[发明专利]采用反射岛的单向基于光栅的背光

权利要求书

1.一种单向基于光栅的背光，包括：

光导，配置为以非零传播角度引导光束；

在所述光导的表面的衍射光栅，所述衍射光栅配置为衍射地耦合出被引导光束的一部分作为主光束，并且定向所述主光束以预定的主角度方向离开所述光导表面，所述衍射光栅还配置为衍射地产生次光束并将所述次光束定向到所述光导中；以及

在所述光导表面和所述光导的相对表面之间的所述光导内的反射岛，所述反射岛配置为以所述主光束的方向将所述次光束反射地重定向出所述光导，

其中，所述反射岛的规模等于所述衍射光栅的规模，并且所述衍射光栅和所述反射岛之间的距离等于光栅间距的一半乘以所述被引导光束的非零传播角度的正切，所述光栅间距是在所述光导表面处的所述衍射光栅和相邻衍射光栅之间的横向间隔。

2.如权利要求1所述的单向基于光栅的背光，其中，所述衍射光栅包括多波束衍射光栅，配置为耦合出所述被引导光束的部分作为多个主光束，所述多个主光束中的所述主光束彼此具有不同的主角度方向。

3.如权利要求2所述的单向基于光栅的背光，其中，所述多波束衍射光栅包括啁啾衍射光栅。

4.如权利要求2所述的单向基于光栅的背光，其中，所述多波束衍射光栅包括彼此间隔开的弯曲的凹槽和弯曲的脊中的一个。

5.如权利要求2所述的单向基于光栅的背光，其中，所述主光束的所述不同的主角度方向配置为形成光场，所述光场配置为提供对应于三维(3-D)电子显示器的不同视图的像素。

6.如权利要求1所述的单向基于光栅的背光，其中，所述反射岛是包括反射金属层的金属岛。

7.如权利要求1所述的单向基于光栅的背光，其中，所述光导是板光导，并且其中所述反射岛与所述衍射光栅对准。

8.包括权利要求1的单向基于光栅的背光的电子显示器，其中，所述电子显示器的像素包括与反射重定向的所述次光束组合的所述主光束。

9.如权利要求8所述的电子显示器，还包括光阀，用于调制组合的所述主光束和反射重定向的所述次光束，所述光阀邻近包括所述衍射光栅的所述光导表面。

10.一种三维3-D电子显示器，包括：

用于导光的板光导；

多波束衍射光栅的阵列，光栅阵列的多波束衍射光栅配置为衍射地耦合出在所述板光导中的被引导光的一部分作为多个主光束，所述多个主光束以相应的多个不同主角度方向定向以形成光场，所述多波束衍射光栅还配置为衍射地产生多个次光束并将所述多个次光束定向到所述板光导中；

在所述板光导内的反射岛阵列，其与所述多波束衍射光栅阵列对准，所述岛阵列中的各个反射岛配置为从所述光栅阵列的对准的多波束衍射光栅反射地重定向所述多个次光束到所述多个主光束的方向上；以及

光阀阵列，配置为调制所述主光束和反射重定向的所述次光束，调制光束表示对应于所述3-D电子显示器的不同视图的像素，

其中，所述反射岛阵列中的反射岛的规模等于所述光栅阵列中的多波束衍射光栅的规模，并且所述多波束衍射光栅和所述反射岛之间的距离等于光栅间距的一半乘以所述被引导光的非零传播角度的正切，所述光栅间距是在所述光导表面处的所述多波束衍射光栅和相邻多波束衍射光栅之间的横向间隔。

11.如权利要求10所述的3-D电子显示器，其中，所述光栅阵列的所述多波束衍射光栅包括具有弯曲的衍射特征的啁啾衍射光栅。

12.如权利要求10所述的3-D电子显示器，其中，所述板光导配置为以非零传播角度引导光作为准直光束。

13.如权利要求10所述的3-D电子显示器，其中，所述反射岛包括金属岛。