[发明专利]一种光开关阵列及其构成的具有扫描和交互功能的显示屏

权利要求书

1.一种光开关阵列，其结构有：在三维直角坐标系下沿y轴放置的一条光开关链和平行于z轴放置的光开关链；所述的光开关链是由具有三个端口且具有光路转换功能的“T”形光开关依次相连构成，其中“T”形光开关端口A和端口B处于同一直线上，端口C位于端口A和端口B之间垂直于端口A和端口B所在的直线，从端口A进入的光在控制端的控制下能够选择从端口B或者从端口C出来，每个“T”形光开关的端口B与其后相邻的“T”形光开关的端口A相连，一条光开关链上所有“T”形光开关的端口C指向相同的方向；每条平行于z轴放置的光开关链的第一个“T”形光开关的端口A与沿y轴放置的光开关链的一个“T”形光开关的端口C相连，所有平行于z轴放置的光开关链上的所有“T”形光开关的端口C的指向均与x轴平行，沿y轴放置的光开关链的第一个“T”形光开关的端口A记为所述光开关阵列的主端口。

2.根据权利要求1所述的一种光开关阵列，其特征在于：所述的“T”形光开关由可伸缩基底和平面反射镜组成，可伸缩基底由电磁铁和衔铁夹着弹性材料构成或由电致伸缩材料构成，可伸缩基底的电信号端作为“T”形光开关的控制端，平面反射镜的镜面朝向端口A和端口C且与端口A和端口B所在的直线成45度的夹角，平面反射镜固定在可伸缩基底上。

3.根据权利要求1所述的一种光开关阵列，其特征在于：所述的“T”形光开关由上电极、下电极、上棱镜和下棱镜组成；上电极和下电极均为透明平板电极，作为“T”形光开关的控制端；上棱镜和下棱镜均为截面是等腰直角三角形的棱镜；下电极作为“T”形光开关的端口C；两个棱镜的截面三角形斜边所在的侧面相互平行且对齐；上棱镜的截面三角形的上直角边所在的侧面与上电极相连，左直角边所在的侧面作为“T”形光开关的端口B；下棱镜的截面三角形的下直角边所在的侧面与下电极相连，右直角边所在的侧面作为“T”形光开关的端口A。

4.一种权利要求1所述的光开关阵列构成的具有交互功能的显示屏，其结构有：处理器（1）、显示光源（2）、分光单元（3）、感光单元（4）、驱动模块（5）和发散单元（6）；其特征在于，结构还有光开关阵列（7）中各“T”形光开关的控制端和驱动模块（5）相连，光开关阵列（7）的主端口经分光单元（3）分别与显示光源（2）和感光单元（4）相连，显示光源（2）、感光单元（4）和驱动模块（5）还都与处理器（1）相连，光开关阵列（7）中沿z轴放置的各“T”形光开关的端口C放置发散单元（6）。

5.根据权利要求4所述的一种具有交互功能的显示屏，其特征在于，所述的处理器（1）是单片机或计算机；所述的显示光源（2）是由三个分别可以发出红、绿、蓝三色光的单色光源和混光器构成的，所述的单色光源是LED光源或激光光源；所述的分光单元（3）是能够使显示光源（2）发出的光进入光开关阵列（7），使光开关阵列（7）的主端口出来的光进入感光单元（4），同时还能够阻止显示光源（2）发出的光进入到感光单元（4）的装置；所述的感光单元（4）是能够把光信号转换为电信号的装置；所述的驱动模块（5）是能接收处理器（1）的指令并控制光开关阵列（7）中“T”形光开关状态的驱动器；所述的发散单元（6）是能够把每个沿z轴放置的“T”形光开关的端口C发出的细光束发散成各向可见的光斑的装置。

6.根据权利要求4或5所述的一种具有交互功能的显示屏，其特征在于，所述的感光单元（4）是由三基色感光器和可以把混合色光分离成三基色光的分光器构成的。

7.根据权利要求4或5所述的一种具有交互功能的显示屏，其特征在于，所述的分光单元（3）是半透半反射膜或分光膜。

8.根据权利要求4或5所述的一种具有交互功能的显示屏，其特征在于，所述的发散单元（6）是由数量和沿z轴放置的“T”形光开关的数量相等的微凹透镜或微凸透镜构成的，每个微凹透镜或微凸透镜放在一个沿z轴放置的“T”形光开关的端口C的外侧。

9.一种权利要求1所述的光开关阵列构成的光路由器，其特征在于：所述的光开关阵列的主端口作为光路由的输入端，沿z轴放置的每个光开关的端口C作为光路由的输出端。