ES2912883T3

ES2912883T3 - Retroiluminación basada en rejilla de múltiples haces y un método de funcionamiento de pantalla electrónica

Info

Publication number: ES2912883T3
Application number: ES15877262T
Authority: ES
Inventors: David Fattal
Original assignee: Leia Inc
Current assignee: Leia Inc
Priority date: 2015-01-10
Filing date: 2015-01-10
Publication date: 2022-05-30
Anticipated expiration: 2035-01-10
Also published as: KR20170102218A; KR102239155B1; WO2016111706A1; JP2018508937A; US10768357B2; EP3243094B1; US20170299799A1; JP6511144B2; PT3243094T; CN107111084A; EP3243094A4; EP3243094A1

Abstract

Una retroiluminación basada en rejilla de múltiples haces (100) que comprende: una guía de luz de placa (110) para guiar un haz de luz en un ángulo de propagación distinto de cero entre superficies opuestas de la guía de luz de placa de acuerdo con la reflexión interna total, el haz de luz comprendiendo un primer componente de polarización y un segundo componente de polarización; y un retardador de polarización (120) localizado dentro de una guía de luz de placa entre las superficies opuestas, configurado de tal manera que el haz de luz guiada que pasa a través del retardador de polarización y el retardador de polarización estando configurado para redistribuir el primer componente de polarización del haz de luz guiado en una combinación lineal predeterminada del primer componente de polarización y el segundo componente de polarización y configurado para redistribuir el segundo componente de polarización del haz de luz guiado en otra combinación lineal predeterminada del primer y el segundo componentes de polarización, que comprende una rejilla de difracción de múltiples haces (130) en una superficie de la guía de luz de placa para dispersar preferiblemente una parte del haz de luz que tiene un primer componente de polarización cuando se compara con el segundo componente de polarización, en donde una pluralidad de haces de luz dispersados se dirige lejos de la superficie de la guía de luz de placa, la pluralidad de haces de luz dispersados estando dispuestos para que tengan diferentes direcciones angulares de dispersión

Description

DESCRIPCIÓN

Retroiluminación basada en rejilla de múltiples haces y un método de funcionamiento de pantalla electrónica REFERENCIA CRUZADA A SOLICITUDES RELACIONADAS

N/A

DECLARACIÓN SOBRE INVESTIGACIÓN O DESARROLLO PATROCINADO FEDERALMENTE

N/A

ANTECEDENTES

La US5729311A describe una guía de onda óptica provista con rebajes (19) que se llenan posteriormente con un material que es diferente del de la guía de onda óptica. La US8681423B1 describe un modulador de luz que incluye una rejilla de difracción en una superficie de una guía de luz, y un fluido que tiene un índice de refracción coincidente con la rejilla de difracción. El fluido coincidente don el índice puede moverse selectivamente tanto en contacto con la rejilla de difracción para vencer el acoplamiento de difracción y fuera de contacto con la rejilla de difracción para facilitar el acoplamiento de difracción para modular la luz guiada desacoplada. La US2004051927A1 describe un módulo de guía de luz para emitir luz polarizada particular que incluye un divisor para separar haces de luz no polarizada, un transformador para convertir la polarización de haces de luz, y una fuente de luz no polarizada. La US2004141108 A1 describe una placa de guía de luz, que comprende medios divisores de polarización para dividir la entrada de luz en luz a ser trasmitida y luz a ser reflejada, en base a su dirección de polarización.

Las pantallas electrónicas son un medio casi ubicuo para comunicar información a los usuarios de una amplia variedad de dispositivos y productos. Entre las pantallas electrónicas más comunes se encuentran el tubo de rayos catódicos (CRT), los paneles de visualización de plasma (PDP), las pantallas de cristal líquido (LCD), las pantallas electroluminiscentes (EL), los diodos orgánicos emisores de luz (OLED) y las pantallas de OLED de matriz activa (AMOLED), pantallas electroforéticas (EP) y varias pantallas que emplean modulación de luz electromecánica o electrofluídica (por ejemplo, dispositivos de microespejos digitales, pantallas de electrohumectación, etc.). En general, las pantallas electrónicas pueden clasificarse o como pantallas activas (es decir, pantallas que emiten luz) o pantallas pasivas (es decir, pantallas que modulan la luz proporcionada por otra fuente). Entre los ejemplos más obvios de pantallas activas están las CRT, PDP y OLED/AMOLED. Las pantallas que típicamente se clasifican como pasivas cuando se considera la luz emitida son las pantallas LCD y EP. Las pantallas pasivas, aunque a menudo muestran características de rendimiento atractivas que incluyen, pero no se limitan a, un consumo de energía inherentemente bajo, pueden encontrar un uso algo limitado en muchas aplicaciones prácticas dada la falta de capacidad para emitir luz.

Para superar las limitaciones de las pantallas pasivas asociadas con la emisión de luz, muchas pantallas pasivas se acoplan a una fuente de luz externa. La fuente de luz acoplada puede permitir que estas pantallas, por lo demás pasivas, emitan luz y funcionen sustancialmente como una pantalla activa. Ejemplos de tales fuentes de luz acopladas son las luces de fondo. Las luces de fondo son fuentes de luz (a menudo denominadas fuentes de luz de 'panel') que se colocan detrás de una pantalla por lo demás pasiva para iluminar la pantalla pasiva. Por ejemplo, puede acoplarse una retroiluminación a una pantalla LCD o EP. La retroiluminación emite luz que pasa a través de la pantalla lCd o EP. La luz emitida por la retroiluminación es modulada por la pantalla LCD o EP y la luz modulada se emite, a su vez, desde la pantalla LCD o EP.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

Varias características de los ejemplos de acuerdo con los principios descritos en la presente pueden entenderse más fácilmente con referencia a la siguiente descripción detallada tomada junto con los dibujos acompañantes, en donde números de referencia similares designan elementos estructurales similares, y en los que: La Figura 1 ilustra un gráfico de la intensidad de luz dentro de una guía de luz con fugas en función de la distancia a lo largo de un eje de propagación de la luz, de acuerdo con un ejemplo de los principios descritos en la presente.

La Figura 2A ilustra una vista en sección transversal de una guía de luz de mezclado de polarización, de acuerdo con un ejemplo consistente con los principios descritos en la presente.

La Figura 2B ilustra una vista en sección transversal de una guía de luz de mezclado de polarización, de acuerdo con otro ejemplo consistente con los principios descritos en la presente.

La Figura 3 ilustra una vista en sección transversal de una parte de una guía de luz de mezclado de polarización, de acuerdo con un ejemplo consistente con los principios descritos en la presente.

La Figura 4 ilustra una vista en perspectiva de una parte de una superficie de la guía de luz de mezclado de polarización ilustrada en cualquiera de las Figuras 2^ao 2B, de acuerdo con un ejemplo consistente con los principios descritos en la presente.

La Figura 5 ilustra un diagrama de bloques de una pantalla electrónica 3D, de acuerdo con un ejemplo consistente con los principios descritos en la presente.

La Figura 6 ilustra un diagrama de flujo de un método de funcionamiento de pantalla electrónica, de acuerdo con un ejemplo consistente con los principios descritos en la presente.

Ciertos ejemplos tienen otras características que se suman y reemplazan a las características ilustradas en las figuras mencionadas anteriormente. Estas y otras características se detallan a continuación con referencia a las figuras mencionadas anteriormente.

DESCRIPCIÓN DETALLADA

Los ejemplos de acuerdo con los principios descritos en la presente proporcionan mezclado de polarización en una guía de luz con aplicación a la retroiluminación de pantallas electrónicas, por ejemplo. En particular, de acuerdo con los principios descritos en la presente, el mezclado de polarización proporciona la redistribución de la luz o de los componentes asociados con la polarización de un haz de luz guiado dentro de la guía de luz. Además, la redistribución de la luz del componente de polarización se proporciona en función de la distancia a lo largo de la guía de luz, como se describe en la presente. En algunos ejemplos, la redistribución puede cambiar o intercambiar sustancialmente luz entre varios componentes de polarización, por ejemplo, entre un componente de polarización transversal eléctrica (TE) y un componente de polarización transversal magnética (TM). Redistribuyendo la luz asociada con los componentes de polarización (por ejemplo, periódicamente a lo largo de la longitud de la guía de luz), puede lograrse una distribución más uniforme de la luz en el haz de luz guiado dentro y a lo largo de la guía de luz. En particular, puede proporcionarse una distribución más uniforme, especialmente cuando la luz predominantemente asociada con un componente de polarización particular (por ejemplo, un primer componente de polarización o TE) se dispersa preferiblemente, se acopla o se configura de otro modo para 'fugarse' de la guía de luz a lo largo de una longitud de la misma.

Por ejemplo, la luz puede propagarse dentro de una guía de luz (por ejemplo, una guía de luz de placa) de manera colimada o equivalentemente como un haz de luz colimado en el que la dirección de los rayos de la luz guiada está bien definida. Además, la guía de luz puede dispersar preferencialmente la luz asociada con un componente de polarización particular del haz de luz guiado colimado, en algunos ejemplos. Por ejemplo, un "dispersor" o "centro de dispersión" (por ejemplo, una rejilla de difracción de múltiples haces, descrita a continuación) que proporciona una dispersión preferencial del componente de polarización particular puede estar presente o dentro de la guía de luz o en una superficie de la misma. En particular, el centro de dispersión puede ser un dispersor anisotrópico con una fuerza de dispersión que depende de la polarización de la luz que incide sobre el centro de dispersión. La luz polarizada a lo largo del primero de los dos ejes de polarización (es decir, un primer componente de polarización) puede dispersarse preferencial o 'máximamente' por el centro de dispersión, mientras que la luz polarizada a lo largo de un segundo de los dos ejes de polarización (es decir, un segundo componente de polarización) puede dispersarse mínimamente por el centro de dispersión, por ejemplo. Como resultado, una proporción del haz de luz guiado colimado en la guía de luz asociada con el primer componente de polarización disminuirá a un ritmo mayor que una proporción del haz de luz guiado colimado asociado con el segundo componente de polarización en función de la distancia a lo largo del guía de luz debido a la dispersión preferencial.

De acuerdo con varios ejemplos, el mezclado de polarización dentro de la guía de luz puede emplearse para redistribuir la luz del haz de luz guiado asociado con los componentes de polarización (o de manera equivalente 'para redistribuir los componentes de polarización'). La redistribución de la luz puede mitigar los efectos de la dispersión preferencial, de acuerdo con varios ejemplos. En particular, el mezclado de polarización puede usarse para redistribuir una parte de la luz asociada con el segundo componente de polarización (es decir, mínimamente dispersado) en el primer componente de polarización para 'reponer' efectivamente el componente de polarización dispersado preferencialmente (es decir, el primer componente de polarización). Además, en algunos ejemplos, el mezclado de polarización puede intercambiar sustancialmente la luz asociada con el primer y el segundo componentes de polarización. Por ejemplo, el primer componente de polarización puede ser un componente de polarización transversal eléctrica (TE), mientras que el segundo componente de polarización puede ser un componente de polarización transversal magnética (T^m). La redistribución de la luz mediante o usando el mezclado de polarización puede dar como resultado el cambio o intercambio de los componentes de polarización TE y TM, de acuerdo con algunos ejemplos. Además, la redistribución de la luz del componente de polarización (o, de manera equivalente, la 'redistribución del componente de polarización') proporcionada por el mezclado de polarización puede repetirse (por ejemplo, ser periódica) a lo largo de la guía de luz, de acuerdo con algunos ejemplos. El mezclado de polarización puede usarse para redistribuir, y en algunos ejemplos, intercambiar (por ejemplo intercambiar periódicamente), el primer y el segundo componentes de la luz guiada dentro de la guía de luz para facilitar una mejor utilización de la luz guiada, por ejemplo, por ejemplo mediante rejillas de difracción de múltiples haces de una retroiluminación de pantalla electrónica, de acuerdo con algunos ejemplos.

La Figura 1 ilustra un gráfico de la intensidad de la luz dentro de una guía de luz con fugas en función de la distancia a lo largo del eje de propagación de la luz, de acuerdo con un ejemplo de los principios descritos en la presente. En particular, la intensidad de un primer componente de polarización etiquetado 'TE' y la intensidad de un segundo componente de polarización etiquetado 'TM' de la luz se ilustran en función de la distancia o, de manera equivalente, en función de la distancia a lo largo de una trayectoria óptica de un haz de luz guiado dentro de la guía de luz. Además, la luz guiada (por ejemplo, como el haz de luz guiado) dentro de la guía de luz de la Figura 1 está configurada para dispersarse, acoplarse o filtrarse de otro modo a lo largo de la longitud de la guía de luz, por ejemplo, estando acoplado preferiblemente el primer componente de polarización o TE del haz de luz guiado en comparación con el segundo componente de polarización o TM. Como se ilustra en la Figura 1, las intensidades tanto del componente de polarización TE como del componente de polarización TM decaen exponencialmente como resultado del desacoplamiento de la luz del haz de luz guiado. Sin embargo, como el componente de polarización TE se desacopla preferiblemente, la intensidad del componente de polarización TE decae más rápidamente que la intensidad del componente de polarización TM. En algunos ejemplos, como en la retroiluminación de una pantalla electrónica que emplea rejillas de difracción de múltiples haces para acoplar la luz fuera de la guía de luz, la luz desacoplada puede asociarse predominantemente con el componente de polarización TE del haz de luz guiado. Se observa que la intensidad relativa de los componentes de polarización t E y TM en tal retroiluminación de pantalla electrónica que usan rejillas de difracción de múltiples haces decae como se ilustra en la Figura 1, por ejemplo.

También se ilustra en la Figura 1, como una línea discontinua, un ejemplo del efecto del mezclado de polarización sobre la intensidad de la luz guiada en función de la distancia a lo largo de la guía de luz, de acuerdo con un ejemplo de los principios descritos en la presente. En particular, como se ilustra, el mezclado de polarización redistribuye periódicamente (por ejemplo, intercambia) los componentes de polarización TE y TM del haz de luz guiado a medida que el haz de luz guiado se desplaza a lo largo de la longitud de la guía de luz. Como resultado del mezclado de polarización, una disminución de la intensidad de la luz (por ejemplo, de tanto los componentes de polarización TE como TM del haz de luz guiado) puede seguir la curva discontinua ilustrada en la Figura 1 en lugar de las curvas individuales asociadas con cualquiera de los dos componentes de polarización separados (es decir, las curvas de los componentes de polarización t E y TM). En otras palabras, tanto los componentes de polarización TE como TM, como se ilustra mediante la línea/curva discontinua, pueden decaer efectivamente a una tasa que es aproximadamente una 'media' de los dos componentes de polarización separados debido al mezclado de polarización. Como tal, se logra una distribución más uniforme de la intensidad de la luz guiada dentro ya lo largo de la guía de luz usando mezclado de polarización, de acuerdo con varios ejemplos de los principios descritos en la presente.

De acuerdo con varios ejemplos, el mezclado de polarización se usa junto con la luz que se guía como un haz de luz dentro de una guía de luz de placa. En la presente, una "guía de luz" se define como una estructura que guía la luz dentro de la estructura usando la reflexión interna total. En particular, la guía de luz puede incluir un núcleo que es sustancialmente transparente a una longitud de onda operativa de la guía de luz. En varios ejemplos, el término 'guía de luz' se refiere de manera general a una guía de ondas óptica dieléctrica que emplea reflexión interna total para guiar la luz en una interfaz entre un material dieléctrico de la guía de luz y un material o medio que rodea esa guía de luz. Por definición, una condición para la reflexión interna total es que el índice de refracción de la guía de luz sea mayor que el índice de refracción de un medio circundante adyacente a una superficie del material de guía de luz. En algunos ejemplos, la guía de luz puede incluir un recubrimiento además o en lugar de la diferencia del índice de refracción mencionada anteriormente para facilitar aún más la reflexión interna total. El recubrimiento puede ser un recubrimiento reflectante, por ejemplo. De acuerdo con varios ejemplos, la guía de luz puede incluir, pero no se limita a, una guía de placa o bloque, una guía de tira y una combinación de las mismas.

Además, en la presente, el término 'placa' cuando se aplica a una guía de luz como en una 'guía de luz de placa' se define como una capa o lámina por partes o diferencialmente plana. En particular, una guía de luz de placa se define como una guía de luz configurada para guiar la luz en dos direcciones sustancialmente ortogonales delimitadas por una superficie superior y una superficie inferior (es decir, superficies opuestas) de la guía de luz. Además, por definición en la presente, las superficies superior e inferior están ambas separadas entre sí y son sustancialmente paralelas entre sí en un sentido diferencial. Es decir, dentro de cualquier región diferencialmente pequeña de la guía de luz de la placa, las superficies superior e inferior son sustancialmente paralelas o coplanares. En algunos ejemplos, una guía de luz de placa puede ser sustancialmente plana (por ejemplo, confinada a un plano) y, por lo tanto, la guía de luz de placa es una guía de luz planar. En otros ejemplos, la guía de luz de placa puede estar curvada en una o dos dimensiones ortogonales. Por ejemplo, la guía de luz de placa puede estar curvada en una sola dimensión para formar una guía de luz de placa de forma cilíndrica. Sin embargo, en varios ejemplos, cualquier curvatura tiene un radio de curvatura suficientemente grande para asegurar que la reflexión interna total se mantenga dentro de la guía de luz de la placa para guiar la luz.

De acuerdo con algunos ejemplos descritos en la presente, puede emplearse una rejilla de difracción (por ejemplo, una rejilla de difracción de múltiples haces) para dispersar o desacoplar luz de una guía de luz de placa. En la presente, una 'rejilla de difracción' se define generalmente como una pluralidad de características (es decir, características de difracción) dispuestas para proporcionar la difracción de la luz incidente sobre la rejilla de difracción. En algunos ejemplos, la pluralidad de características puede disponerse de manera periódica o cuasi periódica. Por ejemplo, la rejilla de difracción puede incluir una pluralidad de características (por ejemplo, una pluralidad de ranuras en la superficie de un material) dispuestas en una matriz unidimensional (1-D). En otros ejemplos, la rejilla de difracción puede ser una matriz bidimensional (2-D) de características. La rejilla de difracción puede ser una matriz 2D de protuberancias u orificios en la superficie de un material, por ejemplo.

Como tal, y por definición en la presente, la 'rejilla de difracción' es una estructura que proporciona la difracción de la luz incidente sobre la rejilla de difracción. Si la luz incide sobre la rejilla de difracción desde una guía de luz, la difracción o la dispersión de difracción proporcionadas pueden dar como resultado, y por tanto denominarse, un 'acoplamiento de difracción' ya que la rejilla de difracción puede acoplar la luz fuera de la guía de luz por difracción. La rejilla de difracción también redirige o cambia un ángulo de la luz por difracción (es decir, un ángulo de difracción). En particular, como resultado de la difracción, la luz que sale de la rejilla de difracción (es decir, la luz difractada) tiene generalmente una dirección de propagación diferente a la dirección de propagación de la luz incidente en la rejilla de difracción (es decir, la luz incidente). Al cambio en la dirección de propagación de la luz por difracción se hace referencia en la presente como 'redirección por difracción'. Por lo tanto, la rejilla de difracción puede entenderse como una estructura que incluye características de difracción que redirige por difracción la luz incidente sobre la rejilla de difracción y, si la luz incide desde una guía de luz, la rejilla de difracción también puede desacoplar por difracción la luz de la guía de luz.

Además, por definición en la presente, a las características de una rejilla de difracción se hace referencia como "características de difracción" y pueden ser una o más en, dentro y sobre una superficie (por ejemplo, un límite entre dos materiales). La superficie puede ser una superficie de una guía de luz de placa, por ejemplo. Las características de difracción pueden incluir cualquiera de una variedad de estructuras que difractan la luz, incluyendo pero no limitadas a, una o más ranuras, rebordes, agujeros y protuberancias en, dentro o sobre la superficie. Por ejemplo, la rejilla de difracción puede incluir una pluralidad de ranuras paralelas en la superficie del material. En otro ejemplo, la rejilla de difracción puede incluir una pluralidad de rebordes paralelas que sobresalen de la superficie del material. Las características de difracción (por ejemplo, ranuras, rebordes, agujeros, protuberancias, etc.) pueden tener una variedad de formas o perfiles en sección transversal que proporcionan difracción que incluyen, pero no se limitan a, uno o más de un perfil sinusoidal, un perfil rectangular (por ejemplo, una rejilla de difracción binaria), un perfil triangular y un perfil de dientes de sierra (por ejemplo, una rejilla de llama).

Por definición en la presente, una 'rejilla de difracción de múltiples haces' es una rejilla de difracción que produce luz desacoplada que incluye una pluralidad de haces de luz. Además, los haces de luz de la pluralidad producidos por una rejilla de difracción de múltiples haces tienen diferentes direcciones angulares principales entre sí, por definición en la presente. En particular, por definición, un haz de luz de la pluralidad tiene una dirección angular principal predeterminada que es diferente de otro haz de luz de la pluralidad de haces de luz como resultado del acoplamiento de difracción y la redirección de difracción de la luz incidente por la rejilla de difracción de múltiples haces. Por ejemplo, la pluralidad de haces de luz puede incluir ocho haces de luz que tienen ocho direcciones angulares principales diferentes. Los ocho haces de luz combinados (es decir, la pluralidad de haces de luz) pueden representar un campo de luz, por ejemplo. De acuerdo con varios ejemplos, las diferentes direcciones angulares principales de los varios haces de luz están determinadas por una combinación de un paso o espaciado de rejilla y una orientación o rotación de las características de difracción de la rejilla de difracción de múltiples haces en los puntos de origen de los respectivos haces de luz con respecto a una dirección de propagación de la luz que incide sobre la rejilla de difracción de múltiples haces.

De acuerdo con varios ejemplos descritos en la presente, la luz desacoplada de la guía de luz por la rejilla de difracción (por ejemplo, una rejilla de difracción de múltiples haces) representa un píxel de una pantalla electrónica. En particular, la guía de luz que tiene una rejilla de difracción de múltiples haces para producir los haces de luz de la pluralidad que tienen diferentes direcciones angulares principales puede ser parte de una retroiluminación o usarse junto con una pantalla electrónica como, pero no limitado a, una pantalla electrónica tridimensional (3-D) 'sin gafas' (por ejemplo, también denominada pantalla electrónica multivista u 'holográfica' o pantalla autoestereoscópica). Como tales, los haces de luz dirigidos de manera diferente producidos al desacoplar la luz guiada de la guía de luz usando la rejilla de difracción de múltiples haces pueden ser o representar "píxeles". de la pantalla electrónica 3-D. Además, los haces de luz dirigidos de manera diferente pueden formar un campo de luz, de acuerdo con varios ejemplos.

En la presente, una 'fuente de luz' se define como una fuente de luz (por ejemplo, un aparato o dispositivo que produce y emite luz). Por ejemplo, la fuente de luz puede ser un diodo emisor de luz (LED) que emite luz cuando se activa. En la presente, una fuente de luz puede ser sustancialmente cualquier fuente de luz o emisor óptico que incluye, pero no se limita a, uno o más diodos emisores de luz (LED), un láser, un diodo emisor de luz orgánico (OLED), un diodo emisor de luz de polímero, un emisor óptico basado en plasma, una lámpara fluorescente, una lámpara incandescente y virtualmente cualquier otra fuente de luz. La luz producida por una fuente de luz puede tener un color o puede incluir una longitud de onda de luz particular.

Además, como se usa en la presente, se pretende que el artículo 'un' tenga su significado ordinario en la técnica de patentes, concretamente, 'uno o más'. Por ejemplo, 'una rejilla' significa una o más rejillas y, como tal, 'la rejilla' significa 'la o las rejillas' en la presente. Además, no se pretende que cualquier referencia en la presente a 'parte superior', 'parte inferior', 'superior', 'inferior', 'arriba', 'abajo', 'delantero', 'posterior', 'primero', 'segundo', 'izquierda' o ' derecha' sea una limitación en la presente. En la presente, el término 'aproximadamente' cuando se aplica a un valor significa generalmente dentro del intervalo de tolerancia del equipo usado para producir el valor, o en algunos ejemplos, significa más o menos el 10%, o más o menos el 5%, o más o menos el 1%, a menos que se especifique lo contrario. Además, el término 'sustancialmente' como se usa en la presente significa una mayoría, o casi todo, o todo, o una cantidad dentro de un intervalo de aproximadamente el 51% a aproximadamente el 100%, por ejemplo. Además, no se pretende que los ejemplos de la presenta sean únicamente ilustrativos y se presentan con propósitos de análisis y no a modo de limitación.

De acuerdo con algunos ejemplos de los principios descritos en la presente, se proporciona una guía de luz de mezclado de polarización. La Figura 2A ilustra una vista en sección transversal de una guía de luz de mezclado de polarización 100, de acuerdo con un ejemplo consistente con los principios descritos en la presente. La Figura 2B ilustra una vista en sección transversal de una guía de luz de mezclado de polarización 100, de acuerdo con otro ejemplo consistente con los principios descritos en la presente. La guía de luz de mezclado de polarización 100 emplea el mezclado de polarización para redistribuir los componentes de polarización de la luz guiada dentro de la guía de luz de mezclado de polarización 100. En particular, el mezclado de polarización dentro de la guía de luz de mezclado de polarización 100 puede facilitar una distribución más uniforme y consistente de los componentes de polarización de la luz guiada a lo largo de una trayectoria óptica de la guía de luz de mezclado de polarización 100 que se proporciona en una guía de luz similar sin mezclado de polarización. Por ejemplo, cuando la luz de un haz de luz guiado asociado con un componente de polarización seleccionado (por ejemplo, un primer componente de polarización) se dispersa preferiblemente fuera de la guía de luz de mezclado de polarización 100 (por ejemplo, como los haces de luz 102, descritos a continuación), el mezclado de polarización puede facilitar una distribución de luz más uniforme y consistente dentro y a lo largo de la guía de luz de mezclado de polarización 100.

Como se ilustra, la guía de luz de mezclado de polarización 100 incluye una guía de luz 110. En particular, la guía de luz 110 es una guía de luz de placa 110, de acuerdo con varios ejemplos. La guía de luz de placa 110 está configurada para guiar la luz (por ejemplo, desde una fuente de luz) como un haz de luz a lo largo de una longitud de la guía de luz de placa 110. Además, la guía de luz de placa 110 está configurada para guiar el haz de luz (es decir, un haz de luz guiado 104) con un ángulo de propagación distinto de cero, de acuerdo con varios ejemplos. Como se define en la presente, el ángulo de propagación distinto de cero es un ángulo con respecto a una superficie (por ejemplo, una superficie superior o una superficie inferior) de la guía de luz de la placa 110.

En algunos ejemplos, el ángulo de propagación distinto de cero del haz de luz guiado puede estar entre aproximadamente diez (10) grados y aproximadamente cincuenta (50) grados. En algunos ejemplos, el ángulo de propagación distinto de cero del haz de luz guiado puede estar entre aproximadamente veinte (20) grados y aproximadamente cuarenta (40) grados, o entre aproximadamente veinticinco (25) grados y aproximadamente treinta y cinco (35) grados. Por ejemplo, el ángulo de propagación distinto de cero puede ser de aproximadamente treinta (30) grados. En otros ejemplos, el ángulo de propagación distinto de cero puede ser de aproximadamente 20 grados, o de aproximadamente 25 grados, o de aproximadamente 35 grados.

En algunos ejemplos, la luz de una fuente de luz puede introducirse o acoplarse en la guía de luz de placa 110 en un ángulo de propagación distinto de cero (por ejemplo, de aproximadamente 30-35 grados). Uno o más de una lente, un espejo o un reflector similar (por ejemplo, un reflector de colimación inclinado y un prisma (no ilustrado)) pueden facilitar el acoplamiento de la luz en un extremo de entrada de la guía de luz de placa 110 como el haz en el ángulo de propagación distinto de cero, por ejemplo. Una vez acoplado en la guía de luz de placa 110, el haz de luz guiado 104 se propaga entonces a lo largo de la guía de luz de placa 110 en una dirección que generalmente se aleja del extremo de entrada. Además, el haz de luz guiado 104 se propaga en un ángulo de propagación distinto de cero dentro de la guía de luz de placa 110. En particular, la guía de luz de placa 110 está configurada para guiar la luz reflejando o 'haciendo rebotar' el haz de luz guiado 104 entre la superficie superior y la superficie inferior de la guía de luz de placa 110 a medida que el haz de luz guiado 104 se propaga a lo largo de la guía de luz de placa 110.

Además, el haz de luz guiado 104 producido acoplando la luz en la guía de luz de placa 110 puede ser un haz de luz colimado, de acuerdo con varios ejemplos. En particular, por 'colimado' se entiende que los rayos de luz dentro del haz de luz guiado 104 son sustancialmente paralelos entre sí dentro del haz de luz guiado 104. Los rayos de luz que divergen o se dispersan del haz de luz guiado 104 no se consideran parte del haz de luz guiado colimado 104, por definición en la presente. La colimación de la luz para producir el haz de luz guiado colimado 104 puede ser proporcionada por la lente o el espejo (por ejemplo, un reflector de colimación inclinado, etc.) usado para acoplar la luz en la guía de luz de placa 110, por ejemplo.

Como se ilustra en las Figuras 2A y 2B, el haz de luz guiado 104 se propaga a lo largo de la placa de guía de luz 110 en una dirección generalmente horizontal (por ejemplo, como un haz de luz colimado). Una propagación general del haz de luz guiado 104 se ilustra de izquierda a derecha en las Figuras 2A y 2B como flechas horizontales en negrita que apuntan a lo largo de un eje x. Además, un rayo de luz del haz de luz guiado 104 que se propaga (por ejemplo, un rayo central) se representa como una flecha en ángulo extendida dentro de la guía de luz de placa 110, por ejemplo. El haz de luz guiado 104 puede representar uno o más modos ópticos de luz dentro de la guía de luz de placa 110, por ejemplo. Además, como se ilustra, el haz de luz guiado 104 se propaga en la dirección de propagación general "rebotando" o reflejándose en las paredes (por ejemplo, en las superficies superior o delantera e inferior o posterior) de la guía de luz de placa 110 en una interfaz entre el material (por ejemplo, dieléctrico) de la guía de luz de placa 110 y le medio circundante debido a la reflexión interna total.

En algunos ejemplos, la guía de luz de placa 110 puede ser una guía de ondas óptica de bloque o placa que comprende una lámina sustancialmente planar extendida de material ópticamente transparente, como un material dieléctrico. La lámina sustancialmente planar de material dieléctrico está configurada para guiar el haz de luz guiado 104 usando la reflexión interna total. De acuerdo con varios ejemplos, el material ópticamente transparente de la guía de luz de placa 110 puede incluir o estar compuesto de cualquiera de una variedad de materiales dieléctricos que incluyen, pero no se limitan a, uno o más de varios tipos de vidrio (por ejemplo, vidrio de sílice, vidrio de aluminosilicato alcalino, vidrio de borosilicato, etc.) y plásticos o polímeros sustancialmente ópticamente transparentes (por ejemplo, poli(metacrilato de metilo) o 'vidrio acrílico', policarbonato, etc.). En algunos ejemplos, la guía de luz de placa 110 puede incluir además una capa de revestimiento en por lo menos una parte de una superficie (por ejemplo, una o ambas de la superficie superior y de la superficie inferior) de la guía de luz de placa 110 (no ilustrada). La capa de revestimiento puede usarse para facilitar aún más la reflexión interna total, de acuerdo con algunos ejemplos.

De acuerdo con varios ejemplos, el haz de luz guiado 104 tiene un primer componente de polarización y un segundo componente de polarización. El primer y el segundo componentes de polarización pueden ser sustancialmente ortogonales entre sí, de acuerdo con varios ejemplos. En algunos ejemplos, el primer componente de polarización es un componente de polarización transversal eléctrico (TE) y el segundo componente de polarización es un componente de polarización transversal magnético (TM).

En algunos ejemplos, el haz de luz guiado 104 puede acoplarse inicialmente en la guía de luz de placa 110 como luz sustancialmente no polarizada, o equivalentemente, 'polarizada aleatoriamente'. En otro ejemplo, el haz de luz guiado 104 puede tener una polarización arbitraria cuando se acopla a la guía de luz de placa 110. Como tal, una parte del haz de luz guiado 104 puede verse asociada con, o equivalente siendo, el primer componente de polarización. De manera similar, otra parte del haz de luz guiado 104 puede verse como asociada con, o equivalentemente siendo, el segundo componente de polarización del haz de luz guiado 104. Juntas, las partes de luz o el primer y el segundo componentes de polarización en combinación forman el haz de luz guiado 104, de acuerdo con varios ejemplos. En particular, el haz de luz guiado 104 puede representarse por una superposición de dos componentes de polarización ortogonales (por ejemplo, el primer y el segundo componentes de polarización) de acuerdo con algunos ejemplos.

En algunos ejemplos, una característica (por ejemplo, intensidad, cantidad, nivel, etc.) de la primera parte del haz de luz guiado 104 correspondiente o asociada con el primer componente de polarización puede ser aproximadamente igual a una característica (por ejemplo, intensidad, etc.) de la segunda parte del haz de luz guiado 104 correspondiente o asociado con el segundo componente de polarización dentro de la guía de luz de placa 110, en particular, en las proximidades del extremo de entrada de la guía de luz de placa 110. En otras palabras, la luz del haz de luz guiado sustancialmente no polarizado o arbitrariamente polarizado 104 en el extremo de entrada de la guía de luz de placa 110 puede distribuirse aproximadamente por igual entre el primer y el segundo componentes de polarización (por ejemplo, los componentes de polarización TE y TM). En otros ejemplos, o la característica de la primera parte del componente de polarización del haz de luz guiado 104 es mayor que la parte del segundo componente de polarización o la característica de la segunda parte del componente de polarización es mayor que la primera parte del componente de polarización.

Como se ilustra en las Figuras 2A y 2B, la guía de luz de mezclado de polarización 100 incluye además un retardador de polarización 120 dentro de la guía de luz de placa 110. El retardador de polarización 120 está configurado para redistribuir el primer componente de polarización y el segundo componente de polarización del haz de luz guiado 104 en combinaciones lineales del primer y del segundo componentes de polarización. La redistribución puede intercambiar el primer y el segundo componentes de polarización del haz de luz guiado 104, de acuerdo con algunos ejemplos.

En particular, a medida que el haz de luz guiado 104 pasa a través del retardador de polarización 120 en un ángulo de propagación distinto de cero, el retardador de polarización 120 está configurado para redistribuir la luz (o la parte de luz) del haz de luz guiado 104 asociado con el primer componente de polarización en una combinación lineal predeterminada del primer componente de polarización y el segundo componente de polarización. Además, el retardador de polarización 120 está configurado para redistribuir la luz (o la parte de luz) del haz de luz guiado asociado con el segundo componente de polarización en otra combinación lineal predeterminada del primer y el segundo componentes de polarización. Por ejemplo, si el primer componente de polarización es el componente de polarización T^e(ere) y el segundo componente de polarización es el componente de polarización TM (e™), el retardador de polarización 120 puede distribuir la parte de luz asociada con el componente de polarización erm en una combinación lineal de los componentes de polarización TE y TM (por ejemplo, erE ^ aerE + b-erm , donde a, b son números enteros entre 0 y 1, de tal manera que |a|2 |b|2 = 1). De manera similar, el retardador de polarización 120 puede redistribuir la parte de luz asociada con el componente de polarización erm en otra combinación lineal de los componentes de polarización TE y TM (por ejemplo, erm ^ c-ers + d-erm ,donde c, d son números enteros entre 0 y 1, de tal manera que |c|2 |d|2 = 1), por ejemplo.

En algunos ejemplos, la redistribución de la luz proporcionada por el retardador de polarización 120 puede intercambiar o por lo menos intercambiar sustancialmente el primer y el segundo componentes de polarización del haz de luz guiada 104. Por "intercambio" se entiende que una parte del haz de luz guiado 104 correspondiente a la luz asociada con el primer componente de polarización se 'transforma' efectivamente en el segundo componente de polarización, mientras que una parte del haz de luz guiado 104 correspondiente a la luz asociada con el segundo componente de polarización se 'transforma' efectivamente en el primer componente de polarización. Por ejemplo, si las combinaciones lineales dan como resultado que todo el componente de polarización TE erE se redistribuya en solo el componente de polarización erm (por ejemplo |a| = 0; |ó| = 1 y |c| = 0; |d| = 1), entonces los componentes de polarización TE y TM se intercambian. En otras palabras, el retardador de polarización 120 intercambia sustancialmente el primer componente de polarización y el segundo componente de polarización del haz de luz guiado 104 entre sí.

Los ejemplos de retardadores de polarización 120 incluyen, pero no se limitan a, varios cristales birrefringentes (por ejemplo, mica, calcita, cuarzo, etc.), polímeros birrefringentes y retardadores de cristal líquido. En algunos ejemplos, el retardador de polarización 120 puede ser un retardador uniaxial, mientras que en otros ejemplos puede emplearse un retardador multiaxial.

En algunos ejemplos, el retardador de polarización 120 puede actuar como una placa de 'media onda'. Es decir, la longitud total de la trayectoria óptica del haz de luz guiado 104 a través del retardador de polarización 120 en el ángulo de propagación distinto de cero está configurada para introducir un retardo de fase diferencial de aproximadamente la mitad de la longitud de onda entre una superposición lineal de los componentes de polarización del haz de luz guiado 104. Por ejemplo, el retardo de fase diferencial de longitud de media onda puede ser un retardo de fase o diferencia entre una superposición lineal de un primer componente de polarización e1 dado por la ecuación (1) y un segundo componente de polarización e2 dado por la ecuación (2), por ejemplo.

e l ~ ^ { eTE 6Tm ) ( 1)

e2 = ~ ^ { eTE ~ eT \f) (2)

donde erE y erm son los componentes de polarización TE y TM, respectivamente. El retardo de fase diferencial de aproximadamente media longitud de onda intercambia sustancialmente el primer componente de polarización (por ejemplo, TE) y el segundo componente de polarización (por ejemplo, TM) en un punto de emisión o salida del retardador de polarización 120, de acuerdo con varios ejemplos.

En algunos ejemplos (por ejemplo, como se ilustra en las Figuras 2A y 2B), el retardador de polarización 120 comprende una película o capa retardadora de polarización. Por ejemplo, el retardador de polarización 120 puede comprender una película o capa de polímero que tiene birrefringencia configurada para proporcionar el retardo de fase diferencial mencionado anteriormente del primer y el segundo componentes de polarización o equivalentemente para proporcionar la redistribución de la luz mencionada anteriormente asociada respectivamente con el primer y el segundo componentes de polarización. En algunos ejemplos, el retardador de polarización 120 puede comprender una película retardadora uniaxial (por ejemplo, una película retardadora uniaxial de polímero). En algunos ejemplos, el material retardador de polarización del retardador de polarización 120 se proporciona junto al, incrustado o rodeado por el material dieléctrico de guía de luz. Como capa del material retardador de polarización, el retardador de polarización 120 puede ser una capa continua o una capa discontinua (por ejemplo, islas del material distribuidas con la guía de luz), que es coplanar con la guía de luz de placa, por ejemplo.

En algunos ejemplos, el retardador de polarización 120 puede comprender una capa o película (por ejemplo, una 'capa retardadora de polarización' 120) adyacente a una superficie de la guía de luz de placa 110. Por ejemplo, la capa retardadora de polarización 120 puede ser adyacente a una superficie posterior o una superficie delantera de la guía de luz de placa 110. Además, la capa retardadora de polarización 120 puede estar adyacente a una superficie de la guía de luz de placa 110 opuesta a la superficie de guía de luz de placa desde la cual la luz se dispersa fuera de la guía de luz de placa 110 (por ejemplo, como los haces de luz 102, como se describe a continuación), en algunos ejemplos. Por ejemplo, como se ilustra en la Figura 2A, la capa retardadora de polarización 120 es adyacente a una superficie posterior de la guía de luz de placa 110 que es opuesta a una superficie frontal de la guía de luz de placa 110 desde la cual se dispersan los haces de luz 102 (por ejemplo, mediante una rejilla de difracción de múltiples haces, descrita a continuación). En otros ejemplos, la capa retardadora de polarización 120 puede estar localizada dentro de la guía de luz de placa 110 entre la superficie delantera y la superficie posterior de la guía de luz de placa 110, pero separada de ellas, como se ilustra en la Figura 2B.

En algunos ejemplos, la capa retardadora de polarización 120 es sustancialmente coplanar con la guía de luz de placa 110. En un ejemplo comparativo, la capa retardadora de polarización 120 puede ser una capa formada sobre o aplicada a la superficie posterior de la guía de luz de placa 110 (por ejemplo, como en la Figura 2A). De acuerdo con la invención como se define por la reivindicación 1, la capa retardadora de polarización 120 puede colocarse dentro de la guía de luz de la placa 110 de tal manera que una superficie de la capa retardadora de polarización 120 (por ejemplo, una superficie superior) sea sustancialmente paralela pero separada de una superficie (por ejemplo, la superficie superior) de la placa guía de luz 110 (por ejemplo, como en la figura 2B). Por ejemplo, la capa retardadora de polarización 120 puede laminarse, pegarse o fijarse de otro modo entre otras dos capas que, junto con la capa retardadora de polarización 120, forman la placa de guía de luz 110. Como tal, la capa retardadora de polarización 120 colocada sustancialmente paralela dentro de la guía de luz de placa 100 es, por definición, coplanar con la guía de luz de placa 110. En otros ejemplos, la capa retardadora de polarización 120 puede estar localizada dentro de la guía de luz de placa 110 a un ángulo con respecto a una o ambas de las superficies de guía de luz de placa y. por tanto, la capa retardadora de polarización 120 es sustancialmente no coplanar con la guía de luz de placa 110.

En otros ejemplos más, la propia guía de luz de la placa 110 puede ser el retardador de polarización 120. Por ejemplo, el retardador de polarización 120 puede implementarse como una pluralidad de regiones o bloques retardadores de polarización distribuidos a lo largo y dentro de la guía de luz de placa 110. Las regiones retardadoras de polarización que forman el retardador de polarización 120 pueden estar localizadas periódicamente a lo largo de la guía de luz de placa 110, por ejemplo. En otro ejemplo, la guía de luz de placa 110 comprende un material que muestra birrefringencia de tal manera que la propia guía de luz de placa 110 o una parte sustancial de la misma se convierte en el retardador de polarización 120, por ejemplo.

La Figura 3 ilustra una vista en sección transversal de una parte de una guía de luz de mezclado de polarización 100, de acuerdo con un ejemplo consistente con los principios descritos en la presente. En particular, la vista en sección transversal de la Figura 3 ilustra un ejemplo de una parte de la guía de luz de placa 110 que incluye la capa retardadora de polarización 120 adyacente a una superficie posterior 112 de la guía de luz de placa 110 de la guía de luz de mezclado de polarización 100. La parte de guía de luz de mezclado de polarización ilustrada en la Figura 3 puede ser una parte de la guía de luz de mezclado de polarización 100 ilustrada en la Figura 2A, por ejemplo. Observar que, en este ejemplo, una superficie posterior de la capa retardadora de polarización 120 corresponde a o está colocada con una superficie posterior 112 de la guía de luz de placa 110, como se ilustra.

El haz de luz guiado 104 dentro de la guía de luz de placa 110 se ilustra como un vector dirigido en una dirección de propagación (de izquierda a derecha) y con el ángulo de propagación distinto de cero indicado como ‘9. El vector puede corresponder a un vector de Poynting principal del haz de luz guiado 104, por ejemplo. Como se ilustra, el ángulo de propagación distinto de cero 9 es de aproximadamente 30 grados, por ejemplo. Además, se ilustran un primer vector (ilustrado como un círculo con un punto en el medio para representar un vector que es paralelo a la superficie superior de la capa retardadora de polarización 120 y que apunta hacia fuera de la página) que representa un primer componente de polarización 104' y un segundo vector que representa un segundo componente de polarización 104" del haz de luz guiado 104, ortogonal al primer componente de polarización 104' antes de introducir el retardador de polarización 102. El primer y el segundo componentes de polarización 104', 104'' son ortogonales entre sí así como ortogonales al vector de Poynting principal del haz de luz guiado 104, como se ilustra en la Figura 3. En una localización de entrada o introducción 122 de la capa retardadora de polarización 120, el primer componente de polarización 104' puede corresponderse al componente de polarización TE del haz de luz guiado 104, mientras que el segundo componente de polarización 104'' puede corresponderse al componente de polarización TM del haz de luz guiado 104, por ejemplo.

Como se ilustra en la Figura 3, el haz de luz guiado 104 pasa a través de la capa retardadora de polarización 120 en una primera dirección hasta que se encuentra con la superficie posterior 112 de la placa de guía de luz 110. En la superficie posterior 112, el haz de luz guiado 104 se refleja por reflexión interna total y luego pasa a través de la capa retardadora de polarización 120 una segunda vez. El haz de luz guiado 104 sale por una localización de emisión o salida 124 de la capa retardadora de polarización 120. Tener en cuenta que el haz de luz guiado 104 pasa efectivamente a través de la capa retardadora de polarización 120 dos veces, como se ilustra. Por tanto, el haz de luz guiado 104 hace un "viaje de ida y vuelta" a través de la capa retardadora de polarización 120 desde la localización de entrada 122 hasta la localización de salida 124 de la capa retardadora de polarización 120.

Durante el viaje de ida y vuelta, la capa retardadora de polarización 120 redistribuye la luz asociada con el primer y el segundo componentes de polarización 104', 104", como se ha descrito anteriormente. En particular, como se ilustra, la capa retardadora de polarización 120 rota la polarización de luz guiada de tal manera que el segundo componente de polarización 104” sale de la capa retardadora de polarización 120 paralelo a la superficie superior de la capa retardadora de polarización 120 (un vector ilustrado como un círculo con un en el medio para representar una dirección en la página); y el primer componente de polarización 104' sale apuntando hacia afuera de la superficie superior de la capa retardadora de polarización 120, como un vector ortogonal al segundo componente de polarización 104" en la Figura 3.

Por tanto, en la localización de salida 124 de la capa retardadora de polarización 120, del primer componente de polarización 104' corresponde ahora o se ha transformado efectivamente en el segundo componente de polarización del haz de luz guiado 104 mientras que el segundo componente de polarización 104'' corresponde ahora o ha sido transformado efectivamente en el primer componente de polarización 104' del haz de luz guiado 140 (es decir, el haz de luz guiado 104 ha experimentado una rotación de polarización de 180 grados). En otras palabras, el primer y el segundo componentes de polarización 104', 104” del haz de luz guiado 104 han sido intercambiados por el paso de ida y vuelta a través del retardador de polarización 120 y la redistribución de luz asociada con el mismo, como se ilustra en la Figura 3.

Por ejemplo, la capa retardadora de polarización 120 puede ser una capa de material birrefringente uniaxial que tiene un eje extraordinario o lento caracterizado por un índice de refracción extraordinario re y un eje ordinario o rápido caracterizado por un índice de refracción ordinario ro, donde el rápido El eje es ortogonal al eje lento. Además, con referencia al ejemplo ilustrado en la Figura 3, el eje lento puede rotarse en un ángulo 9 con respecto a la dirección de propagación del haz de luz guiado 104 (es decir, a lo largo de una dirección x) en un plano de la superficie superior de la capa retardadora de polarización 120 (por ejemplo, un plano x-y de la Figura 3). Para el haz de luz guiado 104 con un ángulo de propagación distinto de cero 9, como se ilustra en la Figura 3, y los componentes de polarización e1, e2 dados en las ecuaciones (1) y (2) anteriores, si el ángulo de rotación 9 de la capa retardadora de polarización 120 se elige de tal manera que la tangente 9 sea igual al seno 9 (es decir, tan(9) = sen(9), un retardo de fase diferencial de ida y vuelta 5 puede estar dado por la ecuación (3) como

y donde t es un grosor de la capa retardadora de polarización 120 en la dirección z. Si el ángulo de rotación 9 se elige de tal manera que el retardo de fase diferencial de ida y vuelta ó sea igual a una longitud de onda A dividido por dos (ó = A/2), entonces los componentes de polarización e1, e2 se intercambiarán por el viaje de ida y vuelta a través de la capa retardadora de polarización 120 de la Figura 3, de acuerdo con algunos ejemplos.

De acuerdo con la invención como se expone en la reivindicación 1, la guía de luz de mezclado de polarización 100 está compuesta o sirve como una retroiluminación basada en rejilla de múltiples haces configurada para proporcionar o generar una pluralidad de haces de luz 102 dirigidos hacia afuera y alejándose de la guía de luz de mezclado de polarización 100. Además, los haces de luz 102 se dirigen hacia afuera y alejándose en diferentes direcciones predeterminadas, de acuerdo con varios ejemplos. En algunos ejemplos, la pluralidad de haces de luz 102 que tienen diferentes direcciones pueden formar una pluralidad de píxeles de una pantalla electrónica. Además, en algunos ejemplos, la pantalla electrónica es una pantalla electrónica tridimensional (3D) denominada 'sin gafas' (por ejemplo, una pantalla multivista). En particular, los haces de luz 102 de la pluralidad pueden formar un campo de luz que soporta la visualización de información 3D.

En particular, un haz de luz 102 de la pluralidad de haces de luz se configura para tener una dirección angular principal diferente de otros haces de luz 102 de la pluralidad de haces de luz (ver, por ejemplo, las Figuras 2A-2B), de acuerdo con varios ejemplos. Además, el haz de luz 102 puede tener una dispersión angular relativamente estrecha. Como tal, el haz de luz 102 puede alejarse de la retroiluminación basada en rejilla de múltiples haces en una dirección que está sustancialmente establecida por la dirección angular principal del haz de luz 102. En algunos ejemplos, los haces de luz 102 pueden modularse individualmente (por ejemplo, mediante una válvula de luz como se describe a continuación). La modulación individual de los haces de luz 102 dirigidos en diferentes direcciones alejándose de la retroiluminación basada en rejilla de difracción de múltiples haces puede ser particularmente útil para aplicaciones de pantallas electrónicas 3D, por ejemplo.

En referencia de nuevo a las Figuras 2A-2B, la guía de luz de mezclado de polarización 100 que sirve como retroiluminación basada en rejilla de difracción de múltiples haces 100 incluye además una rejilla de difracción de múltiples haces 130. De acuerdo con la invención (por ejemplo, como se ilustra en las Figuras 2A-2B), la rejilla de difracción de múltiples haces 130 está localizada en una superficie de la guía de luz de placa 110 (por ejemplo, una superficie delantera) y está configurada para dispersar o acoplar por difracción una parte o partes del haz de luz guiado 104 de la guía de luz de placa 110 mediante o usando acoplamiento por difracción. La parte desacoplada del haz de luz guiado 104 se redirige por difracción lejos de la superficie de guía de luz de placa como la pluralidad de haces de luz 102. Como se analizado anteriormente, cada uno de los haces de luz 102 de la pluralidad tiene una dirección angular principal diferente (por ejemplo, de tal manera que la pluralidad de haces de luz forma un campo de luz). Además, los haces de luz 102 son redirigidos por difracción lejos de la superficie de guía de luz de placa en o sobre la cual está situada la rejilla de difracción de múltiples haces 130, de acuerdo con varios ejemplos.

En general, los haces de luz 102 producidos por la rejilla de difracción de múltiples haces 130 pueden ser o divergentes o convergentes (no ilustrados), de acuerdo con varios ejemplos. En particular, las Figuras 2A-2B ilustran haces de luz 102 de la pluralidad que son divergentes. Si los haces de luz 102 son divergentes o convergentes se determina por una dirección de propagación del haz de luz guiado 104 con respecto a una característica de la rejilla de difracción de múltiples haces 130 (por ejemplo, una dirección chirp). En algunos ejemplos donde los haces de luz 102 son divergentes, los haces de luz divergentes 102 pueden parecer divergentes desde un punto 'virtual' (no ilustrado) localizado a cierta distancia debajo o detrás de la rejilla de difracción de múltiples haces 130. De manera similar, los haces de luz convergentes pueden converger o cruzarse en un punto virtual (no ilustrado) por encima o delante de la rejilla de difracción de múltiples haces 130 (por ejemplo, la superficie frontal de guía de luz de placa), de acuerdo con algunos ejemplos.

Como se ilustra con más detalle en las Figuras 2A-2B, la rejilla de difracción de múltiples haces 130 incluye una pluralidad de características de difracción 132 configuradas para proporcionar difracción. La difracción proporcionada es responsable del acoplamiento de difracción del haz de luz guiado 104 fuera de la guía de luz de placa 110. Por ejemplo, la rejilla de difracción de múltiples haces 130 puede incluir una o ambas ranuras en una superficie de la guía de luz de placa 110 (por ejemplo, como se ilustra en la Figura 2B) y los rebordes que sobresalen de la superficie de la guía de luz de la placa (por ejemplo, como se ilustra en la Figura 2A) que sirven como características de difracción 132. Las ranuras y los rebordes pueden estar dispuestos paralelas entre sí y, por lo menos en algún punto a lo largo de las características de difracción 132, perpendiculares a una dirección de propagación del haz de luz guiado 104 que debe desacoplarse por la rejilla de difracción de múltiples haces 130.

En algunos ejemplos, las ranuras y los rebordes pueden grabarse, fresarse o moldearse en la superficie o aplicarse sobre la superficie. Como tal, un material de la rejilla de difracción de múltiples haces 130 puede incluir un material de la guía de luz de placa 110. Como se ilustra en la Figura 2A, por ejemplo, la rejilla de difracción de múltiples haces 130 incluye rebordes sustancialmente paralelos que sobresalen de la superficie de la guía de luz de placa 110. En la Figura 2B, la rejilla de difracción de múltiples haces 130 incluye ranuras sustancialmente paralelas 132 que penetran en la superficie de la guía de luz de placa 110. En otros ejemplos (no ilustrados), la rejilla de difracción de múltiples haces 130 puede ser una película o capa depositada, aplicada o fijada a la superficie de guía de luz.

La rejilla de difracción de múltiples haces 130 puede disponerse en una variedad de configuraciones en, sobre o en la superficie de la placa de guía de luz 110, de acuerdo con varios ejemplos. Por ejemplo, la rejilla de difracción de múltiples haces 130 puede ser un miembro de una pluralidad de rejillas (por ejemplo, rejillas de difracción de múltiples haces) dispuestas en columnas y filas a lo largo de la superficie de guía de luz. Las filas y columnas de rejillas de difracción de múltiples haces 130 pueden representar una matriz rectangular de rejillas de difracción de múltiples haces 130, por ejemplo. En otro ejemplo, la pluralidad de rejillas de difracción de múltiples haces 130 puede disponerse como otra matriz que incluye, pero no se limita a, una matriz circular. En otro ejemplo más, la pluralidad de rejillas de difracción de múltiples haces 130 puede distribuirse sustancialmente aleatoriamente a través de la superficie de la guía de luz de placa 110.

De acuerdo con algunos ejemplos, la rejilla de difracción de múltiples haces 130 puede incluir una rejilla de difracción chirp 130. Por definición, la "rejilla de difracción chirp" 130 es una rejilla de difracción que muestra o tiene un paso de difracción o espaciado d de las características de difracción que varía a lo largo de una extensión o longitud de la rejilla de difracción chirp 130, como se ilustra en las Figuras 2A-2B. En la presente, el espaciado d de difracción variable se denomina "chirp". Como resultado, el haz de luz guiado 104 que se acopla por difracción fuera de la guía de luz de placa 110 sale o se emite desde la rejilla de difracción chirp 130 como el haz de luz 102 en diferentes ángulos de difracción correspondientes a diferentes puntos de origen de los respectivos del haz de luz 102 a través de la rejilla de difracción chirp 130. En virtud del chirp, la rejilla de difracción chirp 130 puede producir una pluralidad de haces de luz 102 que tienen diferentes direcciones angulares principales.

En algunos ejemplos, la rejilla de difracción chirp 130 puede tener o mostrar un chirp del espaciado de difracción d que varía linealmente con la distancia. Como tal, la rejilla de difracción chirp 130 puede denominarse rejilla de difracción 'chirp lineal'. Las Figuras 2A-2B ilustran la rejilla de difracción de múltiples haces 130 como una rejilla de difracción chirp lineal, por ejemplo. En particular, como se ilustra, las características de difracción 132 están más juntas en un primer extremo 130 de la rejilla de difracción de múltiples haces 130 que en un segundo extremo 130''. Además, la separación de difracción d de las características de difracción ilustradas 132 varía linealmente desde el primer extremo 130' al segundo extremo 130".

En algunos ejemplos, como se ha mencionado anteriormente, los haces de luz 102 producidos al acoplar el haz de luz guiado 104 fuera de la guía de luz de placa 110 usando la rejilla de difracción de múltiples haces 130 pueden divergir (es decir, ser haces de luz divergentes 102) cuando el haz de luz guiado 104 se propaga en una dirección desde el primer extremo 130' al segundo extremo 130" (por ejemplo, como se ilustra en las Figuras 2A-2B). Alternativamente, los haces de luz convergentes 102 pueden producirse cuando el haz de luz guiado 104 se propaga desde el segundo extremo 130” al primer extremo 130' (no ilustrado), de acuerdo con otros ejemplos.

En otro ejemplo (no ilustrado), la rejilla de difracción chirp 130 puede mostrar un chirp no lineal del espaciado de difracción d. Varios chirps no lineales que pueden usarse para realizar la rejilla de difracción chirp 130 incluyen, pero no se limitan a, un chirp exponencial, un chirp logarítmico o un chirp que varía de otra manera, sustancialmente no uniforme o aleatoria pero todavía monótona. También pueden emplearse chirps no monótonos como, pero no limitados a, un chirp sinusoidal o un chirp triangular (o de diente de sierra).

La Figura 4 ilustra una vista en perspectiva de una parte de una superficie de una guía de luz de mezclado de polarización 100 ilustrada en cualquiera de las Figuras 2A o 2B, de acuerdo con un ejemplo consistente con los principios descritos en la presente, que incluye una rejilla de difracción de múltiples haces 130. En particular, la Figura 4 ilustra una vista en perspectiva de la rejilla de difracción de múltiples haces 130 de las Figuras 2A-2B. Como se ilustra, la rejilla de difracción de múltiples haces 130 que incluye características de difracción 132 (por ejemplo, ranuras o rebordes) que son tanto curvadas como con chirp (es decir, la rejilla de difracción de múltiples haces 130 es una rejilla de difracción chirp curvada) en o sobre una superficie de la guía de placa de luz 110. El haz de luz guiado 104 tiene una dirección incidente con respecto a la rejilla de difracción de múltiples haces 130 y la guía de luz de placa 110 como se ilustra en la Figura 4, a modo de ejemplo. La Figura 4 también ilustra la pluralidad de haces de luz 102 emitidos que se alejan de la rejilla de difracción de múltiples haces 130 en la superficie de la placa guía de luz 110. Como se ilustra, los haces de luz 102 se emiten en una pluralidad de direcciones angulares principales diferentes. En particular, las diferentes direcciones angulares principales de los haces de luz 102 emitidos son diferentes tanto en azimut como en elevación, como se ilustra. Como se ha analizado anteriormente, tanto el chirp de las características de difracción 132 como la curva de las características de difracción 132 pueden ser responsables de las diferentes direcciones angulares principales de los haces de luz 102 emitidos.

De acuerdo con varios ejemplos, la rejilla de difracción de múltiples haces 130 preferiblemente dispersa o desacopla una parte del haz de luz guiado 104 asociado con el primer componente de polarización con respecto a un segundo componente de polarización. Por ejemplo, la rejilla de difracción de múltiples haces 130 puede preferiblemente desacoplar o dispersar una parte de luz del haz de luz guiado 104 asociado con el componente de polarización TE aproximadamente tres veces (3X) más que una parte de luz del haz de luz guiado 104 asociado con el componente de polarización TM. La dispersión preferencial o el desacoplamiento de un componente de polarización (por ejemplo, el componente de polarización TE) en comparación con otro componente de polarización (por ejemplo, el componente de polarización TM) puede resultar en un cambio en un nivel o intensidad relativa de cada uno de los componentes de polarización del haz de luz guiado 104 que permanece dentro de la guía de luz de placa 110 después de encontrar la rejilla de difracción de múltiples haces 130. Por un cambio en un ' nivel' relativo, se entiende que se cambia una cantidad relativa de intensidad, una potencia relativa o una energía relativa de los componentes de polarización. El mezclado de polarización proporcionado por el retardador de polarización 120, descrito anteriormente, puede mitigar los efectos de este cambio en los niveles relativos de los componentes de polarización, de acuerdo con varios ejemplos.

Por ejemplo, después de que la rejilla de difracción de múltiples haces 130 se haya desacoplado preferiblemente más del primer componente de polarización o TE del haz de luz guiado 104, el nivel del componente de polarización TE del haz de luz guiado 104 restante puede 'reponerse' efectivamente con más componente de polarización TE redistribuyendo (por ejemplo, intercambiando) algo del componente de polarización TM en el componente de polarización TE usando el retardador de polarización 120, como se ha descrito anteriormente. El mezclado de polarización sirve para aumentar efectivamente el nivel del componente de polarización TE a expensas del componente de polarización TM, de acuerdo con varios ejemplos. Como tal, una parte mayor del haz de luz guiado 104 restante corresponderá al componente de polarización Te cuando o después de que el haz de luz guiado 104 haga el viaje de ida y vuelta a través del retardador de polarización 120. El haz de luz guiado 104 restante puede tener una mayor parte de luz asociada con el componente de polarización TE disponible para ser desacoplado mediante un acoplamiento de difracción posterior mediante la rejilla de difracción de múltiples haces 130 que sin mezclado de polarización, por ejemplo. Lo mismo puede ser cierto para dos componentes de polarización cualquiera arbitrarios que se redistribuyen o intercambian mediante el mezclado de polarización en la guía de luz de placa 110, de acuerdo con varios ejemplos.

De acuerdo con algunos ejemplos de los principios descritos en la presente, se proporciona una pantalla electrónica. La pantalla electrónica está configurada para emitir haces de luz modulados como píxeles de la pantalla electrónica. Además, en varios ejemplos, los haces de luz modulados pueden dirigirse preferencialmente hacia una dirección de visualización de la pantalla electrónica como una pluralidad de haces de luz modulados dirigidos de manera diferente. En algunos ejemplos, la pantalla electrónica es una pantalla electrónica tridimensional (3D) (por ejemplo, una pantalla electrónica 3^dsin gafas). Los diferentes haces de luz modulados y dirigidos de manera diferente corresponden a diferentes 'vistas' asociadas con la pantalla electrónica 3D, de acuerdo con varios ejemplos. Las diferentes 'vistas' pueden proporcionar una representación 'sin gafas' (por ejemplo, autoestereoscópica u holográfica) de información que se está mostrando por la pantalla electrónica 3D, por ejemplo.

La Figura 5 ilustra un diagrama de bloques de una pantalla electrónica 3D 200, de acuerdo con un ejemplo consistente con los principios descritos en la presente. La pantalla electrónica 3D 200 ilustrada en la Figura 5 incluye una placa de guía de luz 210 para guiar la luz como un haz de luz. El haz de luz puede estar colimado, por ejemplo. El haz de luz guiado en la guía de luz de placa 210 es una fuente de luz que se convierte en los haces de luz modulados 202 emitidos por la pantalla electrónica 3D 200. De acuerdo con algunos ejemplos, la guía de luz de placa 210 puede ser sustancialmente similar a la guía de luz de placa 110 descrita anteriormente con respecto a la guía de luz de mezclado de polarización 100 o la retroiluminación basada en rejilla de múltiples haces 100. Por ejemplo, la guía de luz de placa 210 puede ser una guía de onda óptica de bloque que es una lámina planar de material dieléctrico configurada para guiar la luz mediante reflexión interna total.

Además, la guía de luz de placa 210 incluye una capa retardadora de polarización 212 para redistribuir la luz de los componentes de polarización (o de manera equivalente 'para redistribuir los componentes de polarización') del haz de luz guiado en combinaciones predeterminadas de los componentes de polarización. En algunos ejemplos, la redistribución puede intercambiar un primer componente de polarización y un segundo componente de polarización de la luz guiada. El primer componente de polarización puede ser un componente de polarización transversal eléctrica (TE), mientras que el segundo componente de polarización puede ser un componente de polarización transversal magnética (TM), por ejemplo. De acuerdo con algunos ejemplos, la capa retardadora de polarización 212 de la guía de luz de placa 210 puede ser sustancialmente similar a la capa retardadora de polarización 120 descrita anteriormente con respecto a la guía de luz de mezclado de polarización 100 o la retroiluminación basada en rejilla de difracción de múltiples haces. En particular, la redistribución de la luz de o asociada con los componentes de polarización mediante la capa retardadora de polarización 212 es sustancialmente similar a la redistribución de una parte de la luz descrita anteriormente para la capa retardadora de polarización 120, por definición en la presente, de acuerdo con algunos ejemplos.

La pantalla electrónica 3D 200 ilustrada en la Figura 5 incluye además una matriz de rejillas de difracción de múltiples haces 220. La matriz de rejillas de difracción de múltiples haces 220 está en una superficie de la placa guía de luz 210 o adyacente a ella. En algunos ejemplos, una rejilla de difracción de múltiples haces 220 de la matriz puede ser sustancialmente similar a la rejilla de difracción de múltiples haces 130 de la guía de luz de mezclado de polarización 100 que sirve como la retroiluminación basada en rejilla de difracción de múltiples haces 100, descrita anteriormente. En particular, la rejilla de difracción de múltiples haces 220 está configurada para dispersar o desacoplar una parte del primer componente de polarización (por ejemplo, TE) del haz de luz guiado como una pluralidad de haces de luz 204. Además, la rejilla de difracción de múltiples haces 220 está configurada para dirigir los haces de luz 204 en una pluralidad correspondiente de diferentes direcciones angulares principales.

En algunos ejemplos, la rejilla de difracción de múltiples haces 220 incluye una rejilla de difracción chirp. En algunos ejemplos, las características de difracción (por ejemplo, ranuras, rebordes, etc.) de la rejilla de difracción de múltiples haces 220 son características de difracción curvadas. En otros ejemplos más, la rejilla de difracción de múltiples haces 220 de la matriz incluye una rejilla de difracción chirp que tiene características de difracción curvadas. Por ejemplo, las características de difracción curvas pueden incluir un reborde o una ranura que está curvada (es decir, curvada continuamente o curvada por partes) y una separación entre las características de difracción curvadas que puede variar en función de la distancia a través de la rejilla de difracción de múltiples haces 220.

Además, de acuerdo con algunos ejemplos comparativos, la capa retardadora de polarización 212 está adyacente a una superficie de la guía de luz de placa 210 opuesta a la superficie de guía de luz de placa en la que se localiza la matriz de rejilla de difracción de múltiples haces. De acuerdo con la invención, la capa retardadora de polarización 212 está localizada entre y separada de tanto una superficie delantera como una superficie posterior de la guía de luz de placa 210. En algunos ejemplos, la capa retardadora de polarización 212 puede estar sustancialmente distribuida por toda la guía de luz de placa 210. Por ejemplo, la guía de luz de placa 210 puede comprender un material birrefringente de tal manera que la guía de luz de placa 210 también es la capa retardadora de polarización 212.

Como se ilustra en la Figura 5, la pantalla electrónica 3D 200 incluye además un conjunto de válvulas de luz 230. El conjunto de válvulas de luz 230 incluye una pluralidad de válvulas de luz configuradas para modular la pluralidad de haces de luz 204 dirigidos de manera diferente, de acuerdo con varios ejemplos. En particular, las válvulas de luz del conjunto de válvulas de luz 230 modulan los haces de luz 204 dirigidos de forma diferente para proporcionar los haces de luz 202 modulados que son los píxeles de la pantalla electrónica 3D 200. Además, los haces de luz dirigidos de manera diferente 202 diferentes pueden corresponder a diferentes vistas de la pantalla electrónica 3D. En varios ejemplos, pueden emplearse diferentes tipos de válvulas de luz en el conjunto de válvulas de luz 230 que incluyen, pero no se limitan a, válvulas de luz de cristal líquido, válvulas de luz electrohumectantes y válvulas de luz electroforéticas. En la Figura 5 se usan líneas discontinuas para representar la modulación de los haces de luz 202.

En algunos ejemplos (por ejemplo, como se ilustra en la Figura 5), la pantalla electrónica 3D 200 incluye además una fuente de luz 240. La fuente de luz 240 está configurada para proporcionar luz que se propaga en la guía de luz de placa 210 como la luz guiada. En particular, la luz guiada es luz procedente de la fuente de luz 240 que se acopla en el borde o extremo de la guía de luz de placa 210, de acuerdo con algunos ejemplos. En varios ejemplos, la fuente de luz 240 puede ser sustancialmente cualquier fuente de luz que incluye, pero no se limita a, uno o más diodos emisores de luz (LED), una luz fluorescente y un láser. En algunos ejemplos, la fuente de luz 240 puede producir una luz sustancialmente monocromática que tiene un espectro de banda estrecha indicado por un color particular. En particular, el color de la luz monocromática puede ser un color primario de una gama de colores o modelo de color particular (por ejemplo, un modelo de color rojo-verde-azul (RGB)). Una lente, un reflector de colimación o un dispositivo similar puede facilitar el acoplamiento de la luz en la guía de luz de placa 110 en el extremo o borde de la misma, por ejemplo.

De acuerdo con la invención como se define en la reivindicación 12 adjunta, se proporciona un método de funcionamiento de pantalla electrónica. La Figura 6 ilustra un diagrama de flujo de un método 300 de funcionamiento de pantalla electrónica, de acuerdo con un ejemplo consistente con los principios descritos en la presente. Como se ilustra en la Figura 6, el método 300 de funcionamiento de la pantalla electrónica incluye guiar 310 la luz en una guía de luz de placa como un haz de luz a un ángulo de propagación distinto de cero. La guía de luz de placa y la luz guiada pueden ser sustancialmente similares a la guía de luz de placa 110 y el haz de luz guiado 104, descritos anteriormente con respecto a la guía de luz de mezclado de polarización 100. En particular, en algunos ejemplos, la guía de luz de placa puede guiar 310 el haz de luz guiado de acuerdo con la reflexión interna total y el haz de luz guiado puede estar colimado. Además, la guía de luz de la placa puede ser una guía de onda óptica dieléctrica planar o guía de onda de bloque (por ejemplo, una lámina dieléctrica planar), en algunos ejemplos.

Como se ilustra en la Figura 6, el método 300 de funcionamiento de pantalla electrónica incluye además desacoplar por difracción 320 una parte del haz de luz guiado usando una rejilla de difracción de múltiples haces. La rejilla de difracción de múltiples haces está localizada en una superficie de la placa de guía de luz. Por ejemplo, la rejilla de difracción de múltiples haces puede formarse en la superficie de la guía de luz de placa como ranuras, rebordes, etc. En otros ejemplos, la rejilla de difracción de múltiples haces puede incluir una película en la superficie de la guía de luz de placa. La rejilla de difracción de múltiples haces es sustancialmente similar a la rejilla de difracción de múltiples haces 130 descrita anteriormente con respecto a la guía de luz de mezclado de polarización que sirve como retroiluminación basada en rejilla de difracción de múltiples haces 100.

La parte de la luz guiada que se desacopla por difracción 320 de la guía de luz de la placa por la rejilla de difracción de múltiples haces produce una pluralidad de haces de luz. La pluralidad de haces de luz se redirige lejos de la superficie de la guía de luz de la placa. Además, un haz de luz de la pluralidad de haces de luz que se redirige lejos de la superficie tiene una dirección angular principal diferente de otros haces de luz de la pluralidad. Cada haz de luz redirigido de la pluralidad tiene una dirección angular principal diferente con respecto a los otros haces de luz de la pluralidad.

Además, la parte de la luz guiada que se desacoplada por difracción 320 por la rejilla de difracción de múltiples haces puede ser una parte correspondiente sustancialmente a un primer componente de polarización. En particular, una parte más grande del primer componente de polarización puede desacoplarse por difracción 320 con respecto a un segundo componente de polarización de la luz guiada. Por ejemplo, la rejilla de difracción de múltiples haces puede desacoplar por difracción 320 preferencialmente el primer componente de polarización de la luz guiada en una proximidad de la superficie en la que se encuentra la rejilla de difracción de múltiples haces. El segundo componente de polarización puede estar sustancialmente no acoplado o desacoplado por la rejilla de difracción de múltiples haces a un nivel mucho más bajo que el primer componente de polarización. En algunos ejemplos, el primer componente de polarización puede ser un componente de polarización transversal eléctrica (TE) y el segundo componente de polarización puede ser un componente de polarización transversal magnética (TM).

El desacoplamiento por difracción 320 de una parte de la luz guiada puede cambiar la proporción del primer y el segundo componentes de polarización de la luz guiada en una región de la guía de luz de placa más allá de la rejilla de difracción de múltiples haces (por ejemplo, más allá a lo largo de la trayectoria óptica de la guía de luz de placa en sentido descendente de la rejilla de difracción de múltiples haces), de acuerdo con varios ejemplos. Por ejemplo, la rejilla de difracción de múltiples haces puede ser un primer miembro de una matriz de rejillas de difracción de múltiples haces colocadas a lo largo de una longitud la guía de luz de placa que representa la trayectoria óptica por la que se desplaza la luz guiada. Después de que la parte de la luz guiada sea desacoplada por difracción 320 por el primer miembro de la matriz de rejillas de difracción de múltiples haces, una parte de la luz guiada que permanece en la guía de luz de placa puede ser guiada al ángulo de propagación distinto de cero descrito anteriormente hacia otra rejilla de difracción de múltiples haces de la matriz. La parte de la luz guiada que queda después del desacoplamiento por difracción 320 por el primer miembro puede incluir un nivel más alto del segundo componente de polarización (por ejemplo, el componente de polarización TM) que un nivel del primer componente de polarización (por ejemplo, el componente de polarización TE) como resultado del cambio en la proporción producido por el desacoplamiento por difracción 320 por el primer miembro de rejilla de difracción de múltiples haces, por ejemplo.

De acuerdo con varios ejemplos (por ejemplo, como se ilustra en la Figura 6), el método 300 de funcionamiento de pantalla electrónica incluye además la redistribución 330 de la luz asociada con un primer componente de polarización y un segundo componente de polarización del haz de luz guiado para proporcionar un mezclado de polarización del primer y el segundo componentes de polarización. La redistribución 330 de la luz asociada con los componentes de polarización para proporcionar un mezclado de polarización puede realizarse en la luz guiada restante después de desacoplar por difracción 320 la luz guiada. En algunos ejemplos, la redistribución 330 de la luz puede intercambiar el primer componente de polarización y el segundo componente de polarización de la luz guiada para proporcionar el mezclado de polarización. De acuerdo con varios ejemplos, la redistribución 330 de la luz asociada con el primer y el segundo componentes de polarización puede proporcionarse mediante un retardador de polarización que es sustancialmente similar al retardador de polarización 120 descrito anteriormente con respecto a la guía de luz de mezclado de polarización 100.

En particular, la redistribución 330 de luz asociada con el primer componente de polarización y el segundo componente de polarización puede comprender pasar el haz de luz guiado a través de una capa retardadora de polarización. En algunos ejemplos, la capa retardadora de polarización puede proporcionar una longitud total de trayectoria óptica de ida y vuelta suficiente para introducir un retraso de fase diferencial de aproximadamente media longitud de onda entre el primer y el segundo componentes de polarización o una superposición lineal de los mismos, de acuerdo con algunos ejemplos. El mezclado de polarización logrado mediante la redistribución 330 de luz asociada con el primer y el segundo componentes de polarización puede dar como resultado que el primer componente de polarización (por ejemplo, TE) de la luz guiada se reponga, es decir, que tenga un nivel correspondiente a un nivel del segundo componente de polarización antes del mezclado de polarización. Además, el mezclado de polarización logrado redistribuyendo 330 la luz asociada con el primer y el segundo componentes de polarización puede dar como resultado que el nivel del segundo componente de polarización de la luz guiada correspondiente al nivel del primer componente de polarización antes de tal mezclado de polarización.

De acuerdo con algunos ejemplos, puede repetirse el guiado 310 de la luz en la guía de luz de la placa, el desacoplamiento por difracción 320 de una parte de la luz guiada y la redistribución 330 de la luz asociado con el primer y el segundo componentes de polarización. En particular, el método 300 de funcionamiento de pantalla electrónica puede incluir además desacoplar por difracción otra parte de la luz guiada usando otra rejilla de difracción de múltiples haces después de redistribuir la luz asociada con el primer y el segundo componentes de polarización. Además, el método 300 de funcionamiento de pantalla electrónica puede incluir redistribuir la luz asociada con el primer y el segundo componentes de polarización después de desacoplar por difracción la otra parte. La otra rejilla de difracción de múltiples haces puede ser un miembro de una matriz de rejillas de difracción de múltiples haces, en donde los miembros de la matriz están localizados a lo largo de una longitud de la guía de luz de placa que representa una trayectoria óptica para la luz guiada, por ejemplo. Como tal (no se ilustra), el desacoplamiento por difracción de partes de la luz guiada y la redistribución posterior de la luz asociada con el primer y el segundo componentes de polarización de la luz guiada restante pueden repetirse para cada una de las rejillas de difracción de múltiples haces de la matriz a lo largo de la longitud de la guía de luz de la placa, por ejemplo. Repetir desacoplamiento por difracción 320 y la redistribución 330 de la luz para un haz de luz guiado en la guía de luz de placa puede producir un nivel o intensidad sustancialmente constante de haces de luz desacoplados durante el funcionamiento de pantalla electrónica que sin la redistribución 330 de la luz.

De acuerdo con algunos ejemplos (no ilustrados), el método 300 de funcionamiento de pantalla electrónica incluye además modular la pluralidad de haces de luz que se desacopla por difracción 320 de la guía de luz de placa por la rejilla de difracción de múltiples haces usando una pluralidad correspondiente de válvulas de luz, por ejemplo, como se ilustra en la Figura 5. La pluralidad de haces de luz puede modularse pasando a través de la correspondiente pluralidad de válvulas de luz o interactuando de otro modo con las mismas, por ejemplo. Los haces de luz modulados pueden formar píxeles de una pantalla electrónica tridimensional (3D). Por ejemplo, los haces de luz modulados pueden proporcionar una pluralidad de vistas de la pantalla electrónica 3D (por ejemplo, una pantalla electrónica 3D sin gafas).

En algunos ejemplos, la pantalla electrónica 3D puede ser sustancialmente similar a la pantalla electrónica 3D 200, descrita anteriormente. Además, de acuerdo con varios ejemplos, las válvulas de luz empleadas en la modulación de los haces de luz pueden ser sustancialmente similares a las válvulas de luz del conjunto de válvulas de luz 230 de la pantalla electrónica 3D 200, descrita anteriormente. Por ejemplo, las válvulas de luz pueden incluir válvulas de luz de cristal líquido. En otro ejemplo, las válvulas de luz pueden ser otro tipo de válvula de luz que incluye, pero no se limita a, una válvula de luz electrohumectante o una válvula de luz electroforética.

Por tanto, se han descrito ejemplos de una guía de luz de mezclado de polarización, la guía de luz de mezclado de polarización configurada como una retroiluminación basada en una rejilla de múltiples haces, una pantalla electrónica 3D y un método de funcionamiento de pantalla electrónica que emplea un retardador de polarización para proporcionar mezclado de polarización dentro de una guía de luz de placa. Debe entenderse que los ejemplos descritos anteriormente son meramente ilustrativos de algunos de los muchos ejemplos específicos que representan los principios descritos en la presente. Claramente, los expertos en la técnica pueden idear fácilmente Ċ

numerosas otras disposiciones sin apartarse del alcance definido por las reivindicaciones siguientes.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Una retroiluminación basada en rejilla de múltiples haces (100) que comprende:

una guía de luz de placa (110) para guiar un haz de luz en un ángulo de propagación distinto de cero entre superficies opuestas de la guía de luz de placa de acuerdo con la reflexión interna total, el haz de luz comprendiendo un primer componente de polarización y un segundo componente de polarización; y

un retardador de polarización (120) localizado dentro de una guía de luz de placa entre las superficies opuestas, configurado de tal manera que el haz de luz guiada que pasa a través del retardador de polarización y el retardador de polarización estando configurado para redistribuir el primer componente de polarización del haz de luz guiado en una combinación lineal predeterminada del primer componente de polarización y el segundo componente de polarización y configurado para redistribuir el segundo componente de polarización del haz de luz guiado en otra combinación lineal predeterminada del primer y el segundo componentes de polarización,

que comprende una rejilla de difracción de múltiples haces (130) en una superficie de la guía de luz de placa para dispersar preferiblemente una parte del haz de luz que tiene un primer componente de polarización cuando se compara con el segundo componente de polarización, en donde una pluralidad de haces de luz dispersados se dirige lejos de la superficie de la guía de luz de placa, la pluralidad de haces de luz dispersados estando dispuestos para que tengan diferentes direcciones angulares de dispersión

2. La retroiluminación basada en rejilla de múltiples haces de la reivindicación 1, en donde el retardador de polarización es para intercambiar sustancialmente el primer componente de polarización y el segundo componente de polarización del haz de luz guiado, una longitud de trayectoria óptica del haz de luz guiado a través del retardador de polarización al ángulo de propagación distinto de cero es introducir un retardo de fase diferencial de aproximadamente la mitad de la longitud de onda entre una superposición lineal del primer y el segundo componentes de polarización del haz de luz guiado.

3. La retroiluminación basada en rejilla de múltiples haces de la reivindicación 1, en donde el retardador de polarización comprende una capa adyacente a una superficie de la guía de luz de placa opuesta a una superficie de guía de luz de placa desde la cual se va a dispersar el primer componente de polarización.

4. La retroiluminación basada en rejilla de múltiples haces de la reivindicación 1, en donde el retardador de polarización comprende una capa localizada dentro de la guía de luz de placa entre y separada de una superfici delantera y una superficie posterior de la guía de luz de placa.

5. La retroiluminación basada en rejilla de múltiples haces de la reivindicación 1, en donde el retardador de polarización comprende una película retardadora uniaxial.

6. La retroiluminación basada en rejilla de múltiples haces de la reivindicación 1, en donde la rejilla de múltiples haces comprende una rejilla de difracción chirp.

7. La retroiluminación basada en rejilla de múltiples haces de la reivindicación 1, en donde la rejilla de múltiples haces comprende uno de ranuras curvadas y rebordes curvados que están separados unos de otros.

8. Una pantalla electrónica tridimensional (3D) que comprende la retroiluminación basada en rejilla de múltiples haces de la reivindicación 1, la pantalla electrónica 3D comprendiendo además una válvula de luz para modular un haz de luz de la pluralidad de haces de luz dispersados, la válvula de luz estando adyacente a la rejilla de difracción de múltiples haces, en donde el haz de luz dispersada a ser modulada por la válvula de luz corresponde a un píxel de la pantalla electrónica 3D.

9. La pantalla electrónica 3D de la reivindicación 8, en donde la válvula de luz comprende una válvula de luz de cristal líquido.

10. La retroiluminación basada en rejilla de múltiples haces de la reivindicación 1, en donde el primer componente de polarización es un componente de polarización transversal eléctrica (TE) y el segundo componente de polarización es un componente de polarización transversal magnética (TM), la rejilla de difracción de múltiples haces para desacoplar preferiblemente la parte de luz del componente de polarización TE.

11. La retroiluminación basada en rejilla de múltiples haces de la reivindicación 1, en donde el retardador de polarización está configurado para intercambiar sustancialmente el componente de polarización TE y el componente de polarización TM del haz de luz guiado.

12. Un método (300) de funcionamiento de pantalla electrónica, el método comprendiendo:

guiar la luz en una guía de luz de placa como un haz de luz a un ángulo de propagación distinto de cero entre superficies opuestas de la guía de luz de placa usando la reflexión interna total (310);

acoplar por difracción una parte del haz de luz guiado usando una rejilla de difracción de múltiples haces en una superficie de la guía de luz de placa para producir una pluralidad de haces de luz desacoplados dirigidos lejos de la guía de luz de placa en una pluralidad de direcciones angulares principales diferentes (320); y

redistribuir un primer componente de polarización y un segundo componente de polarización del haz de luz guiado para proporcionar un mezclado de polarización del primer y el segundo componentes de polarización usando un retardador de polarización localizado entre las superficies opuestas de la guía de luz, redistribuyendo el primer y el segundo componentes de polarización que comprenden el haz de luz guiado que pasa a través del retardador de polarización (330),

en donde desacoplar por difracción una parte del haz de luz guiado desacopla preferiblemente el primer componente de polarización.

13. El método de funcionamiento de pantalla electrónica de la reivindicación 12, que comprende además:

desacoplar por difracción otra parte del haz de luz guiado usando otra rejilla de difracción de múltiples haces después de redistribuir el primer y el segundo componentes de polarización; y

redistribuir el primer y el segundo componentes de polarización de una parte restante del haz de luz guiado después de acoplar por difracción la otra parte.

14. El método de funcionamiento de pantalla electrónica de la reivindicación 12, en donde redistribuir el primer componente de polarización y el segundo componente de polarización del haz de luz guiado intercambia el primer y el segundo componentes de polarización.

15. El método de funcionamiento de pantalla electrónica de la reivindicación 12, que comprende además modular la pluralidad de haces de luz desacoplados usando una pluralidad correspondiente de válvulas de luz, la pluralidad de haces de luz desacoplados modulados formando píxeles de una pantalla electrónica tridimensional.