TW200923417A - Beam shaping device - Google Patents

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200923417 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一光束塑形裝置，其可在不同光束塑形狀 態之間進行控制’其中每一光束塑形狀態均准許光穿過光 束塑形裝置。 【先前技術】 控制由一光源所發射光之光束之形狀之能力在自一般照 明至特定照明應用程式之許多應用程式内皆為合意。某些 實例係視訊flash(其中光束塑形與聚焦相組合）、聚光燈、 閃光燈、室内燈、頭燈及内燈。 習用地’此光束塑形係由機械光束塑形裝置達成，諸如 以機械方式控制之變焦透鏡配置。當前，已開發出利用液 晶材料之可控屬性之更緊密光束塑形裝置。此種光束塑形 裝置之一實例揭示於歐洲專利第〇,578,827號中，其中一液 晶光調節板散射自一光源發射之合意數量之光。藉由改變 用於控制光散射率而施加之控制功率源電壓，可能繼續 使穿過光束塑形裝置之光束發散以因此改變照明光之亮 儘e相對緊在、且提供可電控之光束塑形，但歐洲專利第 〇,578,827號中揭示之光束塑形裝置會由於回散射而承受光 損失此外，此裝置之隨機散射並不完全適合用於受控之 光束塑形。 【發明内容】 考量先前技術之上述及其他缺點，本發明之—般目的係 134145.doc 200923417 提供一種經改良之光束塑形裝置，特定而言係一能夠更有 效地將穿過其之光塑形成一光束之光束塑形裝置。 根據本發明，此等及其他目的係透過一光束塑形裝置達 成，該光束塑形裝置包括第一及第二基板、一夾於該等基 板之間的液晶層、及一設置於該第一基板面對該液晶層之 一側上之第一電極層。該光束塑形裝置可控於多個光束塑 形狀態之間，其每一光束塑形狀態皆准許光穿過該光束塑 形裝置。該光束塑形裝置進一步包括一覆蓋該第一電極層 f

之絕緣層，及一設置於該絕緣層頂部之第二電極層。該第 一電極層包括一曝露該絕緣層一部分之導電圖案。該光束 塑形裝置以此方式組態以使得應用該第一及第二電極層之 間的電壓導致對應於該絕緣層之曝露部分之該液晶層之一 部分中包括之液晶分子以一與該液晶層垂直之平面傾斜， 導致一局部反射率梯度，藉此使穿過該光束塑形裝置之光 能夠塑形成一光東。 液晶組合 該液晶層可包括任一類型之液晶分子，且可處於其任一 相。然而，向列相乃較佳’ &乃因其與諸如近晶相等其他 液晶相相比相對低之黏度。以此方式，可獲得較短之/交換 時間。該液晶層可進一步包括一含有聚合物< 、 物。 剛性或撓性，且可 ，例如聚甲基丙烯 該等基板（其較佳可係光學透明）可係 (例如）由玻璃或一適合之塑膠材料製成 酸甲酯（PMMA)。 應瞭解，一”光學透明”媒介係— 準許至少部分透射 光之 134145.doc 200923417 媒介（包含可見光譜、紅外及紫外線 第-及第二電極層中之每一者可以任—二形成， 然而，較佳以一光學透明之傳導材料製成，例如銦錫氧化 物（ITO)或銦鋅氧化物（IZ0)。 物乳化 如根據非均句光學材料之理論所熟知，遭遇—折射率梯 度之先射線將朝向一具有一較高折射率之區域弯曲。於一 f晶層中，折射率及因此—光射線之f曲可藉由應用二 场而將包括於該液晶層内之液晶分子重定向來控制。本發 明係基於Μ下認識：實施由此折射率梯度引起之光脊曲供 用於光束塑形將實際上減輕反散射，導致一 走 塑形。 巧又心尤末 此外’本發明人已意識到，—極其有利於液晶分子之可 控重定向之電場可藉由在一液晶層之—側上提供兩個由一 絕緣層分隔之電極層而形成。藉由以曝露絕緣層之-部分 之方式形成最接近液晶層定位之電極層，在兩個電極層之 間施加一電屢會導玆# 士 y 、申至液晶層内對應於絕緣層 之曝露部分之一部分的邊緣場。 透過此邊緣場’可達成在一相對短之側距離上液晶分子 :::軒重定向’此產生一大折射率梯度且伴隨使穿過液晶 層忒°卩分之光之一光束彎曲。 此外’此重定向可使用相對低之控制電壓達成。與其他 =態相比，例如所謂的面内交換，根據本發明之光束 =裝置之電極組態容許在電極成型期間出現缺陷（眺鄰 導體之間的連接）。而在面内組態之情形中，此導致短 I34l45.doc 200923417 路。 另外，光束塑形中較大程度之撓性可透過第一及/或第 二電極層之正確設計而實現。 此外，絕緣層可包括不同介電材料（例如Si〇2、SiN〇之 數個層。藉由選擇介電材料及因此㈣常數及介電材料厚 度’可針對特定應用來調整電場組態。

為達成一合意之大折射率梯度，可有利地使用一具有一 大的雙折射（亦即，一大的，其中〜係異常射線之 折射率，且η。係正常射線之折射率）之液晶材料。舉例而 5 ,可有利地使用一具有^^0 2之材料。此外，可有利地 使用一相對厚之液晶層（例如一具有厚度為1〇 ^⑺或更大之 層）以使得光射線透過該折射率梯度材料穿過一相對長 之距離且因此體驗一較大程度之彎曲。一較大^及一較大 厚度之此種組合呈現一相對於表面類似之液晶顯示器 (LCD)之明顯區別，其利用邊緣場交換以透過液晶分子之 旋轉達成入射偏振光之阻滯。此等LCD需要裝備有交叉偏 振器，且此外不能許可液晶（LC)分子在與lcD垂直之平面 内傾斜之發生。因此，且為達成所需之短交換時間，一邊 緣場交換（FFS)LCD内之LC層極薄（4-6 μιη)。此外，一LCD 起作用所需之總阻滯確定雙折射（Δη)& LC層厚度之可用組 合0 第一電極層可有利地包括一包含複數個相互間隔開之導 體之導體圖案。 在相互間隔開之導體之間的間隔内，安置該絕緣層，且 可在液晶層之對應部分内形成一邊緣場。因此，可增加光 134145.doc 200923417 束塑形裝置之動態光束塑形區域。 此外，第二電極層之相互間隔開之導體可提供為實質上 平行之導體線。 該等導體線可具有任意形狀；曲線、直線、波形等。透 過此電極組態，可達成一較大之合作光束塑形區域，且因 此實現一相對廣闊光束之光束塑形。 第一電極層可有利地包括一第一部分，其中實質上平行 之導體線具有一第一主要延伸方向，及一第二部分，其中 實質上平行之導體線具有一不同於該第一主要延伸方向之 第二主要延伸方向。因此，可達成更複雜之光束形狀，乃 因入射光射線在一與導體線之延伸方向垂直之平面内，彎 曲。具有進一步之不同延伸方向之進一步部分可用於達成 各種特定光束形狀。 根據一個實施例’液晶層可在不屬於一電場時垂直配 向。 在一液晶層垂直配向時，液晶分子與液晶層垂直配置， 以使得分子端面向基板，其中二者之間夾有該液晶層。此 避免LC分子之多餘扭轉’且可在應用一電場時控制一光束 中之所有光。 根據—替代實施例’包括於液晶（LC)層中之液晶分子可 (在不存在一對該等分子起作用之電場時）以每一 LC分子之 長轴與最近之基板基本平行之方式配向。此外，為避免在 跨越該等電極應用一電壓時出現一多餘扭轉，LC分子可以 每一LC分子之長軸與第二電極層中一毗鄰導體大致垂直之 134145.doc 200923417 方式定向於與最近之基板平行之平 門。在應用一雷揚 時，該等LC分子傾斜且將不發生任何分子扭轉。透過初^ 定向之此種狀態，可在應用一電場時 。 ^ ^ ^ , 守徑制—束經線性偏振 光中之所有光。此並非引入一扭轉之情形。 舉例而言，此類平面配向可透過所 、尸汀明的摩擦技術或藉由 光配向法來達成。在具有各種電極圖案或曲線電極之多個 區域之情形中，此等區域通常應在製造以產生合意之平面 配向期間單獨對待。 〜

進-步地，第-電極層可有利地包括—包含複數個相互 間隔開之導體之導體圖案。 這在控制電場行方向及因此在液曰 牡农日日層内引入之折射率梯 度方面給出額外自由。 此外’可在第一與第二電極層之間提供一第三電極層， 其中該第三電極層包含一具有複數個相互間隔開之導體之 導體圖案。此第三電極層應藉由一對應之絕緣層與第一及 第二電極層中之每一者分隔開來。透過第三電極層之添 加’在液晶層内可用之電場圖案數量增加，藉以達成大量 光束形狀。舉例而t，藉由在該第二與第三電極層之間而 非在該第二與第一電極層之間施加一電壓，將改變光束塑 形裝置之光束形狀特徵。 根據本發明之光束塑形裝置之進一步實施例，第二基板 可在其面對液晶層之-側上提供有第—及第二電極層及一 失於該等電極層之間的絕緣層，㈣二電極層經配置以距 離該液晶層比距離該第一電極層更近。 134I45.doc 12 200923417 因此’可達成-更複雜之電場圖案。特定 子可受控以在該第-基板側上以-第-重定向平面;; 向’亡在該第二基板側上以一第二重定向平面重定" 例而言’該第一及第二平面可彼此垂|，藉以同時控制入 射之非偏振光之兩個偏振分量。 此可藉由以下步驟達成：提供第一基板之第二電極層以 包含複數個相互間隔開且實質上平行之導體線，及提供第 一基板之第二電極層以包含複數個與設置於第一基板上之 第一電極層之導體線基本垂直之相互間隔開且實質上平行 之導體線。 此外，根據本發明之第一及第二光束塑形裝置可有利地 配置於一堆疊結構中以形成一光束塑形配置。組成之光束 塑形裝置之光束塑形特徵可用於提供改進之光束塑形。 第一及第二光束塑形裝置中之每一者可包括複數個在其 各自之第二電極層内實質上平行之導體線。 該第一及第二光束塑形裝置可以一使得第一光束塑形裝 置之實質上平行之導體線與第二光束塑形裝置之實質上平 行之導體線大致垂直之方式彼此相關配置。 進一步地’該光束塑形配置可包括一光學構件，其配置 於該第一與第二光束塑形裝置之間且適於改變一穿過該光 束塑形配置之光束之偏振狀態。

舉例而言，此光學構件可係一用於在穿過第一光束塑形 裝置之後且在穿過第二光束塑形裝置之前改變光之偏振狀 態之旋轉益。因此，可達成偏振獨立之光束塑形，儘管LC 134145.doc •13- 200923417 層以一與偏振相依之方式對光束起作用。該旋轉器可以一 所謂的阻滯板或一液晶材料之形式提供，例如一液晶聚合 物。為使一經線性偏振之光旋轉90。，可使用一處於扭轉 向列組態之所謂半波板或LC材料。 此外，根據本發明之光束塑形裝置可有利地包括於一光 輸出裝置中，該光輸出裝置進一步包括一光源，諸如一發 光二極體或一半導體雷射，其經配置以使得一由該光源發 射之光光束穿過該光束塑形裝置。此種光輸出裝置可有利 地包含上述光束塑形配置。 【實施方式】 在下述說明中，參照一具有一豎直配向之液晶層之光束 塑形裝置來闡述本發明’其中包括於該LC層中之液晶（Lc) 分子在未對電極施加電壓時與基板垂直定向。應注意，此 絕非限制本發明之範疇，而是平等地適用於其中以任一其 他方式將液晶分子配向之光束塑形裝置，例如一其*LC分 子以一與基板平行之平面定向之平面定向。於此定向中， LC分子可與電極平行或垂直配向，或具有—混合定向，其 中該等LC分子具有一與該第一基板毗鄰之第一定向及—毗 鄰第二基板與該第一定向正交之第二定向。 此外’為避免以與本發明不直接相關之細節模糊本發 明，熟習此項技術者所熟知之進一步層（例如用於將分 子配向之配向層）將不在附圖中繪示，亦不在本文中詳細 闡述。 應注意，該等圖示並非按比例繪示。然而，為給出適合 I34145.doc •14- 200923417 尺寸之概念，可認為電極中一導體線之寬度將通常介於i μιη至20 μηι之範圍内。此外，該等導體線通常間隔1〇 μιη 至100 μιη，且LC層之厚度一般介於5 μm與50 μιη之間，且 較佳介於10 μηι與50 μηι之間。圖ia_c示意性地圖解說明一 根據本發明一個實施例之例示性光束塑形裝置。 在圖la中，顯示一光束塑形裝置1，其包括一夾於第一 3 及第二4透明基板之間的豎直配向之液晶（LC)層2。在第一 基板3上，提供一由一絕緣層7分隔之第一透明電極層5及 一第二透明電極層0。第二電極層6提供有實質上平行之導 體線。藉由對此等電極層5、6施加一電壓v，可如圖la中 示思性圖解說明來劃分一入射至該光束塑形裝置上之準直 光束8。 圖lb係一沿圖la所示線A_A，之剖面圖，其示意性地顯示 其中未跨越電極層5、6施加電壓之情形。由於未施加電 壓，未形成電場，且因此LC分子之定向係由配向層（未顯 不）向其強加。在圖1 b所示情形中，分子係豎直配向， 且入射光束8之形狀（在本文中由3個平行光射線na_c代表） 並未因穿過光束塑形裝置！而改變。 參照示意性地顯示其中跨越電極層5、6施加電麼v之情 形之圖1 c，現將更詳細地闡述由圖丨a所示光束塑形裝置利 用之光束塑形機構。 如圖卜中示意性地顯示，包括於[(：：層2中之液晶（LC)分 子l〇a-c配向至創建於第二電極層6之導體線14上方以及電 極開口 15(其中曝露絕緣層7)上方之電場線。由於此重定 134145.doc -15· 200923417 向’形成具有不同折射率之LC層2之區域。在圖lc中圖解 說明之例示性情形申，以一與光束塑形裝置〗（本地）垂直之 方向擊中該光束塑形裝置之光之光束8所體驗之折射率在 與LC層2垂直定向之LC分子l〇a所產生之正常折射率n〇與 平行於LC層2定向之LC分子l〇c所產生之異常折射率〜之間 變化。在光束塑形裝置1具有”垂直"LC分子i〇a之一部分與 其具有平行LC分子l〇c之一部分之間擊中該光束塑形裝 置之光將體驗一中間折射率。 在圖lc中，代表非偏振光（其具有一與分子（正常射 線）之長軸垂直之偏振方向）之線性偏振分量之三個射線 12a、b、c實際地穿過光束塑形裝置】而不體驗一折射率梯 度。因此，此等射線12a-c中任一者在穿過[(：層2期間均不 顯著改變其方向。 代表在分子（異常射線）之長軸平面内偏振之光之其他偏 振分量一射線13a、b、c另一方面體驗一折射率梯度，且 因此如圖lc中所示意性地指示而折射。 結果，一非偏振光束7中最大為5〇%之光可由圖丨中之 光束塑形裝置1控制。 在下圖中’將參照圖2_4來闞述三個例示性光束塑形裝 置/配置。 參照圖2闡述一第一例示性光束塑形配置2 〇，其係一顯 示如結合圖la-c所述配置成一具有—光學構件之堆叠結構 (以一夾於二者之間的阻滯板23之形式)之第一 η及第二η 光束塑形裝置之剖面圖。 134145.doc •16· 200923417 此外，3個非偏振光射線243^將接續光束塑形配置2〇。 如結合圖^所述，異常射線將受第一光束塑形裝置以影 響，且正常射線將穿過此光束塑.形裝置幻而不受影響。隨 正常射線穿過阻滯板23(其在本文中提供為一所謂^半波 板或一呈扭轉向列組態之LC聚合體），偏振方向旋轉9〇。1 因此，在進入第二光束塑形裝置22時，先前未受影響之 分量25a-c現在以與第二光束塑形裝置22之Lc分子27之長 軸相同之平面發生偏振，且將以與其他偏振分量26a、〇穿 過第一光束塑形裝置21時之相同方式發生偏轉。 因此，如圖2中示意性圖解說明穿過光束塑形配置2〇之 所有非偏振光均可由光束塑形配置2〇控制。 在上述實例中，闡述具有一正的介電各向導性之LC分 子之行為。然而，應注意，亦可能使用具有負的介電各向 導性之LC分子。於彼情形中，射線24a-c將以一與上述所 述相比之相反方向發生偏轉。 應注意’在當前圖解說明之實例中，已忽視在基板與 LC層之間的介面處發生之偏轉以簡化說明。 參照圖3 ’現將闡述一第二例示性光束塑形配置3 〇。 在圖3中，第一31及第二32光束塑形裝置顯示為一堆疊 結構。以堆疊結構之自底至頂之次序，第一光束塑形裝置 31具有一第一基板33，其上提供有一第一電極層（未顯 示）、一絕緣層（未顯示）、一第二電極層35、一 LC層36及 一第二基板37。在當前圖解說明之實施例中，第一光束塑 形裝置31之第二基板37亦為第二光束塑形裝置32之第一基 134145.doc 200923417 板°明顯地’此共用基板38可替代地提供為兩個單駭 板。第二光束塑形裝置32進一步提供有第—（未顯$ 二4〇電極’其二者之間具有一絕緣層(未顯示），且亦具有 一 LC層38及一第二基板39。 如圖3中可見，光束塑形配置3()之第二電極心及㈣ 之每一者均分別具有兩組導體線42a_b&44a_b。第一電極 層可係無圖案化電極層’但可替代地提供為圖案化電極 層。 °

在每一組42a-b及44a-b内，導體線彼此基本平行且兩 組42a-b及44a-b提供有一彼此約為45。之角度。 此外，光束塑形裝置31、32以其中第一光束塑形裝置31 之電極35與第二光束塑形裝置32之電極㈣直之方式彼此 相關配置。 透過此光束塑形配置3〇,-人射準直光束可對稱地且利 用入射光之兩個偏振分量來成型。 參照圖4 1闡述一第三例示性光束塑形裝置/配置5〇， 其在第一3及第二4光學透明基板之間以自底至頂之次序包 括一第一電極層51、一絕緣層7、一第二電極層52、—第 二絕緣層8、一第三電極層53及一匕(：層2之堆疊結構。 如圖4中圖解說明，第一電極層幻未結構化，而第二^ 及第三53電極層中之每一者皆包含實質上平行之導體線。 於第一電極層53内之導體線57與包含於第二電極層52 内之導體線56垂直。透過此組態，可藉由在不同電極層之 間以各種方式施加電壓來改變光束形狀特徵。舉例而言， 134l45.doc -18- 200923417 電壓可施加於電極層53與電極層52之間而非電極層^與_ 極層53之間’以改變光電元件之光束形狀特徵。 ” μ 參照圖5，現將闡述另一例示性光束塑形裝置，其 同於圖la所示實施例之處在於：第二基板4類似於第二$ 板3提供有第一61及第二62電極層，其二者由—絕緣層〇 分隔。如圖5中圖解說明設置於第二基板4上之第二電^層 62包括導體線64 ,其與包含於提供在第一基板3上之第二 電極層6内之導體線65基本垂直。 一 於此組態中，入射非偏振光之兩個偏振分量均在一單個 單几中丈影響。針對圖5中顯示之光束塑形裝置組態，液 晶分子之初始豎直配向乃較佳。當在液晶層任—側I之第 -與第二電極層之間施加一電壓時，液晶分子以使得第一 偏振分量由第-基板側上之液晶分子影響且第二偏振分量 (與第-偏振分量正交）由第二基板側上之液晶分子影變之 方式傾斜。 /曰 :圖U、3及5中圖解說明之電極組態外，許多其他電極 組悲亦有可能’且可有利地相依於特定應用。此種額外電 極.、且1、之夕1；實例係示意性地圖冑說明於圖6中。 應注意，圖6中圖解說明之變化形式僅代表實例，且許 多其他變化形式對熟習此項技術者顯而易見。 熟習此項技術者應瞭解，本發明絕不限於該等較佳實施 一 “列而5 ’跨越該等電極施加之電場可有利地透過施 ::具有—大於1〇〇出頻率之交變電壓以克服充電效應而 又侍Φ可能使用—組合有動態矩陣定址之像素化單元。 134145.doc 19 200923417 此外可將欲塑形之光之光束傾斜地入射於該光束塑形裝 置上。 模擬結果 參照圖7a-b ’其係圖解說明基於本發明之實施例由液晶 GRIN(梯度因數）分子系統產生之角度光分佈之圖示，現將 提供所實施之某些該等模擬之簡要說明。在所有圖示中， 已將強度規範化以圖解說明角度分佈。此外，在該等曲線 中，已省略僅稍微劃分之光束以改進對經更多劃分之光束 之領悟。 在圖7a中圖解說明基於圖丨所示電極結構由液晶⑽n 刀：系 '充產生之角度光分佈。該圖示指示用於此系統之角 度光分佈，如圖7at圖解說明針對+/_5 ν_之曲線71、圖 7a中圖解說明針對+/_ 1〇 Vrms之曲線72、圖、中圖解說明 針對仏15 Vrms之曲線73及圓7a中圖解說明針對仏2〇 ν·之曲線7[此等圖示顯示可達成一均勾角度分佈。針 對+/-20Vrms之所施加電壓，角度範圍為2χ5〇〇。 在圖7b中’圖解說明基於—電極結構由液晶g議分子 系統產生之角度光分佈’其中第一及第二電極層具有相同 之電極圖案，包括實質上平行之導體線。 用於該模擬中導致圖7b所示圖表之單元之特徵如下： 電極寬度：2 m 電極間隔：3 μηι 絕緣層厚度：400 nm 如圖7b中圖解說 該圖示指示用於此系統之角度光分佈 134M5.doc -20- 200923417 明針對+/-1 〇 vrms之曲線8 1及如圖7b中圖解說明針對+/-20 Vrms之曲線82。此等圖示顯示可實現一均勻角度分 佈。針對+/- 20 Vrms之所施加電壓，角度範圍為2x40。。 【圖式簡單說明】 現將參照顯示本發明當前較佳實施例之附圖更詳細地闡 述本發明之此等及其他態樣，其中： 圊1 a係一根據本發明一個實施例之例示性光束塑形裝置 之分解透視圖； 圖1 b係一圖1 a所示光束塑形裝置沿線A_ a，之剖面圖，其 中未跨越該等電極施加電壓； 圖係一圖13所示光束塑形裝置沿線A_A，之剖面圖，其 中跨越該等電極施加一電壓V; 圖2係一第一光束塑形配置之刮面圖，其中在兩個光束 塑形裝置之間夾有一阻滯板； 圖3係一包括兩個光束塑形裝置之第二光束塑形配置之 透視圖，該兩個光束塑形裝置具有配置成一堆疊結構之互 補電極； 圖4係一示意性地圖解說明根據本發明一個實施例之另 一例示性光束塑形裝置之分解透視圖； 圖5係一示意性地圖解說明根據本發明一個實施例之另 一例示性光束塑形裝置之分解透視圖； 圖6顯示各種例示性電極組態；及 圖7a-b係圖解說明根據本發明—個實施例執行於一光 塑形裝置上之理論計算之圖示。 134145.doc 200923417

【主要元件符號說明】 1 光束塑形裝置 2 液晶層 3 第一基板 4 第二基板 5 第一電極層 6 第二電極層 7 絕緣層 1 Oa-c 液晶分子 1 1 a-c 射線 1 2a-c 射線 1 3 a-c 射線 14 導體線 15 電極開口 20 光束塑形配置 21 第一光束塑形裝置 22 第二光束塑形裝置 23 阻滯板 24a-c 非偏振光射線 27 LC分子 30 第二光束塑形配置 3 1 第一光束塑形裝置 32 第二光束塑形裝置 33 第一基板 134145.doc -22- 200923417 35 第二電極層 36 LC層 37 第二基板 38 共用基板 39 第二基板 40 第二電極 42a-b 導體線 44a-b 導體線 50 第三光束塑形裝置/配置 51 第一電極層 52 第二電極層 53 第三電極層 56 導體線 57 導體線 60 光束塑形裝置 61 第一電極層 62 第二電極層 63 絕緣層 64 導體線 65 導體線 71 曲線 72 曲線 73 曲線 74 曲線 134145.doc ·23· 200923417 81 曲線 82 曲線 V 電壓 ί. 134145.doc -24-

Claims (1)

1. 200923417 十、申請專利範圍： 1. 一種光束塑形裝置（1、50、60)，其包括第一（3)及第二 (4)基板、一夾於該等基板之間的液晶層（2)、及一設置 於該第一基板（3)面對該液晶層（2)之一側上之第一電極 層（5、51)，該光束塑形裝置在各光束塑形狀態之間玎 控’每一光束塑形狀態皆許可光穿過該光束塑形裝置， 其中該光束塑形裝置進一步包括一覆蓋該第一電極層 (5、5 1)之絕緣層（7) ’及一設置於該絕緣層頂端上之第 f ' 二電極層（6、53)，該第二電極層（6、53)包括一曝露該 絕緣層（7)—部分之導體圖案，且其中該光束塑形裝置係 以如下方式組態：在該第一（5、5丨）與第二電極層（6、 53)之間施加一電壓（v)致使包括於該液晶層（2)對應於該 絕緣層之該曝露部分之一部分中之液晶分子在一與該浪 晶層垂直之平面内傾斜，從而產生一局部折射率梯度， 藉此使穿過該光束塑形裝置之光能夠塑形成一光束（8)。 2·如請求^之光束塑形裝置（1、5〇、6〇)，其中包括於該 J 第二電極層（6、53)中之該導體圖案包含複數個相互間隔 開之導體（65、57)。 3.如請求項2之光束塑形裝置（1、5〇、6〇)，其中該等相立 間隔開之導體（65、57)係提供為實f 4·如請求項3之光束塑形裝置(1、5。、6。)，其中導該體:二電 極層（35、40)包括一第一部分（42a、44a)，其中實質上爭 行之導體線具有一第一主要延伸方向，及—第二部分 (42b、44b)’其中實質上平行之導體線具有一不同於該 134145.doc 200923417 第主要延伸方向之第 5. 6.

   8. 9. L〇 ^ 土脊延伸方向。 如則迷請求項中任一喑龙招 60)，其 β求項之光束塑形裝置（1、5〇、 如請求項;1?Γ(2)在不經受一電場時係置直配 60)，其*… 請求項之光束塑形裝置（1、50、 經受一千面早軸配向以使得在不 电野時包括於該液晶層内 體線垂直。 0層内之液曰曰为子與一毗鄰導 50、 開之 、、項I至4中任一請求項之光束塑形裝置〇、 、中該第一電極層包括一包含複數個相互間隔 導體之導體圖案。 ::月求項1至4中任-請求項之光束塑形裝置(50)，其進 步包括一設置於該第—（5丨）與第二（53)電極層之間的 第三電極層（52),該第三電極層（52)包含一具有複數個 相互間隔開之導體（56)之導體圖案。 如β求項1至4中任一請求項之光束塑形裝置（60)，其中 該第二基板（4)在其面對該液晶層（2)之一側上提供有第 一（61)及第二（62)電極層及一夾於該等電極層之間的絕 緣層（63)，該第二電極層（62)經配置而比該第—電極層 (61)更接近該液晶層（2)。 10.如請求項9之光束塑形裝置（6〇)，其中設置於該第一基板 (3)上之該第二電極層包括複數個相互間隔開且實質 上平行之導體線（65)，且設置於該第二基板（4)上之該第 二電極層（62)包括複數個相互間隔開且實質上平行之導 體線（64) ’其與設置於該第一基板（3)上之該第二電極層 134145.doc 200923417 (6)之該等導體線（65)實質上垂直。 U.—種光束塑形配置（2〇、3〇)，其包括配置成一堆疊結構 的如凊求項1至4中任一項之第一（21、31)及第二（22、 32)光束塑形裝置。 12.如請求項U之光束塑形配置（30)，其中該第一（31)及第 一 02)光束塑形裝置之每一者皆在其相應之第二電極層 (35、40)中包括複數個實質上平行之導體線（42&吨、44心 b) ’且其中該第一（31)及第二（32)光束塑形裝置係以如下 方式彼此相對配置：使該第一光束塑形裝置（31)之該等 實質上平行之導體線（42a_b)與該第二光束塑形裝置（32) 之該等實質上平行之導體線（44a-b)大致垂直。 13·如請求項11之光束塑形配置（2〇)，其進一步包括一配置 於該第一（21)與第二（22)光束塑形裝置之間且適於改變 一穿過該光束塑形配置之光束之偏振狀態之光學構件 (23)。 14· 一種光輸出裝置，其包括如請求項丨至4中任一請求項之 光束塑形裝置及一光源，該光源經配置以使得由該光源 發射之光束穿過該光束塑形裝置。 134145.doc