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CN110494692A - 定向背光体、背光式显示器和方法 - Google Patents

定向背光体、背光式显示器和方法 Download PDF

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CN110494692A CN201880020877.3A CN201880020877A CN110494692A CN 110494692 A CN110494692 A CN 110494692A CN 201880020877 A CN201880020877 A CN 201880020877A CN 110494692 A CN110494692 A CN 110494692A
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Abstract

定向背光体、背光式显示器和定向背光体操作方法采用衍射光栅来提供由衍射光栅共同散射出的、具有均匀的强度和角扩展的发射光。定向背光体包括：光导，被配置为引导多个被引导光束；以及光源，被配置为提供具有不同径向方向的被引导光束组。定向背光体还包括衍射光栅阵列，衍射光栅阵列被配置为将被引导光束组中的被引导光束的一部分散射出作为具有跨光导表面均匀的强度和角扩展的发射光。背光式显示器还包括光阀阵列，光阀阵列被配置为调制发射光以提供所显示的图像。

Description

定向背光体、背光式显示器和方法
相关申请的交叉引用
本申请要求于2017年3月25日提交的美国临时专利申请序列号62/476,781的优先权，其全部内容通过引用合并于此。
关于联邦赞助研究或开发的声明
无
背景技术
显示器并且更具体地“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媒介。例如，电子显示器可以在各种设备和应用中找到，包含但不限于移动电话(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、以及各种其他移动和基本上非移动的显示应用和设备。电子显示器通常采用不同的像素强度图案(pattern)来表示或显示正在传递的图像或类似信息。与在无源电子显示器的情况下一样，可以通过将入射在显示器上的光反射来提供不同的像素强度图案。替代地，电子显示器可以提供或发射光以提供不同的像素强度图案。发射光的电子显示器常常被称为有源显示器。
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衍射光栅的横截面视图。
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倾斜衍射光栅的横截面视图。
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定向背光体的平面视图。
图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定向背光体的一部分的横截面视图。
图3C示出了根据与这里描述的原理一致的实施例的示例中的定向背光体的透视图。
图4A示出了根据与这里描述的原理一致的实施例的示例中的定向背光体的一部分的平面视图。
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定向背光体的一部分的平面视图。
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一对衍射光栅的平面视图。
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定向背光体的平面视图。
图7A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含寄生反射减轻的定向背光体的平面视图。
图7B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包含寄生反射减轻的定向背光体的平面视图。
图8示出了根据与这里描述的原理一致的实施例的示例中的背光式显示器的框图。
图9示出了根据与这里描述的原理一致的实施例的示例中的定向背光体操作的方法的流程图。
一些示例和实施例具有作为上面引用的图中所示特征的补充和替代之一的其他特征。下面参照上面引用的图详细说明这些和其他特征。
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定向背光照明(backlighting)以及使用定向背光照明来显示图像的背光式(backlit)显示器。具体地，与这里描述的原理一致的实施例提供了定向背光体(backlight)，定向背光体被配置为发射具有跨定向背光体的范围均匀的强度和角扩展(angular spread)的光。而且，根据一些实施例，所提供的定向背光体可以采用未准直或基本上未准直的照射。在各种实施例中，定向背光体采用衍射光栅以通过衍射散射来提供发射光。衍射光栅的特性被配置为确定发射光的强度和角扩展以及主角方向。衍射光栅特性作为衍射光栅的位置的函数而变化，以提供由衍射光栅共同散射的发射光的均匀的强度和角扩展。例如，发射光的均匀的强度和角扩展可以提供在宽视点范围内具有均匀亮度的背光显示器。
在一些实施例中，采用定向背光体的背光式显示器可以是二维(2D)显示器，并且所显示的图像是2D图像。在其他实施例中，背光式显示器可以是多视图显示器，并且所显示的图像是多视图图像。当背光式显示器是多视图显示器时，发射光可以包括具有不同主角方向的多个定向光束，所述不同主角方向与多视图图像的各个不同视图方向相对应。
这里，“二维显示器”或“2D显示器”被定义为这样的显示器，其被配置：为无论观看图像的方向(即，在2D显示器的预定义的观看角度或范围内)如何，都提供基本相同的图像的视图。在许多智能电话和计算机监视器中发现的传统液晶显示器(LCD)是2D显示器的示例。与此相反，这里，“多视图显示器”被定义为这样的电子显示器或显示系统，其被配置为沿不同视图方向或从不同视图方向提供多视图图像的不同视图。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。这里描述的定向背光照明和背光式显示器的使用包含但不限于移动电话(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、以及各种其他移动和基本上非移动的显示应用和设备。
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。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被示为在箭头(即，描绘视图方向16的箭头)的终点处的阴影多边形框；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，虽然不同视图14在图1A中被示为在屏幕上方，但是当多视图图像在多视图显示器10上显示时，视图14实际上出现在屏幕12上或附近。将视图14描绘在屏幕12上方仅为了简化说明，并且旨在表示从视图方向16中与特定视图14对应的相应视图方向观看多视图显示器10。2D显示器可以基本上类似于多视图显示器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)，不同于多视图显示器10提供多视图图像的不同视图14。
通过这里定义，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，φ}给出的主角方向。这里，角分量θ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”。通过定义，仰角θ是垂直平面中(例如，垂直于多视图显示器屏幕的平面)的角度，而方位角φ是水平平面中(例如，平行于多视图显示器屏幕的平面)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18)对应的特定主角方向的光束20的角分量{θ，φ}的图形表示。另外，通过这里定义，从特定点发射或发出光束20。也就是说，通过定义，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还示出了光束(或视图方向)原点O。
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视角或包含视图组中视图之间的角度差的多个视图。另外，通过这里定义，这里术语“多视图”明确地包含多于两个的不同视图(即，最少三个视图并且通常多于三个视图)。这样，如这里采用的“多视图显示器”明确区别于仅包含两个不同视图来表示场景或图像的立体显示器。然而，注意，通过这里定义，虽然多视图图像和多视图显示器可以包含多于两个视图，但是通过一次仅选择观看多视图类视图中的两个(例如，每只眼睛一个视图)，可以作为立体图像对来观看(例如，在多视图显示器上)多视图图像。
这里，“多视图像素”被定义为表示多视图显示器的多个不同视图的每个视图中的“视图”像素的一组像素。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的每个视图中的视图像素的单独的像素。而且，通过这里定义，多视图像素的像素是所谓的“定向像素”，因为像素中的每个像素与不同视图中的对应视图的预定视图方向相关联。此外，根据各种示例和实施例，由多视图像素的像素表示的不同视图像素可以在不同视图的每个视图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与在多视图图像的不同视图的每个视图中位于{x1，y1}的视图像素对应的单独的像素，而第二多视图像素可以具有与在不同视图的每个视图中位于{x2，y2}的视图像素对应的单独的像素，等等。
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8个不同视图的多视图显示器相关联的八(8)个视图像素。替代地，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)。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构成多视图显示器的所选择的视图的像素的数量。
这里，“光导”被定义为一种结构，其使用全内反射在结构内引导光。具体地，光导可以包含在光导的工作波长处基本上透明的芯。在各种示例中，术语“光导”通常指介电光波导，其采用全内反射来在光导的介电材料和围绕该光导的材料或介质之间的界面处引导光。通过定义，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，除了前述折射率差之外或取而代之，光导可以包含涂层，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，包含但不限于板或片(slab)光导和带状(strip)光导中的一种或两种。
此外这里，术语“板”当如“板光导”那样应用于光导时，被定义为分片或不同平面的层或薄片，其有时被称为“片”光导。具体地，板光导被定义为被配置为在由光导的顶表面和底表面(即，相对表面)界定的两个基本正交的方向上引导光的光导。此外，通过这里定义，顶表面和底表面两者彼此分开，并且可以至少在微分意义上彼此基本平行。也就是说，在板光导的任何微分小的区域内，顶表面和底表面基本平行或共面。
在一些实施例中，板光导可以基本上是平坦的(即，局限于平面内)，并且因此，板光导是平面光导。在其他实施例中，板光导可以在一个或两个正交的维度中弯曲。例如，板光导可以在单个维度中弯曲以形成圆柱形的板光导。然而，任何弯曲都有足够大的曲率半径以确保在板光导内保持全内反射以引导光。
这里，“衍射光栅”通常被定义为被布置以提供对入射在衍射光栅上的光的衍射的多个特征(即，衍射特征)。在一些示例中，可以以在特征对之间具有一个或多个光栅间隔的周期性方式或准周期性方式来布置多个特征。例如，衍射光栅可以包括以一维(1D)阵列布置的多个特征(例如，材料表面中的多个沟槽或背脊)。在其他示例中，衍射光栅可以是二维(2D)特征阵列。例如，衍射光栅可以是材料表面中的凸起或孔的2D阵列。根据各种实施例和示例，衍射光栅可以是亚波长光栅，其具有的相邻衍射特征之间的光栅间隔或距离比将被衍射光栅衍射的光的波长小。
这样，并且通过这里定义，“衍射光栅”是提供对入射到衍射光栅上的光的衍射的结构。如果光从光导入射到衍射光栅上，则所提供的衍射或衍射散射可以导致、并因此被称作“衍射耦合”，因为衍射光栅可以通过衍射将光耦合出光导。衍射光栅也通过衍射(即，以衍射角)重定向(redirection)或改变光的角度。具体地，作为衍射的结果，离开衍射光栅的光通常具有与入射到衍射光栅上的光(即，入射光)的传播方向不同的传播方向。这里，通过衍射的光传播方向的改变被称为“衍射重定向”。因此，衍射光栅可以被理解为包括衍射地对入射到衍射光栅上的光进行重定向的衍射特征的结构，并且，如果光从光导入射，则衍射光栅也可以将光从光导衍射地耦合出。
此外，通过这里定义，衍射光栅的特征被称作“衍射特征”，并且可以是在材料表面(即两种材料之间的边界)处、在材料表面中和在材料表面上之中的一种或多种。例如，表面可以是光导的表面。衍射特征可以包含衍射光的各种结构中的任何一种，包含但不限于在表面处、在表面中和在表面上的沟槽、背脊、孔和凸起中的一种或多种。例如，衍射光栅可以包含在材料表面中的多个基本平行的沟槽。在另一个示例中，衍射光栅可以包含从材料表面升出的多个平行的背脊。衍射特征(例如，沟槽、背脊、孔、凸起等)可以具有提供衍射的各种横截面形状或轮廓中的任何一种，包含但不限于正弦曲线轮廓、矩形轮廓(例如，二元衍射光栅)、三角形轮廓和锯齿形轮廓(例如，闪耀光栅)中的一种或多种。
如下面进一步描述的，这里的衍射光栅可以具有光栅特性，包含特征间隔或间距(pitch)、取向和尺寸(例如衍射光栅的宽度或长度)中的一个或多个。此外，可以选择或选取光栅特性作为光束在衍射光栅上的入射角的函数、衍射光栅距光源的距离的函数或这两者的函数。具体地，根据一些实施例，可以选取衍射光栅的光栅特性以依赖于光源的相对位置和衍射光栅的位置。
根据这里描述的各种示例，可以采用衍射光栅(例如，多视图像素的衍射光栅，如下所述)以将光衍射地散射或耦合出光导(例如，板光导)作为光束。具体地，局部周期性衍射光栅的衍射角θm或由其提供的衍射角θm可由等式(1)给出：
其中，λ是光的波长，m是衍射级次，n是光导的折射率，d是衍射光栅特征之间的距离或间隔，θi是光在光栅上的入射角。为了简化，等式(1)假定衍射光栅与光导的表面相邻并且光导外部的材料的折射率等于1(即，nout＝1)。通常，衍射级次m被给出为整数。在衍射级次是正值(例如，m＞0)的情况下，由衍射光栅产生的光束的衍射角θm可以由等式(1)给出。例如，当衍射级次等于一(即，m＝1)时，提供第一级衍射。
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衍射光栅30的横截面视图。例如，衍射光栅30可位于光导40的表面上。另外，图2A示出了以入射角θi入射到衍射光栅30上的光束50。入射光束50可以是光导40内的被引导光的束(即，被引导光束)。图2A还示出了作为入射光束50的衍射结果的、由衍射光栅30衍射地产生并耦合出的定向光束60。定向光束60具有如等式(1)给出的衍射角θm(或这里的“主角方向”)。例如，衍射角θm可以对应于衍射光栅30的衍射级次“m”，例如衍射级次m＝1(即，第一衍射级次)。
这里，通过定义，“倾斜”衍射光栅是带有具有相对于衍射光栅表面的表面法线的倾斜角的衍射特征的衍射光栅。根据各种实施例，倾斜衍射光栅可通过入射光的衍射提供单侧散射。
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倾斜衍射光栅80的横截面视图。如图所示，倾斜衍射光栅80是位于光导40表面处的二元衍射光栅，类似于图2A中所示的衍射光栅30。然而，图2B中所示的倾斜衍射光栅80包括衍射特征82，衍射特征82具有相对于表面法线(由虚线示出)的倾斜角γ，以及光栅高度、深度或厚度t，如图所示。还示出了入射光束50和表示由倾斜衍射光栅80对入射光束50的单侧(unilateral)衍射散射的定向光束60。注意，根据各种实施例，通过倾斜衍射光栅80在次级方向上的光的衍射散射被单边(unilateral)衍射散射抑制。在图2B中，被“划掉”的虚线箭头90表示被倾斜衍射光栅80在次级方向上抑制的衍射散射。
根据各种实施例，可以选择衍射特征82的倾斜角γ以控制倾斜衍射光栅80的单边衍射特性，包含次级方向上的衍射散射被抑制的程度。例如，可以选择倾斜角γ在大约二十度(20°)和大约六十度(60°)之间、或者大约三十度(30°)和大约五十度(50°)之间、或者大约四十度(40°)和大约五十五度(55°)之间。例如，与由倾斜衍射光栅80提供的单边方向相比，在大约30°-50°范围内的倾斜角γ可以提供对于次级方向上的衍射散射约四十倍(40x)更好的抑制。根据一些实施例，衍射特征82的厚度t可以在大约一百纳米(100nm)和大约四百纳米(400nm)之间。例如，对于在大约300nm和大约五百纳米(500nm)范围内的光栅周期p，厚度t可以在大约一百五十纳米(150nm)和大约三百纳米(300nm)之间。
通过这里定义，“多束元件”是产生包含多个光束的光的背光体或显示器的结构或元件。通过定义，“衍射”多束元件是通过或使用衍射耦合来产生多个光束的多束元件。具体地，在一些实施例中，衍射多束元件可以被光学地耦合到背光体的光导，以通过衍射地耦合出在光导中引导的光的一部分来提供多个光束。此外，通过这里定义，衍射多束元件包括在多束元件的边界或范围内的多个衍射光栅。通过这里定义，由多束元件产生的多个光束(或“光束组(light beam plurality)”)中的光束具有彼此不同的主角方向。具体地，通过定义，光束组中的一光束具有与光束组中的另一个光束不同的预定主角方向。根据各种实施例，衍射多束元件的衍射光栅中的衍射特征的间隔或光栅间距可以是亚波长(即，小于被引导光的波长)。
根据各种实施例，光束组可以表示光场。例如，光束组可以被限制在基本上为锥形的空间区域内，或者具有包含光束组中的光束的不同主角方向的预定角扩展。这样，组合的光束(即，光束组)的预定角扩展可以代表光场。
这里，“准直光”或“准直光束”通常被定义为其中光束的光线在光束(例如，光导中的被引导光束)内基本上彼此平行的光束。此外，通过这里定义，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。而且，这里“准直器”被定义为被配置为准直光的基本上任何光学设备或装置。
这里，“准直因子”被定义为光被准直的程度。具体地，通过这里定义，准直因子定义了准直光束内的光线的角扩展。例如，准直因子σ可以指定准直光束中的多数光线在一个特定的角扩展内(例如，关于准直光束的中心或主角方向+/-σ度)。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，并且角扩展可以是在准直光束的峰值强度的一半处确定的角度。
这里，“光源”被定义为光的来源(例如，被配置为产生并发射光的光学发射器)。例如，光源可以包括光学发射器，例如在激活或开启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者基本上包括任何光学发射器，包含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、白炽灯以及几乎任何其他光源中的一个或多个。光源产生的光可以具有颜色(即，可以包含特定波长的光)，或者可以是一定波长范围(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，光源可以包含一套或一组光学发射器，其中至少一个光学发射器产生具有与由该套或该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地波长的光。例如，不同的颜色可以包含原色(例如，红、绿、蓝)。
这里，如在“单边衍射散射”和“单边方向”中的术语“单边”被定义意为“单侧的”或“优先沿一个方向”对应于第一侧面，相对地第二侧面对应另一个方向。具体地，“单边衍射散射”被定义为从第一侧面而不是从与第一侧面相对的第二侧面提供或发射光的衍射散射。例如，通过衍射光栅的单边衍射散射可以将光发射到第一(例如，正的)半空间中，但不发射到对应的第二(例如，负的)半空间中。第一半空间可以在衍射光栅或衍射光栅所在的光导上方，并且第二半空间可以在衍射光栅下方。这样，例如，单边衍射散射可以将光发射到在衍射光栅上方的区域中或朝向在衍射光栅上方的方向，并且很少或不将光发射到在衍射光栅下方的另一区域中或朝向在衍射光栅下方的另一方向。根据这里描述的各种实施例，倾斜衍射光栅可以提供单边衍射散射。
这里，“角度保持散射特征”或者等效地“角度保持散射器”是被配置为以在散射光中基本上保持入射到特征或散射器上的光的角扩展的方式散射光的任何特征或散射器。具体地，通过定义，由角度保持散射特征散射的光的角扩展σs是入射光的角扩展σ的函数(即，σs＝f(σ))。在一些实施例中，散射光的角扩展σs是入射光的角扩展或准直因子σ的线性函数(例如，σs＝a·σ，其中a是整数)。也就是说，由角度保持散射特征散射的光的角扩展σs可以基本上与入射光的角扩展或准直因子σ成比例。例如，散射光的角扩展σs可以基本上等于入射光角扩展σ(例如，σs≈σ)。衍射光栅是角度保持散射特征的示例。相反，通过这里定义，朗伯散射器或朗伯反射器以及普通漫射器(例如，具有或接近朗伯散射)不是角度保持散射器。
此外，如这里所用的，冠词“一”旨在具有其在专利领域中的通常含义，即“一个或多个”。例如，“一个衍射光栅”意为一个或多个衍射光栅，并且因此，“所述衍射光栅”这里意为“所述(一个或多个)衍射光栅”。此外，这里对“顶”、“底”、“上面”、“下面”、“上”、“下”、“前”、“后”、“第一”、“第二”、“左”或“右”的任何提及无意成为这里的限制。这里，除非另有明确规定，术语“约”在被应用于值时，通常意为在用于产生该值的设备的容差范围之内，或者可以意为正负10％、或正负5％、或正负1％。此外，当在这里使用时，术语“基本上”意为大部分、或几乎全部、或全部、或在约51％至约100％的范围内的量。而且，这里的示例意图仅是说明性的，并且出于讨论的目的呈现，而非作为限制。
根据这里描述的原理的一些实施例，提供了定向背光体。例如，定向背光体被配置为发射光并且可以用于照射背光式显示器。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定向背光体100的平面视图。图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定向背光体100的一部分的横截面视图。具体地，图3B可以示出穿过图3A的定向背光体100的一部分的横截面，该横截面在x-z平面中。图3C示出了根据与这里描述的原理一致的实施例的示例中的定向背光体100的透视图。根据各种实施例，可以采用所示的定向背光体100作为用于被配置为显示图像的电子显示器(或简称为“显示器”)的背光体。在这些实施例的一些中，电子显示器可以是多视图显示器，并且所显示的图像可以是多视图图像。
图3A-3C中所示的定向背光体100被配置为提供发射光102。此外，根据各种实施例，由定向背光体100提供的发射光102被配置为具有均匀或至少基本上均匀的强度和角扩展。具体地，发射光102的强度和角扩展可以基本上恒定，而不管其在定向背光体100上的位置如何。例如，发射光102的均匀的强度和角扩展可以在采用定向背光体100的显示器的角度观看范围内提供均匀的亮度。此外，在至少一些实施例中，角度观看范围可以在平行于定向背光体100的发射表面或平面的一个方向或两个正交方向上小于并且在一些实施例中远小于大约六十度(60°)。
如图所示，定向背光体100包括光导110。光导可以是例如板光导(如图所示)。光导110被配置为沿着光导110的长度引导光作为被引导光，或者更具体地作为多个被引导光束112。例如，光导110可以包含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，该第一折射率比围绕介电光波导的介质的第二折射率大。例如，折射率的差异被配置为根据光导110的一个或多个引导模式促进被引导光束组的被引导光束112的全内反射。
在一些实施例中，光导110可以是片光波导或板光波导，包括延伸的、基本上平坦的光学透明介电材料薄片。基本上平坦的介电材料薄片被配置为使用全内反射来引导被引导光束112。根据各种示例，光导110的光学透明材料可以包含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，包含但不限于各种类型的玻璃(例如，石英玻璃、碱铝硅酸盐玻璃、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110还可以包含在光导110的表面(例如，顶表面和底表面中的一个或两者)的至少一部分上的涂覆层(未示出)。根据一些示例，涂覆层可以用于进一步促进全内反射。
根据各种实施例，光导110被配置为根据全内反射在光导110的第一表面110'(例如，“前”表面)和第二表面110”(例如，“后”或“底”表面)之间以非零传播角引导被引导光束112。具体地，被引导光束112通过以非零传播角在光导110的第一表面110'和第二表面110”之间反射或“反弹”来传播。注意，为了简化说明，图3B中未明确描绘非零传播角。然而，图3B中确实示出了指向图示的平面的箭头，箭头描绘了被引导光束112沿着光导长度方向的总传播方向103。
如这里定义的，“非零传播角”是相对于光导110的表面(例如，第一表面110'或第二表面110”)的角度。此外，根据各种实施例，非零传播角大于零且小于光导110内的全内反射的临界角。例如，被引导光束112的非零传播角可以在大约十度(10°)到大约五十度(50°)之间，或者在一些示例中，在大约二十度(20°)到大约四十度(40°)之间，或者在大约二十五度(25°)到大约三十五度(35°)之间。例如，非零传播角可以是大约三十度(30°)。在其他示例中，非零传播角可以是大约20°、或大约25°、或大约35°。而且，可以为特别的实施方式选择(例如，任意地)特定非零传播角，只要所选取的特定非零传播角小于光导110内的全内反射的临界角即可。
如图3A和图3C所示，定向背光体100还包括光源120。光源120位于光导110上的输入位置116处。例如，光源120可以位于光导110的边缘或侧面114附近，如图所示。光源120被配置为将光导110内的光提供作为多个被引导光束112。此外，光源120提供光，使得被引导光束组的各个被引导光束112具有彼此不同的径向方向118。
具体地，由光源120发射的光被配置为进入光导110，并且作为多个被引导光束112跨越或沿着光导110的长度方向以离开输入位置116的径向图案传播。此外，由于离开输入位置116的径向传播图案，被引导光束组的各个被引导光束112具有彼此不同的径向方向。也就是说，被引导光束112以不同的径向方向118远离公共原点(即，输入位置116处的光源120)传播，如图所示。例如，光源120可以对接耦合到侧面114。例如，对接耦合的光源120可以便于以扇形图案引入光，以提供各个被引导光束112的不同径向方向。根据一些实施例，光源120可以是或至少近似于输入位置116处的“点”光源，使得被引导光束112沿着不同的径向方向118传播(即，作为多个被引导光束112)。
在一些实施例中，光源120的输入位置116在光导110的侧面114上，在侧面114的中心或中间附近(例如，接近或近似在侧面114的中心或中间处)。如图3A和图3C所示，光源120在近似位于光导110的侧面114(即，“输入侧”)的中心(例如，在其中间)的输入位置116处。替代地(未示出)，输入位置116可以远离光导110的侧面114的中间。例如，输入位置116可以位于光导110的拐角处。例如，光导110可以具有矩形形状(例如，如图所示)，并且光源120的输入位置116可以位于矩形形状的光导110的拐角处(例如，输入侧114的拐角)。
在一些实施例中，光源120可以位于光导110的侧面中的空腔中。根据各种实施例，空腔可以具有被配置为以不同的径向方向118展开或以其他方式提供多个被引导光束的形状。图4A示出了根据与这里描述的原理一致的实施例的示例中的定向背光体100的一部分的平面视图。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定向背光体100的一部分的平面视图。具体地，图4A-4B示出了在包含光源120的光导110的侧面114处的定向背光体100的一部分。此外，光源120位于光导侧面114中的空腔122中，如图所示。图4A示出了具有半圆形状的空腔122，其被配置为以不同的径向方向118展开多个被引导光束112。图4B示出了具有刻面(faceted)或分段线性空腔形状的空腔122。此外，在图4A和图4B中，光源120包括沿空腔122的表面分布的多个光学发射器124。图4A-4B还将被引导光束112示出为以不同的径向方向118辐射远离空腔122和光源120的箭头。
在各种实施例中，光源120可以包括基本上任何光源(例如，光学发射器124)，包含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120可以包括光学发射器124，光学发射器124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。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，RGB颜色模型)的原色。在其他示例中，光源120可以是基本上宽带的光源，被配置为提供基本上宽带的或多色的光。例如，光源120可以提供白光。在一些实施例中，光源120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124。不同的光学发射器124可以被配置为提供具有与不同颜色的光中的每一个颜色的光对应的被引导光的不同的、颜色特定的非零传播角的光。
在一些实施例中，通过将来自光源120的光耦合到光导110中而产生的被引导光束组中的被引导光束112可以是未准直的或至少基本上未准直的。在其他实施例中，被引导光束112可以例如在垂直方向上是准直的(即，被引导光束112可以是准直光束)。这样，在一些实施例中，定向背光体100可以包含在光源120和光导110之间的准直器(未示出)。替代地，光源120还可以包括准直器，准直器被配置为在基本上垂直于被引导光束112的传播方向的平面(例如，“垂直”平面)中提供准直。具体地，准直可以提供准直的被引导光束112，其在垂直于光导110的表面(例如，第一或第二表面110'、110”)的平面中具有相对窄的角扩展。根据各种实施例，准直器可包括各种准直器中的任何一种，包含但不限于被配置为准直例如来自光源120的光的透镜、反射器或镜子(例如，斜侧的准直反射器)、或衍射光栅。
此外，在一些实施例中，准直器可以提供具有非零传播角和根据预定的准直因子被准直中的一者或两者的准直光。而且，当采用不同颜色的光学发射器时，准直器可以被配置为提供具有不同的颜色特定的非零传播角和具有不同颜色特定的准直因子中的一者或两者的准直光。在一些实施例中，准直器还被配置为将准直光传递到光导110以作为被引导光束112传播。
再次参考图3A-3C，定向背光体100还包括在光导110的表面上彼此间隔开的衍射光栅阵列130。在图3B和图3C中，作为示例而非限制，衍射光栅阵列在第一表面110'上示出。根据各种实施例，衍射光栅阵列130被配置为将光发射或散射出作为发射光102。具体地，衍射光栅阵列中的衍射光栅130被配置为将被引导光束组中的被引导光束112的一部分散射出作为具有强度、主角方向和角扩展的发射光102。在图3B和图3C中，使用箭头示出了主角方向，并且通过在图3B中的箭头的任一侧上的一对虚线示出了角扩展。在图3C中，使用锥形来描绘角扩展，以示出角扩展的锥角。同样在图3C中，为了便于说明并且不作为限制，仅示出了选择的衍射光栅130、对应的被引导光束112和被散射出的发射光102。
根据各种实施例，衍射光栅阵列的各个衍射光栅130通常不相交、重叠或以其他方式彼此接触。也就是说，根据各种实施例，衍射光栅阵列的每个衍射光栅130彼此间隔开，并且因此，每个衍射光栅130通常是有区别的并且与衍射光栅130中的其他衍射光栅分开。
在各种实施例中，衍射光栅阵列中的衍射光栅130中的每一个具有相关联的光栅特性。衍射光栅130的光栅特性被配置为确定由衍射光栅130散射出的发射光102的强度、主角方向和角扩展。此外，衍射光栅130的光栅特性通常是衍射光栅130在光导110的表面上的位置和光源120在光导110的侧面114上的位置二者的函数。具体地，每个衍射光栅130的光栅特性取决于从光源120入射到衍射光栅130上的被引导光束112的径向方向118、由径向方向118限定、或者是径向方向118的函数。此外，在各种实施例中，光栅特性由衍射光栅130和光源120的输入位置116之间的距离确定或限定。例如，光栅特性可以是衍射光栅130a与输入位置116之间的距离D和入射到衍射光栅130a上的被引导光束112的径向方向118a的函数，如图3A所示。换句话说，多个衍射光栅130中的衍射光栅130的光栅特性取决于光源的输入位置116和衍射光栅130在光导110的表面上的相对于光源120的输入位置116的特定位置。
图3A示出了具有不同空间坐标(x1，y1)和(x2，y2)的两个不同的衍射光栅130a和130b，其进一步具有不同的光栅特性以补偿或考虑来自光源120的入射在衍射光栅130上的多个被引导光束112的不同径向118a和118b。类似地，两个不同的衍射光栅130a和130b的不同光栅特性考虑了通过不同的空间坐标(x1，y1)和(x2，y2)确定的各个衍射光栅130a、130b距光源输入位置116的不同距离。
在一些实施例中，光栅特性包括光栅深度。光栅深度可以被配置为确定由衍射光栅130散射出的发射光102的强度。在一些实施例中，光栅特性包括衍射光栅的光栅间距和光栅取向中的一个或两个，其被配置为确定由衍射光栅130散射出的发射光102的主角方向。这里，光栅间距等于衍射光栅130的衍射特征的间隔，而光栅取向是衍射特征相对于入射到衍射光栅130上的被引导光束112的径向方向118的取向角。在一些实施例中，光栅特性包括衍射光栅130的曲率和光栅啁啾中的一个或两个，其被配置为确定由衍射光栅130散射出的发射光102的角扩展。在一些实施例中，光栅特性可以包括衍射光栅130的光栅深度、光栅间距、光栅取向、光栅啁啾和曲率中的多于一个的组合。
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一对衍射光栅130的平面视图。例如，图5中的该对衍射光栅130可以等效于图3A中所示的衍射光栅130a、130b。具体地，如图所示，该对衍射光栅130可以位于光导110的表面上并且具有不同的光栅特性。关于不同的光栅特性，衍射光栅对中的每个衍射光栅130具有其各自的衍射特征132的曲率和光栅啁啾，如图所示。此外，如图所示，衍射光栅130具有与入射的被引导光束112的不同径向118对应的不同光栅取向。如上所述，根据各种实施例，不同的光栅特性是衍射光栅对中的各个衍射光栅130在光导110的表面上的位置和提供被引导光束112的光源120的位置(图5中未示出)二者的函数。
根据一些实施例，衍射光栅130中的衍射特征132的间隔或光栅间距可以是亚波长(即，小于被引导光束112的波长)。在一些实施例中，衍射光栅130可以包含多个不同的光栅或子光栅。根据一些实施例，衍射光栅130的衍射特征132可以包括彼此间隔开的沟槽和背脊中的一个或两个。沟槽和背脊可以包括光导110的材料，例如，沟槽和背脊可以形成在光导110的表面中。在另一个示例中，沟槽和背脊可以由不同于光导材料的材料形成，例如，光导110的表面上的另一种材料的膜或层。
通过定义，“啁啾”衍射光栅是呈现或具有在啁啾衍射光栅的范围或长度上变化的衍射特征132的衍射间隔(即，光栅间距)的衍射光栅130。在一些实施例中，啁啾衍射光栅可以具有或呈现随距离线性变化的衍射特征间隔的啁啾。这样，通过定义，啁啾衍射光栅是“线性啁啾”衍射光栅。在其他实施例中，啁啾衍射光栅可以呈现衍射特征间隔的非线性啁啾。可以使用各种非线性啁啾，包含但不限于指数啁啾、对数啁啾或以另一种基本上不均匀或随机但仍然是单调的方式变化的啁啾。也可以采用非单调啁啾，例如但不限于正弦啁啾或三角形或锯齿啁啾。也可以采用任何这些类型的啁啾的组合。
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定向背光体100的平面视图。在图6中，示出了角空间中的照射体积134，角空间是距在光导110的侧面114处的光源120的输入位置116的距离D。注意，随着多个被引导光束112的传播的径向方向以远离y轴并朝向x轴的角度而改变，照射体积具有更宽的角度尺寸。例如，照射体积134b比照射体积134a宽，如图所示。
再次参照图3B，衍射光栅阵列130可以位于光导110的第一表面110'处或附近，第一表面110'是光导110的光束发射表面，如图所示。例如，衍射光栅130可以是透射型衍射光栅，被配置为通过第一表面110'衍射地散射出被引导光部分作为发射光102。替代地(未示出)，衍射光栅阵列130可以位于与光导110的光束发射表面(即第一表面110')相对的第二表面110”处或附近。具体地，衍射光栅130可以是反射型衍射光栅。作为反射型衍射光栅，衍射光栅130被配置为衍射被引导光部分，并且将衍射的被引导光部分朝向第一表面110'反射以通过第一表面110'作为衍射地散射或发射的光102离开。在其他实施例中(未示出)，衍射光栅130可以位于光导110的表面之间，例如，作为透射型衍射光栅和反射型衍射光栅中的一个或两者。
在一些实施例中，衍射光栅阵列的衍射光栅130被配置为提供具有单边方向的单边衍射散射。在单边方向上的单边衍射散射可以优先地，并且在一些实施例中排他地，从或通过第一表面110'而不是第二表面110”提供发射光102。在一些实施例中，被配置为提供单边衍射散射的衍射光栅130包括倾斜衍射光栅。在其他实施例中，被配置为提供单边衍射散射的衍射光栅130可以是包括衍射光栅130和反射材料层(未示出)的反射型衍射光栅。例如，可以将反射材料层设置在衍射光栅130的与提供单边衍射散射的侧相对的一侧，反射材料层用作反射器或镜子。
在一些实施例中，可以使得减轻并且在一些情形下甚至基本消除定向背光体100内的被引导光束112的各种寄生反射(spurious reflection)源，特别是当那些寄生反射源可能导致发射非预期的定向光束、并且继而导致采用定向背光体100的显示器产生非预期的图像时。各种潜在的寄生反射源的示例包含但不限于可以产生被引导光束112的次级反射的光导110的侧壁。可以通过许多方法中的任何一种减轻来自定向背光体100内的各种寄生反射源的反射，包含但不限于寄生反射的吸收和受控重定向。
图7A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含寄生反射减轻的定向背光体100的平面视图。图7B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包含寄生反射减轻的定向背光体100的平面视图。具体地，图7A和图7B示出了包括光导110、光源120和衍射光栅阵列130的定向背光体100。同样示出的是多个被引导光束112，多个被引导光束112中的至少一个被引导光束112入射在光导110的侧壁114a、114b上。通过侧壁114a、114b的被引导光束112的潜在寄生反射由表示反射的被引导光束112'的虚线箭头示出。
在图7A中，定向背光体100还包括在光导110的侧壁114a、114b处的吸收层119。吸收层119被配置为吸收来自被引导光束112的入射光。吸收层可以包括基本上任何光学吸收剂，包含但不限于例如施加到侧壁114a、114b上的黑色涂料。如图7A所示，作为示例而非限制，吸收层119被施加到侧壁114b，而侧壁114a则没有吸收层119。吸收层119拦截并吸收入射的被引导光束112，有效地防止或减轻了来自侧壁114b的潜在寄生反射的产生。另一方面，作为示例而非限制示出，入射在侧壁114a上的被引导光束112反射，导致产生反射的被引导光束112'。
图7B示出了使用受控反射角的寄生反射减轻。具体地，图7B中所示的定向背光体110的光导110包括倾斜侧壁114a、114b。倾斜侧壁具有被配置为优先将反射的被引导光束112'定向为基本离开衍射光栅130的倾斜角。这样，反射的被引导光束112'不会被衍射地耦合出光导110作为非预期的发射光束。如图所示，侧壁114a、114b的倾斜角可以在x-y平面内。在其他示例(未示出)中，侧壁114a、114b的倾斜角可以在另一个平面中，例如，x-z平面中，以将反射的被引导光束112'从光导110的顶表面或底表面定向出来。注意，作为示例而非限制，图7B示出的侧壁114a、114b仅沿其一部分包含倾斜。
在一些实施例中，定向背光体100可以是透明的或基本透明的。具体地，在一些实施例中，光导110和间隔开的衍射光栅阵列130可以允许光以与第一表面110'和第二表面110”两者正交的方向穿过光导110。因此，光导110并且更一般地定向背光体100对于以与被引导光束组的被引导光束112的一般传播方向103正交的方向传播的光是透明的。此外，通过衍射光栅130的基本透明性，可以至少部分地促进透明性。
根据这里描述的原理的一些实施例，提供了一种背光式显示器。背光式显示器被配置为发射由背光式显示器提供的光。此外，发射光可以由背光式显示器调制以提供或显示图像。在一些实施例中，所显示的图像可以是多视图图像，并且背光式显示器可以是多视图显示器。在一些示例中，多视图显示器被配置为提供或“显示”3D图像。
图8示出了根据与这里描述的原理一致的实施例的示例中的背光式显示器200的框图。根据各种实施例，背光式显示器200被配置为显示或提供所显示的图像。具体地，由背光式显示器200提供和调制的发射光202用于显示图像。在图8中发射光202被示为从背光式显示器200发出的箭头。
图8中示出的背光式显示器200包括光导210。在一些实施例中，光导可以基本上类似于上述定向背光体100的光导110。具体地，在一些实施例中，光导210可以是板光导。
此外，如图8所示，背光式显示器200包括位于光导210的侧面的光源220。光源220被配置为提供在光导210内具有彼此不同的径向方向的多个被引导光束204。在一些实施例中，光源220可以基本上类似于上面关于定向背光体100描述的光源120。具体地，例如，光源220可以位于光导侧面的中间或中心附近。在一些实施例中，光源220可以位于在光导210的侧面中的空腔中。空腔可以具有被配置为以不同的径向方向展开多个被引导光束204的形状。例如，空腔可以具有半圆形状或刻面形状。因此，空腔可以基本上类似于上面描述的空腔122。
图8中所示的背光式显示器200还包括在光导210的表面上的衍射光栅阵列230。衍射光栅阵列中的各个衍射光栅230被配置为将被引导光束组的光散射出作为发射光202。在一些实施例中，衍射光栅阵列230可以基本上类似于上述定向背光体100的衍射光栅阵列130。具体地，衍射光栅阵列中的各衍射光栅230的衍射特性被配置为确定发射光202的强度和角扩展。此外，根据各种实施例，光栅特性是各个衍射光栅230在光导表面上的位置和光源在光导210的侧面上的位置二者的函数。在一些实施例中，光栅特性还可以确定发射光202的主角方向。根据各种实施例，由各个衍射光栅230共同散射出的发射光202被配置为具有跨光阀阵列均匀的强度和角扩展。
在一些实施例中，光栅特性包括各个衍射光栅230的曲率和光栅啁啾中的一个或两个。例如，作为曲率和光栅啁啾中的任一个或两者的光栅特性可以被配置为确定由各个衍射光栅230散射出的发射光202的角扩展。此外，在一些实施例中，衍射光栅阵列230可以被配置为提供具有单边方向的单边衍射散射。在这些实施例中，衍射光栅阵列的各个衍射光栅230可以包括反射型衍射光栅(例如，具有反射材料层)和倾斜衍射光栅中的一种或两种。
根据各种实施例，背光式显示器200还包括光阀阵列240。光阀阵列240被配置为调制发射光202以提供所显示的图像。在图8中使用虚线来强调穿过光阀阵列240之后的发射光202的调制。在各种实施例中，可以采用不同类型的光阀作为光阀阵列的光阀240，包含但是不限于，液晶光阀、电泳光阀和基于电润湿的光阀中的一种或多种。
根据一些实施例，衍射光栅阵列的各个衍射光栅230每个均被配置为将被引导光束组的光散射出作为包括具有彼此不同的主角方向的多个定向光束的发射光202。在这些实施例的一些中，不同的主角方向可以对应于多视图图像的相应的不同视图方向。因此，背光式显示器是多视图显示器，并且所显示的图像是多视图图像。此外，各个衍射光栅230可以是多束元件，而光阀组240可以对应于多视图显示器的多视图像素。作为多束元件，各个衍射光栅230可以具有一尺寸，该尺寸在光阀240的或者等效于光阀240之间的中心到中心间隔的尺寸的大约一半到两倍之间。而且，在一些实施例中，各个衍射光栅230可以具有类似于多视图像素的形状的形状。
根据这里描述的原理的其他实施例，提供了一种定向背光体操作的方法。图9示出了根据与这里描述的原理一致的实施例的示例中的定向背光体操作的方法300的流程图。根据各种实施例，定向背光体操作的方法300可以用于提供光以照射背光式显示器并因此显示图像。
如图9所示，定向背光体操作的方法300包括沿着光导引导310光作为具有公共原点和彼此不同的径向方向的多个被引导光束。具体地，通过定义，被引导光束组中的一个被引导光束具有与被引导光束组中的另一个被引导光束不同的径向传播方向。此外，通过定义，被引导光束组中的每个被引导光束具有公共原点。在一些实施例中，原点可以是虚拟原点(例如，除了被引导光束的实际原点之外的点)。例如，原点可以在光导之外，并且因此是虚拟原点。根据一些实施例，光沿其被引导310的光导以及在其中被引导的被引导光束可以分别基本上类似于如上面参考定向背光体100描述的光导110和被引导光束112。
图9中所示的定向背光体操作的方法300还包括使用衍射光栅阵列中的衍射光栅将被引导光束组的光散射出320作为发射光。根据各种实施例，来自衍射光栅的发射光具有强度和角扩展，角扩展是衍射光栅相对于被引导光束组的公共原点的位置的函数。此外，根据各种实施例，由衍射光栅阵列共同散射出的发射光具有跨光导的表面均匀的强度和角扩展。在一些实施例中，用于散射出320光的衍射光栅阵列可以基本上类似于如上所述的定向背光体100的衍射光栅阵列130。而且，通过散射出320产生的发射光可以基本上类似于也如上所述的发射光102。
具体地，根据各种实施例，由衍射光栅阵列散射出320的发射光具有强度、主角方向和角扩展。通过衍射光栅阵列中的衍射光栅的光栅特性来控制或确定强度、主角方向和角扩展中的每一个。此外，光栅特性是衍射光栅在光导表面上的位置和多个被引导光束的公共原点(例如，光源在光导的侧面的位置)二者的函数。具体地，衍射光栅阵列的光栅特性可以基于衍射光栅处入射的被引导光束的径向方向、从衍射光栅到提供被引导光束的光源的距离或者这两者而变化，或者等效地是衍射光栅处入射的被引导光束的径向方向、从衍射光栅到提供被引导光束的光源的距离或者这两者的函数。
在一些实施例中，散射出320光包括在单边方向上的单边衍射散射。具体地，衍射光栅阵列中的衍射光栅可以包括倾斜衍射光栅和反射型衍射光栅中的一种或两种，所述反射型衍射光栅包括衍射光栅和反射材料层。
如图所示，定向背光体操作的方法300还包括使用光源提供330将作为多个被引导光束而被引导的光。具体地，使用光源将光提供给光导，作为具有多个不同径向传播方向的被引导光束。根据各种实施例，用于提供330光的光源位于光导的侧面，光源位置是被引导光束组的公共原点。在一些实施例中，光源可以基本上类似于上述定向背光体100的(一个或多个)光源120。例如，光源可以对接耦合到光导的边缘或侧面。在另一示例中，光源可以近似为表示公共原点的点源。在又一个示例中，光源可以位于在光导的侧面上的空腔中，该空腔具有被配置为以不同的径向方向展开多个被引导光束的形状。
在一些实施例中，所提供的330光基本上是未准直的。在其他实施例中，所提供的330光可以是准直的(例如，光源可以包括准直器)。在各种实施例中，所提供的330光可以在光导内在光导的表面之间以非零传播角被引导为具有不同的径向方向。当在光导内被准直时，可以根据准直因子对所提供330的光进行准直，以在光导内建立被引导光的预定角扩展。具体地，准直以及因此由准直因子提供的预定角扩展可以在垂直方向上。
在一些实施例(未示出)中，定向背光体操作的方法300还包括调制由衍射光栅阵列共同散射出320的发射光。可以通过或使用光阀阵列来提供调制以提供所显示的图像。在一些实施例中，光阀阵列可以基本上类似于上述背光式显示器200的光阀阵列240。而且，在一些实施例中，所显示的图像可以是多视图图像。
因此，已经描述了具有被配置为提供具有均匀的强度和角扩展的发射光的衍射光栅的定向背光体、背光式显示器和定向背光体操作方法的示例和实施例。应当理解，上述示例仅仅是对表示这里描述的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在不脱离由所附权利要求限定的范围的情况下容易地设计出许多其他布置。

Claims (21)

1.一种定向背光体，包括：
光导，被配置为引导光束；
光源，被配置为在所述光导内提供具有彼此不同的径向方向的多个被引导光束；和
衍射光栅阵列，在所述光导的表面上彼此间隔开，所述衍射光栅阵列中的衍射光栅被配置为将所述多个被引导光束中的被引导光束的一部分散射出作为具有强度、主角方向和角扩展的发射光，
其中，由所述衍射光栅阵列中的衍射光栅共同散射出的发射光被配置为具有跨光导表面均匀的强度和角扩展。
2.如权利要求1所述的定向背光体，其中，所述光源位于所述光导的侧面上、在所述侧面的中点附近。
3.如权利要求1所述的定向背光体，其中，所述光源位于所述光导的侧面中的空腔中，所述空腔具有被配置为以不同的径向方向展开所述多个被引导光束的形状。
4.如权利要求1所述的定向背光体，其中，所述衍射光栅的光栅特性被配置为确定由所述衍射光栅散射出的发射光的强度、主角方向和角扩展，所述衍射光栅的光栅特性是所述衍射光栅在所述光导表面上的位置和所述光源在所述光导的侧面上的位置二者的函数。
5.如权利要求4所述的定向背光体，其中，所述光栅特性包括光栅深度，所述光栅深度被配置为确定由所述衍射光栅散射出的发射光的强度。
6.如权利要求4所述的定向背光体，其中，所述光栅特性包括所述衍射光栅的光栅间距和光栅取向中的一个或两个，其被配置为确定由所述衍射光栅散射出的发射光的主角方向。
7.如权利要求4所述的定向背光体，其中，所述光栅特性包括所述衍射光栅的曲率和光栅啁啾中的一个或两个，所述光栅特性被配置为确定由所述衍射光栅散射出的发射光的角扩展。
8.如权利要求1所述的定向背光体，其中，所述衍射光栅被配置为提供具有单边方向的单边衍射散射。
9.如权利要求8所述的定向背光体，其中，被配置为提供单边衍射散射的所述衍射光栅包括倾斜衍射光栅。
10.如权利要求8所述的定向背光体，其中，被配置为提供单边衍射散射的所述衍射光栅是包括衍射光栅和反射材料层的反射型衍射光栅。
11.一种包括如权利要求1所述的定向背光体的背光式显示器，所述背光式显示器还包括光阀阵列，所述光阀阵列被配置为调制所述发射光以提供所显示的图像。
12.一种背光式显示器，包括：
光导；
光源，位于所述光导的侧面，所述光源被配置为在光导内提供具有彼此不同的径向方向的多个被引导光束，
在所述光导的表面上的衍射光栅阵列，所述衍射光栅阵列中的各个衍射光栅被配置为将所述多个被引导光束的光散射出作为发射光；和
光阀阵列，被配置为调制所述发射光以提供所显示的图像，
其中，由各个衍射光栅共同散射出的发射光被配置为具有跨光阀阵列的均匀的强度和角扩展。
13.如权利要求12所述的背光式显示器，其中，所述光源位于所述光导的侧面的空腔中，所述空腔具有被配置为以不同径向方向展开所述多个被引导光束的形状。
14.如权利要求12所述的背光式显示器，其中，所述衍射光栅阵列中的各个衍射光栅的光栅特性被配置为确定所述发射光的强度和角扩展，所述光栅特性是所述各个衍射光栅在所述光导表面上的位置和所述光源在所述光导的侧面上的位置二者的函数。
15.如权利要求14所述的背光式显示器，其中，所述光栅特性包括所述各个衍射光栅的曲率和光栅啁啾中的一个或两个，所述光栅特性被配置为确定由所述各个衍射光栅散射出的发射光的角扩展。
16.如权利要求12所述的背光式显示器，其中，所述衍射光栅阵列被配置为提供具有单边方向的单边衍射散射，所述衍射光栅阵列中的各个衍射光栅包括反射型衍射光栅和倾斜衍射光栅中的一个或两个。
17.如权利要求12所述的背光式显示器，其中，所述衍射光栅阵列的各个衍射光栅均被配置为将所述多个被引导光束的光散射出作为包括多个定向光束的发射光，所述多个定向光束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，所述背光式显示器是多视图显示器，并且所显示的图像是多视图图像。
18.一种定向背光体操作的方法，所述方法包括：
在光导中引导具有公共原点和彼此不同的径向方向的多个被引导光束；和
使用衍射光栅阵列中的衍射光栅将所述多个被引导光束的光散射出作为发射光，来自所述衍射光栅的所述发射光具有强度和角扩展，所述角扩展是所述衍射光栅相对于所述多个被引导光束的公共原点的位置的函数
其中，由所述衍射光栅阵列共同散射出的发射光具有跨所述光导的表面均匀的强度和角扩展。
19.如权利要求18所述的定向背光体操作的方法，还包括使用位于所述光导的侧面上的空腔中的光源在所述光导内提供所述多个被引导光束，所述空腔具有被配置以不同的径向方向展开所述多个被引导光束的形状。
20.如权利要求18所述的定向背光体操作的方法，其中将光散射出包括在单边方向上的单边衍射散射，所述衍射光栅包括倾斜衍射光栅和反射型衍射光栅中的一个或两个，所述反射型衍射光栅包括衍射光栅和反射材料层。
21.如权利要求18所述的定向背光体操作的方法，还包括使用光阀阵列调制由所述衍射光栅阵列共同散射出的所述发射光，以提供所显示的图像。
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Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107111058B (zh) * 2015-01-10 2020-10-02 镭亚股份有限公司 具有受控衍射耦合效率的基于衍射光栅的背光
CA3053815C (en) 2017-03-25 2021-10-19 Leia Inc. Mode-switchable backlight, privacy display, and method
CA3055658C (en) 2017-04-02 2022-08-16 Leia Inc. Dual view zone backlight, dual-mode display, and method
WO2018186955A1 (en) 2017-04-04 2018-10-11 Leia Inc. Unilateral backlight, multiview display, and method employing slanted diffraction gratings
JP7074768B2 (ja) 2017-04-08 2022-05-24 レイア、インコーポレイテッド マルチビューバックライト、モード切り替え可能バックライト、および２ｄ／３ｄモード切り替え可能ディスプレイ
CA3060435C (en) 2017-05-14 2021-12-28 Leia Inc. Multiview backlight, display, and method employing active emitter arrays
EP3891548A4 (en) * 2018-12-08 2022-07-13 LEIA Inc. STATIC AND PROCEDURE MULTI-VIEW DISPLAY USING A DIRECTIONAL LIGHT SOURCE AND A HORIZONTAL DIFFUSER
CN113227883A (zh) 2018-12-20 2021-08-06 镭亚股份有限公司 具有可移动会聚面的多视图显示器、系统和方法
EP3903147A4 (en) 2018-12-27 2022-08-24 LEIA Inc. MULTI-VIEW DISPLAY, SYSTEM AND METHOD HAVING DYNAMIC COLOR SUB-PIXEL REMAPPING
CA3125202A1 (en) 2019-01-25 2020-07-30 Leia Inc. Multi-directional backlight, multi-user multiview display, and method
CA3130745A1 (en) 2019-03-14 2020-09-17 Leia Inc. Mode-switchable backlight, privacy display, and method employing emitter arrays
JP7373582B2 (ja) 2019-03-17 2023-11-02 レイア、インコーポレイテッド デュアルビューゾーンバックライト、デュアルモードディスプレイ、及び指向性エミッタを使用する方法
EP3948411A4 (en) 2019-04-02 2023-01-11 LEIA Inc. METHOD AND SYSTEM FOR ORIENTATION OF A MULTIVIEW DISPLAY
KR102702488B1 (ko) * 2019-04-15 2024-09-05 레이아 인코포레이티드 사선 시차를 갖는 정적 멀티뷰 디스플레이 및 방법
EP4007869A4 (en) 2019-08-01 2023-11-08 LEIA Inc. COLLIMATED BACKLIGHT, ELECTRONIC DISPLAY DEVICE AND METHOD USING AN ABSORPTION COLLIMATOR
CN114341550A (zh) 2019-08-27 2022-04-12 镭亚股份有限公司 采用光学扩散器的多视图背光体，显示器和方法
CN114556018A (zh) 2019-10-15 2022-05-27 镭亚股份有限公司 隐私模式背光、隐私显示器及方法
WO2021076113A1 (en) 2019-10-15 2021-04-22 Leia Inc. Multibeam backlight, multiview display, and method with diffraction grating filling fraction
CN115023645B (zh) * 2020-01-20 2024-04-05 镭亚股份有限公司 基于微缝散射元件的背光、多视图显示器和提供光禁区的方法
JP7417752B2 (ja) * 2020-01-22 2024-01-18 レイア、インコーポレイテッド 湾曲した反射マルチビーム要素を有するマルチビューバックライト、マルチビューディスプレイ、および方法
CA3198841A1 (en) 2020-11-09 2022-05-12 Leia Inc. Horizontal parallax multiview backlight, display, and method

Citations (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050122743A1 (en) * 2003-12-05 2005-06-09 Hon Hai Precision Industry Co., Ltd. Light guide plate with diffraction gratings and backlight module using the same
JP2006039041A (ja) * 2004-07-23 2006-02-09 Toppan Printing Co Ltd ブレーズド格子によって形成された導光板
CN101681222A (zh) * 2007-05-11 2010-03-24 Rpo私人有限公司 透射体
WO2010047813A1 (en) * 2008-10-21 2010-04-29 Holox Technologies, Inc. Replicated bragg selective diffractive element for display illumination
JP4470388B2 (ja) * 2003-04-16 2010-06-02 凸版印刷株式会社 導光板、それを用いた照明装置および表示装置
CN101750664A (zh) * 2008-12-12 2010-06-23 比亚迪股份有限公司 一种衍射导光薄膜及其制备方法
CN103574401A (zh) * 2012-08-07 2014-02-12 三星显示有限公司 背光装置及包括该背光装置的液晶显示装置
CN104272170A (zh) * 2012-05-31 2015-01-07 镭亚股份有限公司 定向背光体
CN104508353A (zh) * 2013-07-30 2015-04-08 镭亚股份有限公司 基于多束衍射光栅的背光照明
CN104583670A (zh) * 2012-08-13 2015-04-29 3M创新有限公司 提供白光照明的彩色衍射照明设备
CN105445835A (zh) * 2006-10-31 2016-03-30 莫迪里斯控股有限责任公司 照明装置及照明系统
CN105700065A (zh) * 2016-04-22 2016-06-22 京东方科技集团股份有限公司 导光板、背光模组和显示装置
CN105739008A (zh) * 2014-12-31 2016-07-06 乐金显示有限公司 超定向导光膜和用于平板显示器的薄膜式背光单元
WO2016111709A1 (en) * 2015-01-10 2016-07-14 Leia Inc. Diffraction grating-based backlighting having controlled diffractive coupling efficiency
WO2016122679A1 (en) * 2015-01-28 2016-08-04 Leia Inc. Three-dimensional (3d) electronic display
WO2017041079A1 (en) * 2015-09-05 2017-03-09 Leia Inc. Angular subpixel rendering multiview display using shifted multibeam diffraction gratings
CN106526738A (zh) * 2016-12-28 2017-03-22 武汉华星光电技术有限公司 一种导光板及制作方法、背光模组、液晶显示模组

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI314663B (en) * 2005-12-23 2009-09-11 Au Optronics Corp Backlight module with multiple light sources
US9389415B2 (en) 2012-04-27 2016-07-12 Leia Inc. Directional pixel for use in a display screen
US9459461B2 (en) 2012-05-31 2016-10-04 Leia Inc. Directional backlight
US9201270B2 (en) 2012-06-01 2015-12-01 Leia Inc. Directional backlight with a modulation layer
WO2014108595A1 (en) * 2013-01-11 2014-07-17 Multitouch Oy Diffusing of direct backlight for a display panel
US9298168B2 (en) 2013-01-31 2016-03-29 Leia Inc. Multiview 3D wrist watch
US9557466B2 (en) 2014-07-30 2017-01-31 Leia, Inc Multibeam diffraction grating-based color backlighting
JP2018517242A (ja) * 2015-05-09 2018-06-28 レイア、インコーポレイテッドＬｅｉａ Ｉｎｃ． 色走査格子ベースのバックライトおよび同バックライトを用いる電子ディスプレイ
EP3345039B1 (en) * 2015-09-05 2023-08-09 LEIA Inc. Light concentrating backlight and near-eye display system using same
CA2992996C (en) * 2015-09-05 2020-12-29 Leia Inc. Supersampled 3d display with improved angular resolution
PT3345036T (pt) 2015-09-05 2022-03-22 Leia Inc Ecrã baseado em rede de difração de feixes múltiplos com acompanhamento do movimento da cabeça
US10802212B2 (en) * 2015-09-05 2020-10-13 Leia Inc. Angular subpixel rendering multiview display using shifted multibeam elements
CA3007486C (en) * 2016-01-30 2020-07-28 Leia Inc. Multibeam element-based backlight and display using same
CN108603986B (zh) * 2016-01-30 2021-06-01 镭亚股份有限公司 具有转换视图的基于多波束元件的背光
US10928677B2 (en) * 2016-05-23 2021-02-23 Leia Inc. Diffractive multibeam element-based backlighting
JP7121013B2 (ja) * 2017-01-06 2022-08-17 レイア、インコーポレイテッド 静的マルチビューディスプレイ及び方法
EP3574353B1 (en) 2017-01-30 2023-11-01 LEIA Inc. Multiview backlighting employing plasmonic multibeam elements
JP7046987B2 (ja) * 2017-06-16 2022-04-04 レイア、インコーポレイテッド マルチビューバックライト、マルチビューディスプレイおよびオフセットマルチビーム要素の採用方法

Patent Citations (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4470388B2 (ja) * 2003-04-16 2010-06-02 凸版印刷株式会社 導光板、それを用いた照明装置および表示装置
US20050122743A1 (en) * 2003-12-05 2005-06-09 Hon Hai Precision Industry Co., Ltd. Light guide plate with diffraction gratings and backlight module using the same
JP2006039041A (ja) * 2004-07-23 2006-02-09 Toppan Printing Co Ltd ブレーズド格子によって形成された導光板
CN105445835A (zh) * 2006-10-31 2016-03-30 莫迪里斯控股有限责任公司 照明装置及照明系统
CN101681222A (zh) * 2007-05-11 2010-03-24 Rpo私人有限公司 透射体
WO2010047813A1 (en) * 2008-10-21 2010-04-29 Holox Technologies, Inc. Replicated bragg selective diffractive element for display illumination
CN101750664A (zh) * 2008-12-12 2010-06-23 比亚迪股份有限公司 一种衍射导光薄膜及其制备方法
CN104272170A (zh) * 2012-05-31 2015-01-07 镭亚股份有限公司 定向背光体
CN103574401A (zh) * 2012-08-07 2014-02-12 三星显示有限公司 背光装置及包括该背光装置的液晶显示装置
CN104583670A (zh) * 2012-08-13 2015-04-29 3M创新有限公司 提供白光照明的彩色衍射照明设备
CN104508353A (zh) * 2013-07-30 2015-04-08 镭亚股份有限公司 基于多束衍射光栅的背光照明
CN105739008A (zh) * 2014-12-31 2016-07-06 乐金显示有限公司 超定向导光膜和用于平板显示器的薄膜式背光单元
WO2016111709A1 (en) * 2015-01-10 2016-07-14 Leia Inc. Diffraction grating-based backlighting having controlled diffractive coupling efficiency
WO2016122679A1 (en) * 2015-01-28 2016-08-04 Leia Inc. Three-dimensional (3d) electronic display
WO2017041079A1 (en) * 2015-09-05 2017-03-09 Leia Inc. Angular subpixel rendering multiview display using shifted multibeam diffraction gratings
CN105700065A (zh) * 2016-04-22 2016-06-22 京东方科技集团股份有限公司 导光板、背光模组和显示装置
CN106526738A (zh) * 2016-12-28 2017-03-22 武汉华星光电技术有限公司 一种导光板及制作方法、背光模组、液晶显示模组

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