[发明专利]光瞳照明设备

说明书

一种用于可切换隐私显示设备的可切换背光源包括准直波导、第一光源和第二光源以及光学转向膜，光学转向膜包括细长棱镜元件，细长棱镜元件具有针对第一光源和第二光源中的每个在两个正交方向上将波导的输出光瞳化的小平面方位。高亮度均匀性在隐私观看模式和公共观看模式下对于正面用户被实现，并且安全性因子的高均匀性对于离轴窥探者被实现，其中在隐私模式下的隐私接通速度提高。

技术领域

本公开大体上涉及来自光调制装置的照明(illumination)，并且更具体地涉及隐私显示器和高效率显示器的控制。

背景技术

隐私显示器对通常在同轴位置上的主要用户提供图像可见性，并且对于通常在离轴位置上的窥探者提供图像内容的降低的可见性。隐私功能可以通过微型百叶窗光学膜来提供，微型百叶窗光学膜使来自显示器的一些光在同轴方向上透射，而在离轴位置上亮度低。然而，这样的膜对于正面照明具有高损耗，并且微型百叶窗由于随空间光调制器的像素跳动，可以引起摩尔伪像。微型百叶窗的间距可能需要针对面板分辨率做出选择，增加了库存和成本。

可切换隐私显示器可以通过离轴光学输出的控制来提供。

控制可以借助于亮度降低、例如借助于用于液晶显示器(LCD)空间光调制器的可切换背光源来提供。显示器背光源一般采用波导和边缘发射源。某些成像定向背光源具有引导照明通过显示器面板进到观看窗口中的附加能力。成像系统可以被形成在多个源和各自的窗口图像之间。成像定向背光源的一个示例是可以采用折叠光学系统的光学阀，并且因此也可以是折叠成像定向背光源的示例。光可以在一个方向上基本上没有损耗地传播通过光学阀，而逆向传播的光可以通过反射出倾斜小平面的反射而被提取，如美国专利No.9,519,153中所描述，该专利整体通过引用并入本文。

在已知的隐私显示器中，隐私模式通过添加如由3M公司销售的可移除的百叶窗膜来提供，可移除的百叶窗膜可能不能被用户可靠地或容易地安装或移除，因此在实践中，不会在每次用户在办公室外部时，都被他们勤勉地附着。在另一已知的隐私显示器中，隐私模式的控制被电子地启动，但是控制权归属于必须执行击键来进入隐私模式的用户。

发明内容

根据本公开的第一方面，提供一种照明设备，照明设备包括：至少一个光源，至少一个光源被布置为提供输入光；波导布置，波导布置至少包括第一波导，第一波导跨平面延伸，并且包括：相对的第一光引导表面和第二光引导表面，第一光引导表面和第二光引导表面被布置为沿着第一波导引导光，第二光引导表面被布置为通过全内反射来引导光；以及输入端，输入端被布置在第一光引导表面和第二光引导表面之间，并且在第一光引导表面和第二光引导表面之间在侧向方向上延伸，第一波导被布置为通过输入端接收来自至少一个光源的输入光，并且被布置为通过破坏全内反射来使来自至少一个光源的光通过第二光引导表面从第一波导离开；以及光学转向膜组件，光学转向膜组件包括：输入表面，输入表面被布置为接收从第一波导离开的光，输入表面跨所述平面延伸；以及输出表面，输出表面面对输入表面，其中输入表面包括：棱镜元件阵列，每个棱镜元件包括在它们之间限定脊部的一对小平面，脊部沿着跨输入表面在其中延伸的平面的线阵列延伸，其中棱镜元件被布置为使离开第一波导的光偏转，偏转跨平面在至少一个方向上变化，以使得偏转的光被朝向照明设备的前面的共同的光学窗口导引。

线跨平面可以是弯曲的，以使得偏转在与垂直于平面的光轴正交并且对应于侧向方向的方向上变化。有利地，在侧向方向上，均匀性可以被提高。

小平面可以具有在小平面的法线和平面的法线之间限定的各自的小平面角度，小平面角度可以跨阵列变化，以使得偏转在与光轴正交并且对应于与侧向方向正交的方向的方向上进一步变化，以使得偏转的光可以被朝向照明设备的前面的进一步的共同的光学窗口导引。在小平面的法线和平面的法线之间限定的各自的小平面的小平面角度可以跨阵列变化，以使得偏转在与垂直于平面的光轴正交的方向上变化，该方向对应于与侧向方向正交的方向。有利地，均匀性可以跨照明设备在与侧向方向正交的方向上被提高。