具有多光束发射器和多视图像素的偏移行的多视图显示器和方法

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背景技术

电子显示器是用于向各种设备和产品的用户传递信息的几乎无处不在的介质。最常采用的电子显示器包含阴极射线管(CRT)、等离子体显示板(PDP)、液晶显示器(LCD)、电致发光显示器(EL)、有机发光二极管(OLED)和有源矩阵OLED(AMOLED)显示器、电泳显示器(EP)以及采用机电或电流体光调制的各种显示器(例如，数字微镜设备、电润湿显示器等)。通常来说，电子显示器可以被分类为有源显示器(即发光的显示器)或无源显示器(即，调制由另一个源所提供的光的显示器)。有源显示器的最明显的示例是CRT、PDP和OLED/AMOLED。当考虑发射的光时，通常被分类为无源的显示器包括LCD和EP显示器。

附图说明

参照结合附图的以下详细描述，可以更容易理解根据这里描述的原理的示例和实施例的各种特征，其中相同的参考数字表示相同的结构元件，并且其中：

图1A示出了根据与这里描述的原理一致的实施例的示例中的多视图显示器的透视图。

图1B示出了根据与这里描述的原理一致的实施例的示例中的具有与多视图显示器的视图方向对应的特定主角方向的光束的角分量的图形表示。

图2A示出了根据与这里描述的原理一致的实施例的示例中的多视图显示器的横截面图。

图2B示出了根据与这里描述的原理一致的实施例的示例中的多视图显示器的平面图。

图3示出了根据与这里描述的原理一致的实施例的示例中的多视图显示器的一部分的平面图。

图4A示出了根据与这里公开的原理一致的实施例的示例中的多视图显示器的偏移模式的平面图。

图4B示出了根据与这里描述的原理一致的另一实施例的示例中的多视图显示器的偏移模式的平面图。

图5示出了根据与这里描述的原理一致的另一实施例的示例中的多视图显示器的横截面图。

图6示出了根据与这里描述的原理一致的实施例的示例中的多视图显示器的框图。

图7示出了根据与这里的原理一致的实施例的示例中的多视图显示器操作的方法的流程图。

某些示例和实施例具有作为上述附图中所示的特征的补充和替代之一的其他特征。下面参考上述附图详细描述这些和其他特征。

具体实施方式

根据这里描述的原理的示例和实施例提供了应用于多视图显示器的采用布置成偏移行的多光束发射器和多视图像素的背光照明(backlighting)。在与这里的原理一致的各种实施例中，提供了一种多视图显示器，其具有包括根据极性反转协议(polarityinversion protocol)驱动的光阀的多视图像素阵列。多视图显示器还包括多光束背光体(backlight)，该多光束背光体具有多个多光束发射器，该多光束发射器被布置成行并且对应于多视图像素。多光束发射器的行彼此偏移极性反转协议的重复极性之间的距离。根据各种实施例，偏移被配置为减轻并且在一些示例中甚至消除由多视图显示器显示的多视图图像内的可以与极性反转协议相关联的亮度闪烁。具体地，多视图显示器的实施例可以采用偏移来确保多视图图像的视图中的相邻图像像素由根据极性反转协议用不同(例如，相反)极性驱动的多视图显示器的光阀提供，以便减少或消除亮度闪烁。

这里，“二维显示器”或“2D显示器”被定义为被配置为无论从哪个方向观看图像(即，在2D显示器的预定义的观看角度或范围内)都提供基本相同的图像的视图的显示器。在许多智能电话和计算机监视器中发现的液晶显示器(LCD)是2D显示器的示例。相反，这里，“多视图显示器”被定义为被配置为在不同视图方向上或从不同视图方向提供多视图图像的不同视图的电子显示器或显示系统。具体地，不同视图可以表示多视图图像的场景或对象的不同透视图。在一些情况下，多视图显示器也可以被称为三维(3D)显示器，例如，当同时观看多视图图像的两个不同视图时，提供观看三维图像(3D图像)的感知。

图1A示出了根据与这里描述的原理一致的实施例的示例中的多视图显示器10的透视图。如图1A所示，多视图显示器10包括屏幕12，以显示要被观看的多视图图像。例如，屏幕12可以是电话(例如，移动电话、智能电话等)、平板计算机、膝上型计算机、台式计算机的计算机监视器、照相机显示器或者基本上任何其他设备的电子显示器的显示屏幕。多视图显示器10在相对于屏幕12的不同视图方向16上提供多视图图像的不同视图14。视图方向16被示出为从屏幕12以各种不同的主角方向延伸的箭头；不同的视图14被示出为在箭头(即，描绘视图方向16的箭头)的末端处的阴影多边形框；并且仅示出了四个视图14和四个视图方向16，均作为示例而非限制。注意，虽然在图1A中将不同视图14示出为在屏幕上方，但是当在多视图显示器10上显示多视图图像时，视图14实际上出现在屏幕12上或其附近。将视图14描绘在屏幕12上方仅为了简化说明，并且旨在表示从与特定视图14对应的视图方向16中的相应一个来观看多视图显示器10。

通过这里的定义，视图方向或等效地具有与多视图显示器的视图方向对应的方向的光束通常具有由角分量{θ，

图1B示出了根据与这里描述的原理一致的实施例的示例中的具有与多视图显示器的视图方向(例如，图1A中的视图方向16)对应的特定主角方向的光束20的角分量{θ，

此外，这里，如在术语“多视图图像”和“多视图显示器”中使用的术语“多视图”被定义为表示多个不同透视或包含多个不同视图中的视图之间的角度差的多个视图。另外，通过这里的定义，这里术语“多视图”明确地包含多于两个不同视图(即，最少三个视图并且通常多于三个视图)。按照这样，如这里所采用的“多视图显示器”与仅包含两个不同视图来表示场景或图像的立体显示器明确区别开。然而，注意，通过这里定义，虽然多视图图像和多视图显示器包含多于两个的视图，但是通过一次仅选择观看多视图中的两个(例如，每只眼睛一个视图)，可以将多视图图像作为立体图像对而被观看(例如，在多视图显示器上)。

“多视图像素”在这里被定义为表示多视图显示器的类似的多个不同视图的每个中的“视图”像素的一组像素。具体地，多视图像素具有对应于或表示多视图图像的不同视图的每个中的视图像素的单独像素或一组像素。因此，通过这里定义，“视图像素”是与多视图显示器的多视图像素中的视图相对应的像素或像素集合。在一些实施例中，视图像素可以包括一个或多个颜色子像素。此外，通过这里的定义，多视图像素的视图像素是所谓的“定向像素”，因为视图像素中的每个与不同视图中对应的一个的预定视图方向相关联。此外，根据各种示例和实施例，多视图像素的不同视图像素可以在不同视图的每个中具有等同的或至少基本上类似的位置或坐标。例如，第一多视图像素可以具有在多视图图像的不同视图的每个中位于{x

在一些实施例中，多视图像素中的视图像素的数量可以等于多视图显示器的视图的数量。例如，多视图像素可以提供与具有64个不同视图的多视图显示器相关联的六十四(64)个视图像素。在另一示例中，多视图显示器可以提供八乘四的视图阵列(即，32个视图)，并且多视图像素可以包含三十二32个视图像素(即，每个视图一个视图像素)。另外，例如，每个不同的视图像素可以具有与视图方向(对应于64个不同的视图)中的不同的一个对应的相关联的方向(例如，光束主角方向)。此外，根据一些实施例，多视图显示器的多视图像素的数量可以基本上等于多视图显示器观看多视图显示器的每个视图时的视图像素(即，构成所选视图的像素)的数量。例如，如果视图包括六百四十乘四百八十个视图像素(即，640×480视图分辨率)，则多视图显示器可以具有三万七千两百(307,200)个多视图像素。在另一示例中，当视图包括一百乘一百个像素时，多视图显示器可以包括总共一万(即，100×100＝10,000)个多视图像素。

通过这里的定义，“多光束发射器”是产生包括多个光束的光的背光体或显示器的结构或元件。在一些实施例中，多光束发射器可以光学地耦合到背光体的光导，以通过耦合出在光导中引导的光的一部分来提供光束。在这样的实施例中，多光束发射器可以包括“多光束元件”。在其他实施例中，多光束发射器可以产生作为光束发射的光(即，可以包括光源)。此外，通过这里的定义，由多光束发射器产生的多个光束中的光束具有彼此不同的主角方向。具体地，根据定义，多个光束中的一个光束具有与多个光束中的另一光束不同的预定主角方向。此外，多个光束可以表示光场。例如，多个光束可以被限制到基本上圆锥形的空间区域，或者具有包括多个光束中的光束的不同主角方向的预定角展度。按照这样，组合的光束(即，多个光束)的预定角展度可以表示光场。根据各种实施例，各种光束的不同主角方向由包括但不限于多光束发射器的尺寸(例如，长度、宽度、面积等)的特性确定。在一些实施例中，通过这里的定义，多光束发射器可以被认为是“扩展点光源”，即，跨多光束发射器的范围分布的多个点光源。此外，通过这里的定义，由多光束发射器产生的光束具有由角分量给出的主角方向，并且如上面针对图1B所述。

这里，“光导”被定义为使用全内反射在结构内引导光的结构。具体地，光导可以包括在光导的操作波长下基本上透明的芯。术语“光导”通常是指电介质光波导，其采用全内反射来在光导的电介质材料与围绕该光导的材料或介质之间的交界面处引导光。根据定义，全内反射的条件是光导的折射率大于与光导材料的表面相邻的周围介质的折射率。在一些实施例中，除了上述折射率差之外或代替上述折射率差，光导还可以包括涂层，以进一步促进全内反射。例如，涂层可以是反射涂层。光导可以是若干光导中的任何一种，包括但不限于板光导或厚板光导和条带光导中的一者或两者。

这里，“准直因子”被定义为光被准直的程度。具体地，通过这里的定义，准直因子定义准直光束内的光线的角展度。例如，准直因子s可以指定准直光束中的大部分光线在特定角展度(例如，围绕准直光束的中心或主角方向的+/-s度)内。根据一些示例，准直光束的光线可以在角度方面具有高斯分布，并且角展度可以是由准直光束的峰值强度的一半确定的角度。

这里，“光源”被定义为光源(例如，被配置为产生和发射光的光学发射器)。例如，光源可以包括光发射器，诸如当被激活或接通时发射光的发光二极管(LED)。具体地，这里，光源可以基本上是任何光源或基本上包括任何光学发射器，包括但不限于发光二极管(LED)、激光器、有机发光二极管(OLED)、聚合物发光二极管、基于等离子体的光学发射器、荧光灯、白炽灯和几乎任何其他光源中的一个或多个。由光源产生的光可以具有颜色(即，可以包括特定波长的光)，或者可以是波长范围(例如，白光)。在一些实施例中，光源可以包括多个光学发射器。例如，光源可以包括光学发射器的集合或群组，其中，在所述集合或群组中，光学发射器中的至少一个产生具有与由所述集合或群组中的至少一个其他光学发射器产生的光的颜色或波长不同的颜色或等效波长的光。例如，不同的颜色可以包括原色(例如，红色、绿色、蓝色)。

根据定义，“广角”发射光被定义为具有大于多视图图像或多视图显示器的视图的锥角的锥角的光。具体地，在一些实施例中，广角发射光可以具有大于约二十度(例如，>±20°)的锥角。在其他实施例中，广角发射光锥角可以大于约三十度(例如，>±30°)，或大于约四十度(例如，>±40°)，或大于五十度(例如，>±50°)。例如，广角发射光的锥角可以是约六十度(例如，>±60°)。

在一些实施例中，广角发射光锥角可以被定义为与LCD计算机监视器、LCD平板、LCD电视或用于广角观看的类似数字显示设备的视角大致相同(例如，约±40-65°)。在其他实施例中，广角发射光也可以被表征或描述为漫射光、基本上漫射光、非定向光(即，缺乏任何特定或限定的方向性)，或者被表征或描述为具有单个或基本上一致的方向的光。

这里，“极性反转”并且更具体地“极性反转协议”是指用于驱动光阀阵列的驱动信号极性切换的配置。例如，根据如这里所定义的极性反转协议，可以在第一时间间隔期间使用正驱动信号或刺激(例如，正驱动电压V+)驱动第一光阀，而可以在第一时间间隔期间使用负驱动信号或刺激(例如，负驱动电压V-)驱动第二光阀。随后，在第二时间间隔期间，根据极性反转协议，第一光阀可以由负驱动信号或刺激(例如，V-)驱动，并且第二光阀可以由正驱动信号或刺激(例如，V+)驱动。此外，第一时间间隔和第二时间间隔可以在时间上交替，以按照时间的函数将正驱动信号和负驱动信号相等地提供给相应的第一光阀和第二光阀。此外，通过这里的定义，极性反转协议可以描述跨光阀阵列的极性反转模式。极性反转模式的示例包括但不限于线反转(例如，行反转、列反转等)和点反转模式。例如，极性反转或极性切换可用于减轻切换各种光阀类型的不利影响，而极性反转协议可用于减轻或甚至消除显示器中基于这些光阀的闪烁。具体地，极性反转可以被配置为例如在极性反转的不同极性状态中每个极性状态下平均特定光阀的表观亮度水平。

此外，如这里所使用的，冠词“一”旨在具有其在专利领域中的普通含义，即“一个或多个”。例如，“一个多视图像素”表示一个或多个多视图像素，因此，“多视图像素”在这里表示“一个或多个多视图像素”。此外，这里对“顶部”、“底部”、“上部”、“下部”、“上”、“下”、“前”、“后”、“第一”、“第二”、“左”或“右”的任何引用不旨在是限制。这里，术语“约”当被应用于值时通常意指在用于产生该值的设备的公差范围内，或者可以意指加或减10％、或者加或减5％、或者加或减1％，除非另有明确说明。此外，如这里所用的术语“基本上”是指大部分、或几乎全部、或全部、或在约51％至约100％范围内的量。此外，这里的示例仅旨在是说明性的，并且出于讨论的目的而不是通过限制的方式被呈现。

根据这里描述的原理的一些实施例，提供了一种多视图显示器。图2A示出了根据与这里描述的原理一致的实施例的示例中的多视图显示器100的横截面图。图2B示出了根据与这里描述的原理一致的实施例的示例中的多视图显示器100的平面图。图3示出了根据与这里描述的原理一致的实施例的示例中的多视图显示器100的一部分的平面图。

图2A-图2B中所示的多视图显示器100包括多视图像素110的阵列。多视图像素阵列中的多视图像素110被配置为提供多视图显示器100的多个不同视图。根据各种实施方式，多视图像素110的阵列包括光阀112。具体地，多视图像素阵列中的多视图像素110包括一组光阀112，并且多视图像素110的视图像素110'对应于构成多视图像素110的该组光阀112中的光阀112，例如，如图所示。在各种实施例中，可以采用不同类型的光阀作为多视图像素阵列的光阀112，包括但不限于液晶光阀、电泳光阀和基于电润湿的光阀。如下面将进一步解释的，阵列的光阀112被配置为调制与多视图显示器100的视图方向相对应的定向光束。在图2B和图3中使用虚线描绘了多视图像素110。

在各种实施例中，多视图像素阵列的光阀112被配置为根据极性反转协议来驱动。具体地，图3示出了多视图显示器100的一部分，其包括多视图像素阵列中的若干多视图像素110以及根据极性反转协议驱动的对应光阀112。如图3所示，正极性由(+)符号表示，而负极性由(-)符号表示。可以根据多个极性反转协议中的任何一个来驱动多视图像素阵列的光阀112。例如，光阀112可以通过所谓的线反转协议来驱动，其中，在线反转协议中，使用彼此相反的极性来驱动光阀112的相邻线。在一些实施例中，线反转协议可以沿着或针对光阀112的行来实现，因此例如可以被称为“行”反转协议。在其他实施例中，线反转协议可以沿着或针对光阀112的列来实现，因此例如可以被称为“列”反转协议。在其他实施例中，光阀112的反转协议可以包括光阀112根据另一反转方案被驱动，其中，所述另一反转方案包括但不限于所谓的“点”反转协议和2线反转协议(相邻线的对具有相同的极性)以及不同反转协议的各种组合。如图3中所示，作为示例而非限制，光阀112被描绘为根据线反转协议并且具体地根据列反转协议来驱动。

根据各种实施例，极性反转协议可以被配置为减轻与光阀112的切换相关的极化或其他极性诱导效应。例如，当光阀112包括液晶材料作为切换介质时，极性反转协议可以减轻或甚至防止光阀112的液晶材料的极化。具体地，包括在操作期间经受具有单极性的驱动信号(例如，包括正极性或负极性之一的驱动信号)(例如，电场)的液晶材料的光阀112(即，液晶光阀)可能随时间产生离子漂移或类似问题。包括液晶材料的光阀112的极性的周期性反转可以降低这种离子漂移的发生率以及严重性，并因此提高基于液晶的光阀112的使用寿命。同样，极性反转也可以用于减轻基于其他技术的光阀112(包括但不限于电泳光阀和电润湿光阀)中的极性诱导影响。

返回参考图2A，多视图显示器100还包括多光束背光体120。多光束背光体120被配置为向包括光阀112的多视图像素110的阵列提供定向光(例如，作为定向光束)。多光束背光体120可以被成形为包括两个基本上平行且相对的平坦表面(即，顶表面和底表面)的“厚板”或基本上平坦的基板块。根据各种实施例，多光束背光体120包括布置成行的多个多光束发射器122。在一些实施例中，多个多光束发射器122可以位于与多视图像素110的阵列相邻的多光束背光体120的第一(或顶)表面120'处或附近，例如，如图2A所示。在其他实施例(未示出)中，多个多光束发射器122可以位于多光束背光体120的第二或后表面120”(即，与第一表面120'相对的表面)上。在其他实施例中，多个多光束元件的多光束发射器122可以位于第一表面120'和第二表面120”之间的多光束背光体120内部。

根据各种实施例，多个多光束发射器中的多光束发射器122被配置为向多视图像素阵列中的对应多视图像素110提供具有主角方向的多个定向光束102(即，定向光)。根据各种实施例，多个定向光束102的不同主角方向对应于多视图显示器100的各个不同视图方向。具体地，作为示例而非限制，图2A将定向光束102示出为被描绘为远离多光束背光体120的第一(或顶)表面120'定向的多个发散箭头。

根据各种实施例，多个多光束发射器中的多光束发射器122可以彼此间隔开。具体地，多个多光束发射器中的多光束发射器122可以在多光束背光体120的表面上以彼此平行的多行分散开。另外，多个多光束发射器中的多光束发射器122可以彼此间隔有限空间，并且表示沿着每行的单独的不同元件。也就是说，通过这里的定义，多个多光束发射器中的多光束发射器122根据行内的有限(即，非零)发射器间距离(例如，有限的中心到中心距离)彼此间隔开，其中，根据定义，所述行同样彼此分离。此外，根据一些实施例，多个多光束发射器中的多光束发射器122在行内或在相邻行之间通常不相交、重叠或以其他方式彼此接触。

作为示例而非限制，图3中所示的多视图显示器100提供以四乘四(4×4)视图配置布置的十六个不同视图。也就是说，多视图显示器100的多视图像素110提供四乘四的视图阵列(即，16个视图)，并且因此包括十六个视图像素110'，每个视图像素110'对应于多视图像素阵列中的光阀112中的不同光阀112。按照这样，每个视图像素110'对应于多视图显示器100的不同视图，或者等效于在多视图显示器100上显示的多视图图像的不同视图。此外，如图3所示，根据线反转协议沿着光阀112的列来驱动多视图像素110的阵列以及等效地其光阀112。

此外，如图3所示，多光束发射器122的阵列中的多光束发射器122通过多视图像素110的阵列是可见的。多个多光束发射器中的多光束发射器122与对应的多视图像素110(例如，多组光阀112)之间的关系可以是一对一的关系。也就是说，在一些实施例中，可以存在相等数量的多视图像素110和多光束发射器122。图2B和图3通过示例明确地示出了一对一关系，其中包括不同组的光阀112的每个多视图像素110被示出为由粗线界定，并且每个多视图像素110对应于所示出的多光束发射器122中的单个多光束发射器。注意，图3还包括与多视图图像或等效地多视图显示器100的编号视图相对应的标签(例如，‘1’、‘2’、‘3’、…)。

参考图3，沿着第二行II的多光束发射器122的位置相对于沿着第一行I的多光束发射器122的位置在行方向上偏移。也就是说，如图3所示，第二行II的多光束发射器122的位置从第一行I的多光束发射器122的对应位置偏移一偏移距离Δ，其中，偏移距离Δ在行方向上。此外，由于多光束发射器122和多视图像素110之间的一对一关系，因此第一行I和第二行II的多视图像素110也彼此偏移。注意，在图2B中，由于多光束发射器122和多视图像素110之间的对应性，因此第一行I和第二行II的多视图像素110也偏移一偏移距离Δ。结果是，对应于相同视图编号的视图像素110'在第一行I和第二行II之间不共享相同的列。例如，与第一多视图像素110-1中的视图‘1’相对应的视图像素110'与第二多视图像素110-2中的视图‘1’相对应的另一视图像素110'不在同一列的光阀112中。类似地，对应于第一多视图像素110-1中的视图‘5’的视图像素110'与对应于第二多视图像素110-2中的视图‘5’的另一视图像素110'不在同一列的光阀140中。

根据一些实施例，沿着第二行II的多光束发射器122的位置相对于第一行I的多光束发射器的偏移距离Δ是沿着行方向的极性反转协议的重复极性之间的距离的整数倍。例如，如图3所示，线反转协议(列反转)为沿着行或在行方向上的每隔一个视图像素110'或等效地每隔一个光阀112产生重复极性。也就是说，如所示出的，极性(+/-)沿着行或在行方向上从一个视图像素110'或光阀112到下一个视图像素或光阀交替。因此，如所示出的，极性反转协议的重复极性之间的距离是视图像素110'或光阀112的尺寸。此外，沿着第二行II的多光束发射器122的位置相对于第一行I的多光束发射器122的偏移距离Δ可以是视图像素110'或光阀112的尺寸的整数倍。如图3中所示，第二行I的多光束发射器122因此在行方向上从第一行I的多光束发射器122按照视图像素110'偏移一偏移距离Δ。

根据各种实施例，第一行I和第二行II之间的偏移距离Δ可以被配置为根据极性反转方法从具有对应光阀112的不同光阀极性的第一多视图像素110-1和第二多视图像素110-2中的每一个提供选择的定向光束。也就是说，对于与特定视图(例如，视图1或视图5)相对应的给定视图像素110'，第一多视图像素110-1中的光阀极性与第二多视图像素110-2中的光阀极性不同。例如，第一行I的多视图像素110-1(例如，对应于视图1或视图5)中的视图像素110'的光阀极性不同于第二行II中的第二多视图像素110-2的对应视图像素110'(例如，对应于视图1或视图5)的光阀极性。具体地，如图3中所示，与第一多视图像素110-1的视图1相对应的光阀112具有正极性(+)，而与相邻的第二多视图像素110-2的视图1相对应的光阀112具有负极性(-)。根据各种实施方式，多视图显示器100的多光束发射器122或多视图像素110(由于多光束发射器122与其对应的多视图像素110之间的一对一关系)的第一行I和第二行II之间的偏移距离Δ可以以各种不同的模式在多视图显示器100上重复。

图4A示出了根据与这里公开的原理一致的实施例的示例中的多视图显示器100的偏移模式的平面图。图4B示出了根据与这里描述的原理一致的另一实施例的示例中的多视图显示器100的偏移模式的平面图。如图4A和4B所示，每个正方形表示对应于特定多视图像素110的特定多光束发射器122。如所示出的，第一行和第二行多光束发射器122(以及通过延伸由虚线描绘的多视图像素110)相邻并且在行方向上偏移一偏移距离Δ，例如，光阀112的宽度。此外，在图4A中，第三行多光束发射器122与第二行相邻，并且在与第二行多光束发射器122相同的方向上从第二行偏移一偏移距离Δ。此外，如所示出的，与第三行相邻的第四行在相同方向上从第三行偏移，依此类推。偏移模式在图4B中不同地重复。因此，在多光束发射器122或等效地多视图像素110的连续编号的行的序列中，第一、第三、第五行等彼此对准(即，不偏移)，而第二、第四和第六行分别在行方向上从第一、第三和第五行偏移一偏移距离Δ。按照这样，如图4B所示，偶数行和奇数行在行方向上彼此偏移。

再次参考图2A，在一些实施例中，多光束发射器122的尺寸可以与多视图显示器100的光阀112(或等效地，多视图像素110中的视图像素110')的尺寸相当。在这里中，“尺寸”可以以各种方式中的任何一种被定义为包括但不限于长度、宽度或面积。例如，光阀112的尺寸可以是其长度，并且多光束发射器122的相当的尺寸也可以是多光束发射器122的长度。在另一示例中，尺寸可以指面积，使得多光束发射器122的面积可以与光阀112的面积相当。

在一些实施例中，多光束发射器122的尺寸与光阀尺寸相当，使得多光束发射器尺寸在光阀尺寸的约百分之五十(50％)和约百分之二百(200％)之间。例如，如果多光束发射器尺寸表示为“s”并且光阀尺寸表示为“S”(例如，如图2A所示)，则多光束发射器尺寸S可以由等式(1)给出为：

在其他示例中，多光束发射器尺寸大于光阀尺寸的约百分之六十(60％)、或光阀尺寸的约百分之七十(70％)，或者大于光阀尺寸的约百分之八十(80％)，或者大于光阀尺寸的约百分之九十(90％)，并且多光束发射器122小于光阀尺寸的约百分之一百八十(180％)，或者小于光阀尺寸的约百分之一百六十(160％)，或者小于光阀尺寸的约百分之一百四十(140％)，或者小于光阀尺寸的约百分之一百二十(120％)。例如，通过“相当的尺寸”，多光束发射器尺寸可以在光阀尺寸的约百分之七十五(75％)和约一百五十(150％)之间。在另一示例中，多光束发射器122在尺寸上可以与光阀112相当，其中多光束发射器尺寸在光阀尺寸的约百分之一百二十五(125％)和约百分之八十五(85％)之间。根据一些实施例，可以选择多光束发射器122和光阀112的相当的尺寸，以减少或在一些示例中最小化多视图显示器的视图之间的暗区，同时减少或在一些示例中最小化多视图显示器的视图之间的重叠。

在一些实施例中，多光束发射器122的形状与多视图像素110的形状相当，或者等效地与对应于多视图像素110的一组(或子阵列)光阀112的形状相当。例如，如图2B中所示，多光束发射器122可以具有正方形形状，并且多视图像素110(或对应的一组光阀112的布置)可以基本上是正方形。在另一示例中，多光束发射器122可以具有矩形形状，即，可以具有大于宽度或横向尺寸的长度或纵向尺寸。在该示例中，对应于多光束发射器122的多视图像素110(或等效地，该组光阀112的布置)可以具有类似的矩形形状。在其他示例(未示出)中，多光束发射器122和对应的多视图像素110具有各种形状，包括或至少近似于但不限于三角形形状、六边形形状和圆形形状。

此外，多个多光束发射器中的相邻多光束发射器122之间的距离可以与相邻多视图像素110之间的距离相称。在一些实施例中，多个多光束发射器中的一对相邻多光束发射器122之间的发射器间距离(例如，中心到中心距离)可以等于例如由光阀组表示的对应的相邻多视图像素110对之间的像素间距离(例如，中心到中心距离)。例如，如图2B中所示，第一多光束发射器122a和第二多光束发射器122b之间的中心到中心距离d基本上等于相邻多视图像素110的第一光阀组112a和第二光阀组112b之间的中心到中心距离D。在其他实施例(未示出)中，多光束发射器122对和对应的光阀组的相对中心到中心距离可以不同，例如，多光束发射器122可以具有发射器间间距(即，中心到中心距离d)，该发射器间间距是大于或小于表示多视图像素110的光阀组之间的间距(即，中心到中心距离D)中的一个。

进一步参考图2A，在一些实施例中，多光束背光体120还可以包括光导124。光导124被配置为沿着光导的长度将光引导为被引导光104(即，被引导光束)。例如，光导124可以包括被配置为光波导的介电材料。介电材料可以具有第一折射率，该第一折射率大于围绕介电光波导的介质的第二折射率。例如，折射率的差异被配置为根据光导124的一个或多个引导模式来促进被引导光104的全内反射。

在一些实施例中，光导124可以是厚板光波导或板光波导(即，板光导)，其包括延伸的基本上平面的光学透明介电材料片。基本上平面的介电材料片被配置为使用全内反射来引导被引导光104。根据各种示例，光导124的光学透明材料可以包括各种介电材料中的任何一种或由各种介电材料中的任何一种组成，但不限于各种类型的玻璃(例如，二氧化硅玻璃、碱金属铝硅酸盐玻璃、硼硅酸盐玻璃等)和基本上光学透明的塑料或聚合物(例如，聚(甲基丙烯酸甲酯)或“丙烯酸玻璃”、聚碳酸酯等)中的一种或多种。在一些示例中，光导124还可以包括在光导124的表面(例如，第一表面和第二表面中的一个或两个)的至少一部分上的包覆层(未示出)。根据一些示例，包覆层可以用于进一步促进全内反射。

此外，根据一些实施例，光导124被配置为根据全内反射在光导124的相对表面之间以非零传播角度引导被引导光104。具体地，被引导光104通过以非零传播角度在光导124的表面之间反射或“反弹”来传播。在一些实施例中，包括不同颜色的光的被引导光104的多个被引导光束可以由光导124以针对不同颜色的非零传播角度中的各自的传播角度引导。注意，为了简化说明，图2A中未示出非零传播角。然而，描绘传播方向103的粗箭头示出了被引导光104沿着图2A中的光导长度的一般传播方向。

在一些实施例中，多视图显示器100的多光束发射器122包括多光束元件。多光束发射器122的多光束元件被配置为从光导124散射出光作为具有与多视图图像或等效地多视图显示器100的视图方向相对应的主角方向的多个定向光束102。根据各种实施例，多光束元件可以包括被配置为散射出被引导光104的一部分的大量不同结构中的任何一个。例如，不同结构可以包括但不限于衍射光栅、微反射元件、微折射元件或其各种组合。在一些实施例中，包括衍射光栅的多光束元件被配置为衍射地散射出被引导光部分作为具有不同主角方向的多个定向光束。在其他实施例中，包括微反射元件的多光束元件被配置为反射地散射出被引导光部分作为多个定向光束，或者包括微折射元件的多光束元件被配置为通过或使用折射来散射出被引导光部分作为多个定向光束(即，折射地散射出被引导光部分)。

在一些实施例中(例如，如图2A中所示)，多视图显示器100还可以包括光源126。根据各种实施例，光源126被配置为提供将要在光导124内被引导光。具体地，光源126可以位于光导124的入射表面或端部(输入端)附近。在各种实施例中，光源126可以包括基本上任何光源(例如，光发射器)，包括但不限于一个或多个发光二极管(LED)或激光器(例如，激光二极管)。在一些实施例中，光源126可以包括光学发射器，该光学发射器被配置为产生具有由特定颜色表示的窄带光谱的基本上单色光。具体地，单色光的颜色可以是特定颜色空间或颜色模型(例如，红-绿-蓝(RGB)颜色模型)的原色。在其他示例中，光源126可以是被配置为提供基本上宽带或多色光的基本上宽带光源。例如，光源126可以提供白光。在一些实施例中，光源126可以包括被配置为提供不同颜色的光的多个不同的光学发射器。不同的光学发射器可以被配置为提供具有与不同颜色的光中的每一种对应的被引导光的不同的、颜色特定的、非零传播角度的光。

在一些实施例中，被引导光104可以是准直的，或者等效地可以是准直光束(例如，如下所述，由准直器提供)。这里，“准直光”或“准直光束”通常被定义为光束的光线基本上被限制在光束(例如，被引导光104)内的预定或定义的角展度内的光束。此外，通过这里的定义，从准直光束发散或散射的光线不被认为是准直光束的一部分。此外，在各种实施例中，被引导光104可以根据准直因子s被准直或者被准直为具有准直因子s。

在其他实施例(未示出)中，多光束发射器122可以包括有源光学发射器。这里，“有源”光学发射器是被配置为在被激活时(例如，当电压或电流被施加到有源光学发射器时)产生光的光学发射器。可以用作多光束发射器122的光学发射器可以包括但不限于微型发光二极管(μLED)、有机发光二极管(OLED)和类似的发光结构。例如，当多光束发射器122包括光发射器时，多光束背光120可以不包括光导124或光源126。相反，多光束背光体120可以包括被配置为支撑包括有源光学发射器的多光束发射器122的基板。在一些实施例中，基板可以是透明的或基本上透明的。

根据与这里描述的原理一致的一些实施例，多视图显示器100还可以包括与多光束背光体120相邻的广角背光体。例如，广角背光体可以用于促进以二维(2D)模式显示2D图像，而多光束背光体120可以用于以多视图模式显示多视图图像。图5示出了根据与这里描述的原理一致的另一实施例的示例中的多视图显示器100的横截面图。在一些实施例中，除了添加了广角背光体之外，图5中所示的多视图显示器100可以基本上类似于以上描述的多视图显示器100。

具体地，图5示出了多视图显示器100，其中，如上所述，多视图显示器110包括多视图像素110的阵列的光阀112以及具有多光束发射器122的多光束背光体120。如图所示，多光束背光体120还包括光导124，其中，多个多光束发射器122位于光导124的与光阀112相邻的表面(即，多光束背光体120的第一表面120')上。图5所示的多视图显示器100还包括广角背光130。广角背光130位于多光束背光120的与邻近光阀阵列的一侧相对的一侧。具体地，如所示出的，广角背光体130与多光束背光体120的与第一表面120'相对的第二表面120”相邻。根据各种实施例，广角背光体130被配置为提供广角发射光106。

在多视图显示器100中，多光束背光体120(例如，包括光导124)被配置为对于从广角背光体130发射的广角发射光106是光学透明的。具体地，光导124与多光束背光体120的多个多光束发射器122一起被配置为对于在通常从多光束背光体120的第二表面120”到第一表面120’的方向上传播的广角发射光106是光学透明的。因此，广角发射光106可以从广角背光体130发射，然后穿过多光束背光体120的厚度(或等效地穿过光导124的厚度)。因此，来自广角背光体130的广角发射光106可以通过多光束背光体120的第二表面120”(或等效地光导124的第二表面)被接收，透射过多光束背光体120的厚度(或等效地通过光导124的厚度)，然后从多光束背光体120的第一表面120'(或光导124的第一表面)发射。根据一些实施例，由于多光束背光体120被配置为对于广角发射光106是光学透明的，因此广角发射光106基本上不受多光束背光体120的影响。

根据各种实施例，图5的多视图显示器100可以选择性地以2D模式(2D)或多视图模式(多视图)操作。在2D模式下，多视图显示器100被配置为发射由广角背光体130提供的广角发射光106。接下来，广角发射光106可以由光阀112调制，以在2D模式期间提供2D图像。可选地，在多视图模式下，如先前所描述的，多视图显示器100被配置为发射由多光束背光体120提供的定向光束102。同样如上所述，发射的定向光束102可以由多视图像素110的光阀112调制，以提供或显示多视图图像。因此，组合的多光束背光体120和广角背光体130可以用于双模式(2D/3D)显示，该双模式(2D/3D)显示可以例如在显示2D图像和多视图图像之间切换。

根据这里描述的原理的一些实施例，公开了一种多视图显示器200。图6示出了根据与这里描述的原理一致的实施例的示例中的多视图显示器200的框图。如图所示，多视图显示器200包括被配置为将光引导为被引导光的光导210。根据各种实施例，光导210可以被配置为使用全内反射来引导被引导光。此外，被引导光可以由光导210或在光导210内以非零传播角度被引导。在一些实施例中，光导210可以基本上类似于先前描述的多视图显示器100的光导124。在一些实施例中，被引导光可以是准直的或者可以是准直光束。具体地，在各种实施例中，被引导光可以根据准直因子s被准直或者被准直为具有准直因子s。

图6中所示的多视图显示器200还包括布置成行的多光束元件220的阵列。根据一些实施例，多光束元件阵列中的多光束元件220可以基本上类似于上述多视图显示器100的多个多光束发射器122。具体地，多光束元件220的阵列被配置为散射出被引导光的一部分作为与多视图显示器200的多视图像素相关联的定向发射光202。根据各种实施例，定向发射光202包括具有与多视图显示器200的各个不同视图方向相对应的主角方向的多个定向光束。此外，根据各种实施例，多光束元件阵列中的多光束元件可以位于光导210的表面处或光导210内。

多视图显示器200还包括光阀阵列230。光阀阵列230被配置为调制定向发射光202以提供多视图图像。光阀阵列中的不同组的光阀230对应于多视图显示器200的多视图像素中的不同多视图像素。根据一些实施例，光阀230的阵列中的光阀230可以基本上类似于上面针对多视图显示器100描述的多个光阀中的光阀112。例如，光阀230可以包括若干不同类型的光阀中的任何一种，包括但不限于液晶光阀、电泳光阀和基于电润湿的光阀。此外，在各种实施例中，光阀阵列中的光阀230被配置为根据极性反转协议被驱动。极性反转协议可以被配置为减轻光阀阵列中的液晶光阀的液晶介质的极化以及其他类型的光阀中的类似影响。

根据各种实施例，可以根据任何数量的极性反转协议来驱动光阀230的阵列。例如，在一些实施例中，可以根据线反转协议来驱动光阀230的阵列。例如，线反转协议可以沿着光阀230阵列的行(行反转)或列(列反转)。在其他实施例中，可以根据点反转协议来驱动光阀230的阵列。在其他实施例中，可以根据2线反转协议来驱动光阀230的阵列。在其他实施例中，可以根据这些反转协议的各种组合来驱动光阀230的阵列。

此外，根据一些实施例，多光束元件阵列中的第一行多光束元件220可以相对于多光束元件阵列中的第二行多光束元件220偏移。在一些实施例中，偏移可以在多光束元件220的阵列的行方向上。在一些实施例中，多光束元件阵列内的第一行和第二行多光束元件220之间的偏移或偏移距离的大小可以是光阀阵列的极性反转协议的重复极性之间的距离的整数倍。例如，当根据点反转协议驱动光阀阵列时，重复极性之间的距离约为光阀的宽度或等效地为视图像素的宽度。因此，例如，第一行和第二行多光束元件可以偏移光阀宽度的距离。

在一些实施例中，第一行多光束元件和第二行多光束元件之间的偏移被配置为减轻多视图图像内的可能与光阀阵列的极性反转协议相关联的像素的闪烁。例如，偏移可以确保来自第一行的多光束元件220的定向光束由根据极性反转协议当与调制来自第二行的另一多光束元件220的另一定向光束的另一光阀230的极性相比时具有相反或不同极性的光阀230调制。此外，当根据极性反转协议使用具有相反或不同极性的光阀230调制定向光束时，可以减轻或甚至消除与极性反转协议的极性切换相关联的闪烁，特别是当定向光束对应于多视图图像的视图的相邻像素时。

在各种实施例中，多光束元件阵列中的多光束元件220的尺寸可以与光阀阵列中的光阀230的尺寸相当。在一些实施例中，多光束元件220的尺寸与光阀尺寸相当，使得多光束元件尺寸在光阀尺寸的约百分之五十(50％)和约百分之二百(200％)之间。此外，多光束元件220的形状可以与多视图像素的形状相当。例如，多光束元件220可以具有正方形形状，并且多视图像素可以是基本上正方形的。在另一示例中，多光束元件220可以具有矩形形状，即，可以具有大于宽度或横向尺寸的长度或纵向尺寸，并且多光束元件220可以是基本上矩形的。此外，多光束元件阵列中的相邻多光束元件220之间的距离可以与多视图显示器200的相邻多视图像素之间的距离相称。例如，多光束元件阵列中的一对相邻多光束元件220之间的元件间距离(例如，中心到中心距离)可以等于例如由光阀阵列中的多组光阀230表示的对应的相邻多视图像素对之间的像素间距离(例如，中心到中心距离)。

在一些实施例中，多光束元件阵列中的多光束元件220可以包括被配置为散射出被引导光的一部分的多个不同结构中的任何一个。例如，不同结构可以包括但不限于衍射光栅、微反射元件、微折射元件或其各种组合。在一些实施例中，包括衍射光栅的多光束元件220被配置为衍射地散射出被引导光部分作为具有不同主角方向的多个定向光束。在其他实施例中，包括微反射元件的多光束元件220被配置为反射地散射出被引导光部分作为多个定向光束，或者包括微折射元件的多光束元件220被配置为通过或使用折射来散射出被引导光部分作为多个定向光束(即，折射地散射出被引导光部分)。

如图6中所示，在一些实施例中，多视图显示器200还可以包括光学耦合到光导210的输入端的光源240。光源240可以基本上类似于先前描述的多视图显示器100的光源126。光源240被配置为向光导210提供光以作为被引导光被引导。在一些实施例中，光源240可以位于光导210的入射表面附近，并且可以包括基本上任何光源，包括但不限于LED和激光器。在一些实施例中，光源240可以包括被配置为提供不同颜色的光的多个不同的光学发射器。在一些实施例中，由光源提供的光可以是准直的，或者等效地可以是准直光束。此外，在各种实施例中，可以根据准直因子s对光进行准直。

根据这里描述的原理的一些实施例，提供了一种多视图显示器操作的方法300。图7示出了根据与这里原理一致的实施例的示例中的多视图显示器操作的方法300的流程图。多视图显示器操作的方法300包括使用多光束背光体的多光束发射器阵列发射310定向光束，其中，多光束发射器阵列中的多光束发射器布置成偏移行。例如，多光束发射器的行可以在多光束发射器阵列的列的方向或行的方向上偏移。在一些实施例中，多光束发射器可以基本上类似于上面针对多视图显示器100描述的多个多光束元件的多光束发射器122。此外，根据各种实施例，定向光束具有与多视图显示器的不同视图方向对应的方向。

方法300还包括使用光阀阵列调制320定向光束以显示多视图图像。光阀阵列中的光阀可以基本上类似于上述多视图显示器100的光阀112。例如，液晶光阀、电泳光阀和电润湿光阀等中的一个或多个可以用作调制320定向光束的光阀阵列中的光阀。根据各种实施方式，光阀阵列中的光阀组可以对应于多视图显示器的多视图像素。例如，光阀阵列中的四乘四(4×4)光阀组可以对应于多视图显示器的多视图像素。类似地，例如，光阀阵列中的光阀可以对应于多视图像素中的视图像素。

在各种实施例中，根据极性反转协议驱动光阀阵列。如上所述，极性反转协议可以被配置为减轻各种影响，其中，所述各种影响包括但不限于实现为液晶光阀的光阀的液晶介质的极化。在各种实施例中，可以根据任何数量的极性反转协议来驱动光阀阵列。例如，可以根据线反转协议来驱动光阀阵列。例如，线反转协议可以沿着光阀阵列的行(行反转)或列(列反转)。在其他示例中，可以根据点反转协议或2线反转协议来驱动光阀阵列。在其他示例中，可以使用这些反转协议的组合以及可能的其他反转协议来驱动光阀阵列。

在一些实施例中，多光束发射器行之间的偏移是沿着偏移行的极性反转协议的重复极性之间的距离的整数倍。例如，在根据点反转协议驱动的光阀阵列中，重复极性之间的距离是光阀的宽度或等效地是视图像素的宽度。因此，第一行和第二行多光束元件可以偏移光阀宽度的距离。

在各种实施例中，根据极性反转协议，偏移行之间的偏移为第一多视图像素和第二多视图像素中的每一个的选择的定向光束提供不同的光阀极性。例如，对应于多视图像素的特定视图(例如，视图1)的光阀可以具有正极性，而对应于偏移行但相同列内的另一多视图像素中的相同视图的光阀可以具有负极性。

在一些实施例(未示出)中，方法300中使用的多光束背光体还包括光导。例如，光导可以基本上类似于多视图显示器100的光导124。在这些实施例中，发射310定向光束还可以包括在光导中将光引导为被引导光。根据一些实施例，可以在光导的相对内表面之间以非零传播角度引导光。此外，发射310定向光束可以包括使用包括多光束元件的多光束发射器将被引导光的一部分从光导散射出多个定向光束。多光束发射器可以基本上类似于以上描述的多视图显示器100的多光束发射器122。按照这样，多光束发射器的多光束元件可以包括被配置为衍射地散射出被引导光的一部分的衍射光栅、被配置为反射地散射出被引导光的一部分的微反射结构以及被配置为折射地散射出被引导光的一部分的微折射结构中的一个或多个。在其他实施例中，多光束发射器的多光束元件可以包括有源发射器，诸如但不限于发光二极管(LED)和有机发光二极管(OLED)。

此外，多光束发射器可以具有与光阀阵列中的光阀的尺寸相当的尺寸。在一些实施例中，多光束发射器的尺寸可以与光阀阵列中的光阀的尺寸相当，使得多光束元件尺寸在光阀尺寸的约百分之五十(50％)和约百分之二百(200％)之间。

在一些实施例(未示出)中，多视图显示器操作的方法300还可以包括使用光学地耦合到光导的输入端的光源来提供将要由光导引导的光。光源可以基本上类似于以上描述的多视图显示器100的光源126。在一些实施例中，光源可以提供具有非零传播角的光。此外，在各种实施例中，光源可以提供准直光，或者等效地提供具有准直因子s的光。

因此，已经描述了包括布置成偏移行的多视图像素和多光束发射器的阵列的多视图显示器和多视图显示器操作的方法的示例和实施例。应当理解，上述示例仅仅是表示这里所描述的原理的许多具体示例中的一些示例的说明。显然，在不脱离由所附权利要求限定的范围的情况下，本领域技术人员可以容易地设计出许多其他布置。