[发明专利]用于成像定向背光源的光学叠堆

权利要求书

1.一种定向显示装置，所述定向显示装置包括：

波导，所述波导包括用于沿所述波导引导光的相对的第一引导表面和第二引导表面以及在所述第一引导表面和所述第二引导表面之间延伸的输入表面；

光源阵列，所述光源沿所述波导的所述输入表面设置在不同输入位置处并且被布置成将输入光输入到所述波导中，

所述波导还包括反射端，所述反射端用于沿所述波导反射回来自所述光源的输入光，所述第二引导表面被布置成将所反射的输入光作为输出光偏转穿过所述第一引导表面，并且所述波导被布置成使所述光源在横向方向上成像，使得来自所述光源的所述输出光在输出方向上导向到相应的光学窗中，所述光学窗取决于所述光源的所述输入位置分布；

透射空间光调制器，所述透射空间光调制器被布置成接收所述输出光，并且被布置成调制具有第一偏振态的所述输出光的第一偏振分量；

反射偏振器，所述反射偏振器被设置在所述波导的所述第一引导表面与所述空间光调制器之间，并且被布置成透射所述第一偏振分量并且反射作为阻隔光的所述输出光的第二偏振分量，所述第二偏振分量具有与所述第一偏振态正交的第二偏振态；以及

后反射器，所述后反射器设置在所述第二引导表面后方，所述后反射器被布置成反射所述阻隔光以供应回所述空间光调制器，所述后反射器包括在垂直于所述空间光调制器的法线的预定方向上延伸的成对的反射角小平面的线性阵列，使得所述后反射器将具有来自一对角小平面的双反射的所述阻隔光的所述偏振态转换成正交偏振态；

一个或多个校正延迟片，所述一个或多个校正延迟片包括设置在所述反射偏振器和所述后反射器之间的双折射材料，所述一个或多个校正延迟片被布置成提供一种净效应，所述净效应使入射在所述第一偏振分量和所述第二偏振分量上的所述第一偏振分量和所述第二偏振分量的相位相对地沿垂直于空间光调制器的方向偏移半个波长，所述一个或多个校正延迟片的所述双折射材料具有在垂直于所述预定方向的方向上延伸的慢轴。

2.根据权利要求1所述的定向显示装置，其中所述一个或多个校正延迟片为单个校正延迟片。

3.根据权利要求2所述的定向显示装置，其中所述校正延迟片设置在所述波导与所述后反射器之间。

4.根据权利要求2所述的定向显示装置，其中所述校正延迟片设置在所述反射偏振器与所述波导之间。

5.根据权利要求1所述的定向显示装置，其中所述一个或多个校正延迟片为多个校正延迟片。

6.根据权利要求5所述的定向显示装置，其中所述多个校正延迟片包括设置在所述波导和所述后反射器之间的校正延迟片和设置在所述反射偏振器和所述波导之间的校正延迟片。

7.根据前述权利要求中任一项所述的定向显示装置，还包括调节延迟片，所述调节延迟片设置在所述反射偏振器和所述后反射器之间并且被布置成调节所述第二偏振分量的偏振态。

8.根据前述权利要求中任一项所述的定向显示装置，其中所述预定方向为横向方向。

9.根据前述权利要求中任一项所述的定向显示装置，其中所述第二偏振分量在所述后反射器处反射时在与所述预定方向成45°的角度的方向线性偏振。

10.根据前述权利要求中任一项所述的定向显示装置，其中所述第一引导表面被布置成通过全内反射来引导光，并且所述第二引导表面包括光提取特征结构和在所述光提取特征结构之间的中间区域，所述光提取特征结构被取向以反射光，所述光被引导以允许作为输出光穿过所述第一引导表面射出的方向穿过所述波导，并且所述中间区域被布置成导向光穿过所述波导而不提取光。

11.根据权利要求10所述的定向显示装置，其中提取特征结构是弯曲的，并且在所述第一引导表面和所述第二引导表面之间延伸的所述波导的侧面之间的横向方向上具有正光焦度。