JP2012501482A - プリズム状の光転向特徴体を有する光転向装置 - Google Patents

Abstract

光ガイド装置は、光ガイド本体部１８２及び２つ以上の複数の間隔を置いた切り込み１００を含む。切り込み１００は、光ガイド本体部１８２のアンダーカットにより形成される。切り込みの側壁は、ファセット（facets）に当たっている光をリダイレクトするファセットを成す。いくつかの実施形態において、光ガイド本体部は、光源１９２に取り付けられる。光源１９２は、光ガイド本体部１８２に射出される光を発光し、そして、切り込み１００は、光ガイド本体部１８２から出る光を、所望の目標へリダイレクトする。いくつかの実施形態では、目標はディスプレイであり、第１複数の切り込み１００は、光源１９２から光ガイド本体部１８２全体に、及びディスプレイの面にわたって光をガイドする。その際、第２複数の切り込み１００は、光を光ガイド本体部１８２から出射して、ディスプレイへ光を導く。

Description

（関連出願に対する相互参照）
本出願は、２００８年９月２日に出願された特許文献１に基づく優先権を３５Ｕ．Ｓ．Ｃ．§１１９（ｅ）の下で主張する。

本発明は、光転向装置に関する。特に、本発明は、ディスプレイを照射するプリズム構造を利用する光転向に関する。本発明も、光収集装置の使用方法及び光収集装置の製造に関する。

マイクロ電気機械システム（ＭＥＭＳ）は、マイクロ機械素子、アクチュエータ及び電子機器を含む。マイクロ機械素子は、基板の部分をエッチングして除去し及び／又は材料層を堆積させ、又は、層を追加して電気及び電気機械装置を形成する、堆積、エッチング及び／又は他のマイクロ機械加工プロセス（ｍｉｃｒｏｍａｃｈｉｎｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ）を用いて形成され得る。一種類のＭＥＭＳ装置は、干渉変調器（ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｒｉｃ ｍｏｄｕｌａｔｏｒ）と呼ばれる。ここで用いられる干渉変調器又は干渉光変調器（ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｒｉｃ ｌｉｇｈｔ ｍｏｄｕｌａｔｏｒ）という用語は、干渉の原則を用いて、光を選択的に吸収し及び／又は選択的に反射する装置を指す。ある実施形態では、干渉変調器は一対の導電プレートを備え得る。一対の導電プレートの一方又は両方は適当な電気信号の適用に応じて、全部又は一部において、透明型及び／又は反射型てもよく、且つ相対運動ができる。特定の実施形態では、一対の導電プレートの一方は基板に置かれる静止層（ｓｔａｔｉｏｎａｒｙ ｌａｙｅｒ）を備えることができる。一対の導電プレートの他方はエアギャップによって、静止層から切り離される金属層（ｍｅｔａｌｌｉｃ ｍｅｍｂｒａｎｅ）を備えることができる。更に詳細に本願明細書において、記載されているように、別のプレートに対して一方のプレートの位置は干渉変調器に入射する光の干渉を変えることができる。この種の装置は広い用途を有している。

米国仮特許出願第６１／０９３６９５号明細書

それらの特徴が既存の製品を改善して、まだ開発されていない新製品を製作する際に利用できるように、この種の装置の特徴を利用し及び／又は修正することは従来技術において、有益である。

いくつかの実施形態において、光ガイド装置が提供される。光ガイド装置は、長さにわたって光の伝搬をサポートする光伝搬性材料からなり、複数の外面によって画成される光ガイド本体部を備え、前記複数の外面の第１外面は、前記光ガイド本体部上に入射する光をリダイレクトすると共に互いに離間している複数の第１切り込み（silt）であって、それぞれが該第１外面におけるアンダーカットにより形成された複数の第１切り込みを備え、前記複数の外面の第２外面は、前記光ガイド本体部上に入射する光をリダイレクトすると共に互いに離間している複数の第２切り込みであって、それぞれが該第２外面におけるアンダーカットにより形成された複数の第２切り込みを備える。

いくつかの実施形態において、照明装置が提供される。照明装置は、光を生成して、光転向本体部を通して伝搬するように該光を導く第１手段と、前記光転向本体部を介して伝搬する前記光をリダイレクトする第２手段と、前記光転向本体部を介して伝搬する前記光をリダイレクトする第３手段と、を備える。

いくつかの実施形態において、照明のための方法が提供される。照明のための方法は、光転向本体部を介して光を伝搬するステップを備える。本体部を介して伝搬される光は、複数の第１切込み及び複数の第２切り込みのファセット上に当たることによって、リダイレクトされる。前記複数の切り込みは前記光転向本体部の２つの表面にアンダーカットにより形成されている。

いくつかの実施形態において、照明装置を製造する方法が提供される。照明装置を製造する方法は、光伝搬性材料からなる本体部を提供するステップであって、前記材料は前記本体部の長さにわたって光の伝搬をサポートするステップと、
前記本体部の異なる側面に互いに離間する複数の第１アンダーカットと互いに離間する複数の第２アンダーカットを形成するステップとを備える。
いくつかの実施形態において、本方法によって、形成される照明装置が提供される。

第１の干渉変調器の移動可能な反射層が緩和位置にあると共に、第２の干渉変調器の移動可能な反射層が作動位置において、ある干渉変調器ディスプレイの一実施形態の一部を表す等角図である。 ３×３干渉変調器ディスプレイを組み込んでいる電子装置の一実施形態を示すシステムブロック図である。 図１の干渉変調器の１つの例示的な実施形態における可動ミラーの位置に対する印加電圧の図である。 干渉変調器ディスプレイを駆動するために用いることができる一組の横列電圧及び縦列電圧の図である。 図２の３×３干渉変調器ディスプレイのディスプレイデータで１つの一般的なフレームを例示する図である。 図５Ａでフレームを記述するために用いることができる横列信号及び縦列信号のための１つの一般的なタイミング図を例示する図である。 複数の干渉変調器を備える視覚的ディスプレイ装置の一実施形態を例示しているシステムブロック図である。図６Ａ及び６Ｂは、複数の干渉変調器を備える視覚的ディスプレイ装置の一実施形態を例示しているシステムブロック図である。 複数の干渉変調器を備える視覚的ディスプレイ装置の一実施形態を例示しているシステムブロック図である。 図１の装置の断面図である。 干渉変調器の代替の実施形態の断面図である。 干渉変調器の他の代替の実施形態の断面図である。 干渉変調器の更なる代替の実施形態の断面図である。 干渉変調器の付加的な代替の実施形態の断面図である。 ディスプレイ装置の断面図である。 図８の断面図の一部の拡大図である。 光転向特徴体の実施形態の断面図である。 光転向特徴体の他の実施形態の断面図である。 光転向特徴体の更にもう一つの実施形態の断面図である。 ディスプレイ装置の実施形態の上面図である。 図１１Ａのディスプレイ装置の断面図である。 ディスプレイ装置の実施形態の平面図である。 ディスプレイ装置の実施形態の平面図である。 ディスプレイ装置の実施形態の平面図である。 ディスプレイ装置の実施形態の断面図である。 ディスプレイ装置の実施形態の断面図である。 ディスプレイ装置の実施形態の平面図である。 ディスプレイ装置の実施形態の平面図である。 ディスプレイ装置の実施形態の平面図である。

以下の詳細な説明は、本発明のある特定実施形態に導く。しかし、本発明は、本明細書における開示は、異なる様々な方法において、具体化され得る。この明細書において、全ての図面において、同一又は類似の部分には類似の番号が付されるよう参照番号が図面に付与されている。以下の説明から明らかであるように、実施形態は、動く画像（例えば、ビデオ）又は動かない画像（例えば、静止画像）であるかどうかに関係なく、また文字画像又は写真画像であるかどうかに関係なく、画像を表示するように構成されるいかなる装置においても実施されることができる。より詳しくは、実施形態は、様々な電子装置において、実施され得るか又は様々な電子装置に関係され得ることが意図されている。様々な電子装置は、限定されないが、例えば携帯電話、無線デバイス、個人データアシスタント（ＰＤＡ）、ハンドヘルド型又は携帯型のコンピュータ、ＧＰＳ受信機／ナビゲータ、カメラ、ＭＰ３プレーヤ、ビデオカメラ、ゲーム機、腕時計、クロック、計算機、テレビモニタ、フラットパネルディスプレイ、コンピュータモニタ、自動ディスプレイ（例えば、走行距離計ディスプレイ、その他）、コックピット制御及び／又はディスプレイ）、カメラ用のディスプレイ（ｄｉｓｐｌａｙ ｏｆ ｃａｍｅｒａ ｖｉｅｗｓ）（例えば、車両の後部ビューカメラのディスプレイ）、電子写真、電子ビルボード又は電子記号、プロジェクタ、建築構造物（ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒａｌ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ）、パッケージ、或いは美的構造物（例えば、宝石上の画像の表示）である。また、本願明細書において、記載されているものに類似する構造を有するＭＥＭＳ装置は、例えば電子スイッチングデバイスのような非表示用途に用いられることもできる。

本願明細書において、開示されるいくつかの実施形態は、光ガイド本体部にアンダーカットを有する光ガイド含む。アンダーカットは、プリズム特徴体を形成し、切り込みとも呼ばれる。その切り込みは、光ガイド本体部に沿って伝搬する光を転向するか又はリダイレクトする。例えば、アンダーカットの壁は、所望の方向の光を反射するファセットを形成する。いくつかの実施形態では、光源は、光ガイド本体部に接続される。光源からの光は、光ガイド本体部に入射され、本体部を通して伝搬して、アンダーカットのファセットを接触する。切り込みの側面は、光ガイド本体部から、例えばディスプレイの形をなすものに、又は例えば干渉変調器に、光をリダイレクトする。いくつかの実施形態において、第１及び第２複数の切り込みは、光ガイド本体部の反対の主要な表面に設けられている。切り込みは、一般の主要な表面から光をリダイレクトするように構成されている。

いくつかの他の実施形態において、複数の切り込みは、線光源に形成される。例えば、切り込みは、線光源の終わりの点発光体から線光源に入射される光を転向するために、角度をつけられて、配置されている。転向された光は、例えば、光源の長さ方向に沿って線光源から放出される、又はいくつかの他の実施形態では、第２複数の切り込みを含む領域に放出されることができる。第２複数の切り込みは、光をディスプレイに転向できる。

干渉計ＭＥＭＳディスプレイ素子を備える干渉変調器ディスプレイの一実施形態が、図１に図示されている。これらの装置において、ピクセルは、明るい状態又は暗い状態にある。明るい（「緩和」又は「オープン」）状態において、ディスプレイ素子は、ユーザに入射可視光の大部分を反射する。暗い（「作用」又は「クローズ」）状態にあるときにおいて、ディスプレイ素子はユーザに入射可視光を殆ど反射しない。実施形態に応じて、「オン」状態及び「オフ」状態の光反射率の特徴は逆であることができる。ＭＥＭＳピクセルは選択された色を主に反射するように構成されることができる。ＭＥＭＳピクセルは、白黒に加えてカラーディスプレイを考慮に入れる。

図１は、画像ディスプレイにおける一連のピクセルのうち２つの隣接ピクセルを表す等角図である。各ピクセルはＭＥＭＳ干渉変調器を備える。幾つかの実施形態において、干渉変調器ディスプレイは、その干渉変調器の横列アレイ（ｒｏｗ ａｒｒａｙ）／縦列アレイ（ｃｏｌｕｍｎ ａｒｒａｙ）を備える。各干渉変調器は、少なくとも一つの可変的な寸法を有する共振光ギャップ（ｒｅｓｏｎａｎｔ ｏｐｔｉｃａｌ ｇａｐ）を形成するために、各々から可変的且つ制御可能な距離に置かれる一対の反射層を含む。一実施形態において、一対の反射層のうちの一方は、２つの位置の間で移動できる。本明細書において、緩和位置と記載する第一位置において、移動可能な反射層は、固定された部分的反射層（ｆｉｘｅｄ ｐａｒｔｉａｌｌｙ ｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅ ｌａｙｅｒ）から、比較的大きな距離に配置される。本明細書において、作動位置と記載する第二位置において、移動可能な反射層は、部分的反射層により接近して配置される。２枚の層から反射する入射光は移動可能な反射層の位置に応じて建設的に、又は破壊的に干渉し、各ピクセルに対して、全体的に反射する状態又は反射しない状態を生じる。

図１のピクセルアレイの表示された部分は、２つの隣接する干渉変調器１２ａ及び１２ｂを含む。左側上の干渉変調器１２ａにおいて、移動可能な反射層１４ａは光学積層体１６ａから予め定められた距離での緩和位置において例示される。光学積層体１６ａは部分的反射層を含む。右側上の干渉変調器１２ｂにおいて、移動可能な反射層１４ｂは、光学積層体１６ｂに隣接する作動位置において、例示される。

本願明細書において、参照されるように、光学積層体１６ａ及び１６ｂ（あわせて光学積層体１６と呼ばれる）は一般的に幾つかの融解層（ｆｕｓｅｄ ｌａｙｅｒｓ）を備える。いくつかの融解層は、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）層のような電極層、クロム層のような部分的反射層、及び透明な絶縁体層を含むことができる。光学積層体１６は、このように電気伝導性を有すると共に、部分的に透明であり、且つ部分的に反射性を有する。光学積層体１６は、例えば、透明基材２０上に上記の層の一つ以上を堆積させることによって、作られ得る。部分的反射層は、部分的に反射する様々な材料、例えば様々な金属、半導体及び絶縁体から形成されることができる。部分的反射層は材料の一つ以上の層の形態で形成されることができ、層の各々は単一の材料又は材料の組合せの形態で形成されることができる。

幾つかの実施形態では、光学積層体１６の層は、平行した縞状（ｓｔｒｉｐｓ）にパターン化されて、更に後述するようにディスプレイ装置の横列電極（ｒｏｗ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅｓ）を形成できる。移動可能な反射層１４ａ、１４ｂは、ポスト１８とポスト１８の間に堆積された中間犠牲材料（ｉｎｔｅｒｖｅｎｉｎｇ ｓａｃｒｉｆｉｃｉａｌ ｍａｔｅｒｉａｌ）層と、縦列を形成するためにポスト１８の上面の上に堆積された金属層又は複数の金属層（横列電極１６ａ、１６ｂに対して垂直な）の一連の平行したストリップとして形成されることができる。犠牲材料がエッチングされてなくなるときに、移動可能な反射層１４ａ、１４ｂは画成されたギャップ１９によって、光学積層体１６ａ、１６ｂから切り離される。アルミニウムのような高い伝導性及び高い反射性を有する材料が反射層１４のために用いられることができ、これらの縞はディスプレイ装置の縦列電極を形成できる。図１は、一定の縮尺で図示されているものではない。実施形態によっては、ポスト１８間の間隔が１０μｍ〜１００μｍのオーダーであることができ、ギャップ１９は１０００Å未満であることができる。

電圧が印加されない場合、図１のピクセル１２ａで示すように、機械的に緩和状態（ｍｅｃｈａｎｉｃａｌｌｙ ｒｅｌａｘｅｄ ｓｔａｔｅ）の移動可能な反射層１４ａによって、移動可能な反射層１４ａと光学積層体１６ａの間にギャップ１９が残る。しかし、選択された「横列及び縦列」に電位差（電圧）が印加されると、対応するピクセルの横列電極及び縦列電極の交差箇所で形成されるコンデンサが充電され、静電力（ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃ ｆｏｒｃｅｓ）は電極を互いに引きつける。電圧が十分に高い場合、移動可能な反射層１４は変形して、光学積層体１６に押し付けられる。図１の右上のピクセル１２ｂで示すように、光学積層体１６内の誘電体層（この図に図示されていない）は、層１４と１６の間の短絡を防止できると共に、層１４と１６の間に分離距離が制御できる。印加電位差の極性に関係なく、動作（ｂｅｈａｖｉｏｒ）は同じことである。

図２から図５Ｂは、表示用途に干渉変調器のアレイを用いるための１つの例示的なプロセス及びシステムを例示する。

図２は、干渉変調器を組み込むことができる電子装置の一実施形態を例示しているシステムブロック図ある。例示の実施形態において、電子装置は、プロセッサ２１を含む。プロセッサ２１は、ＡＲＭ（登録商標）、Ｐｅｎｔｉｕｍ（登録商標）、８０５１、ＭＩＰＳ（登録商標）、Ｐｏｗｅｒ ＰＣＲ（登録商標）又はＡＬＰＨＡ（登録商標）のような任意の一般的な目的のシングルチップ・マイクロプロセッサ又はマルチチップ・マイクロプロセッサでもあってもよく、デジタル信号プロセッサ、マイクロコントローラ又はプログラム可能なゲートアレイのような特別な目的のマイクロプロセッサであってもよい。従来技術において使用されているように、プロセッサ２１は一つ以上のソフトウェア・モジュールを実行するように構成され得る。オペレーティングシステムを実行することに加えて、プロセッサは一つ以上のソフトウェア用途を実行するように構成されることができる。一つ以上のソフトウェア用途は、ウェブブラウザ、電話用途、電子メールプログラム又は他のいかなるソフトウェア用途も含む。

一実施形態において、プロセッサ２１は、アレイドライバ（ａｒｒａｙ ｄｒｉｖｅｒ）２２と通信するようにも構成される。一実施形態において、アレイドライバ２２は、ディスプレイアレイ又は表示パネル３０に信号を提供する横列ドライバ回路（ｒｏｗ ｄｒｉｖｅｒ ｃｉｒｃｕｉｔ）２４及び縦列ドライバ回路（ｃｏｌｕｍｎ ｄｒｉｖｅｒ ｃｉｒｃｕｉｔ）２６を含む。図１に図示されるアレイの断面図は、図２の線１―１により示される。図２は、簡略化のために３×３干渉変調器を示しているが、ディスプレイアレイ３０はより多くの干渉変調器を備えることができろと共に、縦列と異なる数の横列を有することができる（例えば、横列当たり３００ピックセル×縦列当たり１９０ピックセル）。

図３は、図１の干渉変調器の１つの例示的な実施形態における可動ミラーの位置に対する印加電圧の図である。ＭＥＭＳ干渉変調器のために、横列動作プロトコル／縦列動作プロトコルは、図３に図示される装置のヒステリシス特徴を利用できる。干渉変調器は、移動可能な層を緩和状態（ｒｅｌａｘｅｄ ｓｔａｔｅ）から作用状態（ａｃｔｕａｔｅｄ ｓｔａｔｅ）まで変形させるために１０Ｖの電位差を必要とすることができる。しかし、電圧がその値から減らされるときに、電圧が１０Ｖ以下に後退するにつれて、移動可能な層はその状態を維持する。図３の例示的実施形態において、電圧が２Ｖ以下に低下するまで、移動可能な層は完全に緩和しない。このように、印加電圧の窓が存在する。従って、図３に図示される実施形態において、約３〜７Ｖの範囲の電圧が存在する。この電圧の範囲に、装置は緩和状態又は作用状態において、安定である印加電圧の窓が存在する。これは、本明細書において、「ヒステリシス窓」又は「安定性窓」と称される。図３のヒステリシス特徴を有するディスプレイアレイのために、横列／縦列動作のプロトコルは、横列ストロボ（ｒｏｗ ｓｔｒｏｂｉｎｇ）の際に、作用されることになっているデータ送受信が開始・制御された横列のピクセルが約１０Ｖの電圧差にさらされると共に、緩和されることになっているピクセルは約０Ｖの電圧差にさらされるに設計され得る。ストロボの後で、ピクセルは約５Ｖの定常状態又はバイアス電圧差に晒され、ピクセルは横列ストロボが入った状態（ｐｕｔ ｔｈｅｍ ｉｎ）か何れかの状態のままになる。書き込まれた後、各ピクセルは、この実施形態における３Ｖ〜７Ｖの「安定性窓」の中の電位差になる。この特徴は、既存の作用状態又は緩和状態との同じ印加電圧の条件の下で、図１に示すピクセル構造を安定させる。干渉変調器の各ピクセルは、作用状態であるか又は緩和状態であるかに関わらず、基本的に固定及び可動の反射層により形成されるコンデンサであるので、この安定した状態は殆どパワーの散逸なしにヒステリシス窓内の電圧で保たれ得る。基本的に、印加ポテンシャルが固定される場合、電流はピクセル内に流入しない。

以下において更に説明するに、典型的用途において、画像の表示フレームは、第１の横列の作動ピクセルの所望のセットに従って縦列電極の一組に横切って（或る電圧レベルを有するそれぞれの）データ信号の一組を伝送することによって、作成されることができる。横列パルスはそれから第１横列電極に適用され、データ信号の一組に対応するピクセルを作動させる。その後、データ信号の一組は、第２横列の作動ピクセルの所望のセットに対応するために変えられる。その後、パルスは第２横列電極に適用され、データ信号の一組に従って第２横列横列の適当なピクセルを作動させる。ピクセルの第１横列は、第２横列パルスに影響を受けず、第１横列パルスの間に設定された状態が維持される。これは、順次的に一連の全て横列に対して繰り返され、フレームが生成される。通常、１秒につき幾つかの所望の数のフレームでこのプロセスを継続的に繰り返すことによって、フレームは、新しい画像データでリフレッシュされ及び／又はアップデートされる。ピクセルアレイの横列電極及び縦列電極を駆動させて画像フレームを生成する多様なプロトコルが使われることもできる。

図４、図５Ａ及び図５Ｂは、図２の３×３アレイ上に表示フレームを作成するための１つの可能な作動プロトコルを例示する。図４は、図３のヒステリシス曲線を示しているピクセルのために用いられ得る縦列電圧レベル及び横列電圧レベルの可能な一組を例示する。図４の実施形態において、ピクセルを起動させることには、適当な縦列を−Ｖｂｉａｓに、適当な横列を＋ΔＶにセットすることが含まれる。−Ｖｂｉａｓ及び＋ΔＶはそれぞれ、−５Ｖ及び５Ｖに対応し得る。ピクセルを緩和させることには適当な縦列を＋Ｖｂｉａｓに、適当な横列を同じ＋ΔＶにセットして、ピクセルを横切る０Ｖの電位差を生成するで達成できる。横列電圧が０Ｖで保たれるそれらの横列において、縦列が＋Ｖｂｉａｓであるか−Ｖｂｉａｓであるかに関係なく、ピクセルはそれらの第一の状態で安定になる。また、図４に図示されているように、上記の電圧と反対極性の電圧が用いられ得ることは言うまでもなく、例えば、ピクセルを起動させることには、適当な縦列をＶｂｉａｓに、適当な横列を−ΔＶにセットすることができる。この実施形態では、ピクセルを緩和させることには適当な縦列を−Ｖｂｉａｓに、適当な横列を同じ−ΔＶにセットして、ピクセルを横切る０Ｖの電位差を生成することが達成できる。

図５Ｂは、図５Ａに図示されるディスプレイ装置に結果としてなる図２の３×３アレイに適用される一連の横列信号及び縦列信号を示しているタイミング図である。ここで、作動ピクセルは無反射である。図５Ａに図示されるフレームを書き込む前に、ピクセルは、いかなる状態にあることができる。この例では、すべての横列が最初には０Ｖであり、すべての縦列が、＋５Ｖである。これらの印加電圧で、すべてのピクセルは、それらの既存の作用状態又は緩和状態において、安定である。

図５Ａのフレームにおいて、ピクセル（１，１）（１，２）（２，２）、（３，２）及び（３，３）が、作動する。これを達成するために、横列１のための「線時間」の間、縦列１及び縦列２は−５Ｖにセットされる。そして、縦列３は＋５Ｖにセットされる。これはいかなるピクセルの状態も変えない。その理由は、すべてのピクセルは３Ｖ〜７Ｖの安定性窓のままであるからである。その後、横列１は、０Ｖから５Ｖまでに至り、またゼロへ戻るパルスによって、データ送受信が開始・制御される。これは、ピクセル（１，１）及び（１，２）を作動させて、ピクセル（１，３）を緩和させる。アレイにおける他のいかなるピクセルも、影響を受けない。要望通り、横列２をセットするために、縦列２を−５Ｖに、縦列１及び３を＋５Ｖにセットする。その後、横列２に適用される同じストロボは、ピクセル（２，２）を作動させて、ピクセル（２，１）及び（２，３）を緩和させる。また、アレイの他のいかなるピクセルも、影響を受けない。横列３は、縦列２及び縦列３を−５Ｖにセットし、縦列１を＋５Ｖにセットすることでセットされる。横列３のストロボは、図５Ａに示すように横列３ピクセルをセットする。フレームを書き込んだ後に、横列電位はゼロである。縦列電位は＋５又は−５Ｖに維持されることができ、その後、表示は図５Ａのアレイにおいて、安定となる。同じ手順が多数又は何百の横列又は縦列のアレイのために使用されることができる。横列動作又は縦列動作を実行するために用いる電圧のタイミング、シーケンス及びレベルが上で概説された一般的な原則内で広く変化できる。上記の例は一般的な例に過ぎず、そして、いかなる駆動電圧方法が、本願明細書において、説明されるシステム及び方法と共に用いられることが可能である。

図６Ａ及び図６Ｂは、ディスプレイ装置４０の一実施形態を例示しているシステムブロック図である。ディスプレイ装置４０は、例えば、携帯電話又は移動電話でありえる。しかし、ディスプレイ装置４０又はそれの僅かな変形例の同じ構成要素は、例えばテレビ及び携帯用のメディアプレーヤの様々な形のディスプレイ装置も図示する。

ディスプレイ装置４０は、ハウジング４１、ディスプレイ３０、アンテナ４３、スピーカ４５、入力装置４８及びマイクロホン４６を含む。ハウジング４１は通常、様々な製造プロセスのいずれかから形成され、注入成形（ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ ｍｏｌｄｉｎｇ）及び真空成形（ｖａｃｕｕｍ ｆｏｒｍｉｎｇ）を含む。更に、ハウジング４１は、限定的ではないが、プラスチック、金属、ガラス、ゴム及びセラミック、又はそれらの組み合わせを含む様々な材料の何れかから作られることが可能である。一実施形態において、ハウジング４１は、異なる色の他の着脱可能な部分又は異なるロゴ、画像又はシンボルを含む他の着脱可能な部分と交換され得る着脱可能な部分（図示せず）を含む。

本願明細書において、記載されているように、一般的なディスプレイ装置４０のディスプレイ３０は、双安定型ディスプレイ（ｂｉ-ｓｔａｂｌｅ ｄｉｓｐｌａｙ）を含む様々なディスプレイのいずれかであってもよい。他の実施態様において、３０ディスプレイは、上記の通りの例えばプラズマ、ＥＬ、ＯＬＥＤ、ＳＴＮ ＬＣＤ又はＴＦＴ ＬＣＤのフラットパネルディスプレイ又は例えばＣＲＴ又は他の管装置の非フラットパネルディスプレイを含む。しかし、本実施形態を記載するために、本願明細書において、記載されているように、ディスプレイ３０は、干渉変調器ディスプレイを含む。

一般的なディスプレイ装置４０の一実施形態の構成要素は、図６Ｂにおいて、略図で例示される。図示の一般的なディスプレイ装置４０は、ハウジング４１を含んで、ハウジング４１内に少なくとも部分的に囲まれた追加部品を含むことができる。例えば、一実施形態において、一般的なディスプレイ装置４０は、アンテナ４３を有するネットワークインターフェース２７を含む。アンテナ４３はトランシーバ４７に連結する。トランシーバ４７はプロセッサ２１に接続している。プロセッサ２１はコンディショニングハードウェア５２に接続している。コンディショニングハードウェア５２は、信号を条件づける（例えば、信号をフィルタに通す）ように構成されることができる。コンディショニングハードウェア５２は、スピーカ４５及びマイクロホン４６に接続している。プロセッサ２１は、入力装置４８及びドライバコントローラ２９にも接続している。ドライバコントローラ２９は、フレームのバッファ２８及びアレイドライバ２２に連結する。アレイドライバ２２は、ディスプレイアレイ３０に連結する。電源５０は、特定の一般的なディスプレイ装置４０の設計によって、必要とされるすべての構成要素へ電力を供給する。

一般的なディスプレイ装置４０がネットワーク上の一つ以上の装置と通信できるように、ネットワークインターフェース２７はアンテナ４３及びトランシーバ４７を含む。一実施形態において、ネットワークインターフェース２７は、プロセッサ２１の必須要件を軽減するために若干の処理能力を有することもできる。アンテナ４３は、信号を送信及び受信するためのものであって、任意のアンテナである。一実施形態において、アンテナはＩＥＥＥ ８０２．１１の（ａ）、（ｂ）又は（ｇ）を含むＩＥＥＥ ８０２．１１の標準によって、ＲＦ信号を送信及び受信する。他の実施形態では、アンテナは、ブルートゥース（ＢＬＵＥＴＯＯＴＨ）標準に従ってＲＦ信号を送信及び受信する。携帯電話の場合、アンテナは、無線携帯電話ネットワーク内での通信に用いられるＣＤＭＡ、ＧＳＭ、ＡＭＰＳ、Ｗ−ＣＤＭＡ、又は他の周知の信号を受信するように設計される。それらはプロセッサ２１によって、受け取られることができて、更に操作されることができるように、トランシーバ４７はアンテナ４３から受け取られる信号を前処理する。それらがアンテナ４３を介して一般的なディスプレイ装置４０から送信されることができるように、トランシーバ４７もプロセッサ２１から受け取られる信号を処理する。

代替的な実施形態では、トランシーバ４７は、受信機と置き換えられることが可能である。更に、また別の実施形態においては、ネットワークインターフェース２７は画像ソースと置き換えられることが可能である。画像ソースはプロセッサ２１に送信される画像データを格納できるか又は生成できる。例えば、画像ソースは、画像データ又は画像データを生成するソフトウェア・モジュールを含むデジタルビデオディスク（ＤＶＤ）又はハードディスクでありえる。

プロセッサ２１は一般に、一般的なディスプレイ装置４０の全作動を制御する。プロセッサ２１は、ネットワークインターフェース２７又は画像ソースからの圧縮イメージデータのようなデータを受信して、生の画像データに、又は、生の画像データに直ちに処理されるフォーマットにデータを処理する。その後、プロセッサ２１は、ドライバコントローラ２９に、又は、記憶のためのフレームバッファ２８に処理されたデータを送る。一般的に生データとは、画像内の各位置における画像特徴を特定する情報をいう。例えば、そのような画像特徴は、色、彩度及びグレイスケール・レベルを含むことができる。

一実施形態において、プロセッサ２１は、マイクロコントローラ、ＣＰＵ又は一般的なディスプレイ装置４０の動作を制御する論理回路装置を含む。コンディショニングハードウェア５２は、一般に、スピーカ４５に信号を送ると共にマイクロホン４６から信号を受け取るためのアンプ及びフィルタを含む。コンディショニングハードウェア５２は、一般的なディスプレイ装置４０内の分離された構成要素でもよいか、又はプロセッサ２１又は他の構成要素内に組み込まれることができる。

ドライバコントローラ２９は、プロセッサ２１によって、発生する生の画像データをプロセッサ２１又はフレームバッファ２８から直接に受け取り、アレイドライバ２２への高速伝送のために、適切に生の画像データを再フォーマットする。具体的には、ドライバコントローラ２９はラスタのようなフォーマットを有するデータフローに生の画像データを再フォーマットする。そうすると、生の画像データはディスプレイアレイ３０全体のスキャンに適している時間順序を有する。そしてドライバコントローラ２９は、アレイドライバ２２にフォーマット化された情報を送る。例えばＬＣＤコントローラのドライバコントローラ２９は、しばしば独立型集積回路（ＩＣ）としてシステム・プロセッサ２１と関係しているにもかかわらず、この種のコントローラは様々な方法で行うことができる。それらは、ハードウェアとしてプロセッサ２１に埋められることができて、ソフトウェアとしてプロセッサ２１に埋められることができ、又は、アレイドライバ２２を有するハードウェアにおいて、完全に集積されることができる。

一般的に、アレイドライバ２２は、ドライバコントローラ２９からフォーマット化された情報を受け取って、ピクセルの表示のｘ‐ｙマトリックスから来ている何百又は時々何千の導線に１秒につき複数回適用される波形の平行したセットにビデオデータを再フォーマットする。

一実施形態において、ドライバコントローラ２９、アレイドライバ２２及びディスプレイアレイ３０は、本願明細書において、記載されているディスプレイのタイプのいずれかに適切である。例えば、一実施形態において、ドライバコントローラ２９は、従来のディスプレイコントローラ又は双安定型ディスプレイコントローラ（ｂｉ-ｓｔａｂｌｅ ｄｉｓｐｌａｙ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）（例えば、干渉変調器コントローラ）である。別の実施形態では、アレイドライバ２２は、従来のドライバ又は双安定型ディスプレイドライバ（例えば、干渉変調器ディスプレイ）である。一実施形態において、ドライバコントローラ２９は、アレイドライバ２２と一体化される。この種の実施形態は、携帯電話、腕時計及び他の小面積型ディスプレイのような高度に集積されたシステムで一般的である。更なる別の実施形態では、ディスプレイアレイ３０は、典型的なディスプレイアレイ又は双安定型ディスプレイアレイ（例えば、干渉変調器のアレイを含むディスプレイ）である。

入力装置４８によって、ユーザが一般的なディスプレイ装置４０の動作を制御できる。一実施形態において、入力装置４８は、ＱＷＥＲＴＹキーボード又は電話キーパッドのようなキーパッド、ボタン、スイッチ、タッチスクリーン、又は、感圧性（ｐｒｅｓｓｕｒｅ-ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ）又は感熱性（ｈｅａｔ-ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ）の膜を含む。一実施形態において、マイクロホン４６は、一般的なディスプレイ装置４０用の入力装置である。マイクロホン４６がデータを装置に入力するために用いるときに、音声コマンドが一般的なディスプレイ装置４０の制御動作のためにユーザにより提供され得る。

電源５０は、公知技術である様々なエネルギー貯蔵装置を含むことができる。例えば、一実施形態において、電源５０は、ニッケルカドミウム電池又はリチウムイオン電池のような再充電可能電池である。他の実施形態では、電源５０は、更新可能なエネルギー源、コンデンサ、又はプラスチック太陽電池及び太陽電池塗料を含む太陽電池である。他の実施形態では、電源５０は、壁面コンセント（ｗａｌｌ ｏｕｔｌｅｔ）から電力を受け取るように構成される。

いくつかの実施では、制御プログラム化の可能性は、上記の通り、電子ディスプレイシステムのいくつかの場所に位置することが可能なドライバコントローラに帰する。いくつかの場合では、制御プログラム化の可能性は、アレイドライバ２２に帰する。上記の最適化（ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｓ）が任意の数のハードウェア及び／又はソフトウェア構成要素、及び様々な構成において、行うことができる。

上で記載される原理に従って作動する干渉変調器の構造の詳細は、広く変更されてもよい。例えば、図７Ａ〜図７Ｅは移動可能な反射層１４及びそれの支持構造物の５つの異なる実施形態を例示する。図７Ａは図１の実施形態の断面図である。ここで、金属材１４の縞は、直交して延在する支持体１８上に堆積されている。図７Ｂにおいて、各干渉変調器の移動可能な反射層１４は、正方形又は長方形の形状を有し、綱３２に角においてのみ支持体に取り付けられる。図７Ｃにおいて、移動可能な反射層１４は正方形又は長方形の形状を有し、変形可能な層３４からぶらさがっている。変形可能な層３４は可撓性金属を備えることができる。変形可能な層３４は、変形可能な層３４の周辺部周辺で直接又は間接的に基板２０に連結される。本願明細書において、これらの連結部は、支持柱と呼ぶこととする。図７Ｄに図示される実施形態は、変形可能な層３４が静止する支持柱プラグ４２を有する。図７Ａ〜図７Ｃのような、移動可能な反射層１４はギャップの上側に浮いたままである。しかし、変形可能な層３４は変形可能な層３４と光学積層体１６の間に穴を埋めることによって、支持柱を形成しない。むしろ、支持柱は平坦化材料層の形態で形成される。平坦化材料層は支持柱プラグ４２を形成するために用いる。図７Ｅに図示される実施形態は、図７Ｄの図示した実施形態に基づくが、図７Ａ〜図７Ｃに図示される実施形態のいずれかと及び示されない付加的な実施形態と共に働くのに適していてもよい。図７Ｅに示す実施形態では、金属又は他の導電材料の追加層は、バス構造４４を形成するために用いた。これは干渉変調器の後ろに沿って信号の経路取りを可能とする。そして、さもなければ基板２０の上に形成されなければならなかった多くの電極を除去する。

図７に示されるそれらのような実施形態において、干渉変調器は直視型装置（ｄｉｒｅｃｔ-ｖｉｅｗ ｄｅｖｉｃｅｓ）として機能する。直視型装置において、画像は干渉変調器が配置される側とは反対側の透明基材２０の前側から見られる。これらの実施形態では、反射層１４は基板２０とは反対側の変形可能な層３４を含む反射層側上の干渉変調器の部分を光学的に保護する。これによって、遮蔽領域が画質に悪い影響を及ぼすことなく、構成されると共に作用され得る。例えば、この種の遮蔽は図７Ｅのバス構造４４を可能とし、干渉変調器の光学特徴を、そのアドレス指定から生じるアドレス指定及び動作のような干渉変調器の電気機械プロパティから切り離す能力を提供する。この分離可能な変調器の構造（ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ）によって、変調器の電気機械側面及び変調器の光学的な側面のために用いられる構造設計及び材料が互いに独立に選択されて、互いに独立に機能することが可能となる。更に、図７Ｃ〜図７Ｅの図示した実施形態は反射層１４の光学特徴をその機械的特徴から切り離すことに由来している付加的な利点を有する。そして、付加的な利点は変形可能な層３４により実現される。これは、反射層１４のために用いられる構造設計及び材料が光学特徴に関して最適化されることを可能にすると共に、変形可能な層３４のために用いられる構造設計及び材料が所望の機械的特徴に関して最適化されることを可能にする。

干渉変調器上に入射する光は、光学積層体１６と反射層１４の間の距離に応じた建設的な干渉又は破壊的な干渉によって、反射され又は吸収される。干渉変調器を用いたディスプレイのperceived 輝度（perceived brightness）及び品質（quality ）は、ディスプレイ上に入射する光に依存する。それは、その光が反射されてディスプレイの画像を生成するためのである。低い周囲照明の状態のような幾つかの状況において、照明システムは、画像を生産するためにディスプレイを照らすために用いられ得る。

図８は、照明システムを含むディスプレイ装置の断面図である。照明システムは、ディスプレイ８１に隣接して配置した光ガイドパネル８０を含む。光ガイドパネル８０は、光転向特徴体８２を有する光転向フィルム８９を含む。光源９２は、パネル８０に光を入射する。光転向特徴体８２は、ディスプレイ８１上へ、光ガイドパネル８０を通して伝搬する光を導く。

図９に関連して、光転向特徴体８２が光損失に影響されやすいことが見つかった。そしてそれは、ディスプレイ８１にリダイレクトされる光の量を減らすことになる。特徴体８２は、ファセット８２ａ及び８２ｂにより形成される。そのファセットは、それぞれ表面８３ａ及び８３ｂと共に、90°を超える角度θ１及びθ2を形成する。典型的には、ファセット８２ａに入射する光は、ディスプレイ８１の方向に向けて反射されるか、又は全反射によって、光ガイドパネル８０の内部を伝搬し続けることができる。しかしながら、その表面に垂直な角度に近づいたファセット８２ａへの入射光は、反映されずに、及び光ガイドパネル８０から伝搬できるため、それゆえ光損失を与える。ディスプレイ用ライトへの応用において、この光損失は、ディスプレイの明るさ及び／又は均一性の減少において、結果として現れることがありえる。

図１０Ａに関連して、本発明のいくつかの実施形態は、光ガイド本体部１８０を通して伝搬している光をリダイレクトするための切り込み１００を提供する。それは、光学的に透過性の材料のパネルでありえる。都合のよいことに、切り込み１００は、パネル１８０の外に伝搬する光を再利用することによって、光損失を減らす。例えば、光線１０３はパネル１８０の外に伝搬するが、しかし、それからパネル１８０に再入射される。そこでは、ファセット１０４との接触によって、パネル１８０から所望のようにリダイレクトされるまで、伝搬し続ける。

いうまでもなく、切り込み１００は、光ガイド本体部１８０の中のアンダーカットであり、そして、ファセット１０４及び１０６により定義される。「アンダーカット」により定義される量は、光ガイド本体部１８０の表面１０８を直接に通じて、少なくとも部分的に延びる。その際には、表面１０８は下に向いて配置されている。いくつかの実施形態では、ファセット１０６及び表面１０８は、隣接し、角度１１０を定める。その角度は９０°未満である。いうまでもなく、光ガイド本体部１８０を形成するために材料を欠いるとはいえ、切り込み１００は、本体部１８０の全反射を容易にする他の材料で充填されることができる。他の実施態様において、切り込み１００は、空いた空間を有することができ、固体材料を完全に欠いていることができる。

ファセット１０４は、所望の方向において、パネル１８０を通して伝搬する光をリダイレクトする又は反射するために角度がついている。いくつかの実施形態において、光は、光源１９２によって、光ガイド本体部に入射されて、ファセット１０４に当たって、ディスプレイ８１へリダイレクトされる。

図１０Ｂに関連して、切り込み１００は、いくつかの実施例では、反射防止被覆層１１２に沿って並べられている。反射防止被覆層１１２は、望ましくない光反射を減らすために効果がある。例えば、ファセット１０４を出る光について、コーティング１１２は、ファセット１０６から出る光の反射を最小化することができ、これにより、光のパネル１８０への再注入を容易にする。反反射防止被覆層の例としては、シリコン酸化物（ＳｉＯ_２）、窒化ケイ素（ＳｉＮ_４）、及び酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）コーティングなど、限定することなしに含む。

いくつかの実施形態において、切り込み１００は、表面１０８に空いた体積を形成する。いくつかの他の実施形態において、図１０Ｃに関連して、切り込み１００は、光ガイド本体部１８０内に完全に配置されることができる。例えば、切り込み１００は、表面１０８の下で形成されることができ、各切り込み１００の端部の狭い接続部分１１４は、例えば、パネル１８０を形成している材料の自然な弾性力によって、又はシーラントの使用又はそれらのパーツ上の接着剤によって、封止されることができる。パーツ１１４を封止することは、切り込み１００のファセット１０４及び１０６の表面又は端部によって、接触することがある外部物体から守ることによって、切り込み１００の汚染又は損傷することを減少できる。いくつかの他の実施形態において、狭いパーツ１１４は、封止されないが、切り込み１００の横方向の断面図に図示されたのものと比較して、その部分により定義される開口部は、比較的狭い。これにより、切り込み１００に保護を提供する。

いうまでもなく、図示された切り込み１００が、一定の比率で必ずしも描画されるというわけではなく、それらの相対寸法は異なることができる。さらに、相対的な角度ファセット１０４及び１０６の相対的な角度は、例示されているものと異なることができる。例えば、切り込み１００の断面積は、変化することができ、ファセット１０４、１０６により定義される相対的な方向及び角度は、切り込みから切り込みまでに変化できる。

図１０Ａ〜１０Ｃに関して、いくつかの実施形態では、ファセット１０４及び１０６は互いに反対向きで実質的に平行であり、そして、表面１０８と平行である単一の切り込みの側壁１０５で交わることができる。切り込み１００は、このように平行四辺形の形状を有する体積を定義できる。切り込み側壁１０５に平行した方向は、本体部１０２の中で都合よく光の内部全反射を有利に促進する。なぜなら、平行側壁１０５は、表面１０８に同程度の角度で光を反射するからである。

切り込み１００は、光を転向、又はリダイレクトするように要求され、各種デバイスで利用できる。いくつかの実施形態では、切り込み１００は、照明装置の中で光転向特徴体として利用される。この種の照明装置は、屋内又は屋外の使用のための広域照明を含むことができる。例えば、照明装置は、部屋及び他の屋内の空間のための、頭上の照明を提供できる。

図１１Ａは、光ガイド本体部１８０、及び光転向特徴体として切り込み１００を利用するライトバー１９０を含む照明システムを有する、ディスプレイ装置の平面図である。図１１Ｂは、ディスプレイ装置の断面図である。ライトバー１９０及び光ガイド本体部１８０は、それらの構造の長さによる光の伝搬をサポートすることができる、実質的に光学的に透明な材料で形成されている。例えば、ライトバー１９０及び光ガイド本体部１８０は、ガラス、プラスチック又は他の高透明性材料で形成されることができる。

図１１Ａ及び１１Ｂに関して、光ガイド本体部１８０は、ディスプレイ１８１に隣接し、且つ面するように配置される。切り込み１００は、ライトバー１９０からディスプレイ１８１の方に光を転向する構成される。いくつかの実施形態では、照明システムは、フロントライトとして働く。ディスプレイ１８１から反射される光は、ビューアの方に向けて、光ガイド本体部１８０を通して出ることで、後部に送信される。ディスプレイ１８１は、例えば、複数の空間光変調器、干渉型変調器、液水晶素子、電気泳動、などその他、さまざまなディスプレイ素子を含むことができる。ディスプレイ素子は、パネル１８０の主要な表面に平行に配置されている。ディスプレイ１８１は、いくつかの実施形態において、ディスプレイ３０（図６Ａ及び６Ｂ）である。

図１１Ａの継続的な参照によって、ライトバー１９０は、発光体１９２から光を受光するための第１端部１９０ａを有する。ライトバー１９０と発光体１９２とを併せて、線光源を形成する。他の発光デバイスも可能であるが、発光体１９２は、発光ダイオード（ＬＥＤ）を含むことができる。発光体１９２から射出された光は、ライトバー１９０に伝搬する。光は、例えばその側壁の全反射を介して、そこに導かれる。それは、空気又は他の周辺流体又は固体媒体との界面を形成する。例えば、ライトバー１９０は、同程度の屈折率の材料で形成される。光ガイド本体部１８０として、ライトバー１９０は、ライトバー１９０の中の内面反射をもたらす空気、流体、又は固体媒体によって、光ガイド本体部１８０から切り離されることができる。

ライトバー１９０は、少なくとも一つの側に、切り込み１００を含む。例えば、側１９０ｂは、実質的に光ガイド本体部１８０の反対側にある。切り込み１００は、入射光をライトバー１９０の側面１９０ｂに向け、ライトバー１９０（例えば、１９０ｃの外側）から出る光を光ガイド本体部１８０に導くように構成される。いうまでもなく、図１１Ａに示されている切り込み１００が模式図であることは明らかである。切り込み１００の寸法、形状、密度、位置、その他について、所望の光の転向の効果を成し遂げるために、表示されているものから変化できる。たとえば、ある実施形態では、切り込み１００は、側面１９０ａからの距離の増加と共に、ライトバー１９０のボディの中に更に延びている。

特定の実施例において、照明装置は、ライトバー１９０と光ガイド本体部１８０の間に、結合レンズ（図示せず）を更に含む。例えば、結合レンズが、ライトバー１９０から伝搬する光の平行化、拡大化、拡散化、変色化等をさせることができる。

したがって、光は、第１端部１９０ａからライトバー１９０の第２端部１９０ｄの方向に進む。そして、第１端部１９０ａへ再び反射されることができる。途中で、切り込み１００に当たっている光は、隣接する光ガイド本体部１８０へ曲げられる。光ガイド本体部１８０は、切り込みによって、曲げられた光を受信するために、ライトバー１９０に関連して配置されている。次に、光ガイド本体部１８０は、光ガイド本体部１８０からの光をディスプレイ１８１へ転向する。

ライトバー１９０（図１１Ａ）の一方向側に関する考察及び説明の容易さのため、いくつかの実施形態において、切り込み１００は、ライトバー１９０の複数の表面に沿って形成される。図１１Ｃに関連して、切り込み１００は、ライトバー１９０の側面１９０ｂ及び１９０ｃに沿って形成される。切り込み１００を複数の側面の上に形成することは、ライトバー１９０の単位長さ当たりに、光をより効率的に転向するために、有利でありえる。加えて、切り込み１００の間の両側１９０ｂ、１９０ｃの間隔は、切り込み１００に与えられるライトバー１９０の単位長さ当たりの密度のために増加できる。それは、高密度の切り込みパターンの製造を容易にするために、有利でありえる。周知のように、表面１０８及び１０９の切り込みは、切り込みと主要な表面の間に形成される断面図形状、寸法及び角度において、一つ以上の総数において、異なることができる。

図１１Ｄに関連して、ライトバー１９０のようなライトバーは、光ガイド本体部に組み込まれることができ、それによって、単一の光ガイド本体部／ライトバー構造１８２を形成する。集積化された光ガイド本体部／ライトバー構造１８２は、製造及びディスプレイ装置の構成要素の数を減らすための効果がある。言うまでもなく、光回転特徴体は様々な形をとることができ、例えば、切り込み１００（更に本願明細書において、述べられるように）、ホログラフィック特徴体又は従来技術において、周知となっている様々な他の光回転特徴体のような、プリズム特徴体を含む。

言うまでもなく、光ガイド本体部１８２又は１８０（図１０Ａ〜１１Ｃ）は、第１及び第２反対の端部により定義される。図示されているように、切り込み１００は、これらの端部のうちの１つにおいて、形成されることができ、対向する端部の方に光をリダイレクトすることができる。第３及び第４端部は、例えば、第３端部（図１１Ｅの下端部）に突き当たることによって、光ガイド本体部に入る光によって、更に光ガイド本体部１８２を定める。光ガイド本体部１８２は、（第１から第２端部、及び第３から第４端部までにわたり）上側と下側の主面又は表面も含む。

光は、発光体１９２から光ガイド本体部１８２に入射される。光は、平行化にされることができて、ディスプレイ領域１８３に向けての切り込み１００によって、リダイレクトされる。そこでは、光転向特徴体がディスプレイ（図示せず）へ光をリダイレクトする。

図１１Ｄの継続的な参照によって、発光体１９２により近い切り込み１００は、発光体１９２からより遠くの他の切り込み１００の表面に到達する光を遮断できる。Ｙ軸に沿った発光体１９２からの距離の増加と共に、切り込み１００は、発光体１９２からの光との接触を許容するために、Ｘ軸に沿って更に延びる。いくつかの実施形態において、発光体１９２から最も遠い切り込み１００は、実質的に、Ｘ軸に沿ってエミッタ１９２の全ての長さにわたることができる。

そのＹ軸に沿った切り込み１００のピッチ又は密度、Ｘ軸に沿った切り込み１００の長さ、及び切り込みの角度は、同一でありえるか又は所望の光を転向する効果を成すために変更できるということは、言うまでもない。いくつかの実施形態において、例えば、切り込み１００の露出表面積は、接触及び転向しているライトのために、Ｙ軸に沿った単位長さ当たりに実質的に等しく、それによって、Ｙ軸に沿った単位長さ当たりにおける、転向された光の均一な束を促進する。

引き出し光の効率を更に上昇させる（すなわち、ディスプレイ領域１８３に向けられて出射された光の比率を上昇させる）ために、発光体１９２からの光は、切り込み１００が形成されている方向に沿って、図示された光ガイド本体部１８２の端部１８４へ転向される。光は、例えば、発光体１９２を光ガイド本体部１８２にある角度で付着させる、又は適当な光学部品あるいは所望の方向に光を導くフィルムを用いることで、転向されることができる。有利なことに、転向されない光は再利用できる。それによって、光が切り込み１００の形成される端部に沿って向かわない配置に関連して、光抽出の効率を上昇させることができる。

図１１Ｅに関して、上記のように、実施形態によっては、ディスプレイに対応する領域１８２に、付加的な切り込み１００が設けられている。光は発光体１９２から出射され、それからその光は端部１８４上の切り込み１００により転向され、そして、転向された光は、ディスプレイ領域１８２の切り込み１００によって、ディスプレイ（図示せず）に向けられる。

いくつかの他の実施形態において、切り込み１００は、ライトバーの光転向特徴体を形成する切り込み１００を有さない光ガイド本体部において、設けられることが可能である。図１２Ａは、切り込み１００を有する光ガイド本体部１８０を含むディスプレイ装置の断面図を示す。ライトバー１９０は、光ガイド本体部１８０の第１端部１８０ａに光を出射する。光は、第１端部１８０ａから光ガイド本体部１８０の第２端部１８０ｄの方向に向かう。そして、全反射によって、第１端部１８０ａへ再び反射されることができる。光ガイド本体部１８０を通して伝搬するに従って、光の一部は切り込み１００に当たり、そしてディスプレイ１８１に向けられる。

図１２Ａの継続的な参照によって、切り込み１００は、主要側面又は表層１８０ｂに沿って形成され、それはディスプレイ１８１に対面する。いくつかの他の実施形態では、図１２Ｂに関連して、切り込み１００は、光ガイド本体部１８０の両方の主要な表面、例えば主面１８０ｂ及び１８０ｃに沿って、配置されることができる。上記の如く、複数の表面に沿って切り込み１００を形成することは、光を効率的に転向すること、及び製造の容易さのために、有利でありえる。そこでは、切り込みの高密度さが、光ガイド本体部１８０の単位長さに要求される。図の簡略化のために、図１２Ａ及び１２Ｂにおいて、端部１８０ａから切り離されて示されているが、ライトバー１９０が、光ガイド本体部１８０によって、集積化構造を形成する、あるいは、切り離されることができる、ということは言うまでもない。例えば、図１２Ａ及び１２Ｂのライトバー１９０は、ライトバー１９０の切り込み及び光ガイド本体部の主要表面と共に、一体的光ガイド本体部を形成できる。

切り込み１００は、所望な光の転向特性を達成するために、様々なパターンにおいて、集積された、ライトバー１９０、及び光を転向する光ガイド本体部１８０、及び光ガイド本体部／ライトバー構造１８２において、分布されることができる。言うまでもなく、面積当たりのパワーの均一性は、一様にディスプレイ１８１を照射するために、多くのアプリケーションで要求される（図１１Ｂ、１２Ａ及び１２Ｂ）。切り込み１００は、面積当たりのパワーの良好な均一性を達成するために、調整されることができる。

図１３Ａ、１３Ｂ及び１３Ｃに関して、切り込み１００の密度は、ライトバー１９０（図１３Ａ）、点発光体１９２（図１３Ｂ）又は端部１８４（図１３Ｃ）からの距離の増加と共に増加する。図１３Ａに関して、単位面積当たりの切り込み１００の数（上部の一方又は両方及び光ガイド本体部１８０の底の主面において、）は、ライトバー１９０に直接に隣接する光ガイド本体部１８０の端部からの距離の増加と共に、増加する。切り込み１００は、ライトバー１９０と平行して実質的にまっすぐな光を延伸する。

図１３Ｂに関して、ユニット域当たりの切り込み１００の数（上部及び底の主要な側の一方又は両方において光ガイド本体部１８０の中で）は、点光源１９２からの距離に従って増加する。半円形の部分のための切り込み１００は、点光源１９２に集まった。

図１３Ｃに関して、単位面積当たりの切り込み１００の数（上部の一方又は両方及び光ガイド本体部１８０の底の主面において、）は、端部１８４からの距離と共に増加する。その端部に沿った付加的な切り込み１００は、光を転向し、光ガイド本体部１８２のその側面が線光源として機能することを許容する。

いくつかの実施形態において、切り込み１００の様々な密度は、単位面積あたりにリダイレクトされる光の束が、ディスプレイ１８１に対応して光を転向する光ガイド本体部１８０、１８２の領域にわたって非常に均一であることを、許容する。光が、光を転向する光ガイド本体部１８０、１８２を伝搬するに従って、光のいくらかの量は、切り込み１００に接触して、光ガイド本体部１８０、１８２からリダイレクトされる。このように、光ガイド本体部１８０、１８２を通して伝搬する残りの光は、光源からの距離に従って、つまり光が切り込み１００との接触によって、益々多くリダイレクトされるに従って、減少する。光ガイド本体部１８０、１８２を伝搬している光の量の減少を補償するために、点光源又は線光源からの距離によって、切り込み１００の密度は、増加する。

言うまでもなく、切り込みの密度は、切り込みが形成されている材料の本体部の単位面積当たりの切り込み１００によって、占められた領域に関連している。所与の領域における単一の大きな切り込み１００又は複数のより小さい切り込み１００は、同じ密度を有することができる。このように、密度を、変化できる。例えば、面積当たりの切り込み１００のサイズ及び／又は数は変化する。

切り込み１００は、さまざまな方法により形成されることができる。いくつかの実施形態では、切り込み１００は、光が伝搬する部品の本体部として形成される。例えば、光ガイド本体部又はライトバーが、形成されている。例えば、光が伝搬する部品の本体部は、開口部を有する鋳型によって、押出により形成されることができる。その鋳型は、切り込み１００に対応して、光ガイド本体部又はライトバーの断面形状に対応し、更に突起を有する。本体部を形成している材料は、切り込み１００が延びる方向において、押される及び／又は鋳型によって、引き出される。所望の断面形状及び切り込み１００を有する材料の長さをそれによって、形成する。それから、材料の長さは、光ガイド本体部又はライトバーのために所望の寸法に減らされる。

他の実施形態において、光が伝搬する部品の本体部は、鋳造により形成されることができ、その材料は型枠に置かれて、硬化できる。型枠は、切り込みに対応する拡張を含む。一度硬化されると、光が伝搬する部品の本体部は、型枠から取り除かれる。型枠は、単一の光ガイド本体部又はライトバーに対応できる。その結果、光が伝搬する部品の本体部が、単一の光転向光ガイド本体部又はライトバーとして、使用されることができるようになる。他の実施態様において、型枠は、大きな材料のシートを生産する。その材料は、一つ以上の光転向光ガイド本体部及び／又はライトバーのために、所望の寸法に切られる。

さらにもう一つの実施形態では、光が伝搬する部品の本体部は、射出成形により形成される。そこでは、流体材料が型枠に注入され、それから硬化した後に、型から取りだされる。型枠は単一の光ガイド本体部又はライトバーに対応するので、光が伝搬する部品が取り除かれた本体部は、単一の光転向光ガイド本体部又はライトバーとして使うことができる。型枠は、大きな材料のシートを生産することもできる。そして、そのシートは、一つ以上の光を転向する光ガイド本体部及び／又はライトバーのための所望の寸法に切られる。

いくつかの他の実施形態において、光を転向する本体部の形成の後、切り込み１００は形成される。例えば、切り込み１００は、エンボス化により形成されることができる。
その鋳型は、切り込み１００に対応する突起を有し、本体部の中の切り込み１００を形成するために、光を伝搬する部品の本体部に対して押圧される。本体部は、切り込み１００の形状になるように本体部が十分に可鍛性を持つために加熱されることができる。

他の例では、材料は、切り込み１００を形成するために、光を伝搬する部品の本体部から除去される。例えば、切り込み１００は、本体部への機械加工又はカットすることで形成されることができる。他の実施形態において、材料は、レーザーアブレーションによって、本体部から除去される。

言うまでもなく、本願明細書において、開示されている方法は、ライトバー及び／又は光ガイド本体部を形成するために利用できる。いくつかの実施形態では、ライトバーは、光ガイド本体部の形成の後に形成されることができる。例えば、切り込みを有する材料のシートを形成した後に（例えば、光伝搬性材料の本体部から、材料の押出、鋳造物、射出成形又は除去によって、）、材料のシートは、所望の形状にカットされる、またを、押印できる。このカット又は押印する方法では、切り込み１００は、光ガイド本体部の端部において、形成されることができる。

いくつかの他の実施形態において、光ガイド本体部は、後で組み合わされる断面に形成される。断面は、本願明細書において、開示される方法を用いて形成されてもよい。断面は、単一の光ガイド本体部を形成するために、屈折率が一致する材料と共に接着されるか、又は取り付けられる。光ガイド本体部の断面形成による断面は、カーブする切り込み１００の形成を許容する。さもなければ、特定の方法が単一の連続構造として形成するのが困難であるかも知れない。

いくつかの実施形態では、光ガイド本体部は、形成された後のディスプレイに付属される。光ガイド本体部は、照明系を有するディスプレイ装置を形成するために、光源にも取り付けられる。

本発明が特定の好ましい実施形態の前後関係及び実施形態において、開示されてはいるが、それは当業者により理解されるであろう。本発明は、他の別の実施形態に特に開示された実施形態を越えて延長し、及び／又は本発明及び明らかな変更態様及びそれらの等価物を使用する。加えて、その一方で、本発明のいくつかの変形は詳細に図と共に記載されているが、他の変更態様は、本発明の範囲内であるが、この開示に基づく当業者にとって、直ちに明らかである。本実施形態の特定の特徴及び態様の様々な組合せ又は下位組合せは、作られることができ、及び本発明の範囲内になることができると考察される。開示された実施形態のさまざまな特徴及び態様が組み合わせられることができ、又は開示発明の様々に変形するモードを形成するために、互いに代わりになり得る、ということを理解すべきである。このように、本願明細書において、開示された本発明の範囲は、上記の特定の開示された実施形態により制限されるべきでなく、しかし、下記の請求項だけにより決定されるべきである、と意図される。

Claims (39)

1. 長さにわたって光の伝搬をサポートする光伝搬性材料からなり、複数の外面によって画成される光ガイド本体部を備え、
   前記複数の外面の第１外面は、前記光ガイド本体部上に入射する光をリダイレクトすると共に互いに離間している複数の第１切り込みであって、それぞれが該第１外面におけるアンダーカットにより形成された複数の第１切り込みを備え
   前記複数の外面の第２外面は、前記光ガイド本体部上に入射する光をリダイレクトすると共に互いに離間している複数の第２切り込みであって、それぞれが該第２外面におけるアンダーカットにより形成された複数の第２切り込みを備える、光ガイド装置。
2. 前記光ガイド本体部が、互いに向かい合っている第１端部及び第２端部と、互いに向かい合っている第３端部及び第４端部と、互いに向かい合っていると共に前記第１端部、前記第２端部、前記第３端部及び前記第４端部の間に延びている第１主面及び第２主面により画成されている、請求項１に記載の光ガイド装置。
3. 前記第１外面は、前記第１主面の表面であり、
   前記複数の第１切り込みは、前記第１主面におけるアンダーカットにより形成される、請求項２に記載の光ガイド装置。
4. 前記第２外面は、前記第１端部の表面であり、
   前記複数の第２切り込みは、前記第１端部におけるアンダーカットにより形成される、
   請求項３に記載の光ガイド装置。
5. 前記複数の第２切り込みは、前記第３端部から伝搬する光を前記光ガイド本体部を介して前記第２端部へリダイレクトするように構成され、
   前記複数の第１切り込みは、前記複数の第２切り込みによってリダイレクトされた光を前記第２主面へリダイレクトするように構成される、請求項４に記載の光ガイド装置。
6. 前記複数の第２切り込みは、前記第２主面のアンダーカットにより形成され、
   前記複数の第１切り込み及び前記複数の第２切り込みは、前記第１端部の方向から伝搬する光を前記第２主面へリダイレクトするように構成される、請求項３に記載の光ガイド装置。
7. 前記切り込みの密度は、前記第１端部から密度の増加と共に増加する、請求項２に記載の光ガイド装置。
8. 前記切り込みの表面積は、前記第１端部から密度の増加と共に増加する、請求項２に記載の光ガイド装置。
9. 切り込みと前記第１外面との間に形成される角度は、前記複数の第１切り込み間において、又は前記複数の第１切込み及び前記複数の第２切り込みの間において変化する、請求項１に記載の光ガイド装置。
10. 切り込みの表面積は、前記複数の第１切り込み間において、又は前記複数の第１切込み及び前記複数の第２複数切り込みの間において変化する、請求項１に記載の光ガイド装置。
11. 前記複数の第１切込み及び前記複数の第２切り込みの表面上に反射防止被覆層を更に含む、請求項１に記載の光ガイド装置。
12. 前記切り込みは、互いに離間する同心の半円を画成する、請求項１に記載の光ガイド装置。
13. ディスプレイと、
    前記ディスプレイと通信すると共に画像データを処理するように構成されているプロセッサと、
    前記プロセッサと通信するように構成されるメモリデバイスと、を更に備える、請求項１に記載の光ガイド装置。
14. 前記ディスプレイに少なくとも一つの信号を送信するように構成されるドライバ回路を更に備える、請求項１３に記載の光ガイド装置。
15. 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信するように構成されたコントローラを更に備える、請求項１４に記載の光ガイド装置。
16. 前記プロセッサに前記画像データを送信するように構成された画像ソース・モジュールを更に備える、請求項１３に記載の光ガイド装置。
17. 前記画像ソース・モジュールは、受信機、送受信機及び送信機のうちの少なくとも１つを備える、請求項１６に記載の光ガイド装置。
18. 入力データを受信し、前記プロセッサに前記入力データを送信するように構成された入力装置を更に備える、請求項１３に記載の光ガイド装置。
19. 前記光ガイド本体部は、前記ディスプレイ用のフロントライトを構成し、
    前記フロントライトは、前記光ガイド本体部を介して光を伝搬させるように構成された光源を備え、
    前記複数の第１切り込みは前記ディスプレイへ前記光をリダイレクトするように構成される、請求項１３に記載の光ガイド装置。
20. 前記ディスプレイは、複数の干渉変調器を備えており、
    前記干渉変調器は画素素子を形成している、請求項１９に記載の光ガイド装置。
21. 光を生成して、光転向本体部を通して伝搬するように該光を導く第１手段と、
    前記光転向本体部を介して伝搬する前記光をリダイレクトする第２手段と、
    前記光転向本体部を介して伝搬する前記光をリダイレクトする第３手段と、
    を備える、照明装置。
22. 前記第２手段及び前記第３手段は、前記光転向本体部の表面のアンダーカットにより形成される複数の切り込みを備える、請求項２１に記載の照明装置。
23. 前記第１手段は、発光ダイオードを備える、請求項２１に記載の照明装置。
24. 前記第２手段は、前記光転向本体部の前記端部のアンダーカットにより形成される複数の切り込みを備え、
    前記発光ダイオードは、前記ライトバーの端部で局在されており、
    前記第２手段は、前記光転向本体部の長さにわたって前記発光ダイオードからの光をリダイレクトするように構成されている、請求項２３に記載の照明装置。
25. 前記光転向本体部を通した画像を表示するための第４手段を更に備える、請求項２１に記載の照明装置。
26. 前記第４手段は複数の干渉変調器を備え、
    前記干渉変調器は画素素子を形成している、請求項２５に記載の照明装置。
27. 光転向本体部を介して光を伝搬するステップと、
    複数の第１切込み及び複数の第２切り込みのファセット上に光を当てることによって、該光をリダイレクトするステップと、
    前記複数の切り込みは前記光転向本体部の２つの表面にアンダーカットにより形成されている、ことを含む、照明のための方法。
28. 前記光ガイド本体部は、互いに向かい合っている第１端部及び第２端部と、互いに向かい合っている第３端部及び第４端部と、互いに向かい合っていると共に前記第１端部、前記第２端部、前記第３端部及び前記第４端部の間に延びている第１主面及び第２主面により画成されており、
    前記複数の第１切り込みは前記第１端部に配置されており、
    前記光を伝搬するステップは前記光転向本体部の前記第３端部に前記光を導く工程を備えており、
    前記光をリダイレクトするステップは、前記光ガイド本体部を横切る方向で前記第３端部から来る前記光を前記第２端部にリダイレクトする工程を備える、請求項２７に記載の照明のための方法。
29. 前記複数の第２切り込みは、前記第１主面に配置されており、
    前記光をリダイレクトステップが、前記第２主面に前記光をリダイレクトする工程を更に備えている、請求項２８に記載の照明のための方法。
30. 光伝搬性材料からなる本体部を提供するステップであって、前記材料は前記本体部の長さにわたって光の伝搬をサポートするステップと、
    前記本体部の異なる側面に互いに離間する複数の第１アンダーカットと互いに離間する複数の第２アンダーカットを形成するステップとを備える、
    照明装置を製造する方法。
31. 前記異なる側面は前記本体部の端部及び主面を備える、請求項３０に記載の照明装置を製造する方法。
32. 前記アンダーカットのファセットに反射防止被覆層を堆積するステップを更に備える、請求項３０に記載の照明装置を製造する方法。
33. 互いに離間する前記複数のアンダーカットを形成するステップは、鋳型を用いて前記光伝搬性材料を押し出す工程を備える、請求項３０に記載の照明装置を製造する方法。
34. 互いに離間する前記複数のアンダーカットを形成するステップは、金型の中で前記光伝搬性材料を鋳造する工程を備える、請求項３０に記載の照明装置を製造する方法。
35. 互いに離間する前記複数のアンダーカットを形成するステップは、金型を用いて光伝搬性材料の射出成形する工程を備える、請求項３０に記載の照明装置を製造する方法。
36. 互いに離間する前記複数のアンダーカットを形成するステップは、前記光伝搬性材料からなる前記本体部を圧印加工する工程を備える、請求項３０に記載の照明装置を製造する方法。
37. 互いに離間する前記複数のアンダーカットを形成するステップは、前記光伝搬性材料からなる前記本体部を機械加工又はレーザーアブレーションする工程を備える、請求項３０に記載の照明装置を製造する方法。
38. 複数のピクセルを備えるディスプレイを前記光伝搬性材料からなる前記本体部に固定するステップを更に備える、請求項３０に記載の照明装置を製造する方法。
39. 請求項３０に記載の方法によって、組み立てられる、照明装置。

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