[发明专利]一种指向性光波导、指向性背光模组及显示装置

权利要求书

1.一种指向性光波导，其特征在于，包括时分复用单元和N层层叠设置的光波导，且N层光波导的出光方向相同，每层所述光波导的出光面设置有像素型光栅；N为大于等于2的整数；

所述时分复用单元用于在每帧视频流周期内，按照N层所述光波导的层叠次序，控制N层所述光波导在对应帧视频时段将光源光线导入对应所述像素型光栅，每帧视频流周期包括与N层光波导一一对应的N个帧视频时段；导入至所述像素型光栅中光源光线在该像素型光栅中发生衍射，形成多条与显示像素一一对应的一级衍射光线，多条所述一级衍射光线入射到与该像素型光栅所在的光波导的出光面相对的光波导；其中，各条所述一级衍射光线的衍射角和衍射方位角不同；每层所述光波导对应的像素型光栅包括与k个显示像素一一对应的k个光栅；相邻两层所述光波导中对应同一显示像素的光栅的光栅周期相同，光栅相位不同。

2.根据权利要求1所述的指向性光波导，其特征在于，所述时分复用单元包括与N层所述光波导一一对应的N个三维显示驱动电压模块，每个所述三维显示驱动电压模块的电压驱动周期的时间长度Λ与每帧视频流周期的时间长度T相同；每个所述电压驱动周期的电压驱动时段的时间长度为Λ/N，每个所述帧视频时段的时间长度为T/N；

每个电压驱动周期，N个所述三维显示驱动电压模块用于按照N层所述光波导的层叠次序，控制对应的所述光波导将光源光线导入对应所述像素型光栅；其中，每个电压驱动时段，N个所述三维显示驱动电压模块中的一个所述驱动电压模块用于控制对应所述光波导将光源光线导入对应所述像素型光栅。

3.根据权利要求2所述的指向性光波导，其特征在于，N层所述光波导中，第一层光波导的底部和第N层光波导的出光面均裸露，所述第N层光波导对应的像素型光栅外覆盖有导光板；或，N层所述光波导中，第一层光波导的出光面和第N层光波导的底面均裸露，所述第一层光波导对应的像素型光栅外覆盖有导光板；

所述时分复用单元还包括控制模块和二维显示电压驱动模块，所述控制模块的输出端分别与所述二维显示电压驱动模块和N个所述三维显示电压驱动模块的输入端连接；

所述控制模块用于在三维显示时向N个所述三维显示电压驱动模块发送用于启动N个所述三维显示电压驱动模块的三维显示运行指令，在二维显示时向二维显示电压驱动模块发送用于启动二维显示电压驱动模块的二维显示运行指令。

4.根据权利要求1所述的指向性光波导，其特征在于，每层所述光波导对应的像素型光栅为啁啾光栅。

5.根据权利要求1～4任一项所述的指向性光波导，其特征在于，所述显示像素包括多个不同颜色的子像素；每个所述光栅包括与多个子像素一一对应的多个子光栅，所述子光栅对应的子像素的颜色波长越长，所述子光栅的光栅周期越大。

6.根据权利要求1～4任一项所述的指向性光波导，其特征在于，每层所述光波导的出光面形成有构成所述像素型光栅的多个凹槽；

N层所述光波导中，第一层光波导的底部和第N层光波导的出光面均裸露时，按照N层所述光波导的层叠次序，N层所述光波导对应的凹槽的深度逐渐逐渐减小；或，

N层所述光波导中，第一层光波导的出光面和第N层光波导的底面均裸露，按照N层所述光波导的层叠次序，N层所述光波导对应的凹槽的深度逐渐增大。

7.根据权利要求1～4任一项所述的指向性光波导，其特征在于，相邻两层所述光波导之间具有间隙。

8.根据权利要求7所述的指向性光波导，其特征在于，每个所述光波导包括显示对应区以及形成在所述显示对应区外围的周边对应区，所述像素型光栅形成在对应所述光波导的显示对应区；

所述间隙对应所述周边对应区的部分设有位于相邻两层所述光波导之间的支撑体。

9.根据权利要求7所述的指向性光波导，其特征在于，相邻两层所述光波导之间设有位于所述间隙的透光介质层；所述透光介质层的折射率小于与所述透光介质层相邻的两层所述光波导的折射率。