平面波导显示器和系统技术方案

本发明专利技术提出了一种平面波导显示器，包括：图像扩散区，所述图像扩散区允许光在其中进行全反射；屏幕区，所述屏幕区具有彼此相对的正面和背面以及多个侧边，其中所述屏幕区的一个侧边同所述图像扩散区的一个侧边光路相通；以及第一介质层，涂布于所述屏幕区的正面的整个表面上；其中，所述图像扩散区和所述屏幕区均由波导材料构成；其中，所述第一介质层沿光从所述图像扩散区进入所述屏幕区的光路的方向分成第一组区段，所述第一组区段中的各区段的折射率彼此不同。相应的，本发明专利技术还提出了一种平面波导显示器系统。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提出了一种平面波导显示器，包括：图像扩散区，所述图像扩散区允许光在其中进行全反射；屏幕区，所述屏幕区具有彼此相对的正面和背面以及多个侧边，其中所述屏幕区的一个侧边同所述图像扩散区的一个侧边光路相通；以及第一介质层，涂布于所述屏幕区的正面的整个表面上；其中，所述图像扩散区和所述屏幕区均由波导材料构成；其中，所述第一介质层沿光从所述图像扩散区进入所述屏幕区的光路的方向分成第一组区段，所述第一组区段中的各区段的折射率彼此不同。相应的，本专利技术还提出了一种平面波导显示器系统。【专利说明】平面波导显不器和系统
本专利技术涉及一种光学系统，尤其涉及一种平面波导显示器和系统。本专利技术的平面波导显示器可用作平面波导显示屏、投影系统以及平面波导触摸屏、平面波导拼接而成的大屏幕显示系统等。
技术介绍
大屏幕显示器广泛应用在各种商业和日用领域中。例如，在中国专利CN1217539C中报道了应用常规投影仪的一种锥形波导显示器，其优点在于可以省去常规投影所需的光路，其厚度要比传统背投显示器来的薄，而可与液晶等离子等平板显示器相媲美。由于波导可由便宜的光学玻璃或透明塑料板制造，相比与液晶，等离子等传统平板显示技术，在制作大尺寸屏幕时，其成本将会非常低廉。此外由于波导本身不含任何电子元器件，相比液晶，等离子，光电二极管等显示器，波导显示器更为坚固，经久耐用。但其问题在于背面复杂的结构会引入严重的像差，使得投影系统难于设计，且复杂的几何结构不利于大规模生产制造。
技术实现思路
本专利技术创新地提出了一种平面波导显示器，包括:图像扩散区，所述图像扩散区允许光在其中进行全反射；屏幕区，所述屏幕区具有彼此相对的正面和背面以及多个侧边，其中所述屏幕区的一个侧边同所述图像扩散区的一个侧边光路相通；以及第一介质层，涂布于所述屏幕区的正面的整个表面上；其中，所述图像扩散区和所述屏幕区均由波导材料构成；其中，所述第一介质层沿光从所述图像扩散区进入所述屏幕区的光路的方向分成第一组区段，所述第一组区段中的各区段的折射率彼此不同。较佳地，在上述的平面波导显示器中，所述第一组区段中的各区段的折射率沿光从所述图像扩散区进入所述屏幕区的光路的方向依次递增。较佳地，在上述的平面波导显示器中，还包括:散射膜层，涂布于所述第一介质层之上。较佳地，在上述的平面波导显示器中，所述散射膜层进一步包括增透子膜层和/或抗反射子膜层。较佳地，在上述的平面波导显示器中，还包括:第二介质层，涂布于所述屏幕区的背面的部分表面上；其中，所述第二介质层沿光从所述图像扩散区进入所述屏幕区的光路的方向分成第二组区段，所述第二组区段中的各区段的折射率沿光从所述图像扩散区进入所述屏幕区的光路的方向依次递增。较佳地，在上述的平面波导显示器中，所述图像扩散区整体贴合于所述屏幕区的背面，且一光换向部件分别连接所述屏幕区的所述一个侧边和所述图像扩散区的所述一个侧边，以使所述屏幕区的所述一个侧边同所述图像扩散区的所述一个侧边光路相通。较佳地，在上述的平面波导显示器中，在所述图像扩散区中的与所述图像扩散区的所述一个侧边处设置投影界面接口。 较佳地，在上述的平面波导显示器中，所述投影界面接口中设置有色散校正元件，用以补偿不同波长的光入射所述图像扩散区时产生的色差。较佳地，在上述的平面波导显示器中，所述屏幕区的背面涂布一层反射层。较佳地，在上述的平面波导显示器中，还包括:图像传感器，设置于所述投影界面接口处或者设置于所述图像扩散区及所述屏幕区的任意侧。根据本专利技术的另一方面，还提供了一种平面波导显示器系统，包括:多个平面波导显示器，每一平面波导显示器进一步包括:图像扩散区，所述图像扩散区允许光在其中进行全反射；屏幕区，所述屏幕区具有彼此相对的正面和背面以及多个侧边，其中所述屏幕区的一个侧边同所述图像扩散区的一个侧边光路相通；以及第一介质层，涂布于所述屏幕区的正面的整个表面上；其中，所述图像扩散区和所述屏幕区均由波导材料构成；其中，所述第一介质层沿光从所述图像扩散区进入所述屏幕区的光路的方向分成第一组区段，所述第一组区段中的各区段的折射率彼此不同，其中，所述图像扩散区整体贴合于所述屏幕区的背面，且一光换向部件分别连接所述屏幕区的所述一个侧边和所述图像扩散区的所述一个侧边，以使所述屏幕区的所述一个侧边同所述图像扩散区的所述一个侧边光路相通，其中，所述屏幕区的与连接光换向部件的侧边相对的另一侧边的顶端设计成斜面，其中，所述多个平面波导显示器经由所述光换向部件彼此抵接，以使所述多个平面波导显示器的屏幕区彼此相接。应当理解，本专利技术以上的一般性描述和以下的详细描述都是示例性和说明性的，并且旨在为如权利要求所述的本专利技术提供进一步的解释。【专利附图】【附图说明】包括附图是为提供对本专利技术进一步的理解，它们被收录并构成本申请的一部分，附图示出了本专利技术的实施例，并与本说明书一起起到解释本专利技术原理的作用。附图中:图1A?图1C示出了本专利技术的平面波导显示器的第一实施例。图2示出了根据本专利技术的平面波导显示器的第二实施例。图3A和图3B示出了根据本专利技术的平面波导显示器的第三实施例。图3C、图3D和图3E示出了根据以上第三实施例的另一变形例。 图4示出了根据本专利技术的平面波导显示器的第四实施例。图5和图6示出了根据本专利技术的平面波导显示器的其他实施例。【具体实施方式】现在将详细参考附图描述本专利技术的实施例。图1A?图1C示出了本专利技术的平面波导显示器的一个实施例。如图所示，该平面波导显示器100主要包括:图像扩散区101、屏幕区102和第一介质层103。该平面波导显示器100的图像扩散区101的一侧可以接收来自一投影系统104的投射光，如图1A和图1B所示。例如，该投影系统104可以是为本专利技术的平面波导显示器100优化设计过的普通投影仪或全息投影仪。图像扩散区101允许光(例如来自上述投影系统104的投射光)在该图像扩散区101中进行全反射。屏幕区102具有彼此相对的正面105和背面106以及多个侧边，其中该屏幕区102的一个侧边同图像扩散区101的一个侧边光路相通。此外，例如，第一介质层103由一系列镀膜构成，其涂布于屏幕区102的正面105的整个表面上。其中，图像扩散区101和屏幕区102均由波导材料构成。为与上述的投影系统104对接，可以在该图像扩散区101中的与该图像扩散区101的上述一个侧边相对的另一侧边处设置一投影界面接口(未图示)。较佳地，对于彩色投影，可在该投影界面接口中设置一色散校正元件，例如三棱镜或特殊镀膜器件，以纠正三色光由于波长不同射入图像扩散区101时产生的色差。特别是，根据本专利技术，第一介质层103沿光从图像扩散区101进入屏幕区102的光路的方向(例如图1B中的箭头A所示的方向)依次分成第一组区段，例如以使这些区段中的每一区段整体上相对于该箭头A所示的方向基本垂直，参见图1C中的区段I?区段7。该第一组区段中的各区段的折射率是彼此不同的。较佳地，该第一组区段中的各区段的折射率沿光从图像扩散区101进入屏幕区102的光路的方向(例如图1B中的箭头A所示的方向)依次递增，以允许沿该方向的后一区段允许出射的光的入射角度大于前一区段允许出射的光的入射角度，即允许沿该方向的各区段的可出射光的入射角度逐渐增大本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种平面波导显示器，包括：图像扩散区，所述图像扩散区允许光在其中进行全反射；屏幕区，所述屏幕区具有彼此相对的正面和背面以及多个侧边，其中所述屏幕区的一个侧边同所述图像扩散区的一个侧边光路相通；以及第一介质层，涂布于所述屏幕区的正面的整个表面上；其中，所述图像扩散区和所述屏幕区均由波导材料构成；其中，所述第一介质层沿光从所述图像扩散区进入所述屏幕区的光路的方向分成第一组区段，所述第一组区段中的各区段的折射率彼此不同。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨磊，
申请(专利权)人：杨文君，
类型：发明
国别省市：