CN116601545A - 光学装置、模块和设备 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种用于控制图像亮度的装置。该装置包括第一导光部件和第二导光部件，该第一导光部件至少包括耦入衍射部件、扩展部件和耦出衍射部件，该耦入衍射部件被配置为将来自第一光引擎的一个或多个输入光束耦入到第一导光部件中；该扩展部件被配置为扩展一个或多个输入光束；并且该耦出衍射部件被配置为将经扩展的一个或多个光束耦出出第一导光部件；该第二导光部件至少包括耦入衍射部件、扩展部件和耦出衍射部件，该耦入衍射部件被配置为将来自第二光引擎的一个或多个输入光束耦入到第二导光部件中；该扩展部件被配置为扩展一个或多个输入光束；并且该耦出衍射部件被配置为将经扩展的一个或多个光束耦出出第二导光部件。该装置被配置为使得第一导光部件的耦出衍射部件与第二导光部件的耦出衍射部件至少部分重叠，使得由第二导光部件提供的图像与由第一导光部件提供的图像重叠，以控制由装置提供的图像的亮度。

Description

光学装置、模块和设备

技术领域

本公开的各示例涉及光学装置、模块和设备。一些示例涉及用于提供具有改进的动态范围的图像的光学装置、模块和设备。

背景技术

诸如出射光瞳扩展器之类的光学装置可以用于显示系统和设备，诸如近眼显示器、增强和/或虚拟现实耳机和平视显示器。这样的设备可以用于不同的光水平，例如，它们可以在夜间或在明亮的阳光下使用。因此，在这样的设备中提供高动态范围是有用的。

发明内容

根据本公开的多个但不一定全部的示例，提供了一种装置，包括：

第一导光部件，至少包括耦入衍射部件、扩展部件和耦出衍射部件，该耦入衍射部件被配置为将来自第一光引擎的一个或多个输入光束耦入到第一导光部件中；该扩展部件被配置为扩展一个或多个输入光束；以及该耦出衍射部件被配置为将经扩展的一个或多个光束耦出出第一导光部件；以及

第二导光部件，至少包括耦入衍射部件、扩展部件和耦出衍射部件，该耦入衍射部件被配置为将来自第二光引擎的一个或多个输入光束耦入到第二导光部件中；该扩展部件被配置为扩展一个或多个输入光束；以及该耦出衍射部件被配置为将经扩展的一个或多个光束耦出出第二导光部件；

其中装置被配置为使得第一导光部件的耦出衍射部件与第二导光部件的耦出衍射部件至少部分重叠，使得由第二导光部件提供的图像与由第一导光部件提供的图像重叠，以控制由装置提供的一个或多个图像的亮度。

第二导光部件可以与第一导光部件相同。

第二导光部件可以相对于第一导光部件旋转。

第二导光部件的尺寸可以与第一导光部件的尺寸不同。

可以开启第二光引擎以提供具有增加的亮度的图像，并且关闭第二光引擎以提供具有未增加的亮度的图像。

光引擎可以被配置为使得可以控制光引擎的亮度以控制由装置提供的图像的亮度。

装置可以包括部件，该部件用于使用以下各项中的至少一项来自动调整由装置提供的图像的亮度：所检测到的环境照射水平、用户指示的优选亮度水平、所显示的内容的重要性。

第二光引擎可以被配置为独立于第一光引擎进行操作。

第二光引擎可以被配置为在第一光引擎保持处于开启状态的同时，在开启状态与关闭状态之间切换。

第二光引擎可以被配置为按与第一光引擎以交替的顺序提供光。

第一光引擎可以提供图像，第二光引擎可以提供图像的部分，使得添加来自第二导光部件的图像的部分增加了由第一导光部件提供的图像内的对比度。

由第二光引擎提供的图像的部分可以包括以下各项中的一项或多项：文本、用户界面元素。

第一导光部件和第二导光部件可以被配置为使得由不同导光部件耦出的光以相同方式至少部分地偏振。

装置可以包括多于两个的导光部件，其中每个导光部件至少包括耦入衍射部件、扩展部件和耦出衍射部件，该耦入衍射部件被配置为将来自光引擎的一个或多个输入光束耦入到导光部件中；该扩展部件被配置为扩展一个或多个输入光束；以及该耦出衍射部件被配置为将经扩展的一个或多个光束耦出出导光部件，并且其中每个导光部件可以被配置为耦入来自不同光引擎的光。

根据本发明的各种但不一定是全部的示例，提供了一种模块、设备、显示器、立体显示器、自动立体显示器、平视显示器、交通工具的显示单元和/或交通工具，包括如本文中所描述的装置。

根据本发明的多个但不一定全部的示例，提供了一种装置，包括：

第一导光部件，至少包括耦入衍射部件和耦出衍射部件，该耦入衍射部件被配置为将来自第一光引擎的一个或多个输入光束耦入到第一导光部件中；以及该耦出衍射部件被配置为将一个或多个输入光束耦出出第一导光部件；以及

第二导光部件，至少包括耦入衍射部件和耦出衍射部件，该耦入衍射部件被配置为将来自第二光引擎的一个或多个输入光束耦入到第二导光部件中；以及该耦出衍射部件被配置为将一个或多个输入光束耦出出第二导光部件；

其中装置被配置为使得第一导光部件的耦出衍射部件与第二导光部件的耦出衍射部件至少部分重叠，使得由第二导光部件提供的图像与由第一导光部件提供的图像重叠，以控制由装置提供的一个或多个图像的亮度。

附图说明

现在，参考附图对一些示例进行描述，其中

图1示出了示例出射光瞳扩展器；

图2示出了另一示例装置；

图3A和图3B示出了使用时的示例装置；

图4A和图4B示出了装置的示例操作模式；

图5示出了装置的示例操作模式；

图6示出了装置的示例操作模式；以及

图7示出了使用本公开的示例获得的示例图像。

附图不必按比例绘制。为了清楚和简明起见，附图的某些特征和视图可以被示意性地示出或按比例放大。例如，附图中的一些元件的尺寸可以相对于其他元件被放大以帮助说明。在附图中使用相似的附图标记来表示相似的特征。为了清楚起见，所有附图中不必显示所有附图标记。

具体实施方式

图1示出了可以用于本公开的示例的示例导光部件101。导光部件101可以形成在波导、光学基板、透明板或任何其他合适材料上。

在该示例中，导光部件101包括出射光瞳扩展器。出射光瞳扩展器被配置为增加来自光引擎或其他光学布置的出射光瞳的尺寸。光引擎可以是显示部件，例如，投射引擎。

导光部件101包括耦入衍射部件103、扩展部件105和耦出衍射部件107。

耦入部件103包括任何部件，该任何部件被配置为将来自光引擎的一个或多个光束耦入到导光部件101中。耦入部件103位于导光部件101内，使得使用时，耦入部件103可以与光引擎相邻定位。

经耦入的光束经由全内反射行进通过导光部件101。用于导光部件101的材料的折射率、经耦入的光束的波长以及耦入衍射部件103的参数决定了全内反射角。

扩展部件105被定位在导光部件101内，使得经耦入的光束被从耦入部件103向扩展部件105提供。

扩展部件105包括任何部件，该任何部件被配置为在至少一个维度上扩展经耦入的光束。扩展部件105可以包括衍射部件，诸如衍射光栅或任何其他合适部件。在衍射光栅中，经耦入的光束在每次内反射时被分裂成两个光束。光束的两个分裂部分沿不同方向行进并且继续分裂，从而扩展光引擎的出射光瞳。在图1所示的示例中，扩展部件105具有光栅，该光栅在水平方向上扩展光束。

耦出衍射部件107被定位在导光部件101内，使得经水平扩展的光束被从扩展部件105向耦出衍射部件107提供。

耦出衍射部件107包括任何部件，该任何部件被配置为将经水平扩展的光束耦出出导光部件。耦出衍射部件107可以以类似于扩展部件105的方式起作用，使得经扩展的光束在每次内反射时被分裂成两个光束。耦出衍射部件107还可以被配置为在第二维度上扩展经水平扩展的光束。在图1所示的示例中，耦出衍射部件107具有水平光栅，该水平光栅在垂直方向上扩展经水平扩展的光束。

导光部件101被配置为使得用户可以看到耦出的经扩展的光束。耦出的经扩展的光束提供用户可以观察到的虚像。因此，耦出的光束提供了经扩展的出射光瞳。

应当领会，不同衍射部件的尺寸、形状、位置和扩展方向的变化是示例，并且在本公开的其他示例中，可以使用其他变化。例如，扩展部件105可以在除水平以外的其他方向上扩展光束。作为另一示例，耦出部件107可以在除了垂直方向之外的其他方向上扩展光束。作为第三示例，由耦入部件103耦入的光束的出射光瞳将在将光束耦入到导光部件101中之前已经在第一扩展维度上被扩展。在该示例中，扩展部件105可能不被定位在导光部件101内。

用于耦入衍射部件103、扩展部件105和耦出衍射部件107的衍射部件可以包括任何部件，该任何部件能够被配置为衍射输入光束。衍射部件可以包括以下各项中的任一项或多项：衍射光学元件、衍射结构、衍射光栅、全息光栅、布拉格光栅、刻线、脊、表面浮雕衍射光栅或具有周期性结构的任何合适光学部件或特征，该周期性结构将光分裂成并衍射成在不同方向上行进的若干光束。

图2示出了可以用于本公开的一些示例的示例装置201。示例装置201可以用于诸如立体显示器或自动立体显示器之类的显示器。这种显示器可以用于提供虚拟现实或增强现实内容的设备。在一些示例中，装置201可以用于平视显示器。平视显示器可以用于交通工具或任何其他合适装置。

图2所示的示例装置201包括第一导光部件101A和第二导光部件101B。第一导光部件101A和第二导光部件101B可以包括如图1所示且如上所述的出射光瞳扩展器。对应的附图标记用于对应的特征。

第一导光部件101A包括耦入衍射部件103A、扩展部件105A和耦出衍射部件107A，该耦入衍射部件103A被配置为将来自第一光引擎的一个或多个输入光束耦入到第一导光部件101A中；该扩展部件105A被配置为扩展一个或多个输入光束；以及该耦出衍射部件107A被配置为将经扩展的一个或多个光束耦出出第一导光部件101A。

第二导光部件101B包括耦入衍射部件103B、扩展部件105B和耦出衍射部件107B，该耦入衍射部件103B被配置为将来自第二光引擎的一个或多个输入光束耦入到第二导光部件101B中；该扩展部件105B被配置为扩展一个或多个输入光束；以及该耦出衍射部件107B被配置为将经扩展的一个或多个光束耦出出第二导光部件101B。

装置201被配置为使得第一导光部件101A与第二导光部件101B堆叠。相应导光部件101A、101B的堆叠相对于第二导光部件101B定位第一导光部件101A，使得第一导光部件101A的耦出衍射部件107A与第二导光部件101B的耦出衍射部件107B至少部分重叠。相应耦出衍射部件107A、107B的重叠使得由第二导光部件101B提供的图像与由第一导光部件101A提供的图像重叠。由装置201提供的图像可以被认为是例如具有无穷远焦距的虚像。

光引擎可以被配置为使得由第一导光部件101A提供的图像与由第二导光部件101B提供的图像相同。耦出衍射部件105A、105B被对准，使得由第一导光部件101A提供的图像与由第二导光部件提供的任何图像或图像的各部分对准。当来自第二导光部件101B的图像与来自第一导光部件101B的图像重叠时，这因此增加了图像的亮度。

在一些示例中，光引擎可以被配置为使得由第二导光部件101B提供的图像与由第一导光部件101A提供的图像的一部分相同。在这样的示例中，第二导光部件101B可以被配置为提供表示由第一导光部件101A提供的图像内的特定内容的图像的一部分。特定内容可以是文本或用户界面元素，或可以被指定为具有高度重要性水平的任何其他项。这使得能够独立于图像的其余部分来控制图像的一部分的亮度。

因此，可以通过控制第二导光部件101B是否用于提供图像或图像的各部分来控制由装置201提供的图像的亮度。

在图2所示的示例装置201中，第二导光部件101B与第一导光部件101A相同。第二导光部件101B与第一导光部件101A的相同之处在于，第二导光部件101B内的衍射部件中的每个衍射部件的尺寸、形状和衍射光栅间距与第一导光部件101A的对应部件的尺寸、形状和衍射光栅间距相同。第二导光部件101B可以由与具有第一导光部件101A相同厚度的相同材料形成。在一些示例中，第一导光部件101A和第二导光部件101B可以形成在相同的基板或透明板上。

在该示例中，由第二导光部件101B提供的图像的视场的尺寸、形状和方向与第一导光部件101A的图像的视场的尺寸、形状和方向相同。这可以使得由第二导光部件101B提供的图像的尺寸和形状与由第一导光部件101A提供的图像的尺寸和形状相同。

在一些示例中，第二导光部件101B可以与第一导光部件101A不同。在一些示例中，与第二导光部件101B相比较，第一导光部件101A可以包括不同的材料或具有不同的厚度和/或尺寸和/或形状和/或任何其他合适特征。

例如，在一些示例中，第二导光部件101B可以被配置为具有较小的视场作为输出。在这样的示例中，第二导光部件101B可以被配置为扩展图像的一部分。然后，图像的这部分可以与由第一导光部件101A提供的图像的对应部分重叠。这种配置可以用于控制图像的一部分的亮度。

可以相对于第一导光部件101A旋转第二导光部件101B。这种旋转可以确保第一导光部件101A的耦出衍射部件107A与第二导光部件101B的耦出衍射部件107B至少部分重叠。在图2所示的示例中，第二导光部件101B相对于第一导光部件101A旋转180°。根据相应导光部件101A、101B的衍射部件的相对配置，可以使用其他旋转角度。

图3A和图3B示出了使用时的图2的示例装置201。图3A示出了正常观看模式中的装置201，图3B示出了亮度增加模式中的装置201。

在如图3A所示的正常观看模式中，只开启第一光引擎301A。这允许来自第一光引擎301A的光耦入到第一导光部件101A，从而由第一导光部件101A提供扩经展的出射光瞳。

在该正常观看模式中，不开启第二光引擎。来自第二光引擎的光没有被耦入到第二导光部件101B。这意味着由第二导光部件101B提供的图像不存在，并且由装置201提供的图像仅包括由第一导光部件101A提供的图像。

在如图3B所示的亮度增加模式中，开启第一光引擎301A和第二光引擎301B。第二光引擎301B被配置为在第一光引擎301A保持开启的同时，在开启状态与关闭状态之间切换。第二光引擎301B可以独立于第一光引擎301A操作。

在亮度增加模式中，来自第一光引擎301A的光被耦入到第一导光部件101A，从而由第一导光部件101A提供经扩展的出射光瞳，并且来自第二光引擎301B的光也被耦入到第二导光部件101B，从而也由第二导光部件101B提供经扩展的出射光瞳。由第二导光部件101B提供的图像与由第一导光部件101A提供的图像重叠，使得与正常观看模式相比较，由装置201提供的合成图像具有提高的亮度。

因此，图3A和图3B的示例示出了可以开启第二光引擎301B以提供亮度增加的图像，并且关闭第二光引擎301B以提供亮度未增加的正常图像。因此，这使得能够控制由装置201提供的图像的亮度，并且因此改进图像的动态范围。

在图2和图3A至图3B所示的示例中，装置201包括两个导光部件101A、101B。这提供了至少两种不同的亮度设置。应当领会，在本公开的其他示例中，装置201可以包括多于两个的导光部件101A、101B。在这样的示例中，可以以堆叠布置提供多个导光部件101，使得每个耦出衍射部件被提供为与另一耦出衍射部件的至少一部分重叠。

在装置201内存在多于两个导光部件101的情况下，不同的导光部件101中的每个导光部件101可以被耦合到不同的光引擎301。光引擎中的每个光引擎可以被配置为使得它们可以独立于其他光引擎301进行操作。在单个装置201内具有多于两个不同的导光部件101可以使得能够由装置提供多个不同的亮度设置，这取决于在任何给定时间使用哪个导光部件101和对应的光引擎301以及光引擎301的设置。

在一些示例中，多于两个的导光部件101可以被配置为使得可以提供图像的不同部分以在不同时间具有不同的亮度水平。比如，第二导光部件101B可以被配置为具有耦出衍射部件107B，该耦出衍射部件107B与第一导光部件101A的耦出衍射部件的上半部分重叠，并且第三导光部件可以被配置为具有耦出衍射部件，该耦出衍射部件与第一导光部件101A的耦出衍射部件107A的下半部分重叠。这可以通过控制使用导光部件中的哪个导光部件来使得能够彼此独立控制由装置201提供的图像的上半部分和下半部分的亮度。

在其他示例中，可以通过提供可调整光引擎301A、301B来提供附加亮度设置。在这样的示例中，代替具有允许开启模式或关闭模式的二进制设置的光引擎，光引擎301A、301B可以具有不同的亮度设置，以便提供多个不同的亮度模式。在这样的示例中，可以控制装置201内的光引擎中的任意光引擎的亮度以控制由装置201提供的图像的亮度。

在一些示例中，装置201可以被配置为使得装置201的用户可以手动调整图像的亮度。例如，用户可以手动开启或关闭一个或多个光引擎，以便获得期望亮度设置。

在其他示例中，装置201可以被配置为使得可以自动调整图像的亮度。在这样的示例中，装置201可以包括一个或多个部件，该一个或多个部件被配置为检测触发事件，并且响应于该触发事件而控制由装置101提供的图像的亮度。在这样的示例中，可以控制图像的亮度，而无需用户的任何其他输入。

在一些示例中，装置201可以包括一个或多个传感器，该一个或多个传感器被配置为检测环境照射水平。然后，可以基于所检测到的环境照射水平来控制由装置201提供的图像的亮度。例如，如果环境照射水平落在阈值范围之外，则可以开启第二光引擎301B或任何其他附加光引擎，以便提供更亮的图像。

在其他示例中，可以基于用户指示的亮度水平来控制由装置201提供的图像的亮度。在这样的示例中，用户可以指示他们的优选亮度水平，并且可以基于环境光水平和用户的优选亮度设置来调整图像的亮度。

在一些示例中，可以基于图像的内容来调整图像的亮度。可以基于所假设或指派的图像内的内容的重要性水平来调整图像的亮度。比如，可以确定图像是否包括文本。文本内容可以被分配比非文本内容更高的重要性水平，并且因此文本可以被提供比非文本内容更高的亮度水平。在一些示例中，装置201可以被配置为使得只有文本内容或包括文本内容的图像的部分具有较高的亮度水平，而图像的其余部分具有较低的亮度水平或正常的亮度水平。

在一些示例中，可以由包括在内容内的信息来确定内容的重要性水平。例如，如果在交通工具的平视显示器中使用装置201，则图像可以包括警告指示或关于交通工具状态的其他信息。这样的信息可以被认为是非常重要的，并且因此可以以更高的亮度水平显示，以确保用户清楚地看到该信息。增加的亮度水平可以应用于全部图像或仅应用于图像的显示警告指示或重要性较高的其他信息的部分。

图4示出了装置201的输出图像的亮度如何可以根据与不同导光部件101A、101B相关联的光引擎301A、301B的不同亮度设置而变化。可以在如图2至图3B所示的装置201中提供或可以在任何其他合适布置中提供光引擎301A、301B。

图4A示出了三个曲线图，这三个曲线图示出了相应光引擎301A、301B和对应图像的亮度如何随时间变化。图4B示出了第一导光部件101A的输出和第二导光部件101B的输出如何组合以为装置201提供输出。在图4B中，仅示出了相应导光部件101A、101B的耦出部件107A、107B。

在该示例中，耦出部件107A、107B具有相同的尺寸和形状，并且装置201被配置为使得第二耦出部件107B被定位为与第一耦出部件107A重叠并对准。相应导光部件107A、107B的其他布置和配置可以用于本公开的其他示例中。

图4A的顶部曲线图示出了第一导光部件101A的输出亮度如何变化。这可能是由第一光引擎301A的亮度变化所致。中间曲线图示出了第二导光部件101B的输出亮度如何变化。这可能是由第二光引擎301B的亮度变化所致。下部曲线图示出了装置201的输出图像的亮度如何变化。输出图像是来自第一导光部件101A和第二导光部件101B的输出亮度水平的组合，因此取决于第一导光部件101A和第二导光部件101B两者的输入亮度。

在时间401处，第一光引擎301A以第一亮度水平开启。此时，第二光引擎301B不开启。因为没有来自第二光引擎301B的贡献，所以第一导光部件101A和第二导光部件101B的组合的输出由第一光引擎301A的亮度确定。

在时间403处，第一光引擎301A的亮度增加到第二亮度水平。第二亮度水平比第一亮度水平更高。亮度的增加可以响应于光水平的改变、用户输入或任何其他合适的触发事件。此时，第二光引擎301B仍未开启。因为没有来自第二光引擎301B的贡献，所以第一导光部件101A和第二导光部件101B的组合的输出仍然由第一光引擎301A的亮度确定。

在时间405处，第一光引擎301A的亮度从第二亮度水平逐渐增加到第三亮度水平。第三亮度水平比第二亮度水平更高。亮度的增加可以响应于光水平的改变、用户输入或任何其他合适的触发事件。此时，第二光引擎301B仍未开启。因为没有来自第二光引擎301B的贡献，所以第一导光部件101A和第二导光部件101B的组合的输出仍然由第一光引擎301A的亮度确定。

在时间407处，第一光引擎301A的亮度保持在第三亮度水平。第三亮度水平可以是最大饱和亮度水平。这可以是用第一光引擎301A可以实现的最大亮度水平。然而，可以确定需要进一步提高亮度水平。为了获得进一步提高的亮度水平，开启第二光引擎301B。开启第二光引擎301B，使得第二光引擎301B的亮度水平从零增加到第一亮度水平。现在，除第一光引擎301A的亮度之外，第一导光部件101A和第二导光部件101B的组合的输出还由第二光引擎301B的亮度确定。这使得输出图像的亮度随着第二光引擎301B的亮度增加而随时间407增加。

在时间409处，第一光引擎301A的亮度保持在第三亮度水平，而第二光引擎301B的亮度保持在第一亮度水平。这在在时间409期间不提供装置201的输出亮度的改变。

在时间411处，第一光引擎301A的亮度保持在第三亮度水平，而第二光引擎301B的亮度从第一亮度水平逐渐增加到第二亮度水平。这在时间411期间提供装置201的输出亮度的逐渐增加。

在时间413处，第一光引擎301A的亮度保持在第三亮度水平，但是第二光引擎301B的亮度从第二亮度水平逐渐降低到零。这在时间413期间提供装置201的输出亮度的减小。这将图像的亮度减小回到只有第一光引擎301A开启时在时间405处提供的亮度。

在时间415处，第一光引擎301A的亮度从第三亮度水平减小，而第二光引擎301B的亮度保持为零。这在时间415期间提供装置201的输出亮度的减小。

应当领会，图4所示的亮度变化是示例，并且其他变化可以用于本公开的其他实例中。

图5示出了装置201的输出图像的亮度可以如何根据与不同导光部件101A、101B相关联的光引擎301A、301B的不同亮度设置而变化的另一示例。可以在如图2至图3B所示的装置201中或可以在任何其他合适布置中提供光引擎301A、301B。在该示例中，所提供的图像是场序列图像，使得在序列中提供不同颜色的图像。

图5示出了三个曲线图，这三个曲线图示出了相应光引擎301A、301B和对应图像的亮度如何随时间变化。顶部曲线图示出了第一导光部件101A的输出亮度如何变化。这可能是由第一光引擎301A的亮度变化所致。中间曲线图示出了第二导光部件101B的输出亮度如何变化。这可能是由第二光引擎301B的亮度变化所致。下部曲线图示出了装置201的输出图像的亮度如何变化。输出图像是来自第一导光部件101A和第二导光部件101B的输出的组合，因此取决于第一导光部件101A和第二导光部件101B的输出亮度。下部曲线图中的虚线509指示所观察到的由装置201提供的图像的亮度。

在该示例中，对于第一光引擎301A和第二光引擎301B，按红、绿、蓝的序列提供场序列图像。这由图5中的标记R、G和B表示。为了清楚起见，在图5中仅标记了序列的框中的一些框。应当领会，在本公开的其他示例中，可以使用其他序列。

在时间501处，第一光引擎301A以第一亮度水平开启。此时，第二光引擎301B不开启。因为没有来自第二光引擎301B的贡献，所以第一导光部件101和第二导光部件101B的组合的输出由第一光引擎301A的亮度确定。

在时间503处，第一光引擎301A的亮度增加到第二亮度水平。第二亮度水平比第一亮度水平高。亮度的增加可以响应于光水平的改变、用户输出或任何其他合适的触发事件。此时，第二光引擎301B仍未开启。因为没有来自第二光引擎301B的贡献，所以第一导光部件101和第二导光部件101B的组合的输出仍然由第一光引擎301A的亮度确定。

在时间505处，第一光引擎301A以介于第一亮度水平与第二亮度水平之间的第三亮度水平开启。第二光引擎301B也以相同的亮度水平开启。对第二光引擎301B的场序列进行定时，使得在第一光引擎301A的序列的图像之间的时间间隙中提供第二光引擎301B的图像。所观察到的亮度包括第一光引擎301A和第二光引擎301B的贡献，并且因此比仅使用第一光引擎301A所获得的亮度更高。

在时间507处，第一光引擎301A以高于任何其他亮度水平的第四亮度水平开启。第二光引擎301B也以相同的亮度水平开启。所观察到的亮度包括第一光引擎301A和第二光引擎301B两者的贡献，因此比仅使用第一光引擎301A所获得的贡献大，甚至比在时间505处获得的观察者水平更高。

应当领会，图5所示的亮度变化是示例，并且其他变化可以用于本公开的其他示例中。例如，当两个光引擎301都被开启时，与第二光引擎301B的亮度水平相比较，第一光引擎301A的亮度水平可能不同。

图6示出了装置201的输出图像的亮度可以如何根据与不同导光部件101A、101B相关联的光引擎301A、301B的不同亮度设置而变化的另一示例。可以在如图2至图3B所示的装置201中或可以在任何其他合适布置中提供光引擎301A、301B。在该示例中，所提供的图像是场序列图像，从而在序列中提供不同颜色的图像。

图6示出了三个曲线图，这三个曲线图示出了相应光引擎301A、301B和对应图像的亮度如何随时间变化。顶部曲线图示出了第一导光部件101A的输出亮度如何变化。这可能是由于第一光引擎301A的亮度变化而致。中间曲线图示出了第二导光部件101B的输出亮度如何变化。这可能是由于第二光引擎301B的亮度变化而致。下部曲线图示出了装置201的输出图像的亮度如何变化。输出图像是来自第一导光部件101A和第二导光部件101B的输出的组合，并且因此取决于第一导光部件101A和第二导光部件101B的输出亮度。下部曲线图中的虚线609指示所观察到的由装置201提供的图像的亮度。

在该示例中，对于第一光引擎301A和第二光引擎301B，按红、绿、蓝的序列提供场序列图像。这由图6中的标记R、G和B表示。为了清楚起见，在图6中仅标记了序列的框中的一些框。应当领会，在本公开的其他示例中可以使用其他序列。

在时间601处，第一光引擎301A以第一亮度水平开启。此时，第二光引擎301B不开启。因为没有来自第二光引擎301B的贡献，所以第一导光部件101A和第二导光部件101B的组合的输出由第一光引擎301A的亮度确定。

在时间603处，第一光引擎301A的亮度增加到第二亮度水平。第二亮度水平比第一亮度水平高。亮度的增加可以响应于光水平的改变、用户输入或任何其他合适的触发事件。此时，第二光引擎301B仍未开启。因为没有来自第二光引擎301B的贡献，所以第一导光部件101A和第二导光部件101B的组合的输出仍然由第一光引擎301A的亮度确定。

在时间605处，第一光引擎301A以介于第一亮度水平与第二亮度水平之间的第三亮度水平开启。第二光引擎301B也以相同的亮度水平开启。对第二光引擎301B的场序列进行定时，使得第二光引擎301B的图像与第一光引擎301A的序列的图像同时被提供。对相应序列进行定时，使得当第一光引擎301A提供蓝色图像时，第二光引擎301B提供绿色图像；当第一光引擎301A提供红色图像时，第二光引擎301B提供蓝色图像；并且当第一光引擎301A提供绿色图像时，第二光引擎301B提供红色图像。这在输出图像中提供了改善的颜色，这可能例如意味着用户所观察到的更少的使注意力分散的色乱或彩虹效应。所观察到的亮度包括第一光引擎301A和第二光引擎301B的贡献，因此比仅使用第一光引擎301A所获得的亮度高。

在时刻607处，第一光引擎301A以高于任何其他亮度水平的第四亮度水平开启。第二光引擎301B也以相同的亮度水平开启。所观察到的亮度包括第一光引擎301A和第二光引擎301B两者的贡献，因此高于仅使用第一光引擎301A所获得的贡献，并且甚至比在时间605处获得的观察者水平高。

图7示出了使用本公开的示例获得的示例图像。可以使用如图2至图3B所示的装置201来获得或可以在任何其他合适布置中来提供示例图像。

第一图像701示出了由第一导光部件101A获得的图像，并且第二图像703示出了由第二导光部件101B获得的图像。由于衍射部件在相应导光部件101A、101B内的布置，所以图像701、703为不均匀图像。

在图7的示例中，第二导光部件101B与第一导光部件101A相同，但是已经旋转了180°，因此与引入到通过第一导光部件101A提供的图像中的非均匀性相比较，通过第二导光部件101B引入到图像中的非均匀性被反转。

在图7中，第一图像701的左手侧具有淡红色而右手侧具有淡绿色，而第二图像703右手侧具有淡红色而左手侧具有淡绿色。然而，当两个图像通过重叠的耦出部件107A、107B组合时，所得图像705具有更均匀的颜色输出。

因此，除了提供更大的动态范围之外，本公开的示例还可以在输出图像中提供更为均匀的颜色。为了提供更为均匀的颜色输出，装置201可以包括偶数个导光部件101。

在本说明书中，术语“耦合”是指可操作地耦合。不包括介入元件的耦合的部件之间可能存在任何数目的介入元件或其组合。

术语“包括”在本文中以包含性而非排他性的含义使用。也就是说，对包括Y的X的任何引用表示X可以仅包含一个Y或可以包含多于一个Y。如果旨在使用具有排他性含义的“包括”，则在上下文中通过提及“仅包括一个”或通过使用“由……组成”将变得清楚。

在本说明书中，参考了各种实施例。关于示例的特征或功能的描述指示那些特征或功能存在于该示例中。无论是否明确陈述，术语“示例”或“例如”或“能够”或“可以”在文中的使用表示这样的特征或功能至少存在于所描述的示例中，无论是否被描述为示例，并且它们可以但不一定存在于一些或所有其他示例中。因此，“示例”、“例如”、“能够”或“可以”是指一类示例中的特定实例。实例的特性可以是仅该实例的特性、或类的特性、或包括类中的一些但不是所有实例的类的子类的特性。因此，隐含地公开了参考一个示例而非参考另一示例描述的特征可以在可能的情况下作为工作组合的一部分用于该其他示例中，但不一定必须用于该其他示例中。

尽管在前面的段落中已经参考各种示例对示例进行了描述，但是应当领会，在不脱离权利要求的范围的情况下，可以对所给出的示例进行修改。

在前面的描述中描述的特征可以以除上文所明确描述的组合之外的组合使用。

尽管已经参考某些特征对功能进行了描述，但是无论是否描述，这些功能都可以由其他特征来执行。

尽管已经参考某些示例对特征进行了描述，但是无论是否描述，这些特征也可以存在于其他示例中。

术语“一”或“该”在本文档中以包含性而非排他性的含义使用。也就是说，除非上下文明确指出相反情况，否则任何对包含一/该Y的X的引用表示X可以仅包含一个Y或可以包含多于一个Y。如果旨在使用具有排他性含义的“一”或“该”，则将在上下文中变得清楚。在一些情况下，使用“至少一个”或“一个或多个”可以用于强调包含性含义，但这些术语的缺失不应被用来推断任何排他性含义。

权利要求中特征(或特征的组合)的存在是对该特征或特征(特征的组合)本身以及实现基本上相同技术效果的特征(等同特征)的引用。等同特征包括例如作为变型的特征，并且以基本上相同的方式实现基本上相同的结果。等同特征例如包括以基本上相同的方式执行基本上相同的功能以实现基本上相同的结果的特征。

在本说明书中，已经参考使用形容词或形容词短语的各种示例来对示例的特征进行描述。与示例相关的特征的这种描述指示该特征在一些示例中完全如所描述的那样存在，而在其他示例中基本上如所描述的那样存在。

虽然在前述说明书中努力提请注意那些被认为是重要的特征，但是应当理解，无论是否对其进行了强调，申请人都可以经由权利要求书来寻求对在上文中提及和/或在附图中示出的任何可申请专利的特征或特征的组合的保护。

Claims (15)

1.一种装置，包括：

第一导光部件，至少包括耦入衍射部件、扩展部件和耦出衍射部件，所述耦入衍射部件被配置为将来自第一光引擎的一个或多个输入光束耦入到所述第一导光部件中；所述扩展部件被配置为扩展所述一个或多个输入光束；并且所述耦出衍射部件被配置为将经扩展的所述一个或多个光束从所述第一导光部件耦出；以及

第二导光部件，至少包括耦入衍射部件、扩展部件和耦出衍射部件，所述耦入衍射部件被配置为将来自第二光引擎的一个或多个输入光束耦入到所述第二导光部件中；所述扩展部件被配置为扩展所述一个或多个输入光束；并且所述耦出衍射部件被配置为将经扩展的所述一个或多个光束从所述第二导光部件耦出；

其中所述装置被配置为使得所述第一导光部件的所述耦出衍射部件与所述第二导光部件的所述耦出衍射部件至少部分重叠，使得由所述第二导光部件提供的图像与由所述第一导光部件提供的图像重叠，以控制由所述装置提供的一个或多个图像的亮度。

2.根据权利要求1所述的装置，其中所述第二导光部件与所述第一导光部件相同。

3.根据权利要求2所述的装置，其中所述第二导光部件相对于所述第一导光部件旋转。

4.根据权利要求3所述的装置，其中所述第二导光部件的尺寸与所述第一导光部件的尺寸不同。

5.根据任一前述权利要求所述的装置，其中所述第二光引擎能够被开启以提供具有增加的亮度的图像，并且能够被关闭以提供具有未增加的亮度的图像。

6.根据任一前述权利要求所述的装置，其中所述光引擎被配置为使得所述光引擎的所述亮度能够被控制以控制由所述装置提供的图像的所述亮度。

7.根据权利要求5至6中任一项所述的装置，包括部件，所述部件用于使用以下各项中的至少一项来自动调整由所述装置提供的图像的所述亮度：所检测到的环境照射水平、用户指示的优选亮度水平、所显示的内容的重要性。

8.根据任一前述权利要求所述的装置，其中所述第二光引擎被配置为独立于所述第一光引擎操作。

9.根据任一前述权利要求所述的装置，其中所述第二光引擎被配置为在所述第一光引擎保持在开启状态时，在开启状态与关闭状态之间切换。

10.根据任一前述权利要求所述的装置，其中所述第二光引擎被配置为与所述第一光引擎以交替的顺序提供光。

11.根据任一前述权利要求所述的装置，其中所述第一光引擎提供图像，并且所述第二光引擎提供所述图像的部分，使得来自所述第二导光部件的所述图像的所述部分的添加增加了由所述第一导光部件提供的所述图像内的对比度。

12.根据权利要求11所述的装置，其中由所述第二光引擎提供的所述图像的所述部分包括以下各项中的一项或多项：文本、用户界面元素。

13.根据任一前述权利要求所述的装置，其中所述第一导光部件和所述第二导光部件被配置为使得由不同的导光部件耦出的所述光以相同方式至少部分地偏振。

14.根据任一前述权利要求所述的装置，包括多于两个的导光部件，其中每个导光部件至少包括耦入衍射部件、扩展部件和耦出衍射部件，所述耦入衍射部件被配置为将一个或多个输入光束从光引擎耦入到所述导光部件中；所述扩展部件被配置为扩展所述一个或多个输入光束；并且所述耦出衍射部件被配置为将经扩展的所述一个或多个光束从所述导光部件耦出，并且其中每个导光部件被配置为耦入来自不同光引擎的光。

15.一种模块、设备、显示器、立体显示器、自动立体显示器、平视显示器、交通工具的显示单元和/或交通工具，包括根据任一前述权利要求所述的装置。