專利名稱：光學元件、光學設備、移動信息終端及制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種可以在其中改變視角的光學元件、一種光學設備、一種移動信息終端和一種用作光學元件的微隔柵(microlouver)的制造方法。
背景技術：
近年來，隨著技術進步，可以從寬角度觀看的液晶顯示設備已進入了實際使用中。此外，具有液晶顯示設備的移動信息終端不斷變得更加普遍。在這種移動信息終端中，當與別人共享和觀看獲取的信息時，需要較寬視角。但是，在移動信息終端的應用中，可能存在屏幕不得被別人觀看的情況。因此，需要具備能夠根據服務狀況選擇寬視角或窄視角的能力。
滿足上述需要的LCD是薄膜形式的微隔柵(微透鏡片)，并按照日本未審公開專利申請No.10-197844(段0035)和Convertech(vol.32，no.6，pp.6-7，2004)中的描述，將微隔柵層壓(laminate)到顯示屏幕上。日本未審公開專利申請No.10-197844描述了一種方法，其中只有在使用寬視角時才在顯示屏幕上安裝能夠加寬視角的微隔柵，而當使用窄視角時，則移走微透鏡片。
如圖1中所示，將微隔柵32層壓到顯示板29上。傳統(tǒng)的微隔柵具有以規(guī)則間隔交替地放置在薄膜表面中的吸光層和透明層。在吸光層沿屏幕的垂直方向延展的特定情況下，減少了沿屏幕水平方向的發(fā)光。因此，位于屏幕水平方向的人不能觀看屏幕上的信息。
但是，日本未審公開專利申請No.10-197844中描述的顯示設備有以下問題。如上所述，微隔柵具有薄膜表面上的恒定間隔的吸光層和透明層的交替結構。相反，當將具有恒定像素間距的薄顯示器用作顯示設備時，由于微隔柵的恒定間隔與薄顯示器的像素間距之間的干涉，會發(fā)生稱作“莫爾條紋”(Moire fringes)的現象。
參考圖2描述這種現象。因為微隔柵具有以恒定周期放置的吸光層30和透明層31，所以微隔柵具有如圖2左下部分所示的空間排列。圖2的中下部分描述空間頻率方面的空間排列。具體地，因為微隔柵具有沿單一方向的重復周期，所以在圖2的中下部分中所示的空間頻率內觀察到規(guī)則的波峰排列。波峰排列坐標與矢量Pl的整數倍的位置對應。另外，矢量Pl的幅度等于微隔柵周期L的倒數。
薄顯示器的示例包括液晶顯示設備、有機EL顯示器和等離子體顯示器。用以規(guī)則的空間間隔排列的像素33配置這些顯示器。因此，如圖2的中上部所示，顯示器在空間頻率方面具有規(guī)則的二維波峰。矢量Px和Py的整數倍的位置n·Px+m·Py表達這些波峰的坐標。
圖2的右邊部分示出如上所述地重疊微隔柵和薄顯示器的結果。每個波峰的位置等于Pl、Px和Py的整數倍l·Pl+n·Px+m·Py。在三個整數的組合之中，具有l(wèi)·Pl+n·Px+m·Py的最短長度的整數具有最大周期。例如，明顯地，圖2的右邊部分中的Pl-Px是離原點的最短距離，并且周期是長周期。
如上所述，通過重疊微隔柵和像素間距來產生長周期結構。這就是所知的莫爾條紋(Moire stripes)。
在日本未審公開專利申請No.10-197844的液晶顯示設備中同樣發(fā)生上述狀況。當PDLC層處于散射狀態(tài)時，PDLC層的散射掩蓋了微隔柵周期與顯示屏幕的像素間距之間的干涉，所以無法注意到莫爾條紋。但是，當PDLC層在透明狀態(tài)時，產生了兩者之間的干涉，并可以注意到莫爾條紋。
如上所述的莫爾條紋不限于微隔柵，而是在周期結構之間普遍觀察到的現象。例如，在針對液晶顯示設備的背光中廣泛使用的是，在其中用棱鏡片來改善前表面亮度的結構。棱鏡片具有規(guī)則的棱鏡行。因此，當重疊棱鏡行和液晶顯示板時，產生相似的莫爾條紋。為了避免這種情況，通常在棱鏡片與液晶顯示板之間插入漫射板(漫射體)。正是由于這個原因，漫射板典型地削弱了改善前表面亮度的效果。
下述問題也發(fā)生在液晶投影儀中。形成液晶投影儀圖像的液晶燈泡通常具有規(guī)則的間距。將由液晶燈泡投影的顯示光投影到屏幕上。在這種情況下，給定屏幕表面幾何結構，來控制顯示光的漫射方向。當幾何結構采用周期排列時，在液晶燈泡的像素間距處產生莫爾條紋。
如上所述，莫爾條紋是具有固定像素間距的顯示信息體中的普遍問題現象。
考慮上述內容，日本未審公開專利申請No.2001-51125(段0009)公開一種用于液晶顯示設備的背光，其中在保持與入射光端面部分平行的同時，在導光板的前或后表面上并行或串行地放置凸出或凹進的點。通過將從入射光端面部分到第一串行或并行放置的點的距離除以1.5到1.8的平方根，以及將緊接在前的間隔距離除以1.5到1.8的平方根的過程，來獲得串行或并行間隔。從而，可以防止發(fā)光線(luminescent line)。
日本未審公開專利申請No.2004-252329(摘要)公開一種用于反射液晶顯示設備的反射板，其中在反射層的表面上形成包括多個凹面的凹凸表面，并隨機放置凹面和凸面組，從而防止莫爾條紋的發(fā)生。
日本未審公開專利申請No.2005-38746(段0007和0008)公開一種背光，其中在導光體與液晶板之間放置出射光控制板，并在整個出射光控制板上以隨機間隔放置多個凸面，從而在來自光源的光入射到導光體的側表面，并且來自導光體表面的出射平面的平面光入射到放置在導光板上面的液晶板時，防止莫爾條紋的發(fā)生。
在日本未審公開專利申請No.2001-51125、No.2004-252329和No.2005-38746中公開的發(fā)明防止莫爾條紋，但是它們代表用于防止由從背光到液晶板的入射光，或由從反射液晶顯示設備的反射層到液晶層的入射光產生的莫爾條紋。這些現有技術沒有防止如本發(fā)明中的由于提供改變視角的微隔柵而產生的莫爾條紋。當將這種現有技術應用于微隔柵時，不能實現本發(fā)明的目的。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種能夠防止由控制視角的光學元件之間的干涉而引起的莫爾條紋，以及提供一種光學設備、一種移動信息終端和一種用于制造微隔柵的方法。
根據本發(fā)明第一方面的光學元件包括控光層，其中將吸光層和透明層層壓在一起，作為基本單元；多個基本單元，包括具有不同層厚度或光學常數的多種控光層，沿層厚度的方向放置；以及前和后表面，沿與層厚度方向正交的方向放置，并用作光入射和出射平面，其中根據序列產生規(guī)則確定多個基本單元的排列模式。
根據本發(fā)明第二方面的光學元件包括控光層，其中將吸光層和透明層層壓在一起，作為基本單元；多個基本單元，包括具有不同層厚度或光學常數的多種控光層，沿層厚度的方向放置；以及前和后表面，沿與層厚度方向正交的方向放置，并用作光入射和出射平面，其中根據隨機數確定多個基本單元的排列模式。
根據本發(fā)明第三方面的光學元件包括控光部分，包括由吸光層和透明層組成的二維形狀，作為基本單元；多個基本單元，包括具有不同層尺寸或光學常數的多種控光部分，根據非周期二維補白(filler)算法，排列在與二維形狀正交的平坦表面上；以及前和后表面，沿與平坦表面平行的方向放置，并用作光入射和出射平面。
例如，這些光學元件是微隔柵。
通過層壓上述非周期光學元件中的任何一種和具有周期控光層或控光部分的光學元件，獲得根據本發(fā)明第四方面的光學設備。
根據本發(fā)明第五方面的光學設備包括上述非周期光學元件中的任何一種和具有周期像素結構的空間光調制器，在空間光調制器中，將光學元件層壓在一起。
根據本發(fā)明第六方面的光學設備包括光學屏幕，該光學屏幕包括上述非周期光學元件中的任何一種和具有周期像素結構的空間光調制器，其中將所發(fā)出的光投射到光學屏幕。
在根據本發(fā)明第七方面的光學設備中，在上述微隔柵和具有周期像素結構的空間光調制器之間插入透明/散射切換元件。
在根據本發(fā)明第八方面的移動信息終端中，安裝上述光學設備中的任何一種。
根據本發(fā)明第九方面的制造微隔柵的方法包括形成作為基本單元的控光層，其中將吸光層和透明層層壓在一起；沿其層厚度的方向，以根據序列產生規(guī)則確定的排列模式，層壓多個基本單元以形成塊體，每個基本單元包括具有不同層厚度的多種控光層；以及通過將塊體沿與層厚度方向正交的方向切片，使薄膜更薄。
根據本發(fā)明第十方面的制造微隔柵的方法包括形成作為基本單元的控光層，其中將吸光層和透明層層壓在一起；沿其層厚度的方向，以根據隨機數確定的排列模式，層壓多個基本單元以形成塊體，每個基本單元包括具有不同層厚度的多種控光層；以及通過將塊體沿與層厚度方向正交的方向切片，使薄膜更薄。
在本發(fā)明的光學元件和其中安裝了光學元件的光學設備中，將控光層用作在其中將吸光層和透明層層壓在一起的基本單元，沿基本單元的層厚度方向放置包括具有不同層厚度或光學常數的多種控光層多個基本單元，并且根據序列產生規(guī)則確定或根據隨機數確定多個基本單元的排列模式。所以，控光層可以防止莫爾條紋，并使視角變窄。例如，當吸光層沿垂直方向延展時，可以減少沿水平方向的發(fā)光，從而可以阻止位于水平方向的人觀看屏幕信息。


圖1是具備根據本發(fā)明第一實施例的光學元件(微隔柵)的顯示設備圖；圖2是描述現有技術中莫爾條紋發(fā)生的圖；圖3A到3D是示出本發(fā)明第一實施例的微隔柵的制造步驟的順序的圖；圖4是示出本發(fā)明第一實施例中基本單元的排列模式的示意平面圖；圖5是示出另一光學元件的基本單元的排列方法的示意平面圖；圖6是描述光學元件效果的空間頻率圖；圖7是光學設備的示意圖，其中將本發(fā)明的光學元件與具有恒定周期的光學元件相組合；
圖8是光學設備的示意圖，其中將本發(fā)明的光學元件與具有恒定周期的光學元件相組合；圖9是另一光學元件的基本單元的排列方法的示意平面圖；圖10是另一光學元件的基本單元的排列方法的示意平面圖；圖11是另一光學元件的基本單元的排列方法的示意平面圖；圖12是另一光學元件的基本單元的排列方法的示意平面圖；圖13是另一光學元件的基本單元的排列方法的示意平面圖；圖14是另一光學元件的平面圖，其中將包括二維吸光層與透明層的控光部分用作基本單元；圖15是另一光學元件的平面圖，其中將包括二維吸光層與透明層的控光部分用作基本單元；圖16是示出根據本發(fā)明另一實施例的光學設備的圖；圖17是示出根據本發(fā)明另一實施例的光學設備的橫截面圖。
具體實施例方式
以下參考附圖詳細描述本發(fā)明上實施例。圖1是本發(fā)明第一實施例中安裝在顯示板29上的微隔柵32的圖。配置本發(fā)明的微隔柵32，從而以不規(guī)則和交替的形式放置吸光層和透明層。
圖3A到3D是示出制造微隔柵的方法的圖。首先，如圖3A所示，準備多個兩種類型的控光層40，其中將吸光層30層壓在透明層31上?；締卧狶的控光層40具有厚度為A的吸光層30和厚度為B的透明層31?；締卧猄的控光層40具有厚度為A的吸光層30和厚度為C(C≠B)的透明層31。
如圖3B所示，以序列產生規(guī)則產生的模式，層壓基本單元L和S的控光層40。根據稍后描述的方程6中所示的序列，按照LSLLSLSL的順序層壓基本單元L和S。此后加熱并熔合層壓板，以形成層壓板塊。如圖3C中所示，通過將塊沿控光層40的層厚度方向切片，來獲得如圖3D所示的片狀的微隔柵32。在微隔柵32中，沿控光層40的層厚度方向切片的前或背表面是光入射表面，其它表面是光出射表面。換言之，沿與控光層40的層厚度方向正交的方向對準已切片的表面；微隔柵32的已切片的前或背表面是光入射表面；并且另一表面是光出射表面。在微隔柵32中，可以通過調整切片厚度來調整沿限光方向的光線角度。也可以從基本單元L和基本單元S的總數估計光線角度。
以上述方式制造的片狀微隔柵32具有如圖4所示的結構。因為在基本單元L和S中透明層的厚度不同，所以基本單元的厚度不同。如圖2所示，將微隔柵32層壓在液晶顯示器29上。在液晶顯示板29中，沿行和列方向等間隔地(即，以網格形式)排列像素。當在圖中沿垂直方向對準吸光層時，可以控制圖中水平方向上的視角范圍。此外，因為微隔柵32形成于包括具有不同厚度的吸光層30和透明層31的層壓體，所以液晶顯示板29的像素間距不會產生莫爾條紋。
以下描述的是根據本發(fā)明，對具有不同類型光學元件(微隔柵32)的基本單元進行層壓的模式。如圖5所示，在基板表面2上放置折射、吸收、反射入射光和對入射光具有其它影響的多個控光層1，并且每個控光層1包括兩種或更多種基本單元。在圖2中，將控光層1顯示為沿圖的垂直方向加長。但是，如下所述，不需要沿垂直方向加長該形狀。原理上，可以用兩種或更多種基本單元填充光學元件的基板表面。換言之，配置可以是簡單的二維排列?？梢圆煌叽绲窍嗤鈱W常數，或以不同光學常數但是相同尺寸配置基本單元。為了簡單起見，在參考圖5如下所述的情況中，光學常數相同但是尺寸不同，并且其中沿垂直方向加長基本單元。
圖5中L是最小基本單元的尺寸，并且基本單元的尺寸隨著自然數1L、2L、3L等增大。由光學元件的外部尺寸確定基本單元的最大尺寸nL所在的范圍。所以圖5中的光學元件包括n種基本單元。在這種情況下，如圖6所示，排列的空間頻率具有沿基本單元的排列方向對準的大量波峰。這些波峰的間隔不是恒定的。
當將如上所述配置的光學元件疊加在具有恒定周期的光學元件上時，如圖5所示，具有不規(guī)則間隔的波峰類似地出現在空間頻率中。在這種情況下，因為大量頻率出現在空間頻率原點附近的區(qū)域，所以觀察者同時看到大量波峰。因此，無法觀察到上述恒定間距的莫爾條紋。
如圖7所示，當在具有多個恒定周期的光學元件3和4之間放置圖5所示的具有不規(guī)則周期的光學元件5時，也可以獲得相同效果。此外，即使當改變疊加的順序，并按照圖8所示的順序放置具有不規(guī)則周期的光學元件5、具有恒定周期的光學元件4和具有恒定周期的光學元件3時，觀察者無法觀察到明顯的恒定周期，并可以消除莫爾條紋。
液晶顯示器的屏幕、有機EL顯示器、等離子體顯示器或者其它空間調制器包括大量隔離的像素。這些顯示器是薄顯示器，并經常與其它薄光學組件組合使用。例如，可以將液晶顯示器與背光組件和多種薄膜組件組合使用。當這些組件中存在具有恒定周期的結構時，由于與液晶顯示器像素周期的干涉，產生莫爾條紋?？梢酝ㄟ^包括本發(fā)明中所述的具有兩種或更多種基本單元的光學元件作為組件，來顯著地減少這種莫爾條紋。
另一方面，鑒于使光學元件的制造方便，構成光學元件的少量基本單元是優(yōu)選的。由于上述原因，以下將考慮減少圖5所示基本單元的數量。以下表達式給出了圖5所示的排列的總距離，其中nL是最大基本單元的尺寸。
1L+2L+3L+…nL＝(1/2)n(n+1)L當光學元件的外部尺寸為A時，得到下列方程1。
(1/2)n(n+1)L＝A如上所述，可以將整數n和基本單元的最小尺寸用作設計參數。在這種情況下，由外部尺寸的大小A確定整數n。因此，當使用較大外部尺寸時需要較大整數n。換言之，必須準備大量基本單元的尺寸。如果整數n足夠大，則可以從方程1推導出下列方程2中的近似表達。在下列表達式中，符號“～”指示近似表達。
n2～2(A/L)圖9中所示的排列也是可以實用的。排列是1L、2L、…、mL、(m-1)L、…、2L、1L。在這種情況下，方程3中表達了排列的總距離與光學元件的外部尺寸A之間的關系。
(1/2)m(m+1)L+(1/2)(m-1)mL＝A以相似的方式，可以將整數m和基本單元的最小尺寸用作設計參數。在這種情況下，如果整數m足夠大，則可以獲得下列方程4中的近似表達。
m2～(A/L)當根據以上所述比較方程2與4時，顯而易見，可以用更小的整數m制造相同外部尺寸A的光學元件。換言之，可以用更少種類的基本單元制造光學元件。
此外，在圖10所述的排列情況下，因為可以將小尺寸基本單元L、2L、3L等與大尺寸基本單元mL、(m-1)L、(m-2)L等組合，所以可以使光學元件的平面內的光學性能一致。
圖11中所示的排列也是可以的。該排列包括由L、mL、2L、(m-1)L、3L、(m-2)L等組成的基本單元的多個排列。圖10與11的比較表明圖11中基本單元的數量比圖10中的數量少。因此，圖11的排列模式可以由具有更少量基本單元的光學元件構成。
參考圖12的下述情況中，配置具有更少量的基本單元。在圖12中，使用兩種基本單元(L和S)。當配置基本單元時，用隨機數確定使用L還是S。例如，產生0到1之間的隨機數。當值小于0.5時，指定L，而當值等于或大于0.5時，指定S。例如，通過重復上述操作確定方程5中所示的序列。
LSSLLLSLSSL……根據該序列，可以圖12中所示方式構成光學元件。因此，因為可以獲得具有隨機排列的控光層的光學元件，所以不會產生如上所述的帶有明顯恒定周期的莫爾條紋。
L將出現在光學元件中的概率大約是0.5，并且S將出現在光學元件中的概率也大約是0.5。所以，在產生隨機數之后，可以通過指定基本單元來自由地設計平均光學性能。
此外，如圖13所示，基本單元A和B包括控光層，并可以用隨機數排列基本單元A和B。在圖13中，基本單元A和B分別是包括三個控光層L、M、S和三個控光層M、S、M的層壓板，即，A＝(L，M，S)，B＝(M，S，M)。因此，當用隨機數產生序列ABAA…時，最終獲得序列LMSMSMLMSLMS…。因此，可以獲得包括由三種控光層(即，L、M和S)組成的基本單元A和B的光學元件。
也可以使用除隨機數之外的另一指定基本單元的方法?？梢酝ㄟ^使用用于產生序列的斐波納契數列的算法獲得非周期序列。序列的第一次產生和第二次產生分別是{S}和{L}。使用替代規(guī)則L＝＞LS和S＝＞L獲得第三次產生和后續(xù)產生。因此，可以獲得圖6所示的每一代的序列。
S、L、LS、LSL、LSLLS、LSLLSLSL、……該序列被認為是非周期序列。在無限重復之后，L和S的產生頻率比是黃金比(1.68…)。
可以用方程6的算法生成圖4所示的光學元件。當使用該算法時，從方程6中顯而易見，連續(xù)重復部分只包含連續(xù)重復數LL，作為最大可能重復次數。例如，如方程5所示，當產生隨機數時，只產生一個例如LLL的連續(xù)重復。因此，可以認為通過使用序列發(fā)生方法能夠獲得更加一致的光學性能。
上述L和S作為基本單元?？梢援a生這些單元，使得如上所述，L＝{A，B，C}，以及S＝{B，C，B}。在這種情況下，可以最終獲得包括基本單元A、B和C的光學元件。
上述是沿單一方向的基本單元排列?？梢允褂脙蓚€片獲得其中沿一個方向排列基本單元的光學元件，使得單個方向相交叉。在這種情況下，可以借助兩個片獲得具有二維排列的光學元件。換言之，可以通過交叉和層壓兩對上述微隔柵，制造沿兩個方向工作的隔柵。在這種情況下，因為屏幕具有其中吸光層沿X方向延展的微隔柵層，以及其中吸光層沿與X方向正交的Y方向延展的微隔柵層，所以可以在屏幕的垂直和水平方向上限制視角范圍。在這種情況下，由液晶顯示板的像素間距引起的莫爾條紋也不會發(fā)生。
還可以使用非周期二維補白算法。如圖14和15中所示的稱作彭羅斯點陣(Penrose tile)的點陣圖案。在這種情況下，也可以在兩個方向上獲得非周期結構。在圖14和15中，可以用兩種圖案非周期性地填充二維空間。即使在使用上述二維補白算法時，也可以獲得上述光學元件提供的相同效果。在這種情況下，基本單元可以包括最小數量的兩種類型。如果基本單元較小，可以使光學元件平面內的光學性能一致。
圖16示出使用根據本發(fā)明實施例的光學設備的光學屏幕。例如，圖16示出配置，其中在光學屏幕6的基板上，沿單一方向排列具有兩種菲涅耳透鏡的基本單元7。通過使來自光源(未示出)的光通過液晶板9來形成顯示圖像，并借助投影透鏡8將顯示圖像投影到光學屏幕6上。顯示圖像具有由液晶板9確定的恒定像素間距，但是因為構成光學屏幕6的菲涅耳透鏡的基本單元7具有不規(guī)則間距，所以莫爾條紋不會發(fā)生。
圖17是根據本發(fā)明的另一實施例的半透明液晶顯示裝置的橫截面圖。在本實施例中，在背光光源16上放置微隔柵32，在微隔柵32上放置透明/散射切換元件20，并在透明/散射切換元件20上放置液晶顯示板21。背光光源16是側光，并在導光板18旁邊放置冷陰極管或另一光源17。從光源17到導光板18的入射光從導光板18的表面進入漫射板13。此外，通過棱鏡片19使來自漫射板13的光形成平面光，并由背光光源16發(fā)射。在側光的情況下，光源17附近的來自導光板18表面的光的分布特性與遠離光源17的來自導光板18表面的光的分布特性不同。因此，為了能夠使來自導光板18的光的分布特性一致，在導光板18上放置漫射板13。從而可以將背光光源作為均勻漫射光的平面光源來處理。此外，可以通過放置棱鏡片19來獲得在其中增強漫射光的方向性的光源。優(yōu)選地，在這種情況下使用具有規(guī)則周期的棱鏡片19。
在這種平面光源中的背光光源16的表面放置微隔柵32。根據上述序列產生規(guī)則制造微隔柵32。因此，微隔柵32具有如方程6中表達的LSLLSLSL…的內部基本單元排列。通過使用微隔柵32可以進一步增強光分布特性的方向性。借助上述微隔柵的設計參數，可以調整微隔柵32的光線角度范圍。
在微隔柵32上直接放置透明/散射切換元件20。透明/散射切換元件20具有分散聚合物液晶(PDLC)25，其中將液晶聚合物22分散在聚合物材料23中，通過覆蓋在分散聚合物液晶25的前和后表面上的透明電極25a，向分散聚合物液晶25施加電壓?？梢酝ㄟ^向分散聚合物液晶25施加電壓或不施加電壓，來選擇分散聚合物液晶25的透明狀態(tài)或散射狀態(tài)。
液晶顯示板21具有放置在兩個偏振片24之間的液晶層26，并在液晶層26中放置反射區(qū)27和透明區(qū)28。因此，液晶顯示板不局限于具有反射區(qū)27和透明區(qū)28的半透明液晶顯示板，還可以將透明液晶顯示板等用作液晶顯示板21。
在本實施例的液晶顯示裝置中，當透明/散射切換元件20處于散射狀態(tài)時，莫爾條紋或其它現象不會發(fā)生。但是，當透明/散射切換元件20處于透明狀態(tài)時，莫爾條紋通常傾向于發(fā)生在棱鏡片19與液晶顯示板21之間。但是，在本實施例中，根據上述序列產生規(guī)則生成微隔柵32，因為微隔柵32具有如方程6中表達的LSLLSLSL…的內部基本單元排列，所以莫爾條紋不會發(fā)生。因此，不論透明/散射切換元件20處于散射狀態(tài)還是透明狀態(tài)，莫爾條紋都不會發(fā)生在本實施例中。
通過微隔柵32之后，來自背光光源16的光具有準直光的分布特性。當微隔柵32的吸光層沿圖的垂直方向延展時，使通過微隔柵32的光在圖的水平方向上準直，在水平方向上準直的光進入微隔柵32上的PDLC 25?？梢詫DLC 25在透明狀態(tài)和散射狀態(tài)之間電切換。當PDLC 25處于透明狀態(tài)時，來自微隔柵32的準直光無散射地直接向前傳播，并進入液晶顯示板21。因此，顯示信息不會到達位于圖的水平方向上的觀察者，而只能在狹窄的視角范圍內看到顯示信息。
相反，當PDLC 25處于散射狀態(tài)時，來自微隔柵32的準直光被顯著地散射。因此，液晶顯示板21上產生的顯示信息可以分布在較寬的觀看范圍上。因此，位于圖的水平方向上的觀察者可以看到顯示信息。
因此，根據本實施例，可以通過向PDLC 25施加或不施加電壓來使視角變窄，可以阻止附近的人觀看顯示內容，并可以防止莫爾條紋的發(fā)生。
權利要求
1.一種光學元件，包括控光層，其中將吸光層和透明層層壓在一起，作為基本單元；多個基本單元，包括具有不同層厚度或光學常數的多種控光層，沿層厚度的方向放置；以及前和后表面，沿與所述層厚度方向正交的方向放置，并用作光入射和出射平面，其中根據序列產生規(guī)則確定所述多個基本單元的排列模式。
2.一種光學元件，包括控光層，其中將吸光層和透明層層壓在一起，作為基本單元；多個基本單元，包括具有不同層厚度或光學常數的多種控光層，沿層厚度的方向放置；以及前和后表面，沿與所述層厚度方向正交的方向放置，并用作光入射和出射平面，其中根據隨機數確定所述多個基本單元的排列模式。
3.一種光學元件，包括控光部分，包括由吸光層和透明層組成的二維形狀，作為基本單元；多個基本單元，包括具有不同尺寸或光學常數的多種控光部分，根據非周期二維補白算法，排列在與所述二維形狀正交的平坦表面上；以及前和后表面，沿與所述平坦表面平行的方向放置，并用作光入射和出射平面。
4.一種光學設備，其中將根據權利要求1到3之一所述的光學元件與具有非周期控光層或控光部分的光學元件層壓。
5.一種光學設備，包括根據權利要求1到3之一所述的光學元件；以及具有周期像素結構的空間光調制器，其中將光學元件層壓在一起。
6.一種光學設備，包括包括根據權利要求1到3之一所述的光學元件的光學屏幕；以及具有周期像素結構的空間光調制器，其中將所述空間光調制器發(fā)出的光投射到光學屏幕上。
7.一種光學設備，其中在根據權利要求1到3之一所述的光學元件的微隔柵和具有周期像素結構的空間光調制器之間插入透明/散射切換元件。
8.一種信息終端，其中在移動信息終端上安裝根據權利要求4所述的光學設備。
9.一種信息終端，其中在移動信息終端上安裝根據權利要求5所述的光學設備。
10.一種信息終端，其中在移動信息終端上安裝根據權利要求6所述的光學設備。
11.一種信息終端，其中在移動信息終端上安裝根據權利要求7所述的光學設備。
12.一種制造微隔柵的方法，包括形成作為基本單元的控光層，其中將吸光層和透明層層壓在一起；沿層厚度的方向，以根據序列產生規(guī)則確定的排列模式，層壓多個基本單元以形成塊體，每個基本單元包括具有不同層厚度的多種控光層；以及通過將塊體沿與所述層厚度方向正交的方向切片，使薄膜更薄。
13.一種制造微隔柵的方法，包括形成作為基本單元的控光層，其中將吸光層和透明層層壓在一起；沿其層厚度的方向，以根據隨機數確定的排列模式，層壓多個基本單元以形成塊體，每個基本單元包括具有不同層厚度的多種控光層；以及通過將塊體沿與所述層厚度方向正交的方向切片，使薄膜更薄。
全文摘要
一種微隔柵具有作為基本單元的控光層，在控光層中，將吸光層和透明層層壓在一起，并且將包括具有不同層厚度或光學常數的多種控光層的多個基本單元(L和S)沿基本單元的層厚度的方向放置。根據隨機數或序列產生規(guī)則確定基本單元(L和S)的排列模式。因此，在空間頻率方面，微隔柵具有大量頻率分量，從而防止了具有特定周期的、并通常由與其它光學元件的干涉引起的莫爾條紋的發(fā)生。
文檔編號G02F1/1333GK1908749SQ20061010095
公開日2007年2月7日 申請日期2006年8月2日 優(yōu)先權日2005年8月3日
發(fā)明者住吉研, 三村廣二 申請人:日本電氣株式會社, Nec液晶技術株式會社