相控背光的制作方法
【专利说明】相控背光
[0001]背景
[0002]显示器的背光可通过将光入射到光导中来实现，该光导浮雕有光栅以投射来自光导的平行光线来照明显示器。然而，显示器通常消耗大量电力来呈现图像以供观看，因为显示器投射来自背光的光以使观看者能够从任何位置看到图像。
[0003]概述
[0004]本文档描述了用于实现相控背光(phase control backlight)的技术和装置。相控背光被配置成将光汇集到显示器的观看者的每个瞳孔以使得图像被显示到该观看者的每个瞳孔。相控背光可包括照明器和光导，该光导包括衍射光栅(diffract1n grating)。该光导被配置成接收来自照明器的光线，并且经由衍射光栅将光线衍射出光导。根据各实施例，该光导可被控制以在所述光线在该光导内被引导时更改所述光线的相位以使得被衍射的光线聚集到汇集点，该汇集点对应于该观看者的每个瞳孔在空间中的位置。
[0005]提供本概述是为了以精简的形式介绍将在以下详细描述中进一步描述的简化概念。本
【发明内容】
并不旨在标识所要求保护的主题的必要特征，也不旨在用于帮助确定所要求保护的主题的范围。
[0006]附图简述
[0007]参考下列附图描述了用于实现相控背光的技术和装置的实施例。在各附图中，使用相同的标号来指示相同的特征和组件:
[0008]图1示出了可以在其中实现相控背光的示例环境。
[0009]图2示出了浮雕有衍射光栅的光导的示例。
[0010]图3示出了相控背光的光导的详细示例。
[0011 ] 图4示出了相控背光的示例。
[0012]图5示出了用于控制相控背光的示例方法。
[0013]图6示出了可以在其中实现相控背光的示例设备。
[0014]详细描述
[0015]概览
[0016]本文档描述了用于实现相控背光的技术和装置。相控背光被配置成将光汇集到显示器的观看者的每个瞳孔以使得图像被显示到该观看者的每个瞳孔。相控背光可包括照明器和光导，该光导包括衍射光栅。该光导被配置成接收来自照明器的光线，并且经由衍射光栅将光线衍射出光导。根据各实施例，该光导可被控制以在所述光线在该光导内被引导时更改所述光线的相位以使得被衍射的光线聚集到汇集点，该汇集点对应于该观看者的每个瞳孔在空间中的位置。
[0017]在一些实施例中，相控背光包括照明器和光导，该光导包括在该光导内的液晶层和衍射光栅。该光导被配置成接收来自照明器的光线，并且经由衍射光栅将光线衍射出光导。该光导的液晶层被控制以更改在该光导中传播的光线的相位或方向以使得被衍射的光线聚集到汇集点。在一些实施例中，汇集点距该光导的距离可通过更改该液晶层的倾斜度(pitch)来控制。
[0018]示例环境
[0019]图1是可在其中实现相控背光(背光)的示例环境100的图示。环境100可在显示设备102中实现，该显示设备100以示例而非限制的方式被示出为智能电话104、膝上型计算机106、电视设备108、台式计算机110，或平板计算机112之一。一般而言，显示设备102可通过向观看者的每个瞳孔显示相同图像来向观看者提供二维(2D)内容，或通过向每个瞳孔显示不同图像来向观看者提供三维(3D)内容。3D内容可包括用于使得观看者能够在内容被显示时感知该内容内的深度的图像(例如，立体图像)和/或视频。
[0020]显示设备102包括处理器114和包括存储器介质118和存储介质120的计算机可读介质116。实现为计算机可读介质116上的计算机可读指令的应用程序和/或操作系统(未示出)可以由处理器114执行以提供此处所描述的功能中的一些或全部。计算机可读介质还包括相控背光控制器(控制器)122。控制器122如何实现和使用变化，且在下面更详细地描述。
[0021]显示设备102还包括相控背光(背光)124，该相控背光包括照明器126和光导128，该光导包括衍射光栅。光导128可被配置为以全内反射传送光的多面体波导。光导128被配置成接收来自照明器126的光线，并且经由衍射光栅将光线衍射出光导。如下面将更详细地描述的，控制器122可控制光导128来在光线在光导128内被引导时更改所述光线的相位以使得被衍射的光线聚集到汇集点。
[0022]作为示例而非限制，照明器126可被实现为激光器、发光二极管(LED)、紧凑圆柱荧光光源(CCFL)、或被配置成在显示设备中使用的任何其他类型的光源。在一些实施例中，照明器126可被实现为一个或多个激光器，诸如红光激光器、绿光激光器、以及蓝光激光器。红光、绿光以及蓝光激光器可以是半导体激光器，诸如低功率二极管激光器，或任何其他适当的激光器。红光、绿光和蓝光激光器可被控制器122独立偏置和调制。照明器126还可包括合并光学器件，所述合并光学器件被配置成将来自所述激光器中的每个激光器的单色发射合并以形成光束或光线。如本文所述的，术语“光线”可被用来描述照明器126所发射的“光束”或“光线”。在一些实施例中，照明器126可被控制以形成环形偏振光线。
[0023]显示设备102还包括显示器130、传感器132、输入/输出(I/O)端口 134，和网络接口 136。显示器130被置于背光124前方，并可被实现为高分辨率、平板电子显示器，诸如高分辨率液晶显示器(IXD)，所述显示器可被配置为全息图。当被背光124照明时，显示器130生成可由观看者观看的3D内容而无需使用专门的眼镜。显示器130可以与显示设备102分开或与显示设备102集成；集成的示例包括智能电话104、膝上型计算机106和平板计算机112 ;分开的示例包括电视机设备108以及(在某些情况下)台式计算机110 (例如，当实现为分开的塔式机箱和监视器(被示出)时)。
[0024]传感器132收集观看者位置数据来确定观看者的每个瞳孔相对于显示器130在空间中的位置。观看者位置数据可被用来确定观看者的每个瞳孔距显示器130的距离(相对Z位置)、观看者的每个瞳孔距显示器的水平轴的距离(相对Y位置)、以及观看者的每个瞳孔距显示器130的垂直轴的距离(相对X位置)。传感器132可与显示设备102分开或与显示设备102集成；集成示例包括电视机设备108的传感器132-1和平板计算机112的传感器132-2 ;分开的示例包括独立传感器，诸如可操作地与显示设备102、机顶盒，或游戏设备耦合的传感器。
[0025]传感器132可通过各种传感技术，或单独工作或相互协作，来收集观看者位置数据。传感技术可包括，作为示例而不限于，光学、无线电频率、声学的(有源或无源的)、微机电系统(MEMS)、超声波、红外、压敏等等。在一些实施例中，传感器132可接收额外的数据或者与和一个或多个观看者相关联的远程控制设备或游戏控制器协同工作以生成观看者位置数据。如下面更详细地描述的，传感器132可向控制器122提供观看者位置数据以使控制器122能够控制背光124以照明显示器130以呈现汇集到一个或多个观看者的每个瞳孔的图像。
[0026]显示设备102的I/O端口 134允许与其他设备、介质、或用户的交互。I/O端口134可包括各种端口，诸如作为示例而非限制，高清多媒体(HDMI)、数字视频接口(DVI)、显示端口、光纤或基于光的、音频端口(例如，模拟、光学，或数字)、USB端口、串行高级技术附件(SATA)端口、基于高速外围组件互连(PCI)的端口或卡槽、串行端口、并行端口，或其它传统端口。在至少一些实例中，2D或3D内容由显示设备102经由一个或多个I/O端口 134从另一设备或源(例如，机顶盒或内容接收设备)接收。
[0027]显示设备102还可包括网络接口 136，用于通过有线、无线，或光学网络来进行数据通信。通过这样的网络传递的数据可包括可通过显示器130显示或交互的2D或3D内容。作为示例而不是限制，网络接口 136可以通过局域网(LAN)、无线局域网(WLAN)、个域网(PAN)、广域网(WAN)、内联网、因特网、对等网络、点对点网络、网状网络等等，传递数据。
[0028]图2示出浮雕有衍射光栅204的光导202的示例200。在此示例中，当照明器126将光线206入射到光导202中时，光线由该光导内的全内反射来引导。光导202的平行侧使得光线206的角度在每次光线从光导202的一侧反射开时保持相同。然而，每次光线206击中衍射光栅204时，衍射光栅衍射来自光导202的光线206的一部分以形成经衍射的光线208。因为光导202内部的光线204的相位或角度是不变的，所以经衍射的光线208彼此平行。
[0029]光导202可与照明器结合使用来形成可照明显示器130以创建图像以供观看的背光。然而，显示器通常消耗大量电力来呈现图像以供观看，因为显