RU2531506C2 - Сканирующее коллимирование света с помощью плоской лампы - Google Patents

Сканирующее коллимирование света с помощью плоской лампы Download PDF

Info

Publication number
RU2531506C2
RU2531506C2 RU2012105990/28A RU2012105990A RU2531506C2 RU 2531506 C2 RU2531506 C2 RU 2531506C2 RU 2012105990/28 A RU2012105990/28 A RU 2012105990/28A RU 2012105990 A RU2012105990 A RU 2012105990A RU 2531506 C2 RU2531506 C2 RU 2531506C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
light
optical waveguide
optical
optical wedge
observed surface
Prior art date
Application number
RU2012105990/28A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2012105990A (ru
Inventor
Эдриан ТРЕВИС
Тимоти ЛАРДЖ
Нейл ЭМЕРТОН
Стивен БЭТИЧ
Original Assignee
Майкрософт Корпорейшн
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Майкрософт Корпорейшн filed Critical Майкрософт Корпорейшн
Publication of RU2012105990A publication Critical patent/RU2012105990A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2531506C2 publication Critical patent/RU2531506C2/ru

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/1336—Illuminating devices
    • G02F1/133602—Direct backlight
    • G02F1/133606—Direct backlight including a specially adapted diffusing, scattering or light controlling members
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/04—Prisms
    • G02B5/045—Prism arrays
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
    • G02B26/10—Scanning systems
    • G02B26/108—Scanning systems having one or more prisms as scanning elements
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/30—Collimators
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0033—Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G02B6/0035—Means for improving the coupling-out of light from the light guide provided on the surface of the light guide or in the bulk of it
    • G02B6/0045—Means for improving the coupling-out of light from the light guide provided on the surface of the light guide or in the bulk of it by shaping at least a portion of the light guide
    • G02B6/0046—Tapered light guide, e.g. wedge-shaped light guide
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/13306—Circuit arrangements or driving methods for the control of single liquid crystal cells
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/133524—Light-guides, e.g. fibre-optic bundles, louvered or jalousie light-guides
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/133553—Reflecting elements
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/1336—Illuminating devices
    • G02F1/133602—Direct backlight
    • G02F1/133603—Direct backlight with LEDs
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/1336—Illuminating devices
    • G02F1/133602—Direct backlight
    • G02F1/133605—Direct backlight including specially adapted reflectors
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0033—Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G02B6/005—Means for improving the coupling-out of light from the light guide provided by one optical element, or plurality thereof, placed on the light output side of the light guide
    • G02B6/0053—Prismatic sheet or layer; Brightness enhancement element, sheet or layer

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
  • Planar Illumination Modules (AREA)

Abstract

Система сканирования коллимированного света содержит оптический волновод, систему ввода света в первый конец оптического волновода и контроллер для управления местоположением вдоль первого конца оптического волновода. Оптический волновод содержит первый конец, второй конец, противоположный первому концу, наблюдаемую поверхность, продолжающуюся, по меньшей мере, частично, между первым концом и вторым концом, заднюю поверхность, противоположную наблюдаемой поверхности, и концевой отражатель, расположенный на втором конце оптического волновода. Концевой отражатель содержит одну или более структур многогранной линзы и дифракционную решетку. Технический результат - повышение эффективности сканирования коллимированного света. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 16 ил.

Description

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Многие лампы содержат источник света в корпусе, который сконфигурирован, чтобы концентрировать свет в требуемом направлении. Например, в случае прожектора или маяка концентрация такая, что свет, по сути, должен быть коллимирован, при этом лучи возникают из источника света параллельно. Во многих случаях также предпочтительно, чтобы направление коллимирования могло сканироваться. Это может быть реализовано с помощью традиционных ламп, например, посредством вращения всей лампы, или вращения линзы и зеркала вокруг источника света. Однако такие механизмы сканирования могут не подходить для использования в некоторых устройствах, таких как устройства отображения, вследствие геометрических и других факторов.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Соответственно, в данном документе раскрываются различные варианты осуществления, которые относятся к сканированию коллимированного света. Например, один раскрытый вариант осуществления предоставляет систему для сканирования коллимированного света, система содержит оптический клин, систему ввода света, сконфигурированную, чтобы вводить свет в оптический клин, и контроллер. Оптический клин содержит тонкий конец, толстый конец, противоположный тонкому концу, наблюдаемую поверхность, продолжающуюся, по меньшей мере, частично, между толстым концом и тонким концом, и заднюю поверхность, противоположную наблюдаемой поверхности. Толстый конец оптического клина дополнительно содержит концевой отражатель, содержащий структуру многогранной линзы. Контроллер сконфигурирован, чтобы управлять системой ввода света, чтобы управлять местоположением вдоль тонкого конца оптического клина, в котором система ввода света вводит свет.
Эта сущность изобретения предоставлена, чтобы ввести понятие выбора концепций в упрощенной форме, которые дополнительно описаны ниже в подробном описании. Эта сущность не предназначена для того, чтобы идентифицировать ключевые признаки или важнейшие признаки заявляемого предмета изобретения, а также не предназначена для того, чтобы быть использованной так, чтобы ограничивать область применения заявляемого предмета изобретения. Кроме того, заявленный предмет изобретения не ограничен реализациями, которые разрешают какие-либо или все недостатки, отмеченные в любой части данного раскрытия сущности.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг.1 показывает вариант осуществления оптической системы, сконфигурированной, чтобы сканировать коллимированный свет.
Фиг.2 - это схематичный вид сверху, показывающий вариант осуществления оптического клина.
Фиг.3 и 4 показывают треки лучей через вид в разрезе варианта осуществления на Фиг.2.
Фиг.5 показывает схематичный увеличенный вид в поперечном разрезе концевого отражателя варианта осуществления на Фиг.2.
Фиг.6 и 7 показывают треки лучей через вариант осуществления на Фиг.2, как пути через стек дубликатов варианта осуществления на Фиг.2.
Фиг.8 и 9 иллюстрируют сканирование коллимированного света посредством ввода света в оптический клин на Фиг.2 в различных местоположениях вдоль тонкого конца оптического клина.
Фиг.10 показывает блок-схему последовательности операций, иллюстрирующую вариант осуществления способа сканирования коллимированного света.
Фиг.11 показывает блок-схему последовательности операций, иллюстрирующую вариант осуществления способа использования коллимированного света, чтобы отображать открытую и конфиденциальную информацию с помощью различных режимов на устройстве отображения.
Фиг.12 показывает блок-схему последовательности операций, иллюстрирующую вариант осуществления способа для использования коллимированного света, чтобы отображать автостереоскопические изображения.
Фиг.13 показывает вариант осуществления системы ввода света, содержащей множество источников света.
Фиг.14 показывает вариант осуществления системы ввода света, содержащей один механически сканирующий источник света.
Фиг.15 показывает вариант осуществления системы ввода света, содержащей акустооптический модулятор, лазер и рассеивающий экран.
Фиг.16 показывает блок-схему последовательности операций, иллюстрирующую вариант осуществления способа использования коллимированного света, чтобы отображать различные изображения различным наблюдателям одновременно.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Различные варианты осуществления раскрываются в данном документе и относятся к сканированию коллимированного света посредством плоской лампы. Плоская лампа - это панель, имеющая плоскую поверхность, из которой излучается свет. Такие лампы могут быть использованы, например, в качестве задних подсветок для панелей с жидкокристаллическим дисплеем (LCD). Некоторые плоские лампы могут содержать, например, множество флуоресцентных световых трубок, содержащихся в корпусе, который содержит панель диффузора, через которую свет выходит из панели. Другие плоские лампы могут содержать оптический клин, чтобы доставлять свет от источника света в требуемое место назначения. Оптический клин - это световод, который разрешает свету, вводимому на краю оптического клина, рассеиваться в оптическом клине посредством полного внутреннего отражения до достижения критического угла для внутреннего отражения и выхода из оптического клина.
В настоящее время плоские лампы зачастую используются в качестве источников рассеянного света. Однако, в некоторых ситуациях, может быть желательным излучать коллимированный свет из плоской лампы. Например, в некоторых условиях использования может быть желательным отображать изображение через LCD-панель так, что изображение может быть видно только с определенных углов, таким образом, сохраняя отображаемую информацию конфиденциальной для целевых наблюдателей. Использование коллимированного света в качестве задней подсветки LCD-панели может допускать такую конструкцию дисплея, что изображение на дисплее может быть видно, только если лучи света проходят в глаза наблюдателя от дисплея.
Дополнительно, с таким дисплеем может быть предпочтительно, чтобы направление освещения могло быть отсканировано, так что угол, под которым изображение является видимым, может быть сдвинут. Дополнительно, если направление освещения может быстро переключаться взад и вперед между парой глаз или несколькими парами глаз, в то время как изображение на жидкокристаллической панели переключается между одной или несколькими парами видов трехмерного объекта, она может отображать трехмерное изображение. Следовательно, в данном документе раскрываются варианты осуществления, относящиеся к плоским лампам, которые излучают коллимированный свет, и которые позволяют сканировать угол коллимирования света. На сопровождающих чертежах, следует отметить, виды иллюстрированных вариантов осуществления могут быть представлены не в масштабе, и пропорции некоторых признаков могут быть преувеличены, чтобы сделать выбранные признаки или взаимосвязи более простыми для понимания.
Фиг.1 показывает вариант осуществления оптической системы в форме вычислительного устройства, содержащего дисплей, сконфигурированный, чтобы выводить коллимированный свет. Оптическая система 10 включает в себя пространственный модулятор 12 света и систему сканирования коллимированного света. Пространственный модулятор 12 света содержит матрицу пикселов, каждый из которых может быть использован, чтобы модулировать свет от задней подсветки, принимая во внимание цвет и интенсивность. В некоторых вариантах осуществления пространственный модулятор света может содержать устройство жидкокристаллического дисплея, но также могут быть использованы другие модулирующие свет устройства. Контроллер, такой как контроллер 14, может предоставлять данные отображения пространственному модулятору 12 света. Когда наблюдатель 15 находится на оптическом пути коллимированного света, и коллимированный свет модулирован пространственным модулятором 12 света с помощью изображения, доставленного от контроллера 14, изображение может быть просмотрено наблюдателем 15.
Оптическая система 10 дополнительно содержит систему 16 ввода света и оптический клин 100. Некоторые варианты осуществления могут дополнительно содержать опциональную камеру 18 отслеживания движения головы и редиректор 20 света, расположенный рядом с наблюдаемой поверхностью оптического клина 100. Как описано более подробно ниже, коллимированный свет излучается с наблюдаемой поверхности оптического клина 100, когда свет вводится в тонкий конец оптического клина 100. Коллимированный свет выходит из оптического клина 100 с небольшим углом относительно плоскости наблюдаемой поверхности оптического клина 100. Редиректор 20 света может быть использован, чтобы перенаправлять коллимированный свет на пространственный модулятор 12 света. Любая подходящая структура может быть использована в качестве редиректора 20 света. В некоторых вариантах осуществления редиректор 20 света может содержать слой призм, например.
Система 16 ввода света может быть сконфигурирована, чтобы вводить свет в одном или более местоположениях вдоль тонкого конца оптического клина 100. Изменяя местоположение, где свет вводится в тонкий конец оптического клина 100, направление коллимированного света, покидающего наблюдаемую поверхность оптического клина 100, может быть отрегулировано.
В одном примерном варианте осуществления, иллюстрированном на Фиг.13, система 16 ввода света может содержать множество индивидуально управляемых источников света, таких как светоизлучающие диоды (LED) или другие подходящие источники света, расположенные рядом с тонким концом оптического клина 100. Изменение того, какой источник света светит или какие источники света одновременно светят, допускает управление направлением, в котором коллимированный свет излучается из оптического клина 100. Например, один источник 1302 света из множества источников света на Фиг.13 может светиться. В других вариантах осуществления, таких как иллюстрированный на Фиг.14, один механически сканирующий источник 1402 света может быть использован, чтобы изменять местоположение вдоль тонкого конца оптического клина, в котором вводится свет. Местоположение источника света может изменяться с одной стороны оптического клина 100, такого как местоположение 1404, на противоположную сторону оптического клина 100, такую как местоположение 1406. В еще одном варианте осуществления, таком как иллюстрированный на Фиг.15, система 16 ввода света может содержать источник 1502 света и рассеивающий экран 1504. Рассеивающий экран 1504 располагается рядом и протягивается вдоль тонкого конца оптического клина 100. Свет может вводиться в тонкий конец оптического клина 100, когда лазерный луч, сформированный источником 1502 света, направляется в рассеивающий экран 1504, и рассеянный свет отражается от рассеянного экрана 1504 на тонкий конец оптического клина 100. Источник 1502 света может включать в себя лазер и акустооптический модулятор или жидкокристаллическую голограмму для управления направлением лазерного луча. Лазерный луч может быть направлен в местоположение 1506, как показано, или лазерный луч может быть отсканирован от одной стороны рассеивающего экрана 1504, например из местоположения 1508, к противоположной стороне рассеивающего экрана 1504, например в местоположение 1510.
Поскольку оптический клин 100 сконфигурирован, чтобы коллимировать свет, ввод света из одного местоположения может предоставлять возможность коллимированному свету излучаться в одном направлении так, что спроецированное изображение видимо только в узком диапазоне углов. Это может предоставлять возможность отображать информацию в конфиденциальном режиме. С другой стороны, ввод света более чем из одного места одновременно может предоставлять возможность коллимированному свету излучаться более чем в одном направлении, что может предоставлять возможность проецируемому изображению быть видимым в более широком диапазоне углов. Такой режим отображения может называться в данном документе открытым режимом. Будет понятно, что эти примеры режимов отображения описываются с целью иллюстрации и не предназначены, чтобы быть ограничивающими каким-либо образом.
Согласно Фиг.1, контроллер 14 может быть сконфигурирован, чтобы независимо и выборочно возбуждать каждый источник света системы 16 ввода света согласно режиму системы. Таким образом, контроллер 14 может управлять местоположением вдоль тонкого конца оптического клина, в котором система 16 ввода света вводит свет. Кроме того, контроллер 14 может быть сконфигурирован, чтобы предоставлять данные отображения пространственному модулятору 12 света и принимать данные от камеры 18 отслеживания движения головы. Данные от камеры 18 отслеживания движения головы могут анализироваться контроллером 14, чтобы определять местоположение головы и/или глаз наблюдателя. Данные от камеры 18 отслеживания движения головы могут быть исходными данными изображения или могут быть предварительно обработаны, так что различные признаки изображения извлекаются, прежде чем передавать данные контроллеру 14. Контроллер 14 может также определять и сохранять режим для оптической системы 10 и управлять оптической системой 10 в соответствии с этим режимом. Контроллер 14 может быть любым вычислительным устройством, сконфигурированным, чтобы выполнять инструкции, которые могут быть сохранены на машиночитаемом носителе хранения информации, таком как память 22. Процессор 24 может быть использован, чтобы выполнять инструкции, сохраненные в памяти 22, при этом инструкции включают в себя программы, чтобы выполнять способы управления для оптической системы 10.
Понятно, что оптическая система 10 описывается в качестве примера, и что оптический коллиматор согласно настоящему изобретению может быть использован в любых подходящих условиях использования. Дополнительно, будет понятно, что оптическая система, такая как изображенная в варианте осуществления на Фиг.1, может включать в себя различные, другие, непоказанные системы и функциональные возможности, включающие в себя, но не только, основанную на зрении систему обнаружения касания.
Согласно Фиг.2, оптический клин 100 сконфигурирован, чтобы коллимировать свет от источника 102 света, расположенный рядом с тонким концом 110 оптического клина 100, так что коллимированный свет выходит из наблюдаемой поверхности 150 оптического клина 100, как показано треками лучей на Фиг.2. Выражение "наблюдаемая поверхность" указывает, что наблюдаемая поверхность 150 ближе к наблюдателю, чем задняя поверхность (невидимая на Фиг.2), которая противоположна наблюдаемой поверхности 150. Каждая из наблюдаемой и задней поверхностей ограничивается сторонами 130 и 140, тонким концом 110 и толстым концом 120. На Фиг.2 наблюдаемая поверхность 150 обращена к наблюдателю страницы, а задняя поверхность скрыта этим видом оптического клина 100.
Оптический клин 100 сконфигурирован так, что лучи света, вводимые в световую границу тонкого конца 110, рассеиваются посредством полного внутреннего отражения, когда они достигают толстого конца 120, содержащего концевой отражатель 125. В изображенном варианте осуществления концевой отражатель 125 изогнут с равномерным радиусом изгиба, имеющим центр изгиба 200, и источник света 102 вводит свет в фокальной точке концевого отражателя 125, фокальная точка находится в половине радиуса изгиба. На толстом конце 120 каждый из лучей света отражается от концевого отражателя 125 параллельно каждому из других лучей света. Лучи света движутся от толстого конца 120 к тонкому концу 110, пока лучи света не пересекают наблюдаемую поверхность 150 под критическим углом отражения наблюдаемой поверхности 150, и лучи света выходят как коллимированный свет. В альтернативном варианте осуществления концевой отражатель 125 может быть параболическим или может иметь другой подходящий изгиб для коллимированного света.
В вариантах осуществления, которые содержат множество источников света, расположенных рядом и вдоль тонкого конца 110, чтобы корректировать кривизну поля отображения и/или сферическую аберрацию, могут быть предпочтительными укороченные стороны 130 и 140 оптического клина 100, так что источник света с любой стороны от центральной линии 210 может оставаться в фокальной точке концевого отражателя 125. Укорачивание сторон 130 и 140 может делать тонкий конец 110 выпуклым, как проиллюстрировано кривой 115. Подходящий изгиб может быть найден с помощью алгоритма трассировки луча, чтобы отслеживать лучи под критическим углом отражения наблюдаемой поверхности 150 оптического клина 100 назад через оптический клин 100, пока лучи не дойдут до фокуса рядом с тонким концом 110.
Фиг.3 и 4 показывают треки лучей через схематичный вид в разрезе оптического клина 100. Фиг.3 показывает путь первого луча 300 через оптический клин 100, а Фиг.4 показывает путь второго луча 400 через оптический клин 100, при этом лучи 300 и 400 представляют лучи, расположенные на противоположных сторонах конуса света, который вводится в тонкий конец 110 оптического клина 100. Как можно видеть на Фиг.3 и 4, луч 300 выходит из наблюдаемой поверхности 150 рядом с тонким концом 110 оптического клина 100, тогда как луч 400 выходит из наблюдаемой поверхности 150 рядом с толстым концом 120 оптического клина 100.
Лучи 300 и 400 выходят из наблюдаемой поверхности 150, после того как лучи 300 и 400 пересекают наблюдаемую поверхность 150 под углом, меньшим или равным критическому углу внутреннего отражения относительно нормали наблюдаемой поверхности 150. Этот критический угол может называться в данном документе "первым критическим углом". Аналогично, лучи отражаются внутренне в оптическом клине 100, когда лучи пересекают наблюдаемую поверхность 150 под углом, большим, чем первый критический угол внутреннего отражения относительно нормали наблюдаемой поверхности 150. Дополнительно, лучи отражаются внутренне в оптическом клине 100, когда лучи пересекают заднюю поверхность 160 под углом, большим, чем критический угол внутреннего отражения относительно нормали задней поверхности 160. Этот критический угол может называться в данном документе "вторым критическим углом".
Как объяснено более подробно ниже со ссылкой на Фиг.5, может быть предпочтительно, чтобы первый критический угол и второй критический угол были различными, так что свет, падающий на заднюю поверхность 160 под первым критическим углом, отражается обратно к наблюдаемой поверхности 150. Это может способствовать предотвращению потери света через заднюю поверхность 160 и, следовательно, может увеличивать оптическую эффективность оптического клина 100. Первый критический угол является функцией коэффициента преломления оптического клина 100 и коэффициентом преломления материала, взаимодействующего с наблюдаемой поверхностью 150 (например, воздуха или слоя покрытия), в то время как второй критический угол является функцией коэффициента преломления оптического клина 100 и материала, расположенного рядом с задней поверхностью 160. В некоторых вариантах осуществления, таких как показанные на Фиг.3-4, слой покрытия 170 может быть применен только к задней поверхности 160, так что наблюдаемая поверхность 150 граничит с воздухом. В других вариантах осуществления наблюдаемая поверхность 150 может содержать слой покрытия (не показан) с коэффициентом преломления иным, чем для задней поверхности 160.
Любой подходящий материал или материалы могут быть использованы в качестве слоев покрытия для достижения требуемых критических углов внутреннего отражения для наблюдаемой и/или задней поверхностей оптического клина. В примерном варианте осуществления оптический клин 100 сформирован из полиметилметакрилата или PMMA с коэффициентом преломления 1,492. Коэффициент преломления воздуха приблизительно равен 1,000. По существу, критический угол поверхности без покрытия равен приблизительно 42,1 градусов. Аналогично, примерный слой покрытия может содержать тефлон AF (EI DuPont de Nemours & Co, Вилмингтон, штат Делавэр), аморфный фторполимер с коэффициентом преломления 1,33. Критический угол PMMA-поверхности с нанесенным тефлоном AF равен 63,0 градуса. Понятно, что эти примеры описываются для иллюстрации и не предназначены для ограничения изобретения каким-либо образом.
Конфигурация оптического клина 100 и концевого отражателя 125 может быть сконфигурирована, чтобы равномерно освещать большую часть наблюдаемой поверхности 150, когда равномерный свет вводится в тонкий конец 110, а также заставлять большую часть вводимого света выходить из наблюдаемой поверхности 150. Как упомянуто выше, оптический клин 100 сужается по своей длине так, что лучи, введенные вдоль тонкого конца 110, передаются к концевому отражателю 125 за счет полного внутреннего отражения. Концевой отражатель 125 содержит структуру многогранной линзы, сконфигурированную, чтобы уменьшать угол луча относительно нормали к каждой из наблюдаемой поверхности 150 и задней поверхности 160. Кроме того, уменьшение толщины оптического клина 100 от толстого конца 120 к тонкому концу 110 заставляет углы ориентации лучей уменьшаться относительно нормали каждой поверхности, когда лучи движутся по направлению к тонкому концу 110. Когда луч падает на наблюдаемую поверхность 150 с меньшим углом, чем первый критический угол, луч будет выходить из наблюдаемой поверхности 150.
В некоторых вариантах осуществления источник 102 света может быть расположен в фокальной точке концевого отражателя 125. В таких вариантах осуществления концевой отражатель 125 может быть искривлен с радиусом изгиба, который вдвое больше длины оптического клина 100. В варианте осуществления на Фиг.3-4 угол сужения оптического клина 100 сконфигурирован так, что угол на толстом конце 120 и наблюдаемой поверхности 150 содержит прямой угол, и угол на толстом конце 120 и задней поверхности 160 содержит прямой угол. Когда тонкий конец 110 находится в фокальной точке концевого отражателя 125, тонкий конец 110 равен половине толщины толстого конца 120. В других вариантах осуществления каждая из этих структур может иметь любую другую подходящую конфигурацию.
В изображенном варианте осуществления концевой отражатель 125 сферически выгнут от края 130 к краю 140 и от наблюдаемой поверхности 150 к задней поверхности 160. В других вариантах осуществления концевой отражатель 125 может быть цилиндрически выгнут с постоянным радиусом изгиба от наблюдаемой поверхности 150 и задней поверхности 160 и центра изгиба, где наблюдаемая поверхность 150 и задняя поверхность 160 пересекаются в случае продолжения. Цилиндрически изогнутый концевой отражатель может сопротивляться изгибу сильнее, чем сферически изогнутый концевой отражатель 125, что может быть предпочтительно в приборах большого формата. Другие подходящие искривления могут быть использованы для концевого отражателя 125, такие как параболическое искривление, например. Дополнительно, искривление концевого отражателя 125 в плоскости, перпендикулярной сторонам 130 и 140, может отличаться от искривления концевого отражателя 125 в плоскости, параллельной сторонам 130 и 140.
Как описано выше, может быть предпочтительно, чтобы критические углы отражения наблюдаемой поверхности 150 и задней поверхности 160 были различными, чтобы способствовать предотвращению потери света через заднюю поверхность 160. Это проиллюстрировано на Фиг.5, которая показывает схематичный увеличенный вид в разрезе концевого отражателя 125 варианта осуществления оптического клина по Фиг.2-4. Концевой отражатель 125 содержит структуру многогранной линзы, содержащую множество граней, размещенных под углом относительно поверхности толстого конца 120. Множество граней чередуются между гранями, обращенными к наблюдаемой поверхности 150, такими как грань 530, и гранями, обращенными к задней поверхности 160, такими как грань 540. Концевой отражатель 125 соответствует общему изгибу, как описано выше, с нормалью 542 концевого отражателя и нормалью 532 концевого отражателя, продолжающимися к центру изгиба. Каждая из множества граней имеет высоту и угол относительно нормали к поверхности концевого отражателя. Например, одна из граней, обращенных к наблюдаемой поверхности 150, имеет высоту 538 и угол 536 относительно нормали 532 концевого отражателя и нормали 534 грани. В качестве другого примера, одна из граней, обращенных к задней поверхности 160, имеет высоту 548 и угол 546 относительно нормали 542 концевого отражателя и нормали 544 грани.
Высота каждой из множества граней может влиять на равномерность и яркость коллимированного света, выходящего из наблюдаемой поверхности 150. Например, большее число граней может создавать оптические пути, которые отличаются от идеального фокусного расстояния, что может вызывать полосатость (сегментацию) Френеля. По существу, в вариантах осуществления, где такая полосатость может вызывать проблемы, может быть предпочтительным делать высоту каждой из множества граней меньшей чем, например, 500 микрон, так что такая полосатость менее заметна.
Аналогично, угол каждой из множества граней также может влиять на равномерность и яркость коллимированного света, выходящего из наблюдаемой поверхности 150. Луч 500 иллюстрирует то, как углы граней могут влиять на путь луча сквозь оптический клин 100. Луч 500 вводится в тонкий конец 110, движется сквозь оптический клин 100 и достигает концевого отражателя 125. Половина луча 500 достигает грани 530, обращенной к наблюдаемой поверхности 150. Часть луча 500, достигающая грани 530, отражается как луч 510 по направлению к наблюдаемой поверхности 150. Луч 510 пересекает наблюдаемую поверхность 150 под углом, меньшим или равным первому критическому углу внутреннего отражения относительно нормали к наблюдаемой поверхности 150, и, таким образом, выходит из наблюдаемой поверхности 150 как луч 512.
Другая половина луча 500 достигает грани 540, обращенной к задней поверхности 160. Часть луча 500, достигающая грани 540, отражается как луч 520 по направлению к задней поверхности 160. Вследствие разницы между критическими углами наблюдаемой поверхности 150 и задней поверхности 160 луч 520 пересекает заднюю поверхность 160 под углом, большим, чем второй критический угол внутреннего отражения, относительно нормали к задней поверхности 160, и, таким образом, отражается как луч 522 по направлению к наблюдаемой поверхности 150. Луч 522 затем пересекает наблюдаемую поверхность 150 под углом, меньшим или равным первому критическому углу внутреннего отражения, относительно нормали наблюдаемой поверхности 150, и, таким образом, выходит как луч 524. Таким образом, большая часть света (в некоторых вариантах осуществления, по существу, весь свет), которая отражается от концевого отражателя 125, выходит из наблюдаемой поверхности 150.
Вследствие того, что свет отдельно отражается гранями, обращенными к наблюдаемой поверхности 150, и гранями, обращенными к задней поверхности 160, перекрывающиеся, наложенные первое и второе изображения, размещенные в ориентации "голова-хвост", формируются на наблюдаемой поверхности 150, когда свет отражается от задней поверхности, чтобы выходить из наблюдаемой поверхности. Степень перекрытия между этими изображениями может быть определена посредством углов граней 530 и 540. Например, два изображения полностью перекрываются, когда каждая грань имеет угол относительно нормали к поверхности концевого отражателя, равный трем восьмым разности между девяноста градусами и первым критическим углом отражения, как объяснено более подробно ниже. В этом примере, по существу, весь свет, введенный в оптический клин 100, выходит из наблюдаемой поверхности 150. Отклонение граней от этого значения уменьшает величину наложения между изображениями, так что только одно или другое из двух изображений отображается, где углы граней равны 1/4 или 1/2 разности между 90 градусами и первым критическим углом отражения. Дополнительно, изменение углов граней от трех восьмых разности между девяноста градусами и первым критическим углом отражения также заставляет некоторую часть света выходить из тонкого конца оптического клина 100, а не с наблюдаемой поверхности 150. Когда углы граней равны 1/4 или 1/2 разности между 90 градусами и первым критическим углом отражения, наблюдаемая поверхность также может быть равномерно освещена, но половина света выходит из тонкого конца оптического клина 100 и, следовательно, теряется. Будет понятно, что, в зависимости от требуемых условий использования, может подходить использование углов граней, отличных от трех восьмых разности между девяноста градусами и первым критическим углом отражения, чтобы создавать коллимированный свет. Такие условия использования могут включать в себя, но не только, условия, в которых области неперекрывающегося света (которые будут казаться имеющими более низкую интенсивность относительно перекрывающихся областей) не находятся в области просмотра, наблюдаемой пользователем, но также и условия, где приемлема уменьшенная интенсивность света.
В альтернативном варианте осуществления структура многогранной линзы концевого отражателя 125 может содержать дифракционную решетку. Уравнение решетки может быть использовано, чтобы вычислять угол дифракции для данного угла падения и данной длины волны света. Поскольку угол дифракции зависит от длины волны света, концевой отражатель, содержащий дифракционную решетку, может быть предпочтительным, когда вводимый свет является монохромным.
Фиг.6 и 7 иллюстрируют движение света сквозь оптический клин 100 в качестве путей лучей сквозь стек оптических клиньев, каждый оптический клин является дубликатом варианта осуществления оптического клина 100, чтобы дополнительно иллюстрировать концепции, показанные на Фиг.5. Трассировка лучей сквозь стек дубликатов оптического клина оптически эквивалентна трассировке пути луча в оптическом клине. Таким образом, в этом способе каждое внутреннее отражение луча показано как прохождение луча сквозь границу от одного оптического клина к соседнему оптическому клину. На Фиг.6 наблюдаемая поверхность показана как наблюдаемая поверхность 620 самого верхнего клина в стеке оптических клиньев 600. Задняя поверхность показана как задняя поверхность 630 самого нижнего клина в стеке оптических клиньев 600. Толстые концы стека оптических клиньев 600 соединены в форму, которая приблизительно является кривой 640 с центром на оси 610, где все поверхности сходятся в одну точку.
Фиг.6 также изображает два луча света 650 и 660, находящиеся на противоположных сторонах конуса света, который вводится в тонкий конец стека 600 оптических клиньев. Для каждого луча 650 и 660, после отражения от концевого отражателя, половина луча испускается поблизости от толстого конца стека 600 оптических клиньев (и, следовательно, из представленного оптического клина), как показано сплошными линиями 652 и 662, а половина луча испускается из тонкого конца стека оптических клиньев, как показано пунктирными линиями 654 и 664. Лучи, введенные под любым углом между этими двумя пределами, также будут делиться посредством многогранной структуры в концевом отражателе и испускаться из наблюдаемой поверхности и задней поверхности оптического клина аналогичным образом. Лучи, выходящие из наблюдаемой поверхности 620 параллельно лучам 652 и 662, представлены заштрихованной областью 602. Как упомянуто выше, понятно, что лучи, показанные как испускаемые через заднюю поверхность 630 оптического клина, могут вместо этого отражаться задней поверхностью и затем выходить из наблюдаемой поверхности за счет покрытия (не показано) на задней поверхности оптического клина, которое имеет более низкий коэффициент преломления, чем покрытие (не показано), использованное на наблюдаемой поверхности оптического клина. Таким образом, по существу, весь свет, который введен в тонкий конец такого оптического клина, может испускаться из наблюдаемой поверхности оптического клина.
Для наблюдаемой поверхности, которая должна быть равномерно освещена (например, где изображения, отраженные от граней 530 и 540, полностью перекрываются), луч, введенный в тонком конце и проходящий горизонтально по направлению к концевому отражателю, совпадает с нормалью концевого отражателя, отражается от грани, обращенной к наблюдаемой поверхности, и движется к центру наблюдаемой поверхности, пересекая наблюдаемую поверхность под критическим углом наблюдаемой поверхности. Фиг.7 показывает схематичное изображение пути такого луча сквозь стек оптических клиньев 700. Луч 710 вводится в тонком конце 702 оптического клина и отражается от концевого отражателя 704 как луч 715. Луч 715 движется к центру наблюдаемой поверхности 706, пересекает наблюдаемую поверхность 706 под критическим углом отражения 730 относительно нормали 720 к наблюдаемой поверхности. Сумма углов 732 и 734 равна разности 90 градусов и критического угла отражения 730. Когда тонкий конец оптического клина равен половине толщины толстого конца оптического клина, центральная точка клина равна трем четвертым толщины оптического клина. С помощью параксиального приближения угол 732 равен трем четвертым разности 90 градусов и критического угла отражения 730. Горизонтальная линия 722 параллельна введенному лучу 710, таким образом угол 740 равен углу 732. Из закона отражения угол падения равен углу отражения, таким образом угол грани может быть половиной угла 740. Следовательно, для наблюдаемой поверхности, которая должна быть равномерно освещена, каждая грань, обращенная к наблюдаемой поверхности, может формировать угол относительно нормали к поверхности концевого отражателя, равный трем восьмым разности между 90 градусами и критическим углом отражения 730, как упомянуто выше.
Фиг.8 и 9 показывают, как направление коллимированного света может быть изменено посредством ввода света в оптический клин на Фиг.2 в различных местоположениях вдоль тонкого конца оптического клина. В частности, направление коллимирования может быть смещено влево посредством сдвига местоположения ввода света вправо и наоборот. На каждом чертеже видимое положение одного пиксела коллимированного света, обозначенного соответственно 800 и 900 на Фиг.8 и 9, иллюстрируется для ясности. Дополнительно, линии показаны проходящими из светового пучка в углы границы раздела света оптического клина, а центральная линия 810 показана, чтобы иллюстрировать перемещение светового пучка относительно оптического клина более подробно, когда местоположение ввода света сдвигается.
На Фиг.8 свет вводится от источника 802 света в первом местоположении в правую сторону тонкого конца 110. Направление коллимированного света направлено влево от центральной линии 810, как проиллюстрировано пикселом в видимой позиции 800. На Фиг.9 свет вводится от источника 902 света во втором местоположении в левую сторону тонкого конца 110. Направление коллимированного света направлено вправо от центральной линии 810, как проиллюстрировано пикселом в видимой позиции 900. Понятно, что коллимированный свет может сканироваться, плавно или шагами любого требуемого размера, посредством изменения местоположения ввода света на тонкой стороне оптического клина 100 с требуемой длительностью интервала. Такой режим отображения может упоминаться здесь как режим сканирования.
Фиг.10 показывает блок-схему последовательности операций примерного способа сканирования коллимированного света посредством оптического волновода. Оптический волновод может содержать первый конец, второй конец, противоположный первому концу и содержащий концевой отражатель, наблюдаемую поверхность, протягивающуюся между первым концом и вторым концом, и заднюю поверхность, противоположную наблюдаемой поверхности. В одном варианте осуществления оптический волновод является оптическим клином по Фиг.2, где тонкий конец оптического клина является первым концом оптического волновода, а толстый конец оптического клина является вторым концом оптического волновода. В альтернативном варианте осуществления оптический волновод может иметь постоянную толщину, например первый конец и второй конец имеют одинаковую толщину. Оптический волновод может включать в себя покрытие на наблюдаемой и/или задней поверхности с коэффициентом преломления, который изменяется линейно между первым концом и вторым концом. Этот вариант осуществления будет аналогичен оптическому клину, когда свет вводится в первый конец оптического волновода. В еще одном варианте осуществления оптический волновод может иметь постоянную толщину, коэффициент преломления, который изменяется линейно между первым концом и вторым концом, и покрытия на наблюдаемой и/или задней поверхности с постоянным коэффициентом преломления. Этот вариант осуществления также будет аналогичен оптическому клину, когда свет вводится в первый конец оптического волновода.
Согласно Фиг.10, способ 1000 начинается на этапе 1010 вводом света в первый конец оптического волновода. Как описано выше, свет может вводиться источником света, сконфигурированным, чтобы механически перемещаться, например, вдоль первого конца оптического волновода. В другом варианте осуществления множество источников света могут быть размещены вдоль первого конца оптического волновода, каждый источник света сконфигурирован, чтобы вводить свет в первый конец оптического волновода в различном местоположении вдоль первого конца оптического волновода. Свет может вводиться одним или более источниками света из множества источников света. В еще одном варианте осуществления свет может вводиться посредством сканирования лазерным лучом через рассеивающий экран, расположенный рядом и протягивающийся вдоль первого конца оптического волновода.
Далее, на этапе 1020, введенный свет доставляется к концевому отражателю посредством полного внутреннего отражения. На этапе 1030 свет может быть внутренне отражен от концевого отражателя. Свет, внутренне отраженный от концевого отражателя, может быть отражен от первого набора граней и второго набора граней, каждая грань из первого набора граней имеет нормаль, которая ориентирована, по меньшей мере, частично к наблюдаемой поверхности, и каждая грань из второго набора граней имеет нормаль, которая ориентирована, по меньшей мере, частично к задней поверхности. Кроме того, в некоторых вариантах осуществления, каждая из первого набора граней может иметь угол, равный трем восьмым разности между 90 градусами и критическим углом отражения, и каждая из второго набора граней может иметь угол, равный трем восьмым разности между 90 градусами и критическим углом отражения. В других вариантах осуществления грани могут иметь другие подходящие углы, которые не вызывают неприемлемые изменения в интенсивностях света. В еще одном варианте осуществления концевой отражатель может включать в себя дифракционную решетку.
Вследствие угла, на который наклонены грани концевого отражателя, на этапе 1040, часть света может испускаться из наблюдаемой поверхности, причем эта часть света пересекает наблюдаемую поверхность под критическим углом отражения. Далее, на этапе 1050, местоположение на первом конце оптического волновода, в котором свет вводится в оптический волновод, может быть изменено. В одном варианте осуществления местоположение на первом конце оптического волновода может быть изменено посредством механического перемещения источника света в требуемое местоположение, и затем свет может вводиться в требуемом месте источником света. В другом варианте осуществления местоположение на первом конце оптического волновода может быть изменено посредством выборочного свечения источника света из множества источников света, размещенных вдоль первого конца оптического волновода. В еще одном варианте осуществления местоположение на первом конце оптического волновода может быть изменено посредством сканирования лазером через рассеивающий экран, расположенный рядом и продолжающийся вдоль первого конца оптического волновода. Изменяя местоположение ввода света, направление коллимированного света может быть изменено. Как проиллюстрировано на Фиг.8 и 9, ввод света в левую сторону тонкого конца 110 оптического клина 100 может приводить к излучению коллимированного света в направлении вправо от оптического клина 100 и наоборот.
Фиг.11 показывает блок-схему последовательности операций примерной процедуры, которая может быть использована для выполнения способа использования коллимированного света, чтобы отображать открытую и конфиденциальную информацию во время различных режимов на одной и той же оптической системе, такой как оптическая система 10. Прежде чем описывать Фиг.11, должно быть понятно, что использование термина "клин" в описаниях Фиг.11-12 и 16 не предназначено, чтобы ограничивать применимость этого варианта осуществления световодами с оптическим клином, и что световод с изменяющимся коэффициентом преломления, как описано выше, также может быть использован.
Согласно Фиг.11, на этапе 1110 определяется режим отображения оптического устройства. Если режим отображения является открытым режимом, программа переходит от этапа 1110 к этапу 1150. Если режим отображения является конфиденциальным режимом, программа переходит к этапу 1120.
Когда режим отображения является конфиденциальным, на этапе 1120, может быть определена позиция наблюдателя. Позиция наблюдателя может быть определена контроллером 14 с помощью данных отслеживания движения головы, принятых от камеры 18 отслеживания движения головы, или можно допустить, что позиция находится, например, непосредственно перед оптической системой 10. На этапе 1130 позиция наблюдателя может быть ассоциирована с одним или более местоположениями вдоль тонкого конца оптического клина. Местоположения вдоль тонкого конца оптического клина могут выбираться так, что наблюдатель находится на оптическом пути коллимированного света, излучаемого из оптической системы 10, когда свет вводится в каждом из местоположений, например. На этапе 1140 свет может вводиться в одном или более местоположениях вдоль тонкого конца оптического клина. Ввод света в одном местоположении от одного источника света может обеспечивать самое узкое поле обзора оптической системы 10. Однако может быть предпочтительно расширять поле обзора посредством ввода света в более чем одном местоположении. Расширение поля обзора может предусматривать допустимый предел, если вычисленная позиция наблюдателя неточна, например, если алгоритм определения положения головы является медленным по сравнению со скоростью перемещений наблюдателя, например. Будет понятно, что поле обзора может управляться пользователем дисплея, так что конфиденциальное изображение может быть отображено любому числу пользователей, расположенных в любой подходящей позиции(ях) вокруг дисплея. Процедура заканчивается после этапа 1140.
Способ 1100 может непрерывно повторяться в цикле, так что позиция наблюдателя может обновляться, если наблюдатель перемещается. Обновляя позицию наблюдателя и ассоциированное местоположение вдоль тонкого конца оптического клина, коллимированный свет из оптической системы 10 может следовать за наблюдателем, когда наблюдатель перемещается.
Когда режим отображения является открытым, на этапе 1150, широкое поле обзора может быть ассоциировано с множеством местоположений вдоль тонкого конца оптического клина. Например, в некоторых ситуациях, все источники света могут освещаться одновременно, или подмножество источников света может освещаться одновременно. В любом случае, как проиллюстрировано на этапе 1160, свет вводится во множестве мест вдоль тонкого конца оптического клина, и изображение может отображаться с широким полем обзора.
Открытый режим отображения может использоваться различными способами, чтобы отображать изображение различному числу наблюдателей. Например, может быть предпочтительным отображать изображение любому наблюдателю, который может иметь непосредственный обзор экрана дисплея. В этом случае широкое поле обзора может быть получено посредством освещения всех источников света из множества источников света, размещенных вдоль тонкого конца оптического клина. С другой стороны, некоторые использования открытого режима могут показывать отдельные характеристики конфиденциального отображения. Например, дисплей может быть сконфигурирован так, что банковский служащий и клиент, каждый, могут видеть изображение, которое может быть скрыто для наблюдателей с другим углом дисплея, отличным от угла для банковского служащего или клиента. В таком режиме направления, в которых направляется коллимированный свет, могут быть предварительно определены на основе сидячего/стоящего положения целевых наблюдателей, или могут быть определены камерой или посредством другого подходящего способа.
Фиг.16 показывает блок-схему последовательности операций, иллюстрирующую другой вариант осуществления, который использует коллимированный свет, чтобы отображать конфиденциальные изображения (одни и те же или различные изображения) множеству наблюдателей одновременно. Способ 1600 начинается на этапе 1610, где определяется максимальное число наблюдателей. На этапе 1620 текущий наблюдатель устанавливается в качестве первого наблюдателя. На этапе 1630 номер текущего наблюдателя и максимальное число наблюдателей сравниваются. Если номер текущего наблюдателя превышает максимальное число наблюдателей, процедура закончится. Если номер текущего наблюдателя меньше или равен максимальному числу наблюдателей, процедура может продолжаться на этапе 1640.
На этапе 1640 определяется позиция текущего наблюдателя. Позиция может быть определена с помощью данных отслеживания движения головы, позиция может быть предварительно определенной (например, число и/или местоположения позиций могут управляться и/или задаваться пользователем или администратором) и т.д. На этапе 1650 изображение ассоциируется с текущим наблюдателем. Изображение может также быть ассоциировано с другими наблюдателями, так что множество наблюдателей могут видеть одинаковое изображение. Местоположение вдоль тонкого конца 110 оптического клина 100 может также быть ассоциировано с текущим наблюдателем на этапе 1650. Местоположение вдоль тонкого конца 110 может быть выбрано так, что текущий наблюдатель будет находиться на оптическом пути коллимированного света, испускаемого оптической системой 10, когда свет вводится в местоположении вдоль тонкого конца 110 оптического клина 100. На этапе 1660 изображение может быть модулировано в пространственном модуляторе 12 света. На этапе 1670 система 16 ввода света может быть использована, чтобы вводить свет в тонкий конец 110 оптического клина 100, таким образом, представляя изображение текущему наблюдателю. На этапе 1680 ввод света в тонкий конец 110 оптического клина 100 прекращается. На этапе 1690 номер текущего наблюдателя получает приращение, и способ продолжается на этапе 1630.
Способ 1600 может быть помещен в цикл и может повторяться, так что одно или более изображений могут быть представлены одному или более наблюдателям одновременно. Если процедура повторяется достаточно быстро, например частота обновления является достаточно высокой, глаза наблюдателя могут объединять мультиплексированные по времени изображения, ассоциированные с этим наблюдателем, в немерцающее изображение. Каждый наблюдатель имеет различные возможности восприятия, но желательны частоты обновления больше 60 Гц.
Фиг.12 показывает блок-схему последовательности операций примерной процедуры, используемой, чтобы выполнять способ отображения автостереоскопических изображений посредством коллимированного света. Такой режим отображения может упоминаться здесь как автостереоскопический режим. На этапе 1210 определяются позиция первого глаза и позиция второго глаза наблюдателя. На этапе 1220 первое изображение и первое местоположение вдоль тонкого конца оптического клина ассоциируются с первым глазом наблюдателя. Первое изображение может быть видом трехмерного объекта, который наблюдается, например, левым глазом наблюдателя. Левый глаз может находиться на оптическом пути коллимированного света, испускаемого оптической системой 10, когда свет вводится в первом местоположении вдоль тонкого конца оптического клина. На этапе 1230 первое изображение модулируется в пространственном модуляторе 12 света, и на этапе 1240 свет вводится в первом местоположении вдоль тонкого конца оптического клина, таким образом, представляя первое изображение первому глазу пользователя.
На этапе 1250 ввод света в первом местоположении вдоль тонкого конца оптического клина прекращается, и на этапе 1260 второе изображение и второе местоположение вдоль тонкого конца оптического клина ассоциируется со вторым глазом наблюдателя. Второе изображение может быть видом трехмерного объекта, который наблюдается, например, правым глазом наблюдателя. Правый глаз может находиться на оптическом пути коллимированного света, испускаемого оптической системой 10, когда свет вводится во втором местоположении вдоль тонкого конца оптического клина, например. На этапе 1270 второе изображение может быть модулировано в пространственном модуляторе 12 света. На этапе 1280 свет может быть введен во втором местоположении вдоль тонкого конца оптического клина, таким образом, представляя второе изображение второму глазу пользователя.
На этапе 1290 ввод света во втором местоположении вдоль тонкого конца оптического клина прекращается. Способ 1200 может затем повторяться, так что первый набор изображений отображается одному глазу, а второй набор изображений отображается другому глазу. Если процедура повторяется достаточно быстро, например частота обновления высокая, глаза наблюдателя могут объединять мультиплексированные по времени изображения в немерцающую сцену. Каждый наблюдатель имеет различные возможности восприятия, но желательны частоты обновления больше 60 Гц.
Трехмерный эффект может быть усилен, если наблюдатель может двигать голову и видеть, что изображение изменяется соответствующим образом. Чтобы создать этот эффект, множество расположенных рядом изображений могут отображаться в быстрой последовательности, так что каждое изображение наблюдается под слегка отличающимся углом зрения. Например, в одном варианте осуществления, множество расположенных рядом изображений могут включать в себя 32 изображения, представляющих 32 вида трехмерной сцены. Поскольку каждый глаз наблюдателя видит отображение под слегка отличающимся углом, каждый глаз может видеть различное изображение, и сцена выглядит трехмерной. Кроме того, множество наблюдателей также могут видеть трехмерное изображение, когда каждому глазу представляется различное изображение.
Чтобы наблюдатель видел изображение, свет от изображения должен сводиться в глаз наблюдателя. Оптическая система 10 на Фиг.1 может обеспечивать автостереоскопический просмотр, когда пространственный модулятор 12 света является небольшим, например размером со зрачок. Когда размер пространственного модулятора 12 света увеличивается, оптическая система 10 может содержать дополнительные оптические элементы, такие как линза Френеля, рядом с пространственным модулятором 12 света.
Понятно, что вычислительные устройства, описанные в данном документе, могут быть любыми подходящими вычислительными устройствами, сконфигурированными, чтобы выполнять программы, описанные в данном документе. Например, вычислительные устройства могут быть универсальным компьютером, персональным компьютером, портативным компьютером, переносным цифровым помощником (PDA), беспроводным телефоном с функциональностью компьютера, сетевым вычислительным устройством или другим подходящим вычислительным устройством и могут быть соединены друг с другом через компьютерные сети, такие как Интернет. Эти вычислительные устройства типично включают в себя процессор и ассоциированную энергозависимую и энергонезависимую память и сконфигурированы, чтобы исполнять программы, сохраненные в энергонезависимой памяти, используя части энергозависимой памяти и процессор. Как используется в данном документе, термин "программа" ссылается на компоненты программного обеспечения или микропрограммного обеспечения, которые могут быть выполнены или использованы одним или более вычислительными устройствами, описанными в данном документе, и предназначается, чтобы охватывать отдельные файлы или группы исполняемых файлов, файлов данных, библиотек, драйверов, скриптов, записей баз данных и т.д. Будет понятно, что могут быть предоставлены машиночитаемые носители хранения информации, имеющие программные инструкции, сохраненные на них, которые при исполнении вычислительным устройством заставляют вычислительное устройство выполнять способы, описанные выше, и вызывают работу систем, описанную выше.
Понятно, что конкретные конфигурации и/или подходы, описанные в данном документе для сканирования коллимированного света, представлены с целью примера, и что эти конкретные варианты осуществления или примеры не должны рассматриваться в ограничивающем смысле, поскольку возможны многочисленные вариации. Сущность настоящего изобретения включает в себя все новые и неявные комбинации и вспомогательные комбинации различных процессов, систем и конфигураций, и другие признаки, функции, действия и/или свойства, раскрытые в данном документе, а также любые или все их эквиваленты.

Claims (13)

1. Система сканирования коллимированного света содержит:
оптический волновод (100), содержащий:
первый конец (110),
второй конец (120), противоположный первому концу,
наблюдаемую поверхность (150), продолжающуюся, по меньшей мере, частично, между первым концом и вторым концом,
заднюю поверхность (160), противоположную наблюдаемой поверхности, и
концевой отражатель (125), расположенный на втором конце оптического волновода, причем концевой отражатель содержит одну или более структур многогранной линзы и дифракционную решетку;
систему (16) ввода света, сконфигурированную, чтобы вводить свет в первый конец оптического волновода; и
контроллер (14), сконфигурированный, чтобы управлять местоположением вдоль первого конца оптического волновода, в котором система ввода света вводит свет.
2. Система по п.1, в котором система ввода света содержит множество источников света, размещенных вдоль первого конца оптического волновода, причем каждый источник света сконфигурирован, чтобы вводить свет в первый конец оптического волновода в различном местоположении вдоль первого конца оптического волновода.
3. Система по п.2, в которой контроллер сконфигурирован, чтобы одновременно возбуждать два или более источников света из множества источников света, чтобы отображать изображение вдоль более чем одного направления.
4. Система по п.2, в которой контроллер сконфигурирован, чтобы возбуждать один источник света из множества источников света, чтобы отображать изображение вдоль одного направления.
5. Система по п.2, в которой контроллер сконфигурирован, чтобы последовательно возбуждать множество источников света, чтобы отображать автостереоскопическое изображение.
6. Система по п.2, дополнительно содержащая камеру отслеживания движения головы, причем контроллер дополнительно сконфигурирован, чтобы принимать данные от камеры отслеживания движения головы и формировать данные отслеживания движения головы.
7. Система по п.6, в которой система дополнительно содержит два или более выбираемых режимов, содержащих конфиденциальный режим и открытый режим, конфиденциальный режим для направления коллимированного света к одному наблюдателю, открытый режим для направления коллимированного света более чем к одному наблюдателю; и
при этом контроллер дополнительно сконфигурирован, чтобы возбуждать один или более источников света из множества источников света согласно режиму системы и данным отслеживания движения головы.
8. Система по п.2, в которой контроллер дополнительно сконфигурирован, чтобы последовательно возбуждать множество источников света, чтобы отображать одно или более изображений одному или более наблюдателям.
9. Система по п.1, в которой система ввода света содержит рассеивающий экран, размещенный вдоль первого конца оптического волновода, и источник света, сконфигурированный, чтобы формировать лазерный луч, который сканируется вдоль рассеивающего экрана.
10. Система по п.1, дополнительно содержащая редиректор света, расположенный рядом с наблюдаемой поверхностью и сконфигурированный, чтобы принимать свет от наблюдаемой поверхности и перенаправлять свет, принятый от наблюдаемой поверхности.
11. Способ (1000) сканирования коллимированного света посредством оптического волновода (100, причем оптический волновод содержит первый конец (110), второй конец (120), противоположный первому концу и содержащий концевой отражатель (125), наблюдаемую поверхность (150), продолжающуюся между первым концом и вторым концом, и заднюю поверхность (160), противоположную наблюдаемой поверхности, при этом способ содержит
ввод (1010) света в первый конец оптического волновода;
доставку (1020) света к концевому отражателю посредством полного внутреннего отражения;
внутреннее отражение (1030) света от концевого отражателя;
излучение (1040) первой части света из наблюдаемой поверхности под критическим углом отражения;
внутреннее отражение (522) второй части света от задней поверхности под углом, равным критическому углу отражения, и затем излучение (524) второй части света из наблюдаемой поверхности после внутреннего отражения второй части света от задней поверхности; и
изменение (1050) вдоль первого конца оптического волновода местоположения, в котором свет вводится в оптический волновод.
12. Способ по п.11, в котором ввод света в первый конец содержит ввод света от источника света, сконфигурированного, чтобы формировать лазерный луч, который сканируется вдоль рассеивающего экрана, размещенного вдоль первого конца оптического волновода, и в котором изменение местоположения вдоль первого конца оптического волновода, в котором свет вводится в оптический волновод, содержит сканирование лазерного луча вдоль рассеивающего экрана.
13. Способ по п.11, в котором ввод света в первый конец содержит ввод света от множества источников света, и в котором изменение местоположения вдоль первого конца оптического волновода, в котором свет вводится в оптический волновод, содержит выборочное возбуждение источника света из множества источников света.
RU2012105990/28A 2009-08-21 2010-08-17 Сканирующее коллимирование света с помощью плоской лампы RU2531506C2 (ru)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US23592809P 2009-08-21 2009-08-21
US61/235,928 2009-08-21
US12/621,275 2009-11-18
US12/621,275 US8354806B2 (en) 2009-08-21 2009-11-18 Scanning collimation of light via flat panel lamp
PCT/US2010/045676 WO2011022342A2 (en) 2009-08-21 2010-08-17 Scanning collimation of light via flat panel lamp

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2012105990A RU2012105990A (ru) 2013-08-27
RU2531506C2 true RU2531506C2 (ru) 2014-10-20

Family

ID=43604800

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012105990/28A RU2531506C2 (ru) 2009-08-21 2010-08-17 Сканирующее коллимирование света с помощью плоской лампы

Country Status (10)

Country Link
US (1) US8354806B2 (ru)
EP (1) EP2467752B1 (ru)
JP (1) JP5603940B2 (ru)
KR (1) KR101787120B1 (ru)
CN (1) CN102472918B (ru)
BR (1) BR112012003879A2 (ru)
CA (1) CA2768224A1 (ru)
MY (1) MY160604A (ru)
RU (1) RU2531506C2 (ru)
WO (1) WO2011022342A2 (ru)

Families Citing this family (132)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB0718706D0 (en) 2007-09-25 2007-11-07 Creative Physics Ltd Method and apparatus for reducing laser speckle
US9335604B2 (en) 2013-12-11 2016-05-10 Milan Momcilo Popovich Holographic waveguide display
US11726332B2 (en) 2009-04-27 2023-08-15 Digilens Inc. Diffractive projection apparatus
US20110044582A1 (en) 2009-08-21 2011-02-24 Microsoft Corporation Efficient collimation of light with optical wedge
US8233204B1 (en) 2009-09-30 2012-07-31 Rockwell Collins, Inc. Optical displays
US11320571B2 (en) 2012-11-16 2022-05-03 Rockwell Collins, Inc. Transparent waveguide display providing upper and lower fields of view with uniform light extraction
US9341846B2 (en) 2012-04-25 2016-05-17 Rockwell Collins Inc. Holographic wide angle display
US11300795B1 (en) 2009-09-30 2022-04-12 Digilens Inc. Systems for and methods of using fold gratings coordinated with output couplers for dual axis expansion
US10795160B1 (en) 2014-09-25 2020-10-06 Rockwell Collins, Inc. Systems for and methods of using fold gratings for dual axis expansion
US8659826B1 (en) 2010-02-04 2014-02-25 Rockwell Collins, Inc. Worn display system and method without requiring real time tracking for boresight precision
US20110216266A1 (en) * 2010-03-02 2011-09-08 Microsoft Corporation Wedge backlight with diffraction grating
GB2484919A (en) * 2010-10-25 2012-05-02 Cambridge Silicon Radio Directional display device arranged to display visual content toward a viewer
US9250448B2 (en) 2010-11-19 2016-02-02 Reald Inc. Segmented directional backlight and related methods of backlight illumination
KR101911835B1 (ko) * 2010-11-19 2019-01-04 리얼디 스파크, 엘엘씨 방향성 평판 조명기
US8651726B2 (en) 2010-11-19 2014-02-18 Reald Inc. Efficient polarized directional backlight
US20140041205A1 (en) 2010-11-19 2014-02-13 Reald Inc. Method of manufacturing directional backlight apparatus and directional structured optical film
US9201185B2 (en) 2011-02-04 2015-12-01 Microsoft Technology Licensing, Llc Directional backlighting for display panels
WO2012136970A1 (en) 2011-04-07 2012-10-11 Milan Momcilo Popovich Laser despeckler based on angular diversity
US9491445B2 (en) 2011-05-05 2016-11-08 Empire Technology Development Llc Lenticular directional display
KR101808530B1 (ko) 2011-05-25 2017-12-14 엘지디스플레이 주식회사 영상 표시 장치
US8699842B2 (en) 2011-05-27 2014-04-15 Google Inc. Image relay waveguide and method of producing same
TW201303451A (zh) * 2011-06-17 2013-01-16 Microsoft Corp 個人影像展示
US20130027772A1 (en) 2011-07-27 2013-01-31 Microsoft Corporation Variable-depth stereoscopic display
WO2016020630A2 (en) 2014-08-08 2016-02-11 Milan Momcilo Popovich Waveguide laser illuminator incorporating a despeckler
EP2995986B1 (en) 2011-08-24 2017-04-12 Rockwell Collins, Inc. Data display
US9237337B2 (en) 2011-08-24 2016-01-12 Reald Inc. Autostereoscopic display with a passive cycloidal diffractive waveplate
US10670876B2 (en) 2011-08-24 2020-06-02 Digilens Inc. Waveguide laser illuminator incorporating a despeckler
US9366864B1 (en) 2011-09-30 2016-06-14 Rockwell Collins, Inc. System for and method of displaying information without need for a combiner alignment detector
US9507150B1 (en) 2011-09-30 2016-11-29 Rockwell Collins, Inc. Head up display (HUD) using a bent waveguide assembly
US9715067B1 (en) 2011-09-30 2017-07-25 Rockwell Collins, Inc. Ultra-compact HUD utilizing waveguide pupil expander with surface relief gratings in high refractive index materials
US8634139B1 (en) 2011-09-30 2014-01-21 Rockwell Collins, Inc. System for and method of catadioptric collimation in a compact head up display (HUD)
JP5846631B2 (ja) * 2011-11-02 2016-01-20 株式会社エンプラス 導光板およびこれを備えた光学系
WO2013102759A2 (en) 2012-01-06 2013-07-11 Milan Momcilo Popovich Contact image sensor using switchable bragg gratings
US9354748B2 (en) 2012-02-13 2016-05-31 Microsoft Technology Licensing, Llc Optical stylus interaction
US9460029B2 (en) 2012-03-02 2016-10-04 Microsoft Technology Licensing, Llc Pressure sensitive keys
US9075566B2 (en) 2012-03-02 2015-07-07 Microsoft Technoogy Licensing, LLC Flexible hinge spine
US8873227B2 (en) 2012-03-02 2014-10-28 Microsoft Corporation Flexible hinge support layer
US9870066B2 (en) 2012-03-02 2018-01-16 Microsoft Technology Licensing, Llc Method of manufacturing an input device
US9523852B1 (en) 2012-03-28 2016-12-20 Rockwell Collins, Inc. Micro collimator system and method for a head up display (HUD)
US20130300590A1 (en) 2012-05-14 2013-11-14 Paul Henry Dietz Audio Feedback
US9188731B2 (en) 2012-05-18 2015-11-17 Reald Inc. Directional backlight
EP2850473B1 (en) 2012-05-18 2018-09-12 RealD Spark, LLC Directional display apparatus
CN104380185B (zh) * 2012-05-18 2017-07-28 瑞尔D斯帕克有限责任公司 定向背光源
US9350980B2 (en) 2012-05-18 2016-05-24 Reald Inc. Crosstalk suppression in a directional backlight
US9235057B2 (en) 2012-05-18 2016-01-12 Reald Inc. Polarization recovery in a directional display device
US10062357B2 (en) 2012-05-18 2018-08-28 Reald Spark, Llc Controlling light sources of a directional backlight
US9678267B2 (en) 2012-05-18 2017-06-13 Reald Spark, Llc Wide angle imaging directional backlights
JP6308630B2 (ja) 2012-05-18 2018-04-11 リアルディー スパーク エルエルシー 指向性照明導波路配置
US8947353B2 (en) 2012-06-12 2015-02-03 Microsoft Corporation Photosensor array gesture detection
US9256089B2 (en) 2012-06-15 2016-02-09 Microsoft Technology Licensing, Llc Object-detecting backlight unit
CN104685867B (zh) 2012-07-23 2017-03-08 瑞尔D斯帕克有限责任公司 观察者跟踪自动立体显示器
US8964379B2 (en) 2012-08-20 2015-02-24 Microsoft Corporation Switchable magnetic lock
CN104854864B (zh) 2012-10-02 2017-11-17 瑞尔D斯帕克有限责任公司 具有横向操作模式和纵向操作模式的时间多路复用显示器
US9933684B2 (en) 2012-11-16 2018-04-03 Rockwell Collins, Inc. Transparent waveguide display providing upper and lower fields of view having a specific light output aperture configuration
WO2014100753A1 (en) 2012-12-21 2014-06-26 Reald Inc. Superlens component for directional display
US9377902B2 (en) * 2013-02-18 2016-06-28 Microsoft Technology Licensing, Llc Systems and methods for wedge-based imaging using flat surfaces
JP6584008B2 (ja) * 2013-02-22 2019-10-02 リアルディー スパーク エルエルシー 指向性バックライト
US9674413B1 (en) 2013-04-17 2017-06-06 Rockwell Collins, Inc. Vision system and method having improved performance and solar mitigation
US9552777B2 (en) 2013-05-10 2017-01-24 Microsoft Technology Licensing, Llc Phase control backlight
EP3011734A4 (en) 2013-06-17 2017-02-22 RealD Inc. Controlling light sources of a directional backlight
WO2015015138A1 (en) 2013-07-31 2015-02-05 Milan Momcilo Popovich Method and apparatus for contact image sensing
US9244281B1 (en) 2013-09-26 2016-01-26 Rockwell Collins, Inc. Display system and method using a detached combiner
EP3058562A4 (en) 2013-10-14 2017-07-26 RealD Spark, LLC Control of directional display
CN106062620B (zh) 2013-10-14 2020-02-07 瑞尔D斯帕克有限责任公司 用于定向背光源的光输入
EP3069074A4 (en) 2013-11-15 2017-08-02 RealD Spark, LLC Directional backlights with light emitting element packages
US10732407B1 (en) 2014-01-10 2020-08-04 Rockwell Collins, Inc. Near eye head up display system and method with fixed combiner
CN103775920B (zh) 2014-01-29 2015-12-30 京东方科技集团股份有限公司 一种扫描式背光模组及显示装置
US9519089B1 (en) 2014-01-30 2016-12-13 Rockwell Collins, Inc. High performance volume phase gratings
US10120420B2 (en) 2014-03-21 2018-11-06 Microsoft Technology Licensing, Llc Lockable display and techniques enabling use of lockable displays
US9563269B2 (en) * 2014-03-25 2017-02-07 Microsoft Technology Licensing, Llc Scanning liquid-crystal display backlight
US9244280B1 (en) 2014-03-25 2016-01-26 Rockwell Collins, Inc. Near eye display system and method for display enhancement or redundancy
CN105301689B (zh) 2014-05-30 2018-04-10 扬升照明股份有限公司 导光单元以及光源模块
US11067736B2 (en) 2014-06-26 2021-07-20 Reald Spark, Llc Directional privacy display
US10324733B2 (en) 2014-07-30 2019-06-18 Microsoft Technology Licensing, Llc Shutdown notifications
WO2016020632A1 (en) 2014-08-08 2016-02-11 Milan Momcilo Popovich Method for holographic mastering and replication
US10241330B2 (en) 2014-09-19 2019-03-26 Digilens, Inc. Method and apparatus for generating input images for holographic waveguide displays
US9715110B1 (en) 2014-09-25 2017-07-25 Rockwell Collins, Inc. Automotive head up display (HUD)
US10088675B1 (en) 2015-05-18 2018-10-02 Rockwell Collins, Inc. Turning light pipe for a pupil expansion system and method
US9835792B2 (en) 2014-10-08 2017-12-05 Reald Spark, Llc Directional backlight
US10356383B2 (en) 2014-12-24 2019-07-16 Reald Spark, Llc Adjustment of perceived roundness in stereoscopic image of a head
CN111323867A (zh) 2015-01-12 2020-06-23 迪吉伦斯公司 环境隔离的波导显示器
US9632226B2 (en) 2015-02-12 2017-04-25 Digilens Inc. Waveguide grating device
RU2596062C1 (ru) 2015-03-20 2016-08-27 Автономная Некоммерческая Образовательная Организация Высшего Профессионального Образования "Сколковский Институт Науки И Технологий" Способ коррекции изображения глаз с использованием машинного обучения и способ машинного обучения
CN107636502B (zh) 2015-04-13 2021-08-10 瑞尔D斯帕克有限责任公司 广角成像定向背光源
US10126552B2 (en) 2015-05-18 2018-11-13 Rockwell Collins, Inc. Micro collimator system and method for a head up display (HUD)
US10247943B1 (en) 2015-05-18 2019-04-02 Rockwell Collins, Inc. Head up display (HUD) using a light pipe
US11366316B2 (en) 2015-05-18 2022-06-21 Rockwell Collins, Inc. Head up display (HUD) using a light pipe
WO2016191598A1 (en) 2015-05-27 2016-12-01 Reald Inc. Wide angle imaging directional backlights
US10108010B2 (en) 2015-06-29 2018-10-23 Rockwell Collins, Inc. System for and method of integrating head up displays and head down displays
JP6598269B2 (ja) 2015-10-05 2019-10-30 ディジレンズ インコーポレイテッド 導波管ディスプレイ
US10475418B2 (en) 2015-10-26 2019-11-12 Reald Spark, Llc Intelligent privacy system, apparatus, and method thereof
WO2017083526A1 (en) 2015-11-10 2017-05-18 Reald Inc. Distortion matching polarization conversion systems and methods thereof
US10330843B2 (en) 2015-11-13 2019-06-25 Reald Spark, Llc Wide angle imaging directional backlights
EP4293417A3 (en) 2015-11-13 2024-01-24 RealD Spark, LLC Surface features for imaging directional backlights
US10321123B2 (en) 2016-01-05 2019-06-11 Reald Spark, Llc Gaze correction of multi-view images
US10598932B1 (en) 2016-01-06 2020-03-24 Rockwell Collins, Inc. Head up display for integrating views of conformally mapped symbols and a fixed image source
EP3433659A1 (en) 2016-03-24 2019-01-30 DigiLens, Inc. Method and apparatus for providing a polarization selective holographic waveguide device
EP3433658B1 (en) 2016-04-11 2023-08-09 DigiLens, Inc. Holographic waveguide apparatus for structured light projection
WO2017200950A1 (en) 2016-05-19 2017-11-23 Reald Spark, Llc Wide angle imaging directional backlights
US10425635B2 (en) 2016-05-23 2019-09-24 Reald Spark, Llc Wide angle imaging directional backlights
EP3548939A4 (en) 2016-12-02 2020-11-25 DigiLens Inc. UNIFORM OUTPUT LIGHTING WAVEGUIDE DEVICE
WO2018129059A1 (en) 2017-01-04 2018-07-12 Reald Spark, Llc Optical stack for imaging directional backlights
US10545346B2 (en) 2017-01-05 2020-01-28 Digilens Inc. Wearable heads up displays
US10295824B2 (en) 2017-01-26 2019-05-21 Rockwell Collins, Inc. Head up display with an angled light pipe
US10408992B2 (en) 2017-04-03 2019-09-10 Reald Spark, Llc Segmented imaging directional backlights
US11327358B2 (en) 2017-05-08 2022-05-10 Reald Spark, Llc Optical stack for directional display
US10126575B1 (en) 2017-05-08 2018-11-13 Reald Spark, Llc Optical stack for privacy display
US10303030B2 (en) 2017-05-08 2019-05-28 Reald Spark, Llc Reflective optical stack for privacy display
ES2967691T3 (es) 2017-08-08 2024-05-03 Reald Spark Llc Ajuste de una representación digital de una región de cabeza
TW201921060A (zh) 2017-09-15 2019-06-01 美商瑞爾Ｄ斯帕克有限責任公司 用於可切換定向顯示器的光學堆疊結構
WO2019079350A2 (en) 2017-10-16 2019-04-25 Digilens, Inc. SYSTEMS AND METHODS FOR MULTIPLYING THE IMAGE RESOLUTION OF A PIXÉLISÉ DISPLAY
EP3707554B1 (en) 2017-11-06 2023-09-13 RealD Spark, LLC Privacy display apparatus
JP7404243B2 (ja) 2018-01-08 2023-12-25 ディジレンズ インコーポレイテッド 導波管セル内のホログラフィック格子の高スループット記録のためのシステムおよび方法
US10914950B2 (en) 2018-01-08 2021-02-09 Digilens Inc. Waveguide architectures and related methods of manufacturing
KR101979008B1 (ko) * 2018-01-17 2019-05-16 엘지디스플레이 주식회사 입체영상표시장치
WO2019147762A1 (en) 2018-01-25 2019-08-01 Reald Spark, Llc Reflective optical stack for privacy display
US10802356B2 (en) 2018-01-25 2020-10-13 Reald Spark, Llc Touch screen for privacy display
US10761256B2 (en) 2018-04-16 2020-09-01 Samsung Electronics Co., Ltd. Backlight unit providing uniform light and display apparatus including the same
US11402801B2 (en) 2018-07-25 2022-08-02 Digilens Inc. Systems and methods for fabricating a multilayer optical structure
JP2022520472A (ja) 2019-02-15 2022-03-30 ディジレンズ インコーポレイテッド 統合された格子を使用してホログラフィック導波管ディスプレイを提供するための方法および装置
EP3938821A4 (en) 2019-03-12 2023-04-26 Digilens Inc. HOLOGRAPHIC WAVEGUIDE BACKILLUMINATION AND METHODS OF MAKING THEREOF
US11119343B2 (en) 2019-05-20 2021-09-14 Facebook Technologies, Llc Optical waveguide beam splitter with polarization volume gratings for display
US11307347B2 (en) 2019-05-20 2022-04-19 Facebook Technologies, Llc Display illumination using a wedge waveguide
EP3980825A4 (en) 2019-06-07 2023-05-03 Digilens Inc. WAVEGUIDES INCORPORATING TRANSPARENT AND REFLECTIVE GRATINGS AND METHODS OF MAKING THEREOF
KR20220038452A (ko) 2019-07-29 2022-03-28 디지렌즈 인코포레이티드. 픽셀화된 디스플레이의 이미지 해상도와 시야를 증배하는 방법 및 장치
US11442222B2 (en) 2019-08-29 2022-09-13 Digilens Inc. Evacuated gratings and methods of manufacturing
US11391948B2 (en) 2019-09-10 2022-07-19 Facebook Technologies, Llc Display illumination using a grating
US11592608B2 (en) 2019-09-10 2023-02-28 Meta Platforms Technologies, Llc Switchable polarization retarder array for active zonal illumination of display
US11726336B2 (en) 2019-09-10 2023-08-15 Meta Platforms Technologies, Llc Active zonal display illumination using a chopped lightguide
CN110996463A (zh) * 2019-11-25 2020-04-10 智然软件科技(深圳)有限公司 一种声光控制方法及控制***、声光装置
US11821602B2 (en) 2020-09-16 2023-11-21 Reald Spark, Llc Vehicle external illumination device
US11966049B2 (en) 2022-08-02 2024-04-23 Reald Spark, Llc Pupil tracking near-eye display

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20080055051A (ko) * 2006-12-14 2008-06-19 엘지전자 주식회사 평판 표시소자용 백 라이트 유닛

Family Cites Families (54)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4735495A (en) * 1986-12-12 1988-04-05 General Electric Co. Light source for liquid crystal display panels utilizing internally reflecting light pipes and integrating sphere
US5319455A (en) * 1990-09-28 1994-06-07 Ictv Inc. System for distributing customized commercials to television viewers
US5806955A (en) * 1992-04-16 1998-09-15 Tir Technologies, Inc. TIR lens for waveguide injection
US6463585B1 (en) * 1992-12-09 2002-10-08 Discovery Communications, Inc. Targeted advertisement using television delivery systems
EP0656555B1 (en) * 1993-12-01 2003-03-19 Sharp Kabushiki Kaisha Display for 3D images
JPH0980354A (ja) * 1995-09-12 1997-03-28 Toshiba Corp 立体映像装置
DE69632679T2 (de) * 1995-09-22 2005-06-16 Koninklijke Philips Electronics N.V. Flachbildschirmanzeige
US6072551A (en) * 1996-02-14 2000-06-06 Physical Optics Corporation Backlight apparatus for illuminating a display with controlled light output characteristics
US5838403A (en) * 1996-02-14 1998-11-17 Physical Optics Corporation Liquid crystal display system with internally reflecting waveguide for backlighting and non-Lambertian diffusing
JP3874224B2 (ja) * 1997-09-12 2007-01-31 インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーション 偏光成分を増加させる導光体ユニットおよび液晶表示装置
US7146627B1 (en) * 1998-06-12 2006-12-05 Metabyte Networks, Inc. Method and apparatus for delivery of targeted video programming
TWI228610B (en) * 1998-07-31 2005-03-01 Toshiba Corp Flat panel display unit
JP2000106021A (ja) 1998-09-30 2000-04-11 Casio Comput Co Ltd 面光源装置
US7260823B2 (en) * 2001-01-11 2007-08-21 Prime Research Alliance E., Inc. Profiling and identification of television viewers
US6129444A (en) * 1998-12-10 2000-10-10 L-3 Communications Corporation Display backlight with white balance compensation
US6256447B1 (en) * 1998-12-31 2001-07-03 Physical Optics Corporation Backlight for correcting diagonal line distortion
KR20010039013A (ko) 1999-10-28 2001-05-15 최태현 엘씨디용 백라이트 유니트의 도광판
GB0024112D0 (en) * 2000-10-03 2000-11-15 Cambridge 3D Display Ltd Flat panel display
US6648485B1 (en) * 2000-11-13 2003-11-18 International Business Machines Corporation Highly collimating tapered light guide for uniform illumination of flat panel displays
JP2002162912A (ja) 2000-11-24 2002-06-07 Minolta Co Ltd 面状照明装置及び液晶表示装置
US7631327B2 (en) * 2001-08-08 2009-12-08 Accenture Global Services Gmbh Enhanced custom content television
EP1440346A1 (en) * 2001-11-02 2004-07-28 Honeywell International Inc. Hollow wedge shape light guide for back illumination
KR100835005B1 (ko) * 2001-12-24 2008-06-04 엘지디스플레이 주식회사 백라이트 유닛
JP3980890B2 (ja) * 2002-01-23 2007-09-26 シャープ株式会社 導光板並びにそれを備えた光源装置及び表示装置
KR100712766B1 (ko) * 2002-01-31 2007-05-02 미츠비시 레이온 가부시키가이샤 광원 장치
AU2003212589A1 (en) * 2002-03-28 2003-10-13 Koninklijke Philips Electronics N.V. Compact lighting system and display device
CN1302325C (zh) * 2002-04-25 2007-02-28 皇家飞利浦电子股份有限公司 紧凑型照明***及显示装置
JP2004171948A (ja) * 2002-11-20 2004-06-17 Harison Toshiba Lighting Corp バックライト装置
DE60321223D1 (de) * 2002-12-18 2008-07-03 Sharp Kk Lichtleiterplatte, beleuchtungsvorrichtung damit, lichtquelle und anzeige
KR20050115942A (ko) * 2003-03-31 2005-12-08 코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이. 오토스테레오스코픽 디스플레이
JPWO2004111531A1 (ja) * 2003-06-12 2006-07-20 オムロン株式会社 面光源装置及び画像表示装置
JP2005077437A (ja) * 2003-08-29 2005-03-24 Olympus Corp 映像表示装置及び立体映像表示装置並びに車載用映像表示装置
JP2005156932A (ja) * 2003-11-26 2005-06-16 Optrex Corp 液晶表示装置、それを用いた情報処理装置及び携帯電話機
IL165376A0 (en) * 2003-12-02 2006-01-15 Electro Optics Ind Ltd Vehicle display system
WO2005059874A1 (en) 2003-12-16 2005-06-30 U-Marketing Intellectual Properties Pte. Ltd A display system
JP2005331565A (ja) 2004-05-18 2005-12-02 Seiko Epson Corp 照明装置、液晶表示装置および電子機器
JP2006004877A (ja) * 2004-06-21 2006-01-05 Nippon Leiz Co Ltd 導光板および平面照明装置
WO2006026743A1 (en) * 2004-08-31 2006-03-09 Fusion Optix, Inc. Enhanced light diffusing sheet
US20060083004A1 (en) * 2004-10-15 2006-04-20 Eastman Kodak Company Flat-panel area illumination system
WO2006055872A2 (en) * 2004-11-17 2006-05-26 Fusion Optix, Inc. Enhanced light fixture
GB0502453D0 (en) * 2005-02-05 2005-03-16 Cambridge Flat Projection Flat panel lens
JP4182076B2 (ja) * 2005-03-30 2008-11-19 日本ライツ株式会社 導光板および平面照明装置
JP4600317B2 (ja) * 2005-03-31 2010-12-15 カシオ計算機株式会社 指向性を持った少なくとも２つの照明光を出射する照明装置及びそれを用いた表示装置
JP4556749B2 (ja) 2005-04-08 2010-10-06 凸版印刷株式会社 導光板および表示装置
CN101395425A (zh) * 2006-02-16 2009-03-25 松下电器产业株式会社 光源装置、使用该光源装置的液晶显示装置
US7528374B2 (en) * 2006-03-03 2009-05-05 Vidar Systems Corporation Sensing apparatus having optical assembly that collimates emitted light for detection
JP4385031B2 (ja) * 2006-03-31 2009-12-16 日本ライツ株式会社 導光板および平面照明装置
WO2007123202A1 (ja) * 2006-04-20 2007-11-01 Fujikura Ltd. 表示装置およびその製造方法、パターン表示方法、ならびにブラインド装置およびブラインド方法
US20070274099A1 (en) * 2006-05-25 2007-11-29 Clio Technologies, Inc. Light expanding system for producing a planar light beam from point light sources
KR100843287B1 (ko) 2006-07-24 2008-07-03 주식회사 영실업 광제어용 구조체 및 이를 이용한 면광원 장치
JP5066520B2 (ja) * 2006-07-24 2012-11-07 パナソニック株式会社 面状照明装置及びそれを用いた液晶表示装置
US7957082B2 (en) * 2007-10-03 2011-06-07 Skc Haas Display Films Co., Ltd. Turning film having multiple slopes
US20110044582A1 (en) * 2009-08-21 2011-02-24 Microsoft Corporation Efficient collimation of light with optical wedge
US20110242298A1 (en) * 2009-08-21 2011-10-06 Microsoft Corporation Private video presentation

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20080055051A (ko) * 2006-12-14 2008-06-19 엘지전자 주식회사 평판 표시소자용 백 라이트 유닛

Also Published As

Publication number Publication date
KR101787120B1 (ko) 2017-10-18
JP5603940B2 (ja) 2014-10-08
WO2011022342A2 (en) 2011-02-24
CA2768224A1 (en) 2011-02-24
US8354806B2 (en) 2013-01-15
CN102472918A (zh) 2012-05-23
CN102472918B (zh) 2014-12-17
BR112012003879A2 (pt) 2016-03-29
EP2467752A4 (en) 2014-10-08
WO2011022342A3 (en) 2011-06-30
MY160604A (en) 2017-03-15
EP2467752A2 (en) 2012-06-27
RU2012105990A (ru) 2013-08-27
KR20120058522A (ko) 2012-06-07
US20110043142A1 (en) 2011-02-24
EP2467752B1 (en) 2015-11-11
JP2013502693A (ja) 2013-01-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2531506C2 (ru) Сканирующее коллимирование света с помощью плоской лампы
RU2536080C2 (ru) Эффективная коллимация света с помощью оптического клина
KR102274752B1 (ko) 헤드 추적을 갖는 멀티빔 회절 격자 기반 디스플레이
US9225971B2 (en) Temporally multiplexed display with landscape and portrait operation modes
RU165605U1 (ru) Плоские светоизлучатели направленного действия
US9436015B2 (en) Superlens component for directional display
US20110242298A1 (en) Private video presentation
TW201937230A (zh) 多光束元件式近眼顯示器、系統、與方法
JP2014524043A (ja) プライベートビデオプレゼンテーション
CA3075296C (en) Backlit transparent display, transparent display system, and method
TW202001376A (zh) 具有可動態重組多視像像素的多視像顯示器和方法

Legal Events

Date Code Title Description
PC41 Official registration of the transfer of exclusive right

Effective date: 20150410

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20190818