[发明专利]双表面准直器以及使用它的采用基于光栅的背光照明的3D电子显示器

说明书

双向准直和双表面准直器以非零传播角提供双向准直光。双表面准直器包括均具有弯曲形状的入射表面和反射器表面。入射表面配置成折射入射光，并且反射器表面配置成朝着入射表面往回反射折射光。入射表面还配置成通过全内反射朝着输出孔径再反射反射光。入射表面和反射器表面的弯曲形状和相对取向组合配置成将入射光转换成具有非零传播角的双向准直光。三维(3D)显示器包括双表面准直器，板光导和多束衍射光栅的阵列以提供对应于显示器的不同3D视图的多个光束。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2015年9月5日提交的美国临时专利申请序列号62/214,975的优先权，其全部内容通过引用并入本文。

关于联邦资助的研究或开发的声明

不适用

背景技术

电子显示器是用于将信息传达给各种各样的装置和产品的用户的几乎无处不在的介质。最常见的电子显示器是阴极射线管(CRT)，等离子显示面板(PDP)，液晶显示器(LCD)，电致发光显示器(EL)，有机发光二极管(OLED)和有源矩阵OLED(AMOLED)显示器，电泳显示器(EP)和采用机电或电流体光调制的各种显示器(例如，数字微镜装置，电润湿显示器等)。通常，电子显示器可以被分类为有源显示器(即，发光的显示器)或无源显示器(即，调制由另一源提供的光的显示器)。有源显示器的最明显示例是CRT，PDP和OLED/AMOLED。LCD和EP显示器在考虑发射光时典型地被分类为无源。无源显示器尽管常常表现出有吸引力的性能特性，包括但不限于固有的低功耗，但由于缺乏发光的能力，在许多实际应用中具有稍微有限的使用。

为了克服与光发射关联的无源显示器的适用性限制，许多无源显示器耦合到外部光源。耦合光源可以允许这些另外的无源显示器发射光并且基本上用作有源显示器。这样的耦合光源的示例是背光源。背光源是放置在无源显示器后面以照射无源显示器的光源(通常称为“面板”光源)。例如，背光源可以耦合到LCD或EP显示器。背光源发射通过LCD或EP显示器的光。由背光源发射的光由LCD或EP显示器调制，然后调制的光又从LCD或EP显示器发射。通常背光源配置成发射白光。然后使用滤色器将白光转换成显示器中使用的各种颜色。例如，滤色器可以放置在LCD或EP显示器的输出处(不常见)或背光源与LCD或EP显示器之间。

附图说明

参考结合附图进行的以下详细描述可以更容易地理解根据本文中所述的原理的示例和实施例的各种特征，其中相似的附图标记表示相似的结构元件，并且其中：

图1示出了根据本文中所述的原理的示例的具有特定主角方向的光束的角分量的图形视图。

图2示出了根据与本文中所述的原理一致的实施例的示例中的双表面准直器的横截面图。

图3示出了根据与本文中所述的原理一致的实施例的示例中的包括弯曲入射表面的双表面准直器的一部分的横截面图。

图4A示出了根据与本文中所述的原理一致的实施例的示例中的背光源的俯视图。

图4B示出了根据与本文中所述的原理一致的实施例的示例中的背光源的横截面图。

图4C示出了根据与本文中所述的原理一致的实施例的示例中的双表面准直器的输出孔径和板光导的输入孔径之间的对准的横截面图。

图4D示出了根据与本文中所述的原理一致的实施例的示例中的双表面准直器的输出孔径和板光导的输入孔径之间的对准的横截面图。

图5A示出了根据与本文中所述的原理一致的实施例的示例中的具有多束衍射光栅的背光源的一部分的横截面图。

图5B示出了根据与本文中所述的原理一致的实施例的示例中的具有多束衍射光栅的背光源的一部分的横截面图。

图5C示出了根据与本文中所述的原理一致的实施例的示例中的包括多束衍射光栅的图5A或图5B的背光源部分的透视图。