[發(fā)明專利]光束擴(kuò)展器、背光單元和包括該背光單元的全息顯示裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711183883.4
• 申請(qǐng)日: 2017-11-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108227219B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-04-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 崔七星;金善一;成基榮;宋薰;安重權(quán);李泓錫
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 三星電子株式會(huì)社
• 主分類號(hào): G02B27/09
• 分類號(hào): G02B27/09;G03H1/26
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所 11105
• 代理人: 弋桂芬

1.一種背光單元，包括：

光源，配置為提供光束；

第一光束擴(kuò)展器，配置為：

混合從所述光源提供的光束，

在第一方向上擴(kuò)展所述光束，以及

將被混合且擴(kuò)展的光束輸出為白光；以及

第二光束擴(kuò)展器，配置為：

在與所述第一方向垂直的第二方向上擴(kuò)展從所述第一光束擴(kuò)展器輸出的白光，以及

將被擴(kuò)展的白光輸出為表面光，

其中所述第一光束擴(kuò)展器包括光柵元件，所述光柵元件包括沿著相對(duì)于所述第一方向傾斜的第三方向布置的多個(gè)凹槽，所述多個(gè)凹槽的每個(gè)具有楔形形狀，

其中所述光源包括配置為發(fā)射具有第一波長(zhǎng)的光的第一光源、配置為發(fā)射具有不同于所述第一波長(zhǎng)的第二波長(zhǎng)的光的第二光源、以及配置為發(fā)射具有不同于所述第一波長(zhǎng)和所述第二波長(zhǎng)的第三波長(zhǎng)的光的第三光源，

其中所述第一光源、所述第二光源和所述第三光源布置為使得分別從所述第一光源、所述第二光源和所述第三光源輸出的光相對(duì)于所述光柵元件的入射角彼此不同，

其中所述多個(gè)凹槽配置為使得以不同角度入射的不同波長(zhǎng)的光被混合以形成白光并且沿相同方向被衍射，

其中所述多個(gè)凹槽當(dāng)中的第一凹槽與第二凹槽之間的間隔和所述第一凹槽或所述第二凹槽的所述楔形形狀的角度的至少之一被設(shè)定為使得在相鄰的凹槽中朝向與所述第一方向和所述第二方向兩者垂直的第四方向衍射的光相長(zhǎng)地干涉。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的背光單元，其中所述多個(gè)凹槽的每個(gè)具有有在所述第二方向上的高度的棱柱形狀。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的背光單元，還包括位于所述光源和所述光柵元件之間的光路改變構(gòu)件。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的背光單元，其中所述光路改變構(gòu)件包括為彎曲表面的反射表面，并且所述第一光源、所述第二光源和所述第三光源在與所述光路改變構(gòu)件平行的方向上照射所述光束。

5.一種全息顯示裝置，包括：

根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一所述的背光單元；空間光調(diào)制器，配置為衍射入射光以再現(xiàn)全息圖像；以及

場(chǎng)透鏡，配置為將由所述空間光調(diào)制器再現(xiàn)的所述全息圖像聚焦到空間。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的全息顯示裝置，還包括配置為二維地控制所述全息圖像通過(guò)所述場(chǎng)透鏡被聚焦到的位置的光束偏轉(zhuǎn)器。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的全息顯示裝置，還包括配置為感測(cè)觀看者的位置的眼睛跟蹤傳感器。

8.一種光束擴(kuò)展器，包括：

光柵元件，包括傾斜的上表面和下表面；

其中多個(gè)凹槽沿所述傾斜的上表面布置，

其中所述多個(gè)凹槽的每個(gè)具有楔形形狀，以及

其中所述光柵元件配置為通過(guò)混合從光源提供的光束并在第一方向上擴(kuò)展所述光束而輸出白光，

其中所述多個(gè)凹槽配置為：當(dāng)從光源提供的具有不同波長(zhǎng)的光束以相對(duì)于所述光柵元件不同的角度入射時(shí)，使得以不同角度入射的具有不同波長(zhǎng)的光被混合以形成白光并且沿相同方向被衍射，

其中所述多個(gè)凹槽當(dāng)中的第一凹槽與第二凹槽之間的間隔和所述第一凹槽或所述第二凹槽的所述楔形形狀的角度的至少之一被設(shè)定為使得在相鄰的凹槽中朝向與所述第一方向和第二方向兩者垂直的方向衍射的光相長(zhǎng)地干涉，所述第二方向垂直于所述第一方向。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的光束擴(kuò)展器，還包括：

光路改變構(gòu)件，其被提供在所述光柵元件的面對(duì)所述傾斜的上表面的一側(cè)，且被配置為朝向所述光柵元件的所述多個(gè)凹槽再引導(dǎo)來(lái)自光源的光束。

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的光束擴(kuò)展器，其中所述多個(gè)凹槽的每個(gè)具有有在所述第二方向上的高度的棱柱形狀。