【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开总体上涉及光学部件和光学设备，并且更具体地涉及蓝相液晶偏振全息图和包括蓝相液晶偏振全息图的设备。
技术介绍
1、液晶偏振全息图(“liquid crystal polarization hologram，lcph”)结合了液晶设备的特点和偏振全息图的特点。在过去的几十年，液晶显示器(“liquid crystaldisplay，lcd”)已经成长为价值万亿美元的产业，是液晶设备最成功的示例。lcd行业在规模化制造方面进行了巨大的投资，从低端2.5代(g2.5)生产线到高端10.5+代(g10.5+)生产线来满足市场对显示器的需求。然而，lcd行业最近面临着来自有机发光二极管(“organiclight emitting diode，oled”)、电子纸(e-paper)和其它新兴显示技术的竞争，这已经使得lcd行业的增长速度变缓并导致大量早期的产能过剩。这为重新利用lcd闲置产能和现有供应链来制造以偏振全息图为特征的新型lc光学设备提供了机会。
2、lcph或lcph元件具有如下特点：比如厚度小(约1μm)、重量轻、紧凑、大孔径、高效率、制造简单等。因此，lcph元件在光学设备和光学系统应用(例如，近眼显示器(“near-eyedisplay，ned”)、平视显示器(“head-up display，hud”)、头戴式显示器(“head-mounteddisplay，hmd”)、智能手机、膝上型计算机、电视机或交通工具等)中获得了越来越多的关注。例如，lcph元件可以用于解决辐辏调节冲突、在空间受限的光学系统中
技术实现思路
1、根据本公开的第一方面，提供了一种设备，该设备包括：聚合物稳定蓝相液晶(“polymer stabilized blue phase liquid crystal，ps-bplc”)层；配向结构，该配向结构与该ps-bplc层耦接，其中，与该配向结构接触设置的多个lc分子被配置成具有至少部分地由该配向结构限定的空间变化的面内取向图案；并且其中，该ps-bplc层被配置成向前偏转具有预定旋向性的偏振光，并且透射具有与该预定旋向性正交的旋向性的偏振光。根据权利要求1所述的设备，其中，与该配向结构接触设置的多个lc分子被配置成沿以下方向中的至少一个方向周期性或非周期性地旋转：线性方向、径向方向或方位角方向。
2、在一些实施例中，该ps-bplc层包括约70wt％至90wt％的向列型液晶主体、约5wt％至10wt％的手性掺杂剂以及聚合物网络。
3、在一些实施例中，该ps-bplc层包括多个双扭曲圆柱体(double twistcylinder)，该多个双扭曲圆柱体在该ps-bplc层的厚度方向上具有相同的晶格常数(lattice constant)。
4、在一些实施例中，该ps-bplc层包括多个双扭曲圆柱体，该多个双扭曲圆柱体在该ps-bplc层的厚度方向或该ps-bplc层的面内方向中的至少一个方向上具有变化的晶格常数。
5、在一些实施例中，该ps-bplc层包括以堆叠构造布置的多个子层，每个子层包括跨该子层具有相同晶格常数的多个双扭曲圆柱体，并且至少两个子层具有不同的晶格常数。
6、在一些实施例中，该配向结构包括设置在该ps-bplc层的相反两侧的第一配向结构和第二配向结构，并且该设备还包括分别与该第一配向结构和该第二配向结构耦接的第一电极和第二电极。
7、根据本公开的第二方面，提供了一种系统，该系统包括：光源组件，该光源组件被配置成产生表示虚拟图像的图像光；以及光学组合器，该光学组合器被配置成接收图像光，该图像光离轴入射到图像组合器上，该光学组合器被配置成使该图像光聚焦以穿过形成未压缩适眼区的多个子适眼区传播，其中，该光学组合器包括聚合物稳定蓝相液晶(“ps-bplc”)层和配向结构，并且设置在该ps-bplc层的表面处的多个lc分子配置有至少部分地由该配向结构限定的预定的面内取向图案。
8、在一些实施例中，该ps-bplc层包括多个子层，该多个子层被配置成使该图像光聚焦以穿过多个子适眼区传播。
9、在一些实施例中，每个子层被配置成可在如下操作之间切换：在活动状态下操作和在非活动状态下操作，并且在该活动状态下操作的该子层被配置成使该图像光聚焦以穿过一子适眼区传播，而在该非活动状态下操作的该子层被配置成透射该图像光。
10、在一些实施例中，该系统还包括控制器，该控制器被配置成选择性地将该多个子层中的一个或多个子层配置成在该活动状态下操作，以使该图像光聚焦以穿过形成压缩适眼区的一个或多个子适眼区传播，该压缩适眼区的大小小于该未压缩适眼区的大小；并且该控制器还被配置成选择性地将该多个子层中的其余一个或多个子层配置成在该非活动状态下操作。
11、在一些实施例中，该系统还包括眼动追踪设备，该眼动追踪设备被配置成获得眼睛瞳孔的眼动追踪信息，其中，该控制器与该眼动追踪设备耦接，并且被配置成基于该眼动追踪信息选择性地将该一个或多个子层配置成在该活动状态下操作。
12、根据本公开的第三方面，提供了一种设备，该设备包括：光源组件，该光源组件被配置成输出光；以及光导，该光导与耦入元件和耦出元件耦接，该耦入元件被配置成将从该光源接收到的光耦入该光导中作为耦入光，并且该耦出元件被配置成将该耦入光从该光导耦出作为多个输出光，其中，该耦入元件或该耦出元件中的至少一者包括聚合物稳定蓝相液晶(“ps-bplc”)层和配向结构，并且其中，该ps-bplc层被配置成向前偏转具有预定旋向性的偏振光，并且透射具有与该预定旋向性正交的旋向性的偏振光。
13、在一些实施例中，该光源组件包括显示元件，该显示元件设置在该光导的输入侧并且被配置成输出该光，并且该光是表示虚拟图像的图像光。
14、在一些实施例中，该系统还包括透镜组件，该透镜组件被配置成将从该耦出元件接收到的输出光聚焦到位于该系统的适眼区内的图像平面，其中，该透镜组件设置在该光导的面向该适眼区的一侧，并且其中，该耦入元件或该耦出元件中的该至少一者中所包括的该ps-bplc层是第一ps-bplc层，并且该透镜组件包括第二ps-bplc层。
15、在一些实施例中，该透镜组件被配置成向该输出光提供可调光焦度(opticalpower)或可调转向角度中的至少一者。
16、在一些实施例中，该透镜组件是第一透镜组件，并且该光导的面向该适眼区的该侧是第一侧，该系统还包括设置在该光导的第二侧的第二透镜组件，并且该第二透镜组件包括第三ps-bplc层。
17、在一些实施例中，该系统还包括设置在该光导的输出侧的显示面板，并且该显示面板被配置成由该光导的输出光照亮。
18、在一些实施例中，该显示面板被配置成将从该光导本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种设备，所述设备包括：
2.根据权利要求1所述的设备，其中，与所述配向结构接触设置的所述多个LC分子被配置成沿以下方向中的至少一个方向周期性或非周期性地旋转：线性方向、径向方向或方位角方向。
3.根据权利要求1或2所述的设备，其中，所述PS-BPLC层包括约70wt％至90wt％的向列型液晶主体、约5wt％至10wt％的手性掺杂剂以及聚合物网络。
4.根据任一前述权利要求所述的设备，其中，所述PS-BPLC层包括多个双扭曲圆柱体，所述多个双扭曲圆柱体在所述PS-BPLC层的厚度方向上具有相同的晶格常数。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的设备，其中，所述PS-BPLC层包括多个双扭曲圆柱体，所述多个双扭曲圆柱体在所述PS-BPLC层的厚度方向或所述PS-BPLC层的面内方向中的至少一个方向上具有变化的晶格常数。
6.根据权利要求1所述的设备，其中，
7.根据任一前述权利要求所述的设备，其中，所述配向结构包括设置在所述PS-BPLC层的相反两侧的第一配向结构和第二配向结构，并且所述设备还包括分别与所述第
8.一种系统，所述系统包括：
9.根据权利要求8所述的系统，其中，
10.根据权利要求9所述的系统，所述系统还包括：
11.一种系统，所述系统包括：
12.根据权利要求11所述的系统，其中，所述光源组件包括显示元件，所述显示元件设置在所述光导的输入侧并且被配置成输出所述光，并且所述光是表示虚拟图像的图像光；并且优选地，所述系统还包括透镜组件，所述透镜组件被配置成使从所述耦出元件接收到的输出光聚焦到位于所述系统的适眼区内的图像平面，其中，所述透镜组件设置在所述光导的面向所述适眼区的一侧，并且其中，所述耦入元件或所述耦出元件中的所述至少一者中所包括的所述PS-BPLC层是第一PS-BPLC层，并且所述透镜组件包括第二PS-BPLC层。
13.根据权利要求12所述的系统，其中，所述透镜组件被配置成向所述输出光提供可调光焦度或可调转向角度中的至少一者。
14.根据权利要求12或13所述的系统，其中，所述透镜组件是第一透镜组件，并且所述光导的面向所述适眼区的所述侧是第一侧，所述系统还包括设置在所述光导的第二侧的第二透镜组件，并且所述第二透镜组件包括第三PS-BPLC层。
15.根据权利要求11所述的系统，所述系统还包括设置在所述光导的输出侧的显示面板，并且所述显示面板被配置成由所述光导的输出光照亮；并且优选地，其中，所述显示面板被配置成将从所述光导接收到的输出光调制为表示虚拟图像的图像光；并且优选地，所述系统还包括透镜组件，所述透镜组件被配置成将从所述显示面板接收到的图像光聚焦到位于所述系统的适眼区内的图像平面，其中，所述透镜组件设置在所述光导的面向所述适眼区的一侧，并且其中，所述耦入元件或所述耦出元件中的所述至少一者中所包括的所述PS-BPLC层是第一PS-BPLC层，并且所述透镜组件包括第二PS-BPLC层。
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种设备，所述设备包括：
2.根据权利要求1所述的设备，其中，与所述配向结构接触设置的所述多个lc分子被配置成沿以下方向中的至少一个方向周期性或非周期性地旋转：线性方向、径向方向或方位角方向。
3.根据权利要求1或2所述的设备，其中，所述ps-bplc层包括约70wt％至90wt％的向列型液晶主体、约5wt％至10wt％的手性掺杂剂以及聚合物网络。
4.根据任一前述权利要求所述的设备，其中，所述ps-bplc层包括多个双扭曲圆柱体，所述多个双扭曲圆柱体在所述ps-bplc层的厚度方向上具有相同的晶格常数。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的设备，其中，所述ps-bplc层包括多个双扭曲圆柱体，所述多个双扭曲圆柱体在所述ps-bplc层的厚度方向或所述ps-bplc层的面内方向中的至少一个方向上具有变化的晶格常数。
6.根据权利要求1所述的设备，其中，
7.根据任一前述权利要求所述的设备，其中，所述配向结构包括设置在所述ps-bplc层的相反两侧的第一配向结构和第二配向结构，并且所述设备还包括分别与所述第一配向结构和所述第二配向结构耦接的第一电极和第二电极。
8.一种系统，所述系统包括：
9.根据权利要求8所述的系统，其中，
10.根据权利要求9所述的系统，所述系统还包括：
11.一种系统，所述系统包括：
12.根据权利要求11所述的系统，其中，所述光源组件包括显示元件，所述显示元件...
【专利技术属性】
技术研发人员：小尼古拉斯·约翰·迪奥里奥，吕璐，黄玉格，
申请(专利权)人：元平台技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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