[发明专利]光场和全息波导阵列中的能量的选择性传播

说明书

本申请题为“光场和全息波导阵列中的能量的选择性传播”。所公开的实施例包含一种能量波导系统，所述能量波导系统具有波导阵列和能量抑制元件，所述能量抑制元件配置成大体上填充波导元件孔径并沿着一些能量传播路径通过所述波导阵列选择性地传播能量。在实施例中，此类能量波导系统可以根据4D全光系统限定通过所述波导阵列的能量传播路径。在实施例中，通过所述能量波导系统传播的能量可以包括用于刺激任何感觉受体反应的能量传播，所述感觉受体反应包含视觉、听觉、体感系统，并且所述波导可以并入到全息显示器或聚合双向无缝能量表面中，所述全息显示器或聚合双向无缝能量表面能够通过波导或规定观察体积内的能量汇聚的其它4D全光函数来接收和发射二维光场或全息能量。

本申请是于2017年7月14日提交的名称为“光场和全息波导阵列中的能量的选择性传播”的中国专利申请2017800439646(PCT/US2017/042276)的分案申请。

技术领域

本公开涉及能量引导装置，并且具体地说，涉及配置成根据四维全光系统引导能量的能量波导。

背景技术

通过Gene Roddenberry的《星际迷航(Star Trek)》推广的“全息甲板”室内的交互式虚拟世界的梦想最初是在20世纪初由作家Alexander Moszkowski设想出来的，近一个世纪以来它一直是科幻和技术创新的灵感来源。然而，除了文学、媒体以及儿童和成年人的集体想象之外，这种体验并不具有令人信服的实施方案。

发明内容

用于限定多个能量传播路径的能量波导系统的实施例包括能量波导阵列，所述阵列包括第一侧和第二侧，且配置成沿着延伸通过所述第一侧上的多个能量位置的多个能量传播路径引导能量从其通过。所述多个能量传播路径的子集可延伸通过第一能量位置。

在实施例中，第一能量波导配置成沿着所述多个能量传播路径的第一子集的第一能量传播路径引导能量，所述第一能量传播路径由在所述第一能量位置和所述第一能量波导之间形成的第一主光线限定，且另外其中所述第一能量传播路径在至少通过所述第一能量位置确定的唯一方向上从所述第一能量波导朝向所述阵列的所述第二侧延伸。沿着所述第一能量传播路径通过所述第一能量波导引导的能量可大体上填充所述第一能量波导的第一孔径。在实施例中，能量波导系统包括能量抑制元件，所述能量抑制元件定位成限制能量沿着所述多个能量传播路径的所述第一子集中未延伸通过所述第一孔径的一部分的传播。

在实施例中，所述能量抑制元件可位于所述能量波导阵列和所述多个能量位置之间的第一侧上。在实施例中，所述第一能量波导包括二维空间坐标，并且其中至少通过所述第一能量位置确定的所述唯一方向包括二维角坐标，其中所述2D空间坐标和所述2D角坐标形成四维(4D)坐标集。

在实施例中，沿着所述第一能量传播路径引导的能量可包括在大体上平行于所述第一主光线的方向上通过所述第一能量波导引导的一个或多个能量射线。

在实施例中，沿着所述第一能量传播路径引导的能量可与沿着第二能量传播路径通过第二能量波导引导的能量汇聚。此外，所述第一和第二能量传播路径可在所述阵列的所述第二侧上、在所述阵列的所述第一侧上或在所述阵列的所述第一和第二侧之间汇聚。

此外，所述能量抑制元件的结构可配置成限制接近所述第一能量位置的能量的角度范围，并且可包括邻近于所述第一能量位置的能量中继器。另外，所述能量抑制结构可包括至少一个数值孔径，并且可包括挡扳结构。所述能量抑制结构可定位成邻近于所述第一能量波导，并且大体上朝向所述第一能量位置延伸，或者可定位成邻近于所述第一能量位置，并且大体上朝向所述第一能量波导延伸。

在实施例中，所述能量波导阵列可被布置成形成平面表面，或可被布置成形成弯曲表面。

用于限定多个能量传播路径的能量波导系统的实施例可包括微透镜阵列，所述阵列包括第一侧和第二侧，且配置成沿着延伸通过多个能量位置的多个能量传播路径引导能量从其通过。所述多个能量传播路径的第一子集延伸通过第一能量位置。