都能具备高指向性而投射到该投射区域内。

或者，该凹面反射镜也可以放置于该反射式窄角扩散片与该背光式显示面板之间，让该反射式窄角扩散片的双曲的微凹面将该光线进行第一次汇聚后，并将每一点的光线以窄角度扩散，再反射至该凹面反射镜，让该凹面反射镜双曲的凹面进行第二次汇聚，让反射扩散后的均光指向性光束在穿透该背光式显示面板之后，都能具备高指向性而投射到该投射区域内。

该反射式窄角扩散片的微凹面沿着两个轴向的曲率，皆小于该凹面反射镜的凹面沿着两个轴向的曲率。

该反射式窄角扩散片的微凹面沿着其中一个轴向的曲率是小于该凹面反射镜的凹面在对应轴向的曲率，该反射式窄角扩散片的微凹面沿着另一个轴向的曲率是大于该凹面反射镜的凹面在对应轴向的曲率。

本发明还提供一种反射镜曲率辅助式扩散片的指向性背光显示装置，包含：

一光源模块，投射一光线；

一反射式窄角扩散片，沿着单一轴向形成单曲的一凹面作为反射面，该反射面上具有多个微曲面镜组成的阵列；

一凹面反射镜，沿着单一轴向形成的单曲的一凹面，该凹面的轴向垂直对应于该反射式窄角扩散片凹面的轴向，该凹面反射镜辅助该反射式窄角扩散片的凹面上缺少轴向的曲率，使该光线经由该反射式窄角扩散片与该单曲凹面反射镜的反射扩散成为一均光指向性光束；

一背光式显示面板，显示一图像，该均光指向性光束穿透该背光式显示面板之后成为一指向性图像光束，该指向性图像光束投射到一投射区域(即一观赏者的一眼盒范围)。

该凹面反射镜放置于该光源模块与该反射式窄角扩散片的光路之间，该凹面反射镜的单曲的凹面将该光线进行第一次汇聚后，再反射至该反射式窄角扩散片，让该反射式窄角扩散片于不同轴向的单曲凹面进行第二次汇聚，并将每一点的光线以窄角度扩散，让反射扩散后的均光指向性光束在穿透该背光式显示面板之后，都能具备高指向性而投射到该投射区域内。

该凹面反射镜也可以放置于该反射式窄角扩散片与该背光式显示面板之间，让该反射式窄角扩散片的单曲的凹面将该光线进行第一次汇聚后，并将每一点的光线以窄角度扩散，再反射至该凹面反射镜，让该凹面反射镜于不同轴向的单曲凹面进行第二次汇聚，让反射扩散后的均光指向性光束在穿透该背光式显示面板之后，都能具备高指向性而投射到该投射区域内。

该反射式窄角扩散片的凹面的轴向可对应于显示图像的垂直方向、水平方向、45度斜角方向或任意方向。

本发明还提供一种反射镜曲率辅助式扩散片的指向性背光显示装置，包含：

一光源模块，投射一光线；

一反射式窄角扩散片，沿着单一轴向形成单曲且低曲率的一微凹面作为反射面，该反射面上具有多个微曲面镜组成的阵列；

一凹面反射镜，沿着垂直的两个轴向形成双曲的一凹面，该凹面的其中一个轴向平行对应于该反射式窄角扩散片微凹面的轴向，该凹面反射镜辅助该反射式窄角扩散片的凹面所不足与缺少轴向的曲率，使该光线经由该反射式窄角扩散片与该凹面反射镜的反射扩散成为一均光指向性光束；

一背光式显示面板，显示一图像，该均光指向性光束穿透该背光式显示面板之后成为一指向性图像光束，该指向性图像光束投射到一投射区域(即一观赏者的一眼盒范围)。

该凹面反射镜放置于该光源模块与该反射式窄角扩散片的光路之间，该凹面反射镜的双曲的凹面将该光线进行第一次汇聚后，再反射至该反射式窄角扩散片，让该反射式窄角扩散片单曲的微凹面进行第二次汇聚，并将每一点的光线以窄角度扩散，让反射扩散后的均光指向性光束在穿透该背光式显示面板之后，都能具备高指向性而投射到该投射区域内。

该凹面反射镜也可以放置于该反射式窄角扩散片与该背光式显示面板之间，让该反射式窄角扩散片的单曲的微凹面将该光线进行第一次汇聚后，并将每一点的光线以窄角度扩散，再反射至该凹面反射镜，让该凹面反射镜双曲的凹面进行第二次汇聚，让反射扩散后的均光指向性光束在穿透该背光式显示面板之后，都能具备高指向性而投射到该投射区域内。

该反射式窄角扩散片的微凹面的轴向可对应于显示图像的垂直方向、水平方向、45度斜角方向或任意方向。

本发明还提供一种反射镜曲率辅助式扩散片的指向性背光显示装置，包含：

一光源模块，投射一光线；

一反射式窄角扩散片，具有一平面结构的反射面，该反射面上具有多个微曲面镜组成的阵列；

一凹面反射镜，沿着两个垂直的轴向形成双曲的一凹面，该凹面反射镜辅助该反射式窄角扩散片两个轴向所缺少的曲率，使该光线经由该反射式窄角扩散片与该凹面反射镜的反射扩散成为一均光指向性光束；

一背光式显示面板，显示一图像，该均光指向性光束穿透该背光式显示面板之后成为一指向性图像光束，该指向性图像光束投射到一投射区域(即一观赏者的一眼盒范围)。

该凹面反射镜放置于该光源模块与该反射式窄角扩散片的光路之间，该凹面反射镜的双曲的凹面将该光线进行汇聚后，再反射至该反射式窄角扩散片，让该反射式窄角扩散片再将每一点的光线以窄角度扩散，让反射扩散后的均光指向性光束在穿透该背光式显示面板之后，都能具备高指向性而投射到该投射区域内。

该凹面反射镜也可以放置于该反射式窄角扩散片与该背光式显示面板之间，让该反射式窄角扩散片先将每一点的光线以窄角度扩散，再反射至该凹面反射镜，让该凹面反射镜双曲的凹面进行汇聚，让反射扩散后的均光指向性光束在穿透该背光式显示面板之后，都能具备高指向性而投射到该投射区域内。

该凹面反射镜的两个轴向分别对应于显示图像的垂直方向与水平方向。

该凹面反射镜的凹面在两个轴向的曲率可以是相同或不同。

上述反射镜曲率辅助式扩散片的指向性背光显示装置的前方更包含一挡风玻璃，该图像光投射到挡风玻璃，该挡风玻璃反射部分图像光至该投射区域。

上述反射镜曲率辅助式扩散片的指向性背光显示装置可包含一凹面镜，该图像光先经过该凹面镜的放大，再投射到该挡风玻璃，该挡风玻璃反射部分图像光至该投射区域。

附图说明

图1为已公开的发明实施示意图。

图2为反射式窄角扩散片示意图。

图3A、图3B、图3C为投影光线在不同反射面的扩散示意图。

图4A、图4B、图4C为利用反射式窄角扩散片产生指向性背光的实施示意图。

图5A、图5B为双曲凹面的反射式窄角扩散片示意图。

图6A、图6B、图6C、图6D为不同凹面曲率的反射式窄角扩散片示意图。

图7A、图7B、图7C为反射式窄角扩散片贴合示意图。

图8A、图8B、图8C为反射式窄角扩散片贴合制程示意图。

图9A、图9B为双曲凹面的反射式窄角扩散片与双曲微凹的反射式窄角扩散片的投射差异示意图。

图10A、图10B、图10C为凹面反射镜搭配反射式窄角扩散片的投射示意图。

图11A、图11B为本发明之第一实施例示意图。

图12A、图12B、图12C为双曲凹面的反射式窄角扩散片与单曲凹面的反射式窄角扩散片的投射差异示意图。

图13A为单曲凹面的反射镜搭配单曲凹面的反射式窄角扩散片的示意图。

图13B、图13C、图14A、图14B为本发明之第二实施例示意图。

图15A、图15B、图16A、图16B为本发明之第三实施例示意图。

图17为平面的反射式窄角扩散片的投射示意图。

图18A、图18B为双曲凹面的反射镜搭配平面的反射式窄角扩散片的投射示意图。

图19A、图19B为本发明之第四实施例示意图。

图20为本发明实施例于车辆内部使用示意图。

图21为本发明实施例于车辆内部使用之另一示意图。

附图标记列表：

[现有技术]—2:反射式窄角扩散片；20:平面反射式窄角扩散片；21:反射式窄角扩散片；200:微曲面镜；41:投影机；θ1,θ2:扩散角度；11:光源；S1:双曲凹面基板。

[本发明]—1:光源模块；2,20,22,23,24:反射式窄角扩散片；200:微曲面镜；3,31,33:凹面反射镜；4:背光式显示面板；5:挡风玻璃；6:凹面镜；L:光线；D:均光指向性光束；I:图像；DI:指向性图像光束；E:眼盒范围；S2:双曲微凹基板；S3:单曲凹面基板；T2,T3:贴合滚轮。

具体实施方式

于下文中的「微凹面」或「凹面」相较于传统的反射式窄角扩散片的凹面所产生的聚光效果具有较小的聚光效果。在某些实施例中，凹面的曲率是大于微凹面的曲率，在某些实施例中，凹面的曲率与微凹面的曲率相同。

于下文中「辅助」的用词，指的是光线在被反射式窄角扩散片与凹面反射镜反射之后，凹面反射镜能补偿该光线被反射式窄角扩散片的(微曲面镜)反射面所反射时，汇聚不足的聚光效果，使光线在穿透过背光式显示面板之后，所有的光线都能汇聚到相同的投射区域，且足以涵盖设定的投射区域。

相较于双曲凹面的反射式窄角扩散片的制作难度，本发明透过使反射式窄角扩散片的凹面具有较低的曲率，即可以降低制程难度，如图7B所示，将平面状态的反射式窄角扩散片20贴合在双曲微凹基板S2上，就能成为双曲微凹的反射式窄角扩散片，而且大幅提高制程良率，如图8B所示，可使用例如纺锤形贴合滚轮T2来确保紧密贴合，避免气泡残留。

如图9A所示，原本双曲凹面的反射式窄角扩散片21可以将光线L反射扩散至设定的投射区域内，但是改为本发明所提供双曲微凹的反射式窄角扩散片22之后，如图9B所示，反射式窄角扩散片22曲率的降低也降低了微凹面镜的曲率，导致光线L反射扩散后不足以涵盖设定的投射区域，且扩散片上不同位置的光线无法投射在相同区域。

为了将反射扩散后的光线L汇聚，如图10A所示，可在光源模块1与反射式窄角扩散片22之间加上一片凹面反射镜31，或是如图10B所示，在反射式窄角扩散片22之后加上一片凹面反射镜31，来补偿反射式窄角扩散片22不足的轴向凹面曲率，让投射的光线都汇聚到相同的区域，且足以涵盖设定的投射区域。如图10C所示，加上凹面反射镜31的效果，类似于在光路中加入一凸透镜30，改变每个微面镜投射的光路与扩散的区域，让扩散片上不同位置的光线能够投射并扩散在相同的投射区域。

如图11A与图11B所示，本发明之第一实施例为一种反射镜曲率辅助式扩散片的指向性背光显示装置，包含：一光源模块1以投射一光线L，一反射式窄角扩散片22，一凹面反射镜31与一背光式显示面板4。

该反射式窄角扩散片22，沿着互相垂直的两个轴向形成双曲且低曲率的一凹面(亦即双曲的微凹面)作为反射面，该反射面上具有多个微曲面镜200组成的阵列，用以反射扩散光线L。

该凹面反射镜31沿着互相垂直的两个轴向形成双曲的一凹面，该凹面的二个轴向对应于该反射式窄角扩散片22凹面的二个轴向，该凹面反射镜31辅助该反射式窄角扩散片22的凹面所不足的曲率，使该光线L经由该反射式窄角扩散片22与该凹面反射镜31的反射扩散成为一均光指向性光束D。

该背光式显示面板4显示一图像I，该均光指向性光束D穿透该背光式显示面板4之后成为一指向性图像光束DI，该指向性图像光束DI投射到一投射区域(即一观赏者的一眼盒范围E)。

如图11A所示，该凹面反射镜31放置于该光源模块1与该反射式窄角扩散片22的光路之间，该凹面反射镜31的双曲的凹面将该光线L进行第一次汇聚后，再反射至该反射式窄角扩散片22，让该反射式窄角扩散片22双曲的微凹面进行第二次汇聚，并将每一点的光线以窄角度扩散，让反射扩散后的均光指向性光束D在穿透该背光式显示面板4之后，都能具备高指向性而投射到该眼盒范围E内。

如图11B所示，该凹面反射镜31也可以放置于该反射式窄角扩散片22与该背光式显示面板4之间，让该反射式窄角扩散片22的双曲的微凹面将该光线L进行第一次汇聚后，并将每一点的光线以窄角度扩散，再反射至该凹面反射镜31，让该凹面反射镜31双曲的凹面进行第二次汇聚，让反射扩散后的均光指向性光束D在穿透该背光式显示面板4之后，都能具备高指向性而投射到该眼盒范围E内。

该反射式窄角扩散片22的微凹面沿着两个轴向的曲率，皆小于该凹面反射镜31的凹面沿着两个轴向的曲率。

该反射式窄角扩散片22的微凹面沿着其中一个轴向(例如图11A所示X轴)的曲率是小于该凹面反射镜31的凹面在对应轴向的曲率，该反射式窄角扩散片22的微凹面沿着另一个轴向(例如图11A所示Y轴)的曲率大于该凹面反射镜31的凹面在对应轴向的曲率。

如图7C所示，该反射式窄角扩散片也可以采用沿着单一轴向弯曲形成单曲的一凹面，以降低制程难度。将平面的反射式窄角扩散片200，贴合在单曲凹面基板S3上，就能成为单曲凹面的反射式窄角扩散片，而且也能大幅提高制程良率，如图8C所示，可使用例如圆柱形贴合滚轮T3来确保紧密贴合，避免气泡残留。

如图12A所示，原本双曲凹面的反射式窄角扩散片21可以将光线反射扩散至设定的投射区域内。但是，如图12B及图12C所示，改为单曲凹面的反射式窄角扩散片23之后，光线经过单曲凹面的反射式窄角扩散片23反射扩散后，扩散片上不同位置的反射扩散光线无法投射在相同区域，反射扩散后的光线在该反射式窄角扩散片23的非弯曲的轴向将分布超出设定的投射区域的外侧。如图12B所示，当Y轴向为该反射式窄角扩散片23的非弯曲的轴向时，反射扩散后的光线将在Y轴向分布超出设定的投射区域。如图12C所示，当X轴向为该反射式窄角扩散片23的非弯曲的轴向时，反射扩散后的光线将在X轴向分布超出设定的投射区域。

为了解决前段说明的问题，如图13A所示，可以让单曲凹面的反射式窄角扩散片23搭配一片单曲的凹面反射镜33，来补偿反射式窄角扩散片23缺少的轴向凹面曲率，当反射式窄角扩散片23的凹面是沿着X轴向弯曲时，则搭配的单曲的凹面反射镜33的凹面是沿着Y轴向弯曲。当反射式窄角扩散片23的凹面是沿着Y轴向弯曲时，则搭配的单曲的凹面反射镜33的凹面是沿着X轴向弯曲，利用在不同轴向弯曲的反射式窄角扩散片23的凹面与凹面反射镜33的凹面彼此互补的特性，让投射的光线都汇聚到相同的投射区域，且足以涵盖设定的投射区域。

如图13B、图13C、图14A、图14B所示，为本发明之第二实施例，一种反射镜曲率辅助式扩散片的指向性背光显示装置，包含：一光源模块1投射一光线L、一反射式窄角扩散片23、一凹面反射镜33以及一背光式显示面板4。

该反射式窄角扩散片23沿着单一轴向形成单曲的一凹面作为反射面，该反射面上具有多个微曲面镜200组成的阵列，用以反射扩散光线L。

该凹面反射镜33沿着单一轴向形成单曲的一凹面，该凹面的轴向垂直对应于该反射式窄角扩散片23凹面的轴向，该凹面反射镜33辅助该反射式窄角扩散片23的凹面所缺少轴向的曲率，使该光线L经由该反射式窄角扩散片23与该凹面反射镜33的反射扩散成为一均光指向性光束D。

该背光式显示面板4显示一图像I，该均光指向性光束D穿透该背光式显示面板4之后成为一指向性图像光束DI，该指向性图像光束DI投射到一观赏者的一眼盒范围E。

如图13B与图13C所示，该凹面反射镜33放置于该光源模块1与该反射式窄角扩散片23的光路之间，该凹面反射镜33的单曲的凹面将该光线L进行第一次汇聚后，再反射至该反射式窄角扩散片23，让该反射式窄角扩散片23于不同轴向的单曲凹面进行第二次汇聚，并将每一点的光线以窄角度扩散，让反射扩散后的均光指向性光束D在穿透该背光式显示面板4之后，都能具备高指向性而投射到该眼盒范围E内。

如图14A与图14B所示，该凹面反射镜33也可以放置于该反射式窄角扩散片23与该背光式显示面板4之间，让该反射式窄角扩散片23的单曲的凹面将该光线L进行第一次汇聚后，并将每一点的光线以窄角度扩散，再反射至该凹面反射镜33，让该凹面反射镜33于不同轴向的单曲凹面进行第二次汇聚，让反射扩散后的均光指向性光束D在穿透该背光式显示面板4之后，都能具备高指向性而投射到该眼盒范围E内。

该反射式窄角扩散片23的凹面的轴向可对应于显示图像I的垂直方向、水平方向、45度斜角方向或任意方向。

更进一步的，可以再降低反射窄角扩散片凹面的曲率，变成单曲微凹的反射式窄角扩散片，使制程更加简化且降低成本。为了将反射扩散后的光线汇聚，可以让单曲微凹的反射式窄角扩散片搭配一片双曲的凹面反射镜，来补偿反射式窄角扩散片不足与缺少轴向的曲率，让投射的光线都汇聚到相同的区域，且足以涵盖设定的投射区域。

如图15A、图15B、图16A、图16B所示，为本发明之第三实施例，一种反射镜曲率辅助式扩散片的指向性背光显示装置，包含：一光源模块1投射一光线L、一反射式窄角扩散片24、一凹面反射镜31以及一背光式显示面板4。

该反射式窄角扩散片24沿着单一轴向形成单曲且低曲率的一凹面(亦即单曲的微凹面)作为反射面，该反射面上具有多个微曲面镜200组成的阵列，用以反射扩散光线L。

该凹面反射镜31沿着垂直的两个轴向形成双曲的一凹面，该凹面的其中一个轴向对应于该反射式窄角扩散片24微凹面的轴向，该凹面反射镜31辅助该反射式窄角扩散片24的微凹面所不足与缺少轴向的曲率，使该光线L经由该反射式窄角扩散片24与该凹面反射镜31的反射扩散成为一均光指向性光束D。

该背光式显示面板4显示一图像I，该均光指向性光束D穿透该背光式显示面板4之后成为一指向性图像光束DI，该指向性图像光束DI投射到一观赏者的一眼盒范围E。

如图15A与图15B所示，该凹面反射镜31放置于该光源模块1与该反射式窄角扩散片24的光路之间，该凹面反射镜31的双曲的凹面将该光线L进行第一次汇聚后，再反射至该反射式窄角扩散片24，让该反射式窄角扩散片24单曲的微凹面进行第二次汇聚，并将每一点的光线以窄角度扩散，让反射扩散后的均光指向性光束D在穿透该背光式显示面板4之后，都能具备高指向性而投射到该眼盒范围E内。

如图16A与图16B所示，其中该凹面反射镜31也可以放置于该反射式窄角扩散片24与该背光式显示面板4之间，让该反射式窄角扩散片24的单曲的微凹面将该光线L进行第一次汇聚后，并将每一点的光线以窄角度扩散，再反射至该凹面反射镜31，让该凹面反射镜31双曲的凹面进行第二次汇聚，让反射扩散后的均光指向性光束D在穿透该背光式显示面板4之后，都能具备高指向性而投射到该眼盒范围E内。

该反射式窄角扩散片24的微凹面的轴向可对应于显示图像I的垂直方向、水平方向、45度斜角方向或任意方向。

进一步的，本发明可直接使用平面的反射式窄角扩散片，就无需曲面贴合制程，良率最高，成本也最低。

如图17所示，改为平面的反射式窄角扩散片20之后，因为扩散片使用平面作为反射面而缺少凹面(平面的曲率为零)，导致光线L在反射扩散后不足以涵盖设定的投射区域，且扩散片上不同位置的光线无法投射在相同区域。

为了将反射扩散后的光线L汇聚，如图18A所示，可以在光源模块1与平面的反射式窄角扩散片20之间加上一片双曲的凹面反射镜31，或是如图18B所示，在平面的反射式窄角扩散片20之后加上一片双曲的凹面反射镜31，来补偿反射式窄角扩散片20缺少的轴向凹面曲率，让投射的光线都汇聚到相同的区域，且足以涵盖设定的投射区域。

如图19A与图19B所示，为本发明之第四实施例，一种反射镜曲率辅助式扩散片的指向性背光显示装置，包含：一光源模块1投射一光线L、一反射式窄角扩散片20、一凹面反射镜31以及一背光式显示面板4。

该反射式窄角扩散片20具有一平面结构的反射面，该反射面上具有多个微曲面镜200组成的阵列，用以反射扩散光线L。

该凹面反射镜31沿着垂直两个轴向形成双曲的一凹面，该凹面反射镜31辅助该反射式窄角扩散片20两个垂直轴向所缺少的曲率，使该光线L经由该反射式窄角扩散片20与该凹面反射镜31的反射扩散成为一均光指向性光束D；

该背光式显示面板4显示一图像I，该均光指向性光束D穿透该背光式显示面板4之后成为一指向性图像光束DI，该指向性图像光束DI投射到一观赏者的一眼盒范围E。

如图19A所示，该凹面反射镜31放置于该光源模块1与该反射式窄角扩散片20的光路之间，该凹面反射镜31先的双曲的凹面将该光线L进行汇聚后，再反射至该反射式窄角扩散片20，让该反射式窄角扩散片20再将每一点的光线以窄角度扩散，让反射扩散后的均光指向性光束D在穿透该背光式显示面板4之后，都能具备高指向性而投射到该眼盒范围E内。

如图19B所示，该凹面反射镜31也可以放置于该反射式窄角扩散片20与该背光式显示面板4之间，让该反射式窄角扩散片20先将每一点的光线以窄角度扩散，再反射至该凹面反射镜31，让该凹面反射镜31双曲的凹面进行汇聚，让反射扩散后的均光指向性光束D在穿透该背光式显示面板4之后，都能具备高指向性而投射到该眼盒范围E内。

该凹面反射镜31的两个轴向分别对应于显示图像I的垂直方向与水平方向。

该凹面反射镜31的凹面在两个轴向的曲率可以是相同或不同。

如图20所示，前述第一至第四实施例的指向性背光显示装置可包含一挡风玻璃5，让观赏者同时观看投射的图像与挡风玻璃5外的景物。由一光源模块1投射一光线L，该光线L经过一凹面反射镜3与一反射式窄角扩散片2的反射扩散后形成一均光指向性光束D，该均光指向性光束D穿透一背光式显示面板4之后成为一指向性图像光束DI，该指向性图像光束DI投射至该挡风玻璃5，该挡风玻璃5反射部分该指向性图像光束DI至该眼盒范围E。

如图21所示，前述第一至第四实施例指向性背光显示装置的光路更可包含一凹面镜6，用以将图像放大，将虚像距离加长。由一光源模块1投射一光线L，该光线L经过一凹面反射镜3与一反射式窄角扩散片2的反射扩散后形成一均光指向性光束D，该均光指向性光束D穿透一背光式显示面板4之后成为一指向性图像光束DI，该指向性图像光束DI投射到该凹面镜6，该凹面镜6反射该指向性图像光束DI至该挡风玻璃5，该挡风玻璃5反射部分该指向性图像光束DI至该眼盒范围E。