DE69629350T2

DE69629350T2 - Farbbildanzeigevorrichtung mit Farbfilter

Info

Publication number: DE69629350T2
Application number: DE69629350T
Authority: DE
Inventors: Tetsuji Yokosuka-shi Suzuki; Shintaro Miura-shi Nakagaki
Original assignee: Victor Company of Japan Ltd
Current assignee: Victor Company of Japan Ltd
Priority date: 1995-11-08
Filing date: 1996-11-08
Publication date: 2004-06-09
Anticipated expiration: 2016-11-09
Also published as: DE69629350D1; US5999282A; EP0777136A1; EP0777136B1

Description

Gebiet der Erfindung
Diese Erfindung bezieht sich auf Farbfilter, die in Bildanzeigen und bildabfühlenden Systemen, anderen Bildverarbeitungssystemen und Farbbildanzeigevorrichtungen verwendet werden, und insbesondere bezieht sie sich auf Verbesserungen hinsichtlich der Verfügbarkeit von Licht in Farbbildanzeigevorrichtungen der Reflexionsbauart.
Beschreibung des Standes der Technik
In letzter Zeit ist ein hoher Bedarf nach Anzeigevorrichtungen der Projektionsbauart, wie z. B. öffentliche Verwendung im Freien und kommerzielle Verwendung und zum Anzeigen eines hochaufgelösten Bildes auf einem Schirm, und zwar als in hohem Maße vergrößertes Bild, aufgekommen.
Im Allgemeinen werden die Anzeigevorrichtungen der Projektionsbauart in zwei Bauarten kategorisiert: eine Durchlass- bzw. Transmissionsbauart und eine Reflexionsbauart. Beide Bauarten verwenden jedoch einen räumlichen Lichtmodulationsabschnitt mit einer LCD-(liquid crystal display bzw. Flüssigkristallanzeige)-Platte, wobei es einem einfallenden Lichtstrahl ermöglicht wird, auf die LCD-Platte zu treffen und ein Ausgabelichtstrahl hiervon als ein projiziertes Licht erhalten wird, und zwar durch Modulieren des einfalllenden Lichtes durch den räumlichen Lichtmodulationsabschnitt entsprechend den Bildsignalen.
Hier, die LCD-Platte besteht aus einem Aktivmatrixsubstrat.
Auf dem Aktivmatrixsubstrat wird Folgendes vorgesehen: Schaltelemente, wie z. B. Dünnfilmtransistoren, eine Bildelementelektrodenschicht mit einer Vielzahl von Bildelementelektroden, eine gemeinsame bzw. Common-Elektrodenschicht und eine Flüssigkristallschicht, die zwischen der Bildelementelektrodenschicht und der Common-Elektrodenschicht zwischengelagert ist. Eine Ausrichtung von Molekülen der Flüssigkristallschicht wird durch Steuerung eines elektrischen Potentials zwischen der Common- und Bildelementelektrodenschichten mittels Schaltelementen gesteuert, und zwar entsprechend dem angelegten Bildsignal.
Somit wird ein Leselicht (read light) ansprechend auf eine Veränderung der molekularen Ausrichtung des Flüssigkristalls moduliert, und zwar bewirkt durch die elektrische Potentialverteilung zwischen den Bildelementelektroden und der Common-Elektrodenschicht entsprechend dem Bildsignal angelegt über die 2 Schichten von Elektroden.
Einer der Unterschiede zwischen der Durchlassbauart und der Reflexionsbauart ist es, dass in dem ersteren das Projektionslicht durch das transparente Substrat der Aktivmatrix gelangt, während auf der anderen Seite im letzteren das Projektionslicht durch die Bildelementelektroden oder durch eine dielektrischen Spiegelschicht, die hierauf vorgesehen wird, reflektiert wird.
Im Allgemeinen braucht man bei einer Projektionsvorrichtung der Reflexionsbauart keine schwarzen Streifen (black stripes) vorzusehen. dies ermöglicht es, Kristallzellen ein größeres Öffnungsverhältnis bzw. Aperture Ratio zu besitzen. Weiterhin erfolgt eine geringere Wärmegenerierung, die durch eine Absorption des Leselichtes erzeugt wird. Dies ermöglicht eine höhere Lichtausgabe um die LCD-Platte bei einer gegebenen Leistung zu belichten. Somit kann ein helleres Bild in der Reflexionsbauart im Vergleich mit dem bei der Durchlassbauart erreicht werden.
Bei herkömmlichen Projektionsfarbbildanzeigevorrichtungen der Durchlassbauart wird ein Farbbild dadurch erhalten, dass drei Lagen von LCD-Platten der Durchlassbauart, entsprechend den drei Grundfarben (R (rot), G (grün), B (blau)) verwendet wird, sowie ein zusammengesetztes Drei-Farb-Optisches-System zum Zusammensetzen eines zusammengesetzten Farblichtes aus den drei Farblichtern, die durch das LCD der Durchlassbauart gelangen, was in einer groß abgemessenen Vorrichtung und hohen Produktionskosten resultiert. Als Gegenmaßnahme wird eine Vorrichtung vorgeschlagen, die ein Farbfilter der Einzelplattenbauart verwendet, wobei Farbfilter auf einem einzelnen Schichtmuster aus Streifen, Mosaik oder einem Deltazustand angeordnet sind, und den durchsichtigen Bildelementelektroden gegenüberliegen und die entsprechend den Farbmustern der Filter betrieben werden. Die Filterelemente der drei Farben werden hier eng gruppiert und geordnet platziert.
Die Lichte, die von den Filterelementen der drei Farben ausgegeben werden, werden visuell als einzelnes zusammengesetztes Farbbildelement wahrgenommen.
In der Vorrichtung wird jedoch bei dem Leselicht (ein weißes Licht), das durch das LCD tritt und auf den Farbfiltern eintrifft, nur eine primäre Farbe der drei Primärfarben verwendet, und der Rest wird ausgeschlossen, was in einer geringen Verfügbarkeit des Lichtes resultiert. Die Gründe hierfür sind wie folgt:

1) Wenn ein weißer Lichtstrahl als ein Leselicht auf die Durchlass-LCD-Platte strahlt, tritt nur ein Lichtstrahl entsprechend einer bestimmten Farbe unter den drei Farben durch ein Farbfilter entsprechend der bestimmten Farbe. Somit wird ein Betrag von ungefähr Zweidrittel des weißen Lichtstrahls nicht verwendet. Weiterhin ist die Transmissionsgrad des Farbfilters so gering, dass die Effizienz des zu Verfügung stehenden Lichtstrahles viel geringer wird.
2) Die LCD-Platte der Durchlassbauart wird mit einer schwarzen Matrix von umgebenden Zellen als Bildelementen versehen. Somit ist ein Öffnungsverhältnis klein, was in einer geringen Verfügbarkeit eines Lichtstrahls resultiert, da der Lichtstrahl, der auf die schwarze Matrix gestrahlt wird, verschwendet ist.

Als Gegenmaßnahme wird in der japanischen veröffentlichten Patentpublikation 6-308332/1994 ein Farbfilter offenbart, der ein transmissives Hologramm für einen räumlichen Lichtmodulationsabschnitt verwendet in einer Farbbildanzeigevorrichtung der Durchlassbauart einsetzt.
27 ist eine schematische Teilseitenansicht, die den Betrieb eines räumlichen Lichtmodulationsabschnittes gemäß dem Stand der Technik zeigt.
In der 27 bezeichnet ein Bezugszeichen 51 eine LCD-Platte mit einer Vielzahl von R, G, B-transparenten Bildelementelektroden 51r, 51g, 51b. Ein Bezugszeichen 52 bezeichnet ein Farbfilter, der aus einem transmissiven Hologramm, das eine Vielzahl von Einheit-Hologrammen bzw. Hologrammeinheiten (unit holograms) 52p zur spektralen Beugung eines Leselichtes in jeweilige 3-Farb-Lichte beinhaltet.
Die separaten 3-Farb-Lichte, die durch das Farbfilter 52 gebeugt werden, konvergieren auf die Vielzahl von R, G, B-transparenten Bildelementelektroden 51r, 51g, 51b entsprechend den 3-Lichten.
Gemäß diesem Stand der Technik ist es möglich fast das gesamte Leselicht durch Beugung des Leselichtes mit einem unterschiedlichen Winkel entsprechend den 3-Lichten mit der Vielzahl von Einheit-Hologrammen 52 zu verwenden.
Eine weitere Gegenmaßnahme wird in der veröffentlichten japanischen Übersetzung der PCT internationalen Veröffentlichung der Patentanmeldung Nr. 2-500937/1990 ein räumlicher Lichtmodulationsabschnitt der Reflexionsbauart zusammen mit der Farbbildanzeigevorrichtung der Durchlassbauart offenbart, wobei das transmissive Hologramm des Farbfilters aus drei Holographie-Linsenanordnungsschichten besteht.
28 ist eine schematische Teilseitenansicht, die eine Funktion eines räumlichen Lichtmodulationsabschnittes gemäß des Standes der Technik erklärt.
In der 28 bezeichnet das Bezugszeichen 61 ein Farbfilter mit R, G, B-Holographie-Linsenanordnungsschichten 61r, 61g, 61b, sowie 62 ein Glassubstrat und 63 eine reflektive LCD-Platte.
Die reflektive LCD-Platte besteht aus einer transparenten Common-Elektrode 64, einer Flüssigkristallschicht 65, einer reflektierenden Schicht 66 und einer Bildelementelektrodenschicht 67, auf der eine Vielzahl von R, G, B-Bildelementelektroden 67r, 67g, 67b angeordnet sind. Für jede der Vielzahl von R, G, B-Bildelementelektroden 67r, 67g, 67b wird ein elektrisches Potential von der Rückseite der LCD-Platte durch einen abtastenden Elektronenstrahl oder einen steuernden Lichtstrahl angelegt.
Das Farbfilter 61 besteht aus der R-Holographie-Linsenanordnung 61r, die ausschließlich das R-Farblicht beugt, der G-Holographie-Linsenanordnung 61g, die ausschließlich das G-Farblicht beugt, der B-Holographie-Linsenanordnung 61b, die ausschließlich das B-Farblicht beugt, und zwar in einer laminierten Struktur. Wie in der 28 dargestellt ist, ist der Abstand (pitch) der holographischen Linsen dreimal so groß wie der der Bildelementelektroden.
In diesem räumlichen Lichtmodulationsabschnitt wird ein Leselicht (oder ein einfallendes Licht) auf das Farbfilter 61 gestrahlt, so dass jede der quasiholographischen Linsen des Farbfilters 61 ein Farblicht beugt und es auf eine entsprechende Bildelementelektrode, angeordnet auf einer optischen Achse der quasi-holographischen Linse konvergieren lässt.
Die quasi-holographischen Linsen überlappen sich teilweise in der Konstruktion, jedoch beugt jede der quasi-holographischen Linsen ausschließlich das entsprechende Farblicht. Insbesondere beugt die R-Holographie-Linsenanordnung nur das R-Farblicht und ermöglicht den Resten der G, B-Farblichte durchzutreten, wobei die G-Holographie-Linsenanordnung nur das G-Farblicht beugt und es den Resten der R, B-Farblichte erlaubt durchzutreten, und wobei die B-Holographie-Linsenanordnung nur das B-Farblicht beugt und es den Resten der R, G-Farblichte ermöglicht, durchzutreten.
Im Ergebnis treffen die R, G, B-Farblichte, gebeugt durch die R, G, B-Holographie-Linsenanordnungschichten 61r, 61g, 61b auf die Flüssigkristallschicht 65 und werden durch die reflektierende Schicht 66 entsprechend der R, G, B-Bildelementelektroden 67r, 67g, 67b reflektiert. Somit treffen sie wiederum auf die R, G, B-Holographie-Linsenanordnungsschichten 61r, 61g, 61b, wobei sie durch die Flüssigkristallschicht 65 auf ihren Rückwegen zwischen der reflektierenden Schicht 66 und den R, G, B-Holographie-Linsenanordnungschichten 61r, 61g, 61b moduliert werden, und wobei die modulierten Farblichte wiederum durch die R, G, B-Holographie-Linsenanordnungsschichten 61r, 61g, 61b gebeugt werden, um hiervon in Richtung einer Lichtquelle des Leselichtes ausgegeben zu werden.
Im Allgemeinen ist es, um eine Beugungseffizienz (ein Verhältnis einer Intensität einer Ordnung des gebeugten Lichtes zu einer Intensität des einfallenden Lichtes) eines Hologramms zu erhöhen, nötig einen Biegewinkel (bend angle) zu erhöhen, der als ein Winkel zwischen dem Beugungslicht einer Ordnung (one Order diffraction light) und dem einfallenden Licht definiert ist,.
Somit wird in der veröffentlichten japanischen Übersetzung der PCT internationalen Veröffentlichung der Patentanmeldung Nr. 2-500937/60 beim Herstellen der Quasi-Hologrammlinsen des Farbfilters 61, ein Winkel Θ zwischen einem Referenzlicht (ein einfallendes Licht) und ein Ziellicht (gebeugtes Licht) groß ausgelegt, wobei der Winkel θ gleich einem Einfallswinkel des Referenzlichtes ist. Zusätzlich, wie es in der WO 92/09915, Bezugsschrift D1, gelehrt ist, wird ein Farbfilter mit Hologrammmitteln zur spektralen Beugung von Licht in eine Vielzahl von Lichtstrahlen von unterschiedlicher Wellenlänge gezeigt, wobei die Lichtstrahlen auf jeweilige Bildelemente konvergieren, in denen die S-polarisierte Komponente um einen vorbestimmten Einfallswinkel gebeugt wird, und die P-polarisierte Komponente ebenfalls gebeugt wird.
In der angesprochenen Anmeldung ist die Bildanzeigevorrichtung eine Farbbildanzeigevorrichtung der reflektiven Bauart zum Projizieren eines zusammengesetzten Farblichtstrahls auf einen Schirm als ein Farbbild und wobei sie Folgendes aufweist: eine Lichtquelle zum Generieren eines Leselichtes, einen räumlichen Lichtmodulationsabschnitt, der ein Farbfilter mit zumindest Hologrammmitteln beinhaltet, eine Lichtmodulationsschicht und ein Licht reflektierende Schicht mit einer Schicht von einer Vielzahl von Bildelementelektroden, wobei das Farbfilter, die Lichtmodulationsschicht und die Licht reflektierende Schicht von einer Seite aus, in die das Leselicht eintritt, in dieser Reihenfolge angeordnet sind, und wobei die Charakteristiken der Hologrammmittel so sind, dass die S-polarisierte Komponente eine maximale Beugungseffizienz bei einem vorbestimmten Einfallswinkel des einfallenden Lichtes hat, ein Einfall-Optiksystem, um es dem Leselicht zu ermöglichen, auf den räumlichen Lichtmodulationsabschnitt zu treffen; und ein optisches Projektionssystem zum Projizieren des Leselichts, das durch den räumlichen Lichtmodulationsabschnitt moduliert ist, auf einen Schirm, wobei die Hologrammmittel dadurch gekennzeichnet sind, dass die P-polarisierten Komponenten des einfallenden Lichtes so gebeugt werden, dass die Differenz zwischen der maximalen Beugungseffizienz der S-polarisierten Komponenten, und die Beugungseffizienz der P-polarisierten Komponenten nicht kleiner ist als 30% und so gebeugt wird, dass die S-polarisierten Komponenten als die Vielzahl von Lichten gebildet werden, die auf die Vielzahl von Bildelementelektroden entsprechend den unterschiedlichen Wellenlängenbereichen bzw. -regionen konvergiert werden sollen, wobei die Polarisationsrichtungen der Spolarisierten Komponenten und der P-polarisierten Komponenten orthogonal zueinander sind, und wobei das Farbfilter spektral die S-polarisierten Komponenten des Leselichtes, das hierauf trifft, in eine Vielzahl von Lichtstrahlen von verschiedenen Wellenlängenbereichen bzw. -regionen beugt, und selektiv die Vielzahl von Lichtstrahlen auf die Vielzahl von Bildelementelektroden entsprechend den unterschiedlichen Wellenlängenregionen durch die Lichtmodulationsschicht konvergiert, und die gebeugten S-polarisierten Komponenten des Leselichtes, reflektiert durch die Licht reflektierende Schicht, durch die Lichtmodulationsschicht wieder austritt, und wobei die Ppolarisierten Komponenten, die durch die Lichtmodulationsschicht moduliert sind und von den gebeugten S-polarisierten Komponenten umgewandelt sind, wiederum auf das Farbfilter treffen und durch das Farbfilter gelangen, und die P-polarisierten Komponenten durch das optische Projektionssystem auf den Schirm projiziert werden, ohne dabei in die einfallende Lichtrichtung zurückzukehren.
In dem Stand der Technik gemäß der veröffentlichten japanischen Übersetzung der PCT internationalen Veröffentlichung der Patentanmeldung Nr. 2-500937/60 werden die modulierten R, G, B-Farblichte in die Richtung der Lichtquelle des Leselichtes wie zuvor erwähnt zurückgeführt. Aus diesem Grund ist es nötig, einen Polarisationsstrahlteiler vorzusehen um das Projektionslicht von dem Leselicht in einem Einfall-Optischen-System zu separieren, wenn dieses Farbfilter in einer Farbfilteranzeigevorrichtung angewendet wird. Mit anderen Worten, es wird dem Leselicht erlaubt, auf das Farbfilter 61 durch den Polarisationsstrahlteiler zu fallen, und das modulierte Leselicht (Projektionslicht) aus dem räumlichen Lichtmodulationsabschnitt, das wieder auf das Farbfilter trifft, wird hieraus abgegeben und durch den Polarisationsstrahlteiler separiert. Das Vorsehen des Polarisationsstrahlteilers in dem Einfall-Optischen-System bewirkt eine Reduzierung eines Kontrastverhältnisses und der Verfügbarkeit von Licht und führt zu dem Problem hoher Produktionskosten, da der Polarisationsstrahlteiler selber sehr teuer ist.
Auf der anderen Seite ist es bekannt, dass um so kleiner der Biegewinkel (bend angle) des Hologramms, wie zuvor erwähnt ist, um so größer wird eine Differenz der Beugungseffizienz zwischen einer P-polarisierten Komponente (eine Lichtkomponente mit einer Schwingungsebene parallel zu einer Einfallsebene eines einfallenden Lichtes) und einer S-polarisierten Komponente (eine Lichtkomponenten mit einer Schwingungsebene senkrecht zu der einfallenden Ebene hiervon) eines einfallenden Lichtes.
Im Allgemeinen hängt die Beugungseffizienz „η" des transmissiven Hologramms von einem Betrag der Modulation „Δn" des Brechungsindexes und einer Dicke hiervon „t" und einem Einfallswinkel „θ" ab. Wenn der Einfallswinkel „θ" in der Größe von 60° bis 90° eingestellt ist, neigt eine Beugungseffizienz „ηp" der P-polarisierten Komponenten bzw. eine Beugungseffizienz „ηs" der S-polarisierten Komponente dazu, eine periodische Veränderung bezüglich Veränderungen, die durch eine Funktion F (Δn, t), gezeigt in der 29, dargestellt ist, aufzuzeigen.
29 ist ein Graph, der eine Beugungseffizienz „ηp" der P-polarisierten Komponente und eine Beugungseffizienz „ηs" der S-polarisierten Komponente bezüglich Veränderungen, die durch eine Funktion F (Δn, t) dargestellt ist, zeigt.
Und unter der Bedingung, dass beide, „Δn" und „t", konstant sind, wenn der Einfallswinkel „θ" auf bis zu 0° gesenkt wird, hat die Charakteristik der Beugungseffizienz „ηp" der P-polarisierten Komponente, und die der Beugungseffizienz „ηs" der S-polarisierten Komponente eine ähnlich periodische Charakteristik, was im Prinzip in derselben resultiert, wenn „θ" = 0 ist.
Demgemäss, hinsichtlich der in der 29 gezeigten Veränderungen der Beugungseffizienz von „ηp" und „ηs", ist es möglich, es dem „ηp" der Ppolarisierten Komponente zu erlauben, z. B. bei 18% zu liegen, und zwar unter der Bedingung, dass das „ηs" der S-polarisierten Komponenten auf einem Maximum von 100% gehalten wird, und zwar durch Einstellen des Einfallswinkels „θ" auf 75°.
Hinsichtlich der obigen Feststellung haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung ein nützliches Farbfilter entwickelt, der bei Farbbildanzeigevorrichtungen anwendbar ist, wobei diese das zusammengesetzte Farbbild mit einem hohen Kontrastverhältnis und einer hohen Verfügbarkeit von Licht anzeigen, ohne dabei den Polarisationsstrahlteiler (polarization beam splitter) vorzusehen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die Erfindung richtet sich auf eine Farbbildanzeigevorrichtung der Reflexionsbauart gemäß Anspruch 1. Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Unteransprüchen offenbart.
Demgemäß ist es ein allgemeines Ziel, ein Farbfilter und eine Farbbildanzeigevorrichtung vorzusehen, in denen die obigen Nachteile eliminiert wurden.
Ein spezifisches Ziel ist es ein Farbfilter vorzusehen, der mit holographischen Mitteln versehen ist, um ein einfallendes Licht in eine Vielzahl von Lichtstrahlen von unterschiedlichen Wellenlängenregionen zu beugen und selektiv die Vielzahl von Lichtstrahlen auf eine jeweilige Vielzahl von Bildelementelektroden entsprechend zu den verschiedenen Wellenlängenregionen zu konvergieren, wobei die Hologrammmittel solche Charakteristiken besitzen, dass die S-polarisierten Komponenten des einfallenden Lichtes bei einer ungefähr (eine) maximalen Beugungseffizienz bei einem vorbestimmten Einfallswinkel des einfallenden Lichtes gebeugt werden, und P-polarisierte Komponenten des einfallenden Lichtes so gebeugt werden, dass eine Differenz zwischen der maximalen Beugungseffizienz der ersten polarisierten Komponenten und der Beugungseffizienz der zweiten polarisierten Komponenten nicht weniger als 30% ist, und gebeugte S-polarisierte Komponenten die die Vielzahl von Lichten, die auf die Vielzahl der Bildelementelektroden entsprechend den verschiedenen Wellenlängenregionen konvergiert werden sollen, bilden, wobei die Polarisationsrichtung der S-polarisierten Komponente und der Ppolarisierten Komponenten orthogonal zueinander sind.
Ein weiteres spezifisches Ziel ist es, eine Farbbildanzeigevorrichtung zum Projizieren von zusammengesetzten Farblichtstrahlen auf einem Schirm als ein Farbbild vorzusehen, das Folgendes aufweist: eine Lichtquelle zum Generieren eines Leselichtes; ein räumlicher Lichtmodulationsabschnitt, der ein Farbfilter aufweist mit zumindest Hologrammmitteln, einer Lichtmodulationsschicht und einer Licht reflektierenden Schicht mit einer Schicht einer Vielzahl von Bildelementelektroden, wobei die Hologrammmittel solche Charakteristiken haben, dass S-polarisierte Komponenten des einfallenden Lichtes mit einer ungefähr (einer) maximalen Beugungseffizienz Lichtes mit einer ungefähr (einer) maximalen Beugungseffizienz bei einem vorbestimmten Einfallswinkel des einfallenden Lichtes gebeugt werden, und dass P-polarisierte Komponenten des einfallenden Lichtes so gebeugt werden, dass eine Differenz zwischen der maximalen Beugungseffizienz der Spolarisierten Komponenten und der Beugungseffizienz der P-polarisierten Komponenten nicht kleiner als 30% ist, und gebeugte S-polarisierte Komponenten die Vielzahl von Lichten formen, die auf die Vielzahl von Bildelementelektroden entsprechend den verschiedenen Wellenlängenregionen konvergieren sollen, wobei Polarisationsrichtungen der S-polarisierten Komponente und der P-polarisierten Komponenten orthogonal zueinander sind; ein Einfall-Optiksystem, das es dem Leselicht ermöglicht, auf den räumlichen Lichtmodulationsabschnitt zu treffen; und ein optisches Projektionssystem zum Projizieren des Leselichtes, das durch den räumlichen Lichtmodulationsabschnitt moduliert ist, auf einen Schirm, wobei das Farbfilter die S-polarisierten Komponenten des Leselichtes, das hierauf fällt, spektral in eine Vielzahl von Lichtstrahlen der verschiedenen Wellenlängenregionen beugt, und selektiv die Vielzahl von Lichtstrahlen auf die Vielzahl von Bildelementelektroden entsprechend den verschiedenen Wellenlängenregionen beugt, und zwar durch den Lichtmodulationsabschnitt, und wobei gebeugte S-polarisierte Komponenten des Leselichtes, das durch die Licht reflektierende Schicht reflektiert wird, wieder auf das Farbfilter trifft, und zwar durch ein Modulieren in einem Polarisationsmodus durch die Lichtmodulationsschicht des räumlichen Lichtmodulationsabschnittes und wobei polarisierend modulierte S-polarisierte Komponenten durch das Farbfilter treten und durch das optischen Projektionssystem auf den Schirm projiziert werden.
Ein anderes spezifisches Ziel ist es, eine Farbbildanzeigevorrichtung vorzusehen zum Projizieren von zusammengesetzten Farblichtstrahlen auf einen Schirm als ein Farbbild, wobei die Vorrichtung Folgendes aufweist: eine Lichtquelle zum Generieren eines Leselichtes, ein räumlicher Lichtmodulationsabschnitt, der ein Farbfilter aufweist mit zumindest einer Holographie-Linsen-Anordnungsschicht mit einer Vielzahl von holographischen Linsen, eine Lichtmodulationsschicht und eine reflektierende Schicht, wobei jede der holographischen Linsen solche Charakteristiken besitzt, dass erste polarisierte Komponenten des einfallenden Lichtes mit einer ungefähr maximalen Beugungseffizienz bei einem vorbestimmten Einfallswinkel des einfallenden Lichtes gebeugt werden, und zweite polarisierte Komponenten des einfallenden Lichtes so gebeugt werden, dass eine Differenz zwischen der maximalen Beugungseffizienz der ersten polarisierten Komponenten und der Beugungseffizienz der zweiten polarisierten Komponenten nicht weniger als 30% ist, und gebeugte erste polarisierte Komponenten die Vielzahl von Lichten formen, die auf die Vielzahl von Bildelementelektroden entsprechend den verschiedenen Wellenlängenregionen konvergieren sollen, wobei Polarisationsrichtungen der ersten polarisierten Komponente und der zweiten polarisierten Komponente orthogonal zueinander sind, wobei die Vielzahl der Holographielinsenanordnungsschicht bzw. die Anordnungsschicht der Vielzahl von holographischen Linsen ein vorbestimmtes Farbmuster in der Holographielinsenanordnungsschicht hat, wobei die Vielzahl der Bildelementelektroden als eine Elektrodenschicht angeordnet ist, und dasselbe vorbestimmte Farbmuster wie die Vielzahl von holographischen Linsen besitzt, wobei die Holographielinsenanordnungsschicht und die Elektrodenschicht horizontal angeordnet ist, und zwar so, dass das Leselicht, das gemäß einer spezifische Farbe durch eine holographische Linse für die spezifische Farbe gefiltert ist, eine Bildelementelektrode für dieselbe spezifische Farbe erreicht, wobei eine Mitte der holographischen Linse für die spezifische Farbe und eine Mitte der Bildelementelektrode für die selbe spezifische Farbe horizontal um einen vorbestimmten Abstand zueinander beabstandet sind; ein Einfall-Optiksystem um es dem Leselicht zu ermöglichen, auf den räumlichen Lichtmodulationsabschnitt zu treffen, und ein optisches Projektionssystem zum Projizieren des Leselichtes, das durch den räumlichen Lichtmodulationsabschnitt moduliert wird, auf einen Schirm, wobei das Farbfilter die ersten polarisierten Komponenten des Leselichtes, die hierauf treffen, spektral in eine Vielzahl von Lichtstrahlen von verschiedenen Wellenlängenregionen beugt, und selektiv die Vielzahl von Lichtstrahlen auf die Vielzahl von Bildelementelektroden entsprechend den verschiedenen Wellenlängenregionen durch den Lichtmodulationsabschnitt konvergieren lässt, und wobei gebeugte erste polarisierte Kompo nenten des Leselichtes, die durch die Licht reflektierende Schicht reflektiert werden, wiederum auf das Farbfilter treffen, und zwar während sie in einem Polarisationsmodus durch die Lichtmodulationsschicht des räumlichen Lichtmodulationsabschnittes moduliert werden, und wobei polarisierend modulierte erste polarisierte Komponenten durch das Farbfilter treten und durch das optische Projektionssystem auf den Schirm projiziert werden.
Ein weiteres spezifisches Ziel ist es, eine Farbbildanzeigevorrichtung zum Projizieren von zusammengesetzten Farblichtstrahlen auf einen Schirm als ein Farbbild vorzusehen, wobei die Vorrichtung Folgendes aufweist: eine Lichtquelle zum Generieren eines Leselichtes; ein Separationsmittel für polarisiertes Licht, und zwar zum Separieren des Leselichtes in erste polarisierte Komponenten und zweite polarisierte Komponenten; ein erster Lichtmodulationsabschnitt; ein zweiter Lichtmodulationsabschnitt; ein erstes Einfall-Optiksystem, um es den ersten polarisierten Komponenten zu ermöglichen, auf den ersten Lichtmodulationsabschnitt zu fallen, um hierdurch einer Farbmodulation unterzogen zu werden; ein zweites Einfall-Optiksystem, um es den zweiten polarisierten Komponenten zu erlauben, auf den zweiten Lichtmodulationsabschnitt zu fallen, um hierdurch einer Intensitätsmodulation unterzogen zu werden; und ein optisches Projektionssystem zum Projizieren auf einen Schirm, und zwar farbmodulierte erste polarisierte Komponenten durch den ersten Lichtmodulationsabschnitt; und intensitätsmodulierte zweite polarisierte Komponenten durch den zweiten Lichtmodulationsabschnitt, wobei der erste Lichtmodulationsabschnitt ein Farbfilter aufweist, und zwar mit mindestens Hologrammmitteln, einer ersten Lichtmodulationsschicht und einer ersten Licht reflektierenden Schicht mit einer Schicht einer Vielzahl von ersten Bildelementelektroden, wobei die Hologrammmittel solche Charakteristiken haben, dass die ersten polarisierten Komponenten des einfallenden Lichtes mit einer ungefähr (einer) maximalen Beugungseffizienz bei einem vorbestimmten Einfallswinkel des einfallenden Lichtes gebeugt werden, und die zweiten polarisierten Komponenten des einfallenden Lichtes so gebeugt werden, dass eine Differenz zwischen der maximalen Beugungseffizienz der ersten polarisierten Komponenten und der Beugungseffizienz der zweiten po larisierten Komponenten nicht geringer als 30% ist, und wobei gebeugte erste polarisierte Komponenten die Vielzahl von Lichten bilden, die auf die Vielzahl von Bildelementelektroden entsprechend der verschiedenen Wellenlängenregionen konvergieren sollen, wobei die Polarisationsrichtungen der ersten polarisierten Komponenten und der zweiten polarisierten Komponenten orthogonal zueinander sind; der zweite räumliche Lichtmodulationsabschnitt eine zweite Lichtmodulationsschicht beinhaltet, die in Synchronisation mit dem ersten räumlichen Lichtmodulationsabschnitt betrieben wird, und eine zweite reflektierende Schicht beinhaltet mit einer Vielzahl von zweiten Bildelementelektroden, die entsprechend der Vielzahl von ersten Bildelementelektroden angeordnet sind, und weitere Mittel beinhaltet zum zusammen Synthetisieren der farbmodulierten ersten polarisierten Komponenten und der intensitätsmodulierten zweiten polarisierten Komponenten, um sie durch das optische Projektionssystem zu projizieren, wobei die Synthetisierungsmittel die farbmodulierten ersten polarisierten Komponenten zu dem optischen Projektionssystem lenkt und die zweiten polarisierten Komponenten zu dem zweiten Lichtmodulationsabschnitt lenkt, und es erlaubt, dass die intensitätsmodulierten zweiten polarisierten Komponenten direkt von dem zweiten Lichtmodulationsabschnitt zu dem optischen Projektionssystem gelangen um einen einzelnen Strahl von zusammengesetztem Licht zu bilden.
Andere Ziele und weitere Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung offensichtlich.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine schematische, fragmentarische Schnittansicht, die einen räumlichen Lichtmodulations- bzw. -modulatorabschnitt angewendet auf eine Farbbildanzeigevorrichtung der Reflexionsbauart gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
2(A) ist eine Aufsicht, die R, G, B-Elektroden in einer Mosaikausrichtung zeigt;
2(B) ist eine Aufsicht, die R, G, B-Elektroden in senkrechten Streifen zeigt;
2(C) ist eine Aufsicht, die R, G, B-Elektroden in einer Deltaausrichtung zeigt;
3 ist eine Aufsicht, die die R, G, B-Elektroden in einem hexagonalen, enggepackten Zustand angeordnet und eine Beziehung zwischen R, G, B-Elektroden und den R, G, Bholographischen Linsen zeigt;
4 ist ein Graph, der eine Beziehung zwischen einem Biegewinkel (bend angle) und einer Beugungseffizienz ηp erläutert;
5 zeigt eine Beziehung zwischen einer Beugungseffizienz und einer Wellenlänge eines einfallenden Lichtes bezüglich eines R-Hologramms auf der Basis einer optimalen Bedingung bei einem Biegewinkel von 75°;
6 zeigt eine Beziehung zwischen einer Beugungseffizienz und einer Wellenlänge eines einfallenden Lichtes bezüglich eines G-Hologramms auf der Basis einer optimalen Bedingung bei einem Biegewinkel von 75°;
7 zeigt eine Beziehung zwischen einer Beugungseffizienz und einer Wellenlänge eines einfallenden Lichtes bezüglich eines B-Hologramms auf der Basis einer optimalen Bedingung bei einem Biegewinkel von 75°;
8 ist eine schematische Seitenansicht um beispielhaft eine Positionsbeziehung zwischen einer G-holographischen Linse und einer G-Elektrode in dem Ausführungsbeispiel 1 der vorliegenden Erfindung zu erläutern;
9 ist eine schematische Seitenansicht um beispielhaft eine Positionsbeziehung zwischen einer G-holographischen Linse und einer G-Elektrode in einem Ausführungsbeispiel 2 der vorliegenden Erfindung zu erläutern;
10 ist eine schematische Seitenansicht einer Variation des Ausführungsbeispiels 2 gezeigt in der 9;
11 ist eine schematische Seitenansicht, die eine Farbbildanzeigevorrichtung der Projektionsbauart, die eine polarisierende Platte in einem Ausführungsbeispiel 3 der vorliegenden Erfindung verwendet zeigt;
12 ist eine schematische Seitenansicht einer Abwandlung des Ausführungsbeispiels 3, gezeigt in der 11;
13 ist eine schematische Seitenansicht einer weiteren Abwandlung des Ausführungsbeispiels 3, gezeigt in der 12;
14 ist eine schematische Seitenansicht einer verbesserten Farbbildanzeigevorrichtung in dem Ausführungsbeispiel 4 der vorliegenden Erfindung, wobei ein dichroitischer Spiegel eingesetzt wird;
15 ist ein Graph eines Beispiels eines Spektrums eines Lichtstrahls, der durch die R, G, B-dichroitischen Spiegel, gezeigt in der 14, auf jeweilige Farbwellenlängenregionen beschränkt ist;
16 ist eine schematische Seitenansicht, die eine Beugung am Beispiel der G-holographischen Linse in dem Ausführungsbeispiel 4 erläutert, wobei ein Lichtstrahl, der auf gebeugte Art und Weise auf der G-holographischen Linse 3ge der G-Holographielinsenanordnungsschicht 3g konvergiert, diskutiert wird;
17 ist eine schematische Seitenansicht, die eine Verbesserung an einem Ausführungsbeispiel 5 mittels Einsatzes eines Polarisationshologramms zeigt;
18 ist eine schematische Seitenansicht, die eine Verbesserung an einem Ausführungsbeispiel 6 der Farbbildanzeigevorrichtung in der vorliegenden Erfindung zeigt;
19 ist eine schematische Seitenansicht, die eine beispielhafte Verbesserung der Farbbildanzeigevorrichtung in dem Ausführungsbeispiel 6 der vorliegenden Erfindung zeigt;
20 ist eine schematische Seitenansicht, die eine weitere beispielhafte Verbesserung der Farbbildanzeigevorrichtung in dem Ausführungsbeispiel 6 in der vorliegenden Erfindung zeigt;
21 ist eine schematische Seitenansicht, die eine weitere beispielhafte Verbesserung der Farbbildanzeigevorrichtung in dem Ausführungsbeispiel 6 in der vorliegenden Erfindung zeigt;
22 ist ein Graph, der eine Charakteristik eines Polarisationshologramms mit einer laminierten Struktur aus einer großen Anzahl von Hologrammen in dem Ausführungsbeispiel 6 zeigt;
23 ist eine schematische Seitenansicht, die eine weitere beispielhafte Verbesserung der Farbbildanzeigevorrichtung in dem Ausführungsbeispiel 6 in der vorliegenden Erfindung zeigt;
24(A) ist eine schematische Seitenansicht, die eine Farbbildanzeigevorrichtung zeigt, die zwei räumliche Lichtmodulationsabschnitte in einem Ausführungsbeispiel 7 der vorliegenden Erfindung einsetzt;
24(B) ist eine schematische Rückansicht der Farbbildanzeigevorrichtung, gezeigt in der 24(A);
25(A) ist eine schematische Seitenansicht einer Abwandlung der Farbanzeigevorrichtung, gezeigt in den 24(A) und 24(B);
25(B) ist eine schematische Rückansicht der 25(A);
26(A) ist eine schematische Seitenansicht einer weiteren Abwandlung der Farbanzeigevorrichtung, gezeigt in den 24(A) und 24 (B);
26(B) ist eine schematische Rückansicht der 26(A);
27 ist eine schematische Teilseitenansicht, um die Funktion eines räumlichen Lichtmodulationsabschnitts gemäß dem Stand der Technik zu erläutern;
28 ist eine schematische Teilseitenansicht, um die Funktion eines räumlichen Lichtmodulationsabschnittes gemäß dem Stand der Technik zu erklären; und
29 ist ein Graph, der eine Beugungseffizienz "ηp" der P-polarisierten Komponente und eine Beugungseffizienz „ηs" der S-polarisierten Komponente bezüglich Veränderungen, die durch eine Funktion F (Δn, t) dargestellt ist, zeigt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGS-BEISPIELE
Die Beschreibung erläutert Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die 1 bis 26.
[Ausführungsbeispiel 1]
1 ist eine schematische, fragmentarische Schnittansicht, die einen räumlichen Lichtmodulator- bzw. -modulationsabschnitt angewendet auf eine Farbbildanzeigevorrichtung der Reflexionsbauart gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
In 1 bezeichnet ein Bezugszeichen 1 ein LCD-Panel bzw. -Platte, 2 eine dünne Glasschicht, 3 ein Farbfilter, und 4 eine Glasplatte, und 5 ein Kopplungsprisma. Hier, die LCD-Platte 1 weist Folgendes auf: ein Glassubstrat (oder Si-Substrat) 11, eine Aktivmatrixsteuer- bzw. treiberschaltung (active matrix driving circuit) 12, ausgebildet auf dem Glassubstrat 11, eine Bildelementelektrodenschicht 13 mit R, G, B-Bildelementelektroden (auf die als R, G, B-Elektroden Bezug genommen wird), 13r, 13g, 13b, die selektiv durch die Aktivmatrixtreiberschaltung 12 gesteuert werden, 14 eine dielektrische Spiegelschicht, 15 eine Ausrichtungsschicht, 16 eine Lichtmodulationsschicht, 17 eine Ausrichtungsschicht, und 18 eine transparente Common-Elektrodenschicht (auf die als gemeinsame bzw. Common-Elektrodenschicht Bezug genommen wird). Diese Komponenten werden in dieser Reihenfolge laminiert.
Als nächstes wird eine Beschreibung von Konstruktionskomponenten gegeben, die sich von den obigen Komponenten oder bekannten Komponenten unterscheiden.
Die R, G, B-Elektroden 13r, 13g, 13b der Bildelementelektrodenschicht 13 werden entsprechend den R, G, B-Farben vorgesehen, und ein Einheit- Bildelement bzw. Bildelementeinheit besteht aus einer Gruppe von R, G, B-Elektroden 13r, 13g, 13b. Im Allgemeinen gibt es als Ausrichtungszustände der R, G, B-Elektroden 13r, 13g, 13b in der Ebene eine Mosaikausrichtung, eine Streifenausrichtung und eine Deltaausrichtung, wie es in den 2(A) (C) gezeigt ist.
2(A) ist eine Aufsicht, die die R, G, B-Elektroden in einer Mosaikausrichtung zeigt;
2(B) ist eine Aufsicht, die die R, G, B-Elektroden in vertikalen Streifen zeigt; und
2(C) ist eine Aufsicht, die die R, G, B-Elektroden in einer Delta-Anordnung zeigt.
Im Allgemeinen wird in der Delta-Anordnung einen hexagonal dicht gepackte Struktur (hexagonal close-packed structure), wie in der 3 gezeigt, eingesetzt.
3 ist eine Aufsicht, die die R, G, B-Elektroden angeordnet in einem hexagonal eng gepackten Zustand und eine Beziehung zwischen den R, G, B-Elektroden und den R, G, B-holographischen Linsen zeigt.
In diesem Ausführungsbeispiel wird die Delta-Anordnung, gezeigt in der 3, als die Anordnung der R, G, B-Elektroden verwendet, wobei die R, G, B-Elektroden in einer Serie von R, G, B-Elektroden in eine laterale Richtung, wie in der 2(C) gezeigt, positioniert sind, und die R, G, B-Elektroden benachbart zueinander in einer Aufsicht sind.
Weiterhin kann eine Licht-blockierende Schicht (nicht dargestellt) zwischen der Bildelementelektrodenschicht 13 und einer aktiven Matrixtreiberschaltung 12 vorgesehen werden um zu verhindern, dass der Lichtstrahl das Glassubstrat 11 erreicht und sich eine Fotoleitfähigkeit entwickelt.
Für die Lichtmodulationsschicht 16 kann ein Flüssigkristall, der in einem TN-Modus, einem HF-Modus, einem HFE-Modus, einem FLC-Modus oder einem DS-Modus betrieben wird, eingesetzt werden. Die Ausrichtungsschichten 15, 17 werden jedoch in Abhängigkeit von der Art des Flüssigkristalls vorgesehen. Somit werden die Ausrichtungsschichten 15, 17 weggelassen, wenn ein Flüssigkristall der Streuart (scattering type) in dem DS-Modus eingesetzt wird.
Das Kopplungsprisma 5 besteht aus einem ebenen Glas bzw. Glasebene und hat eine schräge Oberfläche auf der einen Seite hiervon, und zwar als Einfallobertläche um es einem Leselicht zu ermöglichen, senkrecht hierherauf zu treffen, und hat eine obere Oberfläche hierauf als eine Austrittsoberfläche, um es Projektionslicht zu ermöglichen hier heraus auszutreten. In der 1 wird eine Glasplatte 4 vorgesehen, die zwischen dem Kopplungsprisma 5 und dem Farbfilter 3 zwischengelagert ist. Die Glasplatte 4 kann integral mit dem Kopplungsprisma 5 ausgebildet sein, oder hiervon separat ausgebildet sein, wobei es jedoch nötig ist, einen engen Kontakt mit der Oberfläche des Kopplungsprismas 5 vorzusehen.
Weiterhin sind in der 1 die Dicken der Glasplatte 4 und des Kopplungsprismas 5 aus Gründen der Einfachheit dünner dargestellt als die der dünnen Glasschicht 2, obwohl sie jedoch tatsächlich größer ausgestaltet sind als die der dünnen Glasschicht 2.
Das Farbfilter 3 ist ein Hauptbestandteil der vorliegenden Erfindung. Daher wird eine detaillierte Erklärung des Farbfilters 3 gegeben. In dem Farbfilter 3 wird ein Hologramm der Durchlass bzw. Transmissionsbauart unter Verwendung von Holographielinsenanordnungsschichten auf dieselbe Art und Weise wie es im Stand der Technik gemäß dem veröffentlichten japanischen Patent 2-500837/1990 erwähnt ist, gebildet. Das Farbfilter 3 hat eine Funktion zum spektralen Beugen (diffracting) eines einfallenden Lichtes, das R, G, B-Primärfarblichte enthält, in die R, G, B-Lichte und zum Konvergieren dieser senkrecht auf die R, G, B-Elektroden 13r, 13g, 13b entsprechend den drei Farben. Anders ausgedrückt, das Farbfilter 3 verursacht, dass ein Hauptstrahl von jedem der R, G, B-Lichte annähernd senkrecht auf jede der R, G, B-Elektroden 13r, 13g, 13b trifft und jedes der R, G, B-Lichte auf die Oberfläche von jeder der R, G, B-Elektroden 13r, 13g, 13b konvergiert wird, und zwar aufgrund einer Linsenfunktion der R, G, B-Holographielinsenanordnungsschichten 3r, 3g, 3b.
Tatsächlich wird über den R, G, B-Elektroden 13r, 13g, 13b die dielelektrische Spiegelschicht 14 vorgesehen, wie in der 1 gezeigt. Die Dicke hiervon ist jedoch sehr klein im Vergleich zu denen der R, G, B-Elektroden 13r, 13g, 13b. Daher wird die Beschreibung, dass „der Lichtstrahl auf den Oberflächen der R, G, B-Elektroden konvergiert" und ähnliche Beschreibungen im Folgenden verwendet.
Das oben erwähnte Hologramm der Durchlassbauart besteht aus drei Schichten, d. h. den R, G, B-Holographielinsenanordnungsschichten 3r, 3g, 3b. Jede der R, G, B-Holographielinsenanordnungsschichten 3r, 3g, 3b besteht aus den R-holographischen Linsen 3re, aus G-holographischen Linsen 3ge oder aus B-holographischen Linsen 3be. Jede holographische Linse hiervon entspricht einem Einheit-Hologramm (unit hologramm). Jede der R, G, Bholographischen Linsen 3re, 3ge, 3be ist so angeordnet, dass eine optische Achse hiervon ungefähr durch eine Mitte einer jeden der R, G, B-Elektroden 13r, 13g, 13b verläuft.
In diesem Ausführungsbeispiel sind die R, G, B-Elektroden 13r, 13g, 13b in dem hexagonal eng gepackten Zustand, wie in der 3 gezeigt ist, angeordnet. Somit ist jede der R, G, B-holographischen Linsenanordnungsschichten 3r, 3g, 3b entsprechend einer jeden der Anorndungen der R, G, B-Elektroden 13r, 13g, 13b angeordnet.
Im Detail sind, z. B. aus dem Sichtpunkt einer einzelnen Schicht der R-Holographielinsenanordnungsschicht 3r, die R-holographischen Linsen 3re mit demselben Abstand (pitch) (Ein-Farb-Abstand) angeordnet, wie dem der R-Elektroden 13re entsprechend zu der R-Farbe. Aus der Sicht eines laminier laminierten Zustands der R, G, B-Holographielinsenanordnungsschichten 3r, 3g, 3b und zwar gemäß einer Aufsicht, sind die R, G, B-holographischen Linsen 3re, 3ge, 3be jedoch sich gegenseitig teilweise überlappend gelagert und sind mit einem 1/3 Abstand des zuvor erwähnten Ein-Farb-Abstandes angeordnet.
Weiterhin ist jede holographische Linse der R, G, B-holographischen Linsen 3re, 3ge, 3be, was bzw. die einem Einheit-Hologramm entspricht, so geformt, dass eine S-polarisierte Lichtkomponente (auf die als S-polarisierte Komponente Bezug genommen wird) des einfallenden Lichtes von einer Ppolarisierten Lichtkomponente (auf die als P-pölarisierte Komponente Bezug genommen wird) mit einer Wellenlänge innerhalb einer bestimmten Farbwellenlängenregion gebeugt wird.
Eine Erklärung der Beugungscharakteristik der R, G, B-holographischen Linsen 3re, 3ge, 3be wird unter Bezugnahme auf 4 vorgesehen.
4 ist ein Graph, der eine Beziehung zwischen einem Biegewinkel (bend angle) und einer Beugungseffizienz (diffraction efficiency) ηp erklärt, wobei z. B. eine Beugungseffizienz der P-polarisierten Komponente erhalten werden kann durch eine Berechnung unter folgenden Bedingungen: eine Wellenlänge eines einfallenden Lichts: 540 nm, ein Modulationswert Δn eines Brechungsindexes zu einem Hologrammsensibilisierungsglied (hologram sensitizing member): 0,03 und der Bedingung, dass die Beugungseffizienz der Spolarisierten Komponente 100% wird durch Optimierung einer Dicke „t" des Hologramms bei jedem Biegewinkel.
Wie in den 4 zu sehen ist, werden beide Komponenten, die P-polarisierte Komponente und die S-polarisierte Komponente, ungefähr um 100% gebeugt, was dadurch bewirkt wird, dass der Biegewinkel groß ist. Weiterhin ist es möglich, die Beugungseffizienz der P-polarisierten Komponente auf weniger als 50% zu reduzieren, dadurch dass der Biegewinkel auf weniger als 120° veranlasst wird, und auf 0% wenn veranlasst wird, dass der Biegewinkel ungefähr 90° ist.
Weiterhin zeigt die obige Beugungseffizienz eine starke Abhängigkeit von einer Wellenlänge des einfallenden Lichts. Diese Abhängigkeit von der Wellenlänge ermöglicht es jedoch, eine optimale Konstruktion vorzusehen, so dass eine S-polarisierte Komponente mit einer gewünschten Wellenlänge mit einer Beugungseffizienz von fast 100% gebeugt wird und eine P-polarisierte Komponente hiervon kaum gebeugt wird.
Demgemäß ist es möglich, ein Farbfilter zu produzieren, der die Hologramme der Durchlassbauart bestehend aus R, G, B-Holographielinsenanordnungsschichten verwendet, und in der Lage ist, die Spolarisierte Komponente innerhalb einer entsprechenden Wellenlängenregion mit einer hohen Beugungseffizienz zu beugen und die Beugungseffizienz der P-polarisierten Komponente auf eine niedrige herunter zu drücken.
5 bis 7 zeigen jeweils eine Beziehung zwischen einer Beugungseffizienz und einer Wellenlänge eines einfallenden Lichtes bezüglich der R, G, B-Hologramme auf der Basis einer optimalen Bedingung bei einem Biegewinkel von 75°.
In den 5 bis 7 stellt eine durchgezogene Linie die S-polarisierte Komponente und eine gestrichelte Linie die P-polarisierte Komponenten dar, wobei die S-polarisierte Komponente die Beugungseffizienz von 100% bei einer Mittelwellenlänge in jeder der R, G, B-Regionen zeigt, und die P-polarisierte Komponente eine Beugungseffizienz von weniger als 18% zeigt.
Wenn das obige Farbfilter mit der in den 5 bis 7 gezeigten Charakteristik auf das Farbfilter 3, der in der 1 gezeigt ist, angewendet wird, können die R, G, B-holographischen Linsen 3re, 3ge, 3be hauptsächlich die S-polarisierte Komponente bezüglich jeder Farbregion beugen und die S-polarisierte Komponente an die R, G, B-Elektroden 13r, 13g, 13b senkrecht ausgeben, und zwar dadurch dass der Einfallswinkel θ des Leselichtes auf 75° (Biegewinkel 105°, (180°–75°)), wie in der 8 gezeigt, veranlasst wird.
8 ist eine schematische Seitenansicht um beispielhaft eine Positionsbeziehung zwischen einer G-holographischen Linse und einer G-Elektrode in dem Ausführungsbeispiel 1 der vorliegenden Erfindung zu erläutern. In diesem Ausführungsbeispiel des Farbfilters 3 wird jede der R, G, B-Holographielinsenanordnungsschichten 3r, 3g, 3b, die die Abhängigkeit der Beugungseffizienz von der Wellenlänge besitzen, unabhängig auf einem Hologrammsensibilierungsglied (hologram sensitizing member) bei jeder Farbe (R, G, B) erzeugt, wobei dann das Farbfilter 3 durch Laminieren von solch produzierten Hologrammsensibilisierungsgliedern geformt bzw. gebildet wird. Es ist jedoch möglich, die R, G, B-Holographielinsenanordnungsschichten 3r, 3g, 3b mit der Abhängigkeit der Beugungseffizienz von der Wellenlänge auf einem einzelnen Sensibilisierungsglied mehrfach zu produzieren, was nicht nach einem Bedarf einer mechanischen Ausrichtung der drei unabhängigen Schichten resultiert.
Das Leselicht, das von der Lichtquelle (nicht dargestellt) generiert wird, trifft senkrecht auf die Einfalloberfläche des Kopplungsprismas 5 durch ein Einfalloptiksystem (nicht dargestellt) und die Glasplatte 4 und trifft in einem Einfallswinkel von 75° durch das Kopplungsprisma 5 und die Glasplatte 4 auf das Farbfilter 3.
Zuerst wird das Leselicht, das auf das Farbfilter 3 trifft, spektral durch die R-Holographielinsenanordnung bzw. Anordnung der R-holographischen Linsen 3r gebeugt.
Die R-holographischen Linsen 3re der R-Holographielinsenanordnungsschicht 3r werden vorgesehen, um hauptsächlich die S-polarisierte Komponente des einfallenden Leselichts innerhalb der R-Wellenlängenregion zu beugen und erlaubt es der P-polarisierten Komponente innerhalb der R-Wellenlängenregion und Lichtkomponenten in anderen als der R- Wellenlängenregion, die in dem Leselicht enthalten sind, so wie sie sind hier hindurch zu gelangen.
Insbesondere beugt jede der R-holographischen Linsen 3re die S-polarisierte Komponente innerhalb der R-Wellenlängenregion mit einer Beugungseffizienz von fast 100%, und beschränkt die Beugung der P-polarisierten Komponente auf eine Beugungseffizienz von nicht mehr als 20%, und verhält sich weiterhin so, dass das gebeugte Licht als ein konvergierendes Bündel von Strahlen auf die R-Elektrode 13r konvergiert, und zwar aufgrund ihrer Linsenfunktion.
Im Übrigen wird die P-polarisierte Komponente innerhalb der R-Wellenlängenregion weniger gebeugt (weniger als 20%) und es wird ebenfalls als ein auf die R-Elektrode konvergierendes Bündel von Strahlen geformt.
Somit veranlasst jede der R-holographischen Linsen 3re, dass die Spolarisierte Komponente und die leicht gebeugte P-polarisierte Komponente, beide in der R-Wellenlängenregion, senkrecht auf die G-holographische Linsenanordnungsschicht 3g trifft und ermöglicht weiterhin, dass ein Rest von Lichtkomponenten, inklusive einer ungebeugten P-polarisierten R-Komponente hierdurch zu der G-Holographielinsenanordnungsschicht 3g gelangt, und zwar in einer Originalrichtung des einfallenden Lichtes (Leselicht) zu dem Kopplungsprisma 5.
Weiterhin wird jede der G-holographischen Linsen 3ge der G-Holographielinsenanordnungsschicht vorgesehen um hauptsächlich die Spolarisierte Komponente innerhalb der G-Wellenlängenregion zu beugen. Somit beugt jede der holographischen Linsen 3ge die S-polarisierte Komponente der G-Wellenlängenregion mit einer Beugungseffizienz von fast 100%, und zwar unter den Lichtkomponenten, die direkt bzw. gerade durch die R-Holographielinsenanordnungsschicht 3r getreten sind, und zwar in eine Originalrichtung des einfallenden Lichtes zu dem Kopplungsprisma 5, und unterdrückt die Beugung der P-polarisierten G-Komponente hiervon auf eine Beugungseffizienz von nicht mehr als 20%. Im Ergebnis werden die so ge beugten Komponenten als ein auf die G-Elektrode 13g konvergierendes Bündel von Strahlen geformt, wobei die G-Elektrode 13g auf einer Seite der LCD-Platte 1 und entlang einer optischen Achse auf jede der Gholographischen Linsen 3ge angeordnet ist
Andererseits erlaubt es jede der G-holographischen Linsen 3ge den Spolarisierten Komponente und einigen wenigen P-polarisierten, gebeugten Komponenten, die beide in der R-Wellenlängenregion liegen, senkrecht hier durch zu gelangen, um auf die B-Holographielinsenanordnungsschicht 3b, so wie sie sind, zu treffen und erlaubt es dem Rest der Lichtkomponenten, die auf die Holographielinsnanordnungsschicht 3g treffen, wie z. B. Lichtkomponenten, die nicht die gebeugten R und G S-polarisierten Komponenten sind, nämlich bzw. namentlich die P-polarisierte Komponente innerhalb der R-Wellenlängenregion und die P-polarisierte Komponente, wobei beide nicht in den R und G-Holograplielinsenanordnungsschichten 3r und 3g gebeugt werden, hierdurch in ihrer Originalrichtung zu gelangen.
Weiterhin wird jede der B-holographischen Linsen 3be der B-Holographielinsenanordnungsschicht 3b vorgesehen, um hauptsächlich die Spolarisierte Komponente innerhalb der B-Wellenlängenregion zu beugen. Somit beugt jede der B-holographischen Linsen 3be die S-polarisierte Komponente der B-Wellenlängenregion mit einer Beugungseffizienz von fast 100%, und zwar unter den Lichtkomponenten, die hierauf treffen, und unterdrückt die Beugung der P-polarisierten G-Komponenten hiervon auf eine Beugungseffizienz von nicht mehr als 20%. Im Ergebnis werden die gebeugten Komponenten zu einem auf die B-Elektrode 13b konvergierenden Bündel geformt, wobei die B-Elektrode 13b auf eine Seite der LCD-Platte 1 und entlang einer optischen Achse einer jeden der B-holographischen Linsen 3be angeordnet ist.
Andererseits erlaubt jede der B-holographischen Linsen 3be es R und G konvergierenden Bündeln von Strahlen, die senkrecht auf die dünne Glasschicht 2 treffen, so wie sie sind, senkrecht hierdurch zu gelangen, und erlaubt es anderen Komponenten, die nicht durch die R, G und B-Holographielinsenanordnungsschichten 3r, 3g und 3b gebeugt werden, gerade hierdurch in die Richtung des original einfallenden Lichtes zu dem Kopplungsprisma 5 zu gelangen, und zwar insbesondere den P-polarisierten Komponenten innerhalb der R, G und B-Wellenlängenregionen, die nicht gebeugt werden.
Im Ergebnis gibt es, ausgegeben von dem Farbfilter 3, 3-konvergierende Strahlenbündel und andere Lichte, und zwar wie folgt:

(1) Eine Gruppe von konvergierenden Strahlenbündeln bestehend aus den Spolarisierten Komponenten und den leicht P-polarisierten Komponenten innerhalb der R-Wellenlängenregion, um auf die R-Elektroden 13r zu konvergieren.
(2) Eine Gruppe von konvergierenden Strahlenbündeln bestehend aus den Spolarisierten Komponenten und einem kleinen Betrag der P-polarisierten Komponenten innerhalb der G-Wellenlängenregion, um auf die G-Elektroden 13g zu konvergieren.
(3) Eine Gruppe von kovergierenden Strahlenbündeln bestehend aus den Spolarisierten Komponenten und ein kleiner Betrag der P-polarisierten Komponenten innerhalb der B-Wellenlängenregion um auf die B-Elektroden 13b zu konvergieren.
(4) Eine Gruppe von Beugungslichten 0-ter Ordnung, wie z. B. Lichtkomponenten mit spezifischen Polarisationen und mit Farbwellenregion, die nicht die drei obigen Farbwel enlängenregionen ist, sowie ein Hauptteil der Ppolarisierten Komponenten in den drei Farbwellenlängenregionen.

Nachdem die Gruppen von konvergierenden Strahlenbündeln, die in (1) bis (3) identifiziert wurden, auf die LCD-Platte 1 durch die dünne Glasschicht 2 treffen, konvergiert jede der S-polarisierten Komponenten der Gruppen auf jeweilige entsprechende Elektroden der R, G, B-Elektroden 13r, 13g, 13b durch die gemeinsame bzw. Common-Elektrodenschicht 18, die Ausrichtungsschicht 17, die Lichtmodulationsschictit 16 und die Ausrichtungsschicht 15, und wird durch die dielektrische Spiegelschicht 14 reflektiert und trifft wiederum auf jede entsprechende Linse der R, G, B-holographischen Linsen 3re, 3ge, 3be des Farbfilters 3, und zwar als ein divergierendes Strahlenbündel.
Zwischen jeder der R, G, B-Elektroden 13r, 13g, 13b und der Common-Elektrodenschicht 18 wird jedoch eine Steuerspannung entsprechend einem Bildsignal vorgesehen, um einen Zustand des Bildelements 18 des LCD zu bestimmen und zwar mittels der Aktivmatrixtreiberschaltung 12. Hierdurch wird der Ausrichtungszustand der Moleküle des Flüssigkristalls der Licht modulierenden Schicht 16 verändert. Somit werden die S-polarisierten Komponenten von (1) bis (3), die zuvor erwähnt wurden, entsprechend den angelegten Spannungen auf ihren Wegen zwischen dem Farbfilter und der LCD-Platte 1 moduliert, und treffen wiederum auf die R, G, B-holographischen Linsen 3re, 3ge, 3be auf.
Insbesondere wenn die S-polarisierte Komponente mit einer Rate von X% moduliert wird, verbleibt die S-polarisierten Komponente von (100%–X%) so wie sie ist, während die S-polarisierten Komponente von X% durch die Modulation in die P-polarisierte Komponente konvertiert wird, um auf eine der R, G, B-holographischen Linsen 3re, 3ge, 3be zu treffen.
Dieser Zustand wird schematisch in der 8 wie im Folgenden beschrieben, gezeigt. Die S-polarisierte Komponente, die durch die G-holographische Linse 3ge gebeugt wird, konvergiert ungefähr bei einer Mitte der G-Elektrode 13g, die sich entlang der optischen Achse der G-holographischen Linse 3ge befindet. An diesem Punkt trifft die modulierte S-polarisierte Komponente wiederum auf die G-holographische Linse 3ge, und zwar entlang eines optischen Pfades symmetrisch zu der optischen Achse der G-holographischen Linse 3ge. Hier, in der 8, ist der Einfallswinkel und der Reflexionswinkel übertrieben dargestellt. Tatsächlich sind sie sehr klein, da die Größe der Gholographischen Linse 3ge sehr klein ist.
Wie im Vorherigen erwähnt, beugt die G-holographische Linse 3ge die Spolarisierte Komponente mit einer Beugungseffizienz von fast 100% und die P-polarisierte Komponente mit einer Beugungseffizienz von ungefähr 20% und formt sie zu einem konvergierenden Strahlenbündel, um zu der Mitte der holographischen Linse 13ge fortzuschreiten.
Demgemäß kehrt ungefähr 20% der P-polarisierten Komponente, die wieder auf die G-holographische Linse 3ge trifft, zurück in die Richtung des einfallenden Lichtes (Leselicht) durch die erfahrene Beugung durch die holographische Linse 3ge, und zwar basierend auf dem Lichtzurückverfolgungsgesetz (light retracement law). Die andere P-polarisierte Komponente gelangt jedoch durch die G-holographische Linse 3ge so wie sie ist. Dies trifft für G und B Farben zu.
Im Ergebnis gelangen die P-polarisierten Komponenten, die durch die Modulation hinsichtlich der R, G, B-Farben erhalten wurden, durch das Farbfilter 3 und sie werden über die Austrittsoberfläche des Kopplungsprismas 5 hierdurch ausgegeben und auf den Schirm durch ein optisches Projektionssystem (nicht dargestellt) projiziert.
Die S-polarisierte Komponente, die durch eine Modulationsrate veranlasst wird, und die S-polarisierte Komponente, die sich durch Modulieren der Ppolarisierten Komponente entwickelt hat, wobei das Leselicht durch das Farbfilter 3 gebeugt wird, können jedoch durch das Farbfilter 3 gelangen, wie es im Folgenden beschrieben wird. Diese S-polarisierten Komponenten können jedoch durch Einsatz einer polarisierenden Vorrichtung entfernt werden, um nur die P-polarisierte Komponente zu senden. Andererseits treffen die 0-Ordnungs-Brechungslichte, die in (4) erwähnt sind, in einem Einfallswinkel von 75° auf die LCD-Platte 1, wobei sie sich durch die dünne Glasschicht 2 fortbewegen und werden mit einem Reflexionswinkel von –75° durch den dielektrischen Spiegel 14 reflektiert und treffen wiederum auf das Farbfilter 3. Die R, G, B-holographischen Linsen 3re, 3ge, 3be der R, G, B-Holographielinsenanordnungsschichten 3r, 3g, 3b haben keine Beugungs fähigkeit bei einem Einfallswinkel von –75°. Somit treffen die 0-Ordnungs-Beugungslichte wiederum auf das Farbfilter 3, gelangen durch das Farbfilter 3 und werden von einer entgegengesetzten Seite der Einfallsoberfläche des Kopplungsprismas 5 durch das Glassubstrat 4 ausgegeben ohne dabei gebeugt zu werden.
In diesem Ausführungsbeispiel wird ein Fall beschrieben, wo der Einfallswinkel des Leselichtes 75° gegenüber dem Farbfilter 3 ist.
Allgemein gibt es eine Beziehung von Sr = Sa cos θ, wobei Sr: ein Abschnitt eines Strahlenbündels des Leselichtes, Sa: eine bestrahlte bzw. beleuchtete Fläche des Farbfilters und θ ein Einfallswinkel gegenüber dem Farbfilter ist. Da der Abschnitt Sr konstant ist, wird die beleuchtete Fläche Sa sehr klein wenn der Einfallswinkel θ groß ist, was in einer Reduktion einer Beleuchtungseffizienz resultiert.
In der Farbbildanzeigevorrichtung der Projektionsbauart wird bevorzugt, um das Kontrastverhältnis und die Farbreproduzierbarkeit zu verbessern, ein Leselicht so parallel wie möglich zu bestrahlen. Es ist jedoch unmöglich, solch ein paralleles Leselicht zu erhalten, da die Lichtquelle keine ideale Punktquelle ist, sondern eine bestimmte Größe hat. Aus dem oben angeführten Grund ist es schwierig, das Leselicht auf eine solch kleine Fläche in dem Farbfilter 3, wie es zuvor erwähnt wurde, konvergieren zu lassen. Als eine Gegenmaßnahme ist es erwünscht, den Abschnitt des Strahlenbündels des Leselichtes so groß wie möglich zu gestalten, um die Effizienz der Verfügbarkeit des bestrahlenden Lichtes zu erhöhen.
Eine erste Bedingung und eine zweite Bedingung, die unten angeführt werden, stehen jedoch einander im Gegensatz gegenüber, d. h. die erste Bedingung, dass ein Einfallswinkel θ des Leselichtes so groß wie möglich gestaltet wird, um ein hohes Kontrastverhältnis zu erhalten, und zwar durch Veranlassen der Beugungseffizienz der S-polarisierten Komponente, die zu einer Intensität des projizierten Lichtes beiträgt, und dadurch dass veranlasst wird, dass die Beugungseffizienz der P-polarisierten Komponente klein ist, und eine zweite Bedingung, die besagt, dass die Effizienz des Leselichtes so groß wie möglich sein sollte.
In diesem Ausführungsbeispiel wird der Einfallswinkel θ auf 45° eingestellt. Wenn der Einfallswinkel θ jedoch auf 60° eingestellt wird, wird die Beleuchtungs- bzw. Helligkeitseffizienz doppelt so groß wie für den Fall eines Einfallswinkels von 75°.
Es ist anzumerken, dass wenn der Beleuchtungswinkel θ auf 60° eingestellt wird, es bestätigt wurde, dass die Qualität, wie z. B. Kontrastverhältnis des projizierten Bildes, im Vergleich zu dem Fall mit einem Einfallswinkel von 75° verbessert wird, obwohl die Beugungseffizienz etwas verschlechtert wird. In anderen Worten ist ein Beleuchtungswinkel von 60° zu bevorzugen, wenn die Beleuchtungseffizienz mit einbezogen wird.
[Ausführungsbeispiel 2]
In dem zuvor erläuterten Ausführungsbeispiel 1 kehrt, wenn die durch die Lichtmodulationsschicht 16 modulierte P-polarisierte Komponente von dem Farbfilter 3 ausgegeben wird, ein Teil der P-polarisierten Komponente in die Richtung der Lichtquelle zurück, was in einer Reduzierung der Lichtverfügbarkeit resultiert. In diesem Ausführungsbeispiel 2 wird die hierdurch hervorgerufene Reduzierung in dem Ausführungsbeispiel 1 verbessert.
8 ist eine schematische Seitenansicht, die einen Prozess erläutert, bei dem das Leselicht in ein projiziertes Licht im Ausführungsbeispiel 2 umgewandelt wird, wobei das G-Farblicht zusammen mit der G-holographischen Linse und der G-Elektrode beispielhaft gezeigt ist.
In der 8 wird, wenn das Leselicht auf die G-holographische Linse 3ge trifft, die S-polarisierte Komponente hiervon hauptsächlich durch sie gebeugt, und die S-polarisierte Komponente trifft ungefähr bei einem Mittelteil auf die G-Elektrode 13g, die sich auf der optischen Achse der G-holographischen Linse 3ge befindet, auf und wird hierdurch reflektiert, um wiederum auf die Gholographische Linse 13g zu treffen. Auf ihrem Weg zwischen der Gholographischen Linse 3ge und der G-Elektrode 13g unterläuft die Spolarisierte Komponente eine Modulation durch die Lichtmodulationsschicht 16 und dreht sich in eine S-polarisierte Komponente entsprechend einem Modulationsgrad. In diesem Fall gibt es zwei Einfallspunkte, einen ersten Einfallspunkt auf der oberen Oberfläche der G-holographischen Linse 3ge, wo das Leselicht nach unten gerichtet auftrifft und einen zweiten Einfallspunkt auf der Bodenoberfläche der G-holographischen Linse 3ge, wo die modulierte, Ppolarisierte Komponente wieder nach oben gerichtet auftrifft. Diese Einfallspunkte erfüllen eine symmetrische Beziehung bezüglich der optischen Achse der G-Elektrode 13ge, da im Allgemeinen ein einfallendes Licht und ein reflektiertes Licht gegenüber einer Normalen bzw. senkrechten Linie einer Fläche bzw. Seite eines Objektes symmetrisch ist. Und eine Einfallsrichtung des Ppolarisierten Lichtes, das wiederum auf den zweiten Einfallspunkt trifft, stimmt überein mit einer Beugungsrichtung der S-polarisierten Komponente, die spektral durch die G-holographische Linse gebeugt ist, und zu dem Mittelteil der G-Elektrode 13g fortschreitet.
Wie in dem Ausführungsbeispiel 1 erwähnt wurde, beugt die Gholographische Linse 3ge die S-polarisierte Komponente des Leselichtes mit einer Beugungseffizienz von fast 100% und die P-polarisierte Komponente hiervon mit ungefähr 20% unter der zuvor diskutierten „optimalen Bedingung".
Außerdem ist das modulierte Licht, das wiederum auf die holographische Linse 3ge trifft, die P-polarisierte Komponente, und zwar entwickelt gemäß einem Modulationsgrad, und diese Komponente hat dieselbe Polarisation wie die Ppolarisierte Komponente des Leselichtes, das die G-holographische Linse 3ge teilweise beugt.
Und die obige „optimale" Bedingung verwendet noch immer die modulierten, nach oben gerichteten, P-polarisierten Komponenten.
Im Ergebnis kehrt ungefähr 20% des modulierten, P-polarisierten Lichts, zu der Lichtquelle, nicht dargestellt, zurück, was in einem Verlust von ungefähr 20% der P-polarisierten Komponente, die auf den Schirm projiziert werden soll, resultiert.
Dies gilt für die R, B-holographischen Linsen 3re, 3be, was in einer Reduzierung der zur Verfügung stehenden Effizienz des Lichtes resultiert.
In diesem Ausführungsbeispiel 2 wird als Gegenmaßnahme eine Position des Farbfilters 3 relativ zu der Bildelementelektrodenschicht 13 auf eine solche Art und Weise angeordnet, dass eine Mitte einer jeden der R, G, B-Elektroden 13r, 13g, 13b angeordnet entsprechend zu den R, G, B-holographischen Linsen 3re, 3ge, 3be um eine vorbestimmte Distanz in einer Aufsicht, wie in der 9 gezeigt, verschoben bzw. versetzt ist.
9 ist eine schematische Seitenansicht, um beispielhaft eine Positionsbeziehung zwischen einer G-holographischen Linse und einer G-Elektrode in dem Ausführungsbeispiel 2 der vorliegenden Erfindung zu erläutern.
Wie in der 9 gezeigt ist, ist eine Mittelposition der G-holographischen Linse 3ge um eine Distanz bzw. Strecke von der ½ Breite der G-holographischen Linse 3ge von einer Mittelposition der G-Elektrode 13g entsprechend zu der G-holographischen Linse 3ge versetzt.
Und das Leselicht, das hierauf mit einem Einfallswinkel θ trifft, wird spektral durch die G-holographische Linse 3ge gebeugt und auf den Mittelteil der G-Elektrode 13g konvergiert.
Somit trifft ein konvergierendes Strahlenbündel auf den Mittelteil der G-Elektrode 13g, und zwar geneigt zu der Oberfläche hiervon und nicht senkrecht, wie es mit durchgezogenen Linien dargestellt ist, und ein divergierendes Strahlenbündel reflektiert durch Mittelteil hiervon, trifft auf eine ben achbarte G-holographische Linse 3ge'. Somit ist die Beziehung zwischen den divergierenden und den konvergierenden Strahlenbündeln symmetrisch bezüglich der optischen Achse der G-holographischen Linse 3ge.
Demgemäß, in diesem Ausführungsbeispiel, ist das divergierende Strahlenbündel, das auf die benachbarte G-holographische Linse 3ge' trifft, weniger der Beugung, veranlasst durch die benachbarte G-holographische Linse 3ge', ausgesetzt. In anderen Worte, der Einfallswinkel des divergierenden Strahlenbündels erfüllt nicht die „optimale Beugungsbedingung" der benachbarten G-holographischen Linse 3ge'. Somit gelangen praktisch alle divergierenden Strahlenbündel durch die benachbarte G-holographische Linse 3ge' ohne dabei stark gebeugt zu werden.
In diesem Ausführungsbeispiel, da eine Mitte einer jeden der R, B-Elektroden 13r, 13b entsprechend zu den R, B-holographischen Linsen 3re, 3be ebenfalls auf dieselbe oben beschriebene Art und Weise versetzt ist, stehen alle modulierten P-polarisierten Komponenten zur Projizierung zur Verfügung.
Somit ermöglicht die Farbbildanzeigevorrichtung des Ausführungsbeispiels 2 gemäß der vorliegenden Erfindung eine erhöhte Verfügbarkeitseffizienz des Leselichtes, und zwar erhöht um ungefähr 20% verglichen mit der des Ausführungsbeispiels 2 (1) gezeigt in der B.
Eine Abwandlung des Ausführungsbeispiels 2 wird in der 10 gezeigt, wobei das divergierende Strahlenbündel auf eine entgegengesetzt benachbarte G-holographische Linse 3ge' trifft.
10 ist eine schematische Seitenansicht einer Abwandlung des Ausführungsbeispiels 2, das in der 9 gezeigt ist. Bei dieser Konstruktion kann derselbe Effekt wie der des Ausführungsbeispiels 1 erlangt werden.
In diesen Ausführungsbeispielen ist der Versetzungsabstand von einer Mitte einer jeden der R, G, B-Linsen 3re, 3ge, 3be zu einer entsprechenden Mitte einer jeden der R, G, B-Elektroden 13r, 13g, 13b auf 0,5 der Breite der Linse eingestellt, wobei es jedoch möglich ist, den Versetzungsabstand auf 0,25 bis 0,5 der Breite der Linse einzustellen.
Weiterhin wird in diesem Ausführungsbeispiel hauptsächlich die S-polarisierte Komponente des Leselichtes durch das Farbfilter 3 gebeugt, wobei es jedoch möglich ist, auf der Grundlage dieser Prinzipien die P-polarisierte Komponente hiervon zu beugen.
[Ausführungsbeispiel 3]
In einer Gesamtkonstruktion einer jeden der Farbbildanzeigevorrichtungen der Ausführungsbeispiele 1 und 2 weist jede eine Lichtquelle zum Generieren des Leselichtes, ein Einfall-Optiksystem um zu Veranlassen, dass das Leselicht auf einen räumlichen Lichtmodulationsabschnitt trifft, sowie ein optisches Projektionssystem zum Projizieren des modulierten Lichtes aus dem räumlichen Lichtmodulationsabschnitt auf. Und das optische Projektionssystem benötigt nicht einen Polarisationsstrahlteiler und setzt eine Projektionslinse mit einem kleinen Bildkreis (image circle) ein, was eine Bildprojizierung mittels einer Projektionslinse mit hoher Genauigkeit ermöglicht.
Wenn die P-polarisierte Komponente, die durch die Modulation entwickelt wird, jedoch als Projektionslicht verwendet wird, treten die S-polarisierte Komponente, die durch einen Grad von Modulation entwickelt wird, und die Spolarisierte Komponente, die durch die Modulation der P-polarisierten Komponente entwickelt wird, wobei das Leselicht durch das Farbfilter 3 gebeugt wird, durch das Farbfilter 3 als 0-Ordnung-Beugungslicht und werden in dieselbe Richtung wie die P-polarisierte Komponente, die durch die Modulation entwickelt wird, ausgegeben, was in einer Reduktion des Kontrastverhältnisses des Farbbildes resultiert.
In diesem Ausführungsbeispiel 3 wird als Gegenmaßnahme eine polarisierende Platte 21 auf einer Austrittsoberfläche des Kopplungsprismas 5 vorge sehen um es nur der P-polarisierten Komponente zu erlauben, durch die Polarisierungsplatte 21 zu gelangen und das S-polarisierte Licht davon abzuhalten, von hier abgegeben zu werden, wie es in der 11 gezeigt ist.
11 ist eine schematische Seitenansicht, die eine Farbbildanzeigevorrichtung der Projektionsbauart, die eine polarisierende Platte gemäß dem Ausführungsbeispiel 3 der vorliegenden Erfindung einsetzt, zeigt.
Hierdurch wird nur das P-polarisierte Licht durch eine Projektionslinse 22 auf einen Schirm 23 projiziert.
Weiterhin, wie es in dem Ausführungsbeispiel 2 erläutert wurde, ist der Projektionswinkel der P-polarisierten Komponente leicht geneigt, wobei es jedoch möglich ist, die P-polarisierte Komponente parallel zu dem P-polarisierten Licht zu sein, und zwar durch Steuerung der Projektionslinse 22a, wie es in der 12 gezeigt ist.
12 ist eine schematische Seitenansicht einer Abwandlung des Ausführungsbeispiels 3, das in der 11 gezeigt ist.
Weiterhin ist es möglich, einen Polarisationsstrahlteiler 24 anstelle der Polarisierungsplatte 22 zu verwenden, wie es in der 13 gezeigt ist.
13 ist eine schematische Seitenansicht einer weiteren Abwandlung des Ausführungsbeispiel 3, gezeigt in der 12.
In den obigen Ausführungsbeispielen werden die Gegenmaßnahmen in dem optischen Projektionssystem durchgeführt. Es ist jedoch möglich, dieselben Gegenmaßnahmen in dem Eingabe-Optiksystem durchzuführen, und zwar durch Vorsehen der polarisierenden Platte oder des Polarisationsstrahlteilers in einem optischen Einfallsweg des räumlichen Lichtmodulationsabschnittes 20. Dadurch kann das Leselicht vorläufig nur auf die S-polarisierte Kompo nente beschränkt werden, was in dem selben Effekt, wie er oben beschrieben wurde, resultiert.
Weiterhin wird in diesem Ausführungsbeispiel hauptsächlich die modulierte Ppolarisierte Komponente des Leselichtes als Projektionslicht verwendet. Es ist jedoch möglich, die S-polarisierte Komponente hiervon als das Projektionslicht zu verwenden, wobei der Polarisierungscharakter der polarisierenden Platte oder des Polarisationsstrahlteilers umgekehrt wird.
[Ausführungsbeispiel 4]
Wie es in dem Ausführungsbeispiel 1 dargestellt ist, wird jede der Charakteristiken der Beugungseffizienz der R, G, B-Holographie-Linsenanordnungsschicht 3r, 3g, 3b entsprechend der Wellenlänge des einfallenden Lichtes jeweils in den 5 bis 7 gezeigt.
Diese Charakteristiken werden jedoch für einen Fall angewendet, in dem das einfallende Licht vollständig parallel ist.
Wenn das einfallende Licht jedoch nicht vollständig parallel ist, werden die Charakteristiken breiter im Vergleich mit denen, die in den 5 bis 7 dargestellt sind, was in einer Überlappung in einer Grenzregion einer jeden Farbe resultiert. Dies führt zu einer Verschlechterung der Farbreinheit des reproduzierten Bildes.
Als eine Gegenmaßnahme ist es wirksam, ein Filter zum Eliminieren der Lichtkomponente entsprechend zu der obigen Wellenlängenregion vorzusehen.
Dieses spezifische Ausführungsbeispiel ist in der 14 gezeigt.
14 ist eine schematische Seitenansicht einer verbesserten Farbbildanzeigevorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel 4 der vorliegenden Erfindung, wobei ein dichroitischer Spiegel verwendet wird.
In diesem Ausführungsbeispiel 4 wird eine dichroitische Spiegeleinheit 25 als eine Filtervorrichtung zwischen der Lichtquelle (nicht gezeigt) und dem Kopplungsprisma 5 vorgesehen. Die dichroitische Spiegeleinheit 25 besteht aus R, G, B-dichroitischen Spiegeln 25r, 25g, 25b, die parallel zueinander gestapelt sind, wobei jeder von ihnen zur Reflexion einer Lichtkomponente entsprechend einer Farbwellenlängenregion in einem Winkel von 45° dient und veranlasst, dass es auf die Einfallsoberfläche des Kopplungsprismas 5 trifft, und zwar durch Übertragen von anderen Lichtkomponenten mit Ausnahme von der Lichtkomponente, die der Farbwellenlängenregion entspricht. Die R, G, B-dichroitischen Spiegel 25r, 25g, 25b können mehrfach auf einem Glassubstrat mittels Verdampfungsbeschichtung bzw. Bedampfungsbeschichtung eines dielektrischen Materials gebildet werden.
15 ist ein Graph für ein Beispiel eines Spektrums eines Lichtstrahls, der auf jeweilige Farbwellenlängenregionen beschränkt ist, und zwar durch die R, G, B-dichroitischen Spiegel, gezeigt in der 14.
Wie in der 15 zu sehen ist, wird ein Lichtstrahl vollständig entsprechend der jeweiligen Farbwellenlängenregionen R, G, B-separiert. Dieser Lichtstrahl erlaubt es, die Verschlechterung der Farbreinheit zu verhindern, und zwar sogar dann, wenn das einfallende Licht nicht vollständig paralleles Licht ist.
Es ist bekannt, dass die Charakteristiken der R, G, B-dichroitischen Spiegel 25r, 25g, 25b anpassbar sind, und zwar durch Veränderung der Art des dielektrischen Materials und der Dicke und der Anzahl der Schichten. Somit kann die dichroitische Spiegeleinheit 25 optimiert werden, wenn die Wellenlängenverteilung des Lichtstrahles, der durch die Lichtquelle generiert wird, die Wellenlängenbeugungseffizienzcharakteristik des Farbfilters 3 und eine gewünschte Farbe des zu reproduzierenden Bildes einbezogen wird. Anstelle der dichroitischen Spiegeleinheit der Reflexionsbauart 25 könnte ein dichroitischer Spiegel der Durchlassbauart (nicht dargestellt) verwendet werden.
Wenn eine strikte Farbseparierung in dem Farbfilter 3 des räumlichen Lichtmodulationsabschnittes 20 in Verbindung mit der Farbreinheit benötigt wird, bewirkt eine leichte Inkrementierung einer Beugungseffizienz ein Problem, wenn es in anderen Wellenlängenregionen als die beabsichtigte Farbwellenlängenregion in jeder der R, G, B-Holographie-Linsenanordnungsschichten 3r, 3g, 3b entwickelt wird.
Insbesondere, wie es in den 5 bis 7 gezeigt ist, sinkt die maximale Beugungseffizienz wenn die Wellenlänge von der optimierten Wellenlänge der maximalen Beugungseffizienz abweicht. Wenn die Wellenlänge weiter hiervon abweicht, fluktuiert die Beugungseffizienz wie eine Schwingung bzw. Schwankung (waving). Dieses Schwanken wird als ein „side-lobe" bzw. Nebenzipfel bezeichnet.
Es ist allgemein bekannt, dass eine Beziehung zwischen einem Beugungswinkel veranlasst durch ein Hologramm und einen Einfallswinkel durch eine Formel (1) dargestellt werden kann: sinα + sinβ = λ/ρ (1)α: ein Einfallswinkel
β: ein Beugungswinkel
λ: eine Wellenlänge
ρ: eine Periode eines Beugungsgitters
In der Formel (1), wenn beide, der Einfallswinkel α und die Periode ρ des Beugungsgitters Festwerte sind, hat der Sinus des Beugungswinkels β und die Wellenlänge λ eine lineare Beziehung.
Somit hat jeder der Lichtstrahlen, die durch die holographische Linsenanordnungsschicht 3r, 3g, 3b gebeugt wird einen unterschiedlichen Beugungswinkel in Abhängigkeit von einer verwendeten Wellenlänge. Unter Ausnutzung dieser Charakteristik ist es möglich, einen Farblichtstrahl zu veranlassen, auf einer entsprechenden Farbelektrode zu konvergieren und andere Farblichtstrahlen, wie z. B. die Seitenschleife auf anderen entsprechenden Elektroden zu konvergieren, was in einer exzellenten Farbreinheit des zu reproduzierenden Bildes resultiert.
Als nächstes wird eine detaillierte Beschreibung eines Ausführungsbeispiels, auf das in der 16 Bezug genommen wird, gegeben.
16 ist eine schematische Seitenansicht, um eine Beugung einer beispielhaften G-holographischen Linse in dem Ausführungsbeispiel 4 zu erläutern, wobei ein Lichtstrahl, der beugungsmäßig auf der G-holographischen Linse 3ge der G-Holographie-Linsenanordnungsschicht 3g konvergiert, diskutiert wird.
In der 16 wird ein senkrechter Abstand zwischen der G-Holographie-Linsenanordnungsschicht 3g und jeder der G-Elektroden 13g der Bildelementelektrodenschicht 13 als „Lg" bestimmt, was die in (2) und (3) dargestellten Formeln erfüllt oder fast erfüllt. Lg = Pc/tan|βbc| (2) Lg = Pc/tan|βrc| (3)Lg: ein vertikaler Abstand zwischen der G-Holographie-Linsenanordnungsschicht 3g und jeder der G-Elektroden 13g.
Pc: ein Abstand (pitch) der Bildelementelektroden.
βbc: ein Beugungswinkel einer Mittelwellenlänge in der B-Wellenlängenregion.
βrc: ein Beugungswinkel einer Mittelwellenlänge in der R-Wellenlängenregion.
Im Übrigen ist ein Beugungswinkel „βgc" einer Mittelwellenlänge innerhalb der G-Wellenlängenregion Null.
In anderen Worten, eine Brennweite einer jeden der G-holographischen Linsen 3g wird so eingestellt, dass sie mit dem „Lg" übereinstimmt.
Auf dieselbe Art und Weise, wie es oben erwähnt ist, ist es möglich, die Abstände zwischen anderen R, B-Holographie-Linsenanordnungsschichten 3r, 3b und der Bildelementelektrode 13 (color) zu bestimmen.
Das Farbfilter 3, der in dem Ausführungsbeispiel 1 verwendet wird, ist jedoch als eine Drei-Lagen-Struktur entsprechend den drei Farben (Primärfarben) konstruiert. Somit wird die, Distanz bzw. Abstand hierzwischen grundsätzlich basierend auf einer dieser drei Farben bestimmt.
Im Ergebnis ist es möglich eine hohe Farbreproduzierbarkeit zu realisieren, und zwar durch Einstellen einer Brennweite einer jeden der R, G, Bholographischen Linsen 3re, 3ge, 3be in ungefährer Übereinstimmung mit der bestimmten Distanz, und zwar innerhalb eines zulässigen Bereichs.
[Ausführungsbeispiel 5]
In jedem der Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung trifft das Leselicht auf das Farbfilter 3 der räumlichen Lichtmodulationsschicht mit einem großen Einfallswinkel, der im Bereich von nicht weniger als 60° bis weniger als 90° bezüglich der Normallinie bzw. der Senkrechten des Farbfilters 3, auf. In diesem Fall ist es schwierig, die gesamte Oberfläche des Farbfilters 3 gleichmäßig zu beleuchten, da ein Abstand von der Lichtquelle zu einer linken Seite des Farbfilters 3 und ein Abstand von der Lichtquelle zu einer rechten Seite hiervon unterschiedlich zueinander sind. Dies kann zu einem Abschat einem Abschattungsproblem auf dem Schirm führen, bei einer Anwendung in der Farbbildanzeigevorrichtung.
Hinsichtlich dieses Abschattungsproblems ist eine Leistungserhöhung der Lichtquelle nicht praktikabel, das dies eine Erhöhung der Größe der Lichtquelle veranlasst, so dass es schwierig wird einen Strahl des Leselichtes schart genug zu formen, so dass er auf den jeweiligen Farbelektroden fokussiert.
Als nächstes wird eine Beschreibung eines Verfahrens zum Eliminieren des obigen Problems beschrieben, und zwar dadurch, dass veranlasst wird, dass beide Abstände gleich zueinander sind und unter Bezugnahme auf 17. 17 ist eine schematische Seitenansicht, die eine Verbesserung in einem Ausführungsbeispiel 5 durch Verwendung eines Polarisationshologramms zeigt.
In dem Ausführungsbeispiel 5 wird ein Polarisationshologramm 27 auf einer oberen Oberfläche einer flachen Glasplatte 26 in engem Kontakt mit dem Farbfilter 3 oder dem Glassubstrat 4 vorgesehen anstelle des Kopplungsprismas 5, gezeigt in der 1.
Das Polarisationshologramm 27 ist so konstruiert, dass das Leselicht, das senkrecht auf eine Bodenoberfläche der flachen Glasplatte 26 trifft, reflektiv durch das Polarisationshologramm 27 in einem Winkel γ gebeugt wird, und das gebeugte Licht auf die Oberfläche des Farbfilters 3 durch die flache Glasplatte 26 trifft.
In diesem Fall wird der optische Abstand des einfallenden Lichtes, das von der Lichtquelle auf das Farbfilter 3 trifft, ungefähr gleich an jeder Position des Farbfilters 3, da das einfallende Licht beugungsmäßig durch das Polarisationshologramm 27 gebogen wird, was praktisch in einer Eliminierung des Abschattungsproblems resultiert.
Weiterhin, wenn die Wellenlänge des Leselichtes verändert wird, wird der Beugungswinkel γ entsprechend mit der Wellenlänge hiervon verändert. Wenn der Beugungswinkel γ bewirkt durch das Polarisationshologramm 27 jedoch gleich dem Einfallwinkel θ zu der senkrechten Linie des Farbfilters 3 gesetzt wird, verändert sich der Einfallwinkel θ entsprechend zu dem veränderten Beugungswinkel γ. Im Ergebnis ist es möglich, einen konstanten Winkel α (nicht dargestellt) der Beugung, bewirkt durch das Farbfilter 3, beizubehalten. Anders ausgedrückt kompensiert dies effektiv die Veränderung des Winkels β der Beugung, die davon herrührt, dass der Lichtstrahl eine weite Bandbreite hat.
Wie in dem Ausführungsbeispiel 4 erwähnt wurde, wird der Abstand Lg zwischen dem Farbfilter 3 und der Bildelementelektrodenschicht 13 basierend auf der Variation des Beugungswinkels entsprechend zu der Wellenlängenregion (Formel (1)) bestimmt. Wenn dieser Abstand zu klein ist, tritt das Problem auf, dass die Anordnung sehr schwierig ist, da die dünne Glasschicht 2 sehr dünn wird. Weiterhin wird die NA (numerical aperture bzw. numerische Apertur) einer jeden der R, G, B-holographischen Linsen 3re, 3ge, 3be größer, so dass die Divergenz des Lichtstrahles, der von jeder der R, G, B-Elektroden 13r, 13g, 13b reflektiert wird, größer wird, was dazu führt, dass es schwierig wird, den gesamten Lichtstrahl auf den Schirm zu projizieren. Dies kann zu einer Reduzierung der Effizienz hinsichtlich der Verfügbarkeit des Lichstrahles führen.
Wenn der Umkehrungseffekt der Seitenschleife zu der Farbproduzierbarkeit in Zusammenhang mit der Beugungseffizienz der R, G, B-holographischen Linsen 3re, 3ge, 3be vernachlässigbar klein ist, kann die Abhängigkeit des Beugungswinkels von der Wellenlänge durch die Verwendung dieses Polarisationshologramms 27 kompensiert werden. Somit kann nach Bestimmung des Abstandes zwischen dem Farbfilter 3 und der Bildelementelektrodenschicht 13 ein Freiheitsgrad beibehalten werden, und die NA einer jeden der R, G, B-holographischen Linsen 3re, 3ge, 3be kann reduziert werden, was in einem hohen Verfügbarkeitsfaktor des Lichtes resultiert. Weiterhin ist es, wenn die NA einer jeden der R, G, B-holographischen Linsen 3re, 3ge, 3be reduziert wird, möglich, die Verschlechterung des Kontrastverhältnisses und der Verfügbarkeitseffizienz bewirkt durch die Abhängigkeit des Beugungswinkels von der Wellenlänge in dem Fall, der in der 13 gezeigt ist, zu verhindern, und zwar wobei der Polarisationsstrahlteiler 24 in dem optischen Projektionssystem vorgesehen wird.
In diesem Ausführungsbeispiel wird ein Polarisationshologramm der Reflexionsbauart für das Polarisationshologramm 27 verwendet, wobei jedoch eines der Durchlassbauart ebenfalls anstelle des Polarisationshologramms 27 in der 17 verwendet werden kann. In diesem Fall trifft das Leselicht von der Lichtquelle (nicht dargestellt) die über der flachen Glasplatte 26 angeordnet ist, direkt auf das Hologramm der Durchlassbauart und das hierdurch gebeugte Licht wird in das Farbfilter 3 durch die ebene Glasplatte 26 eingeführt. Hierdurch ist es möglich, die Abhängigkeit hinsichtlich der Wellenlänge zu kompensieren.
In dem Hologramm der Durchlassbauart mit einem großen Biegewinkel ist die Abhängigkeit der Beugungseffizienz von der Wellenlänge jedoch vergleichsweise größer. Daher, wenn die Wellenlänge des Lichtstrahls von einer Mitte der entsprechenden Wellenlänge abweicht, wird die Beugungseffizienz entsprechend dieser Abweichung gesenkt.
Demgemäß wird ein Hologramm der Durchlassbauart bevorzugter Weise bei einer Vorrichtung angewendet, die in der Lage ist, einen ausgegebenen Lichtstrahl mit einer ausreichenden Intensität mit einer engen Bandbreite von der Lichtquelle 28 zu erlangen. Im Gegensatz dazu wird bevorzugter Weise ein Hologramm der Reflexionsbauart in einem Fall angewendet, wo eine Xenonlampe, eine Metallhalogenlampe oder eine Halogenlampe als Lichtquelle 17 verwendet wird, da das Hologramm der Reflexionsbauart eine höhere Beugungseffizienz in einer breiteren Bandbreite besitzt.
[Ausführungsbeispiel 6]
In diesem Ausführungsbeispiel wird eine Beschreibung von Verbesserungen der Farbbildanzeigevorrichtung und Abwandlungen hiervon beschrieben, wobei die Grundkonstruktion des Einfall-Optiksystems, gezeigt im Ausführungsbeispiel 5, und die Bandbreitenbegrenzungsvorrichtungen, die in dem Ausführungsbeispiel 4 gezeigt sind, kombiniert werden.
Als erstes wird als eine Gesamtkonstruktion ein Beispiel in der 18 gezeigt.
18 ist eine schematische Seitenansicht, die eine Verbesserung in einem Ausführungsbeispiel 6 der Farbbildanzeigevorrichtung der vorliegenden Erfindung zeigt. In der 18 wird ein Polarisationshologramm 27 auf der oberen Oberfläche der flachen Glasplatte 26, und zwar im engen Kontakt mit dem Farbfilter 3 oder der Glasplatte 4 des räumlichen Lichtmodulationsabschnittes 20, wie im Ausführungsbeispiel 5 erwähnt, vorgesehen, wobei das Leselicht auf das Polarisationshologramm 27 trifft.
In diesem Ausführungsbeispiel wird das weiße Licht, generiert von der Lichtquelle 28, in ein paralleles Bündel von Strahlen durch eine Kollimatorlinse 29 geformt, und wird durch einen Spiegel 30 reflektiert, so dass es auf die dichroitischen Spiegel 25r, 25g, 25b zur Generierung der 3-Farben trifft. Nach der Reflexion durch die dichroitischen Spiegel 25r, 25g, 25b wird jedes der generierten 3-Farblichte bandbegrenzt um die Spektrumcharakteristik, die in der 15 gezeigt ist, hiernach zu besitzen, wobei jedes dieser auf den Polarisationsstrahlteiler 31 trifft. Hierdurch werden die S-polarisierten Komponenten separiert und treffen auf das Polarisationshologramm 27 durch die flache Glasplatte 26.
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird in dem Einfall-Optiksystem „das Leselicht von der Lichtquelle in ein paralleles Bündel von Strahlen gestaltet", „die Bandbreite einer jeden Farbkomponente beschränkt" und „auf eine spezifische polarisierte Komponente charakterisiert". Zusätzlich wird der optische Abstand zwischen der Lichtquelle 28 und dem Farbfilter des räumlichen Lichtmodulationabschnittes 20 gleich hinsichtlich einer jeden Position des Farbfilters 3 ausgestaltet. Dies erlaubt es, das Licht effektiv spektral zu beugen und zu modellieren, was in einer hohen Verfügbarkeitseffizienz des Lichtes und einem exzellenten Farbbild mit einem hohen Kontrastverhältnis und einer hohen Farbreinheit resultiert.
Im Übrigen hängt der Beugungswinkel bzw. der Winkel der Beugung, die durch das Polarisationshologramm 27 bewirkt wird, von der Wellenlänge des einfallenden Lichtes ab. Somit, wenn der Abstand zwischen dem Polarisationshologramm 27 und dem Farbfilter 3 des räumlichen Lichtmodulationsabschnittes 20 zu groß ist, divergiert der gebeugte Lichtstrahl im großen Maße aufgrund der Variation des Beugungswinkels bewirkt durch die Differenz der Wellenlänge des einfallenden Lichtstrahls. Dies wird zu einem Problem hinsichtlich der Tatsache, dass das Leselicht nicht effektiv auf das Farbfilter 3 gestrahlt werden kann.
Dieses Problem wird durch die folgenden Maßnahmen in der vorliegenden Erfindung eliminiert.
19 ist eine schematische Seitenansicht, die eine beispielhafte Verbesserung der Farbbildanzeigevorrichtung in dem Ausführungsbeispiel 6 in der vorliegenden Erfindung zeigt.

(a) Unter Berücksichtigung der Abhängigkeit des Beugungswinkels von der Wellenlänge in dem Polarisationshologramm 27 wird ein Abstand zwischen den dichroitischen Spiegeln 25r, 25g, 25b vergrößert, wie es in der 19 gezeigt ist. Dadurch wird jeder der Lichtstrahlen in der R-Region, der G-Region und der B-Region effektiv auf das Farbfilter 3 gestrahlt. 20 ist eine schematische Seitenansicht, die eine weitere beispielhafte Verbesserung der Farbbildanzeigevorrichtung in dem Ausführungsbeispiel 6 der vorliegenden Erfindung zeigt.
(b) R, G, B-Regionpolarisationshologramme 27r, 27g, 27b werden individuell hergestellt, und zwar mit jeweiligen Bandbreiten, und werden im engen Abstand auf der flachen Glasplatte 26 vorgesehen, wobei sie lateral voneinander separiert sind, wie es in der 20 gezeigt ist. Das Leselicht von der Lichtquelle (nicht dargestellt) wird vorausgehend in 3-Farblichte entsprechend den R, G, B-Farben separiert, und sie treffen jeweils auf die R, G, B-Regionpolarisationshologramme 27r, 27g, 27b durch die flache Glasplatte 26. Die 3-Farblichte, die durch die R, G, B-Regionpolarisationshologramme 27r, 27g, 27b gebeugt werden, treffen auf das Farbfilter 3 in verschiedenen Beugungswinkeln, und zwar in Abhängigkeit von der Farbe. 21 ist eine schematische Seitenansicht, die eine andere beispielhafte Verbesserung der Farbbildanzeigevorrichtung in dem Ausführungsbeispiel 6 der vorliegenden Erfindung zeigt.
(c) Das Polarisationhologramm 27' wird als eine laminierte Struktur von R, G, B-Regionpolarisationshologrammen (nicht dargestellt), wie in der 21 gezeigt, gebildet. Das Leselicht trifft auf das Polarisationshologramm 27', so dass jede der 3-Farblichte hiervon bezüglich einer Mittelwellenlänge hiervon gebeugt wird, um auf das Farbfilter 3 in demselben Beugungswinkel zu treffen. 22 ist ein Graph, der eine Charakteristik eines Polarisationshologramms mit einer laminierten Struktur aus einer großen Anzahl von Hologrammen gemäß dem Ausführungsbeispiel 6 zeigt.
(d) Wenn das Δ (ein Modulationsbetrag des Brechungsindexes) des Polarisationshologramms 27' klein ist, ist die Beugungsbandbreite enger bei einem Einfallswinkel von 0°. Somit ist eine laminierte Struktur (nicht dargestellt) aus einer großen Anzahl von Polarisationshologrammen in dem Polarisationshologramm 27' zur Verfügung, wobei eine Farbregion durch eine Vielzahl von Polarisationshologrammen, wie in der 22 gezeigt, abgedeckt ist.

In diesem Fall ist jeder gebeugte Winkel, bei dem die Beugungseffizienz einen Spitzenwert aufzeigt, und zwar bei jeder Bandbreite, vorweg so eingestellt, dass er identisch ist.
Weiterhin ist es nicht nötig, dass die Oberfläche des polarisierenden Hologramms 27' parallel zu dem Farbfilter 3 ist.
Es ist möglich, die Oberfläche des Polarisationshologramms 27' gegenüber dem Farbfilter 3 zu neigen oder zu veranlassen, dass der einfallende Lichtstrahl schräg zu der Normalen bzw. Senkrechtlinie des Polarisationshologramms 27' ist, so dass der Biegewinkel kleiner wird. Dies ermöglicht es, eine Bandbreite für eine hohe Beugungseffizienz eines Lichtstrahles aufzuweiten, was in einer effektiven Bestrahlung des Farbfilters 3 resultiert.
23 ist eine schematische Seitenansicht, die eine weitere beispielhafte Verbesserung der Farbbildanzeigevorrichtung in dem Ausführungsbeispiel 6 der vorliegenden Erfindung zeigt.
Als weitere beispielhafte Verbesserung ist es möglich, ein Ablenkungsprisma 32 in dem Einfall-Optiksystem, wie in der 23 gezeigt, zu verwenden.
Das Leselicht, das durch die Lichtquelle 28 generiert wird, wird durch die Kollimatorlinse 29 zu parallelem Licht geformt, und zwar mit einem ziemlich breiten Strahlenbündel. Das parallele Licht trifft auf ein Ablenkungsprisma 32 und wird in einen Lichtstrahl mit einer engen Breite transformiert, der in der Lage ist, auf die Oberfläche des Kopplungsprismas 5 zu treffen, und zwar durch eine Brechung an beiden, eine Einfallsoberfläche und eine Austrittsoberfläche des Polarisationsprismas 32.
In diesem Ausführungsbeispiel wird die Breite des Einfallslichtes durch das Ablenkungsprisma 32 reduziert, und der optische Abstand zwischen dem Farbfilter 3 und der Lichtquelle 28 wird vereinheitlicht bezüglich einer Position des Farbfilters 3, was in einer Verbesserung der Abschattung in dem repro duzierten Farbbild resultiert. Es sei erwähnt, dass der Brechungswinkel, der durch das Ablenkungsprisma 32 verursacht wird, in Abhängigkeit von der Wellenlänge variiert, wobei jedoch ein Abweichungsbetrag hiervon kleiner ist verglichen mit dem des Polarisationshologramms 27. Daher ist es unmöglich, die Divergenz des Beugungswinkels, bewirkt durch die Wellenlänge, völlig zu kompensieren.
[Ausführungsbeispiel 7]
In diesem Ausführungsbeispiel wird das Leselicht in die S-polarisierte Komponente und die P-polarisierte Komponente separiert. Somit werden die separierten S- und P-polarisierten Komponenten individuell gemäß den jeweiligen Farben und Luminanzsignalen moduliert, und zwar mittels zweier Typen von räumlichen Lichtmodulationsabschnitten. Die modulierten S- und Ppolarisierten Komponenten werden als zusammengesetztes Farbbild auf dem Schirm projiziert, was in einem exzellenten reproduzierten Farbbild mit hoher Luminanz und Kontrastverhältnis resultiert. Das Ausführungsbeispiel 7 bezieht sich auf die Farbbildanzeigevorrichtung mit solch einer oben erwähnten Funktion.
24(A) ist eine schematische Seitenansicht, die eine Farbbildanzeigevorrichtung zeigt, die zwei räumliche Lichtmodulationsabschnitte in dem Ausführungsbeispiel 7 der vorliegenden Erfindung verwendet, wobei hauptsächlich ein Separationssystem einer polarisierten Komponente, ein Modulationssystem gemäß dem Farbsignal und ein Synthetisierungssystem der modulierten, polarisierten Komponenten, gezeigt ist.
24(B) ist eine schematische Rückansicht der Farbbildanzeigevorrichtung gemäß 24(A), wobei hauptsächlich das Modulationssystem ansprechend auf die Farb- und Luminanzsignale, das Synthetisierungssystem der modulierten, polarisierten Komponenten, und ein optisches Projektionssystem gezeigt wird.
Bezug nehmend auf 24(A) und (B) wird in diesem Ausführungsbeispiel ein weißes Licht, das von der Lichtquelle 28 generiert wird, durch eine Kollimatorlinse 29 parallel gestaltet und trifft auf die dichroitischen Spiegel 25r, 25g, 25b für 3-Farben, und zwar angewendet auf das Ausführungsbeispiel 4. Somit sind die Wellenlängenregionen der R, G, B-Farblichte durch die dichroitischen Spiegel 25r, 25g, 25b jeweils beschränkt, wie dies zuvor erwähnt wurde.
Weiterhin treffen die hierdurch reflektierten R, G, B-Farblichte auf einen ersten Polarisationsstrahlteiler 33, der als Vor-Polarisierer dient, und werden in S-polarisierte Komponenten und P-polarisierte Komponenten separiert.
Die S-polarisierten Komponenten treffen auf einen räumlichen Lichtmodulationsabschnitt 20 mit ungefähr derselben Konstruktion, wie dies in dem Ausführungsbeispiel 5 erwähnt wurde. Die flache Glasplatte 26 des räumlichen Lichtmodulationsabschnittes 20 erstreckt sich jedoch weiter in eine Seitenrichtung hiervon im Vergleich zu dem des Ausführungsbeispiels 5, so dass die S-polarisierten Komponenten von dem ersten Polarisationsstrahlteiler 33 senkrecht auf das Polarisationshologramm 27, das eng anliegend am Boden der flachen Glasplatte 26 vorgesehen ist, treffen können. Die S-polarisierten Komponenten werden durch das Polarisationshologramm 27 gebeugt und treffen, dadurch dass sie einmal innerhalb der flachen Glasplatte 26 reflektiert werden, auf das Farbfilter 3.
Nachdem die S-polarisierten Komponenten spektral durch das Farbfilter 3 für jeweilige Farbkomponenten der 3-Farben gebeugt sind, werden sie moduliert, um P-polarisierte Komponenten entsprechend den Farbsignalen an jedem Bildelement zu werden, und zwar auf der Basis der Struktur und Funktion des räumlichen Lichtmodulationsabschnittes 20, das in dem Ausführungsbeispiel 1 erwähnt wurde. Dann werden die modulierten P-polarisierten Komponenten, die durch die Modulation entwickelt wurden, nach außen von der flachen Glasplatte 26 ausgegeben. In dieser Vorrichtung treffen die P-polarisierten Komponenten weiterhin auf einen zweiten Polarisationsstrahlteiler 34 zum Synthetisieren mit anderen der modulierten, polarisierten Komponenten, wie es im Folgenden erklärt werden wird.
Weiterhin werden nicht modulierte, S-polarisierte Komponenten ansprechend auf einen Modulationsgrad durch die polarisierende Platte 21, die zwischen der flachen Glasplatte 26 und dem zweiten Polarisationsstrahlteiler 34 vorgesehen wird, blockiert. Somit werden nur die modulierten, P-polarisierten Komponenten in den zweiten Polarisationsstrahlteiler 34 eingegeben.
Andererseits schreiten die P-polarisierten Komponenten, die durch den ersten Polarisationsstrahlteiler 33 separiert werden, geradeaus voran und werden durch einen Spiegel 35 reflektiert um deren Richtung zu verändern und treffen auf den zweiten Polarisationsstrahlteiler 34, der auf ihrem Weg vorgesehen wird, um die polarisierten Komponenten zu synthetisieren.
Die P-polarisierten Komponenten werden in den anderen räumlichen Lichtmodulationsabschnitt 36 durch den zweiten Polarisationsstrahlteiler 34 eingegeben, und zwar dadurch, dass sie durch eine Separationsoberfläche hiervon reflektiert werden, wie es in der 24(B) gezeigt ist.
Der andere bzw. weitere räumliche Lichtmodulationsabschnitt 36 besteht praktisch aus einer Modulationsschicht (nicht dargestellt) und einer Bildelementelektrodenschicht (nicht dargestellt) ohne das Farbfilter 3, obwohl der eine räumliche Lichtmodulationsabschnitt 20 das Farbfilter 3 besitzt. Auf der Bildelementelektrodenschicht des räumlichen Lichtmodulationsabschnittes 20 sind eine Vielzahl von Bildelementelektroden (nicht dargestellt) angeordnet, und zwar auf solch eine Art und Weise, dass jede der Vielzahl von Bildelementelektroden eine Gruppe der R, G, B-Elektroden, angeordnet benachbart zueinander, entspricht. Und jede der Vielzahl von Bildelementelektroden wird in Synchronisation mit dem Luminanzsignal angetrieben bzw. gesteuert.
Demgemäß werden die P-polarisierten Komponenten, die auf den anderen räumlichen Lichtmodulationsabschnitt 36 getroffen sind, hierdurch intensiv bzw. intensitätsmäßig moduliert und wiederum in den zweiten Polarisationsstrahlteiler 34 als ein luminanzmoduliertes Licht eingegeben.
Im Ergebnis werden das farbmodulierte Licht (P-polarisierte Komponenten) und das luminanzmodulierte Licht (P-polarisierte Komponenten) in den zweiten Polarisationsstrahlteiler 34 eingegeben. Somit werden sie auf einer identischen optischen Achse durch die Polarisationsseparationsoberfläche hiervon synthetisiert und durch die Projektionslinse 22 auf den Schirm als ein zusammengesetztes Farbbild projiziert.
Gemäß der Farbbildanzeigevorrichtung in diesem Ausführungsbeispiel werden beide, die S-polarisierten Komponenten und die P-polarisierten Komponenten, die in dem durch die Lichtquelle 28 generierten Leselicht enthalten sind, verwendet, um das farbmodulierte Licht addiert zu dem luminanzmodulierten Licht zu erhalten, und beide, das farbmodulierte Licht und das luminanzmodulierte Licht werden zu einem einzelnen projizierten Licht synthetisiert. Somit ermöglicht diese Konstruktion zusammen mit dem Merkmal des räumlichen Lichtmodulationsabschnittes 20, der ein Farbfilter 3 mit dem Hologramm verwendet, die Anzeige eines reproduzierten Bildes mit einem hohen Kontrast und Luminanz.
In diesem Ausführungsbeispiel treffen die S-polarisierten Komponenten des Leselichtes auf den einen räumlichen Lichtmodulationsabschnitt 20 und die Ppolarisierten Komponenten hiervon treffen auf den anderen räumlichen Lichtmodulationsabschnitt 36, wobei im Prinzip diese Beziehung umgekehrt werden kann.
In diesem Fall wird für das Farbfilter 3 ein Filter verwendet, der hauptsächlich die P-polarisierten Komponenten spektral beugt, um sie auf die R, G, B-Elektroden entsprechend den jeweiligen Farben zu konvergieren. Weiterhin wird für die polarisierende Platte 21 eine verwendet, die nur die Spolarisierten Komponenten sendet.
In der Farbbildanzeigevorrichtung dieses Ausführungsbeispiels 7 wird das gebeugte Leselicht des Polarisationshologramms 27 einmal an der flachen Glasplatte 26 hieran reflektiert, und trifft auf das Farbfilter 3. In dieser Konstruktion kann ein optischer Weg zwischen dem Polarisationshologramm 27 und das Farbfilter 3 zu lang sein. Dies könnte ein Problem hinsichtlich der Verschlechterung der Bestrahlungseffizienz (irradiation efficiency) bewirken.
Als eine Gegenmaßnahme wird eine beispielhafte Abwandlung hiervon in den 25(A) und 25(B) gezeigt, wobei das Problem des langen optischen Pfades praktisch eliminiert wird.
25(A) ist eine schematische Seitenansicht einer Abwandlung der Farbanzeigevorrichtung, wie sie in den 24(A) und 24(B) gezeigt ist.
25(B) ist eine schematische Rückansicht der 25(A).
Wie in der 25(A) gezeigt ist, werden die S-polarisierten Komponenten, die durch den ersten Polarisationsstrahlteiler 33 separiert sind, in die Ppolarisierten Komponenten durch eine ½ Welle-Platte (wave plate) 41 transformiert.
Auf einer oberen Oberfläche der flachen Glasplatte 26 ist ein transmissives Polarisationshologramm 42 im engen Kontakt vorgesehen, und zwar um hauptsächlich die S-polarisierten Komponenten in einem Winkel von 75° zu beugen. Daher werden die P-polarisierten Komponenten, die durch die ½ Welle-Platte 41 transformiert wurden und auf das transmissive Polarisationshologramm 42 treffen, direkt durch das transmissive Polarisationshologramm 42 geführt.
Andererseits wird am Boden der flachen Glasplatte 26 gegenüber dem transmissiven Polarisationshologramm 42 eine ¼ Welle-Platte 43 und ein Spiegel 44, die zusammen laminiert sind, in engem Abstand vorgesehen. Somit werden die P-polarisierten Komponenten, die durch das transmissive Polarisa tionshologramm 42 und die flache Glasplatte 26 gelangen, in die Spolarisierten Komponenten auf ihrem Weg durch die ¼ Welle-Platte 43 mittels der Reflektierung durch den Spiegel 44 transformiert. Demgemäß werden, wenn die transformierten, S-polarisierten Komponenten wiederum auf das transmissive Polarisationshologramm 42 nach oben durch die flache Glasplatte 26 treffen, sie diesmal um den Winkel von 75° durch das transmissive Polarisationshologramm 42 gebeugt und treffen direkt auf das Farbfilter 3 durch die flache Glasplatte 26 auf.
Im Ergebnis, wie es aus der 25(A) ersichtlich ist, wird die Distanz zwischen dem transmissiven Polarisationshologramm 42 und dem Farbfilter 3 in großem Maße reduziert, was in einer Bestrahlung des Farbfilters 3 mit einer hohen Effizienz resultiert.
Als weitere Gegenmaßnahme wird eine weitere beispielhafte Abwandlung hiervon in den 26(A) und 26(B) gezeigt, wobei das Problem des langen optischen Weges ebenfalls praktisch eliminiert wird.
26(A) ist eine schematische Seitenansicht einer weiteren Abwandlung der Farbanzeigevorrichtung, gezeigt in den 24(A) und 24(B).
26(B) ist eine schematische Rückansicht der 26(A).
In diesem Ausführungsbeispiel wird ein Teil des Ausführungsbeispiels 6 hierauf angewendet.
Wie in der 26(A) gezeigt ist, treffen die S-polarisierten Komponenten, die durch den ersten Polarisationsstrahlteiler 33 separiert sind, auf ein Ablenkungsprisma 45. Hierdurch werden die S-polarisierten Komponenten zweimal gebrochen und die gebrochenen S-polarisierten Komponenten treffen auf die Einfallsoberfläche des Kopplungsprismas 5 des räumlichen Lichtmodulationsabschnittes 20 in einem benötigten Winkel als ein enger Lichtstrahl.
Somit kann die optische Distanz in dem optischen Pfad zu dem Farbfilter 3 reduziert werden, wie in der zuvor erwähnten beispielhaften Abwandlung, und kann einheitlich bezüglich einer Position des Farbfilters 3 gestaltet werden, was in einem reproduzierten Farbbild ohne die Abschattung, wie zuvor erwähnt, resultiert.
In diesem Ausführungsbeispiel hat das Leselicht, als das Einfallslicht, bevorzugterweise eine enge Breite beim Auftreffen auf das Farbfilter 3 des räumlichen Lichtmodulationsabschnittes 20. Tatsächlich ist es schwierig, solch ein Leselicht mit einer engen Breite parallel zu erhalten, um es zu ermöglichen, eine kleine Fläche des Farbfilters 3 zu bestrahlen, da die Lichtquelle eine bestimmte Größe besitzt, und nicht eine Punktlichtquelle ist.
Insbesondere ist dies der Fall, wenn der Lichtstrahl von der Lichtquelle 28 polarisierungsmäßig in die P, S-polarisierten Komponenten separiert wird und der erstgenannte in eine größere Fläche und der letztgenannte in eine kleinere Fläche eingegeben wird, was in einem Problem hinsichtlich der nicht Koordiniertheit resultiert, wenn die modulierten P, S-polarisierten Komponenten als ein einzelnes projiziertes Licht synthetisiert werden.
Es ist jedoch möglich, das obige Problem wie folgt zu eliminieren.
Eine Hologrammplatte mit einer Polarisationsfunktion ohne eine Linsenfunktion wird in dem räumlichen Lichtmodulationsabschnitt 36 vorgesehen. Nach Erzeugung zweier verschiedener polarisierter Komponenten mit einem identischen Abschnitt unter Verwendung eines Polarisationsstrahlteilers werden sie direkt und separat in die räumlichen Lichtmodulationsabschnitte 20, 36 eingegeben. Somit ist es möglich ein Leselicht mit einer hohen Gleichförmigkeit und Koordination an jedem der räumlichen Lichtmodulationsabschnitte 20, 36 vorzusehen.

Claims

Eine Farbbildanzeigevorrichtung der Reflektionsbauart zum Projizieren eines zusammengesetzten Farblichtstrahls auf einen Schirm als ein Farbbild, wobei Folgendes vorgesehen ist: eine Lichtquelle zur Erzeugung eines Leselichtes; ein räumlicher Lichtmodulationsabschnitt einschließlich eines Farbfilters (3) mit mindestens Hologramm-Mitteln (3r, 3g, 3b) einer Lichtmodulationsschicht (16) und einer Lichtreflektionsschicht (14) mit einer Schicht aus einer Vielzahl von Bildelementelektroden, wobei das Farbfilter, die Lichtmodulationsschicht und Lichtreflektionsschicht in einer Reihenfolge angeordnet sind, von einer Seite des Eintritts eines roten Lichtes, und wobei die Charakteristika der Hologramm-Mittel derart vorgesehen sind, dass die S-polarisierte Komponente eine maximale Beugungseffizienz bei einem vorbestimmten Einfallswinkel des einfallenden Lichtes besitzt, ein Einfalls-Optiksystem, um zu gestatten, dass das Leselicht auf den räumlichen Lichtmodulationsabschnitt auftrifft; und ein optisches Projektionssystem (22) zum Projizieren des Leselichtes, moduliert durch den räumlichen Lichtmodulationsabschnitt auf einen Schirm, wobei die Hologramm-Mittel gebildet sind zum Beugen des einfallenden Lichtes an dem erwähnten vorbestimmten Winkel in P-polarisierte und Spolarisierte Komponenten derart, dass die Differenz zwischen der maximalen Beugungseffizienz der S-polarisierten Komponenten und der Beugungseffizienz der P-polarisierten Komponenten nicht kleiner ist als 30%, und das erwähnte einfallende Licht gebeugt wird, so dass die Spolarisierten Komponenten gebildet werden als die Vielzahl von Lichten, die auf der Vielzahl von Bildelementelektroden konvergiert werden müssen, entsprechend den unterschiedlichen Wellenlängenregionen oder -zonen, wobei die Polarisationsrichtungen der S-polarisierten Komponenten und der P-polarisierten Komponenten orthogonal zueinander verlaufen; und wobei das Farbfilter die S-polarisierten Komponenten des roten Lichtes, welches darauf auftrifft, in eine Vielzahl von Lichtstrahlen unterschiedlicher Wellenlängenregionen oder -zonen beugt, und selektiv die Vielzahl von Lichtstrahlen auf der Vielzahl von Bildelementelektroden konvergiert und zwar entsprechend den unterschiedlichen Wellenlängenregionen oder -zonen durch die Lichtmodulationsschicht, und wobei ferner die gebeugten S-polarisierten Komponenten des Leselichtes reflektiert durch die lichtreflektierende Schicht wieder durch die Lichtmodulationsschicht austreten, und zwar polarisationsmoduliert, um so einen Teil der Spolarisierten Komponenten in P-polarisierte Komponenten umzuwandeln, und wobei ferner die P-polarisierten Kompönenten moduliert durch die Lichtmodulationsschicht, nach Umwandlung aus den gebeugten Spolarisierten Komponenten wiederum auf das Farbfilter auftreffen, durch das Farbfilter laufen und durch das optische Polarisationssystem auf den Schirm in einer Richtung projiziert werden, die sich von der Richtung der einfallenden Lichtes unterscheidet.
Farbbildanzeigevorrichtung der Reflektionsbauart nach Anspruch 1, wobei ferner ein Kopplungsprisma dicht auf dem Farbfilter vorgesehen ist, wobei das Kopplungsprisma eine Einfallsoberfläche auf einer Seite desselben besitzt und eine Aushilfsoberfläche an einer Bodenobertläche davon, und zwar zum Leiten des roten Lichtes zu dem Farbfilter.
Farbbildanzeigevorrichtung der Reflektionsbauart nach Anspruch 1, wobei ferner Lichtspektrumseinschränkungsmittel in dem optischen Einfallsystem vorgesehen sind, um eine Bandbreite der entsprechenden Farben eines weißen Lichtes, erzeugt durch die Lichtquelle als das Leselicht, einzuschränken.
Farbbildanzeigevorrichtung der Reflektionsbauart nach Anspruch 1, wobei ferner zusätzliche Hologramm-Mittel in dem optischen Einfallsystem vorgesehen sind, um zu gestatten, dass das Leselicht auf das Farbfilter unter einem vorbestimmten Winkel auftrifft, um so einen optischen Ab stand von der Lichtquelle zum Farbfilter gleich zu machen, und zwar unabhängig von den Positionen des Farbfilters.
Farbbildanzeigevorrichtung der Reflektionsbauart nach Anspruch 1, wobei ferner ein Ablenkungsprisma in dem optischen Einfallsystem vorgesehen ist, um das Leselicht von der Lichtquelle spektral abzulenken und um zu gestatten, dass das Leselicht auf das Farbfilter unter einem vorbestimmten Winkel auftrifft.
Farbbildanzeigevorrichtung der Reflektionsbauart nach Anspruch 1, wobei die Hologramm-Mittel ferner eine holographische Linsenanordnungsschicht aufweisen mit einer Vielzahl von holographischen Linsen, wobei die Vielzahl der holographischen Linsenanordnungsschichten ein vorbestimmtes Farbmuster in der holographischen Linsenanordnungsschicht aufweist und wobei die Vielzahl von Bildelementelektroden als eine Elektrodenschicht angeordnet ist, und das gleiche vorbestimmte Farbmuster besitzen, wie das der Vielzahl von holographischen Linsen, wobei die holograhische Linsenanordnungsschicht und die Elektrodenschicht horizontal derart angeordnet sind, dass das Leselicht gefiltert auf eine bestimmte Farbe durch eine holographische Linse für die bestimmte Farbe eine Bildelementelektrode für die gleiche bestimmte Farbe erreicht, wobei eine Mitte der holographischen Linse für die bestimmte Farbe und eine Mitte der Bildelementelektrode für die gleiche spezifische oder bestimmte Farbe horizontal um einen vorbestimmten Abstand voneinander versetzt sind.
Farbbildanzeigevorrichtung der Reflektionsbauart nach Anspruch 6, wobei der vorbestimmte Abstand 1/4 bis 1/2 Länge der Hologrammlinse ist.