单侧背光体、多视图显示以及采用倾斜衍射光栅的方法技术

单侧背光体和单侧多视图显示器采用单侧衍射元件的阵列，单侧衍射元件被配置为提供具有单侧方向的定向光束。单侧衍射元件阵列的单侧衍射元件包括倾斜衍射光栅，倾斜衍射光栅被配置成通过衍射散射在光导中引导的光来提供定向光束。单侧多视图显示器还包括被配置成将多个定向光束调制为具有单侧方向的多视图图像的光阀。

Single side backlight, multi view display and method of oblique diffraction grating

The single side backlight and single side multi view display adopt the array of single side diffractive elements, which are configured to provide the directional beam with single side direction. The single-sided diffractive element of the single-sided diffractive element array includes an inclined diffractive grating configured to provide a directional beam by diffracting and scattering light guided in the optical waveguide. The unilateral multi view display also includes a light valve configured to modulate a plurality of directional beams into a multi view image having a unilateral direction.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】单侧背光体、多视图显示以及采用倾斜衍射光栅的方法对相关申请的交叉引用本申请要求于2017年4月4日提交的序列号为62/481,625的美国临时专利申请的优先权，通过引用将其全文并入于此。关于联邦政府资助的研究或开发的声明N/A
技术介绍
电子显示器是用于向各种设备和产品的用户传达信息的几乎无处不在的介质。最常采用的电子显示器包括阴极射线管(CRT)、等离子显示面板(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，数字微镜设备、电润湿显示器等)。通常，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，调制另一源提供的光的显示器)。有源显示器最明显的示例是CRT、PDP和OLED/AMOLED。在考虑发射的光时通常被分类为无源的显示器是LCD和EP显示器。无源显示器虽然经常显示出有吸引力的性能特征，包括但不限于固有的低功耗，但是考虑到缺乏发光能力，在许多实际应用中可能会发现其使用有限。为了克服无源显示器与发射光相关联的限制，许多无源显示器被耦合到外部光源。耦合光源可以允许这些原本的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体。背光体可以用作光源(通常是面板背光体)，其被放置在原本的无源显示器的后面以照亮无源显示器。例如，背光体可以耦合到LCD或EP显示器。背光体发射通过LCD或EP显示器的光。发射光由LCD或EP显示器调制，并且调制光然后依次从LCD或EP显示器发射。通常背光体被配置为发射白光。然后使用彩色滤光片将白光转换成显示器中使用的各种颜色。例如，彩色滤光片可以被放置在LCD或EP显示器的输出端(较不常用)或背光体与LCD或EP显示器之间。附图说明根据在本文中描述的原理的示例和实施例的各种特征可以通过参考以下结合附图的详细描述而更容易理解，其中相同的附图标记表示相同的结构元件，并且其中：图1A示出了根据与在本文中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示出了根据与在本文中描述的原理一致的实施例的示例中的具有对应于多视图显示器的视图方向的特定主角方向的光束的角分量的图形表示。图2A示出了根据与在本文中描述的原理一致的实施例的示例中的衍射光栅的横截面图。图2B示出了根据与在本文中描述的原理一致的实施例的示例中的倾斜衍射光栅的横截面图。图3示出了根据与在本文中描述的原理一致的实施例的示例中的单侧背光体的横截面图。图4A示出了根据与在本文中描述的原理一致的实施例的示例中的单侧多视图显示器的横截面图。图4B示出了根据与在本文中描述的原理一致的实施例的示例中的单侧多视图显示器的平面图。图4C示出了根据与在本文中描述的原理一致的实施例的示例中的单侧多视图显示器的透视图。图5示出了根据与在本文中描述的原理一致的实施例的示例中的双模式显示器的框图。图6示出了根据与在本文中描述的原理一致的实施例的示例中的单侧背光体操作的方法的流程图。某些示例和实施例具有除了以上参考的附图中所示的特征之外并且代替以上参考的附图中所示的特征中的一个的其它特征。下面参照上面参考的附图详细描述这些和其它特征。具体实施方式根据在本文中描述的原理的示例和实施例提供了单侧背光(unilateralbacklighting)以及采用单侧背光的单侧多视图显示器和双模式显示器。具体地，与在本文中描述的原理一致的实施例提供了采用包括倾斜衍射光栅的单侧衍射元件的单侧背光体(backlight)。单侧衍射元件被配置为将光散射出单侧背光体，作为具有单侧方向的定向光束。也就是说，根据各种实施例，单侧衍射元件的倾斜衍射光栅优选地将光指引或散射出背光体的仅一侧。在一些实施例中，单侧衍射元件可以用作单侧多波束元件，单侧多波束元件被配置成将光散射出为在单侧或“一侧”方向上具有不同主角方向的多个定向光束。例如，多个定向光束可以具有与多侧多视图显示器的各种视图方向对应的方向。在本文中，“二维显示器”或“2D显示器”被定义为这样的显示器：其被配置为不管从哪个方向观看图像(即，在2D显示器的预定观看角度或范围内)，都提供基本相同的图像的视图。可以在智能电话和计算机监视器中找到的传统液晶显示器(LCD)是2D显示器的示例。与此相反，“多视图显示器”被定义为被配置为在不同视图方向中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。在本文中描述的单侧背光和单侧多视图显示器的使用包括但不限于移动电话(例如，智能电话)、手表、平板计算机、移动计算机(例如，膝上型计算机)、个人计算机和计算机监视器、汽车显示控制台、相机显示器，以及各种其它移动以及基本上非移动的显示器应用和设备。图1A示出了根据与在本文中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显示器、相机显示器或者基本上任何其它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以各种不同主角方向延伸的箭头；不同视图14被示出为在箭头(即，描绘视图方向16)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，全部都是以示例的方式而非限制。注意，尽管在图1A中将不同视图14示出为位于屏幕上方，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上或屏幕12附近。将视图14描绘在屏幕12上方仅用于简单说明并且意在表示从对应于特定视图14的视图方向16中的相应的一个观看多视图显示器10。除了2D显示器通常被配置为提供所显示图像的单个视图(例如，类似于视图14的一个视图)，而不是由多视图显示器10提供的多视图图像的不同视图14之外，2D显示器可以与多视图显示器10基本相似。根据在本文中的定义，具有对应于多视图显示器的视图方向的方向的视图方向或等效光束通常具有由角分量{θ，φ}给出的主角方向。角分量θ在本文中被称为光束的“仰角分量”或“仰角”。角分量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的平面)中的角度。图1B示出了根据与在本文中描述的原理一致的实施例的示例中的具有对应于多视图显示器的视图方向(例如，图1A中的视图方向16)的特定主角方向的光束20的角分量{θ，φ}的图形表示。此外，根据在本文中的定义，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光线。图1B也示出本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种单侧背光体，包括：/n光导，被配置为在沿着所述光导的长度的传播方向上引导光；以及/n单侧衍射元件的阵列，沿着所述光导长度彼此间隔开，所述单侧衍射元件的阵列中的单侧衍射元件包括倾斜衍射光栅，所述倾斜衍射光栅被配置成从所述光导散射出被引导光的一部分作为具有单侧方向的定向光束。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170404 US 62/481,6251.一种单侧背光体，包括：
光导，被配置为在沿着所述光导的长度的传播方向上引导光；以及
单侧衍射元件的阵列，沿着所述光导长度彼此间隔开，所述单侧衍射元件的阵列中的单侧衍射元件包括倾斜衍射光栅，所述倾斜衍射光栅被配置成从所述光导散射出被引导光的一部分作为具有单侧方向的定向光束。


2.根据权利要求1所述的单侧背光体，其中，所述倾斜衍射光栅相对于所述光导的表面法线的倾斜角在三十度和六十度之间。


3.根据权利要求1所述的单侧背光体，其中，所述倾斜衍射光栅包括多个子光栅，每个子光栅是倾斜衍射光栅。


4.根据权利要求1所述的单侧背光体，其中，所述单侧衍射元件被配置为将所述被引导光的一部分散射出，作为在单侧方向上具有与单侧多视图显示器的相应不同视图方向对应的不同主角方向的多个定向光束，所述单侧衍射元件的尺寸与所述单侧多视图显示器的多视图像素中的像素尺寸相当。


5.根据权利要求4所述的单侧背光体，其中，所述单侧衍射元件的所述尺寸在所述像素尺寸的百分之五十和百分之二百之间。


6.根据权利要求4所述的单侧背光体，其中，所述单侧衍射元件的形状类似于所述多视图像素的形状。


7.根据权利要求1所述的单侧背光体，其中，所述单侧衍射元件位于所述光导的第一表面处和第二表面处中的一个，所述单侧衍射元件被配置为在所述单侧方向上散射出所述被引导光的一部分通过所述第一表面。


8.根据权利要求1所述的单侧背光体，还包括光学地耦合到所述光导的输入的光源，所述光源被配置为将光提供给所述光导，所述被引导光根据预定的准直因子被准直。


9.根据权利要求1所述的单侧背光体，其中，所述光导和所述单侧衍射元件阵列的组合被配置为在与所述被引导光的传播方向正交的方向上是光学透明的。


10.一种包括根据权利要求1所述的单侧背光体的显示器，所述显示器还包括光阀的阵列，所述光阀的阵列被配置为将由所述单侧衍射元件的阵列散射出的多个定向光束调制为显示图像。


11.根据权利要求10所述的显示器，其中，所述单侧衍射元件阵列的单侧衍射元件被配置为单侧多波束元件，以将所述被引导光的一部分散射出，作为在所述单侧方向上具有与多视图显示器的各个视图方向对应的不同主角方向的多个定向光束，所述显示图像是多视图图像。


12.一种单侧多视图...

【专利技术属性】
技术研发人员：DA法特尔，F艾塔，
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