CN115004288A - 具有弯曲反射多束元件的多视图背光、多视图显示器和方法 - Google Patents

Abstract

一种多视图背光、多视图显示器和多视图背光操作的方法，包括具有一个或多个弯曲的反射表面的反射多束元件，该反射多束元件被配置为提供具有与多视图图像的视图方向相对应的方向的定向光束的发射光。多视图背光包括被配置为引导光的光导和反射多束元件的阵列。每个反射多束元件包括多个反射子元件并且被配置为反射性地散射出被引导光的一部分作为发射光。多视图显示器包括多视图背光和用于调制定向光束来提供多视图图像的光阀阵列。多个反射子元件中的反射子元件包括弯曲的反射表面，弯曲的反射表面的表面曲率在平行于光导的引导表面的平面中。

Description

具有弯曲反射多束元件的多视图背光、多视图显示器和方法

相关申请的交叉引用

本申请要求2020年1月22日提交的美国临时专利申请序列号62/964,589的优先权，其全部内容通过引用并入本文。

关于联邦资助的研究或开发的声明

无

背景技术

电子显示器是用于向各种设备和产品的用户传达信息的几乎无处不在的媒介。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，数字微镜设备、电润湿显示器等)。一般而言，电子显示器可以被分类为有源显示器(即，发射光的显示器)或无源显示器(即，调制由另一光源提供的光的显示器)。有源显示器的示例包括CRT、PDP和OLED/AMOLED。无源显示器的示例包括LCD和EP显示器。无源显示器虽然常常表现出诱人的性能特性，包括但不限于固有的低功耗，但是会发现由于缺乏发射光的能力而在许多实际应用中的用途有些受限。

附图说明

参照以下结合附图的详细描述，可以更容易地理解根据本文描述的原理的示例和实施例的各种特征，其中相似的附图标记表示相似的结构元件。

图1例示了根据与本文描述的原理一致的一个实施例的一个示例中的多视图显示器的透视图。

图2例示了根据与本文描述的原理一致的一个实施例的一个示例中的具有对应于多视图显示器的视图方向的特定主角方向的光束的角分量的图形表示。

图3A例示了根据与本文描述的原理一致的一个实施例的一个示例中的多视图背光的横截面图。

图3B例示了根据与本文描述的原理一致的一个实施例的一个示例中的多视图背光的平面图。

图3C例示了根据与本文描述的原理一致的一个实施例的一个示例中的多视图背光的透视图。

图4A例示了根据本文描述的原理的一个实施例的一个示例中的多视图背光的一部分的横截面图。

图4B例示了根据本文描述的原理的另一实施例的一个示例中的多视图背光的一部分的横截面图。

图5A例示了根据本文描述的原理的一个实施例的一个示例中的反射子元件的透视图。

图5B例示了根据本文描述的原理的另一实施例的一个示例中的反射子元件的透视图。

图5C例示了根据本文描述的原理的另一实施例的一个示例中的反射子元件的透视图。

图5D例示了根据本文描述的原理的另一实施例的一个示例中的反射子元件的透视图。

图6A例示了根据本文描述的原理的另一实施例的一个示例中的反射子元件的透视图。

图6B例示了根据本文描述的原理的另一实施例的一个示例中的反射子元件的透视图。

图6C例示了根据本文描述的原理的另一实施例的一个示例中的反射子元件的透视图。

图6D例示了根据本文描述的原理的另一实施例的一个示例中的反射子元件的透视图。

图7例示了根据与本描述的原理一致的一个实施例的一个示例中的多视图显示器的框图。

图8例示了根据与本文描述的原理一致的一个实施例的一个示例中的多视图背光操作的方法的流程图。

某些示例和实施例具有作为上面参考的附图中所示出的特征的补充和替代之一的其他特征。下面参考上面参考的附图详细说明这些和其他特征。

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应用于多视图或三维(3D)显示器的多视图背光。特别地，与本文描述的原理一致的实施例提供了一种多视图背光，该多视图背光采用被配置为提供发射光的反射多束元件阵列。发射光包括具有与多视图显示器的各个视图方向相对应的方向的定向光束。根据各种实施例，反射多束元件阵列的反射多束元件包括多个反射子元件，所述多个反射子元件被配置为将光从光导反射性地散射出作为发射光。此外，多个反射子元件中的一个或多个反射子元件包括弯曲的反射表面，该弯曲的反射表面的表面曲率在平行于光导的引导表面的平面中。在反射多束元件内具有弯曲的反射表面的多个反射子元件的存在可以促进对发射光的反射散射特性的粒度控制。例如，反射子元件的弯曲的反射表面可以提供与各种反射多束元件相关联的散射方向、幅度和莫尔抑制的粒度控制。采用本文所描述的多视图背光的多视图显示器的用途包括但不限于移动电话(例如，智能电话)、手表、平板计算机、移动计算机(例如，膝上型计算机)、个人计算机和计算机监视器、汽车显示控制台、相机显示器和各种其他移动以及基本上非移动显示应用和设备。

在本文中，“二维显示器”或“2D显示器”被定义为被配置为提供图像的视图的显示器，不管从哪个方向(即，在2D显示器的预定义视角或范围内)观看图像，该图像的视图基本上相同。许多智能电话和计算机显示器中发现的传统液晶显示器(LCD)是2D显示器的示例。与此相反，“多视图显示器”被定义为被配置为在不同的视图方向上或从不同的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器系统。特别地，根据一些实施例，不同视图可以表示多视图图像的场景或对象的不同透视图。

图1例示了根据与本文描述的原理一致的一个实施例的一个示例中的多视图显示器10的透视图。如图1所示，多视图显示器10包括用于显示要观看的多视图图像的屏幕12。屏幕12可以是例如电话(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的不同视图方向16上提供多视图图像的不同视图14。视图方向16被例示为从屏幕12以各种不同的主角方向延伸的箭头；不同的视图14在箭头(即，描绘视图方向16)的末端被例示为阴影多边形框；并且仅例示了四个视图14和四个视图方向16，均作为示例而非限制。注意，虽然在图1中将不同的视图14例示为在屏幕上方，但当多视图图像被显示在多视图显示器10上时，视图14实际上出现在屏幕12上或屏幕12附近。在屏幕12上方描绘视图14只是为了简化说明，并且意在表示从对应于特定视图14的视图方向16中的一个相应视图方向观看多视图显示器10。2D显示器可以基本上类似于多视图显示器10，除了2D显示器通常被配置为提供所显示图像的单一视图(例如，类似于视图14的一个视图)，而不是由多视图显示器10提供的多视图图像的不同视图14。

根据本文中的定义，视图方向或等效地具有与多视图显示器的视图方向相对应的方向的光束通常具有主角方向或仅由角分量{θ，φ}给定的“方向”。角分量θ在本文中被称为光束的“仰角分量”或“仰角”。角分量φ被称为光束的“方位角分量”或“方位角”。根据定义，仰角θ是垂直平面中的角度(例如，垂直于多视图显示屏幕的平面)，而方位角θ是水平平面中的角度(例如，平行于多视图显示屏幕平面)。

图2例示了根据与本文描述的原理一致的一个实施例的一个示例中的具有与多视图显示器的视图方向(例如，图1中的视图方向16)相对应的特定主角方向的光束20的角分量{θ，φ}的图形表示。此外，根据本文中的定义，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2还例示了光束(或视图方向)的原点O。

在本文中，如在术语“多视图图像”和“多视图显示″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差异的多个视图。此外，本文中的术语“多视图”可以明确地包括多于两个不同的视图(即，至少三个视图且通常多于三个视图)。因此，本文中使用的“多视图显示”可以明确区别于仅包括两个不同视图以表示场景或图像的立体显示。然而请注意，虽然多视图图像和多视图显示包括多于两个视图，但根据本文中的定义，通过一次只选择多视图中的两个视图来观看(例如，每个眼睛一个视图)，可以将多视图图像作为立体图像对来观看(例如，在多视图显示器上)。

“多视图像素”在本文中被定义为表示多视图显示器的类似的多个不同视图中的每一个中的“视图”像素的像素集。特别地，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的像素或像素集。因此，根据本文中的定义，“视图像素”是对应于多视图显示器的多视图像素中的视图的像素或像素集。在一些实施例中，视图像素可以包括一个或多个颜色子像素。此外，根据本文中的定义，多视图像素的视图像素是所谓的“方向像素″，其中每个视图像素与不同视图中的一个对应视图的预定视图方向相关联。此外，根据各种示例和实施例，多视图像素的不同视图像素可以在每个不同视图中具有等效或至少基本相似的位置或坐标。例如，第一多视图像素可以具有位于多视图图像的每个不同视图中的{x1，y1}处的单独的视图像素，而第二多视图像素可以具有位于每个不同视图中的{x2，y2}处的单独的视图像素，以此类推。

在本文中，“光导”被定义为使用全内反射在结构内引导光的结构。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”通常是指介电光波导，其在光导的介电材料和围绕该光导的材料或介质之间的界面处采用全内反射来引导光。根据定义，全内反射的条件是光导的折射率大于与光导材料表面相邻的周围介质的折射率。在一些实施例中，除了上面提到的折射率差之外或代替上面提到的折射率差，光导可以包括涂层，以进一步促进全内反射。该涂层可以是例如反射涂层。光导可以是几个光导中的任何一个，包括但不限于板(plate)或板状(slab)光导和条状(strip)光导中的一个或两个。

此外，在本文中，术语“板”当应用于如在“板光导”中的光导时，被定义为分段或差异平面的层或片，其有时被称为“板状”光导。特别地，板光导被定义为被配置为在由光导的顶表面和底表面(即，相对的表面)界定的两个基本正交的方向上引导光的光导。此外，根据本文中的定义，顶表面和底表面都彼此分开，并且可以至少在差别的意义上基本上彼此平行。也就是说，在板光导的任何差别小的区段内，顶表面和底表面基本上平行或共面。在一些实施例中，板光导可以是基本上平的(即，限制在平面上)，并且因此，板光导是平面光导。在其它实施例中，板光导可以在一个或两个正交维度上弯曲。例如，板光导可以在单个维度上弯曲以形成圆柱形板光导。然而，任何曲率都具有足够大的曲率半径，以确保在板光导内保持全内反射来引导光。

根据本文中的定义，“多束元件”是产生包括多个定向光束的发射光的背光或显示器的结构或元件。在一些实施例中，多束元件可以光学地耦合到背光的光导，以通过耦合或散射在光导中所引导的光的一部分来提供多个光束。在其他实施例中，多束元件可以生成作为定向光束发射的光(例如，可以包括光源)。此外，根据本文中的定义，由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。特别地，根据定义，多个定向光束中的一个定向光束具有与多个定向光束的另一个定向光束不同的预定主角方向。此外，多个定向光束可以表示光场。例如，多个定向光束可以被限制在基本上圆锥形的空间区域，或者具有包括多个光束中定向光束的不同主角方向的预定角展度。因此，组合的定向光束(即，多个光束)的预定角展度可以表示光场。

根据各种实施例，由包括但不限于多束元件的尺寸(例如，长度、宽度、面积等)和取向或旋转的特性来确定多个定向光束中的各种定向光束的不同主角方向。在一些实施例中，根据本文中的定义，多束元件可以被视为“扩展的点光源”，即分布在多束元件的范围内的多个点光源。此外，根据本文中的定义并且如上文关于图2所述，由多束元件产生的定向光束具有由角分量{θ，φ}给出的主角方向。

在本文中，“准直器”被定义为基本上被配置为准直光的任何光学设备或装置。根据各种实施例，由准直器提供的准直量可以从一个实施例到另一个实施例以预定的程度或量变化。此外，准直器可以被配置为在两个正交方向(例如，垂直方向和水平方向)中的一个或两个方向上提供准直。也就是说，根据一些实施例，准直器可以包括在提供光准直的两个正交方向中的一个或两个方向上的形状。

在本文中，“准直因子”被定义为光被准直的程度。特别地，根据本文中的定义，准直因子定义了在经准直光束内的光射线的角展度。例如，准直因子σ可以指定经准直光束中的大部分光射线在特定的角展度内(例如，关于经准直光束的中心或主角方向的+/-σ度)。根据一些示例，经准直光束的光射线可以在角度方面具有高斯分布，并且角展度可以是由经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，光源可以包括光学发射器，诸如发光二极管(LED)，其在激活或打开时发射光。特别地，在本文中，光源可以是基本上任何光的来源或基本上包括任何光学发射器，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、白炽灯和几乎任何其他光的来源中的一个或多个。由光源产生的光可以具有颜色(即，可以包括特定波长的光)，或者可以是波长范围(例如，白光)。在一些实施例中，光源可以包括多个光学发射器。例如，光源可以包括光学发射器的集合或组，其中至少一个光学发射器产生具有不同于由该集合或该组的至少一个其他光学发射器产生的光的颜色或波长的颜色或等效波长的光。不同的颜色例如可以包括原色(例如，红色、绿色、蓝色)。

如本文中所使用的，冠词“一个(a)”旨在具有其在专利领域中的普通含义，即“一个或多个”。例如，“反射多束元件”是指一个或多个反射多束元件，并且照此，“反射多束元件”在本文中是指“(一个或多个)反射多束元件”。此外，本文中对“顶部”、“底部”、“上部”、“下部”、“上”、“下”、“前”、“后”、“第一”、“第二”、“左”或“右”的任何引用都不旨在作为本文中的限制。在本文中，术语“大约”在应用于一个值时通常指在用于产生该值的装备的公差范围内，或者可以指正负10％，或正负5％，或正负1％，除非另有明确规定。此外，如本文中所使用的术语“基本上”指的是大多数，或几乎全部，或全部，或在大约51％至大约100％的范围内的量。此外，本文中的示例仅旨在说明性的，并且出于讨论目的而不是以限制的方式呈现。

根据本文描述的原理的一些实施例，提供了一种多视图背光。图3A例示了根据与本文描述的原理一致的一个实施例的一个示例中的多视图背光100的横截面图。图3B例示了根据与本文描述的原理一致的一个实施例的一个示例中的多视图背光100的平面图。图3C例示了根据与本文描述的原理一致的一个实施例的一个示例中的多视图背光100的透视图。图3C中的透视图以部分剖视图的形式例示，仅为便于本文讨论。

图3A至图3C中所例示的多视图背光100被配置为提供发射光102，发射光102包括具有彼此不同的主角方向的定向光束(例如，作为或表示光场)。特别地，发射光102的定向光束被反射性地散射出多视图背光100，并在与多视图显示器的各个视图方向或由多视图显示器显示的多视图图像的等效不同视图方向相对应的不同方向上被引导远离多视图背光100。在一些实施例中，发射光102的定向光束可以被调制(例如，使用光阀，如下所述)，以促进具有多视图内容(例如，多视图图像)的信息的显示。例如，多视图图像可以表示或包括三维(3D)内容。图3A至图3C还例示了包括光阀108阵列的多视图像素106。发射光102的定向光束通过其被反射性地散射出并朝向光阀108的多视图背光100的表面可以被称为多视图背光100的“发射表面”。

如图3A至图3C中所例示的，多视图背光100包括光导110。光导110被配置为在第一传播方向103上将光引导为具有或根据预定准直因子σ的被引导光104。例如，光导110可以包括被配置为光波导的介电材料。介电材料可以具有大于围绕介电光波导的介质的第二折射率的第一折射率。折射率差可以被配置为根据光导110的一个或多个被引导模式来促进被引导光104的全内反射。

在一些实施例中，光导110可以是包括延伸的、基本上平面的光学透明介电材料片的板状或板光学波导(即，板光导)。基本上平面的介电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各种介电材料中的任何一种制成，介电材料包括但不限于各种类型的玻璃(例如，石英玻璃、碱铝硅酸盐玻璃、硼硅酸盐玻璃等)和基本上光学透明的塑料或聚合物(例如，聚(甲基丙烯酸甲酯)或“丙烯酸玻璃”、聚碳酸酯等)中的一种或多种。在一些实施例中，光导110还可以包括在光导110的表面(例如，顶表面和底表面中的一个或两者)的至少一部分上的包层(未示出)。根据一些示例，包层可用于进一步促进全内反射。特别地，包层可以包括折射率大于光导材料的折射率的材料。

此外，根据一些实施例，光导110被配置为根据在光导110的第一表面110'(例如，“前”表面或侧面，或者“顶”表面或侧面)和第二表面110”(例如，“后”表面或侧面，或者“底”表面或侧面)之间以非零传播角的全内反射来引导被引导光104。特别地，被引导光104通过在光导110的第一表面110'和第二表面110”之间以非零传播角反射或“反弹”而作为被引导光束传播。在一些实施例中，被引导光104可以包括表示不同颜色的光的多个被引导光束。不同颜色的光可以被光导110以不同的颜色特定的非零传播角中的一个相应非零传播角引导。注意，为了说明的简单性，未在图3A至图3C中例示非零传播角。然而，在图3A中，表示第一传播方向103的粗体箭头描绘了被引导光104沿着光导长度的一般传播方向。

如本文中所定义的，“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，非零传播角大于零且小于光导110内的全内反射的临界角。例如，被引导光104的非零传播角可以在大约十(10)度到大约五十(50)度之间，或者在一些实施例中，在大约二十(20)度到大约四十(40)度之间，或者在大约二十五(25)度到大约三十五(35)度之间。例如，非零传播角可以是大约三十(30)度。在其他示例中，非零传播角可以是大约20度、或大约25度、或大约35度。此外，可以为特定的实施方式(例如，任意地)选择特定的非零传播角，只要将特定的非零传播角选择为小于光导110内的全内反射的临界角。

光导110中的被引导光104可以以非零传播角(例如，大约30-35度)被引入或引导到光导110中。在一些实施例中，可以采用诸如但不限于透镜、反射镜或类似反射器(例如倾斜的准直反射器)、衍射光栅和棱镜(未示出)及其各种组合的结构来将光引入光导110作为被引导光104。在其他示例中，可以不使用或基本上不使用结构(即，可以采用直接耦合或“对接”耦合)将光直接引入光导110的输入端。一旦被引导到光导110中，被引导光104被配置为在通常远离输入端的第一传播方向103上沿着光导110传播。

此外，具有预定准直因子σ的被引导光104可以被称为“经准直光束”或“经准直引导光”。在本文中，“经准直光”或“经准直光束”通常被定义为其中光束的光线在光束(例如，被引导光束)内基本上彼此平行的光束，除非准直因子σ允许。此外，根据本文中的定义，从经准直光束发散或散射的光线不被视为经准直光束的一部分。

在一些实施例中，光导110可以被配置为“回收”被引导光104。特别地，已经在第一传播方向103上沿着光导长度引导的被引导光104可以在不同于第一传播方向103的另一个或第二传播方向103'上沿着该长度被重定向回来。例如，光导110可以在光导110的与邻近光源的输入端相对的端部处包括反射器(未示出)。反射器可以被配置为将引导光104反射回输入端作为回收的被引导光104。在一些实施例中，替代(例如，使用反射器)光回收或除了光回收之外，另一光源可以在另一个或第二传播方向103'上提供被引导光104。回收被引导光104和使用另一光源来提供具有第二传播方向103'的被引导光104中的一个或两者可以通过使被引导光104可用一次以上或从例如到反射多束元件的一个以上方向可用来增加多视图背光100的亮度(例如，增加发射光102的定向光束的强度)，如下面所描述的。根据一些实施例，在第一传播方向103和第二传播方向103'中的每一个方向上传播的被引导光104(例如，经准直的被引导光束)可以具有相同的预定准直因子σ或根据相同的预定准直因子σ被准直。在其它实施例中，在第二传播方向103'上传播的被引导光104可以具有与在第一传播方向103上传播的被引导光104的预定准直因子σ不同的预定准直因子。在图3A中，例示了粗体箭头，指示被引导光104的第二传播方向103'(例如，指向负x方向)。

如图3A至图3C所示，多视图背光100还包括在光导110上彼此间隔开的反射多束元件120的阵列。特别地，阵列中的反射多束元件120以有限的间隔彼此分开，并且代表在光导110上的单独的、不同的元件。也就是说，根据本文中的定义，阵列中的反射多束元件120根据有限(即，非零)的元件间距离(例如，有限的中心到中心距离)彼此间隔开。此外，根据一些实施例，阵列中的反射多束元件120通常彼此不相交、重叠或以其他方式接触。也就是说，阵列中的每个反射多束元件120通常与反射多束元件120中的其他反射多束元件不同并分开。在一些实施例中，反射多束元件120可以以大于反射多束元件120中的单独一个原件的尺寸的距离间隔开。

根据一些实施例，阵列中的反射多束元件120可以被布置成一维(1D)阵列或二维(2D)阵列。例如，反射多束元件120可以被布置为线性1D阵列(例如，包括反射多束元件120的交错的线的多条线)。在另一示例中，反射多束元件120可以被布置为矩形2D阵列或圆形2D阵列。此外，在一些实施例中，阵列(即，1D或2D阵列)可以是规则的或均匀的阵列。特别地，反射多束元件120之间的元件间距离(例如，中心到中心距离或间距)可以在整个阵列上基本上均匀或恒定。在其他示例中，反射多束元件120之间的元件间距离可以跨越阵列、沿着光导110的长度或跨越光导110中的一个或两个变化。

根据各种实施例，反射多束元件阵列的每个反射多束元件120包括多个反射子元件122。此外，反射多束元件阵列的每个反射多束元件120被配置为将被引导光104的一部分反射性地散射出作为包括定向光束的发射光102。特别地，根据各种实施例，被引导光部分被使用反射或反射散射的反射多束元件120的反射子元件共同反射性地散射出去。图3A和图3C将发射光102的定向光束例示为从光导110的第一表面110'(即，发射表面)定向的多个发散箭头。

根据各种实施例，在多视图显示器中，包括在多个反射子元件的尺寸(例如，如图3A中的小写“s”所示)内的每个反射多束元件120的尺寸与光阀108的尺寸(例如，如图3A中的大写“S”所示)相当。在本文中，“尺寸”可以以包括但不限于长度、宽度或面积的多种方式中的任何一种来定义。例如，光阀108的尺寸可以是其长度，反射多束元件120的相当尺寸也可以是反射多束元件120的长度。在另一示例中，尺寸可以指使得反射多束元件120的面积可以与光阀108的面积相当的面积。

在一些实施例中，每个反射多束元件120的尺寸在多视图显示器的光阀阵列中的光阀108的尺寸的大约百分之二十五(25％)到大约百分之二百(200％)之间。在其它示例中，反射多束元件尺寸大于光阀尺寸的大约百分之五十(50％)，或大于光阀尺寸的大约百分之六十(60％)，或大于光阀尺寸的大约百分之七十(70％)，或大于光阀尺寸的大约百分之七十五(75％)，或大于光阀尺寸的大约百分之八十(80％)，或大于光阀尺寸的大约百分之八十五(85％)，或大于光阀尺寸的大约百分之九十(90％)。在其它示例中，反射多束元件尺寸小于光阀尺寸的大约百分之一百八十(180％)，或小于光阀尺寸的大约百分之一百六十(160％)，或小于光阀尺寸的大约百分之一百四十(140％)，或小于光阀尺寸的大约百分之一百二十(120％)。根据一些实施例，可以选择反射多束元件120和光阀108的相当尺寸，以减小或在一些实施例中最小化多视图显示器的视图之间的暗区。此外，可以选择反射多束元件120和光阀108的相当尺寸，以减小并且在一些实施例中最小化多视图显示器的视图(或视图像素)之间的重叠。图3A至图3C例示了被配置为调制发射光102的定向光束的光阀108阵列。例如，光阀阵列可以是采用多视图背光100的多视显示器的一部分。为了便于讨论，在图3A至图3C中例示了光阀108阵列以及多视图背光100。

如图3A至图3C中所例示的，发射光102的具有不同主角方向的不同定向光束穿过光阀阵列中的不同光阀108并可由光阀阵列中的不同光阀108进行调制。此外，如图所示，阵列中的光阀108对应于多视图像素106的子像素，并且光阀108的集合可以对应于多视图显示器的多视图像素106。特别地，在一些实施例中，光阀阵列中的不同光阀108集合被配置为接收和调制由反射多束元件120中的一个对应反射多束元件提供的或来自反射多束元件120中的一个对应反射多束元件的发射光102的定向光束，即，如图所示，对于每个反射多束元件120存在一个唯一的光阀108集合。在各种实施例中，可以采用不同类型的光阀作为光阀阵列中的光阀108，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，如图3A所示，多视图像素106的子像素的尺寸可以对应于光阀阵列中的光阀108的尺寸。在其他示例中，光阀尺寸可以被定义为光阀阵列中的相邻光阀108之间的距离(例如，中心到中心距离)。例如，光阀108可以小于光阀阵列中的光阀108之间的中心到中心距离。例如，光阀尺寸可以被定义为光阀108的尺寸或者与光阀108之间的中心到中心距离相对应的尺寸。

在一些实施例中，反射多束元件120和对应的多视图像素106(即，子像素106'集合和对应的光阀108集合)之间的关系可以是一对一的关系。也就是说，可以存在相同数量的多视图像素106和反射多束元件120。图3B通过示例明确地例示了一对一关系，其中包括不同光阀108集合的每个多视图像素106被例示为被虚线包围。在其他实施例(未示出)中，多视图像素106的数量和反射多束元件120的数量可以彼此不同。

在一些实施例中，多个反射多束元件120中的一对反射多束元件之间的元件间距离(例如，中心到中心距离)可以等于例如由光阀集合表示的对应的一对多视图像素106之间的像素间距离(例如，中心到中心距离)。例如，如图3A所示，第一反射多束元件120a和第二反射多束元件120b之间的中心到中心距离基本上等于第一光阀集合108a和第二光阀集合108b之间的中心到中心距离。在其他实施例(未示出)中，反射多束元件120对和对应的光阀集合的相对中心到中心距离可以不同，例如，反射多束元件120可以具有大于或小于表示多视图像素106的光阀集合之间的间距的元件间间距。

在一些实施例中，反射多束元件120的形状类似于多视图像素106的形状或等效地类似于对应于多视图像素106的光阀108的集合(或“子阵列”)的形状。例如，反射多束元件120可以具有正方形形状，并且多视图像素106(或者光阀108的对应集合的布置)可以基本上是正方形的。在另一示例中，反射多束元件120可以具有矩形形状，即可以具有大于宽度或横向尺寸的长度或纵向尺寸。在该示例中，对应于反射多束元件120的多视图像素106(或等效地，光阀108的集合的布置)可以具有类似的矩形形状。图3B例示了正方形反射多束元件120和包括光阀108的正方形集合的对应正方形多视图像素106的俯视图或平面图。在其它示例(未示出)中，反射多束元件120和对应的多视图像素106具有各种形状，包括或至少近似于但不限于三角形形状、六边形形状和圆形形状。

此外(例如，如图3A中所例示的)，根据一些实施例，每个反射多束元件120被配置为将发射光102的定向光束提供到一个且仅一个多视图像素106。特别地，对于反射多束元件120中的一个给定反射多束元件，具有与多视图显示器的不同视图相对应的不同主角方向的定向光束基本上被限制在单个对应的多视图像素106及其子像素中，即，与反射多束元件120相对应的光阀108的单个集合，如图3A中所例示。因此，多视图背光100的每个反射多束元件120提供发射光102的对应定向光束集合，该定向光束集合具有与多视图显示器的不同视图相对应的不同主角方向的集合(即，该定向光束集合包含具有与不同视图方向中的每一个方向相对应的方向的光束)。

特别地，如图3A中所例示的，第一光阀集合108a被配置为接收和调制来自第一反射多束元件120a的发射光102的定向光束。此外，第二光阀集合108b被配置为接收和调制来自第二反射多束元件120b的发射光102的定向光束。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108a、108b)分别对应于不同的反射多束元件120(例如，元件120a、120b)和不同的多视图图像素106，其中光阀集合的各个光阀108对应于各个多视图像素106的子像素。

在一些实施例中，反射多束元件阵列的反射多束元件120可以被设置在光导110的表面上或表面处。例如，反射多束元件120可以被设置在与光导110的发射表面(例如，第一表面110')相对的第二表面110”上。在这些实施例中的一些实施例中，多个反射子元件中的反射子元件122可以延伸到光导110的内部。在反射多束元件120被设置在光导110的引导表面上的其他实施例中，反射子元件122可以从光导110的引导表面突出并远离光导110的内部。在一些实施例中，诸如当反射子元件122从光导110的引导表面突出时，反射子元件122可以包括光导110的材料。在其他实施例中，反射子元件122可以包括另一种材料，例如介电材料。在这些实施例中的一些实施例中，其他材料可以与光导材料的折射率进行折射率匹配，以减少或基本上最小化光在光导110和反射子元件122之间的界面处的反射。在另一实施例中，其他材料可以具有比光导材料的折射率更高的折射率。例如，这种更高折射率的材料或材料层可用于提高发射光102的亮度。在其他实施例(未示出)中，反射多束元件120可以位于光导110内。特别地，在这些实施例中，反射多束元件120的多个反射子元件可以位于光导110的第一表面110’和第二表面110”两者之间并与这两者间隔开。

图4A例示了根据本文描述的原理的一个实施例的一个示例中的多视图背光100的一部分的横截面图。如图4A所示，多视图背光100包括光导110，其具有设置在光导110的第二表面110”上的反射多束元件120。图4A中所例示的反射多束元件120包括具有延伸到光导110内部的反射子元件的多个反射子元件。被引导光104被反射子元件122反射，并作为包括定向光束的发射光102离开光导110的发射表面(第一表面110')。

图4B例示了根据本文描述的原理的另一实施例的一个示例中的多视图背光100的一部分的横截面图。如图4B所示，多视图背光100还包括光导110，其具有设置在光导110的第二表面110”上的反射多束元件120。然而，在图4B中，反射多束元件120包括具有从光导110的引导表面突出并远离光导110的内部的反射子元件的多个反射子元件。如在图4A中，被引导光104在图4B中被例示为被反射子元件122反射并作为包括定向光束的发射光102离开光导110的发射表面(第一表面110')。

注意，尽管图4A和图4B中例示的反射多束元件120的所有反射子元件122被描绘为彼此相似，但在一些实施例(未示出)中，多个反射子元件中的反射子元件122可以彼此不同。例如，反射子元件122可以在反射多束元件120内和在反射多束元件120上具有不同尺寸、不同横截面轮廓、甚至不同取向(例如，相对于被引导光传播方向的旋转)中的一个或多个。在另一示例中，第一反射子元件122可以延伸到光导内部，并且第二反射子元件122可以在反射多束元件120内从光导110的引导表面突出远离。特别地，根据一些实施例，多个反射子元件中的至少两个反射子元件122可以在发射光102内具有彼此不同的反射散射轮廓。

在一些实施例中，反射多束元件阵列的反射多束元件120还可以包括邻近并涂覆多个反射子元件122的反射表面的反射材料。在一些实施例中，反射材料的范围可以被限制或基本上被限制在反射多束元件120的范围或边界以形成反射岛。

图4A以示例而非限制的方式例示了作为填充多个反射子元件中的反射子元件122的反射材料层的反射材料124。此外，反射材料层具有被限制在反射多束元件120的范围内的范围，形成反射岛，如所例示的。在其他实施例(未示出)中，反射材料层可以被配置为涂覆延伸到光导内部的反射子元件122的反射表面，但是不填充或基本上填充延伸到光导内部的反射子元件122。

图4B例示了作为反射材料层的反射材料124，该反射材料层被配置为涂覆多个反射子元件中的所例示的反射子元件122的反射表面。在其他实施例(未示出)中，反射材料层可以围绕以与图4A中所例示的方式类似的方式远离光导110的引导表面突出的反射子元件122形成反射岛。

在各种实施例中，可以采用多种反射材料(诸如但不限于反射金属(例如，铝、镍、银、金等)和各种反射金属聚合物(例如，聚合物铝))中的任何一种作为反射材料124。可以通过多种方法，包括但不限于例如旋涂、蒸发沉积和溅射，施加反射材料124的反射材料层。根据一些实施例，可以采用光刻法或类似的光刻方法来限定沉积后反射材料层的范围，以将反射材料124限制在反射多束元件120的范围内并形成反射岛。

如上面所提及的，反射多束元件120的多个反射子元件中的反射子元件122可以具有不同的横截面轮廓。特别地，横截面轮廓可以呈现具有各种倾斜角和各种表面曲率中的一个或两个的多种反射散射表面，以控制反射多束元件120的发射图案。例如，在一些实施例中，多个反射子元件中的反射子元件122可以包括弯曲的反射表面，诸如包括下面详细描述的反射表面126和128中的一个或多个。多个反射子元件中的反射子元件122可以包括弯曲的反射表面，并且弯曲的反射表面的表面曲率可以在平行于光导110的引导表面的平面中(例如，在图2中的x-y平面中)。

在一些示例中，诸如下面详细描述的图5A至图5D及图6A至图6D中所示出的配置，反射表面可以在平行于光导110的引导表面的平面中(例如，在x-y平面中)弯曲。例如，在平行于光导110的引导表面的平面中，反射表面可以是非平面的，可以具有有限的表面曲率，或者可以具有有限的曲率半径。换句话说，在平行于光导110的引导表面的平面内截取的弯曲的反射表面的横截面可以包括可以是凸的或凹的弯曲段。在一些示例中，在弯曲的反射表面和光导的引导表面之间的交点处形成的弧可以在大约10度到大约50度之间延伸。

在这些实施例中，反射子元件122的x-y平面横截面轮廓中的弯曲的反射表面的曲率或曲线半径可以被配置为控制定向光束的发射图案。例如，曲率可能影响定向光束在平行于光导110的引导表面的平面中的准直。此外，这种曲率可能影响出现的定向光束在方位角方向(例如，在沿图2中的角度φ的x-y平面中)上的覆盖区(例如，横向范围、横向尺寸和/或方位角范围)。例如，(在平行于引导表面的横截面中)凸的反射表面可以产生定向光束，该定向光束在传播远离光导110时在方位上扩展。类似地，(在平行于引导表面截取的横截面中)凹的反射表面可以产生定向光束，该定向光束到达方位焦点，然后在其传播远离光导110时在方位上扩展。在一些示例中，以这种方式方位聚焦定向光束可以帮助将定向光束导向到或穿过多视图显示器中的对应光阀。对于凸反射表面和凹反射表面(在平行于引导表面截取的横截面中)，在多视图显示器的典型观看距离处，定向光束可以随着远离光导110的距离的增加而在方位上扩展。定向光束的这种方位上扩展可以增加可以从其观看多视图显示器的每个视图的方位角的范围。此外，从反射表面反射的光可以在光导110中形成向后传播的反射分量。向后传播的反射分量可以被多个反射子元件中的另一反射子元件122引导出光导110，这保持或提高了多视图背光100的效率。

在一些示例中，诸如图5A、图5B、图6A和图6B中所例示的并在下面详细描述的配置，在垂直于光导110的引导表面的平面中(例如，在包括z轴的平面中)，弯曲的反射表面可以具有平面或基本上平面的表面曲率。换句话说，在垂直于光导110的引导表面的平面内截取的弯曲的反射表面的横截面可以包括直的、大体上直的或线性的段。在一些示例中，反射表面可以在垂直于光导110的引导表面的平面中具有倾斜角。倾斜角可以被配置为控制发射光102内的定向光束的发射图案。例如，相对于光导110的引导表面，倾斜角可以在大约10度(10°)到大约50度(50°)之间，或者在大约25度(25°)到大约45度(45°)之间。

在一些示例中，诸如图5C、图5D、图6C和图6D中所例示的并在下面详细描述的配置，在垂直于光导110的引导表面的平面中(例如，在包括z轴的平面中)，弯曲的反射表面可以具有凸的或凹的表面曲率。换句话说，在垂直于光导110的引导表面的平面内截取的弯曲的反射表面的横截面可以包括弯曲的段。在这些示例中，弯曲的反射表面可以具有在两个维度中的曲率，所述在两个维度中的曲率被配置为控制定向光束的发射图案。两个维度中的相应曲率半径可以相同或不同。

图5A例示了根据本文描述的原理的一个实施例的一个示例中的反射子元件122的透视图。图5B例示了根据本文描述的原理的另一实施例的一个示例中的反射子元件122的透视图。如图5A中所例示的，反射子元件122延伸到光导110的内部，而图5B例示了从光导110的引导表面突出并远离光导内部的反射子元件122。如图5A至图5B中所例示的，反射子元件122包括反射表面126，该反射表面126在垂直于光导110的引导表面的平面中相对于光导110的引导表面具有大约35度(35°)的倾斜角。如上所述，图5A和图5B中的每一个中的反射表面126被配置为反射具有预定准直因子σ的被引导光104。在图5A和5B的配置中，在平行于光导110的引导表面的平面中截取的弯曲的反射表面126的横截面包括当从光导的内部观察时凸起的弯曲段。注意，在一些实施例中，反射子元件122的相对侧的弯曲的反射表面126可以具有不同的弯曲形状。例如，如图5B中以示例而非限制的方式所例示的，一侧可以具有弯曲的反射表面126，而相对侧可以具有平坦的或基本上未弯曲的表面。

图5C例示了根据本文描述的原理的另一实施例的一个示例中的反射子元件122的透视图。图5D例示了根据本文描述的原理的另一实施例的一个示例中的反射子元件122的透视图。图5C例示了延伸到光导110内部的反射子元件122，而图5D例示了从光导110的引导表面突出并远离光导内部的反射子元件122。在图5C和图5D中的每一个中，反射子元件122包括反射表面128，该反射表面128在垂直于光导110的引导表面的平面中是弯曲的。在图5C和5D的配置中，在平行于光导110的引导表面的平面中截取的弯曲的反射表面128的横截面包括当从光导的内部观察时凸起的弯曲段。如上所述，弯曲的反射表面128的曲率被配置为反射具有预定准直因子σ的被引导光104。特别地，根据各种实施例，曲率可以被配置为通过集中或扩展定向光束的角展度来控制发射光102的定向光束的发射图案。

图6A例示了根据本文描述的原理的另一实施例的一个示例中的反射子元件122的透视图。图6B例示了根据本文描述的原理的另一实施例的一个示例中的反射子元件122的透视图。如图6A中所例示的，反射子元件122延伸到光导110的内部，而图6B例示了从光导110的引导表面突出并远离光导内部的反射子元件122。如图6A至图6B中所例示的，反射子元件122包括反射表面126，该反射表面126在垂直于光导110的引导表面的平面中相对于光导110的引导表面具有大约35度(35°)的倾斜角。如上所述，图6A和图6B中的每一个中的反射表面126被配置为反射具有预定准直因子σ的被引导光104。在图6A和6B的配置中，在平行于光导110的引导表面的平面中截取的弯曲的反射表面126的横截面包括当从光导的内部观察时凹的弯曲段。

图6C例示了根据本文描述的原理的另一实施例的一个示例中的反射子元件122的透视图。图6D例示了根据本文描述的原理的另一实施例的一个示例中的反射子元件122的透视图。图6C例示了延伸到光导110内部的反射子元件122，而图6D例示了从光导110的引导表面突出并远离光导内部的反射子元件122。在图6C和图6D中的每一个中，反射子元件122包括反射表面128，该反射表面128在垂直于光导110的引导表面的平面中是弯曲的。在图6C和图6D的配置中，在平行于光导110的引导表面的平面中截取的弯曲的反射表面128的横截面包括当从光导的内部观察时凹的弯曲段。如上所述，弯曲的反射表面128的曲率被配置为反射具有预定准直因子σ的被引导光104。特别地，根据各种实施例，曲率可以被配置为通过集中或扩展定向光束的角展度来控制发射光102的定向光束的发射图案。

在一些实施例中，多视图背光100的光导110还被配置为在与第一传播方向103相反的第二传播方向103'上引导光。在这些实施例中的一些实施例中，多个反射子元件中的反射子元件122可以被配置为反射性地散射出具有第二传播方向的被引导光104的一部分作为发射光102，该发射光102包括具有与多视图显示器的各个视图方向相对应的方向的定向光束。特别地，来自具有第二传播方向103'的被引导光104的反射性散射出的被引导光部分可以被配置为与来自由反射子元件122散射出的具有第一传播方向103的被引导光104的反射性散射出的被引导光部分组合。根据一些实施例，组合反射性散射出的光可以提供更大强度的发射光102和提供发射光102内的定向光束的对称散射轮廓中的一个或两个。图4A至图4B例示了具有两个传播方向(例如，图3A中例示的第一传播方向103和第二传播方向103'二者)的被引导光104，以及在所例示的反射多束元件120内的反射子元件122，该反射子元件122被配置为反射性地散射出具有两个传播方向的被引导光部分。

再次参考图3A至图3C，多视图背光100还可以包括光源130。根据多种实施例，光源130被配置为向光导110提供光以被引导为被引导光104。特别地，光源130可以位于光导110的输入边缘附近，如所例示的。在一些实施例中，光源130可以包括沿着光导110的输入边缘彼此间隔开的多个光学发射器。

在多种实施例中，光源130可以包括基本上任何光的来源(例如，光学发射器)，包括但不限于一个或多个发光二极管(LED)或激光器(例如，激光二极管)。在一些实施例中，光源130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单色光。特别地，单色光的颜色可以是特定颜色空间或颜色模型(例如，红-绿-蓝(RGB)颜色模型)的原色。在其他示例中，光源130可以是被配置为提供基本宽波段或多色光的基本宽波段光源。例如，光源130可以提供白光。在一些实施例中，光源130可以包括被配置为提供不同颜色的光的多个不同光学发射器。不同光学发射器可以被配置为提供具有与不同颜色的光中的每一个相对应的被引导光的不同的、特定颜色的、非零传播角的光。

根据本文描述的原理的一些实施例，提供了一种多视图显示器。多视图显示器被配置为发射经调制的光束作为多视图显示器的视图像素来提供多视图图像。所发射的经调制的光束具有彼此不同的主角方向。此外，所发射的经调制的光束可以优先地被引导朝向多视图显示器的多个观看方向或视图或多视图图像的等效物。在非限制性示例中，多视图图像可以包括具有对应数量的视图方向的一乘四(1x4)、一乘八(1x8)、二乘二(2x2)、四乘八(4×8)或八乘八(8×8)视图。包括在一个方向上但不在另一个方向上的多个视图(例如，1x4视图和1x8视图)的多视图显示器可以被称为“仅水平视差”多视图显示器，因为这些配置可以在一个方向(例如，作为水平视差的水平方向)上但不在正交方向(例如，没有视差的垂直方向)上提供表示不同视图或场景视差的视图。在两个正交方向上包括多于一个场景的多视图显示器可以被称为全视差多视图显示器，因为视图或者场景视差可以在两个正交方向上变化(例如，水平视差和垂直视差两者)。在一些实施例中，多视图显示器被配置为提供具有三维(3D)内容或信息的多视图显示器。例如，多视图显示器或多视图图像的不同视图可以提供由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7例示了根据与本描述的原理一致的一个实施例的一个示例中的多视图显示器200的框图。根据各个实施例，多视图显示器200被配置成根据不同视图方向上的不同视图来显示多视图图像。特别地，由多视图显示器200发射的发射光202的经调制定向光束可以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)。在图7中，作为示例而不是限制，具有虚线的箭头用于表示发射光202的经调制定向光束，以强调其调制。

如图7所示，多视图显示器200包括光导210。光导210被配置为在第一传播方向上将光引导为被引导光。在各种实施例中，可以根据全内反射来引导光，例如作为被引导光束。例如，光导210可以是被配置为将来自其光输入边缘的光引导为被引导光束的板光导。在一些实施例中，多视图显示器200的光导210可以基本上类似于以上关于多视图背光100描述的光导110。

图7中所例示的多视图显示器200还包括反射多束元件220阵列。根据各种实施例，反射多束元件阵列中的反射多束元件220在光导210上彼此间隔开。反射多束元件阵列的反射多束元件220包括多个反射子元件。此外，反射多束元件220被配置为反射性地散射出被引导光作为发射光202，该发射光202包括具有与由多视图显示器200显示的多视图图像的各个视图方向相对应的方向的定向光束。发射光202的定向光束具有彼此不同的主角方向。特别地，根据各种实施例，定向光束的不同主角方向对应于多视图图像的不同视图中的各个视图的不同视图方向。在一些实施例中，多个反射子元件中的反射子元件的反射表面包括平行于光导210的引导表面的平面中的表面曲率。在一些实施例中，包括多视图显示器200的反射子元件的反射多束元件220可以分别与上述多视图背光100的反射多束元件120和反射子元件122基本上类似。

如图7所示，多视图显示器200还包括光阀230阵列。光阀230阵列被配置为调制发射光202的定向光束来提供多视图图像。在一些实施例中，光阀230阵列可以与以上关于多视图背光100描述的光阀108阵列基本上类似。在一些实施例中，反射多束元件的尺寸在光阀阵列的光阀230的尺寸的大约百分之二十五(25％)到大约百分之二百(200％)之间。在其它实施例中，如上文关于反射多束元件120和光阀108所述，可以采用反射多束元件220和光阀230的其他相对尺寸。

在一些实施例中，可以根据预定准直因子来准直被引导光。在一些实施例中，发射光的发射图案是被引导光的预定准直因子的函数。例如，预定准直因子可以基本上类似于上文关于多视图背光100描述的预定准直因子σ。

在一些实施例中，多个反射多束元件220的反射子元件中的反射子元件被设置在光导210的引导表面上。例如，如上文关于多视图背光100所述，引导表面可以是与光导210的发射表面相对的光导210的表面。在一些实施例中，反射子元件可以延伸到光导的内部。在其他实施例中，反射子元件可以从光导210的引导表面突出。

在一些实施例中，反射多束元件阵列的反射多束元件220还包括邻近并涂覆多个反射子元件的反射表面的反射材料(例如，但不限于，反射金属或金属聚合物)。在一些实施例中，反射材料被限制在反射多束元件220的边界内，以形成包括反射多束元件220和边界限制的反射材料的反射岛。反射材料可以基本上类似于如上所述的反射多束元件120的反射材料124。

在一些实施例中，多个反射子元件中的反射子元件包括在与表面曲率的平面垂直的平面中具有倾斜角的反射表面。与表面曲率相结合的倾斜角可以被配置为控制发射光202的定向光束的发射图案。在一些实施例中，多个反射子元件中的反射子元件的倾斜角和表面曲率被配置为确定发射光202的定向光束的聚合方向。在其它实施例中，反射子元件包括弯曲的反射表面。例如，弯曲的反射表面可以具有弯曲的横截面轮廓，其具有基本上平滑的曲率。

在一些实施例中，反射多束元件220内的多个反射子元件中的反射子元件的密度被配置为确定发射光的相对发射强度。在一些实施例中，多个反射子元件中的至少两个反射子元件具有彼此不同的反射散射轮廓。

在一些实施例中，光阀阵列的光阀230被布置在表示多视图显示器200的多视图像素的集合中。在一些实施例中，光阀表示多视图像素的子像素。在一些实施例中，反射多束元件阵列的反射多束元件220与多视图显示器200的多视图像素一一对应。

在这些实施例中的一些实施例(图7中未示出)中，多视图显示器200还可以包括光源。光源可以被配置为以非零传播角向光导210提供光，并且在一些实施例中，根据预定准直因子被准直，以在光导210内提供被引导光的预定角展度。根据一些实施例，光源可以基本上类似于以上关于多视图背光100描述的光源130。在一些实施例中，可以采用多个光源。例如，可以在光导210的两个不同的边缘或端部(例如，相对端部)处使用一对光源，以将光提供到光导210作为具有两个不同传播方向的被引导光。

根据本文描述的原理的一些实施例，提供了一种多视图背光操作的方法。图8例示了根据与本文描述的原理一致的一个实施例的一个示例中的多视图背光操作的方法300的流程图。如图8所示，多视图背光操作的方法300包括在沿着光导的长度的传播方向上将光引导310为被引导光。在一些实施例中，可以以非零传播角引导310光。此外，被引导光可以被准直，例如，根据预定准直因子被准直。根据一些实施例，光导可以基本上类似于以上关于多视图背光100描述的光导110。特别地，根据各种实施例，可以根据光导内的全内反射来引导光。

如图8所示，多视图背光操作的方法300还包括使用反射多束元件阵列将被引导光的一部分反射320出光导来提供发射光，该发射光包括具有与多视图显示器的各个不同视图方向相对应的不同方向的定向光束。在各种实施例中，定向光束的不同方向对应于多视图显示器的相应视图方向。在各种实施例中，反射多束元件阵列的反射多束元件包括多个反射子元件。在一些示例中，多个反射子元件中的反射子元件包括弯曲的反射表面。在一些示例中，弯曲的反射表面的表面曲率可以在平行于光导的引导表面的平面中。在一些实施例中，每个反射多束元件的尺寸在多视图显示器的光阀阵列中的光阀尺寸的25％到200％之间。

在一些实施例中，反射多束元件基本上类似于上面描述的多视图背光100的反射多束元件120。特别地，反射多束元件的多个反射子元件可以基本上类似于上述的多个反射子元件122。

在一些实施例中，多个反射子元件中的反射子元件被设置在光导的引导表面上。在一些实施例中，反射子元件之一延伸到光导的内部并从光导的引导表面突出。根据各种实施例，发射光的发射图案可以是被引导光的预定准直因子的函数。

在一些实施例中，反射多束元件阵列的反射多束元件还包括邻近并涂覆多个反射子元件的反射表面的反射材料。在一些实施例中，反射材料被限制在反射多束元件的边界内。反射材料可以基本上类似于上述反射多束元件120的反射材料124。

在一些示例中，多个反射子元件中的反射子元件的弯曲的反射表面还包括垂直于光导的引导表面的平面中的表面曲率。弯曲的反射表面可以具有在两个维度中的曲率，所述在两个维度中的曲率被配置为控制定向光束的发射图案。

在一些实施例(未示出)中，多视图背光操作的方法还包括使用光源向光导提供光。所提供的光中的一个或两个可以在光导内具有非零传播角，并且可以根据准直因子在光导内被准直，以在光导内提供被引导光的预定角展度。在一些实施例中，光源可以基本上类似于上面描述的多视图背光100的光源130。

在一些实施例中(例如，如图8所示)，多视图背光操作的方法300还包括使用光阀调制330由反射多束元件反射性散射出的发射光的定向光束来提供多视图图像。根据一些实施例，多个光阀或光阀阵列中的光阀对应于多视图像素的子像素，并且光阀阵列中的光阀集合对应于或被布置为多视图显示器的多视图像素。也就是说，例如，光阀可以具有与子像素的尺寸相当的尺寸或者与多视图像素的子像素之间的中心到中心间距相当的尺寸。根据一些实施例，多个光阀可以基本上类似于如上所述的多视图背光100的上述光阀108阵列。特别地，光阀的不同集合可以以类似于第一光阀集合108a和第二光阀集合108b与不同的多视图像素106的相对应的方式对应于不同的多视图像素。此外，光阀阵列中的单独的光阀可以对应于多视图像素的子像素，因为上述光阀108对应于上述参考讨论中的子像素。

因此，已经描述了多视图背光、多视图背光操作的方法和多视图显示器的示例和实施例，该多视图显示器采用包括反射子元件的反射多束元件来提供发射光，该发射光包括具有与多视图图像的不同方向视图相对应的方向的定向光束。应理解，上述示例仅仅是表示本文中所描述的原理的许多特定示例中的一些示例的说明。显然，本领域技术人员可以很容易地设计出许多其他布置而不背离由所附权利要求限定的范围。

Claims (23)

1.一种多视图背光，包括：

光导，被配置为在第一传播方向上将光引导为具有预定准直因子的被引导光；以及

反射多束元件阵列，所述反射多束元件在所述光导上彼此间隔开，所述反射多束元件阵列中的每个反射多束元件包括多个反射子元件并被配置为反射性地散射出所述被引导光的一部分作为发射光，所述发射光包括具有与多视图显示器的各个视图方向相对应的方向的定向光束，

其中所述多个反射子元件中的反射子元件包括弯曲的反射表面，所述弯曲的反射表面的表面曲率在平行于所述光导的引导表面的平面中。

2.根据权利要求1所述的多视图背光，其中每个反射多束元件的尺寸在所述多视图显示器的光阀阵列中的光阀的尺寸的百分之二十五到百分之二百之间。

3.根据权利要求1所述的多视图背光，其中所述反射多束元件被设置在所述光导的表面上，所述多个反射子元件中的反射子元件延伸到所述光导的内部。

4.根据权利要求1所述的多视图背光，其中所述反射多束元件被设置在所述光导的表面上，所述多个反射子元件的反射子元件从所述光导的所述表面突出并远离所述光导的内部并且包括所述光导的材料。

5.根据权利要求1所述的多视图背光，其中所述反射多束元件阵列的反射多束元件还包括邻近并涂覆所述多个反射子元件的反射表面的反射材料，所述反射材料的范围被限制在所述反射多束元件的范围内以形成反射岛。

6.根据权利要求1所述的多视图背光，其中所述反射子元件的所述弯曲的反射表面包括在垂直于所述光导的所述引导表面的平面中的倾斜角，所述倾斜角被配置为控制所述定向光束的发射图案。

7.根据权利要求6所述的多视图背光，其中所述弯曲的反射表面的所述倾斜角相对于所述光导的所述引导表面在二十五度到四十五度之间。

8.根据权利要求1所述的多视图背光，其中，所述多个反射子元件中的所述反射子元件的所述弯曲的反射表面还包括在垂直于所述光导的所述引导表面的平面中的表面曲率，所述弯曲的反射表面具有在两个维度中的曲率，所述在两个维度中的曲率被配置为控制所述定向光束的发射图案。

9.根据权利要求1所述的多视图背光，其中所述多个反射子元件中的至少两个反射子元件在所述发射光内具有不同的反射散射轮廓。

10.根据权利要求1所述的多视图背光，其中所述光导还被配置为在与所述第一传播方向相反的第二传播方向上引导光，所述多个反射子元件中的反射子元件被配置为反射性地散射出具有所述第二传播方向的所述被引导光的一部分作为发射光，所述发射光包括具有与多视图显示器的各个视图方向相对应的方向的定向光束。

11.一种包括权利要求1所述的多视图背光的多视图显示器，所述多视图显示器还包括光阀阵列，所述光阀阵列被配置为调制所述定向光束来提供具有与所述多视图显示器的所述视图方向相对应的方向视图的多视图图像。

12.一种多视图显示器，包括：

光导，被配置为在第一传播方向上将光引导为被引导光；

反射多束元件阵列，所述射多束元件在所述光导上彼此间隔开，所述反射多束元件阵列中的每个反射多束元件包括多个反射子元件并被配置为反射性地散射出所述被引导光作为发射光，所述发射光包括具有与多视图图像的各个视图方向相对应的方向的定向光束；以及

光阀阵列，被配置为调制所述定向光束来提供所述多视图图像，

其中，所述多个反射子元件中的反射子元件的反射表面包括在平行于所述光导的引导表面的平面中的表面曲率。

13.根据权利要求12所述的多视图显示器，其中，所述反射多束元件的尺寸中的一个或两个在所述光阀阵列中的光阀的尺寸的百分之二十五到百分之二百之间，并且所述被引导光根据预定准直因子被准直，所述发射光的发射图案是所述被引导光的所述预定准直因子的函数。

14.根据权利要求12所述的多视图显示器，其中，所述多个反射子元件中的反射子元件被设置在所述光导的所述引导表面上，所述反射子元件延伸到所述光导的内部或从所述光导的所述引导表面突出。

15.根据权利要求12所述的多视图显示器，其中所述反射多束元件阵列中的反射多束元件还包括邻近并涂覆所述多个反射子元件的反射表面的反射材料，所述反射材料被限制在所述反射多束元件的边界内。

16.根据权利要求12所述的多视图显示器，其中所述多个反射子元件中的所述反射子元件的所述反射表面包括在与所述表面曲率的所述平面垂直的平面中的倾斜角，所述倾斜角连同所述表面曲率被配置为确定所述发射光的所述定向光束的聚合方向。

17.根据权利要求12所述的多视图显示器，其中所述多个反射子元件中的至少两个反射子元件具有彼此不同的反射散射轮廓。

18.根据权利要求12所述的多视图显示器，其中：

所述光阀阵列中的光阀被布置在表示所述多视图显示器的多视图像素的集合中；

所述光阀表示所述多视图像素的子像素；以及

所述反射多束元件阵列中的反射多束元件与所述多视图显示器的所述多视图像素一一对应。

19.一种多视图背光操作的方法，所述方法包括：

在沿光导的长度的传播方向上将光引导为具有预定准直因子的被引导光；以及

使用反射多束元件阵列将所述被引导光的一部分反射出所述光导来提供发射光，所述发射光包括具有与多视图显示器的各个不同视图方向相对应的不同方向的定向光束，所述反射多束元件阵列中的反射多束元件包括多个反射子元件，

其中所述多个反射子元件中的反射子元件包括弯曲的反射表面，所述弯曲的反射表面的表面曲率在平行于所述光导的引导表面的平面中。

20.根据权利要求19所述的多视图背光操作的方法，其中每个反射多束元件的尺寸在所述多视图显示器的光阀阵列中的光阀的尺寸的百分之二十五到百分之二百之间。

21.根据权利要求19所述的多视图背光操作的方法，其中：

所述多个反射子元件中的反射子元件被设置在所述光导的所述引导表面上；

所述反射子元件延伸到所述光导的内部或从所述光导的所述引导表面突出；以及

所述发射光的发射图案是所述被引导光的所述预定准直因子的函数。

22.根据权利要求19所述的多视图背光操作的方法，其中所述反射多束元件阵列中的反射多束元件还包括邻近并涂覆所述多个反射子元件的反射表面的反射材料，所述反射材料被限制在所述反射多束元件的边界内。

23.根据权利要求19所述的多视图背光操作的方法，所述多个反射子元件中的所述反射子元件的所述弯曲的反射表面还包括在垂直于所述光导的所述引导表面的平面中的表面曲率，所述弯曲的反射表面具有在两个维度中曲率，所述在两个维度中的曲率被配置为控制所述定向光束的发射图案。

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