相控背光的制作方法
【專利說明】相控背光
[0001]背景
[0002]顯示器的背光可通過將光入射到光導中來實現，該光導浮雕有光柵以投射來自光導的平行光線來照明顯示器。然而，顯示器通常消耗大量電力來呈現圖像以供觀看，因為顯示器投射來自背光的光以使觀看者能夠從任何位置看到圖像。
[0003]概述
[0004]本文檔描述了用于實現相控背光(phase control backlight)的技術和裝置。相控背光被配置成將光匯集到顯示器的觀看者的每個瞳孔以使得圖像被顯示到該觀看者的每個瞳孔。相控背光可包括照明器和光導，該光導包括衍射光柵(diffract1n grating)。該光導被配置成接收來自照明器的光線，并且經由衍射光柵將光線衍射出光導。根據各實施例，該光導可被控制以在所述光線在該光導內被引導時更改所述光線的相位以使得被衍射的光線聚集到匯集點，該匯集點對應于該觀看者的每個瞳孔在空間中的位置。
[0005]提供本概述是為了以精簡的形式介紹將在以下詳細描述中進一步描述的簡化概念。本
【發明內容】
并不旨在標識所要求保護的主題的必要特征，也不旨在用于幫助確定所要求保護的主題的范圍。
[0006]附圖簡述
[0007]參考下列附圖描述了用于實現相控背光的技術和裝置的實施例。在各附圖中，使用相同的標號來指示相同的特征和組件:
[0008]圖1示出了可以在其中實現相控背光的示例環境。
[0009]圖2示出了浮雕有衍射光柵的光導的示例。
[0010]圖3示出了相控背光的光導的詳細示例。
[0011 ] 圖4示出了相控背光的示例。
[0012]圖5示出了用于控制相控背光的示例方法。
[0013]圖6示出了可以在其中實現相控背光的示例設備。
[0014]詳細描述
[0015]概覽
[0016]本文檔描述了用于實現相控背光的技術和裝置。相控背光被配置成將光匯集到顯示器的觀看者的每個瞳孔以使得圖像被顯示到該觀看者的每個瞳孔。相控背光可包括照明器和光導，該光導包括衍射光柵。該光導被配置成接收來自照明器的光線，并且經由衍射光柵將光線衍射出光導。根據各實施例，該光導可被控制以在所述光線在該光導內被引導時更改所述光線的相位以使得被衍射的光線聚集到匯集點，該匯集點對應于該觀看者的每個瞳孔在空間中的位置。
[0017]在一些實施例中，相控背光包括照明器和光導，該光導包括在該光導內的液晶層和衍射光柵。該光導被配置成接收來自照明器的光線，并且經由衍射光柵將光線衍射出光導。該光導的液晶層被控制以更改在該光導中傳播的光線的相位或方向以使得被衍射的光線聚集到匯集點。在一些實施例中，匯集點距該光導的距離可通過更改該液晶層的傾斜度(pitch)來控制。
[0018]示例環境
[0019]圖1是可在其中實現相控背光(背光)的示例環境100的圖示。環境100可在顯示設備102中實現，該顯示設備100以示例而非限制的方式被示出為智能電話104、膝上型計算機106、電視設備108、臺式計算機110，或平板計算機112之一。一般而言，顯示設備102可通過向觀看者的每個瞳孔顯示相同圖像來向觀看者提供二維(2D)內容，或通過向每個瞳孔顯示不同圖像來向觀看者提供三維(3D)內容。3D內容可包括用于使得觀看者能夠在內容被顯示時感知該內容內的深度的圖像(例如，立體圖像)和/或視頻。
[0020]顯示設備102包括處理器114和包括存儲器介質118和存儲介質120的計算機可讀介質116。實現為計算機可讀介質116上的計算機可讀指令的應用程序和/或操作系統(未示出)可以由處理器114執行以提供此處所描述的功能中的一些或全部。計算機可讀介質還包括相控背光控制器(控制器)122。控制器122如何實現和使用變化，且在下面更詳細地描述。
[0021]顯示設備102還包括相控背光(背光)124，該相控背光包括照明器126和光導128，該光導包括衍射光柵。光導128可被配置為以全內反射傳送光的多面體波導。光導128被配置成接收來自照明器126的光線，并且經由衍射光柵將光線衍射出光導。如下面將更詳細地描述的，控制器122可控制光導128來在光線在光導128內被引導時更改所述光線的相位以使得被衍射的光線聚集到匯集點。
[0022]作為示例而非限制，照明器126可被實現為激光器、發光二極管(LED)、緊湊圓柱熒光光源(CCFL)、或被配置成在顯示設備中使用的任何其他類型的光源。在一些實施例中，照明器126可被實現為一個或多個激光器，諸如紅光激光器、綠光激光器、以及藍光激光器。紅光、綠光以及藍光激光器可以是半導體激光器，諸如低功率二極管激光器，或任何其他適當的激光器。紅光、綠光和藍光激光器可被控制器122獨立偏置和調制。照明器126還可包括合并光學器件，所述合并光學器件被配置成將來自所述激光器中的每個激光器的單色發射合并以形成光束或光線。如本文所述的，術語“光線”可被用來描述照明器126所發射的“光束”或“光線”。在一些實施例中，照明器126可被控制以形成環形偏振光線。
[0023]顯示設備102還包括顯示器130、傳感器132、輸入/輸出(I/O)端口 134，和網絡接口 136。顯示器130被置于背光124前方，并可被實現為高分辨率、平板電子顯示器，諸如高分辨率液晶顯示器(IXD)，所述顯示器可被配置為全息圖。當被背光124照明時，顯示器130生成可由觀看者觀看的3D內容而無需使用專門的眼鏡。顯示器130可以與顯示設備102分開或與顯示設備102集成；集成的示例包括智能電話104、膝上型計算機106和平板計算機112 ;分開的示例包括電視機設備108以及(在某些情況下)臺式計算機110 (例如，當實現為分開的塔式機箱和監視器(被示出)時)。
[0024]傳感器132收集觀看者位置數據來確定觀看者的每個瞳孔相對于顯示器130在空間中的位置。觀看者位置數據可被用來確定觀看者的每個瞳孔距顯示器130的距離(相對Z位置)、觀看者的每個瞳孔距顯示器的水平軸的距離(相對Y位置)、以及觀看者的每個瞳孔距顯示器130的垂直軸的距離(相對X位置)。傳感器132可與顯示設備102分開或與顯示設備102集成；集成示例包括電視機設備108的傳感器132-1和平板計算機112的傳感器132-2 ;分開的示例包括獨立傳感器，諸如可操作地與顯示設備102、機頂盒，或游戲設備耦合的傳感器。
[0025]傳感器132可通過各種傳感技術，或單獨工作或相互協作，來收集觀看者位置數據。傳感技術可包括，作為示例而不限于，光學、無線電頻率、聲學的(有源或無源的)、微機電系統(MEMS)、超聲波、紅外、壓敏等等。在一些實施例中，傳感器132可接收額外的數據或者與和一個或多個觀看者相關聯的遠程控制設備或游戲控制器協同工作以生成觀看者位置數據。如下面更詳細地描述的，傳感器132可向控制器122提供觀看者位置數據以使控制器122能夠控制背光124以照明顯示器130以呈現匯集到一個或多個觀看者的每個瞳孔的圖像。
[0026]顯示設備102的I/O端口 134允許與其他設備、介質、或用戶的交互。I/O端口134可包括各種端口，諸如作為示例而非限制，高清多媒體(HDMI)、數字視頻接口(DVI)、顯示端口、光纖或基于光的、音頻端口(例如，模擬、光學，或數字)、USB端口、串行高級技術附件(SATA)端口、基于高速外圍組件互連(PCI)的端口或卡槽、串行端口、并行端口，或其它傳統端口。在至少一些實例中，2D或3D內容由顯示設備102經由一個或多個I/O端口 134從另一設備或源(例如，機頂盒或內容接收設備)接收。
[0027]顯示設備102還可包括網絡接口 136，用于通過有線、無線，或光學網絡來進行數據通信。通過這樣的網絡傳遞的數據可包括可通過顯示器130顯示或交互的2D或3D內容。作為示例而不是限制，網絡接口 136可以通過局域網(LAN)、無線局域網(WLAN)、個域網(PAN)、廣域網(WAN)、內聯網、因特網、對等網絡、點對點網絡、網狀網絡等等，傳遞數據。
[0028]圖2示出浮雕有衍射光柵204的光導202的示例200。在此示例中，當照明器126將光線206入射到光導202中時，光線由該光導內的全內反射來引導。光導202的平行側使得光線206的角度在每次光線從光導202的一側反射開時保持相同。然而，每次光線206擊中衍射光柵204時，衍射光柵衍射來自光導202的光線206的一部分以形成經衍射的光線208。因為光導202內部的光線204的相位或角度是不變的，所以經衍射的光線208彼此平行。
[0029]光導202可與照明器結合使用來形成可照明顯示器130以創建圖像以供觀看的背光。然而，顯示器通常消耗大量電力來呈現圖像以供觀看，因為顯