[发明专利]衍射式显示器

说明书

                         技术领域    

本发明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)。

                         背景技术

本技术领域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。