CN110799789A - 采用偏移多光束元件的多视图背光体、多视图显示器和方法 - Google Patents

Abstract

采用多光束元件的多视图背光体和多视图显示器被配置为提供具有不同主角方向的倾斜的多个定向光束，所述不同主角方向对应于视图区域中多个视图的视图方向。多视图背光体包括：光导，其被配置为引导光作为引导光；以及多光束元件，其被配置为耦合出引导光的一部分，作为倾斜的多个定向光束。由多光束元件和对应的多视图像素的偏移提供倾斜的多个定向光束的倾斜角。多视图显示包括：多光束元件阵列和多视图像素阵列。

Description

采用偏移多光束元件的多视图背光体、多视图显示器和方法

相关申请的交叉引用

N/A

关于联邦资助研究或开发的声明

N/A

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(CRT)、等离子显示面板(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)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。当考虑发射的光时，被典型地归类为无源显示器的是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，许多无源显示器被耦合到外部光源。耦合光源可以允许这些原本的无源的显示器发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)。背光体可以用作光源(通常是面板背光体)，其放置在原本的无源显示器的后面以照亮无源显示器。例如，背光体可以耦合到LCD或EP显示器。背光体发出穿过LCD或者EP显示器的光。发射光通过LCD或者EP显示器调制，并且调制的光然后依次从LCD或EP显示器发射。背光体通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色彩。滤色器例如可以放置在LCD或EP显示器的输出处(较少)或放置在背光体和LCD或EP显示器之间。可选地，可以通过使用不同色彩(诸如原色)的显示器的场顺序照明来实现各种色彩。

附图说明

参考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具有与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分量的图形表示。

图2示出了根据与本文描述的原理一致的实施例的示例中的衍射光栅的横截面图。

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多视图背光体的横截面图。

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多视图背光体的横截面图。

图4B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4C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5A示出了根据与本文所述原理一致的实施例的示例中的包括多光束元件的多视图背光体的一部分的横截面图。

图5B示出了根据与本文所述原理一致的实施例的示例中的包括多光束元件的多视图背光体的一部分的横截面图。

图6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多光束元件的多视图背光体的一部分的横截面图。

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背光体操作的方法的流程图。

某些示例和实施例具有除了以上参考的附图中所示的特征之外并且代替以上参考的附图中所示的特征中的一个的其它特征。下面参照上面参考的附图详细描述这些和其它特征。

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具有偏移多光束元件的多视图背光体，多视图背光体应用于具有一个或多个视图区域的多视图或三维(3D)显示器。具体地，与本文描述的原理一致的实施例提供了使用偏移多光束元件的多视图背光体，该偏移多光束元件被配置为提供具有朝向多视图显示器的可视图区域域的预定倾斜角的倾斜的多个定向光束。例如，多光束元件可以从多视图像素的中心线偏移，并且该偏移可以提供倾斜的多个定向光束的预定倾斜角。此外，由偏移多视图元件提供的倾斜的多个定向光束可以具有关于或相对于预定倾斜角的多个不同的主角方向。根据各种实施例，具有不同主角方向的倾斜的多个定向光束可以对应于多视图显示器的视图区域内的不同视图方向(在多视图图像的一组视图中)。采用本文描述的多视图背光体的多视图显示器的用途包括但不限于移动电话(例如，智能电话)、手表、平板电脑、移动计算机(例如，笔记本电脑)、个人计算机和计算机显示器、汽车显示控制台、相机显示器，以及各种其他移动以及基本上非移动的显示应用和设备。

根据各种实施例，采用偏移多光束元件的多视图显示器可被配置为提供在空间上彼此分离的多个视图区域。例如，多视图显示器可以提供视图区域对。例如，可以将这对视图区域配置为向汽车中的驾驶员和乘客提供不同的视图。具体地，具有第一倾斜角的第一组倾斜的多个定向光束可以在第一视图区域中提供第一图像，而具有第二倾斜角的第二组倾斜的多个定向光束可以在第二视图区域中提供第二图像。例如，第一可视图区域可以对应于驾驶员可见的视图区域，并且第二可视图区域可以是乘客的视图区域或对乘客可见的视图区域。此外，在给定视图区域内或对应于给定视图区域的倾斜的多个定向光束的光束可以具有彼此不同的主角方向。在一些实施例中，倾斜的多个定向光束的不同主角方向可对应于在各自的第一和第二视图区域中显示的多视图图像的一组视图的不同视图方向。

在本文中，“多视图显示器”被定义为电子显示或显示系统，其被配置为在不同的视图方向上提供多视图图像的不同视图。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包括用于显示要观看的多视图图像的屏幕12。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显示器、照相机显示器、或基本上任何其它设备的电子显示器的显示屏幕。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)的终点处被示出为阴影多边形框；并且仅示出了四个视图14和四个视图方向16，全部都是以示例的方式而非限制。应当注意的是，尽管在图1A中将不同视图14示出为位于屏幕上方，但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。描绘屏幕12上方的视图14仅用于简单说明并且意在表示从对应于特定视图14的视图方向16中的对应的一个观看多视图显示器10。

根据本文中的定义，具有对应于多视图显示器的视图方向的方向的视图方向或等效光束(即，定向光束)通常具有由角分量{θ，φ}给出的主角方向。角分量θ在本文中被称为光束的“仰角分量”或“仰角”。角分量φ被称为光束的“方位分量”或“方位角”。根据定义，仰角θ是垂直平面中的角度(例如，垂直于多视图显示屏幕的平面)，而方位角φ是水平平面中的角度(例如，平行于多视图显示屏幕的平面)。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的角分量{θ，φ}的图形表示。此外，根据本文的定义，光束20从特定点发射或放射。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)的原点O。

此外，在本文中，在术语“多视图图像”和“多视图显示”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”明确地包括两个以上的不同视图(即，至少三个视图并且通常多于三个视图)。因此，在本文中采用的“多视图显示器”明确区别于仅包括两个不同视图以表示场景或图像的立体显示器。然而应当注意的是，虽然多视图图像和多视图显示器包括两个以上的视图，但是根据本文的定义，可以通过仅选择多视图视图中的两个来同时观看(例如，每只眼睛一个视图)，多视图图像可以被作为立体图像对观看(例如，在多视图显示器上)。

“多视图像素”在本文中被定义为表示多视图显示器的类似多个不同视图中的每一个中的“视图”像素的一组子像素。具体地，多视图像素可以具有与多视图图像的每个不同视图中的视图像素相对应或表示该多视图图像的每个不同视图中的视图像素的各个子像素。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”，其中每个子像素与不同视图中的对应的一个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可以在每个不同视图中具有等效的或至少基本上相似的位置或坐标。例如，第一多视图像素可具有与位于多视图图像的不同视图的每一个中的{x₁,y₁}处的子像素对应的各个像素，而第二多视图像素可具有与位于不同视图的每一个中的{x₂,y₂}处的视图像素对应的各个子像素，等等。

在一些实施例中，多视图像素中的子像素的数量可以等于多视图显示器的视图的数量。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8×4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对应于不同的视图方向之一的关联方向(例如，光束主角方向)，例如，对应于上述示例中的64个不同视图或32个不同视图。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，构成所选视图的像素)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，多视图显示器可包括总计一万(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来在结构内引导光的结构。具体地，光导可以包含在光导的工作波长处基本上透明的芯。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与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，除了或代替上述折射率差，光导可以包括涂层，以进一步促成全内反射。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)光导中的一个或两个。

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，根据在本文中的定义，顶表面和底表面二者彼此分离并且可以在至少差异意义上基本上相互平行。也就是说，在板光导的任何不同的小部分内，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(即局限于平面)，并且因此，板光导是平面光导。在其他实施例中，板光导可以在以一个或两个正交的维度上弯曲。例如，板光导可以在单个维度上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。

在本文中，“衍射光栅”通常被定义为被布置以提供入射到衍射光栅上的光的衍射的多个特征(即，衍射特征)。在一些示例中，多个特征可以以周期性或准周期性的方式布置，在特征对之间有一个或多个光栅间距。例如，衍射光栅可以包含布置在一维(1D)阵列中的多个特征(例如，材料表面中的多个凹槽或脊)。在其它示例中，衍射光栅可以是二维(2D)特征阵列。例如，衍射光栅可以是材料表面上的凸起或材料表面中的孔的2D阵列。

由此，并且根据本文中的定义，“衍射光栅”是提供入射在衍射光栅上的光的衍射的结构。如果光从光导入射到衍射光栅上，则可引起所提供的衍射或衍射性散射，并因此被称为“衍射耦合”，其中衍射光栅可通过衍射将光耦合出光导。衍射光栅也通过衍射重新定向或改变光的角度(即，在衍射角上)。具体地，由于衍射，离开衍射光栅的光通常具有不同于入射到光栅上的光(即，入射光)的传播方向的传播方向。通过衍射在光传播方向上的改变在本文中被称为“衍射重定向”。因此，可以将衍射光栅理解为包含衍射地重定向入射在衍射光栅上的光的衍射特征的结构，并且如果光是从光导入射的，则衍射光栅也可将光从光导衍射地耦合出来。

此外，根据在本文中的定义，衍射光栅的特征被称为“衍射特征”，并且可以是在材料表面处、材料表面内或材料表面上(即，两种材料之间的边界)的一个或多个。例如，该表面可以是光导的表面。衍射特征可包含衍射光的各种结构中的任何一个，包括但不限于在表面处、表面中或表面上的凹槽、脊、孔和凸起的一个或多个。例如，衍射光栅可包含多个在材料表面中基本平行的凹槽。在另一示例中，衍射光栅可包含在材料表面升起的多个平行的脊。衍射特征(例如，凹槽、脊、孔、凸起等)可具有提供衍射的各种横截面形状或轮廓中的任何一个，包括但不限于正弦曲线轮廓、矩形轮廓(例如，二元衍射光栅)、三角形轮廓以及锯齿形轮廓(例如，闪耀光栅)中的一个或多个。

根据在本文中描述的各种示例，衍射光栅(例如，如下所述的多光束元件的衍射光栅，如下文所述)可被用于将光衍射地散射或耦合出光导(例如，板光导)作为光束。具体地，局部周期性衍射光栅的的衍射角θ_m或由其提供的衍射角θ_m可以由等式(1)给出：

其中，λ是光的波长，m是衍射级数，n是光导的折射率，d是衍射光栅的特征之间的距离或间隔，θ_i是衍射光栅上的光的入射角。简单起见，等式(1)假定衍射光栅与光导的表面相邻，并且光导外的材料的折射率等于1(即，n_out＝1)。通常地，衍射级数m由整数给出。由衍射光栅产生的光束的衍射角θ_m可以由等式(1)给出，其中衍射级数为正(例如，m>0)。例如，当衍射级数m等于1时(即，m＝1)，提供一级衍射。

图2示出了根据与本文描述的原理一致的实施例的示例中的衍射光栅30的横截面图。例如，衍射光栅30可以位于光导40的表面上。此外，图2示出了以入射角θ_i入射在衍射光栅30上的光束50。光束50是光导40内的引导光束。图2中还还示出了由衍射光栅30衍射地产生并耦合出作为入射光束20的衍射结果的耦合出光束60。定向光束60具有如等式(1)所示的衍射角θ_m(或本文中的“主角方向”)。例如，耦合出光束60可以对应于衍射光栅30的衍射级数“m”。

根据本文的定义，“多光束元件”是产生包含多个光束的光的背光体或显示器的结构或元件。在一些实施例中，多光束元件可以光学地耦合到背光体的光导，以通过耦合出光导中引导的光的一部分来提供光束。。此外，根据本文的定义，由多光束元件产生的多个光束的光束具有彼此不同的主角方向。具体地，根据定义，多个光束的光束具有不同于多个光束的另一个光束的预定主角方向。因此，多个光束的光束可称为“定向光束”，并且多个光束可称为多个“定向”光束。

此外，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空间的基本锥形区域内，或者具有包括多个定向光束中的光束的不同主角方向的预定的角展度。因此，光束的预定角展度组合起来(即，多个定向光束)可以表示光场。根据各种实施例，各种光束的主角方向由包括但不限于多光束元件的尺寸(例如，长度、宽度、面积等)的特性来确定。在一些实施例中，根据本文中的定义，多光束元件可被视为“扩展点光源”，即分布在多光束元件的范围内的多个点光源。此外，根据本文中的定义，如上文关于图1B所述，由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。问

在本文中，“准直器”定义为配置为准直光的基本任何光学设备或装置。例如，准直器可包括但不限于准直镜或反射器、准直透镜及其各种组合。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面。在另一示例中，准直反射器可以包括成形的抛物面形状的反射器。“抛物面形状”是指抛物面形状反射器的弯曲反射面以确定要获得预定反射特性(例如，准直的度数)的方式偏离“真实”抛物线。类似地，准直透镜可以包括球形表面(例如，双凸球面透镜)。

在一些实施例中，准直器可以是连续反射器或连续透镜(即，具有基本光滑、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在不同实施例之间以预定的程度或量变化。此外，准直器可配置为在两个正交方向(例如，垂直方向和水平方向)中的一个或两个上提供准直。也就是说，根据一些实施例，准直器可以在提供光准直的两个正交方向中的一个或两个上包含形状。

在本文中，“准直因子”被定义为光被准直的度数。具体地，根据本文中的定义，准直因子定义了光线在准直的光束内的角展度。例如，准直因子σ可以指定准直光的光束中的大部分光线在特定的角展度内(例如，关于准直光束的中心或主角方向的+/-σ度)。根据一些示例，准直光束的光线在角度上可以具有高斯分布，并且角展度是在准直光束的峰值强度的二分之一上确定的角度。

在本文中，“光源”被定义为光的来源(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的来源或基本上包括任何光发射器，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、白炽灯以及几乎任何其他光源中的一个或多个。由光源产生的光可以具有色彩(即，可以包括特定波长的光)，或者可以是一定波长范围(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他光发射器产生的光的色彩或波长不同的色彩或等效波长的光。例如，不同的色彩可以包括原色(例如，红、绿、蓝)。

此外，如本文中所用的，冠词“一”意欲具有其在专利文献中的普通的含义，即“一个或多个”。例如，“一个多光束元件”表示一个或多个多光束元件，同样，“所述多光束元件”在本文中表示“(一个或多个)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”在被应用于值时，通常表示在用于产生该值的设备的容差范围之内，或者表示正负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，在本文中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，而不是当作限制。

根据本文描述的原理的一些实施例，提供了一种多视图背光体。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背光体100的横截面图。图4A示出了根据与本文描述的原理一致的实施例的另一示例中的多视图背光体100的横截面图。图4B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4C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。为了便于本文中的讨论，图4C中的透视图以部分切除的方式示出。

如图所示，多视图背光体100被配置为提供倾斜的多个定向光束102，倾斜的多个定向光束102具有彼此不同的主角方向(例如，作为光场)。具体地，所提供的倾斜的多个定向光束102被引导远离多视图背光体100。在一些实施例中，倾斜的多个定向光束102可以被调制(例如，使用光阀，如下所述)，以便于显示具有3D或多视图内容的信息，例如但不限于多视图图像。

此外，根据各种实施例，倾斜的多个定向光束102具有朝向视图区域的倾斜度，例如，使用多视图背光体100的多视图显示器的视图区域或范围。倾斜是根据倾斜的多个定向光束相对于或远离垂直于多视图背光体100的表面(即，表面法向)的方向的倾斜角来定义或表征的。例如，可以相对于倾斜的多个定向光束102的中心轴线来定义倾斜以及由此的倾斜角

在图3中，具有倾斜角

的虚线表示倾斜的多个定向光束102的中心轴。在图3还示出了视图区域124。

如图3和图4A至4C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。光导110被配置为沿光导110的长度引导光作为引导光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大于围绕电介质光波导的介质的第二折射率的第一折射率。例如，折射率的差被配置为根据光导110的一个或多个被引导模式促进引导光104的全内反射。

在一些实施例中，光导110可以是包括延伸的、基本上是平坦的光学透明电介质材料片的板或片光波导(即，板光导)。基本平坦的电介质材料片被配置为使用全内反射来引导引导光104(例如，作为引导光束)。根据各种示例，光导110的光学透明材料可以包括各种电介质材料中的任何一种，或者由各种电介质材料中的任何一种构成，电介质材料包括但不限于各种类型的玻璃(例如，石英玻璃、碱铝硅酸盐玻璃、硼硅酸盐玻璃等)、以及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还可以在光导110的表面的至少一部分处(例如，顶面和底面中的一个或两个)包括涂覆层(未示出)。根据一些实施例，涂覆层可用于进一步促进全内反射。

此外，根据一些实施例，光导110被配置为根据全内反射在光导110的第一表面110’(例如，“前”表面或前侧)和第二表面110”(例如，“后”表面或后侧)之间以非零传播角引导引导光104。具体地，引导光104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。应当注意的是，为了简化说明，图4A至4C中未示出非零传播角。然而，在图3和图4A中，描绘传播方向103的粗体箭头示出了引导光104沿着光导长度的一般传播方向。

如本文中所定义的，“非零传播角”是相对于光导110的表面(例如，第一表面110’或第二表面110”)的角度。此外，根据各种实施例，非零传播角大于零且小于光导110内的全内反射的临界角。例如，引导光的非零传播角可以在大约十(10)度到大约五十(50)度之间，或者在一些示例中，在大约二十(20)度到大约四十(40)度之间，或者在大约二十五(25)度到大约三十五(35)度之间。例如，非零传播角可以是大约三十(30)度。在其他示例中，非零传播角可以是大约20度，或大约25度，或大约35度。此外，只要选择特定的非零传播角小于光导110内的全内反射的临界角，则可以为特定的实现选择(例如，任意地)特定的非零传播角。

光导110中的引导光104可以以非零传播角(例如，约30-35度)引入或耦合到光导110中。根据各种示例，透镜、反射镜或类似的反射器(例如，倾斜反射器)、衍射光栅、以及棱镜(未示出)中的一个或多个可以有助于将光以非零传播角耦合到光导110的输入端作为引导光104。一旦被耦合到光导110中，引导光104沿着光导110在大致可远离输入端的方向中传播(例如，由图3和图4A中沿x轴指向的粗体箭头(多个箭头)所示)。

此外，根据各种实施例，引导光104(或等效的通过将光耦合到光导110而产生的引导光104)可以是准直光束。在本文中，“准直光”或“准直光束”通常被定义为其中光束的光线在光束内基本上彼此平行的光束(例如，引导光104)。此外，根据本文的定义，从准直光束发散或散射的光线不被视为准直光束的一部分。在一些实施例中，多视图背光体100可包括准直器，例如如上所述的透镜、反射器或反射镜(例如倾斜准直反射器)以准直光(例如，来自光源的光)。在一些实施例中，光源包括准直器。提供给光导110的准直光是准直引导光104或准直引导光束。在一些实施例中，可以根据准直因子s对引导光104进行准直，或者引导光104可以具有准直因子。

在一些实施例中，光导110可被配置为“再循环”引导光104。具体地，已经沿着光导长度引导的引导光104可以在不同于传播方向103的另一传播方向103’中沿着该长度被重新引导。例如，光导110可以包括位于光导110的端部的反射器(未示出)，该端部与和光源相邻的输入端相对。反射器可被配置为将引导光104反射回输入端作为循环引导光。例如，下文所述，以这种方式再循环引导光104可通过使引导光可用于多光束元件不止一次来增加多视图背光体100的亮度(例如，倾斜的多个定向光束102的强度)。

在图3中，指示循环引导光的传播方向103’的粗体箭头(例如，指向负x方向)示出了光导110内循环引导光的一般传播方向。可选地(例如，与循环引导光相反)，可以通过将另一传播方向103’的光引入光导110来提供在另一传播方向103’上传播的引导光104(例如，除了具有传播方向103的引导光104)。

再次参考图3和图4A至4C，多视图背光体100还包括多光束元件120。根据各种实施例，多光束元件120被配置为将引导光104的一部分耦合出作为倾斜的多个定向光束102。具体地，图3、图4A和4C将倾斜的多个定向光束102示出为从光导110的第一(或前)表面110’引导离开的多个发散箭头。

根据各种实施例，多光束元件120具有相对于对应的多视图像素106的中心线106a的物理位移或偏移126。偏移126被配置为提供倾斜的多个定向光束102的倾斜或倾斜角

此外，倾斜角

对应于多视图显示器的视图区域124的方向，并且视图区域124内的不同主角方向对应于该视图区域124内的多视图显示器的视图集合。根据各种实施例，倾斜的多个定向光束102通过并且可以由多视图像素106中的光阀108的不同光阀进行调制。

应当注意的是，根据不同的实施例，在各种不同的视图区域124中的多视图视图或多视图图像可以对应于相同或不同的图像内容。具体地，由视图区域124中的多视图显示器提供的多视图图像可以包括与由另一视图区域中的多视图显示器提供的多视图图像的内容不同的内容。在其他示例中，不同视图区域之间的内容可以相似甚至相同。

在一些实施例中，多视图背光体100包括多个多光束元件120，例如，如图4A至4C所示。根据各种实施例，多个多光束元件的多光束元件120沿光导长度彼此隔开。具体地，多光束元件120彼此分离，并且表示沿着光导长度的各个不同的元件。此外，根据本文中的定义，多光束元件120根据有限的(即，非零)元件间距离(例如，有限的中心到中心的距离)彼此隔开。此外，根据本文中的定义，多个多光束元件的多光束元件120通常不相交、重叠或以其他方式彼此接触。也就是说，每个多光束元件120通常是不同的，并且与多个多光束元件中的多光束元件120中的其他多光束元件120分离。

根据各种实施例，多光束元件120的尺寸可以与多视图显示器的多视图像素中的子像素的尺寸相比。该配置可提供多视图显示器中使用的各种定向倾斜的多个定向光束102的最佳或接近最佳的光束宽度或光束重叠。为了讨论的目的，图3与多视图背光体100一起示出了包括子像素(或光阀108)的多视图像素106。图4A至4C示出了多个多视图像素106以及子像素106’和光阀108。

在本文中，可以以各种方式中的任何一种来定义多光束元件120的“尺寸”，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，并且多光束元件120的可比尺寸也可以是多光束元件120的长度。在另一示例中，尺寸可指使多光束元件120的面积可与子像素106’的面积(或等效地光阀108的面积)相比的区域。

在一些实施例中，多光束元件120的尺寸与子像素尺寸可比，使得多光束元件尺寸介于子像素尺寸的约50％和约200％之间。例如，如果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4A所示)，则多光束元件尺寸s可由式(2)给出为：

在其他示例中，多光束元件尺寸大于子像素尺寸的大约百分之六十(60％)、或子像素尺寸的大约百分之七十(70％)、或大于子像素尺寸的大约百分之八十(80％)、或大于子像素尺寸的大约百分之九十(90％)，并且多光束元件小于子像素尺寸的大约百分之一百八十(180％)、或小于子像素尺寸的百分之一百六十(160％)、或小于子像素尺寸的百分之一百四十(140％)、或小于子像素尺寸的百分之一百二十(120％)。例如，以“可比尺寸”，多光束元件尺寸可以在子像素尺寸的大约75％到150％之间。在另一示例中，多光束元件120在尺寸上可与子像素106’可比，其中多光束元件尺寸在子像素尺寸的约125％到约85％之间。根据一些实施例，可以选择多光束元件120和子像素106’的可比尺寸来减少多视图显示器的视图之间的暗区，或在一些示例中最小化多视图显示器的视图之间的暗区，同时减少多视图显示器的视图之间的重叠，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3和图4A至4C还与多视图背光体100一起示出了排列成阵列(即，光阀阵列)的多个光阀108。如图所示，光阀阵列的光阀108被配置为调制倾斜的多个定向光束的定向光束102。例如，光阀阵列可以是采用多视图背光体的多视图显示器的一部分。在各种实施例中，可以使用不同类型的光阀作为光阀阵列的光阀108，不同类型的光阀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3和图4A至4C所示，倾斜的多个光束的定向光束102(其总体上具有相对于多视图显示器的表面法线的倾斜角(例如，如图3所示的倾斜角

)以及不同的主角方向)通过并且可以由光阀阵列中的不同的光阀108进行调制。应当注意的是，多光束元件120具有相对于各个或对应的多视图像素106的中心线(例如，中心线106a)的偏移126。根据各种实施例，偏移126被配置为提供倾斜或确定倾斜的多个定向光束102的倾斜角

此外，如图所示，阵列的光阀108对应于子像素106’，并且光阀108的集合对应于多视图显示器的多视图像素106。具体地，如图所示，光阀阵列的不同光阀108被配置为从不同的多光束元件120接收和调制倾斜的多个定向光束102，即，对于每个多光束元件120有一个独特的光阀108的集合。

例如，如图4A所示，第一光阀集合108a被配置为接收和调制来自第一多光束元件120a的倾斜的多个定向光束102，而第二光阀集合108b被配置为接收和调制来自第二多光束元件120b的倾斜的多个定向光束102。因此，光阀阵列中的每个光阀集合(例如，第一和第二光阀集合108a、108b)分别对应于不同的多视图像素106，其中如图4A所示，光阀集合的各个光阀108对应于各个多视图像素106的子像素106’。

如图所示，第一多光束元件120a可以是多光束元件阵列的多光束元件的第一集合的成员。在一些实施例中，第二多光束元件120b可以是多光束元件阵列的多光束元件的第二集合的成员。类似地，第一光阀集合108a可以是对应于多光束元件的第一集合或与多光束元件的第一集合相关联的多视图像素的第一集合的成员，而第二光阀集合108a可以是对应于多光束元件的第二集合的多视图像素的第二集合的成员。

应当注意的是，如图4A至4B所示，子像素106’的尺寸(即，标记为‘s’)可对应于光阀阵列中光阀108的尺寸(即，标记为‘S’)。在其它示例中，子像素尺寸可定义为光阀阵列的相邻光阀108之间的距离(例如，中心到中心的距离)。例如，光阀108可以小于光阀阵列中光阀108之间的中心到中心的距离。例如，子像素尺寸可以定义为光阀108的尺寸或与光阀108之间的中心到中心距离相对应的尺寸。

如图4B所示，包括光阀108的不同集合的每个多视图像素106可与多光束元件120中的对应一个(由多视图像素106周围的虚线示出)相关联。在图4A中，偏移126导致来自每个多光束元件120的倾斜的多个定向光束被相邻的多视图像素106调制。此外，如图3和图4A所示，可以将来自多光束元件120中的每一个的倾斜的多个定向光束102引导向(即，可以具有倾斜角

)多视图显示器的对应视图区域。此外，如图4A所示，可以将来自交替多光束元件120的倾斜的多个定向光束102类似地引导向交替多视图像素106(即，可以交错多光束元件120和与不同视图区域相关联的对应多视图像素)。

在一些实施例中，多光束元件120的形状类似于多视图像素106的形状、(或者等效地)与多视图像素106相对应的光阀108的集合(或“子阵列”)的形状。例如，多光束元件120可以是正方形，并且多视图像素106(或光阀108的对应集合的布置)可以是基本正方形。在另一示例中，多光束元件120可以是矩形，即，可以具有大于宽度或横向尺寸的长度或纵向尺寸。在该示例中，对应于多光束元件120的多视图像素106(或等效地，光阀108的集合的布置)可以具有类似的矩形形状。图4B示出了正方形多光束元件120、以及包括正方形光阀108的集合的对应正方形多视图像素106的俯视图或平面图。在其他示例(未示出)中，多光束元件120和对应的多视图像素106具有各种形状，包括或至少近似于(但不限于)三角形形状、六边形形状和圆形形状。

此外(例如，如图4A所示)，根据一些实施例，每个多光束元件120被配置为向一个且仅向一个多视图像素106提供倾斜的多个定向光束102。具体地，对于多光束元件120中的给定一个，具有在多视图显示器的视图方向上的主角方向的倾斜的多个定向光束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’(即与多光束元件120相对应的单个光阀108的集合)内，如图4A所示。因此，多视图背光体100的每个多光束元件120可以提供具有在多视图显示器的不同视图中的一个上的主角方向的对应的倾斜多个定向光束102的集合。

应当注意的是，尽管在图4A中示出倾斜的多个定向光束具有共同大小和相反符号的倾斜角，但在其他实施例中，倾斜角的大小和符号中的一个或两个可以彼此不同。具体地，多光束元件120对可以向相邻的多视图像素106提供对应的倾斜的多个定向光束102。然而，根据一些实施例，多光束元件120a、120b相对于多视图像素106的中心线的不同偏移126a、126b可导致倾斜的多个定向光束102的倾斜角彼此不同。例如，不同的倾斜角可以适应视图区域位置中的差异。

此外，在一些实施例中，多光束元件120相对于多视图像素中心线的偏移126可以沿光导110的长度变化。因此，多光束元件120的连续或连续变化、或不同偏移量以及符号可以提供倾斜的多个定向光束102，该定向光束102具有针对位于多视图显示器的不同视图区域的不同视图或视图方向的倾斜角。在一些实施例中，偏移126可以沿光导110的长度变化，以便例如在与多视图显示器的有限距离处聚焦或会聚倾斜的多个定向光束102。

如上所述，倾斜的多个定向光束102的倾斜角

由多光束元件120与对应的多视图像素106的中心线106a之间的偏移提供。此外，在一些实施例中，多光束元件120本身也可以提供倾斜的发射模式。具体地，根据一些实施例，多光束元件120可被配置为提供与倾斜的多个定向光束102的倾斜角

相对应或与其相称的倾斜发射模式。例如，图3、图4A和4C可以说明多光束元件120的倾斜发射模式和由多光束元件偏移126、126a、126b引起的倾斜的多个定向光束的倾斜度。根据各种实施例，多光束元件120的特性可以被配置为提供多光束元件120的倾斜发射模式。根据各种实施例，该特性可以取决于多光束元件120的特定结构或类型。

具体地，多光束元件120可以包括被配置为耦合或散射处引导光104的一部分的多个不同结构或类型中的任何一个。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。此外，当使用衍射光栅时，多光束元件120可被配置为衍射耦合出引导光部分，作为具有倾斜发射模式的倾斜的多个定向光束102。同样，在多光束元件120包括微反射元件的实施例中，微反射元件可被配置为反射耦合出引导光部分，作为具有倾斜发射模式的倾斜的多个定向光束102。最后，在多光束元件120包括微折射元件的实施例中，可以通过或使用折射将引导光部分耦合或散射出，作为具有倾斜发射模式的倾斜的多个定向光束102。

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包括多光束元件120的多视图背光体100的一部分的横截面图。图5B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包括多光束元件120的多视图背光体100的一部分的横截面图。具体地，图5A至5B示出了包括衍射光栅122的多视图背光体100的多光束元件120。衍射光栅122被配置为衍射耦合(或等效地，衍射散射)出引导光104的一部分，作为倾斜的多个定向光束102。衍射光栅122包括通过衍射特征间距(有时称为“光栅间距”)或衍射光栅栅距彼此隔开的多个衍射特征，该衍射特征被配置为提供衍射耦合输出引导光部分。

根据各种实施例，衍射光栅122中衍射特征的间距或光栅栅距可以是子波长(即，小于引导光104的波长)。应当注意的是，图5A至5B示出了具有单个光栅间距(即恒定光栅栅距)的衍射光栅122，以便于说明而不是用来限制。然而，在各种实施例中，如下文所述，衍射光栅122可包括多个不同的光栅间距(例如，两个或多个光栅间距)或可变的光栅间距或栅距，以提供图5A至5B所示的倾斜发射模式。

在一些实施例中，多光束元件120的衍射光栅122可以位于或邻近光导110的表面。例如，如图5A所示，衍射光栅122可以在光导110的第一表面110’处或与其相邻。光导110的衍射光栅122可以是透射模式衍射光栅，其被配置为衍射耦合出的引导光部分通过第一表面110’，作为倾斜的多个定向光束102，例如，基于多光束元件120相对于对应的多视图像素中心线的偏移。在另一示例中，如图5B所示，多光束元件120的衍射光栅122可位于光导110的第二表面110”处或与其相邻。当位于第二表面110”处时，衍射光栅122可以是反射模式衍射光栅。作为反射模式衍射光栅，衍射光栅122被配置为既衍射引导光部分，又将衍射的引导光部分反射到第一表面110’，以通过第一表面110’离开，作为衍射倾斜的多个定向光束102，例如，基于多光束元件120相对于对应多视图像素的偏移。

在其它实施例(未示出)中，衍射光栅可以位于光导110的表面之间，例如，作为透射模式衍射光栅和反射模式衍射光栅中的一个或两者。应当注意的是，在本文所描述的一些实施例中，倾斜的多个定向光束102的主角方向可以包括由于在光导表面处离开光导110的倾斜的多个定向光束102引起的折射效应。例如，图5B通过示例而非限制地说明了当倾斜的多个定向光束102穿过第一表面110’时，由于折射率的变化而引起的倾斜的多个定向光束102的折射(即弯曲)。

根据一些实施例，衍射光栅122的衍射特征可以包括彼此间隔的凹槽和脊中的一个或两者。凹槽或脊可以包括光导110的材料，例如，可以形成在光导110的表面中。在另一示例中，凹槽或脊可以由光导材料以外的材料形成，例如，在光导110的表面上的另一材料的膜或层。根据定义，包括衍射光栅(例如，衍射光栅122)的多光束元件120的散射特性包括通过、来自或经由衍射光栅的衍射(例如，衍射耦合或衍射散射)。例如，相位函数(例如，光栅栅距或衍射特征间距)可以被配置或调整为通过衍射耦合将光的发射模式控制或倾斜向视图区域的中心。换言之，可以通过选择衍射光栅122的适当的衍射散射特性来提供(或控制)倾斜的多个定向光束102的倾斜度。图5A至5B示出了由包括衍射光栅122的多光束元件120的散射特性(例如，衍射散射)提供的倾斜的示例。

在一些实施例中，衍射光栅122可以是或包括被配置为提供倾斜发射模式的可变或啁啾衍射光栅。根据定义，“啁啾”衍射光栅是呈现或具有在啁啾衍射光栅的范围或长度上变化的衍射特性的衍射间距(即光栅栅距)的衍射光栅。此外，在一些实施例中，啁啾衍射光栅可以具有或显示衍射特征间隔的啁啾，该啁啾随距离线性变化。因此，根据定义，啁啾衍射光栅是“线性啁啾”衍射光栅。在其它实施例中，多光束元件120的啁啾衍射光栅可呈现衍射特征间隔的非线性啁啾。可使用各种非线性啁啾，包括但不限于指数啁啾、对数啁啾或以另一种基本上非均匀或随机但仍然单调的方式变化的啁啾。也可以使用非单调啁啾，例如但不限于正弦啁啾、三角形或锯齿啁啾。也可以采用任何此类啁啾的组合。在其它实施例(未示出)中，配置成提供倾斜发射模式的多光束元件120的衍射光栅是或包含多个衍射光栅。在一些实施例中，多个衍射光栅的单个衍射光栅可以彼此叠加。在其他实施例中，衍射光栅可以是彼此相邻排列的单独衍射光栅，例如作为阵列。

图6示出了根据与本文描述的原理一致的实施例的示例中包括多光束元件120的多视图背光体100的一部分的横截面图。具体地，图6示出了包括微反射元件128的多光束元件120。用作多光束元件120或在多光束元件120中使用的微反射元件128可以包括但不限于使用反射材料或反射材料层(例如，反射金属)的反射器、或基于全内反射(TIR)的反射器。根据一些实施例(例如，如图6所示)，包括微反射元件128的多光束元件120可以位于光导110的表面(例如，第二表面110”)或与其相邻。在其他实施例(未示出)中，微反射元件可位于第一和第二表面110’、110”之间的光导110内。

具体地，图6示出了包括具有反射刻面的微反射元件128(例如，“棱镜”微反射元件)的多光束元件120。所示的棱镜微反射元件128的刻面被配置为将引导光104的部分反射(即反射耦合)出光导110。例如，刻面可以相对于引导光104的传播方向偏斜或倾斜(即具有倾斜角)，以将导光部分反射出光导110。根据各种实施例，刻面可以使用光导110内的反射材料形成(例如，如图6所示)，或者可以是第二表面110”中的棱镜腔的表面。在一些实施例中，当使用棱镜腔时，在腔表面处的折射率变化可提供反射(例如，TIR反射)，或形成刻面的腔表面可被反射材料涂覆以提供反射。此外，在图6中，示出了多光束元件120的微反射元件128具有非对称的刻面。根据各种实施例，非对称刻面被配置为提供倾斜发射模式。

多视图背光体100还可以包括光源130。根据各种实施例，光源130被配置为提供要在光导110内引导的光。具体地，光源130可以位于光导110的入口表面或末端(输入端)附近，例如，如图3和图4A至4C所示。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可以包括被配置为产生具有由特定色彩表示的窄带光谱的基本单色光的光发射器。具体地，单色光的色彩可以是特定色彩空间或色彩模型(例如，RGB色彩模型)的原色。在其他示例中，光源130可以是被配置为提供基本宽带或多色光的基本宽带光源。例如，光源130可以提供白光或基本上为白色的光。在一些实施例中，光源130可以包括多个不同的光发射器，其被配置为提供不同色彩的光。不同的光发射器可以配置为提供具有不同的、色彩特定的、与不同色彩的光的每一个相对应的引导光的非零传播角的光。同样，在一些实施例中，可以由光源130提供色彩特定的准直因子。

在一些实施例中，光源130还可以包括准直器，以有效地将光耦合到光导110中。准直器可以被配置为从光源130的一个或多个光发射器接收基本上未准直的光。准直器还被配置为将基本上未准直的光转换成准直光。具体地，根据一些实施例，准直器可提供具有非零传播角且根据预定准直因子s准直的准直光。此外，当使用不同色彩的光发射器时，准直器可以被配置为提供具有不同的、色彩特定的、非零传播角、以及具有不同的色彩特定的准直因子中的一个或两个的准直光。准直器还被配置为将准直光束传送到光导110，以作为如上所述的引导光104进行传播。

在一些实施例中，多视图背光体100被配置为在穿过光导110、与引导光104的传播方向103、103’正交的方向上对光基本透明。具体地，在一些实施例中，光导110和间隔开的多个多光束元件120允许光通过第一表面110’和第二表面110”通过光导110。由于多光束元件120的相对较小的尺寸和多光束元件120的相对较大的元件间距(例如，与多视图像素106的一一对应)，可以至少部分地促进透明度。此外，特别是当多光束元件120包括衍射光栅时，根据一些实施例，多光束元件120还可以对垂直于光导表面110’、110”传播的光基本透明。

根据本文所述原理的一些实施例，提供了多视图显示器。具体地，多视图显示器可以被配置为向空间上彼此分离的多个不同的视图区域提供多视图图像。此外，在一些实施例中，多视图显示器可以同时向不同的视图区域提供多视图图像。因此，根据各种实施例，多视图显示器可以被称为“多区域”多视图显示器。例如，当多视图显示器被配置为向两个不同的、空间上分离的视图区域提供两个多视图图像时，多视图显示器可被称为“双视图”或“双区域”多视图显示器。

根据各种实施例，多视图显示器被配置为发射倾斜的多个定向光束，这些光束被调制为多视图显示器的像素。此外，所发射的倾斜的多个定向光束具有倾斜或倾斜角，所述倾斜或倾斜角被配置为基于倾斜的多个定向光束的倾斜角优先地将倾斜的多个定向光束引导向多视图显示器的视图区域。如上所述，多视图显示器可以被配置为提供多个视图区域。因此，根据各种实施例，可以将倾斜的多个定向光束优先引导向多个视图区域中的预定的一个。

在各种实施例中，可以通过多光束元件和多视图显示器中对应的多视图像素之间的偏移来提供多个定向光束的倾斜。此外，多光束元件被配置为产生多个定向光束的定向光束，所述多个定向光束具有关于或相对于倾斜的多个定向光束的中心光线或方向的彼此不同的主角方向。在各种实施例中，定向光束的不同主角方向对应于特定视图区域内多视图显示器的视图集合中不同视图的不同视图方向。

在一些示例中，多视图显示被配置为向各种视图区域提供或“显示”3D或多视图图像。根据各种示例，调制的、不同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，不同视图可以在由多视图显示器显示的多视图图像中提供信息的“免戴眼镜”(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在不同视图方向上显示多视图图像。具体地，由多视图显示器200发射的倾斜调制的多个定向光束202可用于显示多视图图像，并且可对应于不同视图的像素(即，视图像素)。倾斜调制的多个定向光束202在图7中被示为从多视图像素210发射的箭头。作为示例而非限制，倾斜调制的多个定向光束202的箭头使用虚线来强调其调制。

作为示例而非限制，还示出了视图区域206对。具体地，图7示出了第一视图区域206a和第二视图区域206b。因此，图7中示出的多视图显示器200可以用作双视图多视图显示器。根据各种实施例，多视图显示器200被配置为向每个视图区域206(例如，第一和第二视图区域206a、206b中的每一个)提供多视图图像。在一些实施例中，多视图显示器200向第一视图区域206a提供的多视图图像可以不同于向第二视图区域206b提供的多视图图像。例如，提供给第一视图区域206a的第一多视图图像可以包括用于汽车驾驶员观看和使用的数据(例如，位置数据、图形性能数据等)。提供给第二视图区域206b的第二多视图图像可以包括例如用于汽车的乘客观看的娱乐内容(例如，电影、视频游戏等)。在其他实施例中，视图区域206的每一个中的多视图图像可以基本上相似。此外，第一倾斜调制的多个定向光束202a可以通过其各自的倾斜对应于或被引导向第一视图区域206a。类似地，第二倾斜调制的多个定向光束202b可以通过其各自的倾斜对应于或被引导向第二视图区域206b。根据各种实施例，第一和第二倾斜调制的多个定向光束202a、202b可以是倾斜调制的定向光束202的子集。

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，阵列的多视图像素210包括多个子像素或等效地多个光阀，所述光阀被配置为调制倾斜的多个定向光束204并产生由多视图显示器200发射的倾斜调制的多个定向光束202。在一些实施例中，多视图像素210基本上类似于上面关于多视图背光体100描述的光阀108阵列的光阀108的集合。具体地，多视图像素210的子像素或光阀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可以包括光阀的集合(例如，光阀108的集合)，并且多视图像素210的子像素可以包括该集合的光阀(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还包括多光束元件220的阵列。该阵列的每个多光束元件220被配置为将倾斜的多个定向光束204提供给对应的多视图像素210。具体地，每个多光束元件220从对应的多视图像素210的中心线偏移，由此产生倾斜的多个定向光束204的倾斜角。也就是说，倾斜的多个定向光束的倾斜角由多光束元件和对应的多视图像素之间的偏移确定。此外，倾斜的多个定向光束204的定向光束可以具有关于倾斜角的彼此不同的主角方向。此外，根据各种实施例，不同的主角方向对应于视图区域206内多视图显示器的视图集合中不同视图的不同视图方向。

此外，在一些实施例中，多光束元件阵列的多光束元件220的尺寸与多个子像素或多视图像素的子像素(或光阀)的尺寸可比。例如，在一些实施例中，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。在一些实施例中，多视图像素阵列的多视图像素210与多光束元件阵列的多光束元件220之间可以存在一对一的对应关系。因此，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多光束元件220提供的倾斜的多个定向光束204中的不同的一个。此外，根据各种实施例，每个多视图像素210可被配置为接收和调制来自一个且仅一个多光束元件220的倾斜的多个定向光束204。

在一些实施例中，多光束元件阵列的多光束元件220可以基本上类似于上面多视图背光体100描述的多光束元件120。例如，多光束元件220可以包括基本上类似于如上关于多光束元件120所述的、且在图5A至5B中示出的衍射光栅122的衍射光栅。在另一示例中，多光束元件220可包括微反射元件。在又一示例中，多光束元件220可以包括微折射元件。

如图7所示，多视图显示器200还包括被配置为引导光的光导230。根据各种实施例，元件阵列的多光束元件220被配置为从光导230耦合出引导光的一部分，作为提供给像素阵列的对应多视图像素210的倾斜的多个定向光束204。具体地，多光束元件220光学连接到光导230，以耦合出引导光的一部分。在一些实施例中，多视图显示器200的光导可以基本上类似于上面关于多视图背光体100描述的光导110。此外，多光束元件220与光导230组合可基本上类似于多视图背光体100。

在这些实施例中的一些中(图7中未示出)，多视图显示器200还可以包括光源。光源可被配置为以非零传播角向光导提供光，并且在一些实施例中，根据准直因子(例如准直因子s)准直光以例如在光导内提供引导光的预定角展度。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他实施例，提供了多视图显示器操作的方法。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器操作的方法300的流程图。如图8所示，多视图显示器操作的方法300包括：沿光导的长度引导310光。在一些实施例中，可以以非零传播角引导310光。此外，可以根据预定的准直因子准直导光。根据一些实施例，光导可以基本上类似于上面关于多视图背光体100描述的光导110。

如图8所示，多视图显示器操作的方法300还包括：使用多光束元件将引导光的一部分耦合320出光导，以提供倾斜的多个定向光束。在各种实施例中，多视图背光体中的多光束元件从多视图显示器中对应多视图像素的中心线偏移。也就是说，耦合320出多个倾斜的光束使用偏移多光束元件，并且倾斜角由所述偏移确定或对应于所述偏移。应当注意的是，倾斜的多个定向光束的主角方向可对应于多视图显示器的不同视图的不同视图方向。此外，不同视图方向可以在多视图显示的视图区域内。根据各种实施例，多光束元件的尺寸可与多视图显示器的多视图像素中的子像素的尺寸可比。例如，多光束元件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，多光束元件及其相对于多视图像素的偏移与上面关于多视图背光体100描述的多光束元件120和偏移基本相似。例如，多光束元件可以是多个多光束元件或多光束元件阵列的成员。此外，在一些实施例中，多光束元件可以包括衍射光栅、微反射元件和微折射元件中的一个或多个。此外，根据一些实施例，多光束元件可以提供倾斜发射模式。

具体地，用于耦合出320引导光的多光束元件可以包括光学耦合到光导以衍射耦合出320引导光部分作为倾斜的多个定向光束的衍射光栅，倾斜的多个定向光束具有对应于多视图显示器的多个视图区域中的一个的一个或多个倾斜角。由衍射光栅产生的倾斜的多个定向光束的定向光束可以具有彼此不同的主角方向，彼此不同的主角方向对应于视图区域中的视图集合中的不同视图。例如，衍射光栅可以基本上类似于多光束元件120的衍射光栅122。在另一示例中，多光束元件可以包括光学耦合到光导以反射耦合出320倾斜的多个定向光束的微反射元件。在又一实施例中，多光束元件可以包括光学耦合到光导以折射耦合出320倾斜的多个定向光束的微折射元件。

在一些实施例(未示出)中，多视图显示器操作的方法300还包括：使用光源向光导提供光。所提供的光可以是在光导内的具有非零传播角、以及在光导内根据准直因子准直以在光导内提供预定角展度中的一个或两者的引导光。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，多视图显示器操作的方法300还包括：(任选地)使用被配置为多视图显示器的多视图像素的光阀调制330倾斜的多个定向光束。根据一些实施例，多个或光阀阵列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，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的间距可比的尺寸。

根据一些实施例，多个光阀可以基本上类似于上面关于多视图背光体100描述的光阀108的阵列。具体地，如上文所述，不同的光阀集合可以以类似于第一和第二光阀集合108a、108b与不同的多视图像素106对应的方式对应于不同的多视图像素。此外，如图4A至4C的上述参考讨论中光阀108对应于的子像素106’一样，光阀阵列的单个光阀可以对应于多视图像素的一个或多个子像素的组。

因此，已经描述了使用偏移多光束元件来提供倾斜的多个定向光束的多视图背光体、多视图显示器和多视图显示器操作的方法的示例和实施例。应当理解的是，上述示例仅仅说明了本文所述原理的许多具体示例中的一些示例。显然，本领域技术人员可以在不脱离以下权利要求所限定的范围的情况下容易地设计许多其他布置。

Claims (20)

1.一种多视图背光体，包括：

光导，其被配置为引导光作为引导光；以及

多光束元件，其被配置为耦合出所述引导光的一部分，作为具有不同主角方向的倾斜的多个定向光束，所述主角方向对应于多视图显示器的视图区域中的多个视图的视图方向，由所述多光束元件距离所述多视图显示器的对应多视图像素的中心线的偏移提供所述倾斜的多个定向光束的倾斜角，

其中，所述倾斜角被配置为在所述多视图显示器的所述视图区域中提供所述多个视图。

2.根据权利要求1所述的多视图背光体，其中，所述多光束元件的尺寸与所述多视图显示器的多视图像素的子像素尺寸可比，所述多光束元件在所述子像素尺寸的百分之五十到百分之二百之间。

3.根据权利要求1所述的多视图背光体，其中，所述多光束元件包括衍射光栅，所述衍射光栅被配置为根据所述偏移衍射耦合出所述引导光的一部分，作为所述倾斜的多个定向光束。

4.根据权利要求1所述的多视图背光体，其中，所述多光束元件包括微反射元件和微折射元件中的一个或两者，所述微反射元件被配置为反射耦合出所述引导光的一部分，作为所述倾斜的多个定向光束，所述微折射元件被配置为折射耦合出所述引导光的一部分，作为所述倾斜的多个定向光束。

5.根据权利要求1所述的多视图背光体，其中，所述多光束元件还被配置为提供倾斜发射模式，所述倾斜发射模式具有与所述倾斜的多个定向光束的所述倾斜角相对应的倾斜角。

6.根据权利要求1所述的多视图背光体，还包括：另一多光束元件，其被配置为从所述光导耦合出所述引导光的另一部分，作为具有不同主角方向的另一倾斜的多个定向光束，所述不同主角方向对应于多视图显示器的另一视图区域中的另一多个视图的视图方向，由所述另一多光束元件距离与所述另一多光束元件相对应的多视图像素的中心线的偏移提供所述另一倾斜的多个定向光束的倾斜角，

其中，所述另一倾斜的多个定向光束的所述倾斜角被配置为在所述多视图显示器的所述另一视图区域中提供所述另一多个视图，所述视图区域在空间上彼此偏移。

7.根据权利要求6所述的多视图背光体，其中，由所述多视图显示器在所述视图区域中提供的多视图图像包括与由所述多视图显示器在所述另一视图区域中提供的多视图图像的内容不同的内容。

8.根据权利要求6所述的多视图背光体，其中，所述多光束元件和所述另一多光束元件的各自偏移彼此具有相反的符号。

9.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光以被引导作为所述引导光。

10.一种包括权利要求1所述的多视图背光体的多视图显示器，所述多视图显示器还包括：光阀的阵列，所述光阀的阵列被配置为调制所述倾斜的多个定向光束的定向光束，所述阵列的光阀对应于所述多视图显示器的多视图像素中的子像素，所述阵列的光阀的集合对应于所述多视图像素。

11.一种多视图显示器，包括：

多视图像素阵列，其被配置为向所述多视图显示器的视图区域提供多个不同视图，所述多视图像素阵列的多视图像素包括多个光阀，所述多个光阀被配置为调制具有不同主角方向的倾斜的多个定向光束，所述不同主角方向对应于所述不同视图的视图方向；

光导，其被配置为引导光作为引导光；以及

多光束元件阵列，其光学耦合到所述光导，所述多光束元件阵列的每个多光束元件被配置为向对应的多视图像素提供所述倾斜的多个定向光束，

其中，由所述多光束元件与所述对应的多视图像素之间的偏移确定所述倾斜的多个定向光束的倾斜角。

12.根据权利要求11所述的多视图显示器，其中，所述多视图显示器是多区域多视图显示器，所述多区域多视图显示器具有第一视图区域、以及从所述第一视图区域空间上偏移的第二视图区域，所述多光束元件阵列的第一多光束元件集合和对应的第一多视图像素集合来向所述第一视图区域提供第一不同视图集合，并且所述多光束元件阵列的第二多光束元件集合和对应的第二多视图像素集合被配置为向所述第二视图区域提供第二不同视图集合。

13.根据权利要求12所述的多视图显示器，其中，由所述多视图显示器在所述第一视图区域中提供的多视图图像包括与由所述多视图显示器在所述第二视图区域中提供的多视图图像的内容不同的内容。

14.根据权利要求12所述的多视图显示器，其中，所述多区域多视图显示器的所述第一视图区域被配置为可由汽车的驾驶员观看，并且所述多区域多视图显示器的所述第二视图区域被配置为可由所述汽车的乘客观看。

15.根据权利要求11所述的多视图显示器，其中，所述多光束元件的尺寸与所述多视图像素的光阀尺寸可比，所述多光束元件在所述光阀尺寸的百分之五十到百分之二百之间。

16.根据权利要求11所述的多视图显示器，其中，所述多光束元件阵列的多光束元件包括被配置为耦合出所述引导光的一部分作为所述倾斜的多个定向光束的衍射光栅、微反射元件和微折射元件中的一个。

17.根据权利要求11所述的多视图显示器，其中，每个多光束元件还被配置为提供倾斜发射模式，所述倾斜发射模式的倾斜对应于所述各个倾斜的多个定向光束的所述倾斜角。

18.一种多视图显示器操作的方法，所述方法包括：

在沿光导的长度的传播方向中引导光；以及

使用多光束元件将所述引导光的一部分耦合出所述光导，以提供具有不同主角方向的倾斜的多个定向光束，所述主角方向对应于多视图显示器的多个不同视图的各个不同视图方向，所述倾斜的多个定向光束具有倾斜角，所述倾斜角对应于所述多光束元件距离所述多视图显示器中的多视图像素的中心线的偏移，

其中，将所述多个不同视图提供给所述多视图显示器的视图区域。

19.根据权利要求18所述的多视图显示器操作的方法，还包括：使用光阀阵列调制所述倾斜的多个定向光束的光束，以将所述不同视图提供为多视图图像。

20.根据权利要求18所述的多视图显示器操作的方法，其中，所述多视图显示提供多个视图区域，所述方法还包括：在第一视图区域中显示第一多视图图像，并且在第二视图区域中显示第二多视图图像，所述第一视图区域在空间上与所述所述第二视图区域分离。

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