RU2592147C2 - Backlight device and versions thereof - Google Patents

Backlight device and versions thereof Download PDF

Info

Publication number
RU2592147C2
RU2592147C2 RU2014146782/28A RU2014146782A RU2592147C2 RU 2592147 C2 RU2592147 C2 RU 2592147C2 RU 2014146782/28 A RU2014146782/28 A RU 2014146782/28A RU 2014146782 A RU2014146782 A RU 2014146782A RU 2592147 C2 RU2592147 C2 RU 2592147C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
waveguide
light beam
light
output
beams
Prior art date
Application number
RU2014146782/28A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2014146782A (en
Inventor
Александр Викторович Морозов
Андрей Николаевич Путилин
Сергей Сергеевич КОПЕНКИН
Юрий Петрович Бородин
Хон-Сё ЛИ
Чилсун ЧОЙ
Джункван АН
Сун Ил КИМ
Герман Борисович ДУБИНИН
Сергей Евгеньевич Дубынин
Original Assignee
Самсунг Электроникс Ко., Лтд.
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 Самсунг Электроникс Ко., Лтд. filed Critical Самсунг Электроникс Ко., Лтд.
Priority to RU2014146782/28A priority Critical patent/RU2592147C2/en
Priority to KR1020140178716A priority patent/KR102299367B1/en
Priority to US14/926,095 priority patent/US10191196B2/en
Publication of RU2014146782A publication Critical patent/RU2014146782A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2592147C2 publication Critical patent/RU2592147C2/en

Links

Images

Classifications

    • 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
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Planar Illumination Modules (AREA)
  • Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
  • Holo Graphy (AREA)

Abstract

FIELD: lighting.
SUBSTANCE: backlight device has light source, collimator, beam expander, one beam deflector, waveguide with input and output elements. Light source is made in form of laser. Collimator is configured to collimate light beam emitted by light source. Beam expander is made with possibility of changing size of light beam after said collimation. Beam deflector is made with possibility of deflecting light beam after said sizing. Element of input and output element are located at different end or side surfaces of waveguide or at same end or lateral surface of waveguide. Input element is configured to input light beam incident on it, in to waveguide in which light spreads due to total internal reflection. Output element is configured to provide diffraction and output of light beam from waveguide in direction of object to be illuminated.
EFFECT: higher homogeneity of light coming out of backlight device.
52 cl, 11 dwg

Description

Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION

Настоящее изобретение относится, в целом, к оптической технике и, в частности, к устройствам задней подсветки, обеспечивающим однородное и когерентное освещение на выходе. Предложенные устройства задней подсветки особенно применимы для задней подсветки в мобильных устройствах, таких как мобильные телефоны, и системах визуализации, таких как 3D или голографические дисплеи.The present invention relates, in general, to optical technology and, in particular, to backlight devices providing uniform and coherent output lighting. The proposed backlight devices are particularly applicable for backlighting in mobile devices, such as mobile phones, and imaging systems, such as 3D or holographic displays.

Уровень техникиState of the art

Важной характеристикой современных систем задней подсветки (блоков задней подсветки, BLU) является их толщина, которую необходимо минимизировать. С этой целью используются два подхода к конструированию BLU: прямая задняя подсветка и краевая задняя подсветка. В случае краевой задней подсветки источники света располагаются на краях волновода, как правило, перпендикулярно области освещения. Краевая задняя подсветка является наиболее перспективным способом конструирования BLU с минимальной толщиной.An important characteristic of modern backlight systems (backlight units, BLU) is their thickness, which must be minimized. For this purpose, two approaches to the design of BLU are used: direct backlight and edge backlight. In the case of an edge backlight, the light sources are located at the edges of the waveguide, as a rule, perpendicular to the lighting area. Edge backlighting is the most promising way to design BLUs with minimal thickness.

Как правило, лазерные диоды используются в качестве источников света для краевой задней подсветки. Лазерные диоды располагаются на краях волновода и имеют ограниченную ширину (обычно 5-6 мм). В известных решениях толщина BLU зависит главным образом от ширины лазерного диода, а не от толщины волновода. As a rule, laser diodes are used as light sources for edge backlighting. Laser diodes are located at the edges of the waveguide and have a limited width (usually 5-6 mm). In known solutions, the thickness of the BLU depends mainly on the width of the laser diode, and not on the thickness of the waveguide.

Непростая задача состоит в том, чтобы обеспечить высокую однородность и высокую коллимацию света и уменьшить потери, связанные с рассеянием в волноводе.A difficult task is to ensure high uniformity and high collimation of light and to reduce the losses associated with scattering in the waveguide.

В документе US 2012/0188791 описано LCD-устройство задней подсветки на основе световодной пластины, голографического диффузора и некогерентного (LED-)источника света. Голографический диффузор имеет световодный элемент, выполненный с возможностью ввода и передачи света внутри себя посредством полного внутреннего отражения. Он может также иметь элемент улучшения яркости, который повторно использует недифрагированный свет внутри световодного элемента. Голографический элемент, который принимает свет от световодного элемента, имеет голографическую структуру, определяющую условия приема, и расположен относительно претерпевшего внутреннее отражение света таким образом, что претерпевший внутреннее отражение свет удовлетворяет условиям приема голографической структуры. Претерпевший внутреннее отражение свет выводится голографической структурой в качестве проецируемого изображения света, рассеянного от диффузора. Данное решение является наиболее простым и эффективным для освещения традиционных LCD-дисплеев, но его невозможно применять для голографических дисплеев вследствие использования некогерентного источника света и диффузно-рассеянного света. Кроме того, данному решению свойственны градиентное снижение яркости (неоднородность освещения) и хроматизм в случае использования источников белого света.US 2012/0188791 describes an LCD backlight device based on a light guide plate, a holographic diffuser and an incoherent (LED) light source. The holographic diffuser has a light guide element configured to input and transmit light within itself through total internal reflection. It may also have a brightness enhancement element that reuses undiffracted light inside the light guide member. The holographic element that receives light from the light guide member has a holographic structure defining reception conditions and is positioned relative to the internally reflected light in such a way that the internally reflected light satisfies the reception conditions of the holographic structure. The internally reflected light is output by the holographic structure as a projected image of the light scattered from the diffuser. This solution is the simplest and most effective for lighting traditional LCD displays, but it cannot be used for holographic displays due to the use of an incoherent light source and diffuse scattered light. In addition, this solution is characterized by a gradient decrease in brightness (inhomogeneity of illumination) and chromatism in the case of using white light sources.

В документе US 5465311 описано устройство для реконструкции голографических изображений с использованием многомодового волновода и обычных источников света. Волновод принимает свет через средство ввода и обеспечивает распространение принятого света внутри себя вследствие полного внутреннего отражения. Голографический элемент, выполненный из голографической эмульсии, выполнен с возможностью вывода падающего света из волновода. Выводимый свет используется для реконструкции голографических изображений от голографической эмульсии, расположенной на поверхности волновода. Эта волноводная структура выполнена с возможностью обеспечения высокоэффективной реконструкции голограмм, при этом используя обычные источники света, и позволяет использовать диаметры пучков, превышающие толщину волновода. Данное решение является наиболее простым и эффективным для освещения традиционного LCD-дисплея посредством некогерентного источника света или освещения голографического дисплея посредством когерентного источника света. Однако данному решению свойственно градиентное снижение яркости (неоднородность освещения).No. 5,465,311 describes a device for reconstructing holographic images using a multimode waveguide and conventional light sources. The waveguide receives light through the input means and ensures the propagation of the received light within itself due to total internal reflection. A holographic element made of a holographic emulsion is configured to output incident light from a waveguide. The output light is used to reconstruct holographic images from a holographic emulsion located on the surface of the waveguide. This waveguide structure is configured to provide highly efficient reconstruction of holograms, while using conventional light sources, and allows the use of beam diameters greater than the thickness of the waveguide. This solution is the simplest and most effective for lighting a traditional LCD display using an incoherent light source or lighting a holographic display with a coherent light source. However, this solution is characterized by a gradient decrease in brightness (illumination inhomogeneity).

В документе US 5854697 описано устройство задней подсветки, основанное на волноводе и когерентном источнике света и используемое для освещения голографического элемента или пространственного модулятора света (SLM). Это устройство содержит тонкую подложку-волновод, на поверхности которой находится голографический элемент. Источник света оптически соединен с волноводом таким образом, что свет, испускаемый из источника, вынужден распространяться вдоль волновода, при этом выходя из волновода в точках контакта с поверхностью волновода, на которой сформирован голографический элемент. Избирательное излучение посредством голографического элемента может преимущественно использоваться для освещения голографических элементов или пространственных модуляторов света. Данная волноводная структура обеспечивает однородное излучение количества света посредством голографического элемента вдоль длины голографического элемента. Данное решение является наиболее простым и эффективным для освещения голографического дисплея когерентным источником света. В этом случае достигается высокая однородность освещения. Тем не менее, данное решение приводит к суперпозиции множества многократно отраженных когерентных пучков, в результате чего формируются интерференционные полосы. Это устройство формирует только одну зону просмотра при использовании SLM (отсутствие объемного эффекта). Кроме того, данное решение не имеет эффективного средства для равномерного ввода света в широкий или тонкий волновод.No. 5,854,697 describes a backlight device based on a waveguide and a coherent light source and used to illuminate a holographic element or spatial light modulator (SLM). This device contains a thin substrate waveguide, on the surface of which there is a holographic element. The light source is optically connected to the waveguide in such a way that light emitted from the source is forced to propagate along the waveguide, while leaving the waveguide at points of contact with the surface of the waveguide on which the holographic element is formed. Selective radiation through a holographic element can advantageously be used to illuminate holographic elements or spatial light modulators. This waveguide structure provides uniform emission of an amount of light by means of a holographic element along the length of the holographic element. This solution is the simplest and most effective for lighting a holographic display with a coherent light source. In this case, a high uniformity of lighting is achieved. Nevertheless, this solution leads to a superposition of many multiple reflected coherent beams, as a result of which interference fringes are formed. This device forms only one viewing area when using SLM (no surround effect). In addition, this solution does not have an effective means for uniformly introducing light into a wide or thin waveguide.

Таким образом, известные решения, используемые для голографических дисплеев, обеспечивают на выходе неоднородное и диффузно-рассеянное освещение.Thus, the known solutions used for holographic displays provide heterogeneous and diffuse diffused illumination at the output.

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

Задача настоящего изобретения заключается в устранении вышеупомянутых недостатков, присущих решениям, известным из уровня техники.An object of the present invention is to overcome the aforementioned disadvantages inherent in solutions known in the art.

Согласно первому аспекту, предложено устройство задней подсветки, которое содержит по меньшей мере один источник света, по меньшей мере один коллиматор, по меньшей мере один расширитель пучка, по меньшей мере один дефлектор пучка и волновод с по меньшей мере одним элементом ввода и элементом вывода. Источник света выполнен с возможностью излучения светового пучка, имеющего определенный размер. Коллиматор выполнен с возможностью коллимации светового пучка, излученного источником света. Расширитель пучка выполнен с возможностью изменения размера светового пучка после упомянутой коллимации. Дефлектор пучка выполнен с возможностью отклонения светового пучка на заданный угол после упомянутого изменения размера. Элемент ввода и элемент вывода расположены на разных торцевых или боковых поверхностях волновода или на одной и той же торцевой или боковой поверхности волновода. Элемент ввода выполнен с возможностью ввода светового пучка, падающего на него под заданным углом, в волновод. Волновод выполнен с возможностью обеспечения распространения светового пучка внутри себя вследствие полного внутреннего отражения. Элемент вывода выполнен с возможностью обеспечения дифракции и вывода светового пучка из волновода в направлении объекта, подлежащего освещению.According to a first aspect, there is provided a backlight device that comprises at least one light source, at least one collimator, at least one beam expander, at least one beam deflector and a waveguide with at least one input element and an output element. The light source is configured to emit a light beam having a certain size. The collimator is configured to collimate a light beam emitted by a light source. The beam expander is configured to resize the light beam after said collimation. The beam deflector is configured to deflect the light beam by a predetermined angle after said resizing. The input element and the output element are located on different end or side surfaces of the waveguide or on the same end or side surface of the waveguide. The input element is configured to enter a light beam incident on it at a given angle into the waveguide. The waveguide is configured to propagate the light beam within itself due to total internal reflection. The output element is configured to provide diffraction and output of the light beam from the waveguide in the direction of the object to be illuminated.

Предложенное устройство согласно первому аспекту может дополнительно содержать средство ахроматизации, выполненное с возможностью коррекции хроматизма, возникающего вследствие распространения светового пучка вдоль волновода.The proposed device according to the first aspect may further comprise an achromatization means configured to correct the chromatism arising from the propagation of the light beam along the waveguide.

Источник света может содержать лазерный диод, светоизлучающий диод, твердотельный лазер или волоконный лазер. Кроме того, световой пучок, испускаемый источником света, может быть многоцветным или белым когерентным световым пучком.The light source may comprise a laser diode, a light emitting diode, a solid state laser, or a fiber laser. In addition, the light beam emitted by the light source may be a multi-color or white coherent light beam.

Коллиматор и расширитель пучка могут состоять из одной или более вогнутых и/или выпуклых линз и/или голографических оптических элементов.The collimator and the beam expander may consist of one or more concave and / or convex lenses and / or holographic optical elements.

Дефлектор пучка может состоять из одного или более зеркал или призм.The beam deflector may consist of one or more mirrors or prisms.

Элемент ввода может быть выполнен с возможностью разложения светового пучка на его составляющие в волноводе или ввода светового пучка в волновод без разложения. Элемент ввода может быть выполнен в виде пропускающего голографического элемента, отражающего голографического элемента или их комбинации. Пропускающие и/или отражающие голографические элементы могут быть выполнены вместе с вогнутой линзой, выпуклой линзой, призмой или зеркалом.The input element can be configured to decompose the light beam into its components in the waveguide or to enter the light beam into the waveguide without decomposition. The input element can be made in the form of a transmitting holographic element, a reflecting holographic element, or a combination thereof. The transmission and / or reflecting holographic elements can be made together with a concave lens, a convex lens, a prism or a mirror.

Элемент вывода может быть выполнен в виде отражающего или пропускающего голографического элемента.The output element may be made in the form of a reflective or transmission holographic element.

Каждый из голографических элементов, используемых для ввода светового пучка в волновод и вывода светового пучка из волновода, может быть выполнен в виде дифракционной решетки.Each of the holographic elements used to enter the light beam into the waveguide and output the light beam from the waveguide can be made in the form of a diffraction grating.

Элемент вывода может быть выполнен с возможностью формирования некоторого количества коллимированных выходных световых пучков. Это количество коллимированных выходных световых пучков зависит от количества источников света.The output element may be configured to form a number of collimated output light beams. This number of collimated output light beams depends on the number of light sources.

В качестве альтернативы элемент вывода может быть выполнен в виде полевой линзы, формирующей некоторое количество зон просмотра на фиксированном расстоянии от волновода. Это количество сфокусированных зон просмотра зависит от количества источников света.Alternatively, the output element can be made in the form of a field lens, forming a number of viewing zones at a fixed distance from the waveguide. This number of focused viewing areas depends on the number of light sources.

Световой пучок, выводимый элементом вывода, имеет заданное состояние поляризации, имеющее заданное значение, чтобы соответствовать освещаемому объекту.The light beam output by the output element has a predetermined polarization state having a predetermined value to correspond to the illuminated object.

Волновод может быть выполнен из одного из следующих материалов: пластмассы с высокой пропускающей способностью, оптических стекол или кварцевого стекла. Кроме того, волновод может иметь постоянное прямоугольное поперечное сечение вдоль своей длины.The waveguide can be made of one of the following materials: high transmittance plastics, optical glasses or quartz glass. In addition, the waveguide may have a constant rectangular cross section along its length.

Элементы ввода и вывода могут быть выполнены из оптически прозрачных материалов.Input and output elements can be made of optically transparent materials.

В одном варианте осуществления устройство согласно первому аспекту содержит по меньшей мере два элемента ввода и делитель пучка между дефлектором пучка и упомянутыми по меньшей мере двумя элементами ввода. Делитель пучка выполнен с возможностью деления светового пучка после упомянутого отклонения на по меньшей мере два субпучка и направления каждого из по меньшей мере двух субпучков на соответствующий один из упомянутых по меньшей мере двух элементов ввода. Один дефлектор пучка обеспечивает зависимое управление всеми зонами просмотра.In one embodiment, the device according to the first aspect comprises at least two input elements and a beam splitter between the beam deflector and said at least two input elements. The beam splitter is configured to divide the light beam after said deflection into at least two sub-beams and direct each of the at least two sub-beams to a corresponding one of the at least two input elements. One beam deflector provides dependent control of all viewing areas.

В другом варианте осуществления устройство согласно первому аспекту содержит по меньшей мере два дефлектора пучка, по меньшей мере два элемента ввода и делитель пучка между расширителем пучка и упомянутыми по меньшей мере двумя дефлекторами пучка. Делитель пучка выполнен с возможностью деления светового пучка после упомянутого изменения размера на по меньшей мере два субпучка и направления каждого из упомянутых по меньшей мере двух субпучков на соответствующий один из упомянутых по меньшей мере двух дефлекторов пучка. В свою очередь, каждый из упомянутых по меньшей мере двух дефлекторов пучка выполнен с возможностью, после упомянутого отклонения, направления одного из упомянутых по меньшей мере двух субпучков на соответствующий один из упомянутых по меньшей двух элементов ввода. Множество дефлекторов пучка обеспечивает независимое управление в одном или более ортогональных направлениях для каждой зоны просмотра.In another embodiment, the device according to the first aspect comprises at least two beam deflectors, at least two input elements and a beam splitter between the beam expander and said at least two beam deflectors. The beam splitter is configured to divide the light beam after said resizing into at least two sub-beams and directing each of said at least two sub-beams to a corresponding one of said at least two beam deflectors. In turn, each of said at least two beam deflectors is configured to, after said deflection, direct one of said at least two sub-beams to a corresponding one of said at least two input elements. A plurality of beam deflectors provides independent control in one or more orthogonal directions for each viewing area.

В еще одном варианте осуществления предложенное устройство согласно первому аспекту дополнительно содержит переключатель между дефлектором пучка и элементом ввода. Переключатель выполнен с возможностью изменения направления светового пучка перед тем, как световой пучок будет введен в волновод через элемент ввода.In yet another embodiment, the proposed device according to the first aspect further comprises a switch between the beam deflector and the input element. The switch is configured to change the direction of the light beam before the light beam is introduced into the waveguide through the input element.

Кроме того, дефлектор пучка может функционировать как переключатель.In addition, the beam deflector can function as a switch.

Предложенное устройство может использоваться в мобильном устройстве или системе визуализации.The proposed device can be used in a mobile device or visualization system.

Согласно второму аспекту, предложено устройство задней подсветки, которое содержит по меньшей мере один источник света, по меньшей мере один коллиматор, по меньшей мере один дефлектор пучка, по меньшей мере один расширитель пучка и первый волновод с по меньшей мере одним первым элементом ввода и первым элементом вывода. Источник света выполнен с возможностью излучения светового пучка. Коллиматор выполнен с возможностью коллимации светового пучка, излученного источником света. Дефлектор пучка выполнен с возможностью отклонения светового пучка послей упомянутой коллимации. Расширитель пучка выполнен с возможностью изменения размера светового пучка после упомянутого отклонения. Первый элемент ввода и первый элемент вывода расположены на разных торцевых или боковых поверхностях первого волновода или на одной и той же торцевой или боковой поверхности первого волновода. Первый элемент ввода выполнен с возможностью ввода светового пучка, падающего на него, в первый волновод. Первый волновод выполнен с возможностью обеспечения распространения светового пучка внутри себя посредством полного внутреннего отражения. Первый элемент вывода выполнен с возможностью обеспечения дифракции и вывода светового пучка из первого волновода в направлении объекта, подлежащего освещению.According to a second aspect, there is provided a backlight device that comprises at least one light source, at least one collimator, at least one beam deflector, at least one beam expander and a first waveguide with at least one first input element and a first output element. The light source is configured to emit a light beam. The collimator is configured to collimate a light beam emitted by a light source. The beam deflector is configured to deflect the light beam after said collimation. The beam expander is configured to resize the light beam after said deflection. The first input element and the first output element are located on different end or side surfaces of the first waveguide or on the same end or side surface of the first waveguide. The first input element is configured to input a light beam incident on it into the first waveguide. The first waveguide is configured to propagate the light beam within itself through total internal reflection. The first output element is configured to diffract and output the light beam from the first waveguide in the direction of the object to be illuminated.

Предложенное устройство согласно второму аспекту может дополнительно содержать средство ахроматизации, выполненное с возможностью коррекции хроматизма, возникающего вследствие распространения светового пучка внутри первого волновода.The proposed device according to the second aspect may further comprise an achromatization means configured to correct the chromatism arising from the propagation of the light beam inside the first waveguide.

Источник света может содержать лазерный диод, светоизлучающий диод, твердотельный лазер или волоконный лазер. Кроме того, световой пучок, испускаемый источником света, может быть многоцветным или белым когерентным световым пучком.The light source may comprise a laser diode, a light emitting diode, a solid state laser, or a fiber laser. In addition, the light beam emitted by the light source may be a multi-color or white coherent light beam.

Коллиматор может состоять из одной или более вогнутых и/или выпуклых линз и/или голографических оптических элементов, а дефлектор пучка может состоять из одного или более зеркал или призм.The collimator may consist of one or more concave and / or convex lenses and / or holographic optical elements, and the beam deflector may consist of one or more mirrors or prisms.

Первый элемент ввода может быть выполнен с возможностью разложения светового пучка на его составляющие в волноводе или ввода светового пучка в первый волновод без разложения. Первый элемент ввода может быть выполнен в виде пропускающего голографического элемента, отражающего голографического элемента или их комбинации. Пропускающие и/или отражающие голографические элементы могут быть выполнены вместе с вогнутой линзой, выпуклой линзой, призмой или зеркалом. Первый элемент вывода может быть выполнен в виде отражающего или пропускающего голографического элемента. Каждый из голографических элементов, используемых для ввода светового пучка в первый волновод и вывода светового пучка из первого волновода, может быть выполнен в виде дифракционной решетки.The first input element may be configured to decompose the light beam into its components in the waveguide or to enter the light beam into the first waveguide without decomposition. The first input element may be in the form of a transmitting holographic element, a reflecting holographic element, or a combination thereof. The transmission and / or reflecting holographic elements can be made together with a concave lens, a convex lens, a prism or a mirror. The first output element may be made in the form of a reflective or transmission holographic element. Each of the holographic elements used to enter the light beam into the first waveguide and output the light beam from the first waveguide can be made in the form of a diffraction grating.

Первый элемент вывода может быть выполнен с возможностью формирования некоторого количества коллимированных выходных световых пучков. Это количество коллимированных выходных световых пучков зависит от количества источников света.The first output element may be configured to form a number of collimated output light beams. This number of collimated output light beams depends on the number of light sources.

Первый элемент вывода может быть выполнен в виде полевой линзы, формирующей некоторое количество зон просмотра на фиксированном расстоянии от первого волновода. Это количество сфокусированных зон просмотра зависит от количества источников света.The first output element can be made in the form of a field lens, forming a number of viewing zones at a fixed distance from the first waveguide. This number of focused viewing areas depends on the number of light sources.

Световой пучок, выводимый первым элементом вывода, имеет заданное состояние поляризации, имеющее заданное значение, чтобы соответствовать освещаемому объекту.The light beam output by the first output element has a predetermined polarization state having a predetermined value to correspond to the illuminated object.

Первый волновод может быть выполнен из одного из следующих материалов: пластмассы с высокой пропускающей способностью, оптических стекол или кварцевого стекла. Кроме того, первый волновод может иметь постоянное прямоугольное поперечное сечение вдоль своей длины. Постоянное прямоугольное поперечное сечение обеспечивает отсутствие пересечения пучков и какого-либо зазора между соседними траекториями пучков.The first waveguide may be made of one of the following materials: high transmittance plastics, optical glasses or silica glass. In addition, the first waveguide may have a constant rectangular cross section along its length. A constant rectangular cross-section ensures that there is no intersection of the beams and there is no gap between adjacent paths of the beams.

Первые элементы ввода и вывода могут быть выполнены из оптически прозрачных материалов.The first input and output elements can be made of optically transparent materials.

В одном варианте осуществления устройство согласно второму аспекту содержит по меньшей мере два расширителя пучка, по меньшей мере два первых элемента ввода и дополнительно содержит делитель пучка между упомянутым по меньшей мере одним дефлектором пучка и упомянутыми по меньшей мере двумя расширителями пучка. Делитель пучка выполнен с возможностью деления светового пучка после упомянутого отклонения на по меньшей мере два субпучка и направления каждого из по меньшей мере двух субпучков на соответствующий один из упомянутых по меньшей мере двух расширителей пучка. Каждый из упомянутых по меньшей мере двух расширителей пучка выполнен с возможностью, после упомянутого изменения размера, направления каждого из упомянутых по меньшей мере двух субпучков на соответствующий один из упомянутых по меньшей мере двух первых элементов ввода.In one embodiment, the device according to the second aspect comprises at least two beam expanders, at least two first input elements, and further comprises a beam divider between said at least one beam deflector and said at least two beam expanders. The beam splitter is configured to divide the light beam after said deflection into at least two sub-beams and direct each of the at least two sub-beams to a corresponding one of the at least two beam expanders. Each of said at least two beam expanders is configured to, after said resizing, direct each of said at least two sub-beams to a corresponding one of said at least two first input elements.

В другом варианте осуществления устройство согласно второму аспекту содержит по меньшей мере два дефлектора пучка, по меньшей мере два расширителя пучка, по меньшей мере два первых элемента ввода и дополнительно содержит делитель пучка между упомянутым коллиматором и упомянутыми по меньшей мере двумя дефлекторами пучка. Делитель пучка выполнен с возможностью деления светового пучка после упомянутой коллимации на по меньшей мере два субпучка и направления каждого из упомянутых по меньшей мере двух субпучков на соответствующий один из упомянутых по меньшей мере двух дефлекторов пучка. Каждый из упомянутых по меньшей мере двух дефлекторов пучка выполнен с возможностью, после упомянутого отклонения, направления каждого из упомянутых по меньшей мере двух субпучков на соответствующий один из упомянутых по меньшей двух расширителей пучка. Каждый из упомянутых по меньшей мере двух расширителей пучка выполнен с возможностью, после упомянутого изменения размера, направления каждого из упомянутых по меньшей мере двух субпучков на соответствующий один из упомянутых двух первых элементов ввода.In another embodiment, the device according to the second aspect comprises at least two beam deflectors, at least two beam expanders, at least two first input elements, and further comprises a beam divider between said collimator and said at least two beam deflectors. The beam splitter is configured to divide the light beam after said collimation into at least two sub-beams and direct each of said at least two sub-beams to a corresponding one of said at least two beam deflectors. Each of said at least two beam deflectors is configured to, after said deflection, direct each of said at least two sub-beams to a corresponding one of said at least two beam expanders. Each of said at least two beam expanders is configured to, after said resizing, direct each of said at least two sub-beams to a respective one of said two first entry elements.

В еще одном варианте осуществления предложенное устройство согласно второму аспекту дополнительно содержит переключатель между упомянутым по меньшей мере одним дефлектором пучка и упомянутым по меньшей мере одним расширителем пучка. Переключатель выполнен с возможностью изменения направления светового пучка перед тем, как световой пучок будет расширен упомянутым по меньшей мере одним расширителем пучка и введен в первый волновод через упомянутый по меньшей мере один первый элемент ввода, чтобы последовательно сформировать несколько зон просмотра. In yet another embodiment, the inventive device according to the second aspect further comprises a switch between said at least one beam deflector and said at least one beam expander. The switch is configured to change the direction of the light beam before the light beam is expanded by said at least one beam expander and introduced into the first waveguide through the said at least one first input element to sequentially form several viewing zones.

Согласно еще одному варианту осуществления, упомянутый расширитель пучка содержит второй волновод, по меньшей мере один второй элемент ввода и второй элемент вывода, которые расположены на разных торцевых или боковых поверхностях второго волновода или на одной и той же торцевой или боковой поверхности второго волновода. Второй элемент ввода выполнен с возможностью ввода светового пучка, падающего на него после упомянутого отклонения, во второй волновод. Второй волновод выполнен с возможностью обеспечения распространения светового пучка внутри себя посредством полного внутреннего отражения. Второй элемент вывода выполнен с возможностью обеспечения дифракции и вывода светового пучка из второго волновода в направлении первого элемента ввода. Второй волновод и вторые элементы ввода и вывода могут быть реализованы таким же образом, что и первый волновод и первые элементы ввода и вывода.According to another embodiment, said beam expander comprises a second waveguide, at least one second input element and a second output element, which are located on different end or side surfaces of the second waveguide or on the same end or side surface of the second waveguide. The second input element is configured to input a light beam incident on it after the aforementioned deviation into the second waveguide. The second waveguide is configured to propagate the light beam within itself through total internal reflection. The second output element is configured to provide diffraction and output of the light beam from the second waveguide in the direction of the first input element. The second waveguide and the second input and output elements can be implemented in the same way as the first waveguide and the first input and output elements.

Устройство согласно второму аспекту может также использоваться в мобильном устройстве или системе визуализации.The device according to the second aspect can also be used in a mobile device or imaging system.

Используя комбинацию вышеуказанных компонентов, настоящее изобретение обеспечивает однородное и когерентное освещение, подходящее для задней подсветки в 3D или голографических дисплеях.Using a combination of the above components, the present invention provides uniform and coherent illumination suitable for backlighting in 3D or holographic displays.

Кроме того, комбинация вышеуказанных компонентов обеспечивает освещение 3D или голографических дисплеев ахроматическим когерентным светом, при этом уменьшая неоднородность яркости и толщину устройства задней подсветки.In addition, a combination of the above components provides illumination of 3D or holographic displays with achromatic coherent light, while reducing the heterogeneity of brightness and thickness of the backlight device.

Другие признаки и преимущества настоящего изобретения будут очевидны после прочтения нижеследующего подробного описания и просмотра сопроводительных чертежей.Other features and advantages of the present invention will become apparent after reading the following detailed description and viewing the accompanying drawings.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

Сущность настоящего изобретения поясняется ниже со ссылкой на сопроводительные чертежи, на которых:The essence of the present invention is explained below with reference to the accompanying drawings, in which:

Фиг.1 иллюстрирует схему устройства задней подсветки в соответствии с одним примером варианта осуществления настоящего изобретения;Figure 1 illustrates a diagram of a backlight device in accordance with one example of an embodiment of the present invention;

Фиг.2 иллюстрирует случай разложения и распространения света внутри волновода;Figure 2 illustrates the case of decomposition and propagation of light inside a waveguide;

Фиг.3 иллюстрирует случай распространения света внутри волновода под общим углом распространения без разложения;Figure 3 illustrates the case of light propagation inside the waveguide at a common propagation angle without decomposition;

Фиг.4 иллюстрирует случай распространения света внутри волновода под общим углом распространения без разложения, но с компенсацией ахроматизма; Figure 4 illustrates the case of light propagation inside the waveguide at a common propagation angle without decomposition, but with achromatic compensation;

Фиг.5 иллюстрирует одну возможную конфигурацию оптических каналов в устройстве задней подсветки с Фиг.1;Figure 5 illustrates one possible configuration of the optical channels in the backlight device of Figure 1;

Фиг.6 иллюстрирует одну возможную конфигурацию оптических каналов в устройстве задней подсветки с Фиг.1;FIG. 6 illustrates one possible configuration of optical channels in the backlight device of FIG. 1;

Фиг.7 иллюстрирует одну возможную конфигурацию оптического канала в устройстве задней подсветки с Фиг.1;FIG. 7 illustrates one possible configuration of an optical channel in the backlight device of FIG. 1;

Фиг.8 иллюстрирует одну возможную конфигурацию расширителя пучка в устройстве задней подсветки с Фиг.1;Fig. 8 illustrates one possible configuration of a beam expander in the backlight device of Fig. 1;

Фиг.9 иллюстрирует схему устройства задней подсветки в соответствии с одним примером варианта осуществления настоящего изобретения;Fig.9 illustrates a diagram of a backlight device in accordance with one example of an embodiment of the present invention;

Фиг.10 иллюстрирует схему устройства задней подсветки в соответствии с одним примером варианта осуществления настоящего изобретения;Figure 10 illustrates a diagram of a backlight device in accordance with one example of an embodiment of the present invention;

Фиг.11 иллюстрирует схему устройства задней подсветки в соответствии с одним примером варианта осуществления настоящего изобретения.11 illustrates a diagram of a backlight device in accordance with one example embodiment of the present invention.

Осуществление изобретенияThe implementation of the invention

Различные варианты осуществления настоящего изобретения описаны далее более подробно со ссылкой на сопроводительные чертежи. Однако настоящее изобретение может быть реализовано во многих других формах и не должно восприниматься как ограниченное какой-либо конкретной структурой или функцией, представленной в нижеследующем описании. В отличие от этого эти варианты осуществления предоставлены для того, чтобы сделать описание настоящего изобретения подробным и полным. Исходя из настоящего описания, специалисту в данной области техники будет очевидно, что объем настоящего изобретения охватывает любой вариант осуществления настоящего изобретения, который раскрыт в данном документе, вне зависимости от того, реализован ли этот вариант осуществления независимо или совместно с любым другим вариантом осуществления настоящего изобретения. Например, устройство, раскрытое в данном документе, может быть реализовано на практике посредством использования любого числа вариантов осуществления, представленных в данном документе. Кроме того, должно быть понятно, что любой вариант осуществления настоящего изобретения может быть реализован с использованием одного или более элементов, представленных в приложенной формуле изобретения.Various embodiments of the present invention are described in more detail below with reference to the accompanying drawings. However, the present invention can be implemented in many other forms and should not be construed as being limited by any particular structure or function described in the following description. In contrast, these embodiments are provided in order to make the description of the present invention detailed and complete. Based on the present description, it will be obvious to a person skilled in the art that the scope of the present invention covers any embodiment of the present invention that is disclosed herein, regardless of whether this embodiment is implemented independently or in conjunction with any other embodiment of the present invention . For example, the device disclosed herein may be practiced by using any number of embodiments presented herein. In addition, it should be understood that any embodiment of the present invention can be implemented using one or more of the elements presented in the attached claims.

Слово «примерный» используется в данном документе в значении «используемый в качестве примера или иллюстрации». Любой вариант осуществления, описанный здесь как «примерный», необязательно должен восприниматься как предпочтительный или имеющий преимущество над другими вариантами осуществления.The word “exemplary” is used herein to mean “used as an example or illustration”. Any embodiment described herein as “exemplary” need not be construed as preferred or having an advantage over other embodiments.

Кроме того, терминология, связанная с направлением, такая как «верхний», «нижний», «левый», «правый», «торцевой», «боковой» и производные от этих слов, используется со ссылкой на ориентацию, показанную на описываемой(-ых) фигуре(-ах). Поскольку компоненты вариантов осуществления настоящего изобретения могут быть расположены в разных ориентациях, терминология, связанная с направлением, используется в целях иллюстрации, а не ограничения. Должно быть понятно, что другие варианты осуществления могут быть использованы, и структурные или логические замены могут быть выполнены без отступления от объема настоящего изобретения.In addition, terminology associated with the direction, such as “upper”, “lower”, “left”, “right”, “end”, “side” and derivatives of these words, is used with reference to the orientation shown in the described ( s) to the figure (s). Since the components of the embodiments of the present invention can be arranged in different orientations, terminology associated with the direction is used for purposes of illustration and not limitation. It should be understood that other embodiments may be used, and structural or logical substitutions may be made without departing from the scope of the present invention.

Фиг.1 схематически иллюстрирует устройство 100 задней подсветки в соответствии с одним примером варианта осуществления настоящего изобретения. Как показано, устройство 100 задней подсветки содержит два источника 102 света, два коллиматора 104, два расширителя 106 пучка, два дефлектора 108 пучка, два элемента 110 ввода, один волновод 112, один элемент 114 вывода и одно средство 116 ахроматизации. Хотя Фиг.1 иллюстрирует определенное число каждых из вышеуказанных компонентов устройства 100, специалистам в данной области техники должно быть понятно, что может использоваться любое количество и любые типы упомянутых компонентов в зависимости от конкретного применения.1 schematically illustrates a backlight device 100 in accordance with one example embodiment of the present invention. As shown, the backlight device 100 comprises two light sources 102, two collimators 104, two beam expanders 106, two beam deflectors 108, two input elements 110, one waveguide 112, one output element 114 and one achromatization means 116. Although FIG. 1 illustrates a specific number of each of the above components of the device 100, those skilled in the art will appreciate that any number and any types of these components may be used depending on the particular application.

Источники 102 света выполнены с возможностью излучения световых пучков в направлении коллиматоров 104. Каждый из источников 102 света может содержать лазерный диод, светоизлучающий диод, твердотельный лазер или волоконный лазер. Однако настоящее изобретение не ограничено такими видами источников света, и могут использоваться любые другие подходящие источники света, как должно быть очевидно специалистам в данной области техники. Кроме того, световые пучки, излучаемые источниками 102 света, могут быть многоцветными или белыми когерентными световыми пучками.The light sources 102 are configured to emit light beams in the direction of the collimators 104. Each of the light sources 102 may comprise a laser diode, a light emitting diode, a solid state laser, or a fiber laser. However, the present invention is not limited to such types of light sources, and any other suitable light sources may be used, as should be apparent to those skilled in the art. In addition, the light beams emitted by the light sources 102 of the light may be multi-color or white coherent light beams.

Коллиматоры 104 выполнены с возможностью коллимации световых пучков из источников 102 света. Каждый из коллиматоров 104 может содержать вогнутые и/или выпуклые линзы и/или голографические оптические элементы.Collimators 104 are configured to collimate light beams from light sources 102. Each of the collimators 104 may include concave and / or convex lenses and / or holographic optical elements.

Расширители 106 пучка используются для изменения размера световых пучков после упомянутой коллимации коллиматорами 104. Каждый из расширителей 106 пучка может содержать вогнутые и/или выпуклые линзы и/или голографические оптические элементы. Упомянутое изменение размера может подразумевать изменение диаметра светового пятна, формируемого световыми пучками.Beam expanders 106 are used to resize light beams after the collimation by the collimators 104. Each of the beam expanders 106 may contain concave and / or convex lenses and / or holographic optical elements. The mentioned change in size may imply a change in the diameter of the light spot formed by the light beams.

Дефлекторы 108 пучка выполнены с возможностью отклонения световых пучков на заданный угол после упомянутого изменения размера. Каждый из дефлекторов 108 пучка может содержать одно или более зеркал или призм. Кроме того, дефлекторы пучка могут функционировать в качестве сканера, обеспечивающего отклонение световых пучков на разные углы.Beam deflectors 108 are configured to deflect light beams by a predetermined angle after said resizing. Each of the beam deflectors 108 may comprise one or more mirrors or prisms. In addition, beam deflectors can function as a scanner, providing the deflection of light beams at different angles.

Элементы 110 ввода и элемент 114 вывода присоединены к волноводу 112. В частности, эти элементы 110 и 114 могут быть обеспечены на торцевых или боковых поверхностях волновода 112. Элементы 110 ввода выполнены с возможностью ввода световых пучков, падающих на них под заданным углом (после упомянутого отклонения упомянутыми дефлекторами 108 пучка), в волновод 112. Введенные световые пучки распространяются внутри волновода 112 вследствие полного внутреннего отражения. Волновод 112 может иметь любую определенную форму, подходящую для такого распространения света. В качестве примера, волновод 112 может иметь прямоугольное поперечное сечение. Кроме того, поперечное сечение волновода 112 может быть постоянным вдоль длины волновода 112. Тем не менее, настоящее изобретение не ограничено этой конфигурацией волновода 112. Подходящие материалы для волновода 112 включают в себя: пластмассу с высокой пропускающей способностью, оптические стекла, кварцевое стекло. Элемент 114 вывода выполнен с возможностью обеспечения дифракции и вывода световых пучков из волновода 112. Элементы 110 и 114 ввода и вывода могут быть выполнены в виде пропускающих и/или отражающих голографических элементов, в зависимости от конкретного применения. Кроме того, голографические элементы, используемые для ввода световых пучков в волновод 112 и вывода световых пуков из волновода 112, могут быть выполнены в виде дифракционных решеток, имеющих периодические или непериодические синусоидальные или несинусоидальные линии. Предпочтительно, чтобы элементы 110 и 114 ввода и вывода были выполнены из оптически прозрачных материалов.The input elements 110 and the output element 114 are connected to the waveguide 112. In particular, these elements 110 and 114 can be provided on the end or side surfaces of the waveguide 112. The input elements 110 are configured to enter light beams incident on them at a given angle (after the above deflections of said beam deflectors 108) into the waveguide 112. The introduced light beams propagate inside the waveguide 112 due to total internal reflection. The waveguide 112 may have any specific shape suitable for such a propagation of light. As an example, the waveguide 112 may have a rectangular cross section. In addition, the cross section of the waveguide 112 may be constant along the length of the waveguide 112. However, the present invention is not limited to this configuration of the waveguide 112. Suitable materials for the waveguide 112 include: high transmittance plastic, optical glasses, silica glass. The output element 114 is configured to provide diffraction and extraction of light beams from the waveguide 112. The input and output elements 110 and 114 can be made in the form of transmitting and / or reflecting holographic elements, depending on the specific application. In addition, the holographic elements used to enter the light beams into the waveguide 112 and output the light beams from the waveguide 112 can be made in the form of diffraction gratings having periodic or non-periodic sinusoidal or non-sinusoidal lines. Preferably, the input and output elements 110 and 114 are made of optically transparent materials.

Элементы 110 и 114 ввода и вывода могут иметь оптический контакт с волноводом 112. Элемент 114 вывода формируется (например, приклеивается, внедряется или наносится с использованием травления или механическим путем) на верхнюю или нижнюю поверхность (имеющую наибольшую площадь) волновода 112, вдоль которой распространяются световые пучки и от которой световые пучки отражаются вследствие полного внутреннего отражения при отсутствии элемента 114 вывода. Элемент 110 ввода формируется либо на той же поверхности, либо на противоположной поверхности волновода 112, однако световые пучки могут также входить через торец волновода 112 при определенных условиях.The input and output elements 110 and 114 may have optical contact with the waveguide 112. The output element 114 is formed (for example, glued, embedded or applied using etching or mechanically) on the upper or lower surface (having the largest area) of the waveguide 112 along which they extend light beams and from which light beams are reflected due to total internal reflection in the absence of the output element 114. The input element 110 is formed either on the same surface or on the opposite surface of the waveguide 112, however, light beams can also enter through the end of the waveguide 112 under certain conditions.

Минимальный размер элемента 110 ввода зависит от размера светового пучка, падающего на волновод 112, который, в свою очередь, зависит от толщины волновода 112 и угла распространения света в нем. Размеры волновода 112 и элемента 114 вывода определяются размерами объекта, подлежащего освещению.The minimum size of the input element 110 depends on the size of the light beam incident on the waveguide 112, which, in turn, depends on the thickness of the waveguide 112 and the angle of propagation of light in it. The dimensions of the waveguide 112 and the output element 114 are determined by the dimensions of the object to be illuminated.

В частности, элементы 110 ввода могут быть выполнены в двух вариантах осуществления. Согласно первому варианту осуществления, элемент 110 ввода представляет собой отражающий или пропускающий тонкий голографический элемент, выполненный с возможностью разложения световых пуков на световые составляющие в волноводе 112, и эти световые составляющие распространяются в волноводе 112 под разными углами распространения (см Фиг.2). Согласно второму варианту осуществления, каждый из элементов 110 ввода является отражающим или пропускающим тонким или объемным голографическим элементом, выполненным с возможностью ввода световых пучков в волновод 112 без разложения света, и световые пучки распространяются в волноводе 122 под общим углом распространения (см. Фиг. 3-4). Размеры пучков вдоль направления распространения DBlue, DGreen, DRed, DRGB (см. Фиг. 2-4) зависят от угла распространения и задаются отсутствием пересечения пучков и зазора между соседними траекториями пучков. Это так, поскольку при разложении и распространении света внутри волновода размер световых пятен для разных световых составляющих будет изменяться в зависимости от поверхности элемента вывода.In particular, input elements 110 may be implemented in two embodiments. According to the first embodiment, the input element 110 is a reflective or transmissive thin holographic element configured to decompose light bunches into light components in the waveguide 112, and these light components propagate in the waveguide 112 at different propagation angles (see FIG. 2). According to a second embodiment, each of the input elements 110 is a reflective or transmissive thin or volume holographic element configured to introduce light beams into the waveguide 112 without decomposing the light, and the light beams propagate in the waveguide 122 at a common propagation angle (see FIG. 3 -four). Dimensions beams along the direction D Blue, D Green, D Red , D RGB ( see. Fig. 2-4) depend on the spread angle of intersection and are given the absence of beams and a gap between adjacent paths of beams. This is so, since during the decomposition and propagation of light inside the waveguide, the size of light spots for different light components will vary depending on the surface of the output element.

Что касается элемента 114 вывода, то он также может быть выполнен в двух вариантах осуществления. Согласно первому варианту осуществления, элемент 114 вывода представляет собой отражающий или пропускающий тонкий или объемный голографический элемент, выполненный с возможностью формирования определенного количества коллимированных выходных пучков, зависящего от количества источников 102 света. Согласно второму варианту осуществления, элемент 114 вывода представляет собой отражающий или пропускающий тонкий или объемный голографический элемент, функционирующий в качестве полевой линзы, формирующей определенное количество сфокусированных зон просмотра на фиксированном расстоянии от волновода 112, в зависимости от количества источников 102 света.As for the output element 114, it can also be performed in two embodiments. According to the first embodiment, the output element 114 is a reflective or transmissive thin or bulk holographic element configured to generate a certain number of collimated output beams, depending on the number of light sources 102. According to a second embodiment, the output element 114 is a reflective or transmissive thin or bulk holographic element, functioning as a field lens, forming a certain number of focused viewing zones at a fixed distance from the waveguide 112, depending on the number of light sources 102.

Как следует из Фиг. 2-4, элемент 110 ввода обеспечен на нижней поверхности волновода 112, в то время как элемент 114 вывода обеспечен на верхней поверхности волновода 112. Однако настоящее изобретение не ограничено таким расположением элементов 110 и 114. Например, элементы 110 ввода могут быть обеспечены на противоположных торцах волновода 112, тем самым позволяя световым пучкам входить через торцы волновода 112.As follows from FIG. 2-4, an input element 110 is provided on the lower surface of the waveguide 112, while an output element 114 is provided on the upper surface of the waveguide 112. However, the present invention is not limited to such an arrangement of the elements 110 and 114. For example, the input elements 110 can be provided on opposite the ends of the waveguide 112, thereby allowing light beams to enter through the ends of the waveguide 112.

Следует также отметить, что средство 116 ахроматизации используется для коррекции хроматизма, который может возникнуть вследствие распространения светового пучка внутри волновода 112.It should also be noted that the achromatization means 116 is used to correct the chromatism that may occur due to the propagation of the light beam within the waveguide 112.

Предложенное устройство 110 обеспечивает два так называемых оптических канала, формирующих две зоны просмотра (см. «глаза» на Фиг.1). Каждый из оптических каналов состоит из одного источника 102 света, одного коллиматора 104, одного расширителя 106 пучка, одного дефлектора 108 пучка, одного элемента 110 ввода, волновода 112 и элемента 114 вывода. В общем, количество оптических каналов (и, следовательно, количество зон просмотра) зависит от количества источников 102 света.The proposed device 110 provides two so-called optical channels forming two viewing zones (see “eyes” in FIG. 1). Each of the optical channels consists of one light source 102, one collimator 104, one beam expander 106, one beam deflector 108, one input element 110, a waveguide 112 and an output element 114. In general, the number of optical channels (and therefore the number of viewing areas) depends on the number of light sources 102.

Однако конфигурация оптических каналов, показанная на Фиг.1, не является исключительно возможной. В частности, на Фиг.5-7 показано, как разные компоненты, формирующие оптические каналы, могут быть реализованы в предложенном устройстве 100. Как подразумевается на Фиг. 5-6, каждый из оптических каналов, схематически проиллюстрированных в виде прямоугольников 118, содержит комбинацию источника 102 света, коллиматора 104, расширителя 106 пучка, дефлектора 108 пучка и элемента 110 ввода. Световые пучки из оптических каналов 118 вводятся в блок 120, который включает в себя волновод 112, элемент 114 вывода и, если потребуется, средство 116 ахроматизации. Световые пучки, выводимые из блока 120, далее падают на освещаемый объект 122 (который может быть экраном, например). Единственное отличие между Фиг. 5-6 заключается в расположении оптических каналов 118, т.е. оптические каналы обеспечены справа и слева относительно блока 120 на Фиг.5, в то время как на Фиг.6 оптические каналы обеспечены сверху и снизу относительно блока 120.However, the configuration of the optical channels shown in FIG. 1 is not exclusively possible. In particular, FIGS. 5-7 show how the various components forming the optical channels can be implemented in the proposed device 100. As implied in FIG. 5-6, each of the optical channels schematically illustrated as rectangles 118 comprises a combination of a light source 102, a collimator 104, a beam expander 106, a beam deflector 108, and an input element 110. The light beams from the optical channels 118 are introduced into a block 120, which includes a waveguide 112, an output element 114 and, if necessary, achromatization means 116. The light beams output from block 120 then fall onto the illuminated object 122 (which may be a screen, for example). The only difference between FIG. 5-6 consists in arranging the optical channels 118, i.e. optical channels are provided on the right and left with respect to block 120 in FIG. 5, while in FIG. 6 optical channels are provided above and below with respect to block 120.

Другая возможная конфигурация оптического канала также показана на Фиг.7. Здесь, в отличие от Фиг. 5-6, оптический канал схематически проиллюстрирован в виде прямоугольника 118′ и, как подразумевается, сформирован объединением источника 102 света, коллиматора 104 и расширителя 106 пучка. Хотя Фиг.7 иллюстрирует один оптический канал, специалистам в данной области техники должно быть очевидно, что по меньшей мере один дополнительный оптический канал может быть сформирован таким же образом в зависимости от конкретного применения. Световые пучки из оптического канала 118′ поступают в дефлектор 108 пучка. После этого световые пучки вводятся в блок 120′, который в данном случае включает в себя элемент 110 ввода, волновод 112, элемент 114 вывода и, если потребуется, средство 116 ахроматизации. Аналогично Фиг. 5-6, световые пучки, выводимые из блока 120′, далее падают на освещаемый объект 122.Another possible configuration of the optical channel is also shown in Fig.7. Here, in contrast to FIG. 5-6, the optical channel is schematically illustrated as a rectangle 118 ′ and, as implied, is formed by combining a light source 102, a collimator 104 and a beam expander 106. Although FIG. 7 illustrates one optical channel, it will be apparent to those skilled in the art that at least one additional optical channel can be formed in the same manner depending on the particular application. Light beams from the optical channel 118 ′ enter the beam deflector 108. After that, the light beams are introduced into the block 120 ′, which in this case includes an input element 110, a waveguide 112, an output element 114 and, if necessary, achromatization means 116. Similarly to FIG. 5-6, light beams output from block 120 ′ then fall onto the illuminated object 122.

Ниже описан принцип работы устройства 100.The following describes the principle of operation of the device 100.

Световые пучки, излучаемые из источников 102 света, коллимируются коллиматорами 104, изменяются (по размеру) расширителями 106 пучка, отклоняются дефлекторами 108 пучка и вводятся в волновод 112 через торцевые или боковые поверхности волновода 112 посредством элементов 110 ввода. Введенные световые пучки распространяются внутри волновода 112 за счет эффекта полного внутреннего отражения. При каждом падении световых пучков на элемент 114 вывода часть световых пучков дифрагирует на элементе 114 вывода и выводится из волновода 112. Оставшаяся часть световых пучков распространяется внутри волновода 112 дальше, а затем снова падает на элемент 114 вывода. Этот процесс повторяется несколько или более раз до тех пор, пока все световые пучки не будут выведены из волновода 112. В этой схеме световые пучки выводятся равномерно и полностью. Выведенные световые пучки освещают голографический дисплей несколькими плоскими или сходящимися волновыми фронтами в зависимости от вариантов осуществления элемента 114 вывода.The light beams emitted from the light sources 102 are collimated by the collimators 104, resized (in size) by the beam expanders 106, deflected by the beam deflectors 108, and introduced into the waveguide 112 through the end or side surfaces of the waveguide 112 via the input elements 110. The introduced light beams propagate inside the waveguide 112 due to the effect of total internal reflection. With each incident of light beams on the output element 114, part of the light beams diffracts on the output element 114 and is output from the waveguide 112. The remaining part of the light beams propagates further inside the waveguide 112, and then again falls on the output element 114. This process is repeated several or more times until all the light beams are removed from the waveguide 112. In this scheme, the light beams are output uniformly and completely. The extracted light beams illuminate the holographic display with several flat or converging wave fronts depending on the embodiments of the output element 114.

Фиг.8 иллюстрирует один примерный вариант осуществления устройства 100, в котором расширитель 106 пучка содержит дополнительный волновод 124, дополнительный элемент 126 ввода и дополнительный элемент 128 вывода. Для этого варианта осуществления расширитель 106 пучка расположен после дефлектора 108, чтобы изменять размеры световых пучков (т.е. расширять диаметр световых пучков) после упомянутого отклонения и функционировать в широком угловом диапазоне. Элементы 126 и 128 ввода и вывода присоединены к смежным или противоположным сторонам волновода 124. Элемент 126 ввода выполнен с возможностью ввода световых пучков, падающих на него, в волновод 124. Волновод 124 выполнен с возможностью обеспечивать распространения световых пучков внутри себя вследствие полного внутреннего отражения. Элемент 128 вывода выполнен с возможностью обеспечения дифракции и вывода световых пучков из волновода 124 в направлении элемента 110 ввода. Ввод/вывод световых пучков в/из волновода 112 может быть выполнен так, как описано выше со ссылкой на Фиг. 2-4.FIG. 8 illustrates one exemplary embodiment of a device 100 in which the beam expander 106 includes an additional waveguide 124, an additional input element 126, and an additional output element 128. For this embodiment, a beam expander 106 is located after the deflector 108 to resize the light beams (i.e., expand the diameter of the light beams) after the deflection and operate in a wide angular range. The input and output elements 126 and 128 are attached to adjacent or opposite sides of the waveguide 124. The input element 126 is configured to insert light beams incident on it into the waveguide 124. The waveguide 124 is configured to allow light beams to propagate within themselves due to total internal reflection. The output element 128 is configured to provide diffraction and output of the light beams from the waveguide 124 in the direction of the input element 110. The input / output of light beams to / from waveguide 112 may be performed as described above with reference to FIG. 2-4.

Аналогично элементу 110 ввода, элемент 126 ввода может быть выполнен с возможностью разложения световых пучков на их составляющие в волноводе 124 или просто с возможностью ввода световых пучков в волновод 124 без упомянутого разложения. Элемент 126 ввода может быть также выполнен в виде пропускающего голографического элемента, отражающего голографического элемента или их комбинации. Пропускающие и/или отражающие голографические элементы могут быть реализованы вместе с вогнутой линзой, выпуклой линзой, призмой или зеркалом.Similar to the input element 110, the input element 126 can be arranged to decompose the light beams into their components in the waveguide 124 or simply to enter the light beams into the waveguide 124 without said decomposition. The input element 126 can also be made in the form of a transmitting holographic element, a reflecting holographic element, or a combination thereof. The transmitting and / or reflecting holographic elements can be realized together with a concave lens, a convex lens, a prism or a mirror.

Аналогично элементу 114 вывода, элемент 128 вывода может быть выполнен в виде отражающего или пропускающего голографического элемента. Пропускающие и/или отражающие голографические элементы могут быть реализованы вместе с вогнутой линзой, выпуклой линзой, призмой или зеркалом.Similar to the output element 114, the output element 128 can be made in the form of a reflective or transmission holographic element. The transmitting and / or reflecting holographic elements can be realized together with a concave lens, a convex lens, a prism or a mirror.

Элементы 126 и 128 ввода и вывода имеют оптический контакт с волноводом 124. Элемент 128 вывода формируется (например, приклеивается, внедряется или наносится с использованием травления или механическим путем) на верхнюю или нижнюю поверхность (имеющую наибольшую площадь) волновода 124, вдоль которой распространяются световые пучки и от которой световые пучки отражаются вследствие полного внутреннего отражения при отсутствии элемента 128 вывода. Элемент 126 ввода формируется либо на той же поверхности, либо на противоположной поверхности волновода 124, однако световые пучки могут также входить через торец волновода 124 при определенных условиях.The input and output elements 126 and 128 are in optical contact with the waveguide 124. The output element 128 is formed (for example, glued, embedded or applied using etching or mechanically) on the upper or lower surface (having the largest area) of the waveguide 124, along which the light beams and from which light beams are reflected due to total internal reflection in the absence of an output element 128. The input element 126 is formed either on the same surface or on the opposite surface of the waveguide 124, however, light beams can also enter through the end of the waveguide 124 under certain conditions.

Минимальный размер элемента 126 ввода зависит от размера светового пучка, вводимого в волновод 124, который, в свою очередь, зависит от толщины волновода 124 и угла распространения света в нем. Размеры волновода 124 и элемента 128 вывода определяются размерами объекта, подлежащего освещению.The minimum size of the input element 126 depends on the size of the light beam introduced into the waveguide 124, which, in turn, depends on the thickness of the waveguide 124 and the angle of light propagation in it. The dimensions of the waveguide 124 and the output element 128 are determined by the dimensions of the object to be illuminated.

Каждый из элементов 126 и 128, используемых для ввода световых пучков в волновод 124 и вывода световых пучков из волновода 124, может быть выполнен в виде дифракционной решетки.Each of the elements 126 and 128 used to enter the light beams into the waveguide 124 and output the light beams from the waveguide 124 can be made in the form of a diffraction grating.

Световые пучки, выводимые элементом 128 вывода, имеют заданное состояние поляризации. Состояние поляризации имеет заданное значение для соответствия освещаемому объекту.The light beams output by the output element 128 have a predetermined polarization state. The polarization state has a predetermined value to match the illuminated object.

Волновод 124 может быть выполнен из одного из следующих материалов: пластмассы с высокой пропускающей способностью, оптических стекол или кварцевого стекла. Кроме того, волновод 124 может иметь постоянное прямоугольное поперечное сечение вдоль своей длины, аналогично волноводу 112. Волновод 124 имеет постоянное прямоугольное поперечное сечение при отсутствии пересечения пучков и зазора между соседними траекториями пучков.The waveguide 124 may be made of one of the following materials: high transmittance plastics, optical glasses or silica glass. In addition, the waveguide 124 may have a constant rectangular cross section along its length, similar to the waveguide 112. The waveguide 124 has a constant rectangular cross section in the absence of intersection of the beams and the gap between adjacent paths of the beams.

Элементы 126 и 128 ввода и вывода могут быть выполнены из оптически прозрачных материалов.Input and output elements 126 and 128 may be made of optically transparent materials.

Наличие дополнительного волновода 124 и элементов 126 и 128 позволяет уменьшить размеры системы, в первую очередь - размеры дефлектора и размер коллиматора, и сделать угол падения на элемент ввода менее плоским/острым. В этом варианте осуществления когерентные световые пучки после отклонения падают на элемент 126 ввода и вводятся в волновод 124. Световые пучки распространяются внутри волновода 124 за счет эффекта полного внутреннего отражения. При каждом падении световых пучков на элемент 128 вывода одна часть световых пучков дифрагирует на элементе 128 вывода и выводится из волновода 124. Другая часть световых пучков распространяется внутри волновода 124 дальше. Из волновода 124 когерентные световые пучки выводятся равномерно и полностью по частям. Выведенные световые пучки падают на элемент ввода 110 и вводятся в волновод 112. Когерентные световые пучки распространяются внутри волновода 112 за счет эффекта полного внутреннего отражения. Аналогичным образом, при каждом падении света на элемент 114 вывода одна часть световых пучков дифрагирует на элементе 114 вывода и выводится из волновода 112. Оставшаяся часть световых пучков распространяется внутри волновода 112 дальше. Из волновода 112 когерентные световые пучки выводятся равномерно и полностью по частям. The presence of an additional waveguide 124 and elements 126 and 128 makes it possible to reduce the size of the system, primarily the dimensions of the deflector and the size of the collimator, and make the angle of incidence on the input element less flat / sharp. In this embodiment, the coherent light beams after the deflection fall on the input element 126 and are introduced into the waveguide 124. The light beams propagate inside the waveguide 124 due to the effect of total internal reflection. Each time light beams incident on the output element 128, one part of the light beams diffracts on the output element 128 and is output from the waveguide 124. Another part of the light beams propagates further inside the waveguide 124. From the waveguide 124, coherent light beams are output uniformly and completely in parts. The extracted light beams are incident on the input element 110 and introduced into the waveguide 112. Coherent light beams propagate inside the waveguide 112 due to the effect of total internal reflection. Similarly, with each incident of light on the output element 114, one part of the light beams diffracts on the output element 114 and is output from the waveguide 112. The remaining part of the light beams propagates further inside the waveguide 112. From the waveguide 112, coherent light beams are output uniformly and completely in parts.

Чтобы уменьшить количество вышеуказанных конструктивных компонентов и их общий размер, ниже со ссылкой на Фиг.9-11 приводятся три модификации настоящего изобретения.In order to reduce the number of the above structural components and their overall size, three modifications of the present invention are described below with reference to FIGS.

Фиг.9 схематически иллюстрирует устройство 900 задней подсветки в соответствии с одним примером варианта осуществления настоящего изобретения. Как показано, устройство 900 задней подсветки содержит один источник 902 света, один коллиматор 904, один расширитель 906 пучка, один дефлектор 908 пучка, один делитель 909 пучка, два элемента 910 ввода, один волновод 912, один элемент 914 вывода и одно средство 916 ахроматизации. Аналогично варианту осуществления, показанному на Фиг.1, любое количество и любые типы упомянутых компонентов могут быть использованы здесь в зависимости от конкретного применения. Кроме того, компоненты, показанные на Фиг.9, аналогичны тем, что показаны на Фиг.1, и поэтому их подробное описание будет пропущено. Существенное отличие состоит в наличии делителя 909 пучка. Делитель 909 пучка обеспечен между дефлектором 908 пучка и элементами 910 ввода и выполнен с возможностью деления светового пучка, после упомянутого отклонения дефлектором 908 пучка, на два субпучка и направления каждого из упомянутых двух субпучков на соответствующий один из упомянутых двух элементов 910 ввода. Должно быть очевидно, что количество субпучков может быть больше, чем два, если потребуется.FIG. 9 schematically illustrates a backlight device 900 in accordance with one example embodiment of the present invention. As shown, the backlight device 900 comprises one light source 902, one collimator 904, one beam expander 906, one beam deflector 908, one beam divider 909, two input elements 910, one waveguide 912, one output element 914 and one achromatization means 916 . Similarly to the embodiment shown in FIG. 1, any number and any types of said components may be used here depending on the particular application. In addition, the components shown in FIG. 9 are similar to those shown in FIG. 1, and therefore, a detailed description thereof will be omitted. A significant difference is the presence of a beam splitter 909. A beam divider 909 is provided between the beam deflector 908 and the input elements 910 and is configured to divide the light beam, after said deflection of the beam deflector 908, into two sub-beams and direct each of the two sub-beams to a respective one of the two input elements 910. It should be obvious that the number of sub-beams may be more than two, if necessary.

Ниже описан принцип работы устройства 900.The principle of operation of the device 900 is described below.

Световой пучок излучается из источника 902 света, коллимируется коллиматором 904, изменяется (по размеру) расширителем 906 пучка, отклоняется дефлектором 908 пучка и разделяется делителем 909 пучка на два субпучка. Далее субпучки вводятся в волновод 912 через торцевые или боковые поверхности волновода 912 с помощью элемента 910 ввода. Введенные субпучки распространяются внутри волновода 912 за счет эффекта полного внутреннего отражения. При падении на элемент 914 вывода субпучки дифрагируют и выводятся из волновода 912. В этой схеме субпучки выводятся равномерно и полностью. Выведенные субпучки используются для освещения голографического дисплея несколькими плоскими или сходящимися волновыми фронтами в зависимости от вариантов осуществления элемента 914 вывода. В этом случае все зоны просмотра управляются синхронным (взаимно зависимым) образом.A light beam is emitted from a light source 902, collimated by a collimator 904, resized (in size) by a beam expander 906, deflected by a beam deflector 908, and divided by a beam divider 909 into two sub-beams. Next, the subbeams are introduced into the waveguide 912 through the end or side surfaces of the waveguide 912 using the input element 910. The introduced subbeams propagate inside waveguide 912 due to the effect of total internal reflection. When falling onto the output element 914, the sub-beams are diffracted and removed from the waveguide 912. In this scheme, the sub-beams are output uniformly and completely. The derived sub-beams are used to illuminate the holographic display with several plane or converging wave fronts depending on the embodiments of the output element 914. In this case, all viewing areas are controlled in a synchronous (mutually dependent) manner.

Фиг.10 схематически иллюстрирует устройство 1000 задней подсветки в соответствии с одним примером варианта осуществления настоящего изобретения. Как показано, устройство 1000 задней подсветки содержит один источник 1002 света, один коллиматор 1004, один расширитель 1006 пучка, один делитель 1007 пучка, два дефлектора 1008 пучка, два элемента 1010 ввода, один волновод 1012, один элемент 1014 вывода и одно средство 1016 ахроматизации. Аналогично варианту осуществления, показанному на Фиг.1, любое количество и любые типы упомянутых компонентов могут быть использованы здесь в зависимости от конкретного применения. Кроме того, компоненты, показанные на Фиг.10, аналогичны тем, что показаны на Фиг.1, и поэтому их подробное описание будет пропущено. Существенное отличие состоит в наличии делителя 1007 пучка. Делитель 1007 пучка обеспечен между расширителем 1006 пучка и дефлекторами 1008 пучка и выполнен с возможностью деления светового пучка, после упомянутого изменения размера расширителем 1006 пучка, на два субпучка и направления каждого из упомянутых двух субпучков на соответствующий один из упомянутых двух дефлекторов 1008 пучка. В свою очередь, каждый из упомянутых двух дефлекторов 1008 пучка выполнен с возможностью, после отклонения, направления одного из упомянутых двух субпучков на соответствующий один из упомянутых двух элементов 1010 ввода. Должно быть очевидно, что количество субпучков может быть больше, чем два, если потребуется.10 schematically illustrates a backlight device 1000 in accordance with one example embodiment of the present invention. As shown, the backlight device 1000 comprises one light source 1002, one collimator 1004, one beam expander 1006, one beam divider 1007, two beam deflectors 1008, two input elements 1010, one waveguide 1012, one output element 1014 and one achromatization means 1016 . Similarly to the embodiment shown in FIG. 1, any number and any types of said components may be used here depending on the particular application. In addition, the components shown in FIG. 10 are similar to those shown in FIG. 1, and therefore, a detailed description thereof will be omitted. A significant difference is the presence of a beam splitter 1007. A beam divider 1007 is provided between the beam expander 1006 and the beam deflectors 1008 and is configured to divide the light beam, after said resizing by the beam expander 1006, into two sub-beams and direct each of these two sub-beams to a respective one of the two beam deflectors 1008. In turn, each of said two beam deflectors 1008 is configured to, after deflecting, direct one of said two sub-beams to a corresponding one of said two input elements 1010. It should be obvious that the number of sub-beams may be more than two, if necessary.

Ниже описан принцип работы устройства 1000.The following describes the principle of operation of the device 1000.

Световой пучок излучается из источника 1002 света, коллимируется коллиматором 1004, изменяется (по размеру) расширителем 1006 пучка и разделяется делителем 1007 пучка на два субпучка. Далее каждый из субпучков отклоняется соответствующим одним из дефлекторов 1008 пучка, а затем вводится в волновод 1012 через торцевые или боковые поверхности волновода 1012 с помощью соответствующего одного из элементов 1010 ввода. Введенные субпучки распространяются внутри волновода 1012 за счет эффекта полного внутреннего отражения. При падении на элемент 1014 вывода субпучки дифрагируют и выводятся из волновода 1012. В этой схеме субпучки выводятся равномерно и полностью. Выведенные субпучки используются для освещения голографического дисплея несколькими плоскими или сходящимися волновыми фронтами в зависимости от вариантов осуществления элемента 1014 вывода. В этом случае все зоны просмотра управляются независимым образом.A light beam is emitted from a light source 1002, collimated by a collimator 1004, resized (in size) by a beam expander 1006, and divided by a beam divider 1007 into two sub-beams. Next, each of the subbeams is deflected by one of the beam deflectors 1008, and then introduced into the waveguide 1012 through the end or side surfaces of the waveguide 1012 using the corresponding one of the input elements 1010. The introduced subbeams propagate inside waveguide 1012 due to the effect of total internal reflection. When falling onto the output element 1014, the sub-beams are diffracted and removed from the waveguide 1012. In this scheme, the sub-beams are output uniformly and completely. The derived sub-beams are used to illuminate the holographic display with several plane or converging wave fronts depending on the embodiments of the output element 1014. In this case, all viewing areas are independently managed.

Фиг.11 схематически иллюстрирует устройство 1100 задней подсветки в соответствии с одним примером варианта осуществления настоящего изобретения. Как показано, устройство 1100 задней подсветки содержит один источник 1102 света, один коллиматор 1104, один расширитель 1106 пучка, один дефлектор 1108 пучка, один переключатель 1109, один элемент 1110 ввода, один волновод 1112, один элемент 1114 вывода и одно средство 1116 ахроматизации. Аналогично варианту осуществления, показанному на Фиг.1, любое количество и любые типы упомянутых компонентов могут быть использованы здесь в зависимости от конкретного применения. Кроме того, компоненты, показанные на Фиг.11, аналогичны тем, что показаны на Фиг.1, и поэтому их подробное описание будет пропущено. Существенное отличие состоит в наличии переключателя 1109. Переключатель 1109 обеспечен между дефлектором 1108 пучка и элементов 1110 ввода и выполнен с возможностью изменения направления светового пучка перед тем, как световой пучок войдет в волновод 1112 через элемент 1110 ввода, тем самым последовательно формируя несколько зон просмотра. 11 schematically illustrates a backlight device 1100 in accordance with one example embodiment of the present invention. As shown, the backlight device 1100 comprises one light source 1102, one collimator 1104, one beam expander 1106, one beam deflector 1108, one switch 1109, one input element 1110, one waveguide 1112, one output element 1114 and one achromatization means 1116. Similarly to the embodiment shown in FIG. 1, any number and any types of said components may be used here depending on the particular application. In addition, the components shown in FIG. 11 are similar to those shown in FIG. 1, and therefore, a detailed description thereof will be omitted. A significant difference is the presence of the switch 1109. The switch 1109 is provided between the beam deflector 1108 and the input elements 1110 and is configured to change the direction of the light beam before the light beam enters the waveguide 1112 through the input element 1110, thereby sequentially forming several viewing zones.

Ниже описан принцип работы устройства 1100.The following describes the operating principle of the device 1100.

Световой пучок излучается из источника 1102 света, коллимируется коллиматором 1104, изменяется (по размеру) расширителем 1106 пучка, отклоняется дефлектором 1108 пучка, перенаправляется переключателем 1109 и вводится в волновод 1112 через торцевые или боковые поверхности волновода 1112 с помощью элемента ввода 1110. Введенный световой пучок распространяется внутри волновода 1112 за счет эффекта полного внутреннего отражения. При падении на элемент 1114 вывода световой пучок дифрагирует и выводится из волновода 1112. В этой схеме световой пучок выводится равномерно и полностью. Выведенный световой пучок используется для освещения голографического дисплея несколькими плоскими или сходящимися волновыми фронтами в зависимости от вариантов осуществления элемента 1114 вывода. В этом случае все зоны просмотра управляются независимым образом, и обеспечивается минимальное количество компонентов. Количество зон просмотра зависит от переключателя 1109. Переключатель 1109 может быть реализован как часть дефлектора 1108 пучка.The light beam is emitted from the light source 1102, collimated by the collimator 1104, resized (in size) by the beam expander 1106, deflected by the beam deflector 1108, redirected by the switch 1109, and introduced into the waveguide 1112 through the end or side surfaces of the waveguide 1112 using the input element 1110. The introduced light beam propagates inside the waveguide 1112 due to the effect of total internal reflection. When it falls on the output element 1114, the light beam diffracts and is output from the waveguide 1112. In this scheme, the light beam is output uniformly and completely. The extracted light beam is used to illuminate the holographic display with several plane or converging wave fronts depending on the embodiments of the output element 1114. In this case, all viewing areas are independently controlled and a minimum number of components is provided. The number of viewing zones depends on switch 1109. Switch 1109 may be implemented as part of beam deflector 1108.

Следует отметить, что варианты осуществления, показанные на Фиг.9-11, не подразумевают какое-либо ограничение порядка действий, выполняемых предложенными устройствами задней подсветки. Например, упомянутое изменение размера светового пучка может выполняться после упомянутого отклонения светового пучка, как обсуждалось выше со ссылкой на Фиг.8. Другое изменение порядка действий также возможно и зависит от конкретного применения, как должно быть очевидно специалистам в данной области техники.It should be noted that the embodiments shown in FIGS. 9-11 do not imply any limitation on the order of actions performed by the proposed backlight devices. For example, said change in the size of the light beam can be performed after said deflection of the light beam, as discussed above with reference to FIG. Another change in the order of actions is also possible and depends on the specific application, as should be obvious to specialists in this field of technology.

Предложенное решение будет эффективно работать с лазерными диодами в качестве источников света. Использование множества лазерных диодов приводит к интенсивному нагреванию оптической системы. Чтобы минимизировать это нагревание, необходимо использовать оптический материал с очень низким поглощением (пластмассу с высокой пропускающей способностью, оптические стекла, кварцевое стекло).The proposed solution will work effectively with laser diodes as light sources. The use of multiple laser diodes leads to intense heating of the optical system. To minimize this heating, it is necessary to use an optical material with a very low absorption (plastic with high transmittance, optical glass, silica glass).

Хотя в данном документе были раскрыты примерные варианты осуществления настоящего изобретения, следует отметить, что в этих вариантах осуществления настоящего изобретения могут быть выполнены любые изменения и модификации без отступления от объема правовой охраны, который определяется приложенной формулой изобретения. В приложенной формуле изобретения упоминание элементов в единственном числе не исключает наличия множества таких элементов, если в явном виде не указано иное.Although exemplary embodiments of the present invention have been disclosed herein, it should be noted that in these embodiments of the present invention, any changes and modifications can be made without departing from the scope of legal protection that is determined by the attached claims. In the appended claims, reference to the singular does not exclude the presence of a plurality of such elements unless explicitly stated otherwise.

Claims (52)

1. Устройство задней подсветки, содержащее:
по меньшей мере один источник света, излучающий световой пучок;
по меньшей мере один коллиматор, выполненный с возможностью коллимации светового пучка, излученного источником света;
по меньшей мере один расширитель пучка, выполненный с возможностью изменения размера светового пучка после упомянутой коллимации;
по меньшей мере один дефлектор пучка, выполненный с возможностью отклонения светового пучка после упомянутого изменения размера;
волновод; и
по меньшей мере один элемент ввода и элемент вывода, которые расположены на разных торцевых или боковых поверхностях волновода или на одной и той же торцевой или боковой поверхности волновода, причем элемент ввода выполнен с возможностью ввода светового пучка, падающего на него, в волновод, при этом волновод выполнен с возможностью обеспечения распространения светового пучка внутри себя вследствие полного внутреннего отражения, и элемент вывода выполнен с возможностью обеспечения дифракции и вывода светового пучка из волновода в направлении объекта, подлежащего освещению.1. The backlight device containing:
at least one light source emitting a light beam;
at least one collimator configured to collimate a light beam emitted by a light source;
at least one beam expander configured to resize the light beam after said collimation;
at least one beam deflector configured to deflect the light beam after said resizing;
waveguide; and
at least one input element and output element, which are located on different end or side surfaces of the waveguide or on the same end or side surface of the waveguide, and the input element is configured to enter a light beam incident on it into the waveguide, while the waveguide is configured to allow propagation of the light beam within itself due to total internal reflection, and the output element is configured to diffract and output the light beam from the waveguide to the appearance of the subject to be illuminated. 2. Устройство по п. 1, дополнительно содержащее средство ахроматизации, выполненное с возможностью коррекции хроматизма, возникающего вследствие распространения светового пучка внутри волновода.2. The device according to claim 1, further comprising an achromatization means configured to correct chromatism arising from the propagation of a light beam inside the waveguide. 3. Устройство по п. 1, в котором упомянутый по меньшей мере один источник света содержит лазерный диод, светоизлучающий диод, твердотельный лазер или волоконный лазер. 3. The device according to claim 1, wherein said at least one light source comprises a laser diode, a light emitting diode, a solid state laser, or a fiber laser. 4. Устройство по п. 1, в котором световой пучок, излучаемый упомянутым по меньшей мере одним источником света, представляет собой многоцветный или белый когерентный световой пучок.4. The device according to claim 1, in which the light beam emitted by said at least one light source is a multicolor or white coherent light beam. 5. Устройство по п. 1, в котором упомянутый по меньшей мере один коллиматор состоит из одной или более вогнутых и/или выпуклых линз и/или голографических оптических элементов.5. The device according to claim 1, wherein said at least one collimator consists of one or more concave and / or convex lenses and / or holographic optical elements. 6. Устройство по п. 1, в котором упомянутый по меньшей мере один расширитель пучка состоит из одной или более вогнутых и/или выпуклых линз и/или голографических оптических элементов.6. The device according to claim 1, wherein said at least one beam expander consists of one or more concave and / or convex lenses and / or holographic optical elements. 7. Устройство по п. 1, в котором упомянутый по меньшей мере один дефлектор пучка состоит из одного или более зеркал или призм.7. The device according to claim 1, wherein said at least one beam deflector consists of one or more mirrors or prisms. 8. Устройство по п. 1, в котором упомянутый по меньшей мере один элемент ввода выполнен с возможностью разложения светового пучка на его составляющие в волноводе или ввода светового пучка в волновод без разложения.8. The device according to claim 1, wherein said at least one input element is configured to decompose the light beam into its components in the waveguide or to enter the light beam into the waveguide without decomposition. 9. Устройство по п. 1, в котором упомянутый по меньшей мере один элемент ввода выполнен в виде пропускающего голографического элемента, отражающего голографического элемента или их комбинации.9. The device according to claim 1, wherein said at least one input element is made in the form of a transmitting holographic element, a reflecting holographic element, or a combination thereof. 10. Устройство по п. 9, в котором пропускающий и/или отражающий голографические элементы выполнены вместе с вогнутой линзой, выпуклой линзой, призмой или зеркалом.10. The device according to claim 9, in which the transmitting and / or reflecting holographic elements are made together with a concave lens, a convex lens, a prism or a mirror. 11. Устройство по п. 1, в котором элемент вывода выполнен в виде отражающего или пропускающего голографического элемента.11. The device according to claim 1, in which the output element is made in the form of a reflecting or transmitting holographic element. 12. Устройство по любому одному из пп. 9-11, в котором каждый из голографических элементов, используемых для ввода светового пучка в волновод и вывода светового пучка из волновода, выполнен в виде дифракционной решетки.12. The device according to any one of paragraphs. 9-11, in which each of the holographic elements used to enter the light beam into the waveguide and output the light beam from the waveguide, is made in the form of a diffraction grating. 13. Устройство по п. 1, в котором элемент вывода выполнен с возможностью формирования коллимированных выходных световых пучков, причем количество коллимированных выходных световых пучков зависит от количества источников света.13. The device according to claim 1, in which the output element is configured to form collimated output light beams, the number of collimated output light beams depending on the number of light sources. 14. Устройство по п. 1, в котором элемент вывода выполнен в виде полевой линзы, формирующей сфокусированные зоны просмотра на фиксированном расстоянии от волновода, причем количество сфокусированных зон просмотра зависит от количества источников света.14. The device according to claim 1, in which the output element is made in the form of a field lens forming a focused viewing area at a fixed distance from the waveguide, the number of focused viewing areas depending on the number of light sources. 15. Устройство по п. 1, в котором световой пучок, выводимый элементом вывода, имеет заданное состояние поляризации, имеющее заданное значение, чтобы соответствовать освещаемому объекту.15. The device according to claim 1, in which the light beam output by the output element has a predetermined polarization state having a predetermined value to correspond to the illuminated object. 16. Устройство по п. 1, в котором волновод выполнен из одного из следующих материалов: пластмассы с высокой пропускающей способностью, оптических стекол или кварцевого стекла. 16. The device according to claim 1, in which the waveguide is made of one of the following materials: plastic with high transmittance, optical glasses or quartz glass. 17. Устройство по п. 1, в котором волновод имеет постоянное прямоугольное поперечное сечение вдоль своей длины, причем постоянное прямоугольное поперечное сечение обеспечивает отсутствие пересечения пучков и какого-либо зазора между соседними траекториями пучков.17. The device according to claim 1, in which the waveguide has a constant rectangular cross section along its length, and a constant rectangular cross section ensures the absence of intersection of the beams and any gap between adjacent paths of the beams. 18. Устройство по п. 1, в котором элементы ввода и вывода выполнены из оптически прозрачных материалов.18. The device according to claim 1, in which the input and output elements are made of optically transparent materials. 19. Устройство по п. 1, содержащее:
по меньшей мере два элемента ввода, и
дополнительно содержащее:
делитель пучка между упомянутым по меньшей мере одним дефлектором пучка и упомянутыми по меньшей мере двумя элементами ввода;
причем делитель пучка выполнен с возможностью деления светового пучка, после упомянутого отклонения, на по меньшей мере два субпучка и направления каждого из по меньшей мере двух субпучков на соответствующий один из упомянутых по меньшей мере двух элементов ввода. 19. The device according to claim 1, containing:
at least two input elements, and
optionally containing:
a beam splitter between said at least one beam deflector and said at least two input elements;
moreover, the beam splitter is made with the possibility of dividing the light beam, after the aforementioned deviation, into at least two sub-beams and directing each of at least two sub-beams into a corresponding one of the at least two input elements. 20. Устройство по п. 1, содержащее:
по меньшей мере два дефлектора пучка,
по меньшей мере два элемента ввода, и
дополнительно содержащее:
делитель пучка между упомянутым по меньшей мере одним расширителем пучка и упомянутыми по меньшей мере двумя дефлекторами пучка;
причем делитель пучка выполнен с возможностью деления светового пучка, после упомянутого изменения размера, на по меньшей мере два субпучка и направления каждого из упомянутых по меньшей мере двух субпучков на соответствующий один из упомянутых по меньшей мере двух дефлекторов пучка; и
каждый из упомянутых по меньшей мере двух дефлекторов пучка выполнен с возможностью, после упомянутого отклонения, направления одного из упомянутых по меньшей мере двух субпучков на соответствующий один из упомянутых по меньшей двух элементов ввода. 20. The device according to claim 1, containing:
at least two beam deflectors,
at least two input elements, and
optionally containing:
a beam splitter between said at least one beam expander and said at least two beam deflectors;
moreover, the beam splitter is made with the possibility of dividing the light beam, after said resizing, into at least two sub-beams and directing each of said at least two sub-beams into a corresponding one of said at least two beam deflectors; and
each of said at least two beam deflectors is configured to, after said deflection, direct one of said at least two sub-beams to a corresponding one of said at least two input elements. 21. Устройство по п. 1, дополнительно содержащее переключатель между упомянутым по меньшей мере одним дефлектором пучка и упомянутым по меньшей мере одним элементом ввода, причем переключатель выполнен с возможностью изменения направления светового пучка перед тем, как световой пучок будет введен в волновод через упомянутый по меньшей мере один элемент ввода, и последовательного формирования нескольких зон просмотра.21. The device according to claim 1, further comprising a switch between said at least one beam deflector and said at least one input element, the switch being configured to change the direction of the light beam before the light beam is introduced into the waveguide through said at least one input element, and sequentially forming several viewing zones. 22. Устройство по п. 1, выполненное с возможностью использования в мобильном устройстве или системе визуализации.22. The device according to claim 1, made with the possibility of use in a mobile device or visualization system. 23. Устройство задней подсветки, содержащее:
по меньшей мере один источник света, излучающий световой пучок;
по меньшей мере один коллиматор, выполненный с возможностью коллимации светового пучка, излученного источником света;
по меньшей мере один дефлектор пучка, выполненный с возможностью отклонения светового пучка после упомянутой коллимации;
по меньшей мере один расширитель пучка, выполненный с возможностью изменения размера светового пучка после упомянутого отклонения;
первый волновод; и
по меньшей мере один первый элемент ввода и первый элемент вывода, которые расположены на разных торцевых или боковых поверхностях первого волновода или на одной и той же торцевой или боковой поверхности первого волновода, причем первый элемент ввода выполнен с возможностью ввода светового пучка, падающего на него, в первый волновод, при этом первый волновод выполнен с возможностью обеспечения распространения светового пучка внутри себя посредством полного внутреннего отражения, и первый элемент вывода выполнен с возможностью обеспечения дифракции и вывода светового пучка из первого волновода в направлении объекта, подлежащего освещению.23. A backlight device comprising:
at least one light source emitting a light beam;
at least one collimator configured to collimate a light beam emitted by a light source;
at least one beam deflector configured to deflect the light beam after said collimation;
at least one beam expander configured to change the size of the light beam after said deflection;
first waveguide; and
at least one first input element and a first output element, which are located on different end or side surfaces of the first waveguide or on the same end or side surface of the first waveguide, the first input element being configured to input a light beam incident on it, into the first waveguide, wherein the first waveguide is configured to propagate the light beam within itself through total internal reflection, and the first output element is configured to provide Nia diffraction and outputting the light beam from the first waveguide in the direction of the object to be light. 24. Устройство по п. 23, дополнительно содержащее средство ахроматизации, выполненное с возможностью коррекции хроматизма, возникающего вследствие распространения светового пучка внутри первого волновода.24. The device according to p. 23, additionally containing means of achromatization made with the possibility of correction of chromatism arising from the propagation of a light beam inside the first waveguide. 25. Устройство по п. 23, в котором упомянутый по меньшей мере один источник света содержит лазерный диод, светоизлучающий диод, твердотельный лазер или волоконный лазер.25. The device of claim 23, wherein said at least one light source comprises a laser diode, a light emitting diode, a solid state laser, or a fiber laser. 26. Устройство по п. 23, в котором световой пучок, излучаемый упомянутым по меньшей мере одним источником света, представляет собой многоцветный или белый когерентный световой пучок.26. The device according to p. 23, in which the light beam emitted by the aforementioned at least one light source is a multicolor or white coherent light beam. 27. Устройство по п. 23, в котором упомянутый по меньшей мере один коллиматор состоит из одной или более вогнутых и/или выпуклых линз и/или голографических оптических элементов.27. The device according to p. 23, in which said at least one collimator consists of one or more concave and / or convex lenses and / or holographic optical elements. 28. Устройство по п. 23, в котором упомянутый по меньшей мере один дефлектор пучка состоит из одного или более зеркал или призм.28. The device according to p. 23, in which said at least one beam deflector consists of one or more mirrors or prisms. 29. Устройство по п. 23, в котором упомянутый по меньшей мере один первый элемент ввода выполнен с возможностью разложения светового пучка на его составляющие в волноводе или ввода светового пучка в первый волновод без разложения.29. The device according to p. 23, in which said at least one first input element is configured to decompose the light beam into its components in the waveguide or to enter the light beam into the first waveguide without decomposition. 30. Устройство по п. 23, в котором упомянутый по меньшей мере один первый элемент ввода выполнен в виде пропускающего голографического элемента, отражающего голографического элемента или их комбинации.30. The device according to p. 23, in which said at least one first input element is made in the form of a transmitting holographic element, a reflecting holographic element, or a combination thereof. 31. Устройство по п. 30, в котором пропускающий и/или отражающий голографические элементы выполнены вместе с вогнутой линзой, выпуклой линзой, призмой или зеркалом.31. The device according to p. 30, in which the transmitting and / or reflecting holographic elements are made together with a concave lens, a convex lens, a prism or a mirror. 32. Устройство по п. 23, в котором первый элемент вывода выполнен в виде отражающего или пропускающего голографического элемента. 32. The device according to p. 23, in which the first output element is made in the form of a reflecting or transmitting holographic element. 33. Устройство по любому одному из пп. 30-32, в котором каждый из голографических элементов, используемых для ввода светового пучка в первый волновод и вывода светового пучка из первого волновода, выполнен в виде дифракционной решетки.33. The device according to any one of paragraphs. 30-32, in which each of the holographic elements used to enter the light beam into the first waveguide and output the light beam from the first waveguide, is made in the form of a diffraction grating. 34. Устройство по п. 23, в котором первый элемент вывода выполнен с возможностью формирования коллимированных выходных световых пучков, причем количество коллимированных выходных световых пучков зависит от количества источников света.34. The device according to p. 23, in which the first output element is configured to form collimated output light beams, the number of collimated output light beams depending on the number of light sources. 35. Устройство по п. 23, в котором первый элемент вывода выполнен в виде полевой линзы, формирующей сфокусированные зоны просмотра на фиксированном расстоянии от первого волновода, причем количество сфокусированных зон просмотра зависит от количества источников света.35. The device according to p. 23, in which the first output element is made in the form of a field lens forming a focused viewing area at a fixed distance from the first waveguide, the number of focused viewing areas depending on the number of light sources. 36. Устройство по п. 23, в котором световой пучок, выводимый первым элементом вывода, имеет заданное состояние поляризации, имеющее заданное значение, чтобы соответствовать освещаемому объекту.36. The device according to p. 23, in which the light beam output by the first output element has a predetermined polarization state having a predetermined value to correspond to the illuminated object. 37. Устройство по п. 23, в котором первый волновод выполнен из одного из следующих материалов: пластмассы с высокой пропускающей способностью, оптических стекол или кварцевого стекла.37. The device according to p. 23, in which the first waveguide is made of one of the following materials: plastic with high transmittance, optical glasses or quartz glass. 38. Устройство по п. 23, в котором первый волновод имеет постоянное прямоугольное поперечное сечение вдоль своей длины, причем постоянное прямоугольное поперечное сечение обеспечивает отсутствие пересечения пучков и какого-либо зазора между соседними траекториями пучков.38. The device according to p. 23, in which the first waveguide has a constant rectangular cross section along its length, and a constant rectangular cross section ensures that the beams do not intersect and there is no gap between adjacent beam paths. 39. Устройство по п. 23, в котором первые элементы ввода и вывода выполнены из оптически прозрачных материалов.39. The device according to p. 23, in which the first input and output elements are made of optically transparent materials. 40. Устройство по п. 23, содержащее:
по меньшей мере два расширителя пучка,
по меньшей мере два первых элемента ввода, и
дополнительно содержащее:
делитель пучка между упомянутым по меньшей мере одним дефлектором пучка и упомянутыми по меньшей мере двумя расширителями пучка;
причем делитель пучка выполнен с возможностью деления светового пучка, после упомянутого отклонения, на по меньшей мере два субпучка и направления каждого из упомянутых по меньшей мере двух субпучков на соответствующий один из упомянутых по меньшей мере двух расширителей пучка; и
каждый из упомянутых по меньшей мере двух расширителей пучка выполнен с возможностью, после упомянутого изменения размера, направления каждого из упомянутых по меньшей мере двух субпучков на соответствующий один из упомянутых по меньшей мере двух первых элементов ввода.40. The device according to p. 23, containing:
at least two beam expanders,
at least two first input elements, and
optionally containing:
a beam splitter between said at least one beam deflector and said at least two beam expanders;
moreover, the beam splitter is made with the possibility of dividing the light beam, after said deflection, into at least two sub-beams and directing each of said at least two sub-beams into a corresponding one of said at least two beam expanders; and
each of said at least two beam expanders is configured to, after said resizing, direct each of said at least two sub-beams to a corresponding one of said at least two first input elements. 41. Устройство по п. 23, содержащее:
по меньшей мере два дефлектора пучка,
по меньшей мере два расширителя пучка,
по меньшей мере два первых элемента ввода, и
дополнительно содержащее:
делитель пучка между упомянутым коллиматором и упомянутыми по меньшей мере двумя дефлекторами пучка;
причем делитель пучка выполнен с возможностью деления светового пучка, после упомянутой коллимации, на по меньшей мере два субпучка и направления каждого из упомянутых по меньшей мере двух субпучков на соответствующий один из упомянутых по меньшей мере двух дефлекторов пучка;
каждый из упомянутых по меньшей мере двух дефлекторов пучка выполнен с возможностью, после упомянутого отклонения, направления каждого из упомянутых по меньшей мере двух субпучков на соответствующий один из упомянутых по меньшей двух расширителей пучка; и
каждый из упомянутых по меньшей мере двух расширителей пучка выполнен с возможностью, после упомянутого изменения размера, направления каждого из упомянутых по меньшей мере двух субпучков на соответствующий один из упомянутых двух первых элементов ввода.41. The device according to p. 23, containing:
at least two beam deflectors,
at least two beam expanders,
at least two first input elements, and
optionally containing:
a beam splitter between said collimator and said at least two beam deflectors;
moreover, the beam splitter is configured to divide the light beam, after said collimation, into at least two sub-beams and direct each of said at least two sub-beams into a corresponding one of said at least two beam deflectors;
each of said at least two beam deflectors is configured to, after said deflection, direct each of said at least two sub-beams to a corresponding one of said at least two beam expanders; and
each of said at least two beam expanders is configured to, after said resizing, direct each of said at least two sub-beams to a respective one of said two first entry elements. 42. Устройство по п. 23, дополнительно содержащее переключатель между упомянутым по меньшей мере одним дефлектором пучка и упомянутым по меньшей мере одним расширителем пучка, причем переключатель выполнен с возможностью изменения направления светового пучка перед тем, как световой пучок будет расширен упомянутым по меньшей мере одним расширителем пучка и введен в первый волновод через упомянутый по меньшей мере один первый элемент ввода, чтобы последовательно сформировать несколько зон просмотра. 42. The device according to p. 23, further comprising a switch between said at least one beam deflector and said at least one beam expander, the switch being configured to change the direction of the light beam before the light beam is expanded by said at least one a beam expander and introduced into the first waveguide through the aforementioned at least one first input element to sequentially form several viewing zones. 43. Устройство по п. 23, в котором упомянутый расширитель пучка содержит второй волновод, по меньшей мере один второй элемент ввода и второй элемент вывода, причем вторые элементы ввода и вывода расположены на разных торцевых или боковых поверхностях второго волновода или на одной и той же торцевой или боковой поверхности второго волновода, при этом второй элемент ввода выполнен с возможностью ввода светового пучка, падающего на него после упомянутого отклонения, во второй волновод, второй волновод выполнен с возможностью обеспечения распространения светового пучка внутри себя посредством полного внутреннего отражения, и второй элемент вывода выполнен с возможностью обеспечения дифракции и вывода светового пучка из второго волновода в направлении первого элемента ввода. 43. The device according to p. 23, in which the said beam expander contains a second waveguide, at least one second input element and a second output element, and the second input and output elements are located on different end or side surfaces of the second waveguide or on the same the end or side surface of the second waveguide, while the second input element is configured to enter a light beam incident on it after the aforementioned deviation into the second waveguide, the second waveguide is configured to provide eliminating the light beam inside itself by means of total internal reflection, and the second output element is configured to diffract and output the light beam from the second waveguide in the direction of the first input element. 44. Устройство по п. 43, в котором упомянутый по меньшей мере один второй элемент ввода выполнен с возможностью разложения светового пучка на его составляющие во втором волноводе или ввода светового пучка во второй волновод без разложения.44. The device according to p. 43, in which the said at least one second input element is configured to decompose the light beam into its components in the second waveguide or input the light beam into the second waveguide without decomposition. 45. Устройство по п. 43, в котором упомянутый по меньшей мере один второй элемент ввода выполнен в виде пропускающего голографического элемента, отражающего голографического элемента или их комбинации.45. The device according to p. 43, in which said at least one second input element is made in the form of a transmitting holographic element, a reflecting holographic element, or a combination thereof. 46. Устройство по п. 45, в котором пропускающий и/или отражающий голографические элементы реализованы вместе с вогнутой линзой, выпуклой линзой, призмой или зеркалом.46. The device according to p. 45, in which the transmitting and / or reflecting holographic elements are implemented together with a concave lens, a convex lens, a prism or a mirror. 47. Устройство по п. 43, в котором второй элемент вывода выполнен в виде отражающего или пропускающего голографического элемента.47. The device according to p. 43, in which the second output element is made in the form of a reflecting or transmitting holographic element. 48. Устройство по любому одному из пп. 45-47, в котором каждый из голографических элементов, используемых для ввода светового пучка во второй волновод и вывода светового пучка из второго волновода, выполнен в виде дифракционной решетки.48. The device according to any one of paragraphs. 45-47, in which each of the holographic elements used to enter the light beam into the second waveguide and output the light beam from the second waveguide, is made in the form of a diffraction grating. 49. Устройство по п. 43, в котором второй волновод выполнен из одного из следующих материалов: пластмассы с высокой пропускающей способностью, оптических стекол или кварцевого стекла.49. The device according to p. 43, in which the second waveguide is made of one of the following materials: plastic with high transmittance, optical glasses or quartz glass. 50. Устройство по п. 43, в котором второй волновод имеет постоянное прямоугольное поперечное сечение вдоль своей длины, причем постоянное прямоугольное поперечное сечение обеспечивает отсутствие пересечения пучков и какого-либо зазора между соседними траекториями пучков.50. The device according to p. 43, in which the second waveguide has a constant rectangular cross section along its length, and a constant rectangular cross section ensures that the beams do not intersect and there is no gap between adjacent beam paths. 51. Устройство по п. 43, в котором вторые элементы ввода и вывода выполнены из оптически прозрачных материалов.51. The device according to p. 43, in which the second input and output elements are made of optically transparent materials. 52. Устройство по п. 23, выполненное с возможностью использования в мобильном устройстве или системе визуализации. 52. The device according to p. 23, made with the possibility of use in a mobile device or visualization system.
RU2014146782/28A 2014-11-20 2014-11-20 Backlight device and versions thereof RU2592147C2 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014146782/28A RU2592147C2 (en) 2014-11-20 2014-11-20 Backlight device and versions thereof
KR1020140178716A KR102299367B1 (en) 2014-11-20 2014-12-11 Backlight unit for holographic display apparatus and holographic display apparatus including the same
US14/926,095 US10191196B2 (en) 2014-11-20 2015-10-29 Backlight unit for holographic display apparatus and holographic display apparatus including the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014146782/28A RU2592147C2 (en) 2014-11-20 2014-11-20 Backlight device and versions thereof

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2014146782A RU2014146782A (en) 2016-06-10
RU2592147C2 true RU2592147C2 (en) 2016-07-20

Family

ID=56114921

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014146782/28A RU2592147C2 (en) 2014-11-20 2014-11-20 Backlight device and versions thereof

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR102299367B1 (en)
RU (1) RU2592147C2 (en)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102659194B1 (en) 2016-07-26 2024-04-19 삼성전자주식회사 Slim backlight unit for holographic display apparatus and holographic display apparatus including the same
KR20180065421A (en) 2016-12-07 2018-06-18 삼성전자주식회사 backlight unit and holographic display apparatus including the same
KR102399100B1 (en) 2017-06-16 2022-05-18 삼성디스플레이 주식회사 Backlight unit and display apparatus including thereof
KR102501470B1 (en) 2018-02-19 2023-02-20 삼성전자주식회사 Beam deflector and holographic 3-dimensional display apparatus employing the same
US10761256B2 (en) 2018-04-16 2020-09-01 Samsung Electronics Co., Ltd. Backlight unit providing uniform light and display apparatus including the same

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009231017A (en) * 2008-03-21 2009-10-08 Panasonic Corp Backlight device
US20100164919A1 (en) * 2006-02-09 2010-07-01 Kazuhisa Yamamoto Liquid crystal display device
US7859610B2 (en) * 2005-12-27 2010-12-28 Panasonic Corporation Planar lighting and LCD device with a laser light source emitting a linearly-polarized laser beam, optical member to parallelize the beam and a plate-shaped light guide for emitting part of the beam

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4858512B2 (en) 2008-08-21 2012-01-18 ソニー株式会社 Head-mounted display
US8564740B2 (en) 2010-05-24 2013-10-22 3M Innovative Properties Company Directional backlight with reduced crosstalk

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7859610B2 (en) * 2005-12-27 2010-12-28 Panasonic Corporation Planar lighting and LCD device with a laser light source emitting a linearly-polarized laser beam, optical member to parallelize the beam and a plate-shaped light guide for emitting part of the beam
US20100164919A1 (en) * 2006-02-09 2010-07-01 Kazuhisa Yamamoto Liquid crystal display device
JP2009231017A (en) * 2008-03-21 2009-10-08 Panasonic Corp Backlight device

Also Published As

Publication number Publication date
RU2014146782A (en) 2016-06-10
KR20160060522A (en) 2016-05-30
KR102299367B1 (en) 2021-09-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102422979B1 (en) Mode-Switchable Backlight, Display and Method
CN110494692B (en) Directional backlight, backlit display and method
RU2592147C2 (en) Backlight device and versions thereof
US20200310135A1 (en) Multibeam element-based near-eye display, system, and method
KR102456978B1 (en) Multi-view backlighting with color-matched emission patterns
US7907342B2 (en) Projection display
US8369019B2 (en) Waveguides
KR20200126989A (en) Waveguide structure for head-up display
EP2110701A1 (en) Improvements in or relating to waveguides
JP2010044172A (en) Virtual image display device
KR102621065B1 (en) Laser illumination system with reduced speckle
KR102632185B1 (en) Time-multiplexed backlight, multi-view display and method
BR112013011777B1 (en) light valve to guide the light, optical valve system and optical viewfinder
JP2013502693A (en) Scanning collimation of light by flat panel lamp
US20140376207A1 (en) Optical apparatus for illuminating a pixel matrix and/or a controllable spatial light modulator for a display
JP2020507798A (en) Static multi-view display and method
CN107076986B (en) Imaging optics and data glasses
KR20190051992A (en) Transparent display and method
CN112888898B (en) Light guide device and lighting device with same
KR20180065421A (en) backlight unit and holographic display apparatus including the same
RU2617003C1 (en) Light guide plate and backlight device containing it
RU2572286C1 (en) Rear illumination device and hologram writing circuit
US20220276489A1 (en) Optical system and mixed reality device
JP2017156389A (en) Optical element, illumination device, image display device and projector
JP7427104B2 (en) Still image enhanced privacy display, mode switchable privacy display system, and method