JP5092542B2 - 可変回折格子、回折角可変素子、撮像装置、及び、表示装置 - Google Patents
可変回折格子、回折角可変素子、撮像装置、及び、表示装置 Download PDFInfo
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Description
ε0 :真空の誘電率
ε :絶縁膜の比誘電率
γLG:電解液の表面張力
t :絶縁膜の膜厚
である。
等間隔に配列され、平行に延びる複数の隔壁部材を備えた可変回折格子であって、
隔壁部材の対向面のそれぞれには、第1電極が設けられており、
隣接する2つの隔壁部材において、それぞれの対向面に設けられた第1電極は、互いに電気的に接続され、以て、第1電極接続対が構成され、
各第1電極上には、絶縁膜及び撥水処理層が、順次、形成されており、
隣接する2つの隔壁部材の間は、絶縁性の第1の液体、及び、導電性の第2の液体で満たされており、
第2の液体と接触した第2電極が備えられており、
第1電極と第2電極との間に電圧を印加することで、隔壁部材の間を、一方の側から入射し、他方の側から出射する光の回折角を制御することを特徴とする。
(A)透明な材料から作製された光入射部材及び光出射部材を有する容器を備えた可変回折格子、及び、
(B)光出射部材の外面に隣接して配置され、光出射部材から出射された光の内、所望の出射角を有する光のみを通過させる光遮蔽部材、
を備えた回折角可変素子であって、
可変回折格子は、更に、
等間隔に配列され、平行に延びる複数の隔壁部材を備えており、
隔壁部材の対向面のそれぞれには、第1電極が設けられており、
隣接する2つの隔壁部材において、それぞれの対向面に設けられた第1電極は、互いに電気的に接続され、以て、第1電極接続対が構成され、
各第1電極上には、絶縁膜及び撥水処理層が、順次、形成されており、
隣接する2つの隔壁部材の間は、絶縁性の第1の液体、及び、導電性の第2の液体で満たされており、
第2の液体と接触した第2電極が備えられており、
第1電極と第2電極との間に電圧を印加することで、隔壁部材の間を、一方の側から入射し、他方の側から出射する光の回折角を制御し、
複数の隔壁部材、第1の液体及び第2の液体は、容器内に格納されていることを特徴とする。
(A)透明な材料から作製された光入射部材及び光出射部材を有する容器を備えた可変回折格子、
(B)光出射部材の外面に隣接して配置され、光出射部材から出射された光の内、所望の出射角を有する光のみを通過させる光遮蔽部材、及び、
(C)光遮蔽部材から出射された光に基づき撮像する撮像手段、
を備えた撮像装置であって、
可変回折格子は、上記の本発明の回折角可変素子を構成する可変回折格子と同じ構成を有する。
(A)透明な材料から作製された光入射部材及び光出射部材を有する容器を備えた可変回折格子、
(B)光出射部材の外面に隣接して配置され、光出射部材から出射された光の内、所望の出射角を有する光のみを通過させる光遮蔽部材、及び、
(C)光遮蔽部材から出射された光の透過/不透過を制御する光透過制御装置、
を備えた表示装置であって、
可変回折格子は、上記の本発明の回折角可変素子を構成する可変回折格子と同じ構成を有する。
n1-Liqsin(θ1)−n2-Liqsin(θ2)=mλR/(D×NR) (1)
n1-Liqsin(θ1)−n2-Liqsin(θ2)=mλG/(D×NG) (2)
n1-Liqsin(θ1)−n2-Liqsin(θ2)=mλB/(D×NB) (3)
但し、
n1-Liq:第1の液体の屈折率
n2-Liq:第2の液体の屈折率
θ1:第1の液体へ光が入射し若しくは第1の液体から光が出射する角度
θ2:第2の液体から光が出射し若しくは第2の液体へ光が入射する角度
λR:赤色の光の主波長
λG:緑色の光の主波長
λB:青色の光の主波長
D :隔壁部材の間隔
m :回折次数
NR:主波長λRを有する赤色の光を回折させるときの回折格子の格子定数を規定する正の整数であり、係る格子定数はD×NRで表され、連続するNR個の第1電極接続対に対して、漸次、段階的に変化する電位が与えられる
NG:主波長λGを有する緑色の光を回折させるときの回折格子の格子定数を規定する正の整数であり、係る格子定数はD×NGで表され、連続するNG個の第1電極接続対に対して、漸次、段階的に変化する電位が与えられる
NB:主波長λBを有する青色の光を回折させるときの回折格子の格子定数を規定する正の整数であり、係る格子定数はD×NBで表され、連続するNB個の第1電極接続対に対して、漸次、段階的に変化する電位が与えられる
である。
sinc(x)=sin(π・x)/(π・x) (D)
(A)透明な材料から作製された光入射部材41及び光出射部材42を有する容器40を備えた可変回折格子10、及び、
(B)光出射部材42の外面に隣接して配置され、光出射部材42から出射された光の内、所望の出射角を有する光のみを通過させる光遮蔽部材51、
を備えている。尚、光遮蔽部材51から出射された光の透過/不透過を制御する光透過制御装置は、具体的には、カラーフィルターを備えていないモノクロ表示タイプの透過型の液晶表示装置60から構成されている。
第1の液体の屈折率n1-Liq :1.49
第2の液体の屈折率n2-Liq :1.34
隔壁部材を構成する材料の屈折率nWall:1.59
第1の液体の密度 :1.02グラム/cm3
第2の液体の密度 :1.06グラム/cm3
赤色の光の主波長λR:650nm
緑色の光の主波長λG:550nm
青色の光の主波長λB:435nm
回折次数m :−1
入射角θ2 :−10度
NR :6
NG :5
NB :4
PR(=NR×D) :2.4μm
PG(=NG×D) :2.0μm
PG(=NB×D) :1.6μm
θ1-R=−0.089度
θ1-G= 0.084度
θ1-B=−0.046度
4 1.0μm 23.56度
8 2.0μm 11.53度
16 4.0μm 5.73度
32 8.0μm 2.86度
Claims (14)
- 等間隔に配列され、平行に延びる複数の隔壁部材を備えた可変回折格子であって、
隔壁部材の対向面のそれぞれには、第1電極が設けられており、
隣接する2つの隔壁部材において、それぞれの対向面に設けられた第1電極は、互いに電気的に接続され、以て、第1電極接続対が構成され、
各第1電極上には、絶縁膜及び撥水処理層が、順次、形成されており、
隣接する2つの隔壁部材の間は、絶縁性の第1の液体、及び、導電性の第2の液体で満たされており、
第2の液体と接触した第2電極が備えられており、
第1電極と第2電極との間に電圧を印加することで、隔壁部材の間を、一方の側から入射し、他方の側から出射する光の回折角を制御することを特徴とする可変回折格子。 - 連続する第1電極接続対に対して、漸次、段階的に変化する電位を与えることで、隣接する2つの隔壁部材の間における第1の液体と第2の液体との界面の位置を、該連続する隔壁部材の間において、漸次、変化させることを特徴とする請求項1に記載の可変回折格子。
- 隔壁部材の間隔をDとしたとき、連続するN個(但し、Nは正の整数)の第1電極接続対に対して、漸次、段階的に変化する電位を与えることで、D×Nの格子定数を有する回折格子が形成されることを特徴とする請求項1に記載の可変回折格子。
- 以下の式を満足することを特徴とする請求項1に記載の可変回折格子。
n1-Liqsin(θ1)−n2-Liqsin(θ2)=mλR/(D×NR) (1)
n1-Liqsin(θ1)−n2-Liqsin(θ2)=mλG/(D×NG) (2)
n1-Liqsin(θ1)−n2-Liqsin(θ2)=mλB/(D×NB) (3)
但し、
n1-Liq:第1の液体の屈折率
n2-Liq:第2の液体の屈折率
θ1:第1の液体へ光が入射し若しくは第1の液体から光が出射する角度
θ2:第2の液体から光が出射し若しくは第2の液体へ光が入射する角度
λR:赤色の光の主波長
λG:緑色の光の主波長
λB:青色の光の主波長
D :隔壁部材の間隔
m :回折次数
NR:主波長λRを有する赤色の光を回折させるときの回折格子の格子定数を規定する正の整数であり、係る格子定数はD×NRで表され、連続するNR個の第1電極接続対に対して、漸次、段階的に変化する電位が与えられる
NG:主波長λGを有する緑色の光を回折させるときの回折格子の格子定数を規定する正の整数であり、係る格子定数はD×NGで表され、連続するNG個の第1電極接続対に対して、漸次、段階的に変化する電位が与えられる
NB:主波長λBを有する青色の光を回折させるときの回折格子の格子定数を規定する正の整数であり、係る格子定数はD×NBで表され、連続するNB個の第1電極接続対に対して、漸次、段階的に変化する電位が与えられる
である。 - 透明な材料から作製された光入射部材及び光出射部材を有する容器を更に備えており、
複数の隔壁部材、第1の液体及び第2の液体は、容器内に格納されており、
第2電極は、光入射部材の内面あるいは光出射部材の内面に設けられていることを特徴とする請求項1に記載の可変回折格子。 - 容器の内側外周部には、第1の液体及び第2の液体の界面の位置変化に伴う隔壁部材の間における第1の液体及び第2の液体の流入出を調整するための液体バッファ領域が設けられていることを特徴とする請求項5に記載の可変回折格子。
- (A)透明な材料から作製された光入射部材及び光出射部材を有する容器を備えた可変回折格子、及び、
(B)光出射部材の外面に隣接して配置され、光出射部材から出射された光の内、所望の出射角を有する光のみを通過させる光遮蔽部材、
を備えた回折角可変素子であって、
可変回折格子は、更に、
等間隔に配列され、平行に延びる複数の隔壁部材を備えており、
隔壁部材の対向面のそれぞれには、第1電極が設けられており、
隣接する2つの隔壁部材において、それぞれの対向面に設けられた第1電極は、互いに電気的に接続され、以て、第1電極接続対が構成され、
各第1電極上には、絶縁膜及び撥水処理層が、順次、形成されており、
隣接する2つの隔壁部材の間は、絶縁性の第1の液体、及び、導電性の第2の液体で満たされており、
第2の液体と接触した第2電極が備えられており、
第1電極と第2電極との間に電圧を印加することで、隔壁部材の間を、一方の側から入射し、他方の側から出射する光の回折角を制御し、
複数の隔壁部材、第1の液体及び第2の液体は、容器内に格納されていることを特徴とする回折角可変素子。 - 連続する第1電極接続対に対して、漸次、段階的に変化する電位を与えることで、隣接する2つの隔壁部材の間における第1の液体と第2の液体との界面の位置を、該連続する隔壁部材の間において、漸次、変化させることを特徴とする請求項7に記載の回折角可変素子。
- 隔壁部材の間隔をDとしたとき、連続するN個(但し、Nは正の整数)の第1電極接続対に対して、漸次、段階的に変化する電位を与えることで、D×Nの格子定数を有する回折格子が形成されることを特徴とする請求項7に記載の回折角可変素子。
- 以下の式を満足することを特徴とする請求項7に記載の回折角可変素子。
n1-Liqsin(θ1)−n2-Liqsin(θ2)=mλR/(D×NR) (1)
n1-Liqsin(θ1)−n2-Liqsin(θ2)=mλG/(D×NG) (2)
n1-Liqsin(θ1)−n2-Liqsin(θ2)=mλB/(D×NB) (3)
但し、
n1-Liq:第1の液体の屈折率
n2-Liq:第2の液体の屈折率
θ1:第1の液体へ光が入射し若しくは第1の液体から光が出射する角度
θ2:第2の液体から光が出射し若しくは第2の液体へ光が入射する角度
λR:赤色の光の主波長
λG:緑色の光の主波長
λB:青色の光の主波長
D :隔壁部材の間隔
m :回折次数
NR:主波長λRを有する赤色の光を回折させるときの回折格子の格子定数を規定する正の整数であり、係る格子定数はD×NRで表され、連続するNR個の第1電極接続対に対して、漸次、段階的に変化する電位が与えられる
NG:主波長λGを有する緑色の光を回折させるときの回折格子の格子定数を規定する正の整数であり、係る格子定数はD×NGで表され、連続するNG個の第1電極接続対に対して、漸次、段階的に変化する電位が与えられる
NB:主波長λBを有する青色の光を回折させるときの回折格子の格子定数を規定する正の整数であり、係る格子定数はD×NBで表され、連続するNB個の第1電極接続対に対して、漸次、段階的に変化する電位が与えられる
である。 - 第2電極は、光入射部材の内面あるいは光出射部材の内面に設けられていることを特徴とする請求項7に記載の回折角可変素子。
- 容器の内側外周部には、第1の液体及び第2の液体の界面の位置変化に伴う隔壁部材の間における第1の液体及び第2の液体の流入出を調整するための液体バッファ領域が設けられていることを特徴とする請求項7に記載の回折角可変素子。
- (A)透明な材料から作製された光入射部材及び光出射部材を有する容器を備えた可変回折格子、
(B)光出射部材の外面に隣接して配置され、光出射部材から出射された光の内、所望の出射角を有する光のみを通過させる光遮蔽部材、及び、
(C)光遮蔽部材から出射された光に基づき撮像する撮像手段、
を備えた撮像装置であって、
可変回折格子は、更に、
等間隔に配列され、平行に延びる複数の隔壁部材を備えており、
隔壁部材の対向面のそれぞれには、第1電極が設けられており、
隣接する2つの隔壁部材において、それぞれの対向面に設けられた第1電極は、互いに電気的に接続され、以て、第1電極接続対が構成され、
各第1電極上には、絶縁膜及び撥水処理層が、順次、形成されており、
隣接する2つの隔壁部材の間は、絶縁性の第1の液体、及び、導電性の第2の液体で満たされており、
第2の液体と接触した第2電極が備えられており、
第1電極と第2電極との間に電圧を印加することで、隔壁部材の間を、一方の側から入射し、他方の側から出射する光の回折角を制御し、
複数の隔壁部材、第1の液体及び第2の液体は、容器内に格納されていることを特徴とする撮像装置。 - (A)透明な材料から作製された光入射部材及び光出射部材を有する容器を備えた可変回折格子、
(B)光出射部材の外面に隣接して配置され、光出射部材から出射された光の内、所望の出射角を有する光のみを通過させる光遮蔽部材、及び、
(C)光遮蔽部材から出射された光の透過/不透過を制御する光透過制御装置、
を備えた表示装置であって、
可変回折格子は、更に、
等間隔に配列され、平行に延びる複数の隔壁部材を備えており、
隔壁部材の対向面のそれぞれには、第1電極が設けられており、
隣接する2つの隔壁部材において、それぞれの対向面に設けられた第1電極は、互いに電気的に接続され、以て、第1電極接続対が構成され、
各第1電極上には、絶縁膜及び撥水処理層が、順次、形成されており、
隣接する2つの隔壁部材の間は、絶縁性の第1の液体、及び、導電性の第2の液体で満たされており、
第2の液体と接触した第2電極が備えられており、
第1電極と第2電極との間に電圧を印加することで、隔壁部材の間を、一方の側から入射し、他方の側から出射する光の回折角を制御し、
複数の隔壁部材、第1の液体及び第2の液体は、容器内に格納されていることを特徴とする表示装置。
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