[发明专利]导向性平坦照射器

说明书

技术领域

本公开总地涉及光调制装置的照射，更具体地，涉及2D、3D和/或自动立体显示装置中使用的用于从局部化光源提供大面积导向照射的光导。

背景技术

空间复用的自动立体显示器通常使视差部件（比如，双凸透镜状屏幕或视差屏障）与在空间光调制器上被布置为第一组像素和第二组像素的图像阵列对齐。视差部件将来自每组像素的光导向到不同的各个方向，以在显示器的前面提供第一观看窗口和第二观看窗口。眼睛置于第一观看窗口中的观察者可以利用来自第一组像素的光看见第一图像，眼睛置于第二观看窗口中的观察者可以利用来自第二组像素的光看见第二图像。

这些显示器具有与空间光调制器的原始分辨率相比降低的空间分辨率，此外，观看窗口的结构由像素孔径形状和视差部件成像功能确定。例如用于电极的像素之间的间隙通常生成不均匀的观看窗口。不理想地，随着观察者相对于显示器横向移动，这样的显示器表现出图像闪烁，所以限制了显示器的观看自由度。这样的闪烁可以通过使光学元件离焦（defocus）来减小；然而，这样的离焦导致图像串扰的水平提高，并且增加了观察者的视觉疲劳。这样的闪烁可以通过调整像素孔径的形状来减小，然而，这样的改变会降低显示亮度，并且会将寻址电子器件包括在空间光调制器中。

发明内容

根据本公开，一种通过利用光学阀来引导光的方法可以允许光线在通过光学阀的第一方向上传播，并且该光可以以非常低的损失在第一方向上传播。另外，光学阀可以允许光线与光学阀的端面互相作用，并且还可以允许光线在通过光学阀的第二方向上传播，并且在第二方向上传播时，这些光线中的至少一些可以遇到至少一个提取特征部分，并且可以从光学阀被提取。

根据本公开的另一方面，一种用于引导光的光阀可以包括第一光引导表面和第二光引导表面，其中第一光引导表面基本上是平面的，第二光引导表面可以与第一光引导表面相对，并且还可以包括多个引导特征部分和多个提取特征部分。提取特征部分和引导特征部分可以彼此连接并且彼此分别交替，并且所述多个提取特征部分可以允许当光在第一方向上传播时该光以非常低的损失通过，并且可以允许当光在第二方向上传播时该光反射并离开光阀。

根据本公开的又另一方面，一种光学阀系统可以包括至少与光学阀的第一端可操作地耦合的多个照射元件，其中光学阀可以包括第一光引导表面，第一光引导表面可以基本上是平面的。光学阀还可以包括第二光引导表面，第二光引导表面与第一光引导表面相对，并且可以包括多个引导特征部分和多个提取特征部分。提取特征部分和引导特征部分可以彼此连接并且彼此交替。提取特征部分可以允许当光在第一方向上传播时该光以非常低的损失通过，并且可以允许当光在第二方向上传播时该光反射并离开光阀。

根据本公开的另一方面，一种光学阀可以包括输入侧（side）、反射侧以及第一光导向侧和第二光导向侧，输入侧可以被安置在光学阀的第一端，反射侧可以被安置在光学阀的第二端，第一光导向侧和第二光导向侧可以被安置在光学阀的输入侧与反射侧之间。第二光导向侧可以包括多个引导特征部分和多个提取特征部分。所述多个引导特征部分可以连接各个提取特征部分。

根据本公开的另一方面，一种导向性显示系统可以包括可以向光学阀提供光线的照射器阵列（illuminator array）。光学阀可以包括光学阀的第一光引导表面，其中第一光引导表面可以基本上是平面的。光学阀还可以包括光学阀的第二光引导表面，第二光引导表面与第一光引导表面相对，并且可以包括多个引导特征部分和多个提取特征部分。多个提取特征部分可以包括第一区域和第二区域。第一区域和第二区域的提取特征部分可以具有各自的取向，以使得来自第一照射器的光线中的至少一些可以被导向到光学阀外部的第一观看窗口，并且来自第二照射器的光线中的至少一些可以被导向到光学阀外部的与第一观看窗口不同的第二观看窗口。

根据本公开的另一方面，一种跟踪观察者的自动立体显示器可以包括：光学阀；照射元件阵列，其可以向光学阀提供光；传感器，其用于检测光学阀的观看窗口附近的观察者；以及照射器控制器，其用于确定用于照射元件阵列的设置，其中所述设置可以确定可以与第一观看窗口对应的第一组照射器元件的第一照射阶段，并且所述设置可以确定可以与第二观看窗口对应的第二组照射器元件的第二照射阶段。