光学元件、光学设备、移动信息终端及制造方法技术

一种微隔栅具有作为基本单元的控光层，在控光层中，将吸光层和透明层层压在一起，并且将包括具有不同层厚度或光学常数的多种控光层的多个基本单元（Ｌ和Ｓ）沿基本单元的层厚度的方向放置。根据随机数或序列产生规则确定基本单元（Ｌ和Ｓ）的排列模式。因此，在空间频率方面，微隔栅具有大量频率分量，从而防止了具有特定周期的、并通常由与其它光学元件的干涉引起的莫尔条纹的发生。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种可以在其中改变视角的光学元件、一种光学设备、一种移动信息终端和一种用作光学元件的微隔栅(microlouver)的制造方法。
技术介绍
近年来，随着技术进步，可以从宽角度观看的液晶显示设备已进入了实际使用中。此外，具有液晶显示设备的移动信息终端不断变得更加普遍。在这种移动信息终端中，当与别人共享和观看获取的信息时，需要较宽视角。但是，在移动信息终端的应用中，可能存在屏幕不得被别人观看的情况。因此，需要具备能够根据服务状况选择宽视角或窄视角的能力。满足上述需要的LCD是薄膜形式的微隔栅(微透镜片)，并按照日本未审公开专利申请No.10-197844(段0035)和Convertech(vol.32，no.6，pp.6-7，2004)中的描述，将微隔栅层压(laminate)到显示屏幕上。日本未审公开专利申请No.10-197844描述了一种方法，其中只有在使用宽视角时才在显示屏幕上安装能够加宽视角的微隔栅，而当使用窄视角时，则移走微透镜片。如图1中所示，将微隔栅32层压到显示板29上。传统的微隔栅具有以规则间隔交替地放置在薄膜表面中的吸光层和透明层。在吸光层沿屏幕的垂直方向延展的特定情况下，减少了沿屏幕水平方向的发光。因此，位于屏幕水平方向的人不能观看屏幕上的信息。但是，日本未审公开专利申请No.10-197844中描述的显示设备有以下问题。如上所述，微隔栅具有薄膜表面上的恒定间隔的吸光层和透明层的交替结构。相反，当将具有恒定像素间距的薄显示器用作显示设备时，由于微隔栅的恒定间隔与薄显示器的像素间距之间的干涉，会发生称作“莫尔条纹”(Moire fringes)的现象。参考图2描述这种现象。因为微隔栅具有以恒定周期放置的吸光层30和透明层31，所以微隔栅具有如图2左下部分所示的空间排列。图2的中下部分描述空间频率方面的空间排列。具体地，因为微隔栅具有沿单一方向的重复周期，所以在图2的中下部分中所示的空间频率内观察到规则的波峰排列。波峰排列坐标与矢量Pl的整数倍的位置对应。另外，矢量Pl的幅度等于微隔栅周期L的倒数。薄显示器的示例包括液晶显示设备、有机EL显示器和等离子体显示器。用以规则的空间间隔排列的像素33配置这些显示器。因此，如图2的中上部所示，显示器在空间频率方面具有规则的二维波峰。矢量Px和Py的整数倍的位置n·Px+m·Py表达这些波峰的坐标。图2的右边部分示出如上所述地重叠微隔栅和薄显示器的结果。每个波峰的位置等于Pl、Px和Py的整数倍l·Pl+n·Px+m·Py。在三个整数的组合之中，具有l·Pl+n·Px+m·Py的最短长度的整数具有最大周期。例如，明显地，图2的右边部分中的Pl-Px是离原点的最短距离，并且周期是长周期。如上所述，通过重叠微隔栅和像素间距来产生长周期结构。这就是所知的莫尔条纹(Moire stripes)。在日本未审公开专利申请No.10-197844的液晶显示设备中同样发生上述状况。当PDLC层处于散射状态时，PDLC层的散射掩盖了微隔栅周期与显示屏幕的像素间距之间的干涉，所以无法注意到莫尔条纹。但是，当PDLC层在透明状态时，产生了两者之间的干涉，并可以注意到莫尔条纹。如上所述的莫尔条纹不限于微隔栅，而是在周期结构之间普遍观察到的现象。例如，在针对液晶显示设备的背光中广泛使用的是，在其中用棱镜片来改善前表面亮度的结构。棱镜片具有规则的棱镜行。因此，当重叠棱镜行和液晶显示板时，产生相似的莫尔条纹。为了避免这种情况，通常在棱镜片与液晶显示板之间插入漫射板(漫射体)。正是由于这个原因，漫射板典型地削弱了改善前表面亮度的效果。下述问题也发生在液晶投影仪中。形成液晶投影仪图像的液晶灯泡通常具有规则的间距。将由液晶灯泡投影的显示光投影到屏幕上。在这种情况下，给定屏幕表面几何结构，来控制显示光的漫射方向。当几何结构采用周期排列时，在液晶灯泡的像素间距处产生莫尔条纹。如上所述，莫尔条纹是具有固定像素间距的显示信息体中的普遍问题现象。考虑上述内容，日本未审公开专利申请No.2001-51125(段0009)公开一种用于液晶显示设备的背光，其中在保持与入射光端面部分平行的同时，在导光板的前或后表面上并行或串行地放置凸出或凹进的点。通过将从入射光端面部分到第一串行或并行放置的点的距离除以1.5到1.8的平方根，以及将紧接在前的间隔距离除以1.5到1.8的平方根的过程，来获得串行或并行间隔。从而，可以防止发光线(luminescent line)。日本未审公开专利申请No.2004-252329(摘要)公开一种用于反射液晶显示设备的反射板，其中在反射层的表面上形成包括多个凹面的凹凸表面，并随机放置凹面和凸面组，从而防止莫尔条纹的发生。日本未审公开专利申请No.2005-38746(段0007和0008)公开一种背光，其中在导光体与液晶板之间放置出射光控制板，并在整个出射光控制板上以随机间隔放置多个凸面，从而在来自光源的光入射到导光体的侧表面，并且来自导光体表面的出射平面的平面光入射到放置在导光板上面的液晶板时，防止莫尔条纹的发生。在日本未审公开专利申请No.2001-51125、No.2004-252329和No.2005-38746中公开的专利技术防止莫尔条纹，但是它们代表用于防止由从背光到液晶板的入射光，或由从反射液晶显示设备的反射层到液晶层的入射光产生的莫尔条纹。这些现有技术没有防止如本专利技术中的由于提供改变视角的微隔栅而产生的莫尔条纹。当将这种现有技术应用于微隔栅时，不能实现本专利技术的目的。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种能够防止由控制视角的光学元件之间的干涉而引起的莫尔条纹，以及提供一种光学设备、一种移动信息终端和一种用于制造微隔栅的方法。根据本专利技术第一方面的光学元件包括控光层，其中将吸光层和透明层层压在一起，作为基本单元；多个基本单元，包括具有不同层厚度或光学常数的多种控光层，沿层厚度的方向放置；以及前和后表面，沿与层厚度方向正交的方向放置，并用作光入射和出射平面，其中根据序列产生规则确定多个基本单元的排列模式。根据本专利技术第二方面的光学元件包括控光层，其中将吸光层和透明层层压在一起，作为基本单元；多个基本单元，包括具有不同层厚度或光学常数的多种控光层，沿层厚度的方向放置；以及前和后表面，沿与层厚度方向正交的方向放置，并用作光入射和出射平面，其中根据随机数确定多个基本单元的排列模式。根据本专利技术第三方面的光学元件包括控光部分，包括由吸光层和透明层组成的二维形状，作为基本单元；多个基本单元，包括具有不同层尺寸或光学常数的多种控光部分，根据非周期二维补白(filler)算法，排列在与二维形状正交的平坦表面上；以及前和后表面，沿与平坦表面平行的方向放置，并用作光入射和出射平面。例如，这些光学元件是微隔栅。通过层压上述非周期光学元件中的任何一种和具有周期控光层或控光部分的光学元件，获得根据本专利技术第四方面的光学设备。根据本专利技术第五方面的光学设备包括上述非周期光学元件中的任何一种和具有周期像素结构的空间光调制器，在空间光调制器中，将光学元件层压在一起。根据本专利技术第六方面的光学设备包括光学屏幕，该光学屏幕包括上述非周期光学元件中的任何一种和具有周期像素结构的空间光调制本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光学元件，包括：控光层，其中将吸光层和透明层层压在一起，作为基本单元；多个基本单元，包括具有不同层厚度或光学常数的多种控光层，沿层厚度的方向放置；以及前和后表面，沿与所述层厚度方向正交的方向放置，并用作光入射和出 射平面，其中根据序列产生规则确定所述多个基本单元的排列模式。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：住吉研，三村广二，
申请(专利权)人：日本电气株式会社，NEC液晶技术株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]