CN110621932A - 使用有源发射器阵列的多视图背光体、显示器和方法 - Google Patents

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Abstract

一种多视图背光体，包括：第一有源发射器阵列，其被配置为提供第一多个定向光束；以及第二有源发射器阵列，其被配置为提供第二多个定向光束。第二有源发射器阵列交错在第一有源发射器阵列的有源发射器之间。此外，第一和第二多个定向光束中的每个的定向光束具有与多视图显示器的视图方向相对应的方向。多视图显示器还包括光阀阵列，其被配置为调制定向光束以显示多视图图像。多视图图像的图像分辨率被配置为根据操作模式动态可选择。

Description

使用有源发射器阵列的多视图背光体、显示器和方法
相关申请的交叉引用
本申请要求2017年5月14日提交的美国临时专利申请号62/505,956的优选权，通过引用将其全部并入本文。
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(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)以及使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。
为克服与发出的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在其他情况下是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)。背光体充当置于在其他情况下是无源的显示器的后面以照亮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。背光体发出穿过LCD或者EP显示器的光。发出的光通过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出白光。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。
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这里描述的原理的示例和实施例的各种特征，其中相似的附图标号指定相似的结构元素，并且其中：
图1A在示例中示出了根据与本文描述的原理一致的实施例的多视图显示器10的透视图。
图1B在示例中示出了根据与本文描述的原理一致的实施例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2A在示例中示出了根据与本文所述原理一致的实施例的多视图背光体的横截面图。
图2B在示例中示出了根据与本文描述的原理一致的实施例的多视图背光体的平面图。
图2C在示例中示出了根据与本文描述的原理一致的另一实施例的多视图背光体的平面图。
图3A在示例中示出了根据本文描述的原理的实施例的多视图背光体的横截面图。
图3B在示例中示出了根据本文描述原理的实施例的图3A的多视图背光体的横截面图。
图4A在示例中示出了根据本文描述原理的实施例的多视图背光体的横截面图。
图4B在示例中示出了根据本文描述原理的实施例的图4A的多视图背光体的横截面图。
图5在示例中示出了根据与本文描述的原理一致的实施例的包括广角背光体的多视图背光体的横截面图。
图6在示例中示出了根据与本文描述的原理一致的实施例的多视图显示器的框图。
图7在示例中示出了根据本文描述原理的实施例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附加到或替代上述图中图示的特征的其他特征。下文结合上述参考附图详述这些和其他特征。
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使用多视图背光体的多视图背光体和多视图显示器。具体地，与本文所描述的原理一致的实施例提供了使用有源发射器阵列的多视图背光体，其被配置为提供具有多个不同主角方向的定向光束。此外，根据各种实施例，有源发射器阵列的有源发射器相对于多视图显示器中的多视图像素的视图像素来调整尺寸，并且也可以以与多视图显示器的多视图像素的间距相对应的方式彼此间隔。根据各种实施例，由有源发射器提供的光束的不同主角方向对应于多视图显示器的各种不同视图的不同方向，或根据各种实施例，等效于多视图显示器显示的多视图图像的不同方向。
在本文中，“二维显示器”或“2D显示器”被定义为配置为不管从哪个方向观看图像(即，在2D显示器的预定义视角或范围内)，都提供基本上相同的图像的视图的显示器。智能手机和计算机显示器中的传统液晶显示器(LCD)就是2D显示器的示例。与此相反，在本文中，“多视图显示器”被定义为被配置为在不同的视图方向上或从不同的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。特别地，不同的视图可以表示多视图图像的场景或对象的不同透视视图。适用于本文描述的多视图图像的显示的多视图背光体和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。
图1A在示例中示出了根据与本文描述的原理一致的实施例的多视图显示器10的透视图。如图1A所示，多视图显示器10包括配置为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)、平板电脑、笔记本电脑、台式计算机的计算机显示器、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以不同的主角方向延伸的箭头；不同的视图14被示为箭头末端(即，示出视图方向16)的阴影多边形框；并且作为示例而非限制，仅示出了四个视图14和四个视图方向16。应当注意的是，虽然图1A中示出不同视图14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上或其附近。在屏幕12上方描绘视图14只是为了说明的简单，并且是为了表示从对应于特定视图14的视图方向16中的对应一个观看多视图显示器10。2D显示器可以基本上类似于多视图显示器10，只是相对于多视图显示器10提供的多视图图像的不同视图14，2D显示器通常被配置为提供显示图像的单个视图(例如，类似于视图14的一个视图)。
根据本文中的定义，视图方向或等效的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，f}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f被称为光束的“方位分量”或“方位角”。根据定义，仰角θ是垂直平面上的角(例如，垂直于多视图显示器屏幕平面)，而方位角f是水平平面上的角(例如，平行于多视图显示器屏幕平面)。
图1B在示例中示出了根据与本文描述的原理一致的实施例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，f}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中的特定原点相关联的中心光线。图1B还说明了光束(或视图方向)的原点O。
术语“多视图图像”和“多视图显示器”中使用的术语“多视图”在本文中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。此外，根据本文的定义，本文中的术语“多视图”明确地包括两个或多个不同视图(例如，至少三个视图，并且通常超过三个视图)。在一些实施例中，可使用本文中所使用的“多视图显示器”以与仅包括两个不同视图以表示场景或图像的立体显示器明确区分。然而，应当注意的是，虽然多视图图像和多视图显示器可以包括两个以上的视图，但是根据本文的定义，可以通过一次只选择要观看的多视图的两个视图(例如，每只眼睛一个视图)将多视图图像作为立体图像对来观看(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视图像素。特别地，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特定该视图像素的单个视图像素。此外，多视图像素的视图像素是所谓的“定向像素”，其中根据本文的定义，每个视图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，多视图像素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，第一多视图像素在多视图图像的每个不同视图中可以具有对应于位于{x1,y1}处的像素的单个视图像素，而第二多视图像素在每个不同视图中可以具有对应于位于{x2,y2}处的像素的单个视图像素，等等。
在一些实施例中，多视图像素中的视图像素的数目可以等于多视图显示器的视图的数目。例如，多视图像素可以包括与具有或提供64个不同视图的多视图显示器相关联的64个视图像素。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)个视图像素(即，每个视图一个)。此外，每个不同的视图像素可以具有对应于与64个不同视图相对应的不同的视图方向之一的关联方向(例如，光束主角方向)。
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。根据各种实施例，由准直器提供的准直量可以在预定度数或量上从一个实施例到另一个实施例变化。在本文中，“准直因子”被定义为光被准直的度数。特别地，根据本文的定义，准直因子定义了在准直光束中光线的角扩展。例如，准直因子s可以指定准直光束中的大多数光线在特定的角扩展内(例如，关于准直光束的中心或主角方向的正+/-s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，并且角扩展可以是由准直光束峰值强度的二分之一确定的角度。
在本文中，将“有源发射器”定义为有源的光源(例如，配置为在激活时产生和发射光的光学发射器)。因此，根据定义，有源发射器不接收来自其他光源的光。相反，有源发射器在激活时直接生成光。根据本文中的定义，可以通过施加诸如电压或电流之类的电源来激活有源发射器。例如，有源发射器可以包括光学发射器，诸如发光二极管(LED)，其在激活或打开时发光。例如，可以通过向LED的端子施加电压来激活LED。特别地，在本文中，光源可以基本上是任何有源的光源，或者基本上包括任何有源光发射器，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、以及微型LED(μLED)。由有源发射器产生的光可以具有色彩(即，可以包括特定波长的光)，或者可以是多个或范围内的波长(例如，多色光或白光)。有源发射器提供或产生的不同色彩的光可以包括但不限于原色(例如，红、绿、蓝)。根据本文中定义，“色彩发射器”是提供具有色彩的光的有源发射器。在一些实施例中，有源发射器可以包括一套或一组有源发射器。在一些实施例中，该套或该组有源发射器中的至少一个有源发射器可以产生具有与多个中的至少一个其他光学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。
此外，根据本文的定义，“广角发射光”中的术语“广角”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锥角的光。特别地，在一些实施例中，广角发射光可具有大于约60度(60°)的锥角。在其它实施例中，广角发射光锥角可以大于约50度(50°)，或大于约40度(40°)。例如，广角发射光的锥角可以是120度(100°)。可选地，广角发射光可以具有相对于显示器的法向的大于正负四十五度(例如，>±45°)的角范围。在其它实施例中，广角发射光的角范围可以大于正负50度(例如，>±50°)，或大于正负60度(例如，>±60°)，或大于正负65度(例如，>±65°)。例如，广角发射光的角范围可以在显示器的法向的任一侧大于大约70度(例如，>±70°)。根据本文的定义，“广角背光体”是配置为提供广角发射光的背光体。
在一些实施例中，广角发射光锥角可以被定义为与用于广角观看的LCD计算机显示器、LCD平板、LCD电视或类似数字显示设备的观看角大致相同(例如，约为±40-65°)。在其他实施例中，广角发射光也可以被表征或描述为漫射光、基本漫射光、非定向光(即，缺乏任何特定或定义的方向性)或具有单一或基本均匀方向的光。
此外，如本文所用的，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，“一个有源发射器”表示一个或多个有源发射器，同样，“所述有源发射器”在本文中表示“有源发射器(或多个)”。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，提供了多视图背光体。图2A在示例中示出了根据与本文描述的原理一致的实施例的多视图背光体100的横截面图。图2B在示例中示出根据与本文描述的原理一致的实施例的多视图背光体100的平面图。图2C在示例中示出了根据与本文描述的原理一致的另一实施例的多视图背光体100的平面图。多视图背光体100被配置为发射或提供定向光束102。根据各种实施例，由多视图背光体100提供的定向光束102具有与多视图显示器的视图方向相对应的方向，或者等效于由多视图显示器显示的多视图图像的方向。
图2A至2C所示的多视图背光体100包括彼此间隔的有源发射器110的第一阵列。在一些实施例中，如图2B和2C所示，有源发射器110可以布置在具有行和列的二维(2D)阵列(例如，矩形阵列)中。在其它实施例(未示出)中，有源发射器110的阵列可以是一维(1D)(例如，线性阵列)或另一个2D阵列(包括，但不限于圆形阵列)。
根据各种实施例，有源发射器110的第一阵列的有源发射器110被配置为发射或提供光作为第一多个定向光束102’。此外，由有源发射器110提供的定向光束102’可以具有与多视图显示器的视图方向相对应的方向，或者等效于由多视图显示器显示的多视图图像的方向。因此，根据各种实施例，由多视图背光体100提供的定向光束102可以包括由有源发射器110提供的第一多个定向光束的定向光束102’。作为说明而不是限制，图2A中不同方向的实线箭头表示第一多个个定向光束的定向光束102’。
如图2A至2C所示，多视图背光体100还包括有源发射器120的第二阵列。根据各种实施例，第二有源发射器阵列的有源发射器120也彼此间隔。在一些实施例中，如上文所述，有源发射器阵列120的第二阵列的有源发射器120的布置可以与有源发射器110的阵列的布置基本相似(例如，2D阵列或1D阵列)。此外，根据各种实施例，有源发射器120的第二阵列与有源发射器110的第一阵列的有源发射器110交错或在其之间交错。在一些实施例中，第二有源发射器阵列的有源发射器120可以在第一有源发射器阵列的相邻有源发射器110之间的大约一半处交错。
例如，如图2A所示，有源发射器120的第二阵列的有源发射器120可以沿着阵列的行与有源发射器110的第一阵列的有源发射器110交替。在另一示例中，如图2B所示，第二有源发射器阵列的有源发射器120的行和列可以与第一有源发射器阵列的有源发射器110的行和列交错。因此，在一些实施例中，第二有源发射器阵列的有源发射器120可以从第一有源发射器阵列的有源发射器110对角偏移。在图2C所示的又一实施例中，第二有源发射器阵列的有源发射器120可沿行和列与第一有源发射器阵列的有源发射器110交替。此外，如图2C所示，第二有源发射器阵列的有源发射器120也可以从第一有源发射器阵列的相邻有源发射器110对角偏移。因此，在一些实施例中，有源发射器120可以沿着阵列的每一行、列以及对角线与相邻有源发射器110交替。
应当注意的是，作为示例而非限制，图2A至2C还说明了在不同实施例中，第二有源发射器阵列的有源发射器120位于第一有源发射器阵列的有源发射器110之间的中间(或中心)。在其它实施例(未示出)中，第二有源发射器阵列的有源发射器120可位于第一有源发射器阵列的相邻有源发射器110之间的中间之外的位置。
根据各种实施例，有源发射器120的第二阵列的有源发射器120被配置为发射或提供光作为第二多个定向光束102”。与第一个多个定向光束102’一样，定向光束102”可以具有与多视图显示器的视图方向相对应的方向，或者与多视图显示器显示的多视图图像的视图方向等效的方向。特别地，根据各种实施例，第二多个定向光束的定向光束102”的方向可以等同于第一多个定向光束的定向光束102的方向，或具有与第一多个定向光束的定向光束102的方向相同的方向。因此，由多视图背光体100提供的定向光束102还可以包括由有源发射器120提供的第二多个定向光束的定向光束102”。作为说明而不是限制,在图2A中，不同方向的虚线箭头表示第二多个定向光束的定向光束102”。虚线箭头还将定向光束102”与第一多个定向光束的定向光束102’区分开，如图所示。
根据各种实施例，第一和第二有源发射器阵列的有源发射器110、120的尺寸与使用多视图背光体100的多视图显示器的视图像素相当。特别地，第一有源发射器阵列的有源发射器110和第二有源发射器阵列的有源发射器120中的每一个的有源发射器尺寸可以与视图像素尺寸相当。在一些实施例中，有源发射器尺寸可以在约为视图像素尺寸的一半(0.5)到约两(2.0)倍之间。例如，有源发射器尺寸可以大约等于视图像素尺寸。在一些实施例中，视图像素尺寸可以是由多视图显示器使用的多视图背光体100提供的用于调制定向光束102、102’、102”的光阀阵列的光阀的尺寸(例如，参见下面的讨论)。例如，光阀的尺寸可以是光阀的孔径尺寸，或者等效于光阀阵列的光阀之间的中心到中心。
在一些实施例中，有源发射器110的第一阵列和有源发射器120的第二阵列的一个或两者内的相邻有源发射器之间的距离与使用多视图背光体100的多视图显示器的多视图像素之间的距离相当或相称。特别地，第一有源发射器阵列的相邻有源发射器110之间的距离(例如，中心到中心的距离)可以大约等于相邻多视图像素之间的中心到中心的距离。可以沿着有源发射器110的第一阵列的每一个的行和列中的一个或两者来定义中心到中心的距离，例如，多视图像素可以排列成相称的阵列。类似地，第二有源发射器阵列的相邻有源发射器120之间的中心到中心的距离可以大约等于相邻多视图像素之间的中心到中心的距离。结果是，根据一些实施例，多视图像素和单个有源发射器110、120之间可以存在一对一或唯一的对应关系。
作为示例而非限制，图2A还示出了光阀104的阵列以及多视图像素106和视图像素106’，以便于本文中的讨论。例如，所示的光阀阵列可以是使用多视图背光体100的多视图显示器的一部分。如图所示，光阀阵列的光阀104被配置为调制定向光束102，例如，定向光束102’，102”。此外，如图所示，具有不同主角方向的定向光束102的不同光束穿过并且可以由光阀阵列中的不同的光阀104进行调制。
在一些实施例中，光阀阵列的光阀104可对应于多视图显示器的视图像素106’，而光阀104的组可对应于多视图像素106。具体地，光阀阵列的不同光阀104组可被配置为接收并调制来自有源发射器110、120的不同发射器的定向光束102、102’、102”。因此，对于每个有源发射器110、120(例如，如关于有源发射器110所示)，可以存在一组唯一的光阀104(或多视图像素106)。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104，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。
此外，在图2A中，如图所示，视图像素106’的尺寸S对应于光阀阵列中光阀104的孔径尺寸。在其它示例中，视图像素尺寸可定义为光阀阵列的相邻光阀104之间的距离(例如，中心到中心的距离)。例如，光阀104的孔径可以小于光阀阵列中光阀104之间的中心到中心的距离。因此，在其它定义中，视图像素尺寸可以定义为光阀104的尺寸或与光阀104之间的中心到中心距离相对应的尺寸。同样在图2A中，示出了有源发射器110、120的尺寸s，其可与视图像素尺寸s相当。
在一些实施例中(例如，如图2A所示)，一对相邻的有源发射器110、120之间的元件间距离(例如，中心到中心的距离)可以等于一对对应的相邻多视图像素106之间的像素间距离(例如，中心到中心的距离)，例如，由光阀组表示。例如，如图2A所示，第一有源发射器110a和第二有源发射器110b之间的中心到中心距离d基本上等于第一光阀组104a和第二光阀组104b之间的中心到中心距离D，其中每个光阀集合104a、104b表示多视图像素106。在其它实施例(未示出)中，一对有源发射器110a、110b(或有源发射器120)和对应的光阀组104a、104b的相对中心距离可以不同，例如，有源发射器110、120可以具有大于或小于表示多视图像素106的光阀集合之间的间距(即，中心到中心的距离D)的元件间距(即，中心到中心的距离d)。
在一些实施例中，有源发射器110、120的形状类似于多视图像素106的形状，或等效于对应于多视图像素106的光阀104的集合的形状。例如，有源发射器110、120可以是正方形，并且多视图像素106(或对应的光阀104的集合的布置)可以是基本正方形。在另一示例中，有源发射器110、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，对应于有源发射器110、120的多视图像素106(或等效地光阀104的集合的布置)可以具有类似的矩形形状。图2B至2C示出了方形有源发射器110、120和包括光阀104的方形集合的对应的方形多视图像素106(未示出)的平面图。在其他示例中(未示出)，有源发射器110,120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。更一般地，形状可以表示基本上任何可平铺的形状。
根据一些实施例，第一有源发射器阵列和第二有源发射器阵列中的一个或两者的有源发射器110、120可以包括微型发光二极管(microLED或μLED)。在本文中，μLED被定义为微观发光二极管(LED)，即具有微观维度的LED。在一些实施例中，μLED可以包括多个μLED，当多个μLED组合时，其尺寸与视图像素尺寸相当。根据一些实施例，第一有源发射器阵列和第二有源发射器阵列中的一个或两者中的有源发射器110、120可以包括有机发光二极管(OLED)。如本文所定义，OLED是具有发射电致发光薄膜或层的发射器，电致发光薄膜或层包括被配置为响应电流或类似电激励而发射光的有机化合物。在其他实施例中，另一种类型的有源光学发射器可以用作有源发射器110、120，另一种类型的有源光学发射器例如但不限于与视图像素尺寸相当的高强度LED和量子点LED。
在一些实施例中，有源发射器110、120可以被配置为提供具有特定色彩的基本上是单色的光(即，光可以包括特定波长的光)。在其它实施例中，有源发射器110、120可被配置为提供多色光，诸如但不限于白光，其包括多个波长或波长范围。例如，有源发射器110、120可被配置为提供红光、绿光、蓝光或其组合中的一个或多个。在另一示例中，有源发射器110、120可被配置为提供基本上为白光的光(即，有源发射器110、120可为白色μLED或白色OLED)。在一些实施例中，有源发射器110、120可包括微透镜、衍射光栅或另一光学薄膜或组件，其被配置为提供发射光或定向光束102、102’、102”的等效体的准直(例如，根据准直因子)和偏振控制中的一个或两者。微透镜、衍射光栅或其他光学薄膜或组件也可以或可选地被配置为控制定向光束102、102’、102”的方向。可选地，例如，可以通过有源发射器阵列和光阀阵列之间的光学层或薄膜来提供准直和偏振控制中的一个或两者。
根据一些实施例，第一和第二有源发射器阵列的有源发射器110、120可以被独立地控制、激活或通电，以提供局部调光，并且还能够在第一和第二有源发射器阵列产生的定向光束之间进行切换。特别地，在一些实施例中，第一有源发射器阵列的有源发射器110可被配置为通过选择性激活(例如，在第一时间间隔或特定模式期间)来提供第一多个定向光束102’。类似地，第二有源发射器阵列的有源发射器120可被配置为通过选择性激活(例如，在第二时间间隔或特定模式期间)来提供第二多个定向光束102”。在各种实施例中，第一时间间隔和第二时间间隔可以是交替的顺序时间间隔，如下进一步所述。
图3A在示例中示出了根据本文原理的实施例的多视图背光体100的横截面图。图3B在示例中示出了根据本文原理的实施例的图3A的多视图背光体100的横截面图。图3A至3B所示的多视图背光体100包括有源发射器110的第一阵列和有源发射器120的第二阵列。图3A至3B中还示出了光阀104的阵列。
如图所示，多视图背光体100被配置为在不同时间间隔期间提供第一和第二有源发射器阵列的选择性激活。特别地，图3A示出了第一时间间隔T1期间的多视图背光体100，并且图3B示出了第二时间间隔T2期间的多视图背光体100。在第一时间间隔T1期间(图3A)，有源发射器110的第一阵列被选择性地激活，以提供第一多个定向光束102’，而有源发射器120的第二阵列被选择性地激活，以在第二时间间隔T2期间提供第二多个定向光束102”。例如，第一时间间隔T1和第二时间间隔T2可以时间顺序方式交替。因此，根据一些实施例，光阀104的阵列可以被时分复用，使得由有源发射器110的第一阵列提供的定向光束102’在第一时间间隔T1期间被调制，并且由有源发射器120的第二阵列提供的定向光束102”在第二时间间隔T2期间被调制。
例如，如图3A至3B所示，当与不使用时分复用的同一多视图显示器相比时，光阀104的阵列的时分复用可以提供由包括多视图背光体100和光阀阵列104的多视图图像显示器所显示的多视图图像的分辨率的有效倍增。此外，根据各种实施例，可以通过使用或不使用时分复用来选择性地提高或降低多视图图像分辨率。应当注意的是，作为示例而非限制，如图3A至3B所示，所显示的多视图图像可以包括四个不同的视图。
在其它实施例中，有源发射器110的第一阵列可被配置为在多视图背光体100的第一模式期间提供第一多个定向光束102’。特别地，可以在第一模式期间激活有源发射器110的第一阵列。例如，可以在第一模式期间不激活有源发射器120的第二阵列。此外，在第二模式期间，有源发射器110的第一阵列可被配置为提供第一多个定向光束102’，并且有源发射器120的第二阵列可被配置为在多视图背光体100的第二模式期间提供第二多个定向光束102”。特别地，可以在第二模式期间激活第一和第二有源发射器阵列二者。
图4A在示例中示出了根据本文所述原理的实施例的多视图背光体100的横截面图。图4B在示例中示出了根据本文所述原理的实施例的图4A的多视图背光体100的横截面图。图4A至4B所示的多视图背光体100包括有源发射器110的第一阵列和有源发射器120的第二阵列。图4A至4B中还示出了光阀104的阵列。此外，图4A中示出了第一模式期间或在第一模式(模式1)中的多视图背光体100，而图4B中示出了第二模式期间或在第二模式(模式2)中的多视图背光体100。
特别地，图4A示出了在第一模式(模式1)期间的多视图背光体100，其中第一有源发射器阵列的有源发射器110被激活，并且第二有源发射器阵列的有源发射器120未被激活。如图所示，当在第一模式(模式1)期间被激活时，有源发射器110提供第一多个定向光束的定向光束102’。这些定向光束102’可被光阀104的阵列调制，以提供具有由多视图像素106表征的第一数量或数目的不同视图的多视图图像。特别地，如图4A所示，作为示例而不是限制，在第一模式期间与有源发射器110相关联的多视图像素106包括对应于八(8)个不同视图的视图像素。
图4B示出了在第二模式(模式2)期间的多视图背光体100，其中第一有源发射器阵列的有源发射器110和第二有源发射器阵列的有源发射器120同时被激活。如图所示，有源发射器110、120在激活时提供第一多个定向光束和第二多个定向光束的定向光束102’、102”。在第一和第二模式中的每个中，光阀阵列的光阀104可用于调制定向光束102(例如，在第一模式中仅定向光束102’，并且在第二模式中定向光束102’，102”)，以提供多视图图像。此外，与第一模式(模式1)的分辨率相比，第二模式(模式2)中的多视图图像的分辨率可以增加(例如，加倍)。当然，如图4A至4B所示，在第二模式(模式2)中提供的多视图图像的数量或数目小于在第一模式(模式1)中提供的多视图图像的数量或数目(例如，一半)。特别地，如图4B所示，作为示例而非限制，多视图像素106与有源发射器110、120的每个相关联，并且多视图像素106中的每个包括与第二模式(模式2)中的四(4)个不同视图相对应的视图像素。因此，在第一模式(模式1)和第二模式(模式2)之间的切换可以有助于在多视图图像的较多视图(较低分辨率)和较高分辨率(较少视图)之间的切换。
再次参考图2A，在一些实施例中，多视图背光体100还可以包括平面基板130。特别地，有源发射器110、120可以在平面基板130的表面上间隔开。平面基板130还可包括电互连，以向有源发射器110、120提供电源。在一些实施例中，平面基板130被配置为光学透明或至少大体光学透明(即，可以是平面透明基板)。例如，平面基板130可以包括能够将光从平面基板130的第一侧传输到第二侧的光学透明材料。此外，在一些实施例中，电互连可以是光学透明的。此外，在一些实施例中，有源发射器阵列110、120的第一和第二阵列和平面基板130的组合(例如，连同电互连)可以被配置为光学透明。
根据一些实施例，多视图背光体100还可以包括与平面基板130相邻的广角背光体。广角背光体可以被配置为提供广角发射光。此外，根据各种实施例，有源发射器110、120的第一和第二阵列和平面基板130的组合可以被配置为对广角发射光透明。
图5在示例中示出了根据与本文描述的原理一致的实施例的包括广角背光体140的多视图背光体100的横截面图。特别地，图5示出了与平面基板130的表面相邻的广角背光体140，其中有源发射器110、120被布置在相对的表面上。图5还示出了与平面基板130的相对表面相邻的光阀104的阵列。
如图5的左侧所示，可通过激活有源发射器110、120以提供定向光束102(例如，如上各种所述和所示的定向光束102’、102”中的一个或两者)，使用多视图背光体100来提供多视图图像(多视图)。可选地，如图5的右侧所示，可以通过不激活有源发射器110、120并激活广角背光体140，以向光阀104的阵列提供广角发射光142，来提供二维(2D)图像。因此，根据各种实施例，包括广角背光体140和被配置为透明的平面基板130的多视图背光体100可用于实现可在显示多视图图像和显示2D图像之间切换的电子显示。在本文中，通过使用交叉阴影来表示有源发射器110、120被激活，而没有交叉阴影的有源发射器110、120表示未激活状态或情况。
根据本文所述原理的一些实施例，提供了多视图显示器。根据各种实施例，多视图显示器被配置为显示多视图图像。此外，根据各种实施例，多视图图像的图像分辨率被配置为根据操作模式动态地可选择。在一些实施例中，多视图图像的图像分辨率和不同视图的数目是动态可选择的。
图6在示例中示出了根据与本文描述的原理一致的实施例的多视图显示器200的框图。如图所示，多视图显示器200包括第一有源发射器阵列210。第一有源发射器阵列210被配置为提供具有与多视图图像的视图方向相对应的方向的定向光束202。特别地，第一有源发射器阵列210的每个有源发射器被配置为提供多个定向光束202，由有源发射器提供的多个定向光束的定向光束202彼此具有不同的方向，并且还具有视图方向的方向、或对应于视图方向的方向。
图6所示的多视图显示器200还包括第二有源发射器阵列220，第二有源发射器阵列220在基板240表面上与第一有源发射器阵列210交错。与第一有源发射器阵列210一样，第二有源发射器阵列220被配置为提供具有与多视图图像的视图方向相对应的方向的定向光束202。特别地，第二有源发射器阵列220的每个有源发射器被配置为提供多个定向光束202，由有源发射器提供的多个定向光束的定向光束202彼此具有不同的方向，并且还具有视图方向的方向、或对应于视图方向的方向。此外，由第二有源发射器阵列提供的定向光束202的方向可以基本上类似于由第一有源发射器阵列210提供的定向光束202的方向。
如图6所示，多视图显示器200还包括光阀阵列230。光阀阵列230被配置为调制由第一和第二有源发射器阵列210、220中的一个或两者提供的定向光束202。具体地，根据各种实施例，光阀阵列被配置为调制定向光束202，以显示多视图图像。
在一些实施例中，第一有源发射器阵列210可以基本上类似于上面关于多视图背光体100描述的有源发射器110的第一阵列。在一些实施例中，第二有源发射器阵列210可以基本上类似于也是上面关于多视图背光体100描述的有源发射器120的第二阵列。特别地，在一些实施例中，第一和第二有源发射器阵列210、220的有源发射器的尺寸与光阀阵列230的光阀的尺寸相称。在一些实施例中，有源发射器的形状与多视图显示器200的多视图像素的形状相当。此外，在一些实施例中，第一和第二有源发射器阵列210、220的有源发射器可以包括微型发光二极管(μLED)和有机发光二极管(OLED)中的一个或两者。此外，在一些实施例中，第一和第二有源发射器阵列210、220所在的基板240可以是光学透明的。
根据一些实施例，由多视图显示器200显示的多视图图像的图像分辨率可以在第一操作模式下具有第一值，并且在第二操作模式下具有第二值。具体地，第一操作模式可以包括：第一有源发射器阵列210被激活以提供定向光束202，并且第二有源发射器未激活。第一操作模式可被配置为提供具有第一图像分辨率的多视图图像。
在一些实施例中，第二操作模式可以包括：第一有源发射器阵列210和第二有源发射器阵列两者被激活，以同时提供定向光束202。根据一些实施例，第二操作模式可被配置为提供具有第二图像分辨率的多视图图像，其中第二图像分辨率大于第一图像分辨率。例如，第一操作模式可以基本上类似于多视图背光体100的第一模式(模式1)，而第二操作模式可以基本上类似于多视图背光体100的第二模式(模式2)，如上文分别参考图4A和图4B所述。根据各种实施例(例如，同样如上所述)，在第一操作模式和第二操作模式之间进行选择可以提供图像分辨率的动态选择，固然伴随着多视图图像的视图数目的变化。
在其它实施例中，第二操作模式可包括：在第一时间间隔期间，第一有源发射器阵列210被激活以提供定向光束202；在第二时间间隔期间，第二有源发射器阵列220被激活以提供定向光束202，第一和第二时间间隔是交替的、顺序的时间间隔。例如，参照图3A和3B，第二操作模式可以基本上类似于上面关于多视图背光体100描述的光阀阵列时分复用。根据各种实施例，在第一操作模式和第二操作模式之间进行选择可以提供图像分辨率的动态选择(例如，使用和不使用时分复用)。
在一些实施例(未示出)中，多视图显示器200还可以包括配置为提供广角发射光的广角背光体。根据各种实施例，广角背光体可相邻于与基板的与第一和第二有源发射器阵列210、220交错的表面相对的另一表面。在一些实施例中，广角背光体可以基本上类似于如关于图5所示和所述的多视图背光体100的广角背光体140。特别地，根据一些实施例，第一和第二有源发射器阵列210、220和基板240的组合可以被配置为对广角发射光透明。
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操作的方法。图7在示例中示出了根据本文原理的实施例的多视图背光体操作的方法300的流程图。图7所示的多视图背光体操作的方法300包括：使用第一有源发射器阵列发射(310)第一多个定向光束。具体地，根据各种实施例，第一多个定向光束的定向光束具有与多视图图像的视图方向相对应的方向。在一些实施例中，第一有源发射器阵列可以与上面关于多视图背光体100描述的有源发射器110的第一阵列基本相似。
图7所示的方法300还包括：使用与第一有源发射器阵列的有源发射器交错的第二有源发射器阵列发射(320)第二多个定向光束。具体地，发射第二多个定向光束的定向光束使其具有与多视图图像的视图方向相对应的方向。在一些实施例中，第二有源发射器阵列可以基本上类似于上述多视图背光体100的有源发射器120的第二阵列。
根据各种实施例，第一和第二有源发射器阵列中的一个或两者的有源发射器可以具有与用于显示多视图图像的多视图显示器的视图像素尺寸相当的尺寸。例如，视图像素可以对应于用于调制定向光束的光阀阵列的光阀，并且有源发射器可以具有对应于光阀阵列的光阀之间的尺寸或距离的尺寸。在一些实施例中，有源发射器的可比尺寸可以在视图像素尺寸的一半(0.5)到两倍(2X)之间。
在一些实施例中，如图7所示，多视图背光体操作的方法300还包括：使用光阀阵列调制(330)第一多个定向光束和第二多个光束中的一个或两者，以显示多视图图像。在一些实施例中，光阀阵列可以与上面关于多视图背光体100或多视图显示器200描述的光阀阵列104、230基本相似。在一些实施例中，光阀阵列的光阀集合可对应于多视图显示器的多视图像素，而单个光阀可对应于视图像素。
在一些实施例中，可以在第一时间间隔期间执行发射(310)第一多个光束，并且可以在第二时间间隔期间执行发射(320)第二多个光束，第一和第二时间间隔以时间顺序的方式交替。参照图3A至3B，这些实施例可在复用光阀阵列时使用，如上文结合背光体100所述。
在其他实施例中，可以在第一操作模式期间执行发射(310)第一多个定向光束。此外，在第二操作模式期间，可以执行发射(310)第一多个定向光束和发射(320)第二多个光束二者。参考图4A至4B，这些实施例可用于提供多视图图像的第一图像分辨率和第二图像分辨率之间的选择，如上文结合多视图背光体100所述。
因此，已经描述了使用多个有源发射器阵列的多视图背光体、多视图显示器和多视图背光体的操作方法的示例和实施例。应当理解的是，上述示例仅仅说明了表示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 (21)

1.一种多视图背光体，包括：
彼此间隔的第一有源发射器阵列，所述第一有源发射器阵列的有源发射器被配置为提供具有与多视图显示器的视图方向相对应的方向的第一多个定向光束；以及
交错在所述第一有源发射器阵列的有源发射器之间的第二有源发射器阵列，所述第二有源发射器阵列的有源发射器被配置为提供具有与所述多视图显示器的所述视图方向相对应的方向的第二多个定向光束，
其中，所述第一有源发射器阵列和所述第二有源发射器阵列的所述有源发射器具有与所述多视图显示器的视图像素尺寸相当的尺寸。
2.根据权利要求1所述的多视图背光体，其中，所述第一有源发射器阵列和所述第二有源发射器阵列中的一个或两者内的相邻有源发射器之间的距离与所述多视图显示器的多视图像素之间的距离相当。
3.根据权利要求1所述的多视图背光体，其中，所述第二有源发射器阵列的有源发射器位于所述第一有源发射器阵列的相邻有源发射器之间的中间。
4.根据权利要求1所述的多视图背光体，其中，所述第一有源发射器阵列和所述第二有源发射器阵列中的一个或两者的所述有源发射器包括微型发光二极管(μLED)。
5.根据权利要求1所述的多视图背光体，其中，所述第一有源发射器阵列和所述第二有源发射器阵列中的一个或两者的所述有源发射器包括有机发光二极管(OLED)。
6.根据权利要求1所述的多视图背光体，其中，所述第一有源发射器阵列的所述有源发射器被配置为在第一时间间隔期间提供所述第一多个定向光束，并且所述第二有源发射器阵列的所述有源发射器被配置为在第二时间间隔期间提供所述第二多个定向光束，所述第一时间间隔和第二时间间隔是交替的、顺序的时间间隔。
7.根据权利要求1所述的多视图背光体，其中，在所述多视图背光体的第一模式期间，所述第一有源发射器阵列被配置为提供所述第一多个定向光束，并且其中，在所述多视图背光体的第二模式期间，所述第一有源发射器阵列被配置为提供所述第一多个定向光束，并且所述第二有源发射器阵列被配置为提供所述第二多个定向光束。
8.根据权利要求1所述的多视图背光体，还包括平面基板，所述平面基板被配置为光学透明，所述第一有源发射器阵列和第二有源发射器阵列的有源发射器在所述平面基板的表面上间隔开。
9.根据权利要求8所述的多视图背光体，还包括与所述平面基板相邻的广角背光体，所述广角背光体被配置为提供广角发射光，其中，所述第一有源发射器阵列和第二有源发射器阵列和所述平面透明基板的组合被配置为对所述广角发出光透明。
10.一种显示器，包括根据权利要求1所述的多视图背光体，所述显示器还包括光阀阵列，所述光阀阵列被配置为调制所述第一多个定向光束和所述第二多个定向光束中的一个或两者的定向光束，以提供多视图图像，视图像素对应于所述光阀阵列的光阀，多视图像素对应于所述光阀阵列的光阀集和，并且所述显示器是所述多视图显示器。
11.一种多视图显示器，包括：
第一有源发射器阵列，其被配置为提供具有与多视图图像的视图方向相对应的方向的定向光束；
在基板表面上与所述第一有源发射器阵列交错的第二有源发射器阵列，所述第二有源发射器阵列被配置为提供具有与所述多视图图像的所述视图方向相对应的方向的定向光束；以及
光阀阵列，其被配置为调制由所述第一有源发射器阵列和第二有源发射器阵列中的一个或两者提供的所述定向光束，以显示所述多视图图像，
其中，所述多视图图像的图像分辨率被配置为根据操作模式动态地可选择。
12.根据权利要求11所述的多视图显示器，其中，所述第一有源发射器阵列和第二有源发射器阵列的有源发射器的尺寸的一个或两者与所述光阀阵列的光阀的尺寸相称，并且所述有源发射器的形状与所述多视图显示器的多视图像素的形状相当。
13.根据权利要求11所述的多视图显示器，其中，所述第一有源发射器阵列和第二有源发射器阵列的有源发射器包括微型发光二极管和有机发光二极管中的一个或两者。
14.根据权利要求11所述的多视图显示器，其中，所述多视图图像的所述图像分辨率在第一操作模式下具有第一值，并且在第二操作模式下具有第二值，所述第一操作模式包括：所述第一有源发射器阵列被激活以提供所述定向光束，并且所述第二有源发射器未激活。
15.根据权利要求14所述的多视图显示器，其中，所述第二操作模式包括：所述第一有源发射器阵列和所述第二有源发射器阵列都被激活，以同时提供所述定向光束。
16.根据权利要求14所述的多视图显示器，其中所述第二操作模式包括：所述第一有源发射器阵列被激活以在第一时间间隔期间提供所述定向光束，并且所述第二有源发射器阵列被激活以在第二时间间隔期间提供所述定向光束，所述第一时间间隔和第二时间间隔是交替的、顺序的时间间隔。
17.根据权利要求11所述的所述多视图显示器，还包括广角背光体，其被配置为提供广角光，所述广角背光体相邻于基板的与所述第一有源发射器阵列和第二有源发射器阵列交错的表面相对的另一表面，其中，所述第一有源发射器阵列和第二有源发射器阵列和所述基板的组合被配置为对所述广角发射光透明。
18.一种多视图背光体操作的方法，所述方法包括：
使用第一有源发射器阵列发射第一多个定向光束，所述第一多个定向光束的定向光束具有与多视图图像的视图方向相对应的方向；以及
使用与所述第一有源发射器阵列的有源发射器交错的第二有源发射器阵列发射第二多个定向光束，所述第二多个定向光束的定向光束具有与所述多视图图像的所述视图方向相对应的方向，
其中，所述有源发射器具有与用于显示所述多视图图像的多视图显示器的视图像素尺寸相当的尺寸。
19.根据权利要求18所述的多视图背光体操作的方法，还包括：使用光阀阵列调制所述第一多个定向光束和所述第二多个光束中的一个或两者，以显示所述多视图图像。
20.根据权利要求18所述的多视图背光体操作的方法，其中，在第一时间间隔期间发射所述第一个多光束，并且在第二时间间隔期间发射所述第二个多光束，所述第一时间间隔和第二时间间隔以时间顺序的方式交替。
21.根据权利要求18所述的多视图背光体操作的方法，其中，在第一操作模式期间执行发射所述第一个多个定向光束，并且在第二操作模式期间执行发射所述第一个多个定向光束和发射所述第二个多个光束。
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