具有光控膜的多视图显示器和方法与流程

具有光控膜的多视图显示器和方法
1.相关申请的交叉引用
2.本技术要求于2019年2月16日提交的美国临时申请序列号62/806,807以及于2019年4月29日提交的国际专利申请号pct/us2019/029730的优先权，其内容通过引用并入本文。
3.关于联邦赞助的研究或开发的声明
4.n/a


背景技术：

5.电子显示器是用于向各种设备和产品的用户传送信息的几乎无处不在的介质。最常用的电子显示器包括阴极射线管(crt)、等离子体显示面板(pdp)、液晶显示器(lcd)、电致发光显示器(el)、有机发光二极管(oled)和有源矩阵oled(amoled)显示器、电泳显示器(ep)和采用机电或电流体光调制的各种显示器(例如，数字微镜器件、电润湿显示器等)。通常，电子显示器可分为有源显示器(即，发光的显示器)或无源显示器(即，调制由另一源提供的光的显示器)。有源显示器的最明显的例子是crt、pdp和oled/amoled。当考虑发射光时通常被分类为无源的显示器是lcd和电泳显示器。无源显示器虽然通常表现出吸引人的性能特征，包括但不限于固有的低功耗，但是由于缺乏发光能力，在许多实际应用中可能发现有些受限的用途。
附图说明
6.参考结合附图进行的以下详细描述，可以更容易地理解根据本文描述的原理的示例和实施例的各种特征，其中相同的附图标记表示相同的结构元件，并且其中：
7.图1a示出了根据与这里描述的原理一致的实施例的示例中的多视图显示器的透视图。
8.图1b示出了具有与根据与这里描述的原理一致的实施例的示例中的多视图显示器的视图方向相对应的特定主角方向的光束的角度分量的图形表示。
9.图2示出了根据与这里描述的原理一致的实施例的示例中的多视图显示器的横截面视图。
10.图3示出了根据与这里描述的原理一致的实施例的示例中的多视图显示器的光阀阵列的一部分的详细视图。
11.图4示出了根据与这里描述的原理一致的实施例的示例中的多视图显示器的光阀阵列的一部分的详细视图。
12.图5a示出了根据与这里描述的原理一致的另一实施例的示例中的具有光控膜的多视图显示器的平面图。
13.图5b示出了根据与这里描述的原理一致的另一实施例的示例中的光控膜的透视图。
14.图5c示出了根据与这里描述的原理一致的另一实施例的示例中的具有光控膜的
多视图显示器的侧视图。
15.图6示出了根据与这里描述的原理一致的实施例的示例中的包括广角背光的多视图显示器的横截面图。
16.图7示出了根据与这里描述的原理一致的实施例的示例中的多视图显示系统的框图。
17.图8示出了根据与这里描述的原理一致的实施例的示例中的多视图显示系统操作的方法的流程图。
18.某些示例和实施例具有作为上述附图中所示的特征的补充或替代之一的其它特征。这些和其它特征将在下面参考上述附图进行详细描述。
具体实施方式
19.根据本文所述原理的示例和实施例提供了采用光阀阵列的背光，所述光阀阵列具有以偏移行布置的重复的多个颜色子像素。此外，在各种示例和实施例中，背光包括光控膜(lcf)。具体地，根据与本文的原理一致的各种实施例，提供了一种多视图显示器。多视图显示器包括光阀阵列，光阀阵列具有重复的多个颜色子像素并且被布置为多个多视图像素，多视图像素被配置为将定向光束调制为多视图图像的视图的颜色像素。重复的多个颜色子像素的第一行在行方向上与重复的多个颜色子像素的第二行偏移(offset)或相对于其移位(shift)。偏移或移位被配置为减轻与多视图图像相关联的颜色镶边。另外，根据各种实施例，多视图显示器进一步包括光控膜(lcf)，其被配置为控制多视图图像的视角。
20.在此，“二维显示器”或“2d显示器”被定义为被配置为提供基本相同的图像视图的显示器，而不管从哪个方向观看图像(即，在2d显示器的预定视角或范围内)。在许多智能电话和计算机监视器中发现的常规液晶显示器(lcd)是2d显示器的示例。相比之下并且在本文中，“多视图显示器”被定义为被配置为在不同视图方向上或从不同视图方向提供多视图图像的不同视图的电子显示器或显示系统。特别地，不同视图可以表示多视图图像的场景或对象的不同透视图。适用于本文中所描述的多视图图像的显示的多视图背光照明和多视图显示器的使用包含(但不限于)移动电话(例如，智能电话)、手表、平板计算机、移动计算机(例如，膝上型计算机)、个人计算机和计算机监视器、汽车显示控制台、相机显示器和各种其它移动以及大体上非移动显示应用和装置。
21.图1a示出了根据与这里描述的原理一致的实施例的示例中的多视图显示器10的透视图。如图1a所示，多视图显示器10包括屏幕12，以显示要观看的多视图图像。多视图显示器10在相对于屏幕12的不同观看方向16上提供多视图图像的不同视图14，观看方向16被图示为在各种不同的主角方向上从屏幕12延伸的箭头；不同的视图14被图示为在箭头的末端处的阴影多边形盒(即，描绘视图方向16)；并且仅示出了四个视图14和四个视图方向16，所有这些都是示例性的而非限制性的。注意，虽然在图1a中将不同的视图14图示为在屏幕上方，但是当在多视图显示器10上显示多视图图像时，视图14实际上出现在屏幕12上或其附近，在屏幕12上方描绘视图14仅仅是为了图示的简单，并且意在表示从与特定视图14对应的视图方向16中的相应一个观看多视图显示器10。
22.根据本文的定义，观看方向或具有与多视图显示器的观看方向相对应的方向的等同光束通常具有由角分量给出的主角方向。角度分量θ在此被称为光束的“仰角分
量”或“仰角”。角度分量被称为光束的“方位角分量”或“方位角”。根据定义，仰角θ是垂直平面(例如，垂直于多视图显示屏幕的平面)中的角度，而方位角是水平平面(例如，平行于多视图显示屏幕平面)中的角度。
23.图1b示出了根据与这里描述的原理一致的实施例的示例中的具有与多视图显示器的视图方向(例如，图1a中的视图方向16)相对应的特定主角方向的光束20的角度分量的图形表示。此外，根据本文的定义，光束20从特定点发射或发出。也就是说，根据定义，光束20具有与多视图显示器内的特定原点相关联的中心射线。图1b还示出了光束(或观察方向)的原点o。
24.此外，在本文中，如在术语“多视图图像”和“多视图显示器”中使用的术语“多视图”被定义为表示不同视角或包括多个视图的视图之间的角度视差的多个视图。另外，根据本文的定义，本文中的术语“多视图”明确地包括多于两个不同的视图(即，最少三个视图并且通常多于三个视图)。因此，如本文所采用的“多视图显示器”明确地区别于仅包含两个不同视图以表示场景或图像的立体显示器。然而，注意，虽然多视图图像和多视图显示器包括多于两个视图，但是根据本文的定义，通过一次仅选择多视图中的两个视图来观看(例如，在多视图显示器上)多视图图像可以作为立体图像对来观看(例如，每只眼睛一个视图)。
[0025]“多视图像素”在这里被定义为表示多视图显示器的相似的多个不同视图的每一个中的“视图”像素的像素集合。具体地，多视图像素可以具有对应于或表示多视图图像的不同视图中的每一个中的视图像素的单独的像素或像素集合。因此，根据本文的定义，“视图像素”是对应于多视图显示器的多视图像素中的视图的像素或像素集合。在一些实施例中，视图像素可以包括一个或多个颜色子像素。此外，根据这里的定义，多视图像素的视图像素是所谓的“定向像素”，因为每个视图像素与不同视图中的对应一个的预定视图方向相关联。此外，根据各种示例和实施例，多视图像素的不同视图像素可以在不同视图中的每一个中具有等同的或至少基本上类似的位置或坐标。举例来说，第一多视图像素可具有在多视图图像的不同视图中的每一者中位于{x1，y1}处的个别视图像素，而第二多视图像素可具有在不同视图中的每一者中位于{x2，y2}处的个别视图像素，等等。
[0026]
在一些实施例中，多视图像素中的视图像素的数目可等于多视图显示器的视图的数目。例如，多视图像素可以提供与具有64个不同视图的多视图显示器相关联的六十四(64)个视图像素。在另一实例中，多视图显示器可提供八乘四视图阵列(即，32个视图)，且多视图像素可包含三十二(32)个视图像素(即，每一视图一个)。另外，每个不同视图像素可以具有相关联的方向(例如，光束主角方向)，该方向对应于例如与64个不同视图相对应的视图方向中的不同视图方向。此外，根据一些实施例，多视图显示器的多视图像素的数量可以基本上等于多视图显示器中的视图像素(即，构成所选视图的像素)的数量，以查看多视图显示器的每个视图。例如，如果视图包括六百四十乘四百八十视图像素(即，640
×
480视图分辨率)，则多视图显示器可以具有三十万七千两百(307,200)个多视图像素。在另一示例中，当视图包括一百乘一百个像素时，多视图显示器可以包括总共一万(即，100
×
100＝10,000)个多视图像素。
[0027]
根据本文的定义，“多束发射器”是产生包括多个光束的光的背光或显示器的结构或元件。在一些实施例中，多束发射器可以光耦合到背光的光导，以通过耦合出在光导中被
引导光的一部分来提供光束。在这样的实施例中，多束发射器可以包括多束元件。在其他实施例中，多束发射器可以生成作为光束发射的光(即，可以包括光源)。此外，根据本文的定义，多束发射器产生的多个光束中的光束具有彼此不同的主角方向。特别地，根据定义，多个光束的一个光束具有与多个光束的另一个光束不同的预定主角方向。此外，多个光束可以表示光场。例如，多个光束可以被限制在空间的基本上圆锥形的区域，或者具有预定的角展度，其包括多个光束中的光束的不同主角方向。这样，组合的光束(即，多个光束)的预定角展度可以表示光场。根据各种实施例，各种光束的不同主角方向由包括但不限于多束发射器的尺寸(例如，长度、宽度、面积等)的特性确定。在一些实施例中，根据本文的定义，多束发射器可以被认为是“扩展的点光源”，即，分布在多束发射器的范围上的多个点光源。此外，由多束发射器产生的光束具有由角分量{θ,f}给出的主角方向，如本文定义的，并且如上关于图1b所述。
[0028]
在此，“多束列”被定义为包括多个以直线或列排列的多束元件的细长结构。特别地，该多束列由布置成直线或列的多个多束元件中的多束元件组成。此外，根据定义，该多束列被配置为提供或发射包括多个定向光束的光。这样，就其光散射特性而言，多束列可以在功能上类似于多束元件。也就是说，根据本文的定义，由多束列的多束元件产生的多个定向光束中的定向光束具有彼此不同的主角方向。在一些实施例中，多束列可以是基本上跨背光或多视图显示器的类似部件的宽度延伸的窄细长结构。特别地，例如，多束列可以由多个离散的多束元件构成，该多束元件布置成在背光宽度上延伸的线。上述定义的例外是，在一些实施例中，多束列包括单个连续衍射光栅结构，而不是单独的离散多束元件。例外的是，连续衍射光栅的一部分以基本上类似于上述多束列的离散多束元件的方式有效地起作用。
[0029]
根据各种实施例，多束列的宽度可以由多束列的多个多束元件中的多束元件的尺寸来定义。因此，多束列的宽度可以与在与该多束列相关联的多视图显示器中使用的光阀的宽度相当。此外，在一些实施例中，多束列宽度可以在光阀尺寸的约一半与约两倍之间。
[0030]
在此，“有源发射器”或等同地“有源光学发射器”被定义为被配置为当被激活或开启时产生或发射光的光学发射器。有源发射器不接收来自另一光源的光。相反，有源发射器在被激活时产生其自己的光。在一些示例中，有源发射器可以包括发光二极管(led)、微发光二极管(mled)或有机发光二极管(oled)。由有源发射器产生的光可以具有颜色(即，可以包括特定波长的光)，或者可以是一定范围的波长(例如，白光)。根据本文的定义，“颜色发射器”是提供具有一种颜色的光的有源发射器。在一些实施例中，有源发射器可以包括多个光学发射器。在一些实施例中，有源光学发射器中的至少一个光学发射器可产生具有与由多个光学发射器中的至少一个其它光学发射器产生的光的颜色或波长不同的颜色或等效波长的光。
[0031]
在此，“光导”被定义为使用全内反射在结构内引导光的结构。特别地，光导可以包括在光导的工作波长下基本上透明的芯。术语“光导”通常是指采用全内反射以在光导的介电材料与围绕该光导的材料或介质之间的界面处引导光的介电光波导。根据定义，全内反射的条件是光导的折射率大于与光导材料的表面相邻的周围介质的折射率。在一些实施例中，除了上述折射率差之外或代替上述折射率差，光导可以包括涂层以进一步促进全内反射。例如，该涂层可以是反射涂层。光导可以是若干光导中的任何一种，包括但不限于板或
平板光导和条带光导中的一者或两者。
[0032]
根据定义，“广角”发射光被定义为具有大于多视图图像或多视图显示器的视图的锥角的光。特别地，在一些实施例中，广角发射光可以具有大于大约二十度(例如，＞
±
20
°
)的锥角。在其它实施例中，广角发射光锥角可以大于大约三十度(例如，>
±
30
°
)、或大于大约四十度(例如，>
±
40
°
)、或大于五十度(例如，>
±
50
°
)。例如，广角发射光的锥角可以是大约六十度(例如，＞
±
60
°
)。
[0033]
在一些实施例中，广角发射光锥角可定义为与lcd计算机监视器、lcd平板、lcd电视或意图用于广角观看(例如，约
±
40
‑
65
°
)的类似数字显示装置的观看角度大致相同。在其他实施例中，广角发射光还可以被表征或描述为漫射光、基本上漫射光、无方向性光(即，缺乏任何特定或限定的方向性)、或具有单个或基本上均匀方向的光。
[0034]
在本文中，“光源”被定义为光的源(例如，被配置为产生和发射光的光学发射器)。例如，光源可以包括光发射器，例如当被激活或开启时发光的发光二极管(led)。特别地，这里的光源可以是基本上任何光源或包括基本上任何光学发射器，包括但不限于发光二极管(led)、激光器、有机发光二极管(oled)、聚合物发光二极管、基于等离子体的光学发射器、荧光灯、白炽灯和实际上任何其它光源中的一个或多个。由光源产生的光可以具有颜色(即，可以包括特定波长的光)，或者可以是一定范围的波长(例如，白光)。在一些实施例中，光源可以包括多个光发射器。例如，光源可以包括一组或一组光发射器，其中至少一个光发射器产生具有与由该组或该组中的至少一个其他光发射器产生的光的颜色或波长不同的颜色或波长的光。例如，不同颜色可以包括原色(例如，红色、绿色、蓝色)。
[0035]
此外，如本文所用，冠词“一”旨在具有其在专利领域中的普通含义，即“一个或多个”。例如，“颜色子像素”意味着一个或多个颜色子像素，并且因此，“颜色子像素”意味着这里的“颜色子像素”。而且，本文中对“顶部”、“底部”、“上”、“下”、“前”、“后”、“第一”、“第二”、“左”或“右”的任何参考不意图在本文中是限制。在本文中，术语“约”当应用于某一值时，通常是指在用于产生该值的设备的公差范围内，或者可以是指加或减10％、或加或减5％、或加或减1％，除非另有明确说明。此外，如本文所用，术语“基本上”是指大部分、或几乎全部、或在约51％至约100％范围内的量。此外，本文的示例旨在仅是说明性的，并且出于讨论的目的而呈现，而不是作为限制。
[0036]
根据本文描述的原理的一些实施例，提供了一种多视图显示器。图2示出了根据与这里描述的原理一致的实施例的示例中的多视图显示器100的截面图。
[0037]
多视图显示器100包括光阀阵列110。在各种实施例中，不同类型的光阀可以用作光阀阵列的光阀110，包括但不限于液晶光阀、电泳光阀和基于电润湿的光阀中的一个或多个。光阀阵列110包括重复的多个颜色子像素112，其被配置成将定向光束调制为多视图图像的视图的颜色像素。
[0038]
图3示出了根据与这里描述的原理一致的实施例的示例中的多视图显示器100的光阀阵列110的一部分的详细视图。光阀阵列110包括重复的多个颜色子像素112。在一些实施例中，重复的多个颜色子像素中的每一颜色子像素112具有不同的颜色。在所示的实施例中，重复的多个颜色子像素112由沿着光阀阵列110的一行的红色、蓝色和绿色子像素(rgb)的重复组以这个顺序组成(重复的多个颜色子像素的每个颜色子像素的颜色在图中用相应的初始部分表示)。在其它实施例中，重复的多个颜色子像素112可包括红色、蓝色、绿色和
黄色子像素(rgby)的重复组。在又一实施例中，重复组可包括红色、蓝色、绿色和白色像素(rgbw)。
[0039]
如图3所示，重复的多个颜色子像素被布置为多视图显示器100的多个多视图像素120。多个多视图像素中的每一多视图像素120包括重复的多个色彩子像素112的不同子集。每个多视图像素120被配置为调制定向光束作为多视图显示器100的视图的颜色像素。调制光束表示多视图显示器100的颜色像素内的多个颜色子像素112的相应不同颜色。在所示的实施例中，多视图显示器100是4
×
4显示器(即，在全视差模式下提供16个视图)。因此，多个多视图像素120中的每个多视图像素提供与多视图图像的十六个不同视图的十六个颜色像素对应的十六个颜色视图像素。每个颜色视图像素包括一组三个连续的颜色子像素112，包括红色子像素112、绿色子像素112和蓝色子像素112。多个多视图像素120可以布置成多视图像素120的行和列。
[0040]
重复的多个颜色子像素112的第一行相对于重复的多个颜色子像素112的第二行偏移或移位。图3示出了重复的多个颜色子像素112的第一行i与重复的多个颜色子像素112的第二行ii偏移。第一行i与第二行ii在行方向上偏移，使得在一列颜色子像素112中，第一行i的颜色子像素112与第二行ii的颜色子像素112具有不同的颜色。在所示的实施例中，第一行i和第二行ii相邻。此外，重复的多个颜色子像素112的第一行i与第二行ii之间的偏移量(或等效地，偏移距离)等于颜色子像素112的宽度的整数倍。在图3所示的实施例中，重复的多个颜色子像素112的第一行i与重复的多个颜色子像素112的第二行ii在重复的多个颜色子像素112的方向上偏移或偏移一个颜色子像素112的宽度的距离。在其它实施例中，第一行i与第二行ii之间的偏移距离或移位距离可为例如颜色子像素112的两个宽度。
[0041]
第一行i与第二行ii之间的偏移或移位经配置以向相邻多视图像素120中的对应色彩子像素112提供不同颜色或具有不同颜色。图3示出了由于重复的多个颜色子像素112的第一行i和第二行ii之间的偏移而具有不同颜色的相邻多视图像素120a、120b的集合中的对应颜色子像素112。例如，所图示的多视图像素120a的第一颜色子像素112a可以具有绿色，由于偏移，该绿色与相邻的多视图像素120b的对应的颜色子像素112b的蓝色不同。类似地，偏移导致相应的颜色子像素112b、112c分别具有不同的颜色，即蓝色和红色。根据一些实施例，由相邻多视图像素中的行的偏移提供的对应颜色子像素112的不同颜色可以用于减轻与多视图显示器100的颜色像素相关联的颜色镶边。
[0042]
在一些实施例中(例如，如图2和图3中所示)，多视图显示器100还可以包括多束发射器130的阵列。多束发射器130被配置为提供由多个颜色子像素112调制的定向光束。定向光束可以具有与多视图显示器100的各个不同视图方向相对应的主角方向。特别地，图2将定向光束102图示为多个发散箭头，其被描绘为被引导远离多束发射器阵列的多束发射器130。
[0043]
在一些实施例中，阵列的多束发射器130可以位于或邻近支撑多束发射器130或等效地“多束背光”的衬底的第一(顶)表面，如图2中所示。在其他实施例(未示出)中，多个多束发射器130可以位于多束背光的与第一表面相对的第二(或底)表面上。在其他实施例(未示出)中，多束发射器阵列的多束发射器130可以位于第一表面和第二表面之间的多束背光内。
[0044]
在一些实施例中，多束发射器130的尺寸与多视图显示器100的光阀110的尺寸相
当。在此，“尺寸”可以以多种方式中的任何一种来限定，包括但不限于长度、宽度或面积。例如，光阀110的尺寸可以是其长度，并且多束发射器130的相当尺寸也可以是多束发射器130的长度。在另一个示例中，尺寸可以指这样的面积，使得多束发射器130的面积可以与光阀110的面积相当。在一些实施例中，多束发射器的尺寸与光阀尺寸相当，使得多束发射器尺寸在光阀尺寸的大约百分之五十(50％)和大约百分之二百(200％)之间。
[0045]
如图2和3所示，光阀阵列110的重复的多个颜色子像素112中的颜色子像素112的不同子集对应于多束发射器阵列的不同多束发射器130。此外，颜色子像素112的不同子集的每一个可以表示多视图显示器100的多视图像素120，如所图示的。这样，在一些实施例中，多束发射器阵列的多束发射器130和对应的多视图像素120(例如，多组光阀110)之间的关系可以是一对一的关系。也就是说，可以存在相等数量的多视图像素120和多束发射器130。图2和3通过示例而非限制的方式示出了一对一的关系，其中包括不同组的光阀110的每个多视图像素120被示出为由较粗的线围绕。
[0046]
图4示出了根据与这里描述的原理一致的实施例的示例中的另一多视图显示器100的平面图。所图示的多视图显示器100可以表示水平视差多视图显示器。例如，如所图示的，多视图显示器100可以是8
×
1水平视差多视图显示器。在所示的实施例中，作为水平视差多视图显示器的多视图显示器100包括沿着多视图显示器100的长度间隔开的多个多束列135。多个多束列中的多束列135被配置为以仅水平的定向模式提供定向光束。由多个多束列135提供的定向光束由具有偏移行的重复的多个颜色子像素112的光阀阵列110调制，例如，如上所述。定向光束可以具有与多视图显示器100的各个不同视图方向对应的主角方向，与不同视图方向对应的视图以与仅水平定向图案对应的仅水平布置来布置。
[0047]
在图4中，多视图显示器100的重复的多个颜色子像素112的第一行i相对于重复的多个颜色子像素112的第二行ii偏移或移位。此外，第一行i与第二行ii在行方向上偏移，使得在一列颜色子像素112中，第一行i的颜色子像素112与第二行ii的颜色子像素112具有不同的颜色。根据各种实施例，行之间的偏移距离或移位距离可等于颜色子像素112的宽度的整数倍，例如，单个颜色子像素112的宽度。偏移距离可导致重复的多个颜色子像素112中的颜色子像素112被布置成用于多个颜色中的每个颜色的平行倾斜垂直条。在图4中，根据对应于rgb颜色模型的颜色r、g、b来标记颜色子像素112，而对应于八个视图的颜色子像素112进行编号(即，1、2、3、4、5、6、7、8)。
[0048]
与图2和3的实施例一样，在一些实施例中，如图4中所示的倾斜垂直条的颜色子像素112的这种布置可以用于减轻与多视图显示器100的颜色像素相关联的颜色镶边。此外，当观看者的头部在垂直方向上或者沿着多束列移动时，颜色子像素112的倾斜条布置可以防止在水平方向上的视图偏移。
[0049]
在一些实施例中，多个多束列135是多束发射器130的阵列。也就是说，多束列中的多个多束列135可以包括布置在列中的多束发射器阵列中的多个多束发射器130。此外，在一些实施例中，每个多束列135的多束发射器130可以分开小于多束发射器130的尺寸的宽度的距离。在一些实施例中，多束列135的多束发射器130可以分开与分开光阀阵列的相邻光阀110的距离相当的距离。在一些实施方案中，多束列135可以包括连续多束发射器130或单个细长多束发射器130。
[0050]
返回参考图2，在一些实施例中，多视图显示器100还包括光导140。光导140被配置
为沿着光导的长度引导光作为被引导光104(即，被引导光束104)。例如，光导140可以包括被配置为光波导的介电材料。所述介电材料可具有大于围绕所述介电光波导的介质的第二折射率的第一折射率。例如，折射率的差异被配置为根据光导140的一个或多个引导模式促进被引导光104的全内反射。
[0051]
光导140可以是光波导的板或片(即，片光导)，其包括光学透明的电介质材料的延伸的、基本上平面的片。基本上平面片的电介质材料片被配置为使用全内反射来引导被引导光104。根据各种示例，光导140的光学透明材料可以包括各种介电材料中的任何一种或由其制成，所述介电材料包括但不限于各种类型的玻璃(例如，二氧化硅玻璃、碱金属铝硅酸盐玻璃、硼硅酸盐玻璃等)和基本光学透明的塑料或聚合物(例如，聚(甲基丙烯酸甲酯)或“丙烯酸玻璃”、聚碳酸酯等)中的一种或多种。在一些示例中，光导140还可以包括在光导140的表面的至少一部分(例如，第一表面和第二表面中的一个或两个)上的包覆层(未示出)。根据一些示例，包覆层可以用于进一步促进全内反射。
[0052]
根据各种实施例，光导140被配置为根据全内反射以光导140的第一表面140'(例如，前表面或顶表面或侧面)和第二表面140”(例如，后表面或底表面或侧面)之间的非零传播角引导被引导光104。具体地，被引导光104通过以非零传播角在光导140的第一表面140'和第二表面140”之间反射或“反弹”来传播。在一些实施例中，包括不同颜色的光的多个被引导光束104可以由光导140以不同的颜色特定的非零传播角度中的相应传播角度引导。注意，为了简化说明，图2中未示出非零传播角。然而，描绘传播方向103的粗箭头示出了被引导光104沿着图2中的光导长度的一般传播方向。
[0053]
根据一些实施例，多束发射器130可以包括多束元件130'。特别地，包括光导140的多视图显示器100还可以包括与多束发射器130的阵列相对应的多束元件130'的阵列。这样，在一些实施例中，多束元件阵列是多束发射器阵列，多束元件阵列的每个多束元件130'可以对应于多束发射器阵列的不同的多束发射器130。根据各种实施例，阵列的多束元件130'沿着光导140的长度彼此间隔开。阵列的多束元件130'可以位于或邻近光导140的第一(或“顶”)表面140'，例如，如图2所示。在其他实施例中，阵列的多束元件130'可以位于光导140的第二(或“底”)表面140”上或位于第一和第二表面140'、140”之间的光导140内部。
[0054]
根据各种实施例，多束元件阵列的多束元件130'被配置为将来自光导140的光散射为具有与多视图图像或等效的多视图显示器100的不同视图的视图方向相对应的主角方向的多个定向光束。根据各种实施例，多束元件130'可以包括被配置为将被引导光104的一部分作为定向光束散射出的多个不同结构中的任何结构。例如，不同的结构可以包括但不限于衍射光栅、微反射元件、微折射元件或其各种组合。在一些实施例中，包括衍射光栅的多束元件130'被配置为将被引导光部分衍射地散射出作为具有不同主角方向的多个定向光束。在其他实施例中，包括微反射元件的多束元件130'被配置为将被引导光部分反射地散射出作为多个定向光束，或者包括微折射元件的多束元件130'被配置为通过或使用折射将被引导光部分散射出作为多个定向光束(即，折射地散射出被引导光部分)。
[0055]
在其他实施例(未示出)中，多束发射器130可以包括有源光发射器，例如但不限于发光二极管(led)、微发光二极管(μled)和微有机发光二极管(μoled)。在这些实施例中，可以省略光导140和被配置为提供要作为光导140内的被引导光而被引导的光的光源。相反，光导140可以由衬底代替以支撑多束发射器130并且向其提供功率，如上所述。
[0056]
再次参考图2，多视图显示器100还包括光控膜150。根据各种实施例，光控膜150被配置为控制多视图图像的视角。在一些实施例中，光控膜150被配置为控制多视图图像在与多视图显示器100的水平方向正交的方向上的视角。特别地，光控膜150的光控轴可以与多束发射器130的列对齐或平行(例如，平行于多束列135或多束元件130'的列)。在这些实施例中，光控膜150可以对多视图图像在与水平方向对应的方向上的视角具有很小的影响或没有影响。
[0057]
图5a示出了根据与这里描述的原理一致的实施例的示例中具有光控膜150的多视图显示器100的平面图。如图所示，作为示例而非限制，光控膜150的光控轴152与包括多束发射器130的多束列135对准(即，基本上平行)。如图所示，光控轴152也与光阀阵列110的光阀110的列(例如，颜色子像素的列)平行或对准。在一些实施例中，光控膜150可位于光阀阵列110和光导140的表面(例如第一表面140')之间，例如如图5a所示。在其它实施例中，光阀阵列110可以位于光导140和光控膜150之间，例如，如图2所示，这是作为示例而非限制。
[0058]
根据各种实施例，光控膜150可包括多种光控膜、保密滤光片和类似保密膜中的任一种。图5b示出了根据与这里描述的原理一致的另一实施例的示例中的光控膜150的透视图。如图所示，光控膜150包括多个平行的微窗片或微隔板154，这些微窗片或微隔板被构造成对穿过光控膜150的光是不透明的。在平行微隔板154之间，光控膜150对光基本上透明。平行微隔板154在垂直于平行微隔板154的长度方向的方向上提供最大量的角度控制。这样，根据定义，光控轴152垂直于平行微隔板154的长度方向，如图所示。可用作光控膜150的光控膜的示例包括但不限于由信越聚合物欧洲b.v.(shin
‑
etsu polymers europe b.v.)制造的各种视控膜(vc膜)，其包括交替的光学透明硅橡胶和黑硅橡胶层的光学百叶窗膜，例如，参见www.shinetsu.info/vc_film。在另一个非限制性的例子中，光控膜150可以包括由明尼苏达州圣保罗的3m显示材料和系统部门(3m display materials&systems division)制造的先进的光控膜(例如，alcf
‑
p或alcf
‑
a)。
[0059]
根据各种实施例，光控膜150可以被配置成最小化或限制多视图图像在光控轴152的方向上的角度可见度或视角。这样，具有光控膜150的多视图显示器100可以在反射可能造成问题的情况下使用。图5c示出了根据与这里描述的原理一致的另一实施例的示例中具有光控膜150的多视图显示器100的侧视图。如图所示，多视图显示器100安装在汽车的仪表板中。驾驶员106可以容易地在朝向多视图显示器100的方向102a(例如，当多视图显示器100被配置为仅水平视差显示器时的水平视差平面)上观看多视图图像。另一方面，光控膜150可以基本上阻挡从汽车的挡风玻璃108反射的多视图显示器100的视图，如由观看方向102b所示。
[0060]
在一些实施例中，多视图显示器100还包括与光导140相邻的广角背光160。图6示出了根据与这里描述的原理一致的实施例的示例中的包括广角背光160的多视图显示器100的横截面视图。根据各种实施例，广角背光160与光导140的邻近光阀阵列的一侧相对。特别地，如图所示，广角背光160与光导140的底面(即，第二表面140”)相邻。广角背光160被配置为提供广角光162作为广角发射光。图6中还示出了光阀阵列110和光控膜150。
[0061]
根据一些实施例，光导140和多束发射器或元件130、130'的阵列可以被配置为对于基本上垂直于光导140的表面(例如，第一表面140'和第二表面140”)传播的光是光学透明的，以便于光通过光导140的厚度。特别地，如图6中所示，光导140和多束发射器或元件
130、130'的阵列可以被配置为对于从相邻的广角背光160发射的广角光162是光学透明的。因此，广角光162可以从宽角背光160发射并且通过光导140的厚度。因此，来自广角背光160的广角光162可以通过光导140的底部或第二表面140”被接收，通过光导140的厚度被传输，并且从光导140的顶表面(即，第一表面140')朝向光阀阵列110发射。因为光导140对于广角光162是光学透明的，所以广角光162基本上不受光导140的影响。
[0062]
根据各种实施例，图6中所图示的多视图显示器100可以选择性地在二维(2d)模式或多视图模式中操作。在2d模式中，多视图显示器100被配置为发射由广角背光160提供的广角光162。在多视图模式中，多视图显示器100被配置为发射由光导140提供的定向光束102，如先前描述的。例如，光导140和广角背光160的组合可以用在双(2d/3d)显示器中。
[0063]
根据本文描述的原理的一些实施例，提供了多视图显示器200。图7示出了根据与这里的原理一致的实施例的示例中的多视图显示器200的框图。多视图显示器200包括具有以偏移行排列的重复的多个颜色子像素的光阀210的阵列。根据各种实施例，光阀阵列的光阀210被布置为多视图像素，其被配置为将定向光束调制为多视图图像的颜色像素。在一些实施例中，阵列的光阀210可以基本上类似于先前描述的多视图显示器100的光阀110。这样，不同类型的光阀可以用作光阀阵列的光阀110，包括但不限于一个或多个液晶光阀、电泳光阀和基于电润湿的光阀。在一些实施例中，重复的多个颜色子像素中的每个颜色子像素具有不同的颜色。例如，重复的多个颜色子像素可以由沿着光阀阵列210的一行以红色、蓝色和绿色子像素(rgb)的这种顺序的重复组构成。在其它实施例中，所述重复的多个颜色子像素可包括红色、蓝色、绿色及黄色子像素(rgby)的重复集合。在又一实施例中，重复组可包括红色、蓝色、绿色和白色像素(rgbw)。
[0064]
多视图显示器200还包括多束发射器220的阵列，其被配置为利用不同组的定向光束照射不同的多视图像素。在一些实施例中，在多束发射器220的阵列的多束发射器220和光阀阵列的多视图像素之间可以存在一对一的关系。根据一些实施例，阵列的多束发射器220可以基本上类似于上述多视图显示器100的多束发射器130。例如，多个多束发射器220被配置为提供将由光阀阵列210调制的定向光束。根据各种实施例，定向光束具有与多视图显示器200的相应不同视图方向对应的主角方向。此外，多个多束发射器220可以位于用于支撑多束发射器220的基板(例如，下面描述的光导)的表面上或基板内。
[0065]
根据各种实施例，多个颜色子像素的相邻行在行方向上或沿行方向彼此偏移颜色子像素的宽度的整数倍。根据各种实施例，相邻行之间的偏移或移位经配置以提供第一多视图像素的颜色子像素，所述第一多视图像素的颜色子像素具有与第二多视图像素的对应颜色子像素不同的颜色。在一些实施例中，偏移行可以基本上类似于上面关于多视图显示器100描述的在颜色子像素阵列的第一行与颜色子像素阵列的第二行之间具有偏移的行。此外，根据多个颜色子像素的相邻偏移行的偏移是颜色子像素的宽度的整数倍，相邻行可以偏移或移位颜色子像素的宽度的距离(例如，如图3和4中参照多视图显示器100所示)或颜色子像素的两个宽度或颜色子像素的三个宽度等。
[0066]
在一些实施例中，多束发射器阵列的多束发射器220包括有源光发射器。有源光发射器被配置为发射光作为定向光束。由有源光发射器发射的定向光束具有与多视图显示器200的相应不同视图方向相对应的主角方向。有源光发射器可以包括被配置为将光发射为多个定向光束的任何数量的不同结构。在一些实施例中，有源光发射器包括但不限于微型
发光二极管(μled)或有机发光二极管(oled)。在一些实施例中，有源光学发射器被配置成发射白光，而在其他实施例中，有源光学发射器可以发射包括特定颜色的光(例如，可以是单色有源光学发射器)。
[0067]
此外，有源光发射器的尺寸与光阀阵列的光阀210的尺寸相当。在此，“尺寸”可以以多种方式中的任何一种来限定，包括但不限于长度、宽度或面积。例如，光阀阵列的光阀210的尺寸可以是其长度，并且有源光发射器的相当尺寸也可以是有源光发射器的长度。在另一个示例中，尺寸可以指这样的面积，使得有源光发射器的面积可以与光阀阵列的光阀210的面积相当。
[0068]
在其他实施例中，多束发射器阵列的多束发射器220可以是基本无源的。特别地，在一些实施例中(例如，如图7中所示)，多视图显示器200还包括光导230。光导230被配置成在沿着光导的长度的传播方向上引导光作为被引导光。在一些实施例中，光导230可以基本上类似于先前描述的多视图显示器100的光导140。根据各种实施例，光导230被配置为使用全内反射来引导被引导光。此外，被引导光可以由光导230或在光导内以非零传播角引导。在一些实施例中，被引导光可以是准直的或者可以是准直光束。特别地，在各种实施例中，被引导光可以根据准直因子σ被准直或具有该准直因子。
[0069]
在一些实施例中(例如，当多束发射器220是无源的时)，多视图显示器200还可以包括沿着光导长度彼此间隔开的多束元件的阵列。多束元件被配置为将光导230内的被引导光的一部分散射出去作为定向光束。此外，根据这些实施例，多束元件阵列的多束元件可以对应于多束发射器阵列的多束发射器。在一些实施例中，多束元件阵列的多束元件可以基本上类似于如上所述的多视图显示器100的多束元件130'。这样，多束元件被配置为利用不同组的定向光束来照射不同的多视图像素。特别地，在多束元件的阵列的多束元件和多视图像素的阵列的多视图像素之间可以存在一对一的关系。多束元件可以位于光导230的表面上或内部。
[0070]
在一些实施例中，多束元件的尺寸与光阀阵列的光阀210的尺寸相当。在一些实施例中，多束元件的尺寸与光阀尺寸相当，使得多束元件尺寸在光阀尺寸的大约百分之五十(50％)和大约百分之二百(200％)之间。
[0071]
在一些实施例中，多束元件可以包括被配置为散射出被引导光的一部分的多个不同结构中的任何结构。例如，不同的结构可以包括但不限于衍射光栅、微反射元件、微折射元件或其各种组合。在一些实施例中，包括衍射光栅的多束元件被配置为将被引导光部分衍射地散射出作为具有不同主角方向的多个定向光束。在其他实施例中，包括微反射元件的多束元件被配置为将被引导光部分反射地散射出作为多个定向光束，或者包括微折射元件的多束元件被配置为通过或使用折射将被引导光部分散射出作为多个定向光束(即，折射地散射出被引导光部分)。
[0072]
图7中所示的多视图显示器200还包括被配置为控制多视图图像的视角的光控膜240。根据一些实施例，光控膜240可基本上类似于上文关于多视图显示器100所述的光控膜150。特别地，在一些实施例中，光控膜240具有与多束发射器220的列对准的光控轴。也就是说，光控膜240的光控轴可以平行于多视图显示器200的多束发射器列。光控轴也可以与光阀阵列中的光阀210的列对准。在一些实施例中，如图7所示，光阀210的阵列在光控薄膜240和具有多束发射器222的光导230之间，在没有关于多视图显示器200明确示出的其他实施
例中，光控薄膜240可以位于光阀210的阵列和光导230之间。
[0073]
在一些实施例(未示出)中，多视图显示器200还可以包括光源。根据各种实施例，光源被配置成提供要在光导230内引导的光。特别地，光源可以位于光导230的入射表面或端部(输入端)附近。在各种实施例中，光源可以包括基本上任何光源(例如，光发射器)，包括但不限于一个或多个发光二极管(led)或激光器(例如，激光二极管)。在一些实施例中，光源可以包括光学发射器，该光学发射器被配置为产生具有由特定颜色表示的窄带谱的基本上单色的光。特别地，单色光的颜色可以是特定颜色空间或颜色模型(例如，红
‑
绿
‑
蓝(rgb)颜色模型)的原色。在其他示例中，光源可以是被配置为提供基本上宽带或多色光的基本上宽带光源。例如，光源可以提供白光。在一些实施例中，光源可以包括被配置为提供不同颜色的光的多个不同的光学发射器。不同的光学发射器可以被配置为提供具有与光的不同颜色中的每个相对应的被引导光的不同的颜色特定的非零传播角度的光。
[0074]
在一些实施例中，被引导光可以是准直的或者等效地可以是准直光束(例如，由准直器提供，如下所述)。在本文中，“准直光”或“准直光束”通常被定义为光束，其中光束的光线基本上被限制为光束(例如，引导光)内的预定或限定的角展度。此外，根据本文的定义，从准直光束发散或散射的光线不被认为是准直光束的一部分。此外，在各种实施例中，可以根据或具有准直因子σ来准直被引导的光。
[0075]
根据本文描述的原理的一些实施例，提供了一种多视图显示器操作的方法。图8示出了根据与这里描述的原理一致的实施例的多视图显示操作的方法300的流程图。如所图示的，多视图显示器操作的方法300包括使用多束发射器的阵列发射310定向光束。在一些实施例中，阵列的多束发射器可以基本上类似于先前描述的多视图显示器100的多束发射器130。特别地，多束发射器阵列的多束发射器可以被布置成多束发射器的行和列。定向光束具有与多视图显示器的不同视图方向相对应的方向。
[0076]
多视图显示操作的方法300还包括使用光阀阵列调制320定向光束。光阀阵列包括被布置为多个多视图像素的重复的多个颜色子像素，并且调制的定向光束提供由多视图显示器显示的多视图图像的不同视图的颜色像素。根据一些实施例，光阀阵列可以基本上类似于上述多视图显示器100的光阀阵列110。这样，不同类型的光阀可以用作光阀阵列的光阀，包括但不限于一个或多个液晶光阀、电泳光阀和基于电润湿的光阀。
[0077]
在一些实施例中，重复的多个颜色子像素中的每个颜色子像素具有不同的颜色。例如，重复的多个颜色子像素可以由沿着光阀阵列的行的按照这个顺序的红色、蓝色和绿色子像素(rgb)的重复集合组成，如图3和4中对于多视图显示器100所示。在其它实施例中，所述重复的多个颜色子像素可包括红色、蓝色、绿色及黄色子像素(rgby)的重复集合。在又一实施例中，重复集合可包括红色、蓝色、绿色和白色像素(rgbw)。重复的多个颜色子像素中的颜色子像素沿着光阀阵列的行排列。此外，多束发射器阵列的多束发射器布置成行，这些行具有与光阀阵列的行方向相对应的行方向。
[0078]
根据各种实施例，光阀阵列的重复的多个颜色子像素的行彼此偏移或移位。特别地，重复的多个颜色子像素的第一行从重复的多个颜色子像素的第二行偏移，以向相邻的多视图像素中的对应的颜色子像素提供不同的颜色。行的偏移被配置为减轻与由多视图显示器显示的多视图图像的颜色像素相关联的颜色镶边。在一些实施例中，第一行与第二行之间的偏移可以基本上类似于如关于多视图显示器100所描述的第一行与第二行之间的偏
移。例如，重复的多个颜色子像素的第一行与第二行之间的偏移或移位可以等于颜色子像素在重复的多个颜色子像素的方向上的宽度的整数倍。在一些实施例中，发射310定向光束包括使用沿着多视图显示器的长度彼此间隔开的多个多束列来发射定向光束。特别地，多个多束列中的多束列被配置为发射多个定向光束。定向光束具有与多视图显示器的视图方向相对应的主方向。在一些实施例中，多个多束列是多束发射器的阵列。也就是说，多个多束列中的多束列包括多束发射器阵列中的多束发射器的列，其中多束发射器在行方向上彼此偏移以形成多束发射器的倾斜列。在一些实施方案中，多束列可包括连续多束元件或单个细长多束元件。可以在仅水平视差的显示器中采用多束列，其中视图被布置在水平视差布置中，如图4中针对多视图显示器100的仅水平视差的布置所图示的。
[0079]
在一些实施例中，使用多束发射器的阵列发射310定向光束包括在光导中引导光作为被引导光。在一些实施例中，光导可以基本上类似于多视图显示器100的光导140，并且可以在光导的相对内表面之间以非零传播角度引导光。使用多束发射器阵列发射310定向光束还可以包括使用多束元件阵列中的多束元件散射出被引导光的一部分以提供定向光束。多束元件可以基本上类似于多视图显示器100的多束元件130'。此外，多束元件可以具有与光阀阵列的光阀的尺寸相当的尺寸。例如，多束元件的尺寸可以与光阀尺寸相当，使得多束元件尺寸在光阀尺寸的大约百分之五十(50％)和大约百分之二百(200％)之间。此外，多束元件可以是多束发射器阵列，使得多束元件阵列的每个多束元件对应于多束发射器阵列的不同多束发射器。
[0080]
如图8中所示，多视图显示操作的方法300还包括使用光控膜来控制330多视图图像的视角。在一些实施例中(例如，当多视图显示器是水平视差多视图显示器时)，可以在垂直于水平视差的方向上控制视角。根据一些实施例，光控膜可以基本上类似于多视图显示器100的上述光控膜150。例如，光控膜可以包括微百叶，并且光控轴可以被限定为垂直于微百叶的方向。在一些实施例中，光控膜可以位于光阀阵列和光导表面之间，而在其他实施例中，光阀阵列可以位于光控膜和光导表面之间。
[0081]
因此，已经描述了多视图显示器和方法的示例和实施例，所述多视图显示器和方法具有光控膜并且包括布置成行并且具有被配置为减轻与多视图图像相关联的颜色镶边的偏移或移位的重复的多个颜色子像素。应当理解，上述示例仅仅是表示本文所述原理的许多具体示例中的一些示例的说明。显然，本领域技术人员可以容易地设计出许多其它布置，而不偏离由所附权利要求限定的范围。