CN111148939B - 多色静态多视图显示器和方法 - Google Patents

多色静态多视图显示器和方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111148939B
CN111148939B CN201780095318.4A CN201780095318A CN111148939B CN 111148939 B CN111148939 B CN 111148939B CN 201780095318 A CN201780095318 A CN 201780095318A CN 111148939 B CN111148939 B CN 111148939B
Authority
CN
China
Prior art keywords
light
color
view
static
colored
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201780095318.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111148939A (zh
Inventor
D.A.法塔尔
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Leia Inc
Original Assignee
Leia Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Leia Inc filed Critical Leia Inc
Publication of CN111148939A publication Critical patent/CN111148939A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111148939B publication Critical patent/CN111148939B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0066—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form characterised by the light source being coupled to the light guide
    • G02B6/0068—Arrangements of plural sources, e.g. multi-colour light sources
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/18—Diffraction gratings
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/30—Collimators
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/42—Diffraction optics, i.e. systems including a diffractive element being designed for providing a diffractive effect
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B30/00—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images
    • G02B30/50—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images the image being built up from image elements distributed over a 3D volume, e.g. voxels
    • G02B30/56—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images the image being built up from image elements distributed over a 3D volume, e.g. voxels by projecting aerial or floating images
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0013—Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide
    • G02B6/0015—Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide provided on the surface of the light guide or in the bulk of it
    • G02B6/002—Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide provided on the surface of the light guide or in the bulk of it by shaping at least a portion of the light guide, e.g. with collimating, focussing or diverging surfaces
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0013—Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide
    • G02B6/0023—Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide provided by one optical element, or plurality thereof, placed between the light guide and the light source, or around the light source
    • G02B6/0028—Light guide, e.g. taper
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0033—Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G02B6/0035—Means for improving the coupling-out of light from the light guide provided on the surface of the light guide or in the bulk of it
    • G02B6/0038—Linear indentations or grooves, e.g. arc-shaped grooves or meandering grooves, extending over the full length or width of the light guide
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0066—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form characterised by the light source being coupled to the light guide
    • G02B6/0073—Light emitting diode [LED]
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/42—Diffraction optics, i.e. systems including a diffractive element being designed for providing a diffractive effect
    • G02B27/4205—Diffraction optics, i.e. systems including a diffractive element being designed for providing a diffractive effect having a diffractive optical element [DOE] contributing to image formation, e.g. whereby modulation transfer function MTF or optical aberrations are relevant

Abstract

多色静态多视图显示器和操作多色静态多视图显示器的方法使用衍射光栅以从具有可选颜色和不同径向方向的引导光束衍射地散射光，从而提供了彩色静态多视图图像。多色静态多视图显示器包括被配置为引导多个引导光束的光导以及被配置为提供具有可选颜色和不同径向方向的多个引导光束的多色光源。多色静态多视图显示器还包括多个衍射光栅，该多个衍射光栅被配置为从引导光束的一部分中提供具有与彩色静态多视图图像的彩色视图像素相对应的颜色、强度和主角方向的定向光束。

Description

多色静态多视图显示器和方法
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
显示器，尤其是“电子”显示器，是一种向各种设备和产品的用户传送信 息的几乎无处不在的媒介。例如，电子显示器可以在各种设备和应用中找到， 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 机显示器和各种其他移动以及基本上非移动的显示应用和设备。电子显示器 通常采用像素强度的差分图案来表示或显示正在传送的图像或类似信息。像 无源电子显示器的情况一样，可以通过反射入射在显示器上的光来提供差分像素强度图案。可替代地，电子显示器可以提供光或发光以提供差分像素强 度图案。发光的电子显示器通常称为有源显示器。
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 截面图。
图3A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色静态 多视图显示器的平面图。
图3B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色静态 多视图显示器的一部分的截面图。
图3C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色静态 多视图显示器的透视图。
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包括多色 光源的多色静态多视图显示器的一部分的平面图。
图4B示出了根据与本文所述原理一致的实施例的示例中的多色光源的 截面图。
图5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色静态多 视图显示器的平面图。
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多视图显 示器的平面图。
图6B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图6A 的多色静态多视图显示器的平面图。
图7A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 示器的衍射光栅的平面图。
图7B示出了根据与本文所述原理一致的另一实施例的示例中组织为多 视图像素的一组衍射光栅的平面图。
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色静态多 视图显示器的框图。
图9示出了根据与本文描述的原理一致的实施例的示例中的操作多色静 态多视图显示器的方法的流程图。
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具有可选颜色的静态或准静 态三维(3D)或多视图图像(即“彩色”多视图图像)的显示器。具体地，与 所描述的原理一致的实施例使用多个定向光束显示静态或准静态彩色多视图 图像。多个定向光束中的定向光束的颜色以及各个强度和方向又对应于正被 显示的多色多视图图像的视图中的各个彩色视图像素。根据各种实施例，定 向光束的各个强度以及在一些实施例中的各个方向是预定的或“固定的”。因 此，所显示的彩色多视图图像可以被称为静态或准静态彩色多视图图像。此外，根据一些实施例，彩色多视图图像的颜色可以作为时间的函数可选。
如本文所述，被配置为显示静态或准静态彩色多视图图像的多色静态多 视图显示器包括光学地连接至光导以提供具有各个定向光束强度和方向的定 向光束的衍射光栅。衍射光栅被配置为通过或根据从光导内引导的光的衍射 地耦合或散射来发射或提供定向光束，该光被引导作为多个引导光束。此外， 多个引导光束中的引导光束在光导内以彼此不同的径向方向被引导。这样， 多个衍射光栅中的衍射光栅包括光栅特性，该光栅特性考虑入射到该衍射光 栅上的引导光束的特定径向方向，或者是该入射到该衍射光栅上的引导光束 的特定径向方向的函数。具体地，该光栅特性是衍射光栅与被配置为提供引导光束的光源的相对位置的函数。根据各种实施例，光栅特性被配置为考虑 引导光束的径向方向，以确保由衍射光栅提供的所发射的定向光束与正显示 的静态或准静态彩色多视图图像的各种视图中相关视图像素之间的对应性。
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提供多 视图图像的不同视图的电子显示器或显示系统。“静态多视图显示器”被定义 为被配置为显示预定或固定(即，静态)的多视图图像的多视图显示器，尽 管以多个不同的视图显示。“准静态多视图显示器”在本文中被定义为可以通 常作为时间的函数在不同的固定多视图图像之间或在多个多视图图像状态之 间切换的静态多视图显示器。例如，在不同的固定多视图图像或多视图图像 状态之间切换可以提供基本的动画形式。此外，如本文所定义，准静态多视 图显示器是静态多视图显示器的一种。这样，在纯静态多视图显示器或图像 与准静态多视图显示器或图像之间没有区别，除非这种区别对于适当的理解 是必要的。
此外，本文中“彩色”多视图图像被定义为具有特定或预定义颜色的多 视图图像。在一些实施例中，预定义颜色可以是可选择的。即，可以在操作 期间选择预定义颜色，并且进一步可以作为时间的函数改变预定义颜色。例 如，在第一时间间隔期间可以将彩色多视图图像的颜色选择为或包括第一颜 色，而在第二时间间隔或在第二时间间隔期间可以将彩色多视图图像的颜色 选择为或包括第二颜色。例如，可以通过颜色可选或颜色可控的多色光源(即， 其中所提供的光的颜色是可控制的彩色光源)来提供颜色选择。
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。如在图1A中，多视图显示器10包括在屏幕12上的衍射 光栅，其被配置为在多视图图像16内的视图14中或多视图图像16的视图 14中(或等效地，在多视图显示器10的视图14中)显示视图像素。例如， 多视图图像16可以具有可选颜色，并且因此可以是彩色多视图图像。例如， 屏幕12可以是汽车、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的屏幕、照相机显示器或基本上 任何其他设备的电子显示器。
多视图显示器10在相对于屏幕12的不同视图方向18(即，在不同的主 角方向)上提供多视图图像16的不同视图14。视图方向18被示为从屏幕12 在各种不同的主角方向上延伸的箭头。在箭头(即，描绘视图方向18)的末 端，不同的视图14被示为阴影多边形框。因此，当多视图显示器10(例如， 如图1A所示)绕y轴旋转时，观看者看到不同的视图14。另一方面，(如图 所示)当图1A中的多视图显示器10绕x轴旋转时，观看的图像保持不变， 直到没有光到达观看者的眼睛为止(如图所示)。
注意，尽管将不同的视图14图示为在屏幕12上方，但是当将多视图图 像16显示在多视图显示器10上并由观看者观看时，视图14实际上出现在屏 幕12上或附近。如图1A中所示，在屏幕12上方描绘多视图图像16的视图 14仅是为了简化图示，并且旨在表示从视图方向18之中对应于特定视图14 的相应一个视图方向观看多视图显示器10。此外，在图1A中，仅以示例而 非限制的方式示出了三个视图14和三个视图方向18。
根据本文的定义，视图方向或者等同地，具有与多视图显示器的视图方 向对应的方向的光束，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18)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，该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可以包括多于两个视 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)。
在多视图显示器中，“多视图像素”在本文被定义为一组或多个视图像素， 该组或多个视图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 的像素。等同地，多视图像素可以具有单独的视图像素，该单独的视图像素 对应于或表示将要由多视图显示器显示的多视图图像的不同视图中的每一个 中的像素。此外，根据本文的定义，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，由多视图像素的视图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上相似的位置或坐标。例如， 第一多视图像素可以具有单独的视图像素，该单独的视图像素对应于在多视 图图像的不同视图中的每一个中的位于{x1,y1}处的视图像素，而第二多视图 像素可以具有单独的视图像素，该单独的视图像素对应于在不同视图中的每 一个中的位于{x2,y2}处的视图像素，以此类推。根据本文的定义，具有或包 括特定或预定义(例如，可选择的)颜色的视图像素是“彩色”视图像素。
在一些实施例中，多视图像素中的视图像素(或彩色视图像素)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八 个不同视图的多视图显示器相关联的八(8)个视图像素。可替代地，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。在另一示例中，多视图显示器可以提供八乘四的视图阵列(即， 三十二个视图)，并且多视图像素可以包括三十二(32)个视图像素(即，每 个视图一个视图像素)。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构成多视图显示器的所选择的视图的像素的数量。
在本文中，“光导”被定义为使用全内反射(全内反射)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 的一种或两种。
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 分段或可微平面的层或薄片，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 上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，以形成圆柱形形状的板光导。 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成提供对入射到衍射光栅上 的光的衍射的多个特征(即，衍射特征)。在一些示例中，可以以周期性或准 周期性的方式布置多个特征，在特征对之间具有一个或多个光栅间距。例如， 衍射光栅可以包括以一维(1D)阵列布置的多个特征(例如，材料表面中的 多个凹槽(groove)或脊(ridge))。在其他示例中，衍射光栅可以是特征的 二维(2D)阵列。例如，衍射光栅可以是材料表面上的凸起(bump)或材料 表面中的孔的2D阵列。根据各种实施例和示例，衍射光栅可以是亚波长光 栅，该亚波长光栅的光栅间距或相邻衍射特征之间的距离小于大约要由衍射 光栅衍射的光的波长。
因此，并且根据本文的定义，“衍射光栅”是提供对入射到衍射光栅上的 光的衍射的结构。如果光从光导入射到衍射光栅上，则提供的衍射或衍射散 射可以导致因此被称为的“衍射耦合”，因为衍射光栅可以通过衍射将光耦合 出光导。衍射光栅还通过衍射(即，以衍射角)重定向或改变光的角度。具 体地，作为衍射的结果，离开衍射光栅的光通常具有与入射在衍射光栅上的 光(入射光)的传播方向不同的传播方向。通过衍射在光的传播方向上的变 化在本文中被称为“衍射重定向”。因此，衍射光栅可以被理解为包括衍射特 征的结构，该衍射特征使入射到衍射光栅上的光衍射地重定向，并且如果光 从光导入射，则衍射光栅也可以衍射地耦合出来自光导的光。
此外，根据本文的定义，衍射光栅的特征被称为“衍射特征”，并且可以 是以下中的一个或多个：在材料表面(即，两种材料之间的边界)处、表面 中或表面上。表面例如可以是光导的表面。衍射特征可以包括使光衍射的各 种结构中的任何一种，包括但不限于表面处、表面中或表面上的凹槽、脊、 孔和凸起中的一种或多种。例如，衍射光栅可以包括在材料表面中的多个基 本上平行的凹槽。在另一示例中，衍射光栅可以包括从材料表面伸出的多个 平行的脊。衍射特征(例如，凹槽、脊、孔、凸起等)可以具有提供衍射的 各种横截面形状或轮廓中的任何一种，包括但不限于正弦轮廓、矩形轮廓(例 如，二元衍射光栅)、三角形轮廓和锯齿形(例如，闪耀光栅)中的一种或多 种。
如下文进一步描述，本文中的衍射光栅可以具有光栅特性，包括特征间 隔或节距、取向和尺寸(例如，衍射光栅的宽度或长度)中的一个或多个。 此外，可以选择或选取光栅特性为光束在衍射光栅上的入射角的函数、衍射 光栅距光源(例如，多色光源)的距离的函数或两者的函数。具体地，根据 一些实施例，可以选择衍射光栅的光栅特性以取决于光源的相对位置和衍射 光栅的位置。通过适当地改变衍射光栅的光栅特性，由衍射光栅衍射(例如， 衍射地耦合出光导)的光束(例如，“定向光束”)的强度和主角方向都对应 于多视图图像的视图像素的强度和视图方向。
根据本文描述的各种示例，可以采用衍射光栅(例如，如下所述的多视 图像素的衍射光栅)来将光作为光束衍射地散射或耦合出光导(例如，板光 导)。具体地，局部周期性衍射光栅的衍射角θm或由局部周期性衍射光栅提供 的衍射角θm可以由等式(1)给出为：
Figure BDA0002426677600000081
其中λ是光的波长，m是衍射级，n是光导的折射率，d是衍射光栅的特征之 间的距离或间距，θi是光在衍射光栅上的入射角。为简单起见，等式(1)假 设衍射光栅与光导的表面相邻，并且光导外部的材料的折射率等于1(即， nout＝1)。通常，衍射级m由整数给出。由衍射光栅产生的光束的衍射角θm可 以由等式(1)给出，其中衍射级为正数(例如，m>0)。例如，当衍射级m 等于1(即，m＝1)时，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θi入射到衍射光栅30上的光束(或光束的集合)50。光束50是 光导40内的引导光束。图2还示出了耦合出的光束(或光束的集合)60，该 光束(或光束的集合)60是由于入射光束20的衍射而由衍射光栅30衍射地 产生并耦合出。耦合出的光束60具有由等式(1)给出的衍射角θm(在本文 中为“主角方向”)。例如，耦合出的光束60可以对应于衍射光栅30的衍射 级“m”。
根据各种实施例，各种光束的主角方向由光栅特性确定，该光栅特性包 括但不限于衍射光栅的尺寸(例如，长度、宽度、面积等)、取向和特征间距 中的一个或多个。此外，根据本文的定义，由衍射光栅产生的光束具有由角 度分量{θ,φ}给出的主角方向，并且如以上关于图1B所述。
在本文中，“准直光”或“准直光束”通常被定义为这样的光束，该光束 的光线在光束内基本彼此平行(例如，光导中的引导光束)。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， 本文中的“准直器”基本上被定义为被配置为准直光的任何光学设备或装置。
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，准直因子定义了在准直光束内的光线的角展度。例如，准直因子σ可以 指定准直光束中的大多数光线在特定的角展度内(例如，围绕准直光束的中 心或主角方向的+/-σ度)。根据一些示例，准直光束的光线可以在角度方面具 有高斯分布，并且角展度可以是由准直光束的峰值强度的二分之一确定的角 度。
在本文中，“光源”被定义为光的源头(例如，被配置为产生和发射光的 光发射器)。“多色光源”是具有或包括可选颜色的发射光的光源。例如，光 源可以包括诸如发光二极管(LED)的光发射器，该光发射器在被激活或开 启时发射光。同样，多色光源可以包括颜色可选或颜色可变的光发射器或多 个不同颜色的光发射器，其以可选的方式提供不同颜色的发射光。例如，多 色光源可以包括多个不同颜色的光发射器，诸如在激活时发射不同颜色的光 的多个不同颜色的LED。
具体地，本文中的多色光源可以是基本上任何光源或基本上包括任何光 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 可以渲染或配置为颜色可选的任何其他光源中的一种或多种。由多色光源产 生的光可以具有多种不同的颜色(即，可以包括多种不同的特定波长的光)。 在一些实施例中，光源可以包括多个不同颜色的光发射器。例如，光源可以 包括一组或一套光发射器，其中至少一个光发射器产生具有与由该组或套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(等同地)波 长的光。不同的颜色可以包括例如原色(例如，红色、绿色、蓝色)。此外， 根据各种实施例，可以通过组合由各种光发射器产生的光的不同颜色来提供 可选颜色。
此外，如本文所使用的，冠词“一”意图具有专利领域中的普通含义， 即“一个或多个”。例如，“一个衍射光栅”是指一个或多个衍射光栅，同样， “该衍射光栅”在本文中是指“该衍射光栅(或该多个衍射光栅)”。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，提供了一种被配置为提供多视图图 像并且更具体地为彩色静态多视图图像的多视图显示器。图3A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色静态多视图显示器100的平 面图。图3B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色静态 多视图显示器100的一部分的截面图。具体地，图3B可以示出通过图3A的 多色静态多视图显示器100的一部分的横截面，该横截面在x-z平面中。图 3C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色静态多视图 显示器100的透视图。根据一些实施例，所示的多色静态多视图显示器100 被配置为提供单色静态多视图图像，而在其他实施例中，多色静态多视图显 示器100可以被配置为提供多个彩色多视图图像，并且因此用作(或作为) 彩色准静态多视图显示器100。例如，如下所述，多色静态多视图显示器100 可以在不同的固定彩色多视图图像之间或者等同地在多个彩色多视图图像状 态之间切换。
图3A-3C所示的多色静态多视图显示器100被配置为提供多个定向光束 102，多个定向光束102中的每个定向光束102具有强度和主角方向。多个定 向光束102一起具有可选颜色，并且表示多色静态多视图显示器100被配置 为提供或显示的彩色多视图图像的一组视图的各种彩色视图像素。在一些实 施例中，可以将彩色视图像素组织成多视图像素，以表示彩色多视图图像的 各种不同视图。此外，彩色视图像素包括多色静态多视图显示器100的颜色， 并且更具体地包括可选颜色。
如图所示，多色静态多视图显示器100包括光导110。例如，光导可以 是板光导(如图所示)。光导110被配置为沿着光导110的长度将光引导为引 导光或更具体地为引导光束112。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，来便于引导光束112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。电介质材料的基本上平坦的薄片被配置 为使用全内反射来引导该引导光束112。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还可以包括光导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。
根据各种实施例，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，“前”表面)和第二表面110”(例如，“后”表 面或“底”表面)之间引导该引导光束112。具体地，引导光束112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。注意，为了简化说明，在图3B中未明确地描绘非零传播角。然而，图 3B的确示出了指向该图示的平面里面的箭头，该箭头描绘了引导光束112沿着光导长度的总体传播方向103。
如本文所定义，“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，非零传播角既大 于零又小于光导110内的全内反射的临界角。例如，引导光束112的非零传 播角可以在大约十(10)度与大约五十(50)度之间，或在一些示例中，在 大约二十(20)度与大约四十(40)度之间，或在大约二十五(25)度与大 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，或者大约25度，或者大约35度。 此外，只要具体的非零传播角被选择为小于光导110内的全内反射的临界角， 就可以为特定的实现方式选择(例如，任意选择)具体的非零传播角。
如图3A和3C所示，多色静态多视图显示器100还包括多色光源120。 多色光源120位于光导110上的输入位置116。例如，如图所示，多色光源 120可以位于与光导110的边缘或侧面114相邻。多色光源120被配置为在光 导110内提供光作为多个引导光束112。多个引导光束112包括可选颜色的光 或简单地为“可选颜色”。此外，多色光源120提供光，使得多个引导光束中 的各个引导光束112具有彼此不同的径向方向118。
具体地，由多色光源120发射的光被配置为进入光导110，并作为多个 引导光束112以放射状远离输入位置116并横穿或沿着光导的长度传播。此 外，由于远离输入位置116传播的径向图案，多个引导光束112中的各个引 导光束112具有彼此不同的径向方向。例如，多色光源120可以是对接耦合 (butt-couple)到侧面114的。例如，对接耦合的多色光源120可以便于以扇 形图案引入光，以提供不同径向方向的各个引导光束112。根据一些实施例， 多色光源120可以是或至少近似在输入位置116处的“点”光源，使得引导 光束112沿着不同的径向方向118传播(即，作为多个引导光束112)。
在一些实施例中，多色光源120的输入位置116在光导110的侧面114 上、在侧面114的中心或中间附近或大约在侧面114的中心或中间。具体地， 在图3A和3C中，在输入位置116处示出了多色光源120，该输入位置116 近似位于光导110的侧面114(即，“输入侧面”)的中心(例如，在中间)。 可替代地(未示出)，输入位置116可以远离光导110的侧面114的中间。例 如，光导110可以具有矩形形状(例如，如图所示)，并且多色光源120的输 入位置116可以在矩形光导110的拐角(例如，输入侧面114的拐角)处。
在各种实施例中，多色光源120可以基本上包括被配置为提供可选颜色 的光的任何光源(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，多色光源120可 以包括被配置为产生具有由特定颜色(例如，第一颜色)表示的窄带光谱的 基本上单色的光的光发射器。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。例如，多色光源120可以因此包 括产生不同颜色的基本上单色的光的多个不同颜色的光发射器，以便于发射 可选颜色的光。在其他示例中，多色光源120可以是被配置为提供包括可选 输出颜色的基本上为宽带或多色的光的基本上为宽带的光源。例如，多色光 源120可以提供白光，可以选择其波段以提供可选颜色的光(或可选颜色)。 例如，可以由多色光源120的控制输入来提供可选颜色的选择。在另一示例 中，可以由在多色光源120的输出处的可变颜色过滤器来提供颜色选择。
如上所述，多色光源120可以包括被配置为提供不同颜色的光的多个彩 色光发射器。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。此外，在一些实施例中， 多个光发射器中被配置为提供不同颜色的光中的第一颜色的光(例如，红色) 的光发射器可以与被配置为提供不同颜色的光中的第二或另一颜色的光(例 如，绿色)的光发射器在多色光源120内交错(interlace)或散布(intersperse)。 例如，多个彩色光发射器可以包括红色发光二极管、绿色发光二极管和蓝色 发光二极管。因此，不同颜色的光可以是红光、绿光和蓝光，使得可选颜色 可以被提供为红光、绿光和蓝光的可选组合。例如，可以通过红色、绿色、 蓝色发光二极管的相对发射强度来控制可选组合。此外，在该示例中，红色、 绿色和蓝色发光二极管可以在多色光源120的范围或宽度上彼此交错或散布。
图4A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色光 源120的多色静态多视图显示器100的一部分的平面图。图4B示出了根据与 本文所述原理一致的实施例的示例中的多色光源120的横截面图。具体地， 图4A示出了多色光源120被对接耦合到多色静态多视图显示器100的光导 110的侧面114。不同类型的箭头(实线、长虚线和短虚线)表示由多色光源 120产生的引导光束112中的不同颜色的光。不同的颜色组合以提供引导光 束112的可选颜色，如图所示。
图4B所示的多色光源120包括配置为提供不同颜色的光的多个彩色光 发射器122。此外，如图所示，彩色光发射器122包括被配置为提供第一颜 色的光(例如，红光)的第一光发射器122’，被配置为提供第二颜色的光(例 如，绿光)的第二光发射器122”，以及配置为提供第三颜色的光(例如，蓝 光)的第三光发射器122”’。例如，多个彩色光发射器122可以包括多个不同 的彩色发光二极管(LED)。例如，第一光发射器122’可以是红色LED，第二光发射器122”可以是绿色LED，并且第三光发射器122”’可以是蓝色LED。 此外，如图所示，第一光发射器122’、第二光发射器122”和第三光发射器122”’ 在多色光源120的范围W内交错。即，如图所示，第一、第二和第三光发射 器122’、122”、122”’足够小以适合在多色光源范围W内并且在范围W上彼 此进一步交错。例如，具有不同颜色的彩色光发射器122的交错可以便于将 产生的不同颜色的光组合或“融合”在一起。此外，交错还可以导致引导光束112内不同颜色的光线具有基本上相同的传播方向(即，引导光束112的 公共方向，如图4A所示)。注意，根据一些实施例，范围W可以被选择以确 定或用于控制彩色视图像素的角展度。
在一些实施例中，包括或具有通过将来自多色光源120的光耦合到光导 110中而产生的可选颜色的引导光束112可以是未准直的或至少基本上未准 直的。在其他实施例中，引导光束112可以是准直的(即，引导光束112可 以是准直的光束)。这样，在一些实施例中，多色静态多视图显示器100可以 包括在多色光源120和光导110之间的准直器(未示出)。可替代地，多色光 源120还可以包括准直器。准直器被配置为在光导110内提供被准直的引导 光束112。具体地，准直器被配置为从多色光源120的一个或多个光发射器 接收基本上未准直的光，并将基本未准直的光转换为准直光。在一些示例中， 准直器可以被配置为在基本上垂直于引导光束112的传播方向的平面(例如， “垂直”平面)中提供准直。也就是说，例如，准直可以提供在垂直于光导 110的表面(例如，第一或第二表面110’、110”)的平面中具有相对窄的角 展度的准直的引导光束112。根据各种实施例，准直器可包括多种准直器中 的任何一种，包括但不限于透镜、反射镜或镜子(例如，倾斜的准直反射镜) 或配置为准直例如来自多色光源120的光的衍射光栅(例如，基于衍射光栅 的桶状准直器)。
此外，在一些实施例中，准直器可以提供具有非零传播角和根据预定的 准直因子而被准直中的一个或两者的准直光。此外，当采用不同颜色的光发 射器时，准直器可以被配置为提供具有不同的特定于颜色的非零传播角和具 有不同的特定于颜色的准直因子中的一个或两者的准直光。在一些实施例中， 准直器还被配置为将准直光传递到光导110，以作为引导光束112传播。
在一些实施例中，准直或未准直的光的使用可能影响可由多色静态多视 图显示器100提供的彩色多视图图像。例如，如果在光导110内准直包括或 具有可选颜色的引导光束112，则也包括或具有可选颜色的所发射的定向光 束102可以在至少两个正交方向上具有相对窄或受限制的角展度。因此，多 色静态多视图显示器100可以在具有两个不同方向(例如，x方向和y方向) 的阵列中提供具有多个不同视图的彩色多视图图像。然而，如果引导光束112 基本上未准直，则彩色多视图图像可以提供视差，但是可以不提供不同视图 的完整的二维阵列。具体地，如果引导光束112未准直(例如，沿着z轴)， 则彩色多视图图像可以提供当绕着y轴旋转时表现出“视差3D”的不同彩色 多视图图像(例如，如图1A所示)。另一方面，例如，如果多色静态多视图 显示器100绕x轴旋转，则彩色多视图图像及其视图可以基本上保持不变或 相同，这是因为多个定向光束中的定向光束102在y-z平面内具有宽角度范 围。因此，提供的彩色多视图图像可能是“仅视差”的，仅在一个方向而不 是两个方向上提供视图的阵列。
再次参考图3A-3C，所示的多色静态多视图显示器100还包括多个衍射 光栅130，其配置为发射多个定向光束中的定向光束102。如上所述并根据各 种实施例，由多个衍射光栅130发射的定向光束102可以表示彩色多视图图 像。具体地，由多个衍射光栅130发射的定向光束102可以被配置为创建彩 色多视图图像以显示信息，例如具有3D内容的信息。此外，如以下进一步 所述，当多色光源120从侧面114照射光导110时，衍射光栅130可以发射 包括可选颜色的定向光束102。
根据各种实施例，多个衍射光栅中的衍射光栅130被配置为从多个引导 光束中的引导光束112的一部分提供多个定向光束中的定向光束102。此外， 衍射光栅130被配置为提供具有与彩色多视图图像的彩色视图像素的强度和 视图方向相对应的强度和主角方向的定向光束102。在一些实施例中，根据 一些实施例，多个衍射光栅中的衍射光栅130通常不相交、重叠或以其他方 式彼此接触。即，根据各种实施例，多个衍射光栅中的每个衍射光栅130通 常是不同的并且与衍射光栅130中的其它衍射光栅分开。
如图3B所示，定向光束102可以至少部分地在这样的方向上传播，该 方向与光导110内的引导光束112的平均或总体传播方向103不同并在一些 实施例中与光导110内的引导光束112的平均或总体传播方向103正交。例 如，根据一些实施例，如图3B所示，来自衍射光栅130的定向光束102可以 基本上被限制在x-z平面上。
根据各种实施例，多个衍射光栅中的每个衍射光栅130具有相关的光栅 特性。每个衍射光栅的相关联的光栅特性取决于、定义为或作为以下的函数： 从多色光源120入射到衍射光栅上的引导光束112的径向方向118。此外，在 一些实施例中，相关联的光栅特性进一步由衍射光栅130和多色光源120的 输入位置116之间的距离确定或定义。例如，如图3A所示，相关联的特性可 以是衍射光栅130a与输入位置116之间的距离D和入射在衍射光栅130a上 的引导光束112的径向方向118a的函数。换言之，多个衍射光栅130中的衍 射光栅130的相关联的光栅特性取决于光源的输入位置116以及衍射光栅130 相对于输入位置116在光导110的表面上的特定位置。
图3A示出了具有不同空间坐标(x1,y1)和(x2,y2)的两个不同的衍射 光栅130a和130b，它们还具有不同的光栅特性以补偿或考虑入射到衍射光栅 130上的来自多色光源120的多个引导光束112的不同的径向方向118a和 118b。类似地，两个不同衍射光栅130a和130b的不同光栅特性考虑相应衍 射光栅130a、130b距光源输入位置116的不同距离，该距离由不同的空间坐 标(x1,y1)和(x2,y2)确定。
图3C示出了可以由多色静态多视图显示器100提供的多个定向光束102 的示例。具体地，如图所示，示出了多个衍射光栅中的不同组的衍射光栅130 发射定向光束102，所述定向光束102具有彼此不同的主角方向。根据各种 实施例，不同的主角方向可以对应于多色静态多视图显示器100的不同的视 图方向。例如，第一组衍射光栅130可以衍射地耦合出入射引导光束112的 部分(以虚线示出)以提供第一组定向光束102’，该第一组定向光束102’具 有与多色静态多视图显示器100的第一视图方向(或第一视图)相对应的第 一主角方向。类似地，第二组定向光束102”和第三组定向光束102”’分别具 有与多色静态多视图显示器100的第二视图方向(或第二视图)和第三视图 方向(或第三视图)相对应的主角方向，可以通过由相应的第二组、第三组 衍射光栅130衍射耦合出入射引导光束112的部分来提供第二组定向光束102” 和第三组定向光束102”’，以此类推，如图所示。在图3C中还示出了可以由 多视图显示器100提供的彩色多视图图像16的第一视图14’、第二视图14” 和第三视图14”’。所示的第一视图14’、第二视图14”和第三视图14”’表示物 体的不同透视图，并且一起是所显示的彩色多视图图像16(例如，等同于图 1A中所示的彩色多视图图像16)。
通常，衍射光栅130的光栅特性可以包括衍射光栅的衍射特征间距或节 距、光栅取向和光栅尺寸(或范围)中的一个或多个。此外，在一些实施例 中，衍射光栅耦合效率(诸如，衍射光栅面积、凹槽深度或脊高度等)可以 是从输入位置116到衍射光栅的距离的函数。例如，衍射光栅耦合效率可以 被配置为根据距离而增加，以部分地校正或补偿与径向扩展和其他损耗因子 相关联的引导光束112的强度的总体下降。因此，根据一些实施例，由衍射 光栅130提供的并且与对应视图像素的强度相对应的定向光束102的强度可 以部分地由衍射光栅130的衍射耦合效率来确定。
图5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色静态多 视图显示器100的平面图。在图5中，示出了在距光导110的侧面114处的 多色光源120的输入位置116有距离D的角度空间中的照明体积134。注意， 随着多个引导光束112的传播的径向方向在远离y轴并且朝向x轴的角度变 化时，照明体积具有更宽的角尺寸。例如，如图所示，照明体积134b比照明 体积134a宽。
再次参考图3B，多个衍射光栅130可以位于或邻近光导110的第一表面 110’，光导110的第一表面110’是光导110的光束发射表面，如图所示。例 如，衍射光栅130可以是透射模式衍射光栅，其被配置为衍射地耦合出引导 光的一部分作为定向光束102通过第一表面110’。可替代地，多个衍射光栅 130可以位于或邻近于与光导110的光束发射表面(即，第一表面110’)相 对的第二表面110”。具体地，衍射光栅130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130被配置为既衍射引导光部分又将该衍射的 引导光部分朝向第一表面110’反射，以作为衍射地散射或耦合出的定向光束 102通过第一表面110’射出。在其他实施方式中(未示出)，衍射光栅130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。
在本文中描述的一些实施例中，定向光束102的主角方向可以包括由于 定向光束102在光导表面处射出光导110而引起的折射效应。例如，示例性 而非限制性地，当衍射光栅130位于或邻近于第二表面110”处时，由于随 着定向光束102穿过第一表面110’时折射率的变化，定向光束102可以被折 射(即弯曲)。
根据一些实施例，多色静态多视图显示器100可以包括彼此横向偏移的 多个多色光源120。多个光源中的多色光源120的横向偏移可以在各个衍射 光栅130处或之间的各个引导光束102的径向方向上提供差异。根据一些实 施例，该差异继而可以便于提供所显示的彩色多视图图像的动画。因此，在 一些实施例中，多色静态多视图显示器100可以是多色准静态多视图显示器 100。
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多色静态 多视图显示器100的平面图。图6B示出了根据与本文描述的原理一致的实施 例的另一示例中的图6A的多色静态多视图显示器100的平面图。图6A和图 6B所示的多色静态多视图显示器100包括具有多个衍射光栅130的光导110。 此外，如图所示，多色静态多视图显示器100还包括多个多色光源120，该 多个多色光源120彼此横向偏移并且被配置为单独地提供具有彼此不同的径 向方向118的引导光束112。
具体地，图6A和6B示出了在光导110的侧面114上的第一输入位置116a 处的第一多色光源120a和在第二输入位置116b处的第二多色光源120b。第 一和第二输入位置116a、116b沿着侧面114(即，沿x方向)横向偏移或彼 此偏移，以提供相应的第一和第二多色光源120a、120b的横向偏移。另外， 多个多色光源120的第一和第二多色光源120a、120b中的每一个提供不同的 多个引导光束112，该不同的多个引导光束112包括可选颜色并且具有相应的 彼此不同的径向方向。例如，第一多色光源120a可以提供具有第一组不同的 径向方向118a的第一多个引导光束112a，而第二多色光源120b可以提供具 有第二组不同的径向方向118b的第二多个引导光束112b，分别如图6A和6B 所示。此外，如图所示，第一和第二多个引导光束112a、112b通常具有不同 的径向方向的组118a、118b，由于第一和第二多色光源120a、120b的横向偏 移，不同的径向方向的组118a、118b作为组也彼此不同。
因此，多个衍射光栅130发射表示不同的彩色多视图图像的定向光束， 该不同的彩色多视图图像在视图空间中彼此偏移(例如，在视图空间中成角 度地偏移)。因此，通过在第一多色光源120a和第二多色光源120b之间切换， 多色静态多视图显示器100可以提供彩色多视图图像的“动画”，诸如按时间 顺序的动画。具体地，例如，通过在不同的依序时间间隔或时间段期间按顺 序地照射第一多色光源120a和第二多色光源120b，多色静态多视图显示器 100可以被配置为使彩色多视图图像在不同的时间段期间的表观位置(apparent location)偏移。根据一些实施例，由动画提供的这种表观位置的 偏移可以表示和说明将多色静态多视图显示器100操作为多色准静态多视图 显示器100以提供多个彩色多视图图像状态。
另外，根据各种实施例，第一多色光源120a提供的可选颜色可以与第二 多色光源120b提供的可选颜色相同或不同。这样，“动画”可以包括彩色多 视图图像的颜色的变化，该变化作为时间的函数(例如，在特定的彩色多视 图图像中)或作为彩色多视图图像状态的函数。
根据各种实施例，如以上关于图3A-3C所述，使用衍射(例如，通过衍 射散射或衍射耦合)发射多色静态多视显示器100的定向光束102。在一些 实施例中，多个衍射光栅130可以被组织为多视图像素，每个多视图像素包 括一组衍射光栅130，该组衍射光栅130包括来自多个衍射光栅的一个或多 个衍射光栅130。另外，如上所述，(一个或多个)衍射光栅130具有衍射特 性，该衍射特性是光导110上的径向位置的函数，并且是由该(一个或多个)衍射光栅130发射的定向光束102的强度和方向的函数。
图7A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 示器的衍射光栅130的平面图。图7B示出了根据与本文描述的原理一致的另 一实施例的在示例中被组织为多视图像素140的一组衍射光栅130的平面图。 如图7A和7B所示，每个衍射光栅130包括根据衍射特征间距(有时称为“光 栅间距”)或光栅节距彼此间隔开的多个衍射特征。衍射特征间距或光栅节距 被配置为提供从光导内部衍射耦合出或散射出引导光部分。在图7A-7B中， 衍射光栅130在多视图显示器(例如，图3A-3C所示的多色静态多视图显示 器100)的光导110的表面上。
根据各种实施例，衍射光栅130中的衍射特征的间距或光栅节距可以是 亚波长(即，小于引导光束112的波长)。注意，尽管图7A和7B示出了具 有单个或均匀的光栅间距(即，恒定的光栅节距)的衍射光栅130，但这是 为了简化图示。在各种实施例中，如下所述，衍射光栅130可以包括多个不 同的光栅间距(例如，两个或更多个光栅间距)或可变的衍射特征间距或光 栅节距，以提供定向光束102，例如，如图3A-6B中以各种方式所示。因此， 图7A和7B并不意味着暗示单个光栅节距是衍射光栅130的排他性实施例。
根据一些实施例，衍射光栅130的衍射特征可以包括彼此间隔开的凹槽 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，凹槽或脊 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，例如光导110的表面上的另一种材料的薄膜或层。
如先前所讨论的和在图7A中所示的，衍射特征的配置包括衍射光栅130 的光栅特性。例如，衍射光栅的光栅深度可以被配置为确定由衍射光栅130 提供的定向光束102的强度。可替代地或附加地，如先前所讨论的和在图 7A-7B中所示的，光栅特性包括衍射光栅130的光栅节距和光栅取向(例如， 图7A所示的光栅取向γ)中的一个或两者。结合引导光束的入射角，这些 光栅特性确定由衍射光栅130提供的定向光束102的主角方向。
在一些实施例中(未示出)，被配置为提供定向光束的衍射光栅130包括 可变或啁啾衍射光栅作为光栅特性。根据定义，“啁啾”衍射光栅是表现出或 具有在啁啾衍射光栅的范围或长度上变化的衍射特征的衍射间距(即，光栅 节距)的衍射光栅。在一些实施例中，啁啾衍射光栅可以具有或表现出随距 离线性变化的衍射特征间距的啁啾。因此，根据定义，啁啾衍射光栅是“线 性啁啾”衍射光栅。在其他实施例中，多视图像素的啁啾衍射光栅可以表现 出非线性的衍射特征间距的啁啾。可以使用各种非线性线性啁啾，包括但不 限于指数啁啾、对数啁啾或以另一种基本上不均匀或随机但仍单调的方式变 化的啁啾。也可以采用非单调啁啾，诸如但不限于正弦啁啾或三角形啁啾或 锯齿啁啾。也可以采用这些类型的啁啾的任意的组合。
在其他实施例中，配置为提供定向光束102的衍射光栅130是或包括多 个衍射光栅(例如，子光栅)。例如，衍射光栅130中的多个衍射光栅可以包 括被配置为提供定向光束102的红色部分的第一衍射光栅。此外，衍射光栅 130中的多个衍射光栅可以包括被配置为提供定向光束102的绿色部分的第 二衍射光栅。此外，衍射光栅130中的多个衍射光栅可以包括被配置为提供 定向光束102的蓝色部分的第三衍射光栅。在一些实施例中，多个衍射光栅 中的各个衍射光栅可以彼此叠置。在其他实施例中，衍射光栅可以是例如作 为阵列彼此相邻布置的分开的衍射光栅。
更一般地，多色静态多视图显示器100可以包括一个或多个多视图像素 140实例，每个多视图像素140包括来自多个衍射光栅130的成组衍射光栅 130。如图7B所示，组成多视图像素140的组中的衍射光栅130可以具有不 同的光栅特性。例如，多视图像素的衍射光栅130可以具有不同的光栅取向。 具体地，多视图像素140的衍射光栅130可以具有由对应组的彩色多视图图 像的视图确定或指示的不同光栅特性。例如，多视图像素140可以包括一组 八(8)个衍射光栅130，其依次对应于多色静态多视图显示器100的8个不 同视图。此外，多色静态多视图显示器100可以包括多个多视图像素140。 例如，可以存在具有成组衍射光栅130的多个多视图像素140，每个多视图 像素140对应于8个不同视图中的每个视图中的2048×1024像素中的不同像 素。
在一些实施例中，多色静态多视图显示器100可以是透明的或基本上透 明的。具体地，在一些实施例中，光导110和间隔开的多个衍射光栅130可 以允许光在正交于第一表面110’和第二表面110”两者的方向上通过光导110。 因此，光导110以及更一般的多色静态多视图显示器100可以对在与多个引 导光束中的引导光束112的总传播方向103正交的方向上传播的光是透明的。 此外，可以由衍射光栅130的基本透明来至少部分地促进该透明。
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 器被配置为发射由多视图显示器提供的多个定向光束。此外，可以基于包括 在多视图显示器中的一个或多个多视图像素中的多个衍射光栅的光栅特性， 将所发射的定向光束优先地指向多视图显示器的多个视图区域。此外，衍射 光栅可以在定向光束中产生不同的主角方向，其对应于多色多视图显示器的 彩色多视图图像的一组视图中的不同视图的不同视图方向。在一些示例中， 多色多视图显示器被配置为提供或“显示”彩色3D或多视图图像。根据各种示例，定向光束中的不同定向光束可以对应于与彩色多视图图像相关联的 不同“视图”的各个视图像素。例如，不同的视图可以提供由多色多视图显 示器显示的彩色多视图图像中的信息的“免眼镜”(例如，自动立体)表示。
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色静态多 视图显示器200的框图。根据各种实施例，多色静态多视图显示器200被配 置为根据在不同视图方向上的不同视图来显示彩色多视图图像。具体地，由 多色静态多视图显示器200发射的多个定向光束202被用于显示彩色多视图 图像，并且可以对应于不同视图的彩色像素(即，彩色视图像素)。定向光束 202被示为从图8中的一个或多个多视图像素210发出的箭头。在图8中还 示出了可以由多色静态多视图显示器200提供的彩色多视图图像16的第一视 图14’、第二视图14”和第三视图14”’。
注意，与多视图像素210中的一个相关联的定向光束202是静态的或准 静态的(即，未被主动调制的)。相反，多视图像素210在它们被照亮时提供 定向光束202，或者在它们不被照亮时不提供定向光束202。此外，根据各种 实施例，所提供的定向光束202的强度连同那些定向光束202的方向定义了 正由多色静态多视图显示器200显示的彩色多视图图像16的像素，而定向光 束202的颜色由多色静态多视图显示器200的可选颜色确定。根据各种实施 例，彩色多视图图像16内所显示的视图14’、14”、14”’可以是静态的或准静 态的。
图8所示的多色静态多视图显示器200包括多视图像素210的阵列。该 阵列的多视图像素210被配置为提供多色静态多视图显示器200的多个不同 视图。根据各种实施例，该阵列的多视图像素210包括被配置为衍射地耦合 出或发射多个定向光束202的多个衍射光栅212。多个定向光束202可以具 有主角方向，所述主角方向对应于多色静态多视图显示器200的一组视图中 的不同视图的不同视图方向。此外，可以基于入射到衍射光栅212的光束的 径向方向、距提供入射光束的光源的距离或这两者，来改变或选择衍射光栅 212的光栅特性。在一些实施例中，衍射光栅212和多视图像素210可以分 别基本上与上述多色静态多视显示器100的衍射光栅130和多视图像素140 类似。
如图8所示，多色静态多视图显示器200还包括被配置为引导光的光导 220。在一些实施例中，光导220可以与以上关于多色静态多视图显示器100 描述的光导110基本类似。根据各种实施例，多视图像素210或更具体地各 种多视图像素210的衍射光栅212被配置为散射或耦合出来自光导220的引 导光(或等同地如图所示的“引导光束204”)的一部分，作为多个定向光束 202(即，引导光可以是上面讨论的入射光束)。具体地，多视图像素210光 学地连接到光导220，以通过衍射散射或衍射耦合来散射或耦合出引导光(即， 引导光束204)的一部分。
在各种实施例中，衍射光栅212的光栅特性基于或作为以下的函数而变 化：在衍射光栅212处入射的引导光束204的径向方向、与提供引导光束204 的光源之间的距离或这两者。这样，来自多视图像素中的不同衍射光栅212 的定向光束202可以对应于由多色静态多视图显示器200提供的彩色多视图 图像的视图像素。
图8所示的多色静态多视图显示器200还包括多色光源230。多色光源 230可以配置为将光提供给光导110。具体地，光导110将所提供的光(例如， 如图8中从多色光源230发出的箭头所示)引导为多个引导光束204。根据 各种实施例，多个引导光束中的引导光束204包括可选颜色(即，多色静态 多视图显示器200的可选颜色)并且在光导220内具有彼此不同的径向方向。 在一些实施例中，引导光束204被提供有非零的传播角，并且在一些实施例 中，具有准直因子以例如在光导220内提供预定角展度的引导光束204。根 据一些实施例，多色光源230可以基本上类似于如上所述的多色静态多视图 显示器100的(一个或多个)多色光源120中的一个。例如，多色光源230 可以对接耦合到光导220的输入边缘。多色光源230可以以扇形或径向图案 辐射光，以提供具有不同径向方向的多个引导光束204。此外，多色光源230 可以包括在多色光源内彼此交错的多个不同颜色的光发射器。例如，可选颜 色可以是由不同颜色的多个光发射器提供的不同颜色的光的组合。
根据本文描述的原理的其他实施例，提供了一种操作多色静态多视图显 示器的方法。图9示出了根据与本文描述的原理一致的实施例的示例中的操 作多色静态多视图显示器的方法300的流程图。根据各种实施例，操作多色 静态多视图显示器的方法300可以用于提供彩色静态多视图图像的显示和彩 色准静态多视图图像的显示中的一个或两者。
如图9所示，操作多色静态多视图显示器的方法300包括沿着光导将光 引导310为包括可选颜色的多个引导光束，多个引导光束中的引导光束具有 共同的原点和彼此不同的径向方向。具体地，根据定义，多个引导光束中的 引导光束具有可选颜色。另外，根据定义，引导光束具有与多个引导光束中 的另一引导光束不同的径向传播方向。此外，根据定义，多个引导光束中的 每个引导光束具有共同的原点。在一些实施例中，原点可以是虚拟原点(例 如，超出引导光束的实际原点的点)。例如，原点可以在光导之外，并且因此 是虚拟原点。根据一些实施例，光沿着其被引导310的光导以及在其中被引 导的包括可选颜色的引导光束可以分别基本上类似于如上关于多色静态多视 图显示器100所述的光导110和引导光束112。
图9所示的操作多色静态多视图显示器的方法300还包括使用多个衍射 光栅发射320表示彩色多视图图像的多个定向光束。根据各种实施例，多个 衍射光栅中的衍射光栅将来自多个引导光束的光衍射地耦合出或散射出，作 为多个定向光束中的定向光束。此外，耦合出或散射出的定向光束具有彩色 多视图图像的对应视图像素的强度和主角方向。具体地，通过发射320产生 的多个定向光束可以具有与彩色多视图图像的一组视图中的不同视图像素相 对应的主角方向。而且，多个定向光束中的定向光束的强度可以对应于彩色多视图图像的各个视图像素的强度。在一些实施例中，每个衍射光栅在单个 主角方向上产生单个定向光束，并且该单个定向光束具有与彩色多视图图像 的一个视图中的特定视图像素相对应的单个强度。定向光束的颜色由可选颜 色确定。在一些实施例中，衍射光栅包括多个衍射光栅(例如，子光栅)。此 外，在一些实施例中，一组衍射光栅可以被布置为多色静态多视图显示器的 多视图像素。
在各个实施例中，所发射320的定向光束的强度和主角方向由衍射光栅 的光栅特性控制，衍射光栅的光栅特性基于(即是其函数)衍射光栅相对于 公共原点的位置。具体地，多个衍射光栅的光栅特性可以基于以下可变(或 等同地是其函数)：在衍射光栅处的入射引导光束的径向方向、从衍射光栅到 提供引导光束的多色光源的距离或这两者。
根据一些实施例，多个衍射光栅可以基本上类似于上述多色静态多视图 显示器100的多个衍射光栅130。此外，在一些实施例中，所发射320的多 个定向光束可以基本上类似于也如上所述的多个定向光束102。例如，控制 主角方向的光栅特性可以包括衍射光栅的光栅节距和光栅取向中的一个或两 者。此外，可以通过衍射光栅的衍射耦合效率，来确定由衍射光栅提供的定 向光束的强度和对应的视图像素的强度。即，在一些示例中，控制强度的光 栅特性可以包括衍射光栅的光栅深度、光栅的尺寸等。
如图所示，操作多色静态多视图显示器的方法300还包括使用多色光源 提供330要被引导为多个引导光束的光。具体地，使用多色光源将光提供给 光导，作为包括可选颜色并具有多个不同径向传播方向的引导光束。根据各 种实施例，用于提供330光的多色光源位于光导的侧面，该多色光源位置是 多个引导光束的公共原点。在一些实施例中，多色光源可以基本上类似于上 述多色静态多视图显示器100的(一个或多个)多色光源120。
具体地，多色光源可以被对接耦合到光导的边缘或侧面。此外，在一些 实施例中，多色光源可以近似表示公共原点的点源。另外，在一些实施例中， 使用多色光源提供330要被引导为多个引导光束的光，该多色光源包括在多 色光源内彼此交错的多个不同颜色的光发射器。
在一些实施例(未示出)中，操作多色静态多视图显示器的方法300还 包括组合由多个不同颜色的光发射器提供330的光的颜色以产生可选颜色。 光的颜色可以包括红光、蓝光和绿光。通过组合颜色而产生的可选颜色可以 基本上是任何颜色(例如，根据RGB颜色模型)。
在一些实施例(未示出)中，操作多色静态多视图显示器的方法300还 包括通过在第一时间段期间引导第一多个引导光束和在第二时间段期间在第 二时间段期间引导第二多个引导光束，来使彩色多视图图像动画化。第一多 个引导光束可以具有与第二多个引导光束的公共原点不同的公共原点。例如， 如上所述，光源可以包括多个横向偏移的光源，例如被配置为提供动画。根 据一些实施例，动画可以包括彩色多视图图像在第一时间段和第二时间段期 间的表观位置的偏移。在一些实施例中，可选颜色可以在动画化的一部分或在动画化期间在不同的预定义颜色之间改变。
因此，已经描述了具有衍射光栅的多色静态多视图显示器和操作具有衍 射光栅的多色静态多视图显示器的方法的示例和实施例，该衍射光栅被配置 为从具有彼此不同的径向方向的引导光束提供表示彩色静态或准静态多视图 图像的多个定向光束。应当理解，上述示例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，本领域技术人员可以容易地设计出许多其他 布置，而不脱离所附权利要求所限定的范围。

Claims (20)

1.一种多色静态多视图显示器，包括：
光导，被配置为引导光束；
在所述光导上的输入位置处的多色光源，所述多色光源被配置为在所述光导内提供包括可选颜色并且具有彼此不同的径向方向的多个引导光束；以及
多个衍射光栅，被配置为发射表示彩色静态多视图图像的定向光束，每个衍射光栅被配置为从所述多个引导光束中的引导光束的一部分提供具有与所述彩色静态多视图图像的彩色视图像素相对应的颜色、强度和主角方向的定向光束。
2.根据权利要求1所述的多色静态多视图显示器，其中，所述多色光源的输入位置在所述光导的侧面上大约所述侧面的中点处。
3.根据权利要求1所述的多色静态多视图显示器，其中，所述多色光源包括被配置为提供不同颜色的光的多个彩色光发射器，所述多个彩色光发射器中被配置为提供所述不同颜色中的第一颜色的光的彩色光发射器在所述多色光源的范围内与所述多个彩色光发射器中被配置为提供所述不同颜色中的第二颜色的光的彩色光发射器交错，并且其中所述可选颜色包括所述不同颜色的光的组合。
4.根据权利要求3所述的多色静态多视图显示器，其中，所述多个彩色光发射器包括红色发光二极管、绿色发光二极管和蓝色发光二极管，所述不同颜色的光是红光、绿光和蓝光，并且所述可选颜色是由所述红色发光二极管、绿色发光二极管、蓝色发光二极管的相对发射强度控制的所述红光、绿光和蓝光的组合。
5.根据权利要求1所述的多色静态多视图显示器，其中，所述衍射光栅的光栅特性被配置为确定所述定向光束的所述强度和所述主角方向，所述光栅特性是所述衍射光栅在所述光导的表面上的位置和所述多色光源在所述光导的侧面上的所述输入位置两者的函数。
6.根据权利要求5所述的多色静态多视图显示器，其中，所述光栅特性包括所述衍射光栅的光栅节距和所述衍射光栅的光栅取向中的一个或两者，所述光栅特性被配置为确定由所述衍射光栅提供的所述定向光束的主角方向。
7.根据权利要求5所述的多色静态多视图显示器，其中，所述光栅特性包括光栅深度，所述光栅深度被配置为确定由所述衍射光栅提供的所述定向光束的强度。
8.根据权利要求1所述的多色静态多视图显示器，其中，所述多个衍射光栅位于所述光导的与所述光导的光束发射表面相对的表面上。
9.根据权利要求1所述的多色静态多视图显示器，还包括所述光源与所述光导之间的准直器，所述准直器被配置为准直由所述光源发射的光，所述多个引导光束包括准直光束。
10.根据权利要求1所述的多色静态多视图显示器，还包括所述光导上的另一横向偏移的输入位置处的另一多色光源，所述另一多色光源被配置为提供另外多个引导光束，其中，所述多个引导光束和所述另外多个引导光束具有彼此不同的径向方向，并且其中在所述多色光源与所述另一多色光源之间切换被配置为使所述彩色静态多视图图像动画化，所述多色静态多视图显示器是准静态多色多视图显示器。
11.根据权利要求1所述的多色静态多视图显示器，其中，所述光导对于在与所述光导内的多个引导光束中的引导光束的传播方向正交的方向上传播的光是透明的。
12.一种多色静态多视图显示器，包括：
板光导；
多色光源，被配置为在所述板光导内提供包括可选颜色并且具有彼此不同的径向方向的多个引导光束；以及
多视图像素的阵列，被配置为提供彩色静态多视图图像的多个不同视图，多视图像素包括多个衍射光栅，所述多个衍射光栅配置为从所述多个引导光束衍射地耦合出光，以提供表示所述多视图像素的彩色视图像素的定向光束，
其中，由所述多个衍射光栅中的衍射光栅提供的所述定向光束的主角方向是光栅特性的函数，所述光栅特性是所述衍射光栅和所述光源的相对位置的函数，并且其中所述定向光束的颜色由所述可选颜色确定。
13.根据权利要求12所述的多色静态多视图显示器，其中，所述多色光源包括在所述多色光源内彼此交错的多个不同颜色的光发射器，所述可选颜色是由所述多个不同颜色的光发射器提供的不同颜色的光的组合。
14.根据权利要求12所述的多色静态多视图显示器，其中，所述光栅特性包括所述衍射光栅的光栅节距和光栅取向中的一个或两者。
15.根据权利要求12所述的多色静态多视图显示器，其中，由所述衍射光栅提供的、并与对应视图像素的强度对应的所述定向光束的强度由所述衍射光栅的衍射耦合效率确定。
16.根据权利要求12所述的多色静态多视图显示器，其中，所述光导在与所述光导内的多个引导光束中的引导光束的传播方向正交的方向上是透明的。
17.一种操作多色静态多视图显示器的方法，所述方法包括：
在光导中引导包括可选颜色的多个引导光束，所述多个引导光束中的引导光束具有公共的原点和彼此不同的径向方向；以及
使用多个衍射光栅发射表示彩色静态多视图图像的多个定向光束，所述多个衍射光栅中的衍射光栅从所述多个引导光束衍射地耦合出光，作为所述多个定向光束中的定向光束，所述多个定向光束中的定向光束具有所述彩色静态多视图图像的对应视图像素的强度和主角方向，
其中，所发射的定向光束的强度和主角方向由所述衍射光栅的光栅特性控制，所述光栅特性基于所述衍射光栅相对于公共原点的位置，并且所述定向光束的颜色由所述可选颜色确定。
18.根据权利要求17所述的操作多色静态多视图显示器的方法，还包括：使用多色光源提供要被引导为所述多个引导光束的光，所述多色光源包括在所述多色光源内彼此交错的多个不同颜色的光发射器，所述多色光源位于所述光导的侧面处，其中，多色光源位置是所述多个引导光束的公共原点。
19.根据权利要求18所述的操作多色静态多视图显示器的方法，还包括：组合由所述多个不同颜色的光发射器提供的各颜色的光以产生所述可选颜色，所述各颜色的光包括红光、蓝光和绿光。
20.根据权利要求17所述的操作多色静态多视图显示器的方法，还包括：通过在第一时间段期间引导第一多个引导光束并在第二时间段期间引导第二多个引导光束来使所述彩色静态多视图图像动画化，所述第一多个引导光束具有与所述多个第二引导光束的公共原点不同的公共原点，其中，动画包括所述彩色静态多视图图像在所述第一时间段和所述第二时间段期间的表观位置的偏移。
CN201780095318.4A 2017-09-27 2017-09-27 多色静态多视图显示器和方法 Active CN111148939B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/US2017/053824 WO2019066819A1 (en) 2017-09-27 2017-09-27 MULTI-COLOR STATIC MULTI-VIEW DISPLAY DEVICE AND ASSOCIATED METHOD

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111148939A CN111148939A (zh) 2020-05-12
CN111148939B true CN111148939B (zh) 2022-05-27

Family

ID=65903080

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201780095318.4A Active CN111148939B (zh) 2017-09-27 2017-09-27 多色静态多视图显示器和方法

Country Status (8)

Country Link
US (2) US11650359B2 (zh)
EP (1) EP3688370A4 (zh)
JP (1) JP7008807B2 (zh)
KR (1) KR102370252B1 (zh)
CN (1) CN111148939B (zh)
CA (1) CA3074725C (zh)
TW (1) TWI677738B (zh)
WO (1) WO2019066819A1 (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102615891B1 (ko) 2017-09-28 2023-12-21 레이아 인코포레이티드 집광을 이용하는 격자-결합 도광체, 디스플레이 시스템, 및 방법
CN109239965B (zh) * 2018-09-30 2021-11-23 京东方科技集团股份有限公司 一种显示器件及其控制方法
WO2023048768A1 (en) * 2021-09-25 2023-03-30 Leia Inc. Static color multiview display and method

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004319252A (ja) * 2003-04-16 2004-11-11 Toppan Printing Co Ltd 導光板、それを用いた照明装置および表示装置

Family Cites Families (62)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0731332B2 (ja) 1986-03-04 1995-04-10 古河電気工業株式会社 平面表示装置
JPH05232519A (ja) 1991-02-14 1993-09-10 Ibiden Co Ltd 光偏向素子
US5239452A (en) * 1991-10-08 1993-08-24 Chen Liang Ming Color changing lamp
JP3283582B2 (ja) 1992-08-28 2002-05-20 凸版印刷株式会社 回折格子アレイおよびそれを用いた立体像表示装置
JPH06332354A (ja) 1993-05-20 1994-12-02 Toppan Printing Co Ltd 複数画像同時表示ディスプレイ
JPH07162026A (ja) 1993-12-06 1995-06-23 Canon Inc 分波機能を有する光検出装置
JPH11133255A (ja) 1997-10-30 1999-05-21 Fujitsu Ltd 光モニタデバイス及びその装置
JP2986773B2 (ja) * 1998-04-01 1999-12-06 嶋田プレシジョン株式会社 点光源用の導光板
EP1068548B1 (en) 1998-04-02 2003-11-12 Elop Electro-Optics Industries Ltd. Holographic optical devices
JP2000267041A (ja) 1999-03-16 2000-09-29 Fuji Xerox Co Ltd 頭部搭載型カラー映像投影装置、カラーホログラム光学素子、およびカラーホログラム光学素子の製造方法
JP4348806B2 (ja) 1999-12-20 2009-10-21 ソニー株式会社 光学装置
JP2002031788A (ja) 2000-07-18 2002-01-31 Sony Corp 光学装置
NZ521505A (en) 2002-09-20 2005-05-27 Deep Video Imaging Ltd Multi-view display
JP2004302186A (ja) 2003-03-31 2004-10-28 Mitsubishi Electric Corp 携帯情報端末
JP2005062692A (ja) 2003-08-19 2005-03-10 Internatl Business Mach Corp <Ibm> カラー表示装置、光学素子、およびカラー表示装置の製造方法
US7369584B2 (en) 2003-12-31 2008-05-06 Symbol Technologies, Inc. Laser projection display
DE602005023300D1 (de) 2004-05-26 2010-10-14 Tibor Balogh Verfahren und vorrichtung zur erzeugung von 3d-bildern
WO2007042852A1 (en) 2005-10-13 2007-04-19 Nokia Corporation Illumination method for displaying different graphical layouts
WO2007043228A1 (ja) 2005-10-14 2007-04-19 Sharp Kabushiki Kaisha 照明装置およびこれに用いられる光源装置、並びに前記照明装置を備えた液晶表示装置
KR100643583B1 (ko) * 2005-11-10 2006-11-10 루미마이크로 주식회사 메탈 ｐｃｂ를 이용한 다색 발광소자 모듈 및 그 제조방법
JP2007145158A (ja) 2005-11-28 2007-06-14 Fujitsu Ten Ltd 車載用表示装置及びその表示制御方法
US7714368B2 (en) 2006-06-26 2010-05-11 Aptina Imaging Corporation Method and apparatus providing imager pixel array with grating structure and imager device containing the same
EP2041484A4 (en) 2006-07-03 2012-11-28 Core Wireless Licensing Sarl CHANGING GRAPHICS IN AN APPARATUS HAVING USER INTERFACE LIGHTING
WO2008053078A1 (en) 2006-10-31 2008-05-08 Oy Modines Ltd. Light outcoupling structure for a lighting device
US20110002143A1 (en) 2006-12-28 2011-01-06 Nokia Corporation Light guide plate and a method of manufacturing thereof
WO2008120324A1 (ja) * 2007-03-28 2008-10-09 Pioneer Corporation 情報記録媒体
WO2010010749A1 (ja) 2008-07-22 2010-01-28 シャープ株式会社 バックライトユニットおよび液晶表示装置
CA2758525A1 (en) 2009-04-16 2010-10-21 Koninklijke Philips Electronics N.V. A light guide apparatus
US9121979B2 (en) 2009-05-29 2015-09-01 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Illumination devices and methods of fabrication thereof
JP5659589B2 (ja) 2010-07-13 2015-01-28 株式会社ニコン 表示装置および制御方法
KR101835058B1 (ko) 2011-08-12 2018-03-06 엘지디스플레이 주식회사 광학적 회절을 이용한 무안경 방식의 입체 영상 표시장치
JP5538571B2 (ja) 2011-08-12 2014-07-02 株式会社フジクラ 発光装置
KR101970929B1 (ko) * 2011-12-06 2019-04-19 이-비전 스마트 옵틱스, 아이엔씨. 영상들을 제공하기 위한 시스템, 기기, 및/또는 방법들
US9389415B2 (en) 2012-04-27 2016-07-12 Leia Inc. Directional pixel for use in a display screen
KR101788776B1 (ko) * 2012-05-31 2017-10-20 레이아 인코포레이티드 지향성 백라이트
US9459461B2 (en) 2012-05-31 2016-10-04 Leia Inc. Directional backlight
US9201270B2 (en) 2012-06-01 2015-12-01 Leia Inc. Directional backlight with a modulation layer
JP2015525960A (ja) 2012-08-13 2015-09-07 バイエル・マテリアルサイエンス・アクチェンゲゼルシャフトＢａｙｅｒ ＭａｔｅｒｉａｌＳｃｉｅｎｃｅ ＡＧ アウトカップリング要素を有する導光プレート
WO2014051623A1 (en) 2012-09-28 2014-04-03 Hewlett-Packard Development Company, L. P. Directional waveguide-based backlight for use in a multivew display screen
US9298168B2 (en) 2013-01-31 2016-03-29 Leia Inc. Multiview 3D wrist watch
EP2938919B1 (en) 2013-07-30 2018-10-24 LEIA Inc. Multibeam diffraction grating-based backlighting
KR102355452B1 (ko) * 2014-01-07 2022-01-24 시리얼 테크놀로지즈 에스.에이. 홀로그래픽 재구성을 위한 디스플레이 디바이스
FR3022642B1 (fr) * 2014-06-24 2017-11-24 Commissariat Energie Atomique Dispositif de projection d'une image
US20160033784A1 (en) 2014-07-30 2016-02-04 Tapani Levola Optical Components
EP3175267B1 (en) * 2014-07-30 2020-12-30 LEIA Inc. Multibeam diffraction grating-based color backlighting
US9557466B2 (en) * 2014-07-30 2017-01-31 Leia, Inc Multibeam diffraction grating-based color backlighting
JP5861797B1 (ja) 2014-10-06 2016-02-16 オムロン株式会社 光デバイス
CN104460115B (zh) * 2014-12-31 2017-09-01 苏州大学 一种多视角像素指向型背光模组及裸眼3d显示装置
EP3243093A4 (en) * 2015-01-10 2018-09-19 LEIA Inc. Diffraction grating-based backlighting having controlled diffractive coupling efficiency
ES2959422T3 (es) 2015-01-10 2024-02-26 Leia Inc Guía de luz acoplada a red
JP6638274B2 (ja) 2015-01-13 2020-01-29 オムロン株式会社 光デバイス及び光システム
DE102015100513A1 (de) * 2015-01-14 2016-07-14 Leonhard Kurz Stiftung & Co. Kg Verfahren und Master zum Herstellen eines Volumenhologramms
US10701349B2 (en) * 2015-01-20 2020-06-30 Misapplied Sciences, Inc. Method for calibrating a multi-view display
KR102329108B1 (ko) 2015-04-23 2021-11-18 레이아 인코포레이티드 이중 광 가이드 격자-기반 백라이트 및 이를 사용한 전자 디스플레이
JP6524839B2 (ja) * 2015-07-29 2019-06-05 オムロン株式会社 光デバイス
CN107923600B (zh) 2015-09-05 2020-04-14 镭亚股份有限公司 使用移位多束衍射光栅对多视图显示器角度子像素渲染
CA3036787A1 (en) 2015-09-17 2017-03-23 Lumii, Inc. Multi-view displays and associated systems and methods
CN105487239B (zh) 2015-11-13 2018-03-02 苏州苏大维格光电科技股份有限公司 指向性彩色滤光片和裸眼3d显示装置
EP3566003B1 (en) 2017-01-06 2023-11-15 LEIA Inc. Static multiview display and method
EP3738506A1 (en) 2017-03-07 2020-11-18 Motionize Israel Ltd. Footwear sensor mounting system
CA3055529C (en) 2017-04-04 2022-08-30 Leia Inc. Multilayer multiview display and method
KR102479674B1 (ko) 2018-03-01 2022-12-21 레이아 인코포레이티드 시준된 안내 광을 이용한 정적 멀티뷰 디스플레이 및 방법

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004319252A (ja) * 2003-04-16 2004-11-11 Toppan Printing Co Ltd 導光板、それを用いた照明装置および表示装置

Also Published As

Publication number Publication date
US11906761B2 (en) 2024-02-20
EP3688370A1 (en) 2020-08-05
US20230244011A1 (en) 2023-08-03
JP7008807B2 (ja) 2022-01-25
TW201921054A (zh) 2019-06-01
US20200217996A1 (en) 2020-07-09
CN111148939A (zh) 2020-05-12
US11650359B2 (en) 2023-05-16
CA3074725A1 (en) 2019-04-04
WO2019066819A1 (en) 2019-04-04
EP3688370A4 (en) 2021-04-28
KR102370252B1 (ko) 2022-03-04
KR20200040923A (ko) 2020-04-20
JP2020535474A (ja) 2020-12-03
TWI677738B (zh) 2019-11-21
CA3074725C (en) 2022-05-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11448896B2 (en) Multilayer multiview display and method
JP7121013B2 (ja) 静的マルチビューディスプレイ及び方法
KR20190114959A (ko) 색-맞춤 방출 패턴을 갖는 멀티뷰 백라이팅
CN111801526B (zh) 采用准直的被引导的光的静态多视图显示器及方法
US11906761B2 (en) Multicolor static multiview display and method
CN113348404B (zh) 采用定向光源和水平漫射器的静态多视图显示器和方法
JP7317140B2 (ja) 対角視差を有する静的マルチビューディスプレイおよび方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
REG Reference to a national code

Ref country code: HK

Ref legal event code: DE

Ref document number: 40021864

Country of ref document: HK

GR01 Patent grant
GR01 Patent grant