JP3393072B2 - Display device - Google Patents
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- JP3393072B2 JP3393072B2 JP24122298A JP24122298A JP3393072B2 JP 3393072 B2 JP3393072 B2 JP 3393072B2 JP 24122298 A JP24122298 A JP 24122298A JP 24122298 A JP24122298 A JP 24122298A JP 3393072 B2 JP3393072 B2 JP 3393072B2
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- Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
- Projection Apparatus (AREA)
- Transforming Electric Information Into Light Information (AREA)
- Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
- Overhead Projectors And Projection Screens (AREA)
- Polarising Elements (AREA)
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、画像表示用の装置
に関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a device for displaying images.
【０００２】[0002]
【従来の技術】図１１は、従来技術にかかるプロジェク
タの概略図である。図１１に示すように、プロジェクタ
０１では、光源からの入射光は偏光板により直線偏光化
され、ねじれネマティック液晶パネル０２に入射する。
該液晶パネル０２に表示された画像は、レンズ０３を介
してスクリーン０４に結像され、映像の表示が実現す
る。2. Description of the Related Art FIG. 11 is a schematic view of a projector according to the prior art. As shown in FIG. 11, in the projector 01, the incident light from the light source is linearly polarized by the polarizing plate and is incident on the twisted nematic liquid crystal panel 02.
The image displayed on the liquid crystal panel 02 is imaged on the screen 04 through the lens 03, and the image is displayed.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】従来のスクリーンは不
透明であったため、スクリーンの裏側にある物体あるい
は別のスクリーン上の表示を合成した表示が出来ないと
いう、問題がある。Since the conventional screen is opaque, there is a problem in that an object on the back side of the screen or a display on another screen cannot be combined and displayed.
【０００４】[0004]
【課題を解決するための手段】前記課題を解決する［請
求項１］の発明は、スクリーンとして偏光方向が９０度
異なる偏光散乱板を２枚配置して用いてなり、該２枚の
偏光散乱板に対し画像を投射して表示すること、前記２
枚の偏光散乱板はそれぞれ特定の直線偏光成分の光につ
いてはそのまま透過し、これと直交する偏光成分の光に
ついては散乱する散乱板であることを特徴とする表示装
置である。 In order to solve the above-mentioned problems, the invention according to claim 1 has a polarization direction of 90 degrees as a screen.
Two different polarized light scattering plates are arranged and used.
Projecting and displaying an image on a polarized light scattering plate, 2
Each of the polarized light scattering plates has a specific linear polarization component.
In that case, it is transmitted as it is,
The display device is characterized by a scattering plate that scatters.
It is a place.
【０００５】［請求項２］の発明は、請求項１の表示装
置において、画像を投射する装置として例えば液晶プロ
ジェクタのような偏光を発する装置を用い、散乱板の散
乱性を示す方向をその偏光方向と一致させたことを特徴
とする。スクリーンを透過可能とし２枚配することによ
り、奥行きをもった表示が可能となる。The invention according to claim 2 is the display device according to claim 1, wherein a device that emits polarized light, such as a liquid crystal projector, is used as a device for projecting an image, and the direction showing the scattering property of the scattering plate is changed to the polarized light. It is characterized by matching the direction. By making the screen transparent and arranging two screens, it is possible to display with depth.
【０００６】[0006]
【０００７】［請求項３］の発明は、請求項１の装置に
おいて、２枚の偏光散乱板のそれぞれに投射するパネル
を偏光が直行するように配し、レンズにより結像してな
ることを特徴とする。According to a third aspect of the present invention, in the apparatus according to the first aspect , the panels for projecting on the two polarization scattering plates are arranged so that the polarized light is orthogonal to each other, and images are formed by lenses. Characterize.
【０００８】［請求項４］の発明は、請求項１の装置に
おいて、２枚の偏光散乱板の画像投射装置側にそれぞれ
偏光レンティキュラレンズを配したことを特徴とする。The invention of [claim 4 ] is characterized in that, in the device of claim 1, a polarizing lenticular lens is disposed on each of the two polarizing scattering plates on the image projection device side.
【０００９】［請求項５］の発明は、スクリーンとして
偏光回折格子を用いてなり、該偏光回折格子に対し画像
を投射して表示すること、該偏光回折格子は一方の直線
偏光を透過し、他方の直線偏光を回折する光学素子であ
ることを特徴とする表示装置である。また、［請求項
６］の発明は、複屈折性媒体中に等方性液滴が分散し、
前記分散した等方性液滴の屈折率が前記複屈折性媒体の
常屈折率と等しい構造を持ち、特定の直線偏光成分の光
についてはそのまま透過し、これと直交する偏光成分の
光については散乱する偏光散乱板を用いてなり、該偏光
散乱板に対し画像を投射して表示することを特徴とする
表示装置である。［請求項７］の発明は、複屈折性媒体
中に非重合性液晶の液滴が分散し、電界の印加で前記分
散した非重合性液晶の液滴の配向方向が変化する構造を
持ち、特定の直線偏光成分の光についてはそのまま透過
し、これと直交する偏光成分の光については散乱する偏
光散乱板を用いてなり、該偏光散乱板に対し画像を投射
して表示することを特徴とする表示装置である。［請求
項８］の発明は、請求項６または７の装置において、画
像を投射する装置として偏光を発する液晶プロジェクタ
を用いてなり、偏光散乱板の散乱性を示す方向をその偏
光方向と一致させたことを特徴とする。 更に、［請求項
９］の発明は、請求項１の装置において、前記偏光散乱
板が複屈折性媒体中に等方性液滴が分散し、前記分散し
た等方性液滴の屈折率が前記複屈折性媒体の常屈折率と
等しい構造を持つことを特徴とする。 ［請求項１０］の
発明は、請求項１の装置において、前記偏光散乱板が複
屈折性媒体中に非重合性液晶の液滴が分散し、電界の印
加で前記分散した非重合性液晶の液滴の配向方向が変化
する構造を持つことを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, a polarization diffraction grating is used as a screen, and an image is projected and displayed on the polarization diffraction grating.
An optical element that transmits polarized light and diffracts the other linearly polarized light.
A display device characterized Rukoto. In addition, [claim
In the invention [6], isotropic droplets are dispersed in a birefringent medium,
The refractive index of the dispersed isotropic droplets of the birefringent medium is
It has a structure that is equal to the ordinary refractive index, and the light of a specific linearly polarized component
Is transmitted as it is, and the polarization component orthogonal to this is transmitted.
For the light, a polarization scattering plate that scatters is used.
Characterized by projecting and displaying an image on the scattering plate
It is a display device . The invention of [Claim 7] is a birefringent medium.
The non-polymerizable liquid crystal droplets are dispersed in the liquid and the above
A structure in which the orientation direction of the dispersed non-polymerizable liquid crystal droplets changes
It has a certain linearly polarized light component and transmits it as it is.
However, the polarized light that is orthogonal to this is scattered
Uses a light scattering plate and projects an image on the polarization scattering plate
It is a display device characterized by being displayed . [Claim
The invention of claim 8] provides the image processing system according to claim 6 or 7.
Liquid crystal projector that emits polarized light as a device for projecting images
Is used, and the direction showing the scattering property of the polarized light scattering plate is
The feature is that it matches the light direction. In addition, [claims
The invention of [9] provides the device according to claim 1, wherein the polarized light scattering is
The plate disperses isotropic droplets in a birefringent medium,
The refractive index of the isotropic liquid droplet is equal to the ordinary refractive index of the birefringent medium.
It is characterized by having the same structure. [Claim 10]
The invention is the device of claim 1, wherein the polarization scattering plate is
Non-polymerizable liquid crystal droplets are dispersed in the refractive medium, and
Changes the orientation direction of the dispersed non-polymerizable liquid crystal droplets.
It is characterized by having a structure that
【００１０】[0010]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
するが、本発明はこれに限定されるものではない。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The embodiments of the present invention will be described below, but the present invention is not limited thereto.
【００１１】図９は、本発明の偏光散乱板を用いた投射
型の表示装置を示す。図９に示すように、本発明の表示
装置は、液晶プロジェクタ１１により映像を投射表示す
るスクリーンとして偏光依存性のある偏光散乱板１２を
用いてなるものである。図９に示すように、プロジェク
タ１１から図の紙面に平行な偏光成分Ｌ1 を偏光散乱板
１２に結像することにより表示を実現する。このとき偏
光散乱板１２は紙面に平行な光を散乱し、垂直な光を透
過するように配する。一方、物体（例えば亀）１３から
の光のうち紙面に垂直な偏光成分Ｌ2 はそのまま透過
し、人間１４の目に達する。FIG. 9 shows a projection type display device using the polarized light scattering plate of the present invention. As shown in FIG. 9, the display device of the present invention uses a polarization scattering plate 12 having polarization dependency as a screen for projecting and displaying an image by the liquid crystal projector 11. As shown in FIG. 9, the display is realized by forming an image of the polarized light component L 1 parallel to the plane of the drawing from the projector 11 on the polarized light scattering plate 12. At this time, the polarization scattering plate 12 is arranged so as to scatter the light parallel to the paper surface and transmit the light perpendicular thereto. On the other hand, of the light from the object (for example, a turtle) 13, the polarization component L 2 perpendicular to the paper surface is transmitted as it is, and reaches the human eye 14.
【００１２】すなわち人間１４は、スクリーンである偏
光依存性のある偏光散乱板１２に投影された表示画像と
同時に、該偏光散乱板１２の向こうにある物体１３の像
が見ることができる。That is, the human 14 can see the image of the object 13 beyond the polarized light scattering plate 12 at the same time as the display image projected on the polarized light scattering plate 12 which is a polarization-dependent screen.
【００１３】ここでいう偏光散乱板１２とは、特定の直
線偏光成分についてはそのまま透過し、これと直交する
偏光成分の光についてはすりガラスのように散乱する性
質を有する散乱板である。The polarized light scattering plate 12 referred to here is a scattering plate having a property of transmitting a specific linearly polarized light component as it is and scattering light of a polarized light component orthogonal to this, like ground glass.
【００１４】上記偏光散乱板１２は、例えば、図１０に
示すように高分子液晶Ａが重合してなる複屈折媒体３１
である重合した液晶からなるフィルム中に、粒体３２で
ある等方性液滴がランダムに分散した構造を有する。一
般に光は透明物体に入射すると、その電界によって振動
双極子を誘起するが、一様な複屈折性媒体３１中では双
極子は一様に誘起されるため、個々の双極子による散乱
は発生しない。ここで、分散した粒体３２の屈折率が複
屈折性媒体３１の常屈折率と等しいと、粒体３２である
液滴と複屈折性媒体３１とで光学軸方向の屈折率差が生
じる。粒体３２である液滴の部分だけ光学軸方向の振動
双極子の大きさが異なることになる。相対的に見れば粒
体３２である液滴の部分にのみ、光学軸方向の偏光に対
してのみ散乱断面積を有する振動双極子が存在すること
と等価であり、光学軸方向の偏光を選択的に散乱する散
乱板が実現できることとなる。The polarized light scattering plate 12 is, for example, as shown in FIG.
In the film made of the polymerized liquid crystal, the isotropic droplets, which are the particles 32, are randomly dispersed. Generally, when light enters a transparent object, its electric field induces an oscillating dipole, but in a uniform birefringent medium 31, dipoles are uniformly induced, so that scattering by individual dipoles does not occur. . Here, when the refractive index of the dispersed particles 32 is equal to the ordinary refractive index of the birefringent medium 31, a difference in refractive index in the optical axis direction occurs between the droplets that are the particles 32 and the birefringent medium 31. The size of the oscillating dipole in the optical axis direction is different only in the droplet portion which is the particle 32. It is equivalent to the presence of the oscillating dipole having the scattering cross section only for the polarized light in the optical axis direction only in the droplet portion, which is the particle 32 when viewed relatively, and the polarized light in the optical axis direction is selected. It is possible to realize a scattering plate that diffuses light.
【００１５】ここで、上記複屈折性媒体３１は複屈折性
樹脂や複屈折性薄膜等であり、高分子材料や液晶を重合
させてなるものである。上記粒体３２は、例えばガラス
ビーズ等のような一成分系の固体粒子や、例えばグリセ
リンのような等方性液体の液滴等である。よって、複屈
折性媒体３１中に、等方性の粒子３２が分散した構造を
とることにより、電界なしでの特定の偏光成分を散乱さ
せる動作が可能となる。Here, the birefringent medium 31 is a birefringent resin, a birefringent thin film, or the like, and is made by polymerizing a polymer material or liquid crystal. The granules 32 are, for example, one-component solid particles such as glass beads or the like, or isotropic liquid droplets such as glycerin or the like. Therefore, by adopting a structure in which the isotropic particles 32 are dispersed in the birefringent medium 31, it is possible to perform an operation of scattering a specific polarized component without an electric field.
【００１６】また、図１０に示すように、配向膜３３と
ガラス板３４との間に挿入した電極４１，４１で挟んで
電界を加え、粒体３２である液滴中の非重合性液晶Ｂ
（粒体３２を構成する粒）の配向方向を変化させること
により、重合性液晶（ＵＶキュア液晶）Ａからなるフィ
ルムである複屈折性媒体３１の光学軸方向の屈折率と比
べ、粒体３２としての液晶の屈折率を異なったものとす
ることができる。この結果、複屈折性媒体３１の光学軸
方向の偏光成分を他の偏光成分と比べ強く散乱できる光
学素子４０を実現できる。Further, as shown in FIG. 10, an electric field is applied by being sandwiched between electrodes 41, 41 inserted between an alignment film 33 and a glass plate 34, and an electric field is applied to the non-polymerizable liquid crystal B in the droplets which are particles 32.
By changing the orientation direction of (grains constituting the particles 32), the particles 32 are compared with the refractive index in the optical axis direction of the birefringent medium 31 which is a film made of the polymerizable liquid crystal (UV cure liquid crystal) A. The liquid crystal may have different refractive indexes. As a result, it is possible to realize the optical element 40 that can scatter the polarization component in the optical axis direction of the birefringent medium 31 more strongly than other polarization components.
【００１７】[0017]
【実施例】以下、本発明の好適な実施例を説明するが、
本発明はこれに限定されるものではない。The preferred embodiments of the present invention will be described below.
The present invention is not limited to this.
【００１８】（実施例１）図１は本発明の装置を示す概
略図である。図１に示すように、本実施例の表示装置
は、表示装置である液晶プロジェクタ１１により映像を
投射表示するスクリーンとして偏光依存性のある偏光散
乱板１２を用いてなるものである。液晶プロジェクタ１
１からの出射光の偏光方向と平行な光を散乱するような
方向に配した偏光散乱板１２に映像を結像させる。映像
を見る人間１４からみて、スクリーンである偏光散乱板
１２越しになる位置に物体（例えば亀）１３を置くこと
により、物体１３とスクリーンである偏光散乱板１２に
投影された映像の間の奥行き感を感じることが可能な効
果的な映像表現が可能となる。(Embodiment 1) FIG. 1 is a schematic view showing an apparatus of the present invention. As shown in FIG. 1, the display device of the present embodiment uses a polarization scattering plate 12 having polarization dependency as a screen for projecting and displaying an image by a liquid crystal projector 11 which is a display device. LCD projector 1
An image is formed on the polarization scattering plate 12 arranged in a direction that scatters the light parallel to the polarization direction of the light emitted from the light source 1. By placing an object (for example, a turtle) 13 at a position beyond the polarizing scattering plate 12 which is a screen as seen by a human being 14 who views the image, the depth between the object 13 and the image projected on the polarizing scattering plate 12 which is a screen. It enables effective visual expression that can be felt.
【００１９】（実施例２）図２は本実施例の表示装置を
示す。図２に示すように、本実施例の表示装置は、偏光
方向が９０度異なる第１の偏光散乱板１２−１と第２の
偏光散乱板１２−２とを２枚設置してなり、２台の液晶
プロジェクタ（第１の液晶プロジェクタ１１−１、第２
の液晶プロジェクタ１１−２）を用い、それぞれの偏光
散乱板１２−１，１２−２にそれぞれ画像を投影する。
この時液晶プロジェクタ１１−１，１１−２の投影光の
偏光方向は投影する散乱板が散乱性を示す方向と一致さ
せておく。偏光散乱板１２−１，１２−２の偏光方向が
直交しているため、人間１４は、第２の偏光散乱板１２
−２を透過して第１の偏光散乱板１２−１に投影される
第１のプロジェクタ１１−１の映像と、第２の偏光散乱
板１２−２に投影された第２のプロジェクタ１１−２の
映像とを、同時に見ることができる。このため、映像を
見ている人間１４は偏光散乱板の位置の差に対応した奥
行き感のある表示を体験することができる。(Embodiment 2) FIG. 2 shows a display device of this embodiment. As shown in FIG. 2, the display device according to the present embodiment is provided with two first polarization scattering plates 12-1 and second polarization scattering plates 12-2 having polarization directions different by 90 degrees. Liquid crystal projector (first liquid crystal projector 11-1, second liquid crystal projector
The liquid crystal projector 11-2) is used to project an image on each of the polarization scattering plates 12-1 and 12-2.
At this time, the polarization directions of the projection lights of the liquid crystal projectors 11-1 and 11-2 are made to coincide with the directions in which the scattering plate that projects the light exhibits scattering properties. Since the polarization directions of the polarization scattering plates 12-1 and 12-2 are orthogonal to each other, the human 14 is
Image of the first projector 11-1 which is transmitted through the second polarized light scattering plate 12-2 and is projected on the first polarized light scattering plate 12-1, and the second projector 11-2 which is projected on the second polarized light scattering plate 12-2. You can see the video of and at the same time. Therefore, the human being 14 who is watching the image can experience a display with a sense of depth corresponding to the difference in the position of the polarization scattering plate.
【００２０】（実施例３）図３は本実施例の表示装置を
示す。図３に示すように、本実施例の表示装置は、偏光
方向が９０度異なる第１の偏光散乱板１２−１と第２の
偏光散乱板１２−２とを２枚設置してなり、２台の液晶
プロジェクタ（第１の液晶プロジェクタ１１−１、第２
の液晶プロジェクタ１１−２）を用い、ハーフミラー１
５で合成しそれぞれの散乱板（偏光散乱板１２−１，１
２−２）に画像を投影する。このときハーフミラー１５
として偏光ビームスプリッタの様な偏光依存性のあるも
のを用いることにより高効率化できる。この時液晶プロ
ジェクタの投影光の偏光方向は投影する偏光散乱板が散
乱性を示す方向と一致させておく。該偏光散乱板の偏光
方向が直交しているため、人は、第２の偏光散乱板１２
−２を透過して第１の偏光散乱板１１−１に投影される
第１のプロジェクタ１１−１の映像と、第２の偏光散乱
板１２−２に投影された第２のプロジェクタ１１−２の
映像とを、同時に見ることができる。このため、映像を
見ている人間１４は散乱板の位置の差に対応した奥行き
感のある表示を体験することができる。(Embodiment 3) FIG. 3 shows a display device of this embodiment. As shown in FIG. 3, the display device according to the present embodiment is provided with two first polarization scattering plates 12-1 and second polarization scattering plates 12-2 whose polarization directions are different by 90 degrees. Liquid crystal projector (first liquid crystal projector 11-1, second liquid crystal projector
Half-mirror 1 using the liquid crystal projector 11-2)
5 and the respective scattering plates (polarization scattering plates 12-1, 1
Project the image on 2-2). Half mirror 15 at this time
The efficiency can be improved by using a polarization beam splitter having polarization dependency as the polarization beam splitter. At this time, the polarization direction of the projection light of the liquid crystal projector is made to coincide with the direction in which the polarization scattering plate that projects the light has a scattering property. Since the polarization directions of the polarization scatterers are orthogonal, the person
Image of the first projector 11-1 which is transmitted through the second polarized light scattering plate 12-2 and is projected on the first polarized light scattering plate 11-1 and the second projector 11-2 which is projected on the second polarized light scattering plate 12-2. You can see the video of and at the same time. Therefore, the human being 14 who is watching the image can experience a display with a sense of depth corresponding to the difference in the positions of the scattering plates.
【００２１】（実施例４）図４は本実施例の表示装置を
示す。図４に示すように、本実施例の表示装置は、偏光
方向が９０度異なる第１の偏光散乱板１２−１と第２の
偏光散乱板１２−２とを２枚設置してなり、特定の偏光
成分を空間変調可能な２枚の第１の表示パネル１６−
１，第１の表示パネル１６−２を偏光が直行するように
配し、一つの光源１７で照明し、レンズ１８により第１
の偏光散乱板１２−１，第２の偏光散乱板１２−２に結
像させることにより実現する。結像のピント調節は第
１，第２の表示パネル１６−１，１６−２のレンズ１８
からの距離を調節することにより実現する。第１，第２
の表示パネル１６−１，１６−２は、ホモジニアス配向
させたゲストホスト型液晶パネル、ＵＶキュア液晶によ
り作製した配向型高分子分散液晶、引っ張り応力により
液晶を配向させた高分子分散液晶などが使用できる。第
１の偏光散乱板１２−１と第２の偏光散乱板１２−２と
の偏光方向が直交しているため、人間１４は、第２の偏
光散乱板１２−２を透過して第１の偏光散乱板１２−１
に投影される第２のパネル１６−２の映像と、第２の偏
光散乱板１２−２に投影された第１のパネル１６−１の
映像とを、同時に見ることができる。このため、人間１
４は、第１の偏光散乱板１２−１，第２の偏光散乱板１
２−２との設置位置の差に対応した奥行き感のある表示
を体験することができる。本実施例は小型化に適するの
で、小型軽量なヘッドマウントディスプレイを実現でき
る。(Embodiment 4) FIG. 4 shows a display device of this embodiment. As shown in FIG. 4, the display device of the present embodiment is provided with two first polarization scattering plates 12-1 and second polarization scattering plates 12-2 having polarization directions different by 90 degrees, and Two first display panels 16-that can spatially modulate the polarization component of
1, the first display panel 16-2 is arranged so that the polarized light is orthogonal, and is illuminated by one light source 17, and the first by the lens 18.
It is realized by forming an image on the polarized light scattering plate 12-1 and the second polarized light scattering plate 12-2. The focusing of the image is adjusted by the lens 18 of the first and second display panels 16-1 and 16-2.
This is achieved by adjusting the distance from. First and second
The display panels 16-1 and 16-2 are composed of a guest-host type liquid crystal panel which is homogeneously aligned, an alignment type polymer dispersed liquid crystal prepared by UV cure liquid crystal, a polymer dispersed liquid crystal which is oriented by a tensile stress. it can. Since the polarization directions of the first polarized light scattering plate 12-1 and the second polarized light scattering plate 12-2 are orthogonal to each other, the human 14 passes through the second polarized light scattering plate 12-2 and transmits the first polarized light scattering plate 12-2. Polarization scattering plate 12-1
The image of the second panel 16-2 projected on the screen and the image of the first panel 16-1 projected on the second polarization scattering plate 12-2 can be viewed at the same time. Therefore, human 1
Reference numeral 4 denotes the first polarized light scattering plate 12-1 and the second polarized light scattering plate 1
You can experience a display with a sense of depth that corresponds to the difference in installation position from 2-2. Since this embodiment is suitable for miniaturization, a compact and lightweight head mounted display can be realized.
【００２２】以下、ゲストホストパネルについて説明す
る。ホモジニアス配向ゲストホスト液晶パネルは、二色
性色素を含有する液晶で作ったホモジニアス配向液晶パ
ネルである。二色性色素は分子長軸方向に偏光した光の
みを吸収し、液晶の配向方向と同方向に配向するため、
無電界状態では特定の偏光のみを吸収し、電界下では全
ての光を透過する。すなわち、一偏光についてのみ吸収
透過を、他の偏光成分に影響を与えることなく制御でき
る表示素子となる。The guest host panel will be described below. A homogeneous alignment guest-host liquid crystal panel is a homogeneous alignment liquid crystal panel made of liquid crystal containing a dichroic dye. Since the dichroic dye absorbs only the light polarized in the long axis direction of the molecule and aligns in the same direction as the alignment direction of the liquid crystal,
It absorbs only specific polarized light in the non-electric field state and transmits all light under the electric field. That is, the display element can control absorption and transmission of only one polarized light without affecting other polarized components.
【００２３】（実施例５）図５は本発明の表示装置を示
す。実施例２の表示装置において、第１の偏光散乱板１
２−１，第２の偏光散乱板１２−２とのそれぞれの前面
に第１，第２の偏光レンティキュラレンズ１９−１，１
９−２を配したものである。(Embodiment 5) FIG. 5 shows a display device of the present invention. In the display device of Example 2, the first polarization scattering plate 1
2-1 and the second polarization lenticular lenses 19-1, 1 on the front surfaces of the second and second polarization scattering plates 12-2, respectively.
9-2 is arranged.
【００２４】ここで、偏光レンティキュラレンズとは、
一方の直線偏光を透過し、他方の直線偏光をレンティキ
ュラレンズとして屈折する光学素子である。このレンズ
は、方解石のような複屈折性の物質でレンズ構造を作製
し、常屈折率または異常屈折率のどちらかの屈折率と等
しい物質でレンズによるへこみを満たすことにより作製
できる。あるいは、アクリルのような透明な板にレンズ
構造を作製し、常屈折率または異常屈折率のどららかの
屈折率がアクリルと等しい、液晶のような複屈折流体で
満たすことによっても実現できる。偏光レンティキュラ
レンズ１９のレンズ効果の生ずる偏光方向は、後方に配
した偏光散乱板１２が散乱する偏光方向と一致させる。Here, the polarized lenticular lens is
It is an optical element that transmits one linearly polarized light and refracts the other linearly polarized light as a lenticular lens. This lens can be manufactured by making a lens structure with a birefringent substance such as calcite and filling the dent by the lens with a substance having a refractive index that is either ordinary or extraordinary. Alternatively, it can also be realized by making a lens structure on a transparent plate such as acrylic and filling it with a birefringent fluid such as liquid crystal having a refractive index of either ordinary or extraordinary refractive index equal to that of acrylic. The polarization direction in which the lens effect of the polarization lenticular lens 19 is generated is made to coincide with the polarization direction scattered by the polarization scattering plate 12 arranged behind.
【００２５】この構成では、それぞれの偏光散乱板１２
−１，１２−２がレンティキュラー方式の立体表示を実
現するため、人間１４は、各偏光散乱板面で２眼立体視
ができる。これにより、これまでの実施例２乃至４の表
示装置以上にさらに奥行き感のある表示を体験すること
ができる。In this configuration, each polarization scattering plate 12
Since -1, 12-2 realize the lenticular type stereoscopic display, the human 14 can perform a two-eye stereoscopic view on each polarization scattering plate surface. As a result, it is possible to experience a display with a greater sense of depth than the display devices of the second to fourth embodiments so far.
【００２６】ここで、レンティキュラー立体表示方式に
ついて説明する。例えば、朝倉書店刊 大越孝敬著「三
次元画像工学」ISBN4-254-20804-9 Ｐ20図2.14記載のよ
うに、レンティキュラレンズの焦点面をスクリーン状に
置き、左右眼画像をレンズの周期にあわせ交互に短冊状
に表示することにより、表示の指向性を確保する方式で
ある。すなわち、図６に示すように、レンティキュラー
レンズ１９を用いた三次元画像は、右眼と左眼とは別々
の画像を見るので、三次元画像が認識されることとな
る。Here, the lenticular stereoscopic display system will be described. For example, the focal plane of the lenticular lens is placed on a screen and the left and right eye images are aligned with the lens cycle, as shown in Figure 3.14 by Takanori Ogoshi, "3D Imaging Engineering" published by Asakura Shoten, ISBN4-254-20804-9 P20. This is a method of ensuring directivity of display by alternately displaying in strips. That is, as shown in FIG. 6, the three-dimensional image using the lenticular lens 19 sees different images for the right eye and the left eye, so that the three-dimensional image is recognized.
【００２７】本実施例では実施例２の表示装置を用いて
奥行き感の向上した表示装置の説明をしたが、本発明は
これに限定されるものではなく、例えば実施例３，４の
表示装置に適用するようにしてもよい。In the present embodiment, the display device having an improved sense of depth has been described by using the display device of the second embodiment, but the present invention is not limited to this. For example, the display devices of the third and fourth embodiments. May be applied to.
【００２８】（実施例６）図７は本実施例の表示装置を
示す。本実施例の表示装置は、実施例２の表示装置にお
いて、偏光散乱板１２−１，１２−２の代わりに第１の
偏光回折格子２０−１，第２の偏光回折格子２０−２を
それぞれ配したものである。ここで、第１の偏光回折格
子２０−１，第２の偏光回折格子２０−２に使用する偏
光回折格子とは、一方の直線偏光を透過し、他方の直接
偏光を回折する光学素子である。この回折格子は、方解
石のような複屈折性の物質で格子構造を作製し、常屈折
率または異常屈折率のどちらかの屈折率と等しい物質で
格子によるへこみを満たすことにより作製できる。ある
いは、アクリルのような透明な板に回折格子を作製し、
常屈折率または異常屈折率のどちらかの屈折率がアクリ
ルと等しい、液晶のような複屈折流体で満たすことによ
っても実現できる。また、ＵＶキュア液晶と液晶の混合
物に干渉縞を照射して作製した高分子分散液晶回折格子
を用いても良い。(Embodiment 6) FIG. 7 shows a display device of this embodiment. In the display device of the present embodiment, the first polarization diffraction grating 20-1 and the second polarization diffraction grating 20-2 are respectively replaced with the polarization scattering plates 12-1 and 12-2 in the display device of the second embodiment. It is arranged. Here, the polarization diffraction gratings used for the first polarization diffraction grating 20-1 and the second polarization diffraction grating 20-2 are optical elements that transmit one linearly polarized light and diffract the other directly polarized light. . This diffraction grating can be manufactured by forming a grating structure with a birefringent substance such as calcite and filling the dent by the grating with a substance having a refractive index that is either ordinary or extraordinary. Alternatively, make a diffraction grating on a transparent plate such as acrylic,
It can also be achieved by filling with a birefringent fluid, such as a liquid crystal, in which either the ordinary or extraordinary refractive index is equal to acrylic. Alternatively, a polymer dispersed liquid crystal diffraction grating manufactured by irradiating a mixture of UV cure liquid crystal and liquid crystal with interference fringes may be used.
【００２９】なお、本実施例において、実施例２等のよ
うに偏光散乱板がない理由は、ある程度広がり角が小さ
い光を回折することにより、指向性が制御された光を発
生させるためである。In the present embodiment, the reason why there is no polarized light scattering plate as in the second embodiment is that the light whose directivity is controlled is generated by diffracting the light whose spread angle is small to some extent. .
【００３０】この構成では、それぞれの偏光回折格子が
立体表示を実現するため、人は各偏光回折格子で２眼立
体視ができるため、これまでの実施例２乃至４以上に奥
行き感のある表示を体験することができる。本実施例で
は実施例２の表示装置を用いたが、本発明はこれに限定
されるものではなく、例えば実施例３，４の表示装置に
適用するようにしてもよい。In this configuration, since each polarization diffraction grating realizes a stereoscopic display, a person can perform a two-eye stereoscopic view with each polarization diffraction grating, and thus a display with a sense of depth more than that of Examples 2 to 4 thus far. You can experience. Although the display device of the second embodiment is used in the present embodiment, the present invention is not limited to this and may be applied to the display devices of the third and fourth embodiments, for example.
【００３１】また、回折格子構造として、レンティキュ
ラレンズ効果を示す周期を用いることにより、実施例５
で説明したような奥行き感を有する効果が得られる。Further, by using a period exhibiting the lenticular lens effect as the diffraction grating structure, the fifth embodiment
It is possible to obtain the effect of having a sense of depth as described above.
【００３２】ここで、レンティキュラー特性を示す回折
格子について説明する。平行な縞模様からなる回折格子
の周期を、外側に行くに従い間隔を狭めていくと、外側
ほど回折角が大きくなる。平行光を照射したとき回折光
が一直線で交わるように間隔を制御することにより、レ
ンティキュラレンズのような線状に焦点を結ぶ特性を示
すような光学素子を実現できる。Here, a diffraction grating having a lenticular characteristic will be described. When the period of the diffraction grating formed of parallel striped patterns is narrowed toward the outside, the diffraction angle becomes larger toward the outside. By controlling the interval so that the diffracted light intersects in a straight line when the parallel light is irradiated, it is possible to realize an optical element such as a lenticular lens having a characteristic of linearly focusing.
【００３３】また、回折格子構造をかえることにより、
多眼立体表示も実現できる。以下、多眼立体表示方式に
ついて説明する。たとえば、３次元画像コンファレンズ
'98 講演論文集（１９９８年７月１・２日）「３Ｄビ
デオシステムにおける色再現」（凸版印刷株式会社、高
橋ら）pp.111-116のFig.１に示されるような回折方向の
異なる回折格子をアレイ状に並べることにより実現した
偏光板を用いることで、表示装置とすることができる。
この３Ｄビデオシステムの立体像表示の原理は、複数の
異なる方向に各々の方向に対応した視差画像を表示する
ことで実現される。この方法では、視差画像の枚数を増
やすことにより、視点を移動すると回り込んだ像を観察
でき、より自然な立体感を得ることができる。図８に示
すように、ＬＣＤパネルと回折格子を組み合わせること
によって視差を生じさせている。回折格子は各視差に対
応した要素で構成され、図８では、説明のために４つの
視差を示す場合を示し、４つの回折格子アレイ２１−１
〜２１−４は角度の異なる４通りの曲線からなる回折格
子の集まりによって、構成されており、照明光２２を回
折格子アレイ２１−１〜２１−４に入射させると、例え
ば第１の回折格子２１−１に入射した光は左側に、第４
の回折格子２１−４に入射した光は右に、といったよう
に、各回折光は、それぞれ決まった方向に回折される。
この回折格子の入射側にＬＣＤパネル２４を密着させ、
各画素２２−１〜２２−４と回折格子とを１：１で対応
するように配置する。回折格子の要素に入射する照明光
２３は、ＬＣＤの対応するセルを透過した光となるの
で、ＬＣＤパネルを駆動し、透過率を制御することで、
回折格子の要素毎の照明光の光度を変調することが可能
となり、これによって視差を生じさせることができる。
これにより、多眼立体表示も可能となる。By changing the diffraction grating structure,
Multi-view stereoscopic display can also be realized. Hereinafter, the multi-view stereoscopic display method will be described. For example, 3D image conferencing
'98 Proceedings (July 1-2, 1998) "Color reproduction in 3D video system" (Toppan Printing Co., Ltd., Takahashi et al.) Different diffraction directions as shown in Fig. 1 of pp.111-116. A display device can be obtained by using a polarizing plate realized by arranging diffraction gratings in an array.
The principle of stereoscopic image display of this 3D video system is realized by displaying parallax images corresponding to each of a plurality of different directions. In this method, by increasing the number of parallax images, it is possible to observe an image that wraps around when the viewpoint is moved, and it is possible to obtain a more natural stereoscopic effect. As shown in FIG. 8, parallax is generated by combining an LCD panel and a diffraction grating. The diffraction grating is composed of elements corresponding to the respective parallaxes, and FIG. 8 shows a case where four parallaxes are shown for the sake of explanation, and four diffraction grating arrays 21-1 are shown.
21-4 are composed of a group of four diffraction gratings having different angles, and when the illumination light 22 is incident on the diffraction grating arrays 21-1 to 21-4, for example, the first diffraction grating is generated. The light incident on 21-1 is on the left side,
The light incident on the diffraction grating 21-4 is diffracted to the right, and so on.
The LCD panel 24 is closely attached to the incident side of this diffraction grating,
The pixels 22-1 to 22-4 and the diffraction grating are arranged in a 1: 1 correspondence. Since the illumination light 23 incident on the element of the diffraction grating is the light transmitted through the corresponding cell of the LCD, by driving the LCD panel and controlling the transmittance,
It is possible to modulate the luminous intensity of the illumination light for each element of the diffraction grating, which can cause parallax.
This also enables multi-view stereoscopic display.
【００３４】[0034]
【発明の効果】本発明によれば、スクリーンとして偏光
散乱板を用いてなり、該偏光散乱板に対し画像を投射し
て表示するので、スクリーン越しにある物体を見ること
が可能となる。また、偏光散乱板の代わりに偏光回折格
子を用いてもよい。According to the present invention, since a polarized light scattering plate is used as a screen and an image is projected and displayed on the polarized light scattering plate, an object on the screen can be seen. A polarization diffraction grating may be used instead of the polarization scattering plate.
【００３５】また、スクリーンを透過可能とし、２枚配
することにより、奥行きをもった表示が実現できる。Further, by making the screen transparent and disposing two screens, a display with a depth can be realized.
【００３６】また、一方の直線偏光を透過し、他方の直
線偏光をレンティキュラレンズとして屈折する偏光レン
ティキュラレンズをそれぞれの偏光散乱板に配設するこ
とにより、レンティキュラー方式の立体表示が実現で
き、人間は、各スクリーンである偏光散乱板面で２眼立
体視ができ、さらに奥行き感のある表示を体験すること
ができる。Further, by disposing a polarization lenticular lens that transmits one linearly polarized light and refracts the other linearly polarized light as a lenticular lens on each polarization scattering plate, a lenticular type stereoscopic display can be realized. A human can perform stereoscopic viewing with the polarization scattering plate surface that is each screen, and can experience a display with a sense of depth.
【図１】本発明の実施例１の表示装置を示す概略図。FIG. 1 is a schematic diagram showing a display device according to a first embodiment of the present invention.
【図２】本発明の実施例２の表示装置を示す概略図。FIG. 2 is a schematic diagram showing a display device according to a second embodiment of the present invention.
【図３】本発明の実施例３の表示装置を示す概略図。FIG. 3 is a schematic diagram showing a display device according to a third embodiment of the invention.
【図４】本発明の実施例４の表示装置を示す概略図。FIG. 4 is a schematic diagram showing a display device according to a fourth embodiment of the present invention.
【図５】本発明の実施例５の表示装置を示す概略図。FIG. 5 is a schematic diagram showing a display device according to a fifth embodiment of the present invention.
【図６】三次元画像を示す概略図。FIG. 6 is a schematic diagram showing a three-dimensional image.
【図７】本発明の実施例６の表示装置を示す概略図。FIG. 7 is a schematic diagram showing a display device according to a sixth embodiment of the present invention.
【図８】立体像表示の概略図。FIG. 8 is a schematic diagram of stereoscopic image display.
【図９】本発明の表示素子の作用を説明する説明図。FIG. 9 is an explanatory diagram illustrating an operation of the display element of the present invention.
【図１０】光学素子の概略図。FIG. 10 is a schematic view of an optical element.
【図１１】従来技術を示す概略図。FIG. 11 is a schematic diagram showing a conventional technique.
１１ 液晶プロジェクタ １１−１ 第１の液晶プロジェクタ １１−１ 第２の液晶プロジェクタ １２ 偏光散乱板 １２−１ 第１の偏光散乱板 １２−１ 第２の偏光散乱板 １３ 物体 １４ 人間 １５ ハーフミラー １６−１ 第１の表示パネル １６−２ 第２の表示パネル １７ 光源 １８ レンズ １９−１ 第１の偏光レンティキュラレンズ １９−２ 第２の偏光レンティキュラレンズ ２０−１ 第１の偏光回折格子 ２０−２ 第２の偏光回折格子 ２１−１〜２１−４ 回折格子アレイ ２２−１〜２２−４ 画素 ２３ 照明光 ２４ ＬＣＤパネル 11 LCD projector 11-1 First liquid crystal projector 11-1 Second liquid crystal projector 12 Polarized light scattering plate 12-1 First polarized light scattering plate 12-1 Second polarized light scattering plate 13 objects 14 human 15 Half mirror 16-1 First display panel 16-2 Second display panel 17 Light source 18 lenses 19-1 First polarized lenticular lens 19-2 Second polarized lenticular lens 20-1 First polarization diffraction grating 20-2 Second polarization diffraction grating 21-1 to 21-4 Diffraction grating array 22-1 to 22-4 pixels 23 Illumination light 24 LCD panel
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｇ０９Ｆ 9/00 ３６１ Ｇ０９Ｆ 9/00 ３６１ Ｈ０４Ｎ 5/74 Ｈ０４Ｎ 5/74 Ｃ (72)発明者 上平 員丈 東京都新宿区西新宿三丁目19番２号 日 本電信電話株式会社内 (56)参考文献 特開 平９−133968（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−27534（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−327805（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−218844（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−197026（ＪＰ，Ａ) 特開2000−214413（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−292111（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−224321（ＪＰ，Ａ) 特開2000−155374（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G03B 21/00 - 21/30 G03B 21/62 G02F 1/13 G02F 1/1335 - 1/13363 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI G09F 9/00 361 G09F 9/00 361 H04N 5/74 H04N 5/74 C (72) Inventor Uehira Member length Shinjuku-ku, Tokyo Nishi Shinjuku 3-chome No. 19-2 Nippon Telegraph and Telephone Corporation (56) Reference JP-A-9-133968 (JP, A) JP-A-6-27534 (JP, A) JP-A-8-327805 (JP , A) JP-A-11-218844 (JP, A) JP-A-5-197026 (JP, A) JP-A-2000-214413 (JP, A) JP-A-6-292111 (JP, A) JP-A-5 -224321 (JP, A) JP 2000-155374 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) G03B 21/00-21/30 G03B 21/62 G02F 1/13 G02F 1/1335-1/13363
Claims (10)
る偏光散乱板を２枚配置して用いてなり、該２枚の偏光
散乱板に対し画像を投射して表示すること、前記２枚の
偏光散乱板はそれぞれ特定の直線偏光成分の光について
はそのまま透過し、これと直交する偏光成分の光につい
ては散乱する散乱板であることを特徴とする表示装置。1. The screen has polarization directions different by 90 degrees.
Two polarized light scattering plates are arranged and used, and an image is projected and displayed on the two polarized light scattering plates .
The polarized light scattering plate is for each specific linearly polarized light component.
Is transmitted as it is, and the light of the polarization component orthogonal to this is
A display device characterized by being a scattering plate that scatters .
タを用いてなり、偏光散乱板の散乱性を示す方向をその
偏光方向と一致させたことを特徴とする表示装置。2. The device according to claim 1, wherein a liquid crystal projector that emits polarized light is used as a device for projecting an image, and the direction showing the scattering property of the polarization scattering plate is made to coincide with the polarization direction. Display device.
直行するように配し、レンズにより結像してなることを
特徴とする表示装置。3. The display device according to claim 1 , wherein panels for projecting on the two polarization scattering plates are arranged so that the polarized light is orthogonal to each other, and an image is formed by a lens.
ティキュラレンズを配したことを特徴とする表示装置。4. The display device according to claim 1, wherein a polarizing lenticular lens is arranged on each of the two polarizing scattering plates on the image projection device side.
なり、該偏光回折格子に対し画像を投射して表示するこ
と、該偏光回折格子は一方の直線偏光を透過し、他方の
直線偏光を回折する光学素子であることを特徴とする表
示装置。5. A polarization diffraction grating is used as a screen, and an image is projected and displayed on the polarization diffraction grating. The polarization diffraction grating transmits one linearly polarized light and the other one.
A display device, which is an optical element that diffracts linearly polarized light .
方性液滴が分散し、前記分散した等方性液滴の屈折率がThe isotropic droplets are dispersed, and the refractive index of the dispersed isotropic droplets is
前記複屈折性媒体の常屈折率と等しい構造を持ち、特定It has a structure that is equal to the ordinary refractive index of the birefringent medium,
の直線偏光成分の光についてはそのまま透過し、これとThe linearly polarized light component of is transmitted as it is, and
直交する偏光成分の光については散乱する偏光散乱板をA polarization scattering plate that scatters light of orthogonal polarization components
用いてなり、該偏光散乱板に対し画像を投射して表示すIt is used to display and display an image on the polarizing scattering plate.
ることを特徴とする表示装置。A display device characterized by the above.
重合性液晶の液滴が分散し、電界の印加で前記分散したThe polymerizable liquid crystal droplets were dispersed and were dispersed by applying an electric field.
非重合性液晶の液滴の配向方向が変化する構造を持ち、It has a structure in which the orientation direction of non-polymerizable liquid crystal droplets changes.
特定の直線偏光成分の光についてはそのまま透過し、こLight of a specific linearly polarized component is transmitted as it is,
れと直交する偏光成分の光については散乱する偏光散乱Polarized light scattering that scatters light with a polarization component orthogonal to this
板を用いてなり、該偏光散乱板に対し画像を投射して表A plate is used, and an image is projected and displayed on the polarization scattering plate.
示することを特徴とする表示装置。A display device characterized by:
タを用いてなり、偏光散乱板の散乱性を示す方向をそのThe direction in which the scattering property of the polarization scattering plate is shown.
偏光方向と一致させたことを特徴とする表示装置。A display device characterized by being matched with a polarization direction.
し、前記分散した等方性液滴の屈折率が前記複屈折性媒And the refractive index of the dispersed isotropic droplets is the birefringent medium.
体の常屈折率と等しい構造を持つことを特徴とする表示A display characterized by having a structure equal to the ordinary refractive index of the body
装置。apparatus.
が分散し、電界の印加で前記分散した非重合性液晶の液Are dispersed, and the non-polymerizable liquid crystal liquid is dispersed by the application of an electric field.
滴の配向方向が変化する構造を持つことを特徴とする表A table characterized by having a structure in which the orientation direction of droplets changes
示装置。Indicating device.
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