具有模块化偏振像素的3d屏幕的制作方法

专利名称：具有模块化偏振像素的3d屏幕的制作方法
技术领域：
本申请要求2009年3月10日提交的名称为“3D Screen with Modular Polarized Pixels"的美国临时专利申请61/158，838号的权益，于此通过引用并入了其全部内容。
背景技术：
通常，通过提供发射或反射可以被观察者看作图像的光的至少一个平表面来构造常规视频屏幕。三种类型的常规视频屏幕是发光二极管(LED)、等离子体放电和液晶显示 (LCD)屏。典型地，这些视频屏幕包括被分组以形成像素的两个或多个光源。在彩色应用中，光源常常组合红光、蓝光和绿光，来自它们的光混合以为每个像素提供颜色。像素被分组到一起以形成能够向观察者显示文本、图形、图像和视频的屏幕。LED用于产生在室内和室外应用中都得到使用的大屏幕和小屏幕。这样的方法能够受到尺寸的限制，且不容易用于对观察屏幕的人产生三维(3D) 效果。

发明内容
本公开处理前面提到的限制，并且目的在于能够用于显示屏幕上的图像的3D效果的技术，包括系统、方法和装置，该显示屏幕包括多个发光元件(或像素)且对每个发光元件(或像素)有选择性的偏振。像素能够用于制造任何大尺寸的屏幕，而面板方法可被限制到偏振面板的最大尺寸，通常是几英寸。此外，面板中的所有像素能够立刻在相同方向上偏振，即，对于给定的偏振态，整个面板产生整个图像。本发明的实施例能够在任何时刻在任何像素上生成有任一偏振的图像，并具具有如果需要则生成非偏振像素或图像的能力。因此，可实现三维(3D)效果，例如看起来有深度维数的感知图像。整个产生的图像可从任何方向被任一眼睛看见。另外，本公开的实施例能够通过利用按照偏振而不是颜色的图像选择来允许色盲(或受损)个体经历视觉3D效果。在一个总的方面中，一种实现屏幕中的像素的模块化像素发射器组件，所述组件包括输入端，接收像素强度数据和偏振数据，所述偏振数据指示第一偏振态和第二偏振态之一；发射器电路板，包括所述输入端；至少一个发光二极管(LED)，连接到所述发射器板以根据所述像素强度数据发射用于所述像素的光；以及偏振控制组件，配置为响应于指示所述第一偏振态的偏振数据使所发射的光偏振到第一取向角，并响应于指示所述第二偏振态的偏振数据使所发射的光偏振到正交于所述第一角的第二取向角。在另一个总的方面，一种包括像素矩阵以显示偏振图像的模块化视频屏幕。所述屏幕包括形成所述矩阵的多个模块化光源，每个模块化光源包括输入端，接收偏振数据和对应于所述矩阵中的像素的像素强度数据，所述偏振数据指示第一偏振态和第二偏振态之一；发射器电路板，包括所述输入端；至少一个发光二极管(LED)，连接到所述发射器板以根据所述像素强度数据发射用于所述像素的光；以及偏振控制组件，配置为响应于指示所述第一偏振态的偏振数据使所发射的光偏振到第一取向角，并响应于指示所述第二偏振态的偏振数据使所发射的光偏振到正交于所述第一角的第二取向角。所述偏振控制组件可以包括第一偏振层、第二偏振层和液晶显示(IXD)层。所述偏振控制组件包括第一区域和第二区域，所述第一区域配置为响应于指示所述第一偏振态的偏振数据是透明的，并且响应于指示所述第二偏振态的偏振数据是不透明的，而所述第二区域配置为响应于指示所述第二偏振态的偏振数据是透明的，并且响应于指示所述第一偏振态的偏振数据是不透明的。所述第一偏振层可以包括第一区域和第二区域，所述第一区域允许具有所述第一取向角的光通过所述第一区域，所述第二区域允许具有所述第二取向角的光通过所述第二区域；且所述第二偏振层包括第一区域和第二区域，所述第二偏振层的所述第一区域允许具有所述第二取向角的光通过所述第一区域，所述第二偏振层的所述第二区域允许具有所述第一取向角的光通过所述第二区域，其中，所述第一层的所述第一区域对应于所述第二层的所述第一区域，且所述第一层的所述第二区域对应于所述第二层的所述第二区域。所述LCD层可以包括对应于所述第一层和所述第二层的所述第一区域的第一区域和对应于所述第一层和所述第二层的所述第二区域的第二区域，其中，LCD层的所述第一区域和所述第二区域使进入所述LCD层的光旋转90度。施加于所述LCD层的所述第一区域的控制电压禁止光通过对应于所述第一区域的区域偏振控制组件，且施加于所述LCD层的所述第二区域的控制电压禁止光通过对应于所述第二区域的区域偏振控制组件。 每个模块化光源还可以包括处理设备，所述处理设备连接到所述发射器电路板以处理所述强度数据和所述偏振数据，从而控制所述至少一个LED来输出所期望的强度并控制所述偏振控制组件使所发射的光偏振。所述第一角的偏振光可以对应于左眼图像，且正交于所述第一角的所述第二角的偏振光可以对应于右眼图像。当所述像素强度数据对应于左眼图像时，所述控制组件可以设置于所述第一偏振态，且当所述像素强度数据对应于右眼图像时，所述控制组件可以设置于所述第二偏振态。 当所述控制组件可以设置于第三偏振态时，所发射的光能够是非偏振的。每个模块化光源还可以包括盖，所述盖在期望的发射角上均勻漫射来自所述控制组件的偏振光。所述LED可以是三色LED，所述三色LED发射对应于所期望的强度的彩色光。每个模块化光源还可以包括多个LED，所述多个LED连接到所述发射器电路板以根据用于所述像素的期望强度发射光。供应到所述像素发射器组件的所述强度数据可以包括左眼图像数据和右眼图像数据，并且其中所述左眼图像数据能够与所述第一角同步，并且其中所述右眼图像数据能够与所述第二角同步。当通过具有偏振到所述第一角的第一镜片和偏振到所述第二角的第二镜片的观察设备观察时，所述屏幕所显示的所述图像可以具有三维质量。本公开的实施例能够利用时分多路复用像素；相同像素能够用于多次(例如，两次)观察，例如不必是分区；偏振能够按期望的循环(例如，左和右)。这能够提供两倍于分区方法的分辨率。本领域技术人员将认识到，本公开的实施例和/或实施例的部分能够在计算机可读存储介质(例如，硬件、软件、固件或其任何组合)中实现/利用所述计算机可读存储介质实现，并能够在一个或多个网络上分配。于此描述的步骤，包括推导、学习或计算由本公开的实施例利用和/或产生的公式和/或数学模型的处理功能，能够由以任何适当的语言 (机器相关的或机器不相关的)实现适当的代码/指令的一个或多个适当的处理器例如中央处理单元(CPU)处理。此外，体现本公开的方法、处理和/或算法的软件能够在电信号中实现或由电信号携带，例如，用于从互联网下载。虽然于此结合某些实施例描述了本公开的方面，但应注意，本应用领域的技术人员能够在本公开的精神的范围内进行改变。从说明书、附图和权利要求，其它特征将显而易见。


虽然于此描述了本公开的某些实施例/方面，但根据下面的详细描述，根据本公开的其它实施例/方面对本领域技术人员将变得显而易见，其中，通过示例方式示出和描述了示例性实施例。在附图中图1描绘根据本公开的示例性实施例的屏幕系统；图2A描绘根据本公开的示例性实施例的具有可极化状态的模块化像素或光源的交替视图；图2B描绘类似于图2A的实施例的模块化光源的分解图；图3示出根据本公开的实施例的示例性偏振控制组件的操作的实例；图4示出根据本公开的实施例的偏振控制组件的偏振区域的各种配置的实例；图5包括图5A和5B，描绘根据本公开的实施例的将两个模块化像素或模块化光源元件连接在一起的示例性互连元件；图6包括图6A和6B，示出了根据本公开的实施例的在互连元件和光源或像素模块的接合点处的示例性连接；图7示出根据本公开的实施例的屏幕结构的示例性部分；图8示出根据本公开的实施例的屏幕系统的示例性正视图；图9示出根据本公开的实施例的屏幕系统的示例性顶视图；图10示出根据本公开的实施例的用于生成3D或立体图像的示例性过程；图11示出根据本公开的实施例的在菊花链模块化像素之间传输数据的示例性方法；图12示出根据本公开的实施例的将电力分配到屏幕系统中的模块化像素的示例性方法和调节在个模块化像素处的电源的示例性方法；图13示出根据本公开的实施例的示例性屏幕系统；图14示出根据本公开的实施例的用于屏幕系统的示例性DVI控制器；图15示出根据本公开的实施例的左视图和右视图视频数据以及与其相关的定时的组合的实例；图16示出根据本公开的实施例的随着时间的过去使用左视图和右视图视频数据操作的DVI控制单元的实例；图17示出根据本公开的实施例的可用于观察模块化三维屏幕的实例交叉偏振眼镜；
图18示出根据本公开的实施例的另一示例性屏幕系统。本公开的技术和算法能够允许其它和不同的实施例，且能够在各个其它方面更改这些细节。因此，附图和详细描述可被视为在本质上是例证性的而不是限制性的。虽然在附图中描绘了某些实施例，但本领域技术人员将认识到，所描绘的实施例能够是例证性的，且可以设想并在本公开的范围内实践示出的那些实施例的变形以及于此描述的其它实施例。
具体实施例方式下文描述了包括视频屏幕的基本上模块化的结构，视频屏幕由具有偏振态的单独的模块化光源的矩阵组成以显示可以被观察者感知为三维(3D)的偏振图像。在总体结构中，单独的模块化光源的矩阵可由模块化互连元件保持在适当的地方，以产生通常两维的平面结构。互连元件携带由模块化光源使用的电力和电信号。每个模块化光源可构成具有偏振态的屏幕的像素。因为结构对于单独的模块化光源或像素可以是完全模块化的，所以总体结构可被定制为任何期望的尺寸和分辨率，如下文更详细描述的。此外，每个像素可以是偏振的。作为结果，如果需要，除了产生非偏振像素或图像以外，屏幕还可以在任何像素在任何时间产生具有不同的偏振的图像。使用偏振眼镜，观察者可将屏幕所产生的图像感知为三维的。此外，观察者的任一眼从任何方向可看见整个图像。左眼和右眼的像素可以是相同的像素。图1示出根据示例性实施例的视频屏幕的总体结构100的一个实例。结构100包括多个光源101、互连元件110、电源120、控制器信息分配系统130、数据链路140、视频或控制信息或控制信息源150、视频信号或控制信息链路155和电力链路160。屏幕100能够在设计上是模块化的。例如，每个光源101和每个互连元件110能够基本上是相同的。四个或更多光源101可使用互连元件组合以形成任何期望尺寸和分辨率的矩阵，如结合下面给出的实例解释的。光源101包括定位成向观察者发射光的一个或多个灯的组件。可使用任何类型的光源。在一个实施例中，能够通过每个光源101来提供一个或多个LED以向观察者发射光。 如果能够使用两个或多个不同颜色的灯，则它们的光可被混合以发射不同的颜色。例如，当红色、绿色和蓝色LED的强度能够受到控制且它们的光可被混合时，使用红色、绿色和蓝色 LED的组合可产生多于10. 7亿种颜色。可使用很多不同的调制技术来控制光的强度，该调制技术例如为脉冲宽度调制、频率调制、振幅调制或固定频率-固定持续时间调制。光源能够包括用于数据通信和电力供应的触头。每个光源101可用于实现显示屏的像素，如下面更详细描述的。每个光源或像素101能够是模块化单元，其可由包括多个互连元件110的框架固定。互连元件110能够用于将模块化光源101彼此间隔开，并提供对总体结构100内的模块化光源101的支撑。互连元件110能够形成有一尺寸，使得互连元件110通过固定灯元件来提供屏幕的结构强度和整体性，同时将互连元件110对结构的观察者的可见性最小化到当作为整体观察结构时互连元件110能够通常不被观察者感知的程度。通过使用半透明和/或透明材料来构造互连元件110可进一步减小互连元件110 的可见性。例如，当支撑结构能够由半透明和/或透明材料例如玻璃、树脂玻璃或透明或半透明塑料制成时，得到的结构能够由观察者感知为基本上在视觉上是透明的。互连元件110还可由暗颜色(例如，黑色)或最小化从视频屏幕反射的光的量的其它颜色制成，该光可能对眼睛是较难察觉的。互连元件110还可使模块化光源101彼此充分间隔开，使得能够在光源101之间形成相当大量的未使用的空间，以给观察者一种结构能够基本上被看穿或透明的感觉。虽然图1将相邻的模块化光源101之间的相对间隔显示为等距的，但可使用不同的互连器长度。例如，模块化光源101的列或模块化光源101的行之间的距离可以被改变， 形成例如矩形矩阵而不是正方形矩阵，且通过使用至少两种不同长度的互连元件110(例如，用于互连行中的元件的第一长度和用于互连列中的元件的第二长度)。在图1所示的实例中，每个模块化光源101可由两个、三个或四个互连元件110连接。互连元件110以通常平面的栅格状图案将模块化光源101定位在结构内；然而，也可实现其它非平面结构，如在下面更详细解释的。虽然在屏幕中的每个模块化光源101能够是相同的并可以放置在屏幕中的任何位置上，每个模块化光源101可设置有唯一的光颜色和强度值用于显示。因此，可生成任何视频图像或光图案并将其提供到屏幕用于显示或照明效应。在下面能够更详细地描述向每个模块化光源101提供唯一的光颜色和强度值的数据分配方案。电源120向模块化光源101提供电力。可使用可以与模块化光源101兼容的任何电源。能够理解，可使用一个或多个单元来实现电源，并且电源可包括对到特定的实现所需要的模块化光源101的电力进行整流、转换和/或供应所需的任何数量的设备。只要电源供应必要的电流，则单个电源120能够用于给整个屏幕供电。在图1的实现中，单个48伏的 DC电源能够用于给整个屏幕100供电。如下所述，单独的电力调节器可由模块化光源101 提供以按需要由在任何应用中使用的模块化光源的特定电路(例如，在光源的电子板上的 5伏逻辑)调节电压。使用一个或多个控制板可实现控制/数据分配系统130。每个控制板可利用处理设备，诸如例如处理器、ASIC、数字信号处理器、微计算机、中央处理单元、可编程逻辑/门阵列或除了其它信号以外还生成用于控制光源101的控制信号的其它数字逻辑设备。处理设备能够以规定的方式响应于并执行指令。处理设备可运行一个或多个软件应用程序以命令并指导处理设备，软件应用程序例如是产生控制和/或数据信号的应用，控制和/或数据信号用于控制光源101以期望的方式发射光——包括例如控制所发射和/或显示文本、图形、图像和视频的光的颜色、强度和对比度。软件应用程序可包括用于独立地或共同地指示处理设备按需要操作的计算机程序、代码段、指令或其组合。处理设备还可响应于应用而访问、存储和/或创建数据。应用程序和数据可永久或暂时地嵌入于任何类型的机器、部件、物理或虚拟设备、 存储介质或能够提供至处理设备或由处理设备解释的指令或数据的传播的信号波中。特别是，控制器130可包括一个或多个存储介质或存储器以存储应用程序或数据，存储器可包括易失性和非易失性存储器(例如，只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、闪存、软盘、 硬盘、光盘、磁带、DR0M、双稳态多谐振荡器(flip-flop)、寄存器、SRAM、DRAM、PROM、EPROM、 0PTR0M、EEPR0M、NOVRAM或RAMBUS等)，使得如果存储器可由处理设备读取，则能够执行指定的步骤、过程和/或指令。存储器可包括接口，使得数据和应用程序可被装入并存储在存储器中，允许应用程序、编程和数据被更新、改变或增加。存储器还可以是可移除的，诸如例如能够插在设备中或从设备移除的卡、棒或盘。结果，存储器可适应不同组的数据和/或程序，以允许处理设备适合于不同的应用、用途、实施例、情况和/或场景。控制/数据分配系统130还可包括一个或多个接口。可设置这些接口来使用各种通信路径140与系统单元或部件的部件交换数据。接口可作为处理设备的部分或单独地来实现以允许处理设备与其它设备进行通信。接口可包括两种或多种类型的接口，包括用于不同类型的硬件和用于不同类型的通信介质和协议的接口，以将信息转换成可被处理设备使用的格式。类似地，接口可经由通信路径将从处理设备接收的数据/信息转换成可被传输到系统的其它设备或单元例如光源101的格式。接口允许处理设备使用通信路径发送和接收信息。特别是，控制器可具有相同接口信号的多个输出，这允许该信号被分支到多个数量的其它控制单元。下面能够详细描述到像素的控制或视频信息的分配的细节。可通过数据通信链路155将用于通过屏幕100显示的数据从控制或数据源150提供到控制/数据分配系统130。控制或数据源150向控制数据/分配系统130提供显示控制/数据。控制数据包括伴随视频数据的期望偏振态。控制/数据分配系统接着提供单独的模块化光源101所使用的第一和第二视频数据形式(例如，左眼和右眼视图)的数据，模块化光源所使用的数据偏振、强度和/或颜色数据，以在屏幕100内的期望像素处提供期望的照明。使用通信路径140可将控制/数据信号提供到结构。通信路径140可使用数据电缆来实现。通信路径140可连接到屏幕100的第一行模块化光源101。能够接着使用数据分配方案将控制/数据信号从第一行模块化光源提供给每个光源，如下面更详细地解释的。可使用连接到模块化光源的互连元件110所提供的控制信号路径将控制/数据信号传送到每个光源，如下面更详细描述的。控制器130将信号提供到屏幕100的每个模块化光源101或像素，以控制光的强度和模块化光源101的偏振。控制/数据分配系统130可控制每个光源101或像素的两种或多种颜色的光的组合，以产生彩色光(例如，红色、绿色和蓝色发光二极管可产生多于10. 7 亿种颜色，或对人眼产生完整的光谱)。模块化光源101可通过使用调制技术控制光源101 的每种光的强度来混合光，调制技术例如是利用控制/数据分配系统130所提供的数据的固定频率-固定域调制、脉冲宽度调制、频率调制、振幅调制。提供到每个光源101的数据集可包括强度数据，该强度数据包括接收数据集的光源的强度数据。通过控制每个模块化光源101或像素，可控制整个屏幕100来显示文本、图形、图像和视频或其组合。此外，数据包括控制偏振态(例如，偏振1、偏振2和无偏振)的控制信号，其被提供到每个光源以使从光源101发射的光偏振。偏振态1和2可以是交叉偏振的或彼此正交的。结果，可将屏幕 100控制到单独的像素水平，以以一种或多种偏振态显示文本、图形、图像、照明和视频或其它组合。此外，整体显示(或其部分)可由配戴适当的观察设备或镜片的观察者感知为三维的。总体结构100可以由允许形成不同尺寸的结构的模块化部件形成。在一个实施例中，模块化光源101通常能够位于一平面中以在该平面的一侧上以多个行和列发射光。在图1的实例中，可看到7像素宽乘9像素高(总共63个像素)的屏幕；然而，对于所需要的像素分辨率和期望的屏幕尺寸，整个(overall)屏幕可由任何数量的行和列形成。光源101 能够通过互连元件110定位于结构内。互连元件110固定模块化光源101并且除了用于模块化光源101的供电和控制的电连接以外还向结构提供机械整体性和/或强度。图2A描绘实现为具有多个偏振态的像素发射器组件200的光源的一个实例。像素发射器组件200能够是发射可见偏振和非偏振光辐射的模块化结构。如图2所示，偏振像素发射器组件200包括发射器电路板201、LED205、数据触头210、电力触头215、偏振控制组件217、壳体220、狭槽225、透明盖230。偏振像素发射器组件200包括LED发射器电路板201以安装、控制LED205并给其供电。在一个实现中，四个三色LED能够安装在发射器板201上，并能够根据从控制/数据分配系统130和电源120提供到每个偏振像素发射器组件200的数据和电力被电驱动到一种颜色和/或强度。每个发射器板201具有两组数据触头210和两组电力触头215。数据触头210与互连元件110耦合以允许数据被输入到每个像素发射器组件200并从每个像素发射器组件 200输出。数据触头210可在LED发射器板201上彼此相对地布置在壳体中的第一轴上。电力触头215也与互连元件110电耦合以从电源120接收电力。电力触头215可在LED发射器板201上彼此相对地位于能够正交于第一轴的第二轴上。作为此取向的结果，像素发射器组件可以互连，使得数据和偏振信号沿着第一轴行进，而电力沿着第二轴行进。在一个实例中，能够使用数据连接来提供偏振信号；然而，作为替代，能够使用电力连接来提供它们。除了提供电力、强度和颜色控制以将LED 205驱动到期望强度和颜色以外，发射器电路板201还根据从控制/数据分配系统130提供的偏振控制命令数据来控制偏振控制组件217的状态。虽然在此实例中，此偏振控制数据能够经由互连元件110通过单独的电子线路传输，但是在另一配置中，偏振控制数据可作为强度/颜色数据集的部分或除了该数据集以外作为强度/颜色数据集的部分传输。偏振控制组件217包括第一偏振层277、液晶显示(IXD)层279和第二偏振层观0。 层277、279和280能够设置在彼此基本上平行的平面中。第一和第二偏振层277和280均包括至少两个偏振区域以使穿过这些层的光偏振。偏振层277和280的一半包括第一偏振区域观1，使得穿过区域281的光具有第一取向或偏振角。偏振层277和280的另一半包括第二偏振区域观3，使得穿过区域观3的光具有第二取向或偏振角。从这些区域发射的光的第一角和第二角能够彼此正交。第一和第二偏振区域281和观3能够具体地位于层内， 使得第一偏振层277的第一偏振区域281基本上对应于第二偏振层280中的第二偏振区域 2830同样，第一偏振层277的第二偏振区域283能够基本上对应于第二偏振层观3的第一偏振区域281取向。换句话说，穿过第一偏振层277的第一偏振区域的光可穿过第二偏振层280中的第二偏振区域观3，而穿过第一偏振层277的第二偏振区域283的光可穿过第二偏振层观0的第一偏振区域观1。IXD层279可夹在第一层277和第二层280之间。IXD层279还能够分成对应于第一偏振层277的第一偏振区域281和第二偏振区域观3以及第二偏振层观0的第二偏振区域283和第一偏振区域的区域的两个区域285和观7。虽然元件277、279和280在图2中均示为单个盘，但将认识到，为了容易制造，元件可由两个或更多单独的部分形成。当来自发射器板201的控制电压能够施加到第一区域285时，由LED205发射的光能够由偏振控制组件217的对应一半阻挡。当控制电压能够被移除时，由LED发射的光能
12够由偏振控制组件217的对应一半偏振为第二取向角。同样，当来自发射器板201的控制电压能够施加到第二区域287和从第二区域287移除时，偏振控制组件217的对应一半阻挡并发射具有第一取向角的光。如果控制电压能够施加到LCD区域285而不是IKU则具有第一取向角的偏振光可从像素发射器组件200发射(例如，第一偏振态)。如果控制电压施加到LCD区域287而不是观5，则具有第二取向角的偏振光可从像素发射器组件200发射(例如，第二偏振态)。如果控制电压施加到两半285和观7，偏振控制组件217阻挡LED 205所发射的光(例如，第三偏振态)，和/或如果这两个控制电压均被移除，则偏振控制组件217发射非偏振光(例如，第四偏振态)。在一个实例中，IXD区域285和287可使用商用液晶显示器来实现。下面能够关于图3更详细地描述偏振控制组件217的操作。发射器板201还包括存储设备(未示出)以存储强度和偏振数据。发射器板201 还包括处理设备(未示出)以控制LED 205所发射的光的强度并控制偏振控制组件217 来根据偏振数据所指示的状态之一使光偏振(例如，通过控制施加到第一和第二区域的电压)。发射器板201还包括电压调节器(未示出)，其使供应电压(例如，48伏DC)下降到用于给发射器板201的部件供电的调节电压(例如，5伏特DC)。发射器板201能够安装在壳体220中。壳体220可包括四个连接器狭槽225以连接到多达四个互连元件110。连接器狭槽225允许接近发射器板201的触头210和215。 此外，控制器狭槽225帮助将互连元件110固定在适当的位置。壳体220还可包括几个安装部件，例如定位物(tab) 235，其用于安装销或螺钉以为了整个结构的增加的物理集成度 (integrity)而允许组件固定到附加的框架或结构，如上所述。像素发射器组件200还可包括透明盖230以保护电子器件，同时允许所发射的光穿过。透明盖230可被搭扣安装或拧到壳体220上，允许移除和/或更换。能够以光学和 /或漫射品质形成盖230，该品质使从发射器板201的LED发射的光漫射以使光发射更均勻地分布在期望发射角上。因为透明盖230能够由三个偏振态的任一个照明，所以相同像素 (或光元件/源)能够用于左和右视图，无需求助于分区(sub-area)分割。因此，本公开的实施例能够比利用分区偏振的系统/技术提供更大的分辨率(例如，多达两倍)。图2B描绘类似于图2A的实施例的实施例160的分解图。如图2B所描绘，具有偏振态的模块化像素在示例性实施例中能够用作较大的视频显示屏或照明系统的模块化部分。如在图2B中看到的，其能够封入具有四个像素连接器口(port) 164的像素壳体162 中。这些口 164能够用于将像素物理地保持并定位在屏幕阵列中，以及提供其它功能，例如视频信号信息、电力控制和/或偏振控制。从LED 166发射的光(其能够是三色的)能够由通过在连接器口 164处的连接获得的视频数据控制。视频信号能够由电路板168(其能够是或包括视频驱动器/卡的功能)处理，电路板168将LED 166驱动到期望的强度和颜色，并且还能够控制偏振控制组件170的状态。为了视频图像的任何特定的刷新，视频阵列中的每个像素能够具有其自己特定的强度和颜色。此发射的光穿过偏振控制组件170，偏振控制组件170能够为三个可能的状态的任一个，其能够由偏振控制命令数据所确定，该数据也能够通过连接器口 164上的电缆获得。在示例性实施例中，这三个可能的状态能够是偏振态I、偏振态II或无偏振。
偏振态I和II能够彼此不同。在示例性实施例中，偏振态I和II能够是正交的 (90度)，或基本上如此，因此当被通过偏振镜片观察时能够是相互排它的。能够通过激活偏振控制组件的特定区域例如区域172或174来实现这两个偏振态，使得穿过不期望的偏振方向的光能够被偏振LCD层阻挡，偏振LCD层用来交叉偏振(阻挡)不期望的方向。这只留下期望偏振态来发射光。能够通过不激活任一偏振控制方向来获得能够是非偏振的第三态，从而允许光穿过偏振控制组件170的两个部分，并导致非偏振光。处于三个期望态的任一个的得到的发射光穿过漫射器盖170，漫射器盖170将光均勻地散布在整个期望的观察角中。继续参考图2B，偏振控制组件170可包括材料的夹层(或分层的叠层)，例如IXD 层。当LCD层能够受到电压作用时，其产生偏振屏障(barrier)，该屏障仅允许具有特定的偏振角的光通过。通过使该LCD层夹有能够被交叉偏振的偏振材料，这两层在LCD能够被激活(activate)时变得不透明，并在IXD被去激活时使光通过。通过在偏振控制组件170 中具有两个这样的区域，能够以任一偏振阻挡光的通过，或不阻挡其通过。当一部分能够被阻挡时，其余部分发射期望的偏振，反之亦然。这两个部分能够按任何适当的图案例如但不限于图2B中的图案来划分，其中，能够与水平偏振部分相对照地示出偏振控制组件170的竖直偏振区域。如所示，可提供漫射体178以便无论使用哪个偏振均对像素产生均勻的照明(或均勻/平均的照明)。当通过不激活任一 LCD区域都不阻挡任一偏振时，得到的光能够是非偏振的。注意，虽然所示偏振控制组件170具有两个光传输区域，但是对于任何状态实际LED光能够从相同的LED发射，且得到的漫射光对于任何状态例如相同像素能够是一致和相同的位置。当大的视频屏能够由具有偏振态的这些模块化像素构成时，结果可以是屏幕，其能够显示具有设定的偏振角的视频图像。通过使左眼图像和右眼图像交替同时使偏振角同步，结果能够是一个偏振方向的左眼图像的表示，和相对于左眼图像具有交叉偏振角的右眼图像的表示。这两个图像均能够是从任何角度可见的。这两个图像可从相同的像素模块发射，从而左图像和右图像可确切地在相同地方，虽然它们表示不同的视点。可能没有图像的子划分来产生交叉偏振的图像；图像从而能够是使用分区来使图像偏振的任何方法的分辨率的两倍。当观察者能够佩戴正确的观察眼镜300时，例如如图17所示，能够以3维或 3D观看图像。左眼图像能够通过左眼镜片的正确偏振与左眼隔离，而右眼图像能够与右眼镜片320隔离，因为它能够相对于左眼被交叉偏振。图3更详细地示出偏振控制组件217的操作的一个实例。通常，光偏振材料仅仅允许光波的一个轴穿过材料，得到“偏振”光，其中光波振动能够在单个角的平面中而不是在整个360度上扩展。当偏振光撞击能够与第一层处于90度对齐(例如，正交于第一层) 的相同的偏振材料的第二层时，几乎所有的光都能够被阻挡，因为只允许在90度的光振动的第二片能够被给予有穿过第一层之后的排它地0度的光振动。当第二层能够相对于第一层在任何其它角度时，光强度根据角的余弦变化。换句话说，在0度时，CosO = 1且100% 的光能够通过(例如，透明的)，而在Cos90 = 0时，0%的光能够通过(例如，不透明的)。 因此通常，强度I = Cosine (第二片相对于第一片的角)。一些分子由于其非对称性将偏振光旋转了某个角。在被光能撞击时，分子的非对称性使它在一个特定的方向上旋转。分子的此旋转使偏振光以稍微旋转的角偏转。对于具有此旋转特性的任何给定的分子，溶液越浓，或光穿过她传播得越远，则偏振光的旋转角就越大。一些分子在右(顺时针)方向上旋转偏振光，而当以第一配置的镜像配置构造时，相同分子式使偏振光向左(逆时针)旋转。该分子虽然具有相同化学分子式，但能够根据其对偏振光的旋转的特性表示为-R或-L。假定所使用的该材料可按任何期望的厚度和任何期望的浓度制造，则能够将材料制造为在偏振光穿过材料时使偏振光旋转90度(即，将偏振光扭转90度)。一些旋转材料在受到电压作用时暂时丧失旋转偏振光的能力。因此，当该材料的片受到变化的电压信号作用时，材料在电压信号能够在关闭状态时旋转偏振光， 而在电压信号能够在开启状态时不旋转偏振光。LCD可以是这些效应的实际应用。如图3所示，各种配置示出偏振控制组件217的设计原理。应注意，下面的实例仅为了说明和描述的目的而使用术语竖直和水平矢量以及偏振，且彼此能够正交的任何角或偏振能够用于实现下面描述的偏振控制组件217的竖直和水平偏振方案。如实例300中示出的，光301(由LED 205发射)包括水平矢量310和竖直矢量 312(除了为了简单起见未示出的其它矢量以外)。当光301穿过层277的第一偏振区域 281时，光301变成竖直偏振的，因为只有竖直矢量310才穿过偏振区域281 (其被设定到竖直取向)。光强度可大约是原始强度的约50%，因为这两个光振动矢量的一个已被消除。 偏振光进入层279的区域观5的IXD，区域285将偏振光从竖直矢量310旋转到水平矢量 314。LCD的旋转材料的深度和密度可选择成提供总旋转316或90度的扭转。旋转的方向能够由316上的箭头指示，然而，90度的右旋转给出与90度左旋转相同的最终取向(例如， 右或左旋转提供水平偏振光)。第二层280的偏振区域283能够设置在水平取向，所以水平光314穿过区域观3，而无改变作为水平偏振光314射出。总之，非偏振光301在穿过这组层277、279和280之后变成水平偏振光314。如在实例320中所示的，光301 (由LED 205发射)包括水平矢量310和竖直矢量 312 (除了为了简单起见未示出的其它矢量以外)。当光301穿过层277的第二偏振区域283 时，光301变成水平偏振的，因为只有水平矢量312才穿过偏振区域283 (其被设定为水平取向)。光强度能够是原始强度的约50%，因为这两个光振动矢量的一个已经被消除。偏振光312进入层279的区域287的LCD，区域287将偏振光从水平矢量312旋转到竖直矢量 322。LCD的旋转材料的深度和密度能够选择成提供总旋转316或90度的扭转。旋转的方向能够由316上的箭头指示，然而，90度的右旋转给出与90度左旋转相同的最终取向(例如，右或左旋转提供水平偏振光)。第二层观0的偏振区域281能够设置为竖直取向，所以竖直光322穿过区域观1，而无改变作为竖直偏振光322射出。总之，非偏振光301在穿过这组层277、279和280之后变成竖直偏振光322。实例330示出施加于IXD层279的区域观5的控制电压331的效应。在此实例中，当光301穿过层277的第一偏振区域时，光301变成竖直偏振的，因为只有竖直矢量310穿过偏振区域观1。然而，当来自发射器板201的控制电压331能够施加到区域285 时，区域观5的旋转效应316能够被禁止，且竖直矢量310穿过区域285而无旋转。当竖直偏振光310能够设置为水平取向的区域283时，竖直偏振光310能够被阻挡。结果，基本上没有光从能够实际上是不透明的这组层277、279和280射出。实例340示出施加到IXD层279的区域287的控制电压331的效应。在此实例中， 当光301穿过层277的第二偏振区域283时，光301变成水平偏振的，因为只有水平矢量312穿过偏振区域观3。然而，当来自发射器板201的控制电压341能够被施加到区域IKl时， 区域观7的旋转效应316能够被禁止，且水平矢量312穿过区域287而无旋转。当水平偏振光312撞击能够设置为竖直取向的区域281时，水平偏振光312能够被阻挡。结果，基本上没有光从能够实际上(effectively)是不透明的该组层277、279和280射出(emerge)。因此使用在LED 205前方的图案中的IXD区域285和IKl的组合并根据偏振控制信号向其施加控制电压，能够将出射的光控制为水平偏振的(电压只施加到观幻、竖直偏振的(电压只施加到观7)、非偏振的(没有电压施加到285或观7，导致存在两个矢量310 和31 、或根本没有光(电压施加到285和mT)。虽然偏振组件217在图2A中能够示为分成两个对称或镜像的半部分，其它配置能够示于如图4中所示。在一个实例401中，偏振材料和LCD区域可分成四个象限。象限I 和III可发射并阻挡第一偏振的光。象限II和IV可发射并阻挡第二偏振的光。其它复杂的配置410是可能的，其中基本上该区域的一半对一个偏振态能够是偏振并阻挡的，而该区域的对应另一半能够是交叉偏振并阻挡的，即使这些半部分不是对称或镜像的。图5示出被实现为支柱500的互连元件110的一个实例。支柱500包括能够通常是沿着第一轴的圆柱形的主体部分501。主体部分501包括相对硬的外部壳体，其提供跨其轴的阻力(例如，允许主体的某种屈曲或弯曲)并能够沿着其轴非常坚固(例如，主体抵抗缩短或延长)。主体501的壳体封装向像素发射器组件200提供数据信号和电力的多个数据/电力线。支柱主体501的每端包括与像素发射器组件200的任何连接器狭槽225配合的连接器510。支柱连接器510包括可插入像素发射器组件连接器的狭槽225中的部分511。每个支柱连接器510包括多个销515以提供对数据和/或电力线的连接。因为连接器510能够插入狭槽225中，连接器510中的销与对应于狭槽225的数据触头210或电力触头215 电耦合。连接器510的销515与对应的数据触头210电耦合以接收或输出发射器板201的显示数据或电力触头215以提供或接收电力。结果，支柱500可用于沿着电力轴或数据轴 (例如，行和列)连接像素发射器组件200，且单个类型的支柱500可用于构造整个屏幕。 从而，像素的模块化能够被完全实现为任何数量的像素发射器组件200，或任何配置的屏幕 100能够由支柱500和像素发射器组件200的基本元件构造。连接器510还包括一对紧固件520以将支柱500固定到像素发射器组件200。主体501的机械硬度能够由紧固件520的正锁定机构增强。在一个实现中，紧固件可以是夹子或爪。支柱主体长度的尺寸可以在制造期间改变以提供像素发射器组件200之间的各种间隔选择。对于较小的屏幕(例如，对于示例性实施例，对于具有3. 5至4英寸的长度的支柱在高度上多达大约20个模块化像素)，仅仅支柱500对屏幕100提供足够的机械强度和整体性。对于较大的应用，像素发射器组件单元200可以被坚固地安装到能够是透明或半透明的支撑件、支架和/或框架上，以提供足够的机械支撑来维持屏幕的物理整体性，同时得到的屏幕仍然能够被看穿。图6示出图2和3的像素发射器组件200的狭槽225与支柱500的连接器510的配合。每个支柱连接器510包括封装多个销的突出部分511，这些销能够插入到像素发射器组件狭槽225中。销与发射器板201的触头电耦合以传送电力和电子数据信号。部分511可包括隆起部或导引部640以确保连接器510的正确取向和当插入像素发射器组件连接器 225中时的对齐。支柱连接器510还可包括间隔物620例如环，以提供更好的摩擦配合。间隔物6 可以是稍微柔性的以允许容易插入狭槽225中或从狭槽225移除，同时提供滑动配合。支柱连接器紧固件520可包括两个正(positive)锁定爪630以提供构造屏幕所需的机械硬度。因为支柱连接器410能够插入像素发射器组件连接器225中，所以当突出部分511进入狭槽225中时，爪630沿着像素发射器组件连接器的相对侧行进。当爪630 沿着侧面行进时，它们遇到像素发射器组件连接器的突出部或隆起部640。因为支柱连接器510能够被插入，所以爪相对于支轴650弯曲或变形，同时在隆起部640之上经过，以允许支柱连接器510继续被插入。一旦支柱连接器510能够插入足够远以产生销和触头之间的电接触，爪630就在隆起部640之上经过，允许爪630重新配置或迅速移动回到其原始取向。一旦爪630重新配置到其原始取向，爪630的钩645就倚着隆起部640锁定以阻止支柱连接器510从狭槽225移除。紧固件的尾部660便于爪绕着支轴650的变形，使对应的钩部645从隆起部640 解除锁定并允许支柱连接器510从像素发射器组件连接器移除。连接器布置允许屏幕的容易组装和拆卸以及任何零件的更换。当然，可以使用其它类型的紧固件。例如，螺钉或销可用于将支柱连接器固定到像素发射器组件连接器。也可使用其它类型的搭扣紧固件。此外，支柱连接器510可以模制为螺钉或接合销钉(bayonet)，其能够通过将连接器510扭转、旋拧或刺入适当的位置而插入狭槽中。图7示出屏幕结构的一部分的实例，该屏幕结构由可用于形成视频屏的像素的单独的光源像素发射器组件200的矩阵700组成。每个像素发射器200能够通过互连元件 110例如支柱500来固定在屏幕内的其位置上。支柱500使像素发射器200通常在平面中相对于彼此以列和行的形式固定。在图7所示的实例中，可示出矩阵的2X2部分。2X2矩阵可由所需的附加像素模块扩展，以创建期望尺寸和分辨率的屏幕。通过改变矩阵的数值尺寸，能够实现任何分辨率或尺寸的视频显示器。通过改变支柱400的长度，能够实现任何期望屏幕点距(pitch)(例如，像素间距)。图8和9分别示出不平坦平面(例如弯曲的屏幕)的实例的正视图800和顶视图 900，该平面可使用光源101和连接元件110来形成。如此实例中所示，屏幕可以三维以不平坦的栅格形成。使用沿着一个连接轴(电力或数据)的互连元件110可实现该栅格，该连接轴能够是非线性的、折曲的或弯曲的。使用沿着两个轴(例如，电力和数据)的能够为非线性的、折曲的或弯曲的互连元件110可用于实现具有球形或其它更复杂形状的屏幕。具有偏振态的像素发射器组件可用于给观察者显示观看3D或立体图像或视频的效果，如下面解释的。3D效果要求通过同时向每只眼显示两个分开的图像(从间隔开大约正常眼间距的两个记录设备产生)来激活观察者的双目视觉。提供到像素发射器组件的数据流包括两组图像。像素发射器组件将这两组图像分成正确的相应立体图像用于显示给观察者，如下面更详细地解释的。图10示出常规摄像机1001的实例1000。摄像机1001可以是视频、膜或将移动的图片记录为一系列静止的照片1020的任何其它形式的记录介质。通过以比人视觉的持久性(例如，大约20毫秒)快的速率提供该系列静止照片1020，人观察者看到连续的移动图片。在此实例中，能够给左眼和右眼1030显示相同图像组1020。结果能够是对观察者表现为平坦或2维的图像。为了提供立体或3D图像，能够给两只眼显示分开的图像以说明双目视觉(提供深度透视/感觉)，例如，如实例1040中所示的。3D摄像机1050可用于此目的。3D摄像机 1050具有两组镜片和图像记录器。镜片能够分开大约等于人眼的平均间隔的距离。当然， 如果比例模型或影像能够被3D照相，则摄像机镜片间隔也能够相应地依比例调整。两组镜片记录两组图像1060和1070，每组图像表示将被左眼或右眼看到的视图。这些组图像能够接着分成左眼和右眼图像用于观察。像素发射器组件通过显示使用第一偏振(例如，水平偏振)1080的左图像和使用第二偏振(例如，竖直偏振)1085的右图像来实现图像的分开。当图像的观察者能够能佩戴一付眼镜或镜片时，其中左眼有水平取向的偏振材料1082 形成的镜片而右眼具有竖直取向的偏振材料1087形成的镜片，观察者的左眼只看到左图像1060，而右眼只看到右图像1070。结果能够是对观察者的3D视觉效果。图11实例像素发射器组件200内的数据流的一个实例1100。数据流包括一系列图像数据流1101和偏振信号流1102。数据流能够由像素发射器组件200经由其数据触头 210之一从支柱400接收。图像数据流1101能够是表示像素发射器组件200的LED的强度值的一系列数据位流。像素发射器组件200处理所接收的数据流1101以从对应于期望强度和/或颜色的该系列位流提取数据包(例如，预定数量的位)，该期望强度和/或颜色将由LED输出。在一个实例中，每个像素发射器组件200包括用于存储相同数量的位作为期望数据包(例如，32位)的存储器设备(例如，移位寄存器)。该系列数据流1110能够根据时钟脉冲移动进和/或出像素发射器组件200。当预定用于特定的像素发射器组件200 的数据能够移动到寄存器中时，单个闩脉冲触发存储在移位寄存器中的数据用于由像素发射器组件200使用，作为像素发射器组件的强度/颜色显示数据。下面可更详细地描述屏幕内的数据流。偏振信号1102能够被提供到发射器板201的偏振控制电子器件。为了使像素发射的偏振提供3D效果，可能需要表示左眼图像和右眼图像的两组数据。这两组数据能够被流线型化(streamline)为单个数据流1101并通过使用偏振信号1102被提取为两个图像。对于3D，这两个图像组能够设置为彼此交错的视频信号，表示立体或3D对的左视图和右视图。偏振信号1102指示在特定时刻信号是左视图、右视图还是都不是。偏振信号包括两个方波以使每个像素的偏振同步。在一个配置中，偏振信号1102能够穿过相同支柱作为显示数据流，但也可使用电力支柱。在一个实例中，整个屏幕以非常快的切换率同时使用相同的偏振信号(例如，整个屏幕显示左视图，接着显示右视图)；然而，于此这可为解释方便而简单地完成，且可使用左视图和右视图的其它切换方案和交错。图12示例在像素发射器组件200内的电力流的一个实例1200。像素发射器组件 200包括用于接纳至少一个电压源以给像素发射器组件200供电的电力触头215。例如，电力触头215可包括接纳正电源1201(例如，48伏电源)和地线1220的触头。电源1201和地线1210都能够输出到与接纳电力触头215相对的电力触头215作为电压源输出1230和地线1240。在一个实现中，所接纳的电源1201和地线也能够连接到电压调节器1250。电压调节器1250处理所接收的电力以产生能够与LED发射器板201(例如，整齐的(clean) 5伏DC)的部件兼容的电力电平1260。电压调节器的增加提供了可靠和确切的5伏电压以由像素发射器组件200使用，而不考虑在48伏电源线1201上的电压噪声或电压降。此外，流经连接到像素发射器组件200的支柱500的电流能够低于电源线被提供的由电路板所使用的较低电压(例如，5伏)。图13示例由屏幕系统1300显示的图像(presentation)的数据流的实例。系统 1300包括向观察者呈现显示数据1310的具有6X6矩阵的多个像素发射器组件200的屏幕1301。显示数据1310可以表示形状、图案、物体、图片、图像、视频或期望呈现给观察者的任何其它期望的发光。根据图13所示的实例，显示数据1310可包括视频图像。显示数据 1310还可包括用于控制像素发射器组件200来创建左眼和右眼图像的偏振信号，如下面更详细地解释的。在示例性实施例中，能够使用具有DVI连接器(例如，打算用于LCD监控器的标准输出端)的DVI电缆将显示数据1310作为DVI信号1320提供给DVI单元1321。能够使用连接DVI单元1321的DVI连接部1325将DVI信号1320提供给附加的DVI单元1321。供应屏幕矩阵的列所需的DVI单元1321可以按这种方式以菊花链连接在一起。然而，当实现较大的屏幕时，可利用使用第二 DVI输出连接部1330的附加组的DVI单元1321，如下面更详细解释的。每个DVI单元1321通过电缆1340在像素发射器组件200的相关列的起始处呈现从DVI信号1320得到的数据流，如下面详细解释的。电缆1340包括连接器(例如，连接器510)，其与在屏幕矩阵的第一行中的每个像素发射器组件200的狭槽225配合。当然， 虽然于此在DVI信号/硬件的背景中描述了实施例，但是能够使用其它适当的信号和/或硬件格式/配置(例如，HDMI、US、USB II等)。电力能够由电源1350供应到屏幕1301。电源1350能够通过电力电缆1355连接到像素发射器组件200的第一列。能够给电力电缆1355提供能够插入第一列的相关像素发射器组件200的狭槽225中的连接器(例如，连接器510)。每个DVI单元1321能够根据在屏幕的矩阵中的位置被唯一地表示。例如，如图13 所示，X值1380表示列数，而Y值1390表示行数。如图13所示，X值或列从0开始(第一列)到5 (第六列)，而Y值也从0开始(第一行)到5 (第六行)。能够根据每个DVI单元 1321在屏幕矩阵内的X和Y值位置对其进行表示。例如，直接通过DVI信号1320在第一列的起始处接收显示数据1310的第一 DVI单元能够表示为X = 0，Y = 0。紧邻其右方安置的DVI单元能够表示为X = 1，Y = 0 ；下一个能够表示为X = 2，Y = 0 ；依此类推。以此方式，每个DVI单元1321可唯一地被标识并知道其相对于屏幕矩阵1301的位置。图13中所示的屏幕矩阵1301能够仅为示例的目的。特别是，可能较大和较小的屏幕是可能的。例如，192行和256列的屏幕包括分别从0到255的X值和从0到191的Y值。DVI显示数据能够通过数据链序列1310、1320和1325提供给每个DVI单元1321。 每个DVI单元1321为列的像素发射器组件200提取来自总数据信号1320的数据集，DVI 1321能够根据其在屏幕矩阵中的位置连接到该列。一列像素发射器组件200从连接到该列的起始处的DVI单元1321接收其显示数据。因此，DVI单元0，0(例如，在X = 0，Y = 0 处的DVI单元)为像素发射器组件X = 0，Y = 0 ;X = 0，Y = 1 ;X = 0，Y = 2 ;X = 0，Y = 3 ;Χ = 0，Y = 4 ；以及X = 0，Y = 5提取视频数据。DVI单元0，0提取表示总视频图像的部分或多个像素的图像数据1310的子集，总视频图像能够由其相关列的像素发射器显示。例如，DVI单元0，0提取数据的子集并处理数据以输出能够提供到其相关列的第一像素发射器组件的数据触头的串行数据序列。在此实例中，串行数据序列以串行位流提供数据，该串行数据流中首先是用于Y = 5像素发射器组件的第一数据集或预定数量的位，接着是用于Y = 4处的下一像素发射器组件的第二数据集或预定数量的位，接着是用于Y = 3处的下一像素发射器组件的又一数据集或预定数量的位，等等。换句话说，DVI单元排列数据并输出串行数据流被，其中在数据流序列中首先提供用于列中的最后像素发射器组件的数据集。显示数据的提取的子集的数据流序列能够由DVI单元生成并通过链路1330发送到列中的第一像素发射器组件。数据流序列能够提供给列中的第一像素发射器组件。如上所述，每个像素发射器组件能够被编程以接收每个数据集和/或将每个数据集移动预定数量的位(例如，32位)。 对应于LED的期望强度值的数据能够对数据经过的每个像素发射器组件移动32位。在链中的第二像素接收从DVI单元输出的原始数据流序列中的第二数据集。第二像素发射器组件将数据序列流的其余部分转发或移动到列0，2中的下一像素发射器组件，等等。在完整的数据序列在列内传输之后，每个像素发射器组件存储其自己唯一的32位数据集，其构成数据流序列。结果，整个数据流序列被计时(clock)到构成屏幕的像素的列的像素发射器组件的移位寄存器系列中。在传输序列末尾存储在每个像素发射器组件200中的每个数据集的唯一的32位集对应于该像素的期望强度和颜色控制。如上所述，整个数据流序列能够被计时到移位寄存器串中，每个移位寄存器由32 位的像素发射器组件200组成。当整个数据流序列移动到列像素发射器组件的串中时，单个闩脉冲(其穿过所有像素发射器组件传播)触发单独的像素来利用存储在其移位寄存器中的数据集作为其像素的强度/颜色数据。每个像素发射器组件200通过支柱互连1345 将数据流序列传递到下一像素发射器组件。以此方式，每个像素发射器组件能够馈送与图像数据1310的总图像相关的其像素的正确的显示数据。为了使像素发射的偏振提供3D效果，可能需要表示左眼图像和右眼图像的两组数据。这两组数据能够被流线型化为单个数据流，接着通过使用偏振信号被提取为两个图像。为了提供3D效果，每个DVI单元1321传递彼此交错的两组视频信号，其表示立体或3D 对的左视图和右视图。视频源150指示在任何时刻发送的信号是左视图、右视图还是都不是。偏振信号包括两个方波以使每个像素的偏振同步。在一个配置中，偏振信号1102能够穿过相同支柱作为DVI显示数据流，但也可使用电力支柱。为了简单起见，在整个屏幕的同时使用/采用相同的偏振信号的背景下描述了于此所示和所描述的实施例(例如，整个屏幕以非常快的切换率显示左视图，接着显示右视图)；然而，可使用其它偏振信号方案。在图13中还示出了示例性电力分配方案。如所描绘的，每个像素发射器组件能够由48伏DC供电。48伏DC电源能够由像素发射器组件的电压调节器处理以产生由组件的电子器件使用的5伏DC。48伏电源1350能够通过电缆1355分支到每行的第一像素发射器组件。这向标记为X = 0的列所有像素发射器组件提供48伏。其后，每个像素发射器组件通过沿着屏幕矩阵1301的Y轴延伸的支柱401将48伏电力传递到相邻的像素发射器组件。图14示出示例性DVI单元1421的框图。每个DVI单元1421可包括一个DVI类型的连接器输入端1420、两个DVI类型的输出端1430和1440、像素数据流输出端1450、显示器1460、输入设备1470和存储器设备1480以及处理器或逻辑1490。DVI输入端1420从主要视频信号提供者1310或从在先的DVI单元的DVI输出 1430或1440接收来自DVI信号1320的DVI信号。DVI类型的输出端1430和1440提供DVI 连接用于与附加DVI单元的附加连接，例如通过用于连接1325和1330的链路。所接收的 DVI信号的一部分能够格式化为数据流序列1450，并能够输出到连接部1340，连接部1340 向连接到该特定DVI单元的相关列的第一像素发射器组件200提供数据流序列。因为每个DVI单元能够在像素的不同(例如，唯一地位于总屏幕中)列的起始处， 所以每个DVI单元为其相关的列提供唯一的数据流序列。为了标识并提取来自总屏幕DVI 信号1320的数据流序列，列的位置和列长度能够提供到DVI单元1321。在一个实例中，每个DVI单元1321能够被编程有用于其列和列长度的标识，于此，这两者都能够称为DVI ID。 可使用输入部1470(例如，按钮开关或调节控制盘)对每个DVI单元输入DVI ID。显示器 1460(例如，IXD)可配置成显示输入部1470所输入的DVI ID。DVI ID数据可被存储在存储器设备1480(例如，非易失性存储器)中，以便DVI ID只需要被输入一次。以此方式，每个DVI单元1321能够标识其在整个屏幕中的位置，以及提取哪些数据来由其指定的列的像素发射器组件使用。处理器设备或逻辑1490处理在输入端1420上接收的DVI信号以生成数据流序列。处理设备1490基于存储在存储器设备1360中的ID来提取与整个显示器的其部分(例如，列)相关的总数据信号1320的子集。例如，如果能够给DVI单元1320指定位置X = N 和Y = M，并且能够将其指定为控制250个像素的串，则DVI单元1320从视频图像信号(例如，典型地 480X640 或更多)提取像素 X = N，Y = M ;X = N，Y = M+1 ；X = N,Y = M+2 ；X = N，Y = M+3 ；X = N, Y = M+5 ；…等一直到像素X = N，Y = M+249的颜色和强度数据。250 个像素的颜色/强度数据于是能够排列成组合的数据流序列(例如，32 X 250或8000位)。 数据流序列能够串行地传输，首先为X = N，Y = M+M9，最后为X = N，Y = M，如上所述。当组合的数据流序列能够传输到能够串行地连接在250个像素发射器组件200的链中的250 个移位寄存器时，每个像素的32位长的强度和颜色数据集能够在第8000个位能够被计时的时候存储在正确的像素中。换句话说，在每个像素发射器组件200中的32位移位寄存器能够实际上以菊花链连接到下一像素发射器组件200，以便菊花链连接在一起的250个像素形成存储数据流序列的组合的32位X250 = 8000位的移位寄存器。每个DVI单元1321可给多达预定数量的像素发射器组件(例如，250个像素发射器组件)的列提供的数据。对于高度上在该预定数量以上(例如，250个像素发射器组件以上)的较大屏幕，可给其安装附加DVI单元，例如，如图18所示。图15示出包括左眼图像序列1510和右眼图像序列1520的3D效果的静止图片帧的序列。随着时间的过去对左眼呈现的图像序列1510能够是1^丄2丄3丄4丄5···、。类似地， 对右眼呈现的静止图像能够是RpRpRyRf IV为了简单起见，L和R图像表示全屏静止图像。视频源150使这两组L和R静止图像交错成包括Lp礼、L2、&、L3、R3> L4、礼…Ln和& 的串行图像流1530。视频源发送显示数据1310的这个序列1530，显示数据1310能够被提供到适当的DVI单元1321。显示数据1310还包含偏振控制信号。偏振控制信号能够启用 (enable)/禁用(disable)被同步到左/右图像序列1530的信号1540和1550。水平偏振启用信号1540能够在左图像能够被发送到1321时为高而在右图像能够被发送到1321时为低。类似地，竖直偏振启用信号1550能够在右图像能够被发送到1321时为高而在左图像能够被发送到1321时为低。图16示出经过图像的偏振的序列时间，屏幕1601的一部分和DVI单元1610的一个实例。DVI单元1610控制偏振像素发射器组件1620的列组。表示列1620所发射的整个图像的一部分的数据1630随着屏幕所呈现的每个静止帧改变。水平启用信号1540和竖直启用信号1550根据序列1640启用像素的水平和竖直偏振。换句话说，当左眼图像的数据序列能够提供到每个像素发射器组件1620时，水平偏振的控制脉冲也能够提供到每个像素发射器组件1620，其根据提供到每个像素发射器组件的图像数据发射来自其LED 205的水平偏振光。当右眼图像的数据序列能够提供到每个像素发射器组件1620时，竖直偏振的控制脉冲也能够提供到每个像素发射器组件1620，其根据提供到每个像素发射器组件的图像数据发射来自其LED 205的竖直偏振光。因此，左眼图像能够是水平偏振的，而右眼图像能够是竖直偏振的。当观察者可佩戴安装有偏振镜片的眼镜时，其中左眼镜片1650能够对左眼水平地取向而右眼镜片1655能够对右眼竖直地取向向，观察者的左眼只看见预期的左图像1660，而观察者的右眼只看见预期的右图像1665。得到的效果能够是重建的3D或立体图像，如观察者所感知的。如图17a中所示，可给观察者提供交叉偏振观察设备1700。在一个实例中，观察设备1700能够是眼镜1701。当能够佩戴眼镜1701时，观察者将图像感知为占据3维或具有 3D质量或效果。眼镜1701包括能够彼此交叉偏振的两个镜片1710和1712。能够使用商用的偏振材料来形成每个镜片。左镜片1710的偏振材料能够取向为阻挡第一偏振角的光。 右镜片1712的偏振材料能够取向为阻挡第二偏振角的光。当偏振光能够由像素发射器组件200发射时，左眼所看到的图像能够通过左眼镜片1710的偏振隔离于左眼(因为它相对于右眼镜片1712能够是交叉偏振的)，而右眼所看到的图像能够通过右眼镜片1712隔离于右眼(因为它相对于左眼镜片1710能够是交叉偏振的)。可使用其它观察设备1700，包括护目镜、面罩(mask)和根据像素发射器组件所发射的光的偏振角将像素发射器组件所发射的偏振光隔离于左眼图像和右眼图像的任何其它观察设备。在图18所示的实例中，附加DVI单元能够安装成驱动具有多于预定数量的像素发射器组件的列的数据流序列。在此实例中，每个DVI单元可处理多达250个像素发射器组件的列的数据。因此，对于500个像素的列，能够采用DVI单元1321的附加行1860。第二行(例如，X = 0，Y = 250)的第一 DVI单元1860从DVI输出端1340和DVI连接1330部接收来自第一行1870的第一 DVI单元(例如，X = 0, Y = 0)的DVI数据信号。DVI单元0， 250所接收的DVI信号于是能够使用DVI输出端1330提供到行1860的附加DVI单元，以将 DVI视频信号分支到第二行1860的DVI单元1321。类似地，当屏幕列长度超过500像素发射器组件时，可提供如图13所示在行Y = 500开始的第三行DVI单元1321。当然，如果屏幕高度不是250的确切倍数，例如在列中600个像素发射器组件，则三行DVI单元1321可被分配200个像素发射器组件，每个使处理负载均等。在一个实例中，单个DVI单元1321 可控制的像素发射器组件200的数量能够由提供短屏幕刷新时间的期望来平衡(例如，使得闪烁能够被最小化和/或人眼感觉不到)。当然，总数据流序列越长，在每次屏幕刷新之间的时间就越长，因为整个数据流序列能够串行地计时到像素发射器组件的串中。屏幕的视频阵列中的每个像素发射器组件200对整个显示的视频图像的任何特定的刷新具有特定的强度和颜色。此外，每个像素发射器组件200所发射的光能够为四个可能的偏振态的任一个，如由偏振控制信号数据所确定的。这四个可能的态是偏振态1、 偏振态2、无偏振和无图像。在第一和第二偏振态期间发射的光能够是彼此正交(例如，彼此成90度)或交叉偏振的。如上所述，这两个偏振态能够通过激活偏振控制组件217的特定区域来实现，以阻止来自不期望的偏振方向的光，只留下期望的偏振区域发射光。第三态能够通过不激活任一偏振控制方向，以允许光通过偏振控制组件217的两个区域，导致非偏振光，而获得。由具有偏振态的偏振模块化像素形成的视频屏幕以可控和可变偏振角显示视频图像。供应到像素发射器组件的视频图像可分成左眼图像和右眼图像以重新产生双目视觉。此外，左眼和右眼图像可被同步到不同的偏振角，例如，对应于能够是交叉偏振或正交的偏振态。结果，能够提供一个偏振方向(例如第一态)的左眼图像的显示以及相对于左眼图像具有交叉偏振角(例如第二态)的右眼图像的显示。当观察者佩戴观察设备时，图像能够被观察者感知为具有三维质量或3D效果。这两个偏振图像都可被观察者从屏幕的任何可视角看到。此外，这两个偏振图像可在不同的时间从相同的像素模块发射。结果，左眼图像和右图像对任何观察者表现为确切地在相同位置，虽然它们表示不同的视点。此外， 对于产生交叉偏振图像，图像或屏幕的细分不是必须的。因此，图像的分辨率是使用细分的区域来提供不同的偏振图像的任何常规方法的分辨率的至少两倍。视频屏幕可用作发光源和视频显示器。通过使用不同的控制数据和源，系统可用作全职(full time)视频显示器或全职发光源，或系统可在不同的时间用作视频显示器和发光源。因为屏幕能够设计为几乎透明的，所以相对于观察者位于屏幕后面的任何东西能够对观察者是可见的。此外，假如观察者在屏幕后面，则穿过屏幕到外部远景的视野能够是不受阻碍的。该透明性允许在结构设计中的大的灵活性，其中视频屏幕可以同时是可见的和不可见的，如前面提到的实例所示例的。当用作发光设备时，屏幕提供宽角或软光源，同时不挡住观察者的周围的区域。当被实现为自由直立的屏幕时，空气可自由地穿过结构，允许热、空调或声音直接接近穿过屏幕。此外，因为结构可以在重量上是轻的并允许空气穿过，所以结构也具有非常小的风廓线(例如，能够不受被风吹的影响)。光源101，例如像素发射器组件，能够是模块化单元。结果，具有多个像素发射器组件的屏幕可配置在多个行和列中，以构造任何期望尺寸的屏幕。由于每个像素发射器组件的模块化特征，屏幕可被构造成不规则的形状(例如，非矩形)。例如，如果屏幕被部署的空间具有不规则的形状，例如入口的切除，则屏幕可配置成或适合于每个单独的应用，允许区域的最大数量的像素，并提供最完全的覆盖。在一个实例中，屏幕可用在舞台上作为道具或布景的部分，且可提供演员入口。在此配置中，可省去入口能够被安置之处的模块化像素。 屏幕可分解成两个主要部件的模块化和事实也便于系统安装。屏幕部件的模块化还通过允许置换失效的像素发射器组件或支柱而不必维修或更换整个屏幕来使屏幕修补和维修非常简单。制造的成本也由于几个零件类型(例如，光源和互连元件)而减小，这些零件类型能够是被复制很多次以构造屏幕的相同的部件。描述了多个示例性实现和实例。然而，将理解，可进行各种更改。如果所述技术的操作能够按不同的顺序执行和/或如果所述系统、架构、设备或电路中的部件能够以不同
23的方式组合和/或被其它部件更换或补充，则可获得适当的结果。例如，可使用各种光源， 且可改变设备的取向(例如，像素的行和电源的列)。因此，上述实例和实现能够是示例性的，且未描述的其它实现能够在本公开的范围内。而且，下面的权利要求能够是示例性的且不限定本公开的范围。
权利要求
1.一种实现屏幕中的像素的模块化像素发射器组件，所述组件包括输入端，配置为接收像素强度数据和偏振数据，所述偏振数据指示第一偏振态和第二偏振态之一；发射器电路板，包括所述输入端；至少一个发光二极管(LED)，连接到所述发射器板并配置为根据所述像素强度数据发射用于所述像素的光；以及偏振控制组件，配置为响应于指示所述第一偏振态的偏振数据使所发射的光偏振到第一取向角，并响应于指示所述第二偏振态的偏振数据使所发射的光偏振到正交于所述第一角的第二取向角。
2.如权利要求1所述的组件，其中，所述偏振控制组件包括第一偏振层、第二偏振层和液晶显示(IXD)层。
3.如权利要求1所述的组件，其中，所述偏振控制组件包括第一区域和第二区域，所述第一区域配置为响应于指示所述第一偏振态的偏振数据是透明的，并且响应于指示所述第二偏振态的偏振数据是不透明的，而所述第二区域配置为响应于指示所述第二偏振态的偏振数据是透明的，并且响应于指示所述第一偏振态的偏振数据是不透明的。
4.如权利要求2所述的组件，其中，所述第一偏振层包括第一区域和第二区域，所述第一区域配置为允许具有所述第一取向角的光通过所述第一区域，所述第二区域允许具有所述第二取向角的光通过所述第二区域；且所述第二偏振层包括第一区域和第二区域，所述第二偏振层的所述第一区域允许具有所述第二取向角的光通过所述第一区域，所述第二偏振层的所述第二区域配置为允许具有所述第一取向角的光通过所述第二区域，其中，所述第一层的所述第一区域对应于所述第二层的所述第一区域，且所述第一层的所述第二区域对应于所述第二层的所述第二区域。
5.如权利要求4所述的组件，其中，所述LCD层包括对应于所述第一层和所述第二层的所述第一区域的第一区域和对应于所述第一层和所述第二层的所述第二区域的第二区域， 其中，LCD层的所述第一区域和所述第二区域使进入所述LCD层的光旋转90度。
6.如权利要求5所述的组件，其中，施加于所述LCD层的所述第一区域的控制电压禁止光通过对应于所述第一区域的区域偏振控制组件，且施加于所述LCD层的所述第二区域的控制电压禁止光通过对应于所述第二区域的区域偏振控制组件。
7.如权利要求1所述的组件，还包括处理设备，所述处理设备连接到所述发射器电路板以处理所述强度数据和所述偏振数据，从而控制所述至少一个LED来输出所期望的强度并控制所述偏振控制组件使所发射的光偏振。
8.如权利要求1所述的组件，其中，所述第一角的偏振光对应于左眼图像，且正交于所述第一角的所述第二角的偏振光对应于右眼图像。
9.如权利要求1所述的组件，其中，当所述像素强度数据对应于左眼图像时，所述控制组件能够设置于所述第一偏振态，且当所述像素强度数据对应于右眼图像时，所述控制组件能够设置于所述第二偏振态。
10.如权利要求1所述的组件，其中，当所述控制组件能够设置于第三偏振态时，所发射的光能够是非偏振的。
11.如权利要求1所述的组件，还包括盖，所述盖在期望的发射角上均勻漫射来自所述控制组件的偏振光。
12.如权利要求1所述的组件，其中，所述LED能够是三色LED，所述三色LED发射对应于所期望的强度的彩色光。
13.如权利要求1所述的组件，还包括多个LED，所述多个LED连接到所述发射器电路板以根据用于所述像素的期望强度发射光。
14.一种包括像素矩阵以显示偏振图像的模块化视频屏幕，所述屏幕包括形成所述矩阵的多个模块化光源，每个模块化光源包括输入端，配置为接收偏振数据和对应于所述矩阵中的像素的像素强度数据，所述偏振数据指示第一偏振态和第二偏振态之一；发射器电路板，包括所述输入端；至少一个发光二极管(LED)，连接到所述发射器板并配置为根据所述像素强度数据发射用于所述像素的光；以及偏振控制组件，配置为响应于指示所述第一偏振态的偏振数据使所发射的光偏振到第一取向角，并响应于指示所述第二偏振态的偏振数据使所发射的光偏振到正交于所述第一角的第二取向角。
15.如权利要求14所述的屏幕，其中，所述偏振控制组件包括第一偏振层、第二偏振层和液晶显示(IXD)层。
16.如权利要求14所述的屏幕，其中，所述偏振控制组件包括第一区域和第二区域，所述第一区域配置为响应于指示所述第一偏振态的偏振数据是透明的，并且响应于指示所述第二偏振态的偏振数据是不透明的，而所述第二区域配置为响应于指示所述第二偏振态的偏振数据是透明的，并且响应于指示所述第一偏振态的偏振数据是不透明的。
17.如权利要求15所述的屏幕，其中，所述第一偏振层包括第一区域和第二区域，所述第一区域允许具有所述第一取向角的光通过所述第一区域，所述第二区域允许具有所述第二取向角的光通过所述第二区域；且所述第二偏振层包括第一区域和第二区域，所述第二偏振层的所述第一区域允许具有所述第二取向角的光通过所述第一区域，所述第二偏振层的所述第二区域允许具有所述第一取向角的光通过所述第二区域，其中，所述第一层的所述第一区域对应于所述第二层的所述第一区域，且所述第一层的所述第二区域对应于所述第二层的所述第二区域。
18.如权利要求17所述的屏幕，其中，所述LCD层包括对应于所述第一层和所述第二层的所述第一区域的第一区域和对应于所述第一层和所述第二层的所述第二区域的第二区域，其中，LCD层的所述第一区域和所述第二区域使进入所述LCD层的光旋转90度。
19.如权利要求18所述的屏幕，其中，施加于所述LCD层的所述第一区域的控制电压禁止光通过对应于所述第一区域的区域偏振控制组件，且施加于所述LCD层的所述第二区域的控制电压禁止光通过对应于所述第二区域的区域偏振控制组件。
20.如权利要求14所述的屏幕，其中，每个模块化光源还包括处理设备，所述处理设备连接到所述发射器电路板以处理所述强度数据和所述偏振数据，从而控制所述至少一个 LED来输出所期望的强度并控制所述偏振控制组件使所发射的光偏振。
21.如权利要求14所述的屏幕，其中，所述第一角的偏振光对应于左眼图像，且正交于所述第一角的所述第二角的偏振光对应于右眼图像。
22.如权利要求14所述的屏幕，其中，当所述像素强度数据对应于左眼图像时，所述控制组件能够设置于所述第一偏振态，且当所述像素强度数据对应于右眼图像时，所述控制组件能够设置于所述第二偏振态。
23.如权利要求14所述的屏幕，其中，当所述控制组件能够设置于第三偏振态时，所发射的光能够是非偏振的。
24.如权利要求14所述的屏幕，其中，每个模块化光源还包括盖，所述盖在期望的发射角上均勻漫射来自所述控制组件的偏振光。
25.如权利要求14所述的屏幕，其中，所述LED能够是三色LED，所述三色LED发射对应于所期望的强度的彩色光。
26.如权利要求14所述的屏幕，其中，每个模块化光源还包括多个LED，所述多个LED 连接到所述发射器电路板以根据用于所述像素的期望强度发射光。
27.如权利要求14所述的屏幕，其中，供应到所述像素发射器组件的所述强度数据包括左眼图像数据和右眼图像数据，并且所述左眼图像数据能够与所述第一角同步，且所述右眼图像数据能够与所述第二角同步。
28.如权利要求27所述的屏幕，其中，当通过具有偏振到所述第一角的第一镜片和偏振到所述第二角的第二镜片的观察设备观察时，所述屏幕所显示的所述图像具有三维质量。
29.一种用于控制多个发光元件产生3D效果的方法，所述方法包括将所述多个发光元件显示为2D阵列用于观察；利用电子控制器，控制从所述多个发光元件中的每一个输出的光的光强度；利用偏振控制组件，将所述多个发光元件中的每一个的光输出的偏振选择性地控制为两个(在从属权利要求中为三个)不同的偏振态之一；其中对于每个偏振态，单独的图像能够显示在所述2D阵列上。
30.如权利要求四所述的方法，还包括向观察者提供一付观察眼镜，所述眼镜配置并布置为向所述观察者的左眼提供具有所述两个偏振态之一的光，并向所述观察者的右眼提供具有所述两个偏振态的第二个的光。
31.如权利要求四所述的方法，其中，所述第一偏振态对应于具有第一偏振的光，且所述第二偏振态对应于具有基本上正交的偏振的光。
32.如权利要求四所述的方法，还包括利用所述偏振控制组件，将所述多个发光元件中的每一个的所述光输出的偏振选择性地控制为三个不同的偏振态之一，其中第三偏振态对应于非偏振光。
33.一种存在于计算机可读存储介质上的计算机程序产品，所述计算机可读存储介质上存储有多个指令，所述指令在由处理系统执行时，使所述处理系统产生用于电子控制器的强度控制信号，所述电子控制器用于控制来自多个发光元件中的每一个的光输出的光强度，其中，所述多个发光元件配置并布置为2D阵列用于观察；产生用于偏振控制组件的偏振控制信号，所述偏振控制组件用于将所述多个发光元件中的每一个的所述光输出的偏振选择性地控制为两个或更多不同的偏振态之一；以及对于每个偏振态，在所述2D阵列上显示单独的图像。
34.如权利要求33所述的计算机程序产品，其中，所述两个或更多不同的偏振态包括三个偏振态。
35.如权利要求34所述的计算机程序产品，其中，所述三个偏振态包括水平偏振、竖直偏振和非偏振。
36.如权利要求34所述的计算机程序产品，其中，所述强度控制信号是DVI信号。
37.如权利要求34所述的计算机程序产品，其中，所述偏振控制信号是DVI信号。
全文摘要
描述了具有偏振态的模块化光源和包括模块化光源的矩阵的视频屏幕。每个模块化光源可构成屏幕的像素。每个像素可被控制成发射偏振态的光。结果，除了在期望的情况下生成非偏振像素或图像以外，屏幕可在任何时间在任何像素处生成具有不同的偏振的图像。使用观察设备，例如具有带有不同偏振特征的镜片的眼镜，观察者可将屏幕所生成的图像感知为具有三维。还描述了相关的方法和计算机程序产品。
文档编号G09F9/33GK102349301SQ201080011152
公开日2012年2月8日 申请日期2010年3月4日 优先权日2009年3月10日
发明者B·D·雅尔布特, B·王 申请人:Lsi工业公司