KR20070048236A - 반사형 전기습윤 렌즈 - Google Patents

반사형 전기습윤 렌즈 Download PDF

Info

Publication number
KR20070048236A
KR20070048236A KR1020077005329A KR20077005329A KR20070048236A KR 20070048236 A KR20070048236 A KR 20070048236A KR 1020077005329 A KR1020077005329 A KR 1020077005329A KR 20077005329 A KR20077005329 A KR 20077005329A KR 20070048236 A KR20070048236 A KR 20070048236A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
meniscus
reflective
fluid
light
shape
Prior art date
Application number
KR1020077005329A
Other languages
English (en)
Inventor
크리스토프 도브루스킨
Original Assignee
코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이. filed Critical 코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
Publication of KR20070048236A publication Critical patent/KR20070048236A/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/004—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements based on a displacement or a deformation of a fluid
    • G02B26/005—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements based on a displacement or a deformation of a fluid based on electrowetting
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00—Simple or compound lenses
    • G02B3/12—Fluid-filled or evacuated lenses
    • G02B3/14—Fluid-filled or evacuated lenses of variable focal length
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
    • G02B26/0816—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more reflecting elements
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
    • G02B26/0816—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more reflecting elements
    • G02B26/0825—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more reflecting elements the reflecting element being a flexible sheet or membrane, e.g. for varying the focus
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00—Simple or compound lenses
    • G02B3/12—Fluid-filled or evacuated lenses

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Mechanical Light Control Or Optical Switches (AREA)

Abstract

본 발명은 메니스커스(208)에 의해 분리되는 2개의 서로 혼합되지 않는 유체(205, 206)를 수용하는 유체 챔버를 포함하는 반사형 전기 습윤 디바이스(200)를 제공하고; 유체 챔버는 2개의 서로 혼합되지 않는 유체(205, 206)에 대한 다른 습윤 특성을 갖는 습윤 표면(207)과, 전극(203, 204)을 더 포함하며; 소액력 및 정전력의 상호작용에 의해 제공된 전기습윤력은 광(210, 212)이 메니스커스에서 전반사에 의해 반사된 메니스커스에 충돌하도록 메니스커스(208)를 제어하기 위해 활용되고; 게다가 본 발명은 이런 반사형 전기습윤 디바이스의 시스템과 배열을 제공한다.

Description

반사형 전기습윤 렌즈{REFLECTIVE ELECTROWETTING LENS}
본 발명은 반사형 광 밸브에 관한 것이다.
반사형 광 밸브는 다른 많은 응용에서 광 파장의 방향을 조절하고 제어하기 위해 사용된다. 이런 응용의 예시는 프로젝션 시스템, 프로젝션 디스플레이 및 조명 시스템을 포함한다.
반사형 광 밸브의 가장 일반적인 종류는 거울의 각도 위치에 따라 바람직한 방향으로 인입 광 파장을 반사하는 회전 거울로 구성된다. 이런 장치는 잘 알려져 있고, 일반적으로 다른 구성에 사용된다. 회전 거울 구성의 한 예시는 US 4,934,781에 기술된다. 그러나, 이런 장치는 시간이 지남에 따라 저하된 실행을 야기하는 상당한 마모가 나기 쉬운 이동부를 포함한다. 회전 거울을 사용하는 추가 이점은 소음과 진동을 포함한다.
따라서, 개선된 반사형 광 밸브가 필요하다.
따라서, 본 발명의 목적은 상기 문제를 해결하는 개선된 반사형 광 밸브를 제공하는 것이다.
상기 목적은 첨부된 청구항 1항에 한정된 바와 같은 반사형 전기습윤 디바이스의 형태의 반사형 광 밸브와, 청구항 7항에 한정된 바와 같은 반사형 시스템과, 청구항 8항에 한정된 바와 같은 배열에 의해 실현된다. 본 발명의 유리한 실시예는 첨부된 종속항에 한정된다. 본 발명은 또한 반사형 전기습윤 디바이스를 사용하는 방법을 제공한다.
따라서, 본 발명의 한 양상에 따라, 반사형 전기습윤 디바이스가 제공된다. 반사형 전기습윤 디바이스는 광 파장을 위한 광 경로를 한정하고 유체 챔버, 적어도 2개의 전극, 습윤 표면, 및 전면 유체와 후면 유체를 포함하며 상기 유체 챔버에 수용된 전기습윤 유체 시스템을 포함한다. 전면 유체와 후면 유체는 습윤 표면에 대한 다른 전기 특성, 다른 습윤 특성을 갖고, 전극 양단에 인가된 전계에 의해 제어 가능한 모양을 가진 메니스커스(meniscus)에 의해 분리된다. 전면 유체는 광 경로의 일부를 형성하고 전반사가 전면 유체와 후면 유체의 굴절률 사이의 비율과 메니스커스의 모양에 따라 달라지는 반사각에서 메니스커스에 의해 광 경로에 제공되도록 후면 유체의 굴절률보다 높은 굴절률을 갖는다. 따라서 광 경로에서 반사각은 상기 전계에 의해 제어 가능하다.
따라서, 본 발명은 반사형 전기습윤 디바이스를 제공한다. 이것은 최근에 많은 이목을 끈 투과형 전기습윤 디바이스(예, 렌즈)에 반대된다. 투과형 전기습윤 렌즈는 예를 들어, WO 03/069380에 기술된다. 투과형 전기습윤 렌즈에서, 메니스커스는 일반적으로 메니스커스를 통과하여 투과되는 광 파장을 편향하기 위해 사용된다. 반대로, 본 발명에 따른 반사형 전기습윤 디바이스에서, 메니스커스는 광 파장이 반사되도록 광 파장을 편향하기 위해 사용된다. 즉, 투과형 렌즈에서, 광 파장은 메니스커스를 통과하여 이동하는 반면에, 반사형 디바이스에서 광 파장은 메니스커스에 의해 반사되므로 광 파장은 메니스커스의 원래의 면에 남아 있다.
메니스커스에 충돌하는 광의 반사는 후면 유체보다 높은 굴절률을 가진 전면 유체에 의해 조절되고, 전면 유체는 광이 메니스커스에 충돌하는 유체이고 후면 유체는 메니스커스의 다른 면에 있다. 완전히 수직하게 메니스커스에 충돌한 광은 항상 메니스커스를 통과하여 투과될 것이다. 그러나, 굴절률 사이의 비율의 크기에 따라, 충분한 각에서 메니스커스에 충돌한 광은 전부 또는 부분적으로 반사될 것이다. 굴절률의 차가 작을수록, 광의 전반사를 보장하는 각은 더 커진다.
굴절률(ui)을 갖는 제1물질과 굴절률(ut)을 갖는 제2물질 사이의 인터페이스를 가로질러 이동하는 광의 편향에 대한 일반적인 공식은 다음과 같다.
ui sinθi = ut sinθt
여기서, θi와 θt는 각각 입사각과 출구각이다. θ= 0°는 인터페이스에 수직하게 충돌한 광에 상응하고, θ= 90°는 인터페이스와 평행하게 이동한 광에 상응한다. 따라서, θt>90°는 편향된 광이 인터페이스에 의해 반사되어서 제1물질을 통과하여 계속해서 이동하는 것을 의미하는 광의 전반사에 상응한다. θt에 대해 해결하는 수학식(1)은 다음과 같다.
θt=arcsine(ui/utsinθi)
따라서, ui>ut인 경우, 광은 일부 각(θi<90°)에 대해 각(θt>90°)에서 전반사된다. 전반사되는 각(θi)의 범위는 θi=90°로부터 시작하고 ui/ut의 크기에 따라 달라지는 한 세트의 작은 작을 포함한다. 예를 들어, ui/ut=3/2는 θi=90°와
θi=45°사이의 입사각을 갖는 광의 전반사를 야기한다(sin 45°=2/3이기 때문)
상기 방정식(2)에 따라, 반사 광의 각(본 명세서에서 반사 각이라고 기재됨)은 굴절률의 비율(ui/ut)과 입사각(θi)에 따라 달라진다. 그러나, 굴절률의 비율은 일반적으로 고정 파라미터이다(제1 및 제2물질의 굴절률은 본질적으로 이상적은 작동 환경 내에서 일정하다). 따라서, 굴절각은 입사각의 직접적인 함수이다. 즉, 입사각은 반사형 디바이스의 광 파장의 입사각과 메니스커스의 모양에 따라 달라진다. 따라서, 반사 각은 전기습윤력을 사용하는 메니스커스의 모양을 변경하여 제어 가능하다.
본 발명에 따라, 이 효과는 제어 가능한 반사형 전기습윤 디바이스를 제공하기 위해 사용될 수 있다는 것이 실현된다. 투과형 전기습윤 렌즈와 비교하여, 이런 반사형 전기습윤 디바이스는 광 경로가 렌즈 챔버에서 2개의 유체 중 하나에 한정되고, 이런 특정 유체가 다른 (후면) 유체보다 높은 굴절률을 가져야만 한다는 점에서 다르다.
반사형 전기습윤 디바이스의 작동이 투과형 전기습윤 렌즈의 작동과 개념적 으로 다름에도 불구하고, 2개의 개념 사이에 명백한 유사성이 있다. 따라서, 물질 및 유체 등을 선택할 때, 투과형 전기습윤 렌즈를 향한 방법이 또한 반사형 전기습윤 렌즈에도 적용되도록 사용될 수 있다.
그러나, 투과형 전기습윤 렌즈에서 렌즈의 광 경로는 일반적으로 메니스커스의 연장부에 본질적으로 수직하게 배열된다. 이와 반대로, 반사형 전기습윤 렌즈에서 렌즈의 광 경로는 메니스커스에 대한 각에서 바람직하게 배열된다. 이것은 메니스커스에서 광의 전 반사가 충분한 각으로 메니스커스에 충돌하는 광에서만 발생하기 때문이다.
본 발명은 메니스커스의 모양에 대해서 큰 자유각을 제공한다. 한 실시예에 따라, 메니스커스는 본질적으로 직사각형 모양을 갖고 습윤 표면은 메니스커스의 주위의 2개의 마주하는 모서리를 따라 배열된 2개의 영역으로 분리된다. 이에 따라 메니스커스의 모양은 습윤 표면 영역과 평행한 방향을 따라서만 구부러지도록 제어 가능하다. 이런 배열의 예시는 도 5를 참조로 아래에 기술된다.
다른 실시예에 따라, 습윤 표면은 유체 챔버의 주위를 따라 전체 메니스커스를 둘러싸서, 메니스커스의 모양은 2개의 수직한 방향을 따라 구부러지도록 제어 가능하다. 예를 들어, 메니스커스는 원형 모양일 수 있고, 메니스커스는 볼록한 모양과 오목한 모양 사이에 제어 가능할 수 있다.
다른 한 실시예에 따라, 추가 전극은 메니스커스의 모양이 다른 쌍의 전극 사이에 인가된 다른 전계에 의해 제어될 수 있도록 메니스커스의 주위를 따라 배열된다. 이에 따라 큰 세트의 모양 사이의 메니스커스를 제어하는 것이 가능하다. 게 다가, 개별적인 전극에 알맞은 전위를 인가함으로써, 개별적인 전극에 인가된 전위에 따라 기울어질 수 있는 본래 평평한 메니스커스를 제공할 수 있다.
따라서, 다른 한 실시예에 따라, 유체 챔버, 습윤 표면, 및 전극은 메니스커스의 모양이 본래 평평하고 기울어질 수 있도록 배열된다.
상기 논의된 바와 같이, 광은 전반사가 일어날 충분한 각에서 메니스커스에 충돌되어야만 한다(요구되는 각은 유체의 굴절률 사이의 비율에 따라 좌우된다). 그러나, 매우 작은 각에서 충돌하는 광의 일부도 역시 반사될 것이고 한편, 광의 나머지 부분은 메니스커스를 통과하여 투과될 것이다. 사실상, 반사되는 광의 일부는 요구되는 입사각이 접근할 때 증가할 것이다. 이 현상은 부분적으로 투과하고 부분적으로 반사하고, 또는 한 상태로 모든 광을 반사하지만 다른 상태에서 대부분의 광을 투과하는 디바이스를 제공하는데 이용될 수 있다.
따라서, 한 실시예에 따라 메니스커스는 광 경로에 이동하는 광의 제1부분이 메니스커스에서 반사되고 광 경로에 이동하는 광의 제2부분이 메니스커스를 통과해서 투과되는 모양에 제어 가능하다.
본 발명에 따른 반사형 전기 습윤 디바이스는 또한 반사형 디바이스의 시스템으로 조합될 수 있다. 따라서, 본 발명의 다른 양상은 상기 기술된 바와 같은 적어도 2개의 반사형 전기 습윤 디바이스를 포함하고 상호 연결된 광 경로를 갖는 반사형 시스템을 제공한다. 이에 따라 훨씬 더 복잡한 광 경로를 제공하는 것이 가능하다. 예를 들어 제1반사형 전기 습윤 디바이스는 한 방향에 따른 제어를 용이하게 할 수 있고, 제2방향에 따른 광의 제어를 용이하게 하는 제2반사형 전기습윤 디바 이스로 광을 나가게 할 수 있다.
본 발명의 다른 한 양상은 반사형 전기습윤 디바이스의 배열을 제공한다. 배열은 상기 기재된 바와 같은 함께 혼합형 광 경로를 형성한 적어도 2개의 반사형 전기습윤 디바이스를 포함하고, 각각의 반사형 전기습윤 디바이스는 상기 혼합형 광 경로의 분리되게 제어 가능한 하위-부분을 구성한다. 이런 배열은 예를 들어 각각의 반사형 디바이스가 한 화소-(픽셀)에 대응할 수 있는 디스플레이 디바이스에 유용할 수 있다.
본 발명의 다른 한 양상은 메니스커스의 모양에 따라 달라지는 방향에서 상기 메니스커스에 충돌하는 광 파장을 반사하기 위한 상기 기재된 바와 같은 반사형 전기습윤 디바이스의 사용을 제공한다.
본 발명은 이제 첨부되고, 예시된 도면을 참조로 추가로 기술될 것이다.
도 1은 광 경로가 유체 챔버의 측벽을 통과하게 배열되고, 메니스커스가 각각 제1상태(왼쪽) 및 제2상태(오른쪽)에 있는, 반사형 전기습윤 디바이스의 단면도를 도시한 도면.
도 2는 광 경로가 유체 챔버의 상부 표면을 통과하게 배열된 전기 습윤 디바이스의 단면도를 도시한 도면.
도 3은 각각의 디바이스가 혼합형 광 경로의 분리되게 제어 가능한 하위-부분을 제공하는, 반사형 전기습윤 디바이스의 배열의 사시도를 도시한 도면.
도 4는 메니스커스의 주위를 따라 배열된 다수의 전극을 가진 원형의 반사형 전기습윤 디바이스의 단면도(왼쪽) 및 평면도(오른쪽)를 도시한 도면.
도 5는 메니스커스가 한 방향만을 따라 본래 구부러지도록 제어 가능한 직사각형 반사형 전기습윤 디바이스의 사시도를 도시한 도면.
도 6은 내부 연결된 광 경로를 가진 2개의 반사형 전기습윤 디바이스의 시스템을 도시한 도면.
명확성을 위해서, 전기습윤 디바이스 이면의 기본 메커니즘이 처음 기술될 것이다. 일반적인 생각은 2개의 힘, 즉 소액(lyophobic)력 및 정전기력의 조합을 사용하는 것이다.
소액력은 용제-방수 표면에 의해 용제 상에 가해진 힘이다. 물을 주원료로 하는 용제의 경우, 메커니즘은 일반적으로 소수성이라고 불린다. 예를 들어, 왁싱된 표면은 일반적으로 물-방수이고 따라서 소수성이다.
정전기력은 서로 이끌리거나 반발하는 전기 전하에 의해 가해지는 힘이다.
전기습윤 디바이스에서 일반적인 생각은 다른 정전 특성을 갖고 소액성 표면에 대해 달리 작용하는 2개의 서로 혼합되지 않는 유체로 이루어진 유체 시스템을 생성하는 것이다. 기본적인 구성에서, 디바이스는 유체 시스템을 수용하고 그 내부 표면에 배열된 소액성 부분을 갖는 유체 챔버를 포함한다. 소액성 부분은 유체 시스템이 한 구별된 별개의 놓인 위치를 갖도록 배열되어서, 메니스커스의 뚜렷한 모양이 유체를 분리한다. 유체는 예를 들어, 기름 및 물일 수 있고, 소액성 부분은 바람직하게 소수성일 수 있다. 예를 들어, 유체 챔버의 내부 표면 절반은 소수성일 수 있고 나머지 내부 표면은 2가지의 유체에 대해 중성일 수 있다. 이에 따라 물은 챔버의 중성 부분에 있을 것이고 기름은 챔버의 소수성 부분에 있을 것이다.
유체의 다른 정전 특성은 유체의 하나가 전기적으로 전도성이 있어서 전계에 의해 끌리고, 다른 유체는 전기적으로 비-전도성(또는 적어도 실제적으로 약한 전도성)이어서, 전계에 의해 영향을 받지 않는다.
소액성 표면 부분 외에, 챔버에 배열된 전극이 있다. 전극은 전기적으로 전도성인 유체 양단에 전위를 적용하도록 배열된다. 이런 전계의 인가는 전기적으로 전도성인 유체를 전극을 향해 이끌 것이고, 따라서 유체 방향의 위치 따라서 메니스커스의 모양을 변화시킬 수 있는 유체 시스템에 추가의 힘을 생성한다. 이에 따라 임의의 이동부의 사용 없이 전계를 인가하여 간단히 메니스커스의 모양을 변화시키고 유체를 이동시키는 것이 가능하다.
도 1은 본 발명에 따른 반사형 전기습윤 디바이스(100)의 실시예의 개략적인 단면도를 도시한다. 반사형 전기습윤 디바이스(100)는 2개의 혼합되지 않는 유체, 전면 유체(106), 및 후면 유체(105)를 수용하는 원통형 유체 챔버를 포함한다. 유체 챔버는 원통형 벽(102), 상위 측벽(111) 및 하위 측벽(101)을 갖는다. 원통형 벽은 원통형 전극(103)과 그 주위의 습윤 표면(107)을 지탱한다. 습윤 표면(107)은 원통의 내부를 향하고 2개의 서로 혼합되지 않는 유체(105, 106)에 대한 다른 습윤 특성을 갖는다.
전면 유체(106)와 후면 유체(105)는 메니스커스(108)에 의해 분리된다. 전면 유체(106)는 후면 유체(105)의 굴절률보다 더 큰 굴절률을 갖는다. 게다가, 서로 혼합되지 않는 유체 중 하나는 전기적으로 전도적인 반면 다른 유체는 본래 비-전도적이다. 게다가, 서로 혼합되지 않는 유체는 습윤 표면(107)에 대해 다른 습윤 특성을 갖는다. 2개의 서로 혼합되지 않는 유체는 예를 들어 실리콘 오일 및 염수(saline water)(염화 나트륨이 녹은 물)로 형성될 수 있다. 선택된 특정 실리콘 오일과 물의 염분에 따라, 가장 높은 굴절률을 가진 유체는 전면 유체이어야 한다.
2개의 서로 혼합되지 않는 유체와 유체 챔버의 배열은 투과형 전기습윤 렌즈로부터 알려진 배열과 많이 유사하게 설계될 수 있다.
도 1에 도시된 좌측 단면도는 2개의 유체를 분리하는 메니스커스(108)의 볼록한 모양을 갖는 반사형 전기습윤 디바이스를 기술한다. 메니스커스의 입사 점에 따라, 광선은 비교적 크고 비교적 작은 반사각 사이에서 산란된다. 도면의 점선 화살표(110)는 광선이 메니스커스에 거의 수직하게 충돌되기 때문에 비교적 작은 각도로 반사된 한 특정 광선을 도시하고, 점선 화살표(111)는 광선이 다른 위치에서 메니스커스에 충돌하기 때문에 훨씬 가파른 각도에서 반사되는 평행하게 들어오는 광선을 도시한다.
도 1에 도시된 반사형 전기습윤 디바이스는 원통형 벽(102), 원통형 전극(103) 및 습윤 표면(107)을 가로지르는 광 경로를 한정한다. 따라서 이 설계는 광 품질을 갖는(즉, 디바이스의 수명 동안 투명한) 이런 성분이 필요하다. 이것은 일부 응용에서 불리할 것이다.
도 2는 대신에 광 경로가 상부 벽(111)을 통과하도록 향해지는 대안의 반사형 전기습윤 디바이스를 도시한다. 이에 따라 오직 상부벽(111)만 광학 특성이 필 요하고, 측벽은 광학 특성과 관계없는 임의의 물질로부터 제조될 수 있다. 도 2에서, 동일한 특성과 성분은 도 1과 같이 기술되고 100이 증대된 도면 부호를 갖는다(예, 101이 201 등으로 표시).
명백하게, 광 경로는 상부 벽(111)의 일부와 원통형 벽(102)의 일부를 통해 이동하도록 배열되는 것이 가능하다.
상부 벽을 통과하여 향하는 광 경로를 가진 도 2에 도시된 디바이스의 사용은 3개의 분리된 반사기(301)가 반사기 배열(300)에 배열된 도 3에 도시된 바와 같은, 독립적으로 제어 가능한 반사기의 배열을 배열하는 것만을 쉽게 한다.
상기 기술된 바와 같이, 전반사는 전면 유체 및 후면 유체의 굴절률 사이의 비율에 따라 달라지는, 일정 각 내의 메니스커스에 충돌하는 광을 위해 달성된다. 이 비율은 무한할 수 없기 때문에, 전반사가 이루어질 수 없는 0°(메니스커스와 수직)부근에 중심이 잡힌 각의 범위가 항상 있을 것이다. 굴절률 사이의 비율이 낮을수록, 이 세트의 각이 커질 것이다(따라서 입사 광이 메니스커스에 더 평행한 각에서 메니스커스에 충돌하는 것이 요구된다).
그러나, 어차피 전반사가 발생하는 매우 작은 입사각에서 메니스커스에 충돌하는 광은 일반적으로 어느 정도로 반사된다. 따라서, 전반사를 제공하는 범위 밖에서조차 반사의 각을 제어하는 것이 가능하고, 광의 일부분만이 반사될 것이라는 것을 명심해야 한다. 후면 유체의 광학 특성에 따라, 광의 나머지(remainder)는 후면 유체를 통해 투과되거나 후면 유체에 흡수될 것이다.
부분적인 반사는 일부 광은 반사되고 일부 광은 투과되는 것이 바람직한 응 용에서 사용될 수 있다. 이런 응용에서, 투과된 광은 일반적으로 보통의, 투과형 전기습윤 렌즈에서와 같이 메니스커스에 의해 편향된다.
적당한 방법으로 유체 챔버, 습윤 표면 및 전극의 배열은 다른 메니스커스 모양의 큰 공간을 제공한다. 도 4는 이런 사실이 활용된 실시예의 평면도(오른쪽) 및 측면도(왼쪽)를 도시한다. 도 4에서 도시된 바와 같이, 원통형 유체 챔버
(401)는 많은 주위 전극(402)에 맞을 수 있다. 이에 따라, 큰 자유 각도를 가진 메니스커스의 모양을 변경하는 것이 가능하다. 예를 들어, 메니스커스는 표면의 평면도에 거의 영향을 미치지 않고 유지되는 동안 임의의 각으로 기울어질 수 있다. 이에 따라 광이 산란되지 않고 x- 및 y- 방향에 대해 임의의 방향으로 광선을 반사하는 것이 가능하다. 도 4에서, 3개의 다른 메니스커스 세팅이 도시된다(A, B 및 C).
다른 한 대안적인 메니스커스 모양은 도 5에 도시되는데, 유체 챔버(501)가 직사각형이고, 습윤 표면(502)은 2개의 마주하는 측벽에서만 배열된다. 이에 따라, 메니스커스가 습윤 표면과 평행한 축(도 5의 x-축)을 따라 구부러지도록 배열하는 것이 가능하다. 도 5에서, 2개의 다른 메니스커스 상태가 도시된다(A 및 B). 따라서 이것은 점보다 선-형태로 디바이스에 방사되는 광의 조절을 용이하게 한다. 사실상, 인입 광은 한 방향으로(도 5의 y-방향) 산란될 수 있지만, 다른 방향(도 5의 x-방향)에 영향을 미치지 않게 남아 있다.
게다가, 도 6을 참조로 서로 관계된 반사형 디바이스의 시스템을 배열하는 것이 가능하다. 도 6에서, 2개의 반사형 디바이스가 배열되었는데, 제1반사기(601)는 제1방향(여기서 x방향)의 광을 조절하기 위해 배열되고 제2반사기(602)는 제2방 향(여기서 y-방향)의 광을 조절하기 위해서 배열된다. 제1반사기(601)는 도 1 또는 도 2에 도시된 종류 중 하나일 수 있고, 제2반사기(602)는 도 5에 도시된 종류일 수 있다. 이에 따라 덜 복잡한 성분을 사용하여 2개 치수로 정확한 조절을 달성하는 것이 가능하다. 물론, 2개 치수로 조절은 도 3에 도시된 바와 같은 반사기를 사용하는 것이 가능하다. 그러나, 도 3에 도시된 바와 같은 배열은 오직 2개의 전극만 갖는 배열보다 제조하기가 더 복잡하다(2개의 전극은 도 1, 2 및 4에 도시된 바와 같은 배열을 위해 충분하다).
반사형 전기습윤 디바이스는 매우 많은 응용에 사용될 수 있다. 예를 들어, 종래적으로 회전 거울을 사용하는 많은 적용은 본 발명에 의해 제공된 이점으로부터 이득을 얻을 수 있다. 반사형 전기습윤 디바이스는 예를 들어, (바-코드) 스캐너, 디스플레이(프로젝션 디바이스), 통신 디바이스 및 광 디바이스에 사용될 수 있다.
요약건대, 본 발명은 메니스커스(208)에 의해 분리된 2개의 서로 혼합되지 않는 유체(205, 206)를 수용하는 유체 챔버를 포함하는 반사형 전기습윤 디바이스(200)를 제공한다. 유체 챔버는 2개의 서로 혼합되지 않는 유체(205, 206)에 대한 다른 습윤 특성을 갖는 습윤 표면(207)과, 전극(203, 204)을 더 포함한다. 소액력과 전정기력의 상호 작용에 의해 제공된 전기습윤력은 메니스커스에 충돌하는 광(210, 212)이 메니스커스에서 전반사에 의해 반사되도록 메니스커스(208)를 제어하도록 활용된다. 게다가 본 발명은 이런 반사형 전기습윤 디바이스의 배열과 시스템을 제공한다.
본 발명은 반사형 광 밸브에 사용된다.

Claims (9)

  1. 광 파동(110, 112; 210, 212)을 위한 광 경로를 한정하고, 유체 챔버, 적어도 2개의 전극(103, 104; 203, 204), 습윤 표면(107; 207), 및 상기 유체 챔버에 수용된 전기습윤 유체 시스템을 포함하며, 전면 유체(106; 206) 및 후면 유체(105; 205)를 포함하는 반사형 전기습윤 디바이스(100; 200)로서,
    상기 전면 유체(106; 206)와 후면 유체(105; 205)는 습윤 표면(107; 207)에 대해 다른 습윤 특성과 다른 전기 특성이 있고, 상기 전극(103, 104; 203, 204) 양단에 인가된 전계에 의해 제어 가능한 모양을 갖는 메니스커스(meniscus)(108; 208)에 의해 분리되며, 상기 전면 유체(106; 206)는 상기 광 경로의 일부를 형성하고 전반사가 전면 유체 및 후면 유체(106, 105; 206, 205)의 굴절률 사이의 비율과 메니스커스(108; 208)의 모양에 따라 달라지는 반사 각에서 메니스커스(108; 208)에 의해 광 경로에 제공되도록, 상기 후면 유체(105; 205)의 굴절률보다 높은 굴절률을 가져서, 광 경로의 반사 각은 상기 전계에 의해 제어 가능한,
    반사형 전기습윤 디바이스.
  2. 제1항에 있어서, 상기 메니스커스는 본질적으로 직사각형 모양을 갖고 습윤 표면(502)은 메니스커스의 주위의 2개의 마주하는 모서리를 따라 배열된 2개의 영역으로 분리되어서, 메니스커스의 모양은 오직 습윤 표면 영역과 평행한 방향에 따라 구부러지도록(A, B) 제어 가능한, 반사형 전기습윤 디바이스.
  3. 제1항에 있어서, 상기 습윤 표면(107; 207)은 유체 챔버의 주위를 따라 전체 메니스커스(108; 208)를 에워싸고 있어서, 메니스커스(108; 208)의 모양은 2개의 수직한 방향을 따라 구부러지도록 제어 가능한, 반사형 전기습윤 디바이스.
  4. 제1항에 있어서, 메니스커스의 모양이 다른 쌍의 전극 사이에 인가된 다른 전계에 의해 제어될 수 있도록 메니스커스의 주위에 따라 배열된 추가 전극(402)을 포함하는, 반사형 전기습윤 디바이스.
  5. 제1항에 있어서, 유체 챔버(401), 습윤 표면, 및 전극(402)은 메니스커스의 모양이 본질적으로 평평하고 기울어질 수 있도록(A, B, C) 배열되는, 반사형 전기습윤 디바이스.
  6. 제1항에 있어서, 메니스커스(108; 208)는 광 경로의 이동하는 광의 제1부분이 메니스커스에 반사되고 광 경로의 이동하는 광의 제2부분이 메니스커스를 통과하여 투과되는 모양에 제어 가능한, 반사형 전기습윤 디바이스.
  7. 제1항에 한정되고, 내부 연결된 광 경로를 갖는, 적어도 2개의 반사형 전기습윤 디바이스(601, 602)를 포함하는 반사형 시스템(60).
  8. 제1항에 한정되고 혼합형 광 경로를 함께 형성하는 적어도 2개의 반사형 전기습윤 디바이스(310)를 포함하는, 반사형 전기습윤 디바이스(300)의 배열로서,
    각각의 전기습윤 반사형 디바이스는 상기 혼합형 광 경로의 독립적으로 제어 가능한 하위-부분을 구성하는,
    반사형 전기습윤 디바이스의 배열.
  9. 제1항에 한정된 반사형 전기습윤 디바이스의 사용 방법으로서,
    메니스커스의 모양에 따라 달라지는 방향에서 상기 메니스커스에 충돌하는 광 파동을 반사하기 위한,
    전기습윤 디바이스의 사용 방법.
KR1020077005329A 2004-09-09 2005-09-08 반사형 전기습윤 렌즈 KR20070048236A (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP04104358 2004-09-09
EP04104358.9 2004-09-09

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20070048236A true KR20070048236A (ko) 2007-05-08

Family

ID=35355292

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020077005329A KR20070048236A (ko) 2004-09-09 2005-09-08 반사형 전기습윤 렌즈

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20080084614A1 (ko)
EP (1) EP1792223A1 (ko)
JP (1) JP2008512715A (ko)
KR (1) KR20070048236A (ko)
CN (1) CN101014895A (ko)
WO (2) WO2006027746A1 (ko)

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1842094A1 (en) * 2005-01-14 2007-10-10 Koninklijke Philips Electronics N.V. Variable reflector device
SG142292A1 (en) 2006-11-07 2008-05-28 Agency Science Tech & Res Device and method to realize a light processor
DE102007051521A1 (de) * 2007-10-19 2009-04-23 Seereal Technologies S.A. Dynamische Wellenformereinheit
US8223426B2 (en) 2008-12-19 2012-07-17 Motorola Mobility, Inc. Method and apparatus for providing a decorative surface
US8362992B2 (en) 2010-07-21 2013-01-29 Delphi Technologies, Inc. Dual view display system using a transparent display
US8277055B2 (en) 2010-07-21 2012-10-02 Delphi Technologies, Inc. Multiple view display system using a single projector and method of operating the same
US8363325B2 (en) 2010-09-14 2013-01-29 Delphi Technologies, Inc. Dual view display system
JP2012133026A (ja) * 2010-12-20 2012-07-12 Canon Inc 焦点距離可変プリズム、及びそれを用いたプリズム光学系
US8305678B2 (en) 2010-12-29 2012-11-06 Delphi Technologies, Inc. Dual view display system
US8408765B2 (en) * 2011-05-12 2013-04-02 Delphi Technologies, Inc. Light distribution pattern control using object detection and electrowetting lenses
KR20130009504A (ko) 2011-07-15 2013-01-23 삼성전자주식회사 개구 조절 방법 및 개구 조절 소자
US8823641B2 (en) 2012-05-22 2014-09-02 Delphi Technologies, Inc. System for projecting 3D images and detecting gestures
KR102241309B1 (ko) * 2014-08-12 2021-04-16 광주과학기술원 전기습윤 구동 방식의 광자극기
CN104570330B (zh) * 2015-01-14 2017-03-22 四川大学 一种基于电湿润效应的全反射液体光开关
US20170045203A1 (en) * 2015-08-13 2017-02-16 Abl Ip Holding Llc Configurable lighting device using a light source and optical modulator
CN105911691B (zh) * 2016-06-30 2018-06-29 京东方科技集团股份有限公司 阵列基板、反射式显示装置及阵列基板的制作方法
CN109814248B (zh) * 2019-04-01 2021-01-26 京东方科技集团股份有限公司 显示装置及其控制方法
CN110649051A (zh) * 2019-09-02 2020-01-03 Oppo广东移动通信有限公司 滤光元件、图像传感器、摄像模组及终端设备
CN110632752A (zh) * 2019-09-27 2019-12-31 Oppo广东移动通信有限公司 聚光板、聚光显示屏及移动终端

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19711564C2 (de) * 1997-03-20 1999-07-08 Inst Mikrotechnik Mainz Gmbh Optisches Schaltelement und Schaltanordnung
US6449081B1 (en) * 1999-06-16 2002-09-10 Canon Kabushiki Kaisha Optical element and optical device having it
CN1268979C (zh) * 2001-06-05 2006-08-09 皇家菲利浦电子有限公司 基于受抑全内反射的显示装置
US7808717B2 (en) * 2002-12-03 2010-10-05 Koninklijke Philips Electronics N.V. Apparatus for forming variable fluid meniscus configurations

Also Published As

Publication number Publication date
WO2006027748A1 (en) 2006-03-16
EP1792223A1 (en) 2007-06-06
JP2008512715A (ja) 2008-04-24
US20080084614A1 (en) 2008-04-10
WO2006027746A1 (en) 2006-03-16
CN101014895A (zh) 2007-08-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20070048236A (ko) 반사형 전기습윤 렌즈
KR100466583B1 (ko) 강화된 실효굴절률 내부전반사 이미지 디스플레이 및이미지 디스플레이 방법
CN100357772C (zh) 具有光角度放大的微镜面器件
KR101085988B1 (ko) 광 변조기
KR102615891B1 (ko) 집광을 이용하는 격자-결합 도광체, 디스플레이 시스템, 및 방법
CA3064378C (en) Light source and multiview backlight using the same
WO2007141220A1 (en) Transflective electrowetting display device
KR20130020659A (ko) 평면 이미징 시스템
JP4777624B2 (ja) エレクトロウェッティング作動を有する光学ビームスプリッタ
CN109581330B (zh) 一种集成光学相控阵芯片
WO2006091253A2 (en) Aperture plate and related sytem and method
CA3089955A1 (en) Static multiview display and method employing collimated guided light
US20110063705A1 (en) Multibeam deflector for separating beams output from optical deflection devices
KR20040094810A (ko) 콤비네이션 마이크로머신 및 광소자 어레이
US6470107B2 (en) Fluidic all-optical switch
KR20220130779A (ko) 정적-이미지 증강 사생활보호 디스플레이, 모드-전환가능 사생활보호 디스플레이 시스템, 및 방법
US20190244573A1 (en) Fluid systems for electrowetting cells
KR101852445B1 (ko) 선택적 재귀반사장치 및 이를 이용한 전조등
KR102642698B1 (ko) 이분 방출 패턴을 갖는 광원, 멀티뷰 백라이트 및 방법
KR20050105295A (ko) 광셔터와 이를 채용한 광주사장치
US6917733B1 (en) Three-dimensional optical switch with offset input-output ports
KR102609196B1 (ko) 동적으로 재구성 가능한 멀티뷰 픽셀들을 갖는 멀티뷰 디스플레이 및 방법
KR20230128826A (ko) 광학계 및 이를 포함하는 광학 부재 및 웨어러블 장치
KR20230128819A (ko) 광학계 및 이를 포함하는 광학 부재 및 웨어러블 장치
KR20230128828A (ko) 광학계 및 이를 포함하는 광학 부재 및 웨어러블 장치

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid