[发明专利]广角成像定向背光源

权利要求书

1.一种定向背光源，所述定向背光源包括：

波导；

光源阵列，所述光源阵列被布置成在横跨所述波导的不同输入位置处将输入光输入所述波导中，

其中所述波导包括用于沿所述波导引导输入光的相对的第一引导表面和第二引导表面，所述第一引导表面被布置成通过全内反射引导光，并且所述第二引导表面包括：(a)多个提取特征结构，所述多个提取特征结构(i)被布置成反射一些所述输入光以便将其通过所述第一引导表面从所述波导输出，并且(ii)横向弯曲以沿横向具有正光焦度，使得从所述提取特征结构反射的所述输入光在第一窗平面中在所述定向背光源前面横向地形成提供观察窗的所述光源的实像，所述提取特征结构还透射一些所述输入光；以及(b)所述提取特征结构之间的中间区域，所述中间区域被布置成通过全内反射引导光；以及

包括反射小平面的线性阵列的后反射器，所述反射小平面(i)被布置成反射通过所述波导的所述提取特征结构透射的至少一些所述输入光，以便将其导向回通过所述波导以通过所述第一引导表面离开，并且(ii)横向弯曲以沿横向具有光焦度，使得从所述反射小平面反射的所述输入光在与所述第一窗平面分离的第二窗平面中横向地形成所述光源的图像。

2.根据权利要求1所述的定向背光源，其中由从所述反射小平面反射的所述输入光形成的所述图像是在所述定向背光源前面提供另外观察窗的所述光源的实像。

3.根据权利要求2所述的定向背光源，其中所述第二窗平面比所述第一窗平面更靠近所述定向背光源。

4.根据权利要求2所述的定向背光源，其中所述第二窗平面比所述第一窗平面更远离所述定向背光源。

5.根据权利要求1所述的定向背光源，其中由从所述反射小平面反射的所述输入光形成的所述图像是所述光源的虚像，所述光源的虚像位于所述定向背光源后面。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的定向背光源，其中所述波导还包括反射端，所述光源被布置成朝向所述反射端将输入光输入所述波导中，所述反射端被布置成沿所述波导反射回所述输入光，所述提取特征结构被布置成在从所述反射端的反射之后反射一些所述输入光。

7.根据权利要求6所述的定向背光源，其中所述波导还包括与所述反射端相对的后端，以及所述第一引导表面和所述第二引导表面之间的侧表面。

8.根据权利要求7所述的定向背光源，其中所述光源阵列沿所述后端布置。

9.根据权利要求7所述的定向背光源，其中所述光源包括沿所述侧表面布置的光源，并且

所述反射端包括沿横向彼此交替的第一小平面和第二小平面，所述第一小平面是反射性的并且形成沿横向具有正光焦度的菲涅耳反射器的反射小平面，所述第二小平面形成所述菲涅耳反射器的拔模小平面，所述菲涅尔反射器具有在所述菲涅耳反射器将来自所述光源阵列的输入光偏转到所述波导中的方向上朝向所述侧表面倾斜的光轴。

10.根据权利要求1至8中任一项所述的定向背光源，其中所述反射端沿横向具有正光焦度。

11.根据权利要求10所述的定向背光源，其中所述反射端是菲涅耳反射器。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的定向背光源，其中所述后反射器还包括中间小平面，所述中间小平面在所述后反射器的所述反射小平面之间延伸并以与所述后反射器的所述反射小平面相反的指向倾斜，使得成对反射小平面和中间小平面一起形成角隅小平面，所述角隅小平面被布置成反射入射在其上的至少一些所述输入光。

13.一种定向显示装置，所述定向显示装置包括：

根据权利要求1至12中任一项所述的定向背光源；以及

透射空间光调制器，所述透射空间光调制器被布置成接收来自所述波导的输出光并对其进行调制以显示图像。