扫描液晶显示器背光制造技术

包括具有相对的前面(46)和背面(48)的光学波导(44)、入射光学器件(54)、以及安排在波导上或内的体积全息图(52)的显示器。入射光学器件被配置来将光以可变入射角(C)射入波导，该入射角影响光(64)在传播通过波导时从正面和背面反射的反射角。该全息图被配置来当在预定反射角度被激励时以预定方向释放来自波导的一部分光。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】背景各种各样的数字显示系统结合了液晶显示(LCD)技术。LCD显示器在智能手机、平板电脑和膝上计算机，以及在电视机和台式计算机的视频监视器中被找到。典型的LCD显示器包括置于背光前的成像液晶层。理想地，LCD背光应当发射足够光以使得显示器在明亮的环境条件下可视。但是，高发射背光可能消耗过多功率。例如，在智能电话和平板计算机中，操作LCD背光的功率可能是整体功率预算的重要部分。作为结果，平板和智能电话必须被设计得带有相对厚、相对重的电池，或经受缩短寿命的频繁充电。在静态显示中，LCD背光的过度功耗增加了运行成本，使得系统更少环境顺应，并且可导致不必要的加热。概述本公开在一个实施例中提供了一种显示器。该显示器包括具有相对的正面和背面的光学波导、入射光学器件、以及安排在波导上或内的全息图。入射光学器件被配置来将光以可变入射角射入波导，该入射角影响光在传播通过波导时从正面和背面反射的反射角。全息图被配置以便当在预定反射角受激时将一部分光从波导中释放。提供本概述以便以简化的形式介绍以下在详细描述中进一步描述的一些概念。本
技术实现思路
并不旨在标识所要求保护主题的关键特征或必要特征，也不旨在用于限制所要求保护主题的范围。而且，所要求保护的主题不限于解决该公开的任一部分中所注的任何或全部缺点的实现方式。附图简述图1示出各示例计算机系统的各方面，每一个计算机系统具有一个LCD显示器。图2示出示例计算机系统的各方面，该计算机系统操作地耦合到成像系统和LCD显示器。图3示出了不同LCD显示器的显示区域的示例布置。图4示出示例LCD显示器的附加方面。图5示出一个LCD背光的示例入射光的各方面。图6表示一个LCD背光的示例光提取层。图7示出另一示例LCD显示器的附加方面。图8表示一个LCD背光的另一示例光提取层。图9示出了将来自显示器的光集中到显示器的观看者的瞳孔中的示例方法。详细描述现在将通过示例并参照所示的以上列出的实现来描述本公开的各方面。在一个或多个实现中基本相同的组件、过程步骤和其他元素被协调地标识并且以重复最小的方式描述。然而将注意到，被协调地标识的元素可能也会有一定程度的不同。将进一步注意到，本公开中包括的附图是示意性的并且通常未按照比例绘制。当然，附图中所示的各种绘图比例、纵横比、以及组件的数量可故意地失真，以更容易看到某些特征或关系。本公开解决的问题是LCD显示器的背光消耗的过多功率的一个问题。现有的背光系统以宽范围的入射角引导光通过图像形成液晶层。这一策略确保显示器在宽范围的视角上可视。但是，在任何给定时间，显示器只可能被有限数量的观看者通过有限数量的具有有限大小的解剖瞳孔来观看。以现有显示器，仅仅一小部分可用显示光被瞳孔接收，其余被浪费。因此，对LCD显示器的功率输入可通过将显示光集中到观看者的瞳孔而在其它地方发射较少的光来更好地利用。以此方式，背光的整体发光输出可被减少，同时维持观看者感知的亮度。图1示出三个不同计算机系统－10A、10B、10C－的各方面，每一个计算机系统具有对一个用户可视的一个LCD显示器。显示器12A是家庭娱乐系统10A的大尺寸显示器。显示器12B是膝上计算机系统10B的宽屏显示器。显示器12C是集成在平板计算机系统10C中的很薄的LCD显示器。膝上和平板计算机系统可用可充电电池(图中未示出)来供电。图1的每个计算机系统装备有对应的成像系统－16A、16B、16C。每个成像系统包括朝向为当用户－14A、14B、14C－正在观看显示器时成像用户的面部的一个或多个相机18。在膝上计算机系统10B和平板计算机系统10C的情况中，成像系统可包括安排在显示器的边框之下的一个或多个后向相机。家庭娱乐系统10A装备有外围成像系统16A。该外围成像系统可包括多个协同配准(co-register)的相机－例如，深度相机和一个或多个色彩相机，如以下进一步讨论的。在一些实施例中，成像系统可被配置以获得时间分辨的深度图序列。术语“深度图”指与成像主体的对应区域(Xi,Yi)配准(register)的像素阵列，其中深度值Zi指示针对每个像素的对应区域的深度。“深度”被定义为与成像系统的光轴平行的坐标，该坐标随着距相机的距离的增加而增加。操作上，成像系统可被配置成捕获二维图像数据，从这些二维图像数据中经由下游处理获得深度图。深度成像的性质在本公开的各个不同的实现中可以是不同的。在一个实现中，来自两个立体朝向的成像阵列的亮度或色彩数据可以被协同配准并被用来构造深度图。在其它实施例中，深度相机可被配置成将包括多个离散特征(例如，线或点)的结构化红外(IR)或近IR(NIR)照明图案投影到主体。该深度相机中的成像阵列可被配置成对从主体反射回的结构化照明进行成像。基于所成像的主体的各个区域中毗邻特征之间的间隔，可构造该主体的深度图。在又一实现中，深度相机可将脉冲照明投向主体。一对成像阵列可被配置成对从主体反射回的脉冲照明进行检测。这两个阵列均可包括与脉冲照明同步的电子快门，但用于这两个阵列的集成时间可不同，使得脉冲照明的从照明源到主体再接着到这两个阵列的像素解析的飞行时间(TOF)可基于在两个阵列的相应的元素中接收到的相对光的量来辨别。测量所发射的和所反射的光之间的相移的TOF深度感测相机也可被使用。任何成像系统的彩色相机，可在将经成像的光映射到像素阵列的多个通道(例如，红、绿、蓝等)中，对来自所观测的主体的可见光进行成像。可替换地，单色相机可被使用，其以灰度范围成像光。在一个实现中，成像系统的深度和色彩相机可具有相同分辨率。即使当分辨率不同时，色彩相机的像素可被配准到深度相机的那些像素。以此方式，可针对主体的每个部分访问色彩和深度信息两者。尽管在本公开中呈现了多个实现，来自不同实现的任何可行的组合或子组合仍在本公开的范围内。例如，外围深度相机可以与平板计算机系统配对，或者集成的后向相机可以与家庭娱乐系统显示器配对。此外，图1的计算机系统和相关联的显示器的范围不应该被解释为限制本公开的范围。在此呈现的显示技术可以用于任何形状因子的LCD显示器，并可以与任何描述的显示驱动设备相关联。包括检测可见范围中的光的相机、感测深度的相机、和显示器的系统的各组件，可被集成到一个设备中或在公共衬底上。图2示出示例计算机系统10、LCD显示器12，和成像系统16的附加方面。计算机系统包括逻辑机20和指令存储机22。逻辑机可任选地包括中央处理单元(CPU)24、输入/输出(IO)接口26，和各种其它部件。指令存储机可包括可选地支持操作系统(OS)28和应用30的随机存取存储器和/或非易失性存储。逻辑机和指令存储机共同实例化了瞳孔跟踪引擎32和显示引导引擎34等。以下描述计算机系统10的附加方面。瞳孔跟踪引擎32被配置来从成像系统16接收图像数据，并基于该图像数据标识正在看着LCD显示器12的一个或多个观看者的一个或多个解剖瞳孔。在一个实现中，可为每一个观看者标识两个解剖瞳孔。自然地，图像获取和瞳孔标识的过程可被重复，以便跟踪瞳孔相对于LCD显示器的任何移动。瞳孔标识和跟踪的操作细节在本公开的不同的实现中可以是不同的。在一个实现中，来自成像系统16的图像数据可被处理以便解析如瞳孔中心、瞳孔轮廓、虹膜、和/或来自观看者眼睛本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种显示器，包括：具有相对的正面和背面的光学波导；入射光学器件，所述入射光学器件被配置来将光以可变入射角射入波导，所述入射角影响光在传播通过所述波导时从所述正面和背面反射的反射角；安排在所述波导上或内的全息图，所述全息图被配置来当在预定反射角被激励时从所述波导释放一部分光。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.03.25 US 14/224,8501.一种显示器，包括：具有相对的正面和背面的光学波导；入射光学器件，所述入射光学器件被配置来将光以可变入射角射入波导，所述入射角影响光在传播通过所述波导时从所述正面和背面反射的反射角；安排在所述波导上或内的全息图，所述全息图被配置来当在预定反射角被激励时从所述波导释放一部分光。2.如权利要求1所述的显示器，其特征在于，所述全息图被安排在所述波导的正面或背面上。3.如权利要求1所述的显示器，其特征在于，所述波导包括邻近所述正面和背面的边缘面，并且其中所述入射光学器件被配置来将所述光入射到所述边缘面中。4.如权利要求3所述的显示器，其特征在于，所述受控角度是仰角。5.如权利要求1所述的显示器，其特征在于，所述波导包括多个显示器区域，为每个区域提供不同入射光学器件。6.如权利要求5所述的显示器，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·特拉维斯，
申请(专利权)人：微软技术许可有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US