CN113439228B - 具有光控膜的水平视差多视图显示器和方法 - Google Patents

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Abstract

一种水平视差多视图显示器采用多个倾斜多束列，以将具有与水平视差多视图显示器的不同视图方向相对应的主角方向的多个定向光束散射出光导。使用光阀阵列调制多个定向光束以提供具有水平视差的多视图图像。此外，水平视差多视图显示器采用具有与多个倾斜多束列中的倾斜多束列对准的倾斜光控轴的光控膜。光控膜被配置为控制多视图图像在与水平视差正交的方向上的视角。倾斜多束列可以提供具有平衡的分辨率的多视图显示器。

Description

具有光控膜的水平视差多视图显示器和方法
相关申请的交叉引用
本申请要求于2018年3月15日提交的国际专利申请号PCT/US2018/022760和于2019年2月16日提交的美国临时申请序列号62/806,807的优先权，其内容通过引用并入本文。
关于联邦赞助的研究或开发的声明
N/A
背景技术
电子显示器是用于向各种设备和产品的用户传送信息的几乎无处不在的介质。最常用的电子显示器包括阴极射线管(CRT)、等离子体显示面板(PDP)、液晶显示器(LCD)、电致发光显示器(EL)、有机发光二极管(OLED)和有源矩阵OLED(AMOLED)显示器、电泳显示器(EP)和采用机电或电流体光调制的各种显示器(例如，数字微镜器件、电润湿显示器等)。通常，电子显示器可分为有源显示器(即，发光的显示器)或无源显示器(即，调制由另一源提供的光的显示器)。有源显示器的最明显的例子是CRT、PDP和OLED/AMOLED。当考虑发射光时通常被分类为无源的显示器是LCD和电泳显示器。无源显示器虽然通常表现出吸引人的性能特征，包括但不限于固有的低功耗，但是由于缺乏发光能力，在许多实际应用中可能发现有些受限的用途。
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示出了具有与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视图方向相对应的特定主角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水平视差多视图显示器的横截面视图。
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水平视差多视图显示器的平面图。
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水平视差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包括像素视图布置和倾斜多束列的水平视差多视图显示器的一部分的平面图。
图5示出了根据与这里描述的原理一致的实施例的示例中的具有包括连续多束元件的倾斜多束列的水平视差多视图显示器的一部分。
图6示出了根据与这里描述的原理一致的另一实施例的示例中的包括倾斜多束列的水平视差多视图显示器的一部分的平面图。
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包括倾斜多束列和光控膜的水平视差多视图显示器的平面图。
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的光控膜的透视图。
图7C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的具有光控膜的水平视差多视图显示器的侧视图。
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水平视差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
根据本文所述原理的示例和实施例提供了采用倾斜多束列并具有应用于电子显示器的光控膜(LCF)的背光。特别地，根据与本文的原理一致的各种实施例，提供了一种包括多个倾斜多束列的水平视差多视图显示器。倾斜多束列被配置为将光作为发射光散射到光导之外。多束列的特征在于倾斜，该倾斜是水平视差多视图显示器的像素宽度和像素视图布置的函数。倾斜多束列可以用于提供具有平衡的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具有基本上相同的分辨率。根据各种实施例，水平视差多视图显示器还包括具有与多束列的倾斜对准的光控轴的光控膜。
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。“水平视差”多视图显示器是被配置为根据这里的定义在被限制于单个平面(例如，水平面)的不同视图方向上提供多视图图像的不同视图的多视图显示器。
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。特别地，多视图显示器10被配置为具有被限制在y-z平面的不同视图的水平视差多视图显示器，如图1A中通过示例而非限制的方式所示。多视图显示器10包括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的不同观看方向16上提供多视图图像的不同视图14，观看方向16被图示为在各种不同的主角方向上从屏幕12延伸的箭头；不同的视图14被图示为在箭头的末端处的阴影多边形盒(即，描绘视图方向16)；并且仅示出了四个视图14和四个视图方向16，所有这些都是示例性的而非限制性的。注意，虽然在图1A中将不同的视图14图示为在屏幕上方，但是当在多视图显示器10上显示多视图图像时，视图14实际上出现在屏幕12上或其附近，在屏幕12上方描绘视图14仅仅是为了图示的简单，并且意在表示从与特定视图14对应的视图方向16中的相应一个观看多视图显示器10。
根据本文的定义，“观看方向”或具有与多视图显示器的观看方向相对应的方向的等同光束通常具有由角分量给出的主角方向。角度分量θ在此被称为光束的“仰角分量”或“仰角”。角度分量/>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幕的平面)中的角度，而方位角/>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16)相对应的特定主角方向的光束20的角度分量的图形表示。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中的不同视图之间的角度差异的多个视图。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中的两个视图来观看(例如，在多视图显示器上)多视图图像可以作为立体图像对来观看(例如，每只眼睛一个视图)。
“多视图像素”在这里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的每个视图中的“视图”像素的像素集合。同样，“视图像素”在这里被定义为多视图图像的视图的像素。具体地，多视图像素可以具有对应于或表示多视图图像的不同视图中的每一个中的视图像素的单独像素。例如，多视图像素可以包括多视图显示器的光阀阵列中的光阀集合，并且多视图像素的像素可以包括光阀阵列的光阀。进而，可以通过使用光阀对光进行调制来提供视图像素，使得光阀阵列的像素或光阀对应于或提供调制以创建对应的视图像素。此外，根据这里的定义，多视图像素的像素是所谓的“定向像素”，因为每个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像素，等等。在一些实施例中，多视图像素中的像素的数目可等于多视图显示器的不同视图的数目。此外，根据一些实施例，多视图显示器的多视图像素的数量可以基本上等于多视图显示视图中的“视图”像素(即，构成所选视图的像素)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。术语“光导”通常是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。
根据本文的定义，“多束元件”是产生包括多个定向光束的光的背光或显示器的结构或元件。根据本文的定义，由多束元件产生的多个定向光束中的定向光束(或“多个定向光束”)具有彼此不同的主角方向。具体地，根据定义，多个定向光束的定向光束具有与多个定向光束的另一定向光束不同的预定主角方向。根据一些实施例，多束元件的尺寸可以与在与多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。特别地，在一些实施例中，多束元件尺寸可以在光阀尺寸的约一半与约两倍之间。
根据各种实施例，多个定向光束可表示光场。例如，多个定向光束可以被限制在空间的基本上圆锥形的区域，或者具有预定的角展度，其包括多个光束中的光束的不同主角方向。这样，组合的定向光束(即，多个定向光束)的预定角展度可以表示光场。
根据各种实施例，多个定向光束中的各种定向光束的不同主角方向由包括但不限于多束元件的尺寸(例如，长度、宽度、面积等中的一个或多个)以及其他特性的特性确定。例如，在衍射多束元件中，“光栅间距”或衍射特征间距以及衍射多束元件内的衍射光栅的取向可以是至少部分地确定各种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，多束元件可以被认为是“扩展的点光源”，即，分布在多束元件的范围上的多个点光源。此外，由多束元件产生的定向光束可以具有由角分量给出的主角方向，如下面关于图1B所描述的。
在此，“多束列”被定义为包括多个以直线或列排列的多束元件的细长结构。特别地，该多束列由布置成直线或列的多个多束元件中的多束元件组成。此外，根据定义，该多束列被配置为提供或发射包括多个定向光束的光。这样，就其光散射特性而言，多束列可以在功能上类似于多束元件。也就是说，根据本文的定义，由多束列的多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，多束列可以是基本上跨背光或多视图显示器的类似部件的宽度延伸的窄细长结构。特别地，例如，多束列可以由多个离散的多束元件构成，该多束元件布置成在背光宽度上延伸的线。上述定义的例外是，在一些实施例中，多束列包括单个连续衍射光栅结构，而不是单独的离散多束元件。例外的是，连续衍射光栅的一部分以基本上类似于上述多束列的离散多束元件的方式有效地起作用。
根据各种实施例，多束列的宽度可以由多束列的多个多束元件中的多束元件的尺寸来限定。因此，多束列的宽度可以与在与该多束列相关联的多视图显示器中使用的光阀的宽度相当。此外，在一些实施例中，多束列宽度可以在光阀尺寸的约一半与约两倍之间。
在各种实施方案中，多束列具有倾斜或倾斜角。也就是说，多束列可以相对于背光或多视图显示器的轴以一定角度(即，倾斜角)延伸。特别地，根据本文的定义，“倾斜多束列”是相对于轴线倾斜(或等效地，具有“倾斜”)的多束列。多束列的倾斜或坡度是多束列的陡度(steepness)或倾斜度的表达。因此，倾斜可以定义为沿多束列的一部分的垂直变化和水平变化的比率，或者在可替换的实施方式中，定义为沿该部分的水平变化和垂直变化的比率。在一些实施例中，倾斜可以被表示为沿着多束列的一部分的多视图显示器的水平像素与垂直像素的比率。更具体地说，倾斜可以被表示为与背光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，倾斜可以由像素宽度除以背光的部分中的行数来定义。
“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的像素集合的空间组织。也就是说，多视图显示器的像素视图布置定义包括像素集合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(例如，如图1A中所示)中提供八(8)个视图的多视图显示器，像素视图布置可以包括连续布置的单行8个像素。在多视图像素以水平视差配置提供九(9)个视图的另一示例中，像素视图布置可以包括两个相邻行，其中第一行中具有五(5)个像素，第二行中具有四(4)个像素。每行中的像素可以连续地排列。在一些示例中，第一行可包含连续布置的奇数编号像素，而第二行可包含连续布置的偶数编号像素。
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。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)。在其他示例中，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。
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”，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。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耦合出光。
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上、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。
根据本文描述的各种示例，衍射光栅(例如，多束元件(或多束柱)的衍射光栅，如下所述)可以被用来将光作为光束衍射地散射或耦合出光导(例如，板光导)。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：
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50。光束50是光导40内的被引导光束。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衍射产生并耦合输出的定向光束60。定向光束60具有如等式(1)所给出的衍射角θm(或这里的“主角方向”)。衍射角θm例如可以对应于衍射光栅30的衍射级“m”。
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，“多束列”是指一个或多个多束列，并且因此，“多束列”是指本文的“多束列”。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。
根据这里描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多束列和像素视图布置来提供具有与对应的全视差显示器相当的平衡分辨率的水平视差多视图显示器。图3A示出了根据与这里描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的横截面视图。图3B示出了根据与这里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示出了根据与这里描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-3C所示，水平视差多视图显示器100包括光导110。光导110被配置为沿着光导110的长度引导光作为被引导光104(即，被引导光束104)。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104的全内反射。
在一些实施例中，光导110可以是包括光学透明的电介质材料的延伸的基本上平面的片的板或板光波导(即，板光导)。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被引导光104。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，第一表面和第二表面中的一个或两个)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。
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”或“顶”表面或侧)和第二表面110”(例如，“后”或“底”表面或侧)之间引导被引导光104。具体地，被引导光104通过以非零传播角在光导110的第一表面110'和第二表面110”之间反射或“反弹”来传播。在一些实施例中，包括不同颜色的光的多个被引导光束104可以由光导110以不同的颜色特定的非零传播角度中的相应传播角度引导。注意，为了简化说明，图3A中未示出非零传播角。然而，描绘传播方向103的粗箭头示出了被引导光104沿着图3A中的光导长度的一般传播方向。
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，非零传播角大于零且小于光导110内的全内反射的临界角，根据各种实施例，例如，被引导的光104的非零传播角可以在约十度(10°)和约五十度(50°)之间，或者在一些实例中，在约二十度(20°)和约四十度(40°)之间，或者在约二十五度(25°)和约三十五度(35°)之间，例如，非零传播角可以是约三十度(30°)，在其他实例中，非零传播角可以是约20°，或者约25°，或者约35°。此外，对于特定的实施方式，可以(例如，任意地)选择特定的非零传播角，只要选择特定的非零传播角小于光导110内的全内反射内的临界角。
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的长度彼此间隔开的多个倾斜多束列120。此外，每个倾斜多束列120包括布置在与倾斜多束列120相对应的线或列中的多个多束元件122，如图所示。多个倾斜多束列的倾斜多束列120(或等同地，其多个多束元件122)可以位于光导110的表面上。例如，如图3A和3C所示，倾斜多束列120可以位于光导110的第一表面110'上。在其他实施例(未示出)中，倾斜多束列120可以位于光导110的第二表面110”上或者甚至位于第一表面110'和第二表面110”之间。
如图3A-3C所示，倾斜多束列120在光导110的宽度上延伸。也就是说，多个倾斜多束列中的倾斜多束列120基本上沿着光导110的y轴定向，使得传播通过光导110的被引导光104以基本上陡峭的角度与倾斜多束列120相交。此外，多个倾斜多束列中的倾斜多束列120沿着光导110的长度(或x轴)彼此间隔开。在一些实施例中，倾斜多束列120彼此平行。在一些实施例中，相邻的倾斜多束列120彼此分开恒定的间隔或距离。
多个倾斜多束列的倾斜多束列120被配置为将被引导光104的一部分作为多个定向光束102(并且因此可以被称为定向发射光)散射到光导110之外。在图3A中，定向光束102被图示为多个发散箭头，其被描绘为从光导110的第一(或前)表面110'被引导。根据各种实施例，定向光束102具有彼此不同的主角方向。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的相应不同视图方向。
根据各种实施例，倾斜多束列120的多束元件122可以包括被配置为散射出被引导光104的一部分并且提供定向光束102的多个不同结构中的任何结构。例如，不同的结构可以包括但不限于衍射光栅、微反射元件、微折射元件或其各种组合。在一些实施例中，包括衍射光栅的倾斜多束列120被配置为将被引导光部分衍射地散射出，作为具有不同主角方向的多个方向光束102。在其他实施例中，包括微反射元件的倾斜多束列120被配置为将被引导光部分反射地散射出作为多个定向光束102，或者包括微折射元件的倾斜多束列120被配置为通过或使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-3C中所示的水平视差多视图显示器100还包括光阀阵列130，其表示水平视差多视图显示器100的像素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。特别地，阵列光阀130的被配置为调制由多个倾斜多束列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，光阀阵列130被部分地切除，以允许光导110和位于光阀阵列下面的倾斜多束列120的可视化，这仅用于讨论的目的。
如图3A所示，具有不同主角方向的不同定向光束102通过光阀阵列中的不同光阀130，并且可以由其调制。此外，如所示，光阀阵列130对应于水平视差多视图显示器100的像素。特别地，沿着光阀阵列的每一行，光阀阵列的不同光阀130集合被配置为接收和调制来自倾斜多束列120中的相应的不同的一个倾斜多束列的定向光束102。这样，对于光阀阵列的每行中的光阀130的每个集合，存在唯一的相应的倾斜多束列120。
例如，光阀阵列的行中的第一光阀集合130a被配置为接收和调制来自第一倾斜多束列120a的定向光束102。类似地，光阀阵列的行中的第二光阀集合130b被配置为接收和调制来自第二倾斜多束列120b的定向光束102。因此，光阀阵列中的每个光阀集合(例如，第一和第二光阀集合130a、130b)分别对应于不同的倾斜多束列120(例如，列120a、120b)，其中光阀集合的各个光阀130对应于水平视差多视图显示器100的像素，如图3A所示。在各种实施例中，不同类型的光阀可以用作光阀阵列的光阀130，包括但不限于液晶光阀、电泳光阀和基于电润湿的光阀中的一个或多个。
注意，这里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，像素尺寸可以被定义为光阀阵列的相邻光阀130之间的距离(例如，中心到中心距离)。特别地，光阀130自身可以小于光阀阵列中的光阀130之间的中心到中心距离。然而，像素尺寸可以被定义为中心到中心距离。
为了这里讨论的目的，术语“光阀”(例如光阀130)和“像素”(例如当讨论与视图像素相对的显示像素时)可以互换使用，除非为了正确理解而需要区分。此外，为了讨论的目的并且除非另外规定，水平视差多视图显示器100的光阀阵列或等同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图示的，行沿着x方向(或x轴)延伸，而列通常与y方向(或y轴)对准。
在各种实施方案中，多个倾斜多束列中的倾斜多束列120包括倾斜(slant)。即，倾斜多束列120可以以相对于y轴的角度跨光导110的宽度延伸，如图所示。等同地，倾斜多束列120可以相对于水平视差多视图显示器100的像素的列或等同地光阀130的列以一定角度延伸。倾斜多束列120的倾斜是倾斜多束列120相对于光阀130的列或等效地相对于y轴的陡度或倾斜度的表达式，如图所示。特别地，倾斜可以被表示为倾斜多束列120跨越的每行光阀130的倾斜多束列120的水平距离。在一些实施例中，倾斜多束列120的倾斜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。这里，“像素宽度”可以理解为沿着与像素行相对应的方向的像素尺寸。此外，根据本文的定义，像素视图布置包括对应于一组或多组光阀130(例如图3A中所示的光阀组130a、130b)的像素。
特别地，在一些实施例中，倾斜多束列120的倾斜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，并且倾斜多束列120的倾斜可以是像素宽度的一半。在另一实施例中，水平视差多视图显示器的像素视图布置可以包括单个行，并且例如，倾斜多束列120的倾斜可以是一个像素宽度。此外，多个倾斜多束的倾斜多束列120之间的间隔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，相邻的倾斜多束列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的像素的数量除以像素视图布置中的像素的行数的函数。在一些实施例中，像素阵列的像素或等效地像素视图布置的像素可以表示彩色子像素，水平视差多视图显示器是彩色多视图显示器。
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包括像素视图布置132和倾斜多束列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中所示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(即，如图所示，沿着x轴或在x-z平面)上提供多视图图像的九(9)个视图。可以在垂直方向(即，沿着y轴或在x-y平面中，如图所示)上在垂直方向上的宽范围的角度上查看九个视图中的任何视图(例如，作为“单个”视图)。因此，水平视差多视图显示器100可以被称为“9×1”水平视差多视图显示器或者被称为具有9×1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约相同或相似的基本上平衡的分辨率。
此外，如图4中所示，水平视差多视图显示器100的像素视图布置132可以包括九个像素，每个像素对应于九个视图中的不同视图。图4中所示的水平视差多视图显示器100的像素视图布置132包括两个相邻像素行。此外，如图所示，像素行的像素对应于不同编号的视图进行编号。例如，图4中所示的像素视图布置132的第一行包括对应于顺序布置的奇数编号的视图(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于也顺序布置的偶数编号的视图(即，编号为2、4、6和8的视图)编号的像素。此外，第二行的像素从第一行的像素偏移一像素宽度，使得第二行(对应于视图2)的标记为“2”的像素与第一行(对应于视图3)的标记为“3”的像素垂直对准(即，像素2和3是像素列中的邻近像素，如所说明)。如图4所示，像素视图布置132的每行像素可以对应于光阀阵列的不同组光阀130(例如，如图3A所示)。
图4还示出了延伸跨过水平视差多视图显示器100的像素视图布置132的倾斜多束列120。具体地，倾斜多束列120跨水平视差多视图显示器100的宽度延伸，并且靠近或通过像素视图布置132的中心。如图所示，倾斜多束列120的倾斜是像素宽度和像素视图布置132的函数。特别地，图4中所示的倾斜多束列120的倾斜等于像素宽度除以像素视图布置132中的像素行的数目。因此，在图4中，倾斜多束列120的倾斜由像素宽度除以二，或者等效地像素宽度的一半给出。也就是说，对于水平视差多视图显示器100的每行像素(或光阀130)，倾斜多束列120偏移一半的像素宽度。如所图示的，倾斜多束列120因此延伸通过位于像素视图布置132的第一行中的像素5的中心线，并且然后在第二行中的像素4和像素6之间延伸。结果，倾斜多束列120可以在其中心线处或附近穿过像素-视图布置。
根据一些实施例，像素视图布置132和倾斜多束列120跨像素视图布置132的中心的放置可以提供具有基本上平衡的分辨率的水平视差多视图显示器100。也就是说，由像素视图布置132表示的视图跨两行散布，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间隙，从而沿着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，倾斜多束列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。这是因为当与全视差显示器的光元件相比时，倾斜多束列120覆盖或叠加在水平视差多视图显示器100的表面区域的大约相同的部分上。特别地，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，或者等同地覆盖多视图像素的二十七颜色子像素中的三个颜色子像素。因此，光元件覆盖多视图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素与像素的比率。结果，倾斜多束列120覆盖了图4中所描绘的水平视差多视图显示器100的实施例的像素视图布置132中的9个像素中的大约1个，在关于该实施例所图示的两行像素视图布置132中，倾斜多束列120因此具有半像素的宽度，并且在像素视图布置132中，每一组九个像素，倾斜多束列120的两行半像素宽度合计为倾斜多束列120的完整像素。在其他实施例中，水平视差多视图显示器100的倾斜多束列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，相邻的倾斜多束列120被分开近似等于像素视图布置132的宽度的距离。特别地，相邻的倾斜多束列120的中心线的间隔距离可以由水平视差多视图显示器100的像素视图布置132中的像素数量除以像素视图布置132中的行数目来给出。将该公式应用于图4中所示的实施例，倾斜多束列120之间的距离是四又二分之一(4.5)像素宽度。
如上所述，在各种实施例中，倾斜多束列120包括多个多束元件122。在一些实施例中，多个多束元件122包括离散多束元件122'，其中，对于水平视差多视图显示器100的每行像素或每行光阀130，有不同的离散多束元件122'。例如，再次参考图4，倾斜的多束列120被图示为多个离散的多束元件122'。多个离散多束元件中的每个离散多束元件122'相对于倾斜多束列120的相邻离散多束元件122'偏移，以提供倾斜多束列120的倾斜。如图4所示，其中多束列120的倾斜等于像素的半宽，每个离散的多束元件122'在水平方向(x方向，如图所示)上从相邻的离散的多束元件122'偏移像素的半宽。因此，像素视图布置132的第二行中的离散多束元件122'在水平方向上与同一像素视图布置132的第一行中的离散多束元件122'偏移。此外，沿着倾斜多束列120的下一像素视图布置132的第一行的离散多束元件122'与前一像素视图布置132的第二行的离散多束元件122'偏移半个像素，等等。在一些实施例中，离散多束元件122'之间的间隔大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，倾斜多束列120包括被布置为基本上连续的多束元件122”的多个多束元件122。例如，当多个多束元件的多束元件122中的每个多束元件包括衍射光栅时，多束元件122的衍射光栅可以被端对端地布置以有效地提供连续的多束元件122”。图5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包括连续多束元件122”的倾斜多束列120的水平视差多视图显示器100的一部分。如图4中所示，图5中描绘的水平视差多视图显示器100的实施例被配置为提供水平方向上的九个视图(即，9×1视图配置)。此外，如所示出的，像素视图布置132与图4的实施例相同。然而，与具有包括彼此偏移以形成倾斜的多个离散多束元件122'的倾斜多束列120的先前实施例不同，图5中示出的倾斜多束列120包括连续多束元件122”。连续多束元件122”可以包括与多个多束元件122端对端连接的衍射光栅或类似的多束元件结构，并且如所示出的那样跨光导的宽度延伸，如倾斜多束列120。图5中所示的包括连续多束元件122”的倾斜多束列120的倾斜由像素宽度除以像素视图布置132中的行数给出，这产生每行一半的像素宽度。
图6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的包括倾斜多束列120的水平视差多视图显示器100的一部分的平面图。所图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5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132包括单行八(8)个顺序布置的像素。水平视差多视图显示器100还包括倾斜多束列120。倾斜多束列120包括相对于彼此偏移以形成倾斜的多个多束元件122。特别地，如图所示的倾斜多束列120的倾斜等于像素宽度。因此，形成倾斜多束列120的多个多束元件中的多束元件122彼此偏移像素的宽度。如先前所讨论的，倾斜多束的倾斜多束列120的中心线之间的间隔S是水平视差多视图显示器100的像素视图布置132的函数。特别地，间隔S是所示水平视差多视图显示器100的像素视图布置132中的像素数量(即，光阀130的数量)除以像素视图布置132中的像素行数量的函数。因此，在图6的水平视差多视图显示器100中，八(8)个像素将倾斜多束列120的中心线分开。
在一些实施例中，水平视差多视图显示器100是被配置为提供或显示彩色多视图图像的彩色多视图显示器。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)，并且因此可以被称为彩色子像素。特别地，表示红-绿-蓝(RGB)的彩色子像素组可以彼此相邻地被提供作为光阀阵列中的不同颜色光阀130。例如，表示不同颜色的颜色子像素可以沿着一行像素(例如，作为红色、绿色、蓝色、红色、绿色、蓝色等等)交替。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(例如，三个)不同的像素组来表示。例如，在图4中，在像素视图布置132中可以有三个不同的像素集合，如所图示的。此外，不同集合中的每一个具有表示用于每个视图的不同颜色的光的颜色子像素。因此，多视图像素的第一像素集合(即，第一像素视图布置132)可以包括用于视图1的绿色子像素，第二像素集合(即，第二像素视图布置132)可以包括用于视图1的蓝色子像素，并且第三像素集合(即，第三像素视图布置132)可以包括用于视图1的红色子像素。类似地，在图6中，彩色多视图像素的三个像素集合可以由像素视图布置132提供在三行像素中，如所图示的。
再次参考图3A-3C，水平视差多视图显示器100还包括光控膜140，如图所示。根据各种实施例，光控膜140具有与倾斜多束列120对准的倾斜的光控轴。也就是说，光控膜140的光控轴的倾斜或倾斜角与倾斜多束列120的倾斜或倾斜角对准或对应。这样，根据各种实施例，光控轴基本上平行于倾斜多束列120。此外，根据各种实施例，光控膜140被配置为控制多视图图像在与水平视差正交的方向上的视角。或者，光控膜140可以对多视图图像在与水平视差对应的方向上的视角具有很小的影响或没有影响。
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包括倾斜多束列120和光控膜140的水平视差多视图显示器100的平面图。如图所示，光控膜140的光控轴142与倾斜多束列120对准(即，基本上平行)。在一些实施例中，光控膜140可以位于光阀阵列130和光导110的表面(例如，第一表面110')之间，例如，如图3B-3C所示。在其它实施例中，光阀阵列130可以位于光导110和光控膜140之间，例如，如图3A和7A所示，这是作为示例而非限制。
根据各种实施例，光控膜140可包括多种光控膜、保密滤光片和类似保密膜中的任一种。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的光控膜140的透视图。如图所示，光控膜140包括多个平行的微窗片或微隔板144，这些微窗片或微隔板被配置为对穿过光控膜140的光是不透明的。在平行微隔板144之间，光控膜140基本上对光透明。平行微隔板144在垂直于平行微隔板144的长度方向的方向上提供最大量的角度控制。这样，根据定义，光控轴142垂直于平行微隔板144的长度方向，如图所示。可用作光控膜140的光控膜的示例包括但不限于由信越聚合物欧洲B.V.(Shin-Etsu Polymers Europe B.V.)制造的各种视控膜(VC膜)，其包括交替的光学透明硅橡胶和黑硅橡胶层的光学百叶窗膜，例如，参见www.shinetsu.info/vc_film。在另一个非限制性的例子中，光控膜140可以包括由明尼苏达州圣保罗的3M显示材料和系统部门(3M Display Materials&SystemsDivision)制造的先进的光控膜(例如，ALCF-P或ALCF-A)。
根据各种实施例，光控膜140可使多视图图像在光控轴142的方向上的角度可见度最小化。这样，具有光控膜140的水平视差多视图显示器100可以在反射可能引起问题的情况下使用。图7C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具有光控膜140的水平视差多视图显示器100的侧视图。如图所示，水平视差多视图显示器100安装在汽车的仪表板中。驾驶员106可以容易地在与水平视差多视图显示器100的水平视差的对应平面的方向102a上观看多视图图像。另一方面，光控膜140可以基本上阻挡从汽车的挡风玻璃108反射的水平视差多视图显示器100的视图，如由观看方向102b所示。
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水平视差多视图显示器200的框图。根据各种实施例，所示的水平视差多视图显示器200采用倾斜多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可以提供与对应的全视差显示器相当的平衡分辨率。
如图8所示，水平视差多视图显示器200包括背光210。背光210包括彼此间隔开的多个倾斜多束列212。在一些实施例中，背光210的多个倾斜多束列212可以基本上类似于上述水平视差多视图显示器100的多个倾斜多束列120。例如，多个倾斜多束列中的倾斜多束列212可以在背光源210的宽度上延伸。在一些实施例中，多个倾斜多束列中的倾斜多束列212在背光源210的长度上间隔开，并且可以彼此平行。在一些实施例中，相邻的倾斜多束列212彼此分开恒定的间隔或距离。
根据各种实施例，多个倾斜多束列中的倾斜多束列212被配置为将背光210的光散射出作为具有与多视图图像的视图方向相对应的不同主角方向的多个定向光束202。例如，背光210可以包括基本上类似于上面关于水平视差多视图显示器100描述的光导110的光导，并且倾斜多束列212可以散射出在光导内被引导光的一部分。倾斜多束列212可以包括被配置为散射出背光的光的多个不同结构中的任何结构，包括衍射光栅、微反射元件、微折射元件或其各种组合。例如，倾斜多束列212可以包括衍射光栅。衍射光栅可以基本上类似于先前描述的水平视差多视图显示器100的衍射光栅。
如图8中所示，水平视差多视图显示器200还包括光阀220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220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，不同类型的光阀可以用作光阀阵列的光阀220，包括但不限于液晶光阀、电泳光阀和基于电润湿的光阀中的一个或多个。特别地，来自背光210上的倾斜多束列212的阵列的定向光束202可以穿过光阀阵列的各个光阀220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不同定向光束202被配置为通过光阀阵列中的不同光阀220并由其调制。图8中的虚线箭头用于示出调制的定向光束202以强调其调制。此外，水平视差多视图显示器200的像素的尺寸可以与阵列的光阀220的尺寸相对应。在一些实施例中，光阀的阵列可以基本上类似于上文关于水平视差多视图显示器100描述的光阀130的阵列。
在各种实施例中，多个倾斜多束列中的倾斜多束列212具有相对于光阀阵列的光阀220的列的倾斜。此外，根据各种实施例，倾斜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。特别地，倾斜可以被表示为倾斜多束列212的局部水平位置相对于由倾斜多束列212跨越的每行像素或光阀220的光阀列的变化。这样，倾斜多束列212的倾斜可以基本上类似于如上所述的水平视差多视图显示器100的倾斜多束列120的倾斜。也就是说，在一些实施例中，倾斜多束列212的倾斜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行的数目。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，水平视差多视图显示器200的像素视图布置可以包括两个相邻像素行，其中例如第一行包括顺序布置的奇数编号的视图(例如，编号为1、3、5、7和9的视图)，并且第二行包括也顺序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，如上所述，第二行可以从第一行偏移，如图4所示。在该示例中，倾斜多束列212的倾斜可以等于像素宽度除以二，这产生了像素宽度的一半的倾斜。
在一些实施例中，多个倾斜多束的倾斜多束列212的中心线之间的间隔由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的行的数量给出。例如，关于先前描述的实施例，倾斜多束列212之间的距离可以是大约四又二分之一像素(即，4.5个像素宽度)。
在一些实施例中，倾斜多束列212可以包括多个离散的多束元件，多个离散的多束元件中的每个离散的多束元件从相邻的离散的多束元件偏移与光阀阵列的光阀220的相邻行之间的间隔相对应的距离。此外，多个离散的多束元件中的每个离散的多束元件可以相对于相邻的离散的多束元件偏移，以提供倾斜的多束列212的倾斜。例如，在一些实施例中，在如上所述的具有半个像素宽度的倾斜多束列中，每个离散的多束元件可以从相邻的多束元件偏移半个像素宽度。在一些实施例中，离散的多束元件可以基本上类似于多束元件122，并且更具体地，类似于以上关于水平视差多视图显示器100的倾斜多束列120描述的离散的多束元件122'。在一些实施例中，倾斜多束列212可以包括连续多束元件。在一些实施例中，连续元件基本上类似于先前描述的水平视差多视图显示器100的连续多束元件122”。
图8中所示的水平视差多视图显示器200还包括被配置为在与水平视差正交的方向上控制多视图图像的视角的光控膜230。根据一些实施例，光控膜230可以基本上类似于上面关于水平视差多视图显示器100描述的光控膜140。特别地，光控膜230具有与倾斜多束列212对准的倾斜的光控轴。即，根据各种实施例，光控膜230的倾斜的光控轴平行于背光源210的倾斜多束列212。在一些实施例中，如图8所示，光阀220的阵列在光控膜230和具有多个倾斜多束列212的背光210之间。在关于水平视差多视图显示器200未明确示出的其他实施例中，光控膜230可以位于光阀阵列220和背光210之间。
根据本文描述的原理的一些实施例，提供了一种使用水平视差多视图显示器的多视图显示操作的方法。图9图示了根据与这里的原理一致的实施例的示例中的多视图显示器操作的方法300的流程图。如图9中所示，多视图显示器操作的方法300包括沿着光导的长度引导光310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度引导被引导光。在一些实施例中，光导可以基本上类似于上面关于水平视差多视图显示器100描述的光导110。例如，可以引导被引导光，并且因此使用光导内的全内反射沿着光导传播。
多视图显示操作的方法300还包括使用沿着光导长度分布并且彼此间隔开的多个倾斜多束列将被引导光的一部分作为定向光束从光导散射出去320。根据各种实施例，定向光束具有与多视图图像或多视图显示器的等同物的观看方向对应的方向。在一些实施例中，光导的倾斜多束列可以基本上类似于上述水平视差多视图显示器的倾斜多束列120。例如，多个倾斜多束列中的倾斜多束列沿着光导的宽度延伸，并且基本上沿着光导的y轴取向。此外，在一些实施例中，多个倾斜多束列可以在光导的长度上间隔开，并且还可以彼此平行。
在一些实施方案中，多个相邻的多束列彼此分开相同的间隔或距离。倾斜多束列可以包括被配置为将被引导光的一部分散射到光导之外的多个不同结构中的任何结构，包括衍射光栅、微反射元件、微折射元件或其各种组合。例如，倾斜多束列可以包括衍射光栅。衍射光栅可以基本上类似于先前描述的水平视差多视图显示器100的衍射光栅。
如图9中所示，多视图显示操作的方法300还包括使用光阀的阵列调制330定向光束以提供具有水平视差的多视图图像，光阀的阵列对应于多视图显示器的像素。在一些实施例中，光阀阵列可以基本上类似于上述水平视差多视图显示器100的光阀阵列130。在各种实施例中，不同类型的光阀可以用作光阀阵列的光阀，包括但不限于液晶光阀、电泳光阀和基于电润湿的光阀中的一个或多个。
在各种实施例中，多个倾斜多束列中的倾斜多束列具有倾斜，该倾斜是水平视差多视图显示器的像素宽度和像素视图布置的函数。倾斜可以被表示为每行像素的倾斜多束列或由倾斜多束列跨越的光阀行的局部水平位置的变化。在一些实施例中，倾斜多束列的倾斜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，该倾斜基本上类似于如上所述的倾斜多束列120的倾斜。例如，当像素视图布置具有两行像素或等效地两行光阀时，倾斜多束列的倾斜可以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一行像素或光阀时，倾斜多束列的倾斜可以对应于像素宽度。
在一些实施例中，多个倾斜多束列中的倾斜多束列包括多个离散的多束元件，每个离散的多束元件沿着倾斜多束列的长度与多个离散的多束元件中的其他离散的多束元件间隔开。此外，多个离散的多束元件中的每个离散的多束元件可以相对于相邻的离散的多束元件偏移，以提供倾斜多束列的倾斜。例如，在具有半个像素宽度的倾斜多束列中，每个离散的多束元件可以从相邻的多束元件偏移半个像素宽度。在一些实施例中，离散的多束元件可以基本上类似于多束元件122，并且更具体地，类似于以上关于水平视差多视图显示器100的倾斜多束列120描述的离散的多束元件122'。
在其它实施方案中，多个倾斜多束列中的倾斜多束列包括沿着倾斜多束列的长度延伸的连续多束列元件。在一些实施例中，连续元件可以基本上类似于先前描述的水平视差多视图显示器100的连续多光束元件122”。
如图9中所示，多视图显示操作的方法300还包括使用具有与倾斜多束列的倾斜对准的倾斜光控轴的光控膜控制340与水平视差正交的方向上的多视图图像的视角。根据一些实施例，光控膜可以基本上类似于水平视差多视图显示器100的上述光控膜140。例如，光控膜可以包括微百叶，并且光控轴可以被限定为垂直于微百叶的方向。在一些实施例中，光控膜可以位于光阀阵列和光导表面之间，而在其他实施例中，光阀阵列可以位于光控膜和光导表面之间。
因此，已经描述了水平视差多视图显示器和操作多视图显示器以使用具有光控膜的水平视差多视图显示器显示多视图图像的方法的示例和实施例，其中光控膜具有倾斜的光控轴。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 (20)

1.一种水平视差多视图显示器，包括：
光导，其被配置为引导光；
多个倾斜多束列，其跨所述光导分布并且被配置为将来自所述光导内的被引导光作为定向光束散射出，所述定向光束具有与所述水平视差多视图显示器的不同视图方向相对应的主角方向；
光阀阵列，其表示所述水平视差多视图显示器的像素，所述光阀阵列被配置为将所述定向光束调制为具有水平视差的多视图图像；以及
光控膜，其具有与所述倾斜多束列对准的倾斜光控轴，并且被配置为控制所述多视图图像在与所述水平视差正交的方向上的视角。
2.根据权利要求1所述的水平视差多视图显示器，其中，所述倾斜多束列的倾斜等于所述水平视差多视图显示器的像素的宽度除以所述水平视差多视图显示器的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像素视图布置包括两行，所述倾斜多束列的所述倾斜是所述像素宽度的一半。
4.根据权利要求1所述的水平视差多视图显示器，其中，所述多个倾斜多束列的所述倾斜多束列的中心线之间的间隔是所述多视图显示器的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。
5.根据权利要求1所述的水平视差多视图显示器，其中，所述水平视差多视图显示器的像素包括彩色子像素，所述水平视差多视图显示器是彩色多视图显示器。
6.根据权利要求1所述的水平视差多视图显示器，其中，所述倾斜多束列包括多个离散多束元件，所述多个离散多束元件中的每个离散多束元件相对于所述倾斜多束列的相邻离散多束元件偏移，以提供所述倾斜多束列的倾斜。
7.根据权利要求6所述的水平视差多视图显示器，其中，所述多个离散多束元件之间的间隔大约等于所述光阀阵列的相邻行之间的间隔。
8.根据权利要求6所述的水平视差多视图显示器，其中，所述倾斜多束列的所述离散多束元件包括被配置为衍射地散射出所述被引导光的衍射光栅。
9.根据权利要求1所述的水平视差多视图显示器，其中，所述倾斜多束列包括连续多束元件。
10.根据权利要求1所述的水平视差多视图显示器，其中，所述倾斜多束列的宽度在所述水平视差多视图显示器的像素的宽度和像素的宽度的一半之间。
11.根据权利要求1所述的水平视差多视图显示器，其中，所述光控膜位于所述光阀阵列与所述光导的表面之间。
12.一种水平视差多视图显示器，包括：
背光，具有多个倾斜多束列，所述多个倾斜多束列中的倾斜多束列被配置为将来自所述背光的光散射出作为具有主角方向的定向光束，所述主角方向对应于具有水平视差的多视图图像的不同视图方向；
光阀阵列，被配置为将所述定向光束调制为所述多视图图像，所述光阀阵列的光阀对应于所述水平视差多视图显示器的像素；以及
光控膜，具有与所述倾斜多束列对准的倾斜光控轴，并且被配置为控制所述多视图图像在与所述水平视差正交的方向上的视角。
13.根据权利要求12所述的水平视差多视图显示器，其中，所述背光还包括光导，并且所述倾斜多束列包括衍射光栅，所述多个倾斜多束列沿着所述光导的长度间隔开，并且所述倾斜多束列的所述衍射光栅被配置为将来自所述光导内的被引导光衍射地散射出作为所述定向光束。
14.根据权利要求12所述的水平视差多视图显示器，其中，所述倾斜多束列包括多个离散多束元件，所述多个离散多束元件中的每个离散多束元件从相邻离散多束元件偏移与所述光阀阵列的光阀的相邻行之间的间隔相对应的距离。
15.根据权利要求12所述的水平视差多视图显示器，其中，所述倾斜多束列包括连续多束元件。
16.根据权利要求12所述的水平视差多视图显示器，其中，所述光阀阵列位于所述光控膜与具有所述多个倾斜多束列的所述背光之间。
17.一种多视图显示器操作的方法，所述方法包括：
沿着光导的长度引导光；
使用沿着所述光导长度分布的多个倾斜多束列将来自所述光导的被引导光作为定向光束散射出去，所述定向光束具有与所述多视图显示器的视图方向相对应的方向；
使用光阀阵列调制所述定向光束以提供具有水平视差的多视图图像，所述光阀阵列对应于所述多视图显示器的像素；以及
使用具有与所述倾斜多束列的倾斜对准的倾斜光控轴的光控膜，控制与所述水平视差正交的方向上的所述多视图图像的视角。
18.根据权利要求17所述的多视图显示器操作的方法，其中，所述倾斜多束列的所述倾斜是所述多视图显示器的像素宽度和像素视图布置的函数，当所述像素视图布置具有两行像素时，所述倾斜对应于所述像素宽度的一半，并且当所述像素视图布置具有一行像素时，所述倾斜对应于所述像素宽度。
19.根据权利要求17所述的多视图显示器操作的方法，其中，所述多个倾斜多束列中的倾斜多束列包括多个离散多束元件，每个离散多束元件沿着所述倾斜多束列的长度与所述多个离散多束元件中的其他离散多束元件间隔开。
20.根据权利要求17所述的多视图显示器操作的方法，其中，所述光控膜位于所述光阀阵列和所述光导的表面之间。
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