具有动态颜色子像素重映射的多视图显示器、系统和方法

相关申请的交叉引用

不适用

关于联邦赞助研究或开发的声明

不适用

背景技术

电子显示器是用于向各种设备和产品的用户传送信息的几乎无处不在的介质。最常用的电子显示器包括阴极射线管(CRT)、等离子体显示面板(PDP)、液晶显示器(LCD)、电致发光显示器(EL)、有机发光二极管(OLED)和有源矩阵OLED(AMOLED)显示器、电泳显示器(EP)和采用机电或电流体光调制的各种显示器(例如，数字微镜器件、电润湿显示器等)。通常，电子显示器可分为有源显示器(即，发光的显示器)或无源显示器(即，调制由另一源提供的光的显示器)。有源显示器的最明显的例子是CRT、PDP和OLED/AMOLED。当考虑发射光时通常被分类为无源的显示器是LCD和电泳显示器。无源显示器虽然通常表现出吸引人的性能特征，包括但不限于固有的低功耗，但是由于缺乏发光能力，在许多实际应用中可能发现有些受限的用途。

附图说明

参考结合附图进行的以下详细描述，可以更容易地理解根据本文描述的原理的示例和实施例的各种特征，其中相同的附图标记表示相同的结构元件，并且其中：

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

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

图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视图。

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2C示出了根据与这里描述的原理一致的实施例的示例中的图2B的多视图显示器的一部分的平面图。

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

图3B示出了根据与这里描述的原理一致的实施例的另一示例中的图3A的多视图显示器的一部分的平面图。

图4示出了根据与这里描述的原理一致的实施例的示例中的包括广角背光的多视图显示器的横截面图。

图5示出了根据与这里描述的原理一致的实施例的示例中的多视图显示系统的框图。

图6图示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系统操作的方法的流程图。

某些示例和实施例具有作为上述附图中所示的特征的补充或替代之一的其它特征。这些和其它特征将在下面参考上述附图进行详细描述。

具体实施方式

根据本文描述的原理的示例和实施例提供了采用动态颜色子像素重映射的多视图显示器。在与这里描述的原理一致的各种实施例中，提供了一种多视图显示器。多视图显示器被配置为根据多视图显示器的用户的位置，相对于颜色子像素的位置偏移多视图像素的位置。根据一些实施例，该偏移提供可以减轻多视图显示器上的颜色边纹(colorfringing)的动态颜色子像素偏移或重映射。

在此，“二维显示器”或“2D显示器”被定义为被配置为提供基本相同的图像视图的显示器，而不管观看图像的方向如何(即，在2D显示器的预定视角或观看范围内)。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。相比之下，在本文中，“多视图显示器”被定义为被配置为在不同视图方向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。特别地，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。在一些实例中，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，以显示要观看的多视图图像。多视图显示器10在相对于屏幕12的不同观看方向16上提供多视图图像的不同视图14，观看方向16被图示为在各种不同的主角方向上从屏幕12延伸的箭头；不同的视图14被图示为在箭头的末端处的阴影多边形盒(即，描绘视图方向16)；并且仅示出了四个视图14和四个视图方向16，所有这些都是示例性的而非限制性的。注意，虽然在图1A中将不同的视图14图示为在屏幕上方，但是当在多视图显示器10上显示多视图图像时，视图14实际上出现在屏幕12上或其附近，在屏幕12上方描绘视图14仅仅是为了图示的简单，并且意在表示从与特定视图14对应的视图方向16中的相应一个观看多视图显示器10。

根据本文的定义，观看方向或具有与多视图显示器的观看方向相对应的方向的等同光束通常具有由角分量{θ，φ}给出的主角方向。角度分量θ在此被称为光束的“仰角分量”或“仰角”。角度分量φ被称为光束的“方位角分量”或“方位角”。根据定义，仰角θ是垂直平面(例如，垂直于多视图显示屏幕的平面)中的角度，而方位角φ是水平平面(例如，平行于多视图显示屏幕平面)中的角度。

图1B示出了根据与这里描述的原理一致的实施例的示例中的具有与多视图显示器的视图方向(例如，图1A中的视图方向16)相对应的特定主角方向的光束20的角度分量{θ，φ}的图形表示。此外，根据本文的定义，光束20从特定点发射或发出。也就是说，根据定义，光束20具有与多视图显示器内的特定原点相关联的中心射线。图1B还示出了光束(或观察方向)的原点O。

此外，在本文中，如在术语“多视图图像”和“多视图显示器”中使用的术语“多视图”被定义为表示不同视角或包括多个视图的视图之间的角度视差的多个视图。另外，根据本文的定义，本文中的术语“多视图”明确地包括多于两个不同的视图(即，最少三个视图并且通常多于三个视图)。因此，如本文所采用的“多视图显示器”明确地区别于仅包含两个不同视图以表示场景或图像的立体显示器。然而，注意，虽然多视图图像和多视图显示器包括多于两个视图，但是根据本文的定义，通过一次仅选择多视图中的两个视图来观看(例如，在多视图显示器上)多视图图像可以作为立体图像对来观看(例如，每只眼睛一个视图)。

“多视图像素”在这里被定义为表示多视图显示器的相似的多个不同视图的每一个中的“视图”像素的像素集合。具体地，多视图像素可以具有对应于或表示多视图图像的不同视图中的每一个中的视图像素的单独的像素或像素集合。因此，根据本文的定义，“视图像素”是对应于多视图显示器的多视图像素中的视图的像素或像素集合。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，根据这里的定义，多视图像素的视图像素是所谓的“定向像素”，因为每个视图像素与不同视图中的对应一个的预定视图方向相关联。此外，根据各种示例和实施例，多视图像素的不同视图像素可以在不同视图中的每一个中具有等同的或至少基本上类似的位置或坐标。举例来说，第一多视图像素可具有在多视图图像的不同视图中的每一者中位于{x1，y1}处的个别视图像素，而第二多视图像素可具有在不同视图中的每一者中位于{x2，y2}处的个别视图像素，等等。

在一些实施例中，多视图像素中的视图像素的数目可等于多视图显示器的视图的数目。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。在另一实例中，多视图显示器可提供八乘四视图阵列(即，32个视图)，且多视图像素可包含三十二(32)个视图像素(即，每一视图一个)。另外，每个不同视图像素可以具有相关联的方向(例如，光束主角方向)，该方向对应于例如与64个不同视图相对应的视图方向中的不同视图方向。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的多视图显示视图的每个视图中像素(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视图像素(即，640×480视图分辨率)，则多视图显示器可以具有三百七千两百(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。

根据本文的定义，“多束发射器”是产生包括多个光束的光的背光或显示器的结构或元件。在一些实施例中，多束发射器可以光耦合到背光的光导，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，多束发射器可以包括多束元件。在其他实施例中，多束发射器可以生成作为光束发射的光(即，可以包括光源)。此外，根据本文的定义，多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。特别地，根据定义，多个光束的一个光束具有与多个光束的另一个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在空间的基本上圆锥形的区域，或者具有预定的角展度，其包括多个光束中的光束的不同主角方向。这样，组合的光束(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，根据本文的定义，多束发射器可以被认为是“扩展的点光源”，即，分布在多束发射器的范围上的多个点光源。此外，由多束发射器产生的光束具有由角分量{θ，φ}给出的主角方向，如本文定义的，并且如上关于图1B所述。

在此，“光导”被定义为使用全内反射在结构内引导光的结构。特别地，光导可以包括在光导的工作波长下基本上透明的芯。术语“光导”通常是指采用全内反射以在光导的介电材料与围绕该光导的材料或介质之间的界面处引导光的介电光波导。根据定义，全内反射的条件是光导的折射率大于与光导材料的表面相邻的周围介质的折射率。在一些实施例中，除了上述折射率差之外或代替上述折射率差，光导可以包括涂层以进一步促进全内反射。例如，该涂层可以是反射涂层。光导可以是若干光导中的任何一种，包括但不限于板或平板光导和条带光导中的一者或两者。

根据定义，“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光。特别地，在一些实施例中，广角发射光可以具有大于大约二十度(例如，＞±20°)的锥角。在其它实施例中，广角发射光锥角可以大于大约三十度(例如，>±30°)、或大于大约四十度(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大约六十度(例如，＞±60°)。

在一些实施例中，广角发射光锥角可定义为与LCD计算机监视器、LCD平板、LCD电视或意图用于广角观看(例如，约±40-65°)的类似数字显示装置的观看角度大致相同。在其他实施例中，广角发射光还可以被表征或描述为漫射光、基本上漫射光、无方向性光(即，缺乏任何特定或限定的方向性)、或具有单个或基本上均匀方向的光。

此外，如本文所用，冠词“一”旨在具有其在专利领域中的普通含义，即“一个或多个”。例如，“颜色子像素”意味着一个或多个颜色子像素，并且因此，“颜色子像素”意味着这里的“颜色子像素”。而且，本文中对“顶部”、“底部”、“上”、“下”、“前”、“后”、“第一”、“第二”、“左”或“右”的任何参考不意图在本文中是限制。在本文中，术语“约”当应用于某一值时，通常是指在用于产生该值的设备的公差范围内，或者可以是指加或减10％、或加或减5％、或加或减1％，除非另有明确说明。此外，如本文所用，术语“基本上”是指大部分、或几乎全部、或在约51％至约100％范围内的量。此外，本文的示例旨在仅是说明性的，并且出于讨论的目的而呈现，而不是作为限制。

根据本文所述原理的一些实施例，提供动态颜色子像素重映射的多视图显示器。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的横截面视图。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2C示出了根据与这里描述的原理一致的实施例的示例中的图2B的多视图显示器100的一部分的平面图。根据各种实施例，图2A-2C中所示的多视图显示器100可以采用动态颜色子像素重映射来减轻由多视图显示器100显示的或在其上显示的多视图图像中的或与其相关联的颜色边纹。

多视图显示器100包括光阀阵列110。图2A和2B还示出了光阀阵列的光阀110，其被布置为多个多视图像素120，在图2B中用虚线画出了轮廓。根据各种实施例，光阀阵列可以包括各种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。

如图2B和2C所示，光阀阵列110包括重复的多个颜色子像素112，其被配置为将定向光束调制为在多视图显示器100上显示的或由其显示的多视图图像的不同视图的颜色像素。特别地，光阀阵列的每一光阀110包括多个颜色子像素112。这样，在光阀阵列上，多个颜色子像素112从一个光阀110到相邻的光阀110重复，作为重复的多个颜色子像素。

在一些实施例中，如图2C所示，光阀阵列110中的光阀110可包括多个颜色子像素112，其具有第一颜色子像素112-1、第二颜色子像素112-2以及第三颜色子像素112-3，此外，如图2C所示，多个颜色子像素112在光阀阵列的每个光阀110中可以是相同的。因此，根据不同的实施例，具有第一、第二与第三颜色子像素112-1、112-2、112-3的多个颜色子像素可在光阀阵列上重复(例如，沿行方向)。

在一些实施例中，多个重复颜色子像素中的一个颜色子像素112可具有或表示与多个重复颜色子像素中的另一个颜色子像素不同的颜色(例如，每个颜色子像素112可包括表示不同颜色的不同滤色器)。举例来说，第一颜色子像素112-1可为红色子像素(R)，第二颜色子像素112-2可为绿色子像素(G)，且第三颜色子像素112-3可为蓝色子像素(B)，例如，如图2C中所说明。由于多个颜色子像素沿着光阀阵列110的一行重复，因此多个重复的颜色子像素包括一组重复的红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)颜色子像素112，如图2C中所示，这是作为示例而非限制。根据一些实施例，重复的一组红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)颜色子像素112可以与用于利用多视图显示器100显示颜色多视图图像的红-绿-蓝(RGB)颜色模型一致。在其它非限制性实例和实施例(未说明)中，重复的多个颜色子像素112可包含(但不限于)包含红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)以及黄色(Y)颜色子像素112(RGBY)的重复集合，以及包含红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)以及白色(W)颜色子像素112(RGBW)的重复集合。

如图2B所示(以及如上所述)，具有重复的多个颜色子像素112的光阀阵列被布置为多视图显示器100的多个多视图像素120。多个多视图像素120中的每个多视图像素包括重复的多个颜色子像素112的不同子集。每个多视图像素120被配置为调制定向光束作为多视图显示器100的不同视图的颜色像素。调制光束表示多视图显示器100的颜色像素内的多个颜色子像素的颜色子像素112的相应不同颜色。此外，根据各种实施例，多视图像素的每个多视图像素120内的单独光阀110表示多视图图像的不同视图中的不同视图或等效地表示多视图显示器100的不同视图。

作为示例而非限制，图2B-2C中所示的多视图显示器100包括表示四乘四的多视图像素120(4×4)不同视图的排列。也就是说，所示出的多视图显示器100具有经配置以在全视差模式中提供十六(16)个不同视图的多视图像素120。因此，多个多视图像素120中的每个多视图像素包括十六(16)个光阀110，每个光阀包括三(3)个颜色子像素112，如图所示。特别地，如图所示，每个光阀110包括一组三个连续的颜色子像素112，包括红色(R)子像素112、绿色(G)子像素112和蓝色(B)子像素112。根据一些实施例，多个多视图像素120可以布置成多视图像素120的行和列(例如，如所图示的)。

根据各种实施例，多个多视图像素中的多视图像素120相对于光阀阵列的颜色子像素112的位置被配置为根据多视图显示器100的用户101的位置而偏移。该偏移可以提供多视图显示器100的多视图像素120的或相对于其的动态颜色子像素重映射。根据一些实施例，当用户101从用于确定偏移的位置观看多视图图像时，动态颜色子像素重映射可以减轻在多视图显示器100上显示的多视图图像内的颜色边纹。

图3A示出了根据与这里描述的原理一致的实施例的示例中的多视图显示器100的一部分的平面图。如图3A所示，多视图像素120从多视图像素120的左上角的红色(R)色子像素112跨越到右下角的蓝色(B)色子像素112。此外，第一视图V1可对应于左上角的第一组三个颜色子像素112(R，G，B)，第二视图V2可对应于与第一组相邻并在第一组右侧的第二组三个颜色像素112(R，G，B)，第三视图V3可对应于与第二组相邻并在第二组右侧的第三组三个颜色子像素112(R，G，B)，如图所示。

当用户101从以视图V2为中心的位置观看多视图显示器100时，用户101将体验到没有颜色边纹的多视图图像。也就是说，当用户101的位置沿着重复的多个颜色子像素112以视图V2为中心时，视图V1、V2、V3将是颜色平衡的，即沿着一行。在图3A中，箭头指示观看多视图显示器100的用户101的视线。因此，用户101的视线与多视图像素120的视图中心V2(或第二组颜色子像素112)对准。由于用户101与视图中心V2(或多视图像素120)对准，所以用户101将体验视图V2或更一般地多视图图像的颜色平衡视图。然而，如果用户101要稍微向右或向左移动，则用户101可能体验到缺乏颜色平衡或包括颜色边纹的多视图图像。例如，当用户101观看时，视图V2可以包括带蓝色的伪影，而视图V3可以包括红色的重影或伪影。

图3B示出了根据与这里描述的原理一致的实施例的另一示例中的图3A的多视图显示器100的一部分的平面图。具体地，多视图显示器100是与图3A中所示的相同的多视图显示器100。然而，图3B示出了用户101位于右侧的新位置，使得当用户101可以继续观察视图V2时，用户的视线已经与用户一起移动以与偏离视图V2或多视图像素120中心的颜色子像素112对准，如图3A中最初示出的。由于用户101的视线偏离中心，所以如果要使用图3A的原始多视图像素120，则多视图图像可能缺乏颜色平衡。

然而，图3B示出了多视图像素120'，其具有作为新用户位置的函数相对于颜色子像素112偏移的位置。因此，多视图像素120'被偏移到新的位置，使得多视图像素120'从多视图像素120'的左上角的(视图V1的)绿色(G)色子像素112跨越到右下角的(视图“9”的)红色(R)色子像素112。此外，在偏移之后，第一视图V1对应于在左上角的第一组三个颜色子像素112(G，B，R)，第二视图V2对应于与第一组相邻并在第一组右侧的第二组三个颜色像素112(G，B，R)，第三视图V3对应于与第二组相邻并在第二组右侧的第三组三个颜色子像素112(G，B，R)，如图3B所示。三个视图V1、V2、V3中的每一个仍然具有颜色子像素112的完全补色，但是通过多视图像素120相对于光阀阵列的颜色子像素112的偏移来恢复颜色平衡。与图3A一样，箭头指示观看图3B中的多视图显示器100的用户101的视线。

根据一些实施例，多视图像素位置的偏移距离可以是重复的多个颜色子像素中的颜色子像素112的尺寸的整数倍。例如，在图3B中，与移动之前的图3A中的多视图像素120的位置相比，响应于用户101的位置的移动，多视图像素120'在重复的多个颜色子像素112的行方向上被偏移一(1)个颜色子像素112的宽度。在其它实施例(未示出)中，移动距离可以等于颜色子像素112的两个宽度、三个宽度等，例如，结果，多视图像素120被重映射到重复的多个颜色子像素112中的不同的颜色子像素112的集合，以将用户101的视线重新定位在多视图像素120的中心，或者更具体地重新定位到与视图V2相对应的第二颜色子像素112的集合的中心。这样做时，与图3A的多视图像素120相比，不同的颜色子像素112的集合形成图3B中的多视图像素120'。因此，尽管图3A的多视图像素120沿着重复的多个颜色子像素112的第一行从红色(R)颜色子像素112跨越到蓝色(B)颜色子像素112，但图3B中示出的多视图像素120'沿着相同的重复的多个颜色子像素112从绿色(G)颜色子像素112跨越到红色(R)颜色子像素112。相应地，多视图像素120的视图V2从图3A中的颜色子像素112(R，G，B)集合移动到图3A中的不同颜色子像素112(G，B，R)集合，其将视图V2重新置于用户101的视线的中心。多视图像素120'中的所有其它视图类似地在相同的方向上沿着重复的多个颜色子像素112偏移该偏移。此外，如图3A-3B所示，该偏移是光阀阵列的行方向。

根据各种实施例，可以在多视图显示器100激活并且显示多视图图像时执行响应于用户101的位置改变的多视图像素120、120'的偏移。因此，可以动态地实现随着多视图像素位置的偏移而执行的颜色子像素112的重映射。因此，在此，动态子像素重映射被定义为当多视图显示器100有效时将至少一个颜色子像素112重新分配给不同的多视图像素120。多视图显示器100的动态颜色子像素重映射被配置成减轻与多视图图像的颜色像素相关联的颜色边纹。特别地，多视图像素120的偏移有助于最小化不同颜色的定向光束102之间的不均匀重叠，其可以根据用户101的位置和视点来强调像素中的某些颜色而不是其他颜色。

再次参考图2A-2C，所示的多视图显示器100还包括多束发射器130的阵列。多束发射器130被配置为提供由光阀阵列的多个颜色子像素112调制的定向光束102。定向光束102可以具有与多视图显示器100的相应不同视图方向或者等效地与在多视图显示器100上显示的或由其显示的多视图图像的不同视图的相应不同视图方向相对应的主角方向。特别地，图2A将定向光束102图示为多个发散箭头，其被描绘为在朝着光阀阵列的方向上从多束发射器130被引导。

在一些实施例中，多束发射器130的尺寸与多视图显示器100的光阀110的尺寸相当。在此，“尺寸”可以以多种方式中的任何一种来限定，包括但不限于长度、宽度或面积。例如，光阀110的尺寸可以是其长度，并且多束发射器130的相当尺寸也可以是多束发射器130的长度。在另一个示例中，尺寸可以指这样的面积，使得多束发射器130的面积可以与光阀110的面积相当。在一些实施例中，多束发射器130的尺寸与光阀尺寸相当，使得多束发射器尺寸在光阀尺寸的大约百分之五十(50％)和大约百分之二百(200％)之间。

在一些实施例中，多视图显示器100可以包括光导140，例如，如所图示的。光导140被配置为沿着光导的长度引导光作为被引导光104(即，被引导光束104)。例如，光导140可以包括被配置为光波导的介电材料。所述介电材料可具有大于围绕所述介电光波导的介质的第二折射率的第一折射率。例如，折射率的差异被配置为根据光导140的一个或多个引导模式促进被引导光104的全内反射。

在一些实施例中，光导140可以是包括光学透明的电介质材料的延伸的基本上平面的片的光学波导的板或片(即，片光导)。基本上平面的电介质材料片被配置为使用全内反射来引导被引导光104。根据各种示例，光导140的光学透明材料可以包括各种介电材料中的任何一种或由其制成，所述介电材料包括但不限于各种类型的玻璃(例如，二氧化硅玻璃、碱金属铝硅酸盐玻璃、硼硅酸盐玻璃等)和基本光学透明的塑料或聚合物(例如，聚(甲基丙烯酸甲酯)或“丙烯酸玻璃”、聚碳酸酯等)中的一种或多种。在一些示例中，光导140还可以包括在光导140的表面的至少一部分(例如，第一表面和第二表面中的一个或两个)上的包覆层(未示出)。根据一些示例，包覆层可以用于进一步促进全内反射。

此外，根据一些实施例，光导140被配置为根据全内反射以光导140的第一表面140'(例如，前表面或顶表面或侧面)和第二表面140”(例如，后表面或底表面或侧面)之间的非零传播角引导被引导光104。具体地，被引导光104通过以非零传播角在光导140的第一表面140'和第二表面140”之间反射或“反弹”来传播。在一些实施例中，被引导光束104包括多个被引导光束，所述多个被引导光束具有彼此不同的光颜色并且由光导140以不同的颜色特定的非零传播角度中的相应传播角度引导。注意，为了简化说明，图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。

根据一些实施例，阵列的多束发射器130可以位于或邻近光导140的第一表面140'，例如，如图2A中所示。在其他实施例(未示出)中，多个多束发射器130可以位于光导140的第二表面140”上。在其他实施例(未示出)中，多个多束发射器130可以位于第一表面140'和第二表面140”之间的光导140内部。此外，在又一些实施例(未示出)中，光导140可以由另一基板(例如，非光导基板)代替。

在一些实施例中(例如，采用图2A中的光导140的实施例)，多视图显示器100的多束发射器130可以包括多束元件130'。多视图显示器100的多束元件130'被配置为将来自光导140的光散射为具有与多视图图像的视图方向相对应的主角方向的多个定向光束。根据各种实施例，多束元件130'可以包括被配置为散射出被引导光104的一部分的多个不同结构中的任何结构。例如，不同的结构可以包括但不限于衍射光栅、微反射元件、微折射元件或其各种组合。在一些实施例中，包括衍射光栅的多束元件130'被配置为将被引导光部分衍射地散射出作为具有不同主角方向的多个定向光束。在其他实施例中，包括微反射元件的多束元件130'被配置为将被引导光部分反射地散射出作为多个定向光束，或者包括微折射元件的多束元件130'被配置为通过或使用折射将被引导光部分散射出作为多个定向光束(即，折射地散射出被引导光部分)。

此外，在采用光导140的实施例中，多视图显示器100还可以包括被配置为提供要在光导140内引导的光的光源150。特别地，光源150可以位于光导140的入射表面或端部(输入端)附近。在各种实施例中，光源150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150可以包括光学发射器，其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的光。特别地，单色光的颜色可以是特定颜色空间或颜色模型(例如，红-绿-蓝(RGB)颜色模型)的原色。在其他示例中，光源150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150可以提供白光。在一些实施例中，光源150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光的不同颜色中的每个相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，由准直器提供，如下所述)。在本文中，“准直光”或“准直光束”通常被定义为光束，其中光束的光线基本上被限制为光束(例如，被引导光束104)内的预定或限定的角展度。此外，根据本文的定义，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被准直或具有该准直因子。

在其他实施例(未示出)中，多束发射器130可以包括有源发射器，诸如但不限于微型发光二极管和微型有机发光二极管。在这些实施例中，可以省略光导和光源。相反，光导140可以由衬底代替以支撑多束发射器130并且向其提供功率，如上所述。

在一些实施例中，多视图显示器100还包括与光导140相邻的广角背光160。图4示出了根据本文所述原理的实施例的示例中的包括广角背光160的多视图显示器100的横截面视图。广角背光160与光导140的邻近光阀阵列的一侧相对。在所示的实施例中，广角背光160与光导140的底面140”相邻，广角背光160被配置为提供或发射广角光116。

光导140和多束元件130'的阵列可以被配置为对于从相邻的广角背光160发射的广角光162是光学透明的。因此，广角光162可以从宽角背光源160发射并穿过光导140的厚度。因此，来自广角背光160的广角光162通过光导140的底面140”接收，透射通过光导140的厚度，并从光阀阵列110发射，因为光导140对于广角光162是光学透明的，所以广角光162基本上不受光导140的影响。

图4的多视图显示器100可以选择性地在二维(2D)模式或多视图模式(MULTVIEW)下操作。在2D模式中，多视图显示器100被配置为发射由广角背光160提供的广角光162。在多视图模式中，多视图显示器100被配置为发射定向光束102，如先前所描述的。例如，光导140和广角背光160的组合可以用在双(2D/3D)显示器中。

在一些实施例(未示出)中，用户跟踪器可以与多视图显示器100一起被采用作为多视图显示系统的一部分。根据各种实施例，用户跟踪器被配置为跟踪用户101相对于多视图显示器100的位置或方位以提供用户方位。特别地，用户跟踪器可以被配置为跟踪用户101(例如，用户的头部)在多视图显示器100前面的区域中的位置，即，与多视图显示器100的发光表面或图像视图屏幕相邻的区域。

根据各种实施例，提供用户跟踪(或者等同地跟踪用户的位置)的各种设备、系统和电路中的任何设备、系统和电路可以被用作多视图显示系统的用户跟踪器。用户跟踪器因此可以包括位置传感器。例如，在一些实施例中，包括位置传感器的用户跟踪器可以包括被配置为捕获用户相对于多视图显示器100的屏幕的图像的相机。此外，用户跟踪器可以包括图像处理器(或被编程为图像处理器的通用计算机)，其被配置为确定用户在所捕获的图像内相对于多视图显示器100的屏幕的位置。可以由图像处理器使用各种技术从所捕获的图像确定相对于多视图显示器100的屏幕的用户位置，所述技术包括但不限于例如图像识别或模式匹配。此外，用户跟踪器可以包括运动传感器。包括运动传感器的用户跟踪器可以包括基于硬件的运动传感器和基于软件的运动传感器中的一个或两者。基于硬件的运动传感器可以包括例如陀螺仪、加速度计、磁力计或地磁传感器。基于软件的传感器可以包括重力传感器、线性加速度传感器、旋转矢量传感器和脚步检测器(例如，“显著”运动传感器、脚步计数器等)中的一个或多个。基于硬件和基于软件的运动传感器被配置为跟踪多视图显示器100的相对运动。用户相对于多视图显示器100的运动可以用于推断用户相对于多视图显示器100的位置。在一些实施例中，用户跟踪器可以包括位置传感器和运动传感器两者。

根据本文描述的原理的一些实施例，提供了一种多视图显示系统200。图5图示了根据与这里的原理一致的实施例的示例中的多视图显示系统200的框图。多视图显示系统200包括多束背光210。多束背光210被配置为提供作为具有与多视图显示器的相应视图方向相对应的主角方向的多个定向光束202的发射光。多束背光210可以成形为包括两个基本上平行且相对的平面表面(即，顶表面和底表面)的“板”或基本上平坦的衬底块。

多视图显示系统200还包括具有重复的多个颜色子像素的光阀阵列220。该阵列的光阀基本上类似于前面描述的多视图显示器100的光阀110。这样，不同类型的光阀可以用作光阀阵列的光阀220，包括但不限于一个或多个液晶光阀、电泳光阀和基于电润湿的光阀。在一些实施例中，重复的多个颜色子像素中的每个颜色子像素具有不同的颜色。例如，重复的多个颜色子像素可以由沿着光阀阵列220的一行按照红(R)、绿(G)和蓝(B)颜色子像素(RGB)的这种顺序的重复组构成。在其它实施例中，所述重复的多个颜色子像素可包括红色(R)、绿色(G)、蓝色(B)及黄色(Y)颜色子像素(RGBY)的重复集合。在又一实施例中，重复组可包括红(R)、绿(G)、蓝(B)和白(W)像素(RGBW)。光阀阵列的光阀220被布置为多视图像素222，其被配置为将定向光束202调制为多视图图像的视图的颜色像素。

多视图显示系统200还包括用户跟踪器230，其被配置为跟踪用户相对于多视图显示器的位置。用户跟踪器230可以包括位置传感器。例如，包括运动传感器的用户跟踪器可以包括相机以捕获用户相对于多视图显示系统200的屏幕的图像。包括运动传感器的用户跟踪器230还可以包括处理器，该处理器被配置为确定用户在所捕获的图像内相对于多视图显示系统200的屏幕的位置。因此，可以根据捕获的图像确定用户相对于多视图显示系统200的屏幕的位置。此外，用户跟踪器230可以包括被配置为跟踪多视图显示系统200的相对运动的运动传感器。用户相对于多视图显示系统200的运动可以用于推断用户相对于多视图显示系统200的位置。在一些实施例中，用户跟踪器230可以包括位置传感器和运动传感器两者。在一些实施例中，用户跟踪器230可以基本上类似于上面关于多视图显示器100描述的用户跟踪器。

根据各种实施例，多视图像素222相对于光阀阵列的颜色子像素的位置被配置为根据所跟踪的用户位置而偏移，以提供动态颜色子像素重映射。在一些实施例中，动态颜色子像素重映射可基本上类似于上述多视图显示器100的动态颜色子像素重映射，例如，如关于图3A和3B所图示和描述的。特别地，响应于用户在相对于多视图显示系统200的位置中移动，一个或多个多视图像素222可以被重映射到光阀阵列220的重复的多个颜色子像素中的不同的颜色子像素集合。可以针对多视图显示系统200的所有多视图像素222复制该偏移，并且不同的颜色子像素集合形成每个多视图像素222，例如，如图3A-3B中那样。在各种示例中，多视图像素222在多个颜色子像素的方向上被偏移以跟随用户的跟踪位置，以便维持与用户位置对准的视图中的颜色平衡。

在一些实施例中，多视图像素位置的偏移距离是多个颜色子像素中的颜色子像素的尺寸的整数倍。例如，多视图像素222可以偏移约等于光阀阵列的颜色子像素之一的宽度的距离，例如如图3A和3B所示。在其它实施例中，举例来说，所述偏移距离可大约等于颜色子像素宽度的两倍、颜色子像素宽度的三倍等。

在一些实施例中，多束背光源210包括跨越多束背光分布的多个多束发射器212。多个多束发射器212可以基本上类似于上面关于多视图显示器100描述的多束发射器130。特别地，多束发射器中的多束发射器212被配置为提供由多视图显示系统200发射的多个光的定向光束中的定向光束202。根据各种实施例，多个多束发射器212可以位于多束背光210的表面上或内。

在一些实施例(未示出)中，多束背光210还包括光导。光导被配置成在沿着光导的长度的传播方向上引导光作为被引导光。在一些实施例中，光导可以基本上类似于上述多视图显示器100的光导140。根据各种实施例，光导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以非零传播角引导或在光导内以非零传播角引导。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。特别地，在各种实施例中，被引导光可以根据准直因子s被准直或具有该准直因子。

在一些实施例中，多个多束发射器212中的多束发射器包括多束元件。在一些实施例中，多束元件可以基本上类似于上述多束元件130'。多束元件被配置为将被引导光的一部分散射出作为多视图显示系统200的定向光束202。根据各种实施例，多束元件可以位于光导的表面上或光导内。

在一些实施例中，多束发射器212或元件的尺寸与光阀阵列的光阀220的尺寸相当。在一些实施例中，多束发射器或元件的尺寸与光阀尺寸相当，使得多束元件尺寸在光阀尺寸的大约百分之五十(50％)和大约百分之二百(200％)之间。

在一些实施例中，多束元件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结构。例如，不同的结构可以包括但不限于衍射光栅、微反射元件、微折射元件或其各种组合。在一些实施例中，包括衍射光栅的多束元件被配置为将被引导光部分衍射地散射出作为具有不同主角方向的多个定向光束。在其他实施例中，包括微反射元件的多束元件被配置为将被引导光部分反射地散射出作为多个定向光束，或者包括微折射元件的多束元件被配置为通过或使用折射将被引导光部分散射出作为多个定向光束(即，折射地散射出被引导光部分)。

根据本文描述的原理的一些实施例，提供了一种多视图显示系统操作的方法300。图6图示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系统操作的方法300的流程图。多视图显示系统操作的方法300包括使用具有重复的多个颜色子像素的光阀阵列来调制310定向光束。光阀阵列可以基本上类似于上面关于多视图显示器100描述的光阀阵列110。这样，不同类型的光阀可以用作光阀阵列的光阀，包括但不限于一个或多个液晶光阀、电泳光阀和基于电润湿的光阀。在一些实施例中，重复的多个颜色子像素中的每个颜色子像素具有不同的颜色。例如，重复的多个颜色子像素可以由沿着光阀阵列的一行以红(R)、绿(G)和蓝(B)颜色子像素(RGB)的这种顺序的重复组构成。根据各种实施例，重复的多个颜色子像素被布置为多个多视图像素，以提供多视图图像的视图的颜色像素。

方法300还包括利用用户跟踪模块来跟踪320用户相对于多视图显示系统的位置以提供所跟踪的用户位置。在一些实施例中，用户跟踪模块可以基本上类似于上文描述的多视图显示系统200的用户跟踪器230。例如，用户跟踪模块可以包括位置传感器，该位置传感器被配置为提供用户相对于多视图显示系统的位置。此外，用户跟踪模块可以包括被配置为跟踪多视图显示器的相对运动的运动传感器。例如，用户相对于多视图显示系统的运动可以用于推断用户相对于多视图显示系统的位置。在一些实施例中，用户跟踪模块可以包括位置传感器和运动传感器两者。

如图6中所示，方法300还包括根据所跟踪的用户位置来相对于光阀阵列的颜色子像素的位置偏移330多视图像素中的多视图像素的位置，以提供动态颜色子像素重映射并且减轻用户在观看多视图显示器时感知到的颜色边纹。在一些实施例中，偏移330可以基本上类似于如先前关于多视图显示器100或多视图显示器系统200描述的偏移。在一些实施例中，偏移330将多视图像素的位置改变颜色子像素的行方向上的颜色子像素的尺寸的整数倍。

在一些实施例中，方法300还包括使用多束发射器的阵列发射定向光束。阵列的多束发射器可以基本上类似于如上所述的多视图显示器100的多束发射器130。在一些实施例中，发射定向光束包括在光导中引导光作为被引导光。光导可以基本上类似于多视图显示器100的光导140，并且光可以在光导的相对内表面之间以非零传播角度被引导。在一些实施例中，多束发射器阵列的多束发射器可以是多束元件阵列的多束元件，每个多束元件对应于多束发射器阵列的不同多束发射器。在多束发射器阵列是多束元件的阵列的情况下，使用多束发射器的阵列发射定向光束还可以包括使用多束元件阵列的多束元件从光导散射出被引导光的一部分以提供定向光束。多束元件可以基本上类似于多视图显示器100的多束元件140'。此外，多束发射器或多束元件可以具有与光阀阵列的光阀的尺寸相当的尺寸。例如，多束发射器或多束元件的尺寸可以与光阀尺寸相当，使得多束元件尺寸在光阀尺寸的大约百分之五十(50％)和大约百分之二百(200％)之间。

在一些实施例中，跟踪用户相对于多视图显示系统的位置包括使用运动传感器来监视多视图显示系统的相对运动以从相对运动推断用户位置。在一些实施例中，其中跟踪用户相对于多视图显示系统的位置包括利用位置传感器跟踪用户位置。在一些实施例中，跟踪用户位置包括使用运动传感器监视相对运动和使用位置传感器跟踪用户位置。根据各种实施例，运动传感器可以包括但不限于陀螺仪和加速度计中的一个或两者。在一些实施例中，位置传感器可以包括但不限于电容传感器、相机和飞行时间传感器中的一个或多个。

因此，已经描述了多视图显示器、多视图显示器系统和多视图显示器系统操作的方法的示例和实施例，所述多视图显示器、多视图显示器系统和多视图显示器系统操作的方法具有被配置为相对于重复的多个颜色子像素偏移以提供动态颜色子像素映射的多视图像素。应当理解，上述示例仅仅是表示本文所述原理的许多具体示例中的一些示例的说明。显然，本领域技术人员可以容易地设计出许多其它布置，而不偏离由所附权利要求限定的范围。