CN110678692A - 采用有源发射器的多视图背光体、显示器和方法 - Google Patents

Abstract

多视图背光体和多视图显示器采用有源发射器，有源发射器被配置为提供具有与多视图显示器的不同视图方向对应的不同主角方向的多个光束。有源发射器的尺寸与多视图显示器中的视图像素的尺寸相当。有源发射器之间的距离与多视图显示器的相邻多视图像素之间的距离相称。多视图显示器还包括光阀阵列，光阀阵列被配置为调制定向光束以显示多视图图像。

Description

采用有源发射器的多视图背光体、显示器和方法

相关申请的交叉引用

本申请要求于2017年5月14日提交的美国临时专利申请序列No.62/505,956以及于2018年5月10日提交的国际专利申请序列No.PCT/US2018/032131的优先权，这两者通过引用整体合并于此。

关于联邦赞助研究或开发的声明

无

背景技术

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介质。最常采用的电子显示器包含阴极射线管(CRT)、等离子体显示板(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)以及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)。通常来说，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，调制由另一个源所提供的光的显示器)。有源显示器的最明显的示例是CRT、PDP和OLED/AMOLED。当考虑发射的光时，典型地被分类为无源的显示器的是LCD和EP显示器。无源显示器虽然常常展现出包含但不限于固有的低能耗的有吸引力的性能特性，但由于缺乏发光能力而在许多实际应用中使用可能受到某些限制。

为了克服无源显示器与发光相关联的限制，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在其他情况下是无源的显示器发光并且实质上充当有源显示器。这样的耦合光源的示例是背光体(backlight)。背光体可以作为光源(通常是平板背光体)，放置于在其他情况下是无源的显示器的后面以照射无源显示器。例如，背光体可以耦合到LCD或EP显示器。背光体发射穿过LCD或EP显示器的光。所发射的光由LCD或EP显示器进行调制，然后进而从LCD或EP显示器发射调制光。背光体常常被配置为发射白光。然后使用滤色器将白光转换为显示器中使用的各种颜色。例如，滤色器可以放置于LCD或EP显示器的输出处(较不常见)或背光体和LCD或EP显示器之间。替代地，可以通过使用诸如原色的不同颜色的显示器的场顺序照射来实现各种颜色。

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背光体的横截面视图。

图2B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背光体的平面视图。

图2C图示了根据这里描述的原理一致的实施例的示例中的多视图背光体的透视图。

图3A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背光体的平面视图。

图3B图示了根据与这里描述的原理一致的实施例的示例中的图3A的多视图背光体的一部分连同多视图像素的一部分的平面视图。

图4图示了根据与这里描述的原理一致的实施例的示例中的包含广角背光体的多视图背光体的横截面视图。

图5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器的框图。

图6图示了根据与这里公开的原理一致的实施例的多视图显示器操作的方法的流程图。

某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一种应用于电子显示器的采用有源发射器的背光照明(backlighting)。在与这里原理一致的各种实施例中，提供了多视图背光体。多视图背光体包括被配置为发射光的有源发射器。有源发射器可以包含微发光二极管(μLED)或有机微发光二极管(OLED)。有源发射器可以被配置为发射白光或具有颜色的光。根据某些实施例，有源发射器可以从相邻的有源发射器偏移，以部分地减少或抑制色边现象(color fringing)。

这里，“二维显示器”或“2D显示器”被定义为被配置为无论从哪个方向观看图像(即，在2D显示器的预定义的观看角度或范围内)都提供基本相同的图像的视图的显示器。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。相反，这里，“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***。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。这里描述的适用于多视图图像的显示的多视图背光照明和多视图显示器的用途包含但不限于，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、照相机显示器以及各种其他移动以及基本上非移动的显示应用和设备。

图1A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监视器、照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被图示为从屏幕12以各种不同的主角方向延伸的箭头；不同的视图14被图示为在箭头(即，描绘视图方向16的箭头)的末端处的阴影多边形框；并且仅图示了四个视图14和四个视图方向16，均作为示例而非限制。注意，虽然在图1A中将不同视图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。将视图14描绘在屏幕12上方仅为了简化说明，并且旨在表示从与特定视图14对应的视图方向16中的相应一个来观看多视图显示器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的图像的单个视图(例如，类似于视图14的一个视图)，而不同于由多视图显示器10提供的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，

}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

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(例如，垂直于多视图显示器屏幕的平面)中的角度，并且方位角

是水平平面(例如，平行于多视图显示器屏幕的平面)中的角度。

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)对应的特定主角方向的光束20的角分量{θ，

}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还图示了光束(或视图方向)原点O。

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透视或包含多个不同视图中的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”明确地包含两个或多个不同视图(即，最少三个视图并且通常多于三个视图)。在某些实施例中，如这里所采用的“多视图显示器”可以用于与仅包含两个不同视图来表示场景或图像的立体显示器明确区别开。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的视图，但是通过一次仅选择观看多视图中的两个(例如，每只眼睛一个视图)，可以将多视图图像作为立体图像对而被观看(例如，在多视图显示器上)。

这里，“多视图像素”被定义为表示多视图显示器的类似的多个不同视图的每个中的视图的像素的一组视图像素。具体地，多视图像素具有对应于或表示多视图图像的不同视图的每个中的特定视图像素的单独的视图像素。此外，通过这里定义，多视图像素的视图像素是所谓的“定向像素”，因为视图像素中的每个与不同视图中对应的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的每个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中位于{x₁，y₁}的像素对应的单独的视图像素，而第二多视图像素可以具有与在不同视图的每个中位于{x₂，y₂}的像素对应的单独的视图像素，等等。

在某些实施例中，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，多视图像素可以包含与具有或提供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，每个视图一个视图像素)。另外，例如，每个不同的视图像素可以具有与视图方向(对应于64个不同的视图)中的不同的一个对应的相关联的方向(例如，光束主角方向)。

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。根据各种实施例，由准直器提供的准直量可以从一个实施例到另一个实施例以预定程度或量而变化。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)。根据某些示例，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，“有源发射器”被定义为有源光源(例如，被配置为在被激活时产生并发射光的光学发射器)。这样，通过定义，有源发射器不接收来自另一光源的光。相反，有源发射器在被激活时直接生成光。通过这里定义，可以通过施加诸如电压或电流的电源来激活有源发射器。例如，有源发射器可以包括光学发射器，例如在被激活或开启时发射光的发光二极管(LED)。例如，向LED的端子施加电压可以激活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以及微LED(μLED)中的一个或多个。由有源发射器产生的光可以具有颜色(即，可以包含特定波长的光)，或者可以是多个波长或波长范围(例如，多色光或白光)。例如，由有源发射器提供或产生的光的不同颜色可以包含但不限于原色(例如，红色、绿色、蓝色)。通过这里定义，“颜色发射器”是提供具有颜色的光的有源发射器。在某些实施例中，有源发射器可以包括多个有源发射器。例如，有源发射器可以包含一套或一组有源发射器。在某些实施例中，一套或一组有源发射器中的至少一个有源发射器可以生成具有与由多个有源发射器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波长的光。

此外，通过这里定义，如在“广角发射光”中的术语“广角”被定义为具有比多视图图像或多视图显示器的视图的锥角大的锥角的光。具体地，在某些实施例中，广角发射光可以具有大于约六十度(60°)的锥角。在其他实施例中，广角发射光锥角可以大于约五十度(50°)、或者大于约四十度(40°)。例如，广角发射光的锥角可以是大约一百二十度(100°)。替代地，广角发射光可以具有相对于显示器的法线方向大于正负四十五度(例如，＞±45°)的角范围。在其他实施例中，广角发射光角范围可以大于正负五十度(例如，＞±50°)、或者大于正负六十度(例如，＞±60°)、或者大于正负六十五度(例如，＞±65°)。例如，在显示器的法线方向的任一侧上，广角发射光的角范围可以大于大约七十度(例如，＞±70°)。通过这里定义，“广角背光体”是被配置为提供广角发射光的背光体。

在某些实施例中，广角发射光锥角可以被定义为与LCD计算机监视器、LCD平板、LCD电视或用于广角观看的类似的数字显示设备的视角大致相同(例如，大约±40-60°)。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、基本漫射光、非定向光(即，缺少任何具体的或限定的方向性)、或者具有单个或基本均匀的方向的光。

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，“一个有源发射器”意为一个或多个有源发射器，并且因此，“所述有源发射器”这里意为“(一个或多个)有源发射器”。同样，这里对“顶”、“底”、“上面”、“下面”、“上”、“下”、“前”、“后”、“第一”、“第二”、“左”或“右”的任何引用无意成为这里的限制。这里，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％，除非另有明确规定。此外，如在这里所用的术语“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，这里的示例旨在仅是说明性的，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某些实施例，提供了多视图背光体。图2A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背光体100的横截面视图。图2B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背光100的平面视图。图2C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背光体100的透视图。例如，所图示的多视图背光体100可以用于提供诸如多视图显示器的电子显示器的背光照明。具体地，多视图背光体100被配置为发射或提供定向光束102。根据各种实施例，由多视图背光体100提供的定向光束102具有与多视图显示器或等效地由多视图显示器显示的多视图图像的视图方向对应的方向。

图2A-2C所示的多视图背光体包括彼此间隔开的有源发射器110的阵列。具体地，通过这里定义，该阵列中的有源发射器110根据有限的(即，非零的)发射器间距离(例如，有限的中心到中心距离)彼此间隔开。此外，根据某些实施例，该阵列中的有源发射器110通常不相交、重叠或以其他方式彼此接触。这样，有源发射器阵列中的每个有源发射器110通常与阵列中的其他有源发射器110是不同的且分开的。在某些实施例中，如图2B和图2C所示，有源发射器110可以布置在具有行和列的二维(2D)阵列(例如，矩形阵列)中。在其他实施例中(未图示)，有源发射器110的阵列可以是诸如线性阵列的一维(1D)阵列，或者可以是另一2D阵列，包含但不限于圆形阵列。

根据各种实施例，有源发射器110的阵列中的有源发射器110被配置为发射或提供光作为多个定向光束102。此外，由有源发射器110提供的定向光束102可以具有与多视图显示器或等效地由多视图显示器显示的多视图图像的相应不同视图方向对应的不同的主角方向。作为说明而非限制，图2A和图2C将定向光束102图示为多个发散箭头。

根据各种实施例，有源发射器110的尺寸与采用了多视图背光体100的多视图显示器的多视图像素中的视图像素的尺寸相当(comparable)。这里，“尺寸”可以以各种方式中的任何一种来定义，以包含但不限于长度、宽度或面积。例如，视图像素的尺寸可以是其长度，并且有源发射器110的相当的尺寸也可以是有源发射器110的长度。例如，该长度进而可以等效于相邻视图像素之间的中心到中心的距离。在另一示例中，尺寸可以指面积，使得有源发射器110的面积可以与视图像素的面积相当。

在某些实施例中，有源发射器110的尺寸与视图像素尺寸相当，使得有源发射器尺寸在视图像素尺寸的约百分之五十(50％)和约百分之二百(200％)之间。例如，如果将有源发射器尺寸表示为“s”并且将视图像素尺寸表示为“S”(例如，如图2A所示)，则有源发射器尺寸s可以由等式(1)给出为

在其他示例中，有源发射器尺寸大于视图像素尺寸的约百分之六十(60％)或者视图像素尺寸的约百分之七十(70％)、或者大于视图像素尺寸的约百分之八十(80％)、或者大于视图像素尺寸的约百分之九十(90％)，并且有源发射器尺寸小于视图像素尺寸的百分之一百八十(180％)、或者小于视图像素尺寸的约百分之一百六十(160％)、或者小于视图像素尺寸的约百分之一百四十(140％)、或者小于视图像素尺寸的约百分之一百二十(120％)。例如，通过“相当的尺寸”，有源发射器尺寸可以在视图像素尺寸的约百分之七十五(75％)和约百分之一百五十(150％)之间。在另一个示例中，有源发射器110可以在尺寸上与视图像素相当，其中有源发射器尺寸在视图像素尺寸的约百分之一百二十五(125％)和约百分之八十五(85％)之间。根据某些实施例，可以选择有源发射器110和视图像素106′的相当的尺寸以减少或在某些示例中最小化多视图显示器的视图之间的暗区域，而同时减少或者在某些示例中最小化多视图显示器的视图之间的重叠。

在某些实施例中，在有源发射器110的阵列内的相邻有源发射器110之间的距离与采用多视图背光体100的多视图显示器的多视图像素之间的距离相当或相称。具体地，有源发射器阵列中的相邻有源发射器110之间的距离(例如，中心到中心距离)可以约等于相邻多视图像素之间的中心到中心距离。例如，中心到中心距离可以被定义为沿着有源发射器110的阵列中的每一个的行和列中的一个或两者，其中多视图像素可以布置在相称的阵列中。结果，根据某些实施例，在多视图像素与各个有源发射器110之间可以存在一对一或唯一的对应关系。

作为示例而非限制，图2A-2C还图示了光阀104的阵列以及多视图像素106和视图像素106′，以便于这里的讨论。例如，所示的光阀阵列可以是采用多视图背光体100的多视图显示器的一部分。如图所示，光阀阵列中的光阀104被配置为调制定向光束102。此外，具有不同主角方向的定向光束102中的不同定向光束可以穿过光阀阵列中的光阀104的不同光阀，并且可以由光阀阵列中的光阀104的不同光阀来调制，如图所示。

在某些实施例中，阵列中的光阀104对应于视图像素106′，而一组光阀104可以对应于多视图像素106。具体地，光阀阵列中的一组不同的光阀104被配置为接收并调制来自有源发射器110中的不同有源发射器的定向光束102。这样，对于每个有源发射器110可以有唯一一组光阀104，如图所示。在各种实施例中，可以采用不同类型的光阀作为光阀阵列中的光阀104，包含但不限于液晶光阀、电泳光阀和基于电润湿的光阀中的一个或多个。

此外，在图2A中，如图所示，视图像素106′的尺寸S对应于光阀阵列中的光阀104的小孔(aperture)尺寸。在其他示例中，视图像素尺寸可以被定义为光阀阵列中的相邻光阀104之间的距离(例如，中心到中心距离)。例如，光阀104的小孔可以小于光阀阵列中的光阀104之间的中心到中心距离。因此，在其他定义中，可以将视图像素尺寸定义为光阀104的尺寸或者与光阀104之间的中心到中心距离对应的尺寸。同样在图2A中，有源发射器110的尺寸s被图示为与视图像素尺寸S相当。

在某些实施例中(例如，如图2A所示)，一对相邻的有源发射器110之间的元件间距离(例如，中心到中心距离)可以等于对应的一对相邻多视图像素106(例如由光阀组表示)之间的像素间距离(例如，中心到中心距离)。例如，如图2A所示，第一有源发射器110a和第二有源发射器110b之间的中心到中心的距离d基本上等于第一光阀组104a和第二光阀组104b之间的中心到中心的距离D，其中光阀组104a、104b中的每一个表示不同的多视图像素106。在其他实施例(未图示)中，有源发射器对110a、110b(或有源发射器110)和对应的光阀组104a、104b的相对的中心到中心距离可以不同，例如，有源发射器110可以具有比表示多视图像素106的光阀组之间的间距(即，中心到中心距离D)大或小之一的元件间间距(即，中心到中心距离d)。

在某些实施例中，有源发射器110的形状与多视图像素106的形状相似，或等效地，光阀104的组(或“子阵列”)的形状对应于多视图像素106。例如，有源发射器110可以具有正方形形状，并且多视图像素106(或对应的光阀组104的布置)可以基本上是正方形的。在另一示例中，有源发射器110可以具有矩形形状，即，可以具有大于宽度或横向维度的长度或纵向维度。在该示例中，对应于有源发射器110的多视图像素106(或等效地，光阀组104的布置)可以具有相似的矩形形状。图2B-2C图示了正方形形状的有源发射器110和包括正方形光阀组104的对应的正方形形状的多视图像素106。在又一其他示例(未图示)中，有源发射器110和对应的多视图像素106具有各种形状，包含或至少近似于但不限于，三角形形状、六边形形状和圆形形状。更通常地，形状可以表示基本上任何可平铺(tileable)的形状。

根据某些实施例，有源发射器阵列中的有源发射器110可以包括微发光二极管(微LED或μLED)。这里，将μLED定义为微观发光二极管(LED)，即具有微观维度的LED。在某些实施例中，μLED可以包括在组合时具有与视图像素尺寸相当的尺寸的多个μLED。根据某些实施例，有源发射器阵列中的有源发射器110可以包括有机发光二极管(OLED)。如这里所定义的，OLED是具有包括有机化合物的发射电致发光膜或层的发射器，被配置为响应于电流或类似的电激励而发射光。在其他实施例中，另一种类型的有源光学发射器可以用作有源发射器110，例如但不限于具有与视图像素尺寸相当的尺寸的高强度LED和量子点LED。

在某些实施例中，有源发射器110可以被配置为提供具有特定颜色的基本上单色的光(即，光可以包含特定波长的光)。在其他实施例中，有源发射器110可以被配置为提供包含多个波长或波长范围的多色光，例如但不限于白光。例如，有源发射器110可以被配置为提供红光、绿光、蓝光或其组合中的一种或多种。在另一示例中，有源发射器110可以被配置为提供基本上是白光的光(即，有源发射器110可以是白色μLED或白色OLED)。在某些实施例中，有源发射器110可以包含被配置为提供发射光或等效地定向光束102的准直(例如，根据准直因子)和偏振控制中一个或两者的微透镜、衍射光栅或另一光学膜或组件。微透镜、衍射光栅或另一光学膜或组件还可以或替代地被配置为控制定向光束102的方向。替代地，可以通过在有源发射器阵列和光阀阵列之间的光学层或膜来提供准直和偏振控制中的一个或两者。

根据某些实施例，有源发射器阵列中的有源发射器110可以被独立地控制、激活或供电以提供局部调光，并且还用来使能在由第一有源发射器阵列和第二有源发射器阵列产生定向光束之间进行切换。具体地，在某些实施例中，有源发射器阵列中的有源发射器110可以被配置为例如在第一时间间隔或特定模式期间通过选择性激活来提供多个定向光束102。

在某些实施例中，多视图背光体100可以与被配置为提供或显示彩色多视图图像的彩色多视图显示器相关联。在彩色多视图显示器中，不同的光阀104或更具体地光阀104的不同部分可以提供不同的颜色(例如，使用滤色器)，并因此可以被称为光阀104的“颜色子像素”。具体地，可以提供彼此相邻的表示不同颜色的颜色子像素组，以将光调制为不同颜色的光。例如，光的不同颜色以及颜色子像素的对应的不同颜色可以是红-绿-蓝(RGB)颜色模型的红色、绿色和蓝色。在某些实施例中，表示不同颜色的颜色子像素可以沿着一排光阀交替(例如，交替为红色、绿色、蓝色、红色、绿色、蓝色，等等)。在这些实施例中，光阀104或等效地多视图像素106的视图像素106′可以由沿着视图像素106′的行类似地交替的颜色子像素组表示。这样，多视图像素106的视图像素106′可以由一组三(3)个颜色子像素(例如，红色、绿色和蓝色)表示。在其他实施例(未图示)中，视图像素106′可以包括大于或小于三个的颜色子像素组。在这些实施例的某些实施例中，有源发射器110可以包括多个颜色发射器，其具有与视图像素106′(或光阀104)的颜色子像素组的颜色子像素对应的颜色。

在某些实施例中，有源发射器阵列中的不同颜色的发射器在有源发射器阵列或光阀阵列的行方向和列方向中的一个或两者上彼此偏移。具体地，根据某些实施例，行方向上的偏移可以被配置为基本上减少或抑制与多视图背光体100相关联的彩色多视图显示器中的色边现象。

图3A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背光体100的平面视图。图3B图示了根据与这里描述的原理一致的实施例的示例中的图3A的多视图背光体100的一部分连同多视图像素106的一部分的平面视图。具体地，图3A图示了多视图背光体100的有源发射器110，其中每个有源发射器110包括多个颜色发射器112。在图3B中，多视图像素106的所示部分包括与多个颜色发射器112在有源发射器110上重叠的多个视图像素106′，或等效地，多个光阀104。例如，图3A和图3B所示的实施例的多视图背光体100可以与被配置为提供或显示彩色多视图图像的彩色多视图显示器相关联。

在图3A-3B中，作为示例而非限制，有源发射器110包括对应于三种不同颜色的光(例如，红光、绿光和蓝光)中的每一种的三(3)个颜色发射器112a、112b、112c。此外，颜色发射器112a、112b、112c的三种不同颜色对应于多视图像素106的视图像素106′的三种不同颜色子像素的颜色，如图3B所示。具体地，图3B图示了视图像素106′，其中每个视图像素106′包括三个不同的颜色发射器112a、112b、112c中的分别表示红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)这三种不同颜色的三(3)个颜色子像素。在图3B中，采用交叉阴影线来在颜色发射器112a、112b、112c和视图像素106′之间进行区分。

与先前描述的多视图背光体100一样，多视图背光体100的有源发射器110的尺寸和与多视图背光体100相关联的多视图显示器的视图像素106′的尺寸相当。而且，当有源发射器110包括多个颜色发射器112，颜色发射器112中的每一个可以具有与视图像素尺寸相当的尺寸。图3A图示了颜色发射器112(例如112a、112b和112c)每个颜色发射器具有与上述有源发射器尺寸s等同的尺寸s。图3B图示了与颜色发射器112的尺寸s相当的视图像素106′的尺寸S。此外，有源发射器阵列中相邻的有源发射器110(或者，等效地，相同颜色的颜色发射器112)之间的距离d与多视图显示器的相邻多视图像素(图3A中未图示)之间的距离D相称。图3B还图示了沿视图像素106′的行方向交替(例如，交替为R、G、B、R、G，...)的视图像素106′的颜色子像素。同样，图3A-3B图示了也沿行方向交替的不同颜色的颜色发射器112(即，112a＝R，112b＝G，112c＝B)。

这里，将相邻的颜色发射器112之间的偏移或等效地偏移距离定义为相邻的颜色发射器112上的相同位置之间的距离。例如，该偏移可以表示相邻的颜色发射器112之间的中心到中心距离。在另一示例中，偏移可以表示相邻的颜色发射器112的同一侧之间的距离。在某些实施例中，在行方向上的相邻的颜色发射器112之间的偏移距离与视图像素尺寸的整数倍加上视图像素尺寸除以视图像素中的颜色子像素的数量成比例，颜色子像素在视图像素106′内沿行方向布置。具体地，给定视图像素尺寸S，并且如果“p”表示视图像素106′中的颜色子像素的数量，则沿有源发射器的行或在有源发射器的行方向上的相邻的颜色发射器112之间的偏移或偏移距离r由等式(2)给出：

其中“n”是整数。例如，如图3A所示，颜色发射器112a沿着有源发射器阵列的行方向从相邻的颜色发射器112b偏移。由于视图像素106′包括三个颜色子像素(即，p＝3)，因此多视图背光体100的相邻颜色发射器112之间的偏移的距离r为视图像素尺寸S的三分之一加上S(即，假设n＝1，则r＝S+S/3。换句话说，如图3B所示，相邻的颜色发射器112a和112b在行方向上偏移了对应于四(4)个颜色子像素的距离。类似地，如图所示，相邻的颜色发射器112b和112c在行方向上偏移了四(4)个颜色子像素。也就是说，由于每个颜色发射器112具有等于视图像素尺寸S的尺寸s，等式(2)的结果是提供相邻颜色发射器112的偏移为颜色子像素的数量加一。注意，在另一实施例(未图示)中，如果整数n等于零(即，n＝0)，则相邻颜色发射器112之间的偏移r是视图像素尺寸S的三分之一(即，r＝S/3)。在这种情况下，在行方向上偏移的颜色发射器112可能重叠。

在某些实施例中，有源发射器阵列的颜色发射器112在与行方向正交的有源发射器阵列的列方向上彼此偏移。具体地，在列方向上的偏移的距离可以对应于视图像素106′的行之间或等效地光阀阵列的光阀104的行之间的中心到中心距离的整数倍。图3A-3B图示了沿着有源发射器阵列的列方向的相邻颜色发射器之间的偏移。如果“l”表示视图像素106′的行之间的中心到中心距离，则沿着颜色发射器(例如，颜色发射器112a和颜色发射器112b)的列方向的偏移“c”可以由等式(3)给出：

c＝ml (3)

其中“m”是整数。当m＝1时，在列方向上颜色发射器112a和颜色发射器112b之间的偏移c等于l，或者，视图像素106′的行之间的中心到中心距离，例如，如图3B所示。在m＝0的另一个实施例(未图示)中，在列方向上颜色发射器之间的偏移是零或不存在。在这样的实施例中，颜色发射器112a和颜色发射器112b(以及与此有关的所有颜色发射器112)可以沿着有源发射器110的阵列的行对齐。注意，如果等式(2)中整数n大于或等于一(即，n≥1)，则在行方向上不存在重叠。

再次参照图2A，在某些实施例中，多视图背光体100还可以包括平面基底120。具体地，有源发射器110可以跨平面基底120的表面间隔开。平面基底120还可以包括电互连，以向有源发射器110提供电力。在某些实施例中，平面基底120被配置为光学透明的或至少基本上光学透明的(即，可以是平面透明基底)。例如，平面基底120可以包括能够将光从平面基底120的第一侧传输到第二侧的光学透明材料。此外，在某些实施例中，电互连可以是光学透明的。而且，在某些实施例中，有源发射器110的阵列和平面基底120的组合(例如，连同电互连)可以被配置为光学透明的。

根据某些实施例，多视图背光体100还可以包括与平面基底120相邻的广角背光体。广角背光体可被配置为提供广角发射光。此外，根据各种实施例，有源发射器110的阵列和平面基底120的组合可以被配置为对于广角发射光是透明的。因此，广角光可以从广角背光体发射并穿过多视图背光体100的平面基底的厚度。

图4图示了根据与这里描述的原理一致的实施例的示例中的包含广角背光体130的多视图背光体100的横截面视图。具体地，图4图示了与平面基底120的表面相邻的广角背光体130，其中有源发射器110布置在相对的表面上。图4还图示了与平面基底120的相对表面相邻的光阀104的阵列。

如图4的左侧所示，通过激活有源发射器110以提供定向光束102，可以使用多视图背光体100来提供多视图图像(MULTIVIEW)。替代地，如图4的右侧所示，可以通过去激活有源发射器110并且激活广角背光体130以将广角发射光132提供给光阀104的阵列来提供二维(2D)图像。这样，根据各种实施例，包含被配置为透明的广角背光体130和平面基底120的多视图背光体100可以用于实现可以在显示多视图图像和显示2D图像之间切换的电子显示器。这里，通过使用交叉阴影线将有源发射器110图示为被激活的，而没有交叉阴影线的有源发射器110表示失活的状态或状况。

根据这里描述的原理的某些实施例，提供了多视图显示器。根据各种实施例，多视图显示器被配置为显示多视图图像。图5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器200的框图。如图所示，多视图显示器200包括有源发射器210的阵列。根据某些实施例，有源发射器阵列中的有源发射器210可以在平面基底上彼此间隔开。有源发射器阵列中的有源发射器210被配置为提供具有与多视图图像的不同视图方向对应的不同主角方向的定向光束202。多视图显示器200还包括被配置为调制定向光束202并提供多视图图像的光阀220的阵列。光阀阵列中的光阀220被布置为多个多视图像素(即，不同组的光阀220对应于不同的多视图像素)。根据各种实施例，有源发射器阵列中的有源发射器210的尺寸在光阀阵列中的光阀220的尺寸的一半到两倍之间。此外，根据各种实施例，相邻的有源发射器210之间的距离与相邻的多视图像素之间的距离相称。

在某些实施例中，有源发射器210的阵列可以基本上类似于以上关于多视图背光体100所描述的有源发射器110的阵列。具体地，有源发射器阵列中的有源发射器210可以包括微发光二极管(μLED)和有机发光二极管(OLED)中的一个或两者。在某些实施例中，光阀220的阵列可以基本上类似于上述多视图背光体100的光阀104的阵列。具体地，光阀阵列中的每个光阀220可以包括沿光阀阵列的行方向布置在光阀内的多个颜色子像素。此外，有源发射器阵列中的有源发射器210可以包括多个颜色发射器，其被配置为发射具有与颜色子像素的颜色对应的颜色的光。例如，颜色可以包括红色、绿色和蓝色。在某些实施例中，颜色发射器可以基本上类似于有源发射器110的颜色发射器112。在某些实施例中，平面基底可以基本上类似于以上关于多视图背光体100所描述的平面基底120。

在某些实施例中，每个有源发射器210的颜色发射器可以在光阀阵列的行方向上彼此偏移与光阀尺寸的整数倍加上光阀尺寸除以光阀中颜色子像素的数量成比例的距离。在某些实施例中，每个有源发射器210的颜色发射器可以在光阀阵列的与行方向正交的列方向上彼此偏移与光阀阵列的行之间、在列方向上的中心到中心距离的整数倍对应的距离。

在某些实施例中(未图示)，多视图显示器200还包括与平面基底相邻的广角背光体。广角背光体可以被配置为提供广角发射光。根据各种实施例，有源发射器210的阵列和平面基底的组合被配置为对于广角发射光是透明的。在某些实施例中，广角背光体可以基本上类似于上述多视图背光体100的广角背光体130。在包含广角背光体的某些实施例中，多视图显示器200被配置为在第一模式期间使用由有源发射器210提供并由光阀阵列调制的定向光束202来显示多视图图像。此外，多视图显示器200可以被配置为在第二模式期间使用由广角背光体提供并由光阀阵列调制的广角发射光来显示二维(2D)图像。

根据这里原理的某些实施例，提供了一种多视图显示器操作的方法。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器操作的方法300的流程图。该方法包括使用在平面基底上间隔开的有源发射器的阵列来发射310多个定向光束。在某些实施例中，有源发射器阵列中的有源发射器基本上类似于上述多视图背光体100的有源发射器110。具体地，有源发射器阵列中的有源发射器被配置为提供具有与多视图图像的不同视图方向对应的主角方向的定向光束。在某些实施例中，有源发射器阵列中的有源发射器被配置为提供白光。在某些实施例中，有源发射器阵列中的有源发射器被配置为提供具有颜色的光。

方法300还包括使用被布置为多个多视图像素的光阀的阵列来调制320多个定向光束，以显示多视图图像。光阀的阵列可以基本上类似于先前关于多视图背光体100描述的光阀104的阵列。具体地，来自平面基底上的有源发射器的阵列的定向光束可以穿过光阀阵列中的各个光阀并被其调制320，以提供表示多视图图像的视图的、经调制的定向光束。根据各种实施例，具有不同主角方向的定向光束中的不同定向光束被配置为穿过光阀阵列中的光阀的不同光阀并被其调制320。

此外，根据各种实施例，有源发射器阵列中的有源发射器的尺寸与光阀阵列中的光阀的尺寸相当。具体地，有源发射器阵列中的有源发射器的尺寸可以在光阀阵列中的光阀的尺寸的一半到两倍之间。另外，根据各种实施例，有源发射器阵列中的相邻有源发射器之间的距离与相邻多视图像素之间的距离相称。具体地，阵列中的一对相邻有源发射器之间的元件间距离(例如，中心到中心距离)可以等于对应的一对相邻多视图像素(例如，由光阀组表示)之间的像素间距离(例如，中心到中心距离)。

在某些实施例中，光阀阵列中的每个光阀包括沿光阀阵列的行方向布置在光阀内的多个颜色子像素。具体地，可以在光阀阵列中彼此相邻地提供表示红-绿-蓝(RGB)的颜色子像素组。例如，表示不同颜色的颜色子像素可以沿着一行像素交替(例如，交替为红色、绿色、蓝色、红色、绿色、蓝色，等等)。

在某些实施例中，发射多个定向光束包括从多个颜色发射器中的每个颜色发射器发射不同颜色的光作为多个定向光束，有源发射器阵列中的有源发射器包括多个颜色发射器并且每种不同颜色的光对应于光阀阵列的光阀中的多个颜色子像素中的不同颜色子像素的颜色。在光阀阵列中彼此相邻提供的颜色子像素组表示红色、绿色和蓝色的实施例中，由颜色发射器发射的颜色可以相应地包括红色、绿色和蓝色。

在某些实施例中(未图示)，方法300还包括使用与平面基底的和邻近光阀阵列的平面基底的表面相对的表面相邻的广角背光体来提供广角发射光。广角背光体被配置为朝向多视图显示器的平面基底提供广角光。在各种实施例中，有源发射器的阵列和平面基底的组合对于广角发射光是透明的。结果，来自广角背光体的广角光透射穿过平面基底的厚度，并且由平面基底发射作为发射的广角光。

在某些实施例(未图示)中，方法300还包括使用光阀的阵列调制广角发射光以显示二维(2D)图像。如前所述，可以在第一模式期间通过发射和调制多个定向光束来显示多视图图像。此外，可以在第二模式期间通过提供和调制广角发射光来显示二维图像。

因此，已经描述了包括有源发射器的多视图背光体、多视图显示器以及背光体操作方法的示例和实施例。应当理解，上述示例仅是对表示这里描述的原理的许多具体示例中的某些示例的说明。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 (20)

1.一种多视图背光体，包括：

彼此间隔开的有源发射器的阵列，有源发射器阵列中的有源发射器被配置为将光发射为具有与多视图显示器的各个不同视图方向对应的不同主角方向的多个定向光束，

其中，所述有源发射器的尺寸与所述多视图显示器的多视图像素中的视图像素的尺寸相当，并且其中，所述有源发射器阵列中的相邻有源发射器之间的距离与所述多视图显示器的相邻多视图像素之间的距离相称。

2.根据权利要求1所述的多视图背光体，其中，所述有源发射器包括微发光二极管(μLED)。

3.根据权利要求1所述的多视图背光体，其中，所述有源发射器包括有机发光二极管(OLED)。

4.根据权利要求1所述的多视图背光体，其中，所述有源发射器被配置为发射白光。

5.根据权利要求1所述的多视图背光体，其中，所述有源发射器阵列中的有源发射器每个包括多个颜色发射器，所述多个颜色发射器中的颜色发射器具有与所述视图像素尺寸对应的尺寸并且被配置为发射具有所述视图像素中的多个颜色子像素中的对应颜色子像素的颜色的光。

6.根据权利要求5所述的多视图背光体，其中，所述有源发射器的颜色发射器在所述有源发射器阵列的行方向上彼此偏移与所述视图像素尺寸的整数倍加上所述视图像素尺寸除以所述视图像素中颜色子像素的数量成比例的距离，所述颜色子像素沿行方向布置在所述视图像素内。

7.根据权利要求6所述的多视图背光体，其中，所述有源发射器的颜色发射器在所述有源发射器阵列的与所述行方向正交的列方向上彼此偏移与所述多视图显示器的视图像素的行之间的中心到中心距离的整数倍对应的距离。

8.根据权利要求1所述的多视图背光体，还包括平面基底，所述有源发射器阵列中的有源发射器跨所述平面基底的表面间隔开。

9.根据权利要求8所述的多视图背光体，还包括与所述平面基底相邻的广角背光体，所述广角背光体被配置为提供广角发射光并且所述平面基底是光学透明的，其中有源发射器的阵列和所述平面基底的组合被配置为对于所述广角发射光是透明的。

10.一种包括根据权利要求1所述的多视图背光体的显示器，所述显示器还包括光阀阵列，所述光阀阵列被配置为调制所述多个定向光束中的定向光束以提供多视图图像，视图像素对应于所述光阀阵列中的光阀，多视图像素对应于所述光阀阵列中的一组光阀，并且所述显示器是多视图显示器。

11.一种多视图显示器，包括：

在平面基底上彼此间隔开的有源发射器的阵列，有源发射器阵列中的有源发射器被配置为提供具有与多视图图像的不同视图方向对应的不同主角方向的定向光束；和

光阀阵列，被配置为调制所述定向光束并提供所述多视图图像，所述光阀阵列被布置为多个多视图像素，

其中，所述有源发射器阵列中的有源发射器的尺寸在所示光阀阵列中的光阀的尺寸的一半到两倍之间，并且其中，相邻有源发射器之间的距离与相邻多视图像素之间的距离相称。

12.根据权利要求11所述的多视图显示器，其中，所述有源发射器包括微发光二极管(μLED)和有机发光二极管(OLED)中的一个或两者。

13.根据权利要求11所述的多视图显示器，其中，所述光阀阵列中的每个光阀包括沿所述光阀阵列的行方向布置在该光阀内的多个颜色子像素，并且其中，所述有源发射器阵列中的有源发射器包括多个颜色发射器，所述多个颜色发射器被配置为发射具有与所述颜色子像素的颜色对应的颜色的光，所述颜色包括红色、绿色和蓝色。

14.根据权利要求13所述的多视图显示器，其中，每个有源发射器的颜色发射器在所述光阀阵列的行方向上彼此偏移与所述光阀尺寸的整数倍加上所述光阀尺寸除以所述光阀中颜色子像素的数量成比例的距离，并且其中，每个有源发射器的颜色发射器在所述光阀阵列的与所述行方向正交的列方向上彼此偏移在所述列方向上与光阀阵列的行之间的中心到中心距离的整数倍对应的距离。

15.根据权利要求11所述的多视图显示器，还包括与所述平面基底相邻的广角背光体，广角背光体被配置为提供广角发射光，其中，有源发射器的阵列和所述平面基底的组合被配置为对于所述广角发射光是透明的。

16.根据权利要求15所述的多视图显示器，其中，所述多视图显示器被配置为在第一模式期间使用由所述有源发射器提供并由所述光阀阵列调制的定向光束来显示所述多视图图像，并且其中，所述多视图显示器被配置为在第二模式期间使用由所述广角背光体提供并由所述光阀阵列调制的广角发射光来显示二维(2D)图像。

17.一种多视图显示器操作的方法，所述方法包括：

使用在平面基底上间隔开的有源发射器的阵列来发射多个定向光束，所述多个定向光束中的定向光束具有与多视图图像的各个不同视图方向对应的不同主角方向；和

使用被布置为多个多视图像素的光阀阵列来调制所述多个定向光束，以显示所述多视图图像，

其中，有源发射器阵列中的有源发射器的尺寸与所述光阀阵列中的光阀的尺寸相当，并且，所述有源发射器阵列中的相邻有源发射器之间的距离与相邻多视图像素之间的距离相称。

18.根据权利要求17所述的多视图显示器操作的方法，其中，有源发射器的阵列中的有源发射器发射白光。

19.根据权利要求17所述的多视图显示器操作的方法，其中，发射所述多个定向光束包括从多个颜色发射器中的每个颜色发射器发射不同颜色的光作为所述多个定向光束，所述有源发射器阵列中的有源发射器包括多个颜色发射器，并且每种不同颜色的光对应于所述光阀阵列的光阀中的多个颜色子像素的不同颜色子像素的颜色。

20.根据权利要求19所述的多视图显示器操作的方法，还包括：

使用与所述平面基底的、和邻近所述光阀阵列的所述平面基底的表面相对的表面相邻的广角背光体来提供广角发射光，有源发射器的阵列和所述平面基底的组合对于所述广角发射光是透明的；和

使用所述光阀阵列调制所述广角发射光以显示二维(2D)图像，

其中，在第一模式期间通过发射和调制所述多个定向光束来显示所述多视图图像，并且其中，在第二模式期间通过提供和调制所述广角发射光来显示所述二维图像。

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