CN109477625A

CN109477625A - 条形准直器、背光体系统和方法

Info

Publication number: CN109477625A
Application number: CN201680087713.3A
Authority: CN
Inventors: X.李; M.马; D.A.法塔尔
Original assignee: Hewlett Packard Development Co LP
Current assignee: Radium Asia Electronics Suzhou Co ltd; Leia Inc
Priority date: 2016-07-26
Filing date: 2016-07-26
Publication date: 2019-03-15
Also published as: CA3027156C; US10942307B2; EP3491288C0; JP2022109976A; EP3491288A1; US20190196091A1; JP7203010B2; TW201804189A; JP2019531574A; EP3491288A4; TWI638194B; KR20190025554A; CA3027156A1; EP3491288B1; WO2018022028A1

Abstract

条形准直器和背光体系统采用衍射耦合以向背光体提供准直的照明源。条形准直器包括光导和布置在光导的一侧的衍射光栅。光导被配置为引导从光源接收的光作为被引导光。衍射光栅被配置为衍射耦合出被引导光的一部分并且将衍射耦合出部分朝向背光体的输入定向作为准直光，所述准直光具有与背光体输入的长度对应的范围。背光体系统包括条形准直器，并且还包括光源和与条形准直器的光导相邻的背光体，该背光体被配置为接收来自条形准直器的衍射光栅的准直光。

Description

条形准直器、背光体系统和方法

相关申请的交叉引用

N/A

关于联邦赞助研究或开发的声明

N/A

背景技术

电子显示器是用于向各种设备和产品的用户传递信息的几乎无处不在的介质。最常见的电子显示器是阴极射线管(CRT)、等离子体显示板(PDP)、液晶显示器(LCD)、电致发光显示器(EL)、有机发光二极管(OLED)和有源矩阵OLED(AMOLED)显示器、电泳显示器(EP)以及采用机电或电流体光调制的各种显示器(例如，数字微镜设备、电润湿显示器等)。一般来说，电子显示器可以被分类为有源显示器(即发光的显示器)或无源显示器(即，调制由另一个源所提供的光的显示器)。有源显示器的最常见的例子是CRT、PDP和OLED/AMOLED。当考虑发射的光时，典型地被分类为无源的显示器的是LCD和EP显示器。无源显示器虽然常常展现出包括但不限于固有的低能耗的引人注目的性能特征，但由于缺乏发光能力而在许多实际应用中使用受到一些限制。

为了克服无源显示器与光发射相关联的各种潜在的适用性限制，许多无源显示器与外部光源耦合。耦合的光源可以允许这些在其他情况下是无源的显示器发光并且实质上充当有源显示器。这样的耦合光源的示例是背光体(backlight)。

附图说明

参照结合附图的以下详细描述，可以更容易理解根据这里描述的原理的示例和实施例的各种特征，图中相同的数字表示相同的结构元件，其中：

图1示出了根据与这里所描述的原理一致的实施例的示例中的背光体系统的侧视图示意图；

图2示出了根据与这里所描述的原理一致的实施例的示例中的图1的背光体系统的俯视图示意图；

图3示出了根据与这里所描述的原理一致的实施例的示例中的条形准直器系统的俯视图示意图；

图4A示出了根据与这里所描述的原理一致的实施例的示例中的条形准直器的一部分的横截面视图；

图4B示出了根据与这里所描述的原理一致的另一个实施例的示例中的条形准直器的一部分的横截面视图；

图5A示出了根据与这里所描述的原理一致的另一个实施例的示例中的条形准直器的一部分的横截面视图；

图5B示出了根据与这里所描述的原理一致的又一个实施例的示例中的条形准直器的一部分的横截面视图；

图6示出了根据与这里所描述的原理一致的实施例的示例中的衍射光栅的示意视图；以及

图7示出了根据与这里所描述的原理一致的实施例的示例中的将光准直以提供背光体照明的方法的流程图。

一些示例和实施例具有作为上述引用的附图中所示特征的补充和替代之一的其他特征。下面参考上面引用的附图详细说明这些和其他特征。

具体实施方式

根据这里描述的原理的实施例提供条形准直器和被配置为向背光体提供准直的照明源的背光体系统。具体地，提供了一种包括光导的条形准直器，该光导被配置为在光导的一端接收光并且沿着光导的长度引导所接收的光作为被引导光。条形准直器还包括布置在光导的一侧的衍射光栅。根据各种实施例，该衍射光栅被配置为衍射耦合出被引导光的一部分并且将耦合出部分作为基本上准直的光束朝向背光体的输入定向。准直光束或“准直光”具有与背光体输入的长度对应的范围。根据一些实施例，准直束可以提供背光体的照明源。

根据各种实施例，可以将来自光源(例如，多个LED)的光耦合到条形准直器中以进行准直。根据一些实施例，可以将来自条形准直器的准直光耦合到在电子显示器中使用的背光体的光导中。例如，背光体可以是基于光栅的背光体，包括但不限于基于多束衍射光栅的背光体。在一些实施例中，电子显示器可以是用于将三维(3D)信息显示为例如3D或多视图图像的3D或多视图电子显示器。例如，电子显示器可以是自动立体或“无眼镜”3D电子显示器。

具体地，3D电子显示器可以采用基于光栅的背光体来提供由该3D电子显示器显示的3D或多视图图像的照明。例如，基于光栅的背光体可以包括多个衍射光栅，被配置为提供与3D电子显示器(或等效地，3D图像)的像素对应的耦合输出光束。在各种实施例中，耦合输出光束可以具有彼此不同的主角方向(也称为“不同定向的光束”)。根据一些实施例，由基于衍射光栅的背光体产生的这些不同定向的光束可以被调制并且用作与用于显示3D信息的3D电子显示器的3D视图对应的3D像素。在这些实施例中，可以将由条形准直器提供的光准直用于产生在基于衍射光栅的背光体内基本上均匀(即，无条纹)的准直光。

这里，“光导”被定义为使用全内反射在结构内引导光的结构。具体地，光导可以包括在光导的工作波长处基本上透明的芯。在各种示例中，术语“光导”通常指电介质光波导，其采用全内反射来在光导的电介质材料和围绕光导的材料或介质之间的界面处引导光。根据定义，全内反射的条件是光导的折射率大于与光导材料的表面相邻的周围介质的折射率。在一些实施例中，除了上述折射率差之外或取而代之，光导可以包括涂层以进一步促进全内反射。例如，涂层可以是反射涂层。光导可以是几种光导中的任何一种，包括但不限于条形(bar)光导和带状(strip)光导中的一个或两个。

此外，这里，当像在“条形准直器”中那样被应用于光导时，术语“条形”被定义为三维柱，其有时被称为“条形”光导。具体地，条形准直器被定义为被配置为沿着由在两个基本正交的方向(顶部、底部和两侧)上对齐的一对相对的表面限定的长度来引导光的光导。根据各种实施例，条形准直器光导的顶部表面和底部表面至少在差分意义(differentialsense)上基本彼此平行。类似地，根据各种实施例，另外两个通常相对的侧面至少在差分意义上也基本彼此平行。也就是说，在条形准直器的任意不同地小区域或长度内，相对的表面(例如，顶部和底部、一对侧面等)基本彼此平行。在一些实施例中，条形准直器可以是基本为矩形的柱，沿其长度顶部和底部基本彼此平行，并且其两个侧面也基本彼此平行，如上所述。

根据这里描述的各种实施例，可以采用衍射光栅将光从光导(例如，条形准直器)中散射或耦合出作为光束。这里，“衍射光栅”通常被定义为多个特征(即，衍射特征)，多个特征被安排成提供入射在衍射光栅上的光的衍射。在一些示例中，多个特征可以以周期性或准周期性方式安排。例如，衍射光栅的多个特征(例如，材料表面中的多个沟槽)可以被安排成一维(1-D)阵列。在其他示例中，衍射光栅可以是二维(2-D)特征阵列。例如，衍射光栅可以是材料表面上的凸起或其中的孔的2-D阵列。

这样，通过这里的定义，“衍射光栅”是提供入射在衍射光栅上的光的衍射的结构。如果光从光导入射到衍射光栅上，则所提供的衍射或衍射散射可以导致、并且因此被称为“衍射耦合”，因为衍射光栅可以通过衍射将光耦合出光导。衍射光栅也通过衍射(即，以衍射角)重定向或改变光的角度。具体地，作为衍射的结果，离开衍射光栅的光(即，衍射光)通常具有与入射到衍射光栅上的光(即，入射光)的传播方向不同的传播方向。这里，衍射导致的光传播方向的改变被称为“衍射重定向”。因此，衍射光栅可以被理解为包括衍射地重定向入射到衍射光栅上的光的衍射特征的结构，并且如果光从光导入射，则衍射光栅也可以衍射耦合出来自光导的光。

此外，通过这里的定义，衍射光栅的特征被称作“衍射特征”，并且可以是在表面(即，其中“表面”指两种材料之间的边界)处、表面中和表面上中的一个或多个。例如，表面可以是条形准直器的表面。衍射特征可以包括衍射光的各种结构中的任意一种，包括但不限于沟槽、背脊、孔和凸起中的一个或多个，并且这些结构可能在表面处、表面中和表面上中的一个或多个。例如，衍射光栅可以包括在材料表面中的多个平行的沟槽。在另一个示例中，衍射光栅可以包括从材料表面升出的多个平行的背脊。通过这里的定义，如果衍射光栅包括在侧表面处的平行沟槽、平行背脊等，则衍射光栅包括彼此平行的“垂直”衍射特征(即，平行的垂直衍射特征)。衍射特征(无论是沟槽、背脊、孔还是凸起等)可以具有提供衍射的各种横截面形状或轮廓中的任意一种，包括但不限于正弦曲线轮廓、矩形轮廓(例如，二元衍射光栅)、三角形轮廓和锯齿形轮廓(例如，闪耀光栅)中的一个或多个。

这里，“光源”被定义为光的来源(例如，发射光的装置或设备)。例如，光源可以是在被激活时发射光的发光二极管(LED)。这里，光源可以基本上是任何光源或光学发射器，包括但不限于，发光二极管(LED)、激光器、有机发光二极管(OLED)、聚合物发光二极管、基于等离子体的光学发射器、荧光灯、白炽灯以及几乎任何其他光源中的一个或多个。光源产生的光可以具有颜色或者可以包括特定波长的光。因此，“多个不同颜色的光源”在这里被明确地定义为一套或一组光源，其中至少一个光源产生具有与由多个光源中至少一个其他光源产生的光的颜色或波长不同的颜色或等效波长的光。此外，只要多个光源中的至少两个光源是不同颜色的光源(即，在所述至少两个光源之间产生不同的颜色的光)，则“多个不同颜色的光源”可以包括多于一个的相同或基本相似颜色的光源。因此，通过这里的定义，多个不同颜色的光源可以包括产生第一颜色的光的第一光源和产生第二颜色的光的第二光源，其中第二颜色与第一颜色不同。

此外，如这里所用的，冠词“一”意为具有其在专利领域中的通常含义，即“一个或多个”。例如，“一个光栅”意为一个或多个光栅，并且因此“所述光栅”这里意为“所述光栅(或多个)”。此外，这里对“顶部”、“底部”、“上面”、“下面”、“上”、“下”、“前”、“后”、“第一”、“第二”、“左”或“右”的任何参照无意成为这里的限制。这里，术语“大约”在被应用于值时，通常表示在用于产生该值的设备的容差范围之内，或者可以表示正负10％、或正负5％、或正负1％，除非另有明确规定。此外，当在这里所使用时，术语“基本上”和“大致”意味着大部分、或几乎全部、或全部、或在约51％至约100％的范围内的量。此外，这里的示例意图仅是说明性的，并且是为了讨论的目的而呈现的，而不是当作限制。

图1示出了根据与这里所描述的原理一致的实施例的背光体系统100的侧视图示意图。在图1中，背光体系统100可以包括布置在背光体110附近的条形准直器105。条形准直器105包括光导107和布置在光导107一侧的衍射光栅115。此外，衍射光栅115在三维框架中沿y方向延伸，例如，如图所示。在一些实施例中(例如，如图所示)，衍射光栅115位于光导107的与背光体110的输入侧120相邻的一侧(即，“背光体相邻”侧)。在其他实施例中，衍射光栅115可以被布置在与背光体110的输入侧120相邻的一侧相对的、条形准直器105或等效地光导107的一侧上。

在某些实施例中，条形准直器105的光导107被配置为在光导107的一端(图2，在150、155处)接收光。如图所示，该端可以与布置有衍射光栅115的一侧基本正交。可以从光源140或例如光源140、145的多个光源接收光束。光导107还被配置为沿着光导107的长度(从端到端)引导所接收的光作为被引导光139。条形准直器105的衍射光栅115被配置为衍射耦合出被引导光139的一部分，并将被引导光139的耦合出部分朝向背光体110的输入侧120定向以作为准直光125的束。根据各种实施例，准直光125为背光体110提供照明源，并且具有与输入侧120的长度对应的范围。在一些实施例中，背光体110还包括衍射光栅135，用以提供来自背光体110的投影光130以照亮显示器，例如3D显示器等。例如，衍射光栅135可以沿三维框架的x方向延伸。

根据各种实施例，光导107被配置为使用全内反射来引导被引导光139。例如，光导107可以包括被配置为光波导的电介质材料，该电介质材料的折射率大于围绕光波导的介质的折射率。电介质材料和周围介质的折射率之间的差异有助于根据其一个或多个引导模式、被引导光139在条形准直器105内的全内反射。根据各种示例，光导107内的被引导光139的非零传播角可以与小于全内反射的临界角的角度对应。

在一些示例中，光导107可以是条形柱状光波导。条形柱状光波导是矩形的条形柱，如图1和图2所示。该基本上矩形的条形柱状电介质材料被配置为使用全内反射来引导被引导光139。光导107的光学透明材料可以包括各种电介质材料中的任意一种或由各种电介质材料中的任意一种组成，电介质材料包括但不限于各种类型的玻璃(例如，石英玻璃、碱铝硅酸盐玻璃、硼硅酸盐玻璃等)和基本上光学透明的塑料或聚合物(例如，聚(甲基丙烯酸甲酯)或“丙烯酸玻璃”、聚碳酸酯等)中的一种或多种。在一些示例中，光导107还可以包括在光导107的表面的至少一部分(例如，顶面和/或底面)上的涂覆层(未示出)。根据一些示例，涂覆层可用于进一步促进全内反射。

一旦被引入光导107，则被引导光139就以通常远离光导107的输入端(或多个)150、155的方向沿光导107传播。在图3中，被引导光139的传播被示出为沿y方向指向并且表示光导107内的传播光束的箭头。例如，传播光束可以表示光导107的光学模式中的一个或多个。根据各种示例，被引导光139的传播光束通常通过由全内反射导致的、在光导107的材料(例如，电介质)和周围介质之间的界面处从光导107的壁(顶部、底部和侧面)“反弹”或反射开而传播。为了简化说明，未明确示出被引导光139的反弹或反射。

图2示出了根据与这里所述原理一致的实施例的示例中的图1的背光体系统100的俯视图示意图。在图2中，背光体系统100还可以包括“第一”光源140。在一些实施例中，背光体系统100进一步包括另一个或“第二”光源145。可以包括第二光源145以提供额外的光，并因此增加作为被引导光139提供并在条形准直器105内全内反射的光的强度(即，被引导光强度)。在一些实施例中，这些光源140、145中的一个或两个可以包括发光二极管(LED)，诸如但不限于布置在包括光导107的条形准直器105邻近和附近的白色LED。例如，第一光源140可以被布置在条形准直器105处的第一端150的邻近，例如，如图2所示。此外，第二光源145(当存在时)可以被布置在条形准直器105处的第二端155的邻近，例如，同样如图2所示。这样的配置可以允许条形准直器105和光导107对来自光导107内的光源140、145中的一个或另一个或两个的发射光进行全内反射。光导107内的被引导光139可以经由条形准直器105的衍射光栅115被衍射耦合出作为准直光125，并在输入侧120处衍射耦合到背光体110中，如图2所示。在某些实施例中，输入侧120延伸条形准直器105和衍射光栅115的长度(例如，在y方向上，如图所示)。

图3示出了根据与这里所描述的原理一致的实施例的示例中的条形准直器105的俯视图示意图。在图3中，条形准直器105包括光导107和沿条形准直器105的长度(例如，在y方向上，如图所示)布置的衍射光栅115。衍射光栅115被配置为朝向背光体110在x方向上将光耦合出，作为条形准直器105的准直光125，如上所述。

根据一些示例，衍射光栅115可以包括啁啾衍射光栅。通过定义，“啁啾”衍射光栅是展现出或具有跨越啁啾衍射光栅的范围或长度而变化的衍射特征的衍射光栅间距或间隔的衍射光栅。这里，变化的衍射间隔被称为“啁啾”。作为啁啾的结果，从光导107被衍射耦合出的被引导光139以与跨越啁啾衍射光栅的不同原点对应的不同衍射角从啁啾衍射光栅射出或发射，作为准直光125的束。

在一些示例中，啁啾衍射光栅可以具有或展现出随距离线性变化的衍射间隔的啁啾。这样，啁啾衍射光栅可以被称为“线性啁啾”衍射光栅。在另一个示例中，啁啾衍射光栅可以展现出衍射间隔的非线性啁啾。可以被用于实现啁啾衍射光栅的各种非线性啁啾包括但不限于指数啁啾、对数啁啾或以另一种基本上不均匀或随机的但仍然是基本上单调的方式变化的啁啾。也可以采用非单调啁啾，诸如但不限于正弦啁啾或三角形(或锯齿)啁啾。也可以采用任意这些类型的啁啾的组合。

在一些实施例中(例如，如图1-3所示)，衍射光栅115被布置在光导107与背光体110相邻的一侧。在这些实施例中，衍射光栅115可包括透射模式衍射光栅。通过这里的定义，包括透射模式衍射光栅的衍射光栅115被配置为通过光导107与背光体110相邻的一侧(即，背光体相邻侧)直接将被引导光139的一部分衍射耦合出。

图4A示出了根据与这里所描述的原理一致的实施例的示例中的条形准直器105的一部分的横截面视图。图4B示出了根据与这里所描述的原理一致的另一个实施例的示例中的条形准直器105的一部分的横截面视图。具体地，图4A和图4B均示出了包括光导表面上的透射模式衍射光栅115'(例如，如图1-3所示)的条形准直器105的一部分。如图所示，透射模式衍射光栅115'位于光导107的背光体相邻表面上。注意，在图4A和图4B中省略了背光体(例如，图1和图2中的背光体110)，但是它将被置于条形准直器105的下方，在那里它将被示出。

具体地，如图4A所示，透射模式衍射光栅115'包括形成在光导107的一侧的表面215中的沟槽(即，衍射特征)。侧表面215是光导107的背光体相邻侧，如图4A所示。例如，光导107可以包括具有在其背光体相邻侧中形成的沟槽的玻璃或塑料/聚合物片。

图4B示出了透射模式衍射光栅115'，其包括在光导107的背光体相邻侧表面215上的光栅材料210的背脊(即，衍射特征)。例如，蚀刻或成型光栅材料210的沉积层可以产生背脊。在一些示例中，构成图4B中所示的背脊的光栅材料210可以包括与光导107的材料基本相似的材料。在其他示例中，光栅材料210可以与光导107的材料不同。例如，光导107可以包括玻璃或塑料/聚合物材料，而光栅材料210可以包括诸如但不限于氮化硅的材料。在图4B中，根据一些实施例，光栅材料210也是光学透明的。

在其他实施例中，衍射光栅115可以被布置在光导107的与背光体相邻侧表面215(或等效地，背光体相邻侧)相对的一侧。在这些实施例中，衍射光栅115可以被配置为反射模式衍射光栅，并因此被称为“反射衍射光栅115””。作为反射模式衍射光栅，反射衍射光栅115”被配置为衍射地重定向被引导光139的一部分，并且通过光导107反射该衍射重定向部分并将其从背光体相邻侧表面215朝向背光体110反射。这样，通过使用反射衍射光栅115”的衍射重定向和反射，被引导光部分被衍射耦合出。

图5A示出了根据与这里所描述的原理一致的另一个实施例的示例中的条形准直器105的一部分的横截面视图。图5B示出了根据与这里所描述的原理一致的又一个实施例的示例中的条形准直器105的一部分的横截面视图。具体地，图5A和图5B均示出了包括被配置为反射模式衍射光栅的反射衍射光栅115”的条形准直器105的一部分。如图所示，反射衍射光栅115”位于光导107的与背光体相邻侧表面215相对的表面220处或其上。注意，在图5A-图5B中省略了背光体(例如，图1和图2中的背光体110)，但是它将被置于条形准直器105的下方，在那里它将被示出。

在图5A中，反射衍射光栅115”包括在光导107的表面220中形成的沟槽(衍射特征)，以反射地衍射被引导光139的一部分并将其重定向返回通过光导107且从背光体相邻侧表面215输出。如图所示，例如，沟槽被包括金属或类似反射材料的反射材料层212填充并进一步支撑，以提供额外的反射并提高衍射效率。换句话说，反射衍射光栅115”包括反射材料层212，如图所示。在其他示例(未示出)中，沟槽可以填充有光栅材料(例如，氮化硅)，然后由反射材料层212支撑或基本覆盖。

图5B示出了反射衍射光栅115”，其包括在光导107的表面220上由光栅材料214形成的背脊(衍射特征)，以产生反射模式衍射光栅。例如，可以从光栅材料214的层蚀刻背脊(例如，氮化硅)。例如，在一些示例中(例如，如图所示)，反射衍射光栅115”由反射材料层212支撑，以基本上覆盖反射衍射光栅115”的背脊，以提供增加的反射并提高衍射效率。

图6示出了根据与这里描述的原理一致的实施例的示例中的衍射光栅115的示意视图。在图6中，衍射光栅115被布置在光导107的表面上。衍射光栅115的结构可以包括沿条形准直器105的y方向的光栅属性，诸如布置在衍射光栅115的一对背脊227之间的沟槽223的沟槽宽度229以及该对背脊中的背脊227的背脊宽度225。额外的光栅属性包括但不限于光栅深度230、光栅周期235和光栅占空比。“光栅占空比”可以被定义为背脊227的背脊宽度225与沟槽223的沟槽宽度229的比率。在一些实施例中，可以改变这些元素以提供不均匀的间距并改变衍射角。

在一些实施例(未示出)中，光栅深度230(例如，沟槽深度)可以沿y方向变化或被改变，以改变衍射强度。因此，在某些实施例中，不仅衍射光栅115可以具有沿衍射光栅115的长度的啁啾或其他特征间隔变化，以优化或控制耦合出的准直光125或准直光125的束的形状，而且还可以沿y方向改变衍射光栅占空比和光栅深度230中的一个或两个，以进一步控制或调节耦合出的光束的特性。具体地，使用光栅深度230改变“衍射强度”(即，耦合出部分在沿着光栅的任何点处有多强)可以用于作为传播距离的函数来调节在条形准直器105的光导107内传播的、被引导光139的强度的降低。

在某些实施例中，(见图3)衍射光栅115可以从条形准直器105中提取光而不改变光分布。相反，可以只改变光传播方向，例如，从y方向改变到x方向，如图3所示(即，分别在139和125处)。例如，条形准直器105中的内反射的或被引导的光139在条形准直器105的光导107内传播的同时可以包括基本上45°的锥体。当被引导光部分经由衍射光栅115被衍射耦合出时，仅45°锥体的一侧或约一半(即，约±22.5°)将与条形准直器105的衍射光栅结构侧相互作用。例如，衍射耦合出的光改变方向但可以保持基本上45°的光锥体的光分布。因此，从条形准直器105耦合出的光将是该示例中的基本上45°的锥体的约一半或约22.5°。

图7示出了根据与这里所描述的原理一致的实施例的示例中的将光准直以提供背光体照明的方法400的流程图。在图7中，将光准直的方法400包括：405，将来自光源(或多个)的光接收到光导中；410，在沿着光导的长度的方向上引导所接收的光；415，使用衍射光栅将被引导光的一部分衍射耦合出，作为准直光。方法400还包括：420将来自衍射光栅的准直光接收到背光体中。

在一些实施例(未示出)中，透镜可以被包括在背光体系统中，例如，图1和图2中所示的背光体系统100。透镜可以被布置在光源(或多个)140、145和光导之间。例如，透镜可以被配置为帮助聚焦来自光源(或多个)140、145的发射光。在其他实施例(未示出)中，透镜可以沿着光导107的长度被布置在背光体110和光导之间。例如，该透镜可以被配置为帮助聚焦来自光导107的发射光(即，准直光125)。

因此，已经描述了条形准直器、背光体系统以及采用衍射光栅将光从条形准直器的光导耦合出的将光准直的方法的示例，应当理解，上述示例仅仅是对表示这里所述原理的许多具体示例中的一些示例的说明。显然，本领域技术人员可以在不脱离由下列权利要求限定的范围的情况下容易地设计出许多其他布置。

Claims

1.一种条形准直器，包括：

光导，被配置为在光导的一端接收光并沿着光导的长度来引导所接收的光，作为被引导光；和

衍射光栅，被布置在光导的一侧上，所述衍射光栅被配置为衍射耦合出被引导光的一部分并且将耦合出部分朝向背光体的输入定向作为准直光束，

其中，所述准直光束具有与背光体输入的长度对应的范围，所述准直束是所述背光体的照明源。

2.根据权利要求1所述的条形准直器，其中，所述衍射光栅包括沿着所述光导的长度布置的多个衍射特征，以及

其中，朝向背光体定向的耦合出部分被配置为沿着所述背光体的长度是均匀的。

3.根据权利要求2所述的条形准直器，其中，所述多个衍射特征从所述条形准直器的第一表面延伸到第二表面，所述第一表面和第二表面彼此平行并且垂直于侧面。

4.根据权利要求1所述的条形准直器，其中，所述光导的沿其布置有衍射光栅的一侧被布置为与所述背光体相邻，所述衍射光栅包括透射模式衍射光栅。

5.根据权利要求1所述的条形准直器，其中，所述衍射光栅包括布置在所述光导的与所述背光体相邻的一侧相对的一侧上的反射模式衍射光栅。

6.根据权利要求1所述的条形准直器，其中，所述衍射光栅包括啁啾衍射光栅。

7.根据权利要求1所述的条形准直器，其中，所述衍射光栅包括被配置为沿着所述衍射光栅的长度变化的占空比和光栅深度中的一个或两个。

8.一种背光体系统，包括：

光源，被配置为提供光；

光导，被配置为引导从所述光源接收的光作为被引导光，所述光源被布置在所述光源附近；

衍射光栅，被配置为从光导衍射耦合出被引导光的一部分作为准直光；和

背光体，与所述光导相邻，所述背光体被配置为接收来自所述衍射光栅的准直光，

其中，所述衍射光栅沿所述光导的一侧布置，并且所述光源与所述光导的一端相邻。

9.根据权利要求8所述的背光体系统，其中，所述光导的沿其布置有衍射光栅的一侧被布置为与所述背光体相邻，所述衍射光栅包括透射模式衍射光栅。

10.根据权利要求8所述的背光体系统，其中，所述衍射光栅包括布置在所述光导的与所述背光体相邻的一侧相对的一侧上的反射模式衍射光栅。

11.根据权利要求8所述的背光体系统，还包括沿着所述光导的长度被布置在所述背光体和所述光导之间的透镜。

12.根据权利要求8所述的背光体系统，还包括布置在所述光源和所述光导之间的透镜。

13.根据权利要求8所述的背光体系统，还包括布置在所述光导的第二远端附近的另一光源，其中，所述另一光源被配置为向所述光导提供额外的光以增加所述光导内的被引导光的强度。

14.根据权利要求13所述的背光体系统，其中，所述光源中的椎体或两个包括发光二极管。

15.一种将光准直以提供背光体照明的方法，该方法包括：

使用光导接收来自第一光源的光；

沿着所述光导的长度在远离所述第一光源的方向上引导所接收的光，作为被引导光；和

使用衍射光栅将被引导光的一部分衍射耦合出，作为准直光，

其中，所述衍射光栅沿所述光导的一侧布置，且所述第一光源与所述光导的一端相邻，并且其中所述准直光具有与被配置为接收所述准直光的背光体的背光体输入的长度对应的范围。

16.根据权利要求15所述的方法，还包括：

通过与所述光导相邻的背光体接收来自所述衍射光栅的准直光，所述准直光在所述背光体输入处被接收。

17.根据权利要求15所述的方法，其中，所述衍射光栅是沿着所述光导的与所述背光体输入相邻的一侧布置的透射模式衍射光栅，并且其中通过所述背光体相邻侧衍射耦合出所述被引导光的一部分。

18.根据权利要求15所述的方法，其中，所述衍射光栅是沿着所述光导的与所述背光体输入相邻的一侧相对的一侧布置的反射模式衍射光栅。

19.根据权利要求15所述的方法，还包括以下之一或两者：

使用布置在所述第一光源和光导之间的透镜将来自光源的光聚焦到所述光导；和

使用沿着所述光导的长度布置在所述背光体和光导之间的透镜来聚焦所述准直光。

20.根据权利要求15所述的方法，还包括：

通过第二光源提供光，所述第二光源与光导的邻近第一光源的一端相对的一端相邻。