用于3D显示器的背光中的阴影消除制造技术

一种光导设备可以提供用于LCD或投影显示器的背光。该光导设备包括光输入端部和相对端部，连接光输入端部和相对端部的相对的左侧面和右侧面，以及连接光输入端部和相对端部的相对的前表面和后表面。双折射膜设于光导的相对的左侧面和右侧面上，该双折射膜切换入射光的偏振。除了具有左手圆偏振的光，在光输入端部提供具有右手圆偏振的入射光。从前表面发射的光穿过线偏振器，该线偏振器选择性地让光通过以允许用户观看隐私。可以使用一个或多个长方体杆、板片光导或分立光源，在光输入端部提供入射光。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于3D显示器的背光中的阴影消除
技术介绍
光导可以用于传输光以用于照明。例如，在包括计算机监视器，电视，仪表面板，航空器或航海器驾驶舱显示器，标牌，以及诸如视频播放器、游戏设备、钟、表、计算器、静止图像摄像机、视频摄像机、移动电话/蜂窝电话和其它电话的消费设备的许多应用中，光导可以用作例如液晶显示器(LCD)的背光。再者，扫描背光为纤细背光，其发射准直射线，该准直射线的准直方向可以被扫描。诸如在各种应用中被使用的头戴式显示器中，光导也可以用于提供投影显示器，所述各种应用包括军事、航空、医学、视频游戏、娱乐、体育运动等。透视头戴式显示器允许用户观察他或她周围的实体世界，而光学元件将光添加到用户的视觉路径中，从而提供增强的现实图像。然而，难以为这种光导提供均匀照明。
技术实现思路
提供了一种被均匀照明的光导设备。一个可能配置包括具有输出表面和输入边缘的平面光导。两个侧边缘位于输入边缘的两个侧面，所述侧边缘同时被配置以反射入射射·线以及将它们的偏振状态改变到正交形式。两个正交偏振的光源设置在输入边缘处，使得相对于来自一个源的光，来自另一个源的光朝向对立侧边缘行进，但是当在光导的平面内分解时，会聚到每个侧边缘的角度相同。偏振器抵靠输出表面放置，并且取向为只有当来自一个源的光不反射离开各侧面其中之一时让该光通过，以及只有当来自另一个源的光不反射离开各侧面其中之一时让该光通过。在一个实施例中，光导设备包括光导，该光导具有光输入端部和相对端部，连接光输入端部和相对端部的相对的左侧面和右侧面，以及连接光输入端部和相对端部的相对的前表面和后表面。另外，双折射膜设于光导的相对的左侧面和右侧面上，该双折射膜切换入射光的偏振。光导设备还包括毗邻光输入端部的输入部件。输入部件提供具有第一偏振的光到光输入端部以及具有与第一偏振正交的第二偏振的光到光输入端部。例如，第一偏振可以是右手圆偏振，第二偏振可以是左手圆偏振，并且双折射膜可以将具有右手圆偏振的入射光切换到左手圆偏振，以及将具有左手圆偏振的入射光切换到右手圆偏振。在一种方法中，输入部件包括第一和第二组分立光源。在另一个方法中，输入部件包括毗邻光输入端部的第一和第二透明杆(rod)。在另一个方法中，输入部件包括毗邻光输入端部的第一和第二板片(slab)光导。提供此
技术实现思路
从而以简化形式介绍下面在说明书中进一步描述的概念集合。此
技术实现思路
不意图确认要求保护的主题的关键特征或实质特征，也不意图用于限制要求保护的主题的范围。附图说明在图中，相似编号的元件彼此对应。图IA说明具有弯曲反射端部的示例光导的透视图，示出了来自位于光导的光输入端部的左侧面的光源的光线。图IB说明图IA的光导配置，示出了阴影区域和反射区域。图IC说明图IA的光导的透视图，示出了来自位于光导的光输入端部的右侧面的光源的光线。图2A说明包括图IA的光导的光导设备，其具有包括分立光源的输入部件260。图2B说明图2A的光导沿着轴113的截面图。图2C说明图2A的光导设备的端视图。图3A说明包括矩形光导和输入部件360的光导设备，该输入部件包括一个或多个 透明杆。图3B说明图3A的光导的截面图，示出了前表面301和相对的后表面302。图3C说明图3A的透明杆中的光线。图3D1说明图3A的光导设备的端视图，不出了一个透明杆和两个光源。图3D2说明图3A的光导设备的端视图，示出了一个透明杆和一个光源。图3E说明图3A的光导设备的端视图，示出了两个透明杆。图3F说明图3E的两个透明杆的透视图，示出用于每个杆的单独光源。图3G说明图3E的两个透明杆的透视图，示出了用于两个杆的单个光源。图4A说明光导设备，该光导设备包括楔形光导和两个矩形板片以提供输入光到楔形光导。图4B1说明图4A的光导设备的截面图，其中提供了具有两个光源的一个矩形板片。图4B2说明图4A的光导设备的截面图，其中提供了具有一个光源的一个矩形板片。图4C说明图4A的光导设备的截面图，其中提供了具有各自光源的两个矩形板片。图4D说明图4A的光导设备的截面图，其中提供了具有单个光源的两个矩形板片。图5说明具有光栅的矩形光导。图6A说明使用图3A的光导设备作为平视显示器(head-up display)。图6B说明使用图3A的光导设备作为头戴式显示器。图6C说明使用在后表面上具有反射镜(mirror)的图3A的光导设备。图6D说明使用图4A的光导设备作为平视显示器。具体实施例方式如开篇所述，光导通常在诸如用于LCD的背光的应用中使用以及用于提供投影显示器。在相当的实施方式中，背光在输入处接收非偏振光并且光导的几何致使该光以准直方式被发射，该光仍是非偏振的。在此处提供的进展中，输入到光导的光是偏振的，并且在光导中使用偏振切换材料以致使光以准直方式从光导的面发射。与在所有方向上发射光的光导相比，此方法的优点在于使用户可看到放置在背光前方的LCD上的图像需要更少的电力。另外，用户具有隐私，因为除了他们以外任何人看不到显示器。附加地，准直方向可以被扫描，使得在用户的眼睛四处移动时，照明可以连续地被引导到用户的眼睛，并且单独的图像可以依次显示给每个眼睛，使得用户看到自动立体(3D)图像，诸如按照通过引用结合于此的Travis，A. R. L. , ^Autostereoscopic 3-D display, 〃 Applied Optics 29, pp.4341 to 4343,10October 1990中所解释的方式。图IA说明具有弯曲反射端部的示例光导的透视图，示出了来自位于光导的光输入端部的左侧面的光源的光线。光导100包括光输入端部108和相对的反射端部106,前表面或面110和相对的后表面或面(图2B中111)，以及设有诸如双折射膜的偏振切换材料的相对的边缘表面102和104。光导100可以由透明材料制成，该透明材料为诸如玻璃或诸如聚甲基丙烯酸甲酯(PLEXIGLAS )的透明热塑性材料。在一种方法中，光导100不包括衍射光栅。诸如在通过引用结合于此的Weber等人的文章〃Giant Birefringent Optics inMultilayer Polymer Mirrors," Science,vol. 287,p. 2451-2456, March 31, 2000 中所讨论，可以通过用一个或多个层的单轴双折射膜涂覆相对的边缘表面102和104来提供该双 折射膜，双折射轴垂直于边缘。Weber等人的文章指出，可以使用在折射率中表现大的双折射的聚合物来构造随着入射角增大而维持或增大反射率的多层反射镜。在光导各侧面上的多层双折射膜或反射镜可能是恰当的，并且可以使用本领域技术人员可获得的技术来制作，所述技术包括在Weber等人的文章中讨论的技术。用于设计该膜的软件工具也是可获得的。此膜在入射光被反射时切换入射光的偏振状态。例如，双折射膜可以将入射光的右手圆偏振切换到左手圆偏振，以及将入射光的左手圆偏振切换到右手圆偏振。在一个可能实施方式中，光导100为楔形，并且反射端部106是弯曲的且具有菲涅耳化(Fresnelated)表面(见图2A)以将入射光往回反射到光输入端部108。通常，在具有弯曲反射端部的楔形光导中，进入光输入端部的非准直光在楔本身内扇出，随后以本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：A特拉维斯，N埃默顿，T拉奇，
申请(专利权)人：微软公司，
类型：
国别省市：