CN110785683A - 微棱镜多光束元件背光体及使用其的多视图显示器 - Google Patents

Abstract

多视图背光体和多视图显示器采用微棱镜多光束元件来发射多个定向光束，该多个定向光束具有与多视图显示器的视图方向相对应的主角方向。多视图背光体包括光导和从光导的表面延伸的微棱镜多光束元件。微棱镜多光束元件具有被配置为接收引导光的一部分的输入孔径和被配置为发射多个定向光束的输出孔径。微棱镜多光束元件包括具有倾斜侧壁的微棱镜，该倾斜侧壁被配置为反射接收到的引导光部分并提供多个定向光束。多视图显示器包括多视图背光体和多视图像素阵列，该多视图像素阵列被配置为从多个定向光束提供多视图显示器的不同视图。

Description

微棱镜多光束元件背光体及使用其的多视图显示器

相关申请的交叉引用

不适用关于联邦资助研究或开发的声明

不适用

背景技术

电子显示器是用于向各种各样的设备和产品的用户传达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(cathode ray tube，CRT)、等离子显示面板(plasma display panel，PDP)、液晶显示器(liquid crystal display，LCD)、电致发光显示器(electroluminescent display，EL)、有机发光二极管(organic light emittingdiode，OLED)和有源矩阵OLED(active matrix OLED，AMOLED)显示器、电泳显示器(electrophoretic display，EP)以及采用机电的或电流体光调制的各种显示器(例如，数字微镜设备、电润湿显示器等)。通常，电子显示器可被分为有源显示器(即，发射光的显示器)或无源显示器(即，调制由另一源提供的光的显示器)。有源显示器中最明显的示例是CRT、PDP和OLED/AMOLED。当考虑发射光时，被典型地归类为无源的显示器的是LCD和EP显示器。无源显示器虽然常常展现出包括但不限于固有低功耗的引人注目的性能特性，但因为缺少发射光的能力而在许多实际的应用中使用受到一些限制。

为克服与发射光相关联的无源显示器的限制，许多无源显示器与外部光源耦合。耦合的光源可以允许这些否则会是无源的显示器发射光并且实质上充当有源显示器。这样的耦合光源的示例是背光体(backlight)。背光体可以充当置于否则会是无源的显示器的后面以照明该无源显示器的光源(通常是平板背光体)。例如，背光体可以耦合到LCD或EP显示器。背光体发射穿过LCD或者EP显示器的光。发射的光由LCD或者EP显示器调制，然后继而从LCD或EP显示器发出经过调制的光。背光体常常被配置为发射白光。然后，利用滤色器将白光转换为显示器中所用的各种颜色。例如，滤色器可以置于LCD或EP显示器的输出处(较少)或置于背光体和LCD或EP显示器之间。可替代地，可以通过使用不同颜色(诸如原色)的显示器的场序照明，来实现各种颜色。

附图说明

参照以下结合附图的详细描述，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，其中相似的附图标记表示相似的结构元素，并且其中：

图1A示出了根据与本文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。

图1B示出了根据与本文描述的原理一致的实施例的示例中的光束的角分量的图形表示，该光束具有对应于多视图显示器的视图方向的特定主角方向。

图2A示出了根据与本文描述的原理一致的实施例的示例中的多视图背光体的截面图。

图2B示出了根据与本文描述的原理一致的实施例的示例中的多视图背光体的平面图。

图2C示出了根据与本文描述的原理一致的实施例的示例中的多视图背光体的透视图。

图3示出了根据与本文描述的原理一致的实施例的示例中的包括微棱镜多光束元件的多视图背光体的一部分的截面图。

图4A示出了根据与本文描述的原理一致的实施例的示例中的微棱镜多光束元件的透视图。

图4B示出了根据与本文描述的原理一致的另一实施例的示例中的微棱镜多光束元件的透视图。

图5A示出了根据与本文描述的原理一致的实施例的示例中的包括微棱镜多光束元件120的多视图背光体100的一部分的侧视图。

图5B示出了根据与本文描述的原理一致的实施例的示例中的椭圆形发射图案的图形表示。

图5C示出了根据与本文描述的原理一致的另一实施例的示例中的二分发射图案的图形表示。

图6A示出了根据与本文描述的原理一致的实施例的示例中的几个微棱镜多光束元件的平面图。

图6B是根据与本文描述的原理一致的实施例的示例中的微棱镜多光束元件的扫描电子显微镜(scanning electron microscope，SEM)图像。

图7示出了根据与本文描述的原理一致的实施例的示例中的多视图显示器的框图。

图8示出了根据与本文描述的原理一致的实施例的示例中的多视图显示操作的方法的流程图。

某些示例和实施例具有其它特征，这些特征是对上述附图所示特征的补充或替代。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

根据本文描述的原理的示例和实施例提供了微棱镜多光束元件和使用微棱镜多光束元件的多视图背光体，该多视图背光体可应用于多视图或三维(3D)显示器。具体地，与本文描述的原理一致的实施例提供了一种多视图背光体，该多视图背光体采用微棱镜多光束元件，该微棱镜多光束元件被配置为提供具有彼此不同的主角方向(principal angulardirection)的多个定向光束。例如，多个定向光束中的定向光束可以具有对应于多视图显示器的视图方向的方向。此外，微棱镜多光束元件各自包括一个或多个微棱镜，这些微棱镜具有有倾斜角度的(一个或多个)倾斜的侧壁。根据各种实施例，微棱镜多光束元件被配置为通过接收从多视图背光体的光导耦合出的光并且在倾斜侧壁的内表面处反射接收到的耦合出的光，来提供多个定向光束。采用本文描述的多视图背光体的多视图显示器的使用包括但不限于移动电话(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、相机显示器以及各种其它移动以及基本上非移动的显示应用和设备。此外，采用微棱镜多光束元件可以提供超常的角颜色均匀性，尤其是当使用白光源来照明多视图背光体时。

根据各种实施例，多个微棱镜多光束元件从多视图背光体的光导的顶或“发射”表面突出或延伸。此外，根据一些实施例，光导的材料可以在微棱镜多光束元件和光导之间的接触点处与微棱镜多光束元件的材料邻接。此外，根据各种实施例，微棱镜多光束元件可以提供对光束的部分准直，或者可以至少修改光束的发射图案，包括定向光束的主角方向。此外，微棱镜多光束元件内的微棱镜的数量可以沿着光导的长度变化，或者等同地沿着多视图背光体变化，以作为长度的函数调制光束亮度的变化。

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提供多视图图像的不同视图的电子显示器或显示系统。图1A示出了根据与本文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。例如，屏幕12可以是电话(例如，移动电话、智能电话等)、平板计算机、膝上型计算机、台式计算机的计算机监视器、相机显示器或基本上任何其它设备的电子显示器的显示屏。多视图显示器10在相对于屏幕12的不同视图方向16上提供多视图图像的不同视图14。视图方向16被示出为从屏幕12以各种不同的主角方向延伸的箭头，不同的视图14在箭头(即，描绘视图方向16)的末端被示出为多边形框。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。应当注意，虽然不同的视图14在图1A中被示出为处于屏幕的上方，但是当多视图图像显示在多视图显示器10上时，视图14实际上出现在屏幕12上或屏幕12附近。将视图14描绘在屏幕12的上方仅仅是为了简化说明，并且意在表示从各视图方向16之中对应于特定视图14的相应一个方向来观看多视图显示器10。

根据本文的定义，视图方向或者等同地，具有对应于多视图显示器的视图方向的方向的光束，通常具有由角分量{θ,φ}给出的主角方向。角分量θ在本文被称为光束的“仰角分量”或“仰角”。角分量φ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的平面)中的角度，而方位角φ是水平平面(例如，平行于多视图显示屏的平面)中的角度。

图1B示出了根据与本文描述的原理一致的实施例的示例中的光束20的角分量{θ,φ}的图形表示，光束20具有对应于多视图显示器的视图方向(例如，图1A中的视图方向16)的特定主角方向。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光线。图1B还示出了光束(或视图方向)原点O。

此外，在本文中，在术语“多视图图像”和“多视图显示器”中使用的术语“多视图(multiview)”被定义为多个视图，所述多个视图表示不同视角(perspective)或包括多个视图中的视图之间的角差异(angular disparity)。此外，根据本文的定义，术语“多视图”在本文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，本文采用的“多视图显示器”与仅包括两个不同视图来表示场景或图像的立体显示器有明显的区别。然而，应当注意，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的视图中的两个视图来观看(例如，每只眼睛一个视图)，多视图图像可以作为立体图像对而被观看(例如，在多视图显示器上)。

“多视图像素”在本文被定义为一组子像素，该组子像素表示多视图显示器的相似的多个不同视图中的每一个中的“视图”像素。具体地，多视图像素可以具有单独子像素，该单独子像素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。此外，根据本文的定义，多视图像素的子像素是所谓的“定向像素”，因为每个子像素与不同视图之中对应一个视图的预定视图方向相关联。此外，根据各种示例和实施例，由多视图像素的子像素表示的不同视图像素在每个不同视图中可以具有等同或至少基本相似的位置或坐标。例如，第一多视图像素可以具有对应于在多视图图像的每个不同视图中位于{x₁,y₁}处的视图像素的单独子像素，而第二多视图像素可以具有对应于在每个不同视图中位于{x₂,y₂}处的视图像素的单独子像素，以此类推。

在一些实施例中，多视图像素中的子像素数量可以等于多视图显示器的视图数量。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)个子像素。在另一示例中，多视图显示器可以提供八乘四的视图阵列(即，32个视图)，并且多视图像素可以包括三十二(32)个子像素(即，每个视图一个)。此外，每个不同的子像素可以具有与例如对应于64个不同视图的视图方向之中不同的一个视图方向相对应的相关联方向(例如，光束主角方向)。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视图中的“视图”像素(即，构成选定视图的像素)的数量。例如，如果视图包括六百四十乘四百八十个视图像素(即，640×480的视图分辨率)，则多视图显示器可以具有三十万零七千二百(307200)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＝10000)个多视图像素。

在本文中，“光导”被定义为使用全内反射(total internal reflection)来在结构内引导光的结构。具体地，光导可以包括在光导的工作波长下基本透明的芯。在各种示例中，术语“光导”通常指采用全内反射来在光导的电介质材料和围绕该光导的材料或介质之间的界面处引导光的电介质光波导。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表面相邻的周围介质的折射率。在一些实施例中，除了或代替前述的折射率差，光导可以包括涂层，以进一步便于全内反射。例如，涂层可以是反射涂层。光导可以是几种光导中的任何一种，包括但不限于板(plate)或片(slab)光导以及条带(strip)光导中的一个或两者。

此外，在本文中，术语“板”在应用于如在“板光导”中的光导时被定义为分段或不同平面的层或薄片，其有时被称为“片”光导。具体地，板光导被定义为被配置为在由光导的顶表面和底表面(即，相对表面)界定的两个基本正交的方向上引导光的光导。此外，根据本文的定义，顶表面和底表面二者彼此分离并且可以至少在微分意义上基本上相互平行。也就是说，在板光导的任何可微的小区域内，顶表面和底表面基本上平行或共面。

在一些实施例中，板光导可以是基本上平坦的(即限于平面)，并且因此，板光导是平面光导。在其它实施例中，板光导可以在一个或两者正交维度中弯曲。例如，板光导可以在单个维度中弯曲，以形成圆柱形的板光导。然而，任何曲率都具有足够大的曲率半径，以确保在板光导内保持全内反射以引导光。

根据本文的定义，“多光束元件”是背光体或显示器的结构或元件，其产生包括多个定向光束的光。继而，“微棱镜多光束元件”在本文中被定义为包括一个或多个微棱镜的多光束元件，该一个或多个微棱镜具有倾斜侧壁，所述倾斜侧壁的内表面被配置为反射光。具体地，根据本文的定义，微棱镜多光束元件被配置为在输入孔径处或通过输入孔径接收光，并且在输出孔径处提供或“发射”多个定向光束，所述多个定向光束包括由微棱镜多光束元件的(一个或多个)微棱镜的(一个或多个)倾斜侧壁反射的光。在各种实施例中，可以通过在(一个或多个)倾斜侧壁的内表面处的全内反射，来在输出孔径处提供光的反射。在一些实施例中，倾斜侧壁可以包括反射层或反射材料(例如，侧壁的外表面上的反射材料层)。反射层可以被配置为提供或增强微棱镜的内表面处的反射。

在各种实施例中，微棱镜多光束元件光学耦合或光学连接到背光体的光导。此外，微棱镜多光束元件被配置为通过耦合出由光导引导的光的一部分来接收光。光束通过耦合出或“接收”在光导中引导的光的一部分来提供定向光束。根据本文的定义，由微棱镜多光束元件通过在微棱镜内反射接收到的引导光部分而产生的多个光束中的光束具有彼此不同的主角方向。因此，光束在本文被称为“定向”光束。具体地，根据定义，多个定向光束中的定向光束具有预定的主角方向，该主角方向不同于多个定向光束中的其它定向光束的方向。

根据一些实施例，多个定向光束可以表示光场。例如，多个定向光束可以被限制在基本上圆锥形的空间区域，或者具有预定的角展度，该角展度包括多个光束中的光束的主角方向。这样，各定向光束相结合(即，多个定向光束)的预定角展度可以表示光场。

根据各种实施例，各种定向光束的主角方向由包括但不限于微棱镜多光束元件的尺寸(例如，长度、宽度、面积等)(诸如微棱镜多光束元件的输出孔径的尺寸、或组成微棱镜多光束元件的多个微棱镜的总尺寸)的特性来确定。在一些实施例中，根据本文的定义，微棱镜多光束元件可以被认为是“扩展点光源”(即跨微棱镜多光束元件的范围而分布的多个点光源)。此外，根据本文的定义，微棱镜多光束元件产生的定向光束具有由角分量{θ,φ}给出的主角方向，如以上参考图1B所述。

在本文中，“准直器”被定义为被配置为准直光的基本上任何光学设备或装置。例如，准直器可以包括但不限于准直镜或反射器、准直透镜、准直衍射光栅及其各种组合。在一些实施例中，包括准直反射器的准直器可以具有以抛物线或形状为特征的反射表面。在另一示例中，准直反射器可以包括成形抛物面反射器(shaped parabolic reflector)。“成形抛物面”是指成形抛物面反射器的弯曲反射表面以被确定为实现预定的反射特性(例如，准直度)的方式而偏离“真实”抛物线。类似地，准直透镜可以包括球形表面(例如，双凸球形透镜)。

在一些实施例中，准直器可以是连续反射器或连续透镜(即，具有基本平滑、连续表面的反射器或透镜)。在其它实施例中，准直反射器或准直透镜可以包括基本上不连续的表面，诸如但不限于提供光准直的菲涅耳(Fresnel)反射器或菲涅耳透镜。根据各种实施例，准直器提供的准直量可以从一个实施例到另一个实施例以预定的程度或量发生变化。此外，准直器可以被配置为在两个正交方向(例如，垂直方向和水平方向)中的一个或两个方向上提供准直。也就是说，根据一些实施例，准直器可以在两个正交方向中的一个或两个方向上包括提供光准直的形状。

在本文中，“准直因子”被定义为光被准直的程度。具体地，根据本文的定义，准直因子定义了准直光束内光线的角展度。例如，准直因子σ可以指定准直光束中的大部分光线在特定的角展度内(例如，准直光束的中心或主角方向周围的+/-σ度)。根据一些示例，准直光束的光线可以在角度方面具有高斯分布，并且角展度是由准直光束峰值强度的一半所确定的角度。

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发射器)。例如，光源可以包括诸如当被激活或打开时发射光的发光二极管(LED)的光发射器。具体地，在本文中光源可以基本上是任何光源，或者包括基本上任何光发射器，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、基于等离子体的光发射器、荧光灯、白炽灯以及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)，或者可以是一定的波长范围(例如，光源可以被配置为产生白光)。在一些实施例中，光源可以包括多个光发射器。例如，光源可以包括一套或一组光发射器，其中至少一个光发射器产生具有与由该套或该组中的至少一个其它光发射器产生的光的颜色或波长不同的颜色或者(等同地)波长的光。例如，不同的颜色可以包括原色(例如，红、绿、蓝)。

此外，如本文中所用的，冠词“一”意图具有其在专利文献中的普通的含义，即“一个或多个”。例如，“一个微棱镜多光束元件”指一个或多个微棱镜多光束元件，同样，“所述微棱镜多光束元件”在本文中表示“所述微棱镜多光束元件(或多个微棱镜多光束元件)”。此外，本文中对“顶”、“底”、“上面”、“下面”、“上”、“下”、“前”、“后”、“第一”、“第二”、“左”或“右”的任何提及在本文中无意成为限制。在本文中，术语“大约”在被应用于一个值时，通常表示在用于产生该值的装备的容差范围之内，或者可以表示正负10％、或正负5％、或正负1％，除非另有明确规定。此外，如本文中所用的，术语“基本”意味着大部分或几乎全部或全部或在约51％至约100％的范围内的量。此外，本文的示例意图仅是说明性的，并且是为了讨论的目的而呈现的，而不是作为限制。

根据本文描述的原理的一些实施例，提供了多视图背光体。图2A示出了根据与本文描述的原理一致的实施例的示例中的多视图背光体100的截面图。图2B示出了根据与本文描述的原理一致的实施例的示例中的多视图背光体100的平面图。图2C示出了根据与本文描述的原理一致的实施例的示例中的多视图背光体100的透视图。图2C中的透视图以部分切除示出，仅仅以便于本文的讨论。

图2A-2C所示的多视图背光体100被配置为提供具有彼此不同的主角方向的多个耦合出的或定向光束102(例如，作为光场)。具体地，根据各种实施例，所提供的多个定向光束102在对应于多视图显示器的各个视图方向的不同主角方向上被引导远离多视图背光体100。在一些实施例中，定向光束102可以被调制(例如，使用光阀，如下所述)，以便于显示具有3D内容的信息。

如图2A-2C所示，多视图背光体100包括光导110。根据一些实施例，光导110可以是板光导110。光导110被配置为沿着光导110的长度来引导光，作为引导光104。例如，光导110可以包括被配置为光波导的电介质材料。电介质材料可以具有第一折射率，第一折射率大于电介质光波导周围的介质的第二折射率。例如，折射率的差被配置为根据光导110的一个或多个引导模式，来便于引导光104的全内反射。

在一些实施例中，光导110可以是片或板光波导，其包括光学透明的电介质材料的延伸的基本平坦的薄片。电介质材料的基本平坦的薄片被配置为使用全内反射来引导该引导光104。根据各种示例，光导110的光学透明材料可以包括或由各种电介质材料中的任何一种制成，各种电介质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)和基本上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110可以进一步包括光导110的表面(例如，顶表面和底表面中的一个或两者)的至少一部分上的覆层(未示出)。根据一些示例，覆层可用于进一步便于全内反射。

此外，根据一些实施例，光导110被配置为根据全内反射，以非零传播角在光导110的第一表面110’(例如，“顶”或“前”表面或侧面)和第二表面110”(例如，“底”或“后”表面或侧面)之间引导该引导光104(例如，作为引导光束)。具体地，引导光104可以通过以非零传播角在光导110的第一表面110’和第二表面110”之间反射或“反弹”来传播。

在一些实施例中，光导110可以被配置为“再循环”引导光104。具体地，已经沿着光导长度被引导的引导光104可以在不同于传播方向103的另一传播方向103’上沿着该长度被重定向回来。例如，光导110可以在光导110的、与和光源相邻的输入端相对的一端处包括反射器(未示出)。反射器可以被配置为将引导光104朝向输入端反射回来，作为再循环的引导光。以这种方式再循环引导光104，可以通过使引导光104不止一次可用于例如微棱镜多光束元件，来增加多视图背光体100的亮度(例如，定向光束102的强度)，如下所述。

替代地(例如，与再循环引导光相反)，(例如，除了具有传播方向103的引导光104之外)还可以通过以另一传播方向103’将光引入光导110，来提供沿另一传播方向103’传播的引导光104。在图2A中，指示再循环的引导光的传播方向103’的粗箭头(例如，指向负x方向)示出了再循环的引导光在光导110内的一般传播方向。

如图2A-2C所示，多视图背光体100进一步包括与光导110的表面相邻并从光导110的表面延伸的微棱镜多光束元件120。具体地，图2A-2C示出了沿着光导长度彼此隔开的多个微棱镜多光束元件120。多个微棱镜多光束元件120彼此分开有限的间隔，并且表示沿着光导长度的单独的不同元件。也就是说，根据本文的定义，多个微棱镜多光束元件120根据有限的(即，非零)元件间距离(例如，有限的中心到中心距离)彼此隔开。此外，根据一些实施例，多个微棱镜多光束元件120通常不相交、重叠或以其它方式彼此接触。这样，多个微棱镜多光束元件中的每个微棱镜多光束元件120通常是不同的，并且与多个微棱镜多光束元件中的其它微棱镜多光束元件120分开。

根据一些实施例，多个微棱镜多光束元件120可以一维(1D)阵列或二维(2D)阵列排列。例如，多个微棱镜多光束元件120可以排列成线性1D阵列。在另一示例中，多个微棱镜多光束元件120可以排列成矩形2D阵列或圆形2D阵列。此外，在一些示例中，阵列(即，1D或2D阵列)可以是规则或均匀的阵列。具体地，微棱镜多光束元件120之间的元件间距离(例如，中心到中心距离或间距)在整个阵列上可以是基本上均匀或恒定的。在其它示例中，微棱镜多光束元件120之间的元件间距离可以在整个阵列上和沿着光导110的长度上中的一个或两者上变化。

根据各种实施例，并且根据定义，多个微棱镜多光束元件中的微棱镜多光束元件120包括具有倾斜侧壁的微棱镜。在一些实施例中，微棱镜多光束元件120可以包括单个微棱镜，而在其它实施例中，微棱镜多光束元件120可以包括多个微棱镜。具有一个或多个微棱镜的微棱镜多光束元件120被配置为耦合出或更一般地接收引导光104的一部分。具体地，引导光104的一部分可以在微棱镜多光束元件与光导110之间的光学连接处被提取或耦合出。微棱镜多光束元件120在光学连接处的一部分可以被称为微棱镜多光束元件120的输入或输入孔径(aperture)。因此，微棱镜多光束元件120在输入或输入孔径处或者通过输入或输入孔径接收引导光104的提取出或耦合出的部分。继而，多个定向光束102被提供在微棱镜多光束元件120的输出或输出孔径处。

此外，通过在微棱镜多光束元件120的内表面处或从微棱镜多光束元件120的内表面(或者更准确地说是在微棱镜多光束元件120的微棱镜的倾斜侧壁的内表面处或从微棱镜多光束元件120的微棱镜的倾斜侧壁的内表面)反射引导光104的接收到的部分，以从接收到的引导光部分提供定向光束。图2A和2C将定向光束102示出为多个描绘为指离光导110的第一(顶或前)表面110’的发散箭头。此外，定向光束102被示出为从微棱镜多光束元件120在其输出孔径处发射。

根据各种实施例，微棱镜多光束元件120的尺寸可以与根据各种实施例的多视图显示器的多视图像素106中的子像素106’(或等同地，光阀)的尺寸相当。这种配置可以提供在多视图显示器中使用的各种定向光束102的最佳或接近最佳的光束宽度或光束重叠。为了便于讨论，在图2A-2C中连同多视图背光体100示出了多视图像素106。

在本文中，“尺寸”可以以多种方式中的任何一种来定义，以包括但不限于长度、宽度或面积。例如，子像素106’的尺寸可以是其长度，微棱镜多光束元件120的相当的尺寸也可以是微棱镜多光束元件120的长度(诸如微棱镜多光束元件120的输出孔径的长度，或微棱镜多光束元件120的多个微棱镜的总长度)。在另一示例中，尺寸可以指这样的面积，使得微棱镜多光束元件120的面积(诸如微棱镜多光束元件120的孔径的面积或微棱镜多光束元件120的多个微棱镜的总面积)可以与子像素106’的面积相当。

在一些实施例中，微棱镜多光束元件120的尺寸与子像素尺寸相当，使得微棱镜多光束元件尺寸在子像素尺寸的大约百分之五十(50％)至大约百分之二百(200％)之间。例如，如果微棱镜多光束元件尺寸表示为“s”，并且子像素尺寸表示为“S”(例如，如图2A所示)，则微棱镜多光束元件尺寸s可以由等式(1)给出，如下所示：

在其它示例中，微棱镜多光束元件尺寸大于子像素尺寸的大约百分之六十(60％)，或者子像素尺寸的大约百分之七十(70％)，或者大于子像素尺寸的大约百分之八十(80％)，或者大于子像素尺寸的大约百分之九十(90％)，并且微棱镜多光束元件120小于子像素尺寸的大约百分之一百八十(180％)，或者小于子像素尺寸的大约百分之一百六十(160％)，或者小于子像素尺寸的大约百分之一百四十(140％)，或者小于子像素尺寸的大约百分之一百二十(120％)。例如，根据“相当尺寸”，微棱镜多光束元件尺寸可以在子像素尺寸的大约百分之七十五(75％)至大约百分之一百五十(150％)之间。在另一示例中，微棱镜多光束元件120的尺寸可以与子像素106’相当，其中微棱镜多光束元件尺寸在子像素尺寸的大约百分之一百二十五(125％)至大约百分之八十五(85％)之间。根据一些实施例，微棱镜多光束元件120和子像素106’的相当的尺寸可以被选择为：减少或在一些示例中最小化多视图显示器的视图之间的暗区，且同时减少或在一些示例中最小化多视图显示器的视图之间的重叠。

图2A-2C进一步示出了被配置为调制多个定向光束中的定向光束102的光阀108的阵列。光阀阵列可以是例如采用多视图背光体100的多视图显示器的一部分，并且在图2A-2C中与多视图背光体100一起示出，以便于本文的讨论。在图2C中，光阀108的阵列被部分切除，以允许光阀阵列下面的光导110和微棱镜多光束元件120可视化。

如图2A-2C所示，具有不同主角方向的不同定向光束102被配置为穿过光阀阵列中的不同光阀108，并可被其调制。此外，如图所示，阵列中的光阀108对应于子像素106’，并且一组光阀108对应于多视图显示器的多视图像素106。具体地，光阀阵列中的不同组的光阀108被配置为接收和调制来自不同微棱镜多光束元件120的定向光束102。即，如图所示，每个微棱镜多光束元件120有唯一一组的光阀108。在各种实施例中，不同类型的光阀可以用作光阀阵列中的光阀108，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。

如图2A所示，第一光阀组108a被配置为接收和调制来自第一微棱镜多光束元件120a的定向光束102，而第二光阀组108b被配置为接收和调制来自第二微棱镜多光束元件120b的定向光束102。因此，光阀阵列中的每个光阀组(例如，第一和第二光阀组108a、108b)分别对应于不同的多视图像素106。此外，光阀组的各个光阀108对应于各个多视图像素106的子像素106’，如图2A所示。

注意，如图2A所示，子像素106’的尺寸可以对应于光阀阵列中的光阀108的尺寸(例如，宽度)。在其它示例中，子像素尺寸可以被定义为光阀阵列中的相邻光阀108之间的距离(例如，中心到中心距离)。例如，光阀108可以小于光阀阵列中的光阀108之间的中心到中心距离。例如，子像素尺寸可以被定义为光阀108的尺寸、或者对应于光阀108之间的中心到中心距离的尺寸。

在一些实施例中，多个微棱镜多光束元件120和对应的多视图像素106(例如，光阀108的组)之间的关系可以是一对一的关系。也就是说，可以有相等数量的多视图像素106和微棱镜多光束元件120。图2B通过示例明确示出了一对一的关系，其中包括不同一组光阀108的每个多视图像素106被示出为由虚线包围。在其它实施例中(未示出)，多视图像素106和微棱镜多光束元件120的数量可以彼此不同。

在一些实施例中，多个微棱镜多光束元件中的一对相邻微棱镜多光束元件120之间的元件间距离(例如，中心到中心距离)可以等于对应的一对相邻多视图像素106(例如，由光阀组表示的)之间的像素间距离(例如，中心到中心距离)。例如，如图2A所示，第一微棱镜多光束元件120a和第二微棱镜多光束元件120b之间的中心到中心距离d基本上等于第一光阀组108a和第二光阀组108b之间的中心到中心距离D。在其它实施例中(未示出)，微棱镜多光束元件120和对应光阀组的对的相对中心到中心距离可以不同，例如微棱镜多光束元件120可以具有元件间间距(即，中心到中心距离d)，其是大于或小于表示多视图像素106的光阀组之间的间距(即，中心到中心距离D)中的一种。

此外(例如，如图2A所示)，根据一些实施例，每个微棱镜多光束元件120被配置为向一个且仅一个多视图像素106提供定向光束102。具体地，对于微棱镜多光束元件120中的给定一个，在多视图显示器的视图中具有主角方向的定向光束102基本上被限制在单个对应的多视图像素106及其子像素106’中，即，如图2A所示，对应于微棱镜多光束元件120的单个组的光阀108。这样，多视图背光体100的每个微棱镜多光束元件120可以提供对应的一组定向光束102，该组定向光束102在多视图显示器的不同视图之一中具有主角方向(即，该组定向光束102包含在不同视图方向之一中具有共同方向的光束)。

根据各种实施例，多视图背光体100的微棱镜多光束元件120位于光导110的第一或顶表面110’处或与光导110的第一或顶表面110’相邻。具体地，并且根据本文的定义，第一表面110’是光导110的表面，并且也是被配置为发射或提供多个定向光束的多视图背光体100的表面，例如，如上所示和描述的。在一些实施例中，微棱镜多光束元件120与光导110的顶表面110’接触。此外，在一些实施例中，微棱镜多光束元件120的材料或者更具体地，其微棱镜的材料基本上类似于光导110的材料。例如，微棱镜可以集成到光导110并且包括光导110的材料。例如，微棱镜可以形成在光导110的材料(例如，表面材料)中或者由光导110的材料(例如，表面材料)形成。在其它实施例中，微棱镜可以与光导110分开提供，然后位于与光导110相邻或附接到光导110，以提供与光导110的顶表面110’的接触。在这些实施例中，例如，微棱镜多光束元件120的微棱镜可以包括光导材料或另一种光学材料。

图3示出了根据与本文描述的原理一致的实施例的示例中的包括微棱镜多光束元件120的多视图背光体100的一部分的截面图。具体地，图3示出了附接到多光束背光体100的光导110的一部分的微棱镜多光束元件120(或其微棱镜)。多个定向光束中的定向光束102被示出为从微棱镜多光束元件120的输出孔径122发射。定向光束102被示出为通过从微棱镜多光束元件120的倾斜侧壁的内表面反射而提供。从倾斜侧壁的内表面反射的光被配置为在输入孔径124处从光导110进入微棱镜多光束元件120。此外，如图3所示，作为示例而非限制，微棱镜多光束元件120集成到多视图背光体100的光导110中。也就是说，光导110的材料在微棱镜多光束元件120的输入孔径124上是连续的，如图所示。图3还示出了根据一个实施例的倾斜侧壁的外表面上的反射材料、反射涂层或反射层126。可替代地，在其它实施例中，倾斜侧壁的内表面处的反射可以通过全内反射来提供，从而消除了对反射层126的需要。注意，虽然图3中的微棱镜多光束元件120被示为具有基本上直的倾斜侧壁的微棱镜，但是可以使用各种侧壁形状。例如，倾斜侧壁可以包括弯曲形状。

此外，输出孔径122可以具有各种不同形状中的任何一种，包括但不限于正方形、圆形和三角形。同样，根据各种实施例，微棱镜多光束元件120的微棱镜可以具有类似于或基本类似于截锥、截棱锥和各种其它多面结构的形状。此外，根据各种实施例，输出孔径122的长宽比(例如，长度vs.宽度)通常小于大约三比一(即，长度小于宽度的三倍)。具体地，微棱镜的宽度和长度中的每一个通常小于或等于微棱镜多光束元件的尺寸。

图4A示出了根据与本文描述的原理一致的实施例的示例中的微棱镜多光束元件120的透视图。具体地，示出的微棱镜多光束元件120包括具有截锥形的微棱镜。如图所示，微棱镜多光束元件120位于光导110的表面上或与光导110的表面相邻，并从光导110的表面延伸。图4B示出了根据与本文描述的原理一致的另一实施例的示例中的微棱镜多光束元件120的透视图。如图4B所示，微棱镜多光束元件120包括具有截棱锥形的微棱镜。例如，图4B所示的微棱镜具有方形的截棱锥形。此外，在图4B中，微棱镜多光束元件120的截棱锥形微棱镜位于光导110的表面上或与光导110的表面相邻，如图所示。

在一些实施例中，除了从光导110提取引导光104的一部分并从光导110提供定向光束102之外，微棱镜多光束元件120还可以被配置为修改或控制多个定向光束102的发射图案。例如，微棱镜多光束元件120可以用于至少部分对定向光束102进行准直。此外，微棱镜的特定形状以及微棱镜多光束元件120的倾斜侧壁的预定倾斜角(slope angle)可以被配置为控制发射图案的形状或范围。

图5A示出了根据与本文描述的原理一致的实施例的示例中的包括微棱镜多光束元件120的多视图背光体100的一部分的侧视图。具体地，图5A示出了微棱镜多光束元件120，或者等同地，其具有倾斜角为γ的倾斜侧壁的微棱镜。例如，倾斜角可以是相对于光导110的表面平面指定的。改变倾斜角γ有助于控制微棱镜多光束元件120的发射图案。具体地，根据各种实施例，发射图案可以是倾斜侧壁的倾斜角的函数。在一些实施例中，倾斜角的范围可以从大约三十度(30°)到大约八十度(80°)。例如，可以采用大约五十度(50°)到大约六十五度(65°)之间的倾斜角γ。在本文中，倾斜角可以被定义为倾斜侧壁相对于光导110的表面平面的角度。

图5B示出了根据与本文描述的原理一致的实施例的示例中的椭圆形发射图案140的图形表示。例如，椭圆形发射图案140可以由大约六十度(60°)的倾斜角γ产生。图5C示出了根据与本文描述的原理一致的另一实施例的示例中的二分或两波瓣发射图案140的图形表示。如图5C所示的二分发射图案140可以包括第一波瓣142和第二波瓣144，如图所示。例如，图5C的二分发射图案140可以由大约50°的倾斜角γ产生。在图5B-5C所示的两种实例下，可以采用对称照明来实现所示的发射图案140。例如，如图2A所示的在光导110中沿传播方向103和另一传播方向103’两者传播的引导光104可以提供对称照明。

在又一其它实施例中(未示出)，微棱镜的侧壁的倾斜角对于微棱镜周围的不同位置可以不同。例如，微棱镜的第一侧上的侧壁的倾斜角可以不同于微棱镜的第二侧(例如，相对侧)上的侧壁倾斜角。在另一示例中，微棱镜侧壁的倾斜角可以在微棱镜周围的多个不同位置变化或不同。根据各种实施例，微棱镜的倾斜侧壁的不同部分处的不同倾斜角可被用于提供各种不对称的或特定应用的发射图案。

在一些实施例中，如上所述，多视图背光体100的微棱镜多光束元件120可以包括多个微棱镜。此外，在一些实施例中，多个微棱镜内微棱镜的密度可以被配置为确定由微棱镜多光束元件120在其输出孔径处发射或提供的多个定向光束102的相对亮度或发射强度。根据一些实施例，相对亮度可以反映微棱镜多光束元件120的耦合效率。

在一些实施例中，微棱镜的密度是微棱镜多光束元件120在光导110上的位置的函数，例如，是距多视图背光体100的边缘或离多视图背光体100的光源的距离的函数。例如，微棱镜密度可以作为距光源的距离的函数，被用来维持沿光导110的长度的亮度均匀性。具体地，微棱镜密度的增加(即，微棱镜多光束元件120内的更多微棱镜)可以提供例如由微棱镜多光束元件120发射的多个定向光束102的相对亮度的伴随增加。另一方面，微棱镜密度的降低(即，微棱镜多光束元件120内的更少微棱镜)可能导致例如相对亮度的降低。使用微棱镜密度对相对亮度进行控制可以作为在远离光源的方向上沿光导110的距离的函数，被用来补偿可用引导光104的减少。继而，相对亮度控制可以被配置为例如从对应组的微棱镜多光束元件120提供多个定向光束的均匀亮度。

图6A示出了根据与本文描述的原理一致的实施例的示例中的几个微棱镜多光束元件120的平面图。如图6所示，每个微棱镜多光束元件120(由虚线描绘)包括位于光导110上的多个微棱镜150。此外，如图所示，微棱镜150的密度作为沿光导110的距离L的函数而变化(即，增加)。例如，距离L可以是距光源的距离。例如，增加的微棱镜密度可以作为距光源的距离L的函数，来补偿光导110内可用引导光的总体减少。此外，根据一些实施例，微棱镜多光束元件120之内和之间的各个微棱镜150的形状也可以变化(未示出)。

图6B是根据与本文描述的原理一致的实施例的示例中的微棱镜多光束元件120的扫描电子显微镜(SEM)图像。SEM图像中的微棱镜多光束元件120包括矩形阵列(例如，五乘五阵列)的多个微棱镜。例如，图6B中的微棱镜多光束元件和微棱镜可以表示图6A所示的微棱镜多光束元件120和相关联的微棱镜150，例如，如图所示的最右边的微棱镜多光束元件120。

再次参考图2A和图2C，再次参考图2A，多视图背光体100可以进一步包括光源130。根据各种实施例，光源130被配置为提供将在光导110内引导的光。具体地，光源130可以位于与光导110的入口表面或端(输入端)相邻。在各种实施例中，光源130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130可以包括光发射器，该光发射器被配置为产生具有由特定颜色表示的窄带光谱的基本上单色的光。具体地，单色光的颜色可以是特定颜色空间或颜色模型(例如，RGB颜色模型)的原色。在其它示例中，光源130可以是被配置为提供基本上宽带或多色光的基本上宽带的光源。例如，光源130可以被配置为提供白光。在一些实施例中，光源130可以包括被配置为提供不同颜色的光的多个不同的光发射器。不同的光发射器可以配置为提供具有与光的每种不同颜色相对应的、引导光的不同的颜色特定的非零传播角的光。

在一些实施例中，光源130可以进一步包括准直器。例如，准直器可以被配置为便于光有效耦合到光导110中。准直器被配置为从光源130的一个或多个光发射器接收基本上未准直的光。准直器进一步被配置为将基本上未准直的光转换成准直的光。具体地，根据一些实施例，准直器可以提供具有非零传播角并且根据预定准直因子σ而被准直的准直光。如上所述，准直器进一步被配置为将准直光束传送到光导110，以作为引导光104传播。然而，微棱镜多光束元件120不要求使用准直光。因此，在一些实施例中，由光源130提供基本上未准直的光。

根据本文描述的原理的一些实施例，提供了多视图显示器。多视图显示器被配置为发射经调制光束作为多视图显示器的像素。此外，所发射的经调制光束可以优先被定向朝向多视图显示器的多个视图方向。在一些示例中，多视图显示器被配置为提供或“显示”3D或多视图图像。根据各种示例，经调制的、被不同地定向的光束中的不同光束可以对应于与多视图图像相关联的不同“视图”的各个像素。例如，不同的视图可以提供由多视图显示器显示的多视图图像中的信息的“免眼镜(glasses free)”(例如自动立体)表示。

图7示出了根据与本文描述的原理一致的实施例的示例中的多视图显示器200的框图。根据各种实施例，多视图显示器200被配置为根据不同视图方向上的不同视图显示多视图图像。具体地，由多视图显示器200发射的经调制定向光束202用于显示多视图图像，并且可以对应于不同视图的像素(即，视图像素)。经调制定向光束202在图7中被示为从多视图像素210发出的箭头。虚线用于所发射的经调制定向光束202的箭头，以举例而非限制的方式强调其调制。

图7所示的多视图显示器200包括多视图像素210的阵列。阵列中的多视图像素210被配置为提供多视图显示器200的多个不同视图。根据各种实施例，阵列中的多视图像素210包括被配置为调制多个定向光束204并产生发射的经调制定向光束202的多个子像素。在一些实施例中，多视图像素210基本上类似于光阀108的阵列中的一组光阀108，如以上关于多视图背光体100所述。具体地，多视图像素210的子像素可以基本上类似于上述光阀108。也就是说，多视图显示器200的多视图像素210可以包括一组光阀(例如，一组光阀108)，并且多视图像素210的子像素可以包括该组中的光阀(例如，单个光阀108)。

根据各种实施例，图7所示的多视图显示器200进一步包括微棱镜多光束元件220的阵列。阵列中的每个微棱镜多光束元件220被配置为向对应的多视图像素210提供多个定向光束204。多个定向光束204中的定向光束204具有彼此不同的主角方向。具体地，定向光束204的不同主角方向对应于多视图显示器200的不同视图的不同视图方向。

根据各种实施例，微棱镜多光束元件阵列中的微棱镜多光束元件220的尺寸与多个子像素中的子像素的尺寸相当。例如，在一些实施例中，微棱镜多光束元件220的尺寸可以大于子像素尺寸的一半并且小于子像素尺寸的两倍。此外，根据一些实施例，微棱镜多光束元件阵列中的微棱镜多光束元件220之间的元件间距离可以对应于多视图像素阵列中的多视图像素210之间的像素间距离。例如，微棱镜多光束元件220之间的元件间距离可以基本上等于多视图像素210之间的像素间距离。在一些示例中，微棱镜多光束元件220之间的元件间距离和对应的多视图像素210之间的像素间距离可以被定义为中心到中心距离或间距或距离的等效度量。

此外，多视图像素阵列中的多视图像素210和微棱镜多光束元件阵列中的微棱镜多光束元件220之间可以有一对一的对应关系。具体地，在一些实施例中，微棱镜多光束元件220之间的元件间距离(例如，中心到中心)可以基本上等于多视图像素210之间的像素间距离(例如，中心到中心)。这样，多视图像素210中的每个子像素可以被配置为调制由对应的微棱镜多光束元件220提供的多个定向光束204中的不同的一个光束。此外，根据各种实施例，每个多视图像素210可以被配置为接收和调制来自一个且仅一个微棱镜多光束元件220的定向光束204。

在一些实施例中，微棱镜多光束元件阵列中的微棱镜多光束元件220可以基本上类似于上述多视图背光体100的微棱镜多光束元件120。例如，微棱镜多光束元件220可以包括一个或多个微棱镜。

多视图显示器200进一步包括被配置为对光进行引导的光导230。根据这些实施例，元件阵列中的微棱镜多光束元件220被配置为将来自光导230的引导光的一部分耦合出，作为提供给对应的多视图像素210的多个定向光束204。具体地，微棱镜多光束元件220可以光学连接到光导230，以耦合出引导光的该部分。在一些实施例中，多视图显示器200的光导230可以基本上类似于以上关于多视图背光体100描述的光导110。

此外，在这些实施例中的一些实施例中(图7中未示出)，多视图显示器200可以进一步包括光源。光源可以被配置为向光导提供光。根据一些实施例，光源可以基本上类似于上述多视图背光体100的光源130。

根据本文描述的原理的其它实施例，提供了一种多视图显示操作的方法。图8示出了根据与本文描述的原理一致的实施例的示例中的多视图显示操作的方法300的流程图。如图8所示，多视图显示操作的方法300包括沿着光导的长度引导310光。此外，引导光可以根据预定的准直因子被准直。根据一些实施例，光导可以基本上类似于上文关于多视图背光体100描述的光导110。

多视图显示操作的方法300还包括使用与光导的表面相邻并从光导的表面延伸的多个微棱镜多光束元件，将引导光的一部分耦合320出光导。具体地，多个微棱镜多光束元件中的微棱镜多光束元件可以从光导的顶表面或发射表面延伸。在各种实施例中，耦合320出的引导光部分由多个微棱镜多光束元件中的微棱镜多光束元件发射，作为具有彼此不同的主角方向的多个定向光束。此外，在各种实施例中，多个定向光束中的定向光束的不同主角方向对应于多视图显示器的不同视图的视图方向。

具体地，作为耦合320出的一部分，微棱镜多光束元件在微棱镜多光束元件的输入孔径处接收引导光部分。此外，微棱镜多光束元件通过从微棱镜多光束元件的微棱镜的倾斜侧壁反射接收到的引导光部分，来在输出孔径处发射或提供多个定向光束。从倾斜侧壁反射的光然后作为多个定向光束通过微棱镜多光束元件的输出孔径离开微棱镜多光束元件。在一些实施例中，微棱镜多光束元件(及其微棱镜)基本上类似于上述多视图背光体100的微棱镜多光束元件120。此外，根据各种实施例，耦合320出的产物是由微棱镜多光束元件发射的多个定向光束。

例如，多个微棱镜多光束元件中的微棱镜多光束元件包括具有倾斜侧壁的一个或多个微棱镜。微棱镜多光束元件可以通过从倾斜侧壁的反射，来耦合320出多个光束。在一些实施例中，微棱镜多光束元件的倾斜侧壁可以包括布置在微棱镜的外表面上的反射层以便于反射。根据各种实施例，多个微棱镜多光束元件中的微棱镜多光束元件与多视图显示器的多视图像素中子像素的尺寸相当。因此，微棱镜多光束元件的尺寸可以大于子像素尺寸的一半并且小于子像素尺寸的两倍。

在一些实施例中(未示出)，多视图显示操作的方法300还包括使用光源向光导提供光。所提供的光可以是根据准直因子在光导内被准直的引导光，以在光导内提供预定角展度的引导光。在一些实施例中，光源可以基本上类似于上述多视图背光体100的光源130。

如图8所示，多视图显示操作的方法300还包括，可选地，使用被配置为多视图显示器的多视图像素的光阀，来调制330定向光束。根据一些实施例，多个光阀或光阀阵列中的光阀对应于多视图像素的子像素。也就是说，例如，对于一个或多个子像素的组，微棱镜多光束元件可以具有与光阀的尺寸或多个光阀之间的中心到中心间距相当的尺寸。

根据一些实施例，多个光阀可以基本上类似于上面参考图2A-2C和多视图背光体100描述的光阀108的阵列。具体地，不同组的光阀可以以类似于上述第一和第二光阀组108a、108b对应于不同多视图像素106的方式，对应于不同多视图像素。此外，光阀阵列中的各个光阀可以对应于多视图像素的一个或多个颜色子像素的组，或者对应于包括多视图像素的颜色子像素的组的子像素，正如在图2A-2C的上述参考讨论中光阀108对应于子像素106’。

因此，已经描述了采用包括一个或多个具有倾斜侧壁的微棱镜的微棱镜多光束元件的多视图背光体、多视图显示操作方法和多视图显示器的示例和实施例。应当理解，上述示例仅仅是表示本文描述的原理的许多具体示例中的一些示例。显然，在不脱离由所附权利要求限定的范围的情况下，本领域的技术人员可以容易地设计出许多其它布置。

Claims (21)

1.一种多视图背光体，包括：

光导，被配置为将光引导为引导光；以及

微棱镜多光束元件，与所述光导的表面相邻并从所述光导的表面延伸，所述微棱镜多光束元件具有被配置为接收所述引导光的一部分的输入孔径和被配置为发射多个定向光束的输出孔径，所述多个定向光束具有与多视图显示器的视图方向相对应的主角方向，

其中所述微棱镜多光束元件包括具有倾斜侧壁的微棱镜，所述倾斜侧壁被配置为反射接收到的引导光部分并提供所述多个定向光束，所述微棱镜多光束元件具有与多视图显示器中的多视图像素的子像素的尺寸相当的尺寸。

2.根据权利要求1所述的多视图背光体，其中所述侧壁的倾斜角被配置为控制所述多个光束中的每一个光束的发射图案。

3.根据权利要求2所述的多视图背光体，其中所述倾斜角在大约五十度至大约六十五度之间。

4.根据权利要求1所述的多视图背光体，其中所述微棱镜多光束元件的微棱镜具有宽度和长度，所述宽度和长度中的每一个都小于或等于所述微棱镜多光束元件的尺寸。

5.根据权利要求4所述的多视图背光体，其中所述微棱镜多光束元件的微棱镜具有截锥形。

6.根据权利要求4所述的多视图背光体，其中所述微棱镜多光束元件的微棱镜具有截棱锥形。

7.根据权利要求1所述的多视图背光体，所述微棱镜多光束元件包括多个微棱镜，所述多个微棱镜中的微棱镜的密度被配置为确定所述多个定向光束在所述微棱镜多光束元件的输出孔径处的相对发射强度。

8.根据权利要求7所述的多视图背光体，其中微棱镜的密度是所述微棱镜多光束元件在所述光导上的位置的函数。

9.根据权利要求1所述的多视图背光体，其中所述微棱镜多光束元件包括所述光导的材料。

10.根据权利要求1所述的多视图背光体，其中所述多光束元件的微棱镜的倾斜侧壁包括反射材料层。

11.根据权利要求1所述的多视图背光体，还包括光学耦合到所述光导的输入的光源，所述光源被配置为提供将被引导为引导光的光。

12.根据权利要求11所述的多视图背光体，其中由所述光源提供的光为以下中的一个或两者：具有非零传播角、以及根据预定准直因子被准直。

13.一种多视图显示器，包括根据权利要求1所述的多视图背光体，所述多视图显示器还包括被配置为调制所述多个定向光束中的定向光束的光阀阵列，所述阵列中的光阀对应于多视图像素中的子像素，所述阵列中的一组光阀对应于所述多视图显示器的多视图像素。

14.一种多视图显示器，包括：

多视图像素阵列，被配置为提供所述多视图显示器的多个不同视图，多视图像素包括多个光阀，所述多个光阀被配置为调制多个定向光束，所述多个定向光束具有对应于所述多个不同视图中的不同视图的视图方向的不同主角方向；

光导，被配置为将光引导为引导光；以及

从所述光导的表面延伸的微棱镜多光束元件阵列，所述微棱镜多光束元件阵列中的微棱镜多光束元件包括微棱镜，所述微棱镜被配置为接收所述引导光的一部分并且具有倾斜侧壁，所述倾斜侧壁被配置为反射接收到的部分以在所述微棱镜多光束元件的输出孔径处提供所述多个定向光束。

15.根据权利要求14所述的多视图显示器，其中所述微棱镜多光束元件的尺寸在所述多个光阀中的光阀的尺寸的一半到两倍之间。

16.根据权利要求14所述的多视图显示器，其中所述微棱镜多光束元件阵列中的微棱镜多光束元件包括多个微棱镜，每个微棱镜多光束元件中的微棱镜的数量是沿所述光导的长度的函数，以减少所述光束的亮度沿光导长度的变化。

17.根据权利要求14所述的多视图显示器，还包括光学耦合到所述光导的一个输入的一个光源或光学耦合到所述光导的多个输入的多个光源，所述一个光源或所述多个光源被配置为提供将被引导为引导光的光。

18.一种多视图显示操作的方法，所述方法包括：

沿着光导的长度将光引导为引导光；以及

使用从所述光导的表面延伸的多个微棱镜多光束元件从所述光导耦合出引导光的一部分，耦合出的引导光部分被所述多个微棱镜多光束元件中的微棱镜多光束元件发射为多个定向光束，所述多个定向光束具有与多视图显示器的不同视图的视图方向相对应的彼此不同的主角方向，

其中所述微棱镜多光束元件包括具有倾斜侧壁的微棱镜。

19.根据权利要求18所述的多视图显示操作方法，其中所述微棱镜多光束元件具有与所述多视图显示器的光阀的尺寸相当的尺寸。

20.根据权利要求18所述的多视图显示操作方法，其中所述微棱镜多光束元件的微棱镜具有截锥形和截棱锥形中的一个。

21.根据权利要求18所述的多视图显示操作方法，所述方法还包括使用被配置为所述多视图显示器的多视图像素的多个光阀，来调制所述多个定向光束中的定向光束。

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