CN113348404B - 采用定向光源和水平漫射器的静态多视图显示器和方法 - Google Patents

采用定向光源和水平漫射器的静态多视图显示器和方法 Download PDF

Info

Publication number
CN113348404B
CN113348404B CN201880100063.0A CN201880100063A CN113348404B CN 113348404 B CN113348404 B CN 113348404B CN 201880100063 A CN201880100063 A CN 201880100063A CN 113348404 B CN113348404 B CN 113348404B
Authority
CN
China
Prior art keywords
light
grating
directed
diffraction grating
directional
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
CN201880100063.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113348404A (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 CN113348404A publication Critical patent/CN113348404A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113348404B publication Critical patent/CN113348404B/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
    • G02B6/0033—Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G02B6/005—Means for improving the coupling-out of light from the light guide provided by one optical element, or plurality thereof, placed on the light output side of the light guide
    • G02B6/0051—Diffusing sheet or layer
    • 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
    • G02B27/10—Beam splitting or combining systems
    • G02B27/106—Beam splitting or combining systems for splitting or combining a plurality of identical beams or images, e.g. image replication
    • 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
    • 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
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/02—Diffusing elements; Afocal elements
    • G02B5/0205—Diffusing elements; Afocal elements characterised by the diffusing properties
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/18—Diffraction gratings
    • G02B5/1814—Diffraction gratings structurally combined with one or more further optical elements, e.g. lenses, mirrors, prisms or other diffraction gratings
    • G02B5/1819—Plural gratings positioned on the same surface, e.g. array of gratings
    • 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
    • G02B6/0025—Diffusing sheet or layer; Prismatic sheet or layer
    • 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
    • G02B6/0036—2-D arrangement of prisms, protrusions, indentations or roughened 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
    • G02B6/0033—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
    • G02B6/0068—Arrangements of plural sources, e.g. multi-colour light sources
    • 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
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/26—Optical coupling means
    • G02B6/28—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals
    • G02B6/293—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means
    • G02B6/29304—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means operating by diffraction, e.g. grating
    • 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

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Planar Illumination Modules (AREA)
  • Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
  • Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
  • Light Guides In General And Applications Therefor (AREA)
  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
  • Testing, Inspecting, Measuring Of Stereoscopic Televisions And Televisions (AREA)

Abstract

一种静态多视图显示器和静态多视图显示操作的方法，使用衍射光栅衍射地散射来自由水平漫射器提供的具有不同径向方向的被引导光束的光，提供静态多视图图像。静态多视图显示器包括：被配置为引导光束的光导；水平漫射器被配置为使用来自定向光源的光来提供具有不同径向方向的被引导光束；以及多个衍射光栅，其被配置为将来自多个被引导光束的光散射出去，作为表示静态多视图图像的定向光束。静态显示操作的方法包括：提供和漫射定向光以提供具有不同径向方向的被引导光束，并且进一步将来自被引导光束的光散射出作为表示静态多视图图像的定向光束。

Description

采用定向光源和水平漫射器的静态多视图显示器和方法
相关申请的交叉引用
不适用
关于联邦赞助研究或开发的声明
不适用
背景技术
显示器，更具体地说是“电子”显示器是用于向各种设备和产品的用户传送信息的几乎无处不在的介质。例如，电子显示器可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、以及各种其他移动以及基本上非移动显示应用和设备。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递的图像或类似信息。如在无源电子显示器的情况下，可以通过反射入射到显示器上的光来提供差分像素强度图案。或者，电子显示器可提供或发射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
参考结合附图进行的以下详细描述，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示出了根据与这里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示出了根据与这里描述的原理一致的实施例的示例中的具有与多视图显示器的视图方向相对应的特定主角度方向的光束的角度分量的图形表示。
图2示出了根据与这里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示出了根据与这里描述的原理一致的实施例的示例中的静态多视图显示器的平面图。
图3B示出了根据与这里描述的原理一致的实施例的示例中的静态多视图显示器的一部分的横截面视图。
图3C示出了根据与这里描述的原理一致的实施例的示例中的静态多视图显示器的一部分的横截面视图。
图3D示出了根据与这里描述的原理一致的实施例的示例中的静态多视图显示器的透视图。
图4示出了根据与这里描述的原理一致的实施例的示例中的静态多视图显示器的平面图。
图5A是根据与这里描述的原理一致的实施例的示例中的静态多视图显示器的一部分的截面视图。
图5B是根据与这里描述的原理一致的实施例的示例中的静态多视图显示器的一部分的截面视图。
图5C是根据与这里描述的原理一致的实施例的示例中的静态多视图显示器的一部分的截面视图。
图6A示出了根据与这里描述的原理一致的实施例的示例中包括杂波反射抑制的静态多视图显示器的平面图。
图6B示出了根据与这里描述的原理一致的另一实施例的示例中包括杂波反射抑制的静态多视图显示器的平面图。
图7A示出了根据与这里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示出了根据与这里描述的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示出了根据与这里描述的原理一致的实施例的示例中的静态多视图显示器的框图。
图9示出了根据与这里描述的原理一致的实施例的示例中的静态多视图显示器操作的方法的流程图。
某些示例和实施例具有作为上述附图中所示的特征的补充或替代之一的其它特征。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静态或准静态三维(3D)或多视图图像的显示。特别地，符合所描述的原理的实施例使用多个定向光束来显示静态或准静态多视图图像。多个定向光束的各个强度和方向又对应于正在显示的多视图图像的视图中的各个视图像素。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”。这样，所显示的多视图图像可以被称为静态或准静态多视图图像。
根据各种实施例，一种配置为显示静态或准静态多视图图像的静态多视图显示器包括水平扩散器，所述水平扩散器配置为将具有与由定向光源(例如，激光器)提供的定向光不同的径向方向的多个被引导光束提供到光导。由定向光源提供的定向光至少在垂直方向上被准直，并且可以以相对于垂直方向的倾斜角度被提供。此外，多个被引导光束的被引导光束在光导内以彼此不同的径向方向被引导。此外，静态多视图显示器包括光学地连接到光导的衍射光栅，以提供具有单独的定向光束强度和方向的定向光束。衍射光栅被配置成通过或根据从光导内引导的光的衍射耦合或散射来发射或提供定向光束。这样，多个衍射光栅中的衍射光栅包括光栅特性，该光栅特性导致入射在衍射光栅上的被引导光束的特定径向方向或者是该特定径向方向的函数。特别地，光栅特性可以是衍射光栅和被配置为提供被引导光束的定向光源的相对位置的函数。根据各种实施例，光栅特性被配置为导致被引导光束的径向方向，以确保由衍射光栅提供的发射的定向光束与正被显示的静态或准静态多视图图像的各种视图中的相关联的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)多视图图像(尽管是多个不同视图)的多视图显示器。“准静态多视图显示器”在这里被定义为静态多视图显示器，其可以典型地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。在不同的固定多视图图像或多视图图像状态之间的切换可以提供例如基本形式的动画。此外，如本文所定义，准静态多视图显示器是一种类型的静态多视图显示器。这样，在纯静态多视图显示器或图像和准静态多视图显示器或图像之间没有进行区分，除非这种区分对于正确理解是必要的。
图1A示出了根据与这里描述的原理一致的实施例的示例中的多视图显示器10的透视图。如图1A所示，多视图显示器10包括屏幕12上的衍射光栅，其被配置为显示多视图图像16内或其视图14(或等效地，多视图显示器10的视图14)中的视图像素。屏幕12可以是例如汽车、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、相机显示器或基本上任何其他设备的电子显示器的显示屏。
多视图显示器10在相对于屏幕12的不同观看方向18(即，在不同的主角度方向上)提供多视图图像16的不同视图14，观看方向18被图示为在各种不同的主角度方向上从屏幕12延伸的箭头。不同的视图14被图示为在箭头的末端处(即，描绘视图方向18)的多边形盒。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(如所示)，当图1A中的多视图显示器10绕x轴旋转时，所观看的图像不变，直到没有光到达观看者的眼睛(如所示)。
注意，虽然不同的视图14被图示为在屏幕12上方，但是当多视图图像16被显示在多视图显示器10上并且被观看者观看时，视图14实际上出现在屏幕12上或其附近。如图1A所示在屏幕12上方描绘多视图图像16的视图14仅是为了简化说明，并且旨在表示从与特定视图14对应的各个视图方向18观看多视图显示器10。此外，在图1A中仅示出三个视图14和三个视图方向18，所有这些都是示例性的而非限制性的。
根据本文的定义，观看方向或等效地具有与多视图显示器的观看方向相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。角度分量θ在此被称为光束的“仰角分量”或“仰角”。角度分量φ被称为光束的“方位分量”或“方位角”。根据定义，仰角θ是垂直平面(例如，垂直于多视图显示屏幕的平面)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幕平面)中的角度。
图1B示出了根据与这里描述的原理一致的实施例的示例中的具有与多视图显示器的视图方向(例如，图1A中的视图方向18)相对应的特定主角度方向的光束20的角分量{θ,φ}的图形表示。此外，根据本文的定义，光束20从特定点发射或发出。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还示出了光束(或观察方向)的原点O。
此外，在本文中，如在术语“多视图图像”和“多视图显示器”中使用的术语“多视图”被定义为表示不同视角或包括多个视图的视图之间的角度视差的多个视图。另外，根据本文的定义，本文中的术语“多视图”明确地包括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，如本文所采用的“多视图显示器”明确地区别于仅包含两个不同视图以表示场景或图像的立体显示器。然而，注意，虽然多视图图像和多视图显示器可包含多于两个视图，但根据本文的定义，可通过一次仅选择多视图中的两个视图(例如，每一眼睛一个视图)而将多视图图像观看(例如，在多视图显示器上)为一对立体图像。
在多视图显示器中，“多视图像素”在这里被定义为表示多视图显示器的类似的多个不同视图的每一个中的像素的一组或多个视图像素。等同地，多视图像素可以具有对应于或表示将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的单独视图像素。此外，根据这里的定义，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中的对应一个的预定视图方向相关联。此外，根据各种示例和实施例，由多视图像素的视图像素表示的不同视图像素可以在不同视图中的每一个中具有等同的或至少基本上类似的位置或坐标。举例来说，第一多视图像素可具有对应于位于多视图图像的不同视图中的每一者中的{x1，y1}处的视图像素的个别视图像素，而第二多视图像素可具有对应于位于不同视图中的每一者中的{x2，y2}处的视图像素的个别视图像素，等等。
在一些实施例中，多视图像素中的视图像素的数目可等于多视图显示器的视图的数目。例如，多视图像素可以提供与具有8个不同视图的多视图显示器相关联的八(8)个视图像素。或者，多视图像素可提供与具有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。在另一实例中，多视图显示器可提供八乘四视图阵列(即，32个视图)，且多视图像素可包含三十二个32视图像素(即，每一视图一个)。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视图的像素的数量。
在此，“光导”被定义为使用全内反射在结构内引导光的结构。特别地，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”一般指采用全内反射以在光导的介电材料与围绕该光导的材料或介质之间的界面处引导光的介电光波导。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的表面相邻的周围介质的折射率。在一些实施例中，除了上述折射率差之外或代替上述折射率差，光导可以包括涂层以进一步促进全内反射。例如，该涂层可以是反射涂层。光导可以是若干光导中的任何一种，包括但不限于板或平板光导和条带光导中的一者或两者。
此外，在本文中，术语“板”当应用于如“板光导”中的光导时，被定义为分段或不同平面的层或片，其有时被称为“平板”光导。特别地，板光导被定义为被配置成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，顶表面和底表面都彼此分离，并且可以至少在差异意义上基本上彼此平行。即，在板光导的任何差别化的小部分内，顶表面和底表面基本上平行或共面。
在一些实施例中，板状光导可以是基本上平坦的(即，被限制在平面)，并且因此，板状光导是平面光导。在其他实施例中，板状光导可以在一个或两个正交维度上弯曲。例如，板状光导可以在单个维度上弯曲以形成圆柱形板状光导。然而，任何曲率具有足够大的曲率半径以确保在板光导内维持全内反射来引导光。
在本文中，“衍射光栅”通常被定义为被布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布置，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或脊)。在其它示例中，衍射光栅可以是特征的二维(2D)阵列。衍射光栅可以是例如材料表面上的凸起或孔的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，其具有在相邻衍射特征之间的光栅间距或距离，该光栅间距或距离小于大约将由衍射光栅衍射的光的波长。
这样，根据这里的定义，“衍射光栅”是提供入射在衍射光栅上的光的衍射的结构。如果光从光导入射到衍射光栅上，则所提供的衍射或衍射散射可以导致并且因此被称为“衍射耦合”或“衍射散射”，因为衍射光栅可以通过衍射将光耦合或散射出光导。衍射光栅还通过衍射(即，以衍射角)重定向或改变光的角度。特别地，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(即，入射光)的传播方向不同的传播方向。通过衍射改变光的传播方向在这里被称为“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，该衍射特征以衍射方式重定向入射在衍射光栅上的光，并且如果光从光导入射，则衍射光栅还可以以衍射方式从光导散射出光。
此外，通过本文的定义，衍射光栅的特征被称为“衍射特征”，并且可以是材料表面(即，两种材料之间的边界)处、材料表面中和材料表面上的一个或多个。例如，该表面可以是光导的表面。衍射特征可以包括衍射光的多种结构中的任何一种，包括但不限于在表面处、表面中或表面上的凹槽、脊、孔和凸块中的一个或多个。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突出的多个平行脊。衍射特征(例如，凹槽、脊、孔、凸块等)可以具有提供衍射的多种横截面形状或轮廓中的任何一种，包括但不限于正弦曲线轮廓、矩形轮廓(例如，二元衍射光栅)、三角形轮廓和锯齿轮廓(例如，闪耀光栅)中的一个或多个。
如下面进一步描述的，这里的衍射光栅可以具有光栅特性，包括特征间隔或间距、取向和尺寸(诸如衍射光栅的宽度或长度)中的一个或多个。此外，光栅特性可以被选择或挑选为光束在衍射光栅上的入射角、衍射光栅距定向光源的距离或两者的函数。特别地，根据一些实施例，衍射光栅的光栅特性可以被选择为取决于定向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，从光导衍射地散射出)的光束(即，“定向光束”)的强度和主角度方向两者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，衍射光栅(例如，如下所述的多视图像素的衍射光栅)可以用于将光作为光束衍射地散射或耦合到光导(例如，板光导)之外。特别地，局部周期衍射光栅的衍射角θm或由其提供的衍射角可由等式(1)给出为：
Figure GDA0003105900590000081
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隔，θi是光在衍射光栅上的入射角。为了简单起见，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一(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可以由公式(1)给出，其中衍射级是正的(例如，m＞0)。例如，当衍射级m等于一时(即，m＝1)，提供一级衍射。
图2示出根据与这里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。另外，图2示出了以入射角θi入射到衍射光栅30上的光束(或光束集合)50。光束50是光导40内的引导光束，图2中还示出了作为入射光束50衍射的结果由衍射光栅30衍射产生和散射出的耦合或散射出光束(或光束集合)60，散射出光束60具有由等式(1)给出的衍射角θm(或这里的“主角方向”)。散射光束60可以对应于例如衍射光栅30的衍射级“m”。
根据各种实施例，各种光束的主角度方向由光栅特性确定，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)、取向和特征间隔中的一个或多个。此外，由衍射光栅产生的光束具有由角分量{θ,φ}给出的主角方向，如本文定义的，并且如上文关于图1B所述。
在本文中，“准直光束”、“准直光束”或“被准直的光”通常被定义为光束，其中光束的光线至少在平面中在光束(例如，光导中的被引导光束)内基本上彼此平行。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。
在此，“准直因子”被定义为光被准直的程度。特别地，根据本文的定义，准直因子定义了光线在准直光束中的角展度。例如，准直因子σ可指定准直光束中的大多数光线在特定角展度内(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具有就角度而言的高斯分布，并且角展度是由准直光束的峰值强度的一半确定的角度。
在本文中，“光源”被定义为光的来源(例如，被配置为产生和发射光的光学发射器)。例如，光源可以包括光发射器，例如当被激活或开启时发光的发光二极管(LED)。特别地，这里的光源可以是基本上任何光源或包括基本上任何光学发射器，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、基于等离子体的光学发射器、荧光灯、白炽灯和实际上任何其它光源中的一个或多个。由光源产生的光可以具有颜色(即，可以包括特定波长的光)，或者可以是一定范围的波长(例如，白光)。在一些实施例中，光源可以包括多个光发射器或激光器阵列。例如，光源可以包括一套或一组光发射器，其中至少一个光发射器产生具有与由该套或该组中的至少一个其他光发射器产生的光的颜色或波长不同的颜色或波长的光。例如，不同颜色可以包括原色(例如，红色、绿色、蓝色)。
此外，如本文所用，冠词“一”旨在具有其在专利领域中的普通含义，即“一个或多个”。例如，“衍射光栅”表示一个或多个衍射光栅，并且因此，“衍射光栅”在这里表示“衍射光栅(一个或多个)”。而且，本文中对“顶部”、“底部”、“上”、“下”、“前”、“后”、“第一”、“第二”、“左”或“右”的任何参考不意图在本文中是限制。在本文中，术语“约”当应用于某一值时，通常是指在用于产生该值的设备的公差范围内，或者可以是指加或减10％、或加或减5％、或加或减1％，除非另有明确说明。此外，如本文所用，术语“基本上”是指大部分、或几乎全部、或在约51％至约100％范围内的量。此外，本文的示例旨在仅是说明性的，并且出于讨论的目的而呈现，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提供静态多视图图像的多视图显示器(即，静态多视图显示器)。图3A示出了根据与这里描述的原理一致的实施例的示例中的静态多视图显示器100的平面图。图3B和3C示出了根据与这里描述的原理一致的实施例的示例中的静态多视图显示器100的部分的截面图。特别地，图3B可以示出通过图3A的静态多视图显示器100的一部分的横截面，该横截面在z-y平面中，并且图3C示出通过图3A的静态多视图显示器100的一部分的横截面，该横截面在x-z平面中。图3D示出了根据与这里描述的原理一致的实施例的示例中的静态多视图显示器100的透视图。
根据一些实施例，所图示的静态多视图显示器100被配置为纯粹提供静态多视图图像，而在其他实施例中，静态多视图显示器100可以被配置为提供多个多视图图像，并且因此用作(或者是)准静态多视图显示器100。例如，静态多视图显示器100可以在不同的固定多视图图像之间或者等同地在多个多视图图像状态之间切换，如下所述。
图3A-3D中所示的静态多视图显示器100被配置成提供多个定向光束102，多个定向光束102中的每个定向光束具有强度和主角度方向。多个定向光束102一起表示静态多视图显示器100被配置为提供或显示的多视图图像的一组视图的各个视图像素。在一些实施例中，视图像素可被组织成多视图像素以表示多视图图像的各种不同视图。
如图所示，静态多视图显示器100包括光导110。例如，光导可以是板状光导(如所示出的)。光导110被配置为沿着光导110的长度引导光作为被引导光112，或者更具体地作为被引导光束112。例如，光导110可以包括被配置为光波导的介电材料。所述介电材料可具有大于围绕所述介电光波导的介质的第二折射率的第一折射率。例如，折射率的差异被配置为根据光导110的一个或多个引导模式促进被引导光束112的全内反射。
在一些实施例中，光导110可以是平板或板状光波导，其包括光学透明的电介质材料的延伸的基本上平面的片。基本上平面的电介质材料片被配置为使用全内反射来引导光作为被引导光束112。根据各种示例，光导110的光学透明材料可以包括各种介电材料中的任何一种或由其制成，所述介电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还可以包括在光导110的表面的至少一部分(例如，顶表面和底表面中的一个或两者)上的包覆层(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。
根据不同的实施例，光导110被配置为根据全内反射以光导110的第一表面110'(例如，“前”表面)和第二表面110”(例如，“后”或“底”表面)之间的非零传播角θ引导被引导光束112。特别地，被引导光束112通过以非零传播角θ在光导110的第一表面110'和第二表面110”之间反射或“反弹”而传播。
如本文所定义的，“非零传播角”是相对于光导110的表面(例如，第一表面110'或第二表面110”)的角度。此外，根据各种实施例，非零传播角θ大于零且小于光导110内的全内反射的临界角。例如，被引导光束112的非零传播角θ可以在约十度(10°)度与约五十度(50°)之间，或在一些实例中，在约二十度(20°)与约四十度(40°)之间，或在约二十五度(25°)与约三十五度(35°)之间。例如，非零传播角θ可以是约三十度(30°)。在其它实例中，非零传播角θ可以是约20°、或约25°、或约35°。此外，特定非零角θ可以为了特定实现(例如，任意地)选择，只要选择特定非零传播角小于光导110中全内反射的临界角。
此外，在此，在其间引导被引导光束112的光导110的第一和第二表面110'、110”可以被称为光导110的“引导表面”，例如，以将引导表面与其他表面(即，非引导表面)，诸如光导110的边缘区分开。如图3A-3C所示，作为示例而非限制，引导表面被取向在水平方向或水平面(即，x-y平面，如所示)上。这样，被引导光束112具有在水平方向上的一般传播方向103，由粗箭头描绘。
如图3A、3B和3D所示，静态多视图显示器100还包括定向光源120。定向光源120被配置为向光导110提供定向光。此外，根据各种实施例，定向光源120被配置成提供在垂直方向上准直的定向光。也就是说，由定向光源120提供的定向光在垂直方向上被准直，该垂直方向与被引导光束112的传播方向和光导110的引导表面都正交。在图3A-3C中，垂直方向在z方向上示出，z方向与z方向上的水平方向正交。
根据各种实施例，定向光源120可以沿着光导110的边缘或侧面114定位。此外，定向光源120可以沿着侧面114位于输入位置116处，例如，如图所示。在一些实施例中，定向光源120的输入位置116靠近或大约在侧面114的中心或中间。特别地，在图3A和3D中，定向光源120的输入位置116大约居中在光导110的侧面114(即，“输入侧”)上(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，在角部。例如，光导110可以具有矩形形状(例如，如图所示)，并且定向光源120的输入位置116可以在矩形形状的光导110的角部(例如，输入侧114的角部)。
在各种实施例中，定向光源120可以包括被配置成提供定向光的基本上任何光源(例如，光发射器)，包括但不限于发光二极管(LED)和激光器(例如，激光二极管)。在一些实施例中，定向光源120可以包括光学发射器，该光学发射器被配置为产生具有由特定颜色表示的窄带光谱的基本上单色的光。特别地，单色定向光的颜色可以是特定颜色空间或颜色模型(例如RGB颜色模型)的原色。在其他示例中，定向光源120可以是被配置为提供基本上宽带或多色的定向光的基本上宽带或多色的定向光源。例如，定向光源120可提供白光作为定向光。在一些实施例中，定向光源120可以包括被配置为提供不同颜色的光的多个不同的光发射器，诸如激光器阵列或具有不同颜色的LED阵列。根据一些实施例，不同的光学发射器可以被配置为提供具有与光的不同颜色中的每个相对应的被引导光的不同的、颜色特定的、非零传播角度的定向光。
在各种实施例中，如上所述，由定向光源120提供的定向光至少沿着垂直方向或在垂直方向上被准直(即，定向光可以是准直光束)。在一些实施例中，定向光可以进一步在水平方向上准直。例如，当定向光源120包括激光器时，由定向光源120提供的定向光可以在垂直方向和水平方向上准直。此外，通过将来自定向光源120的定向光耦合到光导110中而产生的被引导光束112可以例如沿着竖直方向至少部分地准直(即，被引导光束112可以是准直光束)。即，被引导光束112可以包括准直的被引导光束112，其在垂直于光导110的引导表面(例如，第一或第二表面110'、110”)的平面中具有相对窄的角展度。
根据各种实施例，图3A-3D中所示的静态多视图显示器100还包括水平漫射器130。水平漫射器被配置为从定向光提供光导110内的多个被引导光束112。此外，多个被引导光束的被引导光束112在与垂直方向正交的水平方向上具有彼此不同的径向方向。即，水平漫射器130被配置为从定向光源120接收定向光，然后在水平方向上扩展或漫射所接收的定向光，以提供具有不同径向方向的被引导光束112，如图3A和3D所示。因此，水平漫射器130可沿着水平方向散射或漫射定向光，以沿着水平方向改变定向光的准直因子。因此，位于定向光源120和光导110之间的水平漫射器130被配置为在光导110内提供定向光作为具有不同径向方向的多个被引导光束112。此外，根据各种实施例，水平漫射器130被配置成基本上维持或至少最低限度地影响在垂直方向上准直的定向光的准直因子。在一些实施例中，水平漫射器130可以被配置为进一步沿着垂直方向准直多个被引导光束。多种漫射器中的任何一种可以用作水平漫射器130，包括但不限于全息漫射器、棱镜或透镜片。
如图3A和3D所示，由定向光源120发射的定向光进入水平漫射器130，该水平漫射器漫射或散射定向光，使得定向光沿着与垂直方向(即，沿着z轴)正交的水平方向(即，沿着x轴)散开。多个被引导光束的被引导光束112以径向图案远离输入位置116并且在传播方向103上跨越或沿着光导110的长度传播。多个被引导光束的各个被引导光束112由于远离输入位置116的径向传播图案而具有彼此不同的径向方向118。根据一些实施例，定向光源120与水平漫射器130组合可以近似于输入位置116处的“点”光源。
如图3B所示，在一些实施例中，由定向光源120提供的定向光在垂直方向上具有倾斜。替代地或附加地，水平漫射器130可在垂直方向上倾斜定向光。根据各种实施例，倾斜可以导致被引导光束112在垂直方向上具有非零传播角θ。因此，定向光源120和水平漫射器130单独地或组合地可以被配置成提供被引导光束112的非零传播角θ。此外，当采用不同颜色的光学发射器时，定向光源120或与水平漫射器130结合的定向光源120可被配置成提供具有不同的、颜色特定的、非零传播角度的定向光。
注意，在一些实施例中，在垂直方向上使用至少部分准直的定向光束可以影响由静态多视图显示器100提供的多视图图像。例如，如果被引导光束112在光导110内的垂直方向上被紧密准直，则发射的定向光束102可以在至少一个并且可能两个正交方向上具有相对窄或受限的角展度。
静态多视图显示器100还包括跨光导110分布的多个衍射光栅140，如图3A、3C和3D所示。多个衍射光栅140被配置为将来自多个被引导光束的光散射出作为多个定向光束的定向光束102。如上所述，根据各种实施例，由多个衍射光栅140散射出的定向光束102可以表示静态多视图图像。特别地，由多个衍射光栅140发射的定向光束102可以被配置为创建静态多视图图像以显示信息，例如，具有3D内容的信息。此外，当光导110被定向光源120从侧面114照射并使用水平漫射器130时，衍射光栅140可以衍射地散射出定向光束102，如下面进一步描述的。
特别地，多个衍射光栅中的衍射光栅140被配置为从多个被引导光束的被引导光束112的一部分提供多个定向光束的定向光束102。此外，衍射光栅140被配置为提供具有与多视图图像的视图像素的强度和视图方向相对应的强度和主角度方向两者的定向光束102。在各种实施例中，根据一些实施例，多个衍射光栅中的衍射光栅140通常不彼此相交、重叠或以其它方式接触。也就是说，根据各种实施例，多个衍射光栅中的每一衍射光栅140通常与衍射光栅140中的其它衍射光栅不同且分离。
如图3C所示，定向光束102可以至少部分地在不同于并且在一些实施例中正交于光导110内的被引导光束112的平均或总体传播方向103的方向上传播。例如，如图3C所示，根据一些实施例，来自衍射光栅140的定向光束102可以基本上被限制在x-z平面。然而，注意改变定向光源120的输入位置(例如，输入位置116)通常将改变定向光束102的主角度方向。
根据各种实施例，多个衍射光栅中的每个衍射光栅140具有相关联的光栅特性。每个衍射光栅的相关联的光栅特性取决于从定向光源120入射到衍射光栅上的被引导光束112的径向方向118，或者由其定义，或者是其函数。在一些实施例中，相关联的光栅特性进一步由衍射光栅140与定向光源120的输入位置116之间的距离确定或限定。例如，相关联的特性可以是衍射光栅140与输入位置116之间的距离D以及入射到衍射光栅140上的被引导光束112的径向方向118的函数。换句话说，多个衍射光栅140中的衍射光栅140的相关联的光栅特性取决于定向光源的输入位置116以及衍射光栅140在光导110的表面上相对于输入位置116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140a和140b，其还具有不同的光栅特性以补偿或考虑入射到衍射光栅140上的多个被引导光束112的不同径向方向118a和118b。类似地，两个不同衍射光栅140a和140b的不同光栅特性考虑各个衍射光栅140a、140b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3D图示了可以由静态多视图显示器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衍射光栅140发射具有彼此不同的主角度方向的定向光束102。根据各种实施例，不同的主角度方向可以对应于静态多视图显示器100的不同视图方向。例如，第一组衍射光栅140可以衍射地散射出入射被引导光束112的部分(被图示为虚线)，以提供具有与静态多视图显示器100的第一视图方向(或第一视图)相对应的第一主角度方向的第一组定向光束102'。类似地，如所示出的，具有分别对应于静态多视图显示器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)的主角度方向的第二组定向光束102”和第三组定向光束102”'可以通过由相应的第二组第三组衍射光栅140衍射散射出入射引导光束112的其他部分来提供，等等。图3D中还示出了可以由静态多视图显示器100提供的多视图图像16的第一视图14'、第二视图14”和第三视图14”'。所说明的第一、第二和第三视图14'、14”、14”'表示对象的不同透视图，且共同为所显示的多视图图像16(例如，等效于图1A中所说明的多视图图像16)。
通常，衍射光栅140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、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作为距离的函数而增加，部分地校正或补偿与径向扩展和其他损耗因子相关联的被引导光束112的强度的总体降低。因此，根据一些实施例，由衍射光栅140提供的并且对应于对应视图像素的强度的定向光束102的强度可以部分地由衍射光栅140的衍射耦合效率来确定。
图4图示了根据与这里描述的原理一致的实施例的示例中的静态多视图显示器100的平面图。在图4中，示出了在光导110的侧面114处距定向光源120的输入位置116距离为D的角空间中的照明体积142。注意，随着多个被引导光束112的传播的径向方向在远离y轴和朝向x轴的角度上改变，照明体积具有更宽的角大小。例如，如图所示，照明体积142b比照明体积142a宽。
再次参考图3C，多个衍射光栅140可以位于或邻近光导110的第一表面110'，其是光导110的光束发射表面，如图所示。例如，衍射光栅140可以是透射模式衍射光栅，其被配置为通过第一表面110'衍射地散射出被引导的光部分作为定向光束102。可替代地，多个衍射光栅140可以位于与光导110的光束发射表面(即，第一表面110')相对的第二表面110”处或附近。特别地，衍射光栅140可以是反射模式衍射光栅。衍射光栅140被配置为既衍射被引导的光部分又将衍射的被引导的光部分朝向第一表面110'反射以作为衍射散射出的定向光束102通过第一表面110'离开。在其他实施例中(未图示)，衍射光栅140可以位于光导110的表面之间，例如，作为投射模式衍射光栅和反射模型衍射光栅中的一个或两者。
在本文所述的一些实施例中，定向光束102的主角度方向可包括由于定向光束102在光导表面处离开光导110而产生的折射效应。例如，作为示例而非限制，当衍射光栅140位于第二表面110”处或附近时，定向光束102可以由于定向光束102穿过第一表面110'时的折射率的变化而被折射(即，弯曲)。
根据各种实施例，若干不同技术中的一种或多种可以提供被引导光束112在光导110内的非零传播角θ。图5A示出了根据与这里描述的原理一致的实施例的示例中的静态多视图显示器100的一部分的横截面视图。图5B示出了根据与这里描述的原理一致的实施例的示例中的静态多视图显示器100的一部分的横截面视图。图5C示出了根据与这里描述的原理一致的实施例的示例中的静态多视图显示器100的一部分的横截面视图。
如图5A-5C中通过示例而非限制的方式示出的，在各种实施例中的非零传播角θ可以是倾斜的定向光源120、被配置为在垂直方向上倾斜定向光的水平漫射器130、以及由光导110的侧面114处的输入表面或入射面的形状/斜率提供的倾斜中的一个或多个的结果。也就是说，定向光源120可以倾斜，使得由定向光源发射的定向光在垂直方向上具有倾斜，以提供光导内的被引导光束112的非零传播角θ。图5A通过示例而非限制的方式示出了倾斜的定向光源120。在其他实施例中，来自定向光源120的倾斜定向光可以由另一机构提供，该另一机构包括但不限于例如定向光源120内的倾斜反射器或倾斜透镜。图5B示出了水平漫射器130，其被配置为倾斜定向光以提供在光导110内的垂直方向上具有非零传播角θ的多个被引导光束的被引导光束112。虽然为了说明的目的，图5B示出了发生在水平散射器130的中部的倾斜，但是方向光的倾斜可以例如在水平散射器130的厚度上连续发生。图5C示出了光导110，其包括输入表面114'，该输入表面具有被配置为在光导110内提供在垂直方向上具有非零传播角θ的多个被引导光束的被引导光束112的形状。特别地，图5C将输入表面114'图示为基本上平坦的倾斜表面或刻面(facet)。在其它实施例(未示出)中，输入表面114'可以具有弯曲或成形的倾斜或偏斜表面(例如，倾斜的抛物线表面)。虽然在图5A-5C中未示出，但是在一些实施例中，可以使用另一折射、反射或衍射结构(诸如透镜或衍射光栅)来提供定向光的倾斜，这导致被引导光束112在垂直方向上的非零传播角θ。
在一些实施例中，定向光束可以相对于垂直方向在多于一个方向上倾斜，并且因此，多个引导光束可以具有多于一个非零传播角θ。例如，可以使用上述构造中的任何构造的双向配置。双向配置可以用于在垂直方向的两个相等但相反的方向上提供倾斜。这样，具有相等幅度但相反符号的非零传播角θ的被引导光束112可以被提供在光导110内。
在一些实施例中，可以进行设置以减轻并且在一些情况下甚至基本上消除静态多视图显示器100内的被引导光112的伪反射(spurious reflection)的各种源，尤其是当那些伪反射源可能导致非预期方向光束的发射并且继而导致静态多视图显示器100产生非预期图像时。各种潜在的伪反射源的示例包括但不限于光导110的侧壁，其可以产生被引导的光112的二次反射。来自静态多视图显示器100内的各种伪反射源的反射可以通过多种方法中的任何一种来减轻，所述方法包括但不限于伪反射的吸收和受控重定向。
图6A示出了根据与这里描述的原理一致的实施例的示例中包括伪反射减轻的静态多视图显示器100的平面图。图6B示出了根据与这里描述的原理一致的实施例的示例中包括伪反射减轻的静态多视图显示器100的平面图。具体地，图6A和6B示出了包括光导110、定向光源120和多个衍射光栅140的静态多视图显示器100。还示出了多个被引导光束112，其中多个中的至少一个被引导光束112入射到光导110的侧壁114a、114b上。侧壁114a、114b对被引导光束112的潜在伪反射由表示反射的被引导光束112'的虚线箭头示出。
在图6A中，静态多视图显示器100还包括在光导110的侧壁114a、114b处的吸收层119。吸收层119被配置为吸收来自被引导光束112的入射光。吸收层可包括基本上任何光学吸收体，包括但不限于例如施加到侧壁114a、114b的黑色涂料。如图6A中所说明，吸收层119施加到侧壁114b，而侧壁114a缺少吸收层119，此仅作为实例而非限制。吸收层119拦截并吸收入射的被引导光束112，有效地防止或减轻从侧壁114b产生潜在的伪反射。另一方面，入射在侧壁114a上的被引导光束112反射，导致产生反射的被引导光束112'，这是通过示例而非限制的方式示出的。
图6B示出了使用受控反射角的伪反射减轻。特别地，图6B中所示的静态多视图显示器100的光导110包括倾斜侧壁114a、114b。倾斜侧壁具有被配置为优先地引导反射的被引导光束112'基本上远离衍射光栅140的倾斜角。这样，反射的被引导光束112'不会作为非预期的定向光束衍射地散射出光导110。侧壁114a、114b的倾斜角可以在x-y平面中，如图所示。在其他示例(未示出)中，侧壁114a、114b的倾斜角可以在另一平面中，例如x-z平面，以将反射的被引导光束112'引导出光导110的顶表面或底表面。注意，图6B示出了侧壁114a、114b，其包括仅沿着其一部分的斜面，这是示例性的而非限制性的。
根据一些实施例(未示出)，静态多视图显示器100可以包括彼此横向偏移的多个定向光源120。多个定向光源中的定向光源120的横向偏移可以在各个衍射光栅140处或之间提供各种被引导光束112的径向方向的差异。根据一些实施例，该差异又可以促进提供所显示的多视图图像的动画。因此，在一些实施例中，静态多视图显示器100可以是准静态多视图显示器100。
例如，通过在不同的横向偏移的定向光源120之间切换，静态多视图显示器100可以提供多视图图像的“动画”，诸如时序动画。也就是说，通过在不同的顺序时间间隔或时段期间顺序地点亮定向光源，静态多视图显示器100可以被配置为在不同的时段期间移位多视图图像的视在位置(apparent location)。根据一些实施例，由动画提供的视在位置的此移位可表示将静态多视图显示器100操作为准静态多视图显示器100以提供多个多视图图像状态的实例。
根据各种实施例，如上文关于图3A-3D所述，使用衍射(例如，通过衍射散射或衍射耦合)来发射静态多视图显示器100的定向光束102。在一些实施例中，多个衍射光栅140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140，该组衍射光栅包括来自多个衍射光栅的一个或多个衍射光栅140。此外，如上所述，(多个)衍射光栅140具有衍射特性，该衍射特性是光导110上的径向位置的函数，也是由(多个)衍射光栅140发射的定向光束102的强度和方向的函数。
图7A示出根据与这里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140的平面图。图7B示出根据与这里描述的原理一致的另一实施例的示例中被组织为多视图像素150的一组衍射光栅140的平面图。如图7A和7B中所说明，衍射光栅140中的每一者包括根据衍射特征间距(其有时被称为“光栅间距”)或光栅节距而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成提供被引导的光部分从光导内的衍射耦合出或散射。在图7A-7B中，衍射光栅140在多视图显示器(例如，图3A-3D中所示的静态多视图显示器100)的光导110的表面上。
根据各种实施例，衍射光栅140中的衍射特征的间距或光栅节距可以是亚波长的(即，小于被引导光束112的波长)。注意，为了简化说明，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140。在各种实施例中，如下所述，衍射光栅140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)或者可变的衍射特征间距或光栅节距以提供定向光束102。因此，图7A和7B不是要暗示单个光栅节距是衍射光栅140的唯一实施例。
根据一些实施例，衍射光栅140的衍射特征可以包括彼此间隔开的凹槽和脊中的一者或两者。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，凹槽或脊可以由除了光导材料之外的材料形成，例如，光导110的表面上的膜或另一材料的层。
如前所述和图7A所示，衍射特征的结构包括衍射光栅140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140提供的定向光束102的强度。可替换地或附加地，如先前所讨论的以及图7A和7B中所示的，光栅特性包括衍射光栅140的光栅节距和光栅取向(例如，图7A中所示的光栅取向γ)中的一个或两者。结合被引导光束的入射角，这些光栅特性确定由衍射光栅140提供的定向光束102的主角度方向。
在一些实施例(未示出)中，被配置为提供定向光束的衍射光栅140包括作为光栅特性的可变或啁啾衍射光栅。根据定义，“啁啾”衍射光栅是展现或具有跨啁啾衍射光栅的范围或长度变化的衍射特征的衍射间隔(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隔的啁啾。这样，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呈现衍射特征间隔的非线性啁啾。可以使用各种非线性啁啾，包括但不限于指数啁啾、对数啁啾或者以另一种基本上非均匀或随机但仍单调的方式变化的啁啾。也可采用非单调啁啾，例如但不限于正弦啁啾或三角或锯齿啁啾。也可以采用这些类型的啁啾的任意组合。
在其他实施例中，被配置为提供定向光束102的衍射光栅140是或包括多个衍射光栅(例如，子光栅)。例如，衍射光栅140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140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140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，多个衍射光栅中的个别衍射光栅可彼此叠加。在其它实施例中，衍射光栅可以是彼此相邻布置的分离的衍射光栅，例如，作为阵列。
更一般地，静态多视图显示器100可以包括多视图像素150的一个或多个实例，其每个包括来自多个衍射光栅140的集合。如图7B所示，构成多视图像素150的衍射光栅140的集合可以具有不同的光栅特性。多视图像素的衍射光栅140例如可以具有不同的光栅取向。特别地，多视图像素150的衍射光栅140可以具有由多视图图像的对应的一组视图确定或规定的不同的光栅特性。例如，多视图像素150可以包括如图7B中所示的一组六(6)个衍射光栅140，其又对应于静态多视图显示器100的6个不同视图。此外，静态多视图显示器100可以包括多个多视图像素150。例如，可以存在具有衍射光栅140的集合的多视图像素150，每个多视图像素150对应于6个不同视图中的每个中的2048×1024个像素中的不同一个。在其它实施例(未示出)中，多视图像素例如可以包括与静态多视图显示器100的2、4、8或更多不同视图对应的两(2)、四(4)、八(8)或更多衍射光栅140。
在一些实施例中，静态多视图显示器100可以是透明的或基本上透明的。特别地，在一些实施例中，光导110和间隔开的多个衍射光栅140可以允许光在与第一表面110'和第二表面110”两者正交的方向上穿过光导110。因此，光导110并且更一般地静态多视图显示器100可以对在与多个被引导光束的被引导光束112的总体传播方向103正交的方向上传播的光透明。此外，可以通过衍射光栅140的基本透明性至少部分地促进透明。
根据本文描述的原理的一些实施例，提供了一种静态多视图显示器。静态多视图显示器被配置为发射由静态多视图显示器提供的多个定向光束。此外，基于包括在静态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，可以将发射的定向光束优先地引向静态多视图显示器的多个视图区。此外，衍射光栅可以在定向光束中产生不同的主角度方向，其对应于静态多视图显示器的多视图图像的一组视图中的不同视图的不同观看方向。在一些示例中，静态多视图显示器被配置为提供或“显示”3D或多视图图像。根据各种示例，定向光束中的不同定向光束可以对应于与多视图图像相关联的不同“视图”的个体视图像素。例如，不同视图可以提供由静态多视图显示器显示的多视图图像中的信息的“无眼镜”(例如，自动立体)表示。
图8示出了根据与这里描述的原理一致的实施例的示例中的静态多视图显示器200的框图。根据各种实施例，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多视图图像。特别地，由静态多视图显示器200发射的多个定向光束202被用于显示多视图图像并且可以对应于不同视图的像素(即，视图像素)。定向光束202在图8中被示为从一个或多个多视图像素240发出的箭头，在图8中还示出了可以由静态多视图显示器200提供的多视图图像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240中的一个相关联的定向光束202是静态的或准静态的(即，不被主动调制)。相反，多视图像素240在它们被照亮时提供定向光束202，或者在它们未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的方向一起限定了由静态多视图显示器200显示的多视图图像16的像素。此外，根据各种实施例，多视图图像16内的所显示视图14'、14”、14”'是静态的或准静态的。
如图8所示，静态多视图显示器200包括板光导210。板光导210被配置为引导光作为被引导光束204。在一些实施例中，板光导210可以基本上类似于上面关于静态多视图显示器100描述的光导110。例如，板光导210可以包括光学透明材料板，其被配置为根据全内反射引导被引导光束204。此外，板光导210具有一对相对的、间隔开的导向表面，其在水平方向或水平面上定向。
图8中所示的静态多视图显示器200还包括定向光源220。定向光源220被配置成提供在与板光导210的引导表面正交的垂直方向上准直的定向光206。根据一些实施例，定向光源220可以基本上类似于上述静态多视图显示器100的定向光源120中的一个。例如，定向光源220可以包括激光器。当定向光源220包括激光器时，定向光206可以例如在激光器的输出处在垂直方向和水平方向上被准直。在其它实施例中，定向光源220可以包括另一光学发射器，例如但不限于发光二极管(LED)以及准直器，该准直器被配置成在垂直方向上准直光以提供定向光206。
如所图示的，静态多视图显示器200还包括水平漫射器230。水平漫射器230被配置为从定向光206提供多个被引导光束204。根据各种实施例，多个被引导光束的被引导光束204在垂直方向上具有非零传播角，并且在与垂直方向正交的水平方向上具有彼此不同的径向方向。
在一些实施例中，水平漫射器230可以基本上类似于如上所述的静态多视图显示器100的水平漫射器130。特别地，水平漫射器230可以被配置为在基本上水平的方向上散射或漫射从定向光源220接收的定向光206，以提供在水平方向上具有彼此不同的径向方向的被引导光束204。特别地，由水平漫射器230提供的板光导210中的被引导光束204可以在它们以扇形或径向图案传播时辐射，以提供具有不同径向方向的多个被引导光束204。水平漫射器230可以在输入边缘处光学耦合或连接到板光导210。在图8中，定向光206(例如，由从定向光源220发出的箭头示出)由水平漫射器230沿着水平方向散开，然后由板光导210引导为多个被引导光束204。
图8中图示的静态多视图显示器200还包括多视图像素240的阵列。多视图像素240的阵列被配置为提供多视图图像，或者更具体地，被配置为提供静态多视图显示器200的多个不同视图。根据各种实施例，多视图像素240的阵列包括多个衍射光栅242，其被配置为将来自多个被引导光束的光衍射地散射出作为多个定向光束的定向光束202。多个定向光束202可以具有主角度方向，其对应于静态多视图显示器200的视图集合中的不同视图方向。此外，根据各种实施例，由多个衍射光栅中的衍射光栅242提供的定向光束202的主角度方向是光栅特性的函数，光栅特性是衍射光栅和定向光源的相对位置的函数。即，衍射光栅242的光栅特性可以基于入射在衍射光栅242上的被引导光束204的径向方向或等同地基于衍射光栅242在板光导210上的位置以及到提供被引导光束204的定向光源220和水平漫射器230的距离而变化或选择。
在一些实施例中，衍射光栅242和多视图像素240可以分别与上文描述的静态多视图显示器100的衍射光栅140和多视图像素150基本上类似。具体地，多视图像素240光学连接到板光导210以通过衍射散射或衍射耦合散射或耦合出被引导光束204的部分。
在一些实施例中，衍射光栅242的光栅特性在板光导表面上变化。特别地，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个。由衍射光栅242提供的并且对应于对应视图像素的强度的定向光束202的强度可以由衍射光栅242的衍射耦合效率确定。以此方式，来自多视图像素240中的不同衍射光栅242的定向光束202可以对应于由静态多视图显示器200提供的多视图图像的视图的像素。
在各种实施例中，通过定向光源220、水平漫射器230和板光导210的输入表面中的一个或多个，被引导光束204在板光导210内被提供有非零传播角。特别地，在一些实施例中，定向光源220在垂直方向上具有倾斜角。例如，倾斜角可以被配置成提供在垂直方向上具有非零传播角的定向光205。在其他实施例中，水平漫射器230被配置为使定向光206倾斜，以在板光导210内的垂直方向上提供多个被引导光束的被引导光束204，其具有非零传播角。在其他实施例中，板光导210包括在输入端处的输入表面，该输入表面具有被配置为提供在板光导210内的垂直方向上具有非零传播角的多个被引导光束的被引导光束204的形状。
根据本文描述的原理的其他实施例，提供了一种静态多视图显示器操作的方法。图9图示了根据与这里描述的原理一致的实施例的示例中的静态多视图显示器操作的方法300的流程图。根据各种实施例，静态多视图显示操作的方法300可用于提供静态多视图图像的显示和准静态多视图图像的显示中的一者或两者。
如图9中所示，静态多视图显示器操作的方法300包括提供310定向光，该定向光使用定向光源作为多个被引导光束被引导。特别地，根据各种实施例，定向光被提供为在垂直方向上准直。在一些实施例中，定向光源可以基本上类似于上文描述的静态多视图显示器100的定向光源120。例如，定向光源可以包括激光器。此外，在一些实施例中，定向光源可以近似于表示公共起源点的点源。
图9中所示的静态多视图显示器操作的方法300还包括使用水平漫射器漫射320定向光以在光导内提供多个引导光束。通过漫射320定向光提供的多个被引导光束的被引导光束在与垂直方向正交的光导的水平方向上具有彼此不同的径向方向。在一些实施例中，水平漫射器可以基本上类似于如上所述的静态多视图显示器100的水平漫射器130。
根据各种实施例，静态多视图显示操作的方法300还包括使用跨光导分布的多个衍射光栅从被引导光束散射出330光作为定向光束，定向光束表示静态多视图图像的视图像素。根据各种实施例，多个衍射光栅中的衍射光栅将来自多个被引导光束的光衍射地耦合或散射出，作为多个定向光束的定向光束。此外，耦合或散射出的定向光束具有多视图图像的对应视图像素的强度和主角度方向两者。具体地，由散射330产生的多个定向光束可以具有与多视图图像的视图集合中的不同视图像素对应的主角度方向。此外，多个定向光束的定向光束的强度可以对应于多视图图像的各个视图像素的强度。
在一些实施例中，衍射光栅中的每一个在单个主角度方向上产生单个定向光束，并且具有与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。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静态多视图显示器的多视图像素。
在各种实施例中，散射330定向光束的强度和主角度方向由衍射光栅的光栅特性控制，该光栅特性基于衍射光栅相对于公共原点的位置(即，是其函数)。具体地，多个衍射光栅的光栅特性可以基于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定向光源的距离或两者而变化，或者等效地可以是其函数。
根据一些实施例，多个衍射光栅可以基本上类似于上文描述的静态多视图显示器100的多个衍射光栅140。此外，在一些实施例中，散射330的多个定向光束可以基本上类似于也在上文描述的多个定向光束102。例如，控制主角度方向的光栅特性可以包括衍射光栅的光栅间距和光栅取向中的一个或两个。此外，由衍射光栅提供的并且与相应视图像素的强度相对应的定向光束的强度可以由衍射光栅的衍射耦合效率确定。也就是说，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。
根据一些实施例(未示出)，静态多视图显示器操作的方法300还包括在光导内以非零传播角度提供多个被引导光束，非零传播角度是垂直方向上的角度。根据一些实施例，沿着其引导光的光导以及在其中引导的被引导光束可以分别与光导110和被引导光束112基本上类似，如上面参考静态多视图显示器100所描述的。
在一些实施例中，通过在垂直方向上倾斜定向光源、使用水平漫射器倾斜定向光、以及使用光导的输入表面的形状在光导的输入处倾斜多个被引导光束的被引导光束中的一个或多个来提供非零传播角度。
在一些实施例(未示出)中，静态多视图显示器操作的方法还包括通过在第一时间段期间引导第一多个被引导光束并且在第二时间段期间引导第二多个被引导光束来动画化多视图图像。第一多个被引导光束可以具有与第二多个被引导光束的公共原点不同的公共原点。例如，定向光源可以包括多个横向偏移的定向光源，例如，被配置为提供动画，如上所述。根据一些实施例，动画可以包括在第一时间段和第二时间段期间多视图图像的视在位置的移位。
因此，已经描述了静态多视图显示器和静态多视图显示器操作的方法的示例和实施例，其具有衍射光栅，所述衍射光栅被配置为从具有彼此不同的径向方向的被引导光束提供表示静态或准静态多视图图像的多个定向光束，所述被引导光束由水平漫射器和定向光源提供。应当理解，上述示例仅仅是表示本文所述原理的许多具体示例中的一些示例的说明。显然，本领域技术人员可以容易地设计出许多其它布置，而不偏离由所附权利要求限定的范围。

Claims (17)

1.一种静态多视图显示器，包括：
光导，其被配置为引导光束；
定向光源，被配置为提供在垂直方向上准直的定向光；
水平漫射器，其在所述定向光源与所述光导之间，所述水平漫射器被配置为从所述定向光在所述光导内提供多个被引导光束，所述多个被引导光束的被引导光束在与所述垂直方向正交的水平方向上具有彼此不同的径向方向；以及
多个衍射光栅，所述多个衍射光栅跨所述光导分布，所述多个衍射光栅被配置为将来自所述多个被引导光束的光散射出，作为表示静态多视图图像的定向光束，
其中，所述水平漫射器还被配置成使所述定向光倾斜，以在所述光导内提供在所述垂直方向上具有非零传播角的所述多个被引导光束的被引导光束。
2.根据权利要求1所述的静态多视图显示器，其中，所述定向光源包括激光器，所述定向光在垂直方向和水平方向上都被准直。
3.根据权利要求1所述的静态多视图显示器，其中，所述定向光源在垂直方向上具有倾斜角，所述倾斜角被配置为提供在所述垂直方向上具有所述非零传播角的定向光。
4.根据权利要求1所述的静态多视图显示器，其中，所述光导包括输入表面，所述输入表面具有被配置为提供所述多个被引导光束的形状，所述被引导光束在所述光导内在所述垂直方向上具有所述非零传播角。
5.根据权利要求1所述的静态多视图显示器，其中，所述多个衍射光栅中的每个衍射光栅被配置为从所述多个被引导光束的被引导光束的一部分散射出定向光束，所述定向光束具有与所述静态多视图图像的视图像素的强度和视图方向相对应的强度和主角度方向。
6.根据权利要求5所述的静态多视图显示器，其中，所述多个衍射光栅中的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度方向，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定向光源在所述光导的侧面上的输入位置两者的函数。
7.根据权利要求6所述的静态多视图显示器，其中，所述光栅特性包括所述衍射光栅的光栅间距和所述衍射光栅的光栅取向中的一个或两个，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度方向。
8.根据权利要求6所述的静态多视图显示器，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。
9.一种静态多视图显示器，包括：
板光导；
定向光源，被配置为提供在垂直方向上准直的定向光；
水平漫射器，被配置为从所述定向光提供多个被引导光束，所述多个被引导光束的被引导光束在所述垂直方向上具有非零传播角并且在与所述垂直方向正交的水平方向上具有彼此不同的径向方向；以及
多视图像素的阵列，其被配置为提供静态多视图图像，多视图像素包括多个衍射光栅，所述多个衍射光栅被配置为将来自所述多个被引导光束的光衍射地散射出，作为表示所述静态多视图图像的不同视图的视图像素的定向光束，
其中，所述水平漫射器还被配置成使所述定向光倾斜，以在所述板光导内提供在所述垂直方向上具有所述非零传播角的所述多个被引导光束的被引导光束。
10.根据权利要求9所述的静态多视图显示器，其中，由所述多个衍射光栅中的衍射光栅提供的定向光束的主角度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定向光源的相对位置的函数。
11.根据权利要求10所述的静态多视图显示器，其中，所述光栅特性包括所述衍射光栅的光栅间距和光栅取向中的一个或两个，并且其中，由所述衍射光栅提供的并且与对应的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。
12.根据权利要求9所述的静态多视图显示器，其中，所述定向光源包括激光器，所述定向光在所述激光器的输出处在垂直方向和水平方向两者上被准直。
13.根据权利要求9所述的静态多视图显示器，其中，所述定向光源在垂直方向上具有倾斜角，所述倾斜角被配置为提供在垂直方向上具有所述非零传播角的定向光。
14.根据权利要求9所述的静态多视图显示器，其中，所述板光导包括在输入端处的输入表面，所述输入表面具有被配置为在所述板光导内的所述垂直方向上提供具有所述非零传播角的所述多个被引导光束的所述被引导光束的形状。
15.一种静态多视图显示器操作的方法，所述方法包括：
使用定向光源提供定向光，所述定向光在垂直方向上被准直；
使用水平漫射器漫射所述定向光以在光导内提供多个被引导光束，所述多个被引导光束的被引导光束在与所述垂直方向正交的水平方向上具有彼此不同的径向方向；以及
使用跨所述光导分布的多个衍射光栅将来自所述多个被引导光束的光散射出作为定向光束，所述定向光束表示静态多视图图像的视图像素，
所述方法还包括通过使用所述水平漫射器倾斜所述定向光，来在所述光导内以非零传播角提供所述多个被引导光束，所述非零传播角是在所述垂直方向上的角度。
16.根据权利要求15所述的静态多视图显示器操作的方法，其中，所述定向光束的强度和主角度方向由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所述定向光源在所述光导的输入处的位置，控制所述主角度方向的所述光栅特性包括所述衍射光栅的光栅间距和光栅取向中的一个或两者。
17.根据权利要求15所述的静态多视图显示器操作的方法，其中，还通过在垂直方向上倾斜所述定向光源、以及使用接收所述多个被引导光束的所述光导的输入表面的形状在所述水平漫射器的输出处倾斜所述多个被引导光束的被引导光束中的一个或多个来提供所述非零传播角。
CN201880100063.0A 2018-12-08 2018-12-08 采用定向光源和水平漫射器的静态多视图显示器和方法 Active CN113348404B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/US2018/064633 WO2020117275A1 (en) 2018-12-08 2018-12-08 Static multiview display and method employing directional light source and horizontal diffuser

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113348404A CN113348404A (zh) 2021-09-03
CN113348404B true CN113348404B (zh) 2023-06-30

Family

ID=70975401

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201880100063.0A Active CN113348404B (zh) 2018-12-08 2018-12-08 采用定向光源和水平漫射器的静态多视图显示器和方法

Country Status (8)

Country Link
US (1) US11428860B2 (zh)
EP (1) EP3891548A4 (zh)
JP (1) JP7308267B2 (zh)
KR (1) KR102642694B1 (zh)
CN (1) CN113348404B (zh)
CA (1) CA3116115C (zh)
TW (1) TWI729515B (zh)
WO (1) WO2020117275A1 (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4045846A4 (en) 2019-10-15 2023-07-19 LEIA Inc. PRIVACY MODE BACKLIGHT, PRIVACY DISPLAY UNIT, AND METHOD
US11619774B2 (en) * 2021-07-22 2023-04-04 Meta Platforms Technologies LLC Talbot pattern illuminator and display based thereon

Family Cites Families (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003162912A (ja) 2001-11-27 2003-06-06 Kyocera Corp 面状照明装置、液晶表示装置および電子機器
US20100182308A1 (en) * 2006-10-06 2010-07-22 Holman Robert L Light bar including turning microstructures and contoured back reflector
JP2010101912A (ja) * 2007-02-06 2010-05-06 Panasonic Corp 液晶表示装置
US7780330B2 (en) * 2007-05-16 2010-08-24 Rohm And Haas Electronics Materials Llc Elongated illuminators configuration for LCD displays
WO2009054124A1 (ja) 2007-10-25 2009-04-30 Panasonic Corporation 面状照明装置及び画像表示装置
JP2009231017A (ja) 2008-03-21 2009-10-08 Panasonic Corp バックライト装置
US8636366B2 (en) * 2008-03-28 2014-01-28 Nec Display Solutions, Ltd. Lighting apparatus including a light source, a first mirror, and a second mirror disposed between the light source and the first mirror
CN101881936B (zh) * 2010-06-04 2013-12-25 江苏慧光电子科技有限公司 全息波导显示器及其全息图像的生成方法
TWI412842B (zh) * 2010-11-26 2013-10-21 Coretronic Corp 背光模組及顯示裝置
US9389415B2 (en) 2012-04-27 2016-07-12 Leia Inc. Directional pixel for use in a display screen
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
JP5915556B2 (ja) * 2013-01-30 2016-05-11 オムロン株式会社 導光板
US9298168B2 (en) 2013-01-31 2016-03-29 Leia Inc. Multiview 3D wrist watch
TW201447433A (zh) 2013-06-11 2014-12-16 Univ Nat Taipei Technology 背光模組
EP2938919B1 (en) 2013-07-30 2018-10-24 LEIA Inc. Multibeam diffraction grating-based backlighting
US9557466B2 (en) 2014-07-30 2017-01-31 Leia, Inc Multibeam diffraction grating-based color backlighting
KR102322340B1 (ko) 2015-01-10 2021-11-05 레이아 인코포레이티드 제어된 회절 결합 효율을 갖는 회절 격자-기반 백라이팅
JP5979291B1 (ja) * 2015-07-29 2016-08-24 オムロン株式会社 光デバイス
KR102390375B1 (ko) * 2015-08-26 2022-04-25 삼성전자주식회사 백라이트 유닛 및 이를 포함한 입체 영상 표시 장치
EP3408705A4 (en) * 2016-01-30 2019-09-11 LEIA Inc. MULTI-LAYERED ELEMENT BASED BACKLIGHTING AND DISPLAY THEREOF
US10473933B2 (en) * 2016-02-19 2019-11-12 Microsoft Technology Licensing, Llc Waveguide pupil relay
CN106443867A (zh) * 2016-11-09 2017-02-22 苏州苏大维格光电科技股份有限公司 一种波导器件及三维显示装置
CN106772764B (zh) * 2016-12-29 2019-09-27 上海天马微电子有限公司 背光模组以及显示装置
JP7121013B2 (ja) 2017-01-06 2022-08-17 レイア、インコーポレイテッド 静的マルチビューディスプレイ及び方法
JP7046972B2 (ja) * 2017-03-25 2022-04-04 レイア、インコーポレイテッド 指向性バックライト、バックライト付きディスプレイおよび方法
JP6971324B2 (ja) 2017-03-31 2021-11-24 レイア、インコーポレイテッドLeia Inc. バックライト、マルチビューディスプレイ、およびテーパ付きコリメータを使用する方法

Also Published As

Publication number Publication date
WO2020117275A1 (en) 2020-06-11
US11428860B2 (en) 2022-08-30
JP7308267B2 (ja) 2023-07-13
KR20210077783A (ko) 2021-06-25
CN113348404A (zh) 2021-09-03
TW202037970A (zh) 2020-10-16
EP3891548A4 (en) 2022-07-13
JP2022511105A (ja) 2022-01-28
KR102642694B1 (ko) 2024-03-04
US20210294017A1 (en) 2021-09-23
EP3891548A1 (en) 2021-10-13
CA3116115A1 (en) 2020-06-11
TWI729515B (zh) 2021-06-01
CA3116115C (en) 2023-07-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110494692B (zh) 定向背光体、背光式显示器和方法
US20230107214A1 (en) Static multiview display and method
KR102394898B1 (ko) 백릿 투명 디스플레이, 투명 디스플레이 시스템, 및 방법
US20230244011A1 (en) Multicolor static multiview display and method
JP2021536588A (ja) ユーザ追跡を使用したマルチビューディスプレイ、システム、および方法
US11428860B2 (en) Static multiview display and method employing directional light source and horizontal diffuser
US20220026732A1 (en) Static multiview display and method having diagonal parallax
CN118043727A (zh) 静态彩色多视图显示器和方法
KR20220123136A (ko) 애니메이션형 정적 멀티뷰 디스플레이 및 방법

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: 40060486

Country of ref document: HK

GR01 Patent grant
GR01 Patent grant