导向性平坦照射器

1.一种用于通过利用光学阀来引导光的方法，所述方法包括：
允许光线在通过所述光学阀的第一方向上传播，其中所述光以非常低的损失在所述第一方向上传播；
允许所述光线与所述光学阀的端面互相作用；以及
允许所述光线在通过所述光学阀的第二方向上传播，其中所述光线中的至少一些遇到至少一个提取特征部分，并且从所述光学阀被提取。
2.如权利要求1所述的用于通过利用光学阀来引导光的方法，其中所述光线在第一端进入所述光学阀。
3.如权利要求2所述的用于通过利用光学阀来引导光的方法，其中所述端面被安置在所述光学阀的第二端。
4.如权利要求3所述的用于通过利用光学阀来引导光的方法，其中所述光学阀的第二端比所述光学阀的所述第一端厚。
5.如权利要求1所述的用于通过利用光学阀来引导光的方法，其中所述在第一方向上传播的光线从所述第一端传播到所述第二端，进一步地，其中所述在第二方向上传播的光线从所述第二端传播到所述第一端。
6.如权利要求5所述的用于通过利用光学阀来引导光的方法，其中所述第二端是反射表面。
7.如权利要求6所述的用于通过利用光学阀来引导光的方法，其中所述第二端是弯曲表面。
8.如权利要求1所述的用于通过利用光学阀来引导光的方法，其中所述遇到所述至少一个提取特征部分的光线还包括反射离开所述提取特征部分的光线。
9.如权利要求8所述的用于通过利用光学阀来引导光的方法，其中所述反射离开所述提取特征部分的光线还包括相对于z轴超过临界角的光线。
10.如权利要求1所述的用于通过利用光学阀来引导光的方法，还包括允许所述光在所述第一方向上传播时基本上均匀化并且扩张。
11.如权利要求1所述的用于通过利用光学阀来引导光的方法，还包括允许所述光在所述光学阀的所述第二端被光学地调整。
12.如权利要求11所述的用于通过利用光学阀来引导光的方法，其中所述光学地调整所述光的步骤还包括基本上局部地重导向所述光。
13.如权利要求11所述的用于通过利用光学阀来引导光的方法，其中所述光学地调整所述光的步骤还包括在所述光学阀的所述第二端使所述光成像。
14.如权利要求1所述的用于通过利用光学阀来引导光的方法，其中光由照射元件产生，并且所述光在所述光学阀的所述第一端进入。
15.如权利要求14所述的用于通过利用光学阀来引导光的方法，其中所述照射元件是LED。
16.如权利要求1所述的用于通过利用光学阀来引导光的方法，其中在所述第一方向上传播时所述光的xz角分布可以基本上保持不变。
17.如权利要求1所述的用于通过利用光学阀来引导光的方法，还包括跨显示器提供基本上均匀的照射。
18.如权利要求1所述的用于通过利用光学阀来引导光的方法，还包括通过基本上利用TIR反射来最优化所述光学阀的效率。
19.一种用于引导光的光阀，所述光阀包括：
第一光引导表面，其中所述第一光引导表面基本上是平面的；以及
第二光引导表面，所述第二光引导表面与所述第一光引导表面相对，还包括多个引导特征部分和多个提取特征部分，其中所述提取特征部分和所述引导特征部分彼此连接并且彼此分别交替，进一步地，其中所述多个提取特征部分允许当光在第一方向上传播时所述光以非常低的损失通过，并且允许当光在第二方向上传播时所述光反射并离开所述光阀。
20.如权利要求19所述的用于引导光的光阀，还包括第一端，其中光可以在所述第一端进入所述光阀。
21.如权利要求19所述的用于引导光的光阀，还包括第二端，其中光可以与所述第二端互相作用，并且被重导向回向所述第一端。
22.如权利要求19所述的用于引导光的光阀，其中所述第一端比所述第二端薄。
23.如权利要求21所述的用于引导光的光阀，其中所述第二端是反射表面。
24.如权利要求21所述的用于引导光的光阀，其中所述第二端是弯曲表面。
25.如权利要求19所述的用于引导光的光阀，其中所述提取特征部分对于在第一方向上传播的光被光学地隐藏。
26.如权利要求19所述的用于引导光的光阀，还包括用于产生在所述光阀的第一端进入的光的照射元件。
27.如权利要求26所述的用于引导光的光阀，其中所述照射元件是LED。
28.如权利要求26所述的用于引导光的光阀，其中所述照射元件是被配置来在所述光阀的第一端提供光的照射元件阵列。
29.如权利要求19所述的用于引导光的光阀，其中所述多个提取特征部分中的每个相对于所述多个引导特征部分中的每个大致成45度取向。
30.如权利要求19所述的用于引导光的光阀，其中所述多个提取特征部分中的每个是基本上细长的直线状表面。
31.如权利要求19所述的用于引导光的光阀，其中所述多个提取特征部分中的每个基本上是平面的。
32.如权利要求19所述的用于引导光的光阀，所述多个提取特征部分中的每个彼此基本上平行。
33.如权利要求19所述的用于引导光的光阀，其中所述多个提取特征部分中的每个分开基本上相同的距离。
34.如权利要求19所述的用于引导光的光阀，其中所述多个提取特征部分中的至少一个被覆盖反射覆层。
35.如权利要求19所述的用于引导光的光阀，其中所述多个提取特征部分具有在
10-90度的大致范围内的倾角。
36.如权利要求19所述的用于引导光的光阀，其中所述多个提取特征部分具有在大约
20度与50度之间的倾角。
37.如权利要求19所述的用于引导光的光阀，其中所述多个提取特征部分具有在大约
30度与48度之间的倾角。
38.如权利要求19所述的用于引导光的光阀，其中所述引导特征部分基本上是平面的。
39.如权利要求19所述的用于引导光的光阀，其中所述引导特征部分基本上平行于所述第一光导向侧。
40.如权利要求19所述的用于引导光的光阀，所述引导特征部分与所述第一光导向侧相比具有楔角。
41.如权利要求19所述的用于引导光的光阀，其中所述第二端是凹面镜。
42.如权利要求19所述的用于引导光的光阀，其中所述第二端被覆盖反射覆层。
43.如权利要求19所述的用于引导光的光阀，其中所述第二端是柱面镜。
44.如权利要求43所述的用于引导光的光阀，其中所述柱面镜的光轴基本上正交于所述第一光引导表面的表面法线。
45.如权利要求19所述的用于引导光的光阀，其中每个引导特征部分具有导向在所述第一方向上传播的光线中的至少一些的表面法线方向。
46.如权利要求19所述的用于引导光的光阀，其中每个提取特征部分具有导向在所述第二方向上传播以在所述光阀外部的方向上被提取的光线中的至少一些的表面法线方向。
47.如权利要求19所述的用于引导光的光阀，其中所述被提取的光线从所述提取特征部分通过，并且通过所述第一光引导表面从所述光阀出射。
48.如权利要求26所述的用于引导光的光阀，其中所述第二光引导表面被配置来使得来自所述照射元件的光线在从所述第二端反射之后入射到所述光提取特征部分上。
49.如权利要求19所述的用于引导光的光阀，其中所述多个提取特征部分还包括：
第一区域，其中所述第一区域的提取特征部分具有第一取向；以及
第二区域，其中所述第二区域的提取特征部分具有第二取向，其中所述第一取向和所述第二取向彼此不同。
50.如权利要求19所述的用于引导光的光阀，其中所述第一光引导表面和所述第二光引导表面是透明的。
51.如权利要求19所述的用于引导光的光阀，其中所述提取特征部分的取向跨所述光学阀从所述第一端到所述第二端变化。
52.如权利要求21所述的用于引导光的光阀，其中所述第二端是几乎没有光学倍率的反射表面。
53.如权利要求19所述的用于引导光的光阀，还包括菲涅耳透镜。
54.如权利要求53所述的用于引导光的光阀，其中所述菲涅耳透镜的形式是球形。
55.如权利要求53所述的用于引导光的光阀，其中所述菲涅耳透镜的轴与所述光学阀的中心相比是偏移的。
56.如权利要求19所述的用于引导光的光阀，还包括垂直漫射器。
57.如权利要求56所述的用于引导光的光阀，其中所述垂直漫射器还包括非对称散射表面。
58.如权利要求19所述的用于引导光的光阀，还包括漫射器和菲涅耳透镜，其中在所述漫射器与所述菲涅耳透镜之间提供间隙。
59.如权利要求19所述的用于引导光的光阀，其中所述光阀的边缘处的提取特征部分的密度低于所述光阀的中心的提取特征部分的密度。
60.如权利要求19所述的用于引导光的光阀，其中所述提取特征部分具有彼此可变的斜率和高度，其中所述斜率被调整来改变垂直漫射特性，并且所述高度被调整来改变从所述光阀提取的光量。
61.如权利要求19所述的用于引导光的光阀，其中所述提取特征部分中的至少一些具有凸面。
62.如权利要求19所述的用于引导光的光阀，其中所述提取特征部分的高度跨光阀的宽度变化。
63.如权利要求19所述的用于引导光的光阀，其中所述引导特征部分彼此不平行，并且不平行于所述第一光引导表面。
64.如权利要求19所述的用于引导光的光阀，其中所述提取特征部分是细长的，并且被随机地构造以减少莫尔条纹形成。
65.如权利要求19所述的用于引导光的光阀，其中光提取基本上通过所述光阀的提取特征部分处的折射来实现。
66.如权利要求19所述的用于引导光的光阀，还包括气腔。
67.如权利要求19所述的用于引导光的光阀，其中所述提取特征部分是弯曲的。
68.如权利要求67所述的用于引导光的光阀，其中所述第二端是弯曲的背向反射表面。
69.如权利要求19所述的用于引导光的光阀，其中所述提取特征部分具有用于使光大致偏转为一组规定的水平角和垂直角的表面调制。
70.如权利要求19所述的用于引导光的光阀，其中所述提取特征部分基本上使所述光学系统的主光线聚焦到观看平面上。
71.一种光学阀系统，所述光学阀系统包括：
多个照射元件，所述多个照射元件至少与光学阀的第一端可操作地耦合，其中所述光学阀还包括：
第一光引导表面，其中所述第一光引导表面基本上是平面的；以及
第二光引导表面，所述第二光引导表面与所述第一光引导表面相对，还包括多个引导特征部分和多个提取特征部分，其中所述提取特征部分和所述引导特征部分彼此连接并且交替，进一步地，其中所述提取特征部分可以允许当光在第一方向上传播时所述光以非常低的损失通过，并且可以允许当光在第二方向上传播时所述光反射并离开所述光阀。
72.如权利要求71所述的光学阀，其中所述多个照射元件是LED。
73.如权利要求72所述的光学阀，其中所述多个照射元件被配置成阵列。
74.如权利要求73所述的光学阀，其中所述多个照射元件的阵列是可寻址的LED阵列。
75.一种光学阀，所述光学阀包括：
输入侧，所述输入侧被安置在光学阀的第一端；
反射侧，所述反射侧被安置在所述光学阀的第二端；
第一光导向侧和第二光导向侧，所述第一光导向侧和所述第二光导向侧被安置在所述光学阀的输入侧与反射侧之间，其中所述第二光导向侧还包括多个引导特征部分和多个提取特征部分，其中所述多个引导特征部分连接各个提取特征部分。
76.如权利要求75所述的光学阀，其中所述第一光导向侧基本上是平面的。
77.如权利要求75所述的光学阀，其中所述多个提取特征部分中的每个提取特征部分的表面法线方向不同于所述多个引导特征部分中的各个相邻的引导特征部分中的每个的表面法线方向。
78.如权利要求75所述的光学阀，其中所述第一光导向侧和所述第二光导向侧的间隔从输入侧到反射侧增大。
79.一种导向性显示系统，所述导向性显示系统包括：
照射器阵列，所述照射器阵列向光学阀提供光线，所述光学阀包括：
所述光学阀的第一光引导表面，其中所述第一光引导表面基本上是平面的；以及所述光学阀的第二光引导表面，所述第二光引导表面与所述第一光引导表面相对，还包括多个引导特征部分和多个提取特征部分，其中所述多个提取特征部分还包括第一区域和第二区域，进一步地，其中所述第一区域和所述第二区域的提取特征部分具有各自的取向，以使得来自第一照射器的光线中的至少一些被导向到所述光学阀外部的第一观看窗口，并且来自第二照射器的光线中的至少一些被导向到所述光学阀外部的与所述第一观看窗口不同的第二观看窗口。
80.如权利要求79所述的导向性显示系统，其中所述提取特征部分被配置来使得与第二反射端互相作用的光提供所述照射器阵列的实像。
81.如权利要求79所述的导向性显示系统，其中所述提取特征部分具有提供漫射功能的微观可变的表面法线方向。
82.如权利要求79所述的导向性显示系统，其中所述提取特征部分具有跨第二光引导表面的表面变化的间距。
83.如权利要求79所述的导向性显示系统，其中所述提取特征部分具有跨光学阀的长度变化的高度，以跨所述第一光引导表面提供基本均匀的亮度输出。
84.如权利要求79所述的导向性显示系统，其中所述光学阀的厚度在从所述光学阀的第一端到第二端的第一方向上增大，并且在从所述光学阀的中心到边缘的第二方向上增大，其中所述第二方向在基本上正交于所述第一方向的方向上。
85.如权利要求79所述的导向性显示系统，还包括将来自所述照射器元件的光导向到各个观看窗口的透镜。
86.如权利要求85所述的导向性显示系统，其中所述透镜是菲涅耳透镜。
87.如权利要求79所述的导向性显示系统，其中所述多个提取特征部分还包括：
第一区域，其中所述第一区域的提取特征部分具有第一取向；以及
第二区域，其中所述第二区域的提取特征部分具有第二取向，其中所述第一取向和所述第二取向彼此不同。
88.如权利要求87所述的导向性显示系统，还包括漫射器，其中所述漫射器在基本上正交于所述第一取向的第一方向上漫射。
89.一种跟踪观察者的自动立体显示器，所述跟踪观察者的自动立体显示器包括：
光学阀；
照射元件阵列，所述照射元件阵列向所述光学阀提供光；以及
传感器，所述传感器用于检测在所述光学阀的观看窗口附近的观察者；以及照射器控制器，所述照射器控制器用于确定所述照射元件阵列的设置，其中所述设置确定与第一观看窗口对应的第一组照射器元件的第一照射阶段，并且所述设置确定与第二观看窗口对应的第二组照射器元件的第二照射阶段。
90.如权利要求89所述的跟踪观察者的自动立体显示器，其中所述照射控制器根据观察者的位置来调整照射元件。
91.如权利要求89所述的跟踪观察者的自动立体显示器，其中所述第一照射阶段对应于显示器上的左眼图像，并且所述第二照射阶段对应于所述显示器上的右眼图像。

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