回成像系统中对偏振和衍射产物分辨率的控制的制作方法

回成像系统中对偏振和衍射产物分辨率的控制的制作方法
【专利摘要】回反射阵列中的偏振状态可以贯穿回反射回成像设置的光路被控制以增强系统效率。置于回反射器阵列前方的偏振分束器层和延迟器层可以被定向成，使得偏振光被用作源，源输入光在偏振分束器层处朝向回反射层被高效地反射，并且在第一次穿过延迟器层时偏振被转换成圆形。偏振也可被定向成相对于输入偏振状态成45°或接近45°，光可以被回反射，并且在回反射层处重收敛，并且被转换成线性偏振状态。光接着可以相对于输入线性状态被旋转约90°，和/或在第二次通过时穿过偏振分束器层以形成重收敛图像。
【专利说明】回成像系统中对偏振和衍射产物分辨率的控制
[0001 ] 附图简述
[0002] 图1解说了回反射显示器系统中重收敛浮动图像的形成；
[0003] 图2A到2C解说了根据不同实现的重收敛浮动图像的示例形成；
[0004] 图3A解说了通过控制偏振具有提高的效率的示例回成像系统配置；
[0005] 图3B解说了用于规则曲面类型的回反射膜的示例情形的衍射模型中的'风筝'小 块化的定义；
[0006] 图3C解说了在使用非金属化的第二表面回反射器阵列时对分辨率的示例衍射影 响；
[0007] 图3D解说了可切换表面和浮动显示系统中浮动图像和表面图像状态；
[0008] 图4解说了角隅棱镜配置中输出相对于输入偏振的单元内查看；
[0009] 图5A到51解说了对于使用非金属化的回反射器阵列的情形图4的示例配置中的不 同输入的不例偏振瞳孔映射；
[0010] 图6解说了使用基于延迟器的立体3D型LCD模块从一个显示进行示例双图像内容 生成；
[0011] 图7是可被用于控制带有偏振和衍射产物分辨率控制的回反射成像系统的制造系 统的示例计算设备的框图；
[0012] 图8解说了根据各实现的示例回反射成像设备制造系统；以及
[0013] 图9解说了根据各实现的用于制造具有偏振和衍射产物分辨率控制的回反射成像 系统的方法的逻辑流程图。
[0014] 详细描述
[0015] 根据一些实现，对未经涂覆或经涂覆的回反射阵列的使用可以被启用，并且基于 偏振的系统效率被提高，同时避免了分辨率方面的附加损耗。偏振状态可以贯穿回反射回 成像设置的光路被控制以增强系统效率。例如，来自显示器模块的线性偏振输入光可以结 合被置于回反射器阵列前方的偏振分束器和延迟器来使用。各个层可以被这样定向，使得 偏振光被用作源，源输入光在分束器处朝向回反射层被高效地反射，在第一次穿过延迟器 层之际偏振被转换成圆形，相对于输入偏振状态以45°或接近45°来定向，光被回反射并且 在回反射层处被重收敛，反射光被转换成线性偏振状态并且相对于输入线性状态旋转90°， 和/或在第二次通过时穿过分束器以形成重收敛图像。
[0016] 在其它实现中，经金属化涂覆的第二表面回反射阵列可以被采用而不影响分辨 率。未经涂覆的第二表面回反射阵列可以避免涂覆挑战，但可涉及对通过偏振状态控制系 统中的延迟层的相位的合适校正以避免对浮动图像的分辨率的影响，如本文所描述的。通 过控制偏振，此类未经涂覆的回反射器阵列可以在基于偏振的系统中被使用，而不会对分 辨率产生由于单单刻面角度误差引起的基础限制以外的附加影响。在又一些实现中，源显 示器处的两个正交偏振状态可以被用于达成浮动图像和显示面板的直接视图两者的同时 查看。因而，基于延迟的立体型液晶显示器(IXD)模块可以被采用。
[0017] 通过阅读下面的详细描述并审阅相关联的附图，这些及各种其他特征将变得显而 易见。在下面的详细描述中，参考构成其一部分的附图，在附图中，通过例图，示出了具体的 实施例或示例。可将这些方面组合起来，也可利用其它方面，并且可作出结构上的改变而不 背离本公开的精神或范围。因此，以下详细描述并非是局限性的。
[0018] 图1解说了回反射显示器系统中重收敛浮动图像的形成.
[0019] 图示100示出了能够形成真实浮动图像以及大型查看体或眼睛框的一种类型的成 像系统。回成像系统可以使用源对象光1〇8(在扩展部分104中示出，解说了平面124上的源 对象光108的扩展视图）、半镜面(分束器120)、以及回反射阵列122来提供浮动图像。在此类 系统中，源对象光108可以由分束器120朝向回反射阵列122部分地反射。可包括多个角隅棱 镜反射器(也被称为角隅棱镜阵列"CCA"）的回反射阵列122可以按照它是重收敛(118)的方 式来反射光。该光的一部分在第二次通过时可以传输通过半镜面，从而形成重收敛图像 118，这可以是源光的'浮动'副本。浮动副本可以形成自2D或3D对象。
[0020] 在图示100的示例系统中，使用三个源光，这三个源光在查看者眼睛100处作为分 量112、114和116抵达。这些分量可以是红、绿、蓝，例如，作为RGB色彩系统的基本分量。源光 可以在平面124上，平面124取决于系统配置可以被描述为源平面、显示平面、或对象平面。 [0021 ]因为如本文所述的系统中的光路包括来自对象的光发射、分束器反射的第一次通 过光、回反射阵列反射的光、穿过通过分束器的第二次通过光、以及重收敛图像的形成，所 以系统效率可能遭受在与分束器的两次交互中的每一次交互处至少一半的光能被损耗以 及与回反射层相关联的任何附加损耗。由此，典型的回反射成像系统的效率可能低于25%。 [0022]根据一些实现，回反射阵列中的偏振状态可以贯穿回反射回成像设置的光路被控 制以增强系统效率。置于回反射器阵列前方的偏振分束器层和延迟器层可以被定向成，使 得偏振光被用作源，源输入光在偏振分束器层处朝向回反射层被高效地反射，并且在第一 次穿过延迟器层之际偏振被转换成圆形。偏振也可被定向成相对于输入偏振状态成45°或 接近45°，光可以被回反射，并且在回反射层处重收敛，并且转换成线性偏振状态。光接着可 以相对于输入线性状态被旋转约90°，和/或在第二次通过之际穿过偏振分束器层以形成重 收敛图像。在其它实现中，经金属化涂覆的第二表面回反射阵列可以被采用而不影响分辨 率。在又一些实现中，源显示器处的两个正交偏振状态可以被用于达成浮动图像和显示面 板的直接视图两者的同时查看。
[0023]尽管具有与回反射层成45°或接近45°的PBS层的配置被用作本文中的示例配置， 但偏离45°的角度范围（例如，以+/-5°到10°)可以提供类似功能。许多回反射膜可具有可能 由于在离位入射查看时相比角度的衍射而降低的性能。因而，取决于查看者的位置，还可使 用一种类型的回反射材料、以及除了 45°之外的其它因素、角度。
[0024]图2A到2C解说了根据不同实现的重收敛浮动图像的示例形成。
[0025]在根据各实现的系统中，源输入光可以从随机偏振改变为线性偏振，以便避免针 对通过分束器的源光的两次通过中的每一次通过的效率损失。此外，通过用偏振敏感的分 束器来替换半镜面，输入光偏振状态可以被选择以便实质上在第一次遇到分束器时被反 射。在其它实现中，延迟器层可以被引入以就在回反射器之前，诸如通过将四分之一波膜用 作基板或层叠在阵列前方，并且线性偏振光可以被转换成圆形，就像是它照明回反射器阵 列一样。圆形偏振光接着在第二次通过时可以被转换回线性偏振，但与输入偏振状态成正 交。经转换的状态可以使得光不仅能够开始从阵列重收敛，而且能够在分束器或'选择性' 镜面处第二次通过时穿过分束器，从而使得光能够更高效地形成重收敛图像。各种正交状 态可以在系统中被使用以达成类似的效果。
[0026] 在图2A的图示200A中，线性偏振输入光束202由对齐的偏振分束器(PBS)层216朝 向回反射层212高效地反射(被示为光束204)，并且通过第一次穿过四分之一波延迟器层 214被转换成圆形偏振。经圆形偏振且回反射的光束可以在第二次穿过四分之一波延迟器 层214并且作为光束206抵达PBS层之际从圆形被转换成线性偏振，该线性偏振与输入状态 相比旋转了90°。重收敛光(光束206)可以穿过PBS层216和偏振器滤波器218(光束208)。 [0027] 在图2B的图示200B中，回反射层212、四分之一波延迟器层214、PBS层216、以及偏 振器滤波器218基本与图示200A中类似地工作。源光束222被线性偏振，但与图2A的示例相 比被旋转90°。反射光束224与源光束222具有相同的偏振和旋转。回反射光束226和透射光 束228也具有线性偏振，但与源光束222相比存在90°旋转。
[0028] 在图2C的图示200C中，在I3BS层216上使用附加的延迟器层220以允许经圆形偏振 的源光束232与反射光束234、回反射光束236-起使用，并且透射光束238也被圆形偏振。作 为替换，对于使用圆形偏振的情形而言，通过使用PBS层可以达成与图2A和图2B中的配置类 似复杂性的简化配置，该简化配置通过反射一个圆形偏振状态并且透射与第一状态正交的 另一圆形偏振状态以使得仅一个延迟器层被实现在系统中来将正交偏振状态分束。单个延 迟器层可以被实现为就在回反射器阵列之前以便形成浮动显示。
[0029] 经圆形偏振的输入光束232可以由对齐的圆形偏振极化分束器层朝向回反射层 212高效地反射(被示为光束234)，并且通过第一次穿过四分之一波延迟器层214被转换成 线性偏振。经线性偏振且回反射的光束可以在第二次穿过四分之一波延迟器层214并且作 为光束236抵达PBS层之际从线性被转换成圆形偏振，该圆形偏振与输入状态正交。重收敛 光(光束236)可以穿过PBS层216,并且在此情形中穿过可任选的圆形偏振器滤波器218(光 束238)。根据一些实现，由对圆形偏振的更直接分束形成的膜可以被用作层叠在光学透明 基板(诸如玻璃或塑料)上的单独的层。
[0030] 根据各种实现，回反射层可以使用表面金属化、内部或外部反射场景、聚合物层序 列、或光学涂覆来形成。例如，硅(或其它立体结晶材料)晶片可以被处理以包括反射涂覆第 一表面，该反射涂覆第一表面进而可以被用作回反射阵列的反射表面。在另一示例中，反射 涂覆第二表面可以被形成在经处理的晶片上，其中该表面可以与紫外线固化透明树脂层叠 或者用紫外线固化透明树脂来填充。玻璃、聚合物、硬化玻璃、应涂覆环氧树脂、或类似材料 的基板也可被沉积或层叠在树脂上。该基板可以是或可以不是双折射（即，涂覆或层叠有延 迟器膜），或者可包括层叠在树脂填充层与覆盖基板之间的双折射层，或者层叠在基板外部 的双折射层。
[0031] 图3A解说了通过控制偏振具有提高的效率的示例回成像系统配置。
[0032]图示300A中所示的示例系统可包括具有基本上经偏振的（例如，线性)光输出的显 示模块308。偏振显示光306可以沿着显示光路304,并且由位于与显示模块平面成一个角度 (例如，45°)的偏振分束器板310朝向具有延迟器层的回反射层302被反射。偏振分束器板 310可具有高效地反射显示光306的外侧偏振器滤波器。如上所讨论的，如果显示光被线性 偏振，则反射光可以由延迟器层被转换成圆形偏振，被回反射，被转换回线性偏振，并且透 射通过偏振分束器板310，以形成浮动图像312。
[0033] 然而，在各实现中可以使用经金属化的回反射器表面和未经金属化的回反射器表 面两者，可能存在折衷。对于经金属化的涂覆的情形，偏振状态可以在反射之际被维持，从 而实现对状态的良好控制，但金属化在金属层的反射性方面可能损失效率。尽管金属类型 的选择可能降低损耗，但也可能存在可行性限制。
[0034] 通过利用具有偏振输入光的非金属化的回反射器(第二表面类型），回反射层处的 延迟器层可能必须存在并且被恰适地定向以便避免或最小化对重收敛图像的分辨率的影 响。这可能是因为形成回反射图像的单元(或'风筝'）内的光强度的相对量在许多情形下可 能变化，从而导致衍射产物(可以由衍射模型来预测）。衍射产物可导致重收敛点或图像的 点扩散函数(PSF)的分离。各种分离效应可能通过延迟器层的不正确的定向被实现，但针对 线性输入情形，定向在45°的双穿过四分之一波延迟器可以解决这一挑战，并且使得能够达 成衍射所允许的全分辨率。
[0035] 图3B解说了用于规则曲面类型的回反射膜的示例情形的衍射模型中的'风筝'小 块化的定义。
[0036] 由于偏振引入的衍射而导致的降低的分辨率对于回反射单元内的刻面的刻面角 误差所导致的分辨率损耗而言是一项附加挑战。在使用偏振光而没有本文所讨论的延迟校 正时，甚至包括以理想角度制造的刻面(具有零刻面角误差）的回反射阵列也可能展现出强 烈的分辨率损耗。作为一个示例，对于规则曲面类型的回反射阵列的情形，每一回反射单元 包括三个刻面324,如图示300B中的每一个实线勾勒的三角形所解说的。由于制造方法，这 种类型的回反射阵列可能展现出其中输入光可以被反射离开三个刻面的区域，这些区域构 成了其中输入光被回反射的区域。其中光被反射离开小于三个刻面的区域(看上去是暗的） 是由阴影区域322所示出的'死'区域。在每一回反射单元内的每一六边形回反射区域内，三 个刻面中的每一者可以展现出与其它两个刻面之间的缝隙的反射，以使得该区域由所反射 的缝隙边界、刻面之间的毗邻缝隙、单元的边缘、以及'死'区的边缘来定义。这些边界定义 了'风筝'326,这么命名是因为它的形状与风筝类似。在每一回反射单元内的回反射区域内 存在6个'风筝'。
[0037] 尽管每一'风筝'可包括由于反射离开具有刻面角误差的刻面而引起的倾斜定点 误差，并且此类误差可增加重收敛PSF的角扩散，而附加的偏振引发的衍射产物和分辨率损 耗可能通过结合非金属化的回反射阵列使用偏振输入光来展现。在此类使用场景中，在输 入光被回反射之际，每一'风筝'小块化可以展现出不同的相移和强度，这可导致'风筝'形 状和大小量级上的特征大小的衍射，而非六边形回反射区域大小，从而通过偏振引发的衍 射产物增加了角扩散。
[0038] 图3C解说了在使用非金属化的第二表面回反射器阵列时对分辨率的示例衍射影 响。
[0039]使用相对于偏振输入光定向为45°的四分之一波延迟器层214使得来自每一单元 内的'风筝'的输出的相位和强度两者基本上在类似量级上，从而使得能够重构重收敛图像 而不存在这些增加的偏振引发的衍射产物。作为对分辨率的影响的显著性的示例，图示 300C解说了对于文本"L 0 H"的图像332、334和336以及'点'或PSF的图像342、344和346的 情形的重收敛图像和PSF。图像332和342表示使用约45°处的四分之一波延迟器层进行校 正，从而得到以基本上维持的分辨率在重收敛平面处的合理图像。图像334和344表示对分 辨率具有显著影响的约68°校正。由图像336和346表示的约90°的校正（不使用延迟器层或 双折射层的情形)得到显著的分辨率损耗。
[0040]图3D解说了可切换表面和浮动显示系统中浮动图像和表面图像状态。
[0041]图示300D示出了浮动显示系统的浮动图像状态，其中来自投影仪360的图像通过 可任选的菲涅尔棱镜358被提供到处于漫射状态的第一可切换漫射器362。漫射光被反射离 开PBS层364，PBS层364与第一可切换漫射器362可能成约45°角。反射光可以穿过延迟器层 354并且从回反射层365反射回来，回反射层356可以离延迟器层354四分之一波远。回反射 光接着可以穿过PBS层364和PBS层364后的可切换漫射器352(处于非漫射状态），从而形成 针对查看者眼睛370的浮动显示图像366。
[0042]图示300E示出了相同的浮动显示系统的表面图像状态，其中来自投影仪360的图 像通过可任选的菲涅尔棱镜358被提供到处于非漫射状态的第一可切换漫射器362。光穿过 PBS层364并且被处于漫射状态的第二可切换漫射器352漫射，从而形成针对查看者眼睛370 的表面显不图像368。
[0043]悬停在设备上方的浮动显示可以使用回反射器和偏振分束器来实现以再现看起 来浮动在空中的显示表面。结合具有恰适视野深度的投影显示光(诸如来自投影仪的光内 容）来使用一对可切换漫射器，可以创建具有两个显示表面的显示一一一个表面是平坦的 物理表面以及在第一表面上方的第二悬停显示，如图3D中所解说的。类似的设备可以在其 中可能期望使用多层屏幕的情景中被使用，从而将半空姿势控制与典型的触摸姿势控制直 观地混合在一起。
[0044] 关于可切换漫射器的物理位置的定位，至少一个漫射器在分束器下方，并且一个 漫射器可以在分束器顶部的上方或直接在分束器顶部上。此外，触摸面板(电容式、电阻式、 或其它类型）可以作为与物理可切换层相一致的层来被放置，以便促进与浮动图像（3D相 机)和物理层(触摸传感器层）的触摸两者的交互。
[0045] 此外，尽管两个以上层的序列切换在具有一定折衷的情况下是可能的，但至少一 个可切换层可以被定位在分束器以下以实现浮动图像的形成。其它替换方案可包括像素化 可切换层，以使得被定址的内容可以被选择性地选择在一个时间处于漫射状态，从而实现 在分束器之下的多个漫射层的选项以达成沿z维度一个以上的浮动图像平面。可切换漫射 器层可包括使用任何可切换漫射器类型，包括TOLC(聚合物分散液晶）、PNLC(聚合物网络液 晶）、以及类似物。。
[0046] 对于偏振状态可能敏感的或者更维持偏振状态的其它形式的可切换漫射可包括 结合具有液晶的无源微透镜阵列来使用可切换旋转器层，以使得正交状态可以提供散射相 对无散射。在那一方面，一个选项可包括，可切换层之间的时序通过输入偏振状态来切换， 并且使用第一层以下的偏振旋转器，以使得偏振状态的切换可以漫射第一层(浮动)并且状 态切换可使得所有光通过第一层并且投影在物理第二层上，这将会具有与正交第二偏振状 态对齐的漫射状态，从而实现以对偏振敏感的方式进行切换。
[0047] 在可切换漫射器层的任一种情形中，分束器以下的一个以上的层可被用于实现沿 z维度的一个以上的浮动图像层，并且还有一些情形可以采用像素化可切换漫射器层，从而 使得它们能够按内容来寻址。
[0048]投影仪可以按例如120Hz操作，并且交替地投影第一和第二视频流。第一漫射器可 以与第一交织视频流同步，该第一交织视频流例如示出了应用窗口。这可以变成浮动图像， 并且可以使用姿势来操纵。第二漫射器可以与第二交织视频流同步，该第二交织视频流例 如可以是桌面，并且可以使用触摸来与其交互。用户可以看见浮动在触摸桌面前方的姿势 应用窗口。
[0049] 在一些实现中，悬停在计算设备上方的浮动显示可以使用回反射器和分束器来实 现以再现看上去浮动在空中的显示表面。用户可以使用姿势传感器与浮动显示交互。如此 的设备可以在其中不期望与显示表面的接触的情景(诸如物理游戏和公共信息亭）中被使 用。
[0050] 图4解说了角隅棱镜配置中单元内查看输出相对于输入偏振。
[0051]图不400不出了具有传入和反射光402的不例角隅棱镜反射器408,反射光402-次 在去往反射器的路径上以及一次在离开反射器的路径上穿过偏振分束器406和偏振器滤波 器404。反射和穿过PBS(以及偏振器滤波器)对偏振输入光的效果在图5A到51中示出。
[0052]图5A到51解说了在图4的示例配置中针对不同输入的示例偏振瞳孔映射。
[0053]图示500A到500G示出了针对各种线性输入光偏振(诸如垂直偏振502、水平偏振 562、以及在这两者(输入偏振512、522、532、542和552)之间的各种角度）的通过如本文所述 的回反射器系统的输出光束的偏振分布。
[0054]图示500H和5001示出了针对在相对方向上的圆形输入光偏振（输入偏振572和 582)的通过如本文所述的回反射器系统的输出光束的偏振分布。
[0055]图6解说了使用基于延迟器的立体3D型LCD模块从一个显示进行示例双图像内容 生成。
[0056] 如图示600中所示，查看者的眼睛610可以看见来自具有一种偏振状态的像素集 (606A)的浮动图像582,并且看见来自具有相对偏振的另一像素集(606B)的直接显示。来自 无源偏振的正交的A-B状态可以被用于在包括具有延迟器602和PBS层604的回反射层的系 统配置中生成立体显示(线性或圆形+延迟器）。
[0057]对于具有圆形偏振光输出的显示的情形，另一延迟器层可以被添加在显示上方以 将光转换成线性偏振作为到PBS的输入。来自回反射器的反射可以旋转到正交状态，从而所 施加的（双通过)延迟可以导致来自反射器的光在第二次通过时高效地通过PBS。如前文所 提及的，'胆留相'圆形偏振膜也可被用作PBS层，以使得对于圆形偏振情形只需要单个延迟 器层。
[0058] 具有如本文所述的偏振和衍射产物分辨率控制的回反射成像系统可以允许回反 射成像系统中的增强的效率，藉此实现在各种应用中对此类系统的使用。此外，源显示器处 的两个正交偏振状态可以被用于达成浮动图像和显示面板的直接视图两者的同时查看。
[0059] 图1到图6中的示例已经使用包括特定装置、组件、组件配置和组件任务的特定系 统被描述。各实现不仅限于根据这些示例配置的系统。具有偏振和衍射产物分辨率控制的 回反射成像系统可以被实现在使用其它类型的系统的配置中，其它类型的系统使用本文所 述的原理以类似的方式包括特定的装置、组件、组件配置和组件任务。
[0060] 图7是可被用于控制带有偏振和衍射产物分辨率控制的回反射成像系统的制造系 统的示例计算设备的框图。
[0061] 例如，计算设备700可以结合本文所述的用于带有偏振和衍射产物分辨率控制的 回反射成像系统的制造系统来使用。在基本配置702的示例中，计算设备700可包括一个或 多个处理器704和系统存储器706。存储器总线708可用于处理器704与系统存储器706之间 的通信。该基本配置702可在图7中用内部虚线内的那些组件例示出。
[0062] 取决于所期望的配置，处理器704可以是任何类型的，包括但不限于微处理器(μ Ρ)、微控制器(yC)、数字信号处理器(DSP)、或其任何组合。处理器704可包括诸如分级高速 缓存存储器712之类的一级或多级高速缓存、处理器核714、以及寄存器716。处理器核714可 包括算术逻辑单元(ALU)、浮点单元(FPU)、数字信号处理核(DSP核）、或其任何组合。一存储 器控制器718也可与处理器704-起使用，或在一些实现中，存储器控制器718可以是处理器 704的内部部分。
[0063]取决于所期望的配置，系统存储器706可以是任何类型的，包括但不限于易失性存 储器(诸如RAM)、非易失性存储器(诸如R0M、闪存等等）、或其任何组合系统存储器706可包 括适于控制平台的操作的操作系统720,诸如来自位于华盛顿州雷蒙德的微软公司的 WINDOWS?、WIND0WS MOBILE?、WIND0WSRT? 或 WIND0WSPHONE? 及类似的操作系 统。系统存储器706可进一步包括制造应用722、层生成模块726、汇编模块728、和程序数据 724。制造应用722可以控制回反射系统制造的各方面，诸如形成偏振分束器和延迟器层，偏 振分束器和延迟器层可以被放置在回反射器阵列的前方并且被定向成使得当偏振光被用 作源时，源输入光在偏振分束器层朝向回反射层被高效地反射，并且偏振在第一次穿过延 迟器层时被转换成圆形。
[0064]计算设备700可具有附加特征或功能，以及附加接口以便促进基本配置702与任何 所需设备和接口之间的通信。例如，总线/接口控制器730可被用于促进基本配置702与一个 或多个数据存储设备732之间经由存储接口总线734进行的通信数据存储设备732可以是一 个或多个可移动存储设备736、一个或多个不可移动存储设备738、或其组合。仅举数例，可 移动存储和不可移动存储设备的示例可包括诸如软盘驱动器和硬盘驱动器(HDD)之类的磁 盘设备、诸如紧致盘(CD)驱动器或数字多功能盘(DVD)驱动器之类的光盘驱动器、固态驱动 器(SSD)、以及带驱动器。示例计算机存储介质可包括以用于存储诸如计算机可读指令、数 据结构、程序模块、或其他数据等信息的任何方法或技术实现的易失性和非易失性、可移动 和不可移动介质。
[0065]系统存储器706、可移动存储设备736和不可移动存储设备738都可以是计算机存 储介质的示例。计算机存储介质可包括，但可不限于，RAM、R0M、EEPR0M、闪存或其他存储器 技术、CD-ROM、数字多功能盘(DVD)、固态驱动器或其他光学存储、磁盒、磁带、磁盘存储或其 他磁性存储设备、或能用于存储所需信息且可以由计算设备700访问的任何其他介质。任何 此类计算机存储介质可以是计算设备700的一部分。
[0066] 计算设备700还可包括接口总线740以用于促进经由总线/接口控制器730从各种 接口设备(例如一个或多个输出设备742,一个或多个外围接口 744、以及一个或多个通信设 备766)到基本配置702的通信。一些示例输出设备742可包括图形处理单元748和音频处理 单元750，输出设备742可被配置以便其经由一个或多个A/V端口 752与诸如显示器或扬声器 的各种外部设备通信。一个或多个示例外围接口 744可包括串行接口控制器754或并行接口 控制器756,外围接口 744可被配置以便经由一个或多个I/O端口 758与诸如输入设备（例如 键盘、鼠标、笔、语音输入设备、触摸输入设备等等)或其他外围设备(例如打印机、扫描仪等 等）的外部设备通信。一示例通信设备766可包括网络控制器760,网络控制器762可被安排 成促进经由一个或多个通信端口 764通过网络通信链接与一个或多个其他计算设备562进 行通信。所述一个或多个其他计算设备762可包括服务器、客户端装备、以及类似设备。
[0067] 网络通信链路可以是通信介质的一个示例。通信媒介可由诸如载波或其他传输机 制等已调制数据信号中的计算机可读指令、数据结构、程序模块、或其他数据来体现，并且 可包括任何信息传递介质。"已调制数据信号"可以是通过对信号中的信息进行编码的方式 设置或改变其具有的一个或多个已调制数据信号特征的信号。作为示例而非限制，通信介 质可包括诸如有线网络或直接有线连接之类的有线介质，以及诸如声、射频(RF )、微波、红 外（IR)和其他无线介质之类的无线介质。如此处所使用的术语计算机可读介质可包括存储 介质和通信介质两者。
[0068] 计算设备700可被实现为包括任何上述功能的通用或专门的服务器、大型机或类 似的计算机的一部分。计算设备700还可被实现为包括膝上型计算机和非膝上型计算机配 置两者的个人计算机。
[0069] 各示例实现还包括各方法。这些方法可以以任何数量的方式来实现，包括此文档 中描述的结构。一种这样的方式是通过具有此文档中描述的类型的设备的机器操作来实 现。
[0070] 另一任选的方式是使各方法的个别操作中的一个或多个连同执行一些操作的一 个或多个人工操作员被执行。这些人类操作者不需要彼此位于同处，但每个人类操作者可 以仅具有执行程序的一部分的一台机器。替换地或附加地，参考计算设备700描述的各组件 或步骤可以位于云计算环境(例如数据中心）中的联网计算机中或在联网计算机中执行。
[0071] 图8解说了根据各实现的示例回反射成像设备制造系统。
[0072] 根据一些实现，一种用于带有偏振和衍射产物分辨率控制的回反射成像系统的制 造系统可包括层生成模块806、涂覆模块808、和组装件模块810。控制器803可以通过例如云 804上与各个模块的有线或无线通信来控制和协调各个制造模块的动作。
[0073]层生成模块806可被配置成形成偏振受控的回反射显示器系统的各个层，诸如反 射层、PBS层和延迟器层。反射层可以被形成为角隅棱镜阵列(CCA)例如，它可以经金属化或 未经金属化、经涂覆或未经涂覆。在形成各个层时可以采用各种复制、层叠、模具化、切割、 和形成大小(例如，研磨、磨削、剖光、以及电火花加工(EDM))以及使用合适的材料。
[0074]涂覆模块808可被配置成应用不同涂覆以增强反射层和/或PBS层的反射性、可靠 性和准确性。用于形成各个层（例如，反射层）的其它制造技术可包括但不限于，外延生长、 气相选择性外延生长、电感加热、闪蒸气加热、以及冷却液。
[0075] 图9解说了根据各实现的用于制造具有偏振和衍射产物分辨率控制的回反射成像 系统的方法的逻辑流程图。过程900可以被实现在制造系统的控制器上，诸如举例来说计算 设备700。
[0076] 过程900开始于操作910,其中形成反射层（例如，角隅棱镜阵列"CCA"回反射阵 列）、PBS层、以及一个或多个延迟器层。
[0077]在操作910之后的操作920,所形成的各个层可以被组装，以使得正交（线性或圆 形)偏振的源光透射通过PBS层以形成浮动的重收敛图像。例如，反射层可以与光源基本上 垂直地被定位，并且PBS层可以相对于反射层和光源成45°或接近45°被定位。延迟器层也可 被附连到反射层的面向内部的表面，以使得经线性偏振的源光从PBS层反射到反射表面，接 着以朝向PBS层的正交偏振被反射，并且透射通过PBS层以形成浮动图像。类似地，经圆形偏 振的光的正交相位也可被反射以形成如先前所讨论的重收敛图像。
[0078]在操作920之后的操作930,第二延迟器层可以被附连或形成在PBS层的面向内部 的表面上，以使得从反射层反射的经圆形偏振的源光被透射通过PBS层以形成重收敛图像。 替换地，基于正交圆形偏振状态，可以使用可以直接反射或透射光的膜或层。因而，类似于 在操作920形成的系统可以与诸如分束器之类的膜连同使用，并且通过增加延迟器层来实 现在PBS层处的第二次通过时的透射。
[0079] 过程900中包括的操作用于说明目的。提供带有偏振和衍射产物分辨率控制的回 反射成像系统可以使用此处所述的各原理通过具有更少或更多步骤的相似过程、以及不同 的操作次序来实现。
[0080] 根据一些示例，回反射显示器可包括，基本上与光源垂直定位的反射层和偏振分 束器(PBS)层，偏振分束器(PBS)层被定位成使得来自光源的偏振源光从PBS层反射到反射 层，并且来自反射层的与源光具有正交偏振的反射光被透射通过PBS层以形成重收敛图像。
[0081] 根据其它示例，PBS层可以被定位成相对于光源和反射层成45°或接近45°。回反射 显示器可进一步包括形成在面向PBS层的反射层的面向内部的表面上的延迟器层。延迟器 层可以是四分之一波延迟器层，它在延迟器层的平面内在角度上被如此定向以使得快轴相 对于线性偏振输入光的偏振为约45°。回反射显示器还可包括形成在PBS层的面向外部的表 面上的偏振器滤波器。
[0082]根据其它示例，回反射显示器可进一步包括形成在PBS层中与偏振器滤波器相对 的面向内部的表面上的另一延迟器层，以使得圆形偏振源光作为来自反射表面的圆形偏振 反射光被接收并且作为线性偏振光被透射通过PBS层。回反射显示器还可包括形成在光源 上的偏振器以将随机偏振的源光转换成线性偏振的源光。
[0083]根据还有一些示例，反射表面可以是回反射阵列。回反射阵列可以被涂覆或未涂 覆，并且被金属化或未被金属化。PBS层可以被配置成通过反射第一圆形偏振状态并且透射 与第一圆形偏振状态正交的第二圆形偏振状态来将圆形偏振的输入光的正交偏振状态分 束，以使得仅一个延迟器层被实现在回反射显示器中。
[0084]根据其它示例，显示系统可包括一个或多个光源；与一个或多个光源基本上成垂 直定位的反射层；以及位于相对于一个或多个光源和反射层成45°或近45°的偏振分束器 (PBS)层。来自一个或多个光源的源光可以以两个正交偏振来透射，以正交偏振之一来进行 偏振的一部分源光可以从PBS层向反射层反射，并且来自反射层的反射光可以被透射通过 PBS层以形成重收敛图像。以正交偏振中的另一偏振来进行偏振的另一部分源光可以被直 接透射通过PBS层，以使得立体图像被生成。
[0085]根据一些示例，来自一个或多个光源的源光可以以两个正交偏振来被透射通过一 对可切换漫射器，以使得两个显示表面被创建，第一显示表面对应于物理表面，而第二显示 表面对应于浮动在物理表面上方的悬停图像。第一可切换漫射器可以位于PBS层以下，而第 二可切换漫射器可以位于PBS层的向外表面处或向外表面上方。
[0086]根据还有一些示例，系统可包括与第一可切换漫射器相一致的触摸检测层以促进 与浮动图像和物理表面的交互。系统还可包括位于PBS层以下的至少第三可切换漫射器以 促进在相异图像平面上的多个浮动图像。可切换漫射器可以从PDLC(聚合物分散液晶）、 PNLC(聚合物网络液晶）之一中制成。系统还可包括一个或多个可切换旋转器层以及具有液 晶的无源微透镜阵列，以使得所选正交偏振状态提供散射。反射层和PBS层中的一者或两者 包括向内的延迟器层。
[0087] 根据其它示例，偏振受控的回反射显示器制造系统可包括:层生成模块，被配置成 生成回反射层、延迟器层、以及偏振分束器(PBS)层中的一者或多者;涂覆模块，被配置成将 反射涂覆施加到回反射层；以及组装件模块，被配置成将回反射层、PBS层以及一个或多个 延迟器层进行组装，以使得来自光源的偏振源光从PBS层反射到反射层，并且来自反射层的 与源光具有正交偏振的反射光被透射通过PBS层以形成重收敛图像。制造系统还可包括控 制器，被配置成协调层生成模块、涂覆模块和组装件模块的一个或多个操作。
[0088] 根据一些示例，回反射层可以是角隅棱镜阵列(CCA)，并且层生成模块可被配置成 通过以下来生成覆盖CCA的多个角隅棱镜结构的刻面的反射表面:直接施加到该多个角隅 棱镜结构的刻面的反射涂覆;施加在复制回反射阵列上方的反射涂覆;或者通过全内反射 (TIR)呈现反射的多个角隅棱镜结构的刻面。
[0089]根据一些示例，用于制造偏振受控的回反射显示器的装置可包括:层生成装置，被 配置成生成回反射层、延迟器层、以及偏振分束器(PBS)层中的一者或多者;涂覆装置，被配 置成将反射涂覆施加到回反射层；以及组装件装置，被配置成将回反射层、PBS层以及一个 或多个延迟器层进行组装，以使得来自光源的偏振源光从PBS层反射到反射层，并且来自反 射层的与源光具有正交偏振的反射光被透射通过PBS层以形成重收敛图像。制造装置还可 包括控制装置，被配置成协调层生成模块、涂覆模块和组装件模块的一个或多个操作。
[0090] 以上说明、示例和数据提供了各实现的组成的制造和用途的完整描述。尽管用结 构特征和/或方法动作专用的语言描述了本主题，但可以理解，所附权利要求书中定义的主 题不必限于上述具体特征或动作。相反，上述具体特征和动作是作为实现权利要求和各实 现的示例形式来公开的。
[0091] 上述详细描述经由使用框图、流程图、和/或示例阐明了设备和/或过程的各种实 现。就这些框图、流程图、和/或示例包含一个或多个功能和/或操作而言，本领域普通技术 人员将理解，这些框图、流程图或示例中的每一功能和/或操作都可由各种各样的硬件、软 件、固件、或实际上其任意组合来单独地和/或共同地实现。在一个示例中，本文所述的主题 内容的若干部分可以经由专用集成电路(ASIC)、场可编程门阵列(FPGA)、数字信号处理器 (DSP)、或其它集成格式来实现。然而，本领域技术人员将认识到，本文所公开的各实现的一 些方面整体上或部分地可以在集成电路中被等效地实现为在一个或多个计算机上运行的 一个或多个计算机程序(例如，在一个或多个计算机系统上运行的一个或多个程序），被实 现为固件，或者被实现为实际上以上的任意组合，并且设计电路系统和/或编写软件和/或 固件的代码鉴于本公开的内容对于本领域技术人员而言将是容易实现的。
【主权项】
1. 一种回反射显示器，包括： 位于与光源基本上垂直的位置处的反射层；以及 偏振分束器(PBS)层，所述偏振分束器(PBS)层被定位成使得来自所述光源的偏振源光 从所述PBS层反射到所述反射层，并且来自所述反射层的与所述源光具有正交偏振的反射 光被透射通过所述PBS层以形成重收敛图像。2. 如权利要求1所述的回反射显示器，其特征在于，进一步包括形成在所述反射层中面 向所述PBS层的面向内部的表面上的延迟器层。3. 如权利要求2所述的回反射显示器，其特征在于，所述延迟器层是四分之一波延迟器 层，所述四分之一波延迟器层在延迟器层的平面内在角度上被定向成使得快轴相对于线性 偏振输入光的偏振为约45°。4. 如权利要求1所述的回反射显示器，其特征在于，进一步包括形成在所述PBS层的面 向外部的表面上的偏振器滤波器。5. 如权利要求4所述的回反射显示器，其特征在于，进一步包括形成在所述PBS层中与 所述偏振器滤波器相对的面向内部的表面上的另一延迟器层，以使得圆形偏振源光作为来 自所述反射表面的圆形偏振反射光被接收并且作为线性偏振光被透射通过所述PBS层。6. 如权利要求1所述的回反射显示器，其特征在于，所述反射表面是回反射阵列。7. -种显示系统，包括： 一个或多个光源； 位于与所述一个或多个光源基本上垂直的位置处的反射层；以及 偏振分束器(PBS)层，所述偏振分束器(PBS)层被定位成相对于所述一个或多个光源和 所述反射层成45°或接近45°，其中 来自所述一个或多个光源的源光以两个正交偏振被透射， 所述源光中以所述正交偏振之一进行偏振的一部分从所述PBS层向所述反射层反射到 所述反射层，并且来自所述反射层的反射光被透射通过所述PBS层以形成重收敛图像，以及 所述源光中以所述正交偏振中的另一偏振来进行偏振的另一部分被直接透射通过所 述PBS层，以使得立体图像被生成。8. 如权利要求7所述的系统，其特征在于，来自所述一个或多个光源的源光以两个正交 偏振被透射通过一对可切换漫射器，以使得两个显示表面被创建，第一显示表面对应于物 理表面，而第二显示表面对应于浮动在所述物理表面上方的悬停图像。9. 如权利要求8所述的系统，其特征在于，第一可切换漫射器位于所述PBS层以下，而第 二可切换漫射器位于所述PBS层的面向外部的表面处或面向外部的表面上方。10. 如权利要求8所述的系统，其特征在于，进一步包括位于所述PBS层以下的至少第三 可切换漫射器以促进在相异图像平面上的多个浮动图像。11. 一种偏振受控的回反射显示器制造系统，所述制造系统包括： 层生成模块，被配置成生成回反射层、延迟器层、以及偏振分束器(PBS)层中的一者或 多者； 涂覆模块，被配置成将反射涂覆施加到所述回反射层； 组装件模块，被配置成对所述回反射层、所述PBS层、以及所述一个或多个延迟器层进 行组装，以使得来自光源的偏振源光从所述PBS层反射到所述反射层，并且来自所述反射层 的与所述源光具有正交偏振的反射光被透射通过所述PBS层以形成重收敛图像；以及 控制器，被配置成协调所述层生成模块、所述涂覆模块和所述组装件模块的一个或多 个操作。12.如权利要求11所述的制造系统，其特征在于，所述回反射层是角隅棱镜阵列(CCA)， 并且所述层生成模块被配置成通过以下之一来生成覆盖所述CCA的多个角隅棱镜结构的刻 面的反射表面： 反射涂覆被直接施加到所述多个角隅棱镜结构的刻面； 反射涂覆被施加在复制回反射阵列上方；以及 所述多个角隅棱镜结构的刻面通过全内反射(TIR)呈现为反射。
【文档编号】G02B27/28GK106062615SQ201580011202
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2015年2月26日 公开号201580011202.9, CN 106062615 A, CN 106062615A, CN 201580011202, CN-A-106062615, CN106062615 A, CN106062615A, CN201580011202, CN201580011202.9, PCT/2015/17624, PCT/US/15/017624, PCT/US/15/17624, PCT/US/2015/017624, PCT/US/2015/17624, PCT/US15/017624, PCT/US15/17624, PCT/US15017624, PCT/US1517624, PCT/US2015/017624, PCT/US2015/17624, PCT/US2015017624, PCT/US201517624
【发明人】K·鲍威尔, T·拉奇, Y·托库达
【申请人】微软技术许可有限责任公司