[发明专利]用于光学调制与微成型的可变形铁磁性流体层器件

说明书

技术领域

本发明涉及光学调制器和微成型器件的领域。具体而言，其可以应用于微显示/投影器件、可编程光学反射透镜、或者针对表面复制的微成型应用。

背景技术

下列专利文件提供了关于本发明可涉及的技术的细节：

-美国专利号7，130，102公开了一种装置，其包括可旋转平面型镜阵列和用于产生磁感应以单独旋转可旋转平面型镜中的每个的装置。另外，该文件公开了在透明流体层上叠置包括可旋转平面型镜的铁磁性流体层的特征。

-欧洲专利公开号0666492公开了一种装置，其包括透明板以及悬浮于载体流体中的磁性小板。该磁性小板使用磁场源来感应。另外，其公开了一种将磁信号施加于活性材料的方法，该活性材料是散布在载体流体中的铁磁性颗粒或顺磁性颗粒。

-美国专利公开号2005/0200984公开了一种施加磁信号以改变在光学或成像仪器中使用的镜组件中的基底形状的方法；以及

-美国专利公开号2006/0215252公开了一种装置，其包括精细移动颗粒层，该精细移动颗粒由外部刺激(例如磁场)改变。其还公开了一种为具有铁磁性精细颗粒散布于其中的胶质溶液的精细移动颗粒层。

接着，除了专利文献之外，还指向下列在线资料：

[1]复制型微光学器件：

http:∥www.heptagon.fi/downloads/0431107％20OptEng_Rudmann Rossi_NOV-04.pdf

[2]紫外线压纹(UV embossing)：

http:∥www.polymicro-cc.com/site/pdf/POLYMICRO-tech_UV-embossing.pdf

[3]铁磁性流体显示′SnOil″：

http:∥www.freymartin.de/en/projects/snoil以及

http:∥www.youtube.com/watch？v＝uAO5dTBMDkY。

令人关注的是，所谓的SnOil系统利用铁磁性流体的磁敏感性以在铁磁性流体层中选择性地形成凸块，并且从而实现铁磁性流体显示：该系统应用于经典的街机游戏(arcade game)。其包括由铁磁性流体油层填充的凹槽(basin)。直接在底下的是彼此紧密布置的12乘12电磁体网格，在四个区块中每个皆有36件。用于触发此类分离的磁体的电子器件位于直接在该磁体层底下的若干层印刷电路板上。通过选择性激励此类磁体，激活了对应的磁场，从而产生144个单独可选择的“流体凸块”。

发明内容

根据一个方面，本发明体现为一种器件，其包括：片上电路的集合，该电路中的每个电路被配置成在被激励时产生垂直于该集合的平面型表面的磁场；铁磁性流体层，其与平面型表面接合；以及逻辑电路，被配置成选择性激励该集合中的一个或多个电路以便：在该被激励的电路处产生磁场；响应于该磁场，引起该铁磁性流体层的变形；以及调制指向该铁磁性流体层的光束。

在一些实施例中，该器件可包括下列特征的一个或多个特征：

-片上电路的每个电路均被构造为CMOS电路；

-本发明的器件还包括附加的液体层，该附加的液体层在片上电路的对面与铁磁性流体层接合，该附加的液体层与该铁磁性流体层不可混溶；

-该附加的液体层是透明的缓冲液体层或成型膜；

-该器件还包括覆盖层，该覆盖层在该片上电路的对面覆盖在该器件中的任何其它层；

-该器件还包括一个或多个分离体层，该分离体层与在器件中的任何层接合；以及

-该器件还被配置成捕获从铁磁性流体层的给定部分反射的光束并且将其重定向。

根据另一方面，本发明还体现为微显示和/或投影器件，该微显示和/或投影器件包括上述器件，被配置成捕获从该铁磁性流体层的给定部分反射的光束并且将其重定向。

在上述器件之一的变体中，逻辑电路被配置成动态地激励该电路中的一个或多个电路。

根据又一方面，根据本发明的器件还体现为可编程光学反射透镜。

根据又一方面，本发明体现为成型方法，包括如下步骤：提供根据本发明的器件，该器件包括可固化的至少一个液体层，在激励该片上电路时该液体层可变形；激励该片上电路，以便获得在铁磁性流体层中变形的期望图案；在铁磁性流体层变形时通过使可固化层固化来使该可固化层成型；以及移除已固化层。