衍射式显示器制造技术

公开了一种适于呈现图形显示的衍射式显示器。一实施例包括由永久磁铁（１２０）或相关元件托持的全息衍射图案（１００），以及可以电气方式供能的线圈或导体（１６０），其可供以能量而用于使磁铁移动。全息衍射图案围绕一枢轴（１４０）的转动可利用来自全息衍射光栅的衍射光线生成一种显像。另一实施例包括一带小平面的可转动元件（ＦＲＥ），其具有一列小平面，他们各自支承一衍射光栅，还包括能源，其可以供能而用于使ＦＲＥ从静置点转动到观察点。ＦＲＥ的转动可由衍射光线产生一种显像。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及对于一种衍射显示器(反射式或透射式)的一项改进，其中每一象素通过一种新型的衍射技术可呈现出全范围的衍射波长(即全范围的颜色)。
技术介绍
本
充满了采用比如双压电晶片器件，或简言之，双压电晶片，或者对等器件的各种图形显示器的建议。双压电晶片是一种装置，其由两条压电薄膜制成，后者紧固在一起并具有各电极，允许适当极性的各电场施加于薄膜以导致产生电致伸缩效应。这样的电致伸缩效应可以是一种平面内伸张或收缩，或者薄膜的一端当相反一端被固紧时的一种向平面外的挠曲。美国专利第4,331,972号提出一种光阀，包括一对透明材料的器件，各自包括一具有以平行光栅谱线彼此面对的光线周期性的衍射光栅。这种光阀在此专利中称作一种双栅。光线通过双栅的传输将取决于此对光栅在垂直于各光栅谱线的方向上的相对位置。各光栅之一可以压印在一聚偏二氟乙烯双压电晶薄膜上并由一施加于后者之上的电压使之移动。然后，回应于一电信号，一条可以相对于另一条移动以控制零衍射或从无透射到全透射的光线透射，或任何所需的中间透射。三个不同的叠置双栅光阀用于获得为一彩色显示器所需的三种不同的颜色，即蓝绿色、深红色和黄色。美国专利第5,067,829号提议通过使各光束穿过透光弹性材料来引导各光束，这些材料在施加一电压下被弯曲，而这种弯曲或变形可导致光束贯穿各透光层表面的角度变化。美国专利第5,052,777号采用一种双压电晶片作为一光闸而让行和阻止通过它耦联的光线。这种光闸允许光线，诸如通过各光纤传输的光线，通过各双压电晶片光阀被耦联于一观察者用于生成图形显示。美国专利第4,274,101号披露了一种激光记录器，采用一种压电双晶片聚焦长度振动器。美国专利第5,126,836号建议一种电视显示器，其中一白色光源把一光束发射到许多分光镜上，后者把光束分解为三束原色；然后把这些原色光束反射到可以是压电晶体的、三个可变形的反射表面上，后者再把各光束反射而通过一非反射性表面上的各槽缝，从而调制各光束的密度。美国专利第4,415,228号还建议双压电晶片光阀，如美国专利第4,234,245号所作。另外一些建议包括Sfein等人的“一种基于可切换的零阶衍射光栅各光阀的显示器”(“A Display Based on Saifchable Zero Order Diffraction GratingLight Valves”，Advances in Dispeay Technology V，SPI vol.526，105-112(1985))，此文提出一种平板显示器，采用一系列以一局部准直的光源予以背后照射的谱线可寻址光阀。显示器的基本象素器件是一基于通过两个对正的传输相光栅而形成的零阶衍射的光学切换器。光的传输通过以机械方式使一个光栅相对于另一个光栅移动一半光栅而予以调制。一双压电晶片用于这一目的。最后，另一建议的依据是Gale等人的“用于显示目的的衍射式扩散器”(“Diffractive Diffusers for Display Application”，Current Developments inOptical Engineering and Diffraction Phenomena，SPIE vol.679，165-168(1986)，此文提出用于显示目的的衍射式光学扩散器，其中扩散器可以用激光束书写技术制作出来。前述各种技术在某种程度上起到提供图形显示的作用；不过，一种用于形成这种显示的更为改进的技术公开在Odhner等人的美国专利第5,613,022号之中，此专利发布在1997年3月18日，题为“利用反射或透射光线生成单一象素全色功能的衍射式显示器和衍射方法”(“DiffractiveDisplay and Method Utilizing Reflective or Transmissive Light Yielding SinglePixel Full color Capability”。通过移动一衍射光栅，这一技术可以用以产生图形显示，显示器的每一象素都能够是全色的。一扩散面板或图像表面可以由象素照射而用于加强观察者对显示器的观测。虽然这一衍射技术代表了图形显示器领域中的一项进展，但在本
中仍然存在对于实施这种作法的另外一些途径的实际需要，以便使这种衍射式显示器经济而又实用，特别是在大量生产的时候。
技术实现思路
本专利技术的目的在于改进一种适合于显示图形等的衍射显示器。概略地说，一项新款的实施例是由一磁铁或元件托持的全息衍射图案以及一以磁性方式耦联于所述磁铁的可以电气方式供能的线圈来完成的，后者可以供能以便移动磁铁。全息衍射图案的转动可利用来自全息衍射光栅的衍射光线生成显示。另一新颖的实施例是由带小平面的可转动器件(FRE)和可供能以便把FRE从一静置点转动到一观察点的光源予以完成的，FRE具有一列各自支承一衍射光栅的小平面。FRE的转动可利用来自各衍射光栅的衍射光线生成显示。FRE的一种构型是一基本上平面的圆形板件，围绕其周边具有许多立柱，每一立柱支承一衍射光栅。不过，另外优选地是，任何一组各自具有不同间距的衍射光栅，优选地是全息衍射光栅形式，可以沿着板件的表面设置。可以采用其他一些构型，由于其质量减小，可增大转动速度并减小加速和减速周期以使每一象素能够迅速地在各种颜色之间变换。FRE的转动可以通过使用比如一步进马达或直线致动器予以实现。附图说明为了比较完整地了解本专利技术的各种方案和优点，可以参照以下结合附图所作的说明，附图中图1是采用经过改进的转动磁铁和固定的可供能线圈的实施例的一象素的俯视图；图2A-2C表明磁铁从初始位置转动到两个不同的位置；图3是图1象素的侧视图，表明一磁铁和线圈连接于一印刷电路板；图4A-4E示出用于固定磁铁和衍射光栅的多种方法；图5表明光线由带小平面转动器件(FRE)从光源衍射到目视点的局部视图； 图6A-6E表明许多FRE结构，各自由支承部分和带小平面的表面部分构成；图7是与几种传统显示器件相结合的一种FRE的透视图；图8A是连接于步进马达的FRE的透视图；图8B和8C是连接于直线致动器的FRE的透视图；图9A是具有单独衍射光栅的FRE的透视图；图9B是图9A的FRE从初始位置转动到第二位置的透视图；以及图9C是图9A的FRE从初始位置转动到第三位置的透视图。具体实施例方式一种独特的用于制作图像显示器的方法在1997年3月18日颁发的、Odhner等人题为“采用反射或透射光线产生单象素全色功能的衍射显示器和方法”的美国专利第5,613,022号(此后称之为“‘022专利”)之中公开。利用这一技术，由电动或磁动薄膜携带的衍射光栅连接于可为薄膜运动供能的能源。此衍射光栅在被宽带源以特定角度照射时会衍射特定的颜色。携带衍射光栅的薄膜的运动会改变入射光线相对衍射光栅的角度。这将导致以给定角度衍射的光束改变其波长。对于宽带可见光源(虽然本专利技术同等适用于紫外(或UV)和红外波长的能量)，有可能作为衍射光栅的转动的函数而导致一象素可反射多种颜色，尤其是红色、绿色和蓝色。为了获得颜色均匀性和宽大视野，此光栅应当是比如磨砂玻璃、摄影照片等的一种全息图。经过衍射的颜色由以下光栅方程确定λ＝d(sinι+xinδ)本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种包括承载衍射光栅全息图案的元件的显示器，该元件联接于可为所述元件的运动而供能的能源，其中所述全息图案由所述元件的运动而移动，而且所述全息图案的移动可衍射入射在所述全息图案上的能量以从所述全息图案中产生不同选定的衍射能量，此显示器的改进之处包括：所述元件包含一磁性部件和所述全息图案并具有一枢转支点；以及所述能源相对于所述元件是固定的并包括以磁性方式耦联于所述磁性部件的一个或多个可以电气方式供能的线圈，所述能源是可以供能的以使承载所述全息图案的所述元件围绕所述枢转支点 转动。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：杰斐逊E奥德纳，唐纳德L卡伦，肯G沃森，詹姆斯E德沃斯基，
申请(专利权)人：拉科奥夫显示器公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]