JP2003167109A - Light diffusing body and display using the same - Google Patents

Light diffusing body and display using the same

Info

Publication number
JP2003167109A
JP2003167109A JP2001367678A JP2001367678A JP2003167109A JP 2003167109 A JP2003167109 A JP 2003167109A JP 2001367678 A JP2001367678 A JP 2001367678A JP 2001367678 A JP2001367678 A JP 2001367678A JP 2003167109 A JP2003167109 A JP 2003167109A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
light diffuser
kinoform
diffuser
cells
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2001367678A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP4026359B2 (en
Inventor
Toshitaka Toda
敏貴 戸田
Akira Nagano
彰 永野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toppan Inc
Original Assignee
Toppan Printing Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toppan Printing Co Ltd filed Critical Toppan Printing Co Ltd
Priority to JP2001367678A priority Critical patent/JP4026359B2/en
Publication of JP2003167109A publication Critical patent/JP2003167109A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4026359B2 publication Critical patent/JP4026359B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
  • Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a light diffusing body in which the emission range (visual range) of light is arbitrarily set, a display having a very high luminance is given by enhancing the utility efficiency of light, which has also a compact structure, and which is inexpensive, and further, is thin and light. <P>SOLUTION: The light diffusing body is composed of a plurality of square cells 4 composed of kinoform 3, which have a function with which diffracted light having a preliminarily defined special extension with respect to incident light which has a preliminarily defined incident angle and a specific wavelength is emitted, are disposed in a form of orthogonal matrix on a flat substrate 2, and the surface of each of the cells 4 is composed of a material having light reflectivity or each of the cells 4 is composed of a material having light transmissivity. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、光を拡散させる光
拡散体およびそれを用いた表示装置に係り、特に回折光
学的な作用によって、光の射出範囲すなわち視域が任意
に設定でき、さらに光の利用効率を高めて極めて輝度の
高い表示ができるようにした光拡散体およびそれを用い
た表示装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a light diffuser for diffusing light and a display device using the light diffuser, and in particular, the emission range of light, that is, the visual range can be set by a diffractive optical action. The present invention relates to a light diffuser that enhances light utilization efficiency and enables display with extremely high brightness, and a display device using the light diffuser.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から、例えば反射型表示装置の一つ
としては、光の透過を制御して表示する液晶表示素子等
の透過型表示体の前方から入射する自然光や室内光等の
外光を散乱反射板により反射し、その反射光で透過型表
示体を背面から照明して表示するものがある。
2. Description of the Related Art Conventionally, as one of reflection type display devices, for example, external light such as natural light or room light incident from the front of a transmission type display body such as a liquid crystal display element for controlling transmission of light for display. Is reflected by a scattering reflection plate, and the transmissive display is illuminated by the reflected light from the back surface for display.

【0003】しかしながら、この種の反射型表示装置に
おいては、散乱反射板で反射された光が透過型表示体に
入射しない方向にまで広く拡散するため、照明光として
利用できる反射光が透過型表示体に入射する拡散範囲の
光だけであること、また透過型表示体を透過してその前
方に射出される光の広がり角が大きく、表示の観察方向
に向かって射出される光の強度が低いことから、表示が
暗いという問題点がある。
However, in the reflection type display device of this type, the light reflected by the scattering reflection plate is widely diffused to the direction in which it does not enter the transmission type display body, so that the reflection light which can be used as illumination light is a transmission type display. Only the light in the diffusion range that is incident on the body, the spread angle of the light that passes through the transmissive display and is emitted in front of it is large, and the intensity of the light that is emitted in the display viewing direction is low. Therefore, there is a problem that the display is dark.

【0004】そこで、最近では、このような問題点を解
決するものとして、例えば“特開平11−287991
号公報”に示されるように、幾何光学的な作用を有する
拡散手段を用いた反射型表示装置が提案されてきてい
る。
Therefore, recently, as a means for solving such a problem, for example, "Japanese Patent Laid-Open No. 11-287991" has been proposed.
As shown in Japanese Patent Laid-Open Publication No. ", a reflection type display device using a diffusing means having a geometrical optical effect has been proposed.

【0005】すなわち、この反射型表示装置は、透過型
表示体の背面に対向させて、透過型表示体の前方からの
入射光をその入射角度範囲より小さい広がり角で所定の
方向に反射する指向性反射板を配置すると共に、透過型
表示体の前面と、透過型表示体の背面と指向性反射板の
前面との間とのうちの少なくとも一方に、幾何光学的な
作用を有する光拡散手段を設けることによって、所定の
方向から観察される表示を充分に明るくし、しかも視野
角を広くすることができるようにしたものである。
That is, this reflection type display device is arranged so as to face the rear surface of the transmission type display body and reflect the incident light from the front of the transmission type display body in a predetermined direction with a spread angle smaller than the incident angle range. Diffuser having a geometrical optical effect on at least one of the front surface of the transmissive display body and the back surface of the transmissive display body and the front surface of the directional reflective plate while the reflective reflector is arranged. By providing the display, the display observed from a predetermined direction can be made sufficiently bright and the viewing angle can be widened.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】ところで、この種の従
来の拡散手段を用いた反射型表示装置においては、幾何
光学的な作用を有する拡散手段により光の制御を行なっ
ているが、この幾何光学的な作用を有する拡散手段は、
構成が比較的大型で高価であり、厚さが厚く、重さが重
くなる等の解決すべき課題がある。
By the way, in the reflection type display device using the conventional diffusing means of this kind, the light is controlled by the diffusing means having a geometrical optical function. The diffusion means that has the
There are problems to be solved, such as the structure being relatively large and expensive, the thickness being thick, and the weight being heavy.

【0007】一方、幾何光学的な作用を有する拡散手段
の中で、散乱板(拡散板)は比較的簡単な構成で作成す
ることも可能であるが、光の射出範囲を制御することは
困難である。
On the other hand, among the diffusing means having a geometrical optical effect, the scattering plate (diffusing plate) can be formed with a relatively simple structure, but it is difficult to control the light emission range. Is.

【0008】本発明の目的は、回折光学的な作用によっ
て、光の射出範囲(視域)を任意に設定することがで
き、さらに光の利用効率を高めて極めて輝度の高い表示
をすることが可能な構成が小型で安価でありしかも薄型
かつ軽量な光拡散体およびそれを用いた表示装置を提供
することにある。
The object of the present invention is to allow the emission range (viewing area) of light to be arbitrarily set by the action of diffractive optics, and further to improve the utilization efficiency of light to display with extremely high brightness. An object of the present invention is to provide a light diffuser having a possible configuration that is small, inexpensive, and thin and lightweight, and a display device using the same.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項1に対応する発明では、光を拡散させる反
射型の光拡散体において、平面状の基板上に、あらかじ
め決められた入射角度の特定波長の入射光に対してあら
かじめ定義された空間的広がりを有する回折光を射出す
る機能を有するキノフォームから構成されるセルを複数
個配設して成り、かつ各々のセルの表面が、光反射性を
有する材質から成っている。
In order to achieve the above object, in the invention corresponding to claim 1, a reflection type light diffuser for diffusing light is predetermined on a flat substrate. The surface of each cell is formed by arranging a plurality of cells made of kinoform having a function of emitting diffracted light having a predefined spatial spread with respect to incident light of a specific wavelength at an incident angle. However, it is made of a material having light reflectivity.

【0010】従って、請求項1に対応する発明の光拡散
体においては、平面状の基板上に、あらかじめ決められ
た入射角度の特定波長の入射光に対してあらかじめ定義
された空間的広がりを有する回折光を射出する機能を有
するキノフォームから構成されるセルを複数個配設して
成り、かつ各々のセルの表面が、光反射性を有する材質
から成ることにより、光が入射した際にキノフォームの
回折光学的作用によって、あらかじめ設定した空間的領
域に光を射出することができるため、光散乱体全体とし
てあらかじめ設定した光拡散性を具現化することができ
る。すなわち、個別の用途に対して、それぞれに適した
空間的領域(観察した際の視域に相当する)に光を射出
する機能を持つキノフォームを配設することにより、そ
れぞれに適した光拡散性を有する光拡散体を得ることが
できる。ここで、従来の無指向性の拡散(散乱)に比べ
て、本発明の光拡散体では、不必要な空間的領域への光
の分配を無くし、必要な空間的領域にのみ光を射出する
ことができるため、光の利用効率を高くすることができ
る(従来の回折格子から成るセルを並べて光を拡散する
機能を実現した場合と比べても、キノフォームでは、1
次回折光以外の回折光の発生や、セルのサイズや形状に
起因する回折の影響を極小化できるため、光の利用効率
を高くすることができる)。さらに、個々のキノフォー
ムの回折効率はほぼ100%とすることも可能であるた
め、光の利用効率が極めて高い光拡散体とすることがで
きる。また、光拡散体の構成要素としてのキノフォーム
の利用により、射出した光が分布する空間的領域内での
光強度分布を一様としたり、あるいは局所的に強弱をつ
けることが可能である。すなわち、光強度分布を一様と
した場合には、対応する空間的領域内から観察すると、
安定して同一の明るさで光って見える。一方、局所的に
強弱をつけた場合には、主に観察する視点からは最大の
明るさで、その視点位置からずれると徐々に暗くなるよ
うに見える光拡散体を容易に実現することができる。
Therefore, in the light diffuser of the invention according to claim 1, the light diffuser has a predetermined spatial spread on the plane substrate for the incident light of the specific wavelength of the predetermined incident angle. When a plurality of cells made of kinoform having a function of emitting diffracted light are arranged, and the surface of each cell is made of a material having light reflectivity, kinoform is formed when light enters. Due to the diffractive optical action of the foam, light can be emitted to a preset spatial region, so that the preset light diffusivity can be realized as the entire light scatterer. That is, by disposing a kinoform that has the function of emitting light in a spatial region (corresponding to the viewing region when observed) for each individual use, the light diffusion suitable for each is achieved. It is possible to obtain a light diffuser having properties. Here, as compared with the conventional non-directional diffusion (scattering), the light diffuser of the present invention eliminates the distribution of light to unnecessary spatial regions and emits light only to necessary spatial regions. Therefore, the light utilization efficiency can be improved (compared to the case where the function of diffusing light is realized by arranging cells composed of diffraction gratings in the related art, in the kinoform, 1
Generation of diffracted light other than the secondary diffracted light and the effect of diffraction due to the size and shape of the cell can be minimized, so that the light utilization efficiency can be increased. Furthermore, since the diffraction efficiency of each kinoform can be set to almost 100%, a light diffuser having extremely high light utilization efficiency can be obtained. Further, by using kinoform as a constituent element of the light diffuser, it is possible to make the light intensity distribution uniform in the spatial region where the emitted light is distributed, or to locally increase or decrease the intensity. That is, when the light intensity distribution is uniform, when observing from within the corresponding spatial region,
It looks stable and shines with the same brightness. On the other hand, when the intensity is locally increased, it is possible to easily realize a light diffuser that has the maximum brightness mainly from the viewpoint to be observed and gradually becomes darker as the position of the viewpoint shifts. .

【0011】また、請求項2に対応する発明では、光を
拡散させる透過型の光拡散体において、平面状の基板上
に、あらかじめ決められた入射角度の特定波長の入射光
に対してあらかじめ定義された空間的広がりを有する回
折光を射出する機能を有するキノフォームから構成され
るセルを複数個配設して成り、かつ各々のセルが、光透
過性を有する材質から成っている。
Further, in the invention according to claim 2, in the transmission type light diffuser for diffusing light, the incident light of a specific wavelength having a predetermined incident angle is previously defined on a planar substrate. A plurality of cells made of kinoform having a function of emitting diffracted light having the above-described spatial spread are arranged, and each cell is made of a light-transmitting material.

【0012】従って、請求項2に対応する発明の光拡散
体においては、平面状の基板上に、あらかじめ決められ
た入射角度の特定波長の入射光に対してあらかじめ定義
された空間的広がりを有する回折光を射出する機能を有
するキノフォームから構成されるセルを複数個配設して
成り、かつ各々のセルが、光透過性を有する材質から成
ることにより、光が入射した際にキノフォームの回折光
学的作用によって、あらかじめ設定した空間的領域に光
を射出することができるため、光散乱体全体としてあら
かじめ設定した光拡散性を具現化することができる。す
なわち、個別の用途に対して、それぞれに適した空間的
領域(観察した際の視域に相当する)に光を射出する機
能を持つキノフォームを配設することにより、それぞれ
に適した光拡散性を有する光拡散体を得ることができ
る。ここで、従来の無指向性の拡散(散乱)に比べて、
本発明の光拡散体では、不必要な空間的領域への光の分
配を無くし、必要な空間的領域にのみ光を射出すること
ができるため、光の利用効率を高くすることができる
(従来の回折格子から成るセルを並べて光を拡散する機
能を実現した場合と比べても、キノフォームでは、1次
回折光以外の回折光の発生や、セルのサイズや形状に起
因する回折の影響を極小化できるため、光の利用効率を
高くすることができる)。さらに、個々のキノフォーム
の回折効率はほぼ100%とすることも可能であるた
め、光の利用効率が極めて高い光拡散体とすることがで
きる。また、光拡散体の構成要素としてのキノフォーム
の利用により、射出した光が分布する空間的領域内での
光強度分布を一様としたり、あるいは局所的に強弱をつ
けることが可能である。すなわち、光強度分布を一様と
した場合には、対応する空間的領域内から観察すると、
安定して同一の明るさで光って見える。一方、局所的に
強弱をつけた場合には、主に観察する視点からは最大の
明るさで、その視点位置からずれると徐々に暗くなるよ
うに見える光拡散体を容易に実現することができる。
Therefore, in the light diffuser of the invention according to claim 2, the light diffuser has a predetermined spatial spread on the plane substrate with respect to the incident light of the specific wavelength having the predetermined incident angle. A plurality of cells made of kinoform having a function of emitting diffracted light are arranged, and each cell is made of a light-transmitting material, so that the kinoform of Since light can be emitted to a preset spatial region by the diffractive optical effect, preset light diffusivity can be realized as the entire light scatterer. That is, by disposing a kinoform that has the function of emitting light in a spatial region (corresponding to the viewing region when observed) for each individual use, the light diffusion suitable for each is achieved. It is possible to obtain a light diffuser having properties. Here, compared to conventional omnidirectional diffusion (scattering),
In the light diffuser of the present invention, it is possible to eliminate the distribution of light to an unnecessary spatial area and to emit the light only to the necessary spatial area, so that it is possible to improve the light utilization efficiency (conventional). Compared to the case where cells with different diffraction gratings are arranged and the function of diffusing light is realized, kinoform minimizes the generation of diffracted light other than the first-order diffracted light and the effect of diffraction due to the size and shape of the cell. Therefore, the efficiency of light utilization can be increased). Furthermore, since the diffraction efficiency of each kinoform can be set to almost 100%, a light diffuser having extremely high light utilization efficiency can be obtained. Further, by using kinoform as a constituent element of the light diffuser, it is possible to make the light intensity distribution uniform in the spatial region where the emitted light is distributed, or to locally increase or decrease the intensity. That is, when the light intensity distribution is uniform, when observing from within the corresponding spatial region,
It looks stable and shines with the same brightness. On the other hand, when the intensity is locally increased, it is possible to easily realize a light diffuser that has the maximum brightness mainly from the viewpoint to be observed and gradually becomes darker as the position of the viewpoint shifts. .

【0013】一方、請求項3に対応する発明では、上記
請求項1または請求項2に対応する発明の光拡散体にお
いて、平面状の基板上に配設された全てのセルが、互い
に同一の位相変調パターンを有するキノフォームから成
っている。
On the other hand, in the invention according to claim 3, in the light diffuser of the invention according to claim 1 or 2, all the cells arranged on the planar substrate are the same as each other. It consists of a kinoform with a phase modulation pattern.

【0014】従って、請求項3に対応する発明の光拡散
体においては、平面状の基板上に配設された全てのセル
が、互いに同一の位相変調パターンを有するキノフォー
ムから成ることにより、キノフォームの位相分布の設計
は一種類でよく、簡便に作製することができる。さら
に、観察距離がある程度以上大きければ(例えば光拡散
体の大きさの数倍以上)、観察距離に依存せず、設定し
た空間的領域に対応する角度範囲において高い光利用効
率を得ることができる。
Therefore, in the light diffuser of the invention according to claim 3, all the cells arranged on the planar substrate are made of kinoforms having the same phase modulation pattern. The foam phase distribution may be designed in one kind and can be easily produced. Furthermore, if the observation distance is larger than a certain degree (for example, several times larger than the size of the light diffuser), it is possible to obtain high light utilization efficiency in the angular range corresponding to the set spatial region without depending on the observation distance. .

【0015】また、請求項4に対応する発明では、上記
請求項1または請求項2に対応する発明の光拡散体にお
いて、キノフォームとして、あらかじめ決められた入射
角度の特定波長の入射光に対して、全てのセルから射出
した回折光があらかじめ定義された空間的領域で一致す
るようなキノフォームを用いるようにしている。
Further, in the invention according to claim 4, in the light diffuser of the invention according to claim 1 or claim 2, as a kinoform, for incident light of a specific wavelength of a predetermined incident angle, Therefore, the kinoform is used so that the diffracted light emitted from all the cells coincides with each other in a predefined spatial region.

【0016】従って、請求項4に対応する発明の光拡散
体においては、キノフォームとして、あらかじめ決めら
れた入射角度の特定波長の入射光に対して、全てのセル
から射出した回折光があらかじめ定義された空間的領域
で一致するようなキノフォームを用いることにより、そ
の空間的領域の外に分布する光を極小化することがで
き、あらかじめ定義された空間的領域において所望とす
る光強度分布を、最も光の利用効率が高い条件で形成す
ることが可能となるため、あらかじめ定義された空間的
領域上から観察すると、光拡散体全体が均一に光って見
えるようにすることができる。
Therefore, in the light diffuser of the invention according to claim 4, as the kinoform, the diffracted light emitted from all the cells is defined in advance with respect to the incident light of a specific wavelength having a predetermined incident angle. By using a kinoform that matches in a defined spatial area, the light distributed outside the spatial area can be minimized, and the desired light intensity distribution can be obtained in the predefined spatial area. Since the light can be formed under the condition that the light utilization efficiency is the highest, it is possible to make the entire light diffuser appear to shine evenly when viewed from a predefined spatial region.

【0017】さらに、請求項5に対応する発明では、上
記請求項1乃至請求項4のいずれか1項に対応する発明
の光拡散体において、各々のセルからの射出光の角度範
囲が、水平方向において12゜以上の広がりを有するよ
うにしている。
Further, in the invention according to claim 5, in the light diffuser of the invention according to any one of claims 1 to 4, the angular range of the light emitted from each cell is horizontal. It has a spread of 12 ° or more in the direction.

【0018】従って、請求項5に対応する発明の光拡散
体においては、各々のセルからの射出光の角度範囲が、
水平方向において12゜以上の広がりを有するようにす
ることにより、水平方向に広い視域を確保することがで
き、特に両眼に回折光が入射するようになるため、両眼
における輝度差やちらつきの少ない、違和感のない観察
を行なうことができる。
Therefore, in the light diffuser of the invention according to claim 5, the angular range of the light emitted from each cell is
By having a spread of 12 ° or more in the horizontal direction, a wide viewing area can be secured in the horizontal direction, and in particular, diffracted light is incident on both eyes, so there is a difference in brightness between the eyes and flickering. It is possible to make observations with less discomfort.

【0019】一方、請求項6に対応する発明では、上記
請求項1乃至請求項5のいずれか1項に対応する発明の
光拡散体において、各々のセルからの射出光の角度範囲
が、3゜以上の広がりを有するようにしている。
On the other hand, in the invention according to claim 6, in the light diffuser of the invention according to any one of claims 1 to 5, the angular range of the light emitted from each cell is 3 It has a spread of more than °.

【0020】従って、請求項6に対応する発明の光拡散
体においては、各々のセルからの射出光の角度範囲が、
3゜以上の広がりを有するようにすることにより、白色
光で照明した際に、可視光帯域内の各波長の回折光が空
間的に重複し合い、波長分散による激しい色変化を抑制
して、白っぽい拡散光を得ることができると共に、若干
の視点移動に対しては観察色の変化を起こらなくするこ
とができ、安定した観察条件を得やすくすることができ
る。
Therefore, in the light diffuser of the invention according to claim 6, the angular range of the light emitted from each cell is
By having a spread of 3 ° or more, when illuminated with white light, diffracted light of each wavelength in the visible light band spatially overlaps with each other, suppressing a drastic color change due to wavelength dispersion, It is possible to obtain whitish diffused light, and it is possible to prevent the observation color from changing with respect to a slight movement of the viewpoint, which makes it easier to obtain stable observation conditions.

【0021】また、請求項7に対応する発明では、上記
請求項1乃至請求項6のいずれか1項に対応する発明の
光拡散体において、可視光帯域の特定の波長で最大の回
折効率となるように、キノフォーム上の位相変調量を設
定するようにしている。
Further, in the invention according to claim 7, in the light diffuser of the invention according to any one of claims 1 to 6, the maximum diffraction efficiency at a specific wavelength in the visible light band is obtained. Therefore, the amount of phase modulation on the kinoform is set.

【0022】従って、請求項7に対応する発明の光拡散
体においては、可視光帯域の特定の波長で最大の回折効
率となるように、キノフォーム上の位相変調量を設定す
ることにより、肉眼での観察時にその選択波長において
最大の明るさを実現することができる。ここで、選択波
長とは異なる波長を観察した場合でも、可視波長のほと
んどにおいてある程度の高効率が得られるため、肉眼で
の観察に最適な、可視光全体において高効率な光拡散体
を容易に得ることができる。
Therefore, in the light diffuser of the invention according to claim 7, by setting the amount of phase modulation on the kinoform so that the maximum diffraction efficiency is obtained at a specific wavelength in the visible light band, the naked eye can see. It is possible to realize the maximum brightness at the selected wavelength when observing. Here, even when observing a wavelength different from the selected wavelength, a certain degree of high efficiency can be obtained in most of the visible wavelengths, so that a light diffuser that is highly efficient in the entire visible light and is optimal for observation with the naked eye can be easily obtained. Obtainable.

【0023】さらに、請求項8に対応する発明では、上
記請求項1乃至請求項7のいずれか1項に対応する発明
の光拡散体において、キノフォームを表面レリーフ型と
するようにしている。
Further, in the invention according to claim 8, in the light diffuser of the invention according to any one of claims 1 to 7, the kinoform is a surface relief type.

【0024】従って、請求項8に対応する発明の光拡散
体においては、キノフォームを表面レリーフ型とするこ
とにより、エンボス技術による量産に適し、安価な大量
生産が可能であると共に、構成が安価であり、しかも薄
型、かつ軽量にすることができる。
Therefore, in the light diffuser of the invention according to claim 8, since the kenoform is of the surface relief type, it is suitable for mass production by the embossing technique, inexpensive mass production is possible, and the structure is inexpensive. In addition, it can be made thin and lightweight.

【0025】一方、請求項9に対応する発明では、上記
請求項1、請求項3乃至請求項8のいずれか1項に対応
する発明の光拡散体を、光の透過を制御して表示する透
過型表示体の背面に対向させて配置している。
On the other hand, in the invention according to claim 9, the light diffuser of the invention according to any one of claims 1 and 3 to 8 is displayed by controlling the transmission of light. It is arranged so as to face the rear surface of the transmissive display.

【0026】従って、請求項9に対応する発明の表示装
置においては、上記請求項1、請求項3乃至請求項8の
いずれか1項に対応する発明の光拡散体を、光の透過を
制御して表示する透過型表示体の背面に対向させて配置
することにより、光拡散体による射出光の空間的領域を
表示装置の視域とすることができ、視域内からは極めて
明るい表示像を観察可能とすることができる。この場
合、視域内での観察される明るさを均一にしたり、視域
内で色変化を抑えることができる。
Therefore, in the display device of the invention according to claim 9, the light diffuser of the invention according to any one of claims 1 and 3 to 8 is used to control the transmission of light. By arranging so as to face the back surface of the transmissive display body to be displayed, the spatial area of the light emitted by the light diffuser can be set as the viewing area of the display device, and an extremely bright display image can be obtained from within the viewing area. It can be observable. In this case, it is possible to make the observed brightness uniform in the viewing area and to suppress the color change in the viewing area.

【0027】また、請求項10に対応する発明では、上
記請求項2乃至請求項8のいずれか1項に対応する発明
の光拡散体を、光の透過を制御して表示する透過型表示
体の背面または前面に対向させて配置している。
Further, in the invention corresponding to claim 10, a transmissive display for displaying the light diffuser of the invention according to any one of claims 2 to 8 by controlling light transmission. It is placed facing the back or front of the.

【0028】従って、請求項10に対応する発明の表示
装置においては、上記請求項2乃至請求項8のいずれか
1項に対応する発明の光拡散体を、光の透過を制御して
表示する透過型表示体の背面または前面に対向させて配
置することにより、光拡散体による射出光の空間的領域
を表示装置の視域とすることができ、視域内からは極め
て明るい表示像を観察可能とすることができる。この場
合、視域内での観察される明るさを均一にしたり、視域
内で色変化を抑えることができる。
Therefore, in the display device of the invention according to claim 10, the light diffuser of the invention according to any one of claims 2 to 8 is displayed by controlling the transmission of light. By arranging them so as to face the back or front of the transmissive display, the spatial area of the light emitted by the light diffuser can be used as the viewing area of the display device, and an extremely bright display image can be observed from within the viewing area. Can be In this case, it is possible to make the observed brightness uniform in the viewing area and to suppress the color change in the viewing area.

【0029】さらに、請求項11に対応する発明では、
上記請求項9または請求項10に対応する発明の表示装
置において、透過型表示体が画素構造を有する場合に、
1個の画素に対して、光拡散体上のセルが少なくとも1
個以上対応するようにしている。
Further, in the invention corresponding to claim 11,
In the display device of the invention according to claim 9 or 10, when the transmissive display has a pixel structure,
At least one cell on the light diffuser for one pixel
I am trying to support more than one.

【0030】従って、請求項11に対応する発明の表示
装置においては、透過型表示体が画素構造を有する場合
に、1個の画素に対して、光拡散体上のセルが少なくと
も1個以上対応するようにすることにより、表示装置に
よる表示像を、ちらつきのない高品位な像として観察さ
せることができる。
Therefore, in the display device of the invention according to claim 11, when the transmissive display has a pixel structure, at least one cell on the light diffuser corresponds to one pixel. By doing so, the display image by the display device can be observed as a high-quality image without flicker.

【0031】なお、請求項9乃至請求項11に対応する
発明の表示装置においては、照明光を透過型表示体側か
ら入射する場合(反射型の光拡散体を用いる)と、照明
光を光拡散体側から入射する場合(透過型の光拡散体を
用いる)とのいずれの場合においても、照明光に対して
キノフォームが最適な条件で1回だけ作用することによ
り、光の利用効率が高く、極めて明るい表示を実現する
ことができる。また、外部の照明光を高効率で利用でき
るため、光源を内蔵する必要がなく、表示装置としてよ
り一層の薄型化を図ることができる。
In the display device of the invention according to any of claims 9 to 11, when the illumination light is incident from the transmissive display side (a reflection type light diffuser is used), the illumination light is diffused. In both cases of incidence from the body side (using a transmissive light diffuser), the kinoform acts on the illumination light only once under the optimum conditions, so that the light utilization efficiency is high, An extremely bright display can be realized. Further, since external illumination light can be used with high efficiency, it is not necessary to incorporate a light source, and the display device can be made even thinner.

【0032】以上により、回折光学的な作用によって、
光の射出範囲(視域)を任意に設定でき、さらに光の利
用効率を高めて極めて輝度の高い表示を行なうことが可
能な構成が小型で安価でありしかも薄型かつ軽量な光拡
散体およびそれを用いた表示装置を得ることが可能とな
る。
From the above, due to the diffractive optical action,
A light diffuser which is small in size, inexpensive, thin, and lightweight, and which has a configuration capable of arbitrarily setting the light emission range (viewing area) and further improving the light utilization efficiency to perform display with extremely high brightness, and the same. It is possible to obtain a display device using.

【0033】[0033]

【発明の実施の形態】まず、本発明の考え方について述
べる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION First, the concept of the present invention will be described.

【0034】本発明の光を拡散させる光拡散体は、平面
状の基板に、あらかじめ決められた入射角度の特定波長
の入射光に対してあらかじめ定義された空間的広がりを
有する回折光を射出する機能を有するキノフォームから
構成されるセルを、アレイ状またはマトリクス状に複数
個配設して成り、かつ各々のセルの表面が光反射性を有
する材質から成るかまたは各々のセルが光透過性を有す
る材質から成る光学素子であり、例えば光の透過を制御
して表示する透過型液晶表示パネル等の透過型表示体と
組み合わせることにより、あらかじめ決められた入射光
の条件に近い条件の外部光源からの照明光を高効率であ
らかじめ設計した空間的領域に射出することにより、こ
の空間的領域から観察した際に極めて明るい表示ができ
る表示装置を構成可能とすることを主旨としている。
The light diffuser for diffusing light of the present invention emits diffracted light having a predetermined spatial spread to incident light of a specific wavelength having a predetermined incident angle on a planar substrate. A plurality of cells composed of functional kinoforms are arranged in an array or a matrix, and the surface of each cell is made of a material having light reflectivity or each cell is light transmissive. An external light source of a condition close to a predetermined incident light condition by being combined with a transmissive display body such as a transmissive liquid crystal display panel that controls and displays light transmission. By irradiating the illumination light from a highly efficient pre-designed spatial area, a display device that can display extremely bright images when viewed from this spatial area is configured. Is the gist that the Noh.

【0035】ここで、キノフォームとは、物体光(要求
される特性を持った光)の波面の位相だけを記録して波
面再生を行なう光学素子であり、計算により得られた物
体光の位相分布を持った再生光を作り出すため、照明光
に作用する位相変調量に変換して記録し、再生時には照
明光の振幅については変更を加えないため、光の吸収に
よる損失がなく、高い回折効率を得ることができる。
Here, the kinoform is an optical element for performing wavefront reproduction by recording only the phase of the wavefront of the object light (light having required characteristics), and the phase of the object light obtained by calculation. In order to create a reproduction light with a distribution, it is converted to the phase modulation amount that acts on the illumination light and recorded, and the amplitude of the illumination light is not changed during reproduction, so there is no loss due to light absorption and high diffraction efficiency. Can be obtained.

【0036】また、理想的なキノフォームは、通常のホ
ログラムや回折格子パターンのように、多くの回折次数
を発生しないので、光の利用効率が極めて高い。
Further, an ideal kinoform does not generate many diffraction orders unlike ordinary holograms and diffraction grating patterns, so that the light utilization efficiency is extremely high.

【0037】さらに、キノフォームを用いることによ
り、任意領域における回折光の強度分布をコントロール
することや、射出方向をコントロールすることを、高精
度に行なうことができる。
Furthermore, by using the kinoform, it is possible to control the intensity distribution of the diffracted light in an arbitrary region and the emission direction with high accuracy.

【0038】なお、このキノフォームは、例えば“「ホ
ログラフィー」:辻内順平著;株式会社裳華房発行:第
45頁〜第47頁”により開示されている。
The kinoform is disclosed, for example, in "" Holography ": Junpei Tsujiuchi; published by Sokabo Co., Ltd .: pages 45 to 47".

【0039】以下、上記のような考え方に基づく本発明
の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明す
る。
Hereinafter, embodiments of the present invention based on the above concept will be described in detail with reference to the drawings.

【0040】(第1の実施の形態:請求項1、請求項
2、請求項5〜請求項8に対応)図1は、本実施の形態
による光拡散体の構成例を示す正面図である。
(First Embodiment: Corresponding to Claim 1, Claim 2, and Claim 5 to Claim 8) FIG. 1 is a front view showing a structural example of a light diffuser according to the present embodiment. .

【0041】すなわち、図1に示すように、本実施の形
態による光拡散体1は、平面状の基板2上に、あらかじ
め決められた入射角度の特定波長の入射光に対してあら
かじめ定義された空間的広がりを有する回折光を射出す
る機能を有するキノフォーム3から構成される四角形の
セル4を、直交マトリクス状に複数個配設して成り、さ
らに各々のセル4の表面が光反射性を有する材質から成
るか、または各々のセル4が光透過性を有する材質から
成っている。
That is, as shown in FIG. 1, the light diffuser 1 according to the present embodiment is preliminarily defined on a planar substrate 2 with respect to incident light of a specific wavelength having a predetermined incident angle. It is formed by arranging a plurality of quadrangular cells 4 formed of a kinoform 3 having a function of emitting a diffracted light having a spatial spread in an orthogonal matrix, and the surface of each cell 4 has light reflectivity. Or each cell 4 is made of a light-transmissive material.

【0042】ここで、各々のセル4からの射出光の角度
範囲が、水平方向において12゜以上の広がりを有する
ようにしている。
Here, the angular range of the light emitted from each cell 4 has a spread of 12 ° or more in the horizontal direction.

【0043】また、各々のセル4からの射出光の角度範
囲が、3゜以上の広がりを有するようにしている。
Further, the angular range of the light emitted from each cell 4 has a spread of 3 ° or more.

【0044】さらに、キノフォーム3上の位相変調量と
しては、可視光帯域の特定の波長で最大の回折効率とな
るように設定している。
Further, the amount of phase modulation on the kinoform 3 is set so as to maximize the diffraction efficiency at a specific wavelength in the visible light band.

【0045】さらにまた、キノフォーム3としては、反
射型の表面レリーフ型とするようにしている。
Furthermore, the kinoform 3 is of a reflective surface relief type.

【0046】図1の右側に示した拡大図は、1個のセル
4の構成例を示しており、セル4を構成するキノフォー
ム3の位相変調パターンを白黒で表わしている。
The enlarged view shown on the right side of FIG. 1 shows a configuration example of one cell 4, and the phase modulation pattern of the kinoform 3 constituting the cell 4 is represented in black and white.

【0047】例えば、特定波長の光に対して、黒が位相
変調量=π、白が位相変調量=0に相当する。
For example, for light of a specific wavelength, black corresponds to the phase modulation amount = π, and white corresponds to the phase modulation amount = 0.

【0048】なお、図1では、便宜上2値化している
が、実際には0〜2πの連続的な位相変調量を持ったパ
ターンとすることが望ましい。
Although FIG. 1 is binarized for the sake of convenience, it is actually desirable that the pattern has a continuous phase modulation amount of 0 to 2π.

【0049】このような位相変調を実現するためには、
特定波長の二分の一の厚みがあれば実現できる(反射型
の表面レリーフ構造の場合)ため、極めて薄い光拡散体
が実現可能である。
In order to realize such phase modulation,
Since it can be realized if the thickness is half the specific wavelength (in the case of a reflection type surface relief structure), an extremely thin light diffuser can be realized.

【0050】次に、以上のように構成した本実施の形態
による光拡散体1においては、セル4を構成するキノフ
ォーム3は、入射光の局所的な位相を変調するように作
用し、あらかじめ決められた入射光に対して任意の回折
光を射出するものであり、位相変調は、例えば微小な表
面レリーフ構造により実現することができる。
Next, in the light diffuser 1 according to this embodiment configured as described above, the kinoform 3 forming the cell 4 acts so as to modulate the local phase of the incident light, and An arbitrary diffracted light is emitted with respect to the determined incident light, and the phase modulation can be realized by, for example, a minute surface relief structure.

【0051】このキノフォーム3の位相変調量として
は、ある特定波長の光に対して0〜2πの位相変調量と
なるようにすることにより、キノフォーム3として最も
効果的に機能し、100%の回折効率を得ることもでき
る。
The kinoform 3 has a phase modulation amount of 0 to 2π with respect to light of a certain specific wavelength, so that the kinoform 3 functions most effectively, and is 100%. It is also possible to obtain the diffraction efficiency of.

【0052】よって、このようなキノフォーム3をセル
4として用いた本実施の形態による光拡散体1もまた、
極めて高い光利用効率が得られることになる。
Therefore, the light diffuser 1 according to this embodiment using such a kinoform 3 as the cell 4 also has
An extremely high light utilization efficiency can be obtained.

【0053】特に、ディスプレイ用途の光拡散体1とし
て用いる場合には、可視光の波長帯域内から特定波長を
選択することにより、肉眼での観察時に、その選択波長
において最大の明るさを提供することができる。
In particular, when used as the light diffuser 1 for display use, by selecting a specific wavelength within the wavelength band of visible light, the maximum brightness is provided at the selected wavelength when observed with the naked eye. be able to.

【0054】また、この選択波長を外れたような場合で
も、可視波長の光を特定波長とすることにより、可視波
長のほとんどにおいて、ある程度の高効率を期待するこ
とができる。
Even when the wavelength deviates from the selected wavelength, by setting the light of the visible wavelength to the specific wavelength, it is possible to expect a high efficiency to some extent in most of the visible wavelengths.

【0055】ここで、望ましくは、可視波長帯域の中心
付近(550nm前後の波長)を特定波長とすることに
より、可視波長全域にわたって最も高効率となるキノフ
ォーム3が容易に得られ、可視波長全域にわたって高効
率な光拡散体1を形成することができる。
Here, preferably, by setting the vicinity of the center of the visible wavelength band (a wavelength of about 550 nm) as the specific wavelength, the kinoform 3 having the highest efficiency over the entire visible wavelength can be easily obtained, and the entire visible wavelength range can be easily obtained. The highly efficient light diffuser 1 can be formed throughout.

【0056】また、本実施の形態による光拡散体1にお
いては、キノフォーム3から成るセル4は、あらかじめ
決められた入射角度の特定波長の入射光に対してあらか
じめ定義された空間的広がりを有する回折光を射出する
ように設計されている。
Further, in the light diffuser 1 according to the present embodiment, the cell 4 made of the kinoform 3 has a predetermined spatial spread with respect to the incident light of a specific wavelength having a predetermined incident angle. It is designed to emit diffracted light.

【0057】図2および図3は、かかる空間的広がりの
一例をそれぞれ示す概念図である。
2 and 3 are conceptual diagrams showing examples of such spatial expansion.

【0058】図2は反射型の光拡散体1として利用する
場合の反射型のキノフォーム3の一例(セル4の表面が
光反射性を有する材質から成る)であり、図3は透過型
の光拡散体1として利用する場合の透過型のキノフォー
ム3の一例(セル4が光透過性を有する材質から成る)
である。
FIG. 2 shows an example of the reflective kinoform 3 (when the surface of the cell 4 is made of a material having light reflectivity) when used as the reflective light diffuser 1, and FIG. An example of a transmissive kinoform 3 when used as the light diffuser 1 (the cell 4 is made of a light-transmissive material)
Is.

【0059】図2および図3では、x方向に長く、y
方向に短い長方形の領域を、キノフォーム3からの回折
光が分布する空間的領域としている。
In FIG. 2 and FIG. 3, y 1 is long in the x 1 direction.
A rectangular region short in the direction is defined as a spatial region in which the diffracted light from the kinoform 3 is distributed.

【0060】従って、あらかじめ決められた入射角度の
特定波長の入射光で照明し、観察者が、この領域、もし
くはこの領域に対応する角度範囲から観察すると、本実
施の形態による光拡散体1上のセル4が光って観察され
ることになる。
Therefore, when the observer observes from this region or the angle range corresponding to this region by illuminating with incident light of a specific wavelength having a predetermined incident angle, the light diffuser 1 according to the present embodiment can be seen. The cell 4 in FIG.

【0061】一方、本実施の形態による光拡散体1上に
おいては、多数個のセル4が並んで配置されていること
により、光拡散体1全体が光って見えるようにすること
ができる。
On the other hand, since a large number of cells 4 are arranged side by side on the light diffuser 1 according to the present embodiment, the entire light diffuser 1 can be made to appear to shine.

【0062】また、必要に応じて、各セル4が光拡散体
1上でそれぞれ異なる空間的領域に回折光を射出するよ
うにしてもよい。
If necessary, each cell 4 may emit diffracted light to different spatial areas on the light diffuser 1.

【0063】いずれにしても、用途に応じて必要な空間
的領域にのみ回折光を集中できるため、前述した従来の
ように、無指向性の拡散(散乱)や正反射光・直接透過
光の生じる方式に比較して、入射光の利用効率を極めて
高くすることができる。
In any case, since the diffracted light can be concentrated only in a spatial region required according to the use, as in the conventional case described above, omnidirectional diffusion (scattering) or specular reflection light / direct transmission light can be performed. The utilization efficiency of incident light can be made extremely high as compared with the system that occurs.

【0064】さらに、空間的領域も用途に応じて設計す
ることができ、水平方向にのみ広く拡散する光拡散体1
等も容易に作製することができる。
Furthermore, the spatial region can be designed according to the application, and the light diffuser 1 diffuses widely only in the horizontal direction.
Etc. can be easily manufactured.

【0065】同様に、空間的領域内において、光強度分
布を一様にしたり、あるいは局所的に強弱をつけたりす
ることもできる。
Similarly, in the spatial region, the light intensity distribution can be made uniform or the intensity can be locally provided.

【0066】すなわち、光強度分布を一様とした場合に
は、対応する空間的領域内から観察すると、安定して同
一の明るさで光って見ることができる。
That is, when the light intensity distribution is made uniform, when observed from within the corresponding spatial region, it is possible to stably shine and look with the same brightness.

【0067】また、局所的に強弱をつけた場合には、主
に観察する視点からは最大の明るさで見え、その視点位
置からずれると徐々に暗くなるように見える光拡散体1
を容易に実現することができる。
When the intensity is locally increased, the light diffuser 1 appears to have the maximum brightness mainly from the viewpoint to be observed, and the light diffuser 1 appears to be gradually darker when the position of the viewpoint is deviated.
Can be easily realized.

【0068】ここで、セル4からの射出光角度範囲が、
水平方向において12゜以上の広がりを持つ場合には、
ディスプレイ用途に本実施の形態による光拡散体1を用
いる際に、一般的なディスプレイの観察条件において、
観察者の両眼を射出光の空間的な広がりの中に置くこと
が可能となり、両眼における輝度差による違和感のな
い、見易い表示とすることが可能となる。
Here, the angle range of the light emitted from the cell 4 is
If it has a spread of 12 ° or more in the horizontal direction,
When using the light diffuser 1 according to the present embodiment for display use, under general display observation conditions,
Both eyes of the observer can be placed within the spatial spread of the emitted light, and an easy-to-see display that does not cause a sense of discomfort due to the brightness difference between the two eyes can be provided.

【0069】例えば、光拡散体1から300mm離れた
位置で、両眼の眼間距離65mmの観察者が観察する場
合には、約12゜の水平方向(両眼の並んだ方向)の広
がりが要求される。
For example, when an observer at a distance of 300 mm from the light diffuser 1 observes an eye distance of 65 mm between both eyes, the spread in the horizontal direction (direction in which both eyes are lined up) is about 12 °. Required.

【0070】従って、12゜以上の広がりがあれば、多
くの観察条件において、観察者の両眼に拡散光を入射さ
せることができる。
Therefore, if there is a spread of 12 ° or more, diffused light can be incident on both eyes of the observer under many observation conditions.

【0071】ここでは、特定波長について、前述のよう
な効果を持つことについて説明したが、照明光が白色光
であった場合には、キノフォーム3から射出した回折光
は、波長毎に若干ずつ異なる空間的領域に分布する。
Here, it has been described that the specific wavelength has the above-mentioned effect, but when the illumination light is white light, the diffracted light emitted from the kinoform 3 is slightly different for each wavelength. It is distributed in different spatial areas.

【0072】本実施の形態による光拡散体1において
は、空間的領域は広がりを持つため、各波長の回折光分
布は互いに重なる領域ができる。
In the light diffuser 1 according to the present embodiment, since the spatial region has a spread, the diffracted light distributions of the respective wavelengths have regions overlapping with each other.

【0073】そして、多くの波長が重なった領域から観
察者が観察した際には、白色として認識されるため、多
くの用途において、光拡散体1としては、重なる領域を
ある程度大きく作ることが望ましい。
When an observer observes from a region where many wavelengths overlap, it is recognized as white. Therefore, in many applications, it is desirable for the light diffuser 1 to make the overlap region large to some extent. .

【0074】特に、セル4からの射出光の角度範囲が3
゜以上の広がりを持つ場合には、一般的な照明条件にお
いて、回折による可視光の主波長の波長分散は3゜程度
であるため、照明光源の大きさが一般的にある程度の大
きさを持つことも手伝って、可視光の主波長が重なる空
間的領域を得ることが保証され、容易に上述の白色とし
て観察可能な領域を形成することができる。
Particularly, the angle range of the light emitted from the cell 4 is 3
In the case of a spread of ≧ °, the wavelength distribution of the dominant wavelength of visible light due to diffraction is about 3 ° under general illumination conditions, so the size of the illumination light source generally has a certain size. This helps ensure that a spatial region where the dominant wavelengths of visible light overlap is obtained, and the above-mentioned white observable region can be easily formed.

【0075】また、以上の説明では、照明光の入射角度
をあらかじめ決められた入射角度としたが、あらかじめ
決められた入射角度からの照明光の入射角度のずれは、
主に光拡散体1からの回折光の射出角度に反映する。
Further, in the above description, the incident angle of the illumination light is a predetermined incident angle, but the deviation of the incident angle of the illumination light from the predetermined incident angle is
It mainly reflects on the exit angle of the diffracted light from the light diffuser 1.

【0076】従って、ある程度の照明光の角度変化に対
して、本実施の形態による光拡散体1は、あらかじめ決
められた入射角度の場合と同様の機能を発揮することが
できる。
Therefore, the light diffuser 1 according to the present embodiment can exhibit the same function as the case of a predetermined incident angle with respect to a certain change in the angle of the illumination light.

【0077】さらに、キノフォーム3は、表面レリーフ
型とすることにより、エンボス技術による量産に適し、
安価な大量生産が可能であると共に、安価かつ薄型、軽
量にすることができる。
Further, the kenoform 3 is suitable for mass production by the embossing technology because it is a surface relief type.
In addition to being able to be mass-produced at low cost, it can be made inexpensive, thin and lightweight.

【0078】以上により、回折光学的な作用により、光
の射出範囲(視域)を任意に設定することができ、また
入射光に対する視域内への射出光の割合を極めて高くす
ることができると共に、必要に応じて視域内での光の強
度分布も任意に設定することが可能な、構成が安価であ
り、しかも薄型かつ軽量な光拡散体を得ることができ
る。
As described above, due to the action of diffractive optics, the emission range (viewing zone) of light can be set arbitrarily, and the ratio of the emitted light into the viewing zone with respect to the incident light can be made extremely high. It is possible to obtain a light diffuser that has a low cost, a thin structure, and a light intensity distribution in the viewing area that can be arbitrarily set, if necessary.

【0079】(第2の実施の形態:請求項3、請求項
5、請求項6に対応)図4は、本実施の形態による光拡
散体の構成例を示す斜視図であり、図1乃至図3と同一
要素には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは
異なる部分についてのみ述べる。
(Second Embodiment: Corresponding to Claim 3, Claim 5, and Claim 6) FIG. 4 is a perspective view showing a configuration example of a light diffuser according to the present embodiment, and FIGS. The same elements as those in FIG. 3 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. Here, only different portions will be described.

【0080】すなわち、図4に示すように、本実施の形
態による光拡散体1は、前述した第1の実施の形態の構
成を有する光拡散体1において、平面状の基板2上に配
設された全てのセル4が、互いに同一の位相変調パター
ンを有するキノフォーム3から成っている。
That is, as shown in FIG. 4, the light diffuser 1 according to the present embodiment is arranged on the flat substrate 2 in the light diffuser 1 having the structure of the above-described first embodiment. All the cells 4 formed are made of kinoforms 3 having the same phase modulation pattern as each other.

【0081】次に、以上のように構成した本実施の形態
による光拡散体1においては、平面状の基板2上に配設
された全てのセル4が、互いに同一の位相変調パターン
を有するキノフォーム3から成っていることにより、キ
ノフォーム3の位相分布の設計はただ1種類に関してだ
け行なえばよく、同一のキノフォーム3を並べるだけ
で、極めて簡便に、所望とする光拡散性(所望とする空
間的領域に所望とする光強度分布を形成する性質)を有
する光拡散体1を作製することができる。
Next, in the light diffuser 1 according to the present embodiment configured as described above, all the cells 4 arranged on the planar substrate 2 have the same phase modulation pattern. Since the kinoform 3 is made of the foam 3, it is only necessary to design the phase distribution of the kinoform 3, and it is possible to arrange the identical kinoforms 3 in a very simple and extremely simple manner. It is possible to manufacture the light diffuser 1 having a property of forming a desired light intensity distribution in a spatial region where the light is diffused.

【0082】また、製造工程においても、一つのキノフ
ォームを多数並べることは比較的容易であり、大面積の
光拡散体1を容易に作製することが可能となる。
Also in the manufacturing process, it is relatively easy to arrange a large number of one kinoform, and the light diffuser 1 having a large area can be easily manufactured.

【0083】図4に示す本実施の形態による光拡散体1
においては、特定波長の光で照明時の、各々のセル4か
らの回折光分布が重なる領域を「共通拡散領域」として
示している。
The light diffuser 1 according to the present embodiment shown in FIG.
In FIG. 3, the area where the diffracted light distributions from the cells 4 overlap with each other when illuminated with light of a specific wavelength is shown as a “common diffusion area”.

【0084】観察時に、光拡散体1全体を均一に光って
いるものとして認識させる必要がある場合には、この共
通拡散領域を大きくして、その周囲の重なりが不十分な
領域を小さくすることが望ましい。
When it is necessary to recognize the entire light diffuser 1 as shining uniformly during the observation, this common diffusion area should be made large and the area around which it is insufficiently overlapped should be made small. Is desirable.

【0085】1個のセル4からの回折光分布の広がり領
域が、光拡散体1の大きさに比較して十分大きい時に、
光の利用効率を高くしながら、光拡散体1全体を均一に
光っているものと認識させることができる。
When the spread area of the diffracted light distribution from one cell 4 is sufficiently larger than the size of the light diffuser 1,
It is possible to recognize that the entire light diffuser 1 shines uniformly while increasing the light use efficiency.

【0086】また、本実施の形態による光拡散体1にお
いては、観察距離(z方向の位置に対応)がある程度以
上大きければ(例えば光拡散体の大きさの数倍以上)、
観察距離に依存せずに、共通拡散領域の角度範囲がほぼ
一定に保たれる。
Further, in the light diffuser 1 according to the present embodiment, if the observation distance (corresponding to the position in the z direction) is larger than a certain amount (for example, several times the size of the light diffuser or more),
The angular range of the common diffusion region is kept substantially constant without depending on the observation distance.

【0087】従って、どのような観察距離においても、
あらかじめ設定した空間的領域に対応する射出角度範囲
において、所望とする光強度分布に近い射出光分布を得
ることができる。
Therefore, at any observation distance,
It is possible to obtain an emission light distribution close to a desired light intensity distribution in an emission angle range corresponding to a preset spatial area.

【0088】(第3の実施の形態:請求項4〜請求項6
に対応)図5は、本実施の形態による光拡散体の構成例
を示す斜視図であり、図1乃至図3と同一要素には同一
符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分に
ついてのみ述べる。
(Third Embodiment: Claims 4 to 6)
FIG. 5 is a perspective view showing a configuration example of the light diffuser according to the present embodiment. The same elements as those in FIGS. 1 to 3 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. Only the part will be described.

【0089】すなわち、図5に示すように、本実施の形
態による光拡散体1は、前述した第1の実施の形態の構
成を有する光拡散体1において、キノフォーム3とし
て、あらかじめ決められた入射角度の特定波長の入射光
に対して、全てのセル4から射出した回折光があらかじ
め定義された空間的領域で一致するようなキノフォーム
3を用いるようにしている。
That is, as shown in FIG. 5, the light diffuser 1 according to the present embodiment is predetermined as the kinoform 3 in the light diffuser 1 having the configuration of the above-described first embodiment. The kinoform 3 is used so that the diffracted light emitted from all the cells 4 coincides with the incident light having a specific wavelength at the incident angle in a predefined spatial region.

【0090】次に、以上のように構成した本実施の形態
による光拡散体1においては、キノフォーム3として、
あらかじめ決められた入射角度の特定波長の入射光に対
して、全てのセル4から射出した回折光があらかじめ定
義された空間的領域で一致するようなキノフォーム3を
用いていることにより、その空間的領域の外に分布する
光を極小化することができ、あらかじめ定義された空間
的領域において所望とする光強度分布を、最も光の利用
効率が高い条件で形成することが可能な光拡散体1を得
ることができる。
Next, in the light diffuser 1 according to the present embodiment configured as described above, as the kinoform 3,
By using the kinoform 3 in which the diffracted light emitted from all the cells 4 is matched in a predetermined spatial region with respect to the incident light of a specific wavelength having a predetermined incident angle, The light diffuser that can minimize the light distributed outside the target area and can form the desired light intensity distribution in the predefined spatial area under the condition that the light utilization efficiency is the highest. 1 can be obtained.

【0091】また、あらかじめ定義された空間的領域上
から観察すると、光拡散体1全体が均一に光って見える
ようにすることができる。
Further, when observing from a predefined spatial region, the entire light diffuser 1 can be made to appear to uniformly shine.

【0092】図5に示す本実施の形態による光拡散体1
においては、各々のセル4に共通の空間的領域(=あら
かじめ定義された空間的領域)へ光を回折する様子を示
している。
The light diffuser 1 according to the present embodiment shown in FIG.
2 shows a state in which light is diffracted into a spatial area (= predefined spatial area) common to each cell 4.

【0093】また、本実施の形態による光拡散体1に対
して、白色の照明光が入射した場合でも、あらかじめ定
義された空間的領域の付近では、回折による色分散の影
響が比較的出にくく、あらかじめ定義された空間的領域
付近からの観察すると、ある程度一定の色(白色に近い
色)で光拡散体1が光って見えるようにすることができ
る。
Even when white illumination light is incident on the light diffuser 1 according to the present embodiment, the influence of chromatic dispersion due to diffraction is relatively unlikely to occur in the vicinity of the spatial region defined in advance. When observed from the vicinity of a predefined spatial region, the light diffuser 1 can be made to appear to shine with a certain constant color (a color close to white).

【0094】特に、あらかじめ定義された空間的領域の
幅が、あらかじめ定義された入射光の入射方向に対して
(図2、図3におけるy方向)、回折による波長分散の
角度よりも大きければ、あらかじめ定義された空間的領
域上に、光拡散体1が白色として観察される視点を形成
することができ、あらかじめ定義された空間的領域の幅
が大きい程、その視点の範囲(視域)を拡げることがで
きる。
In particular, if the width of the predefined spatial region is larger than the angle of wavelength dispersion due to diffraction with respect to the predefined incident direction of incident light (y direction in FIGS. 2 and 3), A viewpoint in which the light diffuser 1 is observed as white can be formed on the predefined spatial region, and the wider the predefined spatial region is, the more the range (viewing region) of the viewpoint becomes. Can be expanded.

【0095】(第4の実施の形態:請求項9〜請求項1
1に対応)図6は、本実施の形態による表示装置の構成
例を示す斜視図であり、図1乃至図5と同一要素には同
一符号を付して示している。
(Fourth Embodiment: Claims 9 to 1)
FIG. 6 is a perspective view showing a configuration example of the display device according to the present embodiment, and the same elements as those in FIGS. 1 to 5 are designated by the same reference numerals.

【0096】すなわち、本実施の形態による表示装置
は、図6に示すように、前述した第1乃至第3の各実施
の形態のうちのいずれか一つの実施の形態の構成を有す
る光拡散体1を、光の透過を制御して表示する液晶表示
素子(LCD)パネル等の透過型表示体5の背面に対向
させて配置して成っており、照明光は光拡散体1の背面
側から入射するようにしている。
That is, as shown in FIG. 6, the display device according to the present embodiment is a light diffuser having the configuration of any one of the first to third embodiments described above. 1 is arranged so as to face a rear surface of a transmissive display body 5 such as a liquid crystal display (LCD) panel which controls and displays light transmission, and illumination light is emitted from the rear surface side of the light diffuser 1. It is supposed to be incident.

【0097】次に、以上のように構成した本実施の形態
による表示装置においては、前述した第1乃至第3の各
実施の形態のうちのいずれか一つの実施の形態の構成を
有する光拡散体1を、光の透過を制御して表示する透過
型表示体5の背面に対向させて配置していることによ
り、前述した光拡散体1の機能により形成される、前述
の光拡散体1による射出光の空間的領域を、表示装置の
視域とすることができ、視域として設定した範囲内から
極めて明るい表示像を観察可能な表示装置を実現するこ
とができる。
Next, in the display device according to the present embodiment configured as described above, the light diffusion having the configuration of any one of the first to third embodiments described above is provided. The light diffuser 1 is formed by the function of the light diffuser 1 described above by disposing the body 1 so as to face the back surface of the transmissive display body 5 that controls and displays light transmission. The spatial area of the emitted light due to can be set as the viewing area of the display device, and it is possible to realize the display device in which an extremely bright display image can be observed from the range set as the viewing area.

【0098】この場合、同様に、前述した第1乃至第3
の各実施の形態のうちのいずれか一つの実施の形態の構
成を有する光拡散体1の機能により、視域として設定し
た範囲内で観察される明るさを均一にしたり、視域とし
て設定した範囲内で色変化を抑えること等が可能とな
る。
In this case, similarly, the above-mentioned first to third
With the function of the light diffuser 1 having the configuration of any one of the embodiments, the brightness observed in the range set as the viewing area is made uniform, or the brightness is set as the viewing area. It is possible to suppress the color change within the range.

【0099】以上により、任意の視域において極めて明
るい高品質な表示像を観察することが可能であり、しか
も薄型の表示装置を得ることができる。
As described above, it is possible to observe a very bright and high quality display image in an arbitrary viewing area, and it is possible to obtain a thin display device.

【0100】(変形例1)本変形例による表示装置は、
図6に示すような構成を有する表示装置において、透過
型表示体5が画素構造を有する場合に、1個の画素に対
して、光拡散体1上のセル4が少なくとも1個以上対応
するようにしている。
(Modification 1) A display device according to this modification is
In the display device having the configuration as shown in FIG. 6, when the transmissive display body 5 has a pixel structure, at least one cell 4 on the light diffuser 1 corresponds to one pixel. I have to.

【0101】以上のように構成した本変形例による表示
装置においては、透過型表示体5が画素構造を有する場
合に、1個の画素に対して、光拡散体1上のセル4が少
なくとも1個以上対応するようにしていることにより、
表示装置による表示像を、ちらつきのない高品位な像と
して観察させることができる。
In the display device according to the present modification configured as described above, when the transmissive display body 5 has a pixel structure, at least one cell 4 on the light diffuser 1 is provided for one pixel. By supporting more than one,
The image displayed by the display device can be observed as a high-quality image without flicker.

【0102】(変形例2)本変形例による表示装置は、
図6に示すような構成を有する表示装置において、透過
型表示体5がRGB等に原色毎に分割された画素構造を
有する場合に、1個の最小単位画素(例えばRの画素)
に対して、光拡散体1上のセル4が1個以上対応するよ
うにしている。
(Modification 2) A display device according to this modification is
In the display device having the configuration as shown in FIG. 6, when the transmissive display body 5 has a pixel structure in which RGB is divided for each primary color, one minimum unit pixel (for example, R pixel)
On the other hand, one or more cells 4 on the light diffuser 1 correspond to each other.

【0103】ここで、特にこのように透過型表示体5が
原色毎の最小単位画素で構成されている場合に、各最小
単位画素の原色とそれに対応する位置のセル4を構成す
るキノフォーム3を設計時の特定波長を合わせることが
好ましい。
Here, particularly when the transmissive display body 5 is composed of the minimum unit pixel for each primary color in this way, the kinoform 3 forming the primary color of each minimum unit pixel and the cell 4 at a position corresponding to the primary color. It is preferable to match a specific wavelength at the time of designing.

【0104】以上のように構成した本変形例による表示
装置においては、透過型表示体5がRGB等に原色毎に
分割された画素構造を有する場合に、1個の最小単位画
素(例えばRの画素)に対して、光拡散体1上のセル4
が1個以上対応するようにしていることにより、各原色
に対する視域が空間的に一致し、視域として設定した範
囲内では、所望とするカラー表示像を観察することがで
きると共に、視域として設定した範囲内への光の利用効
率も最大化することができる。
In the display device according to the present modification configured as described above, when the transmissive display body 5 has a pixel structure divided into primary colors such as RGB, one minimum unit pixel (for example, R Pixel), cell 4 on the light diffuser 1
Are associated with each other, the viewing zones for the respective primary colors are spatially coincident with each other, and a desired color display image can be observed within the range set as the viewing zone. The light utilization efficiency within the range set as can also be maximized.

【0105】また、視点位置が固定できる場合には、透
過型表示体5上のカラーフィルター等を省略することが
可能となり、各原色に対応する波長の光の損失を少なく
することができ、より一層光の利用効率を高めることが
できる。
When the viewpoint position can be fixed, the color filter or the like on the transmissive display 5 can be omitted, and the loss of light of the wavelength corresponding to each primary color can be reduced. The light utilization efficiency can be further improved.

【0106】(変形例3)本実施の形態による表示装置
において、照明光を透過型表示体5側から入射する場合
(反射型の光拡散体を用いる)と、照明光を光拡散体1
側から入射する場合(透過型の光拡散体1を用いる)の
いずれの形態においても、光の利用効率が高く、明るい
表示を実現することができる。
(Modification 3) In the display device according to the present embodiment, when the illumination light is incident from the transmissive display body 5 side (a reflection type light diffuser is used), the illumination light is emitted from the light diffuser 1.
In any of the cases where the light is incident from the side (using the transmissive light diffuser 1), the light utilization efficiency is high and bright display can be realized.

【0107】また、外部の照明光を高効率で利用できる
ため、光源を内蔵する必要がなく、表示装置としてより
一層の薄型化を図ることができる。
Further, since external illumination light can be used with high efficiency, it is not necessary to incorporate a light source, and the display device can be made even thinner.

【0108】一方、外部の照明光を前面から入射する反
射型表示装置として用いる際、光拡散体1を光透過性を
有する材質で形成し、この光拡散体1を、反射時の光変
調制御により表示を行なう液晶表示素子等の反射型表示
体の前面に配置して成る場合には、外部照明光が光拡散
体1を2度(表示体5への入射前と、表示体5から射出
後)通り、キノフォーム3の設計においてこのような往
復する光波に対して往路・復路共に望ましい波面を10
0%の効率で得ることは困難であるが、反射型の光拡散
体1を用いる本実施の形態による表示装置においては、
光拡散体1が作用する回数は1回であるため、最大10
0%の効率を得ることができ、極めて明るい表示を行な
うことが可能となる。
On the other hand, when used as a reflection type display device in which external illumination light is incident from the front surface, the light diffuser 1 is formed of a material having light transmissivity, and the light diffuser 1 is used for controlling light modulation during reflection. When it is arranged on the front surface of a reflection type display body such as a liquid crystal display element for performing display by external light, the external illumination light is emitted to the light diffuser 1 twice (before entering the display body 5 and before exiting from the display body 5). As will be described later, in designing the kinoform 3, the desired wavefront is set to 10 for both such forward and backward light waves.
Although it is difficult to obtain the efficiency of 0%, in the display device according to the present embodiment using the reflection type light diffuser 1,
Since the number of times the light diffuser 1 acts once is 10
An efficiency of 0% can be obtained, and extremely bright display can be performed.

【0109】(第5の実施の形態:請求項9〜請求項1
1に対応)図7は、本実施の形態による表示装置の構成
例を示す斜視図であり、図1乃至図6と同一要素には同
一符号を付して示している。
(Fifth Embodiment: Claims 9 to 1)
FIG. 7 is a perspective view showing a configuration example of the display device according to the present embodiment, and the same elements as those in FIGS. 1 to 6 are designated by the same reference numerals.

【0110】すなわち、本実施の形態による表示装置
は、前述した第1乃至第3の各実施の形態のうちのいず
れか一つの実施の形態の構成を有する光拡散体1を、光
の透過を制御して表示する液晶表示素子(LCD)パネ
ル等の透過型表示体5の前面に対向させて配置して成っ
ており、照明光は透過型表示体5の背面側から入射する
ようにしている。
That is, the display device according to the present embodiment allows the light diffuser 1 having the structure of any one of the first to third embodiments described above to transmit light. It is arranged so as to face the front surface of the transmissive display body 5 such as a liquid crystal display (LCD) panel which is controlled and displayed, and the illumination light is incident from the rear side of the transmissive display body 5. .

【0111】次に、以上のように構成した本実施の形態
による表示装置においても、前述した第4の実施の形態
による表示装置と全く同様の作用効果を得ることができ
るのに加えて、透過型表示体5から射出後の光を拡散す
るため、透過型表示体5へ入射する照明光は任意の波面
を選択することができ、透過型表示体5の性能を最大限
に引き出すことができる。
Next, also in the display device according to the present embodiment configured as described above, the same operational effect as that of the display device according to the above-described fourth embodiment can be obtained, and in addition, the transmission device is transparent. Since the light emitted from the mold display 5 is diffused, an arbitrary wavefront can be selected for the illumination light incident on the mold display 5, and the performance of the mold display 5 can be maximized. .

【0112】例えば、透過型表示体5が液晶表示素子の
場合には、透過型表示体に対してほぼ平面波状の光を入
射するようにすることにより、コントラスト等を最大に
した表示を行なうことができると共に、光拡散体1の機
能によって視域を別途設定することができるため、光の
利用効率が高く、画質も高い、極めて高品位な表示を行
なうことが可能となる。
For example, when the transmissive display body 5 is a liquid crystal display element, light having a substantially plane wave shape is made incident on the transmissive display body to perform display with maximum contrast and the like. In addition, since the viewing area can be set separately by the function of the light diffuser 1, it is possible to perform extremely high quality display with high light utilization efficiency and high image quality.

【0113】(その他の実施の形態)尚、本発明は、上
記各実施の形態に限定されるものではなく、実施段階で
はその要旨を逸脱しない範囲で、種々に変形して実施す
ることが可能である。 (a)前記各実施例の形態では、セル4を直交マトリク
ス状に複数個配設する場合について説明したが、これに
限らず、例えば図8に示すように、セル4を任意のマト
リクス状に複数個配設する構成としてもよい。
(Other Embodiments) The present invention is not limited to the above-described embodiments, but can be variously modified and implemented at the stage of implementation without departing from the spirit thereof. Is. (A) In each of the embodiments, the case where a plurality of cells 4 are arranged in an orthogonal matrix has been described, but the present invention is not limited to this. For example, as shown in FIG. 8, the cells 4 may be arranged in an arbitrary matrix. A configuration in which a plurality of them are arranged may be adopted.

【0114】さらに、直交マトリクス状、任意のマトリ
クス状に限らず、セル4をランダムに配設する構成とし
てもよく、またセル4の一部が他のセル4と重なるよう
に配設する構成としてもよい。
Further, the cell 4 is not limited to the orthogonal matrix shape or the arbitrary matrix shape, and the cells 4 may be arranged randomly, or the cells 4 may be arranged so as to partially overlap with other cells 4. Good.

【0115】(b)前記各実施例の形態では、セル4の
形状が四角形である場合について説明したが、これに限
らず、セル4の形状としては、円形や六角形等のその他
の形状とするようにしてもよい。
(B) In each of the embodiments described above, the case where the shape of the cell 4 is a quadrangle has been described. However, the shape of the cell 4 is not limited to this, and other shapes such as a circle and a hexagon may be used. You may do it.

【0116】(c)前記各実施例の形態では、キノフォ
ーム3が表面レリーフ型である場合について説明した
が、これに限らず、屈折率の分布によって位相変調量を
制御できるようなものであってもよい。
(C) In each of the embodiments described above, the case where the kinoform 3 is a surface relief type has been described, but the invention is not limited to this, and the phase modulation amount can be controlled by the distribution of the refractive index. May be.

【0117】この場合、表面上には凹凸のない光拡散体
1を構成することが可能であり、光拡散体1の表面に接
着剤等を一様に塗布しても、光拡散体1の機能が大きく
変化することなく、取り扱いを容易にすることができ、
特に平面状の表示素子との組み合わせや組み込みを容易
に行なうことが可能となる。
In this case, it is possible to form the light diffuser 1 having no unevenness on the surface, and even if the surface of the light diffuser 1 is uniformly coated with an adhesive or the like, It can be handled easily without changing the function significantly,
In particular, it is possible to easily combine and assemble with a flat display element.

【0118】なお、反射型の光拡散体1として利用する
場合には、裏面に反射層を設ける等の構成とすればよ
い。
When used as the reflection type light diffuser 1, it may be constructed such that a reflection layer is provided on the back surface.

【0119】また、各実施の形態は可能な限り適宜組合
わせて実施してもよく、その場合には組合わせた作用効
果を得ることができる。さらに、上記各実施の形態には
種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構
成要件における適宜な組合わせにより、種々の発明を抽
出することができる。例えば、実施の形態に示される全
構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が
解決しようとする課題の欄で述べた課題(の少なくとも
一つ)が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効
果(の少なくとも一つ)が得られる場合には、この構成
要件が削除された構成を発明として抽出することができ
る。
Further, the respective embodiments may be combined as appropriate as much as possible, and in that case, the combined operation and effect can be obtained. Further, the above-described embodiments include inventions at various stages, and various inventions can be extracted by appropriately combining a plurality of disclosed constituent features. For example, even if some constituent elements are deleted from all the constituent elements shown in the embodiment, the problem (at least one) described in the section of the problem to be solved by the invention can be solved, and When the effect (at least one) described in the section can be obtained, a structure in which this constituent element is deleted can be extracted as an invention.

【0120】[0120]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、平
面状の基板に、あらかじめ決められた入射角度の特定波
長の入射光に対してあらかじめ定義された空間的広がり
を有する回折光を射出する機能を有するキノフォームか
ら構成されるセルを複数個配設して成り、かつ各々のセ
ルの表面が光反射性を有する材質から成るか、または各
々のセルが光透過性を有する材質から成るようにしてい
るので、回折光学的な作用によって、光の射出範囲(視
域)を任意に設定することができ、さらに入射光に対す
る視域内への射出光の割合を極めて高くすることができ
ると共に、必要に応じて視域内での光の強度分布も任意
に設定することが可能な光拡散体が提供できる。
As described above, according to the present invention, diffracted light having a predetermined spatial spread is emitted to a flat substrate with respect to incident light of a specific wavelength having a predetermined incident angle. A plurality of cells formed of kinoform having the function of arranging, and the surface of each cell is made of a material having light reflectivity, or each cell is made of a material having light transmittance. With this configuration, it is possible to arbitrarily set the emission range (viewing area) of light by the diffractive optical effect, and it is possible to make the ratio of the exiting light into the viewing area to the incident light extremely high. Thus, it is possible to provide a light diffuser in which the intensity distribution of light within the viewing zone can be arbitrarily set as required.

【0121】また、本発明の光拡散体を透過型の表示体
と組み合わせるようにしているので、任意の視域におい
て極めて明るい高品質な表示像を観察することが可能で
あり、構成が安価であり、しかも薄型かつ軽量な表示装
置が提供できる。
Further, since the light diffuser of the present invention is combined with the transmissive display, it is possible to observe an extremely bright and high quality display image in any viewing area, and the structure is inexpensive. Therefore, a thin and lightweight display device can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明による光拡散体の第1の実施の形態を示
す正面図。
FIG. 1 is a front view showing a first embodiment of a light diffuser according to the present invention.

【図2】同第1の実施の形態における光拡散体を反射型
の光拡散体として利用する場合の反射型のキノフォーム
の一例を示す概念図。
FIG. 2 is a conceptual diagram showing an example of a reflective kinoform when the light diffuser according to the first embodiment is used as a reflective light diffuser.

【図3】同第1の実施の形態における光拡散体を透過型
の光拡散体として利用する場合の透過型のキノフォーム
の一例を示す概念図。
FIG. 3 is a conceptual diagram showing an example of a transmissive kinoform when the light diffuser according to the first embodiment is used as a transmissive light diffuser.

【図4】本発明による光拡散体の第2の実施の形態を示
す斜視図。
FIG. 4 is a perspective view showing a second embodiment of a light diffuser according to the present invention.

【図5】本発明による光拡散体の第3の実施の形態を示
す斜視図。
FIG. 5 is a perspective view showing a third embodiment of a light diffuser according to the present invention.

【図6】本発明による表示装置の第4の実施の形態を示
す斜視図。
FIG. 6 is a perspective view showing a fourth embodiment of a display device according to the present invention.

【図7】本発明による表示装置の第5の実施の形態を示
す斜視図。
FIG. 7 is a perspective view showing a fifth embodiment of a display device according to the present invention.

【図8】本発明による光拡散体の他の実施の形態を示す
正面図。
FIG. 8 is a front view showing another embodiment of the light diffuser according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…光拡散体 2…平面状の基板 3…キノフォーム 4…セル 5…透過型表示体。 1 ... Light diffuser 2 ... Planar substrate 3… Kinoform 4 ... cell 5 ... Transmissive display.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2H042 BA04 BA10 BA14 BA20 2H049 AA04 AA08 AA14 AA40 AA50 AA60 AA65    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    F-term (reference) 2H042 BA04 BA10 BA14 BA20                 2H049 AA04 AA08 AA14 AA40 AA50                       AA60 AA65

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 光を拡散させる反射型の光拡散体におい
て、平面状の基板上に、あらかじめ決められた入射角度
の特定波長の入射光に対してあらかじめ定義された空間
的広がりを有する回折光を射出する機能を有するキノフ
ォームから構成されるセルを複数個配設して成り、 かつ前記各々のセルの表面が、光反射性を有する材質か
ら成ることを特徴とする光拡散体。
1. A reflection type light diffuser for diffusing light, in which diffracted light having a predetermined spatial spread with respect to incident light of a specific wavelength having a predetermined incident angle on a planar substrate. 1. A light diffuser, comprising a plurality of cells formed of kinoform having a function of emitting light, wherein the surface of each cell is made of a material having light reflectivity.
【請求項2】 光を拡散させる透過型の光拡散体におい
て、 平面状の基板上に、あらかじめ決められた入射角度の特
定波長の入射光に対してあらかじめ定義された空間的広
がりを有する回折光を射出する機能を有するキノフォー
ムから構成されるセルを複数個配設して成り、 かつ前記各々のセルが、光透過性を有する材質から成る
ことを特徴とする光拡散体。
2. A transmissive light diffuser for diffusing light, which is a diffracted light having a predetermined spatial spread with respect to incident light of a specific wavelength having a predetermined incident angle on a planar substrate. 1. A light diffuser, characterized in that a plurality of cells made of kinoform having a function of ejecting are disposed, and each of the cells is made of a light-transmitting material.
【請求項3】 前記請求項1または請求項2に記載の光
拡散体において、 前記平面状の基板上に配設された全てのセルが、互いに
同一の位相変調パターンを有するキノフォームから成る
ことを特徴とする光拡散体。
3. The light diffuser according to claim 1 or 2, wherein all cells arranged on the planar substrate are made of kinoform having the same phase modulation pattern. A light diffuser characterized by.
【請求項4】 前記請求項1または請求項2に記載の光
拡散体において、 前記キノフォームとして、前記あらかじめ決められた入
射角度の特定波長の入射光に対して、前記全てのセルか
ら射出した回折光があらかじめ定義された空間的領域で
一致するようなキノフォームを用いるようにしたことを
特徴とする光拡散体。
4. The light diffuser according to claim 1 or 2, wherein, as the kinoform, an incident light of a specific wavelength having the predetermined incident angle is emitted from all the cells. A light diffuser characterized in that a kinoform is used so that diffracted light is matched in a predefined spatial region.
【請求項5】 前記請求項1乃至請求項4のいずれか1
項に記載の光拡散体において、 前記各々のセルからの射出光の角度範囲が、水平方向に
おいて12゜以上の広がりを有するようにしたことを特
徴とする光拡散体。
5. The method according to any one of claims 1 to 4.
The light diffuser according to the item 1, wherein the angular range of the light emitted from each of the cells has a spread of 12 ° or more in the horizontal direction.
【請求項6】 前記請求項1乃至請求項5のいずれか1
項に記載の光拡散体において、 前記各々のセルからの射出光の角度範囲が、3゜以上の
広がりを有するようにしたことを特徴とする光拡散体。
6. The method according to any one of claims 1 to 5.
The light diffuser according to the item 1, wherein the angular range of the light emitted from each of the cells has a spread of 3 ° or more.
【請求項7】 前記請求項1乃至請求項6のいずれか1
項に記載の光拡散体において、 可視光帯域の特定の波長で最大の回折効率となるよう
に、前記キノフォーム上の位相変調量を設定するように
したことを特徴とする光拡散体。
7. The method according to any one of claims 1 to 6.
The light diffuser according to the item 1, wherein the phase modulation amount on the kinoform is set so that the diffraction efficiency is maximum at a specific wavelength in the visible light band.
【請求項8】 前記請求項1乃至請求項7のいずれか1
項に記載の光拡散体において、 前記キノフォームを表面レリーフ型とするようにしたこ
とを特徴とする光拡散体。
8. The method according to any one of claims 1 to 7.
The light diffuser according to the item 1, wherein the kinoform is a surface relief type.
【請求項9】 前記請求項1、請求項3乃至請求項8の
いずれか1項に記載の光拡散体を、光の透過を制御して
表示する透過型表示体の背面に対向させて配置して成る
ことを特徴とする表示装置。
9. The light diffuser according to any one of claims 1 and 3 to 8 is arranged so as to face a back surface of a transmissive display for displaying light by controlling light transmission. A display device comprising:
【請求項10】 前記請求項2乃至請求項8のいずれか
1項に記載の光拡散体を、光の透過を制御して表示する
透過型表示体の背面または前面に対向させて配置して成
ることを特徴とする表示装置。
10. The light diffuser according to any one of claims 2 to 8 is arranged so as to face a back surface or a front surface of a transmissive display body that controls and displays light transmission. A display device characterized by being formed.
【請求項11】 前記請求項9または請求項10に記載
の表示装置において、 前記透過型表示体が画素構造を有する場合に、1個の画
素に対して、前記光拡散体上のセルが少なくとも1個以
上対応するようにしたことを特徴とする表示装置。
11. The display device according to claim 9, wherein when the transmissive display body has a pixel structure, at least one cell on the light diffuser is provided for one pixel. A display device characterized by being adapted to one or more.
JP2001367678A 2001-11-30 2001-11-30 Light diffuser and display device using the same Expired - Fee Related JP4026359B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001367678A JP4026359B2 (en) 2001-11-30 2001-11-30 Light diffuser and display device using the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001367678A JP4026359B2 (en) 2001-11-30 2001-11-30 Light diffuser and display device using the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2003167109A true JP2003167109A (en) 2003-06-13
JP4026359B2 JP4026359B2 (en) 2007-12-26

Family

ID=19177392

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001367678A Expired - Fee Related JP4026359B2 (en) 2001-11-30 2001-11-30 Light diffuser and display device using the same

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4026359B2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012118216A (en) * 2010-11-30 2012-06-21 Toppan Printing Co Ltd Image display body and information medium

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012118216A (en) * 2010-11-30 2012-06-21 Toppan Printing Co Ltd Image display body and information medium

Also Published As

Publication number Publication date
JP4026359B2 (en) 2007-12-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7023381B2 (en) Mode-switchable backlights, displays, and methods
TWI525354B (en) Substrate-guided holographic diffuser
KR102161650B1 (en) Illumination device for a liquid crystal display
US5471327A (en) Holographic diffuser for back-lit display
KR101270165B1 (en) Reflection and transmission type of display panel and display apparatus employing the same
JP4830188B2 (en) Light diffuser and display device using the same
TW201248260A (en) Backlight and liquid crystal display device
US20100085642A1 (en) Diffractive device
JP2002522804A (en) Reflective display device and light source for display device
JP2009509189A (en) Improved lightwave guide and lighting device
JP2022530212A (en) Time-multiplexed backlight, multi-view display, and method
JPH09178949A (en) Plane illumination device
JP2004069741A (en) Liquid crystal display device and method for manufacturing the same
US7703972B2 (en) Back light unit
KR101739491B1 (en) An optical element, a display apparatus with the optical element and a method for forming white light using the optical element
KR100459901B1 (en) Backlight using planar hologram for flat display device
JPH11202112A (en) Diffraction optical element
KR20090017885A (en) Reflective plate, display employing the same and method for controlling distribution of reflected light
JP2003167109A (en) Light diffusing body and display using the same
JP2004061796A (en) Light control plate and display using same
JP3675170B2 (en) Optical sheet and image display device using the same
JP3713993B2 (en) Reflective liquid crystal display
JP2001116908A (en) Optical sheet and display using same
KR20180101963A (en) Led module
JP4232918B2 (en) Diffuse reflection type holographic optical member

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20040916

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20061116

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20061128

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20070129

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20070227

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20070501

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20070529

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20070730

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20070918

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20071001

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101019

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4026359

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111019

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111019

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121019

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131019

Year of fee payment: 6

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees