具有可移动会聚面的多视图显示器、系统和方法技术方案

一种多视图显示器包括：多视图背光，其被配置为发射定向光束，所述定向光束被配置为在会聚平面内的点处会聚；以及光阀阵列，其被配置为在所述会聚平面处调制所述定向光束。多视图背光与光阀阵列之间的距离被配置为是可调整的，以相对于多视图显示器移动会聚平面的对应位置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有可移动会聚面的多视图显示器、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
技术介绍
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。为了克服与发射光相关联的无源显示器的限制，许多无源显示器耦合到外部光源。耦合的光源可以允许这些无源显示器发光，并且基本上用作有源显示器。这种耦合光源的示例是背光。背光可以用作光源(通常为面板背光)，其被放置在无源显示器后面以照亮无源显示器。例如，背光可以耦合到LCD或电泳显示器。背光发射穿过LCD或电泳显示器的光。所发射的光由LCD或电泳显示器调制，然后调制的光又从LCD或电泳显示器发射。通常，背光源被配置成发射白光。然后使用滤色器将白光转换成显示器中使用的各种颜色。例如，滤色器可以放置在LCD或EP显示器的输出处(较不常见)，或者放置在背光与LCD或EP显示器之间。或者，各种颜色可以通过使用不同颜色(例如原色)的显示器的场序照明来实现。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分量的图形表示。图2A和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侧视图。图3A和3B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两个多视图背光的多视图显示器。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多视图背光的多视图显示器，该多视图背光包括光导。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一种应用于电子显示器的采用可调整会聚平面的多视图显示器。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发射定向光束，定向光束被配置为会聚在会聚平面内的与多视图图像的不同视图对应的点处。多视图背光与多视图显示器的光阀阵列之间的距离被配置为是可调整的，以相对于多视图显示器移动会聚平面的对应位置。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提供多视图图像的不同视图的电子显示器或显示系统。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给出的主角方向。角分量θ在此被称为光束的“仰角分量”或“仰角”。角分量被称为光束的“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的角分量的图形表示。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)。根据本文的定义，“多束元件”是产生包括多个定向光束的光的背光或显示器的结构或元件。根据本文的定义，由多束元件产生的多个定向光束中的定向光束(或“多个定向光束”)具有彼此不同的主角方向。具体地，根据定义，多个定向光束的定向光束具有与多个定向光束的另一定向光束不同的预定主角方向。根据一些实施例，多束元件的尺寸可以与在与多束元件相关联的显示器(例如，多视图显示器)中使用的光阀的尺寸相当。特别地，在一些实施例中，多束元件尺寸可以在光阀尺寸的约一半与约两倍之间。在一些实施例中，多束元件可以提供偏振选择性散射。根据各种实施例，多个定向光束可表示光场。例如，多个定向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，组合的定向光束(即，多个定向光束)的预定角展度可以表示光场。根据各种实施例，多个定向光束中的各种定向光束的不同主角方向由包括但不限于多波束元件的尺寸(例如，长度、宽度、面积等中的一个或多个)以及其他特性的特性确定。例如，在衍射多束元件中，“光栅间距”或衍射特征间距以及衍射多束元件内的衍射光栅的取向可以是至少部分地确定本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多视图显示器，包括：/n多视图背光，其被配置为发射作为具有与多视图图像的相应不同视图方向对应的不同主角方向的定向光束的光，所述定向光束被配置为会聚在会聚平面内的与所述多视图图像的不同视图的位置对应的点处；以及/n光阀阵列，其被配置为将所述定向光束调制为在所述会聚平面处所述多视图图像的所述不同视图，/n其中，所述多视图背光和所述光阀阵列之间的距离被配置为是可调整的，以相对于所述多视图显示器移动所述会聚平面的对应位置。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种多视图显示器，包括：
多视图背光，其被配置为发射作为具有与多视图图像的相应不同视图方向对应的不同主角方向的定向光束的光，所述定向光束被配置为会聚在会聚平面内的与所述多视图图像的不同视图的位置对应的点处；以及
光阀阵列，其被配置为将所述定向光束调制为在所述会聚平面处所述多视图图像的所述不同视图，
其中，所述多视图背光和所述光阀阵列之间的距离被配置为是可调整的，以相对于所述多视图显示器移动所述会聚平面的对应位置。


2.根据权利要求1所述的多视图显示器，其中，所述多视图图像的不同视图之间的视图间间距被配置为作为所述多视图背光与所述光阀阵列之间的所述可调整距离和所述会聚平面的所述对应位置的函数而恒定。


3.根据权利要求2所述的多视图显示器，其中，所述会聚平面处的所述视图间间距与所述多视图显示器的用户的眼间距离相当。


4.根据权利要求1所述的多视图显示器，其中，所述多视图背光和所述光阀阵列之间的距离是可调整的，包括所述多视图背光相对于所述光阀阵列的机械运动。


5.根据权利要求1所述的多视图显示器，其中，所述多视图背光是第一多视图背光，并且所述会聚平面是所述多视图显示器的第一会聚平面，所述多视图显示器还包括第二多视图背光，所述第二多视图背光被配置为提供在第二会聚平面内会聚在所述第二会聚平面处的所述多视图图像的不同视图的对应位置的点处的定向光束，所述第二会聚平面相对于所述多视图显示器的位置不同于所述第一会聚平面的位置。


6.根据权利要求5所述的多视图显示器，其中，所述第一多视图背光位于所述第二多视图背光和所述光阀阵列之间，所述第一多视图背光对于由所述第二多视图背光提供的所述定向光束是透明的，并且所述多视图背光和所述光阀阵列之间的所述可调整距离包括选择性地激活所述第一多视图背光和所述第二多视图背光中的一个，以在所述第一会聚平面和所述第二会聚平面内的相应一个内提供所述多视图图像。


7.根据权利要求1所述的多视图显示器，其中，所述多视图背光包括：
光导，其配置为在沿着所述光导的长度的传播方向上引导光；以及
多个多束元件，所述多个多束元件沿着所述光导长度彼此间隔开，所述多束元件中的多束元件具有与所述光阀阵列的光阀的尺寸相当的尺寸，并且被配置为将被引导光的一部分从所述光导散射出作为所述定向光束。


8.根据权利要求7所述的多视图显示器，其中，所述多束元件包括光学地连接到所述光导的衍射光栅、微反射元件和微折射元件中的一个或多个，所述衍射光栅被配置为衍射地散射出所述被引导光的所述部分，所述微反射元件被配置为反射地散射出所述被引导光的所述部分，并且所述微折射元件被配置为折射地散射出所述被引导光的所述部分。


9.一种多视图显示系统，包括根据权利要求1所述的多视图显示器，所述多视图显示系统还包括头部跟踪器，所述头部跟踪器被配置为确定所述多视图显示器与用户之间的距离，其中，所述多视图背光和所述光阀阵列之间的距离被配置为根据所确定的所述多视图显示器与所述用户之间的距离来调整，以使所述会聚平面位置移动以对应于所述用户相对于所述多视图显示器的位置。


10.一种多视图显示系统，包括：
多视图背光，被配置为提供具有与多视图图像的不同视图的相应不同视图方向相对应的不同主角方向的定向光束；
光阀阵列，其被配置为调制所述定向光束以在所述多视图显示系统的会聚平面处提供所述多视图图像；以及
头部跟踪器，被配置为确定用户距所述多视图显示系统的距离，

【专利技术属性】
技术研发人员：DA法塔尔，
申请(专利权)人：镭亚股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US