利用具有非零偏转角的能量引导表面引导能量的系统技术方案

非零偏转角可以通过实施本公开的实施例来实现，以允许将投射的能量引导到期望的区域，例如更靠近能量引导表面的区域。所述能量引导表面可以与能量源结合使用，以提供具有四维坐标系的传播路径，所述四维坐标系具有基于所述能量引导表面的两个空间坐标和基于相对于所述能量引导表面的能量源位置的两个角坐标。标。标。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】利用具有非零偏转角的能量引导表面引导能量的系统

技术介绍

[0001]能量引导装置可以包括能量投射表面，该能量投射表面包含多个位置，其中在每个位置处能量沿多个方向投射。通常，从单个能量表面位置引导的能量可以由围绕单个能量传播轴以立体角分组的许多分离的能量投射路径(或能量射线)或中心能量投射路径组成。该能量传播轴是对称线，因为它大致位于在水平和垂直维度上离开单个能量表面位置的所有能量投射路径的中点。它通常基本上与离开单个能量表面位置的所有能量射线的平均能量矢量对准。

技术实现思路

[0002]在一个实施例中，能量引导系统包含能量表面和能量波导阵列，能量表面包含多个能量源位置。每个波导可以被配置成沿着不同的传播路径从能量表面的不同能量位置引导能量，其中每个传播路径具有四维坐标，该四维坐标包含对应于相应能量波导的位置的两个空间坐标和至少部分地由相对于相应波导的能量源位置确定的两个角坐标，角坐标限定相应传播路径的方向。每个波导的传播路径围绕能量传播轴分组，该能量传播轴相对于相应波导的传播路径的角度范围限定对称轴。能量波导阵列限定了能量引导表面，并包含具有第一能量传播轴的第一波导和具有第二能量传播轴的第二波导，第一和第二能量传播轴分别相对于能量引导表面的法线形成第一和第二偏转角，并且进一步其中第一和第二偏转角是不同的。
[0003]在一个实施例中，能量引导系统可以包含能量表面和能量波导阵列，能量表面包含多个能量源位置。每个波导配置成沿着不同的传播路径从能量表面的不同能量位置引导能量，其中每个传播路径具有四维坐标，该四维坐标包含对应于相应能量波导的位置的两个空间坐标和至少部分地由相对于相应波导的能量源位置确定的两个角坐标，角坐标限定相应传播路径的方向。能量引导系统可进一步包括设置在能量波导阵列的至少第一能量波导的传播路径中的光学元件，该光学元件被配置成沿第一能量波导的多个传播路径接收能量，并且沿着多个偏转传播路径重定向能量，在多个偏转传播路径和第一能量波导的多个传播路径之间形成非零偏转角。在一个实施例中，能量引导系统可以被配置成使得中心传播路径映射到偏转传播路径，该偏转传播路径基本上沿着多个偏转传播路径的对称轴对准。在一个实施例中，能量引导系统可以被配置成使得多个偏转传播路径的非零偏转角形成偏转角梯度。
[0004]在一个实施例中，机械能引导系统可包含：位于多个能量源位置处的机械能源的阵列；以及包含多个偏转位置的偏转元件，其中每个偏转位置被配置成从多个能量源位置中的至少一个接收机械能，以及沿对应的一个或多个偏转传播路径偏转接收到的机械能。每个偏转传播路径在四维坐标系中具有四维坐标，该四维坐标包含对应于偏转元件中的相应偏转位置的位置的两个空间坐标，以及限定相应偏转传播路径的角方向的两个角坐标。
[0005]在一个实施例中，多能量引导系统可以包含多能量表面，该多能量表面包含：多个电磁能源位置；以及多个机械能源位置。多能量引导系统可以进一步包括多能量引导表面，
该多能量引导表面包含：1)能量波导阵列，每个波导被配置成沿着不同的传播路径引导电磁能穿过不同的电磁能源位置，其中每个传播路径在四维坐标系中具有四维坐标，对应的四维坐标包含对应于相应能量波导的位置的两个空间坐标和至少部分地由电磁能源位置相对于相应波导确定的两个角坐标，角坐标限定相应传播路径的方向；以及2)与能量波导阵列交错的多个偏转位置，其中每个偏转位置被配置成从多个机械能源位置中的至少一个接收机械能，并沿相应的偏转传播路径偏转接收到的机械能，其中每个偏转传播路径在四维坐标系中具有对应的四维坐标，每个偏转传播路径的四维坐标包含对应于相应偏转位置的位置的两个空间坐标，以及限定对应的偏转传播路径的角方向的两个角坐标。
附图说明
[0006]图1A示出了根据本公开的在四维坐标系中的能量引导系统的实施例；
[0007]图1B示出了根据本公开的在图1A所示的四维坐标系中的能量引导的实施例；
[0008]图1C示出了根据本公开的光场显示器的侧视图；
[0009]图1D示出了根据本公开的在四维坐标系中具有有源能量区域的能量装置的实施例；
[0010]图1E示出了根据本公开的光场显示器对两个全息对象的投射；
[0011]图2A示出了根据本公开的在某些位置处具有零偏转角的能量引导系统的实施例的示意图；
[0012]图2B示出了根据本公开的在某些位置处具有非零偏转角的能量引导系统的实施例的示意图；
[0013]图3A示出了根据本公开的具有零偏转角的能量引导系统的子系统的正交视图；
[0014]图3B示出了根据本公开的具有非零偏转角的能量引导系统的子系统的正交视图；
[0015]图3C示出了根据本公开的非对称构造的能量波导的正交视图；
[0016]图4A示出了根据本公开的具有用于沿多个偏转传播路径重定向能量的光学元件的能量引导系统的实施例的正交视图；
[0017]图4B示出了根据本公开的图4A所示的能量引导系统的偏转角；
[0018]图4C示出了根据本公开的具有超颖表面层的能量引导系统的实施例；
[0019]图4D示出了根据本公开的被配置成引导机械能的能量引导系统的实施例；
[0020]图5A示出了根据本公开的具有60度视场和零偏转角的能量引导表面的能量引导系统的实施例的顶视图；
[0021]图5B示出了根据本公开的能量引导系统的实施例的顶视图，该能量引导系统具有能量引导表面和光学元件，该光学元件被配置成实现作为横向方向上的位置的函数的可变非零偏转角；
[0022]图5C示出了根据本公开的能量引导系统的另一实施例的顶视图，该能量引导系统具有能量引导表面和光学元件，该光学元件被配置成实现作为横向方向上的位置的函数的可变非零偏转角；
[0023]图5D示出了根据本公开的能量引导系统的实施例的顶视图，该能量引导系统具有能量引导表面，该能量引导表面被配置成实现作为横向方向上的位置的函数的可变非零偏转角；
[0024]图5E示出了根据本公开的被配置成引导机械能的能量引导系统的实施例的视图；
[0025]图5F示出了根据本公开的包含偏转元件的四维声能引导系统的正交视图；
[0026]图5G示出了根据本公开的生成触觉界面的图5F所示的声能引导系统；
[0027]图5H示出了根据本公开的具有交错的能量波导和声能偏转位置的双能量引导表面；
[0028]图5I示出了根据本公开的投射全息对象的表面592和触觉表面591的双能量引导表面；
[0029]图6示出了全息显示器的实施例的正交视图，该全息显示器包含直接在观看空间前面的中央壁装式面板，以及相对于中央面板成45度角并且朝向观看空间倾斜的侧面板；以及
[0030]图7示出了光场显示表面的实施例的顶视图，该光场显示表面包含中心平坦表面和在该中心表面的任一侧上的两个光场显示表面，这两个光场显示表面相对于该中心表面朝观看空间向内成角度。
具体实施方式
[0031]在许本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种能量引导系统，其包含：能量表面，所述能量表面包含多个能量源位置；以及能量波导阵列，每个波导被配置成沿着不同传播路径从所述能量表面的不同能量位置引导能量，其中每个传播路径具有四维坐标，所述四维坐标包含对应于相应能量波导的位置的两个空间坐标和至少部分地由相对于相应波导的所述能量源位置确定的两个角坐标，所述角坐标限定相应传播路径的方向；其中，每个波导的所述传播路径围绕能量传播轴分组，所述能量传播轴相对于所述相应波导的所述传播路径的角度范围限定对称轴；以及其中，所述能量波导阵列限定了能量引导表面，并且包含具有第一能量传播轴的第一波导和具有第二能量传播轴的第二波导，所述第一和第二能量传播轴分别相对于所述能量引导表面的法线形成第一和第二偏转角，并且进一步其中，所述第一和第二偏转角是不同的。2.根据权利要求1所述的能量引导系统，其中，每个波导的所述能量传播轴与每个能量波导的所有传播路径的平均能量矢量基本对准。3.根据权利要求1所述的能量引导系统，其中，其中每个波导的所述能量传播轴是所述相应波导的光轴。4.根据权利要求1所述的能量引导系统，其中，所述第一偏转角为零，且所述第二偏转角为非零。5.根据权利要求1所述的能量引导系统，其中，所述第一偏转角为非零，且所述第二偏转角为非零。6.根据权利要求1所述的能量引导系统，其中，所述能量表面包含能量像素并限定像素平面，并且所述多个能量位置对应于所述像素平面中的能量像素的位置。7.根据权利要求1所述的能量引导系统，其中，所述能量表面包含中继能量表面，并且所述多个能量位置对应于所述中继能量表面上的位置。8.根据权利要求1所述的能量引导系统，其中，所述能量波导阵列包含附加波导，每个附加波导具有限定相对于所述能量引导表面的所述法线的偏转角的能量传播轴。9.根据权利要求8所述的能量引导系统，其中，每个紧邻的后续波导在第一方向上的所述偏转角能够被配置成不同于每个紧邻的在前波导的所述偏转角。10.根据权利要求9所述的能量引导系统，其中，每个紧邻的后续波导在第一方向上的所述偏转角大于每个紧邻的在前波导在所述第一方向上的所述偏转角。11.根据权利要求9所述的能量引导系统，其中，每个紧邻的后续波导在第一方向上的所述偏转角小于每个紧邻的在前波导在所述第一方向上的所述偏转角。12.根据权利要求1所述的能量引导系统，其中，波导阵列的全息观看空间包含一组位置，来自所述波导阵列的每个波导的至少一个传播路径能够在所述一组位置相交。13.根据权利要求1所述的能量引导系统，其中，所述波导阵列的所述波导的所述偏转角被配置成使得如果所述波导阵列的所述波导的所述偏转角被配置成零，则所述波导阵列的所述全息观看空间比所述波导阵列的所述全息观看空间更接近所述能量引导表面。14.根据权利要求1所述的能量引导系统，其中，所述波导阵列的所述波导的所述偏转角被配置成使得所述能量传播轴朝向所述能量引导表面的中心部分定向。
15.根据权利要求1所述的能量引导系统，其中，所述第一和第二波导中的一个被配置成通过所述能量表面上的第一组能量源位置传播能量，所述能量源位置组具有偏离所述相应波导的对称中心的中心能量位置。16.根据权利要求15所述的能量引导系统，其中，所述第一和第二波导中的另一个被配置成通过所述能量表面上的第二组能量位置传播能量，所述能量位置组具有与所述第二波导的对称轴对准的中心能量位置。17.根据权利要求1所述的能量引导系统，其中，所述第二波导相对于所述能量表面的法线倾斜一定角度。18.根据权利要求1所述的能量引导系统，其中，所述第二波导具有非对称表面。19.一种能量引导系统，其包含：能量表面，所述能量表面包含多个能量源位置；能量波导阵列，每个波导被配置成沿着不同传播路径从所述能量表面的不同能量位置引导能量，其中每个传播路径具有四维坐标，所述四维坐标包含对应于相应能量波导的位置的两个空间坐标和至少部分地由相对于相应波导的所述能量源位置确定的两个角坐标，所述角坐标限定相应传播路径的方向；设置在所述能量波导阵列的至少第一能量波导的所述传播路径中的光学元件，所述光学元件被配置成沿着所述第一能量波导的多个传播路径接收能量，并且沿着多个偏转传播路径重定向能量，在所述多个偏转传播路径和所述第一能量波导的所述多个传播路径之间形成非零偏转角。20.根据权利要求19所述的能量引导系统，其中，中心传播路径映射到偏转传播路径，所述偏转传播路径基本上沿着所述多个偏转传播路径的对称轴对准。21.根据权利要求19所述的能量引导系统，其中，所述多个偏转传播路径的所述非零偏转角形成偏转角梯度。22.根据权利要求19所述的能量引导系统，其中，所述光学元件包含折射元件。23.根据权利要求19所述的能量引导系统，其中，所述光学元件包含多个并排的棱镜。24.根据权利要求1919所述的能量引导系统，其中，所述光学元件包含面向波导阵列的第一表面和背向所述波导阵列的第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：J，
申请(专利权)人：光场实验室公司，
类型：发明
国别省市：