[发明专利]定向光学单元和显示器

权利要求书

1.一种应用于嵌入图像传感器的显示器的定向光学单元，其中，所述定向光学单元具有厚度以及与所述显示器的显示面板对应的长度和宽度，并且被附接在所述显示面板的顶表面上，所述定向光学单元包括：

盖板，该盖板具有与所述长度和所述宽度对应的尺寸；

光辐射膜，该光辐射膜在所述盖板与所述显示面板之间被设置在所述盖板的下表面上以将传播光的一部分量转换成辐射光，并且与所述显示面板的显示区域对应；

光入射膜，该光入射膜被设置在所述光辐射膜的一个横向侧面处的所述显示区域的外侧以将入射光转换成所述传播光，并且所述光入射膜被设置在所述盖板的表面上；

低折射层，该低折射层被设置在所述光辐射膜和所述光入射膜的表面上，并附接在所述显示面板的顶表面上；

反射层，该反射层覆盖所述盖板的与所述光入射膜面对的一个上边缘侧和与所述一个上边缘侧连接的一个垂直侧；以及

光源，该光源与所述光入射膜面对地设置在所述显示面板的横向侧面处，

其中，所述辐射光在所述盖板的上表面处被全反射并且穿过所述盖板的底表面处的所述低折射层。

2.根据权利要求1所述的定向光学单元，其中，所述光源向限定在所述光入射膜的表面上的入射点提供所述入射光，

其中，所述光入射膜包括第一全息图案以将所述入射光转换成具有满足所述盖板的全内反射条件的入射角的所述传播光，并且将所述传播光发送到所述盖板中，并且

其中，所述光辐射膜包括第二全息图案以将所述传播光中的一部分转换为具有满足所述盖板的顶表面处的全内反射条件和穿过所述低折射层的透射条件的反射角的感测光。

3.根据权利要求2所述的定向光学单元，其中，所述入射角大于所述光辐射膜与所述低折射层之间的第一全内反射临界角，并且大于所述盖板的上表面处的第二全内反射临界角。

4.根据权利要求2所述的定向光学单元，其中，所述反射角大于所述盖板与空气之间的第一全内反射临界角，并且小于所述光辐射膜与所述低折射层之间的第二全内反射临界角。

5.根据权利要求2所述的定向光学单元，其中，所述传播光具有在包括沿长轴方向的长度轴和沿宽度方向的宽度轴的水平面上的扩散角，并且在包括所述长度轴和沿厚度方向的厚度轴的垂直平面上保持准直状态。

6.根据权利要求5所述的定向光学单元，其中，所述扩散角至少等于第一线与第二线之间的内角，所述第一线连接所述入射点和所述盖板的相对于所述光入射膜的相反侧的一端，所述第二线连接所述入射点和所述盖板的相对于所述光入射膜的相反侧的另一端。

7.根据权利要求1所述的定向光学单元，其中，所述反射层将穿过所述光入射膜的透射光反射回所述光入射膜中，

其中，所述光入射膜将所反射的透射光转换成具有满足所述盖板的内部的全内反射条件的入射角的折射光，并且发送到所述反射层，并且

其中，所述反射层将所述折射光反射到所述盖板中作为再生传播光。

8.根据权利要求1所述的定向光学单元，其中，所述光辐射膜和所述光入射膜被设置在所述盖板的底表面的下面。

9.根据权利要求1所述的定向光学单元，其中，所述光辐射膜和所述光入射膜被设置在所述盖板的顶表面上。

10.根据权利要求2所述的定向光学单元，该定向光学单元还包括：

上部低折射层，该上部低折射层被设置在所述盖板的顶表面处；以及

上基板，该上基板被设置在所述上部低折射层和所述反射层上。

11.根据权利要求10所述的定向光学单元，其中，所述传播光满足所述低折射层与所述上部低折射层之间的全内反射条件，并且

其中，通过所述光辐射膜从所述传播光所转换的所述辐射光在满足所述全内反射条件的情况下在所述盖板的顶表面处被反射，并且穿过所述上部低折射层、所述盖板、所述光辐射膜和所述低折射层以成为感测光。

12.一种嵌入图像传感器的显示器，该显示器包括：

显示面板，该显示面板包括显示区域和非显示区域；以及

根据权利要求1至11中的任一项所述的定向光学单元。