相關(guān)申請的交叉引用

不適用。

關(guān)于聯(lián)邦政府資助研究或開發(fā)的聲明

不適用。

背景技術(shù)：

電子顯示器是用于向各種各樣設(shè)備和產(chǎn)品的用戶傳達信息的幾乎無處不在的媒介。最常見的電子顯示器包括陰極射線管(crt)、等離子顯示面板(pdp)、液晶顯示器(lcd)、電致發(fā)光顯示器(el)、有機發(fā)光二極管(oled)和主動矩陣oled(amoled)顯示器、電泳顯示器(ep)和采用機電或電流光調(diào)制的各種顯示器(例如，數(shù)字微鏡裝置、電潤濕顯示器等)。通常，電子顯示器可以被分類為主動顯示器(即，發(fā)光的顯示器)或被動顯示器(即，調(diào)制由另一來源提供的光的顯示器)。主動顯示器最明顯的例子有crts、pdps和oleds/amoleds。在考慮發(fā)射的光時通常被分類為被動顯示器的是lcd和ep顯示器。被動顯示器通常具有吸引人的性能特征，包括但不限于固有的低功耗，但由于缺乏發(fā)射光的能力，在許多實際應(yīng)用中可能會發(fā)現(xiàn)一些受限的使用。

為了克服與發(fā)射光相關(guān)聯(lián)的被動顯示器的局限性，許多被動顯示器耦合到外部光源。耦合的光源可以允許這些原本的被動顯示器發(fā)光并且實際上作為主動顯示器起作用。這種耦合的光源的例子是背光。背光是被放置在原本的被動顯示器后面以照亮被動顯示器的光源(通常是板光源)。例如，背光可以耦合到lcd或ep顯示器。背光發(fā)射通過lcd或ep顯示屏的光。所發(fā)射的光被lcd或ep顯示器調(diào)制，然后再從lcd或ep顯示器發(fā)射調(diào)制的光。背光通常配置為發(fā)射白光。然后使用彩色濾色器將白光轉(zhuǎn)換成顯示器中使用的各種顏色。例如，濾色器可以放置在lcd或ep顯示器的輸出(較不常見)或背光和lcd或ep顯示器之間。

附圖說明

結(jié)合附圖參考以下的詳細(xì)描述，可以更容易地理解根據(jù)本文所述的原理的示例和實施例的各種特征，其中相同的附圖標(biāo)記表示相同的結(jié)構(gòu)元件，并且其中：

圖1a示出了根據(jù)與本文所述的原理一致的實施例的示例中的三維(3d)電子顯示器的橫截面圖。

圖1b示出了根據(jù)與本文所述的原理一致的另一實施例的示例中的三維(3d)電子顯示器的橫截面圖。

圖1c示出了根據(jù)與本文所述的原理一致的實施例的示例中的三維(3d)電子顯示器的平面圖。

圖2示出了根據(jù)與本文所述的原理一致的實施例的示例中的矩形多波束衍射光柵的透視圖。

圖3a示出了根據(jù)與本文所述的原理一致的實施例的示例中的三維(3d)彩色電子顯示器的框圖。

圖3b示出了根據(jù)與本文所述的原理一致的實施例的示例中的三維(3d)彩色電子顯示器的橫截面圖。

圖4示出了根據(jù)與本文所述的原理一致的實施例的示例中的三維(3d)電子顯示器操作的方法的流程圖。

圖5示出了根據(jù)與本文所述的原理一致的實施例的示例中的三維(3d)彩色電子顯示器操作的方法的流程圖。

某些示例和實施例具有作為上述參考圖中所示的特征之外的附加和代替的其它特征。下面參考上述參考圖對這些和其它特征詳細(xì)說明。

具體實施方式

根據(jù)本文所述的原理的實施例提供三維(3d)數(shù)據(jù)的顯示。根據(jù)本文描述的原理的實施例，提供了具有增強的感知分辨率的三維(3d)電子顯示器。在其他實施例中，提供了一種3d彩色電子顯示器，其采用裝有濾色器的光閥來促進3d信息的空間復(fù)用色彩再現(xiàn)。由本文所述的各種實施例提供的3d電子顯示器(單色和彩色兩者)可以用于與所謂的“無眼鏡(glasses-free)”或自動立體顯示系統(tǒng)結(jié)合展示出圖像和信息。

本文中，“光導(dǎo)(lightguide)”被定義為使用全內(nèi)反射來引導(dǎo)結(jié)構(gòu)內(nèi)的光的結(jié)構(gòu)。特別地，光導(dǎo)可以包括在光導(dǎo)的工作波長處實際上透明的芯。在各種示例中，“光導(dǎo)”通常是指采用全內(nèi)反射以在光導(dǎo)的電介質(zhì)材料與圍繞該光導(dǎo)的材料或介質(zhì)之間的界面處引導(dǎo)光的電介質(zhì)光波導(dǎo)。根據(jù)定義，全內(nèi)反射的條件是光導(dǎo)的折射率大于鄰近光導(dǎo)材料表面的周圍介質(zhì)的折射率。在一些示例中，除了上述折射率差異之外或代替上述折射率差異，光導(dǎo)可以包括涂層，以進一步促進全內(nèi)反射。例如，涂層可以是反射涂層。根據(jù)各種示例，光導(dǎo)可以是幾種光導(dǎo)中的任何一種，包括但不限于板或引導(dǎo)板和引導(dǎo)條中的之一或兩者。

此外，本文中，當(dāng)應(yīng)用于光導(dǎo)時，作為“板光導(dǎo)(platelightguide)”中的術(shù)語“板(plate)”被定義為分段或差分平面層或片材(即，板)。特別地，板光導(dǎo)被定義為配置為在由光導(dǎo)的頂表面和底表面(即，相對表面)限定的兩個實際正交的方向上引導(dǎo)光的光導(dǎo)。此外，根據(jù)本文的定義，頂表面和底表面都彼此分離，并且可以至少在差異方面實際上彼此平行。也就是說，在板光導(dǎo)的任何差異小的區(qū)域內(nèi)，頂表面和底表面實際平行或共面。在一些示例中，板光導(dǎo)可以是實際平坦的(例如，限定為平面)，并且由此板光導(dǎo)是平面光導(dǎo)。在其他示例中，板光導(dǎo)可以在一個或兩個正交的維度上彎曲。例如，板光導(dǎo)可以在單個維度上彎曲以形成圓柱形板光導(dǎo)。然而，在各種示例中，任何曲率都具有足夠大的曲率半徑，以確保在板光導(dǎo)中保持全內(nèi)反射以引導(dǎo)光。

根據(jù)本文所述的各種示例，衍射光柵(例如，多波束衍射光柵)可以用于將光散射或耦合出板光導(dǎo)。本文中，“衍射光柵(diffractiongrating)”通常被定義為布置成提供入射在衍射光柵上的光的衍射的多個特征(即，衍射特征)。在一些示例中，多個特征可以以周期性或準(zhǔn)周期性方式布置。例如，衍射光柵可以包括以一維(1-d)陣列布置的多個特征(例如，材料表面中的多個凹槽)。在其他示例中，衍射光柵可以是特征的二維(2-d)陣列。例如，衍射光柵可以是材料表面上的凸起或洞的2-d陣列。

因此，根據(jù)本文的定義，“衍射光柵”是提供入射在衍射光柵上的光的衍射的結(jié)構(gòu)。如果光從光導(dǎo)入射到衍射光柵上，則所提供的衍射或衍射散射可以導(dǎo)致并因此被稱為“衍射耦合(diffractivecoupling)”，因為衍射光柵可以通過衍射將光耦合到光導(dǎo)之外。衍射光柵還通過衍射(即，以衍射角)重定向或改變光的角度。特別地，作為衍射的結(jié)果，離開衍射光柵的光(即，衍射光)通常具有與入射到衍射光柵上的光(即，入射光)的傳播方向不同的傳播方向。本文中通過衍射改變光的傳播方向稱為“衍射重定向(diffractiveredirection)”。因此，衍射光柵可以被理解為包括衍射特征的結(jié)構(gòu)，其衍射特征使入射在衍射光柵上的光衍射地重定向，并且如果光是從光導(dǎo)入射，則衍射光柵也可以從光導(dǎo)衍射地耦合出光。

此外，根據(jù)本文的定義，衍射光柵的特征被稱為“衍射特征(diffractivefeatures)”，并且可以是在表面(即兩材料之間的邊界)處、表面中或表面上的一個或多個。例如，該表面可以是板光導(dǎo)的表面。衍射特征可以包括衍射光的各種結(jié)構(gòu)中的任何一種，包括但不限于在表面處、表面中或表面上的凹槽、脊、孔和凸起中的一個或多個。例如，衍射光柵可以包括在材料表面中的多個平行的凹槽。在另一示例中，衍射光柵可以包括從材料表面上升出的多個平行脊。衍射特征(例如，凹槽、脊、孔、凸起等)可以具有提供衍射的各種橫截面形狀或輪廓中的任何一種，包括但不限于正弦曲線、矩形輪廓(例如，二元衍射光柵)、三角形輪廓和鋸齒輪廓(例如，閃耀光柵)中的一個或多個。

根據(jù)本文的定義，“多波束衍射光柵(multibeamdiffractiongrating)”是產(chǎn)生包括多個光束的衍射光柵，其產(chǎn)生衍射重定向的或耦出的光。此外，根據(jù)本文的定義，由多波束衍射光柵產(chǎn)生的多個光束具有彼此不同的主角度方向。特別地，根據(jù)定義，由于多波束衍射光柵對入射光的衍射耦合和衍射重定向，多個光束中光束具有與多個光束中的其他光束不同的預(yù)定的主角度方向。例如，多個主光束可以包括具有八個不同主角度方向的八個光束。例如，組合的八個光束(即，多個光束)可以表示光場。根據(jù)各種示例，各種光束的不同主角度方向，由相對于入射到多波束衍射光柵上的光的傳播方向的來自各多波束衍射光柵的各個光束的原點處的多波束衍射光柵的衍射特征的取向或旋轉(zhuǎn)以及間隔或柵距的組合來確定。

根據(jù)本文所述的各種實施例，采用多波束衍射光柵將光耦合出板光導(dǎo)，例如，作為電子顯示器的像素。特別地，具有多波束衍射光柵以產(chǎn)生具有不同角度方向的多個光束的板光導(dǎo)可以是電子顯示器的背光的一部分或與電子顯示器一起使用，例如，但不限于“無眼鏡”三維(3d)電子顯示器(例如，也稱為多視角或“全息(holographic)”電子顯示器或自動立體顯示器)。這樣，通過使用多波束衍射光柵從光導(dǎo)耦合出被引導(dǎo)的光而產(chǎn)生的不同定向的光束，可以是或表示3d電子顯示器的“像素(pixels)”。

本文中，“光源(lightsource)”被定義為光的來源(例如，產(chǎn)生和發(fā)射光的裝置或設(shè)備)。例如，光源可以是在被激活時發(fā)光的發(fā)光二極管(led)。本文中，光源可以是實際上任何光源或光發(fā)射源，包括但不限于發(fā)光二極管(led)、激光器、有機發(fā)光二極管(oled)、聚合物發(fā)光二極管，基于等離子體的光發(fā)射器、熒光燈、白熾燈和幾乎任何其他光源中的一個或多個。由光源產(chǎn)生的光可以具有顏色(即，可以包括光的特定波長)、或者可以是波長范圍。特別地，根據(jù)本文中的定義，不同顏色的光源或光發(fā)射器可以產(chǎn)生彼此不同波長的實際上單色的光。

此外，如本文所使用的，冠詞“一”旨在在專利技術(shù)中具有其普通含義，即“一個或多個”。例如，“一光柵”是指一個或多個光柵，因此，“光柵”在本文中是指“光柵(多個)”。此外，本文中提及的“頂”、“底”、“上方的”、“下方的”、“上”、“下”、“前”、“后”、“第一”、“第二”、“左”或“右”不作為本文中的限制。在本文中，除非另有明確說明，術(shù)語“約”當(dāng)應(yīng)用于值時，通常意味著在用于產(chǎn)生該值的設(shè)備的公差范圍內(nèi)，或者在一些示例中，意味著正或負(fù)10％、或正或負(fù)5％、或正或負(fù)1％。此外，本文所用的術(shù)語“實際上”意味著，例如，大多數(shù)、或幾乎全部、或全部、或在約51％至約100％的范圍內(nèi)的量。此外，本文的示例旨在僅是說明性的，并且是出于討論目的而不是用于限制。

根據(jù)本文描述的原理的各種實施例，提供一種三維(3d)電子顯示器。圖1a示出了根據(jù)與本文所述的原理一致的實施例的示例中的三維(3d)電子顯示器100的橫截面圖。圖1b示出了根根據(jù)與本文所述的原理一致的另一實施例的示例中的三維(3d)電子顯示器100的橫截面圖。圖1c示出了根據(jù)與本文所述的原理一致的實施例的示例中的三維(3d)電子顯示器100的平面圖。例如，圖1c中所示的3d電子顯示器100可以表示圖1a或圖1b中任一個所示的3d電子顯示器100。根據(jù)各種實施例，3d電子顯示器100可以提供增強的感知分辨率(例如，不是物理或?qū)嶋H分辨率)以表示或顯示3d信息。

特別地，3d電子顯示器100被配置為產(chǎn)生調(diào)制的“定向(directional)”光，即包括具有不同主角方向的光束的光。例如，如圖1a和1b中所示，3d電子顯示器100可以沿不同的預(yù)定主角方向(例如，作為光場)提供或產(chǎn)生被定向出和遠(yuǎn)離3d電子顯示器100的多個光束102。反之，可以調(diào)制多個光束102以便于顯示具有3d內(nèi)容的信息。在一些示例中，具有不同預(yù)定主角方向的調(diào)制光束102形成3d電子顯示器100的多個像素。此外，3d電子顯示器100可以是所謂的“無眼鏡”3d電子顯示器(例如，一個多視角、“全息”或自動立體顯示器)，其中光束102對應(yīng)于與3d電子顯示器100的不同“視圖(views)”相關(guān)聯(lián)的像素。根據(jù)各種實施例，所顯示的3d信息個分辨率的感知可以相對于3d電子顯示器100的多個像素的原始“像素分辨率(pixelresolution)”而增強。

根據(jù)各種示例，光束102可以在3d電子顯示器100的觀察方向上形成光場。根據(jù)一些實施例，多個光束102(并且在光場內(nèi))中的光束102可以被配置為具有與多個光束中的其他光束102不同的主角度方向。此外，根據(jù)各種實施例，除了具有預(yù)定方向或主角度方向的光束102之外，光束102可以在光場內(nèi)具有相對較窄的角度展度。這樣，光束102的主角度方向可以對應(yīng)于3d電子顯示器100的特定視圖的角度方向。此外，根據(jù)一些實施例，光束102，更具體地，被調(diào)制后的光束102可以表示或?qū)?yīng)于的對應(yīng)于特定視圖方向的3d電子顯示器100的像素(例如，動態(tài)像素)。

如圖1a、1b和1c所示，3d電子顯示器100包括光導(dǎo)110。特別地，根據(jù)一些實施例，光導(dǎo)110可以是板光導(dǎo)110。光導(dǎo)110被配置為引導(dǎo)來自光源(圖1a-1c中未示出)的光作為被引導(dǎo)的光104。例如，光導(dǎo)110可以包括被配置為光波導(dǎo)的電介質(zhì)材料。電介質(zhì)材料可以具有大于圍繞電介質(zhì)光波導(dǎo)的介質(zhì)的第二折射率的第一折射率。例如，折射率的差別被配置為便于根據(jù)光導(dǎo)110的一個或多個引導(dǎo)模式的被引導(dǎo)的光104的全內(nèi)反射。

在一些實施例中，來自光源的光作為光束104沿著光導(dǎo)110的長度被引導(dǎo)。此外，光導(dǎo)110可以被配置為以非零傳播角度引導(dǎo)光(即，被引導(dǎo)光束104)。例如，被引導(dǎo)光束104可以使用全內(nèi)反射在光導(dǎo)110內(nèi)以非零傳播角度被引導(dǎo)。

如本文中被定義的，“非零傳播角度(non-zeropropagationangle)”為相對于光導(dǎo)110的表面(例如，頂表面或底表面)的角度。在一些示例中，被引導(dǎo)光束104的非零傳播角度可以在大約十(10)度以及大約五十(50)度之間，或者在一些示例中，在大約二十(20)度以及大約四十(40)度之間，或者大約二十五(25)度以及約三十五(35)度之間。例如，非零傳播角度可以是大約三十(30)度。在其他示例中，非零傳播角度可以是大約20度、或大約25度、或大約35度。

在一些示例中，來自光源的光以非零傳播角度(例如，約30-35度)被引入或耦合到光導(dǎo)110中。例如，透鏡、鏡子或類似的反射器(例如，傾斜的準(zhǔn)直反射器)和棱鏡(未示出)中的一個或多個，可以有助于將光以非零傳播角度耦合到板光導(dǎo)110的輸入端作為光束。一旦被耦合到光導(dǎo)110中，被引導(dǎo)光束104以通常遠(yuǎn)離輸入端的方向沿著板光導(dǎo)110傳播(例如，在圖1a-1b中由沿著x軸的粗箭頭示出)。此外，被引導(dǎo)光束104通過以非零傳播角度在板光導(dǎo)110的頂表面和底表面之間反射或“彈跳(bouncing)”地傳播(例如，所示出的，由延伸的具有角度的箭頭表示被引導(dǎo)的光104的光線)。

此外，根據(jù)各種示例，通過將光耦合到光導(dǎo)110中而產(chǎn)生的被引導(dǎo)光束104可以是準(zhǔn)直光束。特別地，通過“準(zhǔn)直光束(collimatedlightbeam)”，其意味著被引導(dǎo)光束104內(nèi)的光線在被引導(dǎo)光束104內(nèi)實際上彼此平行。根據(jù)本文的定義，從被引導(dǎo)的光束104的準(zhǔn)直光束發(fā)散或被散射的光線，不被認(rèn)為是準(zhǔn)直光束的一部分。例如，用于產(chǎn)生準(zhǔn)直被引導(dǎo)光束104的光的準(zhǔn)直可以由用于將光耦合到板光導(dǎo)110中的透鏡或鏡子(例如，傾斜的準(zhǔn)直反射器等)來提供。

在一些示例中，板光導(dǎo)110可以是包括延伸的，實際上平坦的光學(xué)透明的介電材料的片或板光波導(dǎo)。實際平坦的介電材料片被配置為使用全內(nèi)反射來引導(dǎo)被引導(dǎo)光束104。根據(jù)各種示例，板光導(dǎo)110的光學(xué)透明材料可以包括或由任何各種介電材料制成，該介電材料包括但不限于一種或多種各種類型的玻璃(例如，石英玻璃、堿鋁硅酸鹽玻璃、硼硅酸鹽玻璃等)和實際上光學(xué)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(acrylicglass)”、聚碳酸酯等)。在一些示例中，板光導(dǎo)110還可以包括在板光導(dǎo)110(未示出)的表面(例如，頂表面和底表面的一個或兩個)的至少一部分上包括包覆層。根據(jù)一些示例，包覆層可以用于進一步促進全內(nèi)反射。

在圖1a、1b和1c中，圖示的3d電子顯示器100還包括在多個偏移行中安排的多波束衍射光柵120的陣列(例如，見圖1c)。在一些示例中，多波束衍射光柵120的陣列位于板光導(dǎo)110的表面。例如，多波束衍射光柵120可以位于板光導(dǎo)110的頂部或前表面，如圖1a-1b所示。在其他示例中(未示出)，多波束衍射光柵120可以位于板光導(dǎo)110內(nèi)。結(jié)合地，板光導(dǎo)110和多波束衍射光柵120的陣列提供或用作3d電子顯示器100的背光(即，基于衍射光柵的背光)。

根據(jù)各種實施例，多波束衍射光柵120的陣列被配置為衍射地耦合出被引導(dǎo)光束104的一部分作為具有對應(yīng)于3d電子顯示器100的不同視圖的不同主角度方向的多個光束。特別地，通過或使用衍射耦合(例如，也稱為“衍射散射(diffractivescattering)”)將被引導(dǎo)光束104的部分耦合出板光導(dǎo)110。例如，引導(dǎo)光束104的部分可以由多波束衍射光柵120通過光導(dǎo)表面(例如，通過光導(dǎo)110的頂表面)衍射耦合出來。此外，多波束衍射光柵120被配置為衍射地耦合出被引導(dǎo)光束104的部分作為耦出光束(例如，光束102)，并且衍射地重定向耦出的光束102遠(yuǎn)離板光導(dǎo)表面作為多個光束102。如上所述，多個光束中的每個灌輸102具有不同的預(yù)定主角方向。例如，根據(jù)各種示例，多個光束中的光束102可以被定向在板光導(dǎo)表面處、表面內(nèi)或表面上(例如，鄰近)多波束衍射光柵120所在的位置處離開板光導(dǎo)表面。

通常，根據(jù)各種實施例，由多波束衍射光柵120產(chǎn)生的多個光束中的光束102可以是發(fā)散的(例如，如圖所示)或會聚(未示出)。具體地，圖1a和1b示出了發(fā)散的多個光束中的光束102。發(fā)散或會聚光束102是由相對于多波束衍射光柵120的特性(例如，如下所述的“啁啾(chirp)”方向)的被引導(dǎo)光束104的傳播方向所決定。在光束102發(fā)散的一些示例中，發(fā)散光束102可能展示出從位于多波束衍射光柵120之下或之后一定距離處的“虛擬(virtual)”點(未示出)發(fā)散。類似地，根據(jù)一些示例，會聚光束可以在多波束衍射光柵120(例如，板光導(dǎo)的頂表面或前表面)的上方或前面的虛擬點(未示出)會聚或交叉。

根據(jù)各種實施例，陣列的多波束衍射光柵120包括提供衍射的多個衍射特征122(例如，圖1a和1b所示)。所提供的衍射負(fù)責(zé)將被引導(dǎo)光束104的部分衍射耦合出板光導(dǎo)110。例如，多波束衍射光柵120可以包括在板光導(dǎo)110的表面中的凹槽以及從板光導(dǎo)表面突出的脊中的一個或兩者，用作衍射特征122。凹槽和脊可以彼此平行地布置，并且至少在沿衍射特征122的某個點處，凹槽和脊垂直于被引導(dǎo)光束104的傳播方向，該被引導(dǎo)光束是由多波束衍射光柵120耦合出的。

在一些示例中，凹槽或脊可以被蝕刻、研磨或模制到板光導(dǎo)表面中。因此，多波束衍射光柵120的材料可以包括板光導(dǎo)110的材料。例如，如圖1b所示，多波束衍射光柵120包括從板光導(dǎo)110的表面突出的實際平行的脊。在圖1a中，多波束衍射光柵120包括穿透板光導(dǎo)110的表面的實際上平行的凹槽122。在其他示例(未示出)中，多波束衍射光柵120可以是施加或固定到光導(dǎo)表面。

根據(jù)一些實施例，多波束衍射光柵120可以是或包括啁啾衍射光柵。根據(jù)定義，“啁啾(chirped)”衍射光柵是展示或具有衍射特征122的衍射間隔的衍射光柵，衍射特征的衍射間隔在啁啾衍射光柵的范圍或長度上變化，例如，如圖1a-1b所示。本文中，變化的衍射間隔被稱為“啁啾”。作為啁啾的結(jié)果，衍射地耦合出板光導(dǎo)110的被引導(dǎo)光束104的部分從啁啾衍射光柵120離開或被發(fā)射，作為耦出光束102在對應(yīng)于不同原點的不同衍射角度穿過多波束衍射光柵120的啁啾衍射光柵。通過預(yù)定義的啁啾，啁啾衍射光柵負(fù)責(zé)多個光束中的耦出光束102的預(yù)定的并且不同的主角度方向。

在一些示例中，多波束衍射光柵120的啁啾衍射光柵可以具有或展示出隨距離線性變化的衍射間隔的啁啾。因此，啁啾衍射光柵可以被稱為“線性啁啾(linearlychirped)”衍射光柵。例如，圖1a-1b示出作為線性啁啾衍射光柵的多波束衍射光柵120。特別地，如圖所示，衍射特征122在多波束衍射光柵120的第二端處比在第一端處更靠近在一起。此外，所示的衍射特征122的衍射間隔從第一端到第二端線性地變化。

在另一示例(未示出)中，多波束衍射光柵120的啁啾衍射光柵120可以展示出衍射間隔d的非線性啁啾?？捎糜趯崿F(xiàn)多波束衍射光柵120的各種非線性啁啾包括但不限于以另一個種實際上不均勻或隨機但仍然單調(diào)的方式變化的指數(shù)啁啾、對數(shù)啁啾或啁啾。也可以使用非單調(diào)啁啾，例如但不限于正弦啁啾或三角形或鋸齒形啁啾。也可以采用任何這些類型的啁啾的組合。

在一些示例中，如上所述，通過使用多波束衍射光柵120將被引導(dǎo)光束104從板光導(dǎo)110中耦合出來而產(chǎn)生的光束102可以發(fā)散(即，發(fā)散光束102)，例如，當(dāng)被引導(dǎo)光束104在從多波束衍射光柵120的第一端到第二端的方向上傳播時(例如，如圖1a-1b所示)?；蛘?，根據(jù)其他示例，當(dāng)引導(dǎo)光束104從多波束衍射光柵120的第二端傳播到第一端時，可以產(chǎn)生會聚的光束102(未示出)。特別地，根據(jù)各種實施例，光束102是否發(fā)散或會聚可以通過相對于被引導(dǎo)光束方向的啁啾方向來確定。

根據(jù)一些實施例，多波束衍射光柵120可以包括衍射特征122，其為彎曲的和啁啾的中的一個或兩者。此外，根據(jù)一些實施例，多波束衍射光柵120可以具有實際上矩形的形狀。圖2示出了根據(jù)與本文所述的原理一致的實施例的示例中的矩形多波束衍射光柵120的透視圖。圖2所示的多波束衍射光柵120包括在板光導(dǎo)110的表面處、表面中或在表面上的彎曲的并且啁啾的衍射特征122(例如，凹槽或脊)(即，多波束衍射光柵120是彎曲的啁啾衍射光柵)。在圖2中，被引導(dǎo)光束104具有相對于多波束衍射光柵120的入射方向，如粗箭頭104所示。還示出了多個耦出或發(fā)射的光束102指向遠(yuǎn)離板光導(dǎo)110的表面處的多波束衍射光柵120。如所示出的，光束102以多個預(yù)定的不同主角度方向發(fā)射。特別地，如所示出的，發(fā)射光束102的預(yù)定不同主角方向在方位角和仰角兩者上不同。根據(jù)各種示例，衍射特征122的預(yù)定啁啾和衍射特征122的彎曲都可以對發(fā)射光束102的預(yù)定的不同的主角度方向負(fù)責(zé)。

再次參考圖1c，根據(jù)各種實施例，多波束衍射光柵120的陣列可以以各種配置布置在板光導(dǎo)110的表面處、表面上或表面中。特別地，如圖1c所示，該陣列的多波束衍射光柵120是穿過導(dǎo)光表面以行和列排列的多個光柵的部件。例如，多波束衍射光柵陣列的行和列可以表示矩形陣列。此外，如上所述，多波束衍射光柵120的陣列包括彼此偏移的行(即，偏移行)。偏移行之間的偏移通常作為沿著行的方向(例如，沿x軸定向的“x方向(x-direction)”)在本文中被定義為“行方向(rowdirection)”。根據(jù)各種示例，該偏移以及多波束衍射光柵陣列的相鄰行之間的間隔可以有助于產(chǎn)生具有增強的感知分辨率的3d電子顯示器。

例如，陣列中的多波束衍射光柵120的第一行(即，第一偏移行)可以以行方向或偏移行的x方向相對于臨近于該第一行的陣列中的多波束衍射光柵120的第二行(即，第二偏移行)偏移。在一些實施例中，第一行和第二行(例如，相鄰行)之間的偏移可以是陣列中的各行(即，1/2柵距)中的波束衍射光柵120之間的間隔的大約一半(1/2)。

圖1c示出了與第二行126相鄰并偏移的多波束衍射光柵120的第一行124(例如，第一行124的任一側(cè)上的相鄰行)。此外，如圖所示，第一行124在行方向(即，x方向)上以與多波束衍射光柵120陣列的柵距p的一半(1/2)(即，p/2)從第二行126偏離。圖1c中的偏移或偏移量或距離標(biāo)記為“o”。圖1c還示出了具有與x方向?qū)?zhǔn)的行方向和對應(yīng)于x方向的偏移方向的行。如其中所示，偏移o是柵距p的一半(1/2)。

在其他示例(未示出)中，偏移可以包括但不限于多波束衍射光柵間隔或柵距的三分之一(1/3)以及柵距的四分之一(1/4)。在一些示例(未示出)中，偏移行可以不直接相鄰。例如，第一對直接相鄰的行(例如，第一行和第二行)可以實際上彼此對準(zhǔn)，而第二對直接相鄰的行(例如，第三行和第四行)也可以是實際上彼此對準(zhǔn)。例如，第一對對準(zhǔn)的直接相鄰的行可以偏離第二對對準(zhǔn)的直接相鄰的行，以產(chǎn)生以偏移行布置的多波束衍射光柵陣列120。

根據(jù)一些實施例，多波束衍射光柵120的相鄰行(例如，偏移行)之間的間隔小于多波束衍射光柵陣列的柵距(即，子?xùn)啪嚅g隔)。例如，相鄰行之間的間隔可以是陣列的行中的多波束衍射光柵120的柵距或之間的間隔的一半(1/2)。具體地，圖1c示出了與第二行126間隔開(例如，y方向上的間隔)距離p的大約一半(1/2)的第一行124(即，p/2)。在圖1c中，行之間的間隔被標(biāo)記為“s”(即，s＝p/2)。在其他示例(未示出)中，多波束衍射光柵陣列的相鄰行之間的間隔可以是例如柵距的三分之一(1/3)、四分之一(1/4)。根據(jù)本文的定義，相鄰偏移行之間的間隔被定義為第一偏移行中的多波束衍射光柵以及第二偏移行中的多波束衍射光柵之間的中心到中心間隔，其中所述中心到中心間隔分別從所述第一和第二偏移行中的每一個的中心線確定。

根據(jù)各種示例，多波束衍射光柵陣列的行偏移和相鄰行之間的子?xùn)啪嚅g隔的組合可以有助于產(chǎn)生具有增強的感知分辨率的3d電子顯示器。特別地，當(dāng)與3d電子顯示器的本機3d像素分辨率相比時，空間子像素渲染可以與組合的偏移行和子?xùn)啪嚅g隔結(jié)合使用，以提供增強的感知分辨率。

參考圖1a-1c，3d電子顯示器100還包括光閥陣列130。根據(jù)各種實施例，光閥陣列130被配置為調(diào)制不同定向的光束102(即，多個具有不同預(yù)定角度方向的光束102)對應(yīng)于3d電子顯示器的不同視圖。特別地，多個光束中的光束102通過并被光閥陣列130的各個光閥132調(diào)制。根據(jù)各種實施例，被調(diào)制的不同定向的光束102可以表示3d電子顯示器的像素。在各種示例中，在光閥陣列130中可以采用不同類型的光閥132，包括但不限于基于液晶光閥、電泳光閥和電潤濕光閥中的一個或多個。

在一些實施例中，光閥陣列130的光閥132的子集被配置為調(diào)制來自多波束衍射光柵陣列中選定的多波束衍射光柵120中的不同定向的光束102。該子集在本文中被定義為3d電子顯示器100的“超像素(super-pixel)”。在這些實施例中，超像素(或子集)的每個光閥132可被配置為調(diào)制由選定的多波束衍射光柵耦合出的多個不同定向的光束102中的不同的光束。例如，在圖1a和1b中，表示單個光束102的單個箭頭被示出為穿過光閥陣列130的單個光閥132。另外，虛線框描繪了圖1c中的示例超像素。

在一些實施例中(例如，如圖1c所示)，超像素包括光閥132的矩形布置。此外，相比于與第二方向?qū)嶋H上正交的第一方向上，超像素的矩形光閥布置。例如，在圖1c中，相比于在行方向(例如，第一個或x方向)，在正交于多波束衍射光柵陣列的偏移行的行方向(例如，第二或j方向)上有大約一半的光閥132。如圖1c所示，通過示例而非限制，在j方向上有四(4)個光閥132，在x方向上有八(8)個光閥。注意，當(dāng)與第二方向相比時，盡管在第二方向上具有較少的光閥132可以減少在該方向上的3d視圖的數(shù)量，但是在3d電子顯示器100的許多應(yīng)用中，這種減小可以是可接受的。

例如，許多顯示應(yīng)用可能受益于在水平方向(例如，x方向)上的大量3d視圖。另一方面，在許多應(yīng)用中，在垂直方向(例如，y方向)上較少數(shù)量的3d視圖可能不會顯著降級，甚至影響3d電子顯示器100展示出3d信息的逼真再現(xiàn)的能力。特別地，觀看3d電子顯示器的用戶的眼睛在水平面(例如，與垂直平面相反)中彼此位移。因此，用戶對水平面中的3d信息更加敏感。與垂直方向相比，在水平方向上具有較大數(shù)量的3d視圖的3d電子顯示器100(例如，可由上述矩形超像素提供的)的實施例仍然能夠向用戶展示出高質(zhì)量的3d信息。

根據(jù)本文所述的原理的一些示例，提供三維(3d)彩色電子顯示器。圖3a示出了根據(jù)與本文所述的原理一致的實施例的示例中的三維(3d)彩色電子顯示器200的框圖。圖3b示出了根據(jù)與本文所述的原理一致的實施例的示例中的三維(3d)彩色電子顯示器200的橫截面圖。例如，圖3b可以示出圖3a所示的3d彩色電子顯示器200的一部分。

3d彩色電子顯示器200被配置為產(chǎn)生包括具有不同主角方向的光束并且為多種不同顏色的調(diào)制的定向光。例如，3d彩色電子顯示器200可以以不同的預(yù)定主角方向提供或產(chǎn)生指向和遠(yuǎn)離3d彩色電子顯示器200之外的多個不同的彩色光束202(例如，作為彩色光場)。反過來，可以調(diào)制多個彩色光束中的彩色光束202以便于顯示包括顏色的信息。

在一些示例中，具有不同預(yù)定主角方向和不同顏色的調(diào)制光束202形成3d彩色電子顯示器200的多個彩色像素。在一些示例中，3d彩色電子顯示器200可以是所謂的“無眼鏡”3d彩色電子顯示器(例如，彩色多視角，“全息(holographic)”或自動立體顯示器)，其中彩色光束202對應(yīng)于與3d電子顯示器200的不同“視圖(views)”相關(guān)聯(lián)的彩色像素。例如，如圖3b所示，第一組彩色光束202'可以以第一方向定向以表示或?qū)?yīng)于3d彩色電子顯示器200的第一視圖，而第二組彩色光束202”可以以第二方向以表示或?qū)?yīng)于3d彩色電子顯示器200的第二視圖。第一組和第二組彩色光束202'，202”可以各自表示紅色，綠色和藍(lán)色的rgb顏色模型或顏色空間，如圖3b所示，通過示例而非限制。因此，3d彩色電子顯示器200可以與上述的3d電子顯示器100大致相似，同時增加了表示顏色信息的能力。此外，彩色光束202可以實際上類似于上面關(guān)于3d電子顯示器100描述的光束102，另外，各種彩色光束202可以具有或表示彼此不同的顏色(例如，紅色，綠色或藍(lán)色)，并且不同顏色的組合在與3d彩色電子顯示器200的不同視圖相對應(yīng)的方向上。

如圖3a-3b所示，3d彩色電子顯示器200包括板光導(dǎo)210。板光導(dǎo)210被配置為引導(dǎo)不同顏色的光束204。例如，被引導(dǎo)光束204的不同顏色可以包括紅-綠-藍(lán)(rgb)顏色模型的紅、綠和藍(lán)的顏色。此外，板光導(dǎo)210被配置為在板光導(dǎo)內(nèi)以不同的顏色依賴傳播角度引導(dǎo)不同顏色的光束204。如圖3b所示，可以以第一顏色依賴傳播角度γ'引導(dǎo)的第一被引導(dǎo)彩色光束204'(例如，紅色光束)，可以以顏色依賴第二傳播角度γ”引導(dǎo)的第二被引導(dǎo)彩色光束204”(例如，綠色光束)，可以以第三顏色依賴傳播角度γ”'引導(dǎo)的第三被引導(dǎo)彩色光束204”'(例如，藍(lán)色光束)。

除了被配置為引導(dǎo)不同的彩色光束204之外，板光導(dǎo)210可以實際上類似于上面關(guān)于3d電子顯示器100描述的板光導(dǎo)110。例如，板光導(dǎo)210可以是平板光波導(dǎo)，其是被配置為通過全內(nèi)反射引導(dǎo)光的電介質(zhì)材料的平面片。此外，根據(jù)一些示例，板光導(dǎo)210中的被引導(dǎo)彩色光束204可以是準(zhǔn)直光束(即，準(zhǔn)直的彩色光束)，如上對應(yīng)于3d電子顯示器100所述。

圖3a和3b中所示的3d彩色電子顯示器200還包括多波束衍射光柵220.根據(jù)一些實施例，多波束衍射光柵220可處于或鄰近板光導(dǎo)210的表面(例如，前表面或頂表面)。多波束衍射光柵220被配置耦合出不同顏色被引導(dǎo)光束204中的每一個的一部分作為各個不同顏色的分離的多個耦出的光束(即，不同的彩色光束202)。例如，可以為被引導(dǎo)的彩色光束204的不同顏色中的每一種可以有單獨的多個耦出彩色光束202。根據(jù)各種實施例，分離的多個的相應(yīng)耦合出的光束202具有表示3d彩色電子顯示器的不同視圖的不同的主體角度方向。例如，3d彩色電子顯示器視圖可以由指向或具有實際上相同的主角度方向的一組耦出光束202(例如，一組光束202'或202”)來表示，其中該組的不同的耦出光束202對應(yīng)于被引導(dǎo)的彩色光束204的每種不同顏色。組合時，板光導(dǎo)210和多波束衍射光柵220提供或用作3d彩色電子顯示器200的背光(即，基于衍射光柵的背光)。

根據(jù)一些實施例，多波束衍射光柵220可以實際上類似于上面關(guān)于3d電子顯示器100所述的多波束衍射光柵120。例如，多波束衍射光柵220可以具有實際上矩形的形狀，其衍射特征包括板光導(dǎo)表面中的彎曲的凹槽和板導(dǎo)光表面上的彎曲的脊(即，連續(xù)彎曲或分段彎曲)中的一個或兩者。此外，衍射特征(無論是否彎曲)可以通過作為跨越多波束衍射光柵220的距離的函數(shù)而變化的衍射特征之間的間隔彼此間隔開(例如，“啁啾(chirped)”間隔)。也就是說，多波束衍射光柵220可以包括啁啾衍射光柵，例如線性啁啾的衍射光柵、非線性啁啾的衍射光柵等中的一個或多個，如上面對于多波束衍射光柵120所述。

此外，在一些實施方案中，多波束衍射光柵220可以是實際上類似于如上所述3d電子顯示器100的多波束衍射光柵陣列120的多波束衍射光柵陣列的成員，。特別地，3d彩色電子顯示器200的多波束衍射光柵陣列220可以排列成多個偏移行。在一些實施例中，陣列中的多波束衍射光柵220的相鄰行可以以行方向在偏移行中的多波束衍射光柵之間(即，柵距)彼此偏移大約一半(1/2)的距離。在其他示例中，可以使用另一個偏移，包括但不限于柵距的三分之一(1/3)、四分之一(1/4)等。此外，在一些示例中，陣列中的多波束衍射光柵220的偏移行之間的間隔是偏移行中的多波束衍射光柵220的柵距或其之間的間隔。在其他示例中，間隔可以包括但不限于柵距的三分之一(1/2)、四分之一(1/4)等。

如圖3a-3b所示，3d彩色電子顯示器200還包括多個光閥230。根據(jù)各種實施例，多個光閥230被配置為以多個分離的耦出光束調(diào)制不同顏色的耦合光束202。此外，根據(jù)各種實施例，多個光閥中的光閥230包括對應(yīng)于耦合光束202的不同顏色的濾色器。特別地，多個光閥中的第一光閥230可以具有對應(yīng)于不同顏色中的第一顏色的濾色器；多個光閥中的第二光閥230可以具有對應(yīng)于第二顏色的濾色器；以及用于耦合光束202的不同顏色(例如，或等效于不同顏色被引導(dǎo)光束204)。例如，多個光閥230的濾色器可以包括對應(yīng)于rgb顏色模型的紅色濾色器、綠色濾色器和藍(lán)色濾色器。例如，使用濾色器(例如，紅、綠、藍(lán))可以有助于顯示彩色圖像和其他信息，而不需要順序地調(diào)制不同顏色被引導(dǎo)光束204的光。

在各種示例中，在多個光閥230中可以采用不同類型的光閥，包括但不限于液晶光閥、電潤濕光閥和電泳光閥中的一個或多個。例如，多個光閥可以是液晶光閥陣列(例如，商用液晶光閥陣列)，其中液晶光閥陣列的“像素(pixels)”包括對應(yīng)于每個不同顏色的子單元或“子像素”(例如，rgb子像素)。根據(jù)一些實施例，多個光閥230可以實際上類似于上面關(guān)于3d電子顯示器100所述的光閥陣列130中的光閥。

根據(jù)各種實施例，不同顏色引導(dǎo)光束204的顏色依賴傳播角度導(dǎo)致對應(yīng)于各個不同顏色的耦出光束202的不同主角方向。特別地，由于不同的顏色依賴的傳播角度，對應(yīng)于特定顏色(例如，紅、綠或藍(lán))的耦出光束202可能呈現(xiàn)為是從顏色依賴的虛擬點源發(fā)出的。在圖3b中，顏色依賴的虛擬點源被示為星形，為了簡單的說明，例如，標(biāo)記為“r”，“g”和“b”以對應(yīng)于顏色“紅”，“綠”和“藍(lán)”。從相應(yīng)的顏色依賴的虛擬點源發(fā)出的虛線示出了每種顏色的虛擬光束的跨度(即，光束的虛擬跨度)。特別地，例如，每個虛擬點源具有延伸到多波束衍射光柵220的相對端的跨度。此外，由于被引導(dǎo)光束204的不同顏色依賴傳播角度，不同的顏色依賴虛擬點源彼此橫向位移。

由于被引導(dǎo)光束204的不同的顏色依賴傳播角度，對應(yīng)于第一顏色的耦出光束202可以以主角度方向離開多波束衍射光柵220，使得第一顏色耦出光束202優(yōu)先地被定向通過具有對應(yīng)于第一顏色濾色器的光閥230并且由此被對應(yīng)于第一顏色的濾色器的光閥230調(diào)制。類似地，對應(yīng)于第二顏色的耦出光束202可以以主角度方向離開多波束衍射光柵220，使得第二顏色耦合光束202被另一個具有第二顏色濾色器的光閥230調(diào)制。結(jié)果，具有第一顏色的濾色器的光閥230可以被配置為優(yōu)先地接收和調(diào)制第一顏色的耦出光束202。類似地，具有第二顏色濾色器的光閥230可以被配置為優(yōu)先地接收和調(diào)制第二顏色的耦合光束202，等等。

根據(jù)一些實施例(例如，如圖3a所示)，3d彩色電子顯示器200還可以包括光源240。光源240被配置為提供作為不同顏色被引導(dǎo)光束204在板光導(dǎo)210中傳輸。特別地，根據(jù)一些實施例，被引導(dǎo)的光是來自光源240的光，其耦合到板光導(dǎo)210的邊緣(或輸入端)。例如，透鏡、準(zhǔn)直反射器或類似裝置(未示出)可以有助于將光在其輸入端或邊緣處耦合到板光導(dǎo)110中。在各種示例中，光源240可以包括實際上任何光源，包括但不限于發(fā)光二極管(led)和本文所述的任何光源中的一個或多個。在一些示例中，光源240可以包括配置的光發(fā)射器，產(chǎn)生具有由特定顏色表示的窄帶光譜的實際單色光。特別地，單色光的顏色可以是特定顏色空間或顏色模型(例如，紅-綠-藍(lán)(rgb)顏色模型)的原色。

在各種實施例中，光源240具有耦合到板光導(dǎo)210的多個光發(fā)射器，以提供不同顏色的被導(dǎo)光束204。特別地，不同的光發(fā)射器可以被配置為提供對應(yīng)于被引導(dǎo)光束204的不同顏色的不同顏色的光。此外，光發(fā)射器可以被橫向偏移或位移(例如，在對應(yīng)于發(fā)射光的總傳播方向的方向上)。根據(jù)各種實施例，光發(fā)射器的橫向位移可以被配置為對應(yīng)于由光源240的光發(fā)射器產(chǎn)生的不同顏色的光確定光束204的顏色依賴傳播角度。

根據(jù)本文描述的原理的一些示例，提供了3d電子顯示操作的方法。特別地，可以使用3d電子顯示操作的方法來顯示3d信息。此外，根據(jù)3d電子顯示操作的方法的各種實施例，3d信息可以以增強的感知分辨率顯示。

圖4示出了根據(jù)與本文所述的原理一致的實施例的示例中的三維(3d)電子顯示器操作的方法300的流程圖。如圖4所示，3d電子顯示操作的方法300包括在板光導(dǎo)中以非零傳播角度引導(dǎo)310光作為的光束。在一些示例中，板光導(dǎo)和被引導(dǎo)的光可以實際上類似于上面關(guān)于3d電子顯示器100所述的板光導(dǎo)110和引導(dǎo)光束104。特別地，板光導(dǎo)根據(jù)全內(nèi)發(fā)射引導(dǎo)310被引導(dǎo)光束，并且在一些示例中，被引導(dǎo)光束可以被準(zhǔn)直。此外，根據(jù)一些實施例，板光導(dǎo)可以是實際上平面的電介質(zhì)光波導(dǎo)或平板波導(dǎo)(例如，平面電介質(zhì)片)。

如圖4所示，3d電子顯示操作的方法300進一步包括使用布置在偏移行中的多波束衍射光柵的陣列，衍射地耦合320被引導(dǎo)光束的一部分。根據(jù)各種實施例，被引導(dǎo)光束的被衍射耦合出320板光導(dǎo)的320的部分包括多個光束，其以多個不同的主角度方向指向遠(yuǎn)離板光導(dǎo)的表面(本文中還被稱為“不同定向的光束”和“耦出光束”)。特別地，在各種實施例中，指向遠(yuǎn)離板光導(dǎo)表面的多個光束中的光束具有與多個光束中的其他光束不同的主角度方向。此外，根據(jù)各種實施例，多個光束的多個不同主角方向?qū)?yīng)于3d電子顯示器的不同視圖。

在一些實施例中，衍射地耦合出320的一部分被引導(dǎo)光使用或采用位于板光導(dǎo)的表面或鄰近板光導(dǎo)的表面的多波束衍射光柵陣列。例如，陣列的多波束衍射光柵可以形成在板光導(dǎo)的表面(例如，頂表面)之上或之內(nèi)作為凹槽、脊等，并且可以由板光導(dǎo)的材料形成。在其他示例中，陣列的多波束衍射光柵可以包括在板光導(dǎo)表面上的膜。

在一些示例中，多波束衍射光柵的陣列實際上類似于上面關(guān)于3d電子顯示器100描述的多波束衍射光柵陣列120。例如，陣列的多波束衍射光柵的第一行可以在行方向相對于與第一行相鄰的多波束衍射光柵陣列的第二行偏移。此外，例如，偏移可以是陣列的偏移行中的多波束衍射光柵的柵距或其之間的間隔的大約一半(1/2)。在一些示例中，多波束衍射光柵陣列的相鄰偏移行之間的間隔是偏移行中的多波束衍射光柵間隔或柵距的大約一半(1/2)。根據(jù)一些實施例，例如，相鄰偏移行的間隔偏移的一半(1/2)和多波束衍射光柵陣列的相鄰偏移行之間的間隔的一半的組合可以有助于提供大約兩(2)倍的3d電子顯示器的物理或?qū)嶋H像素分辨率。

圖4所示的3d電子顯示操作的方法300還包括使用多個光閥調(diào)制330多個耦出光束。例如，通過多波束衍射光柵耦合出320的經(jīng)調(diào)制的不同定向的光束可以表示3d電子顯示器的像素。根據(jù)一些示例，多個光閥可以實際上類似于上面關(guān)于3d電子顯示器100描述的光閥陣列130。例如，多個光閥可以包括多個液晶光閥、或者多個電潤濕光閥、或多個電泳光閥等、或其任何組合。

在一些實施例中，調(diào)制330光束包括使用光閥的子集調(diào)制來自陣列的選定的多波束衍射光柵的不同定向的光束。在這些實施例中，由光閥子集調(diào)制的不同定向光束表示3d電子顯示器的超像素。此外，子集中的每個光閥調(diào)制選定的多波束衍射光柵的多個不同定向的光束中的不同的一個。在一些實施例中，超像素可以包括光閥的矩形布置。在一些實施例中，相較于在行方向上，超像素的光閥的矩形布置在正交于多波束衍射光柵的偏移行的行方向的方向上可以具有大約一半的光閥，即，行方向上的光閥的數(shù)量可以是與行方向正交的方向上的光閥的數(shù)量的兩倍。

根據(jù)本文描述的原理的一些示例，提供了3d彩色電子顯示操作的方法。特別地，3d彩色電子顯示操作的方法可以用于顯示包括顏色內(nèi)容的3d信息。例如，3d信息可以包括由顏色空間或色域表示的顏色內(nèi)容。根據(jù)各種實施例，3d彩色電子顯示操作的方法有助于使用采用具有濾色器的光閥的空間復(fù)用的顏色、空間、方案或色域。

圖5示出了根據(jù)與本文所述的原理一致的實施例的示例中的三維(3d)彩色電子顯示器操作的方法400的流程圖。如圖5所示，3d電子顯示操作的方法400包括在板光導(dǎo)中引導(dǎo)410光，其中該光包括多個不同顏色的光束。此外，根據(jù)各種實施例，引導(dǎo)410光包括以各自不同的顏色依賴傳播角度(即，非零顏色依賴傳播角度)引導(dǎo)不同顏色的光束。在一些示例中，板光導(dǎo)和不同顏色的被引導(dǎo)光束可以實際上類似于上面關(guān)于3d彩色電子顯示器200所述的板光導(dǎo)210和不同的彩色的被引導(dǎo)光束204。特別地，板光導(dǎo)根據(jù)全內(nèi)反射引導(dǎo)410被引導(dǎo)光束，并且在一些示例中可以準(zhǔn)直被引導(dǎo)光束。此外，在一些實施例中，板光導(dǎo)可以是實際上平面的電介質(zhì)光波導(dǎo)或平板波導(dǎo)(例如，平面電介質(zhì)片)。

如圖5所示，3d彩色電子顯示操作的方法300還包括使用多波束衍射光柵將每個不同顏色的被引導(dǎo)光束的一部分衍射地耦合出來420。根據(jù)各種實施例，各個不同顏色被引導(dǎo)光束的部分被衍射耦合出來420，作為遠(yuǎn)離板光導(dǎo)的表面定向的分離的多個耦出光束。此外，分離的多個的耦出的光束具有表示3d彩色電子顯示器的不同視圖的不同的主角度方向。本文中，耦出的光束也被稱為“不同定向的光束”。在一些示例中，用于衍射耦合出420的多波束衍射光柵實際上類似于上面關(guān)于3d彩色電子顯示器200描述的多波束衍射光柵220。

特別地，例如，多波束衍射光柵220可以位于或鄰近板光導(dǎo)的表面。在一些示例中，多波束衍射光柵可以形成在板光導(dǎo)的表面(例如，頂表面)之上或之內(nèi)作為凹槽、脊等，并且可以由板光導(dǎo)的材料形成。在其他示例中，多波束衍射光柵可以包括在板光導(dǎo)表面上的膜。

在一些實施例中，用于衍射耦合出420個不同顏色引導(dǎo)光束的一部分的多波束衍射光柵是多波束衍射光柵陣列的成員。在一些實施例中，多波束衍射光柵陣列的第一行可以在陣列的行方向相對于與多波束衍射光柵陣列的第一行相鄰的第二行偏移。此外，例如，偏移可以是偏移行中的多波束衍射光柵的柵距或其之間的間隔的大約一半(1/2)。在一些示例中，多波束衍射光柵陣列的相鄰偏移行之間的間隔是偏移行中的多波束衍射光柵間隔或柵距的大約一半(1/2)。根據(jù)一些實施例，例如，相鄰偏移行的間隔偏移的一半(1/2)和相鄰偏移行之間的間隔的一半的組合可以有助于提供大約兩(2)倍的3d電子顯示器的物理或?qū)嶋H像素分辨率。

根據(jù)一些示例，3d彩色電子顯示操作的方法400還包括使用光閥陣列調(diào)制430分離的多個不同顏色的耦出光束。根據(jù)各種實施例，陣列的光閥包括對應(yīng)于各個分離的多個耦出光束的不同顏色的濾色器。此外，光閥陣列中的光閥被布置成對應(yīng)于各個分離的多個耦出光束的不同的預(yù)定主角方向。使用配備有光閥陣列的光閥的濾光器的調(diào)制430的不同定向的光束可以表示3d電子顯示器的彩色像素。

根據(jù)一些示例，光閥陣列可以實際上類似于上面關(guān)于3d彩色電子顯示器200所述的多個光閥230。例如，多個光閥可以包括多個液晶光閥或多個電潤濕光閥、或多個電泳光閥等、或其任何組合。此外，例如，多個光閥中不同的光閥可以包括與在板光導(dǎo)中被引導(dǎo)的410不同顏色的光束的每個不同顏色對應(yīng)的濾色器。特別地，在一些實施例中，被引導(dǎo)的410個光束的不同顏色包括紅-綠-藍(lán)(rgb)顏色模型的紅、綠和藍(lán)。在這些實施例中，濾色器可以包括對應(yīng)于rgb顏色模型的紅色濾色器、綠色濾色器和藍(lán)色濾色器。

因此，已經(jīng)描述了3d電子顯示器、3d彩色電子顯示器、3d電子顯示操作的方法和3d彩色電子顯示操作的方法的示例，其采用其采用布置在偏移行中的多波束衍射光柵的陣列和具有濾色器的光閥中的一個或兩者。應(yīng)當(dāng)理解，上述示例僅僅是表示本文所述的原理的許多具體示例中的一些的示例。顯然，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以容易地設(shè)計出許多其它的布置，而不脫離由所附權(quán)利要求限定的范圍。