基于多束衍射光栅的彩色背光照明的制作方法

文档序号:11160549阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种基于多束衍射光栅的彩色背光体,包括:

多个不同颜色的光源;

板光导,引导由所述光源产生的不同颜色的光,所述光源在对应于所述板光导的传播轴的方向上相对于彼此横向移位;和

多束衍射光栅,在所述板光导的表面处,用于将来自所述板光导的被引导的光的一部分衍射耦合出,作为具有不同颜色的多个光束,所述多个光束中的光束具有与所述多个光束中的其它光束的主角方向不同的主角方向。

2.根据权利要求1所述的基于多束衍射光栅的彩色背光体,其中与相应光源相对应的颜色的光束的主角方向是相应光源的横向位移的函数。

3.根据权利要求1所述的基于多束衍射光栅的彩色背光体,其中所述多束衍射光栅包括啁啾衍射光栅。

4.根据权利要求1所述的基于多束衍射光栅的彩色背光体,其中所述多束衍射光栅包括彼此隔开的弯曲沟槽和弯曲背脊中的一个。

5.根据权利要求1所述的基于多束衍射光栅的彩色背光体,还包括在所述多个光源和所述板光导之间的倾斜准直器,所述倾斜准直器用于准直和倾斜来自所述光源的光并且将倾斜准直光作为被引导的光定向到板光导中。

6.根据权利要求5所述的基于多束衍射光栅的彩色背光体,其中所述倾斜准直器包括准直反射器,用于以相对于所述板光导的顶面和底面的倾斜角定向所述准直光,所述倾斜角大于零并且小于板光导内的全内反射的临界角,并且其中来自所述多个光源中的相应光源的光具有由所述准直反射器的倾斜以及所述相应光源相对于所述准直反射器的焦点的横向位移二者确定的对应倾斜角。

7.根据权利要求6所述的基于多束衍射光栅的彩色背光体,其中所述准直反射器集成到所述板光导并由所述板光导的材料形成,所述准直反射器包括双弯曲抛物面反射器的一部分,该双弯曲抛物面反射器具有第一抛物线形状和第二抛物线形状,所述第一抛物线形状用于在平行于板光导的表面的第一方向上准直光,所述第二抛物线形状用于在与第一方向正交的第二方向上准直光。

8.根据权利要求6所述的基于多束衍射光栅的彩色背光体,其中所述准直反射器是有形反射器,所述有形反射器与横向移位的光源结合以产生对应于光的不同颜色中的第一颜色的第一光束,并产生对应于所述不同颜色中的第二颜色的第二光束,第一光束的主角方向约等于第二光束的主角方向。

9.一种包括权利要求1所述的基于多束衍射光栅的彩色背光体的三维(3-D)彩色电子显示器,所述3-D电子显示器还包括光阀,用于调制多个光束中的光束,所述光阀与多束衍射光栅相邻,其中要由所述光阀调制的所述光束对应于电子显示器的像素。

10.一种三维(3-D)彩色电子显示器,包括:

光源,包括相对于彼此横向移位的不同颜色的多个光学发射器;

倾斜准直器,用于准直由所述光源产生的光,并将准直光作为被引导的光以非零倾斜角定向到板光导中;

多束衍射光栅的阵列,在板光导的表面处,用于将被引导的光的一部分作为表示不同颜色的多个光束耦合出,并将所述光束在多个不同的主角方向上定向离开所述板光导;和

光阀阵列,调制被不同地定向的光束,所述调制的、被不同地定向的光束表示3-D彩色电子显示器的像素。

11.根据权利要求10所述的3-D彩色电子显示器,其中所述多个光学发射器包括发射红光的第一光学发射器、发射绿光的第二光学发射器和发射蓝光的第三光学发射器,并且其中如由所述第一光学发射器、所述第二光学发射器和所述第三光学发射器相对于彼此的横向位移确定的,来自第一光学发射器的红光束的主角方向基本上类似于分别来自第二和第三光学发射器的绿光束和蓝光束中的一者或两者的主角方向。

12.根据权利要求10所述的3-D彩色电子显示器,其中所述倾斜准直器包括具有成形抛物线反射器表面的准直反射器,所述光学发射器在准直反射器的焦点附近、在对应于所述板光导的传播轴的方向上相对于彼此横向移位。

13.根据权利要求10所述的3-D彩色电子显示器,其中所述多束衍射光栅包括具有弯曲衍射特征的啁啾衍射光栅。

14.根据权利要求10所述的3-D彩色电子显示器,其中由所述多束衍射光栅产生的所述多个光束基本上要会聚在所述板光导表面上方的点处,并且其中所述光阀阵列位于离越过光束的会聚点的板光导表面的一距离处。

15.根据权利要求10所述的3-D彩色电子显示器,其中所述光阀阵列包括多个液晶光阀。

16.根据权利要求10所述的3-D彩色电子显示器,还包括发射器时间复用器,用于对所述光源的光学发射器进行时间复用,其中所述时间复用器依序地激活所述光源的每个光学发射器,以在多个不同时间间隔的相应时间间隔期间产生对应于相应的被激活的光学发射器的不同颜色的光。

17.一种彩色电子显示器操作的方法,所述方法包括:

使用相对于彼此横向移位的多个光源产生光,所述多个光源中的光源产生与所述多个光源中的其它光源产生的颜色不同的颜色的光;

在板光导中引导产生的光;和

使用在所述板光导的表面处的多束衍射光栅将所述被引导的光的一部分衍射耦合出,以产生在多个不同的主角方向上被定向离开所述板光导的具有不同颜色的多个光束,

其中所述光源在对应于所述板光导的传播轴的方向上被横向移位。

18.根据权利要求17所述的彩色电子显示器操作的方法,还包括准直所产生的光并使用倾斜准直器将准直光定向到所述板光导中,其中所述倾斜准直器包括准直反射器,用于以相对于所述板光导表面的倾斜角定向所述准直光,并且其中来自所述多个光源中的相应光源的光具有对应的倾斜角,该倾斜角由所述准直反射器的倾斜和相应光源相对于所述准直反射器的焦点的横向位移两者确定。

19.根据权利要求17所述的彩色电子显示器操作的方法,还包括使用对应的多个光阀调制所述多个光束,调制的光束形成三维(3-D)电子显示器的像素。

20.根据权利要求17所述的彩色电子显示器操作的方法,还包括对所述多个光源中的光源进行时间复用,其中时间复用包括依序地激活所述光源,激活的光源在多个时间间隔的时间间隔期间产生相应颜色的光。

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