JP2008514989A - ディスプレイの角度特性を制御するための光学フィルム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明の種々の実施形態において、光干渉ディスプレイ・デバイスは、ディスプレイの視界を狭くする複数の構造を用いる外部フィルムを有して提供される。これらの構造は、例えば、バッフル又は複合パラボラ集束器のような非結像光学素子を備えることができる。バッフルは、例えば、グリッドに配列された複数の垂直に向きを揃えて並べられた表面を備えることができる。ある種の好ましい実施形態では、これらのバッフルは、不透明又は反射性である。したがって、これらの垂直な面は、光が実質的に垂直でない方向に光干渉ディスプレイ・デバイスを出ることを実質的に遮ることができる。しかしながら、これらの垂直な面は、実質的に垂直な方向に向けられた光がディスプレイを出ることを可能にする。非結像光学素子、例えば、複合パラボラ集束器は、大きな入射角からディスプレイに向かってさらに垂直な角度へと光の向きを変える。その結果、ユーザへディスプレイによって反射された光は、同様にさらに垂直な角度である。
【選択図】図12B
Description
本発明のシステム、方法、及びデバイスは、それぞれ複数の態様を有し、その1つのものも、その好ましい特性に単独で寄与するのではない。本発明の範囲を制限することなく、そのより卓越した特徴が、ここに簡潔に説明される。本明細書を熟考した後で、特に“特定の実施形態の詳細な説明”と題された項を読んだ後で、本発明の特徴が、その他のディスプレイ・デバイスに対して利点をどのようにして提供するかを、理解するであろう。
微小電気機械システム(MEMS)は、微小機械素子、アクチュエータ、及び電子機器を含む。微小機械素子は、堆積、エッチング、そしてあるいは、電子デバイス及び電子機械デバイスを形成するために基板及び/又は堆積された材料層の一部分をエッチングして取り除く、若しくは複数の層を付加するその他のマイクロマシニング・プロセスを使用して創り出されることができる。MEMSデバイスの1つのタイプは、光干渉変調器と呼ばれる。本明細書中で使用されるように、用語、光干渉変調器又は干渉光変調器は、光学的な干渉の原理を使用して光を選択的に吸収する及び/又は反射するデバイスを呼ぶ。ある実施形態では、光干渉変調器は、1対の導電性プレートを備え、その一方又は両方が、全体として又は一部分が透明でありかつ/又は反射性であり、そして適切な電子信号の印加により相対的動きが可能である。特定の実施形態では、一方のプレートは、基板上に堆積された静止層を備え、他方のプレートは、エアー・ギャップにより静止層から分離された金属膜を備えることができる。本明細書中でさらに詳細に説明されるように、他方と相対的に一方のプレートの位置は、光干渉変調器上に入射する光の光学的干渉を変化させることができる。そのようなデバイスは、広範囲のアプリケーションを有し、そしてこれらのタイプのデバイスの特性を利用すること及び/又は変形することは、この技術において有益であり、その結果、それらの特徴は、既存の製品を改善する際に活用されることができ、そして未だ開発されていない新たな製品を創り出す際に活用されることができる。
Claims (71)
- 第1の光学表面及び第2の光学表面を含んでいる複数の光変調素子、ここにおいて、該第2の光学表面は該第1の光学表面に対して移動可能である;及び
該ディスプレイの視界を制限するために構成された複数の素子、
を具備することを特徴とするディスプレイ。 - 該ディスプレイの視界を制限するために構成された該複数の素子は、複数のバッフルを備えることを特徴とする請求項1のディスプレイ。
- 該複数のバッフルは、該複数の光変調素子を覆って形成された光学層中に組み込まれることを特徴とする請求項2のディスプレイ。
- 光を変調する該複数の光変調素子は、水平面内に配置されたアレイを形成する、そして該複数のバッフルは、垂直面に平行である実質的に平らな表面を備えることを特徴とする請求項2のディスプレイ。
- 該複数のバッフルは、個々のバッフル間にスペーシングを備える、ここにおいて、前記スペーシングは該ディスプレイの前表面に垂直な面から約40度よりも大きくない視野角を与える大きさを有する、ここにおいて、該角度は、該垂直面に対して半分の角度として測定されることを特徴とする請求項2のディスプレイ。
- 該複数のバッフルは、個々のバッフル間にスペーシングを備える、ここにおいて、前記スペーシングは該ディスプレイの前表面に垂直な面から約20度よりも大きくない視野角を与える大きさを有する、ここにおいて、該角度は、該垂直面に対して半分の角度として測定されることを特徴とする請求項2のディスプレイ。
- 該バッフルは、実質的に不透明であることを特徴とする請求項2のディスプレイ。
- 該バッフルは、実質的に平面の不透明な表面を備えることを特徴とする請求項7のディスプレイ。
- 該バッフルは、吸収性物質を備えることを特徴とする請求項2のディスプレイ。
- 該バッフルは、反射性物質を備えることを特徴とする請求項2のディスプレイ。
- 該ディスプレイの視界を制限するために構成された該複数の素子は、広い範囲の角度で入射する光を集めるため、そして該光変調素子上へとより狭い範囲の角度に光を向けるために成形された曲がった反射表面を備える光集束器のアレイを備えることを特徴とする請求項1のディスプレイ。
- 該複数の素子は、該ディスプレイの前表面に垂直な面から約70度よりも大きくない角度に該ディスプレイの視界を制限する、ここにおいて、該角度は、該垂直面に対して半分の角度として測定されることを特徴とする請求項11のディスプレイ。
- 該複数の素子は、該ディスプレイの前表面に垂直な面から約20度よりも大きくない角度に該ディスプレイの視界を制限する、ここにおいて、該角度は、該垂直面に対して半分の角度として測定されることを特徴とする請求項11のディスプレイ。
- 前記光集束器は、非結像光学素子を備えることを特徴とする請求項11のディスプレイ。
- 前記非結像光学素子は、複合パラボラ集束器を備えることを特徴とする請求項14のディスプレイ。
- 前記反射表面は、該光集束器を通り抜ける中心光軸に関して対称であることを特徴とする請求項11のディスプレイ。
- 前記光集束器は、該光集束器を通り抜ける中心光軸に関して円対称であることを特徴とする請求項11のディスプレイ。
- 前記曲がった反射表面は、前記光集束器のための入力アパーチャ及び出力アパーチャを規定する、ここにおいて、前記出力アパーチャは前記入力アパーチャよりも大きいことを特徴とする請求項11のディスプレイ。
- 前記曲がった反射表面は、光を実質的に平行にするように成形されることを特徴とする請求項11のディスプレイ。
- 該複数の光変調素子と電気的に通信するプロセッサ、ここにおいて、前記プロセッサは画像データを処理するために構成される;及び
前記プロセッサと電気的に通信するメモリ・デバイス、
をさらに具備することを特徴とする請求項1のディスプレイ。 - 該複数の光変調素子に少なくとも1つの信号を送るために構成されたドライバ回路をさらに具備することを特徴とする請求項20のディスプレイ・システム。
- 前記ドライバ回路に前記画像データの少なくとも一部を送るために構成されたコントローラをさらに具備することを特徴とする請求項21のディスプレイ・システム。
- 前記プロセッサに前記画像データを送るために構成された画像ソース・モジュールをさらに具備することを特徴とする請求項20に記載のディスプレイ・システム。
- 前記画像ソース・モジュールは、受信機、トランシーバ、及び送信機のうちの少なくとも1つを備えることを特徴とする請求項23に記載のディスプレイ・システム。
- 入力データを受け取るため、そして前記プロセッサに前記入力データを通信するために構成された入力デバイスをさらに具備することを特徴とする請求項20に記載のディスプレイ・システム。
- 第1の光学表面及び第2の光学表面を含んでいる複数の光変調素子、ここにおいて、該第2の光学表面は該第1の光学表面に対して移動可能である;及び
当該ディフューザ素子上に入射する光が該入射光よりもさらに平行にされて該光変調素子に向けられるように光を拡散させるために構成された該複数の光変調素子の前方のディフューザ素子、
を具備することを特徴とするディスプレイ。 - 該ディフューザ素子は、該ディフューザ素子上に入射する光が該入射光よりもさらに平行にされて該光変調素子に向けられるように配列された複数の散乱フィーチャを備えることを特徴とする請求項26のディスプレイ。
- 該ディフューザ素子は、回折光学素子を備えることを特徴とする請求項26のディスプレイ。
- 該ディフューザ素子は、ホログラフ光学素子を備えることを特徴とする請求項28のディスプレイ。
- 該ディフューザ素子は、多層フィルムを備えることを特徴とする請求項26のディスプレイ。
- 該多層フィルムは、
該ディフューザ素子上に入射する光を実質的に平行にするために構成された第1の層;及び
該光変調素子で反射された光を拡散させるために構成された拡散性物質を備える第2の層、
を備えることを特徴とする請求項30のディスプレイ。 - 該複数の光変調素子と電気的に通信するプロセッサ、ここにおいて、前記プロセッサは画像データを処理するために構成される;及び
前記プロセッサと電気的に通信するメモリ・デバイス、
をさらに具備することを特徴とする請求項26のディスプレイ。 - 該複数の光変調素子に少なくとも1つの信号を送るために構成されたドライバ回路をさらに具備することを特徴とする請求項32に記載のディスプレイ・システム。
- 前記ドライバ回路に前記画像データの少なくとも一部を送るために構成されたコントローラをさらに具備することを特徴とする請求項33に記載のディスプレイ・システム。
- 前記プロセッサに前記画像データを送るために構成された画像ソース・モジュールをさらに具備することを特徴とする請求項32に記載のディスプレイ・システム。
- 前記画像ソース・モジュールは、受信機、トランシーバ、及び送信機のうちの少なくとも1つを備えることを特徴とする請求項35に記載のディスプレイ・システム。
- 入力データを受け取るため、そして前記プロセッサに前記入力データを通信するために構成された入力デバイスをさらに具備することを特徴とする請求項32に記載のディスプレイ・システム。
- ディスプレイを製作する方法であって、
第1の光学表面及び第2の光学表面を含んでいる複数の光変調素子を形成すること、ここにおいて、該第2の光学表面は該第1の光学表面に対して移動可能である;及び
該ディスプレイの視界を制限するために構成された複数の素子を形成すること、
を具備することを特徴とする方法。 - 該ディスプレイの視界を制限するために構成された該複数の素子は、複数のバッフルを備えることを特徴とする請求項38の方法。
- 該複数のバッフルは、該複数の光変調素子を覆って形成された光学層中に組み込まれることを特徴とする請求項39の方法。
- 該複数の光変調素子は、水平面内に配置された光変調アレイを形成する、そして該バッフルは、垂直面に平行に向きを揃えて並べられることを特徴とする請求項39の方法。
- 該複数のバッフルは、個々のバッフル間にスペーシングを備える、ここにおいて、前記スペーシングは該ディスプレイの前表面に垂直な面から約40度よりも大きくない視野角を与える大きさを有する、ここにおいて、該角度は、該垂直面に対して半分の角度として測定されることを特徴とする請求項39の方法。
- 該バッフルは、実質的に不透明であることを特徴とする請求項39の方法。
- 該バッフルは、実質的に平面の不透明な表面を備えることを特徴とする請求項43の方法。
- 該バッフルは、吸収性物質を備えることを特徴とする請求項39の方法。
- 該バッフルは、反射性物質を備えることを特徴とする請求項39の方法。
- 該ディスプレイの視界を制限するために構成された該複数の素子は、広い範囲の角度で入射する光を集めるため、そして該光変調素子上へとより狭い範囲の角度に光を向けるように成形された曲がった反射表面を備える光集束器のアレイを備えることを特徴とする請求項38の方法。
- 前記光集束器は、非結像光学素子を備えることを特徴とする請求項47の方法。
- 前記非結像光学素子は、複合パラボラ集束器を備えることを特徴とする請求項48の方法。
- 前記反射表面は、該光集束器を通り抜ける中心光軸に関して対称であることを特徴とする請求項47の方法。
- 前記光集束器は、該光集束器を通り抜ける中心光軸に関して円対称であることを特徴とする請求項47の方法。
- 前記曲がった反射表面は、前記光集束器のための入力アパーチャ及び出力アパーチャを規定する、ここにおいて、前記出力アパーチャは前記入力アパーチャよりも大きいことを特徴とする請求項47の方法。
- 前記曲がった反射表面は、光を実質的に平行にするように成形されることを特徴とする請求項47の方法。
- 請求項38ないし53のいずれかの方法によって形成されたディスプレイ。
- ディスプレイを製作する方法であって、
第1の光学表面及び第2の光学表面を含んでいる複数の光変調素子を形成すること、ここにおいて、該第2の光学表面は該第1の光学表面に対して移動可能である;及び
広い範囲の角度で入射する光を受けるため、そして該光変調素子上へとより狭い範囲の角度に光を向けるために構成された該複数の光変調素子の前方のディフューザ素子を形成すること、
を具備することを特徴とする方法。 - 該ディフューザ素子は、広い範囲の角度で該ディフューザ素子上に入射する該光が該光変調素子上へとより狭い範囲の角度へと向けられるように配置された複数の散乱フィーチャを備えることを特徴とする請求項55の方法。
- 該ディフューザ素子は、回折光学素子を備えることを特徴とする請求項55の方法。
- 該ディフューザ素子は、ホログラフ光学素子を備えることを特徴とする請求項57の方法。
- 該ディフューザ素子は、多層フィルムを備えることを特徴とする請求項55の方法。
- 該多層フィルムは、
実質的に広い範囲の角度で入射する光を受けるため、そして該光変調素子上へとより狭い範囲の角度に該光を向けるために構成された第1の層;及び
該光変調素子で反射された光を拡散させるために構成された拡散性物質を備える第2の層、
を備えることを特徴とする請求項59の方法。 - 請求項55ないし60のいずれかの方法によって形成されたディスプレイ。
- 光を操作するための第1の光学手段及び第2の光学手段を備える光を変調するための手段、ここにおいて、前記第2の光学手段は前記第1の光学手段に対して移動可能である;及び
該光変調手段の視界を制限するための手段、
を具備することを特徴とするディスプレイ。 - 該光変調手段は、複数の光変調素子を備えることを特徴とする請求項62のディスプレイ。
- 前記第1の光学手段及び第2の光学手段は、第1の光学表面及び第2の光学表面を備える、ここにおいて、前記第2の光学表面は該第1の光学表面に対して移動可能であることを特徴とする請求項62又は63のディスプレイ。
- 前記複数の光変調素子は、複数の光干渉変調器を備えることを特徴とする請求項62,63,又は64のディスプレイ。
- 前記視界を制限するための手段は、バッフルを備えることを特徴とする請求項62,63,64,又は65のディスプレイ。
- 光を操作するための第1の光学手段及び第2の光学手段を備える光を変調するための手段、ここにおいて、該第2の光学手段は前記第1の光学手段に対して移動可能である;及び
当該拡散させる手段上に入射する光がその上に入射する該光よりもさらに平行にされて該光変調手段に向けられる該光変調手段の前方の光を拡散させるための手段、
を具備するディスプレイ。 - 前記光変調手段は、複数の光変調素子を備えることを特徴とする請求項67のディスプレイ。
- 前記第1の光学手段及び第2の光学手段は、第1の光学表面及び第2の光学表面を備える、ここにおいて、前記第2の光学表面は該第1の光学表面に対して移動可能であることを特徴とする請求項67又は68のディスプレイ。
- 前記複数の光変調素子は、複数の光干渉変調器を備えることを特徴とする請求項67,68、又は69のディスプレイ。
- 前記拡散する手段は、少なくとも1つのディフューザを備えることを特徴とする請求項67,68、69、又は70のディスプレイ。
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