CN114207507A

CN114207507A - 用于基于可调谐液晶(lc)漫射器的光场(lf)显示器的光学方法和系统

Info

Publication number: CN114207507A
Application number: CN202080056500.0A
Authority: CN
Inventors: 朱卡-塔帕尼·马基宁
Original assignee: PCMS Holdings Inc
Current assignee: PCMS Holdings Inc
Priority date: 2019-06-28
Filing date: 2020-06-24
Publication date: 2022-03-18
Also published as: EP3990972A1; MX2022000041A; JP2022540350A; US11917121B2; WO2020263958A1; US20220264076A1

Abstract

示例性装置的一些实施方案可以包括：显示器；覆盖在该显示器上面的第一可控漫射器，该第一可控漫射器能够选择性地操作为在第一漫射方向上漫射光；和覆盖在该显示器上面的第二可控漫射器，该第二可控漫射器能够选择性地操作为在基本上垂直于该第一漫射方向的第二漫射方向上漫射光。在一些实施方案中，示例性方法可以包括从发光设备发射光束；线性偏振该光束；使该光束穿过LC材料和双折射材料；以及施加电压以将该LC材料的偏振从第一状态改变为第二状态，该第一状态导致该光在穿过该双折射材料时在第一方向上漫射，该第二状态导致该光束在穿过该双折射材料时在第二方向上漫射。

Description

用于基于可调谐液晶(LC)漫射器的光场(LF)显示器的光学方法和系统

相关申请的交叉引用

本申请是2019年6月28日提交的名称为“OPTICAL METHOD AND SYSTEM FOR LIGHTFIELD(LF)DISPLAYS BASED ON TUNABLE LIQUID CRYSTAL(LC)DIFFUSERS”的美国临时专利申请序列号62/868,687的非临时申请，并且根据35U.S.C.§119(e)要求该美国临时专利申请的权益，该美国临时专利申请据此全文以引用方式并入。

背景技术

人类大脑部分地通过从用于确定每只眼睛方位的肌肉接收信号来感知并确定所观察物体的深度。大脑将该眼睛的相对角取向与所确定的焦深相关联。正确的聚焦提示在所观察焦平面之外的物体上产生自然模糊并产生自然动态视差效应。一种类型的能够提供正确的聚焦提示的3D显示器使用可在真实3D空间中产生3D图像的体积式显示技术。3D图像的每个“体素”物理地位于空间位置处并从该位置朝观察者反射或发射光，以在观看者的眼睛中形成真实图像。3D体积式显示器的一些问题在于其低分辨率、大物理尺寸和高昂的制造成本。这些问题可能使它们过于繁琐而不能在例如产品展示、博物馆、展览之外使用。

发明内容

根据一些实施方案的示例性装置可以包括：显示器；覆盖在显示器上面的第一可控漫射器，该第一可控漫射器能够被选择性地操作为在第一方向上漫射光；和覆盖在显示器上面的第二可控漫射器，该第二可控漫射器能够被选择性地操作为在基本上垂直于第一方向的第二方向上漫射光。

对于示例性装置的一些实施方案，显示器可以是多视图显示器。

对于示例性装置的一些实施方案，第一可控漫射器和第二可控漫射器中的至少一者可以包括表面效应液晶(SELC)漫射器。

对于示例性装置的一些实施方案，SELC漫射器可以包括夹置在第一基板与第二基板之间的液晶(LC)材料层，并且LC材料层、第一基板和第二基板中的至少一者可以被配置为执行光的有角度选择性的漫射。

对于示例性装置的一些实施方案，该装置可以包括至少一个液晶(LC)光栅。

对于示例性装置的一些实施方案，至少一个LC光栅、第一可控漫射器和第二可控漫射器中的至少一者可以包括双折射材料。

示例性装置的一些实施方案还可以包括：被配置为检测显示器的取向的传感器，并且该装置可以被配置为响应于检测到显示器的取向的变化而在选择性地操作第一可控漫射器来在第一方向上漫射与选择性地操作第二可控漫射器来在第二方向上漫射之间切换。

对于示例性装置的一些实施方案，第一可控漫射器和第二可控漫射器中的至少一者可以被配置为在没有机械移动的情况下选择性地激活。

对于示例性装置的一些实施方案，第一可控漫射器和第二可控漫射器中的至少一者可以被配置为响应于施加的电场而漫射光。

根据一些实施方案的示例性光学元件可以包括：第一层，该第一层包括能够根据电调整的状态改变穿过第一层的光的偏振状态的电可调整液晶；和第二层，该第二层包括与第一层平行的层中的双折射材料，该双折射材料包括被设计成向光束提供交替漫射特性的表面结构，使得该第二层可以被配置为在光的偏振状态处于第一偏振状态时根据第一角图案散射入射在该第二层上的光，并且该第二层可以被配置为在光的偏振状态处于第二偏振状态时根据第二角图案散射入射在该第二层上的光。

对于示例性光学元件的一些实施方案，第二层可以被配置为在光的偏振状态处于第一偏振状态时在水平方向上漫射光，并且第二层可以被配置为在光的偏振状态处于第二偏振状态时在竖直方向上漫射。

示例性装置的一些实施方案还可以包括：多个发光元件和能够产生准直光束的准直微透镜；和方向可控漫射器，该方向可控漫射器能够在第一状态与第二状态之间切换，在该第一状态下，在第一方向上漫射光，在该第二状态下，在第二方向上漫射光。

对于示例性光学元件的一些实施方案，方向可控漫射器可以被配置为在竖直方向上漫射，并且装置可以被配置为使得如果该装置处于纵向取向，则仅生成单个竖直视图。

对于示例性光学元件的一些实施方案，该多个发光元件的至少一部分可以加号形图案配置。

对于示例性光学元件的一些实施方案，响应于装置的旋转，可以启用方向可控漫射器以在旋转方向上漫射，该装置可以被配置为使得如果显示器取向从纵向改变为横向，则在漫射方向上仅生成单个视图。

示例性装置的一些实施方案还可以包括三维(3D)显示器，使得所述漫射器的所述方向可控性可以在3D显示器上图案化，从而允许空间上变化的漫射方向特性。

根据一些实施方案的示例性方法可以包括：从一个或多个发光设备发射光束；将该光束偏振成线性偏振光束；使该光束穿过液晶(LC)材料；使该光束穿过双折射材料；以及将电压施加到LC材料以改变该LC材料的光偏振配置状态，使得将该光偏振配置状态改变为从第一偏振状态切换到第二偏振状态，以及使得该第一偏振状态导致光束在穿过该双折射材料时在第一方向上漫射，并且该第二偏振状态导致光束在穿过该双折射材料时在第二方向上漫射。

示例性方法的一些实施方案还可以包括：渲染用于光场(LF)显示设备的一个或多个图像；以及将该一个或多个经渲染图像发送到LF显示设备。

示例性方法的一些实施方案还可以包括接收针对LF显示设备的视场(FOV)选择。

示例性方法的一些实施方案还可以包括基于FOV选择来调整所发射光束的亮度。

根据一些实施方案的示例性装置可以包括：发光设备的阵列；偏振层；微透镜阵列(MLA)；一个或多个漫射器；和一个或多个光栅。

对于示例性装置的一些实施方案，发光设备的阵列可以包括一组或多组发光设备。

对于示例性装置的一些实施方案，该一组或多组发光设备中的每个发光设备可以包括像素。

示例性方法的一些实施方案还可以包括：背板；以及一个或多个挡板，使得一组或多组发光设备的阵列安装到该背板，使得该阵列中的每组发光设备对应于相应挡板，并且每个挡板至少部分地将相应的一组发光设备与一组或多组发光设备的阵列的其余部分分开。

对于示例性装置的一些实施方案，该一个或多个漫射器中的至少一个漫射器可以被配置为在水平方向上漫射由发光设备中的至少一个发光设备发射的光，并且使得该一个或多个漫射器中的至少一个漫射器可以被配置为在竖直方向上漫射由发光设备中的至少一个发光设备发射的光。

对于示例性装置的一些实施方案，该一个或多个漫射器中的至少一个漫射器可以被配置为在水平方向上漫射由发光设备中的至少一个发光设备发射的光与在竖直方向上漫射由发光设备中的至少一个发光设备发射的光之间切换。

对于示例性装置的一些实施方案，该一个或多个漫射器中的至少一个漫射器可以是表面效应液晶(SELC)漫射器。

对于示例性装置的一些实施方案，SELC漫射器可以包括夹置在第一基板与第二基板之间的液晶(LC)材料层，该LC材料层可以被配置为连同第一基板和第二基板响应于施加的电压而引起光的有角度选择性的漫射。

对于示例性装置的一些实施方案，SELC漫射器可以包括夹置在第一基板与第二基板之间的液晶(LC)材料层，并且该LC材料层、第一基板和第二基板可以具有选定材料和界面表面特性，这些选定材料和界面表面特性共同发挥作用来散射光束。

对于示例性装置的一些实施方案，漫射器中的至少一个漫射器被配置为在2D显示模式与3D显示模式之间切换。

对于示例性装置的一些实施方案，这些漫射器中的第一SELC漫射器可以是被配置为利用第一漫射方向散射显示第一图像的光的SELC漫射器，这些漫射器中的第二SELC漫射器可以是被配置为利用第二漫射方向散射显示第二图像的光的SELC漫射器，并且第一漫射方向可以与第二漫射方向正交。

对于示例性装置的一些实施方案，漫射器中的至少一个漫射器可以是SELC漫射器，该SELC漫射器被配置为漫射光以减少由发光设备的阵列投影的图像的眩光。

对于示例性装置的一些实施方案，光栅中的至少一个光栅可以包括液晶材料。

对于示例性装置的一些实施方案，光栅中的至少一个光栅可以包括双折射材料。

对于示例性装置的一些实施方案，该一个或多个漫射器中的至少一个漫射器可以被配置为镶嵌漫射器，以将由发光设备中的一个或多个发光设备发射的一个或多个相邻光束一起漫射。

附图说明

图1A是示出根据一些实施方案的示例性通信系统的系统图。

图1B是示出根据一些实施方案的可在图1A所示的通信系统内使用的示例性无线发射/接收单元(WTRU)的系统图。

图2是示出根据一些实施方案的处于第一构型的示例性手持式显示器的图示。

图3A是示出根据一些实施方案的处于第二构型的示例性手持式显示器的图示。

图3B是示出根据一些实施方案的处于第三构型的示例性手持式显示器的图示。

图4A是示出根据一些实施方案的处于第一构型的示例性多视图3D显示器的图示。

图4B是示出根据一些实施方案的处于第二构型的示例性多视图3D显示器的图示。

图4C是示出根据一些实施方案的处于第三构型的示例性多视图3D显示器的图示。

图5是示出根据一些实施方案的在设备的两侧上具有图像区的示例性3D光场显示器的图示。

图6A是示出根据一些实施方案的具有示例性小观看区的示例性3D光场显示器的图示。

图6B是示出根据一些实施方案的具有示例性大观看区的示例性3D光场显示器的图示。

图7A是示出根据一些实施方案的不具有由一个或多个几何因素引起的任何光束发散的示例性理想情况的完美准直的图示。

图7B是示出根据一些实施方案的由一个或多个几何因素引起的示例性光束发散的图示。

图7C是示出根据一些实施方案的由一个或多个几何因素引起的示例性光束发散的图示。

图7D是示出根据一些实施方案的由衍射引起的示例性光束发散和第一孔口尺寸的图示。

图7E是示出根据一些实施方案的由衍射引起的示例性光束发散和第二孔口尺寸的图示。

图7F是示出根据一些实施方案的由衍射引起的示例性光束发散和第三孔口尺寸的图示。

图8A是示出根据一些实施方案的具有第一光学功率的示例性图像放大透镜的图示。

图8B是示出根据一些实施方案的具有第二光学功率的示例性图像放大透镜的图示。

图8C是示出根据一些实施方案的具有第三光学功率的示例性图像放大透镜的图示。

图9A是示出根据一些实施方案的示例性第一光源和透镜构型的图示。

图9B是示出根据一些实施方案的示例性第二光源和透镜构型的图示。

图9C是示出根据一些实施方案的示例性第三光源和透镜构型的图示。

图9D是示出根据一些实施方案的示例性第四光源和透镜构型的图示。

图10是示出根据一些实施方案的示例性可变焦距微透镜阵列的图示。

图11A是示出根据一些实施方案的处于光束透射状态的示例性双部件SELC漫射器的图示。

图11B是示出根据一些实施方案的处于光束漫射状态的示例性双部件SELC漫射器的图示。

图12A是示出根据一些实施方案的处于光束透射状态的示例性单部件SELC漫射器的图示。

图12B是示出根据一些实施方案的处于光束漫射状态的示例性单部件SELC漫射器的图示。

图13A是示出根据一些实施方案的具有较小发散角的示例性SELC漫射器的图示。

图13B是示出根据一些实施方案的具有较大发散角的示例性SELC漫射器的图示。

图14A是示出根据一些实施方案的启用水平漫射的示例性SELC漫射器的图示。

图14B是示出根据一些实施方案的启用竖直漫射的示例性SELC漫射器的图示。

图15是示出根据一些实施方案的示例性3D光场光学显示器结构的图示。

图16A是示出根据一些实施方案的每个全色光束具有四个子像素的全色图像的示例性光发射器矩阵布局的图示。

图16B是示出根据一些实施方案的每个全色光束具有三个子像素的全色图像的示例性光发射器矩阵布局的图示。

图17是示出根据一些实施方案的处于纵向模式和横向模式的示例性3D显示器的示意性透视图。

图18是示出根据一些实施方案的具有可调谐LC光栅的示例性3D显示器结构的图示。

图19是示出根据一些实施方案的示例性移动设备观看构型的示意性透视图。

图20是示出根据一些实施方案的示例性μLED图案布局的图示。

图21是示出根据一些实施方案的示例性显示光学器件结构的图示。

图22A是示出根据一些实施方案的在不具有漫射器的情况下的示例性模拟辐照度分布的图示。

图22B是示出根据一些实施方案的在具有SELC漫射器的情况下的示例性模拟辐照度分布的图示。

图22C是示出根据一些实施方案的在具有SELC漫射器和光栅的情况下的示例性模拟辐照度分布的图示。

图22D是示出根据一些实施方案的在水平漫射器和竖直漫射器被激活的情况下的示例性模拟辐照度分布的图示。

图23是示出根据一些实施方案的针对去激活的水平漫射器和光栅的示例性水平辐照度分布的图。

图24是示出根据一些实施方案的针对三种配置的示例性竖直辐照度分布的图。

图25是示出根据一些实施方案的在具有水平漫射器、竖直漫射器和光栅的情况下的针对一行水平光源的示例性辐照度分布的图。

图26是示出根据一些实施方案的用于处理和显示3D图像的示例性过程的消息时序图。

图27是示出根据一些实施方案的用于处理和渲染3D图像的示例性过程的流程图。

图28是示出根据一些实施方案的用于处理和渲染3D图像的示例性过程的流程图。

以举例的方式而非限制的方式呈现了在各个附图中示出并结合各个附图描述的实体、连接、布置等。因此，关于特定附图“描绘”什么、特定附图中的特定元件或实体“是”或者“具有”什么的任何和所有陈述或其他指示，以及可孤立地且在上下文之外被解读为绝对的并且因此是限制性的任何和所有类似状态，可以仅被适当地解读为以建设性的方式加上从句诸如“在至少一个实施方案中，…”。为了简洁和清楚地展示，在详细描述中，这一隐含的前导从句不再重复。

具体实施方式

在本文所述的一些实施方案中，无线发射/接收单元(WTRU)可用作例如光场显示设备。

图1A是示出在其中一个或多个所公开的实施方案可得以实现的示例性通信系统100的示意图。通信系统100可为向多个无线用户提供诸如语音、数据、视频、消息、广播等内容的多址接入系统。通信系统100可使多个无线用户能够通过系统资源(包括无线带宽)的共享来访问此类内容。例如，通信系统100可采用一个或多个信道接入方法，诸如码分多址接入(CDMA)、时分多址接入(TDMA)、频分多址接入(FDMA)、正交FDMA(OFDMA)、单载波FDMA(SC-FDMA)、零尾唯一字DFT扩展OFDM(ZTUW DTS-s OFDM)、唯一字OFDM(UW-OFDM)、资源块滤波OFDM、滤波器组多载波(FBMC)等。

如图1A所示，通信系统100可包括无线发射/接收单元(WTRU)102a、102b、102c、102d、RAN 104/113、CN 106、公共交换电话网(PSTN)108、互联网110和其他网络112，但应当理解，所公开的实施方案设想了任何数量的WTRU、基站、网络和/或网络元件。WTRU 102a、102b、102c、102d中的每一者可以是被配置为在无线环境中操作和/或通信的任何类型的设备。作为示例，WTRU 102a、102b、102c、102d(其中任何一个均可被称为“站”和/或“STA”)可被配置为传输和/或接收无线信号，并且可包括用户装备(UE)、移动站、固定或移动用户单元、基于订阅的单元、寻呼机、蜂窝电话、个人数字助理(PDA)、智能电话、膝上型电脑、上网本、个人计算机、无线传感器、热点或Mi-Fi设备、物联网(IoT)设备、手表或其他可穿戴设备、头戴式显示器(HMD)、车辆、无人机、医疗设备和应用(例如，远程手术)、工业设备和应用(例如，在工业和/或自动处理链环境中操作的机器人和/或其他无线设备)、消费电子设备、在商业和/或工业无线网络上操作的设备等。WTRU 102a、102b、102c和102d中的任一者可互换地称为UE。

通信系统100还可包括基站114a和/或基站114b。基站114a、114b中的每一者可为任何类型的设备，其被配置为与WTRU 102a、102b、102c、102d中的至少一者无线对接以促进对一个或多个通信网络(诸如CN 106、互联网110和/或其他网络112)的访问。作为示例，基站114a、114b可为基站收发台(BTS)、节点B、演进节点B、家庭节点B、家庭演进节点B、gNB、NR节点B、站点控制器、接入点(AP)、无线路由器等。虽然基站114a、114b各自被描绘为单个元件，但应当理解，基站114a、114b可包括任何数量的互连基站和/或网络元件。

基站114a可以是RAN 104/113的一部分，该RAN还可包括其他基站和/或网络元件(未示出)，诸如基站控制器(BSC)、无线电网络控制器(RNC)、中继节点等。基站114a和/或基站114b可被配置为在一个或多个载波频率(其可被称为小区(未示出))上传输和/或接收无线信号。这些频率可在许可频谱、未许可频谱或许可和未许可频谱的组合中。小区可向特定地理区域提供无线服务的覆盖，该特定地理区域可为相对固定的或可随时间改变。小区可进一步被划分为小区扇区。例如，与基站114a相关联的小区可被划分为三个扇区。因此，在一个实施方案中，基站114a可包括三个收发器，即，小区的每个扇区一个收发器。在一个实施方案中，基站114a可采用多输入多输出(MIMO)技术并且可针对小区的每个扇区利用多个收发器。例如，可使用波束成形在所需的空间方向上传输和/或接收信号。

基站114a、114b可通过空中接口116与WTRU 102a、102b、102c、102d中的一者或多者通信，该空中接口可为任何合适的无线通信链路(例如，射频(RF)、微波、厘米波、微米波、红外(IR)、紫外(UV)、可见光等)。可使用任何合适的无线电接入技术(RAT)来建立空中接口116。

更具体地讲，如上所指出，通信系统100可为多址接入系统，并且可采用一个或多个信道接入方案，诸如CDMA、TDMA、FDMA、OFDMA、SC-FDMA等。例如，RAN 104/113中的基站114a和WTRU 102a、102b、102c可实现无线电技术诸如通用移动电信系统(UMTS)陆地无线电接入(UTRA)，其可使用宽带CDMA(WCDMA)来建立空中接口116。WCDMA可包括诸如高速分组接入(HSPA)和/或演进的HSPA(HSPA+)之类的通信协议。HSPA可包括高速下行链路(DL)分组接入(HSDPA)和/或高速UL分组接入(HSUPA)。

在一个实施方案中，基站114a和WTRU 102a、102b、102c可实现诸如演进的UMTS陆地无线电接入(E-UTRA)之类的无线电技术，其可使用长期演进(LTE)和/高级LTE(LTE-A)和/或高级LTE Pro(LTE-A Pro)来建立空中接口116。

在一个实施方案中，基站114a和WTRU 102a、102b、102c可实现无线电技术诸如NR无线电接入，其可使用新无线电(NR)来建立空中接口116。

在一个实施方案中，基站114a和WTRU 102a、102b、102c可实现多种无线电接入技术。例如，基站114a和WTRU 102a、102b、102c可例如使用双连接(DC)原理一起实现LTE无线电接入和NR无线电接入。因此，WTRU 102a、102b、102c所使用的空中接口可由多种类型的无线电接入技术和/或向/从多种类型的基站(例如，eNB和gNB)发送的传输来表征。

在其他实施方案中，基站114a和WTRU 102a、102b、102c可实现诸如IEEE 802.11(即，无线保真(WiFi))、IEEE 802.16(即，全球微波接入互操作性(WiMAX))、CDMA2000、CDMA20001X、CDMA2000 EV-DO、暂行标准2000(IS-2000)、暂行标准95(IS-95)、暂行标准856(IS-856)、全球移动通信系统(GSM)、GSM增强数据率演进(EDGE)、GSM EDGE (GERAN)等无线电技术。

图1A中的基站114b可为例如无线路由器、家庭节点B、家庭演进节点B或接入点，并且可利用任何合适的RAT来促进诸如商业场所、家庭、车辆、校园、工业设施、空中走廊(例如，供无人机使用)、道路等局部区域中的无线连接。在一个实施方案中，基站114b和WTRU102c、102d可实现诸如IEEE 802.11之类的无线电技术以建立无线局域网(WLAN)。在一个实施方案中，基站114b和WTRU 102c、102d可实现诸如IEEE 802.15之类的无线电技术以建立无线个域网(WPAN)。在又一个实施方案中，基站114b和WTRU 102c、102d可利用基于蜂窝的RAT(例如，WCDMA、CDMA2000、GSM、LTE、LTE-A、LTE-A Pro、NR等)来建立微微小区或毫微微小区。如图1A所示，基站114b可具有与互联网110的直接连接。因此，基站114b可不需要经由CN106访问互联网110。

RAN 104/113可与CN 106通信，该CN可以是被配置为向WTRU 102a、102b、102c、102d中的一者或多者提供语音、数据、应用和/或互联网协议语音技术(VoIP)服务的任何类型的网络。数据可具有不同的服务质量(QoS)要求，诸如不同的吞吐量要求、延迟要求、误差容限要求、可靠性要求、数据吞吐量要求、移动性要求等。CN 106可提供呼叫控制、账单服务、基于移动位置的服务、预付费呼叫、互联网连接、视频分发等，和/或执行高级安全功能，诸如用户认证。尽管未在图1A中示出，但是应当理解，RAN 104/113和/或CN 106可与采用与RAN 104/113相同的RAT或不同RAT的其他RAN进行直接或间接通信。例如，除了连接到可利用NR无线电技术的RAN 104/113之外，CN 106还可与采用GSM、UMTS、CDMA 2000、WiMAX、E-UTRA或WiFi无线电技术的另一RAN(未示出)通信。

CN 106也可充当WTRU 102a、102b、102c、102d的网关，以访问PSTN 108、互联网110和/或其他网络112。PSTN 108可包括提供普通老式电话服务(POTS)的电路交换电话网络。互联网110可包括使用常见通信协议(诸如传输控制协议(TCP)、用户数据报协议(UDP)和/或TCP/IP互联网协议组中的互联网协议(IP))的互连计算机网络和设备的全球系统。网络112可包括由其他服务提供商拥有和/或操作的有线和/或无线通信网络。例如，网络112可包括连接到一个或多个RAN的另一个CN，其可采用与RAN 104/113相同的RAT或不同的RAT。

通信系统100中的一些或所有WTRU 102a、102b、102c、102d可包括多模式能力(例如，WTRU 102a、102b、102c、102d可包括用于通过不同无线链路与不同无线网络通信的多个收发器)。例如，图1A所示的WTRU 102c可被配置为与可采用基于蜂窝的无线电技术的基站114a通信，并且与可采用IEEE 802无线电技术的基站114b通信。

图1B是示出示例性WTRU 102的系统图。如图1B所示，WTRU 102可包括处理器118、收发器120、发射/接收元件122、扬声器/麦克风124、小键盘126、显示器/触摸板128、不可移动存储器130、可移动存储器132、电源134、全球定位系统(GPS)芯片组136和/或其他外围设备138等。应当理解，WTRU 102可包括前述元件的任何子组合，同时保持与实施方案一致。

处理器118可以是通用处理器、专用处理器、常规处理器、数字信号处理器(DSP)、多个微处理器、与DSP核心相关联的一个或多个微处理器、控制器、微控制器、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)电路、任何其他类型的集成电路(IC)、状态机等。处理器118可执行信号编码、数据处理、功率控制、输入/输出处理和/或任何其他功能，这些其他功能使WTRU 102能够在无线环境中工作。处理器118可耦合到收发器120，该收发器可耦合到发射/接收元件122。虽然图1B将处理器118和收发器120描绘为单独的部件，但是应当理解，处理器118和收发器120可在电子封装或芯片中集成在一起。

发射/接收元件122可被配置为通过空中接口116向基站(例如，基站114a)传输信号或从基站接收信号。例如，在一个实施方案中，发射/接收元件122可以是被配置为传输和/或接收RF信号的天线。在一个实施方案中，发射/接收元件122可以是被配置为传输和/或接收例如IR、UV或可见光信号的发射器/检测器。在又一个实施方案中，发射/接收元件122可被配置为传输和/或接收RF和光信号。应当理解，发射/接收元件122可被配置为传输和/或接收无线信号的任何组合。

尽管发射/接收元件122在图1B中被描绘为单个元件，但是WTRU 102可包括任何数量的发射/接收元件122。更具体地讲，WTRU 102可采用MIMO技术。因此，在一个实施方案中，WTRU 102可包括用于通过空中接口116传输和接收无线信号的两个或更多个发射/接收元件122(例如，多个天线)。

收发器120可被配置为调制将由发射/接收元件122传输的信号并且解调由发射/接收元件122接收的信号。如上所指出，WTRU 102可具有多模式能力。因此，收发器120可包括多个收发器，以便使WTRU 102能够经由多种RAT(诸如NR和IEEE 802.11)进行通信。

WTRU 102的处理器118可耦合到扬声器/麦克风124、小键盘126和/或显示器/触摸板128(例如，液晶显示器(LCD)显示单元或有机发光二极管(OLED)显示单元)并且可从其接收用户输入数据。处理器118还可将用户数据输出到扬声器/麦克风124、小键盘126和/或显示器/触摸板128。此外，处理器118可从任何类型的合适存储器(诸如不可移动存储器130和/或可移动存储器132)访问信息，并且将数据存储在任何类型的合适存储器中。不可移动存储器130可包括随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、硬盘或任何其他类型的存储器存储设备。可移动存储器132可包括用户身份模块(SIM)卡、记忆棒、安全数字(SD)存储卡等。在其他实施方案中，处理器118可从未物理上定位在WTRU 102上(诸如，服务器或家用计算机(未示出)上)的存储器访问信息，并且将数据存储在该存储器中。

处理器118可从电源134接收电力，并且可被配置为向WTRU 102中的其他部件分配和/或控制电力。电源134可以是用于为WTRU 102供电的任何合适的设备。例如，电源134可包括一个或多个干电池组(例如，镍镉(NiCd)、镍锌(NiZn)、镍金属氢化物(NiMH)、锂离子(Li-ion)等)、太阳能电池、燃料电池等。

处理器118还可耦合到GPS芯片组136，该GPS芯片组可被配置为提供关于WTRU 102的当前位置的位置信息(例如，经度和纬度)。除了来自GPS芯片组136的信息之外或代替该信息，WTRU 102可通过空中接口116从基站(例如，基站114a、114b)接收位置信息和/或基于从两个或更多个附近基站接收到信号的定时来确定其位置。应当理解，在与实施方案保持一致的同时，该WTRU 102可通过任何合适的位置确定方法来获取位置信息。

处理器118还可耦合到其他外围设备138，该其他外围设备可包括提供附加特征、功能和/或有线或无线连接的一个或多个软件模块和/或硬件模块。例如，外围设备138可包括加速度计、电子指南针、卫星收发器、数字相机(用于照片和/或视频)、通用串行总线(USB)端口、振动设备、电视收发器、免提耳麦、

模块、调频(FM)无线电单元、数字音乐播放器、媒体播放器、视频游戏播放器模块、互联网浏览器、虚拟现实和/或增强现实(VR/AR)设备、活动跟踪器等。外围设备138可包括一个或多个传感器，该传感器可为以下一者或多者：陀螺仪、加速度计、霍尔效应传感器、磁力计、方位传感器、接近传感器、温度传感器、时间传感器；地理位置传感器；测高计、光传感器、触摸传感器、磁力计、气压计、手势传感器、生物识别传感器和/或湿度传感器。

WTRU 102可包括全双工无线电台，对于该全双工无线电台，一些或所有信号的传输和接收(例如，与用于UL(例如，用于传输)和下行链路(例如，用于接收)的特定子帧相关联)可为并发的和/或同时的。全双工无线电台可包括干扰管理单元，该干扰管理单元用于经由硬件(例如，扼流圈)或经由处理器(例如，单独的处理器(未示出)或经由处理器118)进行的信号处理来减少和/或基本上消除自干扰。在一个实施方案中，WTRU 102可包括全双工无线电台，对于该全双工无线电台，一些或所有信号的发射和接收(例如，与用于UL(例如，用于发射)和下行链路(例如，用于接收)的特定子帧相关联)可为并发的和/或同时的。

鉴于图1A至图1B以及图1A至图1B的对应描述，本文参照以下中的一者或多者描述的功能中的一个或多个功能或全部功能可由一个或多个仿真设备(未示出)执行：WTRU102a-d、基站114a-b和/或本文所述的任何其他设备。仿真设备可以是被配置为模仿本文所述的一个或多个或所有功能的一个或多个设备。例如，仿真设备可用于测试其他设备和/或模拟网络和/或WTRU功能。

仿真设备可被设计为在实验室环境和/或运营商网络环境中实现其他设备的一个或多个测试。例如，该一个或多个仿真设备可执行一个或多个或所有功能，同时被完全或部分地实现和/或部署为有线和/或无线通信网络的一部分，以便测试通信网络内的其他设备。该一个或多个仿真设备可执行一个或多个功能或所有功能，同时临时被实现/部署为有线和/或无线通信网络的一部分。仿真设备可直接耦合到另一个设备以用于测试目的和/或可使用空中无线通信来执行测试。

该一个或多个仿真设备可执行一个或多个(包括所有)功能，同时不被实现/部署为有线和/或无线通信网络的一部分。例如，仿真设备可在测试实验室和/或非部署(例如，测试)有线和/或无线通信网络中的测试场景中使用，以便实现一个或多个部件的测试。该一个或多个仿真设备可为测试设备。经由RF电路(例如，其可包括一个或多个天线)进行的直接RF耦合和/或无线通信可由仿真设备用于传输和/或接收数据。

许多先前的3D显示器可以基于其形状因数分类为四个示例性类别：头戴式显示器设备(HMD)、体积式3D显示器、基于屏幕的3D显示器和全息显示器。示例性类别仅仅是用于解释，并且例如，在一些情况下，示例可能重叠。

许多头戴式设备(HMD)比无护目镜设备占用更少的空间，并且可以用较小的部件和较少的材料制造而成，这可以理解为相对较低的成本。然而，因为头戴式VR护目镜和智能眼镜是单个用户设备，所以此类设备不允许像无护目镜解决方案一样自然地共享体验。

体积式3D显示器占据来自所有三个空间方向的空间，并且可能需要使得许多此类设备笨重、制造起来昂贵并且难以运输的大量物理材料。由于大量使用材料，因此体积式显示器也往往具有较小的“窗口”和有限的视场(FOV)。

基于屏幕的3D显示器通常具有一个大但平坦的屏幕和将图像从一定距离投影到自由空间上的设备。这些设备可能被制造得更紧凑以用于运输，并且具有比例如体积式显示器更大的FOV。许多这些设备都是复杂且昂贵的，并且需要投影仪子组件。许多此类设备还需要例如在不同部件之间准确对准。平坦形状因数3D显示器可能在两个空间方向上需要大量空间，但由于第三方向仅为虚拟的，因此此类设备可能相对易于运输到不同环境中并在不同环境中组装。因为这些设备是平坦的，所以光学部件中的一些光学部件可能以片或卷的形式制造，从而使得这些设备在大批量生产时成本相对较低。

另一种类型的能够提供正确的视网膜聚焦提示的3D显示设备是全息显示器。全息显示器旨在重建从自然环境中的物体散射的整个光波前。许多此类设备缺乏合适的空间光调制器(SLM)部件，该SLM部件可以用于产生极其详细的波前。

光场(LF)显示器被称为能够提供自然视网膜聚焦提示的另外类型的3D显示技术。LF显示系统通常可以被设计成产生所谓的光场，该所谓的光场表示光线在空间中传播到所有方向。LF系统通常可能旨在控制具有高分辨率的空间和角度域两者中的光发射。具有非常高的角分辨率的多视图3D显示器也可以被称为LF显示器。HMD、体积式3D显示器和基于屏幕的显示器都可以作为LF显示器的一些示例而被包括。

在许多相对较低密度的多视图成像显示器中，当观看者在设备的前面移动时，视图以粗略且逐步的方式改变。这种特性降低了3D体验的质量，并且甚至可能导致3D感知的完全瘫痪。为了减轻该问题(以及视觉辐辏调节冲突(VAC)类型的问题)，已使用多达512个视图测试了一些超多视图(SMV)技术。生成极大数量的视图，以便使得两个视点之间的任何转变非常平滑。如果来自略微不同视点的至少两个图像的光同时进入眼睛瞳孔，则会产生更加逼真的视觉体验。在这种情况下，运动视差效果更接近自然条件，因为大脑会无意识地预测由于运动引起的图像变化。通过将正确观看距离处的两个视图之间的间隔减小到小于眼睛瞳孔的大小的值，可满足SMV条件。在正常照明条件下，人类瞳孔的直径通常估计为约4mm。如果环境光水平高(例如，在阳光下)，则直径可以小至1.5mm，在黑暗条件下可以大至8mm。SMV显示器可达到的最大角密度受到衍射的限制，空间分辨率(像素尺寸)与角分辨率之间存在反比关系。衍射增加了穿过孔口的光束的角展度，并且在密度非常高的SMV显示器的设计中通常可能需要考虑该效应。

对于一些实施方案，能够进行有角度选择性的光漫射的可调谐漫射器部件使得能够修改光束角发散特性而不移动部件。这种漫射器可以具有基于光学界面表面光散射效应的部件。对于特定视野，具有表面效应液晶(SELC)可调谐漫射器的3D光学显示器结构的一些实施方案可以具有比其他设备更少数量的发光部件。对于一些实施方案，光从单独可控的小发射器发射并且用微透镜阵列来准直。SELC用于在视图方向的取向被切换时选择性漫射所发射光束。对于一些实施方案，这种漫射器可以被制造成具有较少量的发射器，并且以比其他设备更低的成本制造而成。

存在所谓的“智能窗口”，这些所谓的“智能窗口”可以在例如电源接通状态下为透射且透明的，并且在例如电源关闭状态下为不透明的。基于体积散射的LC漫射器已经用于显示技术，诸如在透明显示器或智能眼镜中使用的聚合物稳定液晶(PSLC)或聚合物分散液晶(PDLC)。据知传统方法在许多情况下是完全透射的或不具有角度依赖性的光漫射。

存在具有固定角性能的示例性静态光方向控制器和静态光塑形漫射器。漫射效应的角控制可以与显示器一起使用。例如，据知Luminit已经生产了方向转向膜(DTF)和光塑形漫射器(LSD)，该DTF和LSD是具有固定角性能的静态设备。方向特性在制造时固定。

图2是示出根据一些实施方案的处于第一构型的示例性手持式显示器的图示。图2示出了由三个观看者看到的手持式显示器和图像。在第一功率水平下，在所有方向上的宽漫射(例如，180度)可以用于一般多用户观看图像。FOV 202是例如180度，并且所有观看者204、206、208均看到图像。

图3A是示出根据一些实施方案的处于第二构型的示例性手持式显示器的图示。图3A示出了减小的FOV 302(例如，80度)但更亮的图像，其中仅单个观看者304看到该更亮的图像。对于一些实施方案，手持式显示器可以使用可控FOV减小来节省用FOV减小换取的功率。

图3B是示出根据一些实施方案的处于第三构型的示例性手持式显示器的图示。与图3A相比，图3B示出了减小的FOV 352(例如，80度)但更低的亮度水平。与图3A一样，仅一个观看者354看到图3B中的图像。对于一些实施方案，可以使用中等水平的漫射来提供减小的视场，并通过根据FOV减小来减少所发射的光来实现功率节省，而不会减少主要观看者所看到的亮度。

多视图LF显示器可以单独基于空间多路复用。发光像素(显示子像素)的行或矩阵可以位于双凸透镜片或微透镜阵列后面，并且每个像素可以向显示器结构前面的唯一视图方向或一组有限的视图方向投影。每个光束准直特征结构后面的发光层上的像素越多，可以生成的视图越多。这种现象可能导致空间分辨率与所生成的唯一视图的数量之间的折衷。如果3D显示器生成较小的LF像素尺寸，则可以减小各个子像素的尺寸，并且/或者可以生成较小数量的观看方向。由于缺乏合适的部件，子像素尺寸可限于相对较大的区域。高质量LF显示器可以既具有高空间分辨率又具有高角分辨率。可能需要高角分辨率来满足超多视图(SMV)条件，并且该高角分辨率可能非常难以用目前可用的源来实现。

图4A是示出根据一些实施方案的具有第一焦距的示例性多视图3D显示器结构的图示。图4B是示出根据一些实施方案的具有第二焦距的示例性多视图3D显示器结构的图示。图4C是示出根据一些实施方案的具有第三焦距的示例性多视图3D显示器结构的图示。

作为光学设计问题的示例，图4A和图4B示出了两个全景成像多视图显示案例，其中透镜状片放置在光发射器阵列的前面。在图4A和图4B的示例中，发射器的数目和尺寸相同。双凸透镜可以被设计成具有相同的焦距(FL)402、432，该FL是透镜表面与源之间的距离。双凸透镜的光学器件可能够产生光的多个孔准直的单独光束，这些单独光束用于向不同视图方向显示多视图图像。两个示例性案例均具有相同的视场(FOV)406、436，但是当图4B的结构具有覆盖具有五个所示视图438、440、442、444、446的五个源的较大透镜孔口434，而不是具有图4A的覆盖具有三个所示视图408、410、412的三个源的透镜孔口404时，角分辨率较高。然而，当孔口较大时，空间分辨率较低。

可以使用角视图密度和总角范围或FOV来进行类似的折衷。通过增加微透镜与发射器之间的距离并相应地减小微透镜的光学功率，可以增加角视图密度，但降低FOV。这种折衷在图4B和图4C中描绘的显示光学器件案例中示出。两个结构都具有相同的透镜孔口尺寸464、434，并且两个结构能够为每个投影仪单元产生五个不同的视图光束438、440、442、444、446、468、470、472、474、476。但是，当图4C的结构的光学器件具有较长的FL 462时，光束468、470、472、474、476被投影到较小的FOV 466并且角密度增加。

基于全景成像的LF显示器具有空间域和角度域，其中多个交错光束在产生多个不同图像时一起使用。为了满足光学显示器结构的视场和图像均匀性要求，通常需要光漫射表面。漫射器结构可以用于例如产生体积式图像、改善单个图像均匀性、增大FOV和/或使相邻视图之间的转变更平滑。与使用材料散射或均匀的表面微观结构的许多光学漫射器相关的问题是此类漫射器往往在所有方向上类似地漫射光。在以下情况下这种特性通常是不期望的特征：(1)在一个方向上保持高角分辨率，以产生立体效应；和(2)在另一个方向上用漫射增大FOV，以使图像从较大观看窗口可见。已经开发了一些全息光栅来处理这种特性，但是许多此类光栅是需要非常专业的制造方法并且难以调整以适应不同用途的静态部件。对于本文所公开的一些实施方案，可调谐漫射器和/或可调谐漫射器部件可以在3D显示器结构中使用。

分类为光场显示器的许多高质量多视图显示器需要非常大量的光源，以便在空间域和角度域两者中获得足够好的分辨率(例如，由用户来确定)。源通常需要具有非常高的动态范围，以便补偿与在不同角方向上投影图像的光学设备相关联的光学效率差值。特别为显示器应用开发的许多μLED通常具有这样的动态范围。此类μLED的一个挑战可能是要求极高密度组装微尺度部件。此外，因为此类部件需要是可单独寻址的，所以电连接变得非常难以以小规模布置。这种困难通常导致高成本，因为部件的数量非常高，并且源模块的制造通常需要极大的精确性。

图5是示出根据一些实施方案的在显示器的两侧上具有图像区的示例性3D光场显示器的图示。在3D显示器与观看者之间没有任何光散射介质的情况下，显示器的所有区域朝向观看者的两只眼睛投影发射器图像。然而，通常为了产生立体图像，显示器内部的一个发射器不应同时对两只眼睛可见。这意味着来自显示器的所有部件的所发射的光束簇视场(FOV)覆盖两只眼睛，但是单个光束需要在观看距离处具有使得它们比两只眼睛瞳孔(平均约64毫米)之间的距离更窄的FOV。一个显示器区段的FOV以及单个发射器的FOV可由发射器行/发射器的宽度和成像光学器件的放大率来确定。

为了使光束簇FOV在指定的观看距离处重叠，显示器可例如以特定半径弯曲，或者可使用例如平面菲涅耳透镜片将投影光束朝向特定点转向。基于发射器和微透镜的简单多视图显示器还可以使用发射器位置相对于准直透镜中心轴线略微偏移的技术。如果该偏移从中央显示位置朝向显示器边缘增加，则可以使来自显示器边缘的投影光束簇与中心光束簇重叠。如果FOV未重叠，则可能不会形成3D图像的一些部分。

由于设备的有限尺寸限制和焦点距离的实际限制，因此图像区形成在显示设备的前面和/或后面，3D图像在该显示设备的前面和/或后面可见。图5示出了可以利用3D LF显示器结构来实现的示例性观看几何形状。在曲面显示器的前面，存在3D图像区，该3D图像区由距具有合理空间分辨率的显示器的最远焦点距离和整个显示器FOV来限制。在显示器后面还可以存在另一个图像区，该另一个图像区被形成为具有发射的光束的虚拟延伸。当观看者位于进一步远离的位置并且眼睛分辨率较低时，在显示器后面可以允许存在较大的体素。可以基于能够利用扩展光束虚拟延伸实现的最小可接受分辨率来选择最大图像距离。

在图5中，显示器表面为半径与指定的观看距离相同的曲面。重叠的光束簇FOV形成了观看者514的面部区域周围的观看区512。该观看区512的尺寸可以确定允许观看者头部移动的量。两只眼睛瞳孔都需要同时在区512内部，以便观看者514看到立体图像。对于一些实施方案，可以通过改变光束簇FOV来调整观看区512的尺寸。显示器502可以在显示器502后面生成背面图像区504并且在显示器502前面生成前面图像区506。显示器可以为观看者514生成显示器FOV 508和LF像素FOV 510。每只眼睛之间的平均瞳孔距离516为64毫米。最小图像距离518是从观看者的眼睛到前面图像区506的前面的弧的中心的距离。显示器观看距离520是从观看者的眼睛到显示器502的弧的中心的距离。最大图像距离522是从观看者的眼睛到背面图像区504的背面的弧的中心的距离。

对于一些实施方案，光场显示器结构可以执行包括以下操作的过程：渲染用于光场(LF)显示设备的一个或多个图像；以及将该一个或多个经渲染图像发送到LF显示设备。例如，显示器502可以接收与一个或多个经渲染图像有关的数据和信息。该经渲染图像数据可以用于在前面图像区506和/或背面图像区504中生成图像。

图6A是示出根据一些实施方案的具有示例性小观看区的示例性3D光场显示器的图示。图6B是示出根据一些实施方案的具有示例性大观看区的示例性3D光场显示器的图示。图6A和图6B各自示出了示例性观看几何形状。在图6A中，单个观看者坐在具有图像区602的显示器的前面，并且两只眼睛的瞳孔都被利用窄光束簇FOV 604实现的小观看区606覆盖。该区域的最小功能宽度由眼睛瞳孔距离(平均约64mm)确定。较小宽度还意味着观看距离变化的较小容许偏差，因为在最佳观看位置的前面和后面两者，窄FOV开始随着较小观看距离变化而彼此分开。在图6B的观看几何形状中，光束簇FOV 654对于具有相同尺寸的图像区652的显示器而言相当宽，从而使得多个观看者在不同观看距离处位于观看区656内部。在图6B所示的情况下，位置容许偏差较大。

可通过增大每个显示器光束簇的FOV来增大观看区域。该变化可以通过增加光发射器行的宽度或通过改变光束准直光学器件的焦距来完成。不幸的是，较小焦距可能导致较大体素。因此，可以增加焦距以实现更好的分辨率。这种情况通常意味着光学设计参数与设备尺寸之间存在折衷。

在一些实施方案中，为了产生良好分辨率3D图像，每个投影视图光束都被高度准直并且具有窄直径。如果光束直径和发散度较大，那么眼睛视网膜将体素感知为大光斑。定位在显示器表面后面的体素被形成为具有发射的光束的虚拟延伸，并且可以被允许更大，因为眼睛的分辨率随着距离变远而变得更低。

对于一些实施方案，多个观看者可以观看显示器，诸如多视图显示器。对于一些实施方案，光场(LF)显示器结构可以包括三维(3D)显示器，使得LF显示器结构包括具有在3D显示器上图案化的方向可控性的漫射器，以允许空间上变化的漫射方向特性。

图7A是示出根据一些实施方案的不具有由一个或多个几何因素引起的任何光束发散的示例性理想情况的完美准直的图示。图7B是示出根据一些实施方案的由一个或多个几何因素引起的示例性光束发散的图示。图7C是示出根据一些实施方案的由一个或多个几何因素引起的示例性光束发散的图示。对于图7A的理想透镜，能够实现的光束准直取决于两个几何因数：光源的尺寸和透镜的焦距。只有在单色点源(PS)702恰好位于距理想正透镜的焦距距离处的理论情况下，才能实现不具有任何光束发散的完美准直704。这种情况在图7A中描绘。不幸的是，所有真实光源均具有从其发射光的一些表面区域，使得这些光源成为扩展源(ES)。当源的每个点通过透镜单独成像时，总光束最终由一组准直的子光束构成，这些子光束在透镜之后向稍微不同的方向传播。如图7A至图7C所示，当源变得更大712、722时，总光束发散714、724增加。这种几何因数通常无法通过任何光学手段来避免，并且是引起相对较大的光源的光束发散的主要特征。

引起光束发散的另一个非几何特征是衍射。光束涉及当(光的)波遇到障碍物或狭缝时发生的各种现象。衍射是围绕孔口的拐角将光弯曲到几何阴影的区域中。衍射效应可以发生在所有成像系统中，并且即使利用能够平衡所有光学像差的完美透镜设计也不能去除。能够达到最高光学质量的透镜通常被称为“衍射受限”透镜，因为保留在图像中的大多数模糊是由衍射造成的。可以根据方程式Eq.1来计算能够利用衍射受限透镜实现的角分辨率：

其中λ是光的波长，并且D是透镜孔口的直径。从等式可以看出，光的颜色(波长)和透镜孔口尺寸(进入观看者的瞳孔的光的直径)是对衍射量具有影响的唯一事物。

图7D是示出根据一些实施方案的由衍射引起的示例性光束发散和第一孔口尺寸的图示。图7E是示出根据一些实施方案的由衍射引起的示例性光束发散和第二孔口尺寸的图示。图7F是示出根据一些实施方案的由衍射引起的示例性光束发散和第三孔口尺寸的图示。图7D至图7F示出了光束发散734、744、754如何在透镜孔口尺寸732、742、752减小时增加的示意图。该效应可能实际上被表述为成像光学设计中的一般规则：如果设计是衍射受限的，则提高分辨率的唯一方式是使孔口变大。衍射通常是在相对较小的光源下引起光束发散的主要特征。

如图7A至图7C所示，扩展光源的尺寸对能够实现的光束发散具有很大影响。光源几何形状或空间分布实际上被映射为光束的角分布，并且该特性在源透镜系统的所得“远场图案”中可见。实际上，该特性意味着如果准直透镜定位在距源的焦点距离处，则实际上该源被成像到距透镜相对较大的距离，并且可以根据系统“放大率”来确定图像的尺寸。就单个成像透镜而言，该放大率可以通过将透镜与图像之间的距离除以源与透镜之间的距离来计算，如Eq.2所示：

图8A是示出根据一些实施方案的具有第一光学功率的示例性图像放大透镜的图示。图8B是示出根据一些实施方案的具有第二光学功率的示例性图像放大透镜的图示。图8C是示出根据一些实施方案的具有第三光学功率的示例性图像放大透镜的图示。图8A至图8C示出了用于透镜与图像之间的三个不同距离806、836、866的Eq.2，从而得到随着距离806、836、866增加而变大的图像808、838、868。如果源(具有固定高度802、832、862)与透镜之间的距离804、834、864是固定的，则可以通过用透镜曲率改变透镜的光学功率来实现不同的图像距离。但是当图像距离与透镜焦距相比变得越来越大时，透镜光学功率的变化变得越来越小，从而接近其中透镜有效地将所发射的光的准直成光束的情况，该光束将源的空间分布映射到角分布中，并且在不聚焦的情况下形成源图像。

在平坦形状因数无护目镜3D显示器中，显示投影透镜通常具有非常小的焦距，以便实现平坦结构，并且来自单个显示光学器件单元的光束被投影到相对较大的观看距离。这意味着当光束传播到观看者时，源可以高放大率有效地成像。例如，如果源尺寸为50μm×50μm，投影透镜焦距为1mm，观看距离为1m，则放大率为1000∶1，并且源几何图像为50mm×50mm。这意味着单个光发射器仅在一只眼睛在该50mm直径眼动范围内部的情况下才可以被看到。

对于具有1000∶1的放大率的透镜，如果源具有100μm的直径，则所得图像为100mm宽，并且相同的像素可以同时对两只眼睛可见，因为眼睛瞳孔之间的平均距离仅为64mm。在后一种情况下，不会形成立体3D图像，因为两只眼睛看到相同的图像。该示例性计算示出了几何参数如光源尺寸、透镜焦距和观看距离如何彼此相关。

几何效应和衍射效应一起发挥作用，并且LF显示器像素设计可以平衡几何效应和衍射效应以实现特定的体素分辨率。在光学系统测量值变得更接近光的波长并且衍射效应开始主导性能时，利用非常小的光源来强调。图9A至图9D示出了几何效应和衍射效应如何在一个和两个扩展源以固定放大率成像到固定距离的情况下一起工作的示例。图9A至图9D示出了针对不同几何放大率和衍射效应的光源光斑尺寸。

图9A是示出根据一些实施方案的示例性第一光源和透镜构型的图示。对于图9A的示例性结构，扩展源(ES)902位于距放大透镜10cm的焦距904处。穿过示例性透镜孔口906的光束被分开5cm。这些光束具有指示为GI 908的几何图像。光源具有由DI 910指示的衍射图像高度。图9A示出了相对较小的透镜孔口尺寸，并且几何图像(GI)908被由衍射造成的模糊包围，从而使衍射图像(DI)910大很多。

图9B是示出根据一些实施方案的示例性第二光源和透镜构型的图示。对于图9B的示例性结构，两个延伸源922、924位于距放大透镜10cm的焦点距离926处。穿过示例性透镜孔口928的光束被分开5cm。这些光束生成分别被指示为具有高度GI1(930)和GI2(934)的相应图像。每个光源具有分别由DI1(932)和DI2(936)指示的相应衍射图像高度。图9B示出了两个扩展源并排放置并且利用相同的小孔口透镜成像的情况。即使两个光源的GI不同，但因为衍射图像重叠，所以无法解析这两个源图像。实际上，这将意味着，减小光源尺寸可能不会提高能够实现的体素分辨率，因为所得光源图像尺寸可能在利用两个单独的光源的情况下和在利用覆盖两个单独发射器的区域的一个较大光源的情况下是相同的。为了将两个源图像解析为单独的像素/体素，可以增加成像透镜的孔口尺寸。

图9C是示出根据一些实施方案的示例性第三光源和透镜构型的图示。对于图9C的示例性结构，扩展源(ES)942位于距放大透镜10cm的焦点距离944处。穿过示例性透镜孔口946的光束被分开10cm。这些光束生成被指示为具有高度GI 948的图像。光源具有由DI 950指示的衍射率。与图9A相比，距离GI 908、948在两个图中是相同的，但是图9C中的衍射图像高度950小于图9A中的衍射图像高度950。图9C示出了与图9A和图9B相同的焦距透镜，但将更大孔口946用于对扩展源942进行成像。衍射减少，并且衍射图像可以仅略大于几何图像，该几何图像保持相同尺寸，因为放大率是固定的。

图9D是示出根据一些实施方案的示例性第四光源和透镜构型的图示。对于图9D的示例性结构，两个延伸源(962，964)位于距放大透镜10cm的焦点距离966处。穿过示例性透镜孔口968的光束被分开10cm。这些光束生成分别被指示为具有高度GI1(970)和GI2(974)的相应图像。每个光源具有分别由DI1(972)和D12(976)指示的相应衍射图像高度。与图9B相比，距离GI1(930,970)和GI2(934,974)在两个图中相同，但图9D中的衍射图像高度(972,976)小于图9B中的衍射高度(932,936)。在图9D中，可以解析两个光斑，因为衍射图像不重叠，从而使得能够使用两个不同源并提高体素栅格的空间分辨率。

以下期刊文章讨论了基于所谓的μLED的使用的新兴显示技术：Vincent W.Lee、Nancy Twu和Ioannis Kymissis，Micro-LED Technologies and Applications，6/16INFORMATION DISPLAY，第16-23页(2016年)。微型LED是通常利用与当今使用的其他LED芯片相同的技术和相同的材料制造的LED芯片。然而，μLED是通常可用部件的小型化版本，并且μLED可以被制造为小至1μm至10μm。μLED的挑战之一是如何在显示器制造过程中处理非常小的部件。以下期刊文章讨论了迄今为止已经制造的最密集矩阵中的一个矩阵-以3μm间距组装的2μm×2μm芯片：

Templier等人，A Novel Process for FabricatingHigh-Resolution and Very Small Pixel-pitch GaN LED Microdisplays，SID 2017DIGEST，第268-271页(2017年)。μLED已被用作电视机中的背光部件，但是预期μLED在不久的将来会在μ显示市场中挑战OLED。与OLED相比，许多μLED是更稳定的部件，并且能够产生高光强度，这使得μLED能够在许多应用中使用，诸如头戴式显示器系统、自适应汽车前照灯(作为LED矩阵)和电视机背光。μLED也可以在使用非常密集的可单独寻址的光发射器矩阵的3D显示器中使用，这些光发射器可以非常快速地开启和关闭。

裸露的μLED芯片可以发射光谱宽度为约20nm至30nm的特定颜色。可以通过用荧光粉层涂覆芯片来产生白色光源，该荧光粉层将由蓝色或UV LED发射的光转换成更宽的白光发射光谱。也可以通过并排放置单独的红色、绿色和蓝色LED芯片来产生全色源。当单独的颜色发射由人类视觉系统组合时，这三种主要颜色的组合可以产生全色像素的感觉。非常密集的矩阵可以允许制造总宽度低于10μm(3μm×3μm间距)的自发光全色像素。

来自半导体芯片的光提取效率是指示LED结构的电-光效率的参数。有几种方法旨在增强提取效率并使得能够建立有效地使用电能的基于LED的光源，诸如在具有有限电源的移动设备中。据知美国专利No.7,994,527中提出的一种方法基于在LED芯片的顶部直接集成的成形塑料光学元件的使用。由于较低的折射率差值，因此与被空气包围的芯片相比，集成塑料形状从芯片材料中提取更多的光。塑料形状还以增加来自塑料件的光提取并使发射图案更具方向性的方式引导光。据知美国专利No.7,518,149中提出的另一种方法增加了来自μLED芯片的光提取。这通过将芯片成形为有利于光发射角的形式来完成，这些光发射角更垂直于半导体芯片的前刻面并且使得光能够从高折射率材料逸出。这些结构还引导从芯片发射的光。在后一种情况下，与典型的μLED相比，提取效率被计算出为前者的两倍，并且与具有均匀分布到周围半球的发射光的朗伯分布的典型的芯片相比，更多的光发射到30°的发射锥体。

已经开发了基于液晶(LC)材料的多个部件和系统，以用于光传播的电控制，并且此类部件在大批量时可以低成本获得。对于一些实施方案，基于LC的可调谐部件可以在3D显示器中使用。此类LC部件可能能够引起光束调整而不会移动机械部件。基于LC的部件通常使用线性偏振光，这样可能降低光学效率并增加功率消耗。因为LCD通常是偏振依赖性设备，所以可以在3D显示器中使用光传播控制部件，而在效率上无太高代价。以下期刊文章描述了使用胆甾型LC(而不是更常见的向列型相晶体)，该胆甾型LC可以用于例如在无偏振依赖性的情况下进行光束转向，使得能够增加基于OLED或μLED的显示面板的部件透射率：Shang、Xiaobing等人，Fast Switching Cholesteric Liquid Crystal Optical BeamDeflector with Polarization Independence，SCIENTIFIC REPORTS，7月26日，第7卷(第1期)：第6492页(2017年)(“Shang”)。

据知美国专利No.9,664,914描述了在自动立体3D显示器中将LC部件用作可电切换的视差屏障。当LC层被激活时，黑色光栅结构阻挡一些显示器像素视图方向，并且可以向观看者的两只眼睛展示不同的图像。在没有激活的光栅的情况下，显示器用作正常2D显示器。据知美国专利No.9,709,851描述了使用LC层来通过利用电流使一些LC材料分子重新取向在密集像素矩阵的顶部上形成双凸透镜结构。LC层可以使用复杂的电极设计，但LC层可以用于在2D模式与3D模式之间切换，使得这些LC透镜在不同视图方向上投影像素图像。在后一种模式下，可获得以空间分辨率为代价的多个视图，因为仅使用空间多路复用来产生多视图图像。以下期刊文章讨论了在整个显示器表面上扫描电形成的双凸LC透镜从而增加时间多路复用的可能性的提议系统：Y-P.Huang等人，Autostereoscopic 3D Display withScanning Multi-Electrode Driven Liquid Crystal(MeD-LC)Lens，1：1 3D RESEARCH，第39-42页(2010年)。在这种情况下，与扫描动作同步的像素可以在单个扫描时间段内被激活若干次，从而产生若干个附加视图。

作为高度双折射材料，LC层在两个正交的方向上具有不同的折射率。根据以下期刊文章：H.Wang等人，Large-aperture transparentbeam steering screen based onLCMPA，55：28 APPLIED OPTICS(2016年)，该特性可以与例如用于在两个光束转向状态之间切换的聚合物微棱镜一起使用，该聚合物微棱镜具有包含两个LC层的结构。第一有源LC层位于例如包含电极的两个玻璃片之间。第二无源层形成在玻璃或聚合物基板与聚合物微棱镜片之间。当施加电压时，有源LC层使入射光束线性偏振旋转90°，垂直于传播方向。该旋转选择在设备的第二部分中使用双折射无源LC层的哪个折射率。在转向设备的第一状态下，无源LC层与微棱镜聚合物材料之间的折射率差值非常小以至于不会发生光弯曲。在第二状态下，该折射率差值导致光线在界面处弯曲到预先确定的角度。该角度通常相当小(约1°)，但是该角度可以例如(根据以下期刊文章：P.McManamon等人，AReview of Phased ArraySteering for Narrow-Band Electrooptical Systems，97：6PROCEEDINGS oF THE IEEE，第1078-1096页(2009年))通过在LC层之后添加全息光栅或者通过堆叠若干基于偏振的光束转向部件来增大，使得该角度可以达到大至例如根据PCT专利申请No.WO2011014743所理解的±15°的角度。

据知PCT专利申请No.WO2012025786描述了一种混合系统，其中在刚性聚合物透镜状片结构之前使用光束调谐LC元件，并且以下期刊文章在刚性聚合物透镜状片结构之后使用LC元件，使得可以在由像素位置和透镜状光学器件确定的方向之间产生附加角度视图方向：Xiangyu Zhang等人，A Novel Spatio-Temporal Multiplexing Multi-view 3DDisplay，IEEE CONFERENCE ON LASERS AND ELECTRO-OPTICS PACIFIC RIM(CLEO-PR)(2017年)。在这些情况下，在3D多视图显示器中将时间多路复用与空间多路复用一起使用。根据以下期刊文章：X.Xia等人，Time-Multiplexed Multi-view Three-DimensionalDisplay with Projector Array and Steering Screen，26：12OPTICS EXPRESS，第15528-15538页(2018年)，相同的基于LC的光束转向屏幕部件也可以类似方式与多个投影仪一起使用。

除了光束角度转向之外，据知具有混合结构的基于LC的部件(如据知在美国专利No.7,408,601和No.9,709,829和PCT专利申请No.WO2016135434中有所描述的)还能够用于在无机械移动的情况下调整光束聚焦。根据以下期刊文章：G.Love等人，High-SpeedSwitchable Lens Enables the Development of a Volumetric Stereoscopic Display，OPTICS EXPRESS，第17卷(第18期)，第15716-15725页(2009年)，该电子焦点调整可以用于头戴式设备，其中立体3D显示虚拟图像可以移动到距眼睛的不同焦点距离，使得图像看起来更自然。根据以下期刊文章：N.Matsuda、A.Fix和D.Lanman，Focal Surface Displays，ACM TRANSACTIONS ON GRAPHICS，第36卷(第4期)，第1-14页(2017年)，光束焦点调整可以通过调整投影图像焦表面的位置或形状而用于无护目镜3D显示器。在例如示例性3D/LF显示器专利或文章中描述的许多情况中，焦点调整直接改变整个投影图像。例如，以下期刊文章描述了包含焦距可调整的微透镜阵列的示例性透镜系统：L.Commander、S.Day和D.Selviah，Variable Focal Length Microlenses，177：1-6 OPTICS COMMUNICATIONS，第157-170页(2000年)。

图10是示出根据一些实施方案的示例性可变焦距微透镜阵列的图示。图10示出了变焦微透镜的结构和功能。存在位于玻璃基板1006与微透镜阵列(MLA)1002之间的LC层1004。两个边界材料界面均具有透明导电铟锡氧化物(ITO)图案涂层1010、1012，这两个图层充当用于LC层有源调整的阳极和阴极。如果施加电压，电场使LC分子转向，并且材料折射率随线性偏振方向而改变。对于一些实施方案，对于向列液晶材料并且在具有0V-12V范围内的低电压的情况下，率变化的量为大约0.2。对于一些实施方案，LC材料折射率(约1.5)被设置为接近MLA材料的折射率。

图10示出了首先到达偏振器部件1008的准直光的三个示例性光束1016，该偏振器部件仅透射线性偏振光。可以使光束：聚焦并变成会聚光束1020；发散为发散光束1024；或者通过用施加的电压调整LC层折射率而作为准直光束1022保持不变。如果将LC折射率调整为与MLA折射率匹配，则界面消失，使得光束准直不受影响。如果将该折射率调整为低于或高于MLA折射率值，则光束将折射，并且将在该结构前面或后面产生真实聚焦点1018或虚拟聚焦点1014。

当将电压施加到LC材料时，晶体与由LC材料层上方产生的电场决定的特定方向对准。在没有电压的情况下，晶体可以处于随机取向，或者处于通过利用不同技术制备材料而产生的一些其他有序取向。电压水平影响取向的量，并且电压水平可以用于调谐材料光学特性。如果LC材料层两侧上的电极以使得可以调整局部电场的方式图案化，则可以调整其他均匀的LC层中的局部晶体取向。利用合适的电极设计，可以通过利用对LC层上的一些区域上方的电场的逐渐调整来调整折射率来产生例如LC微透镜。

对于一些实施方案，如果跟踪观看者的眼睛，则可以改变漫射角度。对于一些实施方案，如果漫射角度改变，则可以例如增加μLED的光发射强度，以便补偿较大的光扩散并在观看窗口中的某个点上保持相同辐照度。对于一些实施方案，如果漫射角度改变，则可以例如增加或减少光源的数量。

图10是基于LC材料的焦点可调谐微透镜的示意图。基本想法是在固定在LC材料层周围的另一边界层中的三个不同微透镜形状上方局部调整电场。在最顶部的案例中，LC折射率被(通过使液晶取向)调谐为小于透镜材料的折射率，并且准直光束聚焦到某个点。在所描绘的中间案例中，LC材料与微透镜具有相同的折射率，从而使光学界面消失并且光在不改变准直的情况下传输。在所示的底部案例中，LC材料折射率被调谐为比透镜材料更高的值，从而有效地产生使入射光束发散的负焦距透镜。以下期刊文章更详细地讨论了这个想法：S.Day和D.Selviah，Variable Focal Length Microlenses，177：1-6 OPTICSCOMMUNICATIONS，第157-170页(2000年)。

以下期刊文章描述了在可切换或可调整的衍射光栅中使用液晶材料：H.Chen等人，A Low Voltage Liquid Crystal Phase Grating with Switchable DiffractionAngles，7 NATURE SCIENTIFIC REPORTS，文章编号39923(2017年)(“Chen”)，以及Y.Ma等人，Fast Switchable Ferroelectric Liquid Crystal Gratings with Two Electro-Optical Modes，6：3 AIP ADVANCES，文章编号035207(2016年)。液晶材料也可以在漫射器中使用。可切换光栅用于根据光栅等式将光束分成向不同方向传播的多个子光束，其中主光学参数是光栅周期。该参数可能受到LC光栅电极设计的影响，该LC光栅电极设计需要足够精细以将所需的高密度变化折射率图案诱导至LC材料。可调谐漫射器用于散射光，并且通常可以在透明状态与半透明状态之间电切换。这些部件基于对已经被修改的LC材料的电调谐，以在施加的电场下进行一些特定改变。

以下期刊文章描述了基于聚合物稳定的胆甾型纹理(PSCT)方法的LC漫射器：A.Moheghi等人，PSCT for Switchable Transparent Liquid Crystal Displays，46：1SID 2015 DIGEST(2015年)，以及J.Ma、L.Shi和D-K.Yang，Bistable Polymer StabilizedCholesteric Texture Light Shutter，3：2 APPLIED PHYSICS EXPRESS(2010年)。在这些部件中，已经以使得纹理包括液晶材料的方式制备了透明/散射材料。根据以下期刊文章：R.Yamaguchi等人，Normal and Reverse Mode Light Scattering Properties inNematic Liquid Crystal Cell Using Polymer Stabilized Effect；28：3J.PHOTOPOLYMER SCI.AND TECH.，第319-323页(2015年)，以及G.Nabil Hassanein，Optical Tuning of Polymer Stabilized Liquid Crystals Refractive Index，J.Lasers，Optics&Photonics，第5卷(第3期)：第3页(2018年)，另一种可调谐漫射器类型使用聚合物稳定液晶(PSLC)，该PSLC具有嵌入在具有匹配折射率的光学透明聚合物基质中的微米尺寸的LC微滴。如果将电场施加到PSLC材料，则对准的微滴的折射率改变，并且微滴与周围聚合物之间的界面开始折射光。这意味着当可调谐漫射器被激活时，光在所有方向上从嵌入在材料内部的小LC颗粒散射。对于这种基于材料的散射，光漫射效应往往较大，但是穿过部件的透射率降低，因为大部分光被散射回去，并且往往不存在对散射光角分布的控制。

已经开发了一些混合LC漫射器光学结构。据知PCT专利申请号No.WO2016140851描述了将可切换LC漫射器层与光漫射表面结构组合。漫射表面是可能层压到可调谐部件的单独制造的箔，或者漫射表面可以是直接图案化到LC漫射器的外表面的集成结构。静态漫射表面的漫射特性通过开启和关闭可调谐漫射器来增加或减小。据知美国专利申请No.2010/0079584(现在是美国专利No.9,462,261)描述了混合结构，其中双凸微透镜和LC漫射器层的组合用于在2D示模式与3D显示模式之间切换自动立体显示器。通过经由开启LC漫射器来漫射多视图显示的角分布来完成这种切换。据知PCT专利申请No.WO2005011292也描述了在2D显示模式与3D显示模式之间切换。可以在透明状态与半透明状态之间切换的电可调谐LC漫射器已经被广泛使用，例如在基于到多个可切换屏幕的顺序图像投影的体积式显示器(如据知在PCT申请No.WO02059691和No.WO2017055894中有所描述的)中使用。此类部件向所有方向均匀地散射光。当部件在体积式显示器中使用使得体素从所有方向可见时，该特征可能是有用的。然而，此类体积式3D图像不能正确产生遮挡，使得这些图像看起来是半透明的并且有点不自然。

存在制造光漫射部件的若干方法。光散射结构可以基于例如材料内部散射、衍射或表面散射。衍射和表面散射方法可以用于生成产生特定角光分布的表面结构。对于许多基于材料的漫射方法，结构更难以制造，因为光散射颗粒悬浮在一些介质中，或者材料具有漫射光的固定内部结构。

据知美国专利申请No.，2015/0056561(现在是美国专利No.9,568,885)描述了基于表面散射的漫射器。它们的光塑形漫射器(LSD)使用从全息记录的母版复制的表面浮雕结构。这些伪随机和非周期性结构可以将光漫射为一些非常特定的角分布。这些漫射图案可以通过制造具有特定斜率分布的微观结构来设计，这些微观结构操纵输入光并以非常小的尺度改变其方向。此类结构可以用于准确的漫射角控制和穿过部件的有效光透射，因为光不由于反向散射而浪费。

对于一些实施方案，光学图像显示器结构可以包括可调谐光漫射部件。方法的一些实施方案可以包括利用可调谐光漫射部件漫射光。对于一些实施方案，光学图像显示器结构可以包括3D多视图显示设备。该方法的一些实施方案可以包括利用3D多视图显示设备显示多视图3D图像。对于一些实施方案，可调谐光漫射部件可以是表面效应液晶(SELC)漫射器。该漫射器可以是有角度选择性的漫射部件，该有角度选择性的漫射部件可以在没有机械移动的情况下被激活。SELC漫射器散射来自光学界面表面的光，该光学界面表面可以在例如双折射材料与具有非常小尺度的表面特征的基板材料之间。SELC漫射器的液晶材料用于改变光偏振方向或材料折射率，这使得光束在所设计的界面表面处透射或散射。一些基于材料的漫射器(诸如聚合物分散液晶(PDLC)和聚合物稳定的胆甾型纹理(PSCT))可以由于材料内部的散射而在竖直方向和水平方向两者上产生相同的光分布。使用光学界面表面散射可以允许更高的透射效率并使得能够在3D显示器中使用可以针对特定光传播方向选择性地调谐散射特性的部件。

SELC漫射器可以在许多不同类型的3D显示器中使用，并且可以改善其他结构的功能和/或性能。除了3D显示器之外，SELC漫射器可以例如用于控制利用LED灯产生的照明图案。可以电子方式调整SELC漫射器，以在大区域上均匀地漫射光或投影光。SELC漫射器可以用于例如安全/隐私玻璃窗，这些安全/隐私玻璃窗可以在透明模式(以允许光穿过玻璃窗)与半透明模式(以阻挡光穿过玻璃窗)之间切换。SELC漫射器的用途的另外的示例包括使用特定可调整照明图案的光学测量设备、可以在透镜孔口上产生人工散景效应的摄影效果，以及其中可调谐漫射器可以用作光学通道之间的开关的光学连通模块。

对于一些实施方案，在包含可以形成例如μLED矩阵的可单独寻址像素的层上生成光。微透镜阵列(MLA)可用于将所发射的光准直成多个光束，该多个光束用于在水平方向或竖直方向上产生多个视图。位于发光设备与MLA之间的SELC漫射器可以用于在两个正交方向上选择性漫射光束，以增加图像FOV并使得能够在可以手持的移动设备中使用显示器结构。位于发射器与漫射器之间的偏振片可以用于线性偏振所发射的光。

对于一些实施方案，偏振器可以作为箔层压在例如MLA上或SELC漫射器的第一基板上，使得结构更紧凑且稳固。十字形图案的光源以及使用微透镜而不是透镜状片使得能够旋转多视图图像方向。如果显示模式从纵向改变为横向，则移动设备可以使用这种特征。

电控制的漫射器部件可以用于通常利用薄光学层在不移动部件的情况下进行光方向修改。与例如在水平方向和竖直方向两者上产生相同光分布的许多基于材料的漫射器不同，使用光学界面表面散射使得能够使用可以针对不同光传播方向选择性地调谐散射特性的部件。

对于一些实施方案，漫射器的漫射表面形状特征可以在整个界面表面上制造为均匀结构，或者可以被布置为具有特定局部特性的不同阵列图案。对于此类漫射器图案的示例，参见图10和图11A。如果在整个表面上使用均匀的分布，则电极设计可以是简单的，并且可以在漫射器的整个光学孔口上获得均匀的光学功能。

对于若干不同类型的3D显示器，SELC漫射器可以用作可调谐漫射器部件，诸如据知在美国专利No.9,462,261和PCT专利申请No.WO2005011292和No.WO2017055894中有所描述的示例。SELC漫射器可以用于通过减小像素间距来去除2D显示器中的“尖桩栅栏状”效应，这些SELC漫射器可以与头戴式VR/AR/MR设备一起使用。调谐漫射的能力使得能够调整图像均匀性与分辨率之间的细微平衡。使用SELC漫射器使得能够使用多视图3D显示器而无需超级准确对准两个光学层，因为SELC漫射器可以用于进行微小对准调整。对于一些实施方案，如果显示模式改变，则有源漫射器控制设备可以执行开/关功能以激活漫射器，这可能具有非常低的切换速度要求。如果显示器中的不同颜色光发射器布置有对应布局，则SELC漫射器可能够在观看窗口处一起漫射不同的颜色发射，从而减少(或对于一些实施方案消除)用于颜色组合的基于光学或渲染的方法。SELC漫射器可以与移动设备一起使用以在纵向模式与横向模式之间切换。这种特征可用于减少图像处理(其可以包括图像渲染)和相关联的部件，诸如发光部件。由于发射器部件的数量较少，因此可能存在用于小型发光μLED的较少电触点，并且可以使用较少的控制电子器件。此外，十字形源图案可以允许在源模块子组件上有更多空间用于电气布线和控制器部件。

对于一些实施方案，表面效应液晶(SELC)漫射器可以用作能够进行有角度选择性的光漫射的电可调谐光学部件。对于一些实施方案，光可以由位于双折射材料与具有非常小尺度的表面特征的基板材料之间的光学界面表面散射。对于一些实施方案，液晶材料可以用于改变光偏振方向和/或材料折射率，这可能使得光束在界面处透射或散射。使用光学界面表面散射可以允许更高的透射效率并使得能够在3D显示器中使用可以针对不同光传播方向选择性地调谐散射特性的部件。一些基于材料的漫射器(诸如聚合物分散液晶(PDLC)和聚合物稳定的胆甾型纹理(PSCT))可以由于材料内部的散射而在竖直方向和水平方向两者上产生相同的光分布。

图11A是示出根据一些实施方案的处于光束透射状态的示例性双部件SELC漫射器的图示。图11B是示出根据一些实施方案的处于光束漫射状态的示例性双部件SELC漫射器的图示。图11A和图11B示出了被称为表面效应液晶(SELC)漫射器结构的示例性电可调谐光学部件及其功能。示例性结构具有两个光学子部件，一个有源和一个无源。有源子部件可以是薄LC材料层1104。用于选择性地旋转光偏振的1154位于可以是例如玻璃或聚合物箔的两个基板1102、1106/两个基板1152、1156之间。两个基板1102、1106/两个基板1152、1156可以具有透明的铟锡氧化物(ITO)涂层1108、1110、1158、1160和电极。第一子部件可以用作用于使线性偏振光1120、1170的偏振方向旋转90°的可调谐延迟器，这可以利用施加到电极的电压(其在LC材料1104、1154上方产生电场)来实现。可以通过打开或关闭电压来激活偏振旋转。第二无源子部件可以具有两种或更多种材料，其中一种材料可以是高度双折射的1114、1164，并且这些材料可以通过共同的光学界面表面彼此连接。双折射材料的内部结构取向和折射率可以以下方式来与非双折射材料1112、1162匹配：在一个入射光偏振方向上，折射率相同并且准直光束1118被透射，并且在正交方向上，存在导致光折射和生成具有设计的发散角1168的漫射光束的差值。该界面表面可以具有表面微观结构，该表面微观结构具有设计的斜率分布。该结构可以是单向的或双向的，具有相对于双折射材料的两个光轴的特定旋转取向。对于一些实施方案，第二无源子部件可以由双折射/非双折射材料界面构成，其中设计的表面特征用于基于偏振选择性地透射或漫射光束。对于一些实施方案，可以将该表面图案化为子区域(未示出)。

由于无源子部件双折射材料折射率可以与在某个特定光偏振方向上的非双折射材料折射率相同，因此这两种材料之间的界面可以是透明的，并且可以在没有散射的情况下透射具有正确线性偏振取向的光束。然而，如果光束偏振方向旋转，则双折射材料折射率可以不同，并且这两种材料之间的折射率差值可以呈现在界面表面上。对于一些实施方案，表面微观结构可以变得可见，并且光可以从微小表面特征折射。在图11A所示的可调谐SELC漫射器结构中，线性偏振光束在不改变的情况下透射穿过有源部件，并且光束在双折射材料与第二基板之间没有折射率差值的方向上到达第二无源部件结构化界面表面。在这种情况下，透射光束。图11B示出了将电压施加到将光束偏振方向旋转90°的有源部件的情况。在该第二种情况下，所旋转的光束在无源子部件的双折射材料内部经历不同的折射率，并且表面结构化界面变得可见，从而使光束散射。

对于一些实施方案，示例性设备可以包括漫射器，该漫射器被配置为在将电压施加到漫射器时改变光束的漫射方向。对于一些实施方案，该示例性设备还可以包括光场显示器结构，该光场显示器结构被配置为生成入射到漫射器上的一个或多个准直光束。对于一些实施方案，使用示例性设备的方法可以包括在将电压施加到漫射器时改变光束的漫射方向。

对于一些实施方案，另一个示例性设备可以包括液晶光栅，该液晶光栅被配置为将光束漫射成两个或更多个漫射光束。对于一些实施方案，使用另外的示例性设备的方法可以包括在将电压施加到液晶光栅时将光束漫射成两个或更多个漫射光束。

对于一些实施方案，多视图三维光学显示器可以包括选择性方向性漫射器，该选择性方向性漫射器被配置为在没有机械移动的情况下选择性地激活，其中有角度选择性的漫射器包括至少一个表面效应液晶(SELC)漫射器，该至少一个SELC漫射器被配置为响应于施加的电场而接收和选择性地方向性地漫射一个或多个线性偏振和准直光束。

光场(LF)显示设备的一些实施方案可以包括SELC漫射器，该SELC漫射器包括夹置在第一基板与第二基板之间的液晶(LC)材料层，使得LC材料层、第一基板和第二基板中的至少一者被配置为执行光的有角度选择性的漫射，诸如在图11A和图11B中所示的示例。对于一些实施方案，光学元件可以包括：第一层，该第一层包括能够根据电调整的状态改变穿过第一层的光的偏振状态的电可调整液晶；和第二层，该第二层包括与第一层平行的层中的双折射材料，该双折射材料包括被设计成向光束提供交替漫射特性的表面结构，使得该第二层被配置为在光的偏振状态处于第一偏振状态时根据第一角图案散射入射在该第二层上的光，并且使得该第二层被配置为在光的偏振状态处于第二偏振状态时根据第二角图案散射入射在该第二层上的光。

对于一些实施方案，LF显示设备可以执行包括以下操作的过程：从一个或多个发光设备发射光束；将该光束偏振成线性偏振光束；使该光束穿过液晶(LC)材料；使该光束穿过双折射材料；以及将电压施加到LC材料以改变该LC材料的光偏振配置状态，使得将该光偏振配置状态改变为从第一偏振状态切换到第二偏振状态；以及使得该第一偏振状态导致光束在穿过该双折射材料时在第一方向上漫射，并且该第二偏振状态导致光束在穿过该双折射材料时在第二方向上漫射。对于一些实施方案，SELC漫射器可以包括夹置在第一基板与第二基板之间的液晶(LC)材料层，使得LC材料层被配置为连同第一基板和第二基板响应于施加的电压而引起光的有角度选择性的漫射。这种操作的示例在图11A和图11B中示出。

图12A是示出根据一些实施方案的处于光束透射状态的示例性单部件SELC漫射器的图示。图12B是示出根据一些实施方案的处于光束漫射状态的示例性单部件SELC漫射器的图示。图12A和图12B示出了SELC漫射器1212、1262的示例性光学结构和功能。在该结构中，一个有源部件用于开启或关闭光漫射，从而使得线性偏振和准直光束1266、1216分别变成具有设计的发散角的漫射光束1264或透射的准直光束1214。对于一些实施方案，液晶材料层1204、1254可以位于薄玻璃基板1202、1252与具有小光学表面特征的第二基板1206、1256之间。可以将LC材料1204、1254折射率调整为第二基板材料折射率。例如，向列的液晶可以具有约1.5的折射率，该折射率接近聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)光学聚合物材料的折射率1.49。透明ITO电极可以在LC材料1204、1254的两侧上涂覆有ITO涂层1208、1210、1258、1260，如图12A和图12B所示。对于一些实施方案，ITO电极可以是大型的，因为ITO电极可以用于均匀地调谐整个表面区域上的LC材料的折射率。对于一些实施方案，可以精细图案制造电极，该精细图案支持在表面的一些部分上局部调制材料折射率。这些图案可以是例如产生不均匀电场的不对称的孔图案化电极，这些不均匀电场修改不均匀的LC材料厚度上的材料折射率。电极例如可以在微观光学形状的顶部上图案化，或者可以单独地施加在光学形状制造中使用的薄基板层(例如，聚合物箔)的平坦侧上。电极和光学形状的制造可以使用卷绕法来进行，这可以使得能够覆盖大的表面区域并且在大批量生产时实现较低的成本。

在图12B所示的SELC漫射器1262部件结构示例中，LC材料1254与第二基板1256之间的表面微观结构是单向的，这意味着这些形状在一个方向上形成线性凹槽。LC层上方的电场可以用于调谐LC材料的折射率。如果该材料折射率与第二基板的折射率相同，则可以透射光。如果施加电压并且将LC材料的折射率调谐到较高值，则结构化表面可能变得可见，并且光可以在一个方向上散射。因此，通过在LC材料上施加电压，可以将高度准直光束修改成在一个方向上漫射但在另一个方向上保持准直的光束，如图12B所示。

图13A是示出根据一些实施方案的具有较小发散角的示例性SELC漫射器的图示。图13B是示出根据一些实施方案的具有较大发散角的示例性SELC漫射器的图示。在图13A中，不将电压施加到在漫射器内夹置在第一基板1302与第二基板1306之间的LC材料1304，并且由线性偏振和准直光束1308产生小发散角光束1310。在图13B中，将电压施加到在漫射器内夹置在第一基板1352与第二基板1356之间的LC材料1354，并且由线性偏振和准直光束1358产生大发散角光束1360。

对于一些实施方案，设备可以包括漫射器，该漫射器被配置为在将电压施加到漫射器时改变光束的发散角。对于一些实施方案，由该设备执行的方法可以包括在将电压施加到漫射器时改变光束的发散角。

图14A是示出根据一些实施方案的启用水平漫射的示例性SELC漫射器的图示。图14B是示出根据一些实施方案的启用竖直漫射的示例性SELC漫射器的图示。对于一些实施方案，单个SELC漫射器部件可以具有多于一个光漫射表面结构。在一个示例性部件结构中，液晶材料1404、1454位于两个不同的材料基板1402、1406/1452、1456之间，这些材料基板具有略微不同的折射率，这两个折射率都可以通过调谐LC材料折射率的范围来达到。例如，如果LC材料折射率可以在0.02的范围内调谐，则光学聚合物材料(例如，Zeonex 330R和Zeonex E48R)可以用作两个基板1402、1406/1452、1456，因为这两个基板在589nm光波长下分别具有1.51和1.53的折射率。利用此类材料，如果LC材料折射率被调谐到值1.51，则第一基板界面是透明的，并且第二基板界面具有为0.02的折射率差值。如果通过将电压施加到在两个基板上图案化的电极将LC折射率调谐到值1.53，则情况相反。具有两个不同微观结构的这种漫射器可以用作有角度选择性的可调谐漫射器。如果第一界面具有与第二界面不同的斜率分布，一些实施方案例如可以通过将电压施加到部件来使漫射光束发散变小或变大，如图13A和图13B所示。图14A和图14B针对一些实施方案示出了两个正交线性微观结构，这两个正交线性微观结构用于通过将电压施加到LC材料来将线性偏振和准直光束1408、1458的漫射方向从光线1412的水平漫射1410切换到光线1462的竖直漫射1460。

LF显示器结构的一些实施方案可以包括两个可控漫射器，使得漫射器中的一个或多个漫射器被配置为在没有机械移动的情况下选择性地激活。漫射器中的一个或多个漫射器可以被配置为响应于施加的电场而漫射光。对于具有两层漫射器的LF显示器的一些实施方案，第二层可以被配置为在光的偏振状态处于第一偏振状态时在水平方向上漫射光，并且第二层可以被配置为在光的偏振状态处于第二偏振状态时在竖直方向上漫射。图14A和图14B示出了从图14A中的第一偏振状态切换到图14B中的第二偏振状态的示例。对于一些实施方案，LF显示器结构可以包括多个发光元件、能够产生准直光束的准直微透镜和方向可控漫射器，该方向可控漫射器能够在第一状态与第二状态之间切换，在该第一状态下，在第一方向上漫射光，在该第二状态下，在第二方向上漫射光。

光散射光学表面特征可以例如被以卷绕法作为具有由UV可固化材料制成的光学形状的聚碳酸酯片或者作为具有压花结构的箔来制造。所使用的表面形状可以是平坦的、倾斜的刻面(棱镜)或在两个方向上具有不同曲率的连续弯曲表面。如果使用类似于例如双凸微透镜的单向表面特征，则部件可以用于调整分别在两个正交方向上的光漫射特性，如图11A和图11B的示例所示。这些结构还可以通过非常高的体积挤出工艺来制造。单独的光学特征尺寸和图案填充因数可能影响能够实现的光束发散调制和被引入系统的降低图像对比度的杂散光的量。这意味着高质量光学制造方法可以用于产生母版，该母版被复制以用于大批量生产。

用于制造漫射表面微观结构的一种制造方法是复合全息漫射器复制。光塑形漫射器(LSD)结构可以具有微调表面斜率分布，这些微调表面斜率分布可以将准直光束修改成形成例如线性、椭圆形或矩形照明图案的角分布。光束强度分布可以被修改成例如“礼帽”图案以获得较高投影的单个光束空间均匀性，或者高斯光束以获得较高组合光束簇照明均匀性。

对于一些实施方案，漫射器的漫射表面形状特征可以在整个界面表面上制造为均匀结构，或者可以被布置为具有特定局部特性的不同阵列图案。如果在整个表面上使用均匀的分布，则电极设计可以是简单的，并且可以在漫射器的整个光学孔口上获得均匀的光学功能。如果将局部变化引入微观结构和/或电极设计，则可以在部件光学孔口内部进行光调制的变化。可以例如通过产生可调谐漫射器正方形的交错矩阵来形成该特征，该交错矩阵在两个正交方向上以不同方式修改入射光束发散。此类设备可以实现对光束部分的单独控制，从而使得能够将单个光束内部结构与布置成镶嵌图案的其他可能光学特征一起调谐。

SELC漫射器能够在不同角方向上选择性地调谐光束发散。许多基于材料的散射漫射器同时在所有方向上修改光束发散。电控有角度选择性的漫射可与3D显示器一起使用，这些3D显示器使用对多个光束的精细控制。基于全景成像的多视图或光场显示器具有空间域和角度域，使得多个交错光束可以一起使用来产生多个不同图像。为了满足光学显示器结构的视场和图像均匀性要求，可以使用光漫射表面。可以使用可调谐漫射器结构来例如改善单个图像均匀性，校准对于不同观看距离的图像特性，产生体积式图像，使相邻视图之间的转变更平滑，使移动设备的显示旋转，或者获得两个方向上的图像视差。

例如实现SELC漫射器的LF显示可以在许多不同类型的显示器中使用，诸如HMD、体积式3D显示器和基于屏幕的3D显示器。在一些实施方案中，LF显示器的某些示例可以被视为或描述为全息显示器。SELC漫射器可以在许多不同类型的3D显示器中使用，并且可以改善其他结构的功能和/或性能。除了3D显示器之外，SELC漫射器可以例如用于控制利用LED灯产生的照明图案。可以电子方式调整SELC漫射器，以在大区域上均匀地漫射光或投影光。聚光灯形状可以在两个不同方向上调整为圆形或椭圆形，并且可以在没有任何机械移动的情况下进行这种调整。SELC漫射器可以用于例如安全/隐私玻璃窗，这些安全/隐私玻璃窗可以在透明模式(以允许光穿过玻璃窗)与半透明模式(以阻挡光穿过玻璃窗)之间切换。SELC漫射器的用途的另外的示例包括使用特定可调整照明图案的光学测量设备、可以在透镜孔口上产生人工散景效应的摄影效果，以及其中可调谐漫射器可以用作光学通道之间的开关的光学连通模块。

对于一些实施方案，可以从发光设备发射光束，并且可以通过改变水平光漫射参数(或类似地，竖直光漫射参数)(诸如孔口的水平(或竖直)尺寸、角坐标中的光散射分布图案的半峰全宽(FWHM)值，或由控制电子器件用于实现特定FWHM散射值的电压值)来改变光束的水平漫射传播。对于一些实施方案，角坐标中的光散射分布图案的半峰全宽(FWHM)值可以描述部件的光学功能。对于一些实施方案，由控制电子器件用于实现特定FWHM散射值的电压值可以描述设备系统水平控制值。

对于一些实施方案，水平光漫射参数可以包括用于是否将电压施加到作为漫射器的一部分的LC材料的设置，诸如图13A和图13B中所示的示例。对于一些实施方案，水平漫射参数可以设置施加到水平SELC漫射器和LC光栅层的控制电压，例如，如图21所示，或者水平漫射参数可以设置在水平方向上要由水平SELC漫射器和LC光栅层产生的漫射的目标量。对于一些实施方案，水平漫射参数可以指示要施加到水平SELC漫射器和LC光栅层的电压的量。

对于一些实施方案，可以从发光设备发射光束，并且可以通过改变竖直光漫射参数诸如孔口的竖直尺寸来改变光束的竖直漫射传播。对于一些实施方案，竖直光漫射参数可以包括用于是否将电压施加到作为漫射器的一部分的LC材料的设置，诸如图13A和图13B中所示的示例。对于一些实施方案，竖直漫射参数可以设置施加到竖直SELC漫射器和LC光栅层的控制电压，例如，如图21所示，或者竖直漫射参数可以设置在竖直方向上要由竖直SELC漫射器和LC光栅层产生的漫射的目标量。对于一些实施方案，竖直漫射参数可以指示要施加到竖直SELC漫射器和LC光栅层的电压的量。

对于一些实施方案，漫射器可以被配置为在水平方向上漫射由发光设备发射的光与在竖直方向上漫射由发光设备发射的光之间切换。对于一些实施方案，漫射器可以被配置为从在竖直方向上漫射由发光设备发射的光切换到在水平方向上漫射由发光设备发射的光。

对于一些实施方案，示例性设备可以包括漫射器，该漫射器被配置为在将电压施加到漫射器时改变光束的形状。对于一些实施方案，由示例性设备执行的方法可以包括在将电压施加到漫射器时改变光束的形状。对于一些实施方案，示例性设备可以包括漫射器，该漫射器被配置为在将电压施加到漫射器时改变光束的取向。对于一些实施方案，由示例性设备执行的方法可以包括在将电压施加到漫射器时改变光束的取向。对于一些实施方案，示例性设备可以包括被配置为在单个坐标平面中漫射光的漫射器。对于一些实施方案，由示例性设备执行的方法可以包括在单个坐标平面中漫射光。对于一些实施方案，示例性设备可以包括漫射器，该漫射器被配置为接收选自由水平平面和竖直平面组成的组的选择，并且仅在选定平面中漫射光。对于一些实施方案，由示例性设备执行的方法可以包括接收选自由水平平面和竖直平面组成的组的选择；并且仅在选定平面中漫射光。

图15是示出根据一些实施方案的示例性3D光场光学显示器结构的图示。对于一些实施方案，多视图3D显示器结构可以包括SELC漫射器。3D显示器可以使用有角度选择性的漫射部件(例如诸如SELC漫射器)，gai有角度选择性的漫射部件可以在没有机械移动的情况下被激活。图15示意性地示出了光学显示器结构及其功能。可以在包含可单独寻址的像素的层1502上产生光。单个有源发射器1510可以用于生成单个光束FOV 1514。多个有源发射器1512可以用于生成多个光束FOV 1516。发光部件可以是例如μLED矩阵、OLED显示器或具有背光的LCD显示器。微透镜阵列(MLA)1506可以用于将所发射的光准直成多个光束，该多个光束用于在水平或竖直方向上产生多个视图。放置在MLA 1506前面的SELC漫射器1508可以用于在两个正交方向上选择性漫射的视图光束。相对于图12A和图12B更详细地解释了示例性可调谐漫射器结构。偏振片1504可以放置在附接到发光层1502和MLA 1506的发射器之间以使光线性偏振。对于一些实施方案，偏振器1504可以作为箔层压在例如MLA 1506上或SELC漫射器1508的第一基板上，使得结构更紧凑且稳固。对于一些实施方案，光准直结构可以是可以被例如作为热压花聚合物片来制造的双向微透镜。

图16A是示出根据一些实施方案的每个全色光束具有四个子像素的全色图像的示例性光发射器矩阵布局的图示。图16B是示出根据一些实施方案的每个全色光束具有三个子像素的全色图像的示例性光发射器矩阵布局的图示。图16A和图16B各自示出了可以与显示器光学结构一起用于一些实施方案的光发射器图案的示例。这两种图案都具有使得可以将不同的颜色μLED放置成水平阵列和竖直阵列的示例性十字形布局。这两个阵列方向可以用于在两个正交方向上产生视图光束。对于图16A，全色像素包含一个红色发射器、一个绿色发射器、一个蓝色发射器和一个白色发射器，而对于图16B，布局仅包含三种不同的颜色。通过用附加白色光发射增强一些图像突出显示部分，白色发射器可以与例如高动态范围(HDR)图像一起使用。白色部件可以例如通过用磷光体涂层涂覆UV或蓝色μLED芯片来制造。红色、绿色和蓝色可以通过用用于特定发射光谱的量子点(QD)涂层转换UV或蓝色芯片的发射来制造。对于一些实施方案，像素1602、1604、1652、1654可以包括一组一个或多个发光设备1606、1608、1610、1656、1658、1660。对于一些实施方案，包括红色1606、蓝色1610、绿色1608和白色发光设备的像素1602、1604-发光设备可以按2×2正方形布置来布置，诸如图16A所示的示例。对于一些实施方案，包括红色、蓝色、绿色和白色发光设备的像素-发光设备可以按1×4线式布置来布置。对于一些实施方案，例如，可以通过以以下方式改变发光元件的分组来增加水平分辨率：使用从红色子像素开始的第一组四个子像素，并且然后从白色子像素开始激活下一组四个子像素。根据一些实施方案的这种示例性方法允许3D图像具有更好的角分辨率，因为可以用半全色像素宽度间隔进行全色像素位置偏移。对于一些实施方案，发光元件可以加号形图案配置，诸如图16A和图16B中所示的示例。例如，一个或多个行可以被配置为在水平方向上发射光，并且一个或多个列可以被配置为在竖直方向上发射光。LF显示器结构的一些实施方案可以包括以加号形图案或十字形图案配置的一组发光元件，诸如图16A和图16B中所示的示例。

图17是示出根据一些实施方案的处于纵向模式和横向模式的示例性3D显示器的示意性透视图。示例性光学显示器结构可以从由微透镜孔口分割的每个显示器投影仪单元投影若干视图光束。对于一些实施方案，可以在水平方向或竖直方向上产生视图，但是不同时在这两个方向上产生视图。可以通过在任何给定时间点投影两个不同图像(一个图像到一只眼睛)来产生立体效应。对于一些实施方案，第一图像可以在水平视图方向上投影到一只眼睛，并且第二图像可以在水平视图方向上投影到另一只眼睛。对于一些实施方案，在3D显示器应用中，显示器可能够生成多个视图。在纵向模式期间，可以存在多个水平视图1702，但是为了节省电力，可能不会渲染不同的竖直视图，并且可能不会处理竖直元素。SELC漫射器可竖直地扩散公共视图。如果显示器旋转，则漫射可以切换到正交方向以在横向模式1704下生成多个视图，或者在纵向模式1702下生成多个视图(视适用情况而定)，并且可以交换活动/空闲显示元素。对于一些实施方案，可以使用可寻址的其他应用、漫射的角控制。在图17中，箭头示出了不同的视图方向。为了帮助清楚起见，图17中未绘制光线。例如，在图17的左侧，在竖直方向上传播的光线示出了竖直漫射，但视图方向在如图所示的水平平面中处于不同角度。

对于一些实施方案，视图投影方向是与由观看者的两只眼睛确定的方向相同的方向，因为仅将眼睛会聚用于3D感知。如果眼睛会聚仅用于产生3D图像感知，则可以使用视网膜聚焦提示和超多视图条件，使得多于一个视图图像进入单个眼睛瞳孔。在这方面，由于两个不同视图足以产生自动立体效应，因此多视图图像例如可能不会朝向两只眼睛投影。然而，每只眼睛多于一个视图可以用于使每只眼睛周围的眼动范围更大，从而允许对于眼睛移动具有更大容许偏差。

十字形图案的光源以及使用微透镜而不是透镜状片使得能够旋转多视图图像方向。如果显示模式从纵向改变为横向，则移动设备可以使用这种特征。这种特征可以用于减少图像处理(其可以包括图像渲染)。与全视差显示器(其可以具有每个投影仪单元的发射器的全矩阵)相比，用于一些实施方案的每个投影仪单元可以使用更少的光源。由于发射器部件的数量较少，因此可能存在用于小型发光芯片的较少电触点，并且可以使用较少的控制电子器件。此外，十字形源图案可以允许在源模块子组件上有更多空间用于电气布线和控制器部件。

当显示器结构中的光准直光学器件从每个单独的源部件产生孔准直光束时，视图光束可以在两个方向上具有窄FOV。在没有任何漫射部件的情况下，这可能意味着如果用户的眼睛对没有相对于显示器恰好定位在对准的竖直位置处，则图像可能完全不可见。对于一些实施方案，可以通过在一个方向上选择性地漫射光束来增加视图光束FOV，该方向可以与产生多个视图的方向正交。FOV增加可以允许在眼睛的竖直定位中存在容许偏差，从而使得设备能够补偿用户用手抓握显示设备以及用户的自然眼睛和头部移动而不损失图像。对于许多基于材料散射的漫射器，FOV无法仅在一个方向上增加。因此，此类漫射器无法通过仅在竖直方向上增加FOV来提供竖直眼睛位置容许偏差。相反，但是，对于一些实施方案，SELC漫射器能够提供单向漫射并在透明模式与散射模式之间切换。

对于一些实施方案，LF显示装置诸如智能电话可以包括被配置为检测显示器的取向的传感器，使得该装置被配置为响应于检测到显示器的取向的变化而在选择性地操作第一可控漫射器来在第一方向上漫射与选择性地操作第二可控漫射器来在第二方向上漫射之间切换。一些实施方案可以包括被配置为在竖直方向上漫射的方向可控漫射器，使得如果装置处于纵向取向，则仅生成单个竖直视图。对于一些实施方案，响应于装置的旋转，可以启用方向可控漫射器以在旋转方向上漫射，使得如果显示器取向从纵向改变为横向，则在漫射方向上仅生成单个视图。

图14A和图14B中所示的漫射器功能可以与3D多视图显示器结构一起使用。对于一些实施方案，具有正交取向的两个单独堆叠的SELC漫射器部件可以用于两种或三种显示模式。对于一些实施方案，可以检测LF显示设备的取向，并且可以基于所检测到的取向来选择水平光漫射参数和竖直光漫射参数。例如，如果LF显示设备检测到取向已经在纵向模式与横向模式之间切换，则LF显示设备可以选择水平光漫射参数和竖直光漫射参数，使得光束在横向模式下水平地漫射并且在纵向模式下竖直地漫射，或者反之亦然。

图18是示出根据一些实施方案的具有可调谐LC光栅的示例性3D显示器结构的图示。由于LC材料的调谐范围有限，因此SELC漫射器1808内部表面结构处的光散射效应可能变低。对于一些实施方案，如果用单个SELC结构使光束发散增加不足，则可以堆叠若干部件以获得放大效应，这可以在角控制下进行。对于一些实施方案，可以通过向漫射器堆叠1808添加LC光栅1810来增加一个方向上的漫射。图18示意性地示出了具有单个有源发射器1812、1814的这种多视图3D显示器结构的一个示例。诱导至LC材料层的良序细光栅线将漫射光束1816分成组合并产生较宽FOV光束的若干子光束1818。对于一些实施方案，单独的漫射光束部分可以具有设计的强度分布，以便实现均匀的组合光束角分布。这种分布的一个示例是高斯分布，该高斯分布允许多个光束与“礼帽”型整体强度分布组合。

对于一些实施方案，装置可以包括：作为发光层1802的一部分的一组或多组发光设备1812、1814的阵列、偏振层1804、微透镜阵列(MLA)1806、一个或多个漫射器1808和一个或多个光栅1810。对于一些实施方案，漫射器中的至少一个漫射器是表面效应液晶(SELC)漫射器。对于一些实施方案，光栅中的至少一个光栅包括液晶(LC)材料，诸如图18中所示的示例性LC光栅1810。

对于一些实施方案，多视图3D显示器使用空间多路复用，使得可以通过利用在投影仪单元中产生的视图光束向不同方向显示一系列不同的视点2D图像来进行图像渲染。显示设备可以用作具有多个视图的多视图3D显示器，或者用作典型2D显示器。可以通过利用用于3D图像的相同硬件同时在每个方向上显示相同图像来激活2D显示模式。对于一些实施方案，两个漫射器方向都可以被激活以加宽FOV。对于一些实施方案，漫射器结构薄并且靠近发射器，并且维持了2D显示器表面的空间分辨率。漫射器可以用于通过减小像素间距来去除“尖桩栅栏状”效应。如果在头戴式VR/AR/MR设备中使用显示器，则可以使用该特征。对于在移动设备中切换图像模式，SELC漫射器的切换速度要求可能较低。

对于一些实施方案，不执行漫射器与光发射器之间的主动同步，因为可以利用移动设备中的运动传感器激活切换。这种运动传感器可以用于从水平光束和竖直光束中选择正确的源行取向。因为在给定时间仅使用这些行中的一个行，所以源驱动电子器件可能不那么复杂。

对于一些实施方案，光发射器和MLA均不需要与SELC漫射器准确地对准。可以允许水平方向和竖直方向上的轻微变化，因为漫射表面具有连续的微观结构。然而，如果微观结构是平铺变化类型，则可以使用对准。可以允许深度方向上的轻微变化，因为SELC漫射器部件散射光，并且该功能不需要准确的位置。非常宽松的容许偏差在制造过程中提供成本节省，并且可以使显示器稳固抵抗环境因素，如温度变化。该后一个特征可以与用于不同环境的移动设备一起使用。

光学材料将具有不同波长的光折射到不同角度(颜色色散)。这意味着，如果使用三个有色像素(例如，红色、绿色和蓝色)，则不同的有色光束从折射特征部倾斜并聚焦到稍微不同的方向和距离。由于有色子像素可以在空间上分开，因此有色光束投影角度也可能存在小角度差异。可以通过使用混合层在光学结构中补偿这些角度差异，使得例如衍射特征部用于颜色校正。如果显示器中的不同颜色光发射器布置有对应布局，则SELC漫射器可能够在观看窗口处一起漫射不同的颜色发射，从而减少(或对于一些实施方案消除)用于颜色组合的基于光学或渲染的方法。

如果SELC漫射器以连续控制方式使用而不是在两种模式之间切换，则该SELC漫射器可以用于3D图像微调。在观看者更靠近或更远离显示器并且将需要调整视图光束角分布以获得更均匀的分布的情况下，该SELC漫射器可以用于例如示例性地将不同视图更平滑地混合在一起。对于一些实施方案，具有局部调谐选项的镶嵌漫射器可以用于将相邻视图光束一起漫射，诸如在3D图像内容中存在像素级冗余的情况下，该像素级冗余是多视图和LF图像的常见特征。还可以在设备中利用跟踪模块主动检测观查者眼睛位置，图像仅投影到眼睛所位于的那些方向，并且FOV利用SELC漫射器来扩展。这样可以节省一些能量，因为光被更好地聚集并且移动设备电池寿命将被延长。

若干显示器制造商已经开发了用于在利用基础透镜状片的设备或基于微透镜的多视图设备中在2D显示模式与3D显示模式之间切换的产品。这些系统中的一些系统(诸如例如，据知在美国专利No.9,462,261和PCT专利申请No.WO2005011292中有所描述的示例性系统)使用可切换LC漫射器。SELC漫射器提供角调谐，该角度调谐可以用于在2D显示模式与3D显示模式之间切换。据知美国专利No.9,250,446描述了倾斜的透镜状片。例如，SELC漫射器的单向可切换漫射特性可以与倾斜的透镜状片组合以实现更好的2D图像模式分辨率。在基于表面的漫射器部件具有比基于材料的散射部件更好的光透射的情况下，可以增加光学效率并且降低能量消耗。

利用SELC漫射器部件的一种可能的3D显示方法是基于投影仪的设备利用角度选择性。对于据知在PCT专利申请No.WO2017055894和No.WO2017055894中有所描述的体积式显示器，一系列LC漫射器用作可切换屏幕以及图像投影仪。由于SELC漫射器可以用于对正交漫射方向的单独控制，因此可切换漫射器面板可以散射图像，并且另一个面板漫射具有交叉偏振和漫射方向的另一个图像。这种设备可以用于增加总体积式3D图像刷新率，因为可以同时而不是顺序定时显示两个子图像。并且在基于表面的漫射器部件可以被设计成具有比基于材料的散射部件更好的光透射时，可以增加光学效率并且降低能量消耗。

对于一些实施方案，装置可以包括两个或更多个漫射器(诸如SELC漫射器)，使得第一漫射器被配置为利用第一漫射方向散射显示第一图像的光，使得第二漫射器被配置为利用第二漫射方向散射显示第二图像的光，并且使得第一漫射方向与第二漫射方向正交。

如果SELC漫射器与镶嵌透镜组合，则可以实现一些新的功能和/或性能益处。由于漫射器功能基于表面效应，因此不同的漫射图案可以与镶嵌透镜装配在一起。这种组合允许更好地控制投影光束部分角范围，并且例如，位于显示器表面上的体素可以在没有固定光学结构的情况下产生，从而允许在显示器表面上和虚拟焦平面上具有更高的空间分辨率。

图案化的SELC漫射器可以在增强/混合现实(AR/MR)头戴式耳机中使用以改善图像对比度。具有局部变化和可调谐光散射特性的漫射器表面可以选择性地漫射真实世界图像部分，人造图像内容被投射到这些实世界图像部分的顶部上。这可以通过漫射自然世界明亮特征(如可能显著降低图像对比度的镜面反射和眩光)来改善整体图像质量。对于一些实施方案，至少一个SELC漫射器可以被配置为漫射光以减少由一组或多组发光设备的阵列投影的图像的眩光。

图19是示出根据一些实施方案的示例性移动设备观看构型的示意性透视图。对于一些实施方案，示例性多视图3D显示器可以使用SELC漫射器部件。图19示出了具有6”多视图3D显示器的移动设备1904，该移动设备放置在距观看者1902500mm的观看距离1906处。显示器能够分别在水平方向和竖直方向两者上投影13个不同的视图。移动设备可以旋转90°，例如，以将图像模式从纵向改变为横向(参见图17)。在这两种模式中，在眼对方向上针对每个多视图3D图像产生仅一组13个视图以便产生立体效应。使用13个视图可以使得能够在一个方向上针对不同视点旋转该设备以获得更好的3D体验。具有LC光栅的两个正交堆叠的SELC漫射器用于在两个正交方向上将窄视图光束的FOV选择性地扩展为相对较宽的观看窗口，这些观看窗口允许以手持式方式使用设备以及调整自然头部和眼睛移动。

图20是示出根据一些实施方案的示例性μLED图案布局的图示。图20示出了在示例性显示器布局中用作源的μLED阵列的布局和测量值(以μm为单位)。对于一些实施方案，示例性阵列具有被布置成十字形(或加号形)图案的23个红色(“R”)2006、绿色(“G”)2008和蓝色(“B”)2010光源部件。单独的部件尺寸2018为2μm×2μm，并且间距2020为3μm。源图案的总占有面积为38μm×38μm(2012,2014)。μLED粘结到42μm×42μm基板(或者，对于一些实施方案，50μm×50μm(2016)基板)，该基板包含用于源模块的各个源的电触点。极小的发光部件可以粘结到子组件，该操作可以利用比在整个显示器的组件中使用的方法具有更高精确性的制造方法来进行。三种不同颜色部件的布局使得能够分别在竖直方向和水平方向两者上以高角分辨率投影13个全色图像光束(每个光束可以对应于全色水平或竖直像素2002、2004)，这取决于显示图像模式。

图21是示出根据一些实施方案的示例性显示光学器件结构的图示。图21示意性地示出了示例性光学显示器的结构和测量值(以μm为单位)。对于一些实施方案，可以将22μm厚的线性偏振片2110层压到用热压花制成的约28μm厚的聚碳酸酯微透镜片2112。微透镜可以具有矩形50μm×50μm尺寸的孔口，并且旋转对称非球面透镜形状可以具有35μm的半径和-0.8的二次曲线常数。50μm厚2124的偏振器-微透镜片可以定位为距组装到公共背板2102的μLED阵列2106 25μm(2122)，该公共背板可以包括一个或多个子组件(或源模块)2104。此类子组件例如可以具有如图16A、图16B或图20中所示的布局或另一个布局。背板2102可以包含用于源模块2104的电触点。不透明的热压花塑料挡板孔口片2108可以用作透镜与源之间的准确间隔件，以及用于由单个源模块形成的显示器投影仪单元与微透镜之间的杂散光抑制。例如，源模块可为38μm(2118)宽，如图所示。源和微透镜一起形成多视图显示器结构，该多视图显示器结构能够在竖直方向和水平方向两者上从每个投影仪单元投影13个全色光束到38°的总FOV(视场)2130。对于一些实施方案，6”对角显示器可以包含50μm间距尺寸2120的投影仪单元的1500×2660阵列，该阵列对应于2.95”×5.24”显示器和508像素/英寸(PPI)。移动电话上的一些当前高质量2D显示器具有约500PPI的分辨率。

对于一些实施方案，13个全色像素的一维阵列可以在38°的总FOV内部产生13个不同的视图。单个视图光束可以具有约3.4°半峰全宽(FWHM)的FOV，这意味着光束在500mm的观看距离处具有约30mm的宽度。由于单个投影视图光束在任何给定时间在一个方向上仅对一只眼睛可见，因此可以利用此类显示器结构产生立体3D图像。因为从显示器边缘投影的视图与从显示器中心投影的视图重叠，所以在源模块与显示器表面上方的微透镜位置之间、每个投影仪单元内部存在不同的小偏移。在显示器中心，偏移为0，并且源模块可以微透镜为中心。在较宽方向上的极端边缘处，偏移为7.5μm。在中心与边缘之间的其他位置处，可以在这两个值之间线性地选择偏移。观看窗口的总宽度在图21所示的极端视图光束投影方向之间为约350mm。

对于一些实施方案，SELC漫射器与LC光栅的两个正交取向的组2114、2116可以位于微透镜(MLA)2112与用户之间。如图21所示，层压在一起的SELC漫射器与LC光栅的两个正交取向的组可以用于在两个正交方向上选择性地漫射投影光束。对于一些实施方案，即使具有0.5mm厚的保护玻璃顶层，整个光学显示器结构也可以具有小于1mm的厚度，这可以被认为是“足够薄的”，例如，对于移动电话设备而言。因为漫射器部件具有连续微观结构，因此可以允许多视图显示器结构与漫射层之间的任何三维上的轻微变化。对于一些实施方案，仅确定了不同显示器结构之间的旋转定位。对于一些实施方案，不同显示器结构之间的旋转定位具有较大容许偏差，因为定位仅影响漫射方向。因为漫射器用于在一个方向上扩展图像光束的FOV，所以当漫射光束时，从相邻μLED发射的颜色可以混合在一起。因此，不将特殊颜色组合方法用于一些实施方案。漫射特性可以用于平衡在源部件强度与光源相对于微透镜的确切位置之间的变化。因此，可以生成均匀的整体图像。

对于一些实施方案，SELC漫射器部件可以由两个薄Zeonex E48R聚合物基板和一个液晶材料层构成，该液晶材料层的折射率与基板折射率(在589nm波长下约1.53)匹配。在一个光偏振方向上，LC材料折射率的调谐范围可以为约0.02。这两个聚合物片都可以具有透明ITO电极涂层，并且LC材料可以位于两个层之间。聚合物片可以具有两个不同的一维表面微观结构，这两个微观结构遵循两个不同光学形状共同的表面形状斜率分布。这两个聚合物片可以在具有不同表面形状参数的情况下具有5μm的孔口宽度。对于一些实施方案，第一相应光学形状可以具有2.75μm的半径，并且第二光学形状可以具有0.75μm的半径和-1的二次曲线常数。如果将电压施加到电极，则这些表面结构在一个方向上漫射光束，并且在LC材料与周围箔之间产生折射率差值。如果电压关闭，则不存在折射率差值，并且材料界面对于输入光束是透明的。将具有与Chen中描述的结构相同的结构的可切换LC衍射光栅层压到SELC漫射器，从而形成一个约76μm厚2126、2128的可调谐方向漫射器部件。对于一些实施方案，显示器结构可以具有两个漫射器部件，这两个漫射器部件以正交取向并列堆叠，以在竖直方向和水平方向上选择性漫射光束。

在LC材料与两个聚合物基板之间的两个光学界面表面的折射率差值为0.02的情况下，SELC漫射器表面微观结构形状斜率分布可能够将孔准直光束修改为具有近高斯强度分布的约8°FWHM(半峰全宽)发散漫射光束。漫射器部件光栅可能够将入射光束光能量均匀地衍射成三阶(-1、0和+1)(每一者约33％)，使得第一阶(-1，+1)光束在第零(0)阶光束的两侧上倾斜约6°。这三个近高斯光束部分结合一起以形成比衍射方向上的单独漫射光束部分更宽的一个漫射视图光束。SELC漫射器和LC光栅的组合可能够将一个孔准直光束的发散修改成具有约18°FWHM发散的漫射光束。使用该发散值，利用一个显示器投影仪单元内部的一个全色像素产生的单个全色光束可能够在显示器观看距离处覆盖约160mm高的观看窗口。160mm×350mm的总观看窗口尺寸可以是“足够的”，例如，对于手持式移动设备而言，因为该窗口尺寸可能够补偿手的一些晃动以及微小的眼睛和头部移动。

对于一些实施方案，装置可以包括背板和一个或多个挡板，使得一组或多组发光设备的阵列安装到该背板，每组发光设备对应于相应挡板，并且每个挡板至少部分地将相应的一组发光设备与一组或多组发光设备的阵列的其余部分分开。图21示出了这种装置的示例。

对于一些实施方案，装置可被配置为使得漫射器中的至少一个漫射器被配置为在水平方向上漫射由发光设备中的至少一个发光设备发射的光，并且漫射器中的至少一个漫射器被配置为在竖直方向上漫射由发光设备中的至少一个发光设备发射的光。图21示出了这种装置的示例。

图21示意性地呈现了可以在例如移动电话设备中使用的示例性3D多视图显示器的结构。光从μLED 2106的阵列发射，并且利用附接到微透镜阵列(MLA)2112的偏振部件2110来线性偏振。MLA 2112将所发射和所偏振的光准直成到达基于液晶(LC)的部件的堆叠2114、2116的光束。部件中的两个部件是SELC漫射器，并且两个部件是LC光栅。一个SELC漫射器用于仅在竖直方向上漫射光，并且另一个SELC漫射器用于仅在水平方向上漫射光。这对于LC光栅同样适用。如果使用较宽的散射分布，则LC光栅可以增强光在任一方向上的漫射，但在一些实施方案中，可以在没有LC光栅的情况下操作SELC漫射器。发射的图像光束2132、2134、2136、2138示出了从两个不同光源发射的边缘光线的单个像素视图方向。示例性发射的图像光束2132、2134、2136、2138被示出为没有任何漫射。

图21中的显示设备可以在三种模式下操作。在第一模式下，第一SELC漫射器“关闭”，并且第二SELC漫射器“打开”。第二SELC内部的LC层扭曲偏振方向，使得双折射LC材料与线性结构化基板层之间的界面变成漫射的。光仅在相对于在纵向模式下观看的移动设备显示器的竖直方向上漫射。在水平方向上，光不漫射，因为入射线性偏振光到达第一SELC漫射器内部的LC材料与基板之间的界面，使得LC材料和基板在水平方向上具有匹配的折射率。因此，显示器能够针对不同的水平方向产生不同的图像。因此，可以为观看者产生3D立体图像。该使用案例在图17的左侧描绘，其中例如在纵向模式1702下生成13个视图。

在第二模式下，第一SELC漫射器“打开”，并且第二SELC漫射器“关闭”。光仅在相对于在纵向模式下观看的移动设备显示器的水平方向上漫射。在竖直方向上，光不漫射，因为双折射LC层与线性结构化基板之间的第二SELC内部界面现在是光学透明的。显示器能够针对不同的竖直方向产生不同的图像。在这种情况下，如果电话在纵向模式下使用，则观看者无法看到3D图像。然而，如果将电话旋转90度至横向模式，则不同的图像对于观看者变得可见，并且看得到3D图像。该使用案例在图17的右侧描绘，其中例如在横向模式1704下生成13个视图。

在第三模式下，两个SELC漫射器都“打开”。光在竖直方向和水平方向两者上散射，因为LC层扭曲入射在两个漫射器上的光的偏振方向，使得内部界面具有折射率差值并散射光。在这种情况下，显示器无法在竖直方向或水平方向上产生不同的图像，但是该模式可以与2D图像而不是立体3D图像一起使用。对于一些实施方案，SELC漫射器、LC光栅和μLED激活的某些组合可以用于限制在2D模式下发射的光的角范围。可以例如在隐私模式下使用该特征，使得仅单个观看者看到图像。

LF显示器结构的一些实施方案可以包括：显示器(其可包括一个或多个发光元件)；覆盖在显示器上面的第一可控漫射器，该第一可控漫射器能够被选择性地操作为在第一方向上漫射光；和覆盖在显示器上面的第二可控漫射器，该第二可控漫射器能够被选择性地操作为在基本上垂直于第一方向的第二方向上漫射光。对于一些实施方案，第一可控漫射器和第二可控漫射器中的至少一者可以包括表面效应液晶(SELC)漫射器。对于一些实施方案，至少一个LC光栅、第一可控漫射器和第二可控漫射器中的至少一者可以包括双折射材料。对于一些实施方案，光栅可以包括双折射材料。

为了测试结构的光学功能，利用光学模拟软件OpticsStudio 17执行一组模拟。将所描述的光学显示器结构放置在距检测器表面500mm处，并且模拟四种不同的情况。在第一种情况下，使用定位在十字形源图案的中心和两个水平极端处的三个源。完成这些测试以模型化多视图光学器件的光学特性并查看可调谐漫射器部件的选择性漫射特性。在最后一种的模拟情况下，使用具有13个源的水平行。在这种情况下，竖直漫射器和水平漫射器都被激活以示出可以利用单个投影仪单元在选定方向上产生的观看窗口的宽度和高度。所有模拟源具有绿色550nm中心波长和20nm光谱宽度，并且源定位在单个投影仪单元结构中。模拟结果呈现在图22A至图22D中，这些图示出了作为在500mm观看距离处500mm×500mm检测器区域的2D图的辐照度分布。相同的信息在图23至图25中被示出为辐照度曲线。

图22A是示出根据一些实施方案的在不具有漫射器的情况下的示例性模拟辐照度分布的图示。图22A的第一分布图像2200示出了，当漫射器未被激活时，三个有源源在观看窗口内部显示为三个单独的光斑。

图22B是示出根据一些实施方案的在具有SELC漫射器的情况下的示例性模拟辐照度分布的图示。图22B的第二2D分布图像2220示出了，当竖直SELC漫射器被激活时，光束在竖直方向上的漫射情况。

图22C是示出根据一些实施方案的在具有SELC漫射器和光栅的情况下的示例性模拟辐照度分布的图示。图22C中呈现的第三2D分布图像2240示出了，激活的竖直LC光栅如何在竖直方向上进一步增加漫射。水平分布在图22B和图22C中保持相同，从而示出系统的有角度选择性的漫射特性。

图22D是示出根据一些实施方案的在水平漫射器和竖直漫射器被激活的情况下的示例性模拟辐照度分布的图示。图22D的第二2D分布图像2260示出了，角度光束一起在水平方向和竖直方向两者上漫射。

图23是示出根据一些实施方案的针对去激活的水平漫射器和光栅的示例性水平辐照度分布的图。在具有水平漫射器和光栅的情况下观看窗口处三个源的辐照度分布被示出为归一化辐照度2302与水平位置2304的关系的图。在图23中，这些光斑的直径为约25mm至30mm的半峰全宽(FWHM)，并且这些光斑具有近高斯分布曲线。图23对应于图22A中所示的光学显示器结构。

图24是示出根据一些实施方案的针对三种配置的示例性竖直辐照度分布的图。在具有三种配置的情况下观看窗口处单个中心源的辐照度分布被示出为归一化辐照度2402与水平位置2404的关系的图。第一勾勒线2406对应于不具有漫射器或光栅的配置。第二勾勒线2408对应于具有漫射器但不具有光栅的配置。第三勾勒线2410对应于具有漫射和光栅的配置。图24呈现了当竖直漫射器和光栅被分别激活时三种模拟辐照度曲线在竖直方向上的比较。图24对应于图22B、图22C和图22D中所示的光学显示器结构。这些曲线根据图22A、图22B和图22C分布的竖直中心线来获得。这些图示出了，当SELC漫射器被激活时，视图光束宽度在观看窗口处从约25mmFWHM增加到约70mm。这意味着在竖直方向上对眼睛瞳孔定位的容许偏差增加了大约三倍。当光栅与SELC一起激活时，宽度增加到约160mm，该宽度大于原始光束宽度的六倍，并且允许显示器与观看者眼睛之间存在大得多的相对竖直位置偏移。该比较示出了，可以利用呈现的光学结构来实现视图光束FOV的显著增加，从而提高易用性。

图24中的曲线示出了归一化为峰值1的辐照度分布。然而，如果光束被漫射并且相同的光能量在观看窗口处在较大表面区域上方传播，则峰辐照度值还相对于增加的光束宽度而下降，并且用户可以看到更暗淡的图片。对于一些实施方案，可以利用较高电流驱动μLED以补偿和增加总光输出。

例如，就具有可以定位观看者的眼睛的前置相机的移动电话而言，也可以使用该特征。如果观看者的眼睛定位在显示器的投影中心线右侧，则可能不会激活SELC漫射器和/或LC光栅，并且可以利用较低的电流来驱动μLED。该模式可以节省能量并延长电池驱动设备的使用时间。对于一些实施方案，使用两种不同的光束宽度修改层可以使得能够使用三个(例如)观看者眼睛位置区域来相应地调整显示器功率消耗。

图25是示出根据一些实施方案的在具有水平漫射器、竖直漫射器和光栅的情况下的针对一行水平光源的示例性辐照度分布的图。在具有竖直漫射器、水平漫射器和光栅的情况下观看窗口处一个水平源行的辐照度分布被示为归一化辐照度2502与水平位置2504的关系的图。图25示出了根据图22D中所示的2D分布获得的模拟辐照度曲线。这些曲线示出了可以通过将水平行的13个源与水平漫射器和竖直漫射器一起激活来获得的观看窗口的宽度和高度。这种约160mm×350mm尺寸的窗口可以被显示矩阵中的所有投影仪单元覆盖。当水平漫射器和竖直漫射器两者被同时激活时，视图光束的角分辨率会由于光束一起漫射而丢失。该特征可以用于利用显示器在2D模式下显示图像。当观看窗口仍然具有有限的尺寸时，2D图像仅对单个用户可见，并且光学结构用作有效的隐私过滤器。由于μLED以十字形图案放置的事实，因此如果显示设备例如从横向模式旋转到纵向模式，则可以将该观看窗口的取向自由旋转90°。

对于一些实施方案，可以选择独立的水平光漫射参数和竖直光漫射参数，使得一个或多个漫射器同时执行水平漫射和竖直漫射。对于一些实施方案，第一组一个或多个漫射器可以被配置为执行水平漫射，并且第二组一个或多个漫射器可以被配置为执行竖直漫射。例如，可以并行堆叠第一组漫射器和第二组漫射器，使得光束被漫射，以同时进行水平漫射和竖直漫射。

对于一些实施方案，较小数量的源部件可以用于制造显示器。对于一些实施方案，十字形μLED图案可以包含总共69个有源源部件，该数量比使用全阵列(13×13＝169个部件)的源模块少约59％。使用十字形μLED图案可以使得能够使用不那么复杂的电气布局，因为存在比全阵列更少的μLED，并且更少基板表面被μLED占用。因此，可以降低成本。

如果仅在一个方向上产生视图，则十字形布置可以意味着为每个3D多视图图像生成更少数量的图像。因此，图像处理要求(诸如渲染和显示定时)可以较低。在任何给定时间具有仅单向多视图视差图像对于许多使用案例而言可被用户认为是足够的并且可以使得能够在更多设备上使用较低成本的3D系统。

对于一些实施方案，光学图像显示器结构可以包括可调谐光漫射部件。方法的一些实施方案可以包括利用可调谐光漫射部件漫射光。对于一些实施方案，光学图像显示器结构可以包括3D多视图显示设备。该方法的一些实施方案可以包括利用3D多视图显示设备显示多视图3D图像。对于一些实施方案，SELC漫射器可以用于例如控制利用LED灯产生的照明图案。可以电子方式调整SELC漫射器，以在大区域上均匀地漫射光或投影光。SELC漫射器可以用于例如安全/隐私玻璃窗，这些安全/隐私玻璃窗可以在透明模式(以允许光穿过玻璃窗)与半透明模式(以阻挡光穿过玻璃窗)之间切换。因为SELC漫射器具有表面效应，所以与基于材料散射的漫射器相比，一些SELC漫射器可以被设计成具有不同的角度散射和光谱选择性特性，其中这些基于材料散射的漫射器中的许多基于材料散射的漫射器在角范围内均匀地散射光。对于一些实施方案，对于许多类型的3D显示器，SELC漫射器可以用作可调谐漫射器。

可以利用大规模制造方法(例如，纳米压印)产生SELC漫射器的许多光学部件，从而使得这些光学部件在大批量生产时成本较低。具有表面微观结构和设计的斜率分布的一些漫射器可以大型片材形式获得。类似的结构和制造方法可以用于制造可调谐漫射器结构。针对小屏幕尺寸的精确性要求，可能够使用UV可固化光学材料和玻璃晶片的晶片级制造。

基于LC的部件通常使用线性偏振光，这样可能降低光学效率并增加功率消耗。因为LCD通常是偏振依赖性设备，所以可以在3D显示器中使用光传播控制部件，而在效率上无太高代价。随着关于使用胆甾型LC(而不是更常见的向列型相晶体)的最新发展(“Shang”)，该胆甾型LC可以用于例如在无偏振依赖性的情况下进行光束漫射，使得能够增加基于OLED或μLED的显示面板的部件透射率。

对于一些实施方案，高质量无护目镜3D显示器使用小型光源(诸如例如μLED)，以获得非常小的视图光束尺寸和高水平的准直。对于一些实施方案，可以控制有源光电层(例如，光发射器、SELC漫射器和/或LC光栅)以同步地操作。

对于一些实施方案，可以分割SELC漫射器，使得不同部分具有不同程度的漫射。这种分割可以用于生成空间自适应的方向性密度。在这种设备中，图像的一些空间区域可以细微角度差异的不同视图重现，并且其他空间区域可以粗略角密度的视图重现。

利用这种内容操作的常规显示设备可以具有均匀的角视图密度，该均匀的角视图密度在所有空间区域中相等。因此，可能生成冗余视图，并且这些冗余视图显示在具有粗略角密度的区域中。利用SELC漫射器，可以使用单视图和高水平的漫射来产生具有粗略角密度的空间区域，使得所有观看方向上的光是通过漫射而产生的，而不显示冗余窄视图。因此，所显示的图像可以比由几个离散的窄光束构成的图像更均匀。利用SELC漫射器，如果内容在视图之间显示出显著变化使得均匀性容许偏差被内容变化掩盖，则可以将离散的窄光束用于一些实施方案。因此，使用空间图案化的SELC漫射器可以提高显示质量并减少用于显示冗余视图的带宽。

图26是示出根据一些实施方案的用于处理和显示3D图像的示例性过程的消息时序图。对于一些实施方案，可以执行包括显示器控件2604从用户输入2602接收2608视场(FOV)选择的过程。对于一些实施方案，可以将显示器控件2604用于例如激活隐私设置使得图像对于有限的FOV可见，或者激活功率节省模式使得将光从像素仅朝向用户眼睛引导。用户还可以在2D显示模式与3D显示模式之间切换显示器。在2D显示模式下，例如，每个像素后面的仅一些发光部件与激活的漫射器一起使用，因为对于一些实施方案，不需要对像素图像进行方向控制。

该过程还可以包括显示器控件2604基于FOV选择来选择2610漫射参数。该过程还可以包括显示器控件2604基于FOV选择来选择独立的水平光漫射参数和竖直光漫射参数。例如，如果用户选择宽角度FOV，则显示器控件2604可以选择较大的透镜孔口高度。例如，如果用户选择较窄角度FOV，则显示器控件可以选择较小的透镜孔口高度。该过程还可以包括显示器控件2604从用户接收2612取向。该过程还可以包括显示器控件2604向显示器硬件2606发送2614漫射控制信息(诸如水平光漫射参数和竖直光漫射参数)。该过程还可以包括显示器控件2604从用户输入2602接收26183D模式设置(诸如指示2D模式或3D模式的选择)。该过程还可以包括显示器控件2604选择2616亮度设置。该过程还可以包括显示器控件2604渲染2620图像。该过程还可以包括显示器控件2604向显示器硬件2606发送2622亮度信息(诸如背光信息)。该过程还可以包括显示器控件2604将经渲染图像发送2624到显示器硬件2606，该显示器硬件可以是LF显示设备的光学硬件。

对于一些实施方案，该过程可以包括从发光设备发射光束并且基于FOV选择来调整所发射光束的亮度。例如，可以调整亮度以将用户看到的图像保持在类似的亮度水平。如果选择较宽的FOV，则可以升高亮度，而如果选择较窄的FOV，则可以减少亮度。由于较宽的FOV比较窄的FOV具有更大的光色散，可以进行亮度的此类变化。对于一些实施方案，调整亮度可以包括调整一个或多个发光设备(诸如微型发光二极管(μLED))的电流和/或电压水平。

对于一些实施方案，选择独立的水平光漫射参数和竖直光漫射参数可以基于2D/3D模式选择。例如，如果选择2D模式，则可以将漫射器设置为在水平维度和竖直维度两者上在没有漫射(或极少漫射)的情况下传递光，诸如图12A所示。在3D模式下，例如，可以使得漫射器能够在水平维度和/或竖直维度上漫射光，以使得3D图像能够显示。

对于一些实施方案，装置可以包括处理器并且可以被配置为执行该过程。对于一些实施方案，显示器控件可以包括执行该过程的显示器控制部分的处理器。对于一些实施方案，显示器硬件可以包括执行该过程的显示器硬件部分的处理器。对于一些实施方案，一个或多个处理器可以用于执行该过程的一个或多个部分。

图27是示出根据一些实施方案的用于处理和渲染3D图像的示例性过程的流程图。对于一些实施方案，可以执行过程2700，该过程包括接收2702针对光场(LF)显示设备的视场(FOV)选择。对于一些实施方案，过程2700还可以包括基于FOV选择来选择2704独立的水平光漫射参数和竖直光漫射参数。对于一些实施方案，过程2700还可以包括渲染2706用于LF显示设备的一个或多个图像。对于一些实施方案，过程2700还可以包括从一个或多个发光设备中的每个发光设备发射2708光束，以使得利用LF显示设备显示该一个或多个经渲染图像。对于一些实施方案，装置可以包括处理器并且可以被配置为执行该过程。对于一些实施方案，装置可以包括处理器并且可以被配置为控制一个或多个发光设备来发射光。对于一些实施方案，装置可以被配置为控制光漫射器，诸如SELC漫射器。

图28是示出根据一些实施方案的用于处理和渲染3D图像的示例性过程的流程图。对于一些实施方案，示例性过程可以包括从一个或多个发光设备发射光束。对于一些实施方案，示例性过程还可以包括将该光束偏振成线性偏振光束。对于一些实施方案，示例性过程还可以包括使该光束穿过液晶(LC)材料。对于一些实施方案，示例性过程还可以包括使该光束穿过双折射材料。对于一些实施方案，示例性过程还可以包括将电压施加LC材料以改变该LC材料的光偏振配置状态。对于示例性过程的一些实施方案，改变光偏振配置状态可以从第一偏振状态切换到第二偏振状态。对于示例性过程的一些实施方案，第一偏振状态可以导致光束在穿过双折射材料时在第一方向上漫射，并且第二偏振状态可以导致光束在穿过双折射材料时在第二方向上漫射。

虽然在虚拟现实(VR)的上下文中讨论了根据一些实施方案的方法和系统，但是一些实施方案也可以应用于混合现实(MR)/增强现实(AR)上下文。另外，虽然根据一些实施方案在本文中使用术语“头戴式显示器(HMD)”，但是一些实施方案可应用于能够呈现SR内容(例如，对于一些实施方案为VR、AR和/或MR)的可穿戴设备(其可附接到或可不附接到头部)。

根据一些实施方案的示例性方法可以包括：基于视场(FOV)选择来确定水平和竖直光漫射参数；将水平光漫射参数和竖直光漫射参数发送到光场(LF)显示设备的光学硬件；渲染用于LF显示设备的一个或多个图像；以及将该一个或多个经渲染图像发送到LF显示设备。

对于示例性方法的一些实施方案，确定水平光漫射参数和竖直光漫射参数可以包括选择水平光漫射参数和竖直光漫射参数。

对于示例性方法的一些实施方案，水平光漫射参数可以独立于竖直光漫射参数。

在一些实施方案中，示例性方法可以包括接收针对LF显示设备的FOV选择。

对于示例性方法的一些实施方案，水平可以与竖直正交，并且水平和竖直可以相对于LF显示器在x-y平面中。

在一些实施方案中，示例性方法可以包括：从LF显示设备的发光设备发射光束；以及基于一个或多个水平光漫射参数来改变所发射光束的水平漫射角度。

对于示例性方法的一些实施方案，基于一个或多个水平参数来改变所发射光束的水平漫射角度可以包括：确定水平参数中的一个水平参数是否在阈值范围内；以及如果水平参数中的一个水平参数在阈值范围内，则激活漫射器来增加所发射光束的水平漫射角度。

在一些实施方案中，示例性方法可以包括：从LF显示设备的发光设备发射光束；以及基于一个或多个竖直光漫射参数来改变所发射光束的竖直漫射传播。

在一些实施方案中，示例性方法可以包括：从LF显示设备的发光设备发射光束；以及基于FOV选择来调整所发射光束的亮度。

对于示例性方法的一些实施方案，选择独立的水平光漫射参数和竖直光漫射参数可以选择激活相应的水平漫射器和竖直漫射器以同时进行水平漫射和竖直漫射的水平光漫射参数和竖直光漫射参数。

在一些实施方案中，示例性方法可以包括：检测LF显示设备的取向；以及检测用户的取向，其中选择水平光漫射参数和竖直光漫射参数还可以基于LF显示设备的取向和用户的取向中的至少一者。

在一些实施方案中，示例性方法可以包括接收2D/3D模式选择，其中选择独立的水平光漫射参数和竖直光漫射参数还基于2D/3D模式选择。

对于示例性方法的一些实施方案，水平光漫射参数和竖直光漫射参数中的一者可以指示是否将电压施加到一个或多个漫射器的一部分。

对于示例性方法的一些实施方案，水平光漫射参数和竖直光漫射参数中的一者可以指示施加到一个或多个漫射器的一部分的电压的量。

对于示例性方法的一些实施方案，水平光漫射参数中的一个水平光漫射参数可以指示要在水平方向上引起的漫射的目标量。

对于示例性方法的一些实施方案，竖直光漫射参数中的一个竖直光漫射参数可以指示要在竖直方向上引起的漫射的目标量。

根据一些实施方案的示例性装置可包括：处理器；和存储指令的非暂态计算机可读介质，这些指令在由处理器执行时可操作以执行示例性方法的任何实施方案。

根据一些实施方案的附加示例性方法可以包括：基于视场(FOV)选择来确定水平光漫射参数和竖直光漫射参数；渲染用于光场(LF)显示设备的一个或多个图像；以及从LF显示设备的一个或多个发光设备中的每个发光设备发射光束，以使得LF显示设备使用水平光漫射参数和竖直光漫射参数来显示该一个或多个经渲染图像。

对于附加示例性方法的一些实施方案，确定水平光漫射参数和竖直光漫射参数可以包括选择水平光漫射参数和竖直光漫射参数。

对于附加示例性方法的一些实施方案，水平光漫射参数可以独立于竖直光漫射参数。

在一些实施方案中，附加示例性方法还可以包括接收针对LF显示设备的FOV选择。

对于附加示例性方法的一些实施方案，水平可以与竖直正交，并且水平和竖直可以相对于LF显示器在x-y平面中。

在一些实施方案中，附加示例性方法可以包括基于水平光漫射参数来改变所发射光束中的至少一个所发射光束的水平漫射角度。

对于附加示例性方法的一些实施方案，可以基于一个或多个水平参数来改变所发射光束的水平漫射角度，包括：确定水平参数中的一个水平参数是否在阈值范围内；以及如果水平参数中的一个水平参数在阈值范围内，则激活漫射器来增加所发射光束中的至少一个所发射光束的水平漫射角度。

在一些实施方案中，附加示例性方法还可以包括基于竖直光漫射参数来改变所发射光束中的至少一个所发射光束的竖直漫射传播。

在一些实施方案中，附加示例性方法还可以包括基于FOV选择来调整所发射光束中的至少一个所发射光束的亮度。

对于附加示例性方法的一些实施方案，确定水平光漫射参数和竖直光漫射参数还可以包括选择独立的水平光漫射参数和竖直光漫射参数，并且该方法还可以包括激活LF显示设备的相应的水平漫射器和竖直漫射器，以使用独立的水平光漫射参数和竖直光漫射参数同时漫射所发射光束中的一个或多个所发射光束，以同时进行水平漫射和竖直漫射。

在一些实施方案中，附加示例性方法可以包括：检测LF显示设备的取向，其中选择独立的水平光漫射参数和竖直光漫射参数还可以基于LF显示设备的取向。

在一些实施方案中，附加示例性方法可以包括接收2D/3D模式选择，其中选择独立的水平光漫射参数和竖直光漫射参数还可以基于2D/3D模式选择。

对于附加示例性方法的一些实施方案，水平光漫射参数和竖直光漫射参数中的一者可以指示是否将电压施加到一个或多个漫射器的一部分。

对于附加示例性方法的一些实施方案，水平光漫射参数和竖直光漫射参数中的一者可以指示施加到一个或多个漫射器的一部分的电压的量。

对于附加示例性方法的一些实施方案，水平光漫射参数中的一个水平光漫射参数可以指示要在水平方向上引起的漫射的目标量。

对于附加示例性方法的一些实施方案，竖直光漫射参数中的一个竖直光漫射参数可以指示要在竖直方向上引起的漫射的目标量。

根据一些实施方案的另外的示例性装置可包括：处理器；和存储指令的非暂态计算机可读介质，这些指令在由处理器执行时可操作以执行附加示例性方法的任何实施方案。

根据一些实施方案的另外的示例性装置可以包括：发光设备的阵列；偏振层；微透镜阵列(MLA)；一个或多个漫射器；和一个或多个光栅。

对于另外的示例性装置的一些实施方案，发光设备的阵列可以包括一组或多组发光设备。

对于另外的示例性装置的一些实施方案，该一组或多组发光设备中的每个发光设备可以包括像素。

在一些实施方案中，另外的示例性装置还可以包括：背板；和一个或多个挡板，其中一组或多组发光设备的阵列可以安装到该背板，其中该阵列中的每组发光设备可以对应于相应挡板，并且其中每个挡板可以至少部分地将相应的一组发光设备与一组或多组发光设备的阵列的其余部分分开。

对于另外的示例性装置的一些实施方案，其中该一个或多个漫射器中的至少一个漫射器可以被配置为在水平方向上漫射由发光设备中的至少一个发光设备发射的光，并且其中该一个或多个漫射器中的至少一个漫射器可以被配置为在竖直方向上漫射由发光设备中的至少一个发光设备发射的光。

对于另外的示例性装置的一些实施方案，该一个或多个漫射器中的至少一个漫射器可以被配置为在水平方向上漫射由发光设备中的至少一个发光设备发射的光与在竖直方向上漫射由发光设备中的至少一个发光设备发射的光之间切换。

对于另外的示例性装置的一些实施方案，该一个或多个漫射器中的至少一个漫射器可以是表面效应液晶(SELC)漫射器。

对于另外的示例性装置的一些实施方案，SELC漫射器可以包括夹置在第一基板与第二基板之间的液晶(LC)材料层，该LC材料层被配置为连同第一基板和第二基板响应于施加的电压而选择性地提供相对于SELC漫射器的平面的角方向调整或水平方向调整和/或竖直方向调整中的至少一者。

对于另外的示例性装置的一些实施方案，SELC漫射器可以包括夹置在第一基板与第二基板之间的液晶(LC)材料层，并且该LC材料层、第一基板和第二基板具有选定材料特性，这些材料特性共同协作发挥作用来实现光束的方向调整。

对于另外的示例性装置的一些实施方案，漫射器中的至少一个漫射器可以被配置为在二维显示模式与三维显示模式之间切换。

对于另外的示例性装置的一些实施方案，这些漫射器中的第一SELC漫射器可以是被配置为利用第一漫射方向散射显示第一图像的光的SELC漫射器，这些漫射器中的第二SELC漫射器可以是被配置为利用第二漫射方向散射显示第二图像的光的SELC漫射器，并且第一漫射方向可以与第二漫射方向正交。

对于另外的示例性装置的一些实施方案，漫射器中的至少一个漫射器可以是SELC漫射器，该SELC漫射器被配置为漫射光以减少由发光设备的阵列投影的图像的眩光。

对于另外的示例性装置的一些实施方案，光栅中的至少一个光栅可以包括液晶材料。

对于另外的示例性装置的一些实施方案，光栅中的至少一个光栅可以包括双折射材料。

对于另外的示例性装置的一些实施方案，该一个或多个漫射器中的至少一个漫射器可以被配置为镶嵌漫射器，以将由发光设备中的一个或多个发光设备发射的一个或多个相邻光束一起漫射。

根据一些实施方案的示例性光学元件可以包括：第一层，该第一层包括能够根据电调整的状态改变穿过所述第一层的光的偏振状态的电可调整液晶；和第二层，该第二层包括与所述第一层平行的层中的双折射材料，该双折射材料包括被设计成向光束提供交替漫射特性的表面结构，其中在第一偏振状态下入射到所述第二层上的光可以根据第一角图案散射，并且其中在第二偏振状态下入射到所述第二层上的光可以根据第二角图案散射。

根据一些实施方案的示例性3D显示装置可以包括：提供方向可控漫射的元件，包括：多个发光元件和能够产生准直光束的准直微透镜；和方向可控漫射器，该方向可控漫射器能够在第一状态与第二状态之间切换，在该第一状态下，在第一方向上漫射光，在该第二状态下，在第二方向上漫射光。

在示例性3D显示装置的一些实施方案中，漫射可以在竖直方向上，并且该多个发光元件被配置为使得如果未渲染其他视图，如果对应的发光元件没有被供电，并且如果显示器处于纵向取向，则仅生成单个竖直视图。

在示例性3D显示装置的一些实施方案中，响应于显示器的旋转，漫射方向可以旋转，并且该多个发光元件被配置为使得如果未渲染其他视图，如果对应的发光元件没有被供电，并且如果显示器取向从纵向改变为横向，则仅生成单个视图。

在示例性3D显示装置的一些实施方案中，所述漫射器的所述方向可控性可以在所述显示器上图案化，从而允许空间上变化的漫射方向特性。

根据一些实施方案的另一个附加示例性装置可以包括漫射器，该漫射器被配置为在将电压施加到该漫射器时改变光束的漫射方向。

另一个附加示例性装置的一些实施方案可以包括光场显示器结构，该光场显示器结构被配置为生成入射到漫射器上的一个或多个准直光束。

根据一些实施方案的另一个附加示例性方法可以包括在将电压施加到漫射器时改变光束的漫射方向。

根据一些实施方案的另一个附加示例性装置可以包括漫射器，该漫射器被配置为在将电压施加到该漫射器时改变光束的形状。

根据一些实施方案的另一个附加示例性方法可以包括在将电压施加到漫射器时改变光束的形状。

根据一些实施方案的另一个附加示例性装置可以包括漫射器，该漫射器被配置为在将电压施加到该漫射器时改变光束的发散角。

根据一些实施方案的另一个附加示例性方法可以包括在将电压施加到漫射器时改变光束的发散角。

根据一些实施方案的另一个附加示例性装置可以包括漫射器，该漫射器被配置为在将电压施加到该漫射器时改变光束的取向。

根据一些实施方案的另一个附加示例性方法可以包括在将电压施加到漫射器时改变光束的取向。

根据一些实施方案的另一个附加示例性装置可以包括液晶光栅，该液晶光栅被配置为将光束漫射成两个或更多个漫射光束。

根据一些实施方案的另一个附加示例性方法可以包括在将电压施加到液晶光栅时将光束漫射成两个或更多个漫射光束。

根据一些实施方案的另一个附加示例性装置可以包括被配置为在单个坐标平面中漫射光的漫射器。

根据一些实施方案的另一个附加示例性方法可以包括在单个坐标平面中漫射光。

根据一些实施方案的另一个附加示例性装置可以包括漫射器，该漫射器被配置为接收选自由水平平面和竖直平面组成的组的选择，并且仅在选定平面中漫射光。

根据一些实施方案的另一个附加示例性方法可以包括：接收选自由水平平面和竖直平面组成的组的选择；并且仅在选定平面中漫射光。

根据一些实施方案的多视图三维光学显示装置可以包括：选择性方向性漫射器，该选择性方向性漫射器被配置为在没有机械移动的情况下选择性地激活，其中该选择性方向性漫射器可以包括至少一个表面效应液晶(SELC)漫射器，该至少一个SELC漫射器被配置为响应于施加的电场而接收和选择性地方向性地漫射一个或多个线性偏振和准直光束。

对于示例性装置的一些实施方案，SELC漫射器可以包括夹置在第一基板与第二基板之间的液晶(LC)材料层，并且该LC材料层、第一基板和第二基板可以具有选定材料特性，这些材料特性共同发挥作用来散射光束。

需注意，所描述的实施方案中的一个或多个实施方案的各种硬件元件被称为进行(即，执行、实行等)本文结合相应模块所描述的各种功能的“模块”。如本文所用，模块包括相关领域的技术人员认为适合于给定具体实施的硬件(例如，一个或多个处理器、一个或多个微处理器、一个或多个微控制器、一个或多个微芯片、一个或多个专用集成电路(ASIC)、一个或多个现场可编程门阵列(FPGA)、一个或多个存储器设备)。每个所述的模块还可包括用于执行被描述为由相应模块执行的一个或多个功能的可执行指令，并且需注意，这些指令可采取以下指令的形式或包括以下指令：硬件(即，硬连线)指令、固件指令、软件指令等，并且可被存储在任何合适的一个或多个非暂态计算机可读介质(诸如通常称为RAM、ROM等)中。

尽管上文以特定组合描述了特征和元件，但是本领域的普通技术人员将理解，每个特征或元件可单独使用或以与其他特征和元件的任何组合来使用。另外，本文所述的方法可在结合于计算机可读介质中以供计算机或处理器执行的计算机程序、软件或固件中实现。计算机可读存储介质的示例包括但不限于只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、寄存器、高速缓存存储器、半导体存储器设备、磁介质(诸如内置硬盘和可移动磁盘)、磁光介质和光介质(诸如CD-ROM磁盘和数字通用光盘(DVD))。与软件相关联的处理器可用于实现用于WTRU、UE、终端、基站、RNC或任何主计算机的射频收发器。

Claims

1.一种装置，所述装置包括：

显示器；

第一可控漫射器，所述第一可控漫射器覆盖在所述显示器上面，所述第一可控漫射器能够被选择性地操作为在第一方向上漫射光；和

第二可控漫射器，所述第二可控漫射器覆盖在所述显示器上面，所述第二可控漫射器能够被选择性地操作为在基本上垂直于所述第一方向的第二方向上漫射光。

2.根据权利要求1所述的装置，其中所述显示器为多视图显示器。

3.根据权利要求1和2中任一项所述的装置，其中所述第一可控漫射器和所述第二可控漫射器中的至少一者包括表面效应液晶(SELC)漫射器。

4.根据权利要求3所述的装置，

其中所述SELC漫射器包括夹置在第一基板与第二基板之间的液晶(LC)材料层，并且

其中所述LC材料层、所述第一基板和所述第二基板中的至少一者被配置为执行所述光的有角度选择性的漫射。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的装置，其中所述装置包括至少一个液晶(LC)光栅。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的装置，其中所述至少一个LC光栅、所述第一可控漫射器和所述第二可控漫射器中的至少一者包括双折射材料。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的装置，

还包括传感器，所述传感器被配置为检测所述显示器的取向，

其中所述装置被配置为响应于检测到所述显示器的所述取向的变化而在选择性地操作所述第一可控漫射器来在所述第一方向上漫射与选择性地操作所述第二可控漫射器来在所述第二方向上漫射之间切换。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的装置，其中所述第一可控漫射器和所述第二可控漫射器中的至少一者被配置为在没有机械移动的情况下选择性地激活。

9.根据权利要求1至7中任一项所述的装置，其中所述第一可控漫射器和所述第二可控漫射器中的至少一者被配置为响应于施加的电场而漫射光。

10.一种光学元件，所述光学元件包括：

第一层，所述第一层包括能够根据电调整的状态改变穿过所述第一层的光的偏振状态的电可调整液晶；和

第二层，所述第二层包括与所述第一层平行的层中的双折射材料，所述双折射材料包括被设计成向光束提供交替漫射特性的表面结构，

其中所述第二层被配置为在光的所述偏振状态处于第一偏振状态时根据第一角图案散射入射在所述第二层上的所述光，并且

其中所述第二层被配置为在光的所述偏振状态处于第二偏振状态时根据第二角图案散射入射在所述第二层上的所述光。

11.根据权利要求10所述的装置，

其中所述第二层被配置为在光的所述偏振状态处于所述第一偏振状态时在水平方向上漫射所述光，并且

其中所述第二层被配置为在光的所述偏振状态处于所述第二偏振状态时在竖直方向上漫射。

12.根据权利要求10至11中任一项所述的装置，还包括：

多个发光元件和准直微透镜，所述准直微透镜能够产生准直光束：和

方向可控漫射器，所述方向可控漫射器能够在第一状态与第二状态之间切换，在所述第一状态下，在第一方向上漫射光，在所述第二状态下，在第二方向上漫射光。

13.根据权利要求12所述的装置，其中所述方向可控漫射器被配置为在所述竖直方向上漫射，并且所述装置被配置为使得如果所述装置处于纵向取向，则仅生成单个竖直视图。

14.根据权利要求12至13中任一项所述的装置，其中所述多个发光元件的至少一部分以加号形图案配置。

15.根据权利要求12至14中任一项所述的装置，其中响应于所述装置的旋转，启用所述方向可控漫射器以在旋转方向上漫射，并且所述装置被配置为使得如果所述显示器取向从纵向改变为横向，则在所述漫射方向上仅生成单个视图。

16.根据权利要求12至15中任一项所述的装置，

还包括三维(3D)显示器，

其中所述漫射器的所述方向可控性在所述3D显示器上图案化，从而允许空间上变化的漫射方向特性。

17.一种方法，所述方法包括：

从一个或多个发光设备发射光束；

将所述光束偏振成线性偏振光束；

使所述光束穿过液晶(LC)材料；

使所述光束穿过双折射材料；以及

将电压施加到所述LC材料以改变所述LC材料的光偏振配置状态，

其中改变所述光偏振配置状态从第一偏振状态切换到第二偏振状态，并且

其中所述第一偏振状态导致所述光束在穿过所述双折射材料时在第一方向上漫射，并且所述第二偏振状态导致所述光束在穿过所述双折射材料时在第二方向上漫射。

18.根据权利要求17所述的方法，还包括：

渲染用于光场(LF)显示设备的一个或多个图像；以及

将所述一个或多个经渲染图像发送到所述LF显示设备。

19.根据权利要求17至18中任一项所述的方法，还包括接收针对所述LF显示设备的视场(FOV)选择。

20.根据权利要求19所述的方法，还包括基于所述FOV选择来调整所发射光束的亮度。

21.一种装置，所述装置包括：

发光设备的阵列；

偏振层；

微透镜阵列(MLA)；

一个或多个漫射器；和

一个或多个光栅。

22.根据权利要求21所述的装置，其中所述发光设备的所述阵列包括一组或多组发光设备。

23.根据权利要求22所述的装置，其中所述一组或多组发光设备中的每个发光设备包括像素。

24.根据权利要求21至23中任一项所述的装置，还包括：

背板；和

一个或多个挡板，

其中所述一组或多组发光设备的所述阵列安装到所述背板，

其中所述阵列中的每组发光设备对应于相应挡板，并且

其中每个挡板至少部分地将相应的一组发光设备与所述一组或多组发光设备的所述阵列的其余部分分开。

25.根据权利要求21至24中任一项所述的装置，

其中所述一个或多个漫射器中的至少一个漫射器被配置为在水平方向上漫射由所述发光设备中的至少一个发光设备发射的光，并且

其中所述一个或多个漫射器中的至少一个漫射器被配置为在竖直方向上漫射由所述发光设备中的至少一个发光设备发射的光。

26.根据权利要求21至25中任一项所述的装置，其中所述一个或多个漫射器中的至少一个漫射器被配置为在水平方向上漫射由所述发光设备中的至少一个发光设备发射的光与在竖直方向上漫射由所述发光设备中的所述至少一个发光设备发射的所述光之间切换。

27.根据权利要求21至26中任一项所述的装置，其中所述一个或多个漫射器中的至少一个漫射器是表面效应液晶(SELC)漫射器。

28.根据权利要求27所述的装置，其中所述SELC漫射器包括夹置在第一基板与第二基板之间的液晶(LC)材料层，所述LC材料层被配置为连同所述第一基板和所述第二基板响应于施加的电压而引起光的有角度选择性的漫射。

29.根据权利要求27所述的装置，

其中所述LC材料层、所述第一基板和所述第二基板具有选定材料和界面表面特性，所述选定材料和界面表面特性共同发挥作用来散射光束。

30.根据权利要求21至29中任一项所述的装置，其中所述漫射器中的至少一个漫射器被配置为在2D显示模式与3D显示模式之间切换。

31.根据权利要求21至30中任一项所述的装置，

其中所述漫射器中的第一SELC漫射器是被配置为利用第一漫射方向散射显示第一图像的光的SELC漫射器，

其中所述漫射器中的第二SELC漫射器是被配置为利用第二漫射方向散射显示第二图像的光的SELC漫射器，并且

其中所述第一漫射方向与所述第二漫射方向正交。

32.根据权利要求21至31中任一项所述的装置，其中所述漫射器中的至少一个漫射器是SELC漫射器，所述SELC漫射器被配置为漫射光以减少由所述发光设备的所述阵列投影的图像的眩光。

33.根据权利要求21至32中任一项所述的装置，其中所述光栅中的至少一个光栅包括液晶材料。

34.根据权利要求21至33中任一项所述的装置，其中所述光栅中的至少一个光栅包括双折射材料。

35.根据权利要求21至34中任一项所述的装置，其中所述一个或多个漫射器中的至少一个漫射器被配置为镶嵌漫射器，以将由所述发光设备中的一个或多个发光设备发射的一个或多个相邻光束一起漫射。