RU2001104428A

RU2001104428A - Светоперенаправляющая панель дисплея и способ изготовления светоперенаправляющей панели дисплея

Info

Publication number: RU2001104428A
Application number: RU2001104428/28A
Authority: RU
Inventors: Джеймс Т. ВЕЛИГДАН
Original assignee: Брукхейвн Сайенс Ассошиэйтс
Priority date: 1998-07-16
Filing date: 1999-07-14
Publication date: 2003-04-10

Claims

1. Оптическая панель, содержащая светопропускающее тело, имеющее входную плоскость, выходную плоскость и тыльную сторону, и по меньшей мере, один светоперенаправляющий элемент, находящийся на выходной плоскости, который перенаправляет свет, падающий по оси падения, которая не перпендикулярна выходной плоскости, распространяя его по выходной оси, которая отличается от оси падения и направлена в нужном направлении обзора.

2. Оптическая панель по п. 1, отличающаяся тем, что выходная ось перпендикулярна выходной плоскости.

3. Оптическая панель по п. 1, отличающаяся тем, что свет не распространяется к тыльной стороне.

4. Оптическая панель по п. 1, отличающаяся тем, что светоперенаправляющий элемент выбирается из группы, состоящей из голографического покрытия, линзы, ряда линз, микролинзы, ряда микролинз, призмы Френеля и, по меньшей мере, одной зеркальной поверхности.

5. Оптическая панель по п. 1, отличающаяся тем, что светоперенаправляющий элемент установлен на выходной плоскости с использованием средства крепления, выбираемого из группы, состоящей из эпоксидной смолы, клея, иммерсионной жидкости и прозрачной двусторонней клейкой ленты.

6. Оптическая панель по п. 1, отличающаяся тем, что светоперенаправляющий элемент сформирован в выходной плоскости.

7. Оптическая панель по п. 1, отличающаяся тем, что отображается на выходной плоскости в качестве видеоизображения.

8. Оптическая панель по п. 1, отличающаяся тем, что свет отображается в качестве подсвечиваемой кнопки.

9. Оптическая панель по п. 1, отличающаяся тем, что дополнительно содержит светоизлучатель.

10. Оптическая панель по п. 9, отличающаяся тем, что светоизлучатель содержит источник света, оптический модулятор и формирующую оптику.

11. Оптическая панель по п. 10, отличающаяся тем, что источник света выбирается из группы, состоящей из лампы накаливания, СИД, лазера и дуговой лампы.

12. Оптическая панель по п. 10, отличающаяся тем, что свет от источника света модулируется оптическим модулятором с целью формирования пикселей.

13. Оптическая панель по п. 10, отличающаяся тем, что оптический модулятор выбирается из группы, состоящей из жидкокристаллического дисплея, цифрового микрозеркального устройства, ЭЛТ, FED, векторного сканера и растрового сканера.

14. Оптическая панель по п. 10, отличающаяся тем, что формирующая оптика содержит по меньшей мере, одно зеркало, направляющее свет по ломаной траектории, и по меньшей мере, одну линзу.

15. Оптическая панель по п. 14, отличающаяся тем, что формирующая оптика оптически сопряжена с входной плоскостью и оптическим модулятором для сжатия, расширения и фокусировки света в соответствии с входной плоскостью.

16. Оптическая панель по п. 1, отличающаяся тем, что светопропускающее тело выполнено в виде совокупности уложенных оптических волноводов.

17. Оптическая панель по п. 16, отличающаяся тем, что каждый оптический волновод имеет первый конец и второй конец, и совокупность первых концов образует выходную плоскость, а совокупность вторых концов образует входную плоскость.

18. Оптическая панель по п. 16, отличающаяся тем, что каждый оптический волновод проходит горизонтально, а совокупность уложенных волноводов проходит вертикально.

19. Оптическая панель по п. 16, отличающаяся тем, что каждый из совокупности оптических волноводов выполнен из материала, пропускающего электромагнитные волны.

20. Оптическая панель по п. 19, отличающаяся тем, что материал является стеклом.

21. Оптическая панель по п. 20, отличающаяся тем, что стеклу придана форма листов.

22. Оптическая панель по п. 21, отличающаяся тем, что толщина листа составляет около 0,01 см.

23. Оптическая панель по п. 1, отличающаяся тем, что выходная плоскость расположена под углом ко входной плоскости.

24. Оптическая панель по п. 1, отличающаяся тем, что выходная плоскость расположена практически перпендикулярно к входной плоскости, образуя, таким образом, треугольный клин между входной плоскостью и тыльной стороной.

25. Оптическая панель по п. 24, отличающаяся тем, что панель характеризуется шириной, измеряемой по горизонтали выходной плоскости, высотой, измеряемой по вертикали выходной плоскости, имеет верхний край и нижний край, проходящий вдоль входной плоскости, причем нижний край характеризуется глубиной, измеряемой от выходной плоскости к тыльной стороне.

26. Оптическая панель по п. 25, отличающаяся тем, что треугольный клин характеризуется углом между выходной плоскостью и тыльной стороной в пределах 1 - 10^o.

27. Оптическая панель по п. 26, отличающаяся тем, что треугольный клин характеризуется углом между выходной плоскостью и тыльной стороной, равным около 5^o.

28. Оптическая панель по п. 25, отличающаяся тем, что отношение ширины к высоте соответствует формату изображения 4: 3.

29. Оптическая панель по п. 25, отличающаяся тем, что отношение ширины к высоте соответствует формату изображения 16: 9.

30. Оптическая панель по п. 25, отличающаяся тем, что глубина нижнего края составляет от 8 до 10 см, высота панели равна 100 см, а ширина панели равна 133 см.

31. Оптическая панель по п. 1, отличающаяся тем, что светоперенаправляющий элемент представляет собой, по меньшей мере, один зубец.

32. Оптическая панель по п. 31, отличающаяся тем, что по меньшей мере, один зубец имеет практически треугольное вертикальное поперечное сечение.

33. Оптическая панель по п. 31, отличающаяся тем, что по меньшей мере, один зубец вырезан во входной плоскости.

34. Оптическая панель по п. 33, отличающаяся тем, что резка выполнена с помощью фрезерного станка.

35. Оптическая панель по п. 34, отличающаяся тем, что фреза имеет вид резца типа ласточкин хвост с искривленной режущей поверхностью.

36. Оптическая панель по п. 31, отличающаяся тем, что совокупность зубцов разнесена с заданными интервалами в вертикальном направлении по выходной плоскости с целью приема и, соответственно, перенаправления частей света, а каждый зубец непрерывно проходит в горизонтальном направлении по всей выходной плоскости.

37. Оптическая панель по п. 36, отличающаяся тем, что каждый зубец содержит прозрачную первую кромку, причем первая кромка оптически отъюстирована с целью пропускания света, падающего от входной плоскости, и зеркальную вторую кромку, отражающую свет, приходящий из противоположной первой кромки соседнего зубца.

38. Оптическая панель по п. 37, отличающаяся тем, что вторая кромка содержит отражающую поверхность.

39. Оптическая панель по п. 38, отличающаяся тем, что отражающая поверхность второй кромки сформирована путем присоединения фольги ко второй кромке, причем используемая фольга имеет клейкую тыльную сторону.

40. Оптическая панель по п. 38, отличающаяся тем, что отражающая поверхность сформирована путем покрытия второй кромки материалом с высокими отражающими свойствами.

41. Оптическая панель по п. 37, отличающаяся тем, что каждая из вторых кромок отклонена относительно вертикали, проходящей по выходной плоскости, и отъюстирована под углом к первой кромке соседнего зубца.

42. Оптическая панель по п. 41, отличающаяся тем, что угол наклона второй кромки скоординирован с осью передачи света с целью заключения света в конус обзора, причем конус обзора практически перпендикулярен выходной плоскости.

43. Оптическая панель по п. 42, отличающаяся тем, что вертикальный профиль вторых кромок представляет собой дугу.

44. Оптическая панель по п. 37, отличающаяся тем, что первая кромка содержит внутренний участок и наружный участок.

45. Оптическая панель по п. 44, отличающаяся тем, что первый наружный участок первой кромки является черного цвета с целью поглощения внешнего света.

46. Оптическая панель по п. 45, отличающаяся тем, что черный цвет обеспечивается нанесением черной краски на первый наружный участок.

47. Оптическая панель по п. 46, отличающаяся тем, что черный цвет обеспечивается формированием всей совокупности зубцов с использованием углерода.

48. Оптическая панель по п. 44, отличающаяся тем, что вторая кромка содержит второй внутренний участок и второй наружный участок.

49. Оптическая панель по п. 48, отличающаяся тем, что вторая кромка с входной плоскостью с целью блокировки передачи света по линии прямой видимости на первый наружный участок первой кромки того же зубца и, в то же время, обеспечения пропускания света на первый внутренний участок первой кромки соседнего зубца.

50. Оптическая панель по п. 49, отличающаяся тем, что второй наружный участок второй кромки является черного цвета.

51. Оптическая панель по п. 48, отличающаяся тем, что второй наружный участок второй кромки является отражающим.

52. Оптическая панель по п. 48, отличающаяся тем, что зубцы усечены с целью частичного удаления первого наружного участка и второго наружного участка.

53. Оптическая панель по п. 48, отличающаяся тем, что зубцы усечены полностью с целью удаления первого наружного участка и второго наружного участка.

54. Оптическая панель по п. 53, отличающаяся тем, что в результате полного усечения образуется вертикальная передняя плоскость, параллельная выходной плоскости.

55. Оптическая панель по п. 37, отличающаяся тем, что вторая кромка надлежащим образом гранулирована с целью горизонтального рассеяния света.

56. Оптическая панель по п. 37, отличающаяся тем, что вторая кромка загрублена с целью горизонтального рассеяния света.

57. Оптическая панель по п. 37, отличающаяся тем, что вторая кромка имеет вогнутую поверхность с целью горизонтального рассеяния света.

58. Оптическая панель по п. 37, отличающаяся тем, что вторая кромка имеет выпуклую поверхность с целью горизонтального рассеяния света.

59. Оптическая панель по п. 37, отличающаяся тем, что вторая кромка является дугообразной в двух измерениях с целью вертикального и горизонтального рассеяния света.

60. Оптическая панель по п. 37, отличающаяся тем, что вторая кромка представляет собой ряд повторяющихся по горизонтали выпуклых или вогнутых участков с целью горизонтального рассеяния света.

61. Способ изготовления оптической панели на основе укладки волноводов, из которой исходит регулируемый световой конус, содержащий следующие этапы: помещают первый стеклянный лист в лоток, размеры которого немного превосходят размеры первого стеклянного листа, заполняют лоток термообрабатываемой эпоксидной смолой, укладывают совокупность стеклянных листов, свойства пропускания света каждого из которых приблизительно такие же, как у первого стеклянного листа, поверх первого стеклянного листа, тем самым формируя слой эпоксидной смолы между каждыми двумя соседними стеклянными листами, прилагают к укладке, сформированной укладыванием, однородное давление, тем самым обуславливая растекание эпоксидной смолы между соседними стеклянными листами до практически однородного уровня, обрабатывают укладку нагревом, медленно охлаждают укладку, во избежание растрескивания стеклянных листов, размещают укладку под пилу и режут укладку с помощью пилы с двух противоположных сторон под углом с целью формирования клиновидной панели, имеющей входную плоскость и выходную плоскость, и формируют на входной плоскости совокупность светоперенаправляющих элементов, которые перенаправляют свет, падающий на выходную плоскость, в регулируемый световой конус.

62. Способ по п. 61, отличающийся тем, что дополнительно осуществляют полировку обрезанной укладки с целью удаления заусенцев.

63. Способ по п. 62, отличающийся тем, что полировку осуществляют с помощью алмазного полировального станка.

64. Способ по п. 61, отличающийся тем, что используют эпоксидную смолу черного цвета.

65. Способ по п. 61, отличающийся тем, что используют эпоксидную смолу, показатель преломления которой меньше, чем у первого стеклянного листа.

66. Способ по п. 61, отличающийся тем, что укладывание производят под углом, меньшим 90 градусов.

67. Способ по п. 61, отличающийся тем, что укладывание продолжают до тех пор, пока не уложат примерно от 600 до 800 листов.

68. Способ по п. 61, отличающийся тем, что практически однородный уровень растекания эпоксидной смолы составляет около 0,0005 см.

69. Способ по п. 61, отличающийся тем, что пиление осуществляют с помощью алмазной пилы.

70. Способ по п. 61, отличающийся тем, что обработку нагревом проводят при примерно 80^oC.

71. Способ по п. 61, отличающийся тем, что в качестве светоперенаправляющих элементов используют зубцы.

72. Способ по п. 71, отличающийся тем, что при формировании совокупности зубцов снабжают фрезерный станок пластмассовым POD и программируют фрезерный станок таким образом, чтобы он нарезал совокупность зубчатых канавок, совпадающую с волноводами выходной плоскости.

73. Способ по п. 72, отличающийся тем, что программирование осуществляют таким образом, чтобы обеспечить такое нарезание зубчатых канавок, при котором с каждым волноводом совпадает, по меньшей мере, один зубец.

74. Способ по п. 71, отличающийся тем, что при формировании совокупности зубцов формируют единую эталонную зубчатую решетку, совпадающую со стандартной выходной плоскостью, формируют новую зубчатую решетку путем копирования единой эталонной зубчатой решетки и прикрепляют новую зубчатую решетку, содержащую совокупность зубцов, к выходной плоскости.

75. Способ изготовления оптической панели на основе укладки волноводов, из которой исходит регулируемый световой конус, содержащий следующие этапы: укладывают горизонтально совокупность стеклянных листов, помещают обрабатываемый ультрафиолетом адгезив между каждыми двумя соседними стеклянными листами, обрабатывают каждый адгезионный слой ультрафиолетовым излучением, помещают укладку под пилу и режут укладку с помощью пилы с двух противоположных сторон под углом с целью формирования клиновидной панели, имеющей входную плоскость и выходную плоскость, и формируют на входной плоскости совокупность светоперенаправляющих элементов, которые перенаправляют свет, падающий на выходную плоскость, в регулируемый световой конус.

76. Способ по п. 75, отличающийся тем, что дополнительно содержит полировку обрезанной укладки с целью удаления заусенцев.

77. Способ по п. 76, отличающийся тем, что полировку осуществляют с помощью алмазного полировального станка.

78. Способ по п. 75, отличающийся тем, что используют обрабатываемый ультрафиолетом адгезив черного цвета.

79. Способ по п. 75, отличающийся тем, что используют обрабатываемый ультрафиолетом адгезив, показатель преломления которой меньше, чем у каждого стеклянного листа.

80. Способ по п. 75, отличающийся тем, что укладывание продолжают до тех пор, пока не уложат примерно от 600 до 800 листов.

81. Способ по п. 75, отличающийся тем, что толщина обрабатываемого ультрафиолетом адгезива составляет около 0,0005 см.

82. Способ по п. 75, отличающийся тем, что пиление осуществляют с помощью алмазной пилы.

83. Способ по п. 75, отличающийся тем, что используют стеклянные листы шириной 1,27 - 2,54 см.

84. Способ по п. 75, отличающийся тем, что в качестве светоперенаправляющих элементов используют зубцы.

85. Способ по п. 84, отличающийся тем, что при формировании совокупности зубцов снабжают фрезерный станок пластмассовым POD и программируют фрезерный станок таким образом, чтобы он нарезал совокупность зубчатых канавок, совпадающую с волноводами выходной плоскости.

86. Способ по п. 85, отличающийся тем, что программирование осуществляют таким образом, чтобы обеспечить такое нарезание зубчатых канавок, при котором с каждым волноводом совпадает, по меньшей мере, один зубец.

87. Способ по п. 84, отличающийся тем, что при формировании совокупности зубцов формируют единую эталонную зубчатую решетку, которая должна совпадать со стандартной выходной плоскостью, создают новую зубчатую решетку путем копирования единой эталонной зубчатой решетки и прикрепляют новую зубчатую решетку, содержащую совокупность зубцов, к выходной плоскости.

88. Способ нарезания зубцов на выходной плоскости экрана дисплея, выполненного в виде совокупности волноводов, содержащий следующие этапы: снабжают фрезерный станок пластмассовым POD и программируют фрезерный станок таким образом, чтобы он нарезал совокупность зубчатых канавок, совпадающую с волноводами выходной плоскости.

89. Способ по п. 88, отличающийся тем, что программирование осуществляют таким образом, чтобы обеспечить такое нарезание зубчатых канавок, при котором с каждым волноводом совпадает, по меньшей мере, один зубец.

90. Способ нарезания зубцов на выходной плоскости экрана дисплея, выполненного в виде совокупности волноводов, содержащий следующие этапы: формируют единую эталонную зубчатую решетку, которая должна совпадать со стандартной выходной плоскостью, создают новую зубчатую решетку путем копирования единой эталонной зубчатой решетки и прикрепляют новую зубчатую решетку, содержащую совокупность зубцов, к выходной плоскости.