JP3494301B2 - 単一絵素によるフルカラー表示が可能な反射光又は透過光を用いる回折表示装置 - Google Patents
単一絵素によるフルカラー表示が可能な反射光又は透過光を用いる回折表示装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は表示装置に係り、特に新規な回析技術により
各絵素がフルレンジの回析波長（即ちフルレンジのカラ
ー）を表示する反射式又は透過式の回析表示装置に係
る。
各絵素がフルレンジの回析波長（即ちフルレンジのカラ
ー）を表示する反射式又は透過式の回析表示装置に係
る。
本技術は例えばバイモルフ或いはこれと同等の要素を
用いるグラフィック表示に十分適用可能である。バイモ
ルフは２枚の圧電フィルムを互いに貼り合わせ、それに
適当な極性の電界をかける電極を取付け、これによって
電歪を起こさせるようにしたものである。この場合電歪
はフィルムの表面に沿う方向の伸縮であったり或いは二
つのフィルムが伸縮を逆にすることによる平面状態から
の撓みであるようにすることができる。
用いるグラフィック表示に十分適用可能である。バイモ
ルフは２枚の圧電フィルムを互いに貼り合わせ、それに
適当な極性の電界をかける電極を取付け、これによって
電歪を起こさせるようにしたものである。この場合電歪
はフィルムの表面に沿う方向の伸縮であったり或いは二
つのフィルムが伸縮を逆にすることによる平面状態から
の撓みであるようにすることができる。
米国特許第4331972号には一対の透明材よりなる要素
であって、各々が光の周期性に対応する回析格子を有
し、それらが互いに平行に向き合わされている如き一対
の要素を有する光弁が提案されている。この米国特許に
於てはかかる光弁はバイグレートと称されている。この
バイグレートを通る光の伝送は格子線に垂直な方向に於
ける一対の格子の相対的位置に依存する。格子の一つは
ポリビニリデンフロライドのバイモルフフィルムにエン
ボス加工により形成され、それに電圧をかけることによ
り移動されてよい。こうしてフィルムにかける電気信号
に応答して一方を他方に対して移動させることにより零
回析即ち光伝送状態を非伝送と完全伝送との間で任意の
伝送状態に制御することができる。カラー表示、例えば
シアン、マゼンタ、イエローの表示を行うべく三つの異
なる色の制御を達成するためには重合された三つの異な
るバイグレート光弁が用いられる。
であって、各々が光の周期性に対応する回析格子を有
し、それらが互いに平行に向き合わされている如き一対
の要素を有する光弁が提案されている。この米国特許に
於てはかかる光弁はバイグレートと称されている。この
バイグレートを通る光の伝送は格子線に垂直な方向に於
ける一対の格子の相対的位置に依存する。格子の一つは
ポリビニリデンフロライドのバイモルフフィルムにエン
ボス加工により形成され、それに電圧をかけることによ
り移動されてよい。こうしてフィルムにかける電気信号
に応答して一方を他方に対して移動させることにより零
回析即ち光伝送状態を非伝送と完全伝送との間で任意の
伝送状態に制御することができる。カラー表示、例えば
シアン、マゼンタ、イエローの表示を行うべく三つの異
なる色の制御を達成するためには重合された三つの異な
るバイグレート光弁が用いられる。
米国特許第5067829号には電圧をかけることにより曲
がる光透過性の弾性材に光線を通すことにより光線の方
向を制御することが提案されている。この場合該光透過
性弾性材はそれが曲がること即ち変形することによりそ
の表面に対する光線の入射角を変化させるものである。
がる光透過性の弾性材に光線を通すことにより光線の方
向を制御することが提案されている。この場合該光透過
性弾性材はそれが曲がること即ち変形することによりそ
の表面に対する光線の入射角を変化させるものである。
米国特許第5052777号には光の連結をオンオフするシ
ャッタとしてバイモルフを用いることが記載されてい
る。かかるバイモルフシャッタを用いることにより光フ
ァイバを経て伝送される如き光線が観察者に到達するか
否かを制御することができ、これによってグラフィック
表示を生成する。
ャッタとしてバイモルフを用いることが記載されてい
る。かかるバイモルフシャッタを用いることにより光フ
ァイバを経て伝送される如き光線が観察者に到達するか
否かを制御することができ、これによってグラフィック
表示を生成する。
米国特許第4274101号には圧電式バイモルフによる焦
点距離振動装置を用いるレーザレコーダが開示されてい
る。
点距離振動装置を用いるレーザレコーダが開示されてい
る。
米国特許第5126836号には白色光源が発する光線がそ
れを三原色に分解する複数の二色鏡に照射され、ここで
反射された各原色光線は圧電結晶の如きものであってよ
い三つの変形可能な反射面へ導かれ、その非反射性表面
に設けられたスリットを経て各光線が再び反射され、こ
れによって各光線の強さが修正されるようになったテレ
ビ表示装置が提案されている。
れを三原色に分解する複数の二色鏡に照射され、ここで
反射された各原色光線は圧電結晶の如きものであってよ
い三つの変形可能な反射面へ導かれ、その非反射性表面
に設けられたスリットを経て各光線が再び反射され、こ
れによって各光線の強さが修正されるようになったテレ
ビ表示装置が提案されている。
米国特許第4415228号には米国特許4234245号と同様に
バイモルフ光弁が提案されている。
バイモルフ光弁が提案されている。
その他にStein,et al.,“Ａ Display Based on
Switchable Zero Order Diffraction Grating Lig
ht Valves",Advances in Display Technology V,S
PI vol.526,105−112（1985）には、部分的に照準され
た光源により裏から光を当てられたアドレス可能な線の
マトリックスを有する光弁を用いた平板表示装置が提案
されている。この表示装置の基本絵素は二つの整合され
た伝送位相格子による零位回析に基づく光スイッチであ
る。その光伝送は格子の半分だけ一方の格子を他方の格
子に対し機械的にずらせることにより変調される。この
目的のためのバイモルフが用いられている。
Switchable Zero Order Diffraction Grating Lig
ht Valves",Advances in Display Technology V,S
PI vol.526,105−112（1985）には、部分的に照準され
た光源により裏から光を当てられたアドレス可能な線の
マトリックスを有する光弁を用いた平板表示装置が提案
されている。この表示装置の基本絵素は二つの整合され
た伝送位相格子による零位回析に基づく光スイッチであ
る。その光伝送は格子の半分だけ一方の格子を他方の格
子に対し機械的にずらせることにより変調される。この
目的のためのバイモルフが用いられている。
最後に、Gale,et al.,“Diffractive Diffusers f
or Display Applications",Current Developments
in Optical Engineering and Difraction Phenome
na,SPIE vol.679,165−168（1986）にはディフューザ
がレーザビームライティング技術により構成された表示
装置のための回析光学ディフューザが提案されている。
or Display Applications",Current Developments
in Optical Engineering and Difraction Phenome
na,SPIE vol.679,165−168（1986）にはディフューザ
がレーザビームライティング技術により構成された表示
装置のための回析光学ディフューザが提案されている。
以上の先行技術はグラフィック表示を与えるべく或る
程度まで機能するものであるが、この種の表示を経済的
に又実用的にするにはより一層の発展が望まれ、特に大
量生産に適し又複雑なグラフィック表示を提供すべく完
全にアドレス可能にする発展が望まれる。
程度まで機能するものであるが、この種の表示を経済的
に又実用的にするにはより一層の発展が望まれ、特に大
量生産に適し又複雑なグラフィック表示を提供すべく完
全にアドレス可能にする発展が望まれる。
発明の概要
本発明はグラフィック表示等を行うのに適した回析式
表示装置を提供することである。広義に言えば、本発明
による新規な表示装置はフィルム或いはフィルム要素
（例えばエンボス加工されたフィルム）により担持され
た回析模様が該フィルムに接続されたエネルギ源よりの
エネルギによって動かされることにより作動するもので
ある。電気作動式のフィルムは、例えば圧電フィルム、
電歪フィルム、電動式フィルム、静電式フィルムの如く
この技術分野に於ては公知である。又この技術分野に於
ては電磁作動式フィルムも公知である。これらのフィル
ムは何れも回析模様を担持することができ又動かされる
ことによって回析光線を生ずることができる。
表示装置を提供することである。広義に言えば、本発明
による新規な表示装置はフィルム或いはフィルム要素
（例えばエンボス加工されたフィルム）により担持され
た回析模様が該フィルムに接続されたエネルギ源よりの
エネルギによって動かされることにより作動するもので
ある。電気作動式のフィルムは、例えば圧電フィルム、
電歪フィルム、電動式フィルム、静電式フィルムの如く
この技術分野に於ては公知である。又この技術分野に於
ては電磁作動式フィルムも公知である。これらのフィル
ムは何れも回析模様を担持することができ又動かされる
ことによって回析光線を生ずることができる。
一つの好ましいフィルムはそれを運動させるためのエ
ネルギ源に接続された電歪フィルムである、エンボス加
工されたフィルムの運動はエンボス模様により回析され
た光を用いて表示を生成する。複数層の電歪フィルムが
一つのバイモルフ要素に形成され、このバイモルフ要素
が本発明による新規な表示装置を形成するための回析模
様を担持するのが好ましい。電歪フィルムは単独にて用
いられてもよい。電歪フィルムは弾性材であるのが好ま
しく、電源装置等により運動させられた後には最初の位
置に戻るようになっているのが好ましい。
ネルギ源に接続された電歪フィルムである、エンボス加
工されたフィルムの運動はエンボス模様により回析され
た光を用いて表示を生成する。複数層の電歪フィルムが
一つのバイモルフ要素に形成され、このバイモルフ要素
が本発明による新規な表示装置を形成するための回析模
様を担持するのが好ましい。電歪フィルムは単独にて用
いられてもよい。電歪フィルムは弾性材であるのが好ま
しく、電源装置等により運動させられた後には最初の位
置に戻るようになっているのが好ましい。
圧電回析表示装置の一つの実施例は透過回析式表示装
置である。この表示装置は外面と内面とを有する外側の
透明な構成部材を含んでおり、この部材はその内面への
反射エネルギの入射を制限する。個々のレンズ要素は外
面と内面とを有し、前記の剛固な透明部材に近接して配
置されている。外面と内面とを有する剛固な不透明スペ
ーサが設けられており、該スペーサは前記の個々のレン
ズ要素と整合した開口を有し、前記レンズ要素の内面に
近接して配置されている。個々の透明のバイモルフ要素
が前記の剛固な不透明スペーサの開口に整合して設けら
れており、これらの個々のバイモルフ要素は内面と前記
スペーサの開口に近接して配置されたエネルギ回析型の
外面とを有しており、このエネルギ回析面は該バイモル
フ要素が弛緩状態にあるときそれを通過するエネルギを
回析する回析格子を有している。個々のバイモルフ要素
は選択的に励起状態とされるべく電源に接続されてお
り、該バイモルフ要素は、それが弛緩状態にあるときの
その位置から物理的に偏倚している。バイモルフ要素は
励起されるとそれを通過するエネルギを異なる態様に回
析する。かくして回析格子を通過するエネルギは回析さ
れ、前記開口及び前記レンズ要素を通って導かれ、回析
されたエネルギは前記剛固な透明部材の外面上に収斂さ
れる。
置である。この表示装置は外面と内面とを有する外側の
透明な構成部材を含んでおり、この部材はその内面への
反射エネルギの入射を制限する。個々のレンズ要素は外
面と内面とを有し、前記の剛固な透明部材に近接して配
置されている。外面と内面とを有する剛固な不透明スペ
ーサが設けられており、該スペーサは前記の個々のレン
ズ要素と整合した開口を有し、前記レンズ要素の内面に
近接して配置されている。個々の透明のバイモルフ要素
が前記の剛固な不透明スペーサの開口に整合して設けら
れており、これらの個々のバイモルフ要素は内面と前記
スペーサの開口に近接して配置されたエネルギ回析型の
外面とを有しており、このエネルギ回析面は該バイモル
フ要素が弛緩状態にあるときそれを通過するエネルギを
回析する回析格子を有している。個々のバイモルフ要素
は選択的に励起状態とされるべく電源に接続されてお
り、該バイモルフ要素は、それが弛緩状態にあるときの
その位置から物理的に偏倚している。バイモルフ要素は
励起されるとそれを通過するエネルギを異なる態様に回
析する。かくして回析格子を通過するエネルギは回析さ
れ、前記開口及び前記レンズ要素を通って導かれ、回析
されたエネルギは前記剛固な透明部材の外面上に収斂さ
れる。
他の一つの圧電フィルムの実施例は反射式の回析表示
装置である。この表示装置は外面と内面とを有する剛固
な透明の外側部材を含んでいる。この外側部材はその外
面に照射されたエネルギを通過させるがその外面に照射
される反射光を制限し、例えばその下側は被覆されてい
る。個々のレンズ要素は見かけの外面と内面とを有し、
前記の剛固な透明の外側部材に近接して配置されてい
る。このレンズ要素は前記外側透明剛性部材を通過しそ
の見かけの外面より入射するエネルギを前記の外側の透
明な構成部材上へ収斂させ、このエネルギは次いで反射
されてレンズを通過する。外面と内面とを有する剛固な
不透明スペーサが設けられており、該スペーサが前記の
個々のレンズと整合する開口を有し、前記レンズ要素の
見かけの内面に近接して配置されている。前記剛固な透
明スペーサの開口に整合してバイモルフ要素が設けられ
ている。このバイモルフ要素は前記スペーサの開口に近
接した外側のエネルギ反射面を有し、該エネルギ反射面
は該バイモルフ要素が弛緩状態にあるときその外面に照
射された選択的に回析されたエネルギの反射を許す回析
格子を有している。このバイモルフ要素は選択的に励起
された状態を生ずべく電源に接続されており、該バイモ
ルフ要素は弛緩状態にあるときのその位置から物理的に
偏倚している。概バイモルフ要素はそれが励起された状
態にあるときその外面へ照射された異なる回析エネルギ
を反射させる。かくして前記の外側の剛固な透明部材上
へ照射されたエネルギはそれを通過し、前記開口を経て
導かれて前記回析格子上へ照射される。選択されたエネ
ルギは次いで前記回析格子より反射され、前記開口を通
り、前記レンズ要素を通って該レンズ要素により前記の
外側透明剛性部材の外面上へ収斂される。
装置である。この表示装置は外面と内面とを有する剛固
な透明の外側部材を含んでいる。この外側部材はその外
面に照射されたエネルギを通過させるがその外面に照射
される反射光を制限し、例えばその下側は被覆されてい
る。個々のレンズ要素は見かけの外面と内面とを有し、
前記の剛固な透明の外側部材に近接して配置されてい
る。このレンズ要素は前記外側透明剛性部材を通過しそ
の見かけの外面より入射するエネルギを前記の外側の透
明な構成部材上へ収斂させ、このエネルギは次いで反射
されてレンズを通過する。外面と内面とを有する剛固な
不透明スペーサが設けられており、該スペーサが前記の
個々のレンズと整合する開口を有し、前記レンズ要素の
見かけの内面に近接して配置されている。前記剛固な透
明スペーサの開口に整合してバイモルフ要素が設けられ
ている。このバイモルフ要素は前記スペーサの開口に近
接した外側のエネルギ反射面を有し、該エネルギ反射面
は該バイモルフ要素が弛緩状態にあるときその外面に照
射された選択的に回析されたエネルギの反射を許す回析
格子を有している。このバイモルフ要素は選択的に励起
された状態を生ずべく電源に接続されており、該バイモ
ルフ要素は弛緩状態にあるときのその位置から物理的に
偏倚している。概バイモルフ要素はそれが励起された状
態にあるときその外面へ照射された異なる回析エネルギ
を反射させる。かくして前記の外側の剛固な透明部材上
へ照射されたエネルギはそれを通過し、前記開口を経て
導かれて前記回析格子上へ照射される。選択されたエネ
ルギは次いで前記回析格子より反射され、前記開口を通
り、前記レンズ要素を通って該レンズ要素により前記の
外側透明剛性部材の外面上へ収斂される。
あるいは又、ホログラフ回析要素（HDE）が拡散面上
へその前方の近い距離にスペクトル的に純粋な収斂され
た実像を反射により又は透過により形成するような独特
の幾何学形状に作られる。このホログラムの構造のため
の独特の幾何学は自己収斂型の絵素を与える。かくして
参照ビームが共役方向（反対側より光源へ向かう方向）
にHDEに照射されると、スリット（例えば不透明スペー
サの開口）の実像がHDEより距離d1のところに再構築さ
れる。HDEは回析模様と運動力（例えば回析模様を有す
るバイモルフ）を含んでおり、剛固な透明部材より距離
d1のところに置かれる。再構築されたビームがHDEに照
射されると、照射角に応じてスリットのカラー像が剛固
な透明部材上に観察者から見えるような拡散ドットとし
て照射される。HDEが曲げられると、照射角が変化し、
投射される色が変化する。HDEのマトリックスにより個
々のカラー絵素の表示が行われる。
へその前方の近い距離にスペクトル的に純粋な収斂され
た実像を反射により又は透過により形成するような独特
の幾何学形状に作られる。このホログラムの構造のため
の独特の幾何学は自己収斂型の絵素を与える。かくして
参照ビームが共役方向（反対側より光源へ向かう方向）
にHDEに照射されると、スリット（例えば不透明スペー
サの開口）の実像がHDEより距離d1のところに再構築さ
れる。HDEは回析模様と運動力（例えば回析模様を有す
るバイモルフ）を含んでおり、剛固な透明部材より距離
d1のところに置かれる。再構築されたビームがHDEに照
射されると、照射角に応じてスリットのカラー像が剛固
な透明部材上に観察者から見えるような拡散ドットとし
て照射される。HDEが曲げられると、照射角が変化し、
投射される色が変化する。HDEのマトリックスにより個
々のカラー絵素の表示が行われる。
選択されるエネルギ或いはエネルギの波長は赤外線よ
り紫外線に至るスペクトル領域内の任意であってよく、
特に可視スペクトル領域では各パターン要素として例え
ば圧電要素と開口とレンズ要素とを組合せることにより
単一の絵素にてフルカラー表示を行うことができる。更
にかかる要素は各々別個にアドレス可能であり、従つて
そのような要素のマトリックスにより静的或いは動的フ
ラフィック表示を生成することができる。回析格子はホ
ログラフ式にすることができ、レンズ要素も同様であ
る。本発明の表示装置を構成する好ましい方法も開示さ
れている。それは種々の大きさのディスプレイを構成す
べく相互に接続される表示モジュールを製造することを
含んでいる。
り紫外線に至るスペクトル領域内の任意であってよく、
特に可視スペクトル領域では各パターン要素として例え
ば圧電要素と開口とレンズ要素とを組合せることにより
単一の絵素にてフルカラー表示を行うことができる。更
にかかる要素は各々別個にアドレス可能であり、従つて
そのような要素のマトリックスにより静的或いは動的フ
ラフィック表示を生成することができる。回析格子はホ
ログラフ式にすることができ、レンズ要素も同様であ
る。本発明の表示装置を構成する好ましい方法も開示さ
れている。それは種々の大きさのディスプレイを構成す
べく相互に接続される表示モジュールを製造することを
含んでいる。
他の一つの実施例は面からの撓みを与える磁気的モー
メントアクチュエータを用いる。更に他の一つの実施例
は面からの偏倚を与えるために磁界中に直角に置かれる
導電体に作用する力を用いる。
メントアクチュエータを用いる。更に他の一つの実施例
は面からの偏倚を与えるために磁界中に直角に置かれる
導電体に作用する力を用いる。
本発明の一つの利点は前記要素が弛緩位置と励起位置
との間で物理的に偏倚することを除き何らの運動部分を
有しない回析表示装置が得られることである。また他の
一つの利点は回析表示装置の構造が簡単であり、それに
も拘らず華麗な色を与えることである。本発明の更に他
の一つの利点はグラフィック表示のための単一でフルカ
ラーの絵素を提供することである。更に他の一つの利点
は種々の寸法の表示装置を与えるべく回析表示装置がモ
ジュール的に製造されることである。更に他の一つの利
点は動的グラフィック表示を与えるようかかる要素のマ
トリックスに於ける各要素が個別にアドレスできること
である。更に他の一つの利点は反射モード或いは透過モ
ードにて表示を生成することができることである。更に
他の一つの利点は視角が広い表示装置を与えることであ
る。本発明のその他の利点は以下の実施例についての詳
細な説明より明らかであろう。
との間で物理的に偏倚することを除き何らの運動部分を
有しない回析表示装置が得られることである。また他の
一つの利点は回析表示装置の構造が簡単であり、それに
も拘らず華麗な色を与えることである。本発明の更に他
の一つの利点はグラフィック表示のための単一でフルカ
ラーの絵素を提供することである。更に他の一つの利点
は種々の寸法の表示装置を与えるべく回析表示装置がモ
ジュール的に製造されることである。更に他の一つの利
点は動的グラフィック表示を与えるようかかる要素のマ
トリックスに於ける各要素が個別にアドレスできること
である。更に他の一つの利点は反射モード或いは透過モ
ードにて表示を生成することができることである。更に
他の一つの利点は視角が広い表示装置を与えることであ
る。本発明のその他の利点は以下の実施例についての詳
細な説明より明らかであろう。
図面の簡単な説明
以下に本発明の概念及び利点がよりよく理解されるよ
う添付の図を参照して本発明を説明する。添付の図に於
て、 図１は一つのバイモルフ要素を三つの異なる色を生成
すべく三つの異なる位置にある状態にて示す側面図、 図2A〜2Cは一つの固定された屈折率を有する物理的構
造が如何にして屈折率に見かけの変化を生ずるかを示す
図、 図3A〜3Dは透過モードにて作動する回析バイモルフ要
素の作動を解図的に示す図、 図4A〜4Dは透過モードにて作動する回析絵素の作動を
解図的に示す図、 図5A及び5Bは電源に並列或いは直列に接続されたバイ
モルフ要素を解図的に示す図、 図６は昼間或いは夜間の何れかの作動モードにて作動
する回析光学要素（DOE）を解図的に示す図、 図７は反射モードにて作動する本発明による表示装置
の部分的断面図、 図８は本発明による反射式表示装置を上からみた平面
図、 図９は反射式或いは透過式作動モードのための本発明
による表示装置のバイモルフ要素の一つを示す側面図、 図10は反射式或いは透過式作動モードのためのバイモ
ルフ要素の層を上方から見た部分的平面図、 図11は反射式或いは透過式作動モードのための圧電フ
ィルム要素の実施例の側面図、 図12は反射式或いは透過式作動モードのための他の一
つのバイモルフ要素の実施例を示す側面図、 図13はHDEの構造を解図的に示す図、 図14は色を表示すべく使用されている図13のHDEの側
面図、 図15は個別のカラー絵素を見るよう開口を通って投射
される一対のHDEの側面図、 図16は電歪式或いは磁歪式プランジャ134により動か
される端部を有するエンボス加工された要素の側面図、 図17は磁極が弛緩した回析格子の面に平行である永久
磁石を用い磁気モーメントの原理により作動するHDE組
立体の側面図、 図18は磁極が弛緩した回析格子の面に垂直である永久
磁石を用いて磁気モーメントの原理により作動するHDE
組立体の側面図、 図19は磁極が弛緩した回析格子の面に垂直である永久
磁石を用いてＦ＝Ｂ×Ｌ×ｉなる磁力運動原理に基づい
て作動するHDE組立体の側面図、 図20は音声発生手段を付加された図19のHDEを示す
図、 図21は図20の線21A−21Aによる断面図、 図22は図17〜19に示されたHDE組立体に共通のコイル
の平面図である。
う添付の図を参照して本発明を説明する。添付の図に於
て、 図１は一つのバイモルフ要素を三つの異なる色を生成
すべく三つの異なる位置にある状態にて示す側面図、 図2A〜2Cは一つの固定された屈折率を有する物理的構
造が如何にして屈折率に見かけの変化を生ずるかを示す
図、 図3A〜3Dは透過モードにて作動する回析バイモルフ要
素の作動を解図的に示す図、 図4A〜4Dは透過モードにて作動する回析絵素の作動を
解図的に示す図、 図5A及び5Bは電源に並列或いは直列に接続されたバイ
モルフ要素を解図的に示す図、 図６は昼間或いは夜間の何れかの作動モードにて作動
する回析光学要素（DOE）を解図的に示す図、 図７は反射モードにて作動する本発明による表示装置
の部分的断面図、 図８は本発明による反射式表示装置を上からみた平面
図、 図９は反射式或いは透過式作動モードのための本発明
による表示装置のバイモルフ要素の一つを示す側面図、 図10は反射式或いは透過式作動モードのためのバイモ
ルフ要素の層を上方から見た部分的平面図、 図11は反射式或いは透過式作動モードのための圧電フ
ィルム要素の実施例の側面図、 図12は反射式或いは透過式作動モードのための他の一
つのバイモルフ要素の実施例を示す側面図、 図13はHDEの構造を解図的に示す図、 図14は色を表示すべく使用されている図13のHDEの側
面図、 図15は個別のカラー絵素を見るよう開口を通って投射
される一対のHDEの側面図、 図16は電歪式或いは磁歪式プランジャ134により動か
される端部を有するエンボス加工された要素の側面図、 図17は磁極が弛緩した回析格子の面に平行である永久
磁石を用い磁気モーメントの原理により作動するHDE組
立体の側面図、 図18は磁極が弛緩した回析格子の面に垂直である永久
磁石を用いて磁気モーメントの原理により作動するHDE
組立体の側面図、 図19は磁極が弛緩した回析格子の面に垂直である永久
磁石を用いてＦ＝Ｂ×Ｌ×ｉなる磁力運動原理に基づい
て作動するHDE組立体の側面図、 図20は音声発生手段を付加された図19のHDEを示す
図、 図21は図20の線21A−21Aによる断面図、 図22は図17〜19に示されたHDE組立体に共通のコイル
の平面図である。
発明の詳細な説明
以下の記述の殆どは電圧要素或いはバイモルフ要素に
して、その運動によってエネルギを回析させるのに用い
られるものについてのものであるが、この記述は本発明
を説明するためのものであり、電歪的、電動的、静電
的、磁歪的要素も同様に回析格子を担持することができ
又入射エネルギを回席させて表示を生成することができ
ることから、本発明を限定するものではない。
して、その運動によってエネルギを回析させるのに用い
られるものについてのものであるが、この記述は本発明
を説明するためのものであり、電歪的、電動的、静電
的、磁歪的要素も同様に回析格子を担持することができ
又入射エネルギを回席させて表示を生成することができ
ることから、本発明を限定するものではない。
本発明による新規な回析表示装置の反射作動モードに
ついて言えば、反射性圧電材料の上に回析格子或いは虹
色ホログラフ回析格子をエンボス加工することにより広
帯域の光源が或る角度にて入射されると或る特定な色の
回析が生ずる。この圧電材料に電圧がかけられると、該
材料は運動を起し、そのため回析格子への入射光の角度
が変化する。これによって或る角度にて回析された光線
はその波長を変える。或る広帯域の可視光線源に対して
（但し本発明は紫外線及び赤外線に対しても同様に適用
可能である）、一つの絵素がエンボス加工された圧電材
料に加えられる電圧に応じて赤、緑、青の各色を反射す
ることができる。このような機能を行わせるために、一
つの絵素はホログラフ回析格子がエンボス加工されてい
るバイモルフ材により画定される。
ついて言えば、反射性圧電材料の上に回析格子或いは虹
色ホログラフ回析格子をエンボス加工することにより広
帯域の光源が或る角度にて入射されると或る特定な色の
回析が生ずる。この圧電材料に電圧がかけられると、該
材料は運動を起し、そのため回析格子への入射光の角度
が変化する。これによって或る角度にて回析された光線
はその波長を変える。或る広帯域の可視光線源に対して
（但し本発明は紫外線及び赤外線に対しても同様に適用
可能である）、一つの絵素がエンボス加工された圧電材
料に加えられる電圧に応じて赤、緑、青の各色を反射す
ることができる。このような機能を行わせるために、一
つの絵素はホログラフ回析格子がエンボス加工されてい
るバイモルフ材により画定される。
色の均一性と広い視野を得るべく、この格子は研摩さ
れたガラス、写真フィルム等のホログラムとされる。回
析される色は以下の格子方程式により定まる。
れたガラス、写真フィルム等のホログラムとされる。回
析される色は以下の格子方程式により定まる。
λ＝ｄ（sin ｉ＋sinδ）
ここで
λ＝回析された光の波長（ミクロン）
ｄ＝１サイクルの格子間隔（ミクロン）
ｉ＝面に立てた垂線に対する入射角（゜）
δ＝面に立てた垂直線に対する回析角（゜）
δ及びｄが固定されていると、回析光の波長はｉの変
化に応じて変化する。図１にはバイモルフ10上の格子の
三つの位置が解図的に示されている。入射光18が回析格
子を有するバイモルフ10に入射すると、バイモルフが位
置12、14、16に位置することに応じて、それより反射さ
れる回析光20はそれぞれ赤、緑、青となる。回析光20を
得るためには光線18が入射するバイモルフ10の表面は反
射性を有し、且つ回析格子を有していなければならな
い。バイモルフ10の位置を変えることにより反射された
回析エネルギ（即ち色）が制御される。
化に応じて変化する。図１にはバイモルフ10上の格子の
三つの位置が解図的に示されている。入射光18が回析格
子を有するバイモルフ10に入射すると、バイモルフが位
置12、14、16に位置することに応じて、それより反射さ
れる回析光20はそれぞれ赤、緑、青となる。回析光20を
得るためには光線18が入射するバイモルフ10の表面は反
射性を有し、且つ回析格子を有していなければならな
い。バイモルフ10の位置を変えることにより反射された
回析エネルギ（即ち色）が制御される。
本発明による新規な回析表示装置の透過作動モードに
ついて言えば、ポリビニリデンクロライド（PVDF或いは
PVF2）の如き光学的に透明な材料が使用可能である。ホ
ログラフ式その他の回析模様がそのような材料に直接エ
ンボス加工されてよい。透過光は格子厚さの変化（バイ
モルフの曲げや引伸ばしの変化による間隔の変化）に応
じて該透明材を横切る屈折率の変化に応じて回析する。
この屈折率の変化が図２に示されている。もし格子構造
の寸法的変化が光の波長よりも小さいときは、図2Cに示
されている如く該材料を横切る屈折率は全波長領域に亙
って平均の屈折率となる。従つて或る定まった屈折率
（23に於ける如くη＝1.2）を有する材料の表面に或る
有効変調屈折率（21に於けるη＝1.4）が生ずる。材料
の定まった屈折率が大きい程、有効変調深さは大きくで
きる。この理由から非常に屈折率の高い透明材の薄い層
をPVDFフィルムの頂部に置き、この層にエンボス加工を
行って変調深さを増大し、それによって回析効率を高め
るのが好ましい。この格子が写真用エマルジョンを用い
てエンボス加工的に或いはホログラフ式にフィルムに形
成されてよい。
ついて言えば、ポリビニリデンクロライド（PVDF或いは
PVF2）の如き光学的に透明な材料が使用可能である。ホ
ログラフ式その他の回析模様がそのような材料に直接エ
ンボス加工されてよい。透過光は格子厚さの変化（バイ
モルフの曲げや引伸ばしの変化による間隔の変化）に応
じて該透明材を横切る屈折率の変化に応じて回析する。
この屈折率の変化が図２に示されている。もし格子構造
の寸法的変化が光の波長よりも小さいときは、図2Cに示
されている如く該材料を横切る屈折率は全波長領域に亙
って平均の屈折率となる。従つて或る定まった屈折率
（23に於ける如くη＝1.2）を有する材料の表面に或る
有効変調屈折率（21に於けるη＝1.4）が生ずる。材料
の定まった屈折率が大きい程、有効変調深さは大きくで
きる。この理由から非常に屈折率の高い透明材の薄い層
をPVDFフィルムの頂部に置き、この層にエンボス加工を
行って変調深さを増大し、それによって回析効率を高め
るのが好ましい。この格子が写真用エマルジョンを用い
てエンボス加工的に或いはホログラフ式にフィルムに形
成されてよい。
ホログラフ式に作られた透過格子に於けるかかる変調
機構によれば、ホログラフ式に作られた回析模様は、入
射電界の強さに比例して暗い領域と明るい領域とを作り
出す。この暗い領域と明るい領域とは、回析効率を著し
く増大させて「フェイズグレーティング」（phase gra
ting）と称されているものを生ずるために通常使用され
る「ブリーチング」（bleaching）と称されているプロ
セスによって与えされた電界の強さに比例した材料の屈
折率の変化に変換される。
機構によれば、ホログラフ式に作られた回析模様は、入
射電界の強さに比例して暗い領域と明るい領域とを作り
出す。この暗い領域と明るい領域とは、回析効率を著し
く増大させて「フェイズグレーティング」（phase gra
ting）と称されているものを生ずるために通常使用され
る「ブリーチング」（bleaching）と称されているプロ
セスによって与えされた電界の強さに比例した材料の屈
折率の変化に変換される。
導電性のバイモルフ要素の動きを生じさせるために
は、電界がバイモルフ要素を横切ってかけられなければ
ならない。かかる導電性はバイモルフの両側にそれぞれ
薄い透明の導電性のフィルムの層を設けることにより達
成される。（このために容易に得られる材料はTiO2或い
はインジウムをすずの酸化物である。） 或る定まった広い帯域の光源よりこの格子への照射が
行われると、光の或る色は、上述の格子式に応じて或る
角度にて回析される。ｄは固定されているので、入射又
は出射角に応じて波長が変化する。その結果、照射を受
けたバイモルフは図３及び図４に示されている如く、照
射光のスペクトルのうち、印加された電圧に対応した色
を呈する。図3A〜3Dに於て光源25はそれぞれ電源27a〜2
7dに接続されたバイモルフ29へ光を照射する。図3Aに於
てバイモルフ29に何らのバイアス電圧がかけられていな
いときには、バイモルフ29は適当な広帯域の光源である
光源25より照射された光エネルギを回析し、緑の光を通
過させる。図3Bに於ては電源装置27bが或る与えられた
電圧を発生するとき、バイモルフ29は位置31へ曲がり、
光源からの光エネルギは透過しながら回析し、赤色光を
生じる。図3Cに於ては電源装置27cが或る与えられた電
圧を生ずるときバイモルフ29は位置33へ曲がり、光源か
らの光エネルギは透過しつつ回析し、矢印の方向に青色
光を生ずる。図3Dに於ては電源装置27dが或る与えられ
た電圧を生ずるとき、バイモルフ29は位置35或いは37へ
曲がり、光源からの光エネルギは、回析され、矢印の方
向には、可視スペクトルの範囲外の光が透過し、実質的
に可視光の透過が阻止される。図4A〜Ｄには図3A〜3Dに
示されている構成に加えてバイモルフ29の出口側に方向
性のある拡散表面39aとホログラフ光要素（ホログラフ
レンズ）39bが配置され、バイモルフ29により回析され
た光エネルギの有効な明るさを増大させる構造を含む同
様の回析透過バイモルフ装置が示されている。
は、電界がバイモルフ要素を横切ってかけられなければ
ならない。かかる導電性はバイモルフの両側にそれぞれ
薄い透明の導電性のフィルムの層を設けることにより達
成される。（このために容易に得られる材料はTiO2或い
はインジウムをすずの酸化物である。） 或る定まった広い帯域の光源よりこの格子への照射が
行われると、光の或る色は、上述の格子式に応じて或る
角度にて回析される。ｄは固定されているので、入射又
は出射角に応じて波長が変化する。その結果、照射を受
けたバイモルフは図３及び図４に示されている如く、照
射光のスペクトルのうち、印加された電圧に対応した色
を呈する。図3A〜3Dに於て光源25はそれぞれ電源27a〜2
7dに接続されたバイモルフ29へ光を照射する。図3Aに於
てバイモルフ29に何らのバイアス電圧がかけられていな
いときには、バイモルフ29は適当な広帯域の光源である
光源25より照射された光エネルギを回析し、緑の光を通
過させる。図3Bに於ては電源装置27bが或る与えられた
電圧を発生するとき、バイモルフ29は位置31へ曲がり、
光源からの光エネルギは透過しながら回析し、赤色光を
生じる。図3Cに於ては電源装置27cが或る与えられた電
圧を生ずるときバイモルフ29は位置33へ曲がり、光源か
らの光エネルギは透過しつつ回析し、矢印の方向に青色
光を生ずる。図3Dに於ては電源装置27dが或る与えられ
た電圧を生ずるとき、バイモルフ29は位置35或いは37へ
曲がり、光源からの光エネルギは、回析され、矢印の方
向には、可視スペクトルの範囲外の光が透過し、実質的
に可視光の透過が阻止される。図4A〜Ｄには図3A〜3Dに
示されている構成に加えてバイモルフ29の出口側に方向
性のある拡散表面39aとホログラフ光要素（ホログラフ
レンズ）39bが配置され、バイモルフ29により回析され
た光エネルギの有効な明るさを増大させる構造を含む同
様の回析透過バイモルフ装置が示されている。
ここでバイモルフ要素の詳細について見ると、PVDF或
いは他の圧電フィルムの単一層がそれに電界がかけられ
るとき少量変形する。この変形は、二つの圧電フィルム
が接着剤等により貼り合されたバイモルフ構造を用いる
ことにより非常に大きく増幅され得る。励起電圧がかけ
られると、一方の層は伸び、他方の層は縮むので、その
結果バイモルフは単一の構造体として曲がる。かかるバ
イモルフの運動増幅率は概略その厚さに対するその長さ
の比に等しい。従つて例えば５ミクロン厚さのPVDFバイ
モルフを用いることによって数千倍の増幅率を容易に得
ることができる。かくして簡単なバイモルフ構造により
低摩擦損失にて大きな曲げ運動を生ずることができる。
いは他の圧電フィルムの単一層がそれに電界がかけられ
るとき少量変形する。この変形は、二つの圧電フィルム
が接着剤等により貼り合されたバイモルフ構造を用いる
ことにより非常に大きく増幅され得る。励起電圧がかけ
られると、一方の層は伸び、他方の層は縮むので、その
結果バイモルフは単一の構造体として曲がる。かかるバ
イモルフの運動増幅率は概略その厚さに対するその長さ
の比に等しい。従つて例えば５ミクロン厚さのPVDFバイ
モルフを用いることによって数千倍の増幅率を容易に得
ることができる。かくして簡単なバイモルフ構造により
低摩擦損失にて大きな曲げ運動を生ずることができる。
実験と解析によれば、横方向の偏倚はかけられる電界
を負荷とに線型的に関連することが見出されている。こ
の偏倚と発生される力とバイモルフの電圧出力とを支配
する方法式は以下の通りである。
を負荷とに線型的に関連することが見出されている。こ
の偏倚と発生される力とバイモルフの電圧出力とを支配
する方法式は以下の通りである。
ここで
Ｖ＝負荷電圧（ボルト）
Ｆ＝発生力（ニュートン）
Δｘ＝偏倚（メートル）
L,t,w＝各々フィルムの長さ，厚さ，幅（メートル）
Ｙ＝フィルムのヤング率
（PVDFの場合２×109N/m2）
d31,g31＝各々圧電歪及び圧電定数
バイモルフは等軸的に方向づけられたPVDF等のフィル
ムの表面に二つの異る層構造、即ち並列と直列に導電性
材料（例えばアルミニウムインク）にて金属被覆を施し
たもの（但し反射モードの場合）より構成される。図5A
及び5Bはそれぞれ並列接続層及び直列接続層を示してお
り、これは電圧源Viに対する電気接続の違いである。バ
イモルフ要素41はそれに貼り合され或いは固定された導
電性の層43及び45を有している。図5Aに示されている並
列重層構造に於ては、バイモルフ41の二つのフィルムは
同じ方向に張られており、これによってより高い力を生
ずるが先端に於ける偏倚Δｘは小さい。図5Bに示されて
いる直列重層構造に於ては、バイモルフ41の二つのフィ
ルムは互いに反対方向に張られており、これによって生
ずる力は低いが自由端部に於ける偏倚Δｘは増大する。
バイモルフに関するより詳細な情報は以下の資料より得
られるであろう。
ムの表面に二つの異る層構造、即ち並列と直列に導電性
材料（例えばアルミニウムインク）にて金属被覆を施し
たもの（但し反射モードの場合）より構成される。図5A
及び5Bはそれぞれ並列接続層及び直列接続層を示してお
り、これは電圧源Viに対する電気接続の違いである。バ
イモルフ要素41はそれに貼り合され或いは固定された導
電性の層43及び45を有している。図5Aに示されている並
列重層構造に於ては、バイモルフ41の二つのフィルムは
同じ方向に張られており、これによってより高い力を生
ずるが先端に於ける偏倚Δｘは小さい。図5Bに示されて
いる直列重層構造に於ては、バイモルフ41の二つのフィ
ルムは互いに反対方向に張られており、これによって生
ずる力は低いが自由端部に於ける偏倚Δｘは増大する。
バイモルフに関するより詳細な情報は以下の資料より得
られるであろう。
Toda,et al.,“Large Area Display Element Usin
g PFV2 Bimorph With Double−Support Structur
e",Ferroelectrics,1980,Vol.23,pp115−120;Toda,et
al.,“Large Area Electronically Controllable L
ight Shutter Array Using PFV2 Bimorph Vane
s",ibid at pp121−124; Linvill,“PFV2 Models,M
easurements and Devices",id at Vol.28,pp.291−
296;Negran,et al.,“Ａ Clue to the Origin of
Pyroelectricity in PFV2 From the Low Tempe
rature Behavior",ibid at p299;Willis,et at.,
“The Structure of Electric−Field−Induced La
yer Defects in Surface−Stabilized Ferroelectr
ic Liquid Crystal Display Cells",SID 90 Dige
st,pp114−116;Kistner,et al.,“Evaluation of ａ
Small Wearable Display",ibid at pp136−139;
及びReinke,“High Density Display/Drive Interco
nnetion Using Anisotropic CAIS:（Conductive Ad
hesive Inerconnect System）",SPIE Vol.1080,Liqu
id Crystal Chemistry,Physsics, and Application
s（1980）。
g PFV2 Bimorph With Double−Support Structur
e",Ferroelectrics,1980,Vol.23,pp115−120;Toda,et
al.,“Large Area Electronically Controllable L
ight Shutter Array Using PFV2 Bimorph Vane
s",ibid at pp121−124; Linvill,“PFV2 Models,M
easurements and Devices",id at Vol.28,pp.291−
296;Negran,et al.,“Ａ Clue to the Origin of
Pyroelectricity in PFV2 From the Low Tempe
rature Behavior",ibid at p299;Willis,et at.,
“The Structure of Electric−Field−Induced La
yer Defects in Surface−Stabilized Ferroelectr
ic Liquid Crystal Display Cells",SID 90 Dige
st,pp114−116;Kistner,et al.,“Evaluation of ａ
Small Wearable Display",ibid at pp136−139;
及びReinke,“High Density Display/Drive Interco
nnetion Using Anisotropic CAIS:（Conductive Ad
hesive Inerconnect System）",SPIE Vol.1080,Liqu
id Crystal Chemistry,Physsics, and Application
s（1980）。
ホログラム或いは回析格子は、例えば、バイモルフの
一方の側（例えば、バイモルフの一つのマトリックス或
いはアレイ共通設置側）に接着された金属層等にエンボ
ス加工により形成される。かかる金属層は、バイモルフ
が反射式のものであるか透過式のものであるかに応じ
て、例えば高い反射率を有するアルミニウムの如き反射
式のもの或いは例えばTiO2、インジウムすず酸化物等の
如く透過性であってよい。或いは又、ホログラム或いは
回析格子はバイモルフに透明の接着剤にて貼り付けられ
た例えばMylar（登録商標）ポリエステルの如き透明の
フィルムにエンボス加工されてもよい。
一方の側（例えば、バイモルフの一つのマトリックス或
いはアレイ共通設置側）に接着された金属層等にエンボ
ス加工により形成される。かかる金属層は、バイモルフ
が反射式のものであるか透過式のものであるかに応じ
て、例えば高い反射率を有するアルミニウムの如き反射
式のもの或いは例えばTiO2、インジウムすず酸化物等の
如く透過性であってよい。或いは又、ホログラム或いは
回析格子はバイモルフに透明の接着剤にて貼り付けられ
た例えばMylar（登録商標）ポリエステルの如き透明の
フィルムにエンボス加工されてもよい。
ホログラフィックレンズは、従来の光学系にて使用さ
れている屈折ではなく、回析によって光の波長を修正す
ることにより作動する特性を有する特定の型のホログラ
フ光学要素（HOE）或いは回析光学要素（DOE）である。
換言すれば、従来の光学系に於て光線が屈折率の連続的
に変化する巨視的変化により曲げられていたのに対し、
微視的な空間的に変化する明暗領域により、又は、屈折
率を空間的に変化させることにより波面が回析し、波面
が発散或いは拡張させられる。
れている屈折ではなく、回析によって光の波長を修正す
ることにより作動する特性を有する特定の型のホログラ
フ光学要素（HOE）或いは回析光学要素（DOE）である。
換言すれば、従来の光学系に於て光線が屈折率の連続的
に変化する巨視的変化により曲げられていたのに対し、
微視的な空間的に変化する明暗領域により、又は、屈折
率を空間的に変化させることにより波面が回析し、波面
が発散或いは拡張させられる。
回析光学系はより軽く、より小さく、より安価に製造
できるという利点を有しており、従来の光学系によって
は不可能である要領にて波面を修正することができる。
しかし回析光学系は画像化（結像による）の用途に対し
ては従来の工学系に比してより激しい色収差を生ずると
いう欠点を有する。本発明による回析表示装置には画像
化は必要とされないのでこの欠点は問題とはならない。
できるという利点を有しており、従来の光学系によって
は不可能である要領にて波面を修正することができる。
しかし回析光学系は画像化（結像による）の用途に対し
ては従来の工学系に比してより激しい色収差を生ずると
いう欠点を有する。本発明による回析表示装置には画像
化は必要とされないのでこの欠点は問題とはならない。
ここに記載された上記のDOEは或る特定の角度或いは
選択された一群の角度を以て照射される平行化された光
を集め、それを一つの焦点に集める。そして同じくここ
に記載されたバイモルフ要素（以下に記述される図７の
バイモルフ50）と連結されたDOEの焦点は剛固な透明部
材22（図７）の表面24（図７）上にある。図６に解図的
に示されている如く、昼時間の参照ビーム47はHOE/DOE4
9に照射されると焦点51に集められ、夜時間参照ビーム5
3はHOE/DOE49に照射されると同じく焦点51に集められ
る。より詳細な情報は以下の文献により得られるであろ
う。
選択された一群の角度を以て照射される平行化された光
を集め、それを一つの焦点に集める。そして同じくここ
に記載されたバイモルフ要素（以下に記述される図７の
バイモルフ50）と連結されたDOEの焦点は剛固な透明部
材22（図７）の表面24（図７）上にある。図６に解図的
に示されている如く、昼時間の参照ビーム47はHOE/DOE4
9に照射されると焦点51に集められ、夜時間参照ビーム5
3はHOE/DOE49に照射されると同じく焦点51に集められ
る。より詳細な情報は以下の文献により得られるであろ
う。
Hayford,“Holographic Optical Elements",Photon
ics Spectra,pp77−79（April 1892）；及びFan,et
al.,“Color Coding Reproduction of Two−Dimens
ional Objects with Rainbow Holography",Optical
Engineering,October 1991,Vol.No.30,No.10,1625−
1628）。
ics Spectra,pp77−79（April 1892）；及びFan,et
al.,“Color Coding Reproduction of Two−Dimens
ional Objects with Rainbow Holography",Optical
Engineering,October 1991,Vol.No.30,No.10,1625−
1628）。
図７〜図12に関連して記述されている反射回析技術を
用いるよう容易に作られる表示装置に関してまず図７を
参照して説明する。これより以下に残る本発明の説明の
殆どは太陽光或いはそれと同等の光が照射される場合に
ついてであり、ここで本発明による反射型のグラフィッ
ク表示装置は単一の絵素にてフルカラーを発生する性能
を呈する。しかしかかる記述が本発明を説明するための
ものであり、本発明を限定するものではない。何故なら
ば、ここに記述される本発明による表示装置によって紫
外及び赤外領域のスペクトルに於ける不可視波長エネル
ギを用いること及び本発明を透過型にて実施することも
できるからである。特に図７について見ると、22は外側
の剛固な透明部材であり、これにはガラスが最も適して
いるが、透明プラスチック或いはセラミックが必要に応
じて用いられてよい。透明部材22の剛性は表示装置全体
を剛固にする上で有効である。光26が照射される外側の
表面24はこれ迄非線型被覆にて覆われていた。かかる非
線型被覆は光26を剛固な透明部材22に通過せしめるが、
内側表面28に当る反射光が部材22内へ侵入し表面24にて
反射する場合には、該光は減衰される。絵素30として示
されている如く、絵素情報が生成されるのはこの表面24
に於てである。フッ化マグネシウム（MgF2）の如き非線
型被覆はこの技術分野に於ては周知である。
用いるよう容易に作られる表示装置に関してまず図７を
参照して説明する。これより以下に残る本発明の説明の
殆どは太陽光或いはそれと同等の光が照射される場合に
ついてであり、ここで本発明による反射型のグラフィッ
ク表示装置は単一の絵素にてフルカラーを発生する性能
を呈する。しかしかかる記述が本発明を説明するための
ものであり、本発明を限定するものではない。何故なら
ば、ここに記述される本発明による表示装置によって紫
外及び赤外領域のスペクトルに於ける不可視波長エネル
ギを用いること及び本発明を透過型にて実施することも
できるからである。特に図７について見ると、22は外側
の剛固な透明部材であり、これにはガラスが最も適して
いるが、透明プラスチック或いはセラミックが必要に応
じて用いられてよい。透明部材22の剛性は表示装置全体
を剛固にする上で有効である。光26が照射される外側の
表面24はこれ迄非線型被覆にて覆われていた。かかる非
線型被覆は光26を剛固な透明部材22に通過せしめるが、
内側表面28に当る反射光が部材22内へ侵入し表面24にて
反射する場合には、該光は減衰される。絵素30として示
されている如く、絵素情報が生成されるのはこの表面24
に於てである。フッ化マグネシウム（MgF2）の如き非線
型被覆はこの技術分野に於ては周知である。
ガラス22の内面28に隣接してレンズ要素32〜38そして
示されている個々のレンズ要素のマトリックスが設けら
れている。図には四つのレンズ要素のみが示されており
又詳細な説明はレンズ要素32についてのみ行われるが、
これらのレンズ要素は製造されるべき個々の表示装置に
要求される適当な寸法と密度の個々のレンズ要素のマト
リックスを代表するものである。レンズ要素32〜38は層
40に於けるホログラフィックレンズとして作られている
のが好ましい。各レンズ要素はそれが入射光を集めそれ
をバイモルフ要素上に収斂され、次いで反射された光の
うちの選択されたものを絵素30を構成する剛固な板部材
22の外側表面24に収斂させなければならないので複合レ
ンズ っでなければならない。そのようなホログラフィックレ
ンズの形成に関する記述は例えばThe SPIE Holograph
ics Internetional Directory ＆ Resource Guid
e,The Society of Photo−Optical Instrumentatio
n Engineers,Bellingham,WA（1993）に見出されよう。
商業的に得られる非ホログラフィックレンズ要素をして
はCornig Incorporated（Cornig,New York）にて販売
されているSMILE（登録商標）なる球形ミクロ格子レン
ズ、及びAdaptiv Optics Associates,INC.（Cambridg
e,Mass.）より販売されているMonolithic Lenslet Mo
dulesがある。
示されている個々のレンズ要素のマトリックスが設けら
れている。図には四つのレンズ要素のみが示されており
又詳細な説明はレンズ要素32についてのみ行われるが、
これらのレンズ要素は製造されるべき個々の表示装置に
要求される適当な寸法と密度の個々のレンズ要素のマト
リックスを代表するものである。レンズ要素32〜38は層
40に於けるホログラフィックレンズとして作られている
のが好ましい。各レンズ要素はそれが入射光を集めそれ
をバイモルフ要素上に収斂され、次いで反射された光の
うちの選択されたものを絵素30を構成する剛固な板部材
22の外側表面24に収斂させなければならないので複合レ
ンズ っでなければならない。そのようなホログラフィックレ
ンズの形成に関する記述は例えばThe SPIE Holograph
ics Internetional Directory ＆ Resource Guid
e,The Society of Photo−Optical Instrumentatio
n Engineers,Bellingham,WA（1993）に見出されよう。
商業的に得られる非ホログラフィックレンズ要素をして
はCornig Incorporated（Cornig,New York）にて販売
されているSMILE（登録商標）なる球形ミクロ格子レン
ズ、及びAdaptiv Optics Associates,INC.（Cambridg
e,Mass.）より販売されているMonolithic Lenslet Mo
dulesがある。
ガラス部材22及びレンズ要素組立体40はそれらの縁に
て押圧状態となるよう保持されてよいが、これらの層の
間に空気の澱み空間が残らないことが好ましい。従つて
空気の澱み空間を埋めこれらの層を互いに正しい関係に
維持すべく部材22と層40の間には図には示されていない
が接着剤の層が設けられるのが好ましい。この接着剤は
この装置に受入れられて表示装置により反射される波長
のエネルギに対して透明でなければならない。かかる接
着剤としては紫外線にて硬化する接着剤が便利である。
かかる接着剤は容易に透明にでき、室温にて速やかに硬
化し、しかも市中にて容易に入手できる。
て押圧状態となるよう保持されてよいが、これらの層の
間に空気の澱み空間が残らないことが好ましい。従つて
空気の澱み空間を埋めこれらの層を互いに正しい関係に
維持すべく部材22と層40の間には図には示されていない
が接着剤の層が設けられるのが好ましい。この接着剤は
この装置に受入れられて表示装置により反射される波長
のエネルギに対して透明でなければならない。かかる接
着剤としては紫外線にて硬化する接着剤が便利である。
かかる接着剤は容易に透明にでき、室温にて速やかに硬
化し、しかも市中にて容易に入手できる。
かかる接着剤を構成する代表的な成分には例えばアク
リル酸及びメタクリル酸の低位アルキルエステル或いは
ポリマ或いはそのプリポリマの如き反応性のビニールモ
ノマが含まれる。光重合に特に適したビニーロモノマに
は例えばメチールメタクリレート、エチールメタクリレ
ート、２−エチルヘキシルメタクリレート、ブチルアク
リレート、イソブチルメタクリレート、これらに対応す
るハイドロキシアクリレート、例えばハイドロキシエチ
ールアクリレート、ハイドロキシプロピルアクリレー
ト、ハイドロキシエチールヘキシールアクリレート、又
グリコールアクリレート、例えばエチレングリコールメ
タクリレート、ヘキサメチレングリコールジメタクリレ
ート、アリールアクリレート、例えばアリールメタクリ
レート、ジアリールメタクリレート、エポキシアクリレ
ート、例えばグリシジールメタクリレート、アミノプラ
ストアクリレート、例えばメラミンアクリレートが含ま
れる。他の成分にはジアジールフタレート、ビニールア
セテート、ビニールハライド、ビニリゼンハライド、Ｎ
−ビニールピロレイドン、アミド、例えばメチルアクリ
ルアミド、アクリルアミド、ジアセトンアクリルアミ
ド、ブタジエン、スチレン、ビニールトルエン等及びそ
れらの混合物が含まれる。特に好ましい紫外線硬化成分
にはアクリル酸、ハイドロキシエチールアクリレート、
２−エチールヘキシールアクリレート、トリメチロール
プロパントリアクリレート、グリセリルプロポキシトリ
アクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレー
ト、ポリエチレンオキサイド、ポビニールアセテートが
含まれる。この技術の分野に於ける当業者には明らかな
通り広範囲の種々の添加物がかかる接着剤の形成に用い
られてよい。
リル酸及びメタクリル酸の低位アルキルエステル或いは
ポリマ或いはそのプリポリマの如き反応性のビニールモ
ノマが含まれる。光重合に特に適したビニーロモノマに
は例えばメチールメタクリレート、エチールメタクリレ
ート、２−エチルヘキシルメタクリレート、ブチルアク
リレート、イソブチルメタクリレート、これらに対応す
るハイドロキシアクリレート、例えばハイドロキシエチ
ールアクリレート、ハイドロキシプロピルアクリレー
ト、ハイドロキシエチールヘキシールアクリレート、又
グリコールアクリレート、例えばエチレングリコールメ
タクリレート、ヘキサメチレングリコールジメタクリレ
ート、アリールアクリレート、例えばアリールメタクリ
レート、ジアリールメタクリレート、エポキシアクリレ
ート、例えばグリシジールメタクリレート、アミノプラ
ストアクリレート、例えばメラミンアクリレートが含ま
れる。他の成分にはジアジールフタレート、ビニールア
セテート、ビニールハライド、ビニリゼンハライド、Ｎ
−ビニールピロレイドン、アミド、例えばメチルアクリ
ルアミド、アクリルアミド、ジアセトンアクリルアミ
ド、ブタジエン、スチレン、ビニールトルエン等及びそ
れらの混合物が含まれる。特に好ましい紫外線硬化成分
にはアクリル酸、ハイドロキシエチールアクリレート、
２−エチールヘキシールアクリレート、トリメチロール
プロパントリアクリレート、グリセリルプロポキシトリ
アクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレー
ト、ポリエチレンオキサイド、ポビニールアセテートが
含まれる。この技術の分野に於ける当業者には明らかな
通り広範囲の種々の添加物がかかる接着剤の形成に用い
られてよい。
紫外線の存在の下で硬化を達成するための接着剤の形
成に使用されるモノマー或いはプレポリマーには紫外線
光硬化剤或いは感光剤が混ぜ合されてよい。有用な紫外
線感光剤或いは光硬化剤には米国特許第3827957号に開
示されている如きハロゲン化されたポリニュークリアケ
トン、アルキルフェノンより選択され有機カルボン酸化
合物、ベンゾフェノン、米国特許第3759807号に開示さ
れている如きトリクロロ融解環状化合物が含まれてい
る。また有用な紫外線感光剤には米国特許第3927959号
に開示されている如きカルボン酸フェニールニュークリ
アスルフォニル塩化物が含まれる。典型的には少なくと
も0.5重量％、好ましくは約１〜５重量％の紫外線感光
剤が他の成分に添加され完全に混合されるか或いは液体
成分に分散された状態にて添加される。
成に使用されるモノマー或いはプレポリマーには紫外線
光硬化剤或いは感光剤が混ぜ合されてよい。有用な紫外
線感光剤或いは光硬化剤には米国特許第3827957号に開
示されている如きハロゲン化されたポリニュークリアケ
トン、アルキルフェノンより選択され有機カルボン酸化
合物、ベンゾフェノン、米国特許第3759807号に開示さ
れている如きトリクロロ融解環状化合物が含まれてい
る。また有用な紫外線感光剤には米国特許第3927959号
に開示されている如きカルボン酸フェニールニュークリ
アスルフォニル塩化物が含まれる。典型的には少なくと
も0.5重量％、好ましくは約１〜５重量％の紫外線感光
剤が他の成分に添加され完全に混合されるか或いは液体
成分に分散された状態にて添加される。
最後にホログラフィックレンズ要素に関しては、かか
るレンズ要素は充填効率を最大にすべく上方から見て正
方形であるのが好ましいが、その形状は任意であってよ
い。
るレンズ要素は充填効率を最大にすべく上方から見て正
方形であるのが好ましいが、その形状は任意であってよ
い。
次の構成要素は剛固な不透明スペーサ42である。これ
は外側表面44と内側表面46とを有する。スペーサ42は個
々のレンズ要素32〜38のマトリックスと整合した開口の
マトリックスを有しており、その上面44は層40に隣接し
ている。スペーサ42も又部材22と同じく表示装置に構造
的安定性を与えるべく剛固に作られている。スペーサ42
は金属（例えばアルミニウム）、セラミック、ポリマー
材、その他任意の表示装置上に照射されるエネルギの波
長に対して不透明となる材料にて作られてよい。開口、
例えば開口48、はスペーサ42にあけられた孔であってよ
いが、スペーサ42の不透明領域と同じ組成或いは異る組
成の透明材により形成された部分であってもよい。図８
は本発明による表示装置を見たときに見えるであろう開
口の配置を示している。これらの開口（従って絵素）の
寸法、密度及び配列は表示装置の製造者によって決めら
れてよい。
は外側表面44と内側表面46とを有する。スペーサ42は個
々のレンズ要素32〜38のマトリックスと整合した開口の
マトリックスを有しており、その上面44は層40に隣接し
ている。スペーサ42も又部材22と同じく表示装置に構造
的安定性を与えるべく剛固に作られている。スペーサ42
は金属（例えばアルミニウム）、セラミック、ポリマー
材、その他任意の表示装置上に照射されるエネルギの波
長に対して不透明となる材料にて作られてよい。開口、
例えば開口48、はスペーサ42にあけられた孔であってよ
いが、スペーサ42の不透明領域と同じ組成或いは異る組
成の透明材により形成された部分であってもよい。図８
は本発明による表示装置を見たときに見えるであろう開
口の配置を示している。これらの開口（従って絵素）の
寸法、密度及び配列は表示装置の製造者によって決めら
れてよい。
次に剛固な不透明スペーサの開口と整合した個別のバ
イモルフ要素のマトリックスについて説明する。図７に
於てバイモルフは50〜58として示されている。特にバイ
モルフ要素50について見ると、これは開口48と整合して
おり、従ってまたレンズ要素32とも整合している。開口
48はレンズ32により導かれてバイモルフ要素50へ照射さ
れる光を制限し、レンズ32により導かれた光がバイモル
フ要素のマトリックスに於ける他のいずれのバイモルフ
要素にも照射されないようにしている。
イモルフ要素のマトリックスについて説明する。図７に
於てバイモルフは50〜58として示されている。特にバイ
モルフ要素50について見ると、これは開口48と整合して
おり、従ってまたレンズ要素32とも整合している。開口
48はレンズ32により導かれてバイモルフ要素50へ照射さ
れる光を制限し、レンズ32により導かれた光がバイモル
フ要素のマトリックスに於ける他のいずれのバイモルフ
要素にも照射されないようにしている。
バイモルフ要素50は図９及び図10により詳細に示され
ている。図９について見ると、バイモルフ50は圧電層60
及び62により構成されている。圧電層60の上面は連続し
た金属の層64により被覆されており、この金属層はリー
ド線68により地面66に接続されているのが好ましく、こ
の金属層に回析模様65が形成されている。図10について
見ると、層76はバイモルフ50、52、78の外面を全て含む
層であり、金属その他の導電性材料にて全体が被覆され
ている。圧電層62はその外面が個別の金属層70により被
覆されており、これらの金属層はリード線74により電圧
源72に接続されている。図10に於てバイモルフ50、52、
78はそれぞれその底面のみ金属化されている。
ている。図９について見ると、バイモルフ50は圧電層60
及び62により構成されている。圧電層60の上面は連続し
た金属の層64により被覆されており、この金属層はリー
ド線68により地面66に接続されているのが好ましく、こ
の金属層に回析模様65が形成されている。図10について
見ると、層76はバイモルフ50、52、78の外面を全て含む
層であり、金属その他の導電性材料にて全体が被覆され
ている。圧電層62はその外面が個別の金属層70により被
覆されており、これらの金属層はリード線74により電圧
源72に接続されている。図10に於てバイモルフ50、52、
78はそれぞれその底面のみ金属化されている。
図10は又連続したバイモルフシート76より直交する三
辺がダイカットされることにより残る一辺にてシート76
に繋がった長方形のバイモルフ50、52、78によって如何
にバイモルフ要素の配列が形成されるかを示している。
かかる構成により各バイモルフ要素は図９にて仮想線に
より示されている位置へ偏倚することができる。但し図
10に示されている幾何学的構造は単に説明のためのもの
である。他の幾何学的構造も容易に考えられよう。
辺がダイカットされることにより残る一辺にてシート76
に繋がった長方形のバイモルフ50、52、78によって如何
にバイモルフ要素の配列が形成されるかを示している。
かかる構成により各バイモルフ要素は図９にて仮想線に
より示されている位置へ偏倚することができる。但し図
10に示されている幾何学的構造は単に説明のためのもの
である。他の幾何学的構造も容易に考えられよう。
更に図11についてると、図示の如く圧電フィルム要素
100はそれにかけられる電圧によって面に沿って伸縮
し、それによって回析模様65の有効間隔が変えられるよ
うになっている。このために図12に示されている如く透
明の層64がエンボス加工により回析格子64を形成されて
いる。
100はそれにかけられる電圧によって面に沿って伸縮
し、それによって回析模様65の有効間隔が変えられるよ
うになっている。このために図12に示されている如く透
明の層64がエンボス加工により回析格子64を形成されて
いる。
図10に示されているバイモルフ層76とそこに形成され
た個別のバイモルフ要素50〜58の下には図７に示されて
いる如くプリント配線ボード（PWB）即ち配線ボード80
が配置されている。この配線ボードはバイモルフの金属
化された層70より延在するリード線74及び84〜88に接続
されている。PWB80は適当に多層化されたプリント配線
ボードであってよく、各バイモルフ要素の各々を個別に
アドレスさせるようにしている。
た個別のバイモルフ要素50〜58の下には図７に示されて
いる如くプリント配線ボード（PWB）即ち配線ボード80
が配置されている。この配線ボードはバイモルフの金属
化された層70より延在するリード線74及び84〜88に接続
されている。PWB80は適当に多層化されたプリント配線
ボードであってよく、各バイモルフ要素の各々を個別に
アドレスさせるようにしている。
個別のバイモルフ要素或いは層76の金属化は金属貼着
技術、液体塗装技術等により形成されてよい。尚そのよ
うな金属化が行われたバイモルフフィルムはAMP Indus
tries,Inc.,Valley Forge,PAより販売されているKYNAR
（登録商標）圧電フィルム（ポリビニリデンフロライド
フィルム）として商業的に入手可能である。
技術、液体塗装技術等により形成されてよい。尚そのよ
うな金属化が行われたバイモルフフィルムはAMP Indus
tries,Inc.,Valley Forge,PAより販売されているKYNAR
（登録商標）圧電フィルム（ポリビニリデンフロライド
フィルム）として商業的に入手可能である。
再び図７、図９及び図11について見ると、ガラス板22
上に照射された光26はレンズ要素32を通過し、これによ
って光は開口48を通してバイモルフ50へ向かう方向へ導
かれる。バイモルフ要素50に或る正の電圧がかけられる
と、バイモルフ要素50は図９に於て矢印90により示され
ている如く仮想線にて示されて位置へ向けて上方へ偏倚
する。或いは図11に示されている如くバイモルフ要素10
0は電圧を負荷されることにより伸びてもよい。或る選
択された帯域の光（例えば赤）はこれによって金属層64
により反射されて開口48を通りレンズ要素32へ向かうで
あろう。レンズ要素32はここで該赤色光をガラス板22の
上面へ向けて収斂させ、その被覆が面24上に於ける赤色
光を減衰させ、赤色絵素30を生成する。バイモルフ要素
50が負の電圧の負荷により下方へ偏倚すると、青色光が
生成され、バイモルフ要素が弛緩状態にあるときには緑
色光が形成されることが理解されよう。但し上記の電圧
と色の選択は単に説明のためのものである。又バイモル
フ要素50は光を全く反射せず従ってバイモルフ要素50が
シャッタとして作動する位置へも移動され得ることも理
解されよう。各バイモルフ要素を個別にアドレスするこ
とにより異なる色の絵素が静的或いは動的グラフィック
表示装置を与える要領にて生成される。
上に照射された光26はレンズ要素32を通過し、これによ
って光は開口48を通してバイモルフ50へ向かう方向へ導
かれる。バイモルフ要素50に或る正の電圧がかけられる
と、バイモルフ要素50は図９に於て矢印90により示され
ている如く仮想線にて示されて位置へ向けて上方へ偏倚
する。或いは図11に示されている如くバイモルフ要素10
0は電圧を負荷されることにより伸びてもよい。或る選
択された帯域の光（例えば赤）はこれによって金属層64
により反射されて開口48を通りレンズ要素32へ向かうで
あろう。レンズ要素32はここで該赤色光をガラス板22の
上面へ向けて収斂させ、その被覆が面24上に於ける赤色
光を減衰させ、赤色絵素30を生成する。バイモルフ要素
50が負の電圧の負荷により下方へ偏倚すると、青色光が
生成され、バイモルフ要素が弛緩状態にあるときには緑
色光が形成されることが理解されよう。但し上記の電圧
と色の選択は単に説明のためのものである。又バイモル
フ要素50は光を全く反射せず従ってバイモルフ要素50が
シャッタとして作動する位置へも移動され得ることも理
解されよう。各バイモルフ要素を個別にアドレスするこ
とにより異なる色の絵素が静的或いは動的グラフィック
表示装置を与える要領にて生成される。
金属層64及び70が透明とされることにより図９及び12
の組立体は透過型の装置として作動することができ、こ
の場合透過性の金属層70上へ或る角度にて照射された光
線はバイモルフ要素50を通過し、回析模様65により回析
され、上記の如く或る所定の色を生成する。
の組立体は透過型の装置として作動することができ、こ
の場合透過性の金属層70上へ或る角度にて照射された光
線はバイモルフ要素50を通過し、回析模様65により回析
され、上記の如く或る所定の色を生成する。
図７〜図12に示された構造に代わる他の一つの実施例
によれば、焦点を結ばせる機能をホログラフ回析要素
（HDE）に組込むことにより図６に示すHOE/DOE49を省略
することができる。かかる実施例が図13〜図15に示され
ている。HDEは収斂されたスペクトル的に純粋な実像を
それより僅か手前の位置にてディフューザ面上に反射し
或いは伝送するよう独特の幾何学構造に作られている。
図13は「自動的に収斂する」絵素を与えるホログラフ構
造のための独特の幾何学構造を示す。平行化され或いは
僅かに先細となる参照ビーム104がホログラフィックプ
レート106上にそれに立てた垂線（仮想線にて示す）に
対し角度θにて照射される。対象ビーム108はレンズ110
によりガラス要素112上に収斂される。ガラス要素112の
背後には板114が配置されており、この板にスリット116
が設けられており、このスリットを対象ビーム108が通
過する。対象ビーム108はスリット116を通過し、末広状
に拡がって一つの絵素上に照射され、参照ビーム104と
干渉し、ホログラフを形成してフィルム106上に記録さ
れる。スリット116の目的は再構築されたビームをスペ
クトル的に分離させることである。球面レンズ110の目
的は各スペクトルカラーを一点に集中させることであ
る。フィルム106と板114の間の距離d1は数センチメート
ル或いはそれ以下であってよく、スリット116は約２〜5
cmの幅であってよい。
によれば、焦点を結ばせる機能をホログラフ回析要素
（HDE）に組込むことにより図６に示すHOE/DOE49を省略
することができる。かかる実施例が図13〜図15に示され
ている。HDEは収斂されたスペクトル的に純粋な実像を
それより僅か手前の位置にてディフューザ面上に反射し
或いは伝送するよう独特の幾何学構造に作られている。
図13は「自動的に収斂する」絵素を与えるホログラフ構
造のための独特の幾何学構造を示す。平行化され或いは
僅かに先細となる参照ビーム104がホログラフィックプ
レート106上にそれに立てた垂線（仮想線にて示す）に
対し角度θにて照射される。対象ビーム108はレンズ110
によりガラス要素112上に収斂される。ガラス要素112の
背後には板114が配置されており、この板にスリット116
が設けられており、このスリットを対象ビーム108が通
過する。対象ビーム108はスリット116を通過し、末広状
に拡がって一つの絵素上に照射され、参照ビーム104と
干渉し、ホログラフを形成してフィルム106上に記録さ
れる。スリット116の目的は再構築されたビームをスペ
クトル的に分離させることである。球面レンズ110の目
的は各スペクトルカラーを一点に集中させることであ
る。フィルム106と板114の間の距離d1は数センチメート
ル或いはそれ以下であってよく、スリット116は約２〜5
cmの幅であってよい。
参照ビームが共役方向（反対側より元の光源へ向かう
方向）に展開されたフィルム106上へ照射されると、ス
リットの実像がフィルム106から距離d1のところに再構
築される。図14は三つの原色の再構築が通過型の作動
（図3A〜図3D参照）を行うバイモルフ要素50（図９参
照）によってフィルム106の運動に伴って如何に達成さ
れるかを示す。回析模様を有し図９に示されている如き
回析模様を有するバイモルフの如き移動力源を備えた板
114がガラス板118より距離d1の位置に配置される。再構
築ビーム120が板114に照射されると、その角度によって
スリット116のカラー影像が拡散ドットとしてガラス板1
18上に投影され、観察者122より見える。板114が曲がる
と、照射角が変化し、投影される色が変化する。図15に
於て不透明の開口板124は板126および128より距離d1の
ところに置かれ、観察者122は個々の色付けされた絵素
のマトリックスそ見ることができる。
方向）に展開されたフィルム106上へ照射されると、ス
リットの実像がフィルム106から距離d1のところに再構
築される。図14は三つの原色の再構築が通過型の作動
（図3A〜図3D参照）を行うバイモルフ要素50（図９参
照）によってフィルム106の運動に伴って如何に達成さ
れるかを示す。回析模様を有し図９に示されている如き
回析模様を有するバイモルフの如き移動力源を備えた板
114がガラス板118より距離d1の位置に配置される。再構
築ビーム120が板114に照射されると、その角度によって
スリット116のカラー影像が拡散ドットとしてガラス板1
18上に投影され、観察者122より見える。板114が曲がる
と、照射角が変化し、投影される色が変化する。図15に
於て不透明の開口板124は板126および128より距離d1の
ところに置かれ、観察者122は個々の色付けされた絵素
のマトリックスそ見ることができる。
本発明の実施に有用な他の形式の要素が図16に示され
ている。この図に於て要素130は回析格子132を担持して
いる。プランジャ134が枢軸136の回りに固定された要素
130の自由端部に直角的に当接している。プランジャ134
はAVX Corporation（Myrtle Beach,SC）より例えばコ
ードC060210A、C060315A、C060020A、R020305A等として
商業的に販売されている電歪材より作られてよい。又Uc
hino,et al.,“Review:Electrostrictive Effect in
Perovskites and its Transducer Application
s",J.Matls.Sci.,16（1981）569−579を参照されたい。
或いは又プランジャ134はEdge Technologies,Inc.（Am
es, IA）より商業的に販売されているETREMA Terfeno
l−Ｄ）（レルビューム，ディスプロシウム及び鉄の合
金）の如き磁歪材より作られてよい。更に静電的要素が
プランジャ134に用いられてもよい。Younse,“Mirrors
on ａ Chip",IEEE Spectrum,November 1993,pp27
−31参照。
ている。この図に於て要素130は回析格子132を担持して
いる。プランジャ134が枢軸136の回りに固定された要素
130の自由端部に直角的に当接している。プランジャ134
はAVX Corporation（Myrtle Beach,SC）より例えばコ
ードC060210A、C060315A、C060020A、R020305A等として
商業的に販売されている電歪材より作られてよい。又Uc
hino,et al.,“Review:Electrostrictive Effect in
Perovskites and its Transducer Application
s",J.Matls.Sci.,16（1981）569−579を参照されたい。
或いは又プランジャ134はEdge Technologies,Inc.（Am
es, IA）より商業的に販売されているETREMA Terfeno
l−Ｄ）（レルビューム，ディスプロシウム及び鉄の合
金）の如き磁歪材より作られてよい。更に静電的要素が
プランジャ134に用いられてもよい。Younse,“Mirrors
on ａ Chip",IEEE Spectrum,November 1993,pp27
−31参照。
回析格子えを偏倚させるためのその他の実施例が図17
〜図20に示されている。図17について見ると、フィルム
138が回析格子132を担持している。フィルム138の下方
に図示の如く正極と負極と対向させた磁石140及び142が
設けられている。これらの磁石は裏板144上に着座して
いる。裏板144は磁性材であってもなくてもよい（例え
ば鉄）。要素138は磁化可能なコイル146（フィルム上に
設けられ或いはフィルム内に埋め込まれたコイルの層）
を担持している。コイルの軸線はフィルムの面に垂直で
あり、コイルは例えばテープによる自動接着（TAB）に
より取付けられ、図には示されていないエネルギ源（例
えば電源）に接続される。要素138は図17に示されてい
る側部立面図（図の用紙）に垂直に延在する枢動軸線14
8を有する。ここでフィルム138のための枢動点は何れか
の端部、重心或いは他の任意の場所にあってよく、フィ
ルム138はここに図示されている如く回転するものであ
ることが重要である。コイルが励磁されると、磁束線15
0により示されている如く磁石対が形成され、要素138は
その枢動軸線の周りに回転する。裏板144が磁化される
と、永久磁石140及び142の磁界強さが増大され、コイル
146に作用するトルク（磁気的モーメント）が増大す
る。かかる技術に関するより詳細な議論は米国特許第52
95031号に見出されよう。只ここで注意されるべきこと
は、多層の印刷された配線ボード（PCB）152がフィルム
138の枢動軸線に対する基部を与え又フィルム要素138に
於けるコイルの電気的接続を容易にすべくフィルム要素
138を磁石140、142の間に挿入されてもよいということ
である。コイル146に作用するトルクは以下の方程式に
より表される： ここで θ＝コイル巻線の面と該面に於ける磁束方向の間の角
度 Ampere＝コイルの電力（アンペア） Turns＝コイルの巻回数 Ｌ＝コイルの軸線に沿うコイル巻回の長さ（メート
ル） Ｂ＝コイル巻線に於ける磁束密度（テスラ） 図18について見ると、永久磁石140、142はフィルム13
8の両端部に配置されている。コイル146に作用するトル
クは矢印154により示されている。PCB152は図示の場合
磁性材である。コイル146に作用するトルクは下記の方
程式により表わされる。
〜図20に示されている。図17について見ると、フィルム
138が回析格子132を担持している。フィルム138の下方
に図示の如く正極と負極と対向させた磁石140及び142が
設けられている。これらの磁石は裏板144上に着座して
いる。裏板144は磁性材であってもなくてもよい（例え
ば鉄）。要素138は磁化可能なコイル146（フィルム上に
設けられ或いはフィルム内に埋め込まれたコイルの層）
を担持している。コイルの軸線はフィルムの面に垂直で
あり、コイルは例えばテープによる自動接着（TAB）に
より取付けられ、図には示されていないエネルギ源（例
えば電源）に接続される。要素138は図17に示されてい
る側部立面図（図の用紙）に垂直に延在する枢動軸線14
8を有する。ここでフィルム138のための枢動点は何れか
の端部、重心或いは他の任意の場所にあってよく、フィ
ルム138はここに図示されている如く回転するものであ
ることが重要である。コイルが励磁されると、磁束線15
0により示されている如く磁石対が形成され、要素138は
その枢動軸線の周りに回転する。裏板144が磁化される
と、永久磁石140及び142の磁界強さが増大され、コイル
146に作用するトルク（磁気的モーメント）が増大す
る。かかる技術に関するより詳細な議論は米国特許第52
95031号に見出されよう。只ここで注意されるべきこと
は、多層の印刷された配線ボード（PCB）152がフィルム
138の枢動軸線に対する基部を与え又フィルム要素138に
於けるコイルの電気的接続を容易にすべくフィルム要素
138を磁石140、142の間に挿入されてもよいということ
である。コイル146に作用するトルクは以下の方程式に
より表される： ここで θ＝コイル巻線の面と該面に於ける磁束方向の間の角
度 Ampere＝コイルの電力（アンペア） Turns＝コイルの巻回数 Ｌ＝コイルの軸線に沿うコイル巻回の長さ（メート
ル） Ｂ＝コイル巻線に於ける磁束密度（テスラ） 図18について見ると、永久磁石140、142はフィルム13
8の両端部に配置されている。コイル146に作用するトル
クは矢印154により示されている。PCB152は図示の場合
磁性材である。コイル146に作用するトルクは下記の方
程式により表わされる。
Cos θ＝１＝コイル巻線の面と該面に於ける磁束方向
の間の角度 Ampere＝コイルの電力（アンペア） Turns＝コイルの巻回数 Ｌ＝コイルの軸線に沿うコイル巻回の長さ（メート
ル） Ｂ＝コイル巻線に於ける磁束密度（テスラ） 図19に示された実施例は図18に示されている実施例に
類似であるが、只非磁性材のPCB152に代えて鋼製の裏板
144が用いられている。かかる置換えによって磁束線150
a、150bが生成されている。コイル146に作用する力Ｆは
電動力の式により以下の通りに表される。
の間の角度 Ampere＝コイルの電力（アンペア） Turns＝コイルの巻回数 Ｌ＝コイルの軸線に沿うコイル巻回の長さ（メート
ル） Ｂ＝コイル巻線に於ける磁束密度（テスラ） 図19に示された実施例は図18に示されている実施例に
類似であるが、只非磁性材のPCB152に代えて鋼製の裏板
144が用いられている。かかる置換えによって磁束線150
a、150bが生成されている。コイル146に作用する力Ｆは
電動力の式により以下の通りに表される。
Ｆ＝Ｂ×Ｌ×ｉ
ここで
Ｆ＝コイル上の力
Ｂ＝コイル巻線に於ける磁束密度（テスラ）
Ｌ＝コイルの軸線に沿うコイル巻回の長さ（メート
ル） コイル146上のトルクは枢点には依存しない。コイル
の各巻回に対するトルクは以下の式により表わされる。
ル） コイル146上のトルクは枢点には依存しない。コイル
の各巻回に対するトルクは以下の式により表わされる。
τ＝Ｆ×ｒ×２
ここで
ｒ＝コイルの各巻回の枢点からの距離
Ｆ＝コイル上の力
図20は図19のHDEにマルチチャンネルのステレオ音響
増幅装置を付加したものである。図20に見られる如く磁
束線156a及び156bはHDE138の駆動には関与しない。コイ
ル158〜162を挿入することによりこれらのコイルの領域
に於ける磁束線がコイルに於ける電力の方向に対し実質
的に直交することが理解されよう。従って力Ｆは図20に
示されている如く磁束及び電流の何れに対しても直交す
る。この場合にも力は上述の如くＦ＝Ｂ×Ｉ×ｉにて表
わされる。従って１個乃至それ以上のサウンドドライブ
用コイルがフィルム164及び166を駆動すべく各絵素に組
込まれてよい。これらのフィルムは透明フィルム（ホロ
グラフィックレンズと同じ層でもよい）、ガラス板、或
いは別個のフィルム層であってよい。これらのフィルム
は一つのサウンドドライバより次のサウンドドライバに
電気的に直列に接続された導電体を含んでいる。コイル
158〜162のそれぞれの周りに於ける漏洩磁束170〜174に
注意されたい。かかる漏洩磁束は図21に示されている如
く各々の隣接するサウンドドライバ組立体と関連してい
る。ここで178は前のコイルからのものであり、176は次
のコイルへ向かうものである。
増幅装置を付加したものである。図20に見られる如く磁
束線156a及び156bはHDE138の駆動には関与しない。コイ
ル158〜162を挿入することによりこれらのコイルの領域
に於ける磁束線がコイルに於ける電力の方向に対し実質
的に直交することが理解されよう。従って力Ｆは図20に
示されている如く磁束及び電流の何れに対しても直交す
る。この場合にも力は上述の如くＦ＝Ｂ×Ｉ×ｉにて表
わされる。従って１個乃至それ以上のサウンドドライブ
用コイルがフィルム164及び166を駆動すべく各絵素に組
込まれてよい。これらのフィルムは透明フィルム（ホロ
グラフィックレンズと同じ層でもよい）、ガラス板、或
いは別個のフィルム層であってよい。これらのフィルム
は一つのサウンドドライバより次のサウンドドライバに
電気的に直列に接続された導電体を含んでいる。コイル
158〜162のそれぞれの周りに於ける漏洩磁束170〜174に
注意されたい。かかる漏洩磁束は図21に示されている如
く各々の隣接するサウンドドライバ組立体と関連してい
る。ここで178は前のコイルからのものであり、176は次
のコイルへ向かうものである。
図22について見ると、ここには図17〜図20に示された
実施例に使用されてよい頂部と底部のコイルの配列が平
面図にて示されている。接点パッド180がフィルム138の
底側にてPCB152に接続されており、また導通管を経てフ
ィルム138の頂部側に設けられた図には示されていない
他の一つの接点パッドに接続されている。導電性のトレ
ーサ182がフィルム138の頂部側に設けられており、また
導電性トレーサ184がフィルム138の底部側に設けられて
いて接点パッド180にて終っている。これら二つのトレ
ーサはフィルム138の頂部側と底部側とを電気的に接続
するための連通管186にて終っている。勿論磁気コイル
技術による他の実施例が採用されてもよいことは明らか
でああろう。例えば図には移動式のコイルが示されてい
るが、かかるコイルは固定式とされ、移動式の磁石がHD
Eに組込まれてもよい。
実施例に使用されてよい頂部と底部のコイルの配列が平
面図にて示されている。接点パッド180がフィルム138の
底側にてPCB152に接続されており、また導通管を経てフ
ィルム138の頂部側に設けられた図には示されていない
他の一つの接点パッドに接続されている。導電性のトレ
ーサ182がフィルム138の頂部側に設けられており、また
導電性トレーサ184がフィルム138の底部側に設けられて
いて接点パッド180にて終っている。これら二つのトレ
ーサはフィルム138の頂部側と底部側とを電気的に接続
するための連通管186にて終っている。勿論磁気コイル
技術による他の実施例が採用されてもよいことは明らか
でああろう。例えば図には移動式のコイルが示されてい
るが、かかるコイルは固定式とされ、移動式の磁石がHD
Eに組込まれてもよい。
以上に於ては本発明を実施例について詳細に説明した
が、本発明の範囲内にて他に種々の実施例が可能である
ことは当業者にとって明らかであろう。
が、本発明の範囲内にて他に種々の実施例が可能である
ことは当業者にとって明らかであろう。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 バット，シャイレッシュ，エス
アメリカ合衆国 48084 ミシガン州、
トロイ、カーツ・ブールヴァード 1847
アパートメント 211
(72)発明者 カレン，ドナルド，エル
アメリカ合衆国 43235 オハイオ州、
コロンバス，チャドウッド・レーン
7184
(72)発明者 ワッソン，ケン，ジー
アメリカ合衆国 94404 カリフォルニ
ア州、フォスター・シティ、スプラーギ
ュ・レーン 1110
(56)参考文献 米国特許4331972（ＵＳ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G02B 27/42
G02B 26/00
Claims (74)
- 【請求項１】ホログラフィック回析模様を担持する要素
を含む表示装置であって、前記要素が該要素を動かすた
めの励起可能なエネルギ源に接続され、前記ホログラフ
ィック回析模様が前記要素の運動により動かされ、前記
ホログラフィック回析模様の運動により、該ホログラフ
ィック回析模様へ入射するエネルギが回析して該ホログ
ラフィック回析模様から種々の選択された波長の回析エ
ネルギを生成するよう構成された表示装置。 - 【請求項２】請求項１の表示装置であって、前記要素が
バイモルフ要素である表示装置。 - 【請求項３】請求項２の表示装置であって、前記回析模
様が前記バイモルフ 要素上にエンボス加工されている表示装置。 - 【請求項４】請求項３の表示装置であって、前記のエン
ボス加工されたバイモルフ要素が前記エネルギを反射す
る表示装置。 - 【請求項５】請求項３の表示装置であって、前記のエン
ボス加工されたバイモルフ要素は前記の入射エネルギに
対して透過性を有し、前記回析エネルギを生成する表示
装置。 - 【請求項６】請求項３の表示装置であって、前記回析模
様が前記バイモルフ要素上に直接エンボス加工されてい
る表示装置。 - 【請求項７】請求項３の表示装置であって、前記回析模
様が重層されて前記バイモルフ要素を形成するフィルム
上にエンボス加工されている表示装置。 - 【請求項８】請求項１の表示装置であって、前記バイモ
ルフ要素が該バイモルフ要素を運動されるための電気的
或いは磁気的エネルギ源に接続されている表示装置。 - 【請求項９】請求項２の表示装置であって、前記バイモ
ルフ要素が前記電気的エネルギ源に並列に接続されてい
る表示装置。 - 【請求項１０】請求項２の表示装置であって、前記バイ
モルフ要素が前記電気的エネルギ源に直列に接続されて
いる表示装置。 - 【請求項１１】請求項３の表示装置であって、前記バイ
モルフ要素が該バイモルフ要素を運動されるための電気
的エネルギ源に接続されている表示装置。 - 【請求項１２】請求項11の表示装置であって、前記バイ
モルフ要素が前記電気的エネルギ源に並列に接続されて
いる表示装置。 - 【請求項１３】請求項11の表示装置であって、前記バイ
モルフ要素がＺ戦記電気的エネルギ源に直列に接続され
ている表示装置。 - 【請求項１４】請求項１の表示装置のマトリックス。
- 【請求項１５】請求項３の表示装置のマトリックス。
- 【請求項１６】請求項３の表示装置であって、前記バイ
モルフ要素がポリビニリデンフロエライドの複数の層よ
り形成されている表示装置。 - 【請求項１７】請求項１の表示装置であって、前記要素
が駆動軸線と一対の端部とを有し、 該端部の各々は電気的に励磁可能なコイルを担持してお
り、前記コイルは一対の磁石と磁気的に連結されてお
り、前記一対の磁石は前記要素の両端部より隔置されて
おり、前記コイルが励磁されることにより前記要素はそ
の駆動軸線の周りに回転するよう構成されている表示装
置。 - 【請求項１８】請求項17の表示装置であって、前記磁石
は磁気的背板を経て磁気的に連結されている表示装置。 - 【請求項１９】請求項17の表示装置であって、前記磁石
は前記要素の両端の下方に配置されている表示装置。 - 【請求項２０】請求項17の表示装置であって、前記磁石
は前記要素の両端部に近接して配置されている表示装
置。 - 【請求項２１】請求項20の表示装置であって、前記一対
の磁石の少なくとも一方の上にサウンドフィルムが配置
されており、他の一つの電気的励磁されるコイルが前記
サウンドフィルムと前記磁石の間の或る方向をなくして
配置されており、前記他方のコイルに於ける電流によっ
て生じた電動力は前記サウンドフィルムに対して実質的
に直角方向であり、前記他方のコイルが励磁されること
により前記サウンドフィルムが振動して音を発生するよ
う構成された表示装置。 - 【請求項２２】透過式回析表示装置にして、 （ａ）外面と内面とを有し該内面に入射する反射エネル
ギを制限する外側の剛固な透明部材と、 （ｂ）見かけの外面を内面とを有し前記剛固な透明部材
に近接して設けられた個別のレンズ要素と、 （ｃ）外面と内面とを有し又前記個別のレンズ要素と整
合した開口を有し前記レンズ要素の内面に近接して配置
された剛固な不透明スペーサと、 （ｄ）前記不透明スペーサの開口と整合して設けられ、
内面と前記スペーサの開口に近接したエネルギ回析型外
面とを有する透明の個別の要素にして、前記エネルギ回
析型外面は前記要素が弛緩状態にあるときには或る波長
のエネルギを回析しつつ通過させる回析模様を備えてお
り、前記個別の要素は選択的に励起された状態を生ずる
べく電源に接続されており、該要素はその弛緩状態にあ
る位置より物理的に偏倚されるようなっており、該要素
はそれが励起状態にあるときには前記波長とは異なる波
長のエネルギを回析しつつ通過するよう構成されている
透明の個別の要素と を含み、前記回析模様を透過したエネルギが回析され前
記開口を通過し前記レンズ要素を通過した前記回析エネ
ルギが前記透明部材上にて焦点を結ぶよう構成された透
過式回析表示装置。 - 【請求項２３】請求項22の表示装置であって、前記回析
模様が前記要素にエンボス加工されている表示装置。 - 【請求項２４】請求項22の表示装置であって、前記回析
模様が積層されて前記要素を構成する透明層にエンボス
加工されている表示装置。 - 【請求項２５】請求項23の表示装置であって、前記透明
構成部材の外面が該透明構成部材の内面に照射されるエ
ネルギを制限する非線型被覆を施されている表示装置。 - 【請求項２６】請求項22の表示装置であって、前記の個
別のレンズ要素が一つ又はそれ以上のホログラフィック
レンズ要素或いは回析レンズ要素である表示装置。 - 【請求項２７】請求項22の表示装置であって、前記要素
がバイモルフ要素である表示装置。 - 【請求項２８】請求項22の表示装置であって、前記要素
が駆動軸線と一対の端部とを有し、該一対の端部の各々
は電気的に励磁されるコイルを担持しており、該コイル
は一対の磁石と磁気的に連結されており、前記一対の磁
石は前記要素の両端より隔置されており、前記コイルが
励磁されることにより前記要素は前記駆動軸線の周りに
回転するよう構成されている表示装置。 - 【請求項２９】請求項28の表示装置であって、前記磁石
が磁気的背板を経て磁気的に連結されている表示装置。 - 【請求項３０】請求項28の表示装置であって、前記磁石
が前記要素の両端部の下に配置されている表示装置。 - 【請求項３１】請求項28の表示装置であって、前記磁石
が前記要素の両端部にそれに近接して配置されている表
示装置。 - 【請求項３２】請求項31の表示装置であって、前記一対
の磁石の少なくとも一方の上方に一つのサウンドフィル
ムが配置され、該サウンドフィルムの前記磁石の間に他
の一つの電気的に励磁されるコイルがある角度を以て配
置されており、前記他の一つのコイルに流れる電流によ
り生じた電動力は前記セウンドフィルムに実質的に垂直
であり、前記他の一つのコイルが励磁されることにより
前記サウンドフィルムが振動して音声を発するよう構成
されている表示装置。 - 【請求項３３】請求項27の表示装置であって、前記バイ
モルフはポリビニリデンフロライドの複数の層より形成
されている表示装置。 - 【請求項３４】請求項22の表示装置であって、前記項目
（ｂ）〜（ｄ）に記載の構成要素が、前記項目（ｄ）で
ある前記外側回席表面を有するフィルムと前記項目
（ｂ）及び（ｃ）である前記開口の収斂され現像された
ホログラフ像とを含み、前記フィルムは項目（ａ）に記
載の部材の内面上に前記像を結ぶに有効な距離だけ前記
項目（ａ）に記載の部材より隔たっている表示装置。 - 【請求項３５】反射式回析表示装置にして、 （ａ）外側面と内側面とを有し該外側面に入射するエネ
ルギを通過させるがその内側面に入射する反射エネルギ
を制限する剛固な外側の透明部材と、 （ｂ）見かけの外側面と内側面とを有し、前記透明部材
の外側面に近接し、前記透明部材を通過した入射したエ
ネルギを集める個別のレンズ要素と、 （ｃ）外側面と内側面とを有し前記個別のレンズ要素と
整合した開口を有し、前記レンズ要素の外側面に近接し
て配置された剛固な不透明スペーサと、 （ｄ）前記剛固な不透明スペーサの開口と整合し、前記
開口に近接した外側のエネルギ反射面を有する要素にし
て、該要素が弛緩状態にあるとき前記反射面は前記要素
の外面に入射するエネルギのうち選択された或る波長の
エネルギを回析しつつ反射する回析格子を有している要
素であって、選択的に励起された状態を生成すべく電源
に接続され、前記励起状態にあるとき弛緩状態に於ける
前記要素の位置から物理的に偏倚され、該要素の外面に
入射したエネルギのうち前記波長とは異なる波長のエネ
ルギを回析しつつ反射を許すようになっている要素とを
有し、 かくして前記剛固な透明部材の外面に入射したエネルギ
がそれを通過し更に前記開口を通って収斂されて前記回
析格子上に入射され、これより選択された波長のエネル
ギが前記回析格子より反射され、前記開口及び前記レン
ズ要素を通り、該レンズ要素がその選択された波長のエ
ネルギを前記剛固な透明部材の外面に収斂されるよう構
成された反射式回析表示装置。 - 【請求項３６】請求項35の表示装置であって、前記回析
格子が前記要素にエンボス加工されている表示装置。 - 【請求項３７】請求項35の表示装置であって、前記回析
格子が前記要素に貼り合された透明層にエンボス加工さ
れている表示装置。 - 【請求項３８】請求項35の表示装置であって、前記要素
がバイモルフ要素である表示装置。 - 【請求項３９】請求項35の表示装置であって、前記要素
が駆動軸線と一対の端部とを有し、該端部の各々は該要
素の両端部より隔置された一対の磁石に磁気的に結合さ
れた電気的に励起されるコイルを担持しており、前記コ
イルが励磁されることにより前記要素はその駆動軸線の
周りに回転するよう構成されている表示装置。 - 【請求項４０】請求項39の表示装置であって、前記磁石
が磁気的背板を経て磁気的に連結されている表示装置。 - 【請求項４１】請求項39の表示装置であって、前記磁石
が前記要素の両端部の下に配置されている表示装置。 - 【請求項４２】請求項39の表示装置であって、前記磁石
が前記要素の両端部に近接して配置されている表示装
置。 - 【請求項４３】請求項42の表示装置であって、前記一対
の磁石の少なくとも一方の上にはサウンドフィルムが配
置されており、他の一つの電気的に磁化可能なコイルが
前記サウンドフィルムと前記磁石の間に所定の方向に配
置されており、これによって前記他の一つのコイルに流
された電流により生じた電動力が前記サウンドフィルム
に対し実質的に垂直であり、前記他の一つのコイルが励
磁されることにより前記サウンドフィルムが振動して音
を発するよう構成されている表示装置。 - 【請求項４４】請求項35の表示装置であって、前記バイ
モルフ要素が前記電源に直列に接続されている表示装
置。 - 【請求項４５】請求項35の表示装置であって、前記バイ
モルフ要素がポリビニリデンフロライドの複数の層より
形成されている表示装置。 - 【請求項４６】請求項35の表示装置であって、前記項目
（ｂ）〜（ｄ）に記載の構成要素が、前記項目（ｄ）で
ある前記外側回析表面を有するフィルムと前記項目
（ｂ）及び（ｃ）である前記開口の収斂され現像された
ホログラフ像とを含み、前記フィルムは項目（ａ）に記
載の部材の内面上に前記像を結ぶに有効な距離だけ前記
項目（ａ）に記載の部材より隔たっている表示装置。 - 【請求項４７】表示装置へ入射したエネルギより種々の
選択された波長の回析されたエネルギを生成する方法に
して、 （ａ）回析模様を担持する要素であって、該要素を動か
すべく付勢可能な源に接続され、前記要素の運動により
前記回析模様が動かされ、前記回析模様の運動により前
記回析模様に入射するエネルギが回析され前記回析模様
から回析されたエネルギを生成する要素を設けること
と、 （ｂ）前記回析模様にエネルギを導くことと、 （ｃ）前記付勢可能な源による前記要素の運動を制御し
た前記回析模様の実効的な間隔を変更し前記回析されて
生成されるエネルギの波長を制御することとを含む方
法。 - 【請求項４８】請求項47の方法であって、前記表示装置
がバイモルフ要素上にエンボス加工された回析模様を有
し、該バイモルフ要素はそれを運動させる電源に接続さ
れている方法。 - 【請求項４９】請求項48の方法であって、前記のエネル
ギは可視光であり、前記バイモルフ要素は選択された色
を生成するよう制御される方法。 - 【請求項５０】請求項48の方法であって、前記表示装置
が選択された回析エネルギのマトリックスを与えるバイ
モルフ要素のマトリックスよりなる方法。 - 【請求項５１】請求項49の方法であって、前記表示装置
が選択された色のマトリックスを与えるバイモルフ要素
のマトリックスよりなる方法。 - 【請求項５２】請求項48の方法であって、前記のエンボ
ス加工された要素が入射されたエネルギを反射する方
法。 - 【請求項５３】請求項48の方法であって、前記のエンボ
ス加工された要素は照射されたエネルギに対し通過性を
有する方法。 - 【請求項５４】請求項47の方法であって、前記要素がそ
の重心に枢動点を有しまた一対の端部を有しており、該
端部の各々は電気的に励磁されるコイルを担持してお
り、該コイルは前記要素の端部より隔置された一対の磁
石に磁気的に連結されており、前記コイルが励磁される
ことにより前記要素がその枢動点の周りに回転する方
法。 - 【請求項５５】請求項54の方法であって、前記一対の磁
石が磁気的背板を経て磁気的に連結されている方法。 - 【請求項５６】請求項54の方法であって、前記磁石が前
期要素の端部の下方に配置されている方法。 - 【請求項５７】請求項54の方法であって、前記磁石が前
記要素の端部に近接して配置されている方法。 - 【請求項５８】請求項57の方法であって、前記一対の磁
石の少なくとも一方の上にサウンドフィルムが配置され
ており、他の一つの電気的に励磁されるコイルが前記サ
ウンドフィルムと前記磁石の間に或る方向をなくして配
置されており、前記他の一つのコイルに電流が流される
ことにより生じた電動力は前記サウンドフィルムに実質
的に垂直であり、前記他の一つのコイルが励磁されるこ
とにより前記サウンドフィルムが振動した音を発するよ
うになっている方法。 - 【請求項５９】請求項58の方法であって、前記表示装置
が、 （ａ）外面と内面とを有し該内面に入射する反射エネル
ギを制限する外側の剛固な透明部材と、 （ｂ）見かけの外面と内面とを有し前記の剛固な透明部
材に近接して設けられた個別のレンズ要素と、 （ｃ）外面と内面とを有し又前記個別のレンズ要素と整
合した開口を有し前記レンズ要素の内面に近接して配置
された剛固な不透明スペーサと、 （ｄ）前記不透明スペーサの開口と整合して設けられ、
内面を前記スペーサの開口に近接したエネルギ回析型外
面とを有する透明の個別の要素にして、前記エネルギ回
析型外面は前記要素が弛緩状態にあるときには或る波長
のエネルギを回析しつつ通過させる回析模様を備えてお
り、前記個別の要素は選択的に励起された状態を生ずる
べく電源に接続されており、該要素はその弛緩状態にあ
る位置より物理的に偏倚されるようなっており、該要素
はそれが励起状態にあるときには前記波長とは異なる波
長のエネルギを回析し通過するよう構成されている透明
の個別の要素と を含み、前記回析模様を透過したエネルギが回析され前
記開口を通過し前記レンズ要素を通過して前記回析エネ
ルギが前記透明部材上にて焦点を結ぶよう構成された表
示装置である方法。 - 【請求項６０】請求項59の方法であって、前記項目
（ｂ）〜（ｄ）に記載の構成要素が、前記項目（ｄ）で
ある前記外側回析表面を有するフィルムと前記項目
（ｂ）及び（ｃ）である前記開口の収斂され現像された
ホログラフ像とを含み，前記フィルムは項目（ａ）に記
載の部材の内面上に前記像を結ぶに有効な距離だけ前記
項目（ａ）に記載の部材より隔たっている方法。 - 【請求項６１】請求項47の方法であって、前記表示装置
が （ａ）外側面と内側面とを有し該外側面に入射するエネ
ルギを通過されるがその内側面に入射する反射エネルギ
を制限する剛固な外側の透明部材と、 （ｂ）見かけの外側面と内側面とを有し、前記透明部材
の外側面に近接し、前記透明部材を通過して入射したエ
ネルギを集める個別のレンズ要素にして、エネルギが前
期レンズ要素の見かけの外側面から前記外側の透明部材
へ入射するようにして該レンズを通って反射されるよう
にするレンズ要素と （ｃ）外側面と内側面とを有し前記個別のレンズ要素と
整合した開口を有し、前記レンズ要素の外側面に近接し
て配置された剛固な不透明スペーサと、 （ｄ）前記剛固な不透明スペーサの開口と整合し、前記
開口に近接した外側のエネルギ反射面を有する要素にし
て、該要素が弛緩状態にあるとき前記反射面は前記要素
の外面に入射するエネルギのうち選択された或る波長の
エネルギを回析しつつ反射する回析格子を有している要
素であって、選択的に励起された状態を生成すべく電源
に接続され、前記励起状態にあるとき弛緩状態に於ける
前記要素の位置から物理的に偏倚され、該要素の外面に
入射したエネルギのうち前記波長とは異なる波長の回析
エネルギの反射を許すようになっている要素とを有し、 かくして前記剛固な透明部材の外面に入射したエネルギ
がそれを通過し更に前記開口を通って収斂されて前記回
析格子上に入射され、これより選択された波長のエネル
ギが前記回析格子より反射され、前記開口及び前記レン
ズ要素を通り、該レンズ要素がその選択された波長のエ
ネルギを前記剛固な透明部材の外面に収斂されるよう構
成された表示装置である方法。 - 【請求項６２】請求項47の方法であって、前記項目
（ｂ）〜（ｄ）に記載に構成要素が、前記項目（ｄ）で
ある前記外側回析表面を有するフィルムと前記項目
（ｂ）及び（ｃ）である前記開口の収斂され現像された
ホログラフ像とを含み、前記フィルムは項目（ａ）に記
載の部材の内面上に前記像を結ぶに有効な距離だけ前記
項目（ａ）に記載の部材より隔たっている方法。 - 【請求項６３】ホログラフィック回析模様を担持する圧
電フィルムを含む表示装置であって、前記圧電フィルム
が、該圧電フィルムを動かすための電源に接続され、前
記ホログラフィック回析模様が前記圧電フィルムの運動
により動かされ、前記ホログラフィック回析模様の運動
により、該ホログラフィック回析模様へ入射するエネル
ギが回析されて該ホログラフィック回析模様から種々の
選択された波長の回析されたエネルギを生成するよう構
成された表示装置。 - 【請求項６４】請求項63の装置であって、前記圧電フィ
ルムがエンボス加工され、該フィルムが回析されたエネ
ルギを反射する表示装置。 - 【請求項６５】請求億63の装置であって、前記圧電フィ
ルムがエンボス加工され、前記フィルムが前記入射エネ
ルギを透過して回析されてエネルギを発生する表示装
置。 - 【請求項６６】請求項63の装置であって、前記圧電フィ
ルムが前記電源に並列に接続されている表示装置。 - 【請求項６７】請求項63の装置であって、前記圧電フィ
ルムが前記電源に直列に接続されている表示装置。 - 【請求項６８】請求項63のエンボス加工された圧電フィ
ルムのマトリックス。 - 【請求項６９】請求項63の装置であって、前記圧電フィ
ルムがポリビニリデンフロライドである表示装置。 - 【請求項７０】重心にある枢点と一対の両端部とを有す
る要素を有し、該一対の両端部の各々は電気的に励磁さ
れるコイルを担持し、該コイルは一対の磁石と磁気的に
連結されており、該磁石は該要素の両端部より隔置さ
れ、該要素上にエンボス加工された回析模様が設けられ
ている表示装置であって、前記コイルが励磁されること
により前記要素がその枢点の周りに回転し、該要素に照
射されたエネルギを回析して該要素より発する回析エネ
ルギを発生するよう構成された表示装置。 - 【請求項７１】請求項70の装置であって、前記一対の磁
石が磁性的背板を経て磁気的に連結されている表示装
置。 - 【請求項７２】請求項70の装置であって、前記磁石が前
記要素の端部の下方に配置されている表示装置。 - 【請求項７３】請求項70の装置であって、前記磁石が前
記要素の端部に近接して配置されている表示装置。 - 【請求項７４】請求項70の装置であって、前記磁石対の
少なくとも一つの上にサウンドフィルムが配置されてお
り、他の一つの電気的に励磁されるコイルが前記サウン
ドフィルムと前記磁石の間に或る方向をなして配置され
ており、前記他方のコイルに電流が供給されることによ
り発生する電気的力が前記サウンドフィルムに対し実質
的に垂直であり、前記他方のコイルが励磁されることに
より前記サウンドフィルムが振動して音が発生される表
示装置。
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