CN111837070A - 具有倾斜的多光束列的水平视差多视图显示器和方法 - Google Patents
具有倾斜的多光束列的水平视差多视图显示器和方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111837070A CN111837070A CN201880090942.XA CN201880090942A CN111837070A CN 111837070 A CN111837070 A CN 111837070A CN 201880090942 A CN201880090942 A CN 201880090942A CN 111837070 A CN111837070 A CN 111837070A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- tilted
- pixel
- light
- view
- multibeam
- 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.)
- Pending
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
- G02B6/0013—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
- G02B6/0018—Redirecting means on the surface of the light guide
-
- 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
- G02B30/20—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes
- G02B30/26—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes of the autostereoscopic type
- G02B30/33—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes of the autostereoscopic type involving directional light or back-light sources
-
- 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
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Testing, Inspecting, Measuring Of Stereoscopic Televisions And Televisions (AREA)
- Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
- Planar Illumination Modules (AREA)
- Liquid Crystal (AREA)
- Control Of Indicators Other Than Cathode Ray Tubes (AREA)
Abstract
一种水平视差多视图显示器,其采用多个倾斜的多光束列从光导中散射出多个定向光束,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不同主角方向。倾斜的多光束列可以提供具有平衡分辨率的多视图显示器。
Description
相关申请的交叉引用
关于联邦资助研究或开发的声明
N/A
背景技术
对于种类广泛的设备及产品的使用者而言,电子显示器是一个几乎无处不在的媒介,用于传递信息给使用者。其中最常见的电子显示器包含阴极射线管(CRT)、等离子体显示面板(PDP)、液晶显示器(LCD)、电致发光显示器EL)、有机发光二极管(OLED)、和主动式矩阵OLED(AMOLED)显示器、电泳显示器(EP),以及各种采用机电或电流体光调制(例如,数字微镜设备、电润湿显示器等等)的显示器。在一般情况下,电子显示器可以分为有源显示器(即,会发光的显示器)或无源显示器(即,调制由另一个光源提供的光的显示器)的其中一个。在有源显示器的分类中,最明显的示例是CRT、PDP、及OLED/AMOLED。在以射出光进行考量的情况下,LCD及EP显示器一般是被归类在无源显示器中。无源显示器虽然经常表现出包含但不限于如固有的低功率消耗等具有吸引力的性能特征,但由于其缺乏发光的能力,在许多实际应用中无源显示器可能有使用上的限制。
为了克服与发射光相关的无源显示器的局限性,许多无源显示器与外部光源耦合。耦合光源可以允许这些原本的无源显示器发射光,并且基本上起到主动显示器的作用。这种耦合光源的例子是背光体。背光体可以用作光源(通常是面板背光体),其放置在原本是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。背光体发射光穿过LCD或EP显示器。发射的光由LCD或EP显示器调制,然后依次从LCD或EP显示器发射调制光。通常背光体被配置成发射白光。然后使用滤色片将白光转换成显示器中使用的各种颜色。例如,可以将滤色片放置在LCD或EP显示器的输出处(不太常见),或者放置在背光体和LCD或EP显示器之间。或者,可以通过使用不同颜色(诸如原色)的显示器的场顺序照明来实现各种颜色。
附图说明
根据在此描述的原理的示例和实施例的各种特征可以参考以下结合附图的详细描述而更容易地理解,其中相同的附图标记表示相同的结构元件,并且其中:
图1A示出了根据与本文所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示出了根据与本文所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度分量的示意图。
图2示出了根据与本文所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3A示出了根据与本文所述的原理一致的实施例的示例中的水平视差多视图显示器的横截面图。
图3B示出了根据与本文所述的原理一致的实施例的示例中的水平视差多视图显示器的平面图。
图3C示出了根据与本文所述的原理一致的实施例的示例中的水平视差多视图显示器的透视图。
图4示出了根据与本文所述的原理一致的实施例的示例中的包含像素视图布置和倾斜的多光束列的水平视差多视图显示器的一部分的平面图。
图5示出了根据与本文所述的原理一致的实施例的示例中的具有包括连续多光束元件的倾斜的多光束列的水平视差多视图显示器的一部分。
图6示出了根据与本文所述的原理一致的实施例的示例中的包括倾斜的多光束列的水平视差多视图显示器的一部分的平面图。
图7示出了根据与本文所述的原理一致的实施例的示例中的水平视差多视图显示器的方块图。
图8示出了根据与本文所述的原理一致的实施例的示例中的使用水平视差多视图显示器显示多视图图像的方法的流程图。
一些示例和实施例具有除了上述参考附图中所示的特征之外的其他特征,或代替以上参考附图中所示的特征的其他特征。下面将参考上述附图详细描述这些和其他特征。
具体实施方式
根据本文所述的原理的示例和实施例提供了采用倾斜的多光束列的背光体,并应用于电子显示器。在符合本文所述原理的各种实施例中,提供了采用多个多光束列的水平视差多视图显示器。倾斜的多光束列配置为将光散射出光导以作为发射光。多光束列特征具有倾斜度,其为水平视差多视图显示器的像素宽度与像素视图布置的函数。倾斜的多光束列可以用于提供具有平衡分辨率的水平视差多视图显示器,即,沿着水平视差多视图显示器的长度和宽度的基本相同的分辨率。
在本文中,“多视图显示器”被定义为配置为在不同视图方向(view direction)上提供多视图图像(multiview image)的不同视图的电子显示器或显示系统。根据本文的定义,“水平视差”多视图显示器被配置为在限制在单个平面(例如,水平面)上的不同视图方向上提供多视图图像的不同视图。图1A示出了根据与本文所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。具体地,如图1A中作为示例而非限制所示的,多视图显示器10被配置为水平视差多视图显示器,其不同视图限制在x-y平面。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。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如箭头所示,从屏幕12以各种不同的主角方向延伸。不同视图14在箭头(即,表示视图方向16)的终点处被显示为阴影多边形框,并且仅示出了四个视图14和四个视图方向16,这全都是作为示例而非限制。应注意,虽然不同的视图14在图1A中被显示为在屏幕上方,但是当多视图图像被显示在多视图显示器10上时,视图14实际上出现在屏幕12上或附近。在屏幕12上方描绘视图14仅是为了简化说明,并且意图表示从对应于特定视图14的相应的一个视图方向16观看多视图显示器10。
根据本文的定义,视图方向或等效地具有与多视图显示器的视图方向对应方向的光束,通常具有由角度分量给出的主角方向。角度分量θ在本文被称为光束的“仰角分量”或“仰角”。角度分量被称为光束的“方位角分量”或“方位角”。根据定义,仰角θ是垂直平面中的角度(例如,垂直于多视图显示器的屏幕平面),而方位角是水平平面内的角度(例如,平行于多视图显示器的屏幕平面)。
图1B是根据与本发明所描述的原理一致的实施例,说明在示例中的具有与多视图显示器的视图方向(例如,图1A中的视图方向16)相对应的特定主角方向的光束20的角度分量的示意图。此外,根据本文的定义,光束20从特定点被发射或发出。也就是说,根据定义,光束20具有与多视图显示器内的特定原点相关联的中心射线。图1B还显示了原点O的光束(或视图方向)。
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)”定义为在多个视图之中的视图之间表示不同视图或包含视图的角度差异的多个视图。另外,按照本文定义,本文中术语“多视图”明确地包含多于两个不同视图(即,最少三个视图并且通常多于三个视图)。如此,本文中所使用的“多视图显示器”一词明确地与仅包含表示景象或图像的两个不同视图的立体显示器区分开。应当注意的是,虽然多视图图像和多视图显示器包含多于两个视图,但是根据本文的定义,每次可以通过仅选择多视图中的两个视图来在多视图显示器上观看多视图图像作为立体图像对(例如,每只眼睛一个视图)。
“多视图像素”在本文中被定义为表示由多视图显示器提供的多视图图像的多个不同视图中的每个视图的“视图”像素的一组像素。同样地,“视图像素”在本文中被定义为多视图图像的视图的像素。更具体地,多视图像素可具有对应于或表示多视图图像的每个不同视图中的视角像素的各个像素。例如,多视图像素可包括多视图显示器的光阀阵列中的一组光阀,并且多视图像素的像素可以包括光阀阵列中的光阀。随后,可以通过使用光阀调制光来提供视图像素,使得光阀阵列的像素或光阀对应于调制或提供调制以产生对应的视图像素。再者,根据本文的定义,多视图像素的像素是所谓的“定向(directional)像素”,因为每个像素与不同视图中相应的一个的预定视图方向相关联。进一步地,根据各种示例及实施例,由多视图像素的像素表示的不同视图像素在每个不同视图中可具有同等的或至少基本上相似的位置或坐标。例如,第一多视图像素可以具有与位于多视图图像的每个不同视图中的{x1,y1}处的视图像素对应的各个像素;而第二多视图像素可以具有与位于多视图图像的每个不同视图中的{x2,y2}处的视图像素对应的各个像素,依此类推。在一些实施例中,多视图像素中的像素的数量可等于多视图显示器的不同视图的数量。进一步地,根据一些实施例,多视图显示器的多视图像素的数量大致上可等于多视图显示器视图中“视图”像素的数量(即,构成所选视角的像素)。
本文中,“光导”被定义为使用全内反射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核心。术语“光导”一般指的是介电质的光波导,其利用全内反射在光导的介电材料的物质和围绕光导的物质或介质之间的界面引导光。根据定义,全内反射的条件是光导的折射系数大于与光导材料的表面邻接的周围介质的折射系数。在一些实施例中,光导可以在利用上述的折射系数差之外另外包含涂层,或者利用涂层取代前述的折射系数差,从而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何一种,包含但不限于平板(plate)或厚平板(slab)光导和条状(strip)光导中的一个或两个。
根据本文的定义,“多光束元件”是产生包括多个定向光束的光的背光体或显示器的结构或元件。根据本文的定义,由多光束元件所产生的多个定向光束(或“复数定向光束”)中的定向光束具有彼此不同的多个主角方向。具体地,根据定义,多个定向光束中的定向光束具有不同于所述多个定向光束中的另一定向光束的预定主角方向。根据一些实施例,多光束元件的尺寸可以与在与多光束元件相关联的显示器(例如,多视图显示器)中使用的光阀的尺寸相当。具体地,在一些实施例中,多光束元件尺寸可以是光阀尺寸的大约一半到大约两倍。
根据各种实施例,多个定向光束可以表示光场。例如,多个定向光束可被限制在基本上为圆锥形的空间区域中,或者具有包含多个光束中的光束的不同主角方向的预定角展度。因此,定向光束的预定角展度组合起来(即,多个定向光束)上可表示光场。
根据各种实施例,多个定向光束中的各个定向光束的不同主角方向由包含但不限于多光束元件的尺寸(例如,长度、宽度、和面积中的一个或多个、以及其他)的特性以及其他特性来决定。例如,在衍射多光束元件中,衍射多光束元件内的“光栅间距”或衍射特征间距和衍射光栅的方位可以是决定(至少部分地决定)各个定向光束的不同主角方向的特性。在一些实施例中,根据本文的定义,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上的多个点光源。此外,如本文所定义,并且如下文关于图1B所述,由多光束元件产生的定向光束可具有由角度分量给出的主角方向。
本文中,“多光束列”被定义为细长结构,其包括布置成排或列的多个多光束元件。具体地,多光束列由布置成排或列的多个多光束元件中的多光束元件组成。此外,根据定义,多光束列被配置为提供或发射包含多个定向光束的光。因此,多光束列在光散射特性的方面上,可以与多光束元件功能相似。即,根据本文的定义,由多光束列的多光束元件产生的多个定向光束中的定向光束具有彼此不同的主角方向。在一些实施例中,多光束列可以是窄且细长的结构,其基本上横跨多视图显示器的背光体或类似组件的宽度以延伸。具体地,例如,多光束列可以由多个离散的多光束元件构成,其布置为在背光体的宽度上延伸的一排。上述定义的例外是,在一些实施例中,多光束列包括单个连续衍射光栅结构而不是单独的离散多光束元件。在此例外中,连续衍射光栅中的部分有效地与上述的多光束列的离散多光束元件的方式作有基本相似的作用。
根据各种实施例,多光束列的宽度可以由多光束列中的多个多光束元件的多光束元件的尺寸所限定。因此,多光束列的宽度可以相当于多视图显示器中使用的与多光束列相关联的光阀的宽度。此外,在一些实施例中,多光束列的宽度可以在光阀尺寸的大约一半到大约两倍之间。
在各种实施例中,多光束列具有倾斜度或倾斜角度。即,多光束列可以相对于背光体或多视图显示器的轴以一定角度(即,倾斜角度)延伸。具体地,根据本文的定义,“倾斜的多光束列”是相对于轴倾斜(或等效地,具有“倾斜度”)的多光束列。多光束列的倾斜度(slant)或坡度(slope)是多光束列的陡度(degree of steepness)或倾斜角度(degree ofincline)的表示。因此,倾斜度可以定义为沿多光束列的截面的垂直变化和水平变化的比率,或者替代地,沿着截面的水平变化和垂直变化的比率。在一些实施例中,倾斜度可以表示为沿着多光束列的截面的多视图显示器的水平像素与垂直像素的比率。更具体地,倾斜度可以表示为与背光体的特定部分中的多视图显示器相关联的每行像素的水平变化。因此,倾斜度可以定义为由像素宽度除以背光体的截面中的行数。
“像素视图布置”在本文中被定义为表示多视图显示器上的视图像素中的一组像素的空间组织。也就是说,多视图显示器的像素视图布置定义了包括该组像素的多个视图像素中的每个视图像素的位置。例如,对于在水平视差视图配置中提供八(8)个视图的多视图显示器(例如,如图1A所示),像素视图布置可包括连续布置的单行的8个像素。在水平视差配置中提供九(9个视图的另一示例中,像素视图布置可包括两个相邻行,第一行中具有五(5)个像素并且第二行中具有四(4)个像素。每一行中的像素可以连续地布置。在一些示例中,第一行可以包括连续布置的奇数计数的像素,而第二行可以包括连续布置的偶数计数的像素。
在本文中,“衍射光栅”通常被定义为设置成提供入射在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设置。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,在材料表面中的多个凹槽或凸脊)。在其他示例中,衍射光栅可以是二维(2D)阵列的特征。例如,衍射光栅可以是材料表面上的凸部或材料表面中的孔洞的二维阵列。
因此,根据本文的定义,“衍射光栅”是提供入射在衍射光栅上的光的衍射的结构。如果光从光导入射在衍射光栅上,则所提供的衍射或衍射地散射可以导致并且因此被称为“衍射地耦合”,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,由于衍射,离开衍射光栅的光通常具有与入射在衍射光栅上的光(即,入射光)的传播方向不同的传播方向。通过衍射的光的传播方向的变化在这里被称为“衍射重定向”。因此,衍射光栅可被理解为包含衍射特征的结构,其经由衍射方式将入射在衍射光栅上的光重新定向,以及,如果光是由光导射出,衍射光栅也可将来自光导的光衍射地耦合出。
此外,根据本文的定义,衍射光栅的特征被称为“衍射特征”,并且可以是在材料表面(即,两种材料之间的边界)处、之中、和之上的其中一个或多个。例如,所述表面可以是光导的表面。衍射特征可以包含衍射光的各种结构中的任何一种,包含但不限于在表面处、表面中、或表面上的凹槽、凸脊、孔洞、和凸部中的一个或多个。例如,衍射光栅可以在材料表面中包含多个基本上平行的凹槽。在另一个示例中,衍射光栅可以包含从材料表面上突出的多个平行的凸脊。衍射特征(例如:凹槽、凸脊、孔洞、凸部等等)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,包含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、和锯齿轮廓(例如,炫耀光栅(blazed grating))。
根据本文所描述的各种示例,可以使用衍射光栅(例如,多光束元件的衍射光栅或多光束列的衍射光栅,如下所述)将光从光导(例如,平板光导)中衍射地散射或耦合为光束。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可由等式(1)给出:
其中λ是光的波长,m是衍射阶数,n是光导的折射系数,d是衍射光栅的特征之间的间隔或间距,θi是衍射光栅上的光入射角。为了简单起见,等式(1)假设衍射光栅与光导的表面邻接并且光导外部的材料的折射系数等于1(即,nout=1)。通常,衍射阶数m给定为整数。衍射角θm由衍射光栅产生的光束可以由其中衍射阶数为正(例如,m>0)的等式(1)给定。例如,当衍射阶数m等于1(即,m=1)时提供第一阶衍射。
图2是根据与本发明所描述的原理一致的实施例,说明在示例中的衍射光栅30的横截面图。例如,衍射光栅30可以位于光导40的表面上。另外,图2示出了以入射角θi入射在衍射光栅30上的入射光束50。光束50是光导40内的被引导的光束。图2中还示出了由于入射光束50的衍射,衍射光栅30衍射地产生并耦合出定向光束60。定向光束60具有如等式(1)所示的衍射角θm(或者,在本文中,“主角方向”)。例如,衍射角θm可以对应于衍射光栅30的衍射阶数“m”。
此外,如本文所使用的,冠词“一”旨在具有其在专利领域中的通常含义,即“一个或多个”。例如,“多光束列”指一个或多个多光束列,同样地,“多光束列”于此意指“所述(多个)多光束列”。此外,本文中对“顶部”、“底部”、“上”、“下”、“向上”、“向下”、“前”、“后”、“第一”、“第二”、“左”、或“右”并不意味着在作为限制。本文中,当应用到一个值时,除非有另外特别说明,“大约”一词在应用于某个值时通常意味着在用于产生该值的设备的公差范围内,或者可以表示加减10%、或加减5%、或加减1%。此外,本文使用的术语“基本上”是指大部分、或几乎全部、或全部、或在约51%至约100%的范围内的量。而且,这里的示例仅仅是说明性的,并且是为了讨论的目的而不是为了限制。
根据本文所述的原理的一些实施例,提供了一种水平视差多视图显示器。在一些示例中,水平视差多视图显示器采用倾斜的多光束列和像素视图布置,以提供具有与对应的全视差(parallax)显示器相当的平衡分辨率的水平视差多视图显示器。图3A示出了根据与本文所述的原理一致的实施例的示例中的水平视差多视图显示器100的横截面图。图3B示出了根据与本文所述的原理一致的实施例的示例中的水平视差多视图显示器100的平面图。图3C示出了根据与本文所述的原理一致的实施例的示例中的水平视差多视图显示器100的透视图。
如图3A至图3C所示,水平视差多视图显示器100包括光导110。光导110被被配置为沿着光导110的长度引导光,作为被引导光104(即,被引导的光束104)。例如,光导110可以包括被配置为光波导的介电材料。介电材料可以具有比围绕介电质的光波导的介质的第二折射系数大的第一折射系数。例如,折射系数的差异被被配置为根据光导110的一个或多个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可以是厚平板或平板光波导(即,平板光导),其包括延伸的、基本上平坦的光学透明介电材料片。所述的大致为平面薄板状的介电材料被配置为利用全内反射来引导被引导光104。根据各种示例,光导110的光学透明材料可包括或由多种介电材料中的任何一种构成,包括但不限于各种类型的玻璃(例如,石英玻璃、碱性铝硅酸盐玻璃、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(例如,第一表面和第二表面中的一个或两个)的至少一部分上包含包覆层(未示出)。根据一些示例,包覆层可以用于进一步促进全内反射。
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,“前”表面或“上”表面或侧面)和第二表面110”(例如,“后”表面或“下”表面或侧面)之间引导所述被引导光104。具体地,被引导光104通过在光导110的第一表面110’和第二表面110"之间以非零传播角反射或“弹跳”而传播。在一些实施例中,包括不同颜色的光的多个被引导光束104可由光导110以不同颜色特定的非零传播角中相应的一个来引导。应注意的是,为了简化说明,在图3A中未示出该非零传播角。然而,描绘传播方向103的粗箭头示出了沿着图3A中的光导的长度的被引导光104的总体传播方向。
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,非零传播角均大于零且小于光导110内的全内反射的临界角。例如,被引导光104的非零传播角可以在大约十(10)度和大约五十(50)度之间,或者在一些示例中,在大约二十(20)度和大约四十(40)度之间,或者约二十五(25)和约三十五(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,对于特定的实施,可以选择(例如,任意)特定的非零传播角,只要特定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即可。
根据各种实施例,水平视差多视图显示器100还包括沿着光导110的长度互相隔开的多个倾斜的多光束列120。此外,如图所示,每个倾斜的多光束列120包括布置为排或列的多个多光束元件122,其对应于倾斜的多光束列120。多个倾斜的多光束列中的倾斜的多光束列120(或等效地,其中的多个多光束元件122)可位于光导110的表面上。例如,倾斜的多光束列120可以位于光导110的第一表面110’上,如图3A和图3C所示。在其他实施例(未示出)中,倾斜的多光束列120可以位于光导110的第二表面110”上或甚至位于第一表面110’和第二表面110”之间。
如图3A至图3C所示,倾斜的多光束列120在跨过光导110的宽度上延伸。即,多个倾斜的多光束列中的倾斜的多光束列120的方向基本上沿着光导110的y轴,使得通过光导110传播的被引导光104以大致地陡峭的角度与倾斜的多光束列120相交。此外,多个倾斜的多光束列中的倾斜的多光束列120沿着光导110的长度(或x轴)互相隔开。在一些实施例中,倾斜的多光束列120互相平行。在一些实施例中,相邻的倾斜的多光束列120以固定的间隔或距离互相隔开。
倾斜的多光束列的多个倾斜的多光束列120被配置为将被引导光104的一部分从光导110中散射出,以作为多个定向光束102(并且因此可以被称为定向发射光)。在图3A中,定向光束102如多个发散的箭头所示,其被描绘为从光导110的第一表面110’(前表面)引导离开。根据各种实施例,定向光束102具有互相不同的主角方向。此外,根据各种实施例,定向光束102的不同主角方向可以对应于水平视差多视图显示器100的各个不同视图方向。
根据各种实施例,倾斜的多光束列120中的多光束元件122可包括多个不同结构中的任何一个,该结构被配置为散射出引导光104的一部分并提供定向光束102。例如,不同结构可以包含但不限于衍射光栅、微反射元件、微折射元件、或其各种组合。在一些实施例中,包括衍射光栅的倾斜的多光束列120被被配置为衍射地散射出被引导光部分,作为具有不同主角方向的多个定向光束102。在其他实施例中,包括微反射元件的倾斜的多光束列120被被配置为反射地散射出被引导光部分作为多个定向光束102,或者包括微折射元件的倾斜的多光束列120被被配置为通过或利用折射将被引导光部分散射出作为多个定向光束102(即,折射地耦合出被引导光部分)。
图3A至图3C中所示的水平视差多视图显示器100还包括表示水平视差多视图显示器100的像素的光阀130的阵列,或者等效地对应于由水平视差多视图显示器100显示的多视图图像的视图像素。具体地,光阀130的阵列被配置为调制由多个倾斜的多光束列120散射出光导110的定向光束102,以提供多视图图像。在图3C中,光阀130的阵列被部分地去除,以允许光阀阵列下方光导110以及倾斜的多光束列120的可视化,仅用于讨论目的。
如图3A所示的,具有不同主角方向的不同定向光束102穿过并且可通过光阀阵列中不同的光阀130来调制。此外,如图所示,阵列中的光阀130对应于水平视差多视图显示器100的像素。具体地,沿着光阀阵列的每一行,光阀阵列的不同组的光阀130被配置为从相应的不同的倾斜的多光束列120接收和调制定向光束102。因此,对于光阀阵列中的每一行中的每组光阀130,存在唯一对应的倾斜的多光束列120。
例如,光阀阵列的一行中的第一光阀组130a被配置为从第一倾斜的多光束列120a接收和调制定向光束102。类似地,光阀阵列的该行中的第二光阀组130b被配置为从第二倾斜的多光束列120b接收和调制定向光束102。因此,如图3A所示,光阀阵列中的光阀组中的每一组(例如,第一光阀组130a及第二光阀组130b)分别对应于不同的倾斜的多光束列120(例如,列120a及列120b),其中,所述光阀组的各个光阀130对应于水平视差多视图显示器100的像素。在各种实施例中,不同类型的光阀可被用作光阀阵列中的光阀130,包括但不限于液晶光阀、电泳光阀,以及基于电润湿的光阀中的一个或多个。
应注意的是,本文中水平视差多视图显示器100的像素的尺寸通常对应于光阀阵列中的光阀130的尺寸。具体地,在一些示例中,像素尺寸可以等于光阀130的尺寸。在其他示例中,像素尺寸可被定义为光阀阵列中相邻的光阀130之间的距离(例如,中心至中心距离)。具体地,光阀130其本身可小于光阀阵列中光阀130之间的中心至中心距离。然而,像素尺寸可以定义为中心至中心距离。
出于讨论的目的,在本文中,除非为了正确理解需要区分,术语“光阀”(例如,光阀130)和术语“像素”(例如,当讨论显示像素而不是视图像素时)可以互换使用。此外,出于讨论目的并且除非另有规定,光阀阵列或等效的水平视差多视图显示器100的像素阵列通常包括具有行和列的矩形阵列,列与行正交。如通过示例而非限制的方式所示,行沿着x方向(或x轴)延伸,而列通常与y方向(或y轴)对齐。
在各种实施例中,多个倾斜的多光束列中的倾斜的多光束列120包括倾斜度。即,如图所示,倾斜的多光束列120可以相对y轴以一定角度延伸跨过光导110的宽度。等效地,倾斜的多光束列120可以相对于一列像素或者等效的水平视差多视图显示器100的一列光阀130以一定角度延伸。如图所示,倾斜的多光束列120的倾斜度是表达倾斜的多光束列120相对于一列光阀130(或等效的y轴)的陡度或倾斜角度。具体地,倾斜度可以表示为由倾斜的多光束列120横跨的每一行光阀130中的倾斜的多光束列120的水平距离。在一些实施例中,倾斜的多光束列120的倾斜度是水平视差多视图显示器100的像素宽度和像素视图布置的函数。在本文中,“像素宽度”可以理解为沿着与该行像素对应的方向的像素尺寸。此外,本文中定义的像素视图布置包括与一组或多组的光阀130(例如,图3A中所示的光阀组130a、光阀组130b)对应的像素。
具体地,在一些实施例中,倾斜的多光束列120的倾斜度是像素宽度除以水平视差多视图显示器100的像素视图布置中的像素(或光阀130)的行数。例如,在一些实施例中,水平视差多视图显示器100的像素视图布置可以包括两行,并且倾斜的多光束列120的倾斜度可以是像素宽度的一半。在另一个实施例中,例如,水平视差多视图显示器的像素视图布置可以包括单行,并且倾斜的多光束列120的倾斜度可以是一个像素宽度。此外,多个倾斜的多光束列中的倾斜的多光束列120之间的间距可以是水平视差多视图显示器100的像素视图布置的函数。具体地,根据一些实施例,相邻的倾斜的多视图列120的中心线之间的间隔可以是多视图显示器的像素视图布置中像素的数量除以像素视图布置中的像素行数的函数。在一些实施例中,像素阵列中的像素或等效的像素视图布置的像素可表示彩色子像素,所述的水平视差多视图显示器则为彩色多视图显示器。
图4示出了根据与本文所述的原理一致的实施例的示例中的包含像素视图布置140和倾斜的多光束列120的水平视差多视图显示器100的一部分的平面图。作为示例而非限制,图4中示出的水平视差多视图显示器100具有九乘一(9×1)的视图配置。也就是说,所示的水平视差多视图显示器100在水平方向上(即,沿x轴或在x-z平面中,如图所示)提供多视图图像的九(9)个视图。九个视图中的任何一个视图可以在垂直方向上(即,沿着y轴或在x-y平面中,如图所示)在垂直方向中以宽广的角度范围观看(例如,作为“单个”视图)。因此,水平视差多视图显示器100可以称为“9x1”水平视差多视图显示器或具有9×1的视图配置。根据各种实施例,水平视差多视图显示器100可以在水平方向上提供与全视差显示器大致相同或相似的基本上平衡的分辨率。
此外,如图4所示,水平视差多视图显示器100的像素视图布置140可包括九个像素,每个像素对应于九个视图中的不同视图。图4中示出的水平视差多视图显示器100的像素视图布置140包括像素的相邻的两行。此外,如图所示,像素行中的像素被对应于不同的编号的视图编号。例如,图4中示出的像素视图布置140中的第一行包括对应于依次布置的奇数编号视图(即,编号为1、3、5、7、和9的视图)编号的像素,并且第二行包括对应也依次布置的偶数编号视图(即,编号为2、4、6、和8的视图)的像素。此外,第二行的像素以一像素宽度从第一行的像素偏移,使得第二行中标记为“2”的像素(对应于视图2)与第一行中标记为“3”的像素(对应于视图3)垂直对齐(即,如图所示,像素2和像素3是像素列中的相邻像素)。如图4所示,像素视图布置140中的每行像素可对应于光阀阵列中的不同组的光阀130(例如,如图3A中所示)。
图4还示出了倾斜的多光束列120,其横跨水平视差多视图显示器100的像素视图布置140延伸。具体地,倾斜的多光束列120横跨水平视差多视图显示器100的宽度延伸,并且经过像素视图布置140的中心附近或穿过像素视图布置140的中心。如图所示,倾斜的多光束列120的倾斜度是像素宽度和像素视图布置140的函数。具体地,图4中所示的倾斜的多光束列120的倾斜度等于像素宽度除以像素视图布置140中的像素行数。因此,在图4中,倾斜的多光束列120的倾斜度由像素宽度除以二或由等效的像素宽度的一半给定。即,对于水平视差多视图显示器100的每行像素(或光阀130),倾斜的多光束列120偏移像素宽度的一半。如图所示,倾斜的多光束列120因此延伸穿过位于像素视图布置140的第一行中的像素5的中心线,然后延伸穿过第二行中的像素4和像素6之间。因此,倾斜的多光束列120可以在其中心线或中心线的附近穿过像素视图布置。
根据一些实施例,像素视图布置140和横跨像素视图布置140的中心的倾斜的多光束列120的布置可以为水平视差多视图显示器100提供基本上平衡的分辨率。即,由像素视图布置140表示的视图分布在两行上,这可以减小有效水平分辨率,但是增加垂直分辨率。因此,在一些实施例中,可以减小垂直分辨率和水平分辨率之间的差距,以沿垂直轴和水平轴提供大约相同或相似的分辨率。此外,在一些实施例中,倾斜的多光束列120可以提供与对应的全视差显示器中的光元件相同的有效照明。这是因为与全视差显示器的光元件相比,倾斜的多光束列120覆盖(或叠加在)水平视差多视图显示器100的表面区域的大致相同部分上。具体地,全视差显示器的光元件可以覆盖多视图像素的九个视图像素中的一个视图像素,或者等效的多视图像素的二十七个颜色子像素中的三个颜色子像素。因此,光元件覆盖多视点像素的表面区域的大约九分之一(1/9),并且全视差多视图显示器的多个光元件可以覆盖全视差多视图显示器的表面区域的大约九分之一。具有可比分辨率的水平视差多视图显示器100可以保持与全视差多视图显示器相同或大约相同的光元件与像素的比率。因此,倾斜的多光束列120覆盖图4中所示的水平视差显示器100的实施例的像素视图布置140中的大约1/9的像素。在两行中,关于此实施例所示的像素视图布置140,倾斜的多光束列120因此具有半个像素的宽度,并且在像素视图布置140中的每组九个像素中,倾斜的多光束列120的两行的半个像素宽度加起来为倾斜的多光束列120的整个像素。在其他实施例中,水平视差显示器100的倾斜的多光束列120可以提供比对应的全视差显示器中的光元件更多的照明。
因此,相邻的倾斜的多光束列120分开大约等于像素视图布置140的宽度的距离。具体地,分开相邻倾斜的多光束列120的中心线的距离可以由水平视差多视图显示器100的像素视图布置140中的像素的数量除以像素视图布置140中的行数来给定。将此公式应用于图4所示的实施例,倾斜的多光束列120之间的距离为4.5个像素宽度。
如上文所述,在各种实施例中,倾斜的多光束列120包括多个多光束元件122。在一些实施例中,多个多光束元件122包括离散多光束元件122’,其具有用于水平视差多视图显示器100的每行像素或每行光阀130的不同的离散多光束元件122’。例如,再次参照图4,倾斜的多光束列120显示为多个离散多光束元件122’。多个离散多光束元件中的每个离散多光束元件122’相对于倾斜的多光束列120的相邻离散多光束元件122’偏移,以提供倾斜的多光束列120的倾斜度。如图4所示,其中多光束列120的倾斜度等于像素宽度的一半,每个离散多光束元件122’水平方向(如图所示的x方向)上从相邻离散多光束元件122’的偏移像素宽度的一半。因此,像素视图布置140的第二行中的离散多光束元件122’在水平方向上从相同的像素视图布置140的第一行中的离散多光束元件122’偏离。此外,沿着倾斜的多光束列120的下一像素视图布置140的第一行的离散多光束元件122’从前一像素视图布置140的第二行的离散多光束元件122’偏离半个像素,以此类推。在一些实施例中,离散多光束元件122’之间的间隔约等于像素阵列或光阀阵列的相邻行之间的间隔。
在其他实施例中,倾斜的多光束列120包括多个多光束元件122,其布置为基本上连续的多光束元件122”。例如,当多个多光束元件中的多光束元件122各自包括衍射光栅时,多光束元件122的衍射光栅可以端对端地布置,以有效地提供连续多光束元件122”。图5示出了根据与本文所述的原理一致的实施例的示例中的具有包括连续多光束元件122”的倾斜的多光束列120的水平视差多视图显示器100的一部分。如图4中一样,图5中所示的水平视差多视图显示器100的实施例被配置为在水平方向上提供九个视图(即,9×1视图布置)。此外,像素视图布置140与图4的实施例相同,如图所示。然而,与具有倾斜的多光束列120的先前实施例(其中倾斜的多光束列120包括彼此偏移以形成倾斜的多个离散多光束元件122’)不同,图5中所示的倾斜的多光束列120包括连续多光束元件122”。如图所示,连续多光束元件122”可以包括端对端地连接的衍射光栅或类似的多光束元件结构,以作为多个多光束元件122,并且延伸穿过光导的宽度以作为倾斜的多光束列120。包括图5中所示的连续多光束元件122”的倾斜的多光束列120的倾斜度由像素宽度除以像素视图布置140中的行数给定,其导致每行为半个像素宽度。
图6示出了根据与本文所述的原理一致的实施例的示例中的包括倾斜的多光束列120的水平视差多视图显示器100的一部分的平面图。所示的水平视差多视图显示器100被配置为在水平方向上提供多视图图像的八(8)个视图(即,8×1视图配置)。与图4和图5中的显示器不同,图6的水平视差多视图显示器100的像素视图布置140包括单行八(8)个依次布置的像素。水平视差多视图显示器100还包括倾斜的多光束列120。倾斜的多光束列120包括多个相对于另一个多光束元件偏移的多光束元件122以形成倾斜度。具体地,如图所示的倾斜的多光束列120的倾斜度等于像素宽度。形成倾斜的多光束列120的多个多光束元件的多光束元件122彼此以像素的宽度偏移。如前所述,多个倾斜的多光束中的倾斜的多光束列120的中心线之间的间隔是水平视差多视图显示器100的像素视图布置140的函数。具体地,所述间距是所显示水平视差多视图显示器100的像素视图布置140中的像素的数量(即,光阀130的数量)除以像素视图布置中140的像素行数的函数。因此,在图6的水平视差多视图显示器100中,八(8)个像素分隔倾斜的多光束列120的中心线。
在一些实施例中,水平视差多视图显示器100是彩色多视图显示器,其被配置为提供或显示彩色多视图图像。在彩色多视图显示器中,不同的像素可以提供不同的颜色(例如,使用滤色器),因此可以称为彩色子像素。具体地,可以彼此相邻地提供代表红-绿-蓝(RGB)的多组彩色子像素,作为光阀阵列中的不同颜色光阀130。例如,表示不同颜色的彩色子像素可以沿着像素行交替(例如,如红色,绿色,蓝色,红色,绿色,蓝色等)。在这些实施例中,彩色多视图显示器的多视图像素可以由像素视图布置中的一组(例如,三个)不同像素组表示。例如,在图4中,像素视图布置140中可以存在三组不同的像素,如图所示。此外,每个不同组具有颜色子像素,其表示每个视图的不同光的颜色。因此,多视图像素的第一组像素(即,第一像素视图布置140a)可包括用于视图1的绿色子像素,第二组像素(即,第二像素视图布置140b)可包括用于视图1的蓝色子像素,并且第三组像素(即,第三像素视图布置140c)可以包括用于视图1的红色子像素。三个像素组(即,像素视图布置140a、像素视图布置140b、像素视图布置140c)一起提供具有全部三种颜色(红色、绿色、蓝色)的视图1的彩色视图像素。类似地,如图所示,在图6中,彩色多视图像素的三个像素组可以在三行像素中由像素视图布置140a、像素视图布置140b、像素视图布置140c提供。
图7示出了根据与本文所述的原理一致的实施例的示例中的水平视差多视图显示器200的方块图。根据各种实施例,所显示的水平视差多视图显示器200采用倾斜的多光束列和像素视图布置来显示具有水平视差的多视图图像。在一些实施例中,水平视差多视图显示器200可提供与对应的全视差显示器相当的平衡分辨率。
如图7所示,水平视差多视图显示器200包括背光体205。背光体205包括互相隔开的多个倾斜的多光束列220。在一些实施例中,背光体205的多个倾斜的多光束列220可以与上述水平视差多视图显示器100的多个倾斜的多光束列120基本上相似。例如,多个倾斜的多光束列中的倾斜的多光束列220可以横跨背光体205的宽度延伸。在一些实施例中,多个倾斜的多光束列中的倾斜的多光束列220在背光体205的长度上间隔开,并且可以互相平行。在一些实施例中,相邻的倾斜的多光束列220以恒定的间隔或距离互相隔开。
根据各种实施例,多个倾斜的多光束列的倾斜的多光束列220被配置为将背光体205的光散射出,作为具有与多视图图像的视图方向对应的不同主角方向的多个定向光束202。例如,背光体205可以包括光导,其基本上类似于上文关于水平视差多视图显示器100所描述的光导110,以及倾斜的多光束列220,其可以散射在光导内引导的光的一部分。倾斜的多光束列220可以包括被配置为散射背光体的光的多种不同结构中的任何一种,包含衍射光栅、微反射元件、微折射元件或其各种组合。例如,倾斜的多光束列220可包括衍射光栅。衍射光栅可以基本上类似于先前所述的水平视差多视图显示器100的衍射光栅。
如图7所示,水平视差多视图显示器200还包括光阀230的阵列,其被配置为调制多个定向光束中的定向光束以提供多视图图像。在各种实施例中,光阀230的阵列对应于水平视差多视图显示器200的多视图像素的像素。在各种实施例中,不同类型的光阀可被用作光阀阵列中的光阀230,包括但不限于液晶光阀、电泳光阀,以及基于电润湿的光阀中的一个或多个。具体地,来自背光体205上的倾斜的多光束列220的阵列的定向光束202可以通过光阀阵列中的各个光阀230并由其调制,以提供调制的定向光束202’。具有不同主角方向的定向光束202中的不同定向光束被配置为穿过光阀阵列中的不同光阀230并由其调制。图7中的虚线箭头用于显示调制的定向光束202’以强调其调制。此外,水平视差多视图显示器200的像素的尺寸可以对应于光阀230的阵列的尺寸。在一些实施例中,光阀阵列可以大致类似于如上文关于水平视差多视图显示器100所述的光阀130的阵列。
在各种实施例中,多个倾斜的多光束列中的倾斜的多光束列220具有相对于光阀阵列中的光阀230的列的倾斜度。此外,根据各种实施例,倾斜度是水平视差多视图显示器200的像素宽度和像素视图布置的函数。具体地,倾斜度可以表示为倾斜的多光束列220的局部水平位置相对于倾斜的多光束列220横跨的每行像素或光阀230的变化。因此,倾斜的多光束列220的倾斜度可以大致类似于上述水平视差多视图显示器100的倾斜的多光束列120的倾斜度。即,在一些实施例中,倾斜的多光束列220的倾斜度等于像素宽度除以水平视差多视图显示器200的像素视图布置中的像素的行数。例如,被配置为在水平方向上提供九(9)个视图的水平视差多视图显示器200的像素视图布置可以包括九个像素,每个像素对应于九个视图中的不同的一个。此外,例如,水平视差多视图显示器200的像素视图布置可包括相邻的两行像素,其中第一行包含依次布置的奇数编号的视图(例如,编号为1、3、5、7、和9的视图),并且第二行包含也依次布置的偶数编号的视图(例如,编号为2、4、6、和8的视图)。另外,第二行可以偏离第一行,如上文所述的图4所示。在此示例中,倾斜的多光束列220的倾斜度可以等于像素宽度除以二,其产生像素宽度一半的倾斜度。
在一些实施例中,多个倾斜的多光束中的倾斜的多光束列220的中心线之间的间隔是由在水平视差多视图显示器100的像素视图布置中的像素的数量除以像素视图布置中的像素行数的值给定的。例如,关于先前描述的实施例,倾斜的多光束列220之间的距离可以是大约四点五个像素(即,4.5个像素宽度)。
在一些实施例中,倾斜的多光束列220包括多个离散多光束元件,多个离散多光束元件中的每一个从相邻的离散多光束元件偏移一距离,该距离对应于光阀阵列中的光阀230的相邻的行之间的间隔。此外,多个离散多光束元件中的每一个可以相对于相邻的离散多光束元件偏移,以提供倾斜的多光束列220的倾斜度。例如,在一些实施例中,如上文所述,在具有半个像素宽度的倾斜度的倾斜的多光束列中,每个离散多光束元件可以从相邻多光束元件偏移半个像素宽度。在一些实施例中,离散多光束元件可以大致类似于多光束元件122,并且更具体地,类似于上文关于水平视差多视图显示器100的倾斜的多光束列120描述的离散多光束元件122’。在一些实施例中,倾斜的多光束列220可包括连续多光束元件。在一些实施例中,所述的连续的元件基本上类似于先前所述的水平视差多视图显示器100的连续多光束元件122”。
根据本文所述的原理的一些实施例,公开了一种显示多视图图像的方法300。图8示出了根据与本文所述的原理一致的实施例的示例中的使用水平视差多视图显示器显示多视图图像的方法300的流程图。如图8所示,显示多视图图像的方法300包括:沿着光导的长度引导310光,作为被引导光。根据各种实施例,可以在光导内以非零传播角引导所述被引导光。在一些实施例中,光导可以基本上类似于上文关于水平视差多视图显示器100所述的光导110。例如,被引导光可被引导,并且因此使用全内反射在光导内沿着光导传播。
显示多视图图像的方法300还包括:使用沿光导长度彼此隔开的多个倾斜的多光束列,将被引导光的部分散射出320光导,作为定向光束。根据各种实施例,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,光导的倾斜的多光束列可以与上文所述水平视差多视图显示器的倾斜的多光束列120基本类似。例如,多个倾斜的多光束沿着光导的宽度延伸,并且基本上朝向光导的y轴方向。此外,在一些实施例中,多个倾斜的多光束列可以在光导的长度上间隔开,并且也可以互相平行。
在一些实施例中,多个多光束列中的相邻多光束列以相同的间隔或距离彼此分开。倾斜的多光束列可以包括多种不同结构中的任何一种,所述多种不同结构被配置为从光导散射出被引导光的部分,其包含衍射光栅、微反射元件、微折射元件或其各种组合。例如,倾斜的多光束列可包括衍射光栅。衍射光栅可以基本上类似于先前所述的水平视差多视图显示器100的衍射光栅。
如图8所示,显示多视图图像的方法400还包括:使用光阀阵列调制330定向光束,以提供多视图图像,,阵列中的光阀对应于多视图显示器的像素。在一些实施例中,光阀阵列可以大致类似于上文所述的水平视差多视图显示器100的光阀130的阵列。在各种实施例中,不同类型的光阀可被用作光阀阵列的多个光阀,包括但不限于液晶光阀、电泳光阀,及基于电润湿的光阀中的一个或多个。
在不同的实施例中,多个倾斜的多光束列的倾斜的多光束列具有倾斜度,其为像素宽度和水平视差多视图显示器的像素视图布置的函数。倾斜度可以表示为倾斜的多光束列中跨越倾斜的多光束列的每行像素或每行光阀的倾斜的局部水平位置的变化。在一些实施例中,倾斜的多光束列的倾斜度等于像素宽度除以水平视差多视图显示器的像素视图布置中的像素的行数。在一些实施例中,倾斜度基本上类似于如上文所述的倾斜的多光束列120的倾斜度。例如,当像素视图布置有两行像素或等效的两行光阀时,倾斜的多光束列的倾斜度可对应于像素宽度的一半。在另一示例中,当像素视图布置具有单行像素或光阀时,倾斜的多光束列的倾斜度可对应于像素宽度。
在一些实施例中,多个倾斜的多光束列中的倾斜的多光束列包括多个离散多光束元件,每一个离散多光束元件沿着倾斜的多光束列的长度与多个离散多光束元件中的其他离散多光束元件隔开。此外,多个离散多光束元件中的每一个离散多光束元件可以相对于相邻的离散多光束元件偏移,以提供倾斜的多光束列的倾斜度。例如,在具有半像素宽度的倾斜度的倾斜的多光束列中,每个离散多光束元件可以从相邻多光束元件偏移像素宽度的一半。在一些实施例中,离散多光束元件可以大致类似于多光束元件122,并且更具体地,类似于上文关于水平视差多视图显示器100的倾斜的多光束列120描述的离散多光束元件122’。
在其他实施例中,多个倾斜的多光束列中的倾斜的多光束列包括沿着倾斜的多光束列的长度延伸的连续多光束元件。在一些实施例中,所述的连续的元件可以基本上类似于先前所述的水平视差多视图显示器100的连续多光束元件122”。
因此,本文已描述了水平视差多视图显示器的示例和实施例,以及使用水平视差多视图显示器显示多视图图像的方法。应该理解的是,上述示例仅仅是说明代表本文所述的原理的许多具体示例中的一些示例。显然地,本领域技术人员可以在不偏离如下述权利要求限定的范围的情况下很容易地设计出许多其他的布置。
Claims (21)
1.一种水平视差多视图显示器,包括:
光导,其被配置为沿着所述光导的长度引导光作为被引导光;
光阀阵列,其表示像素;以及
多个倾斜的多光束列,其沿着所述光导的所述长度彼此隔开,所述多个倾斜的多光束列中的倾斜的多光束列被配置为将所述被引导光的部分从所述光导散射出,作为具有与所述水平视差多视图显示器的视图方向相对应的不同主角方向的多个定向光束,
其中,所述倾斜的多光束列的倾斜度是所述水平视差多视图显示器的像素宽度与像素视图布置的函数。
2.根据权利要求1所述的水平视差多视图显示器,其中,所述倾斜的多光束列的所述倾斜度是所述像素宽度除以所述水平视差多视图显示器的所述像素视图布置中的像素的行数。
3.根据权利要求2所述的水平视差多视图显示器,其中,所述水平视差多视图显示器的所述像素视图布置包括两行,所述倾斜的多光束列的所述倾斜度是所述像素宽度的一半。
4.根据权利要求2所述的水平视差多视图显示器,其中,所述水平视差多视图显示器的所述像素视图布置包括单行,所述倾斜的多光束列的所述倾斜度是一个像素宽度。
5.根据权利要求1所述的水平视差多视图显示器,其中,所述多个倾斜的多光束中的所述倾斜的多光束列的中心线之间的间隔为所述多视图显示器的所述像素视图布置中的像素的数量除以所述像素视图布置中的所述像素的行数的函数。
6.根据权利要求1所述的水平视差多视图显示器,其中,所述像素阵列中的像素表示彩色子像素,所述水平视差多视图显示器是彩色多视图显示器。
7.根据权利要求1所述的水平视差多视图显示器,所述倾斜的多光束列包括多个离散多光束元件,所述多个离散多光束元件中的每一个离散多光束元件相对于相邻的离散多光束元件偏移,以提供所述倾斜的多光束列的所述倾斜度。
8.根据权利要求7所述的水平视差多视图显示器,其中,所述多个离散多光束元件中的所述离散多光束元件之间的间隔大约等于所述像素阵列的相邻行之间的间隔。
9.根据权利要求7所述的水平视差多视图显示器,其中,所述倾斜的多光束列的所述离散多光束元件包括衍射光栅。
10.根据权利要求1所述的水平视差多视图显示器,其中,所述倾斜的多光束列包括连续多光束元件。
11.根据权利要求1所述的水平视差多视图显示器,其中,所述多个倾斜的多光束列中的所述倾斜的多光束列的宽度在所述像素宽度的一半与所述像素宽度之间。
12.一种水平视差多视图显示器,包括:
背光体,其具有多个彼此隔开的平行的倾斜的多光束列,所述多个倾斜的多光束列中的倾斜的多光束列被配置为将光散射出所述背光体,作为具有对应于多视图图像的视图方向的不同主角方向的多个定向光束;以及
光阀阵列,其被配置为调制所述多个定向光束中的定向光束,以提供所述多视图图像,所述光阀阵列中的光阀对应于所述水平视差多视图显示器的多视图像素中的像素,
其中,所述倾斜的多光束列具有相对于所述光阀阵列的光阀的列的倾斜度,所述倾斜度是所述水平视差多视图显示器的像素宽度与像素视图布置的函数。
13.根据权利要求12所述的水平视差多视图显示器,其中,所述倾斜的多光束列的所述倾斜度是所述像素宽度除以所述水平视差多视图显示器的所述像素视图布置中的像素的行数。
14.根据权利要求12所述的水平视差多视图显示器,所述多个倾斜的多光束中的所述倾斜的多光束列的中心线之间的间隔由所述水平视差多视图显示器的所述像素视图布置中的子像素的数量除以所述像素视图布置中的所述像素的行数给定。
15.根据权利要求12所述的水平视差多视图显示器,其中,所述倾斜的多光束列包括多个离散多光束元件,所述多个离散多光束元件中的每一个离散多光束元件从相邻的离散多光束元件偏移一距离,所述距离对应于所述光阀阵列中的所述光阀的相邻行之间的间隔。
16.根据权利要求12所述的水平视差多视图显示器,其中,所述倾斜的多光束列包括连续多光束元件。
17.根据权利要求12所述的水平视差多视图显示器,其中,所述倾斜的多光束列包括衍射光栅。
18.一种显示多视图图像的方法,所述方法包括:
沿着光导的长度引导光作为被引导光;
使用沿着所述光导的所述长度彼此隔开的多个倾斜的多光束列,将所述被引导光的部分散射出所述光导,作为定向光束,所述定向光束具有与所述多视图图像的视图方向相对应的方向;以及
使用光阀阵列调制所述定向光束,以提供所述多视图图像,所述光阀阵列中的光阀对应于所述多视图显示器的像素,
其中,所述多个倾斜的多光束列的倾斜度是所述多视图显示器的像素宽度与像素视图布置的函数。
19.根据权利要求18所述的显示多视图图像的方法,其中,当所述像素视图布置具有两行像素时,所述倾斜的多光束列的所述倾斜度对应于所述像素宽度的一半,并且其中,当所述像素视图布置具有一行像素时,所述倾斜的多光束列的所述倾斜度对应于所述像素宽度。
20.根据权利要求18所述的显示多视图图像的方法,其中,所述多个倾斜的多光束的相邻的所述倾斜的多光束列之间的间隔由所述像素视图布置中的像素的数量除以所述像素视图布置中的像素的行数给定。
21.根据权利要求18所述的显示多视图图像的方法,其中,所述多个倾斜的多光束列中的倾斜的多光束列包括多个离散多光束元件,每一个离散多光束元件沿着所述倾斜的多光束列的长度与所述多个离散多光束元件中的其他离散多光束元件间隔开。
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/US2018/022760 WO2019177617A1 (en) | 2018-03-15 | 2018-03-15 | Horizontal parallax multiview display and method having slanted multibeam columns |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN111837070A true CN111837070A (zh) | 2020-10-27 |
Family
ID=67907950
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201880090942.XA Pending CN111837070A (zh) | 2018-03-15 | 2018-03-15 | 具有倾斜的多光束列的水平视差多视图显示器和方法 |
Country Status (8)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20200409172A1 (zh) |
EP (1) | EP3735610B1 (zh) |
JP (2) | JP2021515913A (zh) |
KR (1) | KR20200121379A (zh) |
CN (1) | CN111837070A (zh) |
CA (1) | CA3090480C (zh) |
TW (1) | TWI708979B (zh) |
WO (1) | WO2019177617A1 (zh) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111240009B (zh) * | 2019-12-31 | 2020-12-29 | 嘉兴驭光光电科技有限公司 | 可用于投射斜线的衍射光学元件、投射装置及其设计方法 |
CN116420108A (zh) | 2020-11-09 | 2023-07-11 | 镭亚股份有限公司 | 水平视差多视图背光、显示器和方法 |
Citations (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1083756A2 (en) * | 1999-09-09 | 2001-03-14 | Mixed Reality Systems Laboratory Inc. | Stereoscopic image display apparatus |
US6226083B1 (en) * | 1999-05-05 | 2001-05-01 | Georgia Tech Research Corporation | Integrated-optic spectrometer and method |
US20030067539A1 (en) * | 2000-01-25 | 2003-04-10 | Falk Doerfel | Method and system for the three-dimensional representation |
US20050259323A1 (en) * | 2004-02-10 | 2005-11-24 | Rieko Fukushima | Three-dimensional image display device |
CN1856720A (zh) * | 2003-09-27 | 2006-11-01 | 皇家飞利浦电子股份有限公司 | 用于3d显示设备的背光 |
US20080211977A1 (en) * | 2005-10-05 | 2008-09-04 | Koninklijke Philips Electronics, N.V. | Configurable Multi-View Display Device |
US20080285282A1 (en) * | 2005-10-27 | 2008-11-20 | Koninklijke Philips Electronics, N.V. | Directional Light Output Devices Such as Multi-View Displays |
US20120212486A1 (en) * | 2009-11-03 | 2012-08-23 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Autostereoscopic display device |
US20130100175A1 (en) * | 2011-10-20 | 2013-04-25 | Japan Display West, Inc. | Display device |
CN103339950A (zh) * | 2011-02-06 | 2013-10-02 | 李钟五 | 视差屏障以及包含该视差屏障的立体显示装置 |
US20140063213A1 (en) * | 2012-08-29 | 2014-03-06 | Lenovo (Singapore) Pte. Ltd. | Method for setting stereoscopic image data at a stereoscopic image display system |
US20140085439A1 (en) * | 2012-09-27 | 2014-03-27 | Mitsubishi Electric Corporation | Display device |
US20160291339A1 (en) * | 2015-04-01 | 2016-10-06 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Backlight apparatus and three-dimensional (3d) display apparatus including the same |
WO2017041079A1 (en) * | 2015-09-05 | 2017-03-09 | Leia Inc. | Angular subpixel rendering multiview display using shifted multibeam diffraction gratings |
WO2017132579A1 (en) * | 2016-01-30 | 2017-08-03 | Leia Inc. | Multibeam element-based backlighting having converging views |
CN107209393A (zh) * | 2015-01-28 | 2017-09-26 | 镭亚股份有限公司 | 三维(3d)电子显示器 |
WO2017204840A1 (en) * | 2016-05-23 | 2017-11-30 | Leia Inc. | Diffractive multibeam element-based backlighting |
US20170363794A1 (en) * | 2014-12-31 | 2017-12-21 | Suzhou University | Multi-view pixel directional backlight module and naked-eye 3d display device |
Family Cites Families (22)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TWI428645B (zh) * | 2008-06-30 | 2014-03-01 | Cpt Technology Group Co Ltd | 彩色導光板以及液晶顯示裝置 |
JP2012508399A (ja) * | 2008-11-07 | 2012-04-05 | ディメンション テクノロジーズ インコーポレイテッド | 2d/3d自動立体マルチビューディスプレーのためのバックライトシステム |
KR101680770B1 (ko) * | 2010-07-09 | 2016-11-29 | 삼성전자주식회사 | 백라이트 유닛 및 이를 구비하는 디스플레이장치 |
WO2012038856A1 (en) * | 2010-09-21 | 2012-03-29 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Multi-view display device |
CN103181174B (zh) * | 2010-10-01 | 2016-07-13 | 三星电子株式会社 | 利用屏障的3d显示装置及其驱动方法 |
JP2012108316A (ja) * | 2010-11-17 | 2012-06-07 | Sony Corp | 立体表示装置 |
JP5197782B2 (ja) * | 2011-03-04 | 2013-05-15 | 株式会社東芝 | バックライト装置および表示装置 |
JP2014512560A (ja) * | 2011-03-04 | 2014-05-22 | サムスン エレクトロニクス カンパニー リミテッド | 多時点映像ディスプレイ装置 |
JP2012185307A (ja) * | 2011-03-04 | 2012-09-27 | Nec Saitama Ltd | 画像表示ユニット、画像表示制御方法および画像表示制御プログラム |
JP2013054331A (ja) * | 2011-08-05 | 2013-03-21 | Sony Corp | 表示方法、表示装置、電子機器および照明装置 |
US9055289B2 (en) * | 2011-11-23 | 2015-06-09 | Korea Institute Of Science And Technology | 3D display system |
US9389415B2 (en) * | 2012-04-27 | 2016-07-12 | Leia Inc. | Directional pixel for use in a display screen |
US9298168B2 (en) * | 2013-01-31 | 2016-03-29 | Leia Inc. | Multiview 3D wrist watch |
US20160195664A1 (en) * | 2013-07-30 | 2016-07-07 | Leia Inc. | Multibeam diffraction grating-based backlighting |
KR20160051849A (ko) * | 2013-09-03 | 2016-05-11 | 코닌클리케 필립스 엔.브이. | 멀티-뷰 디스플레이 디바이스 |
KR20150093014A (ko) * | 2014-02-06 | 2015-08-17 | 삼성전자주식회사 | 디스플레이 장치 및 그 제어 방법 |
US9557466B2 (en) * | 2014-07-30 | 2017-01-31 | Leia, Inc | Multibeam diffraction grating-based color backlighting |
CN107209406B (zh) * | 2015-01-10 | 2021-07-27 | 镭亚股份有限公司 | 二维/三维(2d/3d)可切换显示器背光和电子显示器 |
KR102322340B1 (ko) * | 2015-01-10 | 2021-11-05 | 레이아 인코포레이티드 | 제어된 회절 결합 효율을 갖는 회절 격자-기반 백라이팅 |
EP3345025A4 (en) * | 2015-09-05 | 2019-04-10 | LEIA Inc. | TIME-MODIFIED BACKLIGHT AND MULTI-VIEW DISPLAY USING THE SAME |
CA3101587C (en) * | 2018-06-29 | 2023-09-19 | Leia Inc. | Mixed-format backlight, display, and method |
CN113439228B (zh) * | 2019-02-16 | 2023-09-01 | 镭亚股份有限公司 | 具有光控膜的水平视差多视图显示器和方法 |
-
2018
- 2018-03-15 KR KR1020207029301A patent/KR20200121379A/ko not_active IP Right Cessation
- 2018-03-15 CN CN201880090942.XA patent/CN111837070A/zh active Pending
- 2018-03-15 WO PCT/US2018/022760 patent/WO2019177617A1/en unknown
- 2018-03-15 CA CA3090480A patent/CA3090480C/en active Active
- 2018-03-15 JP JP2020547064A patent/JP2021515913A/ja not_active Withdrawn
- 2018-03-15 EP EP18909829.6A patent/EP3735610B1/en active Active
-
2019
- 2019-02-26 TW TW108106442A patent/TWI708979B/zh active
-
2020
- 2020-09-10 US US17/017,164 patent/US20200409172A1/en active Pending
-
2022
- 2022-09-29 JP JP2022156199A patent/JP2022191307A/ja active Pending
Patent Citations (19)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6226083B1 (en) * | 1999-05-05 | 2001-05-01 | Georgia Tech Research Corporation | Integrated-optic spectrometer and method |
EP1083756A2 (en) * | 1999-09-09 | 2001-03-14 | Mixed Reality Systems Laboratory Inc. | Stereoscopic image display apparatus |
US20030067539A1 (en) * | 2000-01-25 | 2003-04-10 | Falk Doerfel | Method and system for the three-dimensional representation |
CN1856720A (zh) * | 2003-09-27 | 2006-11-01 | 皇家飞利浦电子股份有限公司 | 用于3d显示设备的背光 |
US20050259323A1 (en) * | 2004-02-10 | 2005-11-24 | Rieko Fukushima | Three-dimensional image display device |
US20080211977A1 (en) * | 2005-10-05 | 2008-09-04 | Koninklijke Philips Electronics, N.V. | Configurable Multi-View Display Device |
US20080285282A1 (en) * | 2005-10-27 | 2008-11-20 | Koninklijke Philips Electronics, N.V. | Directional Light Output Devices Such as Multi-View Displays |
US20120212486A1 (en) * | 2009-11-03 | 2012-08-23 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Autostereoscopic display device |
US20130314779A1 (en) * | 2011-02-06 | 2013-11-28 | Jong Oh Lee | Parallax barrier, and stereoscopic display apparatus comprising same |
CN103339950A (zh) * | 2011-02-06 | 2013-10-02 | 李钟五 | 视差屏障以及包含该视差屏障的立体显示装置 |
US20130100175A1 (en) * | 2011-10-20 | 2013-04-25 | Japan Display West, Inc. | Display device |
US20140063213A1 (en) * | 2012-08-29 | 2014-03-06 | Lenovo (Singapore) Pte. Ltd. | Method for setting stereoscopic image data at a stereoscopic image display system |
US20140085439A1 (en) * | 2012-09-27 | 2014-03-27 | Mitsubishi Electric Corporation | Display device |
US20170363794A1 (en) * | 2014-12-31 | 2017-12-21 | Suzhou University | Multi-view pixel directional backlight module and naked-eye 3d display device |
CN107209393A (zh) * | 2015-01-28 | 2017-09-26 | 镭亚股份有限公司 | 三维(3d)电子显示器 |
US20160291339A1 (en) * | 2015-04-01 | 2016-10-06 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Backlight apparatus and three-dimensional (3d) display apparatus including the same |
WO2017041079A1 (en) * | 2015-09-05 | 2017-03-09 | Leia Inc. | Angular subpixel rendering multiview display using shifted multibeam diffraction gratings |
WO2017132579A1 (en) * | 2016-01-30 | 2017-08-03 | Leia Inc. | Multibeam element-based backlighting having converging views |
WO2017204840A1 (en) * | 2016-05-23 | 2017-11-30 | Leia Inc. | Diffractive multibeam element-based backlighting |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20200121379A (ko) | 2020-10-23 |
EP3735610A1 (en) | 2020-11-11 |
TW201940941A (zh) | 2019-10-16 |
US20200409172A1 (en) | 2020-12-31 |
CA3090480C (en) | 2023-10-31 |
WO2019177617A1 (en) | 2019-09-19 |
EP3735610A4 (en) | 2021-08-11 |
TWI708979B (zh) | 2020-11-01 |
JP2021515913A (ja) | 2021-06-24 |
JP2022191307A (ja) | 2022-12-27 |
CA3090480A1 (en) | 2019-09-19 |
EP3735610C0 (en) | 2024-01-10 |
EP3735610B1 (en) | 2024-01-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN107923600B (zh) | 使用移位多束衍射光栅对多视图显示器角度子像素渲染 | |
US20210255476A1 (en) | Multiview display and method | |
CN113260903B (zh) | 具有动态颜色子像素重映射的多视图显示器、系统和方法 | |
US20210368158A1 (en) | Horizontal parallax multiview display and method having light control film | |
US11846800B2 (en) | Multiview display and method having shifted color sub-pixels | |
JP2022191307A (ja) | 傾斜マルチビームコラムを有する水平視差マルチビューディスプレイ及び方法 | |
CN113498489B (zh) | 具有光控膜的多视图显示器和方法 | |
US11906758B2 (en) | Multiview backlight, display, and method employing an optical diffuser |
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: 40037549 Country of ref document: HK |