CN1641443A - 具有调制结构的光学基板 - Google Patents

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CN1641443A CNA2004101031893A CN200410103189A CN1641443A CN 1641443 A CN1641443 A CN 1641443A CN A2004101031893 A CNA2004101031893 A CN A2004101031893A CN 200410103189 A CN200410103189 A CN 200410103189A CN 1641443 A CN1641443 A CN 1641443A
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Abstract

本发明提供一种光学基板。该光学基板包括至少一个表面。该至少一个表面包括至少一个具有形状和尺寸的光学结构,其中每一个光学结构的形状和尺寸部分地代表着一个相应理想化结构的调制。所述至少一个光学结构中每个光学结构的形状和尺寸部分地由至少一个随机产生的调制分量确定,其中所述至少一个光学结构的每一个光学结构的调制受到由该表面包含的相邻光学结构的限制。

Description

具有调制结构的光学基板
技术领域
本发明涉及一种在其表面上具有调制结构的光学基板。该光学基板可以是平板显示器背光、如液晶显示器(LCD)背光的光调制基板。
背景技术
背光照明基于液晶的显示板,以在LCD显示板的整个平面上提供均匀强度的光分布。典型地,背光系统包括光导管,以将来自光源的光能耦合到LCD板。一系列扩散元件沿着光导管的一个表面设置,以将入射光线向输出平面散射。该输出平面将该光线耦合进并穿过LCD板。这种背光可以采用具有棱柱状结构或纹理状结构的光调制光学基板来沿通常垂直于显示器的观测轴引导光线,并在整个观察者的空间内传播照明。这种背光可以使用多个光学基板,堆叠和设置这些光学基板使得棱柱状或纹理状表面互相垂直而且被夹在光学修正薄膜(通常称作漫射体)之间。这种亮度增强光学基板和漫散薄膜的组合提高了用户观察到的光的亮度,同时降低了用于产生目标照明级所需的显示功率。
有利地是,可以调制光学基板的条理分明的秩序(structural order)来掩饰制造缺陷和降低光学耦合干涉,如波纹干涉。例如,于2002年12月18日提交的共同未决专利申请No.10/248,099公开了,通过应用非随机、随机(或伪随机)的振幅及周期纹理(period texture),从标称的线性路径横向(垂直于高度的方向)地调制光学基板的棱柱结构。在此结合该专利申请No.10/248,099的全部内容以作参考。专利申请No.10/248,099还公开了一种减少干涉波纹效应的方法。然而,对于给定的标称纹理节距,被调制的结构的峰到谷的深度大约比相同节距的未调制结构大100%。对于调制结构,峰到谷的深度越大,设备需要越大的整体设备厚度以维持机械完整性。该标称纹理节距是基板上相邻结构、如棱柱之间中心到中心的距离,该峰到谷的深度是峰与谷之间的差。
控制的基板上就需要一种减少干涉并维持机械完整性的光学结构。
发明内容
根据本发明的一种实施方式,提供一种光学基板。该光学基板包括至少一个表面,所述至少一个表面包括至少一个具有形状和尺寸的光学结构,其中每一个光学结构的形状和尺寸部分地代表一个相应理想化结构的调制,而且其中所述至少一个光学结构中每个光学结构的形状和尺寸部分地由至少一个随机产生的调制分量确定,其中所述至少一个光学结构的每一个光学结构的调制受到由该表面包含的相邻光学结构的限制。
按照该实施方式的一个方面,该至少一个光学结构代表着一个遵循由数学函数(1)所调制的表面路径的理想棱柱结构
yi=Ai sin{φλ-Φi}+Si                (1)
该数学函数(1)是相对于坐标系的段C而被定义的,其中i表示为第ith条表面路径的整数,yi表示第ith条路径上相对C的路径的瞬间位移,Ai表示相对C的第ith条路径的振幅比例因子,Si表示在yi的开始位置处的偏移,φ取值在零和2π闭区间内,λ是为实数的波长,Φi为第ith条路径的相位分量,其中
Φi=Φi-1+QiΔ+Riδ                   (2)
其中,Qi为随机或伪随机选择数,取值为1或-1,而Ri为-1与1之间的连续随机变量,每一个针对第ith条路径被定义,其中Δ和δ分别为定义相位步进分量大小和相位抖动分量大小的实数。
根据本实施例的另一方面,该至少一个光学结构代表着一个遵循由下列数学函数(3a)调制的表面路径的理想化棱柱结构
y i = Σ k = 1 n A i , k sin { φ λ k - Φ i , k } + S i - - - ( 3 a )
该数学函数(3a)是相对于坐标系的段C而被定义的,其中i表示为第ith条表面路径的一个整数,yi表示第ith条路径上相对C的路径的瞬间位移,Ai,k表示相对C的第ith条路径的第kth个振幅比例因子,而Si表示在yi的开始位置处的偏移,φ取值在零和2π闭区间内,其中n为大于1的整数,每个波长λk为实数,Φik为第ith条路径的第kth个相位分量,其中
Φi,k=Φi-1,k+Qi,kΔ+Ri,k δ          (3b)
Qi,k为第ith条路径的第kth个随机或伪随机选择数,取值为1或-1;Ri,k为第ith条路径的第kth个连续随机变量,取值-1与1之间,而Δ和δ分别为定义相位步进分量大小和相位抖动分量大小的实数。
根据本实施例的另一方面,该至少一个光学结构代表着一个遵循由下列数学函数(4a)调制的表面路径的理想化的棱柱结构
y i = Σ k = 1 n A i , k f { φ λ k - Φ i , k } + S i - - - ( 4 a )
其中f是相对于坐标系的段C来定义的周期函数,其中i表示为第ith条表面路径的整数,yi表示第ith条表面路径上相对C的路径的瞬间位移,Ai,k表示相对C的第ith条路径的第kth个振幅比例因子,而Si表示在yi的开始位置处的偏移,φ取值在零和2π闭区间内,其中n为大于1的整数,每个波长λk为实数,Φi,k为第ith条路径的第kth个相位分量,其中
Φi,k=Φi-1,k+Qi,kΔ+Ri,kδ          (4b)
Qi,k为第ith条路径的第kth个随机或伪随机选择数,取值为1或-1;Ri,k为第ith条路径的第kth个连续随机变量,取值在-1与1之间,而Δ和δ分别为定义相位步进分量大小和相位抖动分量大小的实数。
根据本实施例的另一方面,该至少一个光学结构代表着一个遵循由下列数学函数调制的表面路径的理想化的棱柱结构
yi=Ai[(1-m)ri(φ)+mri-1(φ)]+Si
其中i和i-1分别表示为第ith条和第(i-1)th条表面路径,该第ith条、第(i-1)th条为相邻路径,该第ith条、第(i-1)th条路径振幅相混合,其中部分随机向量yi-1被增加到第ith条路径的yi,其中ri(φ)为针对每个第ith条路径的φ的带限随机函数或伪随机函数,ri(φ)具有一个在-1和1之间的连续变化值;φ取值在零和2π闭区间内;m为标量混合参数,取值在0和1之间;Ai为振幅比例参数;而Si表示在yi的开始位置中的偏移。
根据本发明的另一个实施例,提供一种背光显示设备。该背光显示设备包括:光源,用于产生光;光导,用于沿着该光导引导光,该光导包括用于将光反射出光导的反射面;及光学薄膜。该光学薄膜包括:至少一个表面,该至少一个表面包括至少一个具有形状和尺寸的光学结构,其中该每个光学结构的形状和尺寸部分地代表相应理想化结构的调制,而且其中所述至少一个光学结构中的每个光学结构的所述形状和尺寸部分地由至少一个随机产生的调制分量确定,其中每个所述至少一个光学结构的调制受到由该表面包括的一个相邻光学结构的限制。
附图说明
图1是背光显示设备的三维视图;
图2是示出加工工件表面的方法的流程图,其中该工件为母版鼓;
图3是示出加工工件表面的方法的流程图,其中该工件在母版板上;
图4是具有其中沿通常螺线状或螺纹路径的随机或伪随机图样的母版鼓图;
图5是具有其中位于通常同轴路径上的随机或伪随机图样的母版鼓图;
图6是具有其中沿着通常锯齿或三角路径的随机或伪随机图样的母版板图;
图7是具有沿着一系列路径的随机或伪随机图样的母版板图;
图8是具有棱柱结构性质的切削刀具的横截面图;
图9是具有复合角面的图8中的棱柱切削刀具图;
图10是工件随机化表面功率谱密度大小作为空间频率的函数的图形表示;
图11是根据本发明一实施方式的工件的随机化表面的顶视图;
图12是由多个在工件表面上的切削路线引起的多条路径的图形表示;
图13是用于加工通过通信或数据网络与远程端通信的工件表面的系统和装置的示意图;
图14是数学函数的图形表示;
图15是具有快速刀具伺服机构的母版加工系统的示意图,其中快速刀具伺服机构用于切削在工件表面内具有横向变化的槽;
图16是被引入工件加工面的表面中的切削梯度的描绘;
图17和图18是滑动供给距离对圆周距离的图表;
图19是表面高度映射表;
图20是图19表面的自相关;及
图21是表面高度(深度)的直方图。
具体实施方式
根据本发明的一个方面,可以用相位步进限制的调制算法来调制光学结构的结构的正则函数,从而提供一种具有调制结构的光学结构。由此得到的光学结构可以包括由调制算法定义的随机调制光学结构,这种调制算法调制正则函数的参数、例如相位,但本发明并不限于调制相位。优选地,该调制值被量化,而且被限制在该光学结构相邻路径的间隔内。
本发明的特征将从附图及下面通过实例没有限制地描述本发明的优选实施例的细节讨论中变得更清晰。
图1是背光显示设备10的透视图。该背光显示设备10包括一个产生光16的光源12。光导14沿着其主体引导来自光源12的光16。光导14包含允许光16从光导14出射的破坏性特征。这些破坏性特征可以包括从具有机械加工的切削梯度的母版中制成的表面。沿光导14下表面设置的反射基板18将从光导14下表面出射的光16穿过光导14反射回并射向光学基板24。光学基板24可以从按照本发明所准备的具有非随机化、随机化或伪随机化表面22的正或负母版中被制造。
至少一个光学基板24接受来自光导14的光16。该光学基板24包括位于一侧的平面20和位于第二相对侧的随机三维表面22。光学基板24接收光16,并在基本上垂直于所示光学基板24的方向上转换和漫射光16。漫射体28位于光学基板24上方,以提供光16的漫射。例如,漫射体28可以是延迟薄膜,该延迟薄膜将射出光学基板24的光的偏振面旋转,以使该光与LCD的输入偏振轴相匹配。该延迟薄膜可以通过沿基板24平面内的轴拉伸纹理或非纹理聚合体基板而形成。
图1示出了单个的基板24。然而,背光显示设备可以包括多个互相叠置的基板24,这些基板24与彼此以一定角度设置的各个棱柱结构26交叉配置。另外,基板24的一侧或两侧都可以包括棱柱结构26。光学基板24可以通过电铸工艺从如下所述在此制造的工件母版中形成。然而,光学基板24并不限于任何特定的制造工艺。
图2图解了通常用100示出的工件(如母版)表面的加工方法。根据本发明,该工件可以是用于压模具有非随机化、随机化或伪随机化表面22的光学基板24的母版。在图2中,噪音信号102是带通滤波器104过滤过的并作为输入提供给函数生成器106。函数生成器106提供一个调制数学函数、例如正弦波形作为伺服机构108的输入。该噪音信号102、带通滤波器104和函数生成器106可以由装备有合适信号处理软件及数模转换板的计算机系统替代,以向伺服机构108产生输入信号。
伺服机构108指导切削刀具110与鼓112的表面之间的相对移动,该鼓112在柱面坐标系统(r,θ,z)内以角速度ω旋转。当鼓112以角速度ω旋转时,切削刀具110沿着鼓轴z相对于该鼓112移动,并以高达约10000Hz的频率平行于鼓112的z-轴(沿着刀具的y-轴)来回驱动。在本发明一种实施方式中,该刀具110可以随机或伪随机特性平行于鼓轴来回驱动。切削刀具110与旋转鼓110的表面连续接触,以切削或机械加工标称节距P的随机螺旋状或螺纹图样116(图4)。双轴切削刀具110平行于鼓轴112并还垂直于鼓表面来回移动。
可替换地,如图6中所示,该切削刀具110可与平板114的表面接触,该平板114在直角坐标系(x,y,z)中以速度v移动。当平板114以速度v移动时,切削刀具110以随机或伪随机特性在该板上来回驱动,从而将平板114的表面中切削或机械加工例如随机三角图样122(图6)。
在本发明的一可替换的实施方式中,如图5所示,鼓112不必随鼓112的转动而沿着z轴移动。这样,切削刀具沿着鼓112表面内的一系列同轴环118机械加工随机或伪随机图样,由此对每一条切削路线,该切削刀具都返回开始点122。为得到好的切削质量,控制系统可允许该切削刀具110以基于期望的最终切削深度和进给速率的转数,来重复任一第ith条切削路线的图样。当该切削刀具110完成转数并返回至第(i-1)th条切削路线的开始点122时,该切削刀具110偏移或步进一个距离Si,以定位在下一次或第ith条切削路线的位置Si处。
切削刀具110可具有多于一个的行进轴。例如可具有三个行进轴、即柱面坐标系内的r,θ,z和直角坐标系内的x,y,z。这种附加轴,例如当使用径向切削刀具110时可用于切割环形透镜类结构,或可用于沿着切削长度切削中的梯度。平移轴r,θ,z及x,y,z还允许向机械加工成用于后续切削路线的工件112、114的表面的图样引入切削梯度。这种切削梯度最好参见图16。在图16中,第ith条切削路线具有厚度或宽度wi,而第(i+1)th条切削路线具有厚度wi+1,其中wi比wi+1大或者小。通常,第nth条切削路线具有宽度wn,其中wn比wi大或者小,其中i≠n。可以理解,在后续的切削路线中,切削图样中厚度的变化可为非随机、随机或伪随机的。自由度的附加旋转度(例如,节距152、偏转150及转动154,图2-7)可用于改变切削刀具110相对于工件112、114的表面的角定向,由此改变机械加工成母版表面的小面的几何尺寸。
机械加工成工件112、114的表面的随机或伪随机图样具有多个理想化结构的线路的性质,该理想化结构是由坐标系的段C上定义的数学函数定义出的每小时一次的路线(hourly path),其特征在于一组随机或伪随机相位或其他参数。对于旋转鼓112,段C(在该段C上定义数学函数)是鼓112的周长。对于移动板114,在其上定义数学函数的段C是板114的宽度或长度。一种示例性的数学函数是段C上的周期函数,例如等式1的正弦波函数:
         yi=Ai sin{φλ-Φi}+Si           (1)
其是相对于段C来定义的,i表示第ith条表面路径的一个整数,yi表示第ith条路径上相对C的路径的瞬间位移,Ai表示相对C的第ith条路径的振幅比例因子,而Si表示yi的开始位置的偏移。φ取值在零和2π闭区间内,而λ为波长(该波长为实数)。Φi为第ith条路径的相位分量,其中
       Φi=Φi-1+QiΔ+Riδ            (2)
其中Qi是随机或伪随机选择数,取值为1或-1;而Ri为-1与1之间的连续随机变量,每一个针对第ith条路径而定义。Δ和δ分别为定义相位步进分量大小和相位抖动分量大小的实数。标称y的位置Si是没有任何路径调制时的y位置。
通过将QiΔ+Riδ的绝对值限定为小于π弧度,该图样表面的深度减小,这是因为相邻刀具路径不允许超出相位π弧度。
在每条路径同时使用多个波长的更一般情况中,理想化的棱柱结构满足由下列数学函数(3a)调制的表面路径
y i = Σ k = 1 n A i , k sin { φ λ k - Φ i , k } + S i - - - ( 3 a )
其是相对于段C来定义的,其中i表示为第ith条表面路径的一个整数,yi表示第ith条路径上相对于C的路径的瞬间位移,Ai,k表示第ith条相对C的路径的第kth个振幅比例因子,而Si是yi的开始位置处的偏移,φ取值在零和2π闭区间内,n是大于1的整数,而波长λk是实数,Φi,k是第ith条路径的第kth个相位分量,其中
       Φi,k=Φi-1,k+Qi,kΔ+Ri,k δ    (3b)
Qi,k是第ith条路径的第kth个随机或伪随机选择数,取值为1或-1;Ri,k是第ith条路径的第kth个连续随机变量,取值在-1与1之间;而Δ和δ分别为定义相位步进分量大小和相位抖动分量大小的实数。标称y的位置Si是没有任何路径调制时的y位置。
更具普遍性的函数yi的情况是:
y i = Σ k = 1 n A i , k f { φ λ k - Φ i , k } + S i - - - ( 4 a )
Φi,k=Φi-1,k+Qi,kΔ+Ri,kδ              (4b)
其中等式(4a)中周期函数f已替换等式(3a)的正弦函数。这样的周期函数包括例如已知的三角函数、锯齿函数及矩形波函数。
可以理解,上述数学函数f可以是任何能够编程为计算机数控(CNC)机器的任何数学函数f。这样的函数包括例如已知的三角函数、锯齿函数及矩形波函数(图14),它们的相位都可随机调制。
在另一实施方式中,该理想化结构路径可由相邻工具路径的振幅混合所限制。假设yi由下式给定
         yi=Ari(φ)+Si              (5)
其中,ri(φ)是对每一个第i条路径的φ的带限随机或伪随机函数,取值为-1和1之间的连续变化值;Ai是振幅常数;Si是对于第i条路径的开始位置处和标称y位置处的偏移,而φ取值范围为零到2π。可通过使用混合参数m引入混合,以使第(i-1)个随机函数的部分随机向量迭加到下列等式6中给出的第i条路径的yi上。
     yi=A[(1-m)ri(φ)+mri-1(φ)]+Si    (6)
其中m为标量混合参数,取值在0和1之间。
参照图8和9,切削刀具110可包括棱柱结构,该棱柱结构具有可包括在顶134处相交为顶角2θ的直面130、132的横截面。该棱柱状切削刀具110还可包括形成复合角度棱柱的小面132、134的线性段130、132。该复合角度棱柱具有相对于棱柱110的基体142成角度α的第一小面138和成角度β的第二小面140。从图8和9中可看得最清楚,切削刀具110可以具有圆尖134或半径“r”的截面。一般来讲,该切削刀具可具有任何可加工形状的截面。
图13中示出了本发明中用于机械加工工件112、114表面的设备的一个实施例。可通过计算机数控(CNC)加工或切削机器202来完成对工件112、114表面的加工。机器202包括切削刀具110,其由安装在计算机204中的软件程序208来控制。该软件程序208控制切削刀具110的移动。该计算机204与该CNC加工机器202通过适当的电缆系统206相连。该计算机204包括存储介质212,用于存储软件程序208;处理器,用于执行程序208;键盘210,用于提供到处理器的手工输入;显示器218及调制解调器或网卡,用于通过因特网214或局域网与远程计算机216通信。
图15示出带有用于切削具有横向变化的工件槽的快速刀具伺服机构的母版加工系统400。输入/输出数据处理器402向数字信号处理(DSP)单元404提供切削命令,该数字信号处理单元404将信号提供到一个数模(DA)转换设备406中。电压放大器408接收来自DA转换器406的信号并驱动快速刀具伺服机构410来引导切削刀具110的运动。切削刀具位置探测器412感测切削刀具110的位置并向传感放大器418提供表示位置的信号。放大器418将信号放大。所放大的信号被引导到模数(A/D)转换器420。车床编码器414确定该工件(例如鼓112)的位置并提供反馈信号给A/D转换器420。从而,该A/D转换器提供指示切削刀具110的位置和工件112、114的位置的反馈信号作为到数字信号处理单元404的输出。该DSP单元404提供已处理的信号给输入/输出处理器402。
该系统400可提供随机或伪随机加工的工件表面。在操作时,安装有软件程序208的计算机204与CNC加工机器202通信。操作者可向个人电脑204输入值Ai。操作者的输入可通过使用键盘210键入值Ai来手工地提供。控制数学函数或多个函数可被存储在计算机的存储器中,或可存储在远程计算机216中,并通过因特网214或局域网来存取。
在操作中,该值Ai被供给到CNC机器202。该CNC机器202的切削元件110根据软件程序208提供的命令开始加工该工件112、114,该程序208提供坐标来引导切削刀具110的移动。另外,该程序208控制加工进程的深度。该进程提供非随机、随机或伪随机的工件,该工件可用作“正”或“负”母版,来生产光学基板。例如,图1的光学基板24可通过在工件112、114的表面上形成正的或负的电铸而产生出。可替换地,可使用造型材料来形成原始正的或负的母版的复制,例如紫外线(UV)或热硬化环氧材料或硅材料。任何这些复制品可用作塑料零件的模具。印花法、注模法或其他方法也可用来形成这些部件。
自相关函数R(x,y)是电子度量衡学中表面随机性的量度。然而,在某一相关长度lc上,自相关函数R(x,y)的值降至其初始值的一小部分。例如1.0的自相关值将被认为是很高或很好相关的表面。该相关长度lc是自相关函数的值为其初始值的某一小部分的长度。通常,该相关长度基于值1/e,或大约自相关函数初始值的37%。更大的相关长度意味着该表面比具有更小的相关长度的表面具有更小的随机性。
在本发明一些实施例中,该光学基板24的三维表面的自相关函数值降至小于或等于其相关长度在大约1cm或更小时的初始值的1/e。在另一实施例中,自相关函数值降至在其相关长度在大约0.5cm或更小时的初始值的1/e。对于该基板的其他实施例,沿着长度l的自相关函数的值降至在该相关长度在大约200微米或更小时的初始值的1/e。还是对于其他一些实施例,沿着宽度w的自相关函数的值降至在其相关长度在大约11微米或更小时的初始值的1/e。
根据本发明的一实施方式,仅调制相位完成结构的随机化。例如,使用正弦波或其他周期函数的相位随机化,可通过向该结构的随后相邻路径施加随机化算法实现调制路径。在每条路径之间,计算机产生一随机数、例如仅具有两个可能值的二进制随机数。然后将该数与阈值相比较。如果该数比阈值大,则下一路径的相位前进一个常数,如果该数小于或等于该常数,则下一条路径的相位被延迟一个常数。作为一个例子,该阈值可为0.5,该随机数可为具有可能值+1和-1的二进制数。由随机算法改变相位的次数至少为一次,并且可以大于一次。本发明并没有限定为用于改变相位的特定选择的常数。该选择的常数可例如为120度或90度。对每个下一条路径,根据该随机数是否超出或低于该常数,下一相位前进或延迟120度(或90度)。当然也可使用不同的常数,或特定间隔内对称或不对称的一系列值也可作为阈值。作为例如不对称常数的例子,该常数例如可以为+120度和-90度。
仅限定相位的调制方法可以制作出具有较小深度的高度随机化表面。
图17说明根据等式5的实施方式。这里“滑动进给距离”是Si-Si- 1,“随机信号间隔”是振幅Airi(φ)。在该实施方式中,yi可以是沿着鼓周长取样的数字信号。
图18说明根据等式1-3的实施方式,但为了简化示出采用锯齿波替代正弦波。
图19是根据等式4a至4c的发生双波长相移设计的复制表面高度映射表。所示表面是鼓表面的一个负拷贝。这里,Si-Si-1=45um,n=2,A1+A2=22.5um,λ1=170um,λ2=20mm,δ1=0,Δ1=π/3弧度,δ2=0,Δ2=π/3弧度,且棱柱顶角为90°。
图20示出图19中针对垂直于圆周方向的方向中的表面外形的自相关。注意,该自相关长度小于200um。
图21是图19中所示表面的表面高度(深度)的直方图。注意,该表面总深度为33um。这里,采用前述随机算法将导致45um的峰到谷高度。如果例如理想的峰到谷调制为45um(在平面中),则该调制方法可被分解为第一分量和第二分量,该第一分量是相位限制的,而该第二分量不是相位限制的。根据该两分量的比率和相位限制参数,本发明的高度到节距的优势会被局部降低。
高度与节距的比率依赖于所允许的相位阶跃的范围。小相位阶跃(5度)将提供较小的随机化,大的相位阶跃(170度)将提供较深的结构。+/-50-140度为优选范围。
尽管已经描述了本发明的优选实施方式,但是本发明能够进行各种改变和改进,因而本发明不应受限于这些实施例的具体细节。本发明包括落在下列权利要求的范围之内的各种变化和改变。
            部件列表
10         背光显示设备
12         光源
14         光导
16         产生光
18         反射基板
20         平面表面
22         随机表面
24         光学基板
26         棱柱结构
28         漫射体
102        噪声信号
104        带通滤波器
106        函数发生器
108        伺服机构
110        切削刀具
112        鼓
112,114   工件
114        板
118        同轴环
120        模数(A/D)转换设备
122        三角图样
130,132   直面
132,134   小面
134        顶点
138        第一小面
140        第二小面
142        基体
150        偏转
152        节距
154    转动
202    机器
204    计算机
206    电缆系统
208    程序
210    键盘
212    存储介质
214    因特网
216    远程计算机
218    显示器
400    母版加工系统
402    数据处理器
404    数字信号处理(DSP)单元
406    数模(D/A)转换设备
408    电压放大器
410    伺服机构
412    检测器
418    放大器

Claims (10)

1.一种光学基板,包括:
至少一个表面,所述至少一个表面包括至少一个具有形状和尺寸的光学结构,其中每一个光学结构的形状和尺寸部分地代表着相应理想化结构的调制,而且其中所述至少一个光学结构中每个光学结构的所述形状和尺寸部分地由至少一个随机产生的调制分量确定,其中所述至少一个光学结构中每个光学结构的调制受限于由所述表面包括的相邻光学结构。
2.如权利要求1所述的光学基板,其中所述至少一个光学结构代表着一种遵循由数学函数(1)所调制的表面路径的理想化的棱柱结构
yi=Aisin{φλ-Φi}+Si            (1)
该数学函数(1)是相对于坐标系的段C;来定义的,其中i表示第ith条表面路径的整数,yi表示第ith条表面路径上相对于C的路径的瞬时位移,Ai表示相对C的第ith条路径的振幅比例因子,Si表示在yi的开始位置处的偏移,φ取值在零和2π闭区间内,波长λ为实数,Φi为第ith条路径的相位分量,其中
Φi=Φi-1+QiΔ+Riδ           (2)
其中Qi为随机或伪随机选择数,取值为1或-1;Ri为-1与1之间的连续随机变量,每一个针对第ith条路径来定义;而Δ和δ分别是定义相位步进分量大小和相位抖动分量大小的实数。
3.如权利要求1所述的光学基板,其中所述至少一个光学结构代表着一种遵循由数学函数(3a)调制的表面路径的理想化的棱柱结构
y i = Σ k = 1 n A i , k sin { φλ k - Φ i , k } + S i - - - ( 3 a )
该数学函数(3a)是相对于坐标系的段C来定义的,其中i表示第ith条表面路径的整数,yi表示第ith条路径上相对C的路径的瞬时位移,Ai,k表示相对C的第ith条路径的第kth个振幅比例因子,Si表示在yi的开始位置处的偏移,φ取值在零和2π闭区间内,n为大于1的整数,每个波长λk为实数,Φi,k是第ith条路径的第kth个相位分量,其中
Φi,k=Φi-1,k+Qi,kΔ+Ri,kδ          (3b)
Qi,k是第ith条路径的第kth个随机或伪随机选择数,取值为1或-1;Ri,k为第ith条路径的第kth个连续随机变量,取值在-1与1之间;并且Δ和δ分别为定义相位步进分量大小和相位抖动分量大小的实数。
4.如权利要求1所述的光学基板,其中所述至少一个光学结构代表着一种遵循由数学函数(4a)调制的表面路径的理想化的棱柱结构
y i = Σ k = 1 n A i , k f { φλ k - Φ i , k } + S i - - - ( 4 a )
其中f是相对于坐标系的段C定义的周期函数,其中i表示为第ith条表面路径的整数,yi表示第ith条路径上相对C的路径的瞬时位移,Ai,k表示相对C的第ith条路径的第kth个振幅比例因子,Si表示在yi的开始位置处的偏移,φ取值在零和2π闭区间内,n为大于1的整数,每个波长λk为实数,Φi,k为第ith条路径的第kth个相位分量,其中
Φi,k=Φi-1,k+Qi,kΔ+Ri,kδ          (4b)
Qi,k为第ith条路径的第kth个随机或伪随机选择数,取值为1或-1;Ri,k为第ith条路径的第kth个连续随机变量,取值在-1至1之间;并且Δ和δ分别为定义相位步进分量大小和相位抖动分量大小的实数。
5.如权利要求1所述的光学基板,其中所述至少一个光学结构代表着一种遵循由下列数学函数调制的表面路径的理想化棱柱结构
yi=Ai[(1-m)ri(φ)+mri-1(φ)]+Si
其中i和i-1分别表示为第ith条和第(i-1)th条路径,该第ith条、第(i-1)th条路径为相邻路径,该第ith条和第(i-1)th条路径振幅相混合,其中部分随机向量yi-1被迭加到第ith条路径的yi,其中ri(φ)为每个第ith条路径的φ的带限随机函数或伪随机函数,ri(φ)具有一个在-1和1之间的连续变化值;
φ取值在零和2π闭区间内,
m为标量混合参数,取值在0和1之间;
Ai为振幅比例参数;及
Si表示在yi的开始位置处的偏移。
6.如权利要求4所述的光学基板,其中函数f选自由三角函数、锯齿函数及矩形波函数组成的数学函数组。
7.一种背光显示设备,包括:
光源,用来产生光;
光导,用于沿着该光导引导光,该光导包括用于将光反射出光导外的反射面;及
光学薄膜,包括:
至少一个表面,该至少一个表面包括至少一个具有形状和尺寸的光学结构,其中该每个光学结构的形状和尺寸部分地代表着相应理想化结构的调制,而且其中所述至少一个光学结构中每个光学结构的所述形状和尺寸部分地由至少一个随机产生的调制分量确定,其中所述至少一个光学结构中每个光学结构的调制受限于由所述表面包括的相邻光学结构。
8.如权利要求7所述的背光显示设备,其中所述至少一个光学结构代表着一种遵循由数学函数(1)所调制的表面路径的理想棱柱结构
yi=Aisin{φλ-Φi}+Si            (1)
该数学函数(1)是相对于坐标系的段C来定义的,其中i表示第ith条表面路径的整数,yi表示第ith条路径上相对C的路径的瞬时位移,Ai表示相对C的第ith条路径的振幅比例因子,Si表示在yi的开始位置处的偏移,φ取值在零和2π闭区间内,波长λ为实数,Φi为第ith条路径的相位分量,其中
Φi=Φi-1+QiΔ+Riδ        (2)
其中,Qi为随机或伪随机选择数,取值为1或-1;Ri为-1与1之间的连续随机变量,每一个针对第ith条路径来定义;并且Δ和δ分别为定义相位步进分量大小和相位抖动分量大小的实数。
9.如权利要求7所述的背光显示设备,其中所述至少一个光学结构代表着一种遵循由数学函数(3a)调制的表面路径的理想化的棱柱结构
y i = Σ k = 1 n A i , k sin { φλ k - Φ i , k } + S i - - - ( 3 a )
该数学函数(3a)是相对于坐标系的段C来定义的,其中i表示第ith条表面路径的整数,yi表示第ith条路径上相对C的路径的瞬时位移,Ai,k表示相对C的第ith条路径的第kth个振幅比例因子,Si表示在yi的开始位置处的偏移,φ取值在零和2π闭区间内,n为大于1的整数,每个波长λk为实数,Φi,k为第ith条路径的第kth个相位分量,其中
Φi,k=Φi-1,k+Qi,kΔ+Ri,kδ          (3b)
Qi,k为第ith条路径的第kth个随机或伪随机选择数,取值为1或-1;Ri,k为第ith条路径的第kth个连续随机变量,在-1与1之间取值;并且Δ和δ分别为定义相位步进分量大小和相位抖动分量大小的实数。
10.如权利要求7所述的背光显示设备,其中所述至少一个光学结构代表着一种遵循由下列数学函数调制的表面路径的理想化的棱柱结构
yi=Ai[(1-m)ri(φ)+mri-1(φ)]+Si
其中i和i-1分别表示为第ith条和第(i-1)th条路径,该第ith条、第(i-1)th条路径为相邻路径,该第ith条和第(i-1)th条路径振幅相混合,其中部分随机向量yi-1被迭加到第ith条路径的yi,其中ri(φ)为每个第ith条路径的φ的带限随机函数或伪随机函数,ri(φ)具有一个在-1和1之间的连续变化值;
φ取值在零和2π闭区间内;
m为标量混合参数,取值在0和1之间;
Ai为振幅比例参数;及
Si表示在yi的开始位置处的偏移。
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