JPWO2018056451A1 - 表示素子 - Google Patents
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Abstract
Description
複数の画像表示装置用素子を平面的に配置した画像表示装置で、赤、緑、青のいずれかしか発光できない素子を使用すると、原理的に発光量が1/3になってしまう。このため、上記画像表示装置には、表示画面を明るくできないという課題がある。
また、従来、複数の帯域を可変できるマルチノッチフィルター及びマルチバンドパスフィルターは存在しなかった。本願発明によれば、複数の帯域を可変できるマルチノッチフィルター及びマルチバンドパスフィルターにも応用可能である。
また、光の干渉を利用する構造色では、赤→緑→青と順次色を変化させようとすると、発色部の物理的サイズを2倍程度変化させなければならない。例えば、ゴム状のものなら、2倍程度延ばすことにより、青、緑、赤と順次色を変化させることができる。また、誘電体多層膜であれば、傾けることにより、中心波長から数十nm程度、色を変化させることができる。本発明によれば、数%の物理的サイズの変化又は数nm〜100nm程度の波長シフトでよい。
なお、本願発明は、後述する誘電多層膜であっても、ゴムの中に微粒子を光の干渉を起こすように均等に分散させたゴム状のものであってもよい。例えば、ブラッグ反射をするものであれば、適用可能である。他にも、反射(透過)帯域を可変できる物質であれば、適用可能である。
以下、第1実施形態に係る画像表示装置用素子10の構成について説明する。図1は、本発明の第1実施形態に係る画像表示装置用素子10の構成を示す概念図である。図1に示すように、画像表示装置用素子10は、構造色を発現する画像表示装置用素子であって、光源LSが発した光Lのうち特定の波長域の光を斜め方向へ反射または吸収し、その他の波長域の光を透過する素子1と、素子1を透過した光(以下、「第1透過光」ともいう)T1のうち特定の波長域の光を反射し、その他の波長域の光を透過する素子2と、素子2を透過した光(以下、「第2透過光」ともいう)T2を吸収する透過光吸収部材AB1と、素子1が斜め方向へ反射した光(以下、「第1反射光」ともいう)R1を吸収する反射光吸収部材AB2と、を備えたものである。以下、上記各構成について説明する。
素子1は、光源LSから出射され画像表示装置用素子10に入射する光(以下、単に「入射光」ともいう)Lのうち特定の波長域の光を吸収または反射光吸収部材AB2に向けて反射し、その他の波長域の光を透過する素子であって、例えば、誘電体多層膜を備えた光学フィルターである。
素子1は、画像表示装置用素子10において、光源LS側(以下、「表示側」ともいう)に配置されている。また、素子1の表示側の面は、入射光Lの光軸に対して傾斜している。このため、素子1で反射した光である第1反射光R1は、観察者OB方向とは異なる方向に進行する。よって、観察者OBは、第1反射光R1を視認することはない。
素子1に、傾斜角を変化させたとき、所望の波長軸上の反射−減衰特性(反射−透過特性)を得られるように、誘電体多層膜を備えた光学フィルターを選んでいる。
なお、素子1が入射光Lのうち特定の波長域の光を吸収する場合には、素子1の表示側の面を入射光Lの光軸に対して傾斜させる必要はない。
素子2は、第1透過光T1のうち特定の波長域の光を素子1方向に向けて反射し、その他の波長域の光を透過する素子であって、例えば、誘電体多層膜を備えた光学フィルターや構造色を発現する高分子膜である。なお、図1では、素子2によって反射された光を「第2反射光R2」と表記する。
素子2は、素子1の表示側とは反対の側に配置されている。また、素子2の素子1側の面は、入射光Lの光軸に対してほぼ直交するように配置されている。つまり、素子1と素子2とは、入射光Lの光軸上に配置されている。換言すると、素子2は、観察者OB側から見て、素子1と重なっている。
以降、素子1と素子2とを備えた光学ユニットを、第1光学ユニットU1ともいう。換言すると、第1光学ユニットU1(画像表示装置用素子)は、光吸収と光透過との境界波長または斜め方向への反射と光透過との境界波長が可変であるまたは当該境界波長が固定である素子1と、反射する波長域が可変であるまたは当該波長域が固定である素子2とを、素子1の前記境界波長と素子2の前記波長域との少なくとも一方が可変である組合せで、且つ、素子1を透過した光が素子2に入射される位置関係に配置した構成を備え、素子1の前記境界波長及び素子2の前記波長域のうちの少なくとも一つを変化させて、素子1の光透過帯域と素子2の光反射帯域との重なりを制御することにより、素子2を反射してくる光の帯域とその光量とを変化させる。
透過光吸収部材AB1は、第2透過光T2を吸収する部材であって、例えば、黒色紙や黒色に表面処理された装置底面である。
透過光吸収部材AB1は、素子2の素子1側とは反対の側であって、入射光Lの光軸上に配置されている。つまり、透過光吸収部材AB1は、観察者OB側から見て、素子1及び素子2と重なっている。
透過光吸収部材AB1は、第2透過光T2を吸収するため、観察者OBは、第2透過光T2の反射光を視認することはない。
反射光吸収部材AB2は、第1反射光R1を吸収する部材であって、例えば、黒色紙や黒色に表面処理された装置側面である。
反射光吸収部材AB2は、入射光Lの光軸からずれた場所に配置されている。
反射光吸収部材AB2は、第1反射光R1を吸収するため、観察者OBは、第1反射光R1を視認することはない。
以下、第2実施形態に係る画像表示装置用素子20の構成について説明する。図2は、本発明の第2実施形態に係る画像表示装置用素子20の構成を示す概念図である。図2に示すように、画像表示装置用素子20は、構造色を発現する画像表示装置用素子であって、光源LSが発した光Lのうち特定の波長域の光を反射または吸収し、その他の波長域の光を透過する素子1と、素子1を透過した光である第1透過光T1のうち特定の波長域の光を反射し、その他の波長域の光を透過する素子2と、素子2を透過した光である第2透過光T2のうち特定の波長域の光を反射または吸収し、その他の波長域の光を透過する素子3と、素子3を透過した光(以下、「第3透過光」ともいう)T3のうち特定の波長域の光を反射または吸収し、その他の波長域の光を透過する素子4と、素子4を透過した光(以下、「第4透過光」ともいう)T4を吸収する透過光吸収部材AB1と、素子1が反射した光である第1反射光R1と、素子3が反射した光(以下、「第3反射光」ともいう)R3を吸収する反射光吸収部材AB2と、を備えたものである。つまり、本実施形態に係る画像表示装置用素子20は、上述の第1実施形態に係る画像表示装置用素子10に素子3と素子4を追加した画像表示装置用素である。よって、ここでは、第1実施形態と異なる部分である素子3と素子4とについて説明する。
素子3は、第2透過光T2のうち特定の波長域の光を吸収または反射光吸収部材AB2に向けて反射し、その他の波長域の光を透過する素子であって、例えば、誘電体多層膜を備えた光学フィルターである。
素子3は、第1光学ユニットU1の光源LS側とは反対の側であって、入射光Lの光軸上に配置されている。つまり、素子3は、観察者OB側から見て、第1光学ユニットU1と重なっている。また、素子3の第1光学ユニットU1側の面は、入射光Lの光軸に対して傾斜している。このため、素子3で反射した光である第3反射光R3は、観察者OB方向とは異なる方向に進行する。よって、観察者OBは、第3反射光R3を視認することはない。
素子3に、傾斜角を変化させたとき、所望の波長軸上の反射−減衰特性(反射−透過特性)を得られるように、誘電体多層膜を備えた光学フィルターを選んでいる。
なお、素子3が第2透過光T2のうち特定の波長域の光を吸収する場合には、素子3の第1光学ユニットU1側の面を入射光Lの光軸に対して傾斜させる必要はない。
素子4は、第3透過光T3のうち特定の波長域の光を素子3方向に向けて反射し、その他の波長域の光を透過する素子であって、例えば、誘電体多層膜を備えた光学フィルターや構造色を発現する高分子膜である。なお、図2では、素子4によって反射された光を「第4反射光R4」と表記する。
素子4は、素子3の第1光学ユニットU1側とは反対の側に配置されている。また、素子4の素子3側の面は、入射光Lの光軸に対してほぼ直交するように配置されている。つまり、素子3と素子4とは、入射光Lの光軸上に配置されており、素子4は、観察者OB側から見て、第1光学ユニットU1と素子3と重なっている。
以降、素子3と素子4とを備えた光学ユニットを、第2光学ユニットU2という。換言すると、第2光学ユニットU2(画像表示装置用素子)は、光吸収と光透過との境界波長または斜め方向への反射と光透過との境界波長が可変であるまたは固定である素子3と、反射する波長域が可変であるまたは固定である素子4とを、素子3の前記境界波長と素子4の前記波長域との少なくとも一方が可変である組合せで、且つ、素子3を透過した光が素子4に入射される位置関係に配置した構成をさらに備え、素子3の前記境界波長は、素子1の前記境界波長と異なり、素子4の前記波長域は、素子2の前記波長域と異なり、素子3の前記境界波長及び素子4の前記波長域のうちの少なくとも一つを変化させて、素子3の光透過帯域と素子4の光反射帯域との重なりを制御することにより、素子4を反射してくる光の帯域とその光量とを変化させる。
以下、第3実施形態に係る画像表示装置用素子30の構成について説明する。図3は、本発明の第3実施形態に係る画像表示装置用素子30の構成を示す概念図である。図3に示すように、画像表示装置用素子30は、構造色を発現する画像表示装置用素子であって、光源LSが発した光Lのうち特定の波長域の光を反射または吸収し、その他の波長域の光を透過する素子1と、素子1を透過した光である第1透過光T1のうち特定の波長域の光を反射し、その他の波長域の光を透過する素子2と、素子2を透過した光である第2透過光T2のうち特定の波長域の光を反射または吸収し、その他の波長域の光を透過する素子3と、素子3を透過した光である第3透過光T3のうち特定の波長域の光を反射または吸収し、その他の波長域の光を透過する素子4と、素子4を透過した光である第4透過光T4のうち特定の波長域の光を反射または吸収し、その他の波長域の光を透過する素子5と、素子5を透過した光(以下、「第5透過光」ともいう)T5のうち特定の波長域の光を反射または吸収し、その他の波長域の光を透過する素子6と、素子6を透過した光(以下、「第6透過光」ともいう)T6を吸収する透過光吸収部材AB1と、素子1が反射した光である第1反射光R1と、素子3が反射した光である第3反射光R3と、素子5が反射した光(以下、「第5反射光」ともいう)R5を吸収する反射光吸収部材AB2と、を備えたものである。つまり、本実施形態に係る画像表示装置用素子30は、上述の第2実施形態に係る画像表示装置用素子20に素子5と素子6を追加した画像表示装置用素である。よって、ここでは、第2実施形態と異なる部分である素子5と素子6とについて説明する。
素子5は、第4透過光T4のうち特定の波長域の光を吸収または反射光吸収部材AB2に向けて反射し、その他の波長域の光を透過する素子であって、例えば、誘電体多層膜を備えた光学フィルターである。
素子5は、第2光学ユニットU2の光源LS側とは反対の側であって、入射光Lの光軸上に配置されている。つまり、素子5は、観察者OB側から見て、第2光学ユニットU2と重なっている。また、素子5の第2光学ユニットU2側の面は、入射光Lの光軸に対して傾斜している。このため、素子5で反射した光である第5反射光R5は、観察者OB方向とは異なる方向に進行する。よって、観察者OBは、第5反射光R5を視認することはない。
素子5に、傾斜角を変化させたとき、所望の波長軸上の反射−減衰特性(反射−透過特性)を得られるように、誘電体多層膜を備えた光学フィルターを選んでいる。
なお、素子5が第4透過光T4のうち特定の波長域の光を吸収する場合には、素子5の表示側の面を入射光Lの光軸に対して傾斜させる必要はない。
素子6は、第5透過光T5のうち特定の波長域の光を素子5方向に向けて反射し、その他の波長域の光を透過する素子であって、例えば、誘電体多層膜を備えた光学フィルターや構造色を発現する高分子膜である。なお、図3では、素子6によって反射された光を「第6反射光R6」と表記する。
素子6は、素子5の第2光学ユニットU2側とは反対の側に配置されている。また、素子6の素子5側の面は、入射光Lの光軸に対してほぼ直交するように配置されている。つまり、素子5と素子6とは、入射光Lの光軸上に配置されており、素子6は、観察者OB側から見て、第2光学ユニットU2と素子5と重なっている。
以降、素子5と素子6とを備えた光学ユニットを、第3光学ユニットU3という。換言すると、第3光学ユニットU3(画像表示装置用素子)は、光吸収と光透過との境界波長または斜め方向への反射と光透過との境界波長が可変であるまたは固定である第5の光学素子と、反射する波長域が可変であるまたは固定である素子6とを、素子5の前記境界波長と素子6の前記波長域との少なくとも一方が可変である組合せで、且つ、素子5を透過した光が素子6に入射される位置関係に配置した構成をさらに備え、素子5の前記境界波長は、素子1の前記境界波長及び素子3の前記境界波長とそれぞれ異なり、素子6の前記波長域は、素子2の前記波長域及び素子4の前記波長域とそれぞれ異なり、素子5の前記境界波長及び素子6の前記波長域のうちの少なくとも一つを変化させて、素子5の光透過帯域と素子6の光反射帯域との重なりを制御することにより、素子6を反射してくる光の帯域とその光量とを変化させる。
本発明は、上述の各実施形態に限定されるものでない。例えば、本発明は、上述の各実施形態に係る光学ユニットを、内壁を黒色にした収納容器内に収納した形態であってもよい。この場合、収納容器の底面が透過光吸収部材AB1の役割を果たし、その側面が反射光吸収部材AB2の役割を果たす。
[第1発色機構]
図4は、画像表示装置用素子30に備わる素子1〜素子6の各反射−透過特性を示す図である。以下、素子1〜素子6の各反射−透過特性及び第1光学ユニットU1〜第3光学ユニットU3の発色特性について説明する。
図4に示した波長軸上の反射−透過特性のうち、一番上は、素子1の反射−透過特性を示す。図中の実線は、素子1の入射面を入射光Lの光軸に対して直交するように配置した場合の素子1の反射率を示す。素子1の入射面を入射光Lの光軸に対して直交するように配置した場合、素子1の反射率は、波長が488nm以下の光ではほぼ100%であり、波長が504nm以上の光ではほぼ0%である。そして、波長が488nmより長く504nmより短い波長域、即ち境界波長域では、波長が長くなるにしたがい、素子1の反射率は徐々に低下する。
また、図中の破線DL2は、素子1の入射面を入射光Lの光軸に対して60°程度傾けて配置した場合の素子1の反射率を示す。素子1の入射面を入射光Lの光軸に対して60°程度傾けた場合、素子1の反射率は、波長が420nm以下の光ではほぼ100%であり、波長が465nm以上の光ではほぼ0%である。そして、波長が420nmより長く465nmより短い波長域、即ち境界波長域では、波長が長くなるにしたがい、素子1の反射率は徐々に低下する。
つまり、素子1の入射面を入射光Lの光軸に対して傾けることにより、入射光Lの透過波長を短波長側にシフトさせることができる。
図4に示した波長軸上の反射−透過特性のうち、上から2番目は、素子2の反射−透過特性を示す。図中の実線は、素子2の入射面を入射光Lの光軸に対して直交するように配置した場合の素子2の反射率を示す。素子2の入射面を入射光Lの光軸に対して直交するように配置した場合、素子2の反射率は、波長が458nm以下の光ではほぼ100%であり、波長が470nm以上の光ではほぼ0%である。そして、波長が458nmより長く470nmより短い波長域、即ち境界波長域では、波長が長くなるに従い、素子2の反射率は徐々に低下する。
上述の素子1と素子2とを備えた場合の第1光学ユニットU1の発色特性について、説明する。
素子1の入射面が入射光Lの光軸に対して60°程度傾いた状態にある第1光学ユニットU1に光源LSからの光Lが入射すると、入射光Lのうち波長が430nm付近の光(青B)は素子1を透過し、素子2で観察者OB側に反射(ブラッグ反射)される。ここで、素子2で反射した430nm付近の光(青B)は、素子1を透過する。このため、観察者OBは、第2反射光R2である430nm付近の光(青B)を視認することができる。
また、入射光Lのうち波長が470nmよりも長い光は、素子1及び素子2をそれぞれ透過し、第2光学ユニットU2を構成する素子3に入射される。
ここで、第1光学ユニットU1のみを備える画像表示装置用素子10の場合、第1光学ユニットU1を透過した第2透過光T2は、透過光吸収部材AB1で吸収される。このため、観察者OBは、第2透過光T2を視認することができない。よって、観察者OBは、第2反射光R2である430nm付近の光(青B)のみを視認することができる。
また、素子1の境界波長を変化させて、素子1の光透過帯域と素子2の光反射帯域との重ね合わせ量を変化させることで、反射する帯域とその光量が変化し、素子1の光透過帯域と素子2の光反射帯域との重なりを無くすことで、観察者OB方向に進む光を絞り遮断することができる。
図4に示した波長軸上の反射−透過特性のうち、上から3番目は、素子3の反射−透過特性を示す。図中の実線は、素子3の入射面を入射光Lの光軸に対して直交するように配置した場合の素子3の反射率を示す。素子3の入射面を入射光Lの光軸に対して直交するように配置した場合、素子3の反射率は、波長が593nm以下の光ではほぼ100%であり、波長が604nm以上の光ではほぼ0%である。そして、波長が593nmより長く604nmより短い波長域、即ち境界波長域では、波長が長くなるにしたがい、素子3の反射率は徐々に低下する。
また、図中の破線DL4は、素子3の入射面を入射光Lの光軸に対して60°程度傾けて配置した場合の素子3の反射率を示す。素子3の入射面を入射光Lの光軸に対して60°程度傾けた場合、素子3の反射率は、波長が500nm以下の光ではほぼ100%であり、波長が560nm以上の光ではほぼ0%である。そして、波長が500nmより長く560nmより短い波長域、即ち境界波長域では、波長が長くなるにしたがい、素子3の反射率は徐々に低下する。
つまり、素子3の入射面を入射光Lの光軸に対して傾けることにより、入射光Lの透過波長を短波長側にシフトさせることができる。
図4に示した波長軸上の反射−透過特性のうち、上から4番目は、素子4の反射−透過特性を示す。図中の実線は、素子4の入射面を入射光Lの光軸に対して直交するように配置した場合の素子4の反射率を示す。素子4の入射面を入射光Lの光軸に対して直交するように配置した場合、素子4の反射率は、波長が532nm付近の光ではほぼ100%であり、波長が502nm以下及び562nm以上の光ではほぼ0%である。また、反射帯域の半値幅は、40nmである。
上述の素子3と素子4とを備えた場合の第2光学ユニットU2の発色特性について、説明する。
素子3の入射面が入射光Lの光軸に対して60°程度傾いた状態にある第2光学ユニットU2に、上述の第1光学ユニットU1を透過した第2透過光T2が入射すると、第2透過光T2のうち波長が532nm付近の光(緑G)は素子3を透過し、素子4で観察者OB側に反射される。ここで、素子4で反射した532nm付近の光(緑G)は、素子3及び第1光学ユニットU1を透過する。このため、観察者OBは、第4反射光R4である532nm付近の光(緑G)を視認することができる。
また、第2透過光T2のうち波長が562nmよりも長い光は、素子3及び素子4をそれぞれ透過し、第3光学ユニットU3を構成する素子5に入射される。
ここで、第1光学ユニットU1及び第2光学ユニットU2を備える画像表示装置用素子20の場合、第2光学ユニットU2を透過した第4透過光T4は、透過光吸収部材AB1で吸収される。このため、観察者OBは、第4透過光T4を視認することができない。よって、観察者OBは、第2反射光R2である430nm付近の光(青B)と、第4反射光R4である532nm付近の光(緑G)との合成色である水色を視認することができる。
図4に示した波長軸上の反射−透過特性のうち、上から5番目は、素子5の反射−透過特性を示す。図中の実線は、素子5の入射面を入射光Lの光軸に対して直交するように配置した場合の素子5の反射率を示す。素子5の入射面を入射光Lの光軸に対して直交するように配置した場合、素子5の反射率は、波長が715nm以下の光ではほぼ100%であり、波長が725nm以上の光ではほぼ0%である。そして、波長が715nmより長く725nmより短い波長域、即ち境界波長域では、波長が長くなるにしたがい、素子3の反射率は徐々に低下する。
また、図中の破線DL6は、素子5の入射面を入射光Lの光軸に対して60°程度傾けて配置した場合の素子5の反射率を示す。素子5の入射面を入射光Lの光軸に対して60°程度傾けた場合、素子5の反射率は、波長が600nm以下の光ではほぼ100%であり、波長が660nm以上の光ではほぼ0%である。そして、波長が600nmより長く660nmより短い波長域、即ち境界波長域では、波長が長くなるにしたがい、素子1の反射率は徐々に低下する。
つまり、素子5の入射面を入射光Lの光軸に対して傾けることにより、入射光Lの透過波長を短波長側にシフトさせることができる。
図4に示した波長軸上の反射−透過特性のうち、上から6番目(一番下)は、素子6の反射−透過特性を示す。図中の実線は、素子6の入射面を入射光Lの光軸に対して直交するように配置した場合の素子6の反射率を示す。素子6の入射面を入射光Lの光軸に対して直交するように配置した場合、素子6の反射率は、波長が650nm以上の光ではほぼ100%であり、波長が634nm以下の光ではほぼ0%である。そして、波長が634nmより長く650nmより短い波長域、即ち境界波長域では、波長が長くなるにしたがい、素子6の反射率は徐々に上昇する。なお、素子6は、上述したように、反射帯域と透過帯域の両方を備えるものであってもよいし、反射帯域のみを備えるものであってもよい。つまり、素子6は、鏡であってもよい。
上述の素子5と素子6とを備えた場合の第3光学ユニットU3の発色特性について、説明する。
素子5の入射面が入射光Lの光軸に対して60°程度傾いた状態にある第3光学ユニットU3に、上述の第2光学ユニットU2を透過した第4透過光T4が入射すると、第4透過光T4のうち波長が700nm付近の光(赤R)は、素子5を透過し、素子6で観察者OB側に反射される。ここで、素子6で反射した700nm付近の光(赤R)は、素子5、第2光学ユニットU2及び第1光学ユニットU1を透過する。このため、観察者OBは、第6反射光R6である700nm付近の光(赤R)を視認することができる。
ここで、第1光学ユニットU1、第2光学ユニットU2及び第3光学ユニットU3を備える画像表示装置用素子30の場合、第3光学ユニットU3を透過した第6透過光T6は、透過光吸収部材AB1で吸収される。このため、観察者OBは、第6透過光T6を視認することができない。よって、観察者OBは、第2反射光R2である430nm付近の光(青B)と、第4反射光R4である532nm付近の光(緑G)と、第6反射光R6である700nm付近の光(赤R)との合成色である白色を視認することができる。
緑色Gを発色する第2光学ユニットU2は、緑色Gの波長域の光を、観察者OBが視認できる方向への反射と、観察者OBが視認できない方向への反射とを切り換えている。また、第2光学ユニットU2は、緑色Gより長い波長の光を、次段の第3光学ユニットU3へ送っている。
赤色Rを発色する第3光学ユニットU3は、赤色Rの波長域の光を、観察者OBが視認できる方向への反射と、観察者OBが視認できない方向への反射とを切り換えている。また、第3光学ユニットU3は、後段へ光を送る必要がないので、素子6は鏡でもよい。なお、素子6は、素子5の斜め方向への反射と光透過との境界波長の可変範囲と同じ波長範囲が鏡として機能する素子ならよい。
上述の第1発色機構では、第1光学ユニットU1のみを備える画像表示装置用素子10において、第1光学ユニットU1を構成する素子として素子1及び素子2を組み合わせ、第1光学ユニットU1で青色を発色させる場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。第1光学ユニットU1を構成する素子として素子3及び素子4を組み合わせ、第1光学ユニットU1で緑色を発色させてもよい。また、第1光学ユニットU1を構成する素子として素子5及び素子6を組み合わせ、第1光学ユニットU1で赤色を発色させてもよい。
上述の第1発色機構では、第1光学ユニットU1に備わる素子2で青色の光を反射し、第2光学ユニットU2に備わる素子4で緑色の光を反射し、第3光学ユニットU3に備わる素子6で赤色の光を反射した場合について説明したが、本発明は、これに限定されるものではない。例えば、図5に示すように、第1光学ユニットU1で赤色の光を、第2光学ユニットU2で緑色の光を、第3光学ユニットU3で青色の光を、それぞれ観察者OB側に反射し、各色を観察者OBに視認させてもよい。要は、素子1は赤色の光よりも波長の短い光を透過する素子であり、素子2は赤色の光を反射する素子であればよい。また、素子3は緑色の光よりも波長の短い光を透過する素子であり、素子4は緑色の光を反射する素子であればよい。また、素子5は青色の光よりも波長の短い光を透過する素子であり、素子6は青色の光を反射する素子であればよい。
なお、本発色機構の基本原理は、第1発色機構の基本原理と同じである。よって、ここでは、本発色機構についての説明は省略する。
また、本発色機構に基づく画像表示装置用素子は、長波長側には光吸収特性または斜め方向への光反射特性を、短波長側には光透過特性を持ち、これら特性の境界波長が可変である素子3と、長波長側には光反射特性を、短波長側には光透過特性を持ち、これら特性の境界波長が固定である素子4と、を備え、光源から発し、素子1及び素子2を透過した光は素子3へ向かい、素子3は前記長波長側の光を吸収または斜め方向へ反射し、素子3を透過した光は素子4へ届き、素子4は素子4に届いた光のうち特定の波長領域の光を反射し、その光は素子3へ向かい、素子3、素子2及び素子1を透過して、観察者方向に進む構成である。
また、本発色機構に基づく画像表示装置用素子は、長波長側には光吸収特性または斜め方向への光反射特性を、短波長側には光透過特性を持ち、これら特性の境界波長が可変である素子5と、長波長側には光透過特性を、短波長側には光反射特性を持ち、これら特性の境界波長が固定である素子6と、を備え、光源から発し、素子1、素子2、素子3及び素子4を透過した光は素子5へ向かい、素子5は前記長波長側の光を吸収または斜め方向へ反射し、素子5を透過した光は素子6へ届き、素子6は素子6に届いた光のうち特定の波長領域の光を反射し、その光は素子5へ向かい、素子5、素子4、素子3、素子2及び素子1を透過して、観察者方向に進む構成である。
上述の第1発色機構では、第1光学ユニットU1に備わる素子1の反射−透過特性を変化させることで青色の光を反射し、第2光学ユニットU2に備わる素子3の反射−透過特性を変化させることで緑色の光を反射し、第3光学ユニットU3に備わる素子5の反射−透過特性を変化させることで赤色の光を反射した場合について説明した。また、上述の第2発色機構では、第1光学ユニットU1に備わる素子1の反射−透過特性を変化させることで赤色の光を反射し、第2光学ユニットU2に備わる素子3の反射−透過特性を変化させることで緑色の光を反射し、第3光学ユニットU3に備わる素子5の反射・−透過特性を変化させることで青色の光を反射した場合について説明した。しかし、本発明は、これらに限定されるものではない。例えば、図6に示すように、素子1、素子3及び素子5の吸収−透過特性を固定し、第1光学ユニットU1に備わる素子2の反射−透過特性を変化させることで青色の光を反射し、第2光学ユニットU2に備わる素子4の反射−透過特性を変化させることで緑色の光を反射し、第3光学ユニットU3に備わる素子6の反射−透過特性を変化させることで赤色の光を反射し、それぞれの色を観察者OBに視認させてもよい。また、本発明では、素子1、素子3及び素子5で、特定の波長域の光をそれぞれ吸収してもよい。
なお、本発色機構の基本原理は、上述の各発色機構の基本原理と同じである。よって、ここでは、本発色機構についての説明は省略する。
また、素子2、素子4及び素子6の反射帯域の幅は、画像表示装置用素子として必要な光量が得られるような幅に設定する必要がある。
また、本発色機構であれば、素子2の境界波長を変化させて、素子1の光透過帯域と素子2の光反射帯域との重ね合わせ量を変化させることで、反射する帯域とその光量が変化し、素子1の光透過帯域と素子2の光反射帯域との重なりを無くすことで、観察者OB方向に進む光を絞り遮断することができる。
また、本発色機構に基づく画像表示装置用素子は、短波長側には光吸収特性または斜め方向への光反射特性を、長波長側には光透過特性を持ち、これら特性の境界波長が固定である素子3と、短波長側には光反射特性を、長波長側には光透過特性を持ち、これら特性の境界波長が可変である素子4と、を備え、光源から発し、素子1及び素子2を透過した光は素子3へ向かい、素子3は前記短波長側の光を吸収または斜め方向へ反射し、素子3を透過した光は素子4へ届き、素子4は素子4に届いた光のうち特定の波長領域の光を反射し、その光は素子3へ向かい、素子3、素子2及び素子1を透過して、観察者方向に進む構成である。
また、本発色機構に基づく画像表示装置用素子は、短波長側には光吸収特性または斜め方向への光反射特性を、長波長側には光透過特性を持ち、これら特性の境界波長が固定である素子5と、短波長側には光反射特性を、長波長側には光透過特性を持ち、これら特性の境界波長が可変である素子6と、を備え、光源から発し、素子1、素子2、素子3及び素子4を透過した光は素子5へ向かい、素子5は前記短波長側の光を吸収または斜め方向へ反射し、素子5を透過した光は素子6へ届き、素子6は素子6に届いた光のうち特定の波長領域の光を反射し、その光は素子5へ向かい、素子5、素子4、素子3、素子2及び素子1を透過して、観察者方向に進む構成である。
上述の第3発色機構では、第1光学ユニットU1に備わる素子2で青色の光を反射し、第2光学ユニットU2に備わる素子4で緑色の光を反射し、第3光学ユニットU3に備わる素子6で赤色の光を反射した場合について説明したが、本発明は、これに限定されるものではない。例えば、図7に示すように、素子2、素子4及び素子6の反射−透過特性を変化させて、第1光学ユニットU1で赤色の光を、第2光学ユニットU2で緑色の光を、第3光学ユニットU3で青色の光を、それぞれ観察者OB側に反射し、各色を観察者OBに視認させてもよい。
なお、本発色機構の基本原理は、上述の各発色機構の基本原理と同じである。よって、ここでは、本発色機構についての説明は省略する。
また、本発色機構に基づく画像表示装置用素子は、長波長側には光吸収特性または斜め方向への光反射特性を、短波長側には光透過特性を持ち、これら特性の境界波長が固定である素子3と、長波長側には光反射特性を、短波長側には光透過特性を持ち、これら特性の境界波長が可変である素子4と、を備え、光源から発し、素子1及び素子2を透過した光は素子3へ向かい、素子3は前記長波長側の光を吸収または斜め方向へ反射し、素子3を透過した光は素子4へ届き、素子4は素子4に届いた光のうち特定の波長領域の光を反射し、その光は素子3へ向かい、素子3、素子2及び素子1を透過して、観察者方向に進む構成である。
また、本発色機構に基づく画像表示装置用素子は、長波長側には光吸収特性または斜め方向への光反射特性を、短波長側には光透過特性を持ち、これら特性の境界波長が固定である素子5と、長波長側には光反射特性を、短波長側には光透過特性を持ち、これら特性の境界波長が可変である素子6と、を備え、光源から発し、素子1、素子2、素子3及び素子4を透過した光は素子5へ向かい、素子5は前記長波長側の光を吸収または斜め方向へ反射し、素子5を透過した光は素子6へ届き、素子6は素子6に届いた光のうち特定の波長領域の光を反射し、その光は素子5へ向かい、素子5、素子4、素子3、素子2及び素子1を透過して、観察者方向に進む構成である。
上述の第1発色機構、第3発色機構では、第1光学ユニットU1に備わる素子1と素子2のいずれか一方の反射−透過特性を変化させることで青色の光を反射し、第2光学ユニットU2に備わる素子3と素子4のいずれか一方の反射−透過特性を変化させることで緑色の光を反射し、第3光学ユニットU3に備わる素子5と素子6のいずれか一方の反射−透過特性を変化させることで赤色の光を反射した場合について説明した。また、上述の第2発色機構、第4発色機構では、第1光学ユニットU1に備わる素子1と素子2のいずれか一方の反射−透過特性を変化させることで赤色の光を反射し、第2光学ユニットU2に備わる素子3と素子4のいずれか一方の反射−透過特性を変化させることで緑色の光を反射し、第3光学ユニットU3に備わる素子5と素子6のいずれか一方の反射−透過特性を変化させることで青色の光を反射した場合について説明した。しかし、本発明は、これに限定されるものではない。例えば、図8に示すように、第1光学ユニットU1に備わる素子1と素子2の両方の反射−透過特性を変化させることで青色の光を反射し、第2光学ユニットU2に備わる素子3と素子4の両方の反射−透過特性を変化させることで緑色の光を反射し、第3光学ユニットU3に備わる素子5と素子6の両方の反射−透過特性を変化させることで赤色の光を反射し、それぞれの色を観察者OBに視認させてもよい。
また、本発色機構に基づく画像表示装置用素子は、短波長側には光吸収特性または斜め方向への光反射特性を、長波長側には光透過特性を持ち、これら特性の境界波長が可変である素子3と、短波長側には光反射特性を、長波長側には光透過特性を持ち、これら特性の境界波長が可変である素子4と、を備え、光源から発し、素子1及び素子2を透過した光は素子3へ向かい、素子3は前記短波長側の光を吸収または斜め方向へ反射し、素子3を透過した光は素子4へ届き、素子4は素子4に届いた光のうち特定の波長領域の光を反射し、その光は素子3へ向かい、素子3、素子2及び素子1を透過して、観察者方向に進む構成である。
また、本発色機構に基づく画像表示装置用素子は、短波長側には光吸収特性または斜め方向への光反射特性を、長波長側には光透過特性を持ち、これら特性の境界波長が可変である素子5と、短波長側には光反射特性を、長波長側には光透過特性を持ち、これら特性の境界波長が可変である素子6と、を備え、光源から発し、素子1、素子2、素子3及び素子4を透過した光は素子5へ向かい、素子5は前記短波長側の光を吸収または斜め方向へ反射し、素子5を透過した光は素子6へ届き、素子6は素子6に届いた光のうち特定の波長領域の光を反射し、その光は素子5へ向かい、素子5、素子4、素子3、素子2及び素子1を透過して、観察者方向に進む構成である。
上述の第5発色機構では、第1光学ユニットU1に備わる素子2で青色の光を反射し、第2光学ユニットU2に備わる素子4で緑色の光を反射し、第3光学ユニットU3に備わる素子6で赤色の光を反射した場合について説明したが、本発明は、これに限定されるものではない。例えば、図9に示すように、素子1及び素子2を備えた第1光学ユニットU1で赤色の波長域の光を観察者OB側に反射し、素子3及び素子4を備えた第2光学ユニットU2で緑色の波長域の光を観察者OB側に反射し、素子5及び素子6を備えた第3光学ユニットU3で青色の波長域の光を観察者OB側に反射し、それぞれの色を観察者OBに視認させてもよい。
また、本発色機構に基づく画像表示装置用素子は、長波長側には光吸収特性または斜め方向への光反射特性を、短波長側には光透過特性を持ち、これら特性の境界波長が可変である素子3と、長波長側には光反射特性を、短波長側には光透過特性を持ち、これら特性の境界波長が可変である素子4と、を備え、光源から発し、素子1及び素子2を透過した光は素子3へ向かい、素子3は前記長波長側の光を吸収または斜め方向へ反射し、素子3を透過した光は素子4へ届き、素子4は素子4に届いた光のうち特定の波長領域の光を反射し、その光は素子3へ向かい、素子3、素子2及び素子1を透過して、観察者方向に進む構成である。
また、本発色機構に基づく画像表示装置用素子は、長波長側には光吸収特性または斜め方向への光反射特性を、短波長側には光透過特性を持ち、これら特性の境界波長が可変である素子5と、長波長側には光反射特性を、短波長側には光透過特性を持ち、これら特性の境界波長が可変である素子6と、を備え、光源から発し、素子1、素子2、素子3及び素子4を透過した光は素子5へ向かい、素子5は前記長波長側の光を吸収または斜め方向へ反射し、素子5を透過した光は素子6へ届き、素子6は素子6に届いた光のうち特定の波長領域の光を反射し、その光は素子5へ向かい、素子5、素子4、素子3、素子2及び素子1を透過して、観察者方向に進む構成である。
本実施形態では、上述のように、第1〜第6の各発光機構について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、画像表示装置用素子30に備わる3つの光学ユニットU1、U2、U3のうち、第1光学ユニットU1を第1発光機構で説明した素子1及び素子2で構成し、第2光学ユニットU2を第3発光機構で説明した素子3及び素子4で構成し、第3光学ユニットU3を第5発光機構で説明した素子5及び素子6で構成してもよい。あるいは、第1光学ユニットU1を第2発光機構で説明した素子1及び素子2で構成し、第2光学ユニットU2を第4発光機構で説明した素子3及び素子4で構成し、第3光学ユニットU3を第6発光機構で説明した素子5及び素子6で構成してもよい。つまり、第1〜第6の各発光機構で説明した各光学ユニットU1、U2、U3(各素子1、2、3、4、5、6)は適宜組み合わせることができる。そして、各光学ユニットU1、U2、U3を適宜組み合わせることで、フルカラー表示が可能な画像表示装置用素子10、20、30を構成することができる。
上述の各実施形態では、可視光の反射−吸収−透過特性を利用した画像表示装置用素子について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、上述の可視光に換えて電磁波を用いてもよい。この場合には、上述の各光学ユニットU1〜U3を反射素子又はフィルター素子として用いることができる。また、例えば、上述の可視光に換えてガンマ線を用いてもよい。この場合も上述の各光学ユニットU1〜U3を反射素子又はフィルター素子として用いることができる。また、例えば、上述の可視光に換えてエックス線を用いてもよい。この場合も上述の各光学ユニットU1〜U3を反射素子又はフィルター素子として用いることができる。また、例えば、上述の可視光に換えて電波を用いてもよい。この場合も上述の各光学ユニットU1〜U3を反射素子又はフィルター素子として用いることができる。
以下、第4実施形態に係る画像表示装置用素子12の構成について説明する。図10は、本発明の第4実施形態に係る画像表示装置用素子12の構成を示す概念図である。図10に示すように、画像表示装置用素子12は、構造色を発現する画像表示装置用素子であって、光源LSが発した光Lのうち特定の波長域の光を透過し、その他の波長域の光を斜め方向へ反射または吸収する素子BPFと、素子BPFを透過した光である第1透過光TBのうち特定の波長域の光を反射し、その他の波長域の光を透過する素子7と、素子7を透過した光である第2透過光T7を吸収する透過光吸収部材AB1と、素子BPFが斜め方向へ反射した光である第1反射光RBを吸収する反射光吸収部材AB2と、を備えたものである。以下、上記各構成について説明する。
素子BPFは、光源LSから出射され画像表示装置用素子12に入射する光(入射光)Lのうち特定の波長域の光を透過、その他の波長域の光を吸収または反射光吸収部材AB2に向けて反射する素子であって、例えば、誘電体多層膜を備えた光学フィルターである。
素子BPFは、画像表示装置用素子12において、光源LS側である表示側に配置されている。また、素子BPFの表示側の面は、入射光Lの光軸に対して例えば80°程度傾斜している。このため、素子BPFで反射した光である第1反射光RBは、観察者OB方向とは異なる方向に進行する。よって、観察者OBは、第1反射光RBを視認することはない。
素子BPFは、入射光Lのうち、例えば青B、緑G、赤Rの少なくとも一つの色の波長域の光を透過し、その他の波長域の光を吸収または反射光吸収部材AB2に向けて反射するフィルター、所謂マルチバンドパスフィルターを選んでいる。
なお、素子BPFが入射光Lのうち特定の波長域の光を吸収する場合には、素子BPFの表示側の面を入射光Lの光軸に対して傾斜させる必要はない。
素子7は、第1透過光TBのうち特定の波長域の光を素子BPF方向に向けて反射し、その他の波長域の光を透過する素子であって、例えば、誘電体多層膜を備えた光学フィルターや構造色を発現する高分子膜である。なお、図10では、素子7によって観察者OB方向(素子BPF方向)に向けて反射された光を第2反射光R7⊥と表記し、素子7を透過した光を第2透過光T7と表記する。
素子7は、素子BPFの表示側とは反対の側に配置されている。また、素子7の素子BPF側の面は、入射光Lの光軸に対して直交可能に配置されている。つまり、素子7は、入射光Lの光軸上に配置されている。換言すると、素子7は、観察者OB側から見て、素子BPFと重なっている。
なお、素子7は、傾きを変化させることができる。図10(a)と図10(b)とでは、素子7の傾きを変えている。
透過光吸収部材AB1は、第2透過光T7を吸収する部材であって、例えば、黒色紙や黒色に表面処理された装置底面である。
透過光吸収部材AB1は、素子7の素子BPF側とは反対の側であって、入射光Lの光軸上に配置されている。つまり、透過光吸収部材AB1は、観察者OB側から見て、素子BPF及び素子7と重なっている。
透過光吸収部材AB1は、第2透過光T7を吸収するため、観察者OBは、第2透過光T7を視認することはない。
反射光吸収部材AB2は、第1反射光RBを吸収する部材であって、例えば、黒色紙や黒色に表面処理された装置側面である。
反射光吸収部材AB2は、入射光Lの光軸からずれた場所に配置されている。
反射光吸収部材AB2は、第1反射光RBを吸収するため、観察者OBは、第1反射光RBを視認することはない。
以下、第5実施形態に係る画像表示装置用素子22の構成について説明する。図11は、本発明の第5実施形態に係る画像表示装置用素子22の構成を示す概念図である。図11に示すように、画像表示装置用素子22は、構造色を発現する画像表示装置用素子であって、光源LSが発した光Lのうち特定の波長域の光を透過し、その他の波長域の光を斜め方向へ反射または吸収する素子BPFと、素子BPFを透過した光である第1透過光TBのうち特定の波長域の光を反射し、その他の波長域の光を透過する素子7と、素子7を透過した光である第2透過光T7のうち特定の波長域の光を反射し、その他の波長域の光を透過する素子8と、素子8を透過した光である第3透過光T8を吸収する透過光吸収部材AB1と、素子BPFが反射した光である第1反射光RBを吸収する反射光吸収部材AB2と、を備えたものである。つまり、本実施形態に係る画像表示装置用素子22は、上述の第4実施形態に係る画像表示装置用素子12に素子8を追加した画像表示装置用素である。よって、ここでは、第4実施形態と異なる部分である素子8について説明する。
素子8は、第2透過光T7のうち特定の波長域の光を素子7方向に向けて反射し、その他の波長域の光を透過する素子であって、例えば、誘電体多層膜を備えた光学フィルターや構造色を発現する高分子膜である。なお、図11では、素子8によって観察者OB方向(素子BPF方向)に向けて反射された光を第3反射光R8⊥と表記し、素子8を透過した光を第3透過光T8と表記する。
素子8は、素子7の表示側とは反対の側に配置されている。また、素子8の素子7側の面は、入射光Lの光軸に対して直交可能に配置されている。つまり、素子8は、入射光Lの光軸上に配置されており、観察者OB側から見て、素子BPFと素子7と重なっている。
なお、素子8は、傾きを変化させることができる。図11(a)と図11(b)とでは、素子7の傾きを変えている。
以下、第6実施形態に係る画像表示装置用素子32の構成について説明する。図12は、本発明の第6実施形態に係る画像表示装置用素子32の構成を示す概念図である。図12に示すように、画像表示装置用素子32は、構造色を発現する画像表示装置用素子であって、光源LSが発した光Lのうち特定の波長域の光を透過し、その他の波長域の光を斜め方向へ反射または吸収する素子BPFと、素子BPFを透過した光である第1透過光TBのうち特定の波長域の光を反射し、その他の波長域の光を透過する素子7と、素子7を透過した光である第2透過光T7のうち特定の波長域の光を反射し、その他の波長域の光を透過する素子8と、素子8を透過した光である第3透過光T8のうち特定の波長域の光を反射し、その他の波長域の光を透過する素子9と、素子BPFが反射した光である第1反射光RBを吸収する反射光吸収部材AB2と、を備えたものである。つまり、本実施形態に係る画像表示装置用素子32は、上述の第5実施形態に係る画像表示装置用素子22に素子9を追加し、透過光吸収部材AB1を除いた画像表示装置用素である。よって、ここでは、第5実施形態と異なる部分である素子9について説明する。
素子9は、第3透過光T8のうち特定の波長域の光を素子8方向に向けて反射し、その他の波長域の光を透過する素子であって、例えば、誘電体多層膜を備えた光学フィルターや構造色を発現する高分子膜である。なお、図12では、素子9によって観察者OB方向(素子BPF方向)に向けて反射された光を第4反射光R9⊥と表記する。
素子9は、素子8の表示側とは反対の側に配置されている。また、素子9の素子8側の面は、入射光Lの光軸に対して直交可能に配置されている。つまり、素子9は、入射光Lの光軸上に配置されており、観察者OB側から見て、素子BPFと素子7と素子8と重なっている。
なお、素子9は、傾きを変化させることができる。図12(a)と図12(b)とでは、素子7の傾きを変えている。
本発明は、上述の各実施形態に限定されるものでない。例えば、本発明は、上述の各実施形態に係る素子を、内壁を黒色にした収納容器内に収納した形態であってもよい。この場合、収納容器の側面が反射光吸収部材AB2の役割を果たす。
[第9発色機構]
図13は、画像表示装置用素子32に備わる素子BPF及び素子7〜素子9の各反射−透過特性を示す図である。以下、素子BPF及び素子7〜素子9の各反射−透過特性及び素子7〜素子9の発色特性について説明する。
図13に示した波長軸上の反射−透過特性のうち、一番上は、素子BPFの反射−透過特性を示す。ここで、本発色機構における素子BPFの反射−透過特性は、第7発色機構で説明した素子BPFの反射−透過特性と同じであるため、ここでは、その説明を省略する。
図13に示した波長軸上の反射−透過特性のうち、上から2番目は、素子7の反射−透過特性を示す。図中の実線は、素子7の入射面を入射光Lの光軸に対して直交するように配置した場合の素子7の反射率を示す。素子7の入射面を入射光Lの光軸に対して直交するように配置した場合、素子7の反射率は、波長が450nmを中心として、435nm以上465nm以下の光(青B)ではほぼ100%であり、それ以外の波長の光ではほぼ0%である。
図中の破線DLは、素子7の入射面を入射光Lの光軸に対して40°程度傾けて配置した場合の素子7の反射率を示す。素子7の入射面を入射光Lの光軸に対して40°程度傾けた場合、素子7の高反射率領域は、短波長側へシフトして、450nm付近の光(青B)は透過できる。
つまり、素子7の入射面を入射光Lの光軸に対して傾けることにより、入射光Lの透過波長を短波長側にシフトさせることができる。
上述の素子7の発色特性について、説明する。
素子BPFに光源LSからの光Lが入射すると、入射光Lのうち波長が450nm付近の光(青B)は素子BPFを透過し、素子7で観察者OB側に反射(ブラッグ反射)される。そして、素子7で反射されたその光は、素子BPFを透過する。このため、観察者OBは、第2反射光R7⊥である450nm付近の光(青B)を視認することができる。
また、素子BPFを透過した第1透過光TBのうち波長が510nm付近の光(緑G)及び650nm付近の光(赤R)は、素子7を透過し、素子8に入射される。
ここで、素子BPF及び素子7のみを備える画像表示装置用素子12の場合、素子7を透過した第2透過光T7は、図10(b)に示すように、例えば、透過光吸収部材AB1で吸収される。このため、観察者OBは、第2透過光T7を視認することができない。よって、観察者OBは、図10(a)に示すように、第2反射光R7⊥である450nm付近の光(青B)のみを視認することができる。
また、素子7の境界波長を変化させて、素子BPFの光透過帯域と素子7の光反射帯域との重ね合わせ量を変化させることで、反射する帯域とその光量が変化し、素子BPFの光透過帯域と素子7の光反射帯域との重なりを無くすことで、観察者OB方向に進む光を絞り遮断することができる。換言すると、素子BPFの光透過帯域と素子7の光反射帯域との重なりを無くすことで、素子7に入射された光をそのまま透過させることができる。つまり、素子7において450nm付近の光(青B)を透過させることで、その光を視認できないようにすることもできる。
図13に示した波長軸上の反射−透過特性のうち、上から3番目は、素子8の反射−透過特性を示す。図中の実線は、素子8の入射面を入射光Lの光軸に対して直交するように配置した場合の素子8の反射率を示す。素子8の入射面を入射光Lの光軸に対して直交するように配置した場合、素子8の反射率は、波長が510nmを中心にして、495nm以上525nm以下の光(緑G)ではほぼ100%であり、それ以外の波長の光ではほぼ0%である。
図中の破線DLは、素子8の入射面を入射光Lの光軸に対して40°程度傾けて配置した場合の素子8の反射率を示す。素子8の入射面を入射光Lの光軸に対して40°程度傾けた場合、素子8の高反射率領域は、短波長側へシフトして、510nm付近の光(緑G)は透過できる。
つまり、素子8の入射面を入射光Lの光軸に対して傾けることにより、入射光Lの透過波長を短波長側にシフトさせることができる。
上述の素子8の発色特性について、説明する。
素子8に、上述の素子7を透過した第2透過光T7が入射すると、第2透過光T7のうち波長が510nm付近の光(緑G)は素子8で観察者OB側に反射される。そして、素子8で反射されたその光は、素子7及び素子BPFを透過する。このため、観察者OBは、第3反射光R8⊥である510nm付近の光(緑G)を視認することができる。
また、第2透過光T7のうち波長が650nm付近の光(赤R)は、素子8を透過し、素子9に入射される。
ここで、素子BPF、素子7及び素子8を備える画像表示装置用素子22の場合、素子8を透過した第3透過光T8は、図11(b)に示すように、透過光吸収部材AB1で吸収される。このため、観察者OBは、第3透過光T8を視認することができない。よって、観察者OBは、図11(a)に示すように、第2反射光R7⊥である450nm付近の光(青B)と、第3反射光R8⊥である510nm付近の光(緑G)との合成色であるシアンを視認することができる。
また、素子8の境界波長を変化させて、素子7の光透過帯域と素子8の光反射帯域との重ね合わせ量を変化させることで、反射する帯域とその光量が変化し、素子7の光透過帯域と素子8の光反射帯域との重なりを無くすことで、観察者OB方向に進む光を絞り遮断することができる。換言すると、素子7の光透過帯域と素子8の光反射帯域との重なりを無くすことで、素子8に入射された光をそのまま透過させることができる。つまり、素子8において510nm付近の光(緑G)を透過させることで、その光を視認できないようにすることもできる。
図13に示した波長軸上の反射−透過特性のうち、上から4番目は、素子9の反射−透過特性を示す。図中の実線は、素子9の入射面を入射光Lの光軸に対して直交するように配置した場合の素子9の反射率を示す。素子9の入射面を入射光Lの光軸に対して直交するように配置した場合、素子9の反射率は、波長が650nmを中心にして、635nm以上665nm以下の光(赤R)ではほぼ100%であり、それ以外の波長の光ではほぼ0%である。
図中の破線DLは、素子9の入射面を入射光Lの光軸に対して40°程度傾けて配置した場合の素子9の反射率を示す。素子9の入射面を入射光Lの光軸に対して40°程度傾けた場合、素子9の高反射率領域は、短波長側へシフトして、650nm付近の光(赤R)は透過できる
つまり、素子9の入射面を入射光Lの光軸に対して傾けることにより、入射光Lの透過波長を短波長側にシフトさせることができる。
上述の素子9の発色特性について、説明する。
素子9に、上述の素子8を透過した第3透過光T8が入射すると、第3透過光T8のうち波長が650nm付近の光(赤R)は素子9で観察者OB側に反射される。そして、素子9で反射されたその光は、素子8、素子7及び素子BPFを透過する。このため、観察者OBは、第4反射光R9⊥である650nm付近の光(赤R)を視認することができる。
また、素子9の境界波長を変化させて、素子8の光透過帯域と素子9の光反射帯域との重ね合わせ量を変化させることで、反射する帯域とその光量が変化し、素子8の光透過帯域と素子9の光反射帯域との重なりを無くすことで、観察者OB方向に進む光を絞り遮断することができる。換言すると、素子8の光透過帯域と素子9の光反射帯域との重なりを無くすことで、素子9に入射された光をそのまま透過させることができる。つまり、素子9において650nm付近の光(赤R)を透過させることで、その光を視認できないようにすることもできる。
緑色Gを発色する素子8は、緑色Gの波長域の光を、観察者OBが視認できる方向への反射と、次段の素子9方向への透過とを切り換えている。
赤色Rを発色する素子9は、赤色Rの波長域の光を、観察者OBが視認できる方向への反射と、透過とを切り換えている。
上述の第9発色機構では、素子BPFと素子7とを備える画像表示装置用素子12において、青色を発色させる場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。素子BPFと素子8とを組み合わせて、緑色を発色させてもよい。また、素子BPFと素子9とを組み合わせて、赤色を発色させてもよい。
上述の第9発色機構では、素子7で青色の光を反射し、素子8で緑色の光を反射し、素子9で赤色の光を反射した場合について説明したが、本発明は、これに限定されるものではない。例えば、図14に示すように、素子7で赤色の光を、素子8で緑色の光を、素子9で青色の光を、それぞれ観察者OB側に反射し、各色を観察者OBに視認させてもよい。要は、素子BPFは特定の波長域の光を透過する素子であり、素子7は赤色の光を反射する素子であればよい。また、素子8は緑色の光を反射する素子であればよい。また、素子9は青色の光を反射する素子であればよい。また、図示しないが、素子7で青色の光を、素子8で赤色の光を、素子9で緑色の光を、それぞれ観察者OB側に反射し、各色を観察者OBに視認させてもよい。
なお、本発色機構の基本原理は、第9発色機構の基本原理と同じである。よって、ここでは、本発色機構についての説明は省略する。
また、本発色機構に基づく画像表示装置用素子は、特定の波長域に光反射特性を、その他の波長域に光透過特性を持ち、これら特性の境界波長が可変である素子8をさらに備え、光源から発し、素子BPF及び素子7を透過した光は素子8へ向かい、素子8は素子8に届いた光のうち最も長波長側に位置する特定の波長領域の光を反射し、その光は素子7へ向かい、素子7及び素子BPFを透過して、観察者方向に進む構成である。
また、本発色機構に基づく画像表示装置用素子は、特定の波長域に光反射特性を、その他の波長域に光透過特性を持ち、これら特性の境界波長が可変である素子9をさらに備え、光源から発し、素子BPF、素子7及び素子8を透過した光は素子9へ向かい、素子9は素子9に届いた光のうち最も長波長側に位置する特定の波長領域の光を反射し、その光は素子8へ向かい、素子8、素子7及び素子BPFを透過して、観察者方向に進む構成である。
以下、第7実施形態に係る画像表示装置用素子13の構成について説明する。図15は、本発明の第7実施形態に係る画像表示装置用素子13の構成を示す概念図である。図15に示すように、画像表示装置用素子13は、構造色を発現する画像表示装置用素子であって、光源LSが発した光Lのうち特定の波長域の光を透過し、その他の波長域の光を反射または吸収する素子BPFと、素子BPFを透過した光である第1透過光TBのうち特定の波長域の光を反射し、その他の波長域の光を透過する素子7と、を備えたものである。以下、上記各構成について説明する。
なお、第7実施形態に係る画像表示装置用素子13は、光源LSを備えた状態では表示素子となり、光源LSを備えない状態ではフィルター素子となる。
素子BPFは、光源LSから出射され画像表示装置用素子13に入射する光(入射光)Lのうち特定の波長域の光を透過、その他の波長域の光を吸収または光源LSに向けて反射する素子であって、例えば、誘電体多層膜を備えた光学フィルターである。
素子BPFは、画像表示装置用素子13において、光源LS側に配置されている。また、素子BPFの光源LS側の面は、入射光Lの光軸に対して直交している。このため、素子BPFで反射した光である第1反射光RBは、光源LS方向に進行する。よって、観察者OBは、第1反射光RBを視認することはない。
素子BPFは、入射光Lのうち、例えば青B、緑G、赤Rの少なくとも一つの色の波長域の光を透過し、その他の波長域の光を吸収または光源LS方向に向けて反射するフィルター、所謂マルチバンドパスフィルターを選んでいる。
素子7は、第1透過光TBのうち特定の波長域の光を素子BPF方向に向けて反射し、その他の波長域の光を透過する素子であって、例えば、誘電体多層膜を備えた光学フィルターや構造色を発現する高分子膜である。なお、図15では、素子7によって素子BPF方向に向けて反射された光を第2反射光R7⊥と表記し、素子7を透過した光を第2透過光T7と表記する。
素子7は、素子BPFの観察者OB側に配置されている。また、素子7の素子BPF側の面は、入射光Lの光軸に対して直交可能に配置されている。つまり、素子7は、入射光Lの光軸上に配置されている。換言すると、素子7は、観察者OB側から見て、素子BPFと重なっている。
なお、素子7は、傾きを変化させることができる。図15(a)と図15(b)とでは、素子7の傾きを変えている。
以下、第8実施形態に係る画像表示装置用素子23の構成について説明する。図16は、本発明の第8実施形態に係る画像表示装置用素子23の構成を示す概念図である。図16に示すように、画像表示装置用素子23は、構造色を発現する画像表示装置用素子であって、光源LSが発した光Lのうち特定の波長域の光を透過し、その他の波長域の光を反射または吸収する素子BPFと、素子BPFを透過した光である第1透過光TBのうち特定の波長域の光を反射し、その他の波長域の光を透過する素子7と、素子7を透過した光である第2透過光T7のうち特定の波長域の光を反射し、その他の波長域の光を透過する素子8と、を備えたものである。つまり、本実施形態に係る画像表示装置用素子23は、上述の第7実施形態に係る画像表示装置用素子13に素子8を追加した画像表示装置用素である。よって、ここでは、第7実施形態と異なる部分である素子8について説明する。
なお、第8実施形態に係る画像表示装置用素子23は、光源LSを備えた状態では表示素子となり、光源LSを備えない状態ではフィルター素子となる。
素子8は、第2透過光T7のうち特定の波長域の光を素子7方向に向けて反射し、その他の波長域の光を透過する素子であって、例えば、誘電体多層膜を備えた光学フィルターや構造色を発現する高分子膜である。なお、図16では、素子8によって素子BPF方向に向けて反射された光を第3反射光R8⊥と表記し、素子8を透過した光を第3透過光T8と表記する。
素子8は、素子7の観察者OB側に配置されている。また、素子8の素子7側の面は、入射光Lの光軸に対して直交可能に配置されている。つまり、素子8は、入射光Lの光軸上に配置されており、観察者OB側から見て、素子BPFと素子7と重なっている。
なお、素子8は、傾きを変化させることができる。図16(a)と図16(b)とでは、素子7の傾きを変えている。
以下、第9実施形態に係る画像表示装置用素子33の構成について説明する。図17は、本発明の第9実施形態に係る画像表示装置用素子33の構成を示す概念図である。図17に示すように、画像表示装置用素子33は、構造色を発現する画像表示装置用素子であって、光源LSが発した光Lのうち特定の波長域の光を透過し、その他の波長域の光を反射または吸収する素子BPFと、素子BPFを透過した光である第1透過光TBのうち特定の波長域の光を反射し、その他の波長域の光を透過する素子7と、素子7を透過した光である第2透過光T7のうち特定の波長域の光を反射し、その他の波長域の光を透過する素子8と、素子8を透過した光である第3透過光T8のうち特定の波長域の光を反射し、その他の波長域の光を透過する素子9と、を備えたものである。つまり、本実施形態に係る画像表示装置用素子33は、上述の第8実施形態に係る画像表示装置用素子23に素子9を追加した画像表示装置用素である。よって、ここでは、第8実施形態と異なる部分である素子9について説明する。
なお、第9実施形態に係る画像表示装置用素子33は、光源LSを備えた状態では表示素子となり、光源LSを備えない状態ではフィルター素子となる。
素子9は、第3透過光T8のうち特定の波長域の光を素子8方向に向けて反射し、その他の波長域の光を透過する素子であって、例えば、誘電体多層膜を備えた光学フィルターや構造色を発現する高分子膜である。なお、図17では、素子9によって素子BPF方向に向けて反射された光を第4反射光R9⊥と表記する。
素子9は、素子8の観察者OB側に配置されている。また、素子9の素子8側の面は、入射光Lの光軸に対して直交可能に配置されている。つまり、素子9は、入射光Lの光軸上に配置されており、観察者OB側から見て、素子BPFと素子7と素子8と重なっている。
なお、素子9は、傾きを変化させることができる。図17(a)と図17(b)とでは、素子7の傾きを変えている。
[第11発色機構]
図13は、画像表示装置用素子33に備わる素子BPF及び素子7〜素子9の各反射−透過特性を示す図である。なお、素子BPF及び素子7〜素子9の各反射−透過特性は、既に第9発色機構で説明しているため、ここでは、その説明を省略する。
素子BPFに光源LSからの光Lが入射すると、図15(a)に示す構成であれば、入射光Lのうち波長が450nm付近の光(青B)は素子BPFを透過し、素子7で光源LS側に反射(ブラッグ反射)される。そして、素子7で反射されたその光は、素子BPFを透過する。このため、観察者OBは、第2反射光R7⊥である450nm付近の光(青B)を視認することができない。一方、図15(b)に示す構成であれば、観察者OBは、450nm付近の光(青B)を視認することができる。さらに、観察者OBは、素子7では光源LS側に反射されない、510nm付近の光(緑G)及び650nm付近の光(赤R)も視認することができる。
素子8に、上述の素子7を透過した第2透過光T7が入射すると、図16(a)に示す構成であれば、第2透過光T7のうち波長が510nm付近の光(緑G)は素子8で光源LS側に反射される。そして、素子8で反射されたその光は、素子7及び素子BPFを透過する。このため、観察者OBは、第3反射光R8⊥である510nm付近の光(緑G)を視認することができない。一方、図16(b)に示す構成であれば、観察者OBは、510nm付近の光(緑G)を視認することができる。さらに、観察者OBは、素子8では光源LS側に反射されない650nm付近の光(赤R)も視認することができる。
素子9に、上述の素子8を透過した第3透過光T8が入射すると、図17(a)に示す構成であれば、第3透過光T8のうち波長が650nm付近の光(赤R)は素子9で光源LS側に反射される。そして、素子9で反射されたその光は、素子8、素子7及び素子BPFを透過する。このため、観察者OBは、第4反射光R9⊥である650nm付近の光(赤R)を視認することができない。一方、図17(b)に示す構成であれば、観察者OBは、650nm付近の光(赤R)のみを視認することができる。
緑色Gを発色する素子8は、緑色Gの波長域の光を、観察者OBが視認できる方向への透過と、光源LS方向への反射とを切り換えている。
赤色Rを発色する素子9は、赤色Rの波長域の光を、観察者OBが視認できる方向への透過と、光源LS方向への反射とを切り換えている。
上述の第11発色機構では、素子7で青色の光の透過・反射を切り換え、素子8で緑色の光の透過・反射を切り換え、素子9で赤色の光の透過・反射を切り換えた場合について説明したが、本発明は、これに限定されるものではない。例えば、図14に示すように、素子7で赤色の光を、素子8で緑色の光を、素子9で青色の光を、それぞれ観察者OB側に透過し、各色を観察者OBに視認させてもよい。要は、素子BPFは特定の波長域の光を透過する素子であり、素子7は赤色の光の透過・反射を切り換える素子であればよい。また、素子8は緑色の光の透過・反射を切り換える素子であればよい。また、素子9は青色の光の透過・反射を切り換える素子であればよい。また、図示しないが、素子7で青色の光を、素子8で赤色の光を、素子9で緑色の光を、それぞれ観察者OB側に反射し、各色を観察者OBに視認させてもよい。
なお、本発色機構の基本原理は、第11発色機構の基本原理と同じである。よって、ここでは、本発色機構についての説明は省略する。
以下、上述の第1〜第3の各実施形態に対応する実施例について説明する。
<実験例1:単色輝度の制御実験>
<実験例1の概要>
ここでは、誘電体多層膜フィルタ2枚を組み合わせることで構成した画像表示装置用素子が、(1)特定の波長域の可視光を反射(明るく)させること、または(2)特定の波長域の可視光を吸収(暗く)させること、さらには、(3)反射させた光の輝度を任意に設定することが可能であることを実証するために行った実験例1について説明する。
<概略>
図18A及び図18Bは、実験例1で用いた実験装置の構成を示す概略図である。単色輝度の制御実験に用いた装置(以下、単に「実験装置」とも称する)510は、暗室に設置されて用いられた。
<配置>
以下、実験装置510の構成部の配置を述べる。
実験装置510は、主要構成部として、上から順番に、色彩輝度計528、鏡525、光源装置524、円筒管516、箱515、可動軸518、角度設定用ツマミ519、フォルダ517、素子52X、フォルダ521、素子52Y、箱523、支持台514を備えている。また、色彩輝度計528は、受光レンズ529を備えている。
以下、上述した主要構成部を説明する。
支持台514は、実験装置510の基礎部であり、その上面が水平に保たれている。
図18Aには基準線511が示されている。基準線511は、支持台514の上面中央を起点として、鉛直方向へ延ばした仮想線である。これは、本実験において、光路の基準となる。
受光レンズ529、円筒管516、フォルダ521、素子52Yは、それらの中心線が基準線511と重なるかたちで設置されている。
光源装置524は、この実験で必要とする白色光を供給するものである。
光源装置524は、それ自身によって、後述する光527の光路を塞ぐことを避けるために基準線511から離れた位置に設置されている。
光源装置524には、三菱電機照明(株)製の高演色形蛍光管(形式:FL20S・N−EDL・NU)を使用した。この蛍光管の仕様は、色温度が5000Kであり、平均演色評価数(Ra)が99である。
鏡525は、光源装置524が放射した光を約90°向きを変え、円筒管516側へ向かわせるものである。
鏡525は、色彩輝度計528と円筒管516との間に設置されている。そして、鏡525の反射面は、光源装置524が放射した光の光軸に対して約45°傾いている。また、鏡525の反射面は、正方形をしており、その反射面の一端が基準線511のすぐ横に位置するように設置されている。このように配置する理由は、鏡525自身によって光527の光路を塞ぐことを避けるためである。
円筒管516は、この実験に必要となる平行光を得るものである。
円筒管516は、管の中央軸が基準線511と重なるように設置されている。
円筒管516の内側には、基準線511に対して平行に入射しなかった光を吸収させるために黒色塗装659(図21を参照)が施されている。
円筒管516は、箱515の上面部分に設けられ、円筒管516の内部空間は、箱515の内部空間と繋がっている。
箱515は、後述する構成部を収納する外箱である。
箱515に収納される構成部は、素子52X、フォルダ517、可動軸518、角度設定用ツマミ519、素子52Y、フォルダ521である。
箱515の内側には、光を吸収させるために黒色塗装659(図21を参照)が施されている。
フォルダ517は、厚めのコインの形をした素子52Xを取り付けるものである。
フォルダ517は、箱515の内部空間の中央に設置されている。
フォルダ517には可動軸518が設けられており、フォルダ517は、可動軸518を中心に回転させることができる。
可動軸518は、フォルダ517を回転させるものである。
可動軸518は、軸が水平になる格好で、基準線511と交差している。
可動軸518の一方は、フォルダ517に繋がり、もう一方は、箱515に設けられた軸受(図示せず)と繋がっている。
なお、フォルダ517に取り付けられた素子52Xも、フォルダ517と共に、可動軸518を中心に回転する。
素子52Xへの入射角度θは、素子52Xの反射−透過特性を決定付けるものである。
図18Aに示した中心線512は、可動軸518を通り、素子52Xの上面の中央に対して垂直に延ばした仮想線である。
ここで、入射角度θは、基準線511に対して中心線512が回転した角度である。ここで、基準線511と中心線512とが重なる角度が入射角度0°である。
本実験では、入射角度θを20°から60°までの範囲で設定した。上記以外の角度に設定すると、不要な光が差し込んだり、光路が遮られたりして、正しい結果が得られないことがある。
図18Aは、入射角度θが45°に設定されたフォルダ51および素子52Xを側面から眺めたかたちで描かれている。
角度設定用ツマミ519は、観察者が入射角度θを容易に設定することができるようにするものである。
角度設定用ツマミ519は、可動軸518に取り付けられており、素子52Xの回転と連動する。また、角度設定用ツマミ519は、入射角度θを正確に設定するために、分度器を備えていてもよい。
フォルダ521は、厚めのコインの形をした素子52Yを取り付けるものである。
箱515の底面部分が、フォルダ521となっている。
フォルダ521に取り付けられた素子52Yは、その上面の中央に対して基準線511が鉛直に通るように設置される。つまり、素子52Yに対する入射角度は常に0°である。
図18Aは、フォルダ521および素子52Yを側面から眺めたかたちで描かれている。
箱523は、不要な光を吸収させるものである。
箱523の内側は、光を吸収させるために黒色塗装659(図21を参照)が施されている。
なお、素子52Yの直下には箱523の内部空間がある。
色彩輝度計528は、円筒管516の内側を通過してきた光527を測定するものである。
色彩輝度計528には、受光レンズ529が装備されている。
受光レンズ529は、円筒管516の奥、つまり箱515の内部へ向けられている。
観察者は、色彩輝度計528に装備されたファインダ内に映る照準円を使って測定位置と測定範囲を定める。
色彩輝度計528は、複数回数の測定を行い、それらの平均から輝度(Lv)、色度(u’,v’)を算出、表示するように設定されている。
色彩輝度計528には、コニカミノルタ(株)製の色彩輝度計(型式:色彩輝度計CS−160」を用いた。
素子52Xには、シグマ光機(株)製のロングパスフィルタ(誘電体多層膜コート)(型番:LOPF−25C−593)を使用した。
一般的に、ロングパスフィルタ(誘電体多層膜コート)には、境界波長域を境とし、短波長側の光を反射(正反射)し、長波長側の光を透過させる、という特徴がある。
また、一般的に、ロングパスフィルタ(誘電体多層膜コート)に対する入射角度を増すほど、境界波長域が短波長側へシフトする、という特徴がある。
図19は、素子52Xへの入射角度の変化に伴う反射−透過特性の変化を示すグラフである。これは実測した数値をもとに要点だけを描き出したものである。
このグラフでは、入射角度θが0°のとき、境界波長域542が約600nm付近にあり、入射角度θを20°から60°まで変化させると、境界波長域542が約510nmから約590nmまでの波長域の光に対して影響を与えることが判る。つまり、この素子52Xは、人が緑色と認識する波長域の光に対して影響を与えることが判る。
素子52Yには、シグマ光機(株)製のノッチフィルタ(誘電体多層膜コート)(型番:NF−25C05−40−532)を使用した。
一般的に、ノッチフィルタ(誘電体多層膜コート)には、特定波長域の光を反射(正反射)させ、特定波長域以外の光は透過する、という特徴がある。
図20は、素子52Yの反射−透過特性を示す図である。これは入射角度0°において実測した数値をもとに要点だけを描き出したものである。
この図は、特定波長域562の光を反射(正反射)させ、特定波長域以外の光は透過する、という特徴を示している。また、この図では、その特定波長域562が約535nmを中心に存在しており、この素子52Yが人が緑色と認識する波長域の光を反射させることが判る。
以上、実験装置510の構成部について、その構造、配置、特徴を述べた。
以下に、図18Aおよび図21を使い、この実験装置510において、光源装置524が放射した光が、どのような光路や過程を経て、色彩輝度計528まで到達するのかを説明する。ここで、図21は、2枚の素子と光路との関係を示す図である。
光源装置524が放射した光は、白色光(Ra:99)である。
光源装置524が放射した光は、鏡525によって約90°向きを変え、円筒管516の内部を通って素子52Xへと向かう。
この光のうち、基準線511とほぼ平行な光(つまり、白色平行光)526は、円筒管516の内側を通り抜け、そうでない光は、黒色塗装659が施された円筒管516の内側で吸収される。
図21に示すように、円筒管516を通り抜けた光526は、素子52Xへ届く。
素子52Xは、入射角度θが20°から60°までの範囲で設定されたロングパスフィルタであり、素子52Xに届いた光526を、斜め上へ反射する短波長側の光(反射光)613と、真下へ透過する長波長側の光(透過光)614とに分離する。ここで、光613は、黒色塗装659で吸収される。(なお、素子52Xが短波長側の光を吸収することと同様とも考えられる。)
素子52Xを透過した光614は、素子52Yへ届く。
素子52Yは、入射角度θが0°に固定設置されたノッチフィルタであり、光614を、真上へ反射する特定波長域の光616と、真下へ透過する特定波長域以外の光622とに分離する。
この光616は、素子52Yの上側に設置されている素子52Xを下から上に向かって透過する。この光が、円筒管516の内側を下から上に向かって通過し、輝度の制御を受けた光527である。
他方、反射されずに透過した特定波長域以外の光622は、素子52Yの下側に設置された箱523へ向かい、その内側に施された黒色塗装659で吸収される。
光527は、上へ向かい、円筒管516の管内を通り抜け、鏡525の端を掠めて、受光レンズ529へ届く。
色彩輝度計528は、この光について測定、計算し、輝度(Lv)、色度(u’,v’)を表示する。
以上が、光源装置524から色彩輝度計528へ至るまでの光路と過程である。
以下、図22を使い、2枚の素子の間で成されている波長域フィルタリングについて説明する。
図22は、実験装置510で使用されている2枚の光学素子(誘電体多層膜フィルタ)によって成されている波長域フィルタリングの様子を波長目盛軸の上に描いたものである。
また、チャート59Bは、素子52Yについて、入射角度が0°における反射−透過特性を示している。
波長域585は、素子52Xに対する入射角度θを50°へ設定したときに、素子52Xが素子52Xの真下へ透過させる光の波長域を示している。
波長域586は、素子52Yが素子52Yの真上へ反射させる光の波長域を示している。
波長域587は、素子52Xと素子52Yとによって波長域フィルタリングされた結果として、光527の波長域を示している。ここで、光527は、本実施例において輝度の制御を受けた特定の色を有する光、即ち輝度を調整した緑色の可視光である。
上記の説明において、波長域585と波長域586とが重なった部分が、波長域587となっている。この波長域587の幅は、素子52Xに対する入射角度θを変化させることで、広くさせたり、狭くさせたりすることができる。このことは、光527の量を増減させるということでもある。つまり、輝度を制御していることになる。
以下、図18Aを使って、この実験の過程を説明する。
実験装置510において、まず、光源装置524から、鏡525、円筒管516を経由して、箱515の内部に収められた素子一式へ、光526を照射する。
すると、箱515の内部から、円筒管516を通過して、光527が上に向けて反射され、色彩輝度計528へ返って来る。この時、色彩輝度計528のファインダ内には「緑色の輝き」を見ることができる。ここで、光527は、本実施例において輝度の制御を受けた特定の色を有する光、即ち輝度を調整した緑色の可視光である。
この光527を色彩輝度計528によって測定し、輝度(Lv)、色度(u’,v’)を表示させ、それらを記録する。
上記の測定を、角度設定用ツマミ519を回すことで、素子52Xへの入射角度θを60°から5°キザミで20°まで設定し、それぞれの入射角度θで実施した。
以下、測定から得た数値表と、これをもとに描いたグラフと色度図について説明する。
表1は、測定によって得られた輝度(Lv)、色度(u’,v’)を示す。つまり、表1は、素子52Xへの入射角度θの変化に伴う輝度と色度の変化を示す数値表である。
図24は、表1の色度(u’,v’)に基づき描かれた素子52Xへの入射角度θの変化に伴う色度変化の軌跡を示す色度図である。
上述の実験で得られた結果から、まず、輝度(Lv)の変化について述べる。
この実験においては、輝度(Lv)は、素子52Xへの入射角度θの変化に対して可能な限り線形を持って大きく変化することが好ましい。
図23から、素子52Xへの入射角度θが60°から40°までは、輝度(Lv)は、入射角度θの変化に対して、ほぼ直線で下がり続け、入射角度θが40°から20°までは、ほぼ横ばいになるという様子が見て取れる。
さらには、素子52Xへの入射角度θが60°では、輝度(Lv)は、約764(cd/m2)であり最も数値が高く、入射角度θが40°から20°までは、輝度(Lv)は、約80(cd/m2)か、それ以下という数値である。そして、輝度(Lv)が最も低い時の数値は、輝度(Lv)が最も高い時の数値に対して約1/10かそれ以下ということに、はっきりとしたコントラストを見て取れる。
次に、色度(u’,v’)の変化について述べる。
この実験においては、色度(u’,v’)は、素子52Xへの入射角度θの変化に対して可能な限り変化しないことが好ましい。
図24から、素子52Xへの入射角度θが60°から45°までは比較的に色度(u’,v’)の変化が少なく、入射角度θが45°以下では色度(u’,v’)の変化が大きいという様子が見て取れる。
輝度(Lv)と色度(u’,v’)との関係から、色度(u’,v’)の変化が比較的少ない素子52Xへの入射角度θ(60°から45°まで)においては、輝度(Lv)が高く、輝度(Lv)を大きく変化させることが可能であり、輝度(Lv)は、ほぼ直線で下がり続けている様子が見て取れる。
以上の結果から、(1)素子52Xへの入射角度θが60°、または、40°のどちらかだけになるような設定をした場合、反射される光527の輝度(Lv)を最大値にしたり、または最小値にしたりすることが可能であることが判る。
さらには、(2)素子52Xへの入射角度θが60°から45°の間は色度(u’,v’)の変化が比較的に少ない。入射角度θが60°から40°の間は、角度に対する輝度の変化が線形である。つまり、素子52Xへの入射角度θが60°から40°の間は、色度変化なしに輝度を、入射角度θに対して線形に変えられる。
所望な輝度と色度の光527を作成することが可能であることが判る。
入射角度θを60°から40°に変化させると、緑色が色度変化なしに輝度が小さくなった。つまり同じ緑色のまま、暗くなった。
<実験例2の概要>
ここでは、誘電体多層膜フィルタ2枚3組合計6枚を組み合わせることで構成した画像表示装置用素子が、(1)主要原色(青色、緑色、赤色)を発色させること、(2)それらの合成色(シアン、黄色、マゼンタ、白色)を発色させることが可能であることを実証するために行った実験例2について説明する。
なお、この実験例2において実証する画像表示装置用素子は、実験例1において実証した画像表示装置用素子に次段に光を送る機能を付加し、3段重ねしたものである。
<概要>
図25は、実験例2で用いた実験装置の構成を示す概略図である。発色実験に用いた装置(以下、単に「実験装置」とも称する)710は、暗室に設置されて用いられた。
以下、実験装置710の構成部の配置を述べる。
実験装置710は、主要構成部として、上から順番に、色彩輝度計728、鏡725、光源装置724、円筒管716、光学ユニット群735、箱723、支持台714を備えている。
支持台714は、実験装置710の基礎部であり、その上面が水平に保たれている。
図25には基準線711が示されている。基準線711は、支持台714の上面中央を起点として、鉛直方向に延ばした仮想線である。これは、本実験において、光路の基準となる。
受光レンズ729、円筒管716、および、各フォルダ721、各素子72Yは、それらの中心線が基準線711と重なるかたちで設置されている。
光源装置724は、この実験で必要とする白色光を供給するものである。ここで、光源装置724は、実験例1で説明した光源装置524と同じものである。よって、ここでは光源装置724の説明については省略する。
鏡725は、光源装置724が放射した光を約90°向きを変え、円筒管716側へ向かわせるものである。ここで、鏡725は、実験例1で説明した鏡525と同じものである。よって、ここでは鏡725の説明については省略する。
円筒管716は、この実験に必要となる平行光を得るものである。ここで、円筒管716は、実験例1で説明した円筒管516と同じものである。よって、ここでは円筒管716の説明については省略する。なお、円筒管716の内側には、基準線711に対して平行に入射しなかった光を吸収させるために黒色塗装859(図28を参照)が施されている。
光学ユニット群735は、後述する合成色である光727を上に向けて反射させるものである。
これは、この実験装置710を用いて実証する発色原理にかかわる核心部分であるため、後ほど詳しく説明する。
色彩輝度計728は、円筒管716の内側を通過してきた光727を測定するものである。ここで、色彩輝度計728は、実験例1で説明した色彩輝度計528と同じものである。よって、ここでは色彩輝度計728の説明については省略する。
箱723は、不要な光を吸収させるものである。ここで、箱723は、実験例1で説明した箱523と同じものである。よって、ここでは箱723の説明については省略する。なお、箱723の内側は、光を吸収させるために黒色塗装859(図28を参照)が施されている。
光学ユニット群735は、合成色である光727を上に向けて反射させるものであって、光学ユニット73B、光学ユニット73G、光学ユニット73Rを積み重ねて構成したものである。
以下、各光学ユニットの機能と構成について述べる。
光学ユニット73Bは、人が青色と認識する波長域の光を上に向けて反射させるものである。
また、光学ユニット73Gは、人が緑色と認識する波長域の光を上に向けて反射させるものである。
また、光学ユニット73Rは、人が赤色と認識する波長域の光を上に向けて反射させるものである。
各光学ユニットは、箱715、可動軸718、角度設定用ツマミ719、フォルダ717、素子72X、フォルダ721、素子72Yによって構成されている。
各光学ユニット間の違いは、各光学ユニットに属する素子72X、および、素子72Yの特徴または特性の違いだけであり、その他の構成部には違いはない。
以下に、光学ユニットの構成部について、役割、配置、特徴を説明する。
各光学ユニットに備わる箱715は、その光学ユニットを構成する外箱であり、その光学ユニットに属する光学素子をはじめとする構成部一式を覆うものである。ここで、箱715は、実験例1で説明した箱515とほぼ同じものである。よって、ここでは箱715の説明については省略する。なお、箱715の内側には、光を吸収させるために黒色塗装859(図28を参照)が施されている。
各光学ユニットに備わるフォルダ717は、厚めのコインの形をした素子72Xを取り付けるものである。ここで、フォルダ717は、実験例1で説明したフォルダ517とほぼ同じものである。よって、ここでは箱715の説明については省略する。
各光学ユニットに備わる可動軸718は、フォルダ717を回転させるものである。ここで、可動軸718は、実験例1で説明した可動軸518とほぼ同じものである。よって、ここでは可動軸718の説明については省略する。
素子72Xへの入射角度θは、素子72Xの反射−透過特性を決定付けるものである。
入射角度θおよび中心線712は、各光学ユニットに定義されている。ここで、入射角度θおよび中心線712は、実験例1で説明した入射角度θおよび中心線512と同じものである。よって、ここでは入射角度θおよび中心線712の説明については省略する。
角度設定用ツマミ719は、観察者が入射角度θを容易に設定することができるようにするものである。ここで、角度設定用ツマミ719は、実験例1で説明した角度設定用ツマミ519と同じものである。よって、ここでは角度設定用ツマミ719の説明については省略する。
フォルダ721は、厚めのコインの形をした素子72Yを取り付けるものである。ここで、フォルダ721は、実験例1で説明したフォルダ521と同じものである。よって、ここではフォルダ721の説明については省略する。
素子72Xは、実験例1で説明した素子52Xとほぼ同じものである。よって、ここでは実験例1で説明した素子52Xと異なる部分について説明する。
光学ユニット73Bの素子72Xには、シグマ光機(株)製のロングパスフィルタ(誘電体多層膜コート)(型番:LOPF−25C−488」を使用した。
図26Aは、光学ユニット73Bの素子72Xについて、素子72Xへの入射角度θの変化に伴う反射−透過特性の変化を示すグラフである。これは実測した数値をもとに要点だけを描き出したグラフである。
このグラフでは、入射角度θが0°のとき、境界波長域742Bが約500nm付近にあり、入射角度θを20°から60°の範囲における変化では、境界波長域742Bがシフトすることで、約430nmから約490nmまでの波長域の光に対して影響を与えることが判る。つまり、この素子72Xは、人が青色と認識する波長域の光に対して影響を与えることが判る。
光学ユニット73Gの素子72Xには、シグマ光機(株)製のロングパスフィルタ(誘電体多層膜コート)(型番:LOPF−25C−593」を使用した。
図26Bは、光学ユニット73Gの素子72Xについて、素子72Xへの入射角度θの変化に伴う反射−透過特性の変化を示すグラフである。これは実測した数値をもとに要点だけを描き出したグラフである。
このグラフでは、入射角度θが0°のとき、境界波長域742Gが約600nm付近にあり、入射角度θを20°から60°の範囲における変化では、境界波長域542Gがシフトすることで、約510nmから約590nmまでの波長域の光に対して影響を与えることが判る。つまり、この素子72Xは、人が緑色と認識する波長域の光に対して影響を与えることが判る。
光学ユニット73Rの素子72Xには、シグマ光機(株)製のロングパスフィルタ(誘電体多層膜コート)(型番:LOPF−25C−715」を使用した。
図26Cは、光学ユニット73Rの素子72Xについて、素子72Xへの入射角度θの変化に伴う反射−透過特性の変化を示すグラフである。これは実測した数値をもとに要点だけを描き出したグラフである。
このグラフでは、入射角度θが0°のとき、境界波長域742Rが約720nm付近にあり、入射角度θを20°から60°の範囲における変化では、境界波長域742Rがシフトすることで、約610nmから約710nmまでの波長域の光に対して影響を与えることが判る。つまり、この素子72Xは、人が赤色と認識する波長域の光に対して影響を与えることが判る。
素子72Yは、実験例1で説明した素子52Yとほぼ同じものである。よって、ここでは実験例1で説明した素子52Yと異なる部分について説明する。
光学ユニット73Bの素子72Yには、シグマ光機(株)製のロングパスフィルタ(誘電体多層膜コート)(型番:LOPF−25C−458)を使用した。
図27Aは、光学ユニット73Bの素子72Yについて、反射−透過特性を示すグラフである。これは入射角度0°において実測した数値をもとに要点だけを描き出したグラフである。
このグラフは、境界波長域762Bを境とし、短波長側の光を反射(正反射)させ、長波長側の光を透過するという特徴を示しており、その境界波長域762Bが約470nm付近であるため、この素子72Yが人が青色と認識する波長域の光を反射させることが判る。
光学ユニット73Gの素子72Yには、シグマ光機(株)製のノッチフィルタ(誘電体多層膜コート)(型番:NF−25C05−40−532)を使用した。
図27Bは、光学ユニット73Gの素子72Yについて、反射−透過特性を示すグラフである。これは入射角度0°において実測した数値をもとに要点だけを描き出したグラフである。
このグラフは、特定波長域762Gの光を反射(正反射)させ、特定波長域以外の光は透過するという特徴を示しており、その特定波長域762Gが約535nmを中心に存在しているため、この素子72Yが人が緑色と認識する波長域の光を反射させることが判る。
光学ユニット73Rの素子72Yには、シグマ光機(株)製のショートパスフィルタ(誘電体多層膜コート)(型番:SHPF−25C−650)を使用した。
図27Cは、光学ユニット73Rの素子72Yについて、反射−透過特性を示すグラフである。これは入射角度0°において実測した数値をもとに要点だけを描き出したグラフである。
このグラフは、境界波長域762Rを境とし、短波長側の光を透過し、長波長側の光を反射(正反射)させるという特徴を示しており、その境界波長域762Rが約630nm付近であるため、この素子72Yが人が赤色と認識する波長域の光を反射させることが判る。
以下、円筒管716、青色用の光学ユニット73B、緑色用の光学ユニット73G、赤色用の光学ユニット73R、箱723の内部空間の繋がりを述べる。
円筒管716の内部空間は、光学ユニット73Bの箱715の内部空間と繋がっている。
また、光学ユニット73Bの素子72Yの直下には、光学ユニット73Gの箱715の内部空間がある。
また、光学ユニット73Gの素子72Yの直下には、光学ユニット73Rの箱715の内部空間がある。
また、光学ユニット73Rの素子72Yの直下には、箱723の内部空間がある。
以上、この装置710の構成部について、その構造、配置、特徴を述べた。
以下に、図25および図28を使い、この実験装置710において、光源装置724が放射した光が、どのような光路や過程を経て、色彩輝度計728まで到達するのかを説明する。ここで、図28は、6枚の素子と光路との関係を示す図である。
光源装置724が放射する光は、白色光(Ra:99)である。ここで、光源装置724は、実験例1で説明した光源装置524とほぼ同じものである。よって、ここでは実験例1で説明した光源装置524と異なる部分について説明する。
円筒管716を通り抜けた光(白色平行光)726は、光学ユニット73Bの素子72Xへ届く。
光学ユニット73Bの素子72Xは、入射角度θが20°から60°までの範囲で設定されたロングパスフィルタであり、光726を、斜め上へ反射された短波長側の光813と、真下へ透過した長波長側の光814とに分離する。ここで、光813は、黒色塗装859によって吸収される。(なお、素子72Xが短波長側の光を吸収することと同様とも考えられる。)
光学ユニット73Bにおいて、素子72Xを透過した光814は、素子72Yへ届く。
光学ユニット73Bの素子72Yは、入射角度θが0°に固定設置されたロングパスフィルタであり、光814を、真上へ反射する短波長側の光816と、真下へ透過する長波長側の光822とに分離する。
この光816は、素子72Yの上に設置されている素子72Xを下から上に向かって透過する。この光が、この光学ユニット73Bから上に向けて反射され、人が青色と認識する波長域の光86Bである。
他方、反射されずに透過した光822は、素子72Yの下側に設置された光学ユニット73Gの素子72Xへ向かう。
光822は、光学ユニット73Gの素子72Xへ届く。
光学ユニット73Gの素子72Xは、入射角度θが20°から60°までの範囲で設定されたロングパスフィルタであり、光822を、斜め上へ反射する短波長側の光823と、真下へ透過する長波長側の光824とに分離する。
ここで、光823は、黒色塗装859によって吸収される。(なお、素子72Xが短波長側の光を吸収することと同様とも考えられる。)
光学ユニット73Gにおいて、素子72Xを透過した光824は、素子72Yへ届く。
光学ユニット73Gの素子72Yは、入射角度θが0°に固定設置されたノッチフィルタであり、光824を、真上へ反射する特定波長域の光826と、真下へ透過する特定波長域以外の光832とに分離する。
この光826は、素子72Yの上側に設置されている素子72Xを下から上に向かって透過する。この光が光学ユニット73Gから上に向けて反射され、人が緑色と認識する波長域の光86Gである。
他方、反射されずに透過した光832は、素子72Yの下側に設置された光学ユニット73Rの素子72Xへ向かう。
光学ユニット73Gを透過した光832は、光学ユニット73Rの素子72Xへ届く。
光学ユニット73Rの素子72Xは、入射角度θが20°から60°までの範囲で設定されたロングパスフィルタであり、光832を、斜め上へ反射する短波長側の光833と、真下へ透過する長波長側の光834とに分離する。
ここで、光833は、黒色塗装859によって吸収される。(なお、素子72Xが短波長側の光を吸収することと同様とも考えられる。)
光学ユニット73Rにおいて、素子72Xを透過した光834は、素子72Yへ届く。
光学ユニット73Rの素子72Yは、入射角度θが0°に固定設置されたショートパスフィルタであり、光834を、真上へ反射する長波長側の光836と、真下へ透過する短波長側の光842とに分離する。
この光836は、素子72Yの上側に設置されている素子72Xを下から上に向かって透過する。この光が光学ユニット73Rから上に向けて反射され、人が赤色と認識する波長域の光86Rである。
他方、反射されずに透過した光842は、素子72Yの下側に設置された箱723へ向かい、その内側の黒色塗装859で吸収される。ただし、この箱723へ到達する光はなくなるように光学ユニット73Rの素子72Yの反射−透過特性を決めた。
ないはずである。
光学ユニット73Rから上に向けて反射した光86Rは、中心線711の近辺を上へ向けて進みながら、光学ユニット73Gの素子72Yと素子72Xを透過して、光学ユニット73Bの素子72Yと素子72Xを透過して、円筒管716へ向かう。
光学ユニット73Gから上に向けて反射した光86Gは、中心線711の近辺を上へ向けて進みながら、光学ユニット73Bの素子72Yと素子72Xを透過して、円筒管716へ向かう。
光学ユニット73Bから上に向けて反射された光86Bは、中心線711の近辺を上へ向けて進みながら、円筒管716へ向かう。
上記で述べた各光学ユニットから上へ向けて反射された光、つまり、光86B、光86G、光86Rは合成されて、光727となる。即ち、光学ユニット群735から上へ向けて反射される光は、合成された光727である。
光727は、上へ向かい、円筒管716を通り抜け、鏡725の端を掠めて、受光レンズ729へ届く。
色彩輝度計728は、この光について測定、計算し、輝度(Lv)、色度(u’,v’)を表示する。
以上が、光源装置724から色彩輝度計728へ至るまでの光路と過程である。
以下、図29を使い、波長域フィルタリングについて説明する。
図29は、この実験装置710で使用されている2枚3組合計6枚の素子(誘電体多層膜フィルタ)によって成されている波長域フィルタリングの様子を波長目盛軸の上に描いたものである。
以下は、光学ユニット73Bに関しての説明である。
チャート79Aは、光学ユニット73Bの素子72Xについて、入射角度θを20°から10°キザミで60°まで変化させたときの反射−透過特性の変化を示している。
チャート79Bは、光学ユニット73Bの素子72Yについて、入射角度θが0°における反射−透過特性を示している。
波長域785は、素子72Xに対する入射角度θを50°へ設定したときに、素子72Xが真下へ透過させる光の波長域を示している。
波長域786は、素子72Yが真上へ反射させる光の波長域を示している。
波長域787は、素子72Xと素子72Yとによって波長域フィルタリングされた結果として、光学ユニット73Bが上に向けて反射させる波長域を示している。
この波長域787が人が青色と認識する波長域の光86Bの波長域である。
以下は、光学ユニット73Gに関しての説明である。
チャート79Aは、光学ユニット73Gの素子72Xについて、入射角度θを20°から10°キザミで60°まで変化させたときの反射−透過特性の変化を示している。
チャート79Bは、光学ユニット73Gの素子72Yについて、入射角度θが0°における反射−透過特性を示している。
波長域785は、素子72Xに対する入射角度θを50°へ設定したときに、素子72Xが真下へ透過させる光の波長域を示している。
波長域786は、素子72Yが真上へ反射させる光の波長域を示している。
波長域787は、素子72Xと素子72Yとによって波長域フィルタリングされた結果として、光学ユニット73Gが上に向けて反射させる波長域を示している。
この波長域787が人が緑色と認識する波長域の光86Gの波長域である。
以下は、光学ユニット73Rに関しての説明である。
チャート79Aは、光学ユニット73Rの素子72Xについて、入射角度θを20°から10°キザミで60°まで変化させたときの反射−透過特性の変化を示している。
チャート79Bは、光学ユニット73Rの素子72Yについて、入射角度θが0°における反射−透過特性を示している。
波長域785は、素子72Xに対する入射角度θを50°へ設定したときに、素子72Xが真下へ透過させる光の波長域を示している。
波長域786は、素子72Yが真上へ反射させる光の波長域を示している。
波長域787は、素子72Xと素子72Yとによって波長域フィルタリングされた結果として、光学ユニット73Rが上に向けて反射させる波長域を示している。
この波長域787が人が赤色と認識する波長域の光86Rの波長域である。
各光学ユニットにおいて、波長域785と波長域786とが重なった部分が、波長域787となっているが、この波長域787の幅は、素子72Xに対する入射角度θを変化させることで、広くさせたり、狭くさせたりすることができる。このことは、その各光学ユニットが上へ向けて反射させる光の量を増減させるということでもある。つまり、輝度を制御していることになる。
また、緑色用の光学ユニット73Gは、上から入射してきた光のうち、光86Gを上へ向けて反射させ、さらには、その光の強さ(輝度)を制御できるものである。
また、赤色用の光学ユニット73Rは、上から入射してきた光のうち、光86Rを上へ向けて反射させ、さらには、その光の強さ(輝度)を制御できるものである。
各光学ユニットを積み重ねて光学ユニット群735を構成することで、光86B、光86G、光86Rは、合成されて合成色である光727となる。
以下、図25を使って本実験の過程を説明する。
実験装置710において、まず、光源装置724から、鏡725、円筒管716を経由して、光学ユニット群735の内部へ、白色平行光である光726を照射する。
すると、光学ユニット群735の内部から、合成色である光727が上に向けて反射され、色彩輝度計728へ返って来る。
この反射された光727を色彩輝度計728によって測定し、輝度(Lv)、色度(u’,v’)を表示させる。
ここで、観察者は、下記で述べる手順に従い、青色用の光学ユニット73B、緑色用の光学ユニット73G、赤色用の光学ユニット73Rに設けられた各角度設定用ツマミ719を回したり、色彩輝度計728が表示する輝度(Lv)、色度(u’,v’)を読んだりしながら、光727が測定対象の色となるよう各光学ユニットの角度設定用ツマミ719を用いて入射角度θを設定する。そして、測定対象の色となったら、色彩輝度計728のファインダ内に輝く色を目視観察し、その後、色彩輝度計728が示す色度(u’,v’)を記録する。
なお、上記の測定および観察を、測定対象の色である白色、シアン、青色、マゼンタ、赤色、黄色、緑色において実施した。
以下、白色を発色させるための手順である。
これは、色彩輝度計728の表示を見ながら、可能な限り、輝度(Lv=770)、色度(u’=0.20,v’=0.47)へ近付くように、各光学ユニットにある角度設定用ツマミ719を用いて入射角度θを設定する。これにより、白色が発色する。
そして、この時、目視観察において、色彩輝度計728のファインダ内に、人が白色と認識できる輝きを見ることができた。
以下、この白色を基準として、この白色から不必要な色を引いていくことで、白色以外の測定対象の色を作り出す。
以下、シアンを発色させるための手順である。
まず、上述した白色を発色させるための手順によって、白色を発色させる。
その後、光学ユニット73Rの角度設定用ツマミ719を用いて入射角度θを20°から30°の間に設定して赤色を吸収させる。これによりシアンが発色する。
そして、この時、目視観察において、色彩輝度計728のファインダ内に、シアンと認識できる輝きを確認できた。
以下、青色を発色させるための手順である。
まず、上述したシアンを発色させるための手順によって、シアンを発色させる。
その後、光学ユニット73Gの角度設定用ツマミ719を用いて入射角度θを20°から30°の間に設定して緑色を吸収させる。これにより青色が発色する。
そして、この時、目視観察において、色彩輝度計728のファインダ内に、人が青色と認識できる輝きを確認できた。
以下、マゼンタを発色させるための手順である。
まず、上述した白色を発色させるための手順によって、白色を発色させる。
その後、光学ユニット73Gの角度設定用ツマミ719を用いて入射角度θを20°から30°の間に設定して緑色を吸収させる。これによりマゼンタが発色する。
そして、この時、目視観察において、色彩輝度計728のファインダ内に、マゼンタと認識できる輝きを確認できた。
以下、赤色を発色させるための手順である。
まず、上述したマゼンタを発色させるための手順によって、マゼンタを発色させる。
その後、光学ユニット73Bの角度設定用ツマミ719を用いて入射角度θを20°から30°の間に設定して青色を吸収させる。これにより赤色が発色する。
そして、この時、目視観察において、色彩輝度計728のファインダ内に、人が赤色と認識できる輝きを確認できた。
以下「黄色を発色させるための手順である。
まず、上述の白色を発色させるための手順によって、白色を発色させる。
その後、光学ユニット73Bの角度設定用ツマミ719を用いて入射角度θを20°から30°の間に設定して青色を吸収させる。これにより黄色が発色する。
そして、この時、目視観察において、色彩輝度計728のファインダ内に、人が黄色と認識できる輝きを確認できた。
以下、緑色を発色させるための手順である。
まず、上述した黄色を発色させるための手順によって、黄色を発色させる。
その後、光学ユニットの角度設定用ツマミ719を用いて入射角度θを20°から30°の間に設定して赤色を吸収させる。これにより緑色が発色する。
そして、この時、目視観察において、色彩輝度計728のファインダ内に、人が緑色と認識できる輝きを確認できた。
以上、実験の経過や手順、目視観察の結果について述べた。
以下、測定から得た色度表と、これをもとに描いた色度図について説明する。
表2は、測定対象の色である白色、シアン、青色、マゼンタ、赤色、黄色、緑色の各色に設定することで、光学ユニット群735から反射させた光727について、色度(u’,v’)を測定し、その結果を数値表にしたものである。
以下、図30の色度図の上に描かれた各●印についての考察である。
白色の色度を示す●印(●White)は、黒体軌跡上の6000K近辺に位置していた。つまり、これは人が白色と認識できる光である。(白色は、青色と緑色と赤色との合成色である。)以降、●Whiteを単に「●W」とも称する。
青色の色度を示す●印(●Blue)は、●Wを中心として、色度図上において青色成分が多く含まれる方向に位置していた。つまり、これは人が青色と認識できる光である。以降、●Blueを単に「●B」とも称する。
緑色の色度を示す●印(●Green)は、●Wを中心として、色度図上において緑色成分が多く含まれる方向に位置していた。つまり、これは人が緑色と認識できる光である。以降、●Greenを単に「●G」とも称する。
赤色の色度を示す●印(●Red)は、●Wを中心として、色度図上において赤色成分が多く含まれる方向に位置していた。つまり、これは人が赤色と認識できる光である。以降、●Redを単に「●R」とも称する。
シアンの色度を示す●印(●Cyan)は、●Wを中心とした●Rとは反対側の方向で、●Bと●Gとの間に位置していた。つまり、これはシアンと認識できる光である。(シアンは、赤色に対する補色であり、青色と緑色との合成色である。)
マゼンタの色度を示す●印(●Magenta)は、●Wを中心とした●Gとは反対側の方向で、●Bと●Rとの間に位置していた。つまり、これはマゼンタと認識できる光である。(マゼンタは、緑色に対する補色であり、青色と赤色との合成色である。)
以上、ここまでの実験における目視観察、および、測定した色度からは、白色となるように設定したとき、人が白色と認識できる光が発色したことを確認できた。また、シアンとなるように設定したとき、シアンと認識できる光が発色したことを確認できた。また、青色となるように設定したとき、人が青色と認識できる光が発色したことを確認できた。また、
マゼンタとなるように設定したとき、人がマゼンタと認識される光が発色したことを確認できた。また、赤色となるように設定したとき、人が赤色と認識できる光が発色したことを確認できた。また、黄色となるように設定したとき、人が黄色と認識できる光が発色したことを確認できた。また、緑色となるように設定したとき、人が緑色と認識できる光が発色したことを確認できた。
以上のことから、この実験装置710において、(1)青色用の光学ユニット73Bが人が青色と認識される波長域の光86Bを上に向けて反射させ、緑色用の光学ユニット73Gが人が緑色と認識される波長域の光86Gを上に向けて反射させ、赤色用の光学ユニット73Rが人が赤色と認識される波長域の光86Rを上に向けて反射させたことを確認できた。また、(2)光学ユニット73B、光学ユニット73G、光学ユニット73Rが縦に積み重ねられることで、人が青色と認識される波長域の光86B、人が緑色と認識される波長域の光86G、人が赤色と認識される波長域の光86Rは合成され、光学ユニット群735からは、合成色である光727を上に向けて反射させたことを確認できた。
<(実験例3)透過式発色の実験>
<実験例3の概要>
ここでは、「透過式発色の実験」について説明する。この実験では、誘電体多層膜フィルタ4枚を組み合わせることで構成した本実施形態の一つである透過式発色実験装置410を用いて、本発明があらゆる色の光を放射可能な原理のひとつであることを実証する。
この実験は、次の2つの実証実験で構成されている。
1.(実験例3−A)「透過式発色:七色発色の制御実験」
この実験では、本原理により放射可能な三原色の光の組み合わせを変えることで、色相を変化させることが可能であることを実証する。ここでは、三原色(青色、緑色、赤色)、および、それらの合成色(シアン、黄色、マゼンタ、白色)を発色させることが可能であることを確認する。
2.(実験例3−B)「透過式発色:単色輝度の制御実験」
この実験では、本原理により放射可能な三原色の光が、明暗を段階的に変化させることが可能であることを実証する。ここでは、三原色を構成する特定の波長域の光(赤色)に対して、その光の強さ(輝度)を最大と最小との間で段階的に制御することが可能であることを確認する。
<配置>
以下、これらの実験で用いた透過式発色実験装置410について、主要構成部の配置を述べる。
図31は、実験装置410の構成を示す概略図である。図32は、実験装置410の構造に対する理解を助けるために、構成の一部を抜粋したスケッチである。なお、図31及び図32では、実験装置410を構成する各構成部の位置関係が、図15〜図17に示した各構成部の位置関係とは逆になっている。
実験装置410は、その上面が水平に保たれた支持台414を基礎部として備えている。支持台414の上面には、光源ユニット476が設置されている。光源ユニット476の上には、発色ユニット475が設置されている。発色ユニット475の上には、色彩輝度計428が設置されている。
基準線411は、支持台414の上面中央を起点として、鉛直方向へ延ばした仮想線である。基準線411は、本実験において光路の基準となる。
光源ユニット476は、この実験で必要とする白色平行光426を供給するものである。
光源ユニット476は、箱474、蛍光管424、円筒管416で構成されている。
以下、光源ユニット476の各構成部を説明する。
箱474は、この実験にとって不必要な光を自身の外側へ漏らさないためのものである。
箱474は、蛍光管424、円筒管416を収納している。
箱474の内側には、不必要な光を吸収させるために黒色塗装が施されている。
蛍光管424は、高演色性白色光を放射する。
蛍光管424は、三菱電機照明(株)製の高演色形蛍光管(形式:FL20S・N−EDL・NU)である。この蛍光管の仕様は、色温度が5000Kであり、平均演色評価数(Ra)が99である。
蛍光管424は、管の中央軸が水平になるように設置され、また、管の中心が基準線411と交差するように設置されている。
円筒管416は、蛍光管424が放射した白色光のうち、基準線411と平行な光だけを抽出するものである。
円筒管416は、管の中央軸が基準線411と重なるように設置されている。
円筒管416の内側は、基準線411に対して平行に入射しなかった光を吸収させるために、黒色塗装が施されている。
円筒管416は、箱474の上面の中央部からその一部分が突出している。蛍光管424は、円筒管416を介して、上側に向けて白色平行光426を放射する。
発色ユニット475は、本原理を具現化している箇所である。発色ユニット475は、白色平行光426が供給されると、本原理により作り出された光、即ち、出力光425を放射するものである。
発色ユニット475は、外周壁となる箱473の内側が3つのチャンバに分けられ、それらチャンバ毎に仕組み一式を収納したかたちになっている。
以下、発色ユニット475の各構成部を説明する。
<箱473>
箱473は、発色ユニット475の外周壁である。
箱473の内部は、下段がチャンバ47B、中段がチャンバ47G、上段がチャンバ47Rと、3つのチャンバに分かれている。
箱473の内側は、破棄された光を吸収させるために黒色塗装が施されている。
チャンバ47Bには、青色と認識できる光へ影響を与える仕組み一式が収納されている。
チャンバ47Gには、緑色と認識できる光へ影響を与える仕組み一式が収納されている。
チャンバ47Rには、赤色と認識できる光へ影響を与える仕組み一式が収納されている。
3つのチャンバには、チャンバ毎に、可動軸418、角度設定用ツマミ419、フォルダ417が設けられている。
以下に、3つのチャンバへ同じように設けられた構成部について、役割、配置、特徴を説明する。
フォルダ417は、厚めのコインの形をした素子である、素子4FB、素子4FG、素子4FRを取り付けるものである。
フォルダ417は、各チャンバの中央に配置されている。
フォルダ417には可動軸418が設けられており、フォルダ417は、可動軸418を中心に回転させることができる。
可動軸418は、フォルダ417を回転させるものである。
可動軸418は、その軸が水平になる格好で、基準線411と直交している。
可動軸418の一方は、フォルダ417に繋がり、もう一方は、チャンバの内部に設けられた軸受(図示せず)と繋がっている。
つまり、フォルダ417に取り付けられた素子である、素子4FB、素子4FG、素子4FRも、フォルダ417と共に、可動軸418を中心に回転する。
素子4FB、素子4FG、素子4FRへの各入射角度θは、素子4FB、素子4FG、素子4FRの各反射−透過特性を決定づけるものである。
図31に示した中心線412は、可動軸418を通り、素子4FB、4FG、4FRの各上面の中央に対して鉛直方向へ延ばした仮想線である。
ここで、入射角度θは、基準線411に対して中心線412が回転した角度である。ここで、基準線411と中心線412とが重なる入射角度θが0°である。
図31には、入射角度θが45°に設定されたフォルダ417、素子4FB、素子4FG、素子4FRが、側面から眺めたかたちで描かれている。
角度設定用ツマミ419は、観察者が入射角度θを容易に設定できるようにするものである。
角度設定用ツマミ419は、各可動軸418に取り付けられており、素子4FB、素子4FG、素子4FRの各回転と連動する。また、角度設定用ツマミ419は、入射角度θを正確に設定するために、分度器を備えていてもよい。
図32には、3つの円形窓422、円形窓423、円形窓472が示されている。これらは光を通すために設けられた。
箱473の天井部には、円形窓472が設けられている。チャンバ47Bとチャンバ47Gとの間にある隔壁には、円形窓422が設けられている。チャンバ47Gとチャンバ47Rとの間にある隔壁には、円形窓423が設けられている。
フォルダ421は、厚めのコインの形をした素子4FTを取り付けるものである。
フォルダ421は、箱473の底面部と一体となっている。フォルダ421は、その円形の中央に対して基準線411が鉛直に通るように固定されている。
つまり、フォルダ421に取り付けられた素子4FTも、その上面の中央に対して基準線411が鉛直に通り、素子4FTに対する入射角度θは、常に0°に設定されている。
図31には、フォルダ421および素子4FTが、側面から眺めたかたちで描かれている。
色彩輝度計428は、発色ユニット475から放射されてきた光、つまり出力光425を測定するものである。
色彩輝度計428には、受光レンズ429が装備されている。色彩輝度計428は、その受光レンズ429の中央を基準線411が通るように設置されている。この受光レンズ429は、発色ユニット475の内部へ向けられている。
観察者は、色彩輝度計428に装備されたファインダ内に映る照準円を使って測定位置と測定範囲を定める。これに従って輝度(Lv)と色度(u’,v’)が測定され、その結果が表示される。
色彩輝度計428には、コニカミノルタ(株)製の色彩輝度計(型式:色彩輝度計CS−160」を用いた。
以下、この実験において使用した4つの素子である、素子4FB、素子4FG、素子4FR、素子4FTの特徴を述べる。これら特徴は、本発明による発色原理にかかわる核心部分である。
素子4FBは、青色と認識できる波長域の光の輝度を制御するために用いている。
素子4FBには、シグマ光機(株)製のロングパスフィルタ(誘電体多層膜コート)(型番:LOPF−25C−448)を使用した。
一般的に、ロングパスフィルタ(誘電体多層膜コート)は、境界波長域を境とし、短波長側の光を反射(正反射)させ、長波長側の光を透過させる、という特徴がある。
また、一般的に、ロングパスフィルタ(誘電体多層膜コート)に対する入射角度を増すほど、境界波長域が短波長側へシフトする、という特徴がある。
このグラフでは、入射角度θが0°のとき、境界波長域の中心4AB0が約498nm付近にあり、入射角度θを60°まで変化させると、境界波長域の中心4AB60が約445nm付近まで短波長側へシフトすることを示す。
光48Vについて述べると、素子4FBへの入射角度θが0°から60°まで、光48Vに対する反射率(R%)が大きく、光48Vは常に下側へ反射される。
光48CGYRIについて述べると、素子4FBへの入射角度θが0°から60°まで、光48CGYRIに対する透過率(T%)が大きく、光48CGYRIは常に上側へ透過する。
つまり、素子4FBへの入射角度θの変化は、青色と認識できる480nmを中心とする波長域の光48Bだけに劇的(動的)な影響を与えることが判る。
素子4FGは、緑色と認識できる波長域の光の輝度を制御するために用いている。
素子4FGには、シグマ光機(株)製のノッチフィルタ(誘電体多層膜コート)(型番:NF−25C05−40−532)を使用した。
一般的に、ノッチフィルタ(誘電体多層膜コート)は、限定された波長域の光を反射(正反射)させる高反射率波長域があり、それ以外の波長域は光を透過させる、という特徴がある。
また、一般的に、ノッチフィルタ(誘電体多層膜コート)に対する入射角度を増すほど、高反射率波長域が短波長側へシフトする、という特徴がある。
このグラフでは、入射角度θが0°のとき、高反射率波長域の中心4AG0が約535nm付近にあり、入射角度θを30°まで変化させると、高反射率波長域の中心4AG30が約505nm付近まで短波長側へシフトすることを示す。
光48VBCについて述べると、素子4FGへの入射角度θが0°から30°まで、光48VBCに対する透過率(T%)が大きく、光48VBCは常に上側へ透過する。
光48YRIについて述べると、素子4FGへの入射角度θが0°から30°まで、光48YRIに対する透過率(T%)が大きく、光48YRIは常に上側へ透過する。
つまり、素子4FGへの入射角度θの変化は、緑色と認識できる545nmを中心とする波長域の光48Gだけに劇的(動的)な影響を与えることが判る。
素子4FRは、赤色と認識できる波長域の光の輝度を制御するために用いている。
素子4FRには、シグマ光機(株)製のロングパスフィルタ(誘電体多層膜コート)(型番:SHPF−25C−650)を使用した。
一般的に、ショートパスフィルタ(誘電体多層膜コート)は、境界波長域を境とし、長波長側の光を反射(正反射)させ、短波長側の光を透過させる、という特徴がある。
また、一般的に、ショートパスフィルタ(誘電体多層膜コート)に対する入射角度を増すほど、境界波長域が短波長側へシフトする、という特徴がある。
このグラフでは、入射角度θが0°のとき、境界波長域の中心4AR0が約633nm付近にあり、入射角度θを40°まで変化させると、境界波長域の中心4AR40が約593nm付近まで短波長側へシフトすることを示す。
光48VBCGYについて述べると、素子4FRへの入射角度θが0°から40°まで、光48VBCGYに対する透過率(T%)が大きく、光48VBCGYは常に上側へ透過する。
光48Iについて述べると、素子4FRへの入射角度θが0°から40°まで、光48Iに対する反射率(R%)が大きく、光48Iは常に下側へ反射される。
つまり、素子4FRへの入射角度θの変化は、赤色と認識できる620nmを中心とする波長域の光48Rだけに劇的(動的)な影響を与えることが判る。
素子4FTは、3つの波長域の光を抽出するために用いている。
素子4FTには、エドモンド・オプティクス・ジャパン(株)製のマルチバンドパスフィルタ(誘電体多層膜コート)(型番:457/530/628NM 25MM Tri−Band Filter)を使用した。
一般的に、マルチバンドパスフィルタ(誘電体多層膜コート)は、限定された波長域の光を透過させる高透過率波長域が複数個所あり、それ以外の波長域は光を反射(正反射)させる、という特徴がある。
このグラフでは、3つの高透過率波長域である、455nmを中心とした約30nm幅の波長域、528nmを中心とした約30nm幅の波長域、626nmを中心とした約40nm幅の波長域があること示す。
素子4FTが上側へ透過させる波長域の光は、青色と認識できる455nmを中心とする波長域の光43B、緑色と認識できる528nmを中心とする波長域の光43G、赤色と認識できる626nmを中心とする波長域の光43Rである。
また、素子4FTが下側へ反射させる波長域の光は、青紫色とも認識できる、光43Bと紫外線域との間にある波長域の光43V、シアンとも認識できる、光43Bと光43Gとの間にある波長域の光43C、黄色とも認識できる、光43Gと光43Rとの間にある波長域の光43Y、深みのある赤色とも認識できる、光43Rと赤外線域との間にある波長域の光43Iである。
上記には、素子4FTが、白色平行光426から、3つの波長域の光である、光43B、光43G、光43Rを抽出することを述べた。
ここからは、これら3つの波長域の光である、光43B、光43G、光43Rに対して、3つの素子である、素子4FB、素子4FG、素子4FRがどのような影響を与えるかを説明する。
図37には、素子4FTが3つの波長域の光である、光43B、光43G、光43Rを抽出する様子、及び、素子4FBが3つの波長域の光である、光43B、光43G、光43Rへ与える影響を、グラフ4HT、グラフ4HBの上へ光路を描くかたちで示した。
ここで、入射角度θを0°から60°へ増加させると、光43Bに対して長波長側から短波長側に向かって順に透過率(T%)が大きくなり、透過光45Bは増加し、反射光44Bは減少する。
入射角度θを60°へ設定したとき、光43Bに対する素子4FBの透過率(T%)は最も大きくなり、光43Bの多くは透過光45Bとなる。(機械的な影響を避けるため、入射角度θは60°まで設定できる。)
つまり、青色と認識できる光45Bの輝度(Lv)は、素子4FBへ設定した入射角度θに応じた制御が可能である。
図38には、素子4FTが3つの波長域の光である、光43B、光43G、光43Rを抽出する様子、及び、素子4FGが3つの波長域の光である、光43B、光43G、光43Rへ与える影響を、グラフ4HT、グラフ4HGの上へ光路を描くかたちで示した。
ここで、入射角度θを15°から30°へ増加させると、光43Gに対して長波長側から短波長側に向かって順に透過率(T%)が大きくなり、透過光45Gは増加し、反射光44Gは減少する。
入射角度θを30°へ設定したとき、光43Gに対する素子4FGの透過率(T%)は最も大きくなり、光43Gの多くは透過光45Gとなる。(光43Bへの影響を避けるため、入射角度θは30°まで設定できる。)
つまり、緑色と認識できる光45Gの輝度(Lv)は、素子4FGへ設定した入射角度θに応じた制御が可能である。
図39には、素子4FTが3つの波長域の光である、光43B、光43G、光43Rを抽出する様子、及び、素子4FRが3つの波長域の光である、光43B、光43G、光43Rへ与える影響を、グラフ4HT、グラフ4HRの上へ光路を描くかたちで示した。
ここで、入射角度θを40°から0°へ減少させると、光43Rに対して短波長側から長波長側へ向かって順に透過率(T%)が大きくなり、透過光45Rは増加し、反射光44Rは減少する。
入射角度θを0°へ設定したとき、光43Rに対する素子4FRの透過率(T%)は最も大きくなり、光43Rの多くは透過光45Rとなる。(透過率に変化がみられる入射角度θは40°までのため、有効な入射角度θは40°までの設定となる。)
つまり、赤色と認識できる光45Rの輝度(Lv)は、素子4FRへ設定した入射角度θに応じた制御が可能である。
ここでは、この実験装置410における光路について述べる。
図31は、この実験装置410の構成を示すが、それと同時に、主要な光路も示す。
図40は、特に、発色ユニット475の内部に設置された4つの素子である、素子4FT、素子4FB、素子4FG、素子4FRによる作用と光路を、グラフ4HT、グラフ4HB、グラフ4HG、グラフ4HRの上へ描くかたちで示した。
この実験装置410における光路は、光源ユニット476の内部へ設置された蛍光管424から始まって、実験装置410の最も高い位置に設置された彩色輝度計428の受光レンズ429に至る。
この白色平行光426は、光源ユニット476の上側に設置された発色ユニット475へ向かい、その底面に配置された素子4FTへ届く。
素子4FTは、白色平行光426から、3つの波長域の光である、青色と認識できる光43B、緑色と認識できる光43G、赤色と認識できる光43Rを抽出する。
これら3つの波長域の光である、光43B、光43G、光43Rは、素子4FTを透過して上側へ向かう。他の4つの波長域の光である、光43V、光43C、光43Y、光43Iは反射されて破棄される。
素子4FBへ、3つの波長域の光である、光43B、光43G、光43Rが届く。
素子4FBは、青色と認識できる光43Bを透過光45Bと反射光44Bとへ分離する。光45Bは上側へ向かい、光44Bは破棄される。光45Bの輝度(Lv)は、素子4FBへの入射角度θに応じて定まる。他の2つの波長域の光である、光43G、光43Rは、素子4FBから影響を受けず透過して上側へ向かう。
素子4FGへ、3つの波長域の光である、光45B、光43G、光43Rが届く。
素子4FGは、緑色と認識できる光43Gを透過光45Gと反射光44Gとへ分離する。光45Gは上側へ向かい、光44Gは破棄される。光45Gの輝度(Lv)は、素子4FGへの入射角度θに応じて定まる。他の2つの波長域の光である、光45B、光43Rは、素子4FGから影響を受けず透過して上側へ向かう。
素子4FRへ、3つの波長域の光である、光45B、光45G、光43Rが届く。
素子4FRは、赤色と認識できる光43Rを透過光45Rと反射光44Rとへ分離する。光45Rは上側へ向かい、光44Rは破棄される。光45Rの輝度(Lv)は、素子4FRへの入射角度θに応じて定まる。他の2つの波長域の光である、光45B、光45Gは、素子4FRから影響を受けず透過して上側へ向かう。
発色ユニット475の内部から、上側へ向けて放射される光は、透過光45B、透過光45G、透過光45Rであるが、これらは、輝度の制御を受けた青色と認識できる光46B、輝度の制御を受けた緑色と認識できる光46G、輝度の制御を受けた赤色と認識できる光46Rでもある。これら光46B、光46G、光46Rが合成された光が、本原理により作り出された光、即ち出力光425であり、色彩輝度計428へ向かい、その色度や輝度が測定される。
以下、この実験装置410における色相の制御と明暗の制御について述べる。
<七色発色制御>
上記で述べたように、出力光425は、光46B、光46G、光46Rが合成されたものであるが、これら3つの光の放射の組み合わせを変えることで、出力光425の色相を変化させることができる。この制御によって発色させることが可能な色は、三原色である、青色、緑色、赤色、および、これらの合成色である、シアン、黄色、マゼンタ、白色の7色である。
また、光46B、光46G、光46Rは、いずれも、明暗を段階的に変化させることが可能である。観察のやり易さのために、どれかひとつの光を選び、その光の明暗を段階的に変化させてみるとよい。つまり、特定の波長域の光に対して、その光の強さ(輝度)を最大と最小との間で段階的に制御することが可能である。
<色相と明暗の制御>
ここにおいて、この実験装置410によって、上記に述べた色相の制御と明暗の制御が可能であることは、本発明があらゆる色の光を放射可能な原理のひとつであることを示している。
<透過式発色:七色発色の制御実験>
<目的>
この実験は、「透過式発色実験装置」410において、三原色である、青色、緑色、赤色、および、それらの合成色である、シアン、黄色、マゼンタ、白色が発色できたことを確認するものである。
<実験光路>
この実験では、実験装置410に備わっている光路をすべて使用する。つまり、図40に示した光路である。
以下、図31を使って本実験の過程を説明する。
実験装置410おいて、まず、光源ユニット476によって白色平行光426を、発色ユニット475へ供給する。
すると、発色ユニット475の内部から出力光425が上側へ向かって放射され、色彩輝度計428へ届く。
この放射された光425を色彩輝度計428によって測定し、輝度(Lv)、色度(u’,v’)を表示させる。
ここで、観察者は、下記で述べる手順に従い、発色ユニット475に備わった3つの角度設定用ツマミ419を回したり、色彩輝度計428が表示する輝度(Lv)、色度(u’,v’)を読んだりしながら、光425が測定対象の色となるように、3つの素子である、素子4FB、素子4FG、素子4FRへの各入射角度θを設定する。
そして、測定対象の色となったら、色彩輝度計428のファインダ内に輝く色を目視観察し、その後、色彩輝度計428が示す色度(u’,v’)を記録する。
なお、上記の測定および観察を、測定対象の色である白色、シアン、青色、マゼンタ、赤色、黄色、緑色において実施した。
これは、色彩輝度計428の表示を見ながら、可能な限り、輝度(Lv=1500)、色度(u’=0.21,v’=0.49)へ近付くように、3つの角度設定用ツマミ419を用いて、3つの素子である、素子4FB、素子4FG、素子4FRへの各入射角度θを設定する。これにより、白色を発色させる。
そして、この時、目視観察において、色彩輝度計428のファインダ内に、白色と認識できる輝きを確認できた。
以下、この白色を基準として、この白色から不必要な色を引いていくことで、白色以外の測定対象の色を作り出す。
まず、上述した白色を発色させるための手順によって、白色を発色させる。
その後、素子4FRの角度設定用ツマミ419を用いて、素子4FRへの入射角度θを約40°に設定して赤色を最小の輝度にする。これによりシアンが発色する。
そして、この時、目視観察において、色彩輝度計428のファインダ内に、シアンと認識できる輝きを確認できた。
まず、上述したシアンを発色させるための手順によって、シアンを発色させる。
その後、素子4FGの角度設定用ツマミ419を用いて、素子4FGへの入射角度θを約15°に設定して緑色を最小の輝度にする。これにより青色が発色する。
そして、この時、目視観察において、色彩輝度計428のファインダ内に、青色と認識できる輝きを確認できた。
まず、上述した白色を発色させるための手順によって、白色を発色させる。
その後、素子4FGの角度設定用ツマミ419を用いて、素子4FGへの入射角度θを約15°に設定して緑色を最小の輝度にする。これによりマゼンタが発色する。
そして、この時、目視観察において、色彩輝度計428のファインダ内に、マゼンタと認識できる輝きを確認できた。
まず、上述したマゼンタを発色させるための手順によって、マゼンタを発色させる。
その後、素子4FBの角度設定用ツマミ419を用いて、素子4FBへの入射角度θを約0°に設定して青色を最小の輝度にする。これにより赤色が発色する。
そして、この時、目視観察において、色彩輝度計428のファインダ内に、赤色と認識できる輝きを確認できた。
まず、上述の白色を発色させるための手順によって、白色を発色させる。
その後、素子4FBの角度設定用ツマミ419を用いて、素子4FBへの入射角度θを約0°に設定して青色を最小の輝度にする。これにより黄色が発色する。
そして、この時、目視観察において、色彩輝度計428のファインダ内に、黄色と認識できる輝きを確認できた。
まず、上述した黄色を発色させるための手順によって、黄色を発色させる。
その後、素子4FRの角度設定用ツマミ419を用いて、素子4FRへの入射角度θを約40°に設定して赤色を最小の輝度にする。これにより緑色が発色する。
そして、この時、目視観察において、色彩輝度計428のファインダ内に、緑色と認識できる輝きを確認できた。
以下、測定から得た色度表と、これをもとに描いた色度図について説明する。
表3は、測定対象の色である白色、シアン、青色、マゼンタ、赤色、黄色、緑色の各色に設定することで、発色ユニット475から放射された光425について、色度(u’,v’)を測定し、その結果を数値表にしたものである。
以下、図41の色度図の上に描かれた各●印についての考察である。
白色の色度を示す●印(●White)は、黒体軌跡上の5000K近辺に位置していた。つまり、これは人が白色と認識できる光である。なお、白色は、青色と緑色と赤色との合成色である。以降、●Whiteを単に「●W」とも称する。
青色の色度を示す●印(●Blue)は、●Wを中心として、色度図上において青色成分が多く含まれる方向に位置していた。つまり、これは人が青色と認識できる光である。以降、●Blueを単に「●B」とも称する。
緑色の色度を示す●印(●Green)は、●Wを中心として、色度図上において緑色成分が多く含まれる方向に位置していた。つまり、これは人が緑色と認識できる光である。以降、●Greenを単に「●G」とも称する。
赤色の色度を示す●印(●Red)は、●Wを中心として、色度図上において赤色成分が多く含まれる方向に位置していた。つまり、これは人が赤色と認識できる光である。以降、●Redを単に「●R」とも称する。
シアンの色度を示す●印(●Cyan)は、●Wを中心とした●Rとは反対側の方向で、●Bと●Gとの間に位置していた。つまり、これは人がシアンと認識できる光である。なお、シアンは、赤色に対する補色であり、青色と緑色との合成色である。
マゼンタの色度を示す●印(●Magenta)は、●Wを中心とした●Gとは反対側の方向で、●Bと●Rとの間に位置していた。つまり、これは人がマゼンタと認識できる光である。なお、マゼンタは、緑色に対する補色であり、青色と赤色との合成色である。
以上、ここまでの実験における目視観察、および、測定した色度数値からは、観察者が白色となるように設定したとき、観察者は白色と認識できる発色を確認できた。また、観察者がシアンとなるように設定したとき、観察者はシアンと認識できる発色を確認できた。また、観察者が青色となるように設定したとき、観察者は青色と認識できる発色を確認できた。また、観察者がマゼンタとなるように設定したとき、観察者はマゼンタと認識できる発色を確認できた。また、観察者が赤色となるように設定したとき、観察者は赤色と認識できる発色を確認できた。また、観察者が黄色となるように設定したとき、観察者は黄色と認識できる発色を確認できた。また、観察者が緑色となるように設定したとき、観察者は緑色と認識できる発色を確認できた。
以上、この実験装置410において、三原色である、青色、緑色、赤色、および、それらの合成色である、シアン、黄色、マゼンタ、白色を発色させることが可能であることを確認できた。
つまり、本原理により放射可能な三原色の光の組み合わせを変えることで、色相を変化させることが可能であることが明確に認められた。
以上、(実験例3−A)「透過式発色:七色発色の制御実験」について述べた。
<透過式発色:単色輝度の制御実験>
<目的>
この実験は、「透過式発色実験装置」410において、放射される特定の波長域の光(赤色)について、その光の強さ(輝度)を最大と最小との間で段階的に制御することが可能であることを確認するものである。
<実験光路>
この実験では、実験装置410に備わっている光路のうち、特に、赤色と認識できる波長域の光43Rの系統の光路を使用する。その他の系統の光路は使用しない。図42には、この実験で使用する光路を示した。
以下、図31を使って本実験の過程を説明する。
実験装置410おいて、まず、光源ユニット476によって白色平行光426を、発色ユニット475へ供給する。
すると、発色ユニット475の内部から出力光425が上側へ向かって放射され、色彩輝度計428へ届く。
この放射された光425を色彩輝度計428によって測定し、輝度(Lv)、色度(u’,v’)を表示させる。
まず、ここで、観察者は、発色ユニット475に備わった3つの角度設定用ツマミ419を回したり、色彩輝度計428が表示する輝度(Lv)、色度(u’,v’)を読んだりしながら、光425の輝度(Lv)が最小(暗がり)となるよう3つの素子である、素子4FB、素子4FG、素子4FRへの各入射角度θを設定する。参考として、光425が最小の輝度(Lv)となる3つの素子の各入射角度θは、それぞれ、素子4FBが約0°付近、素子4FGが約15°付近、素子4FRが約40°付近である。
すると、発色ユニット475の内部から上側へ向かって出力光425が放射され、色彩輝度計428へ向かう。
この時、色彩輝度計428のファインダ内には「赤色の輝き」を見ることができる。これは、即ち、輝度の制御を受けた赤色と認識できる光46Rである。
上記の測定を、素子4FRの角度設定用ツマミ419を回すことで、素子4FRへの入射角度θを0°から5°キザミで40°まで設定し、それぞれの入射角度θで実施した。
以下、測定から得た数値表と、これをもとに描いたグラフと色度図について説明する。
表4は、素子4FRへの入射角度θの変化に伴う輝度(Lv)と色度(u’,v’)の変化を示す数値表である。
図44は、表4の色度(u’,v’)の数値に基づき描かれた素子4FRへの入射角度θの変化に伴う色度(u’,v’)の変化の軌跡を示す色度図である。
以下、この実験で得られた結果から、まず、輝度(Lv)に対する考察である。
図43から、素子4FRへの入射角度θを0°から40°まで増加させるにつれて、輝度(Lv)は最大から最小まで、逆S字曲線を描きながら低下していく。しかし、逆S字曲線を描きながらも、入射角度θが5°から35°までの輝度(Lv)の変化については、直線性が強いことも見て取れ、段階的な輝度の制御が容易であると言える。
入射角度θが0°での輝度(Lv)は600以上の数値であり、40°での輝度(Lv)は少数点以下の数値であり、はっきりとしたコントラストがあると言える。
また、入射角度θが40°における最小の輝度(Lv)は十分に「暗がり」と言える。
図44は、色度(u’,v’)の変化について示しているが、入射角度θを0°から40°まで増加させるにつれて、色度(u’,v’)は少しずつ動く。これは、0°での色度(u’,v’)を示す●印から、35°での色度(u’,v’)を示す●印までである。入射角度θが40°については、十分に「暗がり」であり、色度(u’,v’)の測定はできない。
上記の色度(u’,v’)の変化について述べると、輝度(Lv)が大きく変化する中で、目視観察において色度(u’,v’)の変化を認識することは難しく、色度(u’,v’)の変化はわずかであると言える。
以上、ここまでの実験における目視観察、および、測定した輝度(Lv)と色度(u’,v’)の数値からは、観察者が素子4FRへの入射角度θを0°へ設定したとき、発色ユニット475からは、赤色と認識できる光が最も明るく輝き放射していることが確認できた。観察者が素子4FRへの入射角度θを0°から40°まで順に変化させると、その変化に応じて、赤色と認識できる光が薄暗くなっていくことが確認できた。観察者が素子4FRへの入射角度θを40°へ設定したとき、発色ユニット475の内部は、「暗がり」になったことが確認できた。
以上のことから、この実験装置410において、特定の波長域の光(赤色)について、その光の強さ(輝度)を最大と最小との間で段階的に制御することが可能あることを確認できた。
つまり、本原理により放射可能な三原色の光が、明暗を段階的に変化させることが可能であることが明確に認められた。
以下は、(実験例3)「透過式発色の実験」として実施した2つの実証実験の結果のまとめである。
(実験例3−A)「透過式発色:七色発色の制御実験」においては、本原理により放射可能な三原色の光の組み合わせを変えることで、色相を変化させることが可能であることが明確に認められた。
(実験例3−B)「透過式発色:単色輝度の制御実験」においては、本原理により放射可能な三原色の光が、明暗を段階的に変化させることが可能であることが明確に認められた。
以上より、(実験例3)「透過式発色の実験」として実施した、上記の2つの実証実験の結果から、本発明があらゆる色の光を放射可能な原理のひとつであることが明確に認められた。なお、実験上は7色としているが、実際には全ての色を発色させることができる。
[元の発明9]
長波長側には光吸収特性または斜め方向への光反射特性を、短波長側には光透過特性を持ち、これら特性の境界波長が可変である第1の光学素子と、
長波長側には光反射特性を、短波長側には光透過特性を持ち、これら特性の境界波長が固定である第2の光学素子と、を備え、
光源から発した光は前記第1の光学素子へ向かい、前記第1の光学素子は前記長波長側の光を吸収または斜め方向へ反射し、前記第1の光学素子を透過した光は前記第2の光学素子へ届き、前記第2の光学素子は前記第2の光学素子に届いた光のうち特定の波長領域の光を反射し、その光は前記第1の光学素子へ向かい、前記第1の光学素子を透過して、観察者方向に進むことを特徴とする画像表示装置用素子。
短波長側には光吸収特性または斜め方向への光反射特性を、長波長側には光透過特性を持ち、これら特性の境界波長が固定である第1の光学素子と、
短波長側には光反射特性を、長波長側には光透過特性を持ち、これら特性の境界波長が可変である第2の光学素子と、を備え、
光源から発した光は前記第1の光学素子へ向かい、前記第1の光学素子は前記短波長側の光を吸収または斜め方向へ反射し、前記第1の光学素子を透過した光は前記第2の光学素子へ届き、前記第2の光学素子は前記第2の光学素子に届いた光のうち特定の波長領域の光を反射し、その光は前記第1の光学素子へ向かい、前記第1の光学素子を透過して、観察者方向に進むことを特徴とする画像表示装置用素子。
長波長側には光吸収特性または斜め方向への光反射特性を、短波長側には光透過特性を持ち、これら特性の境界波長が固定である第1の光学素子と、
長波長側には光反射特性を、短波長側には光透過特性を持ち、これら特性の境界波長が可変である第2の光学素子と、を備え、
光源から発した光は前記第1の光学素子へ向かい、前記第1の光学素子は前記長波長側の光を吸収または斜め方向へ反射し、前記第1の光学素子を透過した光は前記第2の光学素子へ届き、前記第2の光学素子は前記第2の光学素子に届いた光のうち特定の波長領域の光を反射し、その光は前記第1の光学素子へ向かい、前記第1の光学素子を透過して、観察者方向に進むことを特徴とする画像表示装置用素子。
短波長側には光吸収特性または斜め方向への光反射特性を、長波長側には光透過特性を持ち、これら特性の境界波長が可変である第1の光学素子と、
短波長側には光反射特性を、長波長側には光透過特性を持ち、これら特性の境界波長が可変である第2の光学素子と、を備え、
光源から発した光は前記第1の光学素子へ向かい、前記第1の光学素子は前記短波長側の光を吸収または斜め方向へ反射し、前記第1の光学素子を透過した光は前記第2の光学素子へ届き、前記第2の光学素子は前記第2の光学素子に届いた光のうち特定の波長領域の光を反射し、その光は前記第1の光学素子へ向かい、前記第1の光学素子を透過して、観察者方向に進むことを特徴とする画像表示装置用素子。
長波長側には光吸収特性または斜め方向への光反射特性を、短波長側には光透過特性を持ち、これら特性の境界波長が可変である第1の光学素子と、
長波長側には光反射特性を、短波長側には光透過特性を持ち、これら特性の境界波長が可変である第2の光学素子と、を備え、
光源から発した光は前記第1の光学素子へ向かい、前記第1の光学素子は前記長波長側の光を吸収または斜め方向へ反射し、前記第1の光学素子を透過した光は前記第2の光学素子へ届き、前記第2の光学素子は前記第2の光学素子に届いた光のうち特定の波長領域の光を反射し、その光は前記第1の光学素子へ向かい、前記第1の光学素子を透過して、観察者方向に進むことを特徴とする画像表示装置用素子。
短波長側には光吸収特性または斜め方向への光反射特性を、長波長側には光透過特性を持ち、これら特性の境界波長が可変である第3の光学素子と、
短波長側には光反射特性を、長波長側には光透過特性を持ち、これら特性の境界波長が固定である第4の光学素子と、をさらに備え、
光源から発し、前記第1の光学素子及び前記第2の光学素子を透過した光は前記第3の光学素子へ向かい、前記第3の光学素子は前記短波長側の光を吸収または斜め方向へ反射し、前記第3の光学素子を透過した光は前記第4の光学素子へ届き、前記第4の光学素子は前記第4の光学素子に届いた光のうち特定の波長領域の光を反射し、その光は前記第3の光学素子へ向かい、前記第3の光学素子、前記第2の光学素子及び前記第1の光学素子を透過して、観察者方向に進むことを特徴とする、元の発明8に記載の画像表示装置用素子。
長波長側には光吸収特性または斜め方向への光反射特性を、短波長側には光透過特性を持ち、これら特性の境界波長が可変である第3の光学素子と、
長波長側には光反射特性を、短波長側には光透過特性を持ち、これら特性の境界波長が固定である第4の光学素子と、を備え、
光源から発し、前記第1の光学素子及び前記第2の光学素子を透過した光は前記第3の光学素子へ向かい、前記第3の光学素子は前記長波長側の光を吸収または斜め方向へ反射し、前記第3の光学素子を透過した光は前記第4の光学素子へ届き、前記第4の光学素子は前記第4の光学素子に届いた光のうち特定の波長領域の光を反射し、その光は前記第3の光学素子へ向かい、前記第3の光学素子、前記第2の光学素子及び前記第1の光学素子を透過して、観察者方向に進むことを特徴とする、元の発明9に記載の画像表示装置用素子。
短波長側には光吸収特性または斜め方向への光反射特性を、長波長側には光透過特性を持ち、これら特性の境界波長が固定である第3の光学素子と、
短波長側には光反射特性を、長波長側には光透過特性を持ち、これら特性の境界波長が可変である第4の光学素子と、を備え、
光源から発し、前記第1の光学素子及び前記第2の光学素子を透過した光は前記第3の光学素子へ向かい、前記第3の光学素子は前記短波長側の光を吸収または斜め方向へ反射し、前記第3の光学素子を透過した光は前記第4の光学素子へ届き、前記第4の光学素子は前記第4の光学素子に届いた光のうち特定の波長領域の光を反射し、その光は前記第3の光学素子へ向かい、前記第3の光学素子、前記第2の光学素子及び前記第1の光学素子を透過して、観察者方向に進むことを特徴とする、元の発明10に記載の画像表示装置用素子。
長波長側には光吸収特性または斜め方向への光反射特性を、短波長側には光透過特性を持ち、これら特性の境界波長が固定である第3の光学素子と、
長波長側には光反射特性を、短波長側には光透過特性を持ち、これら特性の境界波長が可変である第4の光学素子と、を備え、
光源から発し、前記第1の光学素子及び前記第2の光学素子を透過した光は前記第3の光学素子へ向かい、前記第3の光学素子は前記長波長側の光を吸収または斜め方向へ反射し、前記第3の光学素子を透過した光は前記第4の光学素子へ届き、前記第4の光学素子は前記第4の光学素子に届いた光のうち特定の波長領域の光を反射し、その光は前記第3の光学素子へ向かい、前記第3の光学素子、前記第2の光学素子及び前記第1の光学素子を透過して、観察者方向に進むことを特徴とする、元の発明11に記載の画像表示装置用素子。
短波長側には光吸収特性または斜め方向への光反射特性を、長波長側には光透過特性を持ち、これら特性の境界波長が可変である第3の光学素子と、
短波長側には光反射特性を、長波長側には光透過特性を持ち、これら特性の境界波長が可変である第4の光学素子と、を備え、
光源から発し、前記第1の光学素子及び前記第2の光学素子を透過した光は前記第3の光学素子へ向かい、前記第3の光学素子は前記短波長側の光を吸収または斜め方向へ反射し、前記第3の光学素子を透過した光は前記第4の光学素子へ届き、前記第4の光学素子は前記第4の光学素子に届いた光のうち特定の波長領域の光を反射し、その光は前記第3の光学素子へ向かい、前記第3の光学素子、前記第2の光学素子及び前記第1の光学素子を透過して、観察者方向に進むことを特徴とする、元の発明12に記載の画像表示装置用素子。
長波長側には光吸収特性または斜め方向への光反射特性を、短波長側には光透過特性を持ち、これら特性の境界波長が可変である第3の光学素子と、
長波長側には光反射特性を、短波長側には光透過特性を持ち、これら特性の境界波長が可変である第4の光学素子と、を備え、
光源から発し、前記第1の光学素子及び前記第2の光学素子を透過した光は前記第3の光学素子へ向かい、前記第3の光学素子は前記長波長側の光を吸収または斜め方向へ反射し、前記第3の光学素子を透過した光は前記第4の光学素子へ届き、前記第4の光学素子は前記第4の光学素子に届いた光のうち特定の波長領域の光を反射し、その光は前記第3の光学素子へ向かい、前記第3の光学素子、前記第2の光学素子及び前記第1の光学素子を透過して、観察者方向に進むことを特徴とする、元の発明13に記載の画像表示装置用素子。
短波長側には光吸収特性または斜め方向への光反射特性を、長波長側には光透過特性を持ち、これら特性の境界波長が可変である第5の光学素子と、
短波長側には光反射特性を、長波長側には光透過特性を持ち、これら特性の境界波長が固定である第6の光学素子と、をさらに備え、
光源から発し、前記第1の光学素子、前記第2の光学素子、前記第3の光学素子及び前記第4の光学素子を透過した光は前記第5の光学素子へ向かい、前記第5の光学素子は前記短波長側の光を吸収または斜め方向へ反射し、前記第5の光学素子を透過した光は前記第6の光学素子へ届き、前記第6の光学素子は前記第6の光学素子に届いた光のうち特定の波長領域の光を反射し、その光は前記第5の光学素子へ向かい、前記第5の光学素子、前記第4の光学素子、前記第3の光学素子、前記第2の光学素子及び前記第1の光学素子を透過して、観察者方向に進むことを特徴とする、元の発明14に記載の画像表示装置用素子。
長波長側には光吸収特性または斜め方向への光反射特性を、短波長側には光透過特性を持ち、これら特性の境界波長が可変である第5の光学素子と、
長波長側には光反射特性を、短波長側には光透過特性を持ち、これら特性の境界波長が固定である第6の光学素子と、を備え、
光源から発し、前記第1の光学素子、前記第2の光学素子、前記第3の光学素子及び前記第4の光学素子を透過した光は前記第5の光学素子へ向かい、前記第5の光学素子は前記長波長側の光を吸収または斜め方向へ反射し、前記第5の光学素子を透過した光は前記第6の光学素子へ届き、前記第6の光学素子は前記第6の光学素子に届いた光のうち特定の波長領域の光を反射し、その光は前記第5の光学素子へ向かい、前記第5の光学素子、前記第4の光学素子、前記第3の光学素子、前記第2の光学素子及び前記第1の光学素子を透過して、観察者方向に進むことを特徴とする、元の発明15に記載の画像表示装置用素子。
短波長側には光吸収特性または斜め方向への光反射特性を、長波長側には光透過特性を持ち、これら特性の境界波長が固定である第5の光学素子と、
短波長側には光反射特性を、長波長側には光透過特性を持ち、これら特性の境界波長が可変である第6の光学素子と、を備え、
光源から発し、前記第1の光学素子、前記第2の光学素子、前記第3の光学素子及び前記第4の光学素子を透過した光は前記第5の光学素子へ向かい、前記第5の光学素子は前記短波長側の光を吸収または斜め方向へ反射し、前記第5の光学素子を透過した光は前記第6の光学素子へ届き、前記第6の光学素子は前記第6の光学素子に届いた光のうち特定の波長領域の光を反射し、その光は前記第5の光学素子へ向かい、前記第5の光学素子、前記第4の光学素子、前記第3の光学素子、前記第2の光学素子及び前記第1の光学素子を透過して、観察者方向に進むことを特徴とする、元の発明16に記載の画像表示装置用素子。
長波長側には光吸収特性または斜め方向への光反射特性を、短波長側には光透過特性を持ち、これら特性の境界波長が固定である第5の光学素子と、
長波長側には光反射特性を、短波長側には光透過特性を持ち、これら特性の境界波長が可変である第6の光学素子と、を備え、
光源から発し、前記第1の光学素子、前記第2の光学素子、前記第3の光学素子及び前記第4の光学素子を透過した光は前記第5の光学素子へ向かい、前記第5の光学素子は前記長波長側の光を吸収または斜め方向へ反射し、前記第5の光学素子を透過した光は前記第6の光学素子へ届き、前記第6の光学素子は前記第6の光学素子に届いた光のうち特定の波長領域の光を反射し、その光は前記第5の光学素子へ向かい、前記第5の光学素子、前記第4の光学素子、前記第3の光学素子、前記第2の光学素子及び前記第1の光学素子を透過して、観察者方向に進むことを特徴とする、元の発明17に記載の画像表示装置用素子。
短波長側には光吸収特性または斜め方向への光反射特性を、長波長側には光透過特性を持ち、これら特性の境界波長が可変である第5の光学素子と、
短波長側には光反射特性を、長波長側には光透過特性を持ち、これら特性の境界波長が可変である第6の光学素子と、を備え、
光源から発し、前記第1の光学素子、前記第2の光学素子、前記第3の光学素子及び前記第4の光学素子を透過した光は前記第5の光学素子へ向かい、前記第5の光学素子は前記短波長側の光を吸収または斜め方向へ反射し、前記第5の光学素子を透過した光は前記第6の光学素子へ届き、前記第6の光学素子は前記第6の光学素子に届いた光のうち特定の波長領域の光を反射し、その光は前記第5の光学素子へ向かい、前記第5の光学素子、前記第4の光学素子、前記第3の光学素子、前記第2の光学素子及び前記第1の光学素子を透過して、観察者方向に進むことを特徴とする、元の発明18に記載の画像表示装置用素子。
長波長側には光吸収特性または斜め方向への光反射特性を、短波長側には光透過特性を持ち、これら特性の境界波長が可変である第5の光学素子と、
長波長側には光反射特性を、短波長側には光透過特性を持ち、これら特性の境界波長が可変である第6の光学素子と、を備え、
光源から発し、前記第1の光学素子、前記第2の光学素子、前記第3の光学素子及び前記第4の光学素子を透過した光は前記第5の光学素子へ向かい、前記第5の光学素子は前記長波長側の光を吸収または斜め方向へ反射し、前記第5の光学素子を透過した光は前記第6の光学素子へ届き、前記第6の光学素子は前記第6の光学素子に届いた光のうち特定の波長領域の光を反射し、その光は前記第5の光学素子へ向かい、前記第5の光学素子、前記第4の光学素子、前記第3の光学素子、前記第2の光学素子及び前記第1の光学素子を透過して、観察者方向に進むことを特徴とする、元の発明19に記載の画像表示装置用素子。
前記第1の光学素子の前記境界波長を変化させて、前記第1の光学素子の光透過帯域と前記第2の光学素子の光反射帯域との重ね合わせ量を変化させることで、前記反射する帯域とその光量が変化し、
前記第1の光学素子の光透過帯域と前記第2の光学素子の光反射帯域との重なりを無くすことで、前記観察者方向に進む光を絞り遮断することを特徴とする、元の発明8、発明9、発明12及び発明13のいずれか1項に記載の画像表示装置用素子。
前記第2の光学素子の前記境界波長を変化させて、前記第1の光学素子の光透過帯域と前記第2の光学素子の光反射帯域との重ね合わせ量を変化させることで、前記反射する帯域とその光量が変化し、
前記第1の光学素子の光透過帯域と前記第2の光学素子の光反射帯域との重なりを無くすことで、前記観察者方向に進む光を絞り遮断することを特徴とする、元の発明10から発明13のいずれか1項に記載の画像表示装置用素子。
前記第1の光学素子と、前記第2の光学素子とは、光源から発した光の光軸上にあることを特徴とする、元の発明1から発明27のいずれか1項に記載の画像表示装置用素子。
前記第1の光学素子を光源から発した光の光軸に対して傾けて入射角を変化させ、前記第1の光学素子の前記境界波長を変化させることを特徴とする、元の発明8、発明9、発明12から発明15、発明18から発明21、発明24及び発明25のいずれか1項に記載の画像表示装置用素子。
前記第1の光学素子の、光源から発した光が透過する部分における厚さを変化させて、前記第1の光学素子の前記境界波長を変化させることを特徴とする、元の発明8、発明9、発明12から発明15、発明18から発明21、発明24及び発明25のいずれか1項に記載の画像表示装置用素子。
前記第1の光学素子に電圧を印可して、前記第1の光学素子の前記厚さを変化させることを特徴とする、元の発明30に記載の画像表示装置用素子。
前記第1の光学素子を前記厚さ方向に、押し付けて又は引っ張って、前記第1の光学素子の前記厚さを変化させることを特徴とする、元の発明30に記載の画像表示装置用素子。
前記第1の光学素子を前記厚さ方向と交差する方向に、押し付けて又は引っ張って、前記第1の光学素子の前記厚さを変化させることを特徴とする、元の発明30に記載の画像表示装置用素子。
前記第2の光学素子で反射する波長域の光は、青色光であり、
前記第4の光学素子で反射する波長域の光は、緑色光であり、
前記第6の光学素子で反射する波長域の光は、赤色光であることを特徴とする、元の発明7、発明20から発明25のいずれか1項に記載の画像表示装置用素子。
前記第2の光学素子で反射する波長域の光は、赤色光であり、
前記第4の光学素子で反射する波長域の光は、緑色光であり、
前記第6の光学素子で反射する波長域の光は、青色光であることを特徴とする、元の発明7、発明20から発明25のいずれか1項に記載の画像表示装置用素子。
前記第2の光学素子で反射する波長域の光は、波長が380nm以上500nm以下の範囲内の光であり、
前記第4の光学素子で反射する波長域の光は、波長が500nm以上600nm以下の範囲内の光であり、
前記第6の光学素子で反射する波長域の光は、波長が600nm以上780nm以下の範囲内の光であることを特徴とする、元の発明7、発明20から発明25のいずれか1項に記載の画像表示装置用素子。
前記第2の光学素子で反射する波長域の光は、波長が600nm以上780nm以下の範囲内の光であり、
前記第4の光学素子で反射する波長域の光は、波長が500nm以上600nm以下の範囲内の光であり、
前記第6の光学素子で反射する波長域の光は、波長が380nm以上500nm以下の範囲内の光であることを特徴とする、元の発明7、発明20から発明25のいずれか1項に記載の画像表示装置用素子。
内壁が黒色である収納容器をさらに備え、
前記収納容器内に、前記第1の光学素子、前記第2の光学素子、前記第3の光学素子、前記第4の光学素子、前記第5の光学素子、前記第6の光学素子をこの順に備えたことを特徴とする、元の発明7、発明20から発明25、発明34から発明37のいずれか1項に記載の画像表示装置用素子。
10、20、30 画像表示装置用素子
AB1 透過光吸収部材
AB2 反射光吸収部材
LS 光源
L 入射光
OB 観察者
T1 第1透過光
T2 第2透過光
T3 第3透過光
T4 第4透過光
T5 第5透過光
T6 第6透過光
R1 第1反射光
R2 第2反射光
R3 第3反射光
R4 第4反射光
R5 第5反射光
R6 第6反射光
U1 第1光学ユニット
U2 第2光学ユニット
U3 第3光学ユニット
410 実験装置(透過式発色実験装置)
411 基準線
412 中心線
414 支持台
416 円筒管
417 フォルダ
418 可動軸
419 角度設定用ツマミ
421 フォルダ
422 円形窓
423 円形窓
424 蛍光管
425 出力光(本原理により作り出された光)
426 白色平行光
428 色彩輝度計
429 受光レンズ
43B 光
43G 光
43R 光
43V 光
43C 光
43Y 光
43I 光
44B 光
44G 光
44R 光
45B 光
45G 光
45R 光
46B 光
46G 光
46R 光
472 円形窓
473 箱
474 箱
475 発色ユニット
476 光源ユニット
47R チャンバ
47G チャンバ
47B チャンバ
48B 光
48V 光
48CGYRI 光
48G 光
48VBC 光
48YRI 光
48R 光
48VBCGY 光
48I 光
4FR 光学素子
4FG 光学素子
4FB 光学素子
4FT 光学素子
4AB0 境界波長域の中心
4AB60 境界波長域の中心
4AG0 高反射率波長域の中心
4AG30 高反射率波長域の中心
4AR0 境界波長域の中心
4AR40 境界波長域の中心
4HB グラフ
4HG グラフ
4HR グラフ
4HT グラフ
510 実験装置
511 基準線
512 中心線
θ 入射角度
514 支持台
515 箱
516 円筒管
517 フォルダ
518 可動軸
519 角度設定用ツマミ
521 フォルダ
523 箱
524 光源装置
525 鏡
526 白色平行光
527 光
528 色彩輝度計
529 受光レンズ
52X 素子
52Y 素子
542 境界波長域
562 特定波長域
613 光
614 光
616 光
622 光
659 黒色塗装
59A チャート
59B チャート
585 波長域
586 波長域
587 波長域
710 実験装置
711 基準線
712 中心線
714 支持台
715 箱
716 円筒管
717 フォルダ
718 可動軸
719 角度設定用ツマミ
721 フォルダ
723 箱
724 光源装置
725 鏡
726 白色平行光
727 合成された光
728 色彩輝度計
729 受光レンズ
72X 素子
72Y 素子
735 光学ユニット群
73B 光学ユニット
73G 光学ユニット
73R 光学ユニット
742B 境界波長域
742G 境界波長域
742R 境界波長域
762B 境界波長域
762G 特定波長域
762R 境界波長域
79A チャート
79B チャート
785 波長域
786 波長域
787 波長域
791 透過率
792 反射率
813 光
814 光
816 光
822 光
823 光
824 光
826 光
832 光
833 光
834 光
836 光
842 光
859 黒色塗装
86B 光
86G 光
86R 光
Claims (54)
- 光吸収と光透過との境界波長または斜め方向への反射と光透過との境界波長が可変であるまたは当該境界波長が固定である第1の光学素子と、
反射する波長域が可変であるまたは当該波長域が固定である第2の光学素子とを、
前記第1の光学素子の前記境界波長と前記第2の光学素子の前記波長域との少なくとも一方が可変である組合せで、且つ、前記第1の光学素子を透過した光が前記第2の光学素子に入射される位置関係に配置した構成を備え、
前記第1の光学素子の前記境界波長及び前記第2の光学素子の前記波長域のうちの少なくとも一つを変化させて、前記第1の光学素子の光透過帯域と前記第2の光学素子の光反射帯域との重なりを制御することにより、前記第2の光学素子を反射してくる光の帯域とその光量とを変化させる画像表示装置用素子。 - 前記第2の光学素子は、前記第1の光学素子を透過した前記光を透過する帯域を有し、
前記第1の光学素子と前記第2の光学素子とを透過した前記光を第3の光学素子に送る構成を備え、
前記第3の光学素子は、光吸収と光透過との境界波長または斜め方向への反射と光透過との境界波長が可変であるまたは当該境界波長が固定であることを特徴とする請求項1に記載の画像表示装置用素子。 - 前記第1の光学素子と前記第2の光学素子とを1つの光学モジュールとし、
前記光学モジュールを複数備え、一の前記第1の光学モジュールを透過した光が他の前記光学モジュールに入射されるように、前記複数の前記光学モジュールを光の経路に沿って重ねて配置したことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の画像表示装置用素子。 - 前記第1の光学素子は、入射された前記光をブラッグ反射により反射させることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の画像表示装置用素子。
- 前記第2の光学素子は、前記第1の光学素子を透過して入射された前記光をブラッグ反射により反射させることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の画像表示装置用素子。
- 光吸収と光透過との境界波長または斜め方向への反射と光透過との境界波長が可変であるまたは固定である第3の光学素子と、
反射する波長域が可変であるまたは固定である第4の光学素子とを、
前記第3の光学素子の前記境界波長と前記第4の光学素子の前記波長域との少なくとも一方が可変である組合せで、且つ、前記第3の光学素子を透過した光が前記第4の光学素子に入射される位置関係に配置した構成をさらに備え、
前記第3の光学素子の前記境界波長は、前記第1の光学素子の前記境界波長と異なり、
前記第4の光学素子の前記波長域は、前記第2の光学素子の前記波長域と異なり、
前記第3の光学素子の前記境界波長及び前記第4の光学素子の前記波長域のうちの少なくとも一つを変化させて、前記第3の光学素子の光透過帯域と前記第4の光学素子の光反射帯域との重なりを制御することにより、前記第4の光学素子を反射してくる光の帯域とその光量とを変化させる請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の画像表示装置用素子。 - 光吸収と光透過との境界波長または斜め方向への反射と光透過との境界波長が可変であるまたは固定である第5の光学素子と、
反射する波長域が可変であるまたは固定である第6の光学素子とを、
前記第5の光学素子の前記境界波長と前記第6の光学素子の前記波長域との少なくとも一方が可変である組合せで、且つ、前記第5の光学素子を透過した光が前記第6の光学素子に入射される位置関係に配置した構成をさらに備え、
前記第5の光学素子の前記境界波長は、前記第1の光学素子の前記境界波長及び前記第3の光学素子の前記境界波長とそれぞれ異なり、
前記第6の光学素子の前記波長域は、前記第2の光学素子の前記波長域及び前記第4の光学素子の前記波長域とそれぞれ異なり、
前記第5の光学素子の前記境界波長及び前記第6の光学素子の前記波長域のうちの少なくとも一つを変化させて、前記第5の光学素子の光透過帯域と前記第6の光学素子の光反射帯域との重なりを制御することにより、前記第6の光学素子を反射してくる光の帯域とその光量とを変化させる請求項6に記載の画像表示装置用素子。 - 短波長側には光吸収特性または斜め方向への光反射特性を、長波長側には光透過特性を持ち、これら特性の境界波長が可変である第1の光学素子と、
短波長側には光反射特性を、長波長側には光透過特性を持ち、これら特性の境界波長が固定である第2の光学素子と、を備え、
光源から発した光は前記第1の光学素子へ向かい、前記第1の光学素子は前記短波長側の光を吸収または斜め方向へ反射し、前記第1の光学素子を透過した光は前記第2の光学素子へ届き、前記第2の光学素子は前記第2の光学素子に届いた光のうち特定の波長領域の光を反射し、その光は前記第1の光学素子へ向かい、前記第1の光学素子を透過して、観察者方向に進むことを特徴とする画像表示装置用素子。 - 電磁波吸収と電磁波透過との境界波長または斜め方向への電磁波反射と電磁波透過との境界波長が可変であるまたは当該境界波長が固定である第1の素子と、
反射する波長域が可変であるまたは当該波長域が固定である第2の素子とを、
前記第1の素子の前記境界波長と前記第2の素子の前記波長域との少なくとも一方が可変である組合せで、且つ、前記第1の素子を透過した電磁波が前記第2の素子に入射される位置関係に配置した構成を備え、
前記第1の素子の前記境界波長及び前記第2の素子の前記波長域のうちの少なくとも一つを変化させて、前記第1の素子の電磁波透過帯域と前記第2の素子の電磁波反射帯域との重なりを制御することにより、前記第2の素子を反射してくる電磁波の帯域とその量とを変化させる反射素子。 - ガンマ線吸収とガンマ線透過との境界波長または斜め方向へのガンマ線反射とガンマ線透過との境界波長が可変であるまたは当該境界波長が固定である第1の素子と、
反射する波長域が可変であるまたは当該波長域が固定である第2の素子とを、
前記第1の素子の前記境界波長と前記第2の素子の前記波長域との少なくとも一方が可変である組合せで、且つ、前記第1の素子を透過したガンマ線が前記第2の素子に入射される位置関係に配置した構成を備え、
前記第1の素子の前記境界波長及び前記第2の素子の前記波長域のうちの少なくとも一つを変化させて、前記第1の素子のガンマ線透過帯域と前記第2の素子のガンマ線反射帯域との重なりを制御することにより、前記第2の素子を反射してくるガンマ線の帯域とその量とを変化させる反射素子。 - エックス線吸収とエックス線透過との境界波長または斜め方向へのエックス線反射とエックス線透過との境界波長が可変であるまたは当該境界波長が固定である第1の素子と、
反射する波長域が可変であるまたは当該波長域が固定である第2の素子とを、
前記第1の素子の前記境界波長と前記第2の素子の前記波長域との少なくとも一方が可変である組合せで、且つ、前記第1の素子を透過したエックス線が前記第2の素子に入射される位置関係に配置した構成を備え、
前記第1の素子の前記境界波長及び前記第2の素子の前記波長域のうちの少なくとも一つを変化させて、前記第1の素子のエックス線透過帯域と前記第2の素子のエックス線反射帯域との重なりを制御することにより、前記第2の素子を反射してくるエックス線の帯域とその量とを変化させる反射素子。 - 電波吸収と電波透過との境界波長または斜め方向への電波反射と電波透過との境界波長が可変であるまたは当該境界波長が固定である第1の素子と、
反射する波長域が可変であるまたは当該波長域が固定である第2の素子とを、
前記第1の素子の前記境界波長と前記第2の素子の前記波長域との少なくとも一方が可変である組合せで、且つ、前記第1の素子を透過した電波が前記第2の素子に入射される位置関係に配置した構成を備え、
前記第1の素子の前記境界波長及び前記第2の素子の前記波長域のうちの少なくとも一つを変化させて、前記第1の素子の電波透過帯域と前記第2の素子の電波反射帯域との重なりを制御することにより、前記第2の素子を反射してくる電波の帯域とその量とを変化させる反射素子。 - 電磁波吸収と電磁波透過との境界波長または斜め方向への電磁波反射と電磁波透過との境界波長が可変であるまたは当該境界波長が固定である第1の素子と、
透過する波長域が可変であるまたは当該波長域が固定である第2の素子とを、
前記第1の素子の前記境界波長と前記第2の素子の前記波長域との少なくとも一方が可変である組合せで、且つ、前記第1の素子を透過した電磁波が前記第2の素子に入射される位置関係に配置した構成を備え、
前記第1の素子の前記境界波長及び前記第2の素子の前記波長域のうちの少なくとも一つを変化させて、前記第1の素子の電磁波透過帯域と前記第2の素子の電磁波透過帯域との重なりを制御することにより、前記第2の素子を通過してくる電磁波の帯域とその量とを変化させるフィルター素子。 - 前記第2の素子は、前記第1の素子を透過した前記電磁波を透過する帯域を有し、
前記第1の素子と前記第2の素子とを透過した前記電磁波を第3の素子に送る構成を備え、
前記第3の素子は、電磁波吸収と電磁波透過との境界波長または斜め方向への電磁波反射と電磁波透過との境界波長が可変であるまたは当該境界波長が固定であることを特徴とする請求項13に記載のフィルター素子。 - 前記第1の素子と前記第2の素子とを1つのモジュールとし、
前記モジュールを複数備え、一の前記第1のモジュールを透過した電磁波が他の前記モジュールに入射されるように、前記複数の前記モジュールを電磁波の経路に沿って重ねて配置したことを特徴とする請求項13または請求項14に記載のフィルター素子。 - 前記第1の素子は、入射された前記電磁波をブラッグ反射により反射させることを特徴とする請求項13から請求項15のいずれか1項に記載のフィルター素子。
- 前記第2の素子は、前記第1の素子を透過して入射された前記電磁波をブラッグ反射により反射させることを特徴とする請求項13から請求項16のいずれか1項に記載のフィルター素子。
- 電磁波吸収と電磁波透過との境界波長または斜め方向への電磁波反射と電磁波透過との境界波長が可変であるまたは固定である第3の素子と、
反射する波長域が可変であるまたは固定である第4の素子とを、
前記第3の素子の前記境界波長と前記第4の素子の前記波長域との少なくとも一方が可変である組合せで、且つ、前記第3の素子を透過した電磁波が前記第4の素子に入射される位置関係に配置した構成をさらに備え、
前記第3の素子の前記境界波長は、前記第1の素子の前記境界波長と異なり、
前記第4の素子の前記波長域は、前記第2の素子の前記波長域と異なり、
前記第3の素子の前記境界波長及び前記第4の素子の前記波長域のうちの少なくとも一つを変化させて、前記第3の素子の電磁波透過帯域と前記第4の素子の電磁波反射帯域との重なりを制御することにより、前記第4の素子を反射してくる電磁波の帯域とその電磁波量とを変化させる請求項13から請求項17のいずれか1項に記載のフィルター素子。 - ガンマ線吸収とガンマ線透過との境界波長または斜め方向へのガンマ線反射とガンマ線透過との境界波長が可変であるまたは当該境界波長が固定である第1の素子と、
透過する波長域が可変であるまたは当該波長域が固定である第2の素子とを、
前記第1の素子の前記境界波長と前記第2の素子の前記波長域との少なくとも一方が可変である組合せで、且つ、前記第1の素子を透過したガンマ線が前記第2の素子に入射される位置関係に配置した構成を備え、
前記第1の素子の前記境界波長及び前記第2の素子の前記波長域のうちの少なくとも一つを変化させて、前記第1の素子のガンマ線透過帯域と前記第2の素子のガンマ線透過帯域との重なりを制御することにより、前記第2の素子を透過してくるガンマ線の帯域とその量とを変化させるフィルター素子。 - 前記第2の素子は、前記第1の素子を透過した前記ガンマ線を透過する帯域を有し、
前記第1の素子と前記第2の素子とを透過した前記ガンマ線を第3の素子に送る構成を備え、
前記第3の素子は、ガンマ線吸収とガンマ線透過との境界波長または斜め方向へのガンマ線反射とガンマ線透過との境界波長が可変であるまたは当該境界波長が固定であることを特徴とする請求項19に記載のフィルター素子。 - 前記第1の素子と前記第2の素子とを1つのモジュールとし、
前記モジュールを複数備え、一の前記第1のモジュールを透過したガンマ線が他の前記モジュールに入射されるように、前記複数の前記モジュールをガンマ線の経路に沿って重ねて配置したことを特徴とする請求項19または請求項20に記載のフィルター素子。 - 前記第1の素子は、入射された前記ガンマ線をブラッグ反射により反射させることを特徴とする請求項19から請求項21のいずれか1項に記載のフィルター素子。
- 前記第2の素子は、前記第1の素子を透過して入射された前記ガンマ線をブラッグ反射により反射させることを特徴とする請求項19から請求項22のいずれか1項に記載のフィルター素子。
- ガンマ線吸収とガンマ線透過との境界波長または斜め方向へのガンマ線反射とガンマ線透過との境界波長が可変であるまたは固定である第3の素子と、
反射する波長域が可変であるまたは固定である第4の素子とを、
前記第3の素子の前記境界波長と前記第4の素子の前記波長域との少なくとも一方が可変である組合せで、且つ、前記第3の素子を透過したガンマ線が前記第4の素子に入射される位置関係に配置した構成をさらに備え、
前記第3の素子の前記境界波長は、前記第1の素子の前記境界波長と異なり、
前記第4の素子の前記波長域は、前記第2の素子の前記波長域と異なり、
前記第3の素子の前記境界波長及び前記第4の素子の前記波長域のうちの少なくとも一つを変化させて、前記第3の素子のガンマ線透過帯域と前記第4の素子のガンマ線反射帯域との重なりを制御することにより、前記第4の素子を反射してくるガンマ線の帯域とそのガンマ線量とを変化させる請求項19から請求項23のいずれか1項に記載のフィルター素子。 - エックス線吸収とエックス線透過との境界波長または斜め方向へのエックス線反射とエックス線透過との境界波長が可変であるまたは当該境界波長が固定である第1の素子と、
透過する波長域が可変であるまたは当該波長域が固定である第2の素子とを、
前記第1の素子の前記境界波長と前記第2の素子の前記波長域との少なくとも一方が可変である組合せで、且つ、前記第1の素子を透過したエックス線が前記第2の素子に入射される位置関係に配置した構成を備え、
前記第1の素子の前記境界波長及び前記第2の素子の前記波長域のうちの少なくとも一つを変化させて、前記第1の素子のエックス線透過帯域と前記第2の素子のエックス線透過帯域との重なりを制御することにより、前記第2の素子を透過してくるエックス線の帯域とその量とを変化させるフィルター素子。 - 前記第2の素子は、前記第1の素子を透過した前記エックス線を透過する帯域を有し、
前記第1の素子と前記第2の素子とを透過した前記エックス線を第3の素子に送る構成を備え、
前記第3の素子は、エックス線吸収とエックス線透過との境界波長または斜め方向へのエックス線反射とエックス線透過との境界波長が可変であるまたは当該境界波長が固定であることを特徴とする請求項25に記載のフィルター素子。 - 前記第1の素子と前記第2の素子とを1つのモジュールとし、
前記モジュールを複数備え、一の前記第1のモジュールを透過したエックス線が他の前記モジュールに入射されるように、前記複数の前記モジュールをエックス線の経路に沿って重ねて配置したことを特徴とする請求項25または請求項26に記載のフィルター素子。 - 前記第1の素子は、入射された前記エックス線をブラッグ反射により反射させることを特徴とする請求項25から請求項27のいずれか1項に記載のフィルター素子。
- 前記第2の素子は、前記第1の素子を透過して入射された前記エックス線をブラッグ反射により反射させることを特徴とする請求項25から請求項28のいずれか1項に記載のフィルター素子。
- エックス線吸収とエックス線透過との境界波長または斜め方向へのエックス線反射とエックス線透過との境界波長が可変であるまたは固定である第3の素子と、
反射する波長域が可変であるまたは固定である第4の素子とを、
前記第3の素子の前記境界波長と前記第4の素子の前記波長域との少なくとも一方が可変である組合せで、且つ、前記第3の素子を透過したエックス線が前記第4の素子に入射される位置関係に配置した構成をさらに備え、
前記第3の素子の前記境界波長は、前記第1の素子の前記境界波長と異なり、
前記第4の素子の前記波長域は、前記第2の素子の前記波長域と異なり、
前記第3の素子の前記境界波長及び前記第4の素子の前記波長域のうちの少なくとも一つを変化させて、前記第3の素子のエックス線透過帯域と前記第4の素子のエックス線反射帯域との重なりを制御することにより、前記第4の素子を反射してくるエックス線の帯域とそのエックス線量とを変化させる請求項25から請求項29のいずれか1項に記載のフィルター素子。 - 電波吸収と電波透過との境界波長または斜め方向への電波反射と電波透過との境界波長が可変であるまたは当該境界波長が固定である第1の素子と、
透過する波長域が可変であるまたは当該波長域が固定である第2の素子とを、
前記第1の素子の前記境界波長と前記第2の素子の前記波長域との少なくとも一方が可変である組合せで、且つ、前記第1の素子を透過した電波が前記第2の素子に入射される位置関係に配置した構成を備え、
前記第1の素子の前記境界波長及び前記第2の素子の前記波長域のうちの少なくとも一つを変化させて、前記第1の素子の電波透過帯域と前記第2の素子の電波透過帯域との重なりを制御することにより、前記第2の素子を透過してくる電波の帯域とその量とを変化させるフィルター素子。 - 前記第2の素子は、前記第1の素子を透過した前記電波を透過する帯域を有し、
前記第1の素子と前記第2の素子とを透過した前記電波を第3の素子に送る構成を備え、
前記第3の素子は、電波吸収と電波透過との境界波長または斜め方向への電波反射と電波透過との境界波長が可変であるまたは当該境界波長が固定であることを特徴とする請求項31に記載のフィルター素子。 - 前記第1の素子と前記第2の素子とを1つのモジュールとし、
前記モジュールを複数備え、一の前記第1のモジュールを透過した電波が他の前記モジュールに入射されるように、前記複数の前記モジュールを電波の経路に沿って重ねて配置したことを特徴とする請求項31または請求項32に記載のフィルター素子。 - 前記第1の素子は、入射された前記電波をブラッグ反射により反射させることを特徴とする請求項31から請求項33のいずれか1項に記載のフィルター素子。
- 前記第2の素子は、前記第1の素子を透過して入射された前記電波をブラッグ反射により反射させることを特徴とする請求項31から請求項34のいずれか1項に記載のフィルター素子。
- 電波吸収と電波透過との境界波長または斜め方向への電波反射と電波透過との境界波長が可変であるまたは固定である第3の素子と、
反射する波長域が可変であるまたは固定である第4の素子とを、
前記第3の素子の前記境界波長と前記第4の素子の前記波長域との少なくとも一方が可変である組合せで、且つ、前記第3の素子を透過した電波が前記第4の素子に入射される位置関係に配置した構成をさらに備え、
前記第3の素子の前記境界波長は、前記第1の素子の前記境界波長と異なり、
前記第4の素子の前記波長域は、前記第2の素子の前記波長域と異なり、
前記第3の素子の前記境界波長及び前記第4の素子の前記波長域のうちの少なくとも一つを変化させて、前記第3の素子の電波透過帯域と前記第4の素子の電波反射帯域との重なりを制御することにより、前記第4の素子を反射してくる電波の帯域とその電波量とを変化させる請求項31から請求項35のいずれか1項に記載のフィルター素子。 - 光軸は、一つである請求項1から請求項8のいずれか1項に記載の画像表示装置用素子。
- 電磁波軸、ガンマ線軸、エックス線軸、又は電波軸は、一つである請求項9から請求項12のいずれか1項に記載の反射素子。
- 電磁波軸、ガンマ線軸、エックス線軸、又は電波軸は、一つである請求項13から請求項36のいずれか1項に記載のフィルター素子。
- 各帯域は、それぞれ独立に変えられる請求項1から請求項8のいずれか1項に記載の画像表示装置用素子。
- 各帯域は、それぞれ独立に変えられる請求項9から請求項12のいずれか1項に記載の反射素子。
- 各帯域は、それぞれ独立に変えられる請求項13から請求項36のいずれか1項に記載のフィルター素子。
- 立ち上がり開始波長および立下り終了波長を短波長側および長波長側に任意かつ独立してシフトすることができる透過帯域をひとつ以上持つ請求項1から請求項8のいずれか1項に記載の画像表示装置用素子。
- 立ち上がり開始波長および立下り終了波長を短波長側および長波長側に任意かつ独立してシフトすることができる反射帯域をひとつ以上持つ請求項1から請求項8のいずれか1項に記載の画像表示装置用素子。
- 立ち上がり開始波長および立下り終了波長を短波長側および長波長側に任意かつ独立してシフトすることができる透過帯域をひとつ以上持つ請求項9から請求項12のいずれか1項に記載の反射素子。
- 立ち上がり開始波長および立下り終了波長を短波長側および長波長側に任意かつ独立してシフトすることができる反射帯域をひとつ以上持つ請求項9から請求項12のいずれか1項に記載の反射素子。
- 立ち上がり開始波長および立下り終了波長を短波長側および長波長側に任意かつ独立してシフトすることができる透過帯域をひとつ以上持つ請求項13から請求項36のいずれか1項に記載のフィルター素子。
- 立ち上がり開始波長および立下り終了波長を短波長側および長波長側に任意かつ独立してシフトすることができる反射帯域をひとつ以上持つ請求項13から請求項36のいずれか1項に記載のフィルター素子。
- 立下り開始波長および立ち上がり終了波長を短波長側および長波長側に任意かつ独立してシフトすることができる透過帯域をひとつ以上持つ請求項1から請求項8のいずれか1項に記載の画像表示装置用素子。
- 立下り開始波長および立ち上がり終了波長を短波長側および長波長側に任意かつ独立してシフトすることができる反射帯域をひとつ以上持つ請求項1から請求項8のいずれか1項に記載の画像表示装置用素子。
- 立下り開始波長および立ち上がり終了波長を短波長側および長波長側に任意かつ独立してシフトすることができる透過帯域をひとつ以上持つ請求項9から請求項12のいずれか1項に記載の反射素子。
- 立下り開始波長および立ち上がり終了波長を短波長側および長波長側に任意かつ独立してシフトすることができる反射帯域をひとつ以上持つ請求項9から請求項12のいずれか1項に記載の反射素子。
- 立下り開始波長および立ち上がり終了波長を短波長側および長波長側に任意かつ独立してシフトすることができる透過帯域をひとつ以上持つ請求項13から請求項36のいずれか1項に記載のフィルター素子。
- 立下り開始波長および立ち上がり終了波長を短波長側および長波長側に任意かつ独立してシフトすることができる反射帯域をひとつ以上持つ請求項13から請求項36のいずれか1項に記載のフィルター素子。
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