[发明专利]用于成像定向背光源的光源调节

权利要求书

1.一种用于与电子显示系统一起使用的定向照明设备，包括：

定向光学波导；

具有多个照明器元件的照明器阵列；以及

将所述定向光学波导光学耦合至相应照明器元件的多个非成像光学元件，其中每个非成像光学元件将来自所述相应照明器元件的光导向至所述定向光学波导内的相应预定定向分布内；

其中每个非成像光学元件可操作以转化从所述相应照明器元件所接收的光的发射线性尺寸和角度，并且可操作以保持预定集光率。

2.根据权利要求1所述的定向照明设备，还包括位于所述照明器阵列与所述多个非成像光学元件之间的场光学元件。

3.根据权利要求1所述的定向照明设备，其中所述定向光学波导包括近端和反射远端，所述波导在所述反射端处的厚度大于所述近端处的厚度，所述波导还包括在所述近端和远端之间延伸并且具有临界角的出射表面，在超过所述临界角时光线可离开所述波导。

4.根据权利要求3所述的定向照明设备，其中光的所述预定定向分布基本上映射至所述反射远端。

5.根据权利要求1所述的定向照明设备，其中所述定向光学波导包括近端和反射远端，所述波导在所述反射端处的厚度大于所述近端处的厚度，所述波导还包括在所述近端和远端之间延伸的第一光引导表面，以及由多个引导结构特征和多个提取结构特征构成的与所述出射表面相对的第二光引导表面，所述多个提取结构特征可操作以将光导向穿过所述第一光引导表面。

6.根据权利要求5所述的定向照明设备，其中光的所述预定定向分布的尺寸基本上与所述反射远端的尺寸匹配。

7.根据权利要求2所述的定向照明设备，其中所述场光学元件和所述多个非成像光学元件包括单个光学组件。

8.根据权利要求2所述的定向照明设备，其中所述场光学元件包括菲涅耳透镜和场透镜中的一者。

9.一种用于与电子显示系统一起使用的定向照明设备，包括：

具有出射面的定向光学波导，所述定向光学波导可操作以照明空间光调制器；

具有多个照明器元件的照明器阵列；以及

将所述定向光学波导光学耦合到至少一个照明器元件的非成像光学元件，

其中所述非成像光学元件将来自所述至少一个照明器元件的光导向到所述定向光学波导内的预定定向分布内，

其中所述定向光学波导将来自所述预定定向分布的所述光穿过所述出射面朝预定区导向；

其中每个非成像光学元件可操作以转化从所述相应照明器元件所接收的光的发射线性尺寸和角度，并且可操作以保持预定集光率。

10.根据权利要求9所述的定向照明设备，其中所述预定区中的所述光具有基本上均匀的亮度。

11.根据权利要求9所述的定向照明设备，其中所述非成像光学元件包括单个光学组件，所述组件将所述定向光学波导光学耦合至多个照明器元件。

12.根据权利要求11所述的定向照明设备，还包括位于所述非成像光学元件与所述定向光学波导之间的漫射体元件。

13.根据权利要求9所述的定向照明设备，其中所述多个照明器元件包括第一照明器元件和第二照明器元件，

其中在第一时间段期间，将来自所述第一照明器元件的第一光导向至第一预定定向分布，其中所述定向光学波导朝第一预定区导向来自所述第一预定定向分布的光，

其中在第二时间段期间，将来自所述第二照明器元件的第二光导向至第二预定定向分布，并且其中所述定向光学波导朝第二预定区导向来自所述第二预定定向分布的光。