形成图像的方法技术

公开了一种形成图像的方法，包括：把光引入到一个反射性光学腔中，该反射性光学腔包括多个光透射性区域，通过该多个光透射性区域光可以逸出该反射性光学腔；允许所引入的光经过至少一个所述光透射性区域逸出该反射性光学腔；提供多个光调制器，每个光调制器都具有至少第一状态和第二状态，其中在所述第一状态下，光调制器遮挡对应的光透射性区域，从而阻止引入到该反射性光学腔中的光照亮对应于所述光透射性区域的图像像素，并且在所述第二状态下，光调制器允许通过对应的光透射性区域逸出该反射性光学腔的光照亮对应于所述光透射性区域的图像像素；以及通过选择性地控制所述多个光调制器的状态来形成图像。

【技术实现步骤摘要】

总体上本专利技术涉及空间光调制领域，具体地，本专利技术涉及具有改善了的背光的显不器。
技术介绍
用机械的光调制器构成显示器是基于液晶技术的显示器的一种有诱惑力的可供选择的替代方案。机械的光调制器快速得足以用良好的视角和大范围的色彩及灰度显示视频内容。机械的光调制器在投影显示应用中已经取得成功。然而使用机械的光调制器的背光显示器却还没有表现亮度与低功率的有足够诱惑力的组合。当以透射的模式工作时，许多机械的光调制器，具有10%至20%范围内的孔径光阑比，只能够向该观看者发送10%至 20%的可以从该背光得到的光，以产生图像。该机械的孔径光阑与彩色滤光器组合将光学效率降低到约5%，即不优于用当前的彩色液晶显示器可得到的效率。需要一种提高照明效率的低功率显示器。
技术实现思路
在此描述的装置和方法提供一种具有改善了的照明效率的机械光调制器，使得机械作动器(actuator)对于在便携的和大面积的显示器的使用有诱惑力。在一些情况下，耦接到背光的机械调制器的透射比或者光学效率可以提高到40%至60%的程度，或者说效率是液晶显示器中的典型效率的10倍以上。另外，本文所描述的装置和方法可以结合到小尺寸、高分辨率的显示器中，而不论光调制机制如何，以提高该显示器的亮度和降低显示应用中的功率要求。在此描述的光调制器使便携视频显示器能够既亮又低功率。可以足够快速地切换该光调制器，以使用时间序列彩色技术提供彩色图像而不依赖于彩色滤光器。可以使用少到三个的功能层来构造该显示器，以既形成机械快门组件又形成阵列寻址所必要的电连接。在一方面，本专利技术涉及一种空间光调制器，该空间光调制器包括第一反射性表面和第二反射性表面。该第一反射性表面确定多个光透射区域，譬如孔径光阑、滤光器或者液晶部件。该第二反射性表面至少部分地面对该第一反射性表面并且向由该第一反射性表面确定的该光透射区域反射光。这些反射性表面可以是镜、介电体镜或者功能薄膜。在一个实施方案中，该第一反射性表面平行于或者基本平行于该第二反射性表面。在另一个实施方案中，该反射性表面至少部分地相互横向。该第一和第二反射性表面之间的空间确定基本透明的光学腔的区域。在一个实施方案中，该空间光调制器包括一光调制器的阵列用于选择性地遮挡该光透射区域。遮挡可以包括，而不限于，部分地或者完全地阻断、反射、偏转、吸收或者以其他的方式阻止光到达该空间的光调制器的预期的观看者。在一个实施方案中，该光调制器的阵列包括该第一反射性表面。在该光调制器的阵列中的该光调制元件的一个特征是它们可以单独地被控制。在一个实施方案中，该光调制元件可以是基于MEMS的快门组件，并且可选地可以是双稳态的或者可形变的快门。在一个实现方式中，该快门组件包括涂覆有第一膜的快门，该第一膜用于吸收从一个方向照射在该快门上的光，并且该快门涂覆有第二膜，该第二膜用于反射从另一个方向照射在该快门上的光。在一个实施方案中，该快门在一个平面中运动，使得在一个位置中该快门基本遮挡光穿过对应的光透射区的通道，并且在第二位置中它们允许光穿过该光透射区域。在另一个实施方案中，该快门至少部分地运动出由包括该快门的快门组件的阵列确定的平面。当基本在该平面中时，该快门遮挡光穿过对应的光透射区域的通道。当基本在该平面外时，该快门允许光穿过该光透射区域。在另一个实施方案中，该光调制器的阵列包括多个液晶单元。在另一个实施方案中，该空间光调制器包括光导，用于在整个光学腔上分布光。该反射性表面可以直接地布置在该光导的前表面和后表面上。作为可供选择的替代方案，该前反射性表面可以布置在其上布置该光调制器的一个分开的基片上。类似地，该第二反射性表面可以直接地耦接到该光导的后侧，或者说它可以附着到第三表面上。在其上形成该光调制器的阵列的该基片可以是透明的或者是不透明的。对于不透明的基片，穿过该基片蚀刻孔径光阑，以形成光透射区域。该基片可以直接耦接到该光导上，或者它可以用一个或者多个垫片或者支承件与该光导分开。在又一个实施方案中，该空间光调制器包括散射器或者亮度增强膜。该空间光调制器还可以包括诸如发光二极管之类的光源。在另一方面，本专利技术涉及一种。该方法包括把光引入到反射性的光学腔中。该反射性的腔包括多个光透射区域，通过该光透射区域光可以逸出该反射性的光学腔。该方法还包括通过允许所引入的光通过至少一个该光透射区域逸出该反射性的光学腔而形成图像。在一个实施方案中，该光的逸出由光调制器的阵列控制的，该光调制器要么遮挡穿过光透射区域的光，要么允许它通过。在另一个实施方案中，该方法包括通过交替地照明多个不同着色的光源形成彩色图像。在还一实施方案中，该方法包括反射照射在未遮挡的光透射区域的环境光的一部分。在又一方面，本专利技术涉及一种制造空间光调制器的方法，该方法包括形成具有第一和第二对置侧面的基本透明的腔，其中可以引入光。该方法还包括把第一反射性表面耦接到该透明的腔的第一侧面，使得该第一反射性表面面对该透明的腔的内部。在该第一反射性表面中形成多个光透射区域。另外，该方法包括把第二反射性表面耦接到该透明的腔的第二侧面，使得该第二反射性表面面对该透明的腔的内部。在另一方面，本专利技术涉及一种，该方法是通过接收环境光并且把形成在至少一个基片上的快门放置成选择性地反射所接收的环境光，以形成该图像。本专利技术的一个目的是提供用于显示器的装置和方法，该显示器利用聚光器的阵列把光聚在机械光调制器的表面上或者聚得穿过机械光调制器的表面，以提高该显示器的对比度或者亮度。在一方面，本专利技术涉及一种显示器，用于向观看者显示图像。该显示器包括光调制器的阵列和置于该光调制器的阵列与该观看者之间的反射性光漏斗(funnel)的阵列。该反射性光漏斗的阵列把光聚在该光调制器的阵列中的一些相应的光调制器上。在一个实施方案中，该光调制器的阵列选择性地向该观看者反射光以显示该图像。在另一个实施方案中，该光调制器的阵列向该观看者选择性地调制光以显示该图像。在另一方面，本专利技术涉及一种通过形成反射性或者透射性光调制器的阵列制造显示器的方法。该方法还包括通过在基本透明的片材上形成凹陷的阵列形成反射性光漏斗的阵列。每个凹陷各具有顶部、底部和壁。形成该反射性光漏斗的阵列还包括在该凹陷的壁上沉积反射性的膜，并且在该凹陷的底部形成光学开口使得该光学开口的直径小于该凹陷的顶部的直径。作为可供选择的替代方案，可以通过用透明的材料形成漏斗型物体的阵列并且用反射性膜涂覆该漏斗型物体的壁的外侧形成该反射性光漏斗的阵列。附图说明通过下面参照附图的说明性描述将更好地理解该系统和方法，其中图IA是根据本专利技术的说明性实施方案的光调制器的阵列的等比例概念图；图IB是根据本专利技术的说明性实施方案的包括在图IA的光调制器阵列中的快门组件的横截面图；图IC是根据本专利技术的说明性实施方案的图IB的快门组件的快门层的等比例图；图ID是诸如图IA的光调制阵列的光调制器各个功能层的俯视图；图2是根据本专利技术的说明性实施方案的用于空间光调制器中的光学腔的横截面图；图3A-3D是根据本专利技术的说明性实施方案的可供选择的替代快门组件的横截面图；图4是根据本专利技术的说明性实施方案的具有第一涂层了的快门的快门组件的横截面图；图5是根据本专利技术的说明性实施方案的具有第二涂层了的快门的快门组件的横截面图；图6是根本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：N·W·哈古德，R·巴顿，
申请(专利权)人：皮克斯特罗尼克斯公司，
类型：发明
国别省市：