ES2907502T3

ES2907502T3 - Pantalla basada en red de difracción multihaz con seguimiento de la cabeza

Info

Publication number: ES2907502T3
Application number: ES16843169T
Authority: ES
Inventors: David A Fattal
Original assignee: Leia Inc
Current assignee: Leia Inc
Priority date: 2015-09-05
Filing date: 2016-09-04
Publication date: 2022-04-25
Anticipated expiration: 2036-09-04
Also published as: EP3345390C0; CN107950024A; US10551546B2; CA2992307A1; HK1250191A1; EP3345036A1; KR20180039051A; CN108351512B; WO2017041072A1; EP3345390B1; TWI639854B; US20180188441A1; TWI652524B; TW201812400A; EP3345036B1; ES2952094T3; CA2996967A1; CN107950024B; WO2017041073A1; JP2018533262A

Abstract

Una pantalla de vistas múltiples de seguimiento de la cabeza (100, 210) que comprende: una luz de fondo (110) basada en red de difracción multihaz configurada para proporcionar una pluralidad de haces de luz que tienen diferentes direcciones angulares principales correspondientes a diferentes direcciones de vista de una imagen de vistas múltiples; y una matriz de válvulas de luz (120) configurada para modular la pluralidad de haces de luz (112) para proporcionar una pluralidad de vistas de una escena como la imagen de vistas múltiples, comprendiendo la pluralidad de vistas un conjunto de vistas primarias (102a) y una vista secundaria que representa una vista en perspectiva de la escena que es angularmente adyacente al conjunto de vistas primarias, en donde la pantalla de vistas múltiples de seguimiento de la cabeza está configurada para proporcionar selectivamente el conjunto de vistas primarias o un conjunto de vistas aumentadas (102b) que comprende la vista secundaria y un subconjunto de las vistas de la vista principal se establecen de acuerdo con una ubicación rastreada de un usuario.

Description

DESCRIPCIÓN

Pantalla basada en red de difracción multihaz con seguimiento de la cabeza

REFERENCIA CRUZADA A SOLICITUDES RELACIONADAS

[0001] Esta solicitud reivindica la prioridad de la Solicitud de Patente Provisional de los Estados Unidos N° de Serie 62/214.979, presentada el 5 de septiembre de 2015.

DECLARACIÓN SOBRE INVESTIGACIÓN O DESARROLLO PATROCINADO FEDERALMENTE

[0002] N/A

ANTECEDENTES

[0003] Las pantallas electrónicas son un medio casi omnipresente para comunicar información a los usuarios de una amplia variedad de dispositivos y productos. Las pantallas electrónicas más comúnmente empleadas incluyen el tubo de rayos catódicos (CRT), los paneles de pantalla de plasma (PDP), las pantallas de cristal líquido (LCD), las pantallas electroluminiscentes (EL), las pantallas de diodos emisores de luz orgánicos (OLED) y las pantallas OLED de matriz activa (AMOLED), las pantallas electroforéticas (EP) y varias pantallas que emplean modulación de luz electromecánica o electrofluídica (p. ej., dispositivos de microespejos digitales, pantallas de electrohumectación, etc.). Generalmente, las pantallas electrónicas se pueden clasificar como pantallas activas (es decir, pantallas que emiten luz) o pantallas pasivas (es decir, pantallas que modulan la luz proporcionada por otra fuente). Entre los ejemplos más obvios de pantallas activas se encuentran los CRT, PDP y OLED/AMOLED. Las pantallas que normalmente se clasifican como pasivas cuando se considera la luz emitida son las pantallas LCD y EP. Las pantallas pasivas, aunque a menudo exhiben características de rendimiento atractivas que incluyen, pero no se limitan a un consumo de energía inherentemente bajo, pueden encontrar un uso algo limitado en muchas aplicaciones prácticas dada la falta de capacidad para emitir luz.

[0004] Para superar las limitaciones de las pantallas pasivas asociados con la luz emitida, muchas pantallas pasivas están acopladas a una fuente de luz externa. La fuente de luz acoplada puede permitir que estas pantallas de otro modo pasivas emitan luz y funcionen sustancialmente como una pantalla activa. Ejemplos de tales fuentes de luz acopladas son las luces de fondo. Una luz de fondo puede servir como fuente de luz (a menudo una luz de fondo del panel) que se coloca detrás de una pantalla que de otro modo sería pasiva para iluminar la pantalla pasiva. Por ejemplo, se puede acoplar una luz de fondo a una pantalla LCD o EP, como se describe, por ejemplo, en la solicitud de patente EP 2802 148 A1. La luz de fondo emite luz que pasa a través de la pantalla LCD o Ep . La luz emitida es modulada por la pantalla LCD o la pantalla EP y la luz modulada se emite, a su vez, desde la pantalla LCD o la pantalla EP. A menudo, las luces de fondo están configuradas para emitir luz blanca. A continuación, se utilizan filtros de color para transformar la luz blanca en varios colores utilizados en la pantalla. Los filtros de color se pueden colocar en una salida de la pantalla LCD o EP (menos común) o entre la luz de fondo y la pantalla LCD o EP, por ejemplo.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

[0005] Varias características de los ejemplos y formas de realización de acuerdo con los principios descritos en el presente documento pueden entenderse más fácilmente con referencia a la siguiente descripción detallada tomada en conjunto con los dibujos adjuntos, en los que números de referencia similares designan elementos estructurales similares, y en los que:

La Figura 1A ilustra una vista en perspectiva de una pantalla de vistas múltiples en un ejemplo, de acuerdo con una forma de realización consistente con los principios descritos en este documento.

La Figura 1B ilustra una representación gráfica de componentes angulares de un haz de luz que tiene una dirección angular principal particular correspondiente a una dirección de vista de una pantalla de vistas múltiples en un ejemplo, de acuerdo con una forma de realización consistente con los principios descritos en este documento.

La Figura 2 ilustra una vista en sección transversal de una red de difracción en un ejemplo, de acuerdo con una forma de realización consistente con los principios descritos en este documento.

La Figura 3 ilustra una vista en sección transversal de una pantalla de vistas múltiples de seguimiento de la cabeza en un ejemplo, de acuerdo con una forma de realización consistente con los principios descritos en este documento.

La Figura 4A ilustra una vista en sección transversal de una pantalla de vistas múltiples de seguimiento de la cabeza en un ejemplo, de acuerdo con una forma de realización consistente con los principios descritos en este documento.

La Figura 4B ilustra una vista en sección transversal de la pantalla de vistas múltiples de seguimiento de la cabeza de la Figura 4A en otro ejemplo, de acuerdo con una forma de realización consistente con los principios descritos en este documento.

La Figura 5 ilustra una vista en sección transversal de una pantalla de vistas múltiples de seguimiento de la cabeza que incluye una luz de fondo basada en red de difracción multihaz en un ejemplo, de acuerdo con una forma de realización consistente con los principios descritos en el presente documento.

La Figura 6A ilustra una vista en sección transversal de una parte de una retroiluminación basada en red de difracción multihaz con una red de difracción multihaz en un ejemplo, de acuerdo con una forma de realización consistente con los principios descritos en este documento.

La Figura 6B ilustra una vista en sección transversal de una parte de una luz de fondo basada en una red de difracción multihaz con una red de difracción multihaz en un ejemplo, de acuerdo con otra forma de realización consistente con los principios descritos en este documento.

La Figura 6C ilustra una vista en perspectiva de la parte de retroiluminación basada en red de difracción multihaz de la Figura 6A o de la Figura 6B que incluye la red de difracción multihaz en un ejemplo, según una forma de realización coherente con los principios descritos en este documento.

La Figura 7A ilustra una vista en sección transversal de una pantalla de vistas múltiples de seguimiento de la cabeza en un ejemplo, de acuerdo con una forma de realización consistente con los principios descritos en este documento.

La Figura 7B ilustra una vista en sección transversal de la pantalla de vistas múltiples de seguimiento de la cabeza de la Figura 7A en otro ejemplo, de acuerdo con una forma de realización consistente con los principios descritos en este documento.

La Figura 8 ilustra un diagrama de bloques de un sistema de pantalla de vistas múltiples con seguimiento de la cabeza en un ejemplo, según una forma de realización consistente con los principios descritos en este documento.

La Figura 9 ilustra un diagrama de flujo de un método de operación de pantalla de vistas múltiples que emplea seguimiento de la cabeza en un ejemplo, de acuerdo con una forma de realización consistente con los principios descritos en este documento.

[0006] Ciertos ejemplos y formas de realización tienen otras características que son una de, además de y en lugar de las características ilustradas en las figuras anteriores con referencia. Estas y otras características se detallan a continuación con referencia a las figuras a las que se hace referencia anteriormente.

DESCRIPCIÓN DETALLADA

[0007] Los ejemplos y formas de realización de acuerdo con los principios descritos en el presente documento proporcionan una pantalla de vistas múltiples o tridimensional (3D) que emplea la ubicación del usuario o "seguimiento de la cabeza". Las formas de realización consistentes con los principios descritos en este documento pueden emplear una pantalla de vistas múltiples para proporcionar diferentes conjuntos de vistas de una escena representada por una imagen de vistas múltiples dependiendo de la ubicación de un usuario. En particular, se puede proporcionar un conjunto de vistas primarias cuando un usuario se encuentra en una primera posición. El conjunto de vistas primarias está configurado para proporcionar una imagen de vistas múltiples al usuario dentro de un rango de ángulos de visión. Además, se puede proporcionar un conjunto de vistas aumentadas cuando el usuario se mueve o se encuentra en una segunda posición. El conjunto de vistas aumentadas incluye un subconjunto de vistas primarias y una vista secundaria. La vista secundaria representa una perspectiva o dirección de vista de la escena que es angularmente adyacente pero sustancialmente más allá de un rango angular del conjunto de vistas primarias. Proporcionar diferentes conjuntos de vistas correspondientes a diferentes ubicaciones de un usuario puede aumentar un campo de visión angular efectivo (FOV) de una imagen de vistas múltiples que se está visualizando. El campo de visión angular aumentado puede reducir o mitigar los llamados "saltos" o "vistas invertidas" de la percepción de imágenes de vistas múltiples o tridimensional (3D) que pueden ocurrir al ver una imagen de vistas múltiples en un ángulo oblicuo, por ejemplo.

[0008] En diversas formas de realización, el seguimiento de la cabeza puede proporcionar la posición o ubicación del usuario a la pantalla de vistas múltiples. Es decir, la ubicación del usuario se puede determinar o inferir rastreando la ubicación de la cabeza de un usuario. Como tal, para facilitar la discusión y no a modo de limitación, las formas de realización descritas en el presente documento pueden denominarse pantallas de vistas múltiples, sistemas y métodos de "seguimiento de la cabeza" que emplean seguimiento de la cabeza, por ejemplo.

[0009] En este documento, una “pantalla de vistas múltiples” se define como un sistema de visualización o pantalla electrónica configurado para proporcionar diferentes vistas de una imagen de vistas múltiples en diferentes direcciones de visión. La figura 1A ilustra una vista en perspectiva de una pantalla de vistas múltiples 10 en un ejemplo, de acuerdo con una forma de realización consistente con los principios descritos en este documento. Como se ilustra en la Figura 1A, la pantalla de vistas múltiples 10 comprende una pantalla 12 para mostrar una imagen de vistas múltiples para ser visualizada. La pantalla de vistas múltiples 10 proporciona diferentes vistas 14 de la imagen de vistas múltiples en diferentes direcciones de vista 16 con respecto a la pantalla 12. Las direcciones de vista 16 se ilustran como flechas que se extienden desde la pantalla 12 en varias direcciones angulares principales diferentes; las diferentes vistas 14 se ilustran como recuadros poligonales sombreados al final de las flechas (es decir, que representan las direcciones de vista 16); y sólo se ilustran cuatro vistas 14 y cuatro direcciones de vista 16, todo a modo de ejemplo y no de limitación. Tenga en cuenta que si bien las diferentes vistas 14 se ilustran en la Figura 1A como si estuvieran encima de la pantalla, las vistas 14 realmente aparecen en la pantalla 12 o en sus proximidades cuando la imagen de vistas múltiples se muestra en la pantalla de vistas múltiples 10. La representación de las vistas 14 arriba de la pantalla 12 es sólo para simplificar la ilustración y está destinada a representar la visualización de la pantalla de vistas múltiples 10 desde una respectiva de las direcciones de vista 16 correspondientes a una vista particular 14. La Figura 1A también ilustra una vista "secundaria" 14'. La vista secundaria ilustrada 14' representa una perspectiva de la escena, o equivalentemente tiene una dirección de vista secundaria 16', que es angularmente adyacente pero sustancialmente más allá de un rango angular de las vistas 14 (es decir, un conjunto de vistas primarias 14).

[0010] Una dirección de vista o de manera equivalente, un haz de luz que tiene una dirección correspondiente a una dirección de la vista de una pantalla de vistas múltiples tiene generalmente una dirección angular principal propuesta por componentes angulares {0, 0}, por definición en este documento. El componente angular 9 se denomina en el presente documento "componente de elevación" o "ángulo de elevación" del haz de luz. El componente angular 0 se denomina “componente azimutal” o “ángulo azimutal” del haz de luz. Por definición, el ángulo de elevación 9 es un ángulo en un plano vertical (p. ej., perpendicular a un plano de la pantalla de pantalla de vistas múltiples mientras que el ángulo de acimut 0 es un ángulo en un plano horizontal (p. ej., paralelo al plano de la pantalla de pantalla de vistas múltiples). La Figura 1b ilustra una representación gráfica de los componentes angulares {9, 0} de un haz de luz 20 que tiene una dirección angular principal particular correspondiente a una dirección de vista (p. ej., dirección de vista 16 en la Figura 1A) de una pantalla de vistas múltiples en un ejemplo, de acuerdo con una forma de realización consistente con los principios descritos en este documento. Además, el haz de luz 20 se emite o emana desde un punto particular, por definición aquí. Por definición, el haz de luz 20 tiene un rayo central asociado a un punto de origen en particular dentro de la pantalla de vistas múltiples. La Figura 1B ilustra también el punto de origen del haz de luz (o dirección de la vista) O.

[0011] Además, en el presente documento, el término “vistas múltiples” como de costumbre en los términos "imagen de pantallas de vistas múltiples" y "pantalla de vistas múltiples" se define como una pluralidad de vistas que representan diferentes perspectivas o que incluyen disparidad angular entre vistas de la pluralidad de vistas. Además, en el presente documento, el término "vistas múltiples" incluye explícitamente más de dos vistas diferentes (es decir, un mínimo de tres vistas y generalmente más de tres vistas), por definición en el presente documento. Como tal, la "pantalla de vistas múltiples" como se emplea en este documento se distingue explícitamente de una visualización estereoscópica que incluye sólo dos vistas diferentes para representar una escena o una imagen. Sin embargo, tenga en cuenta que, si bien las imágenes de vistas múltiples y las pantallas de vistas múltiples incluyen más de dos vistas, por definición en este documento, las imágenes de vistas múltiples se pueden ver (es decir, en una pantalla de vistas múltiples) como un par de imágenes estereoscópicas seleccionando solo dos de las vistas de vistas múltiples para verlas en un momento (es decir, una vista por ojo).

[0012] Un “pixel de vistas múltiples” se define aquí como un conjunto de sub-píxeles que representan píxeles “de vista” en cada uno de una pluralidad similar de diferentes vistas de una pantalla de vistas múltiples. En particular, un píxel de vistas múltiples puede tener un subpíxel individual correspondiente o que representa un píxel de vista en cada una de las diferentes vistas de la imagen de vistas múltiples. Además, los subpíxeles del píxel de vistas múltiples son los denominados "píxeles direccionales" porque cada uno de los subpíxeles está asociado con una dirección de vista predeterminada de una correspondiente de las diferentes vistas, por definición en el presente documento. Además, según varios ejemplos y formas de realización, los diferentes píxeles de vista representados por los subpíxeles de un píxel de vistas múltiples pueden tener ubicaciones o coordenadas equivalentes o al menos sustancialmente similares en cada una de las diferentes vistas. Por ejemplo, un primer píxel de vistas múltiples puede tener subpíxeles individuales correspondientes a píxeles de vista ubicados en {x-i, y-i} en cada una de las diferentes vistas de una imagen de vistas múltiples, mientras que un segundo píxel de vistas múltiples puede tener subpíxeles individuales correspondientes a ver píxeles ubicados en {X², y²} en cada una de las diferentes vistas, y así sucesivamente.

[0013] En algunas formas de realización, un número de sub-píxeles en un píxel de vistas múltiples puede ser igual a un número de puntos de vista de la pantalla de vistas múltiples. Por ejemplo, el píxel de vistas múltiples puede proporcionar sesenta y cuatro (64) subpíxeles asociados con una pantalla de vistas múltiples que tiene 64 vistas diferentes. En otro ejemplo, la pantalla de vistas múltiples puede proporcionar una matriz de vistas de ocho por cuatro (es decir, treinta y dos (32) vistas) y el píxel de vistas múltiples puede incluir 32 subpíxeles de 32 (es decir, uno para cada vista). Además, cada subpíxel diferente puede tener una dirección asociada (es decir, la dirección angular principal del haz de luz) que corresponde a una diferente de las direcciones de la vista, por ejemplo, correspondiente a las 64 vistas diferentes, o correspondiente a las 32 vistas diferentes, en los ejemplos anteriores. Además, según algunas formas de realización, un número de píxeles de vistas múltiples de la pantalla de vistas múltiples puede ser sustancialmente igual a un número de píxeles de "vista" (es decir, píxeles que componen una vista seleccionada) en las vistas de pantalla de vistas múltiples. Por ejemplo, si una vista incluye seiscientos cuarenta por cuatrocientos ochenta píxeles de vista (es decir, una resolución de vista de 640 x 480), la pantalla de vistas múltiples puede tener trescientos siete mil doscientos (307.200) píxeles de vistas múltiples. En otro ejemplo, cuando las vistas incluyen cien por cien píxeles de vista, la pantalla de vistas múltiples puede incluir un total de diez mil (es decir, 100 x 100 = 10.000) píxeles de vistas múltiples.

[0014] En este documento, una “guía de luz” se define como una estructura que las guías de luz dentro de la estructura utilizando la reflexión interna total. En particular, la guía de luz puede incluir un núcleo que es sustancialmente transparente a una longitud de onda operativa de la guía de luz. El término "guía de luz" generalmente se refiere a una guía de ondas óptica dieléctrica que emplea una reflexión interna total para guiar la luz en una interfaz entre un material dieléctrico de la guía de luz y un material o medio que rodea esa guía de luz. Por definición, una condición para la reflexión interna total es que el índice de refracción de la guía de luz sea mayor que el índice de refracción de un medio circundante adyacente a una superficie del material de guía de luz. En algunas formas de realización, la guía de luz puede incluir un revestimiento además de o en lugar de la diferencia de índice de refracción antes mencionada para facilitar aún más la reflexión interna total. El revestimiento puede ser un revestimiento reflectante, por ejemplo. La guía de luz puede ser cualquiera de varias guías de luz que incluyen, pero no se limitan a una o ambas de una guía de placa o placa y una guía de tira.

[0015] Además el presente documento, el término “placa” cuando se aplica a una guía de luz como en una “placa de guía de luz” se define como una capa o lámina pieza por pieza o diferencialmente plana, que a veces se denomina como una guía “ losa”. En particular, una guía de luz de placa se define como una guía de luz configurada para guiar la luz en dos direcciones sustancialmente ortogonales limitadas por una superficie superior y una superficie inferior (es decir, superficies opuestas) de la guía de luz. Además, por definición en el presente documento, las superficies superior e inferior están separadas entre sí y pueden ser sustancialmente paralelas entre sí en al menos un sentido diferencial. Es decir, dentro de cualquier sección diferencialmente pequeña de la guía de luz de la placa, las superficies superior e inferior son sustancialmente paralelas o coplanares.

[0016] En algunas formas de realización, la guía de luz de la placa puede ser sustancialmente plana (es decir, confinada a un plano) y, por tanto, la guía de luz de la placa es una guía de luz planar. En otras formas de realización, la guía de luz de la placa puede estar curvada en una o dos dimensiones ortogonales. Por ejemplo, la guía de luz de placa puede estar curvada en una única dimensión para formar una guía de luz de placa de forma cilíndrica. Sin embargo, cualquier curvatura tiene un radio de curvatura suficientemente grande para asegurar que la reflexión interna total se mantenga dentro de la guía de luz de la placa para guiar la luz.

[0017] En este documento, una “red de difracción” se define generalmente como una pluralidad de características (es decir, características de difracción) dispuesta para proporcionar difracción de la luz incidente sobre la red de difracción. En algunos ejemplos, la pluralidad de características puede disponerse de manera periódica o cuasiperiódica. Por ejemplo, la red de difracción puede incluir una pluralidad de características (p. ej., una pluralidad de ranuras o crestas en la superficie de un material) dispuestas en una matriz unidimensional (1D). En otros ejemplos, la red de difracción puede ser una matriz bidimensional (2D) de características. La red de difracción puede ser una matriz bidimensional de protuberancias o agujeros en la superficie de un material, por ejemplo.

[0018] Como tal, y por definición en el presente documento, la “red de difracción” es una estructura que proporciona la difracción de la luz incidente sobre la red de difracción. Si la luz incide en la red de difracción procedente de una guía de luz, la difracción o la dispersión por difracción proporcionadas pueden dar como resultado, y, por lo tanto, se denominará “acoplamiento difractivo”, ya que la red de difracción puede extraer la luz de la guía de luz por difracción. La red de difracción también redirige o cambia un ángulo de la luz por difracción (es decir, en un ángulo de difracción). En particular, como resultado de la difracción, la luz que sale de la red de difracción tiene generalmente una dirección de propagación diferente a la dirección de propagación de la luz incidente en la red de difracción (es decir, luz incidente). El cambio en la dirección de propagación de la luz por difracción se denomina aquí "redireccionamiento difractivo". Por lo tanto, se puede entender que la red de difracción es una estructura que incluye características de difracción que redirigen difractivamente la luz incidente en la red de difracción y, si la luz incide desde una guía de luz, la red de difracción también puede acoplar de manera difractiva la luz de la guía de luz.

[0019] Además, por definición en el presente documento, las características de una red de difracción son denominadas como “características de difracción” y pueden ser una o más de a, en y sobre una superficie de material (es decir, un límite entre dos materiales). La superficie puede ser la superficie de una guía de luz, por ejemplo. Las características de difracción pueden incluir cualquiera de una variedad de estructuras que difractan la luz que incluyen, pero no se limitan a una o más ranuras, crestas, agujeros y protuberancias en, dentro o sobre la superficie. Por ejemplo, la red de difracción puede incluir una pluralidad de ranuras sustancialmente paralelas en la superficie del material. En otro ejemplo, la red de difracción puede incluir una pluralidad de crestas paralelas que se elevan desde la superficie del material. Las características de difracción (p. ej., ranuras, crestas, orificios, protuberancias, etc.) pueden tener cualquiera de una variedad de formas o perfiles de sección transversal que proporcionan difracción que incluyen, entre otros, uno o más de un perfil sinusoidal, un perfil rectangular. (p. ej., una red de difracción binaria), un perfil triangular y un perfil de diente de sierra (p. ej., una red flameada).

[0020] De acuerdo con diversos ejemplos descritos en el presente documento, una red de difracción (p. ej., una red de difracción de una red de difracción multihaz, como se describe a continuación) se puede emplear para la dispersión difractiva o acoplamiento fuera de la guía de luz (p. ej., una guía de luz de la placa) como un haz de luz. En particular, un ángulo de difracción 9m de o proporcionado por una red de difracción localmente periódica puede ser dado por la ecuación (1) como:

6m = sin-1

donde A es una longitud de onda de la luz, m es un orden de difracción, n es un índice de refracción de una guía de luz, d es una distancia o espaciado entre características de la red de difracción, 9i es un ángulo de incidencia de la luz en la red de difracción. Por simplicidad, la ecuación (1) asume que la red de difracción es adyacente a una superficie de la guía de luz y un índice de refracción de un material fuera de la guía de luz es igual a uno (es decir, nout = 1). En general, el orden de difracción m viene dado por un número entero. Un ángulo de difracción 9m de un haz de luz producido por la red de difracción puede ser dado por la ecuación (1) donde el orden de difracción es positivo (p. ej., m > 0). Por ejemplo, se proporciona difracción de primer orden cuando el orden de difracción m es igual a uno (es decir, m = 1).

[0021] La figura 2 ilustra una vista en sección transversal de una red de difracción 30 en un ejemplo, de acuerdo con una forma de realización consistente con los principios descritos en este documento. Por ejemplo, la red de difracción 30 puede estar ubicada sobre una superficie de una guía de luz 40. Además, la Figura 2 ilustra un haz de luz 20 que incide sobre la red de difracción 30 con un ángulo de incidencia 9i. El haz de luz 20 es luz guiada (p. ej., un haz de luz guiada) dentro de la guía de luz 40. También se ilustra en la Figura 2 un haz de luz 50 acoplado producido y acoplado de manera difractiva por la red de difracción 30 como resultado de la difracción. del haz de luz incidente 20. El haz de luz acoplado 50 tiene un ángulo de difracción 9m (o "dirección angular principal" aquí) como se indica en la ecuación (1). El ángulo de difracción 9m puede corresponder a un orden de difracción “m” de la red de difracción 30, por ejemplo.

[0022] Por definición en la presente memoria, una “red de difracción multihaz” es una estructura o elemento de una luz de fondo o una pantalla que produce luz que incluye una pluralidad de haces de luz. Además, los haces de luz de la pluralidad de haces de luz producidos por una red de difracción multihaz tienen diferentes direcciones angulares principales entre sí, por definición aquí. En particular, por definición, un haz de luz de la pluralidad tiene una dirección angular principal predeterminada que es diferente de otro haz de luz de la pluralidad de haces de luz. Además, la pluralidad de haces de luz puede representar un campo de luz. Por ejemplo, la pluralidad de haces de luz puede estar confinada a una región de espacio sustancialmente cónica o tener una extensión angular predeterminada que incluye las diferentes direcciones angulares principales de los haces de luz en la pluralidad de haces de luz. Como tal, la dispersión angular predeterminada de los haces de luz en combinación (es decir, la pluralidad de haces de luz) puede representar el campo de luz.

[0023] De acuerdo con diversas formas de realización, las diferentes direcciones principales angulares de los diferentes haces de luz de la pluralidad están determinados por una combinación de un campo de red o espaciamiento y una orientación o rotación de las características de difracción de la red de difracción multihaz en los puntos de origen de los respectivos haces de luz con respecto a una dirección de propagación de la luz incidente en la red de difracción multihaz. Además, un haz de luz producido por la red de difracción multihaz tiene una dirección angular principal dada por componentes angulares {9, 0}, por definición aquí, y como se describe anteriormente con respecto a la Figura 1B.

[0024] En la presente memoria un “colimador” se define como sustancialmente cualquier dispositivo óptico o un aparato que está configurado para colimar la luz. Por ejemplo, un colimador puede incluir, pero no se limita a la colimación de un espejo o reflector, una lente colimadora o varias combinaciones de los mismos. En algunas formas de realización, el colimador que comprende un reflector de colimación puede tener una superficie reflectante caracterizada por una curva o forma parabólica. En otro ejemplo, el reflector de colimación puede comprender un reflector parabólico conformado. Por "parabólico conformado" se entiende que una superficie reflectante curvada del reflector parabólico conformado se desvía de una curva parabólica "verdadera" de una manera determinada para lograr una característica de reflexión predeterminada (p. ej., un grado de colimación). Una lente de colimación puede comprender una superficie de forma esférica (p. ej., una lente esférica biconvexa).

[0025] De acuerdo con diversas formas de realización, una cantidad de colimación proporcionada por el colimador puede variar en un grado predeterminado o cantidad de una forma de realización a otra. Además, el colimador puede configurarse para proporcionar colimación en una o ambas de las dos direcciones ortogonales (p. ej., una dirección vertical y una dirección horizontal). Es decir, el colimador puede incluir una forma en una o en ambas direcciones ortogonales que proporcione una colimación de luz, según algunas formas de realización.

[0026] En este documento, una “fuente de luz” se define como una fuente de luz (p. ej., un emisor óptico configurado para producir y emitir luz). Por ejemplo, la fuente de luz puede comprender un emisor óptico tal como un diodo emisor de luz (LED) que emite luz cuando se activa o se enciende. En particular, en este documento, la fuente de luz puede ser sustancialmente cualquier fuente de luz o comprender sustancialmente cualquier emisor óptico que incluye, entre otros, uno o más de un diodo emisor de luz (LED), un láser, un diodo emisor de luz orgánico (OLED), un diodo emisor de luz de polímero, un emisor óptico basado en plasma, una lámpara fluorescente, una lámpara incandescente y prácticamente cualquier otra fuente de luz. La luz producida por la fuente de luz puede tener un color (es decir, puede incluir una longitud de onda de luz particular) o puede ser un rango de longitudes de onda (p. ej., luz blanca). En algunas formas de realización, la fuente de luz puede comprender una pluralidad de emisores ópticos. Por ejemplo, la fuente de luz puede incluir un conjunto o grupo de emisores ópticos en los que al menos uno de los emisores ópticos produce luz que tiene un color, o equivalentemente una longitud de onda, que difiere de un color o longitud de onda de luz producida por al menos otro emisor óptico del conjunto o grupo. Los diferentes colores pueden incluir colores primarios (p. ej., rojo, verde, azul), por ejemplo.

[0027] Además, como se utiliza aquí, se pretende que el artículo “un” tenga su significado normal en las técnicas de patentes, a saber, “uno o más”. Por ejemplo, "una red de difracción multihaz" significa una o más redes de difracción multihaz y, como tal, "la red de difracción multihaz" significa "la(s) red(es) de difracción multihaz" en el presente documento. Además, cualquier referencia en este documento a 'arriba', 'abajo', 'superior', 'inferior', 'arriba', 'abajo', 'frente', atrás', 'primero', 'segundo', 'izquierda' o 'derecho' no pretende ser una limitación en este documento. Aquí, el término 'aproximadamente' cuando se aplica a un valor generalmente significa dentro del rango de tolerancia del equipo usado para producir el valor o puede significar más o menos 10%, o más o menos 5%, o más o menos 1%, a menos que se especifique expresamente lo contrario. Además, el término "sustancialmente" como se usa en este documento significa una mayoría, o casi todo, o todo, o una cantidad dentro de un rango de aproximadamente 51% a aproximadamente 100%. Además, los ejemplos de la presente están destinados a ser ilustrativos únicamente y se presentan con fines de discusión y no a modo de limitación.

[0028] De acuerdo con algunas formas de realización de los principios descritos en el presente documento, se proporciona una pantalla de vistas múltiples de seguimiento de la cabeza. La figura 3 ilustra una vista en sección transversal de una pantalla de vistas múltiples de seguimiento de la cabeza 100 en un ejemplo, de acuerdo con una forma de realización consistente con los principios descritos en este documento. La pantalla de vistas múltiples de seguimiento de la cabeza 100 está configurada para proporcionar una pluralidad de vistas de una escena como una imagen de vistas múltiples, es decir, una imagen de vistas múltiples presentada. En particular, la pluralidad de vistas se proporciona en una pluralidad correspondiente de direcciones de vista mediante la pantalla de vistas múltiples de seguimiento de la cabeza 100. En la Figura 3, las direcciones de vista o, de manera equivalente, las vistas de la pluralidad de vistas se representan como flechas 102 que apuntan en diferentes direcciones angulares que se extienden desde la pantalla de vistas múltiples de seguimiento de la cabeza 100.

[0029] Según diversas formas de realización, la pluralidad de vistas proporcionada por la pantalla de vistas múltiples de seguimiento de la cabeza 100 comprende un conjunto de vistas primarias. Por ejemplo, las flechas de línea continua 102' en la Figura 3 pueden representar el conjunto de vistas primarias o, de manera equivalente, un conjunto de direcciones de las vistas primarias. La pluralidad de vistas proporcionada por la pantalla de vistas múltiples de seguimiento de la cabeza 100 comprende además una vista secundaria en una dirección de vista secundaria. Por ejemplo, las flechas de línea discontinua 102” en la Figura 3 pueden representar la vista secundaria o las direcciones de la vista secundaria. Según varias formas de realización y por definición aquí, la vista secundaria representa una perspectiva o dirección de vista de la escena que es angularmente adyacente pero sustancialmente más allá de un rango angular del conjunto de vistas primarias. En particular, la vista secundaria corresponde a una dirección de vista que tiene un ángulo de visión que está fuera de un rango angular subtendido por la vista primaria establecida por definición aquí, por ejemplo, el rango angular subtendido por las flechas de línea continua 102' en la Figura 3. En algunas formas de realización, la pantalla de vistas múltiples de seguimiento de la cabeza 100 puede proporcionar una pluralidad de vistas secundarias. De acuerdo con varias formas de realización, la pantalla de vistas múltiples 100 está configurada para proporcionar selectivamente el conjuntos de vistas primarias o un conjunto de vistas aumentadas. El conjunto de vistas aumentadas comprende la vista secundaria y un subconjunto de vistas del conjunto de vistas primarias.

[0030] Haciendo referencia a la Figura 3, la ilustrada de pantalla de vistas múltiples de seguimiento de la cabeza 100 comprende una difracción multihaz basados en red de luz de fondo 110. La difracción multihaz basa-red de luz de fondo 110 está configurado para proporcionar una pluralidad de haces de luz 112 que tienen diferentes direcciones angulares principales. En particular, los haces de luz 112 pueden tener diferentes direcciones angulares principales correspondientes a las diferentes direcciones de vista de la pantalla de vistas múltiples de seguimiento de la cabeza 100 o, de manera equivalente, de la imagen de vistas múltiples que se va a mostrar mediante la pantalla de vistas múltiples de seguimiento de la cabeza 100. Por ejemplo, las flechas 102 en la Figura 3 también pueden representar los haces de luz 112 proporcionados por la luz de fondo basada en red de difracción multihaz 110 o, de manera equivalente, las diferentes direcciones angulares principales de los haces de luz 112 correspondientes a las diferentes direcciones de visión.

[0031] Además, como se ilustra en la Figura 3, la pluralidad de haces de luz 112 incluye un primer conjunto de haces de luz 112' y un segundo conjunto de haces de luz 112". en la Figura 3, el primer conjunto de haces de luz 112' se representa utilizando flechas de línea continua (es decir, flechas de línea continua 102') y el segundo conjunto de haces de luz 112” se representan usando flechas de línea discontinua (es decir, flechas de línea discontinua 102"). El primer conjunto de haces de luz 112' representa los haces de luz 112 de la pluralidad de haces de luz que tienen direcciones angulares principales correspondientes a las direcciones de visión del conjunto de vistas primarias. El segundo conjunto de haces de luz 112” representa los haces de luz 112 de la pluralidad de haces de luz que tienen direcciones angulares principales correspondientes a varias vistas secundarias direcciones de la pantalla de vistas múltiples de seguimiento de la cabeza 100, por ejemplo.

[0032] La pantalla de vistas múltiples de seguimiento de la cabeza 100 ilustrada en la Figura 3 comprende además una matriz de válvula de luz 120. En diversas formas de realización, cualquiera de una variedad de diferentes tipos de válvulas de luz se pueden emplear como válvulas de luz de la matriz de válvula de luz 120 incluyendo, pero sin limitarse a una o más válvulas de luz de cristal líquido, válvulas de luz electroforética y válvulas de luz basadas en electrohumectación.

[0033] La válvula de luz de matriz 120 está configurada para modular la pluralidad de haces de luz 112 para proporcionar los puntos de vista de la escena como la imagen de vistas múltiples. En particular, el conjunto de válvulas de luz 120 está configurado para modular los haces de luz 112 y para proporcionar selectivamente el conjunto de vistas primarias y el conjunto de vistas aumentadas que incluyen la vista secundaria. Según varias formas de realización, la selección entre proporcionar el conjunto de vistas primarias y el conjunto de vistas aumentadas se basa en la ubicación de un usuario o espectador de la pantalla de vistas múltiples de seguimiento de la cabeza 100. Por ejemplo, la selección del conjunto de vistas puede basarse en una ubicación de la cabeza de un usuario en relación con la pantalla de vistas múltiples de seguimiento de la cabeza 100. La selección del conjunto de vistas puede ser controlada por un controlador (p. ej., circuito de controlador) de la matriz de válvulas de luz 120 bajo la dirección de un procesador (p. ej., una unidad de procesador de gráficos) o circuito similar, por ejemplo.

[0034] La Figura 4A ilustra una vista en sección transversal de una pantalla de vistas múltiples de seguimiento de la cabeza 100 en un ejemplo, de acuerdo con una forma de realización consistente con los principios descritos en el presente documento. La Figura 4b ilustra una vista en sección transversal de la pantalla de vistas múltiples de seguimiento de la cabeza 100 de la Figura 4A en otro ejemplo, de acuerdo con una forma de realización consistente con los principios descritos en este documento. La pantalla de vistas múltiples de seguimiento de la cabeza 100 ilustrada en las Figuras 4A y 4B comprende la luz de fondo 110 basada en la red de difracción multihaz y el conjunto de válvulas de luz 120, por ejemplo, como se describe anteriormente para la Figura 3. En particular, la Figura 4A ilustra la pantalla de vistas múltiples de seguimiento de la cabeza 100 configurada para proporcionar selectivamente un conjunto de vistas primarias 102a. La Figura 4B ilustra la pantalla de vistas múltiples de seguimiento de la cabeza 100 configurada para proporcionar selectivamente un conjunto de vistas aumentadas 102b. La Figura 4A también ilustra un usuario (o la cabeza de un usuario) en una primera ubicación A y la Figura 4B también ilustra el usuario o la cabeza del usuario en una segunda ubicación B relativa a la pantalla de vistas múltiples de seguimiento de la cabeza 100. La ubicación o posición del usuario (o la cabeza del usuario) es rastreable o está siendo rastreada, por ejemplo, como se describe adicionalmente en el presente documento.

[0035] Como se ha descrito anteriormente con respecto a la Figura 3, diferentes vistas o equivalentemente las direcciones de vista tanto del conjunto de vistas primarias 102a como del conjunto de vistas aumentadas 102b están representadas por las flechas 102. En concreto en las Figuras 4A y 4B, las flechas de línea continua 102' representan las vistas o, de manera equivalente, las direcciones de vista del conjunto de vistas primarias 102a y una flecha de línea discontinua 102” representa la vista secundaria o, de manera equivalente, la dirección de la vista secundaria, por ejemplo, dentro del conjunto de vistas aumentadas 102b. Además, en las Figuras 4A-4B, las varias vistas o direcciones de vistas se identifican mediante letras que aumentan secuencialmente de izquierda a derecha, donde la letra "a" representa una primera vista, la letra "b" representa una segunda vista, y así sucesivamente. Como se ilustra, el conjunto de vistas primarias 102a incluye ocho (8) puntos de vista etiquetados “a” a través de “h” en la Figura 4A. La vista secundaria representa una novena vista de la escena y se etiqueta “/” en la Figura 4B.

[0036] Como se ilustra en la Figura 4A, la pantalla de vistas múltiples de seguimiento de la cabeza 100 puede mostrar selectivamente el conjunto de vistas primarias 102a (es decir, flechas de línea continua 102' etiquetadas 'a' a través de 'h') cuando un usuario se encuentra en la primera posición A. La primera posición A puede ser una región sustancialmente delante de la pantalla de vistas múltiples de seguimiento de la cabeza 100, por ejemplo. Cuando el usuario está en la primera posición A, el usuario puede ver una imagen de vistas múltiples "normal" de la escena (p. ej., una "imagen 3D") como se muestra en la pantalla de vistas múltiples de seguimiento de la cabeza 100, por ejemplo. En particular, la imagen de vistas múltiples "normal" o "de frente" se define para incluir el conjunto de vistas primarias 102a, que a su vez incluye vistas etiquetadas de "a" a "h", como se ilustra en la Figura 4A.

[0037] Como se ilustra en la Figura 4B, la pantalla de vistas múltiples de seguimiento de la cabeza 100 puede mostrar selectivamente el conjunto de vistas aumentadas 102b cuando un usuario se encuentra en la segunda posición B. En particular, la Figura 4B ilustra que el usuario se ha movido o está ubicado en la segunda posición B. La segunda posición "B" puede estar sustancialmente fuera de un lado (es decir, "fuera del lado") de la pantalla de vistas múltiples de seguimiento de la cabeza 100, por ejemplo, como se ilustra en la Figura 4B. El conjunto de vistas aumentadas 102b, como se ilustra, comprende un subconjunto de siete (7) de las vistas del conjunto de vistas primarias 102a (es decir, flechas de línea continua 102' “b” - ’h ’) y una vista secundaria (es decir, una flecha de línea discontinua 102” etiquetada como “i”) en la dirección de la ubicación fuera del lado del usuario. El conjunto de vistas aumentadas 102b incluye tanto un subconjunto de las vistas primarias (es decir, el subconjunto que excluye “a”) y la vista secundaria i a fin de facilitar una vista de la imagen de vistas múltiples a partir de la ubicación del usuario fuera de juego en relación con la pantalla de vistas múltiples de seguimiento de la i 100.

[0038] En particular, la pantalla de vistas múltiples de seguimiento de la cabeza 100, de acuerdo con los principios descritos en este documento, proporciona al usuario, cuando está en la segunda posición B, la capacidad de ver una parte de la escena en la imagen de vistas múltiples desde una perspectiva (es decir, la perspectiva representada por la vista secundaria) distinta de la perspectiva presente en el conjunto de vistas primarias 102a (posición A) como resultado de la inclinación de la vista secundaria (es decir, de “b” a en la dirección de la posición B) en el conjunto de vistas aumentadas 102b. Además, la inclusión de la vista secundaria proporcionada por la pantalla de vistas múltiples de seguimiento de la cabeza 100, de acuerdo con los principios descritos en este documento, puede reducir o incluso eliminar sustancialmente los llamados “saltos” que pueden ocurrir cuando el usuario ve una imagen de vistas múltiples desde un ángulo que está sustancialmente más allá del ángulo de visión "normal" u orientado hacia el frente de la pantalla de vistas múltiples de seguimiento de la cabeza 100, por ejemplo. Tenga en cuenta que, si bien la ubicación del usuario se describe en este documento con respecto a una primera posición y una segunda posición, el alcance de los principios descritos en este documento no se limita a solo dos posiciones del usuario (o de manera equivalente, la cabeza del usuario). El alcance de los principios en el presente documento está destinado a incluir cualquier número de diferentes posiciones del usuario de la pantalla de vistas múltiples de seguimiento de la cabeza 100.

[0039] De acuerdo con diversas formas de realización de los principios descritos en el presente documento, la pantalla de vistas múltiples de seguimiento de la cabeza 100 puede comprender sustancialmente cualquier retroiluminación basada en red de difracción multihaz. En particular, se puede utilizar cualquier luz de fondo que tenga una red de difracción multihaz configurada para proporcionar la pluralidad de haces de luz 112 que tienen diferentes direcciones angulares principales correspondientes a diferentes direcciones de visión de una imagen de pantallas de vistas múltiples, según diversas formas de realización. Por ejemplo, la pantalla de vistas múltiples de seguimiento de la cabeza 100 puede comprender una luz de fondo 110 basada en una red de difracción multihaz que incluye una guía de luz y una pluralidad de redes de difracción multihaz, como se describe a continuación.

[0040] La Figura 5 ilustra una vista en sección transversal de una pantalla de vistas múltiples de seguimiento de la cabeza 100 que incluye una luz de fondo basada en red de difracción multihaz 110 en un ejemplo, de acuerdo con una forma de realización consistente con los principios descritos en el presente documento. La retroiluminación 110 basada en red de difracción multihaz ilustrada en la Figura 5 está configurada para proporcionar una pluralidad de haces de luz 112 acoplados que tienen diferentes direcciones angulares principales entre sí (p. ej., como un campo de luz). En particular, como se ilustra, la pluralidad proporcionada de haces de luz 112 acoplados se dirigen lejos de la luz de fondo 110 basada en la red de difracción multihaz en diferentes direcciones angulares principales correspondientes a direcciones de vista respectivas de la pantalla de vistas múltiples de seguimiento de la cabeza 100, de acuerdo con varias formas de realización. Además, como se describió anteriormente, los haces de luz 112 acoplados pueden modularse usando válvulas de luz de una matriz de válvulas de luz 120 (también ilustrada), como se describe anteriormente, para facilitar la visualización de información que tiene contenido 3D como una imagen de vistas múltiples.

[0041] Como se ilustra en la Figura 5, la luz de fondo de red basada en la difracción multihaz 110 comprende una guía de luz 114. La guía de luz 114 puede ser una guía de luz de la placa, de acuerdo con algunas formas de realización. La guía de luz 114 está configurada para guiar la luz a lo largo de una longitud de la guía de luz 114 como luz guiada 104, por ejemplo, tiene una dirección indicada por flechas en negrita 103. La guía de luz 114 puede incluir un material dieléctrico configurado como una guía de ondas ópticas, por ejemplo. El material dieléctrico puede tener un primer índice de refracción que sea mayor que un segundo índice de refracción de un medio que rodea la guía de ondas óptica dieléctrica. La diferencia de índices de refracción está configurada para facilitar la reflexión interna total de la luz guiada 104 según uno o más modos guiados de la guía de luz 114.

[0042] En algunas formas de realización, la guía de luz 114 puede ser una guía de ondas ópticas de losa o placa que comprende una hoja extendida sustancialmente plana de material dieléctrico ópticamente transparente. Según varios ejemplos, el material ópticamente transparente de la guía de luz 114 puede incluir o estar compuesto de una variedad de materiales dieléctricos que incluyen, entre otros, uno o más de varios tipos de vidrio (p. ej., vidrio de sílice, vidrio de álcalialuminosilicato, vidrio de borosilicato, etc.), uno o más plásticos o polímeros sustancialmente ópticamente transparentes (p. ej., metacrilato de poli(metilo) o "vidrio acrílico", policarbonato, etc.) o una combinación de los mismos. En algunos ejemplos, la guía de luz 114 puede incluir además una capa de revestimiento (no ilustrada) en al menos una parte de una superficie (p. ej., una o ambas de la superficie superior e inferior) de la guía de luz 114. La capa de revestimiento se puede utilizar para facilitar aún más la reflexión interna total, según algunos ejemplos.

[0043] Además, de acuerdo con algunas formas de realización, la guía de luz 114 está configurada para guiar la luz guiada 104 en un ángulo de propagación no cero entre una primera superficie 114' (p. ej., la superficie “frontal” o lateral) y una segunda superficie 114” (p. ej., la superficie “trasera” o lateral) de la guía de luz 114. La luz guiada 104 puede propagarse reflejándose o “rebotando” entre la primera superficie 114' y la segunda superficie 114" de la guía de luz 114 en el ángulo de propagación cero (aunque en la dirección de propagación indicada por las flechas en negrita 103). En algunas formas de realización, una pluralidad de haces de luz guiada 104 que comprenden diferentes colores de luz pueden ser guiados por la guía de luz 114 en los respectivos ángulos de propagación distintos de cero, específicos de color diferentes. Tenga en cuenta que el ángulo de propagación distinto de cero no se ilustra en la Figura 5 para simplificar la ilustración.

[0044] Tal como se define en el presente documento, un “ángulo de propagación no-cero” es un ángulo y con respecto a una superficie (p. ej., la primera superficie 114' o la segunda superficie 114") de la guía de luz 114. Además, el ángulo de propagación no-cero es tanto mayor que cero como menor que un ángulo crítico de reflexión interna total dentro de la guía de luz 114, de acuerdo con los principios descritos en este documento. Por ejemplo, el ángulo de propagación distinto de cero de la luz guiada 104 puede estar entre aproximadamente diez (10) grados y aproximadamente cincuenta (50) grados o, en algunos ejemplos, entre aproximadamente veinte (20) grados y aproximadamente cuarenta (40) grados, o entre aproximadamente veinticinco (25) grados y aproximadamente treinta y cinco (35) grados. Por ejemplo, el ángulo de propagación distinto de cero puede ser de aproximadamente treinta (30) grados. En otros ejemplos, el ángulo de propagación distinto de cero puede ser de aproximadamente 20 grados, o aproximadamente 25 grados, o aproximadamente 35 grados. Además, se puede elegir un ángulo de propagación específico distinto de cero (p. ej., Arbitraril y) para una implementación particular, siempre y cuando el ángulo de propagación específico no-cero se escoge para ser menor que el ángulo crítico de reflexión interna total dentro de la guía de luz 114.

[0045] La luz guiada 104 en la guía de luz 114 puede ser introducida o acoplada a la guía de luz 114 en un ángulo de propagación distinto de cero (p. ej., aproximadamente 30-35 grados). Uno o más de una lente, un espejo o reflector similar (p. ej., un reflector de colimación inclinado) y un prisma (no ilustrado) pueden facilitar el acoplamiento de la luz en un extremo de entrada de la guía de luz 114 como la luz guiada 104 en el ángulo de propagación cero, por ejemplo. Una vez acoplada a la guía de luz 114, la luz guiada 104 se propaga a lo largo de la guía de luz 114 en una dirección que puede estar generalmente alejada del extremo de entrada (p. ej., ilustrada por flechas en negrita 103 que apuntan a lo largo de un eje x en la Figura 5).

[0046] Además, la luz guiada 104 o equivalentemente un haz de luz guiada producido por el acoplamiento de la guía de luz 114 puede ser un haz de luz colimado, de acuerdo con algunas formas de realización. Aquí, una "luz colimada" o "haz de luz colimado" se define generalmente como un haz de luz en el que los rayos del haz de luz son sustancialmente paralelos entre sí dentro del haz de luz (p. ej., la luz guiada 104). Además, los rayos de luz que divergen o se dispersan del haz de luz colimado no se consideran parte del haz de luz colimado, por definición aquí. En algunas formas de realización, la retroiluminación 110 basada en red de difracción multihaz puede incluir un colimador, tal como una lente, reflector o espejo, como se describió anteriormente, (p. ej., reflector de colimación inclinado) para colimar la luz, por ejemplo, de una fuente de luz. En algunas formas de realización, la fuente de luz comprende un colimador. La luz colimada proporcionada a la guía de luz 114 es un haz de luz colimada para ser guiado.

[0047] Como se ilustra en la Figura 5, la luz de fondo basada en la difracción multihaz 110 comprende además una pluralidad de redes de difracción multihaz 116 espaciadas una de otra a lo largo de la longitud de guía de luz. En particular, las redes de difracción multihaz 116 de la pluralidad están separadas entre sí por un espacio finito y representan elementos individuales y distintos a lo largo de la longitud de la guía de luz. Es decir, por definición aquí, las redes de difracción multihaz 116 de la pluralidad están espaciadas entre sí según una distancia entre elementos finita (es decir, distinta de cero) (p. ej., una distancia finita de centro a centro). Además, las redes de difracción multihaz 116 de la pluralidad generalmente no se cruzan, se superponen ni se tocan entre sí. Es decir, cada difracción multihaz de red 116 de la pluralidad es generalmente distinta y separada de otras redes de difracción multihaz 116.

[0048] De acuerdo con algunas formas de realización, las redes de difracción multihaz 116 de la pluralidad pueden estar dispuestas ya sea en un una matriz dimensional (1D) o matriz bidimensional (2D). Por ejemplo, la pluralidad de redes de difracción multihaz 116 puede disponerse como una matriz lineal 1D. En otro ejemplo, la pluralidad de redes de difracción multihaz 116 puede disponerse como una matriz 2D rectangular o como una matriz 2D circular. Además, la matriz (es decir, una matriz 1D o 2D) puede ser una matriz regular o uniforme, en algunos ejemplos. En particular, una distancia entre elementos (p. ej., distancia o espaciado de centro a centro) entre las redes de difracción multihaz 116 puede ser sustancialmente uniforme o constante a través de la matriz. En otros ejemplos, la distancia entre elementos entre las redes de difracción multihaz 116 puede variarse uno o ambos a través de la matriz y a lo largo de la guía de luz 114.

[0049] De acuerdo con los principios descritos en este documento, una red de difracción multihaz 116 de la pluralidad está configurada para acoplar una parte de la luz guiada 104 como la pluralidad de haces de luz acoplados 112. En particular, la Figura 5 ilustra los haces de luz acoplados 112 como una pluralidad de flechas divergentes representadas como dirigidas en dirección contraria desde la superficie primera (o frontal) 114' de la guía de luz 114.

[0050] Como se ilustra en la Figura 5, la luz de fondo basada en red de difracción multihaz 110 puede comprender además una fuente de luz 118, en algunas formas de realización. La fuente de luz 118 está configurada para proporcionar la luz para ser guiada dentro de la guía de luz 114 en un ángulo de propagación distinto de cero. En particular, la fuente de luz 118 puede estar ubicada adyacente a una superficie de entrada o un extremo (extremo de entrada) de la guía de luz 114. En varias formas de realización, la fuente de luz 118 puede comprender sustancialmente cualquier fuente de luz (p. ej., un emisor óptico), por ejemplo, como se ha proporcionado anteriormente, que incluye, pero no se limita a uno o más diodos emisores de luz (LED) o un láser (p. ej., un diodo láser). En algunas formas de realización, la fuente de luz 118 puede comprender un emisor óptico configurado para producir una luz sustancialmente monocromática que tiene un espectro de banda estrecha denotado por un color particular. En particular, el color de la luz monocromática puede ser un color primario de un espacio de color o modelo de color particular (p. ej., un modelo de color rojo-verde-azul (RGB)). En otras formas de realización, la fuente de luz 118 puede ser una fuente de luz sustancialmente de banda ancha configurada para proporcionar luz sustancialmente de banda ancha o policromática. Por ejemplo, la fuente de luz 118 puede proporcionar luz blanca. En algunas formas de realización, la fuente de luz 118 puede comprender una pluralidad de diferentes emisores ópticos configurados para proporcionar diferentes colores de luz. Los diferentes emisores ópticos pueden configurarse para proporcionar luz que tenga diferentes ángulos de propagación distintos de cero, específicos de color, de la luz guiada 104, correspondientes a cada uno de los diferentes colores de luz.

[0051] En algunas formas de realización, la fuente de luz 118 puede comprender además un colimador. El colimador puede configurarse para recibir luz sustancialmente no colimada de uno o más de los emisores ópticos de la fuente de luz 118. El colimador está configurado además para convertir la luz sustancialmente no colimada en luz colimada. En particular, el colimador puede proporcionar luz colimada que tiene un ángulo de propagación distinto de cero y que está colimada según un factor de colimación predeterminado, según algunas formas de realización. Además, cuando se emplean emisores ópticos de diferentes colores, el colimador puede configurarse para proporcionar la luz colimada con uno o ambos diferentes ángulos de propagación de color específico, distintos de cero y con diferentes factores de colimación específicos al color. El colimador está configurado además para comunicar el haz de luz colimado a la guía de luz 114 para que se propague como la luz guiada 104, descrita anteriormente.

[0052] La Figura 6A ilustra una vista en sección transversal de una parte de una luz de fondo 110 basada en una red de difracción multihaz con una red de difracción multihaz 116 en un ejemplo, de acuerdo con una forma de realización consistente con los principios descritos en este documento. La Figura 6B ilustra una vista en sección transversal de una parte de una luz de fondo 110 basada en una red de difracción multihaz con una red de difracción multihaz 116 en un ejemplo, de acuerdo con otra forma de realización consistente con los principios descritos en este documento. La Figura 6C ilustra una vista en perspectiva de la parte de retroiluminación basada en red de difracción multihaz de la Figura 6A o la Figura 6B que incluye la red de difracción multihaz 116 en un ejemplo, según una forma de realización consistente con los principios descritos en este documento. La red de difracción multihaz 116 ilustrada en la Figura 6A comprende ranuras en una superficie de una guía de luz 114, a modo de ejemplo y no de limitación. La Figura 6B ilustra la red de difracción multihaz 116 que comprende aristas que sobresalen de la superficie de la guía de luz. Una pluralidad de haces de luz 112 (es decir, haces de luz de acoplamiento difractivo) y luz guiada 104 que se propaga en una dirección indicada por flechas en negrita 103 también se ilustran de diversas formas en las Figuras 6A-6C.

[0053] Como se ilustra en las Figuras 6A-6C, la red de difracción multihaz 116 es una red de difracción modulada pulsada. En particular, como se ilustra en las Figuras 6A-6B, las características difractivas 116a están más juntas en un primer extremo 116' de la red de difracción multihaz 116 que en un segundo extremo 116”. Además, el espaciado difractivo d de las características difractivas 116a ilustradas varía desde el primer extremo 116' hasta el segundo extremo 116”. En algunos ejemplos, la red de difracción de chirp de la red de difracción multihaz 116 puede tener o exhibir un chirp del espaciado de difracción d que varía linealmente con la distancia. Como tal, la red de difracción de chirp de la red de difracción multihaz 116 puede denominarse una red de difracción de chirp lineal.

[0054] En otro ejemplo (no ilustrado), la red de difracción de chirp de la red de difracción multihaz 116 puede exhibir un chirp no lineal de la separación de difracción d. Varios chirps no lineales que pueden usarse para realizar la red de difracción de chirps incluyen, pero no se limitan a un chirp exponencial, un chirp logarítmico o un chirp que varía de otra manera sustancialmente no uniforme o aleatoria pero aún monótona. También se pueden emplear chirps no monótonos tales como, pero sin limitarse a un chirp sinusoidal o un chirp triangular o de diente de sierra. Las combinaciones de cualquiera de estos tipos de chirps también se pueden usar en la red de difracción multihaz 116.

[0055] Como se ilustra a modo de ejemplo en la Figura 6C, la red de difracción multihaz 116 incluye características de difracción 116a (p. ej., surcos o crestas) en, a o sobre una superficie de la guía de luz 114 que son chirps y curvados (es decir, la red de difracción multihaz 116 es una red de difracción de chirps curvada, como se ilustra). La luz guiada que es guiada en una guía de luz 114 tiene una dirección de incidencia relativa a la red de difracción multihaz 116 y la guía de luz 114, como se ilustra mediante una flecha 103 en negrita en la Figura 6C (también en las Figuras 6A y 6B). También se ilustra la pluralidad de haces de luz 112 acoplados o emitidos que apuntan en dirección opuesta a la red de difracción multihaz 116 en la superficie de la guía de luz 114. Los haces de luz 112 ilustrados se emiten en una pluralidad de diferentes direcciones angulares principales predeterminadas. En particular, las diferentes direcciones angulares principales predeterminadas de los haces de luz 112 emitidos son diferentes tanto en azimut como en elevación (p. ej., para formar un campo de luz), como se ilustra.

[0056] De acuerdo con diversas formas de realización, uno o ambos de los chirps predefinidos de las características de difracción 116a y la curva de las características de difracción 116a puede ser responsable de una pluralidad respectiva de diferentes direcciones principales angulares predeterminadas de los haces de luz 112 emitidos. Por ejemplo, debido a la curva de características de difracción, las características de difracción 116a dentro de la red de difracción multihaz 116 pueden tener orientaciones variables con respecto a una dirección de incidencia de la luz guiada 104 que es guiada en la guía de luz 114. En particular, una orientación de las características de difracción 116a en un primer punto o ubicación dentro de la red de difracción multihaz 116 puede diferir de una orientación de las características difractivas 116a en otro punto o ubicación con respecto a la dirección de incidencia de la luz guiada. Con respecto al haz de luz 112 acoplado o emitido, un componente azimutal 0 de la dirección angular principal {0, 0} del haz de luz 112 puede ser determinado por o corresponder al ángulo de orientación azimutal 0¡ de las características difractivas 116a en un punto de origen del haz de luz 112 (es decir, en un punto en donde la luz guiada 104 incidente está acoplada), según algunas formas de realización. Como tal, las orientaciones variables de las características de difracción 116a dentro de la red de difracción multihaz 116 producen diferentes haces de luz 112 que tienen diferentes direcciones angulares principales {0, 0}, al menos en términos de sus respectivos componentes azimutales 0.

[0057] En particular, en diferentes puntos a lo largo de la curva de las características de difracción 116a, una “red de difracción subyacente” de la red de difracción multihaz 116 asociada con las características de difracción curvadas 116a tiene diferentes ángulos de orientación azimutal 0¡. Por "red de difracción subyacente" se entiende que las redes de difracción de una pluralidad de redes de difracción no curvadas en superposición producen las características difractivas curvas 116a de la red de difracción multihaz 116. Así, en un punto dado a lo largo de las características difractivas curvadas 116a, la curva tiene un ángulo de orientación azimutal particular 0¡ que generalmente difiere del ángulo de orientación azimutal 0¡ en otro punto a lo largo de las características difractivas curvadas 116a. Además, el ángulo de orientación azimutal particular 0¡ da como resultado un componente azimutal correspondiente 0 de una dirección angular principal {0, 0} de un haz de luz 112 emitido desde el punto dado. En algunos ejemplos, la curva de las características de difracción 116a (p. ej., ranuras, crestas, etc.) puede representar una sección de un círculo. El círculo puede ser coplanar con la superficie de la guía de luz. En otros ejemplos, la curva puede representar una sección de una elipse u otra forma curvada, por ejemplo, que es coplanar con la superficie de la guía de luz.

[0058] En otros ejemplos (no ilustrados), la red de difracción multihaz 116 puede incluir características de difracción 116a que son curvadas 'por piezas'. En particular, mientras que la característica difractiva 116a puede no describir una curva sustancialmente suave o continua per se, en diferentes puntos a lo largo de la característica difractiva 116a dentro de la red de difracción multihaz 116, la característica difractiva 116a aún puede estar orientada en diferentes ángulos con respecto a la dirección de incidencia de la luz guiada 104. Por ejemplo, la característica difractiva 116a puede ser una ranura que incluye una pluralidad de segmentos sustancialmente rectos, teniendo cada segmento una orientación diferente a la de un segmento adyacente. Juntos, los diferentes ángulos de los segmentos pueden aproximarse a una curva (p. ej., un segmento de un círculo), según diversas formas de realización. En otros ejemplos más, las características difractivas 116a pueden tener simplemente diferentes orientaciones con respecto a la dirección de incidencia de la luz guiada en diferentes ubicaciones dentro de la red de difracción multihaz 116 sin aproximarse a una curva particular (p. ej., un círculo, una elipse o una curva que tiene una forma hiperbólica).

[0059] En algunas formas de realización, el ángulo de propagación distinto de cero de la luz guiada puede estar configurado para ajustar un patrón de emisión de la pluralidad de haces de luz 112 en la pantalla de vistas múltiples de seguimiento de la cabeza 100. En particular, el ángulo de propagación distinto de cero puede ser configurado para inclinar (o dirigir selectivamente) el patrón de emisión hacia un usuario. Por ejemplo, se puede configurar un primer ángulo de propagación distinto de cero para proporcionar un patrón de emisión de los haces de luz 112 que está sustancialmente dirigido hacia el usuario en la primera posición A y se puede configurar un segundo ángulo de propagación distinto de cero para dirigir la emisión. patrón hacia el usuario en la segunda posición B, como se describió anteriormente con respecto a las Figuras 4A-4B, por ejemplo. Las Figuras 7A-7B proporcionan otro ejemplo de patrones de emisión de seguimiento de la cabeza.

[0060] La Figura 7A ilustra una vista en sección transversal de una pantalla de vistas múltiples de seguimiento de la cabeza 100 en un ejemplo, de acuerdo con una forma de realización consistente con los principios descritos en el presente documento. La Figura 7b ilustra una vista en sección transversal de la pantalla de vistas múltiples de seguimiento de la cabeza 100 de la Figura 7A en otro ejemplo, según una forma de realización consistente con los principios descritos en el presente documento. Las Figuras 7A y 7B ilustran ejemplos de diferentes patrones de emisión de haces de luz 112 acoplados basados en diferentes ángulos de propagación distintos de cero de luz guiada dentro de una guía de luz de una luz de fondo multihaz. En las Figuras 7A-7B, la pantalla de vistas múltiples de seguimiento de la cabeza 100 comprende una luz de fondo 110 basada en una red de difracción multihaz y un conjunto de válvulas de luz 120. En algunas formas de realización, la pantalla de vistas múltiples de seguimiento de la cabeza 100 es sustancialmente similar a la pantalla de vistas múltiples de seguimiento de la cabeza 100 descrito anteriormente con respecto a la Figura 5. Por ejemplo, la retroiluminación 110 basada en red de difracción multihaz está configurada para proporcionar al conjunto de válvulas de luz 120 la pluralidad de haces de luz 112 que tienen un patrón de emisión delineado por líneas discontinuas, como se proporciona en las Figuras 7A -7B.

[0061] En la Figura 7A, un usuario se encuentra en una primera posición A, que es sustancialmente frente a (es decir, situado en el centro con respecto a un centro de) la matriz de válvula de luz 120 o un centro de la pantalla de vistas múltiples de seguimiento de la cabeza 100. El patrón de emisión de la pantalla de vistas múltiples de seguimiento de la cabeza 100 está configurado para apuntar (p. ej., sin una inclinación) sustancialmente hacia el usuario en la primera posición A. Por ejemplo, la luz guiada 104 en la guía de luz 114 de la luz de fondo basada en la red de difracción multihaz 110 puede propagar en un primer ángulo de propagación no cero Y¹para orientar o dirigir el patrón de emisión hacia la primera posición A, como se ilustra en la Figura 7A.

[0062] En la Figura 9B, el usuario se ha movido a, o se encuentra en una segunda posición B, que es sustancialmente en un lateral (es decir, no es céntrico con respecto al centro de) de la matriz de válvula de luz 120 o el centro de la pantalla de vistas múltiples de seguimiento de la cabeza 100 en comparación con la posición A (p. ej., en un ángulo oblicuo). El patrón de emisión de la pluralidad de haces de luz 112 se ilustra en la Figura 9B está inclinado con respecto al patrón de emisión con respecto a la primera posición A, y por lo tanto configurado para dirigirse sustancialmente hacia el usuario en la segunda posición B. En este ejemplo, la luz guiada 104 en la guía de luz 114 puede propagar en un segundo ángulo de propagación no cero Y²para proporcionar la inclinación al patrón de emisión hacia la segunda posición B, como se ilustra en la Figura 7B.

[0063] En diversas formas de realización, el patrón de emisión dirigido hacia la primera posición A incluye un primer conjunto de haces de luz 112' correspondiente a un conjunto de vistas primarias (es decir, proporcionado por el primer ángulo de propagación no cero Y¹de la luz guiada). Además, el patrón de emisión inclinado que se inclina hacia la segunda posición B puede incluir un subconjunto del primer conjunto de haces de luz 112' correspondiente al conjunto de vistas primarias y un haz de luz 112” correspondiente a una vista secundaria, (es decir, proporcionado por el segundo ángulo Y²de propagación no nulo de la luz guiada). El patrón de emisión inclinado puede representar el conjunto de vistas aumentadas, descrito anteriormente.

[0064] En algunas formas de realización, la luz de fondo basada en la red de difracción multihaz 110 está configurada para ser sustancialmente transparente para iluminar en una dirección a través de la guía de luz 114 ortogonal a la dirección de propagación (es decir, la flecha en negrita 103) de la luz guiada 104. En particular, la guía de luz 114 y la pluralidad de redes de difracción multihaz 116 espaciadas permiten que la luz pase a través la guía de luz 114 y específicamente a través de la primera superficie 114' y la segunda superficie 114”, en algunas formas de realización (p. ej., ver Figura 5). La transparencia se puede facilitar, al menos en parte, debido a tanto el tamaño relativamente pequeño de las redes de difracción multihaz 116 como un gran espaciado entre elementos relativo de la red de difracción multihaz 116.

[0065] De acuerdo con algunas formas de realización de los principios descritos en este documento, se proporciona un sistema de pantalla de vistas múltiples de seguimiento de la cabeza. El sistema de pantalla de vistas múltiples con seguimiento de la cabeza está configurado para proporcionar o "mostrar" una imagen en 3D o de vistas múltiples que representa una escena. En particular, la imagen de vistas múltiples se proporciona como una pluralidad de "vistas" diferentes asociadas con la imagen de vistas múltiples. Las diferentes vistas pueden proporcionar una representación "sin vidrio" (p. ej., autoestereoscópica) de la información en la imagen de vistas múltiples que se muestra, por ejemplo. Además, se pueden proporcionar diferentes conjuntos de vistas para ubicaciones o posiciones diferentes (p. ej., ubicaciones de la cabeza) de un usuario del sistema de pantalla de vistas múltiples de seguimiento de la cabeza, según varias formas de realización.

[0066] La Figura 8 ilustra un diagrama de bloques de un sistema de pantalla de vistas múltiples de seguimiento de la cabeza 200 en un ejemplo, según una forma de realización consistente con los principios descritos en el presente documento. El sistema de pantalla de vistas múltiples de seguimiento de la cabeza 200 está configurado para mostrar una imagen de vistas múltiples de acuerdo con diferentes vistas en diferentes direcciones de vista. En particular, los haces de luz emitidos por el sistema de pantalla de vistas múltiples de seguimiento de la cabeza 200 se utilizan para visualizar una imagen de vistas múltiples y pueden corresponder a píxeles de las diferentes vistas (es decir, píxeles de visualización). Las diferentes vistas o direcciones de vista equivalentes diferentes se ilustran como flechas 202 que emanan del sistema de pantalla de vistas múltiples de seguimiento de la cabeza 200 en la Figura 8. Como se proporciona a continuación, las flechas 202 también representan los haces de luz emitidos por el sistema de pantalla de vistas múltiples de seguimiento de la cabeza 200.

[0067] El sistema de pantalla de vistas múltiples de seguimiento de la cabeza 200 se ilustra en la Figura 8 comprende un pantalla de vistas múltiples basada en la red de difracción de vistas múltiples 210. La pantalla de vistas múltiples basada en la red de difracción de vistas múltiples 210 está configurada para proporcionar una pluralidad de puntos de vista (p. ej., flechas 202) de una escena como la imagen de vistas múltiples. Según diversas formas de realización, la pluralidad de vistas comprende un conjunto de vistas primarias de la escena y una vista secundaria que representa una perspectiva de la escena adyacente angularmente al conjunto de vistas primarias. La vista secundaria (o una pluralidad de vistas secundarias, en algunas formas de realización) se puede combinar con un subconjunto de vistas del conjunto de vistas primarias para proporcionar un conjunto de vistas aumentadas, como se describe en este documento. Además, el conjunto de vistas primarias, la vista secundaria y el conjunto de vistas aumentadas del sistema de pantalla de vistas múltiples de seguimiento de la cabeza 200 pueden ser sustancialmente similares a los conjuntos de vistas correspondientes y las vistas descritas anteriormente con respecto a la pantalla de vistas múltiples de seguimiento de la cabeza descrita anteriormente 100, según algunas formas de realización. En la Figura 8, las vistas primarias están representadas por las flechas de línea continua 202' y la vista secundaria está representada por una línea discontinua de línea de flecha 202".

[0068] En algunas formas de realización, la pantalla de vistas múltiples basada en la red de difracción multihaz 210 puede ser sustancialmente similar a la pantalla de vistas múltiples de seguimiento de la cabeza 100 descrita anteriormente, según algunas formas de realización. Por ejemplo, la pantalla de vistas múltiples basada en red de difracción multihaz 210 puede comprender una luz de fondo basada en red de difracción multihaz configurada para proporcionar una pluralidad de haces de luz de luz de fondo emitida o acoplada por difracción que tienen diferentes direcciones angulares principales correspondientes a las diferentes direcciones de visión de la pluralidad de vistas. Una pluralidad de vistas, por ejemplo. Además, la pantalla de vistas múltiples basada en red de difracción multihaz 210 puede comprender además una fuente de luz, tal como la fuente de luz 118 descrita anteriormente con respecto a la pantalla de vistas múltiples de seguimiento de la cabeza 100.

[0069] Según algunas de estas formas de realización, la luz de fondo multihaz basada en red de difracción multihaz del sistema de pantalla de vistas múltiples de seguimiento de la cabeza 200 puede ser una luz de fondo basada en red de difracción multihaz 110 sustancialmente similar, descrita anteriormente. Por ejemplo, la luz de fondo basada en red de difracción multihaz puede comprender una guía de luz configurada para guiar la luz en una dirección de propagación a lo largo de una longitud de la guía de luz y además comprender una matriz de redes de difracción multihaz espaciadas entre sí a lo largo de la longitud de la guía de luz. Una red de difracción multihaz del conjunto de red de difracción multihaz puede configurarse para acoplar difractivamente desde la guía de luz una parte de la luz guiada como la pluralidad de haces de luz acoplados que tienen las diferentes direcciones angulares principales. Las redes de difracción multihaz de la red de redes de difracción multihaz pueden ser sustancialmente similares a las redes de difracción multihaz 116 y la guía de luz puede ser sustancialmente similar a la guía de luz 114, por ejemplo.

[0070] Con referencia de nuevo a la Figura 8, el sistema de pantalla de vistas múltiples de seguimiento de la cabeza 200 comprende además un seguidor de cabeza 220. El seguidor de cabeza 220 está configurado para determinar una posición de un usuario con respecto a la pantalla de vistas múltiples basada en la red de difracción multihaz 210. En una primera posición determinada, la pantalla de vistas múltiples basada en red de difracción multihaz 210 está configurada para proporcionar el conjunto de vistas primarias. Además, en una segunda posición determinada, la pantalla de vistas múltiples basada en red de difracción multihaz 210 está configurada para proporcionar un conjunto de vistas aumentadas que comprende la vista secundaria y un subconjunto de las vistas del conjunto de vistas primarias. Como se ilustra en la Figura 8, el seguidor de cabeza 220 puede configurarse para rastrear una ubicación del usuario (p. ej., de la cabeza de un usuario) en una región 222 frente a la pantalla de vistas múltiples basada en red de difracción multihaz 210 delineada por líneas de puntos y trazos. Por "delante de" se entiende adyacente a una superficie emisora de luz o una pantalla de visualización de imágenes de la pantalla de vistas múltiples basada en red de difracción multihaz 210.

[0071] Según diversas formas de realización, cualquiera de una variedad de dispositivos, sistemas y circuitos que proporcionan el seguimiento de cabeza (o, de manera equivalente, el seguimiento de la posición de un usuario) puede emplearse como el seguidor de cabeza 220 del sistema de pantalla de vistas múltiples de seguimiento de la cabeza 200. Por ejemplo, en algunas formas de realización, el seguidor de cabeza 220 puede comprender una cámara configurada para capturar una imagen del usuario en relación con la pantalla de visualización de la pantalla de vistas múltiples basada en red de difracción multihaz 210. Además, el seguidor de cabeza 220 puede comprender un procesador de imágenes (o un ordenador de propósito general programado como un procesador de imágenes) configurado para determinar una posición del usuario dentro de la imagen capturada relativa a la pantalla de visualización de la pantalla de vistas múltiples basada en red de difracción multihaz 210. La posición determinada puede corresponder a una de la primera posición A determinada y la segunda posición B determinada, descrita anteriormente, por ejemplo. La posición del usuario con respecto a la pantalla de visualización de la pantalla de vistas múltiples basada en red de difracción multihaz 210 puede determinarse a partir de la imagen capturada por el procesador de imágenes usando varias técnicas que incluyen, pero no se limitan a reconocimiento de imágenes o coincidencia de patrones, por ejemplo. Se puede utilizar una salida del seguidor de cabeza 220 para modificar una operación (p. ej., la modulación de los haces de luz por el conjunto de válvulas de luz) de la pantalla de vistas múltiples basada en red de difracción multihaz 210. Por ejemplo, la posición determinada del usuario puede proporcionarse a uno o ambos de un procesador y un controlador de válvula de luz (p. ej., circuito de controlador) de la pantalla de vistas múltiples basada en red de difracción multihaz 210 para ajustar el patrón de emisión de la pantalla de vistas múltiples basada en red de difracción multihaz 210 para que corresponda con la posición del usuario. Otros ejemplos de formas de realización del seguidor de cabeza 220 pueden incluir cualquiera de una variedad de sistemas de seguimiento de objetos de dos dimensiones (2D) y tres dimensiones (3D) tales como, pero no limitado a sistema de seguimiento de objetos KINECT®. KINECT®es una marca comercial registrada de Microsoft Corporation, Redmond, WA.

[0072] Como se ha mencionado anteriormente, en algunas formas de realización, la pantalla de vistas múltiples basada en la red de difracción multihaz 210 del sistema de pantalla de vistas múltiples de seguimiento de la cabeza 200 puede comprender además una fuente de luz. La fuente de luz está configurada para actuar como una fuente de luz para la pantalla de vistas múltiples basada en red de difracción multihaz 210. En particular, en algunas de estas formas de realización (no ilustradas en la Figura 8), la fuente de luz puede estar configurada para proporcionar la luz a la guía de luz con un ángulo de propagación distinto de cero, por ejemplo. En algunas formas de realización, la fuente de luz puede configurarse además para inclinar un patrón de emisión de la luz emitida por la pantalla de vistas múltiples basada en red de difracción multihaz 210 hacia el usuario en respuesta a una entrada del seguidor de cabeza 220. La inclinación del patrón de emisión, o de manera equivalente, un "ángulo de inclinación" de la luz emitida, corresponde a la posición determinada del usuario por el seguidor de cabeza 220 en estas formas de realización. Por ejemplo, la fuente de luz puede ser una fuente de luz utilizada para iluminar la guía de luz de la luz de fondo basada en red de difracción multihaz. Un ángulo de luz que se propaga dentro de la guía de luz, proporcionado por la fuente de luz, puede a su vez determinar un ángulo de inclinación de los haces de luz emitidos por la luz de fondo basada en la red de difracción multihaz. La inclinación del ángulo de emisión puede facilitar o mejorar la producción de la vista secundaria, según algunas formas de realización.

[0073] De acuerdo con otras formas de realización de los principios descritos en el presente documento, se proporciona un método de operación de pantalla de vistas múltiples empleando seguimiento de la cabeza. La Figura 9 ilustra un diagrama de flujo de un método 300 de operación de pantalla de vistas múltiples que emplea seguimiento de la cabeza en un ejemplo, de acuerdo con una forma de realización consistente con los principios descritos en este documento. Como se ilustra en la Figura 9, el método 300 de operación de pantalla de vistas múltiples que emplea seguimiento de la cabeza comprende proporcionar 310 una pluralidad de vistas de una escena usando una pantalla de vistas múltiples. Según diversas formas de realización, la pluralidad de vistas comprende un conjunto de vistas primarias de la escena y una vista secundaria que representa una perspectiva de la escena adyacente angularmente al conjunto de vistas primarias.

[0074] La pantalla de vistas múltiples utilizada al proporcionar 310 una pluralidad de puntos de vista comprende un conjunto de red de difracción multihaz acoplad ópticamente a una guía de luz. En algunas formas de realización, la pantalla de vistas múltiples puede ser sustancialmente similar a la pantalla de vistas múltiples basada en red de difracción multihaz 210 descrita anteriormente con respecto al sistema de pantalla de vistas múltiples de seguimiento de la cabeza 200, en algunas formas de realización. Además, en algunas formas de realización, una red de difracción multihaz de la matriz de red de difracción multihaz puede ser sustancialmente similar a la red de difracción multihaz 116 descrita anteriormente con respecto a la pantalla de vistas múltiples de seguimiento de la cabeza 100. Por ejemplo, la red de difracción multihaz puede comprender un red de difracción de chirp. La red de difracción multihaz también puede tener características de difracción curvadas, por ejemplo.

[0075] En algunas formas de realización, la pantalla de vistas múltiples comprende además una guía de luz. En estas formas de realización, proporcionar 310 una pluralidad de vistas puede comprender una luz de guía en una dirección de propagación a lo largo de una longitud de la guía de luz. La guía de luz puede ser una guía de luz de placa, por ejemplo. En estas formas de realización, el conjunto de red de difracción multihaz está acoplado ópticamente a la guía de luz. Proporcionar 310 una pluralidad de vistas comprende además acoplar difractivamente una parte de la luz guiada fuera de la guía de luz usando la red de difracción multihaz para proporcionar una pluralidad de haces de luz acoplados que tienen diferentes direcciones angulares principales correspondientes a respectivas direcciones de vista diferentes de la pantalla de vistas múltiples.

[0076] En algunas formas de realización, proporcionar 310 una pluralidad de vistas comprende además la modulación de los haces de luz acoplados utilizando una pluralidad de válvulas de luz para proporcionar la pluralidad de puntos de vista de la escena de una imagen de pantallas de vistas múltiples. Por ejemplo, la pantalla de vistas múltiples puede comprender además la pluralidad de válvulas de luz. Las válvulas de luz pueden disponerse en una matriz adyacente a una superficie de la guía de luz con la matriz de red de difracción multihaz, por ejemplo. Las válvulas de luz pueden ser sustancialmente similares a las válvulas de luz del conjunto de válvulas de luz 120 de la pantalla de vistas múltiples de seguimiento de la cabeza 100 antes descrita, en algunas formas de realización. En algunas formas de realización, las válvulas de luz de la pluralidad pueden comprender válvulas de luz de cristal líquido, por ejemplo.

[0077] Como se ilustra en la Figura 9, el método 300 de la operación de pantalla de vistas múltiples que emplea el seguimiento de cabeza comprende además determinar 320 una posición de un usuario en relación con la pantalla de vistas múltiples y la selección de un conjunto de visión para visualización o proporcionarse al usuario de acuerdo con la posición determinada del usuario. Según diversas formas de realización, el conjunto de vistas primarias se selecciona para una primera posición determinada del usuario y se selecciona un conjunto de vistas aumentadas para una segunda posición determinada del usuario. Por definición en el presente documento, el conjunto de vistas aumentadas comprende la vista secundaria y un subconjunto de las vistas del conjunto de vistas primarias. La pantalla de vistas múltiples proporciona el conjunto de vistas primarias y el conjunto de vistas aumentadas según la posición determinada y la selección de vista de acuerdo con el método 300 de operación de pantalla de vistas múltiples que emplea seguimiento de la cabeza.

[0078] En otras palabras, el método 300 de la operación de pantalla de vistas múltiples determina 320 la posición del usuario con relación a la pantalla de vistas múltiples (o con relación a una pantalla o vistas proporcionadas por la pantalla de vistas múltiples). El método 300 de operación de pantalla de vistas múltiples proporciona selectivamente el conjunto de vistas primarias o el conjunto de vistas aumentadas dependiendo de si se determina que el usuario está en la primera posición o en la segunda posición. En particular, cuando se determina que el usuario está en la primera posición (p. ej., frente a la pantalla de vistas múltiples), la pantalla de vistas múltiples proporciona el conjunto de vistas primarias. Además, cuando se determina que el usuario está en la segunda posición (p. ej., sustancialmente fuera de un lado de la pantalla de vistas múltiples), la pantalla de vistas múltiples proporciona el conjunto de vistas aumentadas que incluye la vista secundaria. Como tal, la pantalla de vistas múltiples adapta o ajusta la pluralidad 310 de vistas proporcionadas para incluir el conjunto de vistas primarias o el conjunto de vistas aumentadas dependiendo de la posición 320 determinada del usuario.

[0079] En algunas formas de realización, la determinación 320 de una posición de un usuario comprende la utilización de un seguidor de cabeza. En algunas de estas formas de realización, el seguidor de cabeza puede ser sustancialmente similar al seguidor de cabeza 220 del sistema de pantalla de vistas múltiples de seguimiento de la cabeza 200. Por ejemplo, el seguidor de cabeza puede comprender una cámara y un procesador de imágenes. En este ejemplo, determinar 320 una posición del usuario puede comprender capturar una imagen del usuario usando la cámara; y establecer una ubicación del usuario dentro de la imagen capturada usando el procesador de imágenes. Según varias formas de realización, la ubicación establecida es la posición determinada 320. Por ejemplo, la ubicación establecida puede corresponder a una de la primera posición determinada y la segunda posición determinada.

[0080] En algunas formas de realización (no ilustradas), el método 300 de la operación de pantalla de vistas múltiples comprende además la inclinación (o la dirección selectiva) de un patrón de emisión de luz emitida por la pantalla de vistas múltiples para corresponder a la posición determinada del usuario. El patrón de emisión puede incluir haces de luz correspondientes a un conjunto particular de vistas, por ejemplo, el conjunto de vistas primarias o el conjunto de vistas aumentadas. El patrón de emisión puede inclinarse para apuntar sustancialmente hacia el usuario en la primera posición determinada o sustancialmente hacia el usuario en la segunda posición determinada. En algunas formas de realización, la inclinación del patrón de emisión puede proporcionarse controlando selectivamente un ángulo de propagación de la luz distinto de cero dentro de la guía de luz de la pantalla de vistas múltiples. Por ejemplo, un primer ángulo de propagación distinto de cero puede proporcionar un patrón de emisión de los haces de luz que se dirige sustancialmente hacia el usuario en la primera posición y un segundo ángulo de propagación distinto de cero puede proporcionar el patrón de emisión dirigido sustancialmente hacia el usuario en la segunda posición. Como se describió anteriormente, las posiciones del usuario pueden determinarse 320 y, por lo tanto, el control o la selección del ángulo de propagación distinto de cero puede proporcionarse usando una salida de un seguidor de cabeza, por ejemplo. Además, en algunas formas de realización, inclinar un patrón de emisión de luz emitida por la pantalla de vistas múltiples comprende usar una o ambas de una fuente de luz y un colimador para proporcionar luz en un ángulo de propagación respectivo distinto de cero a la guía de luz como luz guiada. En algunos ejemplos, la fuente de luz es sustancialmente similar a la fuente de luz 118 descrita anteriormente con respecto a la pantalla de vistas múltiples de seguimiento de la cabeza 100.

[0081] Ejemplos de este modo, se han descrito ejemplos y formas de realización de una pantalla de vistas múltiples de seguimiento de cabeza, un sistema de pantalla de vistas múltiples de seguimiento de cabeza, y un método de operación de pantalla de vistas múltiples que emplea seguimiento de la cabeza que emplean una visualización basada en red de difracción multihaz para proporcionar tanto un conjunto de vistas primarias como un conjunto de vistas aumentadas a un usuario. Debe entenderse que los ejemplos descritos anteriormente son simplemente ilustrativos de algunos de los muchos ejemplos específicos que representan los principios descritos en el presente documento. Claramente, los expertos en la técnica pueden idear fácilmente otras numerosas disposiciones sin apartarse del alcance definido por las siguientes reivindicaciones.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Una pantalla de vistas múltiples de seguimiento de la cabeza (100, 210) que comprende:

una luz de fondo (110) basada en red de difracción multihaz configurada para proporcionar una pluralidad de haces de luz que tienen diferentes direcciones angulares principales correspondientes a diferentes direcciones de vista de una imagen de vistas múltiples; y

una matriz de válvulas de luz (120) configurada para modular la pluralidad de haces de luz (112) para proporcionar una pluralidad de vistas de una escena como la imagen de vistas múltiples, comprendiendo la pluralidad de vistas un conjunto de vistas primarias (102a) y una vista secundaria que representa una vista en perspectiva de la escena que es angularmente adyacente al conjunto de vistas primarias,

en donde la pantalla de vistas múltiples de seguimiento de la cabeza está configurada para proporcionar selectivamente el conjunto de vistas primarias o un conjunto de vistas aumentadas (102b) que comprende la vista secundaria y un subconjunto de las vistas de la vista principal se establecen de acuerdo con una ubicación rastreada de un usuario.

2. La pantalla de vistas múltiples de seguimiento de la cabeza de la reivindicación 1, en la que la luz de fondo basada en red de difracción multihaz comprende:

una guía de luz (114) configurada para guiar la luz (104); y

una pluralidad de redes de difracción multihaz (116) espaciadas entre sí en una superficie de la guía de luz, estando configurada una red de difracción multihaz de la pluralidad de redes para acoplar difractivamente desde la guía de luz una porción de la luz guiada como la pluralidad de haces de luz que tienen las diferentes direcciones angulares principales.

3. La pantalla de vistas múltiples de seguimiento de la cabeza de la reivindicación 2, en la que la red de difracción multihaz comprende una red de difracción de chirp.

4. La pantalla de vistas múltiples de seguimiento de la cabeza de la reivindicación 3, en la que la red de difracción de chirp tiene un chirp lineal.

5. La pantalla de vistas múltiples con seguimiento de la cabeza de la reivindicación 2, en donde la red de difracción multihaz comprende características difractivas curvadas adyacentes a una superficie de la guía de luz, comprendiendo las características difractivas curvadas una de las ranuras y crestas que están espaciadas entre sí en la superficie de la guía de luz.

6. La pantalla de vistas múltiples de seguimiento de la cabeza de la reivindicación 1, que comprende además una fuente de luz (118) acoplada ópticamente a una entrada de la luz de fondo basada en la red de difracción multihaz, estando configurada la fuente de luz para proporcionar luz a ser guiada en la luz de fondo basada en la red de difracción multihaz como luz colimada que tiene un ángulo de propagación distinto de cero.

7. La pantalla de vistas múltiples de seguimiento de la cabeza de la reivindicación 6, en la que el ángulo de propagación distinto de cero está configurado para inclinar un patrón de emisión de la pluralidad de haces de luz hacia el usuario.

8. Un sistema de pantalla de vistas múltiples de seguimiento de la cabeza (200) que comprende la pantalla de vistas múltiples de seguimiento de la cabeza de la reivindicación 1, comprendiendo el sistema de pantalla de seguimiento de la cabeza además un seguimiento de la cabeza (220) configurado para determinar la posición de la cabeza de un usuario en relación con la pantalla de vistas múltiples, en una primera posición determinada, configurándose la pantalla de vistas múltiples de seguimiento de la cabeza para proporcionar selectivamente el conjunto de vistas primarias y en una segunda posición determinada, configurándose la pantalla de vistas múltiples de seguimiento de la cabeza para proporcionar el conjunto de vistas aumentadas.

9. El sistema de pantalla de vistas múltiples de seguimiento de la cabeza de la reivindicación 8, en donde el seguimiento de la cabeza comprende:

una cámara configurada para capturar una imagen del usuario; y

un procesador de imágenes configurado para determinar la posición del usuario dentro de la imagen capturada.

10. El sistema de pantalla de vistas múltiples de seguimiento de la cabeza de la reivindicación 8, en el que la luz de fondo basada en red de difracción multihaz de la pantalla de vistas múltiples basada en red de difracción multihaz comprende:

una guía de luz (114) configurada para guiar la luz en una dirección de propagación a lo largo de una longitud de la guía de luz;

un conjunto de redes de difracción multihaz (116) espaciadas entre sí a lo largo de la longitud de la guía de luz, estando configurada una red de difracción multihaz del conjunto para acoplar difractivamente desde la guía de luz una parte de la luz guiada como una pluralidad de haces de luz que tienen diferentes direcciones angulares principales entre sí.

11. El sistema de pantalla de vistas múltiples de seguimiento de la cabeza de la reivindicación 10, en donde una red de difracción multihaz del conjunto de redes de difracción multihaz comprende una red de difracción de chirp que tiene características difractivas curvadas.

12. El sistema de pantalla de vistas múltiples de seguimiento de la cabeza de la reivindicación 11, que comprende además una fuente de luz (118) acoplada ópticamente a una entrada de la guía de luz, estando configurada la fuente de luz para proporcionar la luz guiada como luz colimada que tiene un ángulo de propagación distinto de cero, opcionalmente en el que el ángulo de propagación distinto de cero está configurado para inclinar selectivamente la pluralidad de haces de luz acoplados hacia una posición determinada del usuario proporcionada por el seguidor de cabeza.

13. Un método (300) de operación de una pantalla de vistas múltiples de seguimiento de la cabeza según la reivindicación 1, comprendiendo el método:

proporcionar la pluralidad de vistas de la escena usando la pantalla de vistas múltiples; y

determinar una posición de un usuario con respecto a la pantalla de vistas múltiples, proporcionando la pantalla de vistas múltiples el conjunto de vistas primarias cuando se determina que el usuario está en una primera posición y proporciona un conjunto de vistas aumentadas cuando se determina que el usuario está en una segunda posición (320).

14. El método de operación de pantalla de vistas múltiples de la reivindicación 13, en el que proporcionar una pluralidad de vistas comprende:

guiar la luz en una dirección de propagación a lo largo de una longitud de una guía de luz; y

acoplar difractivamente una parte de la luz guiada fuera de la guía de luz usando una red de difracción multihaz del conjunto de red de difracción multihaz para proporcionar una pluralidad de haces de luz acoplados que tienen diferentes direcciones angulares principales correspondientes a las respectivas direcciones de visión diferentes de la pantalla de vistas múltiples; y modular los haces de luz acoplados utilizando una pluralidad de válvulas de luz para proporcionar la pluralidad de vistas de la escena como una imagen de pantallas de vistas múltiples.