(57)【要約】【課題】　カラーホイールの使用により生じるノイズや明度の低下等を解決する。【解決手段】　実質的に光学経路１４内に選択的に配置される濾波流体５０、５２、５４、７２、７６、８０、９６を備えたチャンバ８４を有する、少なくとも１つのフィルタ４４、４６、４８、７０、７４、７８と、光学経路１４中または光学経路１４外へと濾波流体５０、５２、５４、７２、７６、８０、９６を選択的に移動するように構成された液体移動作動器６２、９２、９４とを含んでなる、ディスプレイ装置の光濾波要素４０、４０’および色濾波方法を提供する。【選択図】　　　　図４
2004110045.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
　光学経路内に選択的に配置される濾波流体を備えたチャンバを有する、少なくとも１つのフィルタと、
　実質的に前記光学経路中または前記光学経路外へと該濾波流体を選択的に移動するように構成された液体移動作動器と
を含んでなる、ディスプレイ装置の光濾波要素。
【請求項２】
　前記液体移動作動器は、前記チャンバ内に気泡を選択的に発生して、前記光学経路から前記濾波流体を移動させるように構成された気泡発生器を含む請求項１に記載の光濾波要素。
【請求項３】
　前記液体移動作動器は、前記チャンバの表面特性を変化させるように構成されたものである請求項１に記載の光濾波要素。
【請求項４】
　光学経路に配置される複数の色要素を備える色生成装置であって、該色要素のそれぞれが、前記光学経路内に選択的に配置される濾波流体を備えたチャンバを有する少なくとも１つのフィルタと、前記光学経路中または前記光学経路外へと該濾波流体を実質的に選択的に移動するように構成された液体移動作動器とを含んでなる色生成装置。
【請求項５】
　前記液体移動作動器は、前記チャンバ内に気泡を選択的に発生して、前記光学経路から前記濾波流体を移動させるように構成された気泡発生器を含む請求項４に記載の色生成装置。
【請求項６】
　前記液体移動作動器は、前記チャンバの寸法を変更するように構成された電気的に作動される素子を含む請求項４に記載の色生成装置。
【請求項７】
　光を生成し、光学経路に沿って該光を向けるように構成された照明源と、
　該光学経路に配置された色生成器であって、該色生成器が１以上の色要素を含み、１以上の該色要素が色濾波流体を有する少なくとも１つのフィルタおよび関連する液体移動作動器を有し、該フィルタが濾波状態と非濾波状態との少なくとも一方に選択的に構成可能にするものである色生成器と、
　該色生成器からの前記光を受けてカラー画像を生成するように構成された表示表面と
を含んでなるディスプレイシステム。
【請求項８】
　濾波流体をそれぞれ含む複数のチャンバと、該チャンバのそれぞれに連結され、光路外の前記チャンバの領域と該光路内の前記チャンバの領域との間で前記濾波流体を移動させるために、選択的に変形可能である圧電素子とを含んでなる、光源を有するディスプレイシステムの色要素。
【請求項９】
　光学経路内または該光学経路外へと移動可能な濾波流体を有するフィルタ上へと光学経路に沿って光を向けるステップと、該フィルタの内部で前記濾波流体を選択的に移動させるステップと、前記フィルタに前記光を通すステップとを含んでなる光の濾波方法。
【請求項１０】
　入射光を選択的に濾波するように適合された第１の色濾波流体を有する、光学経路内にある第１のカラーフィルタと、入射光を選択的に濾波するように適合された第２の色濾波流体を有する、前記光学経路内にある第２のカラーフィルタと、入射光を選択的に濾波するように適合された第３の色濾波流体を有する、前記光学経路内にある第３のカラーフィルタと、前記第１のカラーフィルタにリンクされ、前記第１の色濾波流体の前記光学経路内または前記光学経路外への移動を推進する第１の推進手段と、前記第２のカラーフィルタにリンクされ、前記第２の色濾波流体の前記光学経路内または前記光経路外への移動を推進する第２の推進手段と、前記第３のカラーフィルタにリンクされ、前記第３の色濾波流体の前記光学経路内または前記光学経路外への移動を推進する第３の推進手段とを含んでなる、光学経路を有するディスプレイシステムの色生成器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
　本発明は、画像を生成するディスプレイシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
　長い年月にわたり、画像生成に様々なディスプレイシステムが使用されてきた。かかるディスプレイシステムは、陰極線管（ＣＲＴ）、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、または、たとえばプラズマディスプレイ等の電気アドレス型発光ディスプレイ画像装置を採用することができる。ディスプレイシステムは、パッシブディスプレイスクリーンまたはアクティブディスプレイスクリーンをさらに組み込むことができる。
【０００３】
　今日のディスプレイシステムの多くは、光源とカラーホイール（color wheel、または色環）と空間光変調器とを備える。このようなディスプレイシステム中の光源から発せられる光はカラーホイールに向けられ、カラーホイールが光源からの光を順次濾波し、通常、赤色光、緑色光、および青色光を生成する。このようにして、赤色光と緑色光と青色光とは、通常、空間光変調器に順次に送られ、所望の画像に応じて変調される。このため、多くの場合には、空間光変調器が画像の生成に適するように光を変調するように、カラーホイールの位置をトラッキングしれなければならない。
【０００４】
　カラーホイールの使用は、ディスプレイシステムの画質およびコストに影響を及ぼしうる。たとえば、カラーホイールを回転させるために必要な機構は、通常、大きて扱いにくいものである。空間光変調器と併せてカラーホイールを使用すると、ちらつき、および／または、連続したカラーアーチファクトが発生する場合がある。これらの連続したカラーアーチファクトは、ビデオ画像中で高速に移動する物体に追従する虹色の陰影を含みうる。さらに、カラーホイールの使用は、画像全体の明度に影響を及ぼしうる。カラーホイールによる明度の低下を克服するために、高電力光源がディスプレイシステム内に組み込まれる場合がある。しかし、高電力光源は、ディスプレイシステムのコストを上げるとともに、動作中にかなりの量の電力を消費する可能性がある。さらに、光源を冷やすためにファンが必要になる。かかるファンは、ディスプレイシステムのノイズおよび全体のサイズを増大させる場合がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
　かかるカラーホイールの使用により生じるノイズや明度の低下等の問題を解決する、低消費電力のディスプレイ装置および光濾波方法が要求される。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
　本発明は、ディスプレイ装置の光濾波要素を提供する。この要素は、濾波流体を備えたチャンバを有する少なくとも１つのフィルタを含み、濾波流体が光学経路中に選択的に配置される。この要素は、前記光学経路内または前記光経路外へと濾波流体を実質的に選択的に移動させるよう構成された液体移動作動器をさらに含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
　まず図１を参照して、本発明の実施形態によるディスプレイシステムの全体を１０で示す。ディスプレイシステム１０は、画像を表示するように適合された、任意の適当なシステムでありうる。このようなディスプレイシステム１０としては、背面投影ディスプレイシステムや前面投影ディスプレイシステム等が挙げられるが、これらに限定されない。
【０００８】
　ディスプレイシステム１０は、通常、光源または照明源１２を含む。光を生成して、光学経路１４に沿って画面１６の方に光を向けるように、照明源１２を構成することができる。照明源１２は、水銀灯でありうるがこれに限定されない、任意の適当な発光装置でありうる。
【０００９】
　照明源１２を介して生成された光を、色生成器または色生成装置１８にもさらに向けることができる。より詳細に後述するように、色生成器１８は、光がフィルタを通過する際に光を選択的に濾波する吸光媒体等の移動可能な濾波流体を含みうる。通常、濾波流体は液体であるが、気体、ゼラチン樹脂等を含む任意の移動可能な物質を使用することができる。以下に述べるように、気泡発生器もしくは圧電素子等の液体移動作動器またはプロモータを使用して、濾波流体を動かすことができる。本明細書において用いる液体移動作動器は、濾波流体を光学経路内、および／または、光学経路外へと推進する任意の装置を含む。
【００１０】
　通常、色生成器１８は、色が分離した光を生成するように構成される。色が分離した光は、微小鏡配列、デジタル光プロセッサ、または同様の装置等の空間光変調器２０上にさらに向けられる。次に、空間光変調器２０は、入射光を変調して画面１６上に画像を生成するように適合されている。色生成器１８と空間光変調器２０との両方が、コントローラ２２によって管理される。
【００１１】
　空間光変調器２０からの変調光は、画面１６に当たる前に集束されて位置決めされる。例示的なシステムでは、空間光変調器２０は、投影光学系２４を通るように変調光を向けることができる。通常、投影光学系２４は、色光を画面１６上に集束し、サイズ変更し、配置して、画像を生成するように構成される。投影系２４は、1以上の映写レンズを含みうる。
【００１２】
　図２は、例示的なディスプレイシステム２６を模式的に示す。ディスプレイシステム２６は、画面または表示面３０に着色画像２８を生成するように構成される。図示のディスプレイシステムでは、光源３２が高圧水銀灯として示されているが、そのようなランプに制限される必要はない。説明したように、光源３２は、光３４を生成し、光学経路に沿ってディスプレイシステム２６に光を向ける。光３４は、光学系３５（（１以上の）レンズ等）を通り、色生成器３６を通り、空間光変調器３８上に向けられる。
【００１３】
　色生成器３６は、様々な波長の光を濾波するように構成された複数の色要素４０を含みうる。このため、各色要素は、画像の一部の適切な色に対応する色を生成するように構成される。色生成器は、各色要素がある波長の光を選択的に濾波しながら、他の波長の光を透過させるようにデジタル制御される。各色要素は、さらに読み進めることで理解されるように、色要素を透過する光の強度に影響を及ぼすように変調することもできる。
【００１４】
　各色要素を透過した色光（colored light）は、本明細書には微小鏡配列（micromirror array）として図示される空間光変調器３８にさらに向けられる。各色要素は、空間光変調器３８内で１枚または複数枚の鏡に相当する。色光は、微小鏡配列中の各鏡で反射され、光学系４２を通り、ディスプレイ面３０に到達して画像２８を生成することができる。
【００１５】
　一実施形態では、様々な強度の光が結果的に生成されるように、表示要素によって光を変調することができる。たとえば、（すべてのフィルタが透過状態の場合に生成される）白色光に（すべてのフィルタが濾波状態にある場合である）光のない状態を選択時間インタリーブ（selected time-interleaving）することより、様々な濃淡のグレーを生成することができる。代わりにまたは追加として、白色光および／または色光を選択的に遮断する（または透過させる）ように構成された別個の空間光変調器によって、入射光または結果生成される光を変調することができる。いずれの構成であっても、全色域を再現するように構成することができる。図３は、本発明の一実施形態により構築された色要素４０を示す。上に述べたように、複数の色要素がディスプレイシステムの色生成器を形成することができる。通常、色要素４０は、４４と４６と４８とに示される複数のカラーフィルタまたはセルを含む。カラーフィルタは、光４９がカラーフィルタに向けられるように光学経路中に配置される。各カラーフィルタは、特定の波長（または色）の光を透過させ、他の波長（または色）の光を遮断するように構成される。したがって、各カラーフィルタは、選択された色の光を動的に生成することができる。
【００１６】
　上に述べた濾波を行うために、各フィルタは濾波流体（filtering fluid）を含む。通常、フィルタの濾波流体は特定の色にフィルタを透過させ、他の色を遮断するように適合される。たとえば、濾波流体は、インク、トナー、または適した他の着色流体を含みうるが、これらに限定されない液体顔料または染料であってもよい。通常は、入射光の光学経路内に選択的に移動できるように、濾波流体を移動させることができる。
【００１７】
　限定されない例として、各色要素は、赤濾波流体を有する赤フィルタ４４と、緑濾波流体を有する緑フィルタ４６と、青濾波流体を有する青フィルタ４８とを含む。赤フィルタ４４中の赤濾波流体が光学経路中にある場合には、赤色光４５は赤フィルタを透過するが他の色の光は遮断される。同様に、緑フィルタ４６中の緑濾波流体が光学経路中にある場合には、緑色光４７は緑フィルタを透過するが他の色の光は遮断される。同様に、青フィルタ４８中の青濾波流体が光学経路中にある場合には、青色光は青フィルタを透過するが他の色の光は遮断される（図示せず）。シアンフィルタやイエローフィルタやマゼンタフィルタ等を含みうるがこれらに限定されない他のカラーフィルタを使用することができることを理解されたい。さらに、３枚のフィルタが図示されているが、任意の数のフィルタを使用することができる。
【００１８】
　図４は、図３に示した色要素４０をさらに示す。具体的には、色要素４０は、３枚のカラーフィルタ、すなわち赤フィルタ４４と緑フィルタ４６と青フィルタ４８とを含む。上に述べたように、各カラーフィルタは、移動可能な媒体、すなわち濾波流体５０、５２、５４を含む。流体は、通常は図示のような壁で囲まれた構造の形態のチャンバ内に貯留される。たとえば、壁５６およびバリア５８、６０が色要素４０のチャンバを画定する。以下に述べるように、壁５６およびバリア５８は、通常、フォトイメージング可能なポリマーまたは他の適した材料からなる。通常、下部バリア６０はシリコン等の基板である。
【００１９】
　例示的な実施形態では、下部バリア６０は、チャンバの底部として機能する。各チャンバ内には、本明細書において気泡発生器６２ともよばれる液体移動作動器が下部バリア６０上に配置される。各気泡発生器６２は、チャンバ内に気泡を発生させ、チャンバの底部から流体を変位させるように構成される。気泡発生器６２は通常薄膜抵抗体の形態をとり、気泡発生器のそれぞれがアクティブ化されて対応するチャンバ内に気泡を発生するように適合される。図示のように、複数の薄膜抵抗体を下部バリア６０に搭載することができる。実施形態によっては、親水性の毛細管または他の表面機構が抵抗体に隣接して配置され、抵抗体が作動されていないときに抵抗体の周囲の領域に流体を引き込むことがある。
【００２０】
　（発生した気泡によるもの等の）任意の余分な気体を、チャンバに連結された出口を通して放出することができる。たとえば、（図３および図４に示される）各チャンバは、プレナムチャンバ（plenum chamber）のように槽６５へのベントまたは出口６３を備えており、チャンバ内での流体の沸騰による急激な圧力の上昇に対処する。実施形態によっては、オイルまたは他の同様の物質を使用して、ベント６３から蒸気が失われないようにする。あるいは、ベント６３を可撓性のある膜で覆うこともできる。
【００２１】
　各チャンバは、（破線で示される）透明領域６４および（二点短鎖線で示される）不透明領域６６をさらに含みうる。色要素４０に向けられた光は、濾波流体が透明領域内にある場合には、フィルタの透明領域を通る。したがって、カラーフィルタの状態および濾波流体の位置に応じて、光がカラーフィルタを透過するか、または通過しない。
【００２２】
　各カラーフィルタは、作動（または濾波）状態および非作動（または非濾波）状態を有する。濾波状態では、（たとえば、着色流体等の）濾波流体にフィルタ上の入射光を選択的に通すことができる。したがって、濾波流体に応じて、ある波長（または色）の光はフィルタを透過するが、他の波長（色）の光は遮断される。通常、濾波状態では、フィルタ内の流体は、フィルタの透明領域内に実質的に配置される。この構成において、透明領域を通過するときに、流体を通過するように光が向けられ、流体がその光を濾波して色を生成する。非濾波状態では、光が遮断され、透明領域を透過する光は殆どないか、またはまったくない場合がある。
【００２３】
　上記色要素は、薄膜抵抗体配列を透明基板上に配置することによって作製される。その後、ダイレクトイメージング可能材料（direct imageable material）の層を基板上へとスピニングもしくは配置して、抵抗体を覆う透明バリアを作製して気泡チャンバを作製する。次いで、インク等の濾波流体が透明表面上に拡げられて、気泡チャンバを充填する。そして、気泡チャンバは、別の透明層で封止される。その後、光源からの光を色要素上に投影し、抵抗体を選択的に作動することにより気泡を光学経路に発生させ、それによって光学経路を選択的に遮断する。
【００２４】
　図４は、２枚のフィルタ、すなわち濾波状態のフィルタおよび非濾波状態のフィルタを示す。本明細書において用いられる濾波状態は、濾波流体が光の光学経路内に実質的にある場合に発生する。本明細書において用いられる非濾波状態は、濾波流体が光の光学経路外に実質的にある場合に発生する。状態に関わりなく、濾波流体は、通常フィルタから放出されないことを理解されたい。
【００２５】
　具体的には、フィルタ４４と４６との両方が濾波状態であるため、濾波流体は実質的に透明領域６４内に配置されている。フィルタ４８は非濾波状態であり、気泡６８が透明領域６４内に配置されている。例示的な実施形態では、（図４に示されるように）透明領域６４が各チャンバの下部にあり、（図４に示されるように）不透明領域６６が各チャンバの上部にあることを理解されたい。したがって、赤フィルタ４４と緑フィルタ４６との両方は、それらの濾波流体５０、５２が透明領域にある状態で示されている。
【００２６】
　したがって、フィルタ４４、４６中の濾波流体５０、５２は、チャンバの下半分、つまり透明領域６４内にある。このため、赤フィルタ４４に光があたると、赤色光が濾波流体５０を透過する。同様に、緑フィルタ４６に光があたると、緑色光が濾波流体５２を透過する。したがって、赤濾波流体５０は、赤色光以外のすべての光を実質的に吸光する。同様に、緑濾波流体５２は、緑色光以外のすべての光を実質的に吸光する。
【００２７】
　非濾波状態では、フィルタ内の濾波流体は、不透明領域６６内に実質的に配置、つまり透明領域６４の外に実質的に配置されるため、濾波が行われない。通常、非濾波状態は、気泡発生器６２がアクティブ化されているときに発生する。気泡発生器６２は、アクティブ化されると気泡を発生し、この気泡が透明領域６４内にある流体を名目的に不透明領域６６に強制的に移動させる。図４において、フィルタ４８は非濾波状態で示される。具体的には、青フィルタ４８に関連する気泡発生器６２は、気泡６８を発生する。次いで、気泡６８は、透明領域６４外の不透明領域６６へと青流体５４を押しやる。したがって、フィルタ４８に向けられた光は気泡６８に当たり、気泡６８によって光が反射されるため、青フィルタを透過する光は殆どないか、またはまったくないことになる。
【００２８】
　各カラーフィルタは、少なくとも１つの色を動的に生成する。このため、カラーフィルタが濾波状態のとき、光は濾波流体を通して濾波されて色光を生成する。具体的には、赤フィルタ４４は、濾波状態のとき、赤色光を生成するように構成され、緑フィルタ４６は、濾波状態のとき、緑色光を生成するように構成され、青フィルタ４８は、濾波状態のとき、青色光を生成するように構成される。１以上のカラーフィルタを随時に作動することができる。したがって、色要素中の３つのすべてのフィルタ（赤フィルタ４４と緑フィルタ４６と青フィルタ４８と）が作動される場合には、色要素によって白色光が事実上生成される（赤色光と緑色光と青色光とが足されて白色光が生成される）。同様に、異なる組み合せのフィルタを作動することにより、異なる色を生成することができる。さらに、３つすべてのフィルタを非濾波状態にすると、暗くまたは黒く見える色要素になる。
【００２９】
　なお、各気泡発生器を複数回アクティブ化して発せられる光を変調し、それによって発せられる光の強度に影響を与えることができることに留意されたい。たとえば、気泡発生器は、１秒当たり何千回もアクティブ化することができる。
【００３０】
　図５は、本発明の別の実施形態による色生成器の別の色要素を示す。図５に示すように、複数のカラーフィルタが重ねられて単一の色要素４０’を形成している。色要素４０’内のカラーフィルタ７０、７４、７８は異なる色の濾波流体を含む。例示的な実施形態では、第１のカラーフィルタ７０はシアン濾波流体７２を含み、第２のカラーフィルタ７４はマゼンタ濾波流体７６を含み、第３のカラーフィルタ７８はイエロー濾波流体８０を含む。図示のフィルタは光源の光学経路内に配置され、光８２がフィルタを順次に通過する。
【００３１】
　上に述べたように、フィルタが作動（濾波）状態または非作動（非濾波）状態になるように、各フィルタ内の流体を移動することができる。濾波状態では、通常、流体が実質的に光学経路内にあるため、光は流体を通って濾波される。非濾波状態では、通常、流体が実質的に光学経路外にあるため、光は濾波されることなくフィルタを透過する。気泡発生器を採用する上記実施形態とは対照的に、図５のフィルタは、真空チャンバを採用することができ、実質的に光を濾波せずに、濾波流体が除去された領域を透過させる。
【００３２】
　また、各フィルタは、通常、独立して濾波状態または非濾波状態になるように選択的に制御される。色要素４０’から色を生成するために、１以上のフィルタは、通常、濾波状態にある。したがって、シアンフィルタ７０が濾波状態であり、マゼンタフィルタ７４およびイエローフィルタ７８が非濾波状態の場合には、色要素４０’から発せられる光は、通常、シアンである。同様に、マゼンタフィルタ７４が濾波状態であり、その他のフィルタが非濾波状態の場合には、色要素４０’から発せられる光は、通常、マゼンタである。さらに、イエローフィルタ７８が濾波状態であり、その他のフィルタが非濾波状態の場合には、色要素４０’から発せられる光は、通常、イエローである。
【００３３】
　シアンフィルタ、イエローフィルタ、および／または、マゼンタフィルタを使用して、シアンとイエローとマゼンタ以外の色を生成することもできる。たとえば、シアンフィルタとイエローフィルタとの両方が濾波状態の場合には、表示要素は緑に見える。シアンフィルタが赤色光を遮断するが、緑色光および青色光を透過させた結果として、緑色が生成される。同様に、イエローフィルタは、青色光を遮断するが、緑色光および赤色光を透過させる。シアンフィルタは緑色光および青色光のみを透過させ、イエローフィルタは緑色光および赤色光のみを透過させるため、両方のフィルタを透過する唯一の色は緑色光である。同様に、（緑色光および赤色光を透過させる）イエローフィルタと（赤色光および青色光を透過させる）マゼンタフィルタとが濾波状態の場合には、表示要素は赤に見える。同様に、（赤色光および青色光を透過させる）マゼンタフィルタと（緑色光および青色光を透過させる）シアンフィルタとが濾波状態の場合には、表示要素は青に見える。したがって、単一の濾波状態のカラーフィルタ、または濾波状態の２つ以上のカラーフィルタの任意の組み合わせを用いて、異なる色を生成することができる。
【００３４】
　３つのすべてのフィルタが非濾波状態の場合には、（図５に示すように）白色光が色要素を直接に透過することを理解されたい。さらに、３つのすべてのフィルタが濾波状態の場合には、色要素４０’は暗く見えることも理解されたい。たとえば、濾波状態の場合には、シアンフィルタはシアン光以外のすべての光を濾波する。このように、シアン光が緑色光および青色光からなるため、緑色光および青色光の両方が透過することができる。イエローフィルタが濾波状態の場合には、イエロー光以外のすべての光が濾波される。イエロー光は緑色光および赤色光からなるため、シアンフィルタからの緑色光はイエローフィルタを透過するが、シアンフィルタからの青色光は遮断される。赤色光および青色光を透過させるマゼンタフィルタが濾波状態の場合には、イエローフィルタからの緑色光は遮断され、最後のフィルタを透過する光はないため、色要素が暗く見える。
【００３５】
　図６は、カラーフィルタ７０の例示的な一構成を示す。具体的には、カラーフィルタ７０は、濾波流体を含む流体チャンバ８４を含む。流体チャンバ８４は、プレート（または側壁）８６と、圧電素子９２、９４と、バリア（またはエンドキャップ）とにより実質的に画定される。図示されていないが、バリアが流体チャンバ８４を封止して、流体がチャンバ外に漏れ出さないようになっている。プレートまたは側壁８６は、ガラス、プラスチック、または光にカラーフィルタ７０を透過させる他の適した材料でありうる。
【００３６】
　カラーフィルタ７０は、透明領域８８および不透明領域９０をさらに含む。透明領域８８は、通常、光をカラーフィルタに通すように構成される。不透明領域９０は、通常、光が透過しないように構成される。不透明領域９０は、通常、プレート８６に連結された、またはプレート８６内にマスクを含み、光がフィルタの一部またはいくつかの部分を透過しないようにする。
【００３７】
　簡単に上述したように、各フィルタは、少なくとも２つの状態、すなわち作動（または濾波）状態および非作動（非濾波）状態を有する。濾波状態では、光はフィルタとフィルタ内に含まれる流体を通過することができる。具体的には、光８２が透明領域８８を通過する。濾波状態では、フィルタ内の流体は、透明領域内に実質的に配置される。非濾波状態では、不透明領域９０に流体が配置され、透明領域８８を通じて光が遮られないようにする。
【００３８】
　流体は、熱、圧力等を含むがこれらに限定されない複数の機構を介して２つの領域の間を移動する。本実施形態では、一対の圧電素子９２、９４の形態の液体移動作動器が採用される。圧電素子は、透明領域において選択的に流体を押しやるように機能する。したがって、１以上の圧電素子が流体チャンバに連結される。圧電素子は、選択的に変形して、光学経路外のチャンバの静止領域から光学経路内のチャンバの選択領域へと流体を押しやる。図７および図８に最もよく示されるように、流体チャンバ８４内に全体的に９６で示される流体を含んでいる。図７は非濾波状態を示し、流体９６は、（破線で模式的に示されるように）実質的に透明領域８８の外にある。図示のように、流体９６は、（二点短鎖線で模式的に示される）不透明領域９０内に実質的に配置されている。このため、フィルタ７０に向けられた光は、遮られることなく、透明領域を透過することができる。
【００３９】
　（図７および図８に模式的に示される）電圧を各圧電素子９２、９４に印加して、各圧電素子９２、９４をアクティブ化する。アクティブ化されると、圧電素子９２および９４は変形して、不透明領域９０から透明領域８８へと流体９６を押し出す。図８は、圧電素子９２および９４のアクティブ化の影響を模式的に示す。図示のように、アクティブ化されると、圧電素子９２、９４は、チャンバを締め付け、強制的に透明領域中に流体を移動させる。上述したように、流体９６が透明領域８８内に配置されている場合には、光が流体を通る際に、入射光は濾波される。流体は、ある波長（または色）の光を透過させ、他の波長（色）の光を遮断する。なお、本発明の範囲から逸脱することなく、１つ、２つ、３つ、またはそれ以上の圧電素子を使用することができることに留意されたい。さらに、圧電素子は、チャンバの１以上の側壁に揃えられたストリップでありうる。たとえば、圧電素子は、チャンバの周囲にＵ字形、Ｖ字形等になって延出する。
【００４０】
　チャンバの毛細管特性を利用して、チャンバ内の流体の流れを推進することができる。たとえば、流体が不透明領域に戻ることを推進するように、チャンバ８４内の表面のいずれか１以上を処理することができる。たとえば、不透明領域内のチャンバ表面をエッチングして、表面を親水性にすることができる。圧電素子をアクティブ化した後に、流体は、表面加工処理により不透明領域に引き付けられる。さらに、これに加えて、またはこの代わりに、透明領域内のチャンバの表面を疎水性になるように処理することができる。そのような処理は、圧電素子を非作動した際に流体が透明領域から流れ出るようにすることを促進する。
【００４１】
　圧電素子の作動により濾波流体が不透明領域から透明領域に押しだされる場合を図示しているが、圧電素子によって透明領域から不透明領域へと濾波流体を押しだすようにフィルタを構成することができることを理解されたい。したがって、流体の静止位置は、フィルタの構成に依存する。
【００４２】
　圧電素子に印加される電圧を微調整することができることを理解されたい。電圧を微調整することにより、様々な量の流体を透明領域８８へと流入させることができる。したがって、光の別の部分を濾波することなく、光の一部を濾波して透過させることができる。そのような構成では、色のグラデーションが可能である。たとえば、微調整されたイエローフィルタは、非常に明るいイエロー光や、明るいイエロー光や、通常のイエロー光を選択的に発することができる。
【００４３】
　実施形態によっては、複数の液体移動作動器を組み合わせて使用することができる。たとえば、単一フィルタが、気泡発生器と複数の圧電素子との両方を含みうる。各作動器を制御することにより、各フィルタを透過する光の量を選択的に変調し、それによって相当数の色を生成することができる。
【００４４】
　したがって、上述したように、光を濾波する方法が提供される。この方法は、光学経路に沿って、光学経路内または光学経路外へと移動可能な濾波流体を有するフィルタに光を向けるステップと、フィルタ内で濾波流体を選択的に移動させるステップと、フィルタに光を通すステップとを含む。フィルタ内で濾波流体を選択的に移動させるステップは、選択的に実質的に光学経路内へと濾波流体を移動させることを含む。さらに、フィルタに光を向けるステップは、光を濾波流体に通して、濾波された光を生成することを含む。実施形態によっては、濾波流体を選択的に移動させるステップは、光学経路内に選択的に気泡を発生させて、濾波流体を光学経路外に変位することを含む。そのような実施形態では、光をフィルタに通すステップは、光学経路中の気泡で光を反射することを含む。他の実施形態では、濾波流体を選択的に移動させるステップは、少なくとも１つの圧電素子を選択的に作動することを含み、これは、フィルタを変形させて濾波流体を光学経路中に押し出すことを含む。
【００４５】
　さらに、光学経路を有するディスプレイシステムの色生成器が提供される。色生成器は、光学経路内に複数のカラーフィルタを含む。たとえば、色生成器は、入射光を選択的に濾波するように適合された第１の色濾波液体を有する第１のカラーフィルタと、入射光を選択的に濾波するように適合された第２の色濾波液体を有する第２のカラーフィルタと、入射光を選択的に濾波するように適合された第３の色濾波液体を有する第３のカラーフィルタとを含む。色生成器は、光学経路内または光学経路外へと濾波液体を移動させる推進手段をさらに含む。たとえば、色生成器は、第１のカラーフィルタにリンクされ、光学経路内または光学経路外への第１の色濾波流体の移動を推進する第１の推進手段と、第２のカラーフィルタにリンクされ、光学経路内または光学経路外への第２の色濾波流体の移動を推進する第２の推進手段と、第３のカラーフィルタにリンクされ、光学経路内または光学経路外への第３の色濾波流体の移動を推進する第３の推進手段とを含む。カラーフィルタは、赤、緑、青、シアン、マゼンタ、イエロー、または任意の他の色でありうる。さらに、推進手段は、気泡発生器および／または圧電素子を含む。
【００４６】
　色光を生成する方法およびシステムの代替の様々な実施形態および構成について図示および上述してきたが、当業者には、他の多くの実施形態と構成と変更とが可能であり、本発明の範囲内であることが理解されよう。言い換えれば、当業者は、添付の特許請求の範囲に規定の本発明の精神および範囲から逸脱することなく、多くの変更を行うことができることが理解されるであろう。本発明の説明は、本明細書に述べた要素の新規および非自明な組み合わせすべてを包含するものと理解されるべきであり、本願または後願において、これらの要素の新規および非自明な任意の組み合わせに対する特許請求の範囲を提示することができる。上記実施形態は例示的なものであり、単一の機構または要素は、本願または後願において特許されうるすべての可能な組み合わせにとって重要ではない。特許請求の範囲において「１つ」または「第１の」要素またはこの均等物が使用される場合には、かかる特許請求の範囲は、２つ以上のかかる要素が必要なわけでもなく、２つ以上のかかる要素を除外することもなく、１以上のかかる要素の盛り込みを含むものと理解すべきである。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の実施形態による色生成器を有するディスプレイシステムのブロック図である。
【図２】本発明の実施形態による、複数の色要素を含む色生成器を切り欠きで示した、ディスプレイシステムの模式図である。
【図３】本発明の実施形態による複数のカラーフィルタを備えた色要素の等角図である。
【図４】色要素中のカラーフィルタの構成を示した、図３中の線４−４に沿った断面図である。
【図５】本発明の別の実施形態による複数のカラーフィルタを備えた別の色要素の断面図である。
【図６】図５に示す色要素のカラーフィルタの等角図である。
【図７】非濾波状態にある図６のカラーフィルタの模式図である。
【図８】図７のカラーフィルタと同様であるが、濾波状態にあるカラーフィルタの模式図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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