[发明专利]光导装置及具有光导装置的照明装置

说明书

本发明涉及一种用于导光的光导装置。光导装置包括至少一个光导、至少一个分束器元件以及至少一个光解耦装置。至少一个光导包括至少两个层。至少一个分束器元件设置在至少一个光导的至少两个层之间，其中至少一个分束器元件被设计用于部分地透射和反射在至少一个光导中传播的入射光。还提供至少一个用于将入射光从至少一个光导解耦出来的光解耦装置。此外，本发明还涉及一种包括这种光导装置的照明装置和一种用于显示二维和/或三维信息的显示装置。

本发明涉及一种用于引导和导引光的光导装置。此外，本发明涉及一种具有至少一个光源和根据本发明的光导装置的照明装置。此外，本发明还涉及一种包括根据本发明的照明装置的显示装置，尤其是全息显示装置。可以使用显示装置或显示器显示二维和/或三维图像信息。

特别地，本发明涉及光导装置和可以用于照射至少一个空间光调制装置的照明装置，该光调制装置又优选地用于显示装置中以显示二维和/或三维信息(例如物体和场景)。

光导装置经常用于照明装置中，以便根据其中的某些规范来导引由光源发射的光。照明装置可以被提供为背光装置或前光装置。它们通常在显示装置中用于照射透射或反射空间光调制装置。其中使用的光既可以是非相干的，也可以是相干的。非相干光优选用于显示自动立体三维信息的二维显示装置中。相比之下，信息的全息表示需要相干光。

在用于显示二维和/或三维信息的显示装置中，重要的是以尽可能高的分辨率呈现设置在显示装置中的空间光调制装置的整个表面的明亮且均匀的照明。用作显示面板的空间光调制装置将在大角度范围内发射光，以使显示的信息在该大角度范围内可见或可观察。

在这种情况下，包括用于照射空间光调制装置的光导或波导的照明装置是已知的。光导通常包括光导芯和覆层。然而，还已知不具有覆层的光导。耦合到光导中的光以光束或波场的形式在光导中传播，然后光束或波场被耦合出来，以例如全面照射空间光调制装置。

特别是对于空间光调制装置的照射，必须满足特殊要求。在空间光调制装置中写入或编码要为至少一个观察者显示的信息。使用在空间光调制装置中编码的信息来调制由光源发射的光。信息在空间光调制装置的像素中以幅度值和相位值的形式编码。因此，需要入射在空间光调制装置上的平行光。因此，对光导的要求是它发射准直光。特别是在要全息地生成信息的情况下，为了相对于要显示的优选的三维信息获得高质量，这意味着必须存在从光导耦合出来的光束的确定的准直。此外，必须实现空间光调制装置的整个表面的尽可能均匀的照射。

为了实施(特别是对于空间光调制装置)均匀的照射，已知各种方法。

例如，从US 2017/0363793 A1中已知一种背光单元，其包括光导和在光导上沿光传播方向的阻挡层。阻挡层限定开口区域，其中光从该光导输出的有源区域与开口区域邻接。棱镜结构用于将光耦合到光导中。

US 2006/0255346 A1描述了一种照明装置，该照明装置包括两个彼此互相重叠布置的光导板。每个光导板耦合到发射一种波长的光的点光源。耦合到光导板的光经由光输出机构被引导，以使得抑制颜色的不均匀性。

此外，从US 2017/0139116 A1中获知一种包括两个楔形的光导层的光导板，两个楔形的光导层被接合在一起，从而形成平面平行的光导板。在楔形的光导层之间设置有连接层，该连接层形成为反射层并且具有互锁点，该互锁点布置在连接层的两个相对的表面上。光进入第一楔形光导层和连接层，并且在连接层的互锁点处被反射。以此方式反射的光又被第一楔形光导层引导到第一楔形光导层的出光表面，在该处从光导板发出。因此提高了光效率。

然而，使用现有技术中已知的这种照明装置，不能实现在光从光导射出或耦合出来之后的光的恒定输出功率并且因此不能实现均匀的照明。然而，这尤其在照射用于信息的全息重建的空间光调制装置的情况下是必要的。

因此，本发明的目的是提供一种装置，使用该装置可以以简单的方式使用较少的部件并且成本低廉地实现均匀的照明和恒定的光功率。此外，为此目的，将提供在其结构空间上紧凑的平面装置。