阅读说明：本技术 多层多视图显示器及方法 (Multilayer multi-view display and method ) 是由 D.A.法特尔 李雪健 F.艾塔 于 2017-09-27 设计创作，主要内容包括：多层静态多视图显示器和多层多视图显示器操作的方法使用来自具有不同径向方向的被引导光束的光的衍射散射来提供多个多视图图像。静态多视图显示器包括第一多视图显示层,其被配置为通过衍射散射来自第一多视图显示层内的被引导光束的径向图案的光来发射表示第一多视图图像的定向光束。静态多视图显示器还包括第二多视图显示层,其被配置为通过衍射散射来自第二多视图显示层内的被引导光束的径向图案的光来发射表示第二静态多视图图像的定向光束。所提供的多个多视图图像可以包括复合彩色多视图图像、静态多视图图像或者动画或准静态多视图图像。(Multilayer static multi-view display and the method for multilayer multi-view display operation provide multiple multi-view images using the diffraction scattering from the light for being guided light beam with different radial directions.Static multi-view display includes the first Multi-view display layer, is configured as the light of the radial pattern for being guided light beam by diffraction scattering in the first Multi-view display layer to emit the directional beam for indicating the first multi-view image.Static multi-view display further includes the second Multi-view display layer, is configured as the light of the radial pattern for being guided light beam by diffraction scattering in the second Multi-view display layer to emit the directional beam for indicating the second static multi-view image.Provided multiple multi-view images may include composite coloured multi-view image, static multi-view image or animation or quasi-static multi-view image.)

多层多视图显示器及方法

对相关申请的交叉引用

本申请要求于2017年4月4日提交的美国临时专利申请序列号No.62/481,628的优先权，其全部内容通过引用并入本文。

关于联邦政府资助的研究或开发的声明

N/A

背景技术

显示器以及更具体地、“电子”显示器是用于向各种设备和产品的用户传送信息的几乎无处不在的媒介。例如，电子显示器可以在各种设备和应用中找到，包括但不限于移动电话(例如，智能电话)，手表、平板计算机、移动计算机(例如，膝上型计算机)、个人计算机和计算机监视器、汽车显示控制台、相机显示器以及各种其它移动及基本上非移动的显示应用和设备。电子显示器一般采用像素强度的差分图案来表示或显示正在传送的图像或类似信息。与无源电子显示器的情况一样，可以通过反射入射在显示器上的光来提供差分像素强度图案。可替代地，电子显示器可以提供或发射光以提供差分像素强度图案。发射光的电子显示器常常被称为有源显示器。

具体实施方式

根据本文描述的原理的示例和实施例使用多层多视图显示器提供多个三维(3D)或多视图图像。特别地，与所描述的原理一致的实施例使用被配置为提供定向光束的多个多视图显示层来显示多视图图像。多个定向光束中的定向光束的各个强度和方向进而与正被显示的多视图图像的视图中的各个视图像素对应。根据各种实施例，定向光束的各个强度以及，在一些实施例中，各个方向可以基本上是预定的或“固定的”。照此，在一些实施例中，所显示的多视图图像可以是静态或准静态多视图图像。

根据各种实施例，多层静态多视图显示器的多视图显示层包括光学连接到光导的衍射光栅，以提供具有各个定向光束强度和方向的定向光束。衍射光栅被配置为通过或根据从光导内被引导的光的衍射耦合或散射来发射或提供定向光束，光被引导作为多个被引导光束。另外，多个被引导光束中的被引导光束在光导内以彼此不同的径向方向被引导。照此，多个衍射光栅中的衍射光栅包括光栅特征，该光栅特征考虑或者作为入射在衍射光栅上的被引导光束的特定径向方向的函数。特别地，光栅特征可以是衍射光栅与被配置为提供被引导光束的光源的相对位置的函数。根据各种实施例，光栅特性被配置为考虑被引导光束的径向方向，以确保在由衍射光栅提供的发射定向光束与所显示的多视图图像的各个视图中的相关联视图像素之间的对应关系。

在本文中，“多视图显示器”被定义为电子显示器或显示系统，其被配置为在不同的视图方向上提供多视图图像的不同视图。“静态多视图显示器”被定义为被配置为显示预定或固定(即，静态)多视图图像的多视图显示器，虽然是作为多个不同视图。“准静态多视图显示器”在本文中被定义为通常作为时间的函数、可以在不同的固定多视图图像之间切换的静态多视图显示器。例如，在不同的固定多视图图像之间切换可以提供基本形式的动画。另外，如本文所定义的，准静态多视图显示器是静态多视图显示器的一种类型。照此，在纯静态多视图显示器或图像与准静态多视图显示器或图像之间没有区别，除非这种区分对于正确理解是必要的。

图1A图示了根据与本文描述的原理一致的实施例的示例中的多视图显示器10的透视图。如图1A中所示，多视图显示器10包括屏幕12上的衍射光栅，屏幕12被配置为显示多视图图像16内的视图14或多视图图像16的视图14(或等效地，多视图显示器10的视图14)中的视图像素。屏幕12可以是汽车、电话(例如，移动电话、智能电话等)、平板计算机、膝上型计算机、台式计算机的计算机监视器、相机显示器或基本上任何其它设备的电子显示器的显示屏。

多视图显示器10在相对于屏幕12的不同视图方向18(即，在不同的主角方向)上提供多视图图像16的不同视图14。视图方向18被示为从屏幕12以各种不同的主角方向延伸的箭头。不同视图14在箭头(即，描绘视图方向18)的终点处被示为阴影多边形框。因此，当多视图显示器10(例如，如图1A所示)围绕y轴旋转时，观看者看到不同的视图14。另一方面(如图所示)当图1A中的多视图显示器10绕x轴旋转时，观看到的图像不变，直到没有光到达观看者的眼睛为止(如图所示)。

要注意的是，虽然不同视图14被示为在屏幕12上方，但是当多视图图像16被显示在多视图显示器10上并且由观看者观看时，视图14实际上出现在屏幕12上或附近。如图1A中在屏幕12上方描绘多视图图像16的视图14仅仅是为了说明的简单，并且意味着表示从与特定视图14对应的相应一个视图方向18观看多视图显示器10。另外，在图1A中，仅示出了三个视图14和三个视图方向18，但是所有这些都是示例而非限制。

根据本文的定义，视图方向或等效地具有与多视图显示器的视图方向对应的方向的光束一般具有由角分量{θ,φ}给出的主角方向。角分量θ在本文被称为光束的“仰角分量”或“仰角”。角分量φ被称为光束的“方位角分量”或“方位角”。根据定义，仰角θ是垂直平面(例如，垂直于多视图显示器屏幕的平面)中的角度，而方位角φ是水平平面(例如，平行于多视图显示器屏幕平面)中的角度。

图1B图示了根据与本文描述的原理一致的实施例的示例中的光束20的角分量{θ,φ}的图形表示，其具有与多视图显示器的视图方向(例如，图1A中的视图方向18)对应的特定主角方向。此外，根据本文的定义，光束20从特定点发射或发出。即，根据定义，光束20具有与多视图显示器内的特定原点相关联的中心射线。图1B也图示了光束(或视图方向)原点O。

另外，在本文中，如术语“多视图图像”和“多视图显示器”中使用的术语“多视图”被定义为表示不同透视图或包括多个视图中的视图之间的角度视差的多个视图。此外，在本文中，根据本文的定义，术语“多视图”明确地包括多于两个不同的视图(即，最少三个视图并且一般多于三个视图)。照此，本文采用的“多视图显示器”明确区别于仅包括两个不同视图以表示场景或图像的立体显示器。但是，要注意的是，虽然多视图图像和多视图显示器可以包括多于两个视图，但是根据本文的定义，可以通过一次仅选择其中两个多视图视图观看，来作为立体图像对观看多视图图像(例如，在多视图显示器上)(例如，每只眼睛一个视图)。

在多视图显示器中，“多视图像素”在本文中被定义为表示多视图显示器的类似多个不同视图中的每一个视图中的像素的一组或多个视图像素。等效地，多视图像素可以具有与多视图显示器要显示的多视图图像的每个不同视图中的像素对应或表示该像素的单独视图像素。而且，多视图像素的视图像素是所谓的“定向像素”，因为，根据本文的定义，每个视图像素与不同视图中的对应一个的预定视图方向相关联。另外，根据各种示例和实施例，由多视图像素的视图像素表示的不同视图像素可以在每个不同视图中具有等效或至少基本相似的位置或坐标。例如，第一多视图像素在多视图图像的每个不同视图中可以具有与位于{x₁,y₁}处的视图像素对应的各个视图像素，而第二多视图像素在每个不同视图中可以具有与位于{x₂,y₂}处的视图像素对应的各个视图像素，依此类推。

在一些实施例中，多视图像素中的视图像素的数量可以等于多视图显示器的视图的数量。例如，多视图像素可以提供与具有8个不同视图的多视图显示器相关联的八(8)个视图像素。可替代地，多视图像素可以提供与具有64个不同视图的多视图显示器相关联的六十四(64)个视图像素。在另一个示例中，多视图显示器可以提供八乘四的视图阵列(即，三十二个视图)，并且多视图像素可以包括三十二(32)个视图像素(即，每个视图一个)。另外，根据一些实施例，多视图显示器的多视图像素的数量可以基本上等于构成多视图显示器的被选视图的像素的数量。

在本文中，“光导”被定义为使用全内反射在结构内引导光的结构。特别地，光导可以包括在光导的工作波长处基本透明的芯。在各种示例中，术语“光导”一般是指介电光波导，其采用全内反射在光导的介电材料和围绕光导的材料或介质之间的界面处引导光。根据定义，全内反射的条件是光导的折射率大于与光导材料的表面相邻的周围介质的折射率。在一些实施例中，除了上面提到的折射率差之外或代替上面提到的折射率差，光导还可以包括涂层，以进一步促进全内反射。例如，涂层可以是反射涂层。光导可以是若干光导中的任何一种，包括但不限于板(plate)或片(slab)光导和条带光导中的一个或两者。

另外，在本文中，当在“板光导”中应用于光导时，术语“板”被定义为逐段或差分平坦的层或薄片，其有时被称为“片”光导。特别地，板光导被定义为这样一种光导，其被配置为在由光导的顶表面和底表面(即，相对的表面)界定的两个基本正交的方向上引导光。另外，根据本文的定义，顶表面和底表面都彼此分开并且可以至少在差分意义上彼此基本平行。即，在板光导的任何差分小的区段内，顶表面和底表面基本上平行或共面。

在一些实施例中，板光导可以是基本上平坦的(即，被限制在平面内)，因此，板光导是平面光导。在其它实施例中，板光导可以在一个或两个正交维度上弯曲。例如，板光导可以在单个维度上弯曲以形成圆柱形板光导。但是，任何曲率都具有足够大的曲率半径，以确保在板光导内维持全内反射以引导光。

在本文中，“衍射光栅”一般被定义为布置成提供入射在衍射光栅上的光的衍射的多个特征(即，衍射特征)。在一些示例中，多个特征可以以在特征对之间具有一个或多个光栅间隔的周期性或准周期性方式布置。例如，衍射光栅可以包括以一维(1D)阵列布置的多个特征(例如，材料表面中的多个凹槽或脊)。在其它示例中，衍射光栅可以是二维(2D)特征阵列。例如，衍射光栅可以是材料表面上的凸块或材料表面中的孔的2D阵列。根据各种实施例和示例，衍射光栅可以是亚波长光栅，其相邻衍射特征之间的光栅间隔或距离小于将被衍射光栅衍射的光的波长。

照此，并且根据本文的定义，“衍射光栅”是提供入射在衍射光栅上的光的衍射的结构。如果光从光导入射在衍射光栅上，那么所提供的衍射或衍射散射可以导致，并且因此被称为，“衍射耦合”，因为衍射光栅可以通过衍射将光耦合出光导。衍射光栅也通过衍射(即，以衍射角)重定向或改变光的角度。特别地，作为衍射的结果，离开衍射光栅的光一般具有与入射在衍射光栅上的光(即，入射光)的传播方向不同的传播方向。光的传播方向通过衍射的改变在本文被称为“衍射重定向”。因此，衍射光栅可以被理解为包括衍射特征的结构，该衍射特征衍射地重定向入射在衍射光栅上的光并且，如果光从光导入射，那么衍射光栅也可以从光导衍射地耦合出光。

另外，根据本文的定义，衍射光栅的特征被称为“衍射特征”，并且可以是材料表面(即，在两种材料之间的边界)处、之中和之上当中的一个或多个。例如，表面可以是光导的表面。衍射特征可以包括衍射光的各种结构中的任何一种，包括但不限于在表面处、表面中或表面上的凹槽、脊、孔和凸起当中的一个或多个。例如，衍射光栅可以包括在材料表面中的多个基本平行的凹槽。在另一个示例中，衍射光栅可以包括从材料表面上升的多个平行脊。衍射特征(例如，凹槽、脊、孔、凸块等)可以具有提供衍射的各种横截面形状或轮廓中的任何一种，包括但不限于正弦轮廓、矩形轮廓(例如，二元衍射光栅)、三角形轮廓和锯齿轮廓(例如，闪耀光栅)中的一个或多个。

如下面进一步描述的，本文的衍射光栅可以具有光栅特性，包括特征间隔或间距、朝向和尺寸(诸如衍射光栅的宽度或长度)中的一个或多个。另外，光栅特性可以被选择或选为光束在衍射光栅上的入射角、衍射光栅距光源的距离的函数或这两者的函数。特别地，根据一些实施例，衍射光栅的光栅特性可以被选为取决于光源与衍射光栅的位置的相对位置。通过适当地改变衍射光栅的光栅特性，由衍射光栅衍射(例如，衍射地耦合出光导)的光束(即，“定向光束”)的强度和主角方向二者与多视图图像的视图像素的强度和视图方向对应。

根据本文描述的各种示例，可以采用衍射光栅(例如，如下所述的多视图像素的衍射光栅)来将光衍射地散射或耦合出光导(例如，板光导)作为光束。特别地，局部周期性衍射光栅的衍射角θ_m或由其提供的衍射角θ_m可以由等式(1)给出，如下：

其中，λ是光的波长，m是衍射阶数，n是光导的折射率，d是衍射光栅的特征之间的距离或间隔，θ_i是光在衍射光栅上的入射角。为简单起见，等式(1)假设衍射光栅与光导的表面相邻，并且光导外的材料的折射率等于1(即，n_out＝1)。一般而言，衍射阶数m由整数给出。由衍射光栅产生的光束的衍射角θ_m可以由等式(1)给出，其中衍射阶数为正(例如，m>0)。例如，当衍射阶数m等于1(即，m＝1)时，提供一阶衍射。

图2图示了根据与本文描述的原理一致的实施例的示例中的衍射光栅30的横截面视图。例如，衍射光栅30可以位于光导40的表面上。此外，图2图示了以入射角θ_i入射在衍射光栅30上的光束(或光束的集合)50。光束50是光导40内的被引导光束。图2中也图示了作为入射光束20的衍射的结果的、由衍射光栅30衍射产生并耦合出的耦合出光束(或光束的集合)60。耦合出光束60具有由等式(1)给出的衍射角θ_m(或本文的“主角方向”)。耦合出光束60可以与例如衍射光栅30的衍射阶数“m”对应。

根据各种实施例，各种光束的主角方向由光栅特性确定，包括但不限于衍射光栅的尺寸(例如，长度、宽度、面积等)、朝向和特征间隔中的一个或多个。另外，根据本文的定义，由衍射光栅产生的光束具有由角分量{θ,φ}给出的主角方向，并且如上面参考图1B所描述的。

在本文中，“准直光”或“准直光束”一般被定义为其中光束的光线在光束(例如，光导中的被引导光束)内基本上彼此平行的光束。另外，根据本文的定义，从准直光束发散或散射的光线不被认为是准直光束的一部分。而且，在本文中，“准直器”被定义为被配置为使光准直的基本上任何光学设备或装置。

在本文中，“准直因子”被定义为光被准直的程度。特别地，根据本文的定义，准直因子定义准直光束内的光线的角展度。例如，准直因子σ可以指定准直光束中的大部分光线在特定角展度内(例如，关于准直光束的中心或主角方向的+/-σ度)。根据一些示例，准直光束的光线在角度方面可以具有高斯分布，并且角展度是在准直光束的峰值强度的一半处确定的角度。

在本文中，“光源”被定义为光的来源(例如，被配置为产生和发射光的光学发射器)。例如，光源可以包括光学发射器，诸如发光二极管(LED)，其在被激活或导通时发射光。特别地，在本文中，光源可以是基本上任何光的来源或基本上包括任何光学发射器，包括但不限于发光二极管(LED)、激光器、有机发光二极管(OLED)、聚合物发光二极管、基于等离子体的光学发射器、荧光灯、白炽灯中的一个或多个，以及几乎任何其它光的来源。由光源产生的光可以具有颜色(即，可以包括特定波长的光)，或者可以是一波长范围(例如，白光)。在一些实施例中，光源可以包括多个光学发射器。例如，光源可以包括光学发射器集合或一组光学发射器，其中至少一个光学发射器产生具有与由该集合或组中的至少另一个光学发射器产生的光的颜色或波长不同的颜色或等效波长的光。不同颜色可以包括例如原色(例如，红色、绿色、蓝色)。

另外，如本文所使用的，冠词“一个”旨在具有其在专利领域中的普通含义，即，“一个或多个”。例如，“一个衍射光栅”意味着一个或多个衍射光栅，并且，照此，“该衍射光栅”在本文意味着“该(一个或多个)衍射光栅”。而且，本文对“顶部”、“底部”、“上部”、“下部”、“上”、“下”、“前”、“后”、“第一”、“第二”、“左”或“右”的引用在本文中并不旨在作为限制。在本文中，当应用于值时，术语“大约”一般意味着在用于产生该值的装备的公差范围内，或者可以意味着正负10％、或正负5％、或正负1％，除非另有明确规定。另外，如本文所使用的，术语“基本上”意味着大多数，或几乎全部，或全部，或者在大约51％至大约100％的范围内的量。而且，本文的示例仅旨在是说明性的，并且出于讨论目的而不是以限制的方式呈现。

根据本文描述的原理的一些实施例，提供了多层多视图显示器，其被配置为提供多视图图像，并且更特别地是提供静态多视图图像(即，作为多层静态多视图显示器)。图3A图示了根据与本文描述的原理一致的实施例的示例中的多层静态多视图显示器100的横截面视图。图3B图示了根据与本文描述的原理一致的实施例的示例中的多层静态多视图显示器100的透视图。根据一些实施例，所示的多层静态多视图显示器100被配置为纯粹提供静态多视图图像，而在其它实施例中，多层静态多视图显示器100可以被配置为提供多个多视图图像(例如，按时间顺序)并且因此用作(或者是)准静态多视图显示器。例如，多层静态多视图显示器100可以在不同的固定多视图图像之间切换，或者等效地在多个多视图图像状态之间切换，如下所述。另外，根据一些实施例，多层静态多视图显示器100可以被配置为显示彩色静态或准静态多视图图像。

如图所示，多层静态多视图显示器100包括第一多视图显示层110。第一多视图显示层110被配置为发射表示第一多视图图像的定向光束102。根据各种实施例，通过衍射散射第一多视图显示层110内的被引导光束的径向图案来发射定向光束102。特别地，可以在表示第一多视图图像的不同视图的多个不同方向(即，不同视图方向)上发射定向光束102。

多层静态多视图显示器100还包括第二多视图显示层120。第二多视图显示层120被配置为发射表示第二多视图图像的定向光束102'。根据各种实施例，通过从第二多视图显示层120内的被引导光束的径向图案衍射散射而发射定向光束102'。如图所示，第二多视图显示层120与第一多视图显示层110的发射表面相邻。

另外，根据各种实施例，第二多视图显示层120被配置为对于第一多视图图像是透明的。例如，第二多视图显示层120对于由第一多视图显示层110发射的定向光束102可以是透明的或至少基本透明的。照此，定向光束102可以穿过或透射通过第二多视图显示层120，以便于观看第二多视图图像。

在图3A中，作为示例而非限制，图示了由来自第一多视图显示层110的定向光束102提供或使用其显示的第一多视图图像16a的不同视图14a。类似地，也是作为示例而非限制，第二多视图图像16b的不同视图14b被示为由来自第一多视图显示层110的定向光束102提供或使用其显示。由于不同视图14a、14b的不同视图方向，不同视图14a、14b在多层静态多视图显示器100的视区(view zone)内具有不同位置。在一些实施例中，第一和第二多视图图像16a、16b的不同视图14a、14b的不同位置可以彼此对准(即，在视区内具有相同的位置)。例如，不同视图14a、14b或等效地第一和第二多视图图像16a、16b可以表示同一多视图图像的不同颜色版本。照此，第一和第二多视图图像16a、16b的组合可以提供彩色多视图图像。在其它实施例中，不同位置可以彼此移位或偏移。选择性地显示第一和第二多视图图像16a、16b可以促进提供动画或准静态多视图图像。例如，选择性显示可以包括第一和第二多视图显示层110、120的时间顺序操作。

根据本文描述的原理的一些实施例，提供了多视图显示层。图4A图示了根据与本文描述的原理一致的实施例的示例中的多视图显示层200的平面图。图4B图示了根据与本文描述的原理一致的实施例的示例中的多视图显示层200的一部分的横截面视图。特别地，图4B可以图示通过图4A的多视图显示层200的一部分的横截面，该横截面在x-z平面内。图4C图示了根据与本文描述的原理一致的实施例的示例中的多视图显示层200的透视图。根据各种实施例，多视图显示层200可以表示第一多视图显示层110和第二多视图显示层120中的一个或两者。例如，第一和第二多视图显示层110、120可以彼此基本相似，每个包括多视图显示层200。

根据各种实施例，图4A-4C中所示的多视图显示层200被配置为提供多个定向光束202，多个定向光束202中的每个定向光束202具有强度和主角方向。多个定向光束202一起表示多视图显示层200被配置为提供或显示的多视图图像的视图集合的各个视图像素。在一些实施例中，视图像素可以被组织成多视图像素以表示多视图图像的各种不同视图。另外，如本文所提供的，多个定向光束202可以等同地表示第一多视图显示层110的定向光束102或第二多视图显示层120的定向光束102'中的任一个或两者。

如图所示，多视图显示层200包括光导210。例如，光导可以是板光导(如图所示)。光导210被配置为沿着光导210的长度引导光作为被引导光，或更特别地作为被引导光束212。例如，光导210可以包括被配置为光学波导的介电材料。介电材料可以具有第一折射率，该第一折射率大于围绕介电光波导的介质的第二折射率。例如，折射率的差异被配置为根据光导210的一个或多个被引导模式促进被引导光束212的全内反射。

在一些实施例中，光导210可以是片光波导或板光波导，包括延伸的、基本上平坦的光学透明介电材料薄片。基本上平坦的介电材料薄片被配置为使用全内反射来引导被引导光束212。根据各种示例，光导210的光学透明材料可以包括或由多种介电材料中的任何一种构成，包括但不限于各种类型的玻璃(例如，石英玻璃、碱-铝硅酸盐玻璃、硼硅酸盐玻璃等)和基本上光学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”、聚碳酸酯等)中的一种或多种。在一些示例中，光导210还可以包括在光导210的表面的至少一部分(例如，顶表面和底表面中的一个或两者)上的包覆层(未示出)。根据一些实例，包覆层可以用于进一步促进全内反射。

根据各种实施例，光导210被配置为在光导210的第一表面210'(例如，“前”表面)和第二表面210”(例如，“后”或“底”表面)之间以非零传播角根据全内反射来引导被引导光束212”。特别地，被引导光束212通过在光导210的第一表面210'和第二表面210”之间以非零传播角反射或“反弹”而传播。要注意的是，为了简化说明，图4B中未明确描绘非零传播角。但是，图4B确实图示了指向沿着光导长度描绘被引导光束212的大体传播方向203的图示平面的箭头。

如本文所定义的，“非零传播角”是相对于光导210的表面(例如，第一表面210'或第二表面210”)的角度。另外，根据各种实施例，非零传播角大于零并且小于光导210内的全内反射的临界角。例如，被引导光束212的非零传播角可以在大约十(10)度到大约五十(50)度之间，或者，在一些示例中，在大约二十(20)度和大约四十(40)度之间，或者在大约二十五(25)度和大约三十五(35)度之间。例如，非零传播角可以是大约三十(30)度。在其它示例中，非零传播角可以是大约20度、或大约25度、或大约35度。而且，可以为特定实现选择(例如，任意地)具体的非零传播角，只要该具体的非零传播角被选为小于光导210内的全内反射的临界角即可。

如图4A和图4C中所示，多视图显示层200还包括光源220。光源220位于光导210上的输入位置216处。例如，光源220可以位于光导210的边缘或侧面214附近，如图所示。光源220被配置为在光导210内提供光作为多个被引导光束212。另外，光源220提供光，使得多个被引导光束的各个被引导光束212彼此具有不同的径向方向218。

特别地，由光源220发射的光被配置为进入光导210，并且作为多个被引导光束212，以径向图案远离输入位置216且跨越或沿着光导210的长度传播。另外，由于远离输入位置216传播的径向图案，多个被引导光束的各个被引导光束212具有彼此不同的径向方向。例如，光源220可以对接耦合(butt-coupled)到侧面214。例如，对接耦合的光源220可以促进以扇形图案引入光，以提供各个被引导光束212的不同径向方向。根据一些实施例，光源220可以是或至少近似于输入位置216处的“点”光源，使得被引导光束212沿着不同的径向方向218传播(即，作为多个被引导光束212)。

在一些实施例中，光源220的输入位置216位于光导210的侧面214上，靠近或围绕侧面214的中心或中间。特别地，在图4A和图4C中，光源220被示出在输入位置216处，输入位置216大致位于光导210的侧面214(即，“输入侧”)的中心(例如，在中间)。可替代地(未示出)，输入位置216可以远离光导210的侧面214的中间。例如，输入位置216可以位于光导210的角落处。例如，光导210可以具有矩形形状(例如，如图所示)，并且光源220的输入位置216可以位于矩形光导210的拐角处(例如，输入侧214的拐角)。

在各种实施例中，光源220可以包括基本上任何光的来源(例如，光学发射器)，包括但不限于一个或多个发光二极管(LED)或激光器(例如，激光二极管)。在一些实施例中，光源220可以包括光学发射器，该光学发射器被配置为产生基本上单色的光，该光具有由特定颜色表示的窄带光谱。特别地，单色光的颜色可以是特定颜色空间或颜色模型(例如，RGB颜色模型)的原色。在其它示例中，光源220可以是基本上宽带光源，其被配置为提供基本上宽带或多色光。例如，光源220可以提供白光。在一些实施例中，光源220可以包括被配置为提供不同颜色的光的多个不同的光学发射器。不同的光学发射器可以被配置为提供具有与不同颜色的光中的每一种光对应的被引导光的不同的、颜色特定的、非零传播角的光。

在一些实施例中，通过将来自光源220的光耦合到光导210中而产生的被引导光束212可以是未准直的或至少基本上未准直的。在其它实施例中，被引导光束212可以是准直的(即，被引导光束212可以是准直光束)。照此，在一些实施例中，多视图显示层200可以包括光源220和光导210之间的准直器(未示出)。可替代地，光源220还可以包括准直器。准直器被配置为在光导210内提供准直的被引导光束212。特别地，准直器被配置为从光源220的光学发射器中的一个或多个接收基本上未准直的光，并将基本上未准直的光转换成准直光。在一些示例中，准直器可以被配置为在平面(例如，“垂直”平面)中提供准直，该平面基本上垂直于被引导光束212的传播方向。即，准直可以提供在例如垂直于光导210的表面(例如，第一或第二表面210'、210”)的平面中具有相对窄的角展度的准直被引导光束212。根据各种实施例，准直器可以包括多种准直器中的任何一种，包括但不限于被配置为使例如来自光源220的光准直的透镜、反射器或镜子(例如，倾斜的准直反射器)，或衍射光栅(例如，基于衍射光栅的枪管准直器)。

在一些实施例中，使用准直或未准直光会影响可以由多视图显示层200提供的多视图图像。例如，如果被引导光束212在光导210内被准直，那么发射的定向光束102可以在至少两个正交方向上具有相对窄或受限的角展度。因此，多视图显示层200可以在具有两个不同方向(例如，x方向和y方向)的阵列中提供具有多个不同视图的多视图图像。但是，如果被引导光束212基本上未被准直，那么多视图图像可以提供视图视差，但是不能提供不同视图的完全的二维阵列。特别地，如果被引导光束212未被准直(例如，沿着z轴)，那么多视图图像可以在围绕y轴旋转时提供展现出“视差3D”的不同多视图图像(例如，如图1A中所示)。另一方面，例如，如果多视图显示层200围绕x轴旋转，那么多视图图像及其视图可以保持基本不变或相同，因为多个定向光束中的定向光束202在y-z平面内具有宽的角度范围。因此，所提供的多视图图像可以是仅在一个方向而不是两个方向上提供视图阵列的“仅视差”。

图4A-4C中所示的多视图显示层200还包括多个衍射光栅230，其被配置为发射多个定向光束中的定向光束202。如上面所提到的并且根据各种实施例，由多个衍射光栅230发射的定向光束202可以表示多视图图像。特别地，由多个衍射光栅230发射的定向光束202可以被配置为创建多视图图像，以显示信息，例如，具有3D内容的信息。另外，当光导210从侧面214被光源220照亮时，衍射光栅230可以发射定向光束202，如下面进一步描述的。

根据各种实施例，多个衍射光栅中的衍射光栅230被配置为从多个被引导光束中的被引导光束212的一部分提供多个定向光束中的定向光束202。另外，衍射光栅230被配置为提供具有与多视图图像的视图像素的强度和视图方向对应的强度和主角方向二者的定向光束202。在一些实施例中，根据一些实施例，多个衍射光栅中的衍射光栅230一般不相交、重叠或以其它方式彼此接触。也就是说，根据各种实施例，多个衍射光栅中的每个衍射光栅230一般是不同的并且与衍射光栅230中的其它衍射光栅分离开。

如图4B中所示，定向光束202可以至少部分地在与光导210内的被引导光束212的平均或大体传播方向203不同的、并且在一些实施例中，正交的方向上传播。例如，如图4B中所示，根据一些实施例，来自衍射光栅230的定向光束202可以基本上被限制到x-z平面。

根据各种实施例，多个衍射光栅中的每个衍射光栅230具有相关联的光栅特性。每个衍射光栅的相关联的光栅特性取决于来自光源220的入射在衍射光栅上的被引导光束212的径向方向218、由其定义或者是其函数。另外，在一些实施例中，相关联的光栅特性还由衍射光栅230与光源220的输入位置216之间的距离确定或限定。例如，相关联的特性可以是衍射光栅230a和输入位置216之间的距离D以及入射在衍射光栅230a上的被引导光束212的径向方向218a的函数，如图4A中所示。换句话说，多个衍射光栅230中的衍射光栅230的相关联的光栅特性取决于光源的输入位置216和衍射光栅230在光导210的表面上相对于输入位置216的特定位置。

图4A图示了具有不同空间坐标(x₁,y₁)和(x₂,y₂)的两个不同的衍射光栅230a和230b，其进一步具有不同的光栅特性以补偿或考虑来自光源220的入射在衍射光栅230上的多个被引导光束212的不同径向方向218a和218b。类似地，两个不同衍射光栅230a和230b的不同光栅特性考虑相应衍射光栅230a、230b距光源输入位置216的不同距离，两个衍射光栅230a和230b由不同的空间坐标(x₁,y₁)和(x₂,y₂)确定。

图4C图示了可以由多视图显示层200提供的多个定向光束102的示例。特别地，如图所示，多个衍射光栅中的衍射光栅230的不同集合被示为发射具有彼此不同的主角方向的定向光束202。根据各种实施例，不同的主角方向可以与多视图显示层200的不同视图方向对应。例如，衍射光栅230的第一集合可以衍射地耦合出入射的被引导光束212的一部分(如虚线所示)，以提供具有与多视图显示层200的第一视图方向(或第一视图)对应的第一主角方向的定向光束的第一集合202'。类似地，具有分别与多视图显示层200的第二视图方向(或第二视图)和第三视图方向(或第三视图)对应的主角方向的定向光束的第二集合202”和定向光束的第三集合202”'可以通过由衍射光栅230的相应的第二和第三集合衍射耦合出入射被引导光束212的一部分来提供，依此类推，如图所示。图4C中也图示了可以由多视图显示层200提供的多视图图像16的第一视图14'、第二视图14”和第三视图14”'。所示出的第一、第二和第三视图14'、14”、14””表示对象的不同透视图，并且集合起来是显示的多视图图像16(例如，等效于图1A中所示的多视图图像16)。

一般而言，衍射光栅230的光栅特性可以包括衍射光栅的衍射特征间隔或间距、光栅朝向和光栅尺寸(或范围)中的一个或多个。另外，在一些实施例中，衍射光栅耦合效率(诸如衍射光栅面积、凹槽深度或脊高度等)可以是从输入位置216到衍射光栅的距离的函数。例如，衍射光栅耦合效率可以被配置为作为距离的函数而增加，部分地为了校正或补偿与径向扩展和其它损耗因子相关联的被引导光束212的强度的通常减小。因此，根据一些实施例，可以部分地通过衍射光栅230的衍射耦合效率来确定由衍射光栅230提供并且与对应视图像素的强度对应的定向光束202的强度。

图5图示了根据与本文描述的原理一致的实施例的示例中的多视图显示层200的平面图。在图5中，示出了角度空间中的照明体积234，该照明体积234距光导210的侧面214处的光源220的输入位置216为距离D。要注意的是，当多个被引导光束212的传播的径向方向远离y轴并朝着x轴的角度改变时，照明体积具有更宽的角度尺寸。例如，照明体积234b比照明体积234a更宽，如图所示。

再次参考图4B，多个衍射光栅230可以位于光导210的第一表面210'处或与其相邻，该第一表面210'是光导210的光束发射表面，如图所示。例如，衍射光栅230可以是透射模式衍射光栅，其被配置为通过第一表面210'衍射地耦合出被引导光部分作为定向光束202。可替代地，多个衍射光栅230可以位于与光导210的光束发射表面(即，第一表面210')相对的第二表面210”处或与其相邻。特别地，衍射光栅230可以是反射模式衍射光栅。作为反射模式衍射光栅，衍射光栅230被配置为既衍射被引导光部分又将衍射的被引导光部分朝着第一表面210'反射以通过第一表面210'出射，作为衍射地散射或耦合出的定向光束202。在其它实施例(未示出)中，衍射光栅230可以位于光导210的表面之间，例如，作为透射模式衍射光栅和反射模式衍射光栅中的一个或两者。

在本文描述的一些实施例中，定向光束202的主角方向可以包括由于定向光束202在光导表面处离开光导210而引起的折射效应。作为示例而非限制，例如，当衍射光栅230位于第二表面210”处或与其相邻时，由于当定向光束202穿过第一表面210'时折射率的改变，定向光束202可能被折射(即，弯曲)。

根据一些实施例，多视图显示层200可以包括彼此横向彼此偏移的多个光源220。多个光源中的光源220的横向偏移可以在各个衍射光栅230处或其之间提供各种被引导光束212的径向方向的差异。根据一些实施例，该差异进而可以促进提供所显示的多视图图像的动画。因此，在一些实施例中，多视图显示层200可以是准静态多视图显示层。

图6A图示了根据与本文描述的原理一致的实施例的示例中的多视图显示层200的平面图。图6B图示了根据与本文描述的原理一致的实施例的另一个示例中的图6A的多视图显示层200的平面图。图6A和图6B中所示的多视图显示层200包括具有多个衍射光栅230的光导210。此外，多视图显示层200还包括多个光源220，这些光源220彼此横向偏移并且被配置为分别提供具有彼此不同的径向方向218的被引导光束212，如图所示。

特别地，图6A和图6B图示了光导210的侧面214上的第一输入位置216A处的第一光源220a和第二输入位置216B处的第二光源220b。第一和第二输入位置216A、216B沿着侧面214(即，沿着x方向)彼此横向偏移或移位，以提供相应的第一和第二光源220a、220b的横向偏移。此外，多个光源220中的第一和第二光源220a、220b中的每一个提供具有彼此各自不同的径向方向的不同的多个被引导光束212。例如，第一光源220a可以提供具有第一不同径向方向集合218a的第一多个被引导光束212a，并且第二光源220b可以提供具有第二不同径向方向集合218b的第二多个被引导光束212b，分别如图6A和图6B中所示。另外，第一和第二多个被引导光束212a、112b一般具有不同径向方向集合218a、218b，它们也由于第一和第二光源220a、220b的横向偏移而彼此不同，如图所示。

因此，多个衍射光栅230发射表示在视图空间中彼此移位(例如，在视图空间中按角度移位)的不同多视图图像的定向光束。因此，通过在第一和第二光源220a、220b之间切换，多视图显示层200可以提供多视图图像的“动画”，诸如时间顺序的动画。特别地，例如，通过在不同的顺序时间间隔或时段期间顺序地照亮第一和第二光源220a、220b，多视图显示层200可以被配置为在不同的时间段期间移位多视图图像的表观位置。根据一些实施例，由动画提供的表观位置的这种移位可以将多视图显示层200的操作表示和示例为准静态多视图显示层，以提供多个多视图图像状态。

根据各种实施例，如上面关于图4A-4C所描述的，多视图显示层200的定向光束202使用衍射(例如，通过衍射散射或衍射耦合)被发射。在一些实施例中，多个衍射光栅230可以被组织为多视图像素，每个多视图像素包括衍射光栅230的集合，其包括来自多个衍射光栅的一个或多个衍射光栅230。另外，如上面已经讨论的，(一个或多个)衍射光栅230具有衍射特性，该衍射特性是光导210上的径向位置的函数，并且是由(一个或多个)衍射光栅230发射的定向光束202的强度和方向的函数。

再次参考图3B，作为示例而非限制，图示了光源112、122分别与第一和第二多视图显示层110、120中的每一个相关联。根据一些实施例，光源112、122可以基本上类似于上面描述的多视图显示层200的光源220。特别地，如图所示，光源112、122位于第一和第二多视图显示层110、120中的每一个的共同侧。另外，光源112、122彼此垂直对齐。在其它实施例(未示出)中，光源112、122可以在共同侧，但是彼此横向偏移。在一些示例中，光源112、122的横向偏移可以提供更好的热管理，因为光源112、122不是紧邻的。在其它实施例(未示出)中，光源112、122可以分别位于第一和第二多视图显示层110、120的不同侧。例如，光源112、122可以位于第一和第二多视图显示层110、120的相对侧或正交侧上。例如，将光源112、122定位在第一和第二多视图显示层110、120的彼此正交的侧上可以提供针对第一和第二多视图显示层110、120中的每一个不同(例如，y方向和x方向)的所显示的多视图图像视差。

图7A图示了根据与本文描述的原理一致的实施例的示例中的多视图显示层200的衍射光栅230的平面图。图7B图示了根据与本文描述的原理一致的另一个实施例的示例中的被组织为多视图显示层200的多视图像素240的衍射光栅230的集合的平面图。如图7A和图7B中所示，每个衍射光栅230包括根据衍射特征间隔(有时称为“光栅间隔”)或光栅间距而彼此间隔开的多个衍射特征。衍射特征间隔或光栅间距被配置为从光导内部提供被引导光部分的衍射耦合出或散射。在图7A-7B中，衍射光栅230位于多视图显示器的光导210的表面上(例如，图4A-4C中所示的多视图显示层200)。

根据各种实施例，衍射光栅230中的衍射特征的间隔或光栅间距可以是亚波长(即，小于引导光束212的波长)。要注意的是，虽然为了简化说明，图7A和图7B图示了具有单个或均匀光栅间隔(即，恒定光栅间距)的衍射光栅230。但是在各种实施例中，如下所述，衍射光栅230可以包括多个不同的光栅间隔(例如，两个或更多个光栅间隔)或可变衍射特征间隔或光栅间距，以提供定向光束202，例如，如在图4A-6B中不同地示出的。因此，图7A和图7B并不暗示单个光栅间距是衍射光栅230的唯一实施例。

根据一些实施例，衍射光栅230的衍射特征可以包括彼此间隔开的凹槽和脊中的一个或两者。凹槽或脊可以包括光导210的材料，例如，凹槽或脊可以在光导210的表面中形成。在另一个示例中，凹槽或脊可以由除光导材料之外的材料形成，例如，在光导210的表面上的另一种材料的膜或层。

如前面所讨论的并如图7A中所示，衍射特征的配置包括衍射光栅230的光栅特性。例如，衍射光栅的光栅深度可以被配置为确定由衍射光栅230提供的定向光束102的强度。可替代地或附加地，如前面所讨论的并如图7A-7B中所示，光栅特性包括衍射光栅230的光栅间距和光栅朝向(例如，图7A中示出的光栅朝向γ)中的一个或两者。结合被引导光束的入射角，这些光栅特性确定由衍射光栅230提供的定向光束202的主角方向。

在一些实施例(未示出)中，被配置为提供定向光束的衍射光栅230包括可变或啁啾衍射光栅作为光栅特性。根据定义，“啁啾”衍射光栅是展现或具有跨越啁啾衍射光栅的范围或长度变化的衍射特征的衍射间隔(即，光栅间距)的衍射光栅。在一些实施例中，啁啾衍射光栅可以具有或展现随距离线性变化的衍射特征间隔的啁啾。照此，根据定义，啁啾衍射光栅是“线性啁啾”衍射光栅。在其它实施例中，多视图像素的啁啾衍射光栅可以展现衍射特征间隔的非线性啁啾。可以使用各种非线性啁啾，包括但不限于指数啁啾、对数啁啾或以另一种基本上不均匀或随机但仍然是单调的方式变化的啁啾。也可以采用非单调啁啾，诸如但不限于正弦啁啾或者三角形或锯齿啁啾。也可以采用这些类型的啁啾中的任何的组合。

在其它实施例中，被配置为提供定向光束202的衍射光栅230是或包括多个衍射光栅(例如，子光栅)。例如，衍射光栅230中的多个衍射光栅可以包括被配置为提供定向光束202的红色部分的第一衍射光栅。另外，衍射光栅230中的多个衍射光栅可以包括被配置为提供定向光束202的绿色部分的第二衍射光栅。另外，衍射光栅230中的多个衍射光栅可以包括被配置为提供定向光束202的蓝色部分的第三衍射光栅。在一些实施例中，多个衍射光栅中的各个衍射光栅可以彼此叠加。在其它实施例中，衍射光栅可以是彼此相邻布置的分离的衍射光栅，例如，作为阵列。

更一般地，多视图显示层200可以包括多视图像素240的一个或多个实例，每个实例包括来自多个衍射光栅230的衍射光栅230的集合。如图7B中所示，构成多视图像素240的集合中的衍射光栅230可以具有不同的光栅特性。例如，多视图像素的衍射光栅230可以具有不同的光栅朝向。特别地，多视图像素240的衍射光栅230可以具有由多视图图像的对应视图集合确定或指定的不同光栅特性。例如，多视图像素240可以包括八(8)个衍射光栅230的集合，其进而与视图显示层200的8个不同视图对应。而且，多视图显示层200可以包括多个多视图像素240。例如，可以存在具有衍射光栅230的集合的多个多视图像素240，每个多视图像素240与8个不同视图中的每一个中的2048×1024个像素中的不同像素对应。

在一些实施例中，多视图显示层200可以是透明的或基本透明的。特别地，在一些实施例中，光导210和间隔开的多个衍射光栅230可以允许光在与第一表面210'和第二表面210”二者正交的方向上穿过光导210。因此，对于在与多个被引导光束中的被引导光束212的大体传播方向203正交的方向上传播的光，光导210以及更一般地说多视图显示层200可以是透明的。另外，可以至少部分地通过衍射光栅230的基本透明来促进透明度。

再次参考图3A-3B，多层静态多视图显示器100还可以包括第一多视图显示层110和第二多视图显示层120之间的间隔物130。例如，间隔物130可以用于防止第一和第二多视图显示层110的光导之间的干扰(例如，光泄漏)。特别地，根据一些实施例，间隔物130可以具有低于第一和第二多视图显示层110、120中的每一个的光导(例如，光导210)的折射率的折射率。例如，间隔物层可以包括空气、低折射率光学带或类似的光学粘合剂中的一种或多种。在一些实施例中，如上面所提到的，多层静态多视图显示器100可以被配置为提供彩色多视图图像。特别地，第一多视图显示层110可以被配置为发射包括第一颜色的光的定向光束102，并且第二多视图显示层被配置为发射包括第二颜色的光的定向光束102'。另外，第一和第二颜色彼此不同。例如，定向光束102、102'可以被组合以提供彩色多视图图像(例如，可能具有第三颜色，如下面所讨论的)。在其它示例中，可以以时间顺序方式提供定向光束102、102'，从而允许以不同的时间间隔提供不同颜色的多视图图像。

在一些实施例(未示出)中，多层静态多视图显示器100还可以包括第三多视图显示层。根据这些实施例，第三多视图显示层可以被配置为发射定向光束，该定向光束被配置为通过衍射散射来自第三多视图层内的被引导光束的径向图案的光来发射表示第三多视图图像的定向光束。在一些实施例中，第二多视图显示层120可以位于第三多视图显示层和第一多视图显示层110之间。例如，第三多视图显示层可以位于与图3A-3B中所示的多层静态多视图显示器100的第二多视图显示层120的光发射表面相邻的位置。另外，在一些实施例中，第三多视图显示层可以与第二多视图显示层120基本相似。例如，第三多视图显示层可以被配置为对第一多视图图像和第二多视图图像二者是透明的，例如，以促进通过第三多视图显示层观看第一和第二多视图图像。

在包括第三多视图层的一些实施例中，三个多视图层中的每一个可以被配置为发射具有颜色模型(例如，RGB颜色模型)的不同颜色的定向光束。例如，第一多视图显示层可以被配置为发射包括红光的定向光束，第二多视图显示层被配置为发射包括绿光的定向光束，并且第三多视图显示层被配置为发射包括蓝光的定向光束。照此，多层静态多视图显示器100可以被配置为显示包括第一多视图图像、第二多视图图像和由第三多视图层提供的第三多视图图像的复合彩色多视图图像。

根据本文描述的原理的一些实施例，提供了多视图显示器。图8图示了根据与本文描述的原理一致的实施例的示例中的多视图显示器300的框图。如图所示，多视图显示器300被配置为提供表示多个多视图图像306的多个不同视图304的定向光束302。根据各种实施例，多个不同视图304在多视图显示器300的视区内具有不同的视图方向和相关联的不同视图位置。在一些示例中，多个不同视图304可以在由多视图显示器300显示的多个多视图图像中的多视图图像306中提供信息的“无眼镜”(例如，自动立体)表示。另外，在一些示例中，多视图显示器300可以被配置为提供彩色多视图图像，例如，作为多个多视图图像中的多视图图像306的组合或复合。另外，在一些示例中，多视图显示器300可以被配置为提供或者是动画的或者是准静态的、多个多视图图像中的多视图图像306。

特别地，由多视图显示器300发射的多个定向光束302可以与不同视图304的像素(即，视图像素)对应。根据各种实施例，定向光束302可以是静态的或准静态的(即，不是被主动调制的)并且可以包括不同颜色的光。例如，多视图显示器300可以提供或不提供定向光束302。另外，根据各种实施例，所提供的定向光束302的强度连同那些定向光束302的方向可以定义由多视图显示器300(例如，静态多视图显示器)显示的多视图图像306的视图像素。

如图8中所示，多视图显示器300包括多个多视图显示层310。多视图显示层310被配置为提供多个多视图图像306。根据各种实施例，每个多视图显示层310包括具有多视图像素314的阵列的光导312。多视图像素阵列的多视图像素314进而包括一组或多个衍射光栅。多视图像素314的多个衍射光栅被配置为衍射地散射来自光导312内的被引导光束316的径向图案的光。根据各种实施例，光被衍射光栅衍射地散射为定向光束302中的多个定向光束302，并且表示多个多视图图像中的多视图图像306的视图像素。

在一些实施例中，多个多视图显示层中的多视图显示层310可以基本上类似于上面关于多层静态多视图显示器100以及多视图显示层200描述的第一和第二多视图显示层110、120，也如上所述。特别地，在一些实施例中，多视图显示层310的光导312可以基本上类似于光导210，而多视图像素314的衍射光栅可以基本上类似于衍射光栅230。另外，在一些实施例中，多视图像素314可以基本上类似于上面关于多视图显示层200描述的多视图像素240。

特别地，由多个衍射光栅的衍射光栅提供的定向光束302的主角方向可以由衍射光栅的光栅特性确定。例如，光栅特性可以包括衍射光栅的光栅间距和光栅朝向中的一个或两者。另外，光栅特性可以是多视图显示层310内的衍射光栅与被引导光束316的径向图案的原点的相对位置的函数。例如，原点可以位于光导312的一侧，例如，基本上类似于上述光导210的侧面214。

在一些实施例中，多视图显示层310的光导312可以在与光导内的被引导光束316的径向图案的传播方向正交的方向上是透明的。例如，多个多视图显示层中的多视图显示层310可以对由其它多视图显示层310提供的定向光束302是透明的或者至少基本上透明的，以促进通过多视图显示层310的厚度透射那些定向光束302并观看由这些定向光束302表示的(一个或多个)多视图图像。

图8中所示的多视图显示器300还包括多个光源320。根据各种实施例，多个光源中的每个光源320被配置为在多视图显示层中的不同层的光导内提供被引导光束316的径向图案。在一些实施例中，光源320可以基本上类似于上述多视图显示层200的光源220。而且，光源320可以表示被引导光束316的径向图案的原点，例如，如上面关于位于光导210上的输入位置216处的光源220所描述的。特别地，提供的光(例如，在图8中由从光源320发出的箭头所示)由光导312引导，作为多个被引导光束316。根据各种实施例，多个被引导光束中的被引导光束316在光导312内具有彼此不同的径向方向。例如，光源320可以对接耦合到光导312的输入边缘。光源320可以以扇形或放射状图案辐射光，以提供具有不同径向方向的多个被引导光束316。另外，多个光源320可以包括不同颜色的光源320(即，可以被配置为提供不同颜色的光)，并且多个多视图图像可以表示包括具有不同颜色的多视图图像(例如，静态多视图图像)的复合彩色多视图图像。

根据本文描述的原理的其它实施例，提供了一种多层多视图显示器操作的方法。在一些实施例中，多层多视图显示器操作的方法可以提供多层静态多视图显示器的操作。图9图示了根据与本文描述的原理一致的实施例的示例中的多层静态多视图显示器操作的方法400的流程图。根据各种实施例，多层静态多视图显示器操作的方法400可以用于提供多个静态多视图图像和准静态多视图图像以及彩色静态多视图图像中的一个或多个。

如图9中所示，多层静态多视图显示器操作的方法400包括通过衍射散射来自第一多视图层内的被引导光束的径向图案的光来发射410表示第一多视图图像的定向光束。多层静态多视图显示器操作的方法400还包括通过衍射散射来自第二多视图显示层内的被引导光束的径向图案的光来发射420表示第二静态多视图图像的定向光束。根据各种实施例，第二多视图显示层与第一多视图显示层的发射表面相邻，并且表示第一多视图图像的发射的定向光束穿过第二多视图显示层。

根据各种实施例，发射410、420表示第一多视图图像和第二多视图图像中的一个或两者的定向光束可以包括在光导中引导具有公共原点和彼此不同的径向方向的多个被引导光束。特别地，根据定义，多个被引导光束中的被引导光束具有与多个被引导光束中的另一个被引导光束不同的径向传播方向。另外，根据定义，多个被引导光束中的每个被引导光束具有公共原点。在一些实施例中，原点可以是虚拟原点(例如，超出被引导光束的实际原点的点)。例如，原点可以在光导之外，因此是虚拟原点。根据一些实施例，沿着其引导光的光导以及在其中被引导的被引导光束可以分别基本上类似于光导210和被引导光束212，如上面参考多视图显示层200所描述的。

根据各种实施例，发射410、420表示第一多视图图像和第二多视图图像中的一个或两者的定向光束还可以包括使用多个衍射光栅将光衍射地散射出光导，作为多个定向光束。多个衍射光栅中的衍射光栅衍射地耦合出或散射出来自多个被引导光束的光，作为多个定向光束中具有第一或第二静态多视图图像之一的对应视图像素的强度和主角方向的定向光束。根据各种实施例，发射的定向光束的强度和主角方向由衍射光栅的光栅特性控制，该光栅特性基于衍射光栅相对于公共原点的位置。

在一些实施例中，多个衍射光栅中的每个衍射光栅提供(例如，通过衍射散射发射410、420)在单个主角方向上且具有与多视图图像的一个视图中的特定视图像素对应的单个强度的单个定向光束。在一些实施例中，衍射光栅包括多个衍射光栅(例如，子光栅)。另外，在一些实施例中，衍射光栅的集合可以被布置成静态多视图显示器的多视图像素。

在各种实施例中，发射410、420的定向光束的强度和主角方向由衍射光栅的光栅特性控制，该光栅特性基于衍射光栅相对于公共原点的位置(即，是其函数)。特别地，多个衍射光栅的光栅特性可以基于在衍射光栅处的入射被引导光束的径向方向、从衍射光栅到提供被引导光束的光源的距离或两者而变化，或者等效地可以是其函数。

根据一些实施例，多个衍射光栅可以基本上类似于上述多视图显示层200的多个衍射光栅230。另外，在一些实施例中，发射410、420的定向光束可以基本上类似于上面也描述过的多个定向光束102、202。例如，控制主角方向的光栅特性可以包括衍射光栅的光栅间距和光栅朝向中的一个或两者。另外，由衍射光栅提供并且与对应视图像素的强度对应的定向光束的强度可以通过衍射光栅的衍射耦合效率来确定。即，在一些示例中，控制强度的光栅特性可以包括衍射光栅的光栅深度、光栅的尺寸等。

在一些实施例中，多层静态多视图显示器操作的方法400还包括使用光源提供要被引导为多个被引导光束的光。特别地，使用光源，光被提供给光导，作为具有多个不同径向传播方向的被引导光束。根据各种实施例，用于提供光的光源位于光导的一侧，光源位置是多个被引导光束的公共原点。在一些实施例中，光源可以基本上类似于上面描述的多视图显示层200的(一个或多个)光源220。特别地，光源可以对接耦合到光导的边缘或侧面。另外，在一些实施例中，光源可以近似于表示公共原点的点源。

在一些实施例(未示出)中，静态多视图显示器操作的方法还包括通过在第一时间段期间引导第一多个被引导光束并在第二时间段期间引导第二多个被引导光束来使多视图图像动画化。第一多个被引导光束可以具有与第二多个被引导光束的公共原点不同的公共原点。例如，光源可以包括多个横向偏移的光源，例如，被配置为提供动画，如上所述。根据一些实施例，动画化可以包括在第一和第二时间段期间多视图图像的表观位置的移位。

在一些实施例中，所提供的光基本上是未准直的。在其它实施例中，所提供的光可以是准直的(例如，光源可以包括准直器)。在各种实施例中，所提供的光可以被引导为在光导的表面之间、在光导内具有处于非零传播角的不同径向方向。当在光导内被准直时，可以根据准直因子对所提供的光进行准直，以在光导内建立被引导光的预定角展度。

在一些实施例(未示出)中，多层静态多视图显示器操作的方法400还包括提供复合彩色多视图图像。提供复合彩色多视图图像可以包括使用第一多视图层发射410表示第一多视图图像的第一颜色的定向光束以及使用第二多视图层发射420表示第二多视图图像的第二颜色的定向光束。第三多视图层可以用于提供第三颜色的发射的定向光束。例如，第一、第二和第三颜色可以表示(例如，RGB颜色模型的)红色、绿色和蓝色。提供第一和第二多视图图像的复合还包括组合第一和第二多视图图像(和第三多视图图像，如果存在的话)以提供复合彩色多视图图像。

因此，已经描述了多层静态多视图显示器以及在多个多视图显示层中具有衍射光栅的静态多视图显示器操作的方法的示例和实施例，衍射光栅被配置为从具有彼此不同的径向方向的被引导光束提供表示静态或准静态多视图图像的多个定向光束。应当理解的是，上述示例仅仅是说明表示本文所述的原理的许多具体示例中的一些。显然，本领域技术人员可以在不脱离由所附权利要求限定的范围的情况下容易地设计出许多其它布置。