JP2000206517A - Display device - Google Patents

Display device

Info

Publication number
JP2000206517A
JP2000206517A JP11006294A JP629499A JP2000206517A JP 2000206517 A JP2000206517 A JP 2000206517A JP 11006294 A JP11006294 A JP 11006294A JP 629499 A JP629499 A JP 629499A JP 2000206517 A JP2000206517 A JP 2000206517A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
hologram
light
display device
illumination light
light source
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
JP11006294A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP4389283B2 (en
Inventor
Takashi Nishihara
隆 西原
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 JP00629499A priority Critical patent/JP4389283B2/en
Publication of JP2000206517A publication Critical patent/JP2000206517A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4389283B2 publication Critical patent/JP4389283B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Liquid Crystal (AREA)
  • Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a display device compact in structure, high in the availability of illumination light and satisfactory in the luminance of display light by controlling each of the incident angle of the illumination light to a hologram and the outgoing angle of the transmitted and diffracted light to a specified range and controlling the halfwidth of the diffraction efficiency of the transmitted and diffracted light to a specified range. SOLUTION: The transmitted and diffracted light by a hologram 9 is made incident on this display device 15, and the reflected light 16 from the device is observed as a display image. The incident angle 12 of the illumination light from a illumination light source 10 for the hologram 9 is controlled to the range from 60 deg. to 80 deg. or from -60 deg. to -80 deg. to the normal line direction of the hologram face, while the emitting angle of the transmitted and diffracted light 14 is controlled to the range from 5 deg. to 30 deg. or from -5 deg. to -30 deg. to the normal line direction of the hologram face. The peak wavelength of the diffraction efficiency of the transmitted and diffracted light 14 from the hologram 9 is controlled to be almost equal to the peak wavelength of the emitted light from the illumination light source 10. The halfwidth of the diffraction efficiency of the transmitted and diffracted light 14 from the hologram 9 is controlled to the range from 10 to 30 nm.

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、表示装置に関し、
特に、反射型液晶表示装置の照明機構を改良することに
より、コンパクト化と照明光の有効利用を図った表示装
置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a display device,
In particular, the present invention relates to a display device that achieves compactness and effective use of illumination light by improving the illumination mechanism of a reflective liquid crystal display device.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の反射型液晶表示装置における照明
機構の代表例を以下に示す。1つめの方法は、図1に示
すように、液晶パネル1の背面(観察者の反対側)に配
置される反射板2をハーフミラー状(透過も反射もす
る)にし、反射板2の背面に照明光源3を配置し、照明
光源3からの照明光の一部4が反射板2を通過して液晶
パネルを照明する方法である。当然、周辺光の反射によ
る表示画像の視覚も可能であり、このタイプは厳密に
は、反射型(および透過型)の液晶表示装置ということ
になる。
2. Description of the Related Art A typical example of an illumination mechanism in a conventional reflection type liquid crystal display device will be described below. In the first method, as shown in FIG. 1, the reflector 2 disposed on the back surface (the side opposite to the viewer) of the liquid crystal panel 1 is formed into a half mirror shape (both transmitting and reflecting), and the back surface of the reflector 2 is formed. In this method, a part 4 of the illumination light from the illumination light source 3 passes through the reflector 2 to illuminate the liquid crystal panel. Naturally, it is also possible to view a displayed image by reflection of ambient light, and this type is strictly a reflection type (and transmission type) liquid crystal display device.

【0003】しかし、この方法では、ハーフミラー状の
反射板2の反射率が低いと周辺光に対する反射光5が弱
くなるので外部光で反射型液晶を見た場合に暗くなり、
逆に反射板2の反射率が高いと内部の照明光源3に対す
る透過光4が弱くなるため、周辺光・照明光のどちらか
単独による表示では、共に明るい表示画像を視覚するこ
とはできない。
However, in this method, if the reflectivity of the half-mirror-shaped reflector 2 is low, the reflected light 5 with respect to the surrounding light is weakened.
Conversely, if the reflectance of the reflector 2 is high, the transmitted light 4 to the internal illumination light source 3 is weakened, so that a bright display image cannot be visually observed in display using either ambient light or illumination light alone.

【0004】また、この方法は、近年普及している液晶
パネルの駆動電極が反射板を兼ねるタイプの反射型液晶
表示装置には適用できない。
Further, this method cannot be applied to a reflection type liquid crystal display device of a type in which a driving electrode of a liquid crystal panel, which has become popular in recent years, also serves as a reflection plate.

【0005】2つめの方法は、図2に示すように、液晶
パネル6の前面(観察者側)に照明光源7を配置して、
照明光源7からの照明光により液晶パネルを照明する方
法である。
In the second method, as shown in FIG. 2, an illuminating light source 7 is arranged on the front surface (viewer side) of a liquid crystal panel 6, and
This is a method of illuminating the liquid crystal panel with illumination light from the illumination light source 7.

【0006】この方法を採用する場合、照明光源7の配
置位置が装置の前面(観察者側)にありすぎると、装置
の厚さ(同図の左右方向の距離)が増大し、表示装置の
コンパクト化の妨げとなる。従って、同図に示すよう
に、液晶パネル面を平行に近い角度で照明するような位
置に照明光源7を配置する必要がある。
When this method is adopted, if the position of the illumination light source 7 is too far in front of the apparatus (on the side of the observer), the thickness of the apparatus (the distance in the left-right direction in FIG. 1) increases, and the display apparatus has an increased thickness. This hinders downsizing. Therefore, as shown in the figure, it is necessary to arrange the illumination light source 7 at a position that illuminates the liquid crystal panel surface at an angle close to parallel.

【0007】また、同図に示すように、反射型液晶表示
装置では照明光の正反射方向の近傍に表示光が出射する
が、この方法では、標準的な観察条件である表示装置の
正面からの観察に対する表示光の輝度が不十分であり、
照明光の利用効率が悪くなるという欠点がある。
Further, as shown in FIG. 1, in a reflection type liquid crystal display device, display light is emitted in the vicinity of the specular reflection direction of illumination light, but in this method, from the front of the display device which is a standard observation condition. The brightness of the display light for observation of is insufficient,
There is a drawback that the utilization efficiency of the illumination light deteriorates.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】上記のように、従来技
術にはそれぞれ問題がある。本発明は、これらの問題を
解決するものであり、照明機構を有する反射型液晶表示
装置において、コンパクト化と照明光の有効利用を図
り、周辺光・照明光のどちらの利用による表示でも、表
示光の輝度が十分な表示装置を提供することを目的とす
る。
As described above, each of the prior arts has a problem. The present invention is intended to solve these problems. In a reflective liquid crystal display device having an illumination mechanism, the present invention aims at achieving compactness and effective use of illumination light, and can perform display using either ambient light or illumination light. It is an object to provide a display device with sufficient light luminance.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】請求項1の発明に係る表
示装置は、図3に例示する構成であり、体積透過型ホロ
グラム,ディスプレイ装置,照明光源とを少なくとも具
備し、前記ホログラムがディスプレイ装置の前面(観察
者側)に設置され、照明光源により前面(観察者側)か
ら前記ホログラムを照明し、ホログラムによる透過回折
光がディスプレイ装置に入射し、ディスプレイ装置から
の反射光を表示画像として視覚する構成であり、照明光
源による前記ホログラムの照明光の入射角度が、ホログ
ラム面の放線方向に対して、60°〜80°または−6
0°〜−80°の範囲内であり、前記ホログラムからの
透過回折光の出射角度が、ホログラム面の放線方向に対
して、5°〜30°または−5°〜−30°の範囲内で
あり、前記ホログラムからの透過回折光の回折効率のピ
ーク波長が、照明光源の発光のピーク波長とほぼ等しい
と共に、前記ホログラムからの透過回折光の回折効率の
半値幅が10nm〜30nmの範囲内であることを特徴
とする。
A display device according to the first aspect of the present invention has a configuration illustrated in FIG. 3 and includes at least a volume transmission type hologram, a display device, and an illumination light source, and the hologram is a display device. The hologram is illuminated from the front (observer side) by an illumination light source, and transmitted and diffracted light by the hologram is incident on the display device, and reflected light from the display device is visually displayed as a display image. The angle of incidence of the illumination light of the hologram by the illumination light source is 60 ° to 80 ° or −6 ° with respect to the radiation direction of the hologram surface.
0 ° to −80 °, and the emission angle of the transmitted diffracted light from the hologram is in the range of 5 ° to 30 ° or −5 ° to −30 ° with respect to the radiation direction of the hologram surface. The peak wavelength of the diffraction efficiency of the transmitted diffracted light from the hologram is substantially equal to the peak wavelength of the emission of the illumination light source, and the half value width of the diffraction efficiency of the transmitted diffracted light from the hologram is within a range of 10 nm to 30 nm. There is a feature.

【0010】請求項2の発明に係る表示装置は、体積透
過型ホログラム,前記ホログラムと密着した導光板,デ
ィスプレイ装置,照明光源とを少なくとも具備し、ディ
スプレイ装置の前面(観察者側)に前記ホログラムが設
置され、前記ホログラムの前面(観察者側)に導光板が
設置され、照明光源により、導光板を経由して前記ホロ
グラムを照明し、ホログラムによる透過回折光がディス
プレイ装置に入射し、ディスプレイ装置からの反射光を
表示画像として視覚する構成であり、照明光源による前
記ホログラムの照明光の入射角度が、ホログラム面の放
線方向に対して、60°〜80°または−60°〜−8
0°の範囲内であり、前記ホログラムからの透過回折光
の出射角度が、ホログラム面の放線方向に対して、5°
〜30°または−5°〜−30°の範囲内であり、前記
ホログラムからの透過回折光の回折効率のピーク波長
が、照明光源の発光のピーク波長とほぼ等しいと共に、
前記ホログラムからの透過回折光の回折効率の半値幅が
10nm〜30nmの範囲内であることを特徴とする。
A display device according to a second aspect of the present invention includes at least a volume transmission type hologram, a light guide plate in close contact with the hologram, a display device, and an illumination light source, and the hologram is provided on a front surface (observer side) of the display device. Is installed, and a light guide plate is installed in front of the hologram (observer side). The illumination light source illuminates the hologram via the light guide plate, and transmitted and diffracted light by the hologram is incident on the display device. The reflected light from the hologram is viewed as a display image, and the angle of incidence of the illumination light of the hologram by the illumination light source is 60 ° to 80 ° or −60 ° to −8 with respect to the radiation direction of the hologram surface.
0 °, and the angle of emission of the transmitted diffracted light from the hologram is 5 ° with respect to the radiation direction of the hologram surface.
-30 ° or -5 ° to -30 °, the peak wavelength of the diffraction efficiency of the transmitted diffracted light from the hologram is substantially equal to the peak wavelength of the emission of the illumination light source,
The half width of the diffraction efficiency of the transmitted diffracted light from the hologram is in the range of 10 nm to 30 nm.

【0011】請求項3の発明に係る表示装置は、照明光
源として、R,G,Bの各領域にピーク波長を持つ白色
の照明光源が用いられ、ホログラムとして、前記照明光
源のR,G,Bのピーク波長に対応した波長に透過回折
光の回折効率のピークを持つ3種類の体積透過型ホログ
ラムが用いられることを特徴とする請求項1または2記
載の表示装置である。
In a display device according to a third aspect of the present invention, a white illumination light source having a peak wavelength in each of R, G, and B regions is used as an illumination light source, and R, G, and R of the illumination light source are used as a hologram. 3. The display device according to claim 1, wherein three types of volume transmission holograms having a peak of diffraction efficiency of transmitted diffraction light at a wavelength corresponding to the peak wavelength of B are used.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】本発明は、表示装置における表示
画像を規定する液晶パネルなどのディスプレイ装置を、
体積透過型ホログラムからの回折光により照明する構成
である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention relates to a display device such as a liquid crystal panel for defining a display image on a display device.
In this configuration, illumination is performed using diffracted light from a volume transmission hologram.

【0013】体積透過型ホログラムは、入射角度選択性
(特定角度からの入射光のみに対して回折光を出射する
特性)を持っており、照明光の入射角度がホログラムの
回折条件に合致している場合に、予め設計された方向に
強く回折光を出射する。前記条件は、ホログラムの撮影
条件に依存する。
The volume transmission type hologram has an incident angle selectivity (a characteristic of emitting diffracted light only for incident light from a specific angle), and the incident angle of illumination light matches the diffraction condition of the hologram. In this case, the diffracted light is strongly emitted in the direction designed in advance. The conditions depend on the hologram imaging conditions.

【0014】図3に示すように、照明光源10からの照
明光11を、ホログラム9面に平行に近い角度12で入
射させ、ディスプレイ装置の正面方向に近い角度13で
再生する回折光14によりディスプレイ装置15を照明
すれば、コンパクトな大きさでディスプレイ装置を正面
に近い角度で照明できる。
As shown in FIG. 3, an illuminating light 11 from an illuminating light source 10 is incident on the hologram 9 at an angle 12 nearly parallel to the surface of the hologram 9 and a diffracted light 14 reproduced at an angle 13 close to the front of the display device is used for display. When the device 15 is illuminated, the display device can be illuminated in a compact size at an angle close to the front.

【0015】ホログラム9はディスプレイ装置15の前
面(観察者側)に配置されるので、表示光となるディス
プレイ装置15からの反射光16は、ホログラム9を通
して観察されることになる。反射光16がホログラム9
を通過する際に回折されると、100%未満の回折効率
で照明光11が2度回折され、表示光が暗くなるが、体
積透過型ホログラムは、上記した入射角度選択性という
特性を持っているため、表示光がホログラムを通過して
出射する際には、回折されずに素通りする。
Since the hologram 9 is disposed in front of the display device 15 (on the observer side), the reflected light 16 from the display device 15 serving as display light is observed through the hologram 9. The reflected light 16 is the hologram 9
When the light is diffracted when passing through, the illumination light 11 is diffracted twice with a diffraction efficiency of less than 100%, and the display light becomes dark. However, the volume transmission type hologram has the above-mentioned characteristic of the incident angle selectivity. Therefore, when the display light exits through the hologram, the display light passes through without being diffracted.

【0016】上記したように、入射角度選択性は、ホロ
グラムの撮影条件に依存する。すなわち、物体光と参照
光とを干渉させて撮影記録されたホログラムは、撮影時
の参照光に相当する方向(共役な方向)から照明光が入
射すると、撮影時の物体光に相当する方向に回折光が出
射される。(その逆も同様である)
As described above, the incident angle selectivity depends on the hologram imaging conditions. That is, the hologram photographed and recorded by causing the object light and the reference light to interfere with each other, when the illumination light enters from a direction (a conjugate direction) corresponding to the reference light at the time of photographing, is shifted in a direction corresponding to the object light at the time of photographing. Diffracted light is emitted. (And vice versa)

【0017】従って、図3のホログラムの入射角度選択
性(入射角度−回折効率のグラフ)は、図4に示され
る。同図に示すように、ホログラムに照明光が入射する
角度12と、回折光が出射する角度13のそれぞれの近
傍から入射した光を強く回折して、それ以外の角度から
の光は殆ど回折しない(素通しする)特性があるので、
ホログラムの入射角度選択性を制御することで、表示装
置の観察条件に応じた方向に明るい表示光を出射させる
ことができる。
Therefore, the incident angle selectivity (graph of the incident angle-diffraction efficiency) of the hologram of FIG. 3 is shown in FIG. As shown in the figure, light incident from the vicinity of each of the angle 12 at which the illumination light enters the hologram and the angle 13 at which the diffracted light exits is strongly diffracted, and light from other angles is hardly diffracted. Because there is a (penetrate) characteristic,
By controlling the incident angle selectivity of the hologram, bright display light can be emitted in a direction according to the observation conditions of the display device.

【0018】上記制御についての検討の結果、角度12
は、ホログラム面に平行に近ければ表示装置のコンパク
ト化の上で有効であり、60°〜80°または−60°
〜−80°の範囲内が好適である。(正負は、図3で照
明光源10が上にあるか下にあるかの違い) 角度13は、真正面(0°)を僅かに外れた方が良く、
5°〜30°または−5°〜−30°の範囲内が好適で
あることが確認された。つまり、真正面(0°)方向か
らディスプレイ装置15を照明する光は、ディスプレイ
装置15で反射して、真正面(0°)方向に強く反射さ
れるため、ホログラムを通過する際に、再び回折される
ことになり、2度の回折で光強度が低下したり、表示光
がぼけたりする原因になるためである。
As a result of studying the above control, the angle 12
Is effective in reducing the size of the display device if it is close to being parallel to the hologram surface, and is 60 ° to 80 ° or −60 °.
It is preferable to be within the range of -80 °. (Positive / negative is the difference between whether the illumination light source 10 is above or below in FIG. 3) The angle 13 should be slightly off the front (0 °),
It has been confirmed that a range of 5 ° to 30 ° or −5 ° to −30 ° is preferable. That is, the light illuminating the display device 15 from the front (0 °) direction is reflected by the display device 15 and strongly reflected in the front (0 °) direction, so that it is diffracted again when passing through the hologram. This is because the light intensity is reduced by the second diffraction and the display light is blurred.

【0019】また、体積透過型ホログラムは、回折波長
選択性(特定波長・色の回折光のみを再生する特性)の
強い体積反射型ホログラム(所謂、リップマンホログラ
ム)に比べて、その回折光の波長幅は広いものの、可視
波長全域に渡って回折効率が一様なわけではなく、特定
波長域で回折効率のピークを持つ。(図5参照)
The volume transmission type hologram has a wavelength of the diffracted light which is higher than that of a volume reflection type hologram (a so-called Lippmann hologram) having strong diffraction wavelength selectivity (a characteristic of reproducing only a diffracted light of a specific wavelength and color). Although the width is wide, the diffraction efficiency is not uniform over the entire visible wavelength range, and has a diffraction efficiency peak in a specific wavelength range. (See Fig. 5)

【0020】本発明では、照明光源として特定波長域で
発光にピークを持つものを採用する必要があり、前記光
源として代表的な冷陰極管を採用した場合、図6に示す
ような特定の波長17で光強度がピークを示す発光特性
を持っており、図5のような回折波長選択性を持つホロ
グラムの回折波長のピーク18を、波長17に合わせる
ことにより、照明光を効率良く利用できることになる。
In the present invention, it is necessary to use an illumination light source having a peak in light emission in a specific wavelength range. When a typical cold cathode tube is used as the light source, a specific wavelength as shown in FIG. It has a light emission characteristic in which the light intensity shows a peak at 17, and by adjusting the peak 18 of the diffraction wavelength of the hologram having the diffraction wavelength selectivity as shown in FIG. Become.

【0021】仮に、図3の表示装置で照明光源10がな
く、図7に示すように、表示装置を周辺光で観察する場
合には、周辺光の光路は同図のようであり、ホログラム
によって入射光の一部は回折されることになるが、一般
に、周辺光は特定波長域のみの光ではなく、可視波長全
域に渡って光強度がフラットな光量分布を持っているの
で、図8のグラフに示すように、ホログラムの回折波長
帯以外の光は、ディスプレイ装置からの反射に寄与する
ことになり、周辺光の利用効率はそれほど低下しない。
If the display device of FIG. 3 does not have the illumination light source 10 and the display device is observed with ambient light as shown in FIG. 7, the optical path of the peripheral light is as shown in FIG. Although a part of the incident light is diffracted, generally, the ambient light is not light only in a specific wavelength range, but has a flat light intensity distribution over the entire visible wavelength range. As shown in the graph, light other than the diffraction wavelength band of the hologram contributes to the reflection from the display device, and the utilization efficiency of the ambient light does not decrease so much.

【0022】ホログラムの波長選択性(回折波長と回折
効率の関係)を示す指標として、半値幅(回折効率がピ
ークとなる波長における回折効率が1/2となる波長間
のバンド幅)がある。冷陰極管では、光強度がピークを
示すバンド(波長)幅が10nm弱であり、ホログラム
の半値幅は10nm以上が望ましく、また、周辺光を7
0%程度以上利用しようと考えると、半値幅は30nm
以下にするのが望ましい。
As an index indicating the wavelength selectivity of the hologram (the relationship between the diffraction wavelength and the diffraction efficiency), there is a half-value width (bandwidth between wavelengths at which the diffraction efficiency becomes に お け る at the wavelength where the diffraction efficiency reaches a peak). In a cold cathode tube, the band (wavelength) width at which the light intensity shows a peak is slightly less than 10 nm, the half width of the hologram is desirably 10 nm or more, and the peripheral light is 7 nm.
If you intend to use about 0% or more, the half width is 30 nm.
It is desirable to do the following.

【0023】<実施形態1>図9は、図3の表示装置に
搭載されるホログラムを撮影記録する光学系の一例の概
要を示す説明図である。レーザー光源19から発した光
は、ビームスプリッター20で2本に分けられ、それぞ
れミラーを経由して、レンズで広げられて乾板21に入
射する。
<First Embodiment> FIG. 9 is an explanatory diagram showing an outline of an example of an optical system for photographing and recording a hologram mounted on the display device shown in FIG. The light emitted from the laser light source 19 is split into two beams by a beam splitter 20, respectively, is spread by a lens via mirrors, and is incident on a dry plate 21.

【0024】入射する2本のレーザー光の角度(乾板の
法線方向に対する平均的な入射角度)22,23は、冷
陰極管のピーク波長と同じ波長のレーザー光源が実在し
ない場合、入射角度を変えることで波長について補正が
施される。
The angles of the two incident laser beams (average incident angles with respect to the normal direction of the dry plate) 22 and 23 are the incident angles when a laser light source having the same wavelength as the peak wavelength of the cold cathode tube does not exist. By changing it, the wavelength is corrected.

【0025】例えば、545nmのピーク波長の冷陰極
管を照明光に用いることを想定した場合、75°から照
明した時に−15°に回折されるホログラムを作製する
には、YAGレーザーの532nmの波長の光で撮影記
録する場合には、72.5°と−14°から光を入射さ
せる。
For example, assuming that a cold-cathode tube having a peak wavelength of 545 nm is used for the illumination light, a hologram that is diffracted to −15 ° when illuminated from 75 ° is produced by using a 532 nm wavelength of a YAG laser. In the case of photographing and recording with the above light, light is incident from 72.5 ° and -14 °.

【0026】この時に作製されるホログラムの入射角度
選択性と波長選択性は、ホログラムの記録材料の厚みに
よって決まり、例えば、記録材料(乳剤)の厚みが20
μmの時には±2°程度の入射角度選択性と、17nm
程度の半値幅の波長選択性が得られる。
The incident angle selectivity and the wavelength selectivity of the hologram produced at this time are determined by the thickness of the recording material of the hologram.
In the case of μm, the incident angle selectivity of about ± 2 ° and 17 nm
A wavelength selectivity of about half width is obtained.

【0027】このようにして作製したホログラムを搭載
した請求項1記載の表示装置の一例について概要を図1
0に示す。同図で、照明光源である冷陰極管24から発
した光25は、ホログラム面にほぼ平行な(大きい)角
度でホログラム26を照明し、ホログラム26からの回
折光27がディスプレイ装置28を照明する。
FIG. 1 shows an outline of an example of the display device according to claim 1 on which the hologram thus produced is mounted.
0 is shown. In the figure, light 25 emitted from a cold cathode tube 24 as an illumination light source illuminates a hologram 26 at an angle substantially parallel (large) to the hologram surface, and diffracted light 27 from the hologram 26 illuminates a display device 28. .

【0028】上述したように、装置をコンパクトにする
には、ホログラムの照明角度が大きい方が適しており、
60°以上の角度が望ましい。ただし、角度が大きくな
りすぎる(臨界角度を超える)と、急激に表面反射が大
きくなり光量損失が大きくなるので、80°程度までに
抑えるのが良い。
As described above, in order to make the apparatus compact, it is better to have a large hologram illumination angle.
An angle of 60 ° or more is desirable. However, if the angle is too large (exceeds the critical angle), the surface reflection sharply increases and the light quantity loss increases, so it is preferable to suppress the angle to about 80 °.

【0029】上記の想定に基づく表示装置では、ホログ
ラムを照明する角度は75°、ディスプレイ装置を照明
する角度は−15°になる。言うまでもなく、それぞれ
の角度は図9に示す撮影条件に依存しており、ホログラ
ムの照明光25の角度(75°)はレーザー光入射角2
2と対応し、回折光27の角度(−15°)はレーザー
光入射角23と対応する。
In the display device based on the above assumption, the angle for illuminating the hologram is 75 ° and the angle for illuminating the display device is -15 °. Needless to say, each angle depends on the imaging conditions shown in FIG. 9, and the angle (75 °) of the hologram illumination light 25 is equal to the laser light incident angle 2
2, and the angle (−15 °) of the diffracted light 27 corresponds to the laser light incident angle 23.

【0030】緑単色の冷陰極管の光量分布は図6に示す
ようになっており、前記冷陰極管を照明光に用い、上記
ホログラムを照明する場合には、ホログラムの照明光の
70%程度の光が利用できることになる。
FIG. 6 shows the light quantity distribution of a green monochromatic cold cathode tube. When the cold cathode tube is used as illumination light and the hologram is illuminated, about 70% of the illumination light of the hologram is used. Of light will be available.

【0031】このらの照明光源やホログラムを具備する
表示装置(図10参照)では、ディスプレイ装置28で
反射された光29は、ホログラムを通過して観察者の目
30に届くが、この際にホログラムの角度選択性が±2
°程度であると、この光29はホログラムを通過する際
に再び回折されずに素通りする。
In a display device having these illumination light sources and holograms (see FIG. 10), the light 29 reflected by the display device 28 reaches the observer's eyes 30 through the hologram. ± 2 hologram angle selectivity
When the angle is about °, the light 29 passes through the hologram without being diffracted again.

【0032】一方、周辺光を利用して表示装置を観察す
る場合、光量分布が可視波長全域に渡ってほぼフラット
であるとすると、上記ホログラムでは、82%程度の周
辺光が利用できる。このため、周辺光,照明光源からの
光の双方によって、明るい表示画像を視覚することがで
きる。
On the other hand, when observing a display device using ambient light, assuming that the light amount distribution is substantially flat over the entire visible wavelength range, about 82% of ambient light can be used in the hologram. Therefore, a bright display image can be visually recognized by both the ambient light and the light from the illumination light source.

【0033】以上の説明では、75°と−15°の入射
角度,545nmの波長に回折効率のピークを持つ20
μm厚のホログラムについて説明したが、本発明は、こ
れに限定されるものではない。
In the above description, the incident angles of 75 ° and -15 ° and the diffraction efficiency peak at a wavelength of 545 nm
Although a hologram having a thickness of μm has been described, the present invention is not limited to this.

【0034】<実施形態2>次に、本発明の請求項2に
係る導光板を有する表示装置について説明する。図11
は、この表示装置に搭載されるホログラムを撮影記録す
る光学系の一例の概要を示す説明図である。
<Embodiment 2> Next, a display device having a light guide plate according to a second aspect of the present invention will be described. FIG.
FIG. 2 is an explanatory diagram showing an outline of an example of an optical system for photographing and recording a hologram mounted on the display device.

【0035】この系では、乾板の前面に硝子ブロック3
1を置いて異なった面から光を入射させてホログラムを
撮影記録する。それ以外は、実施形態1と同様である。
In this system, a glass block 3 is provided in front of the dry plate.
The hologram is photographed and recorded by putting light from a different surface with 1 placed. Other than that is the same as the first embodiment.

【0036】図12は、本実施形態に係る表示装置の一
例について概要を示す説明図である。この場合、導光板
32の側面から照明光33を入射させ、導光板を通って
きた光34がホログラム35を照明する形になるが、そ
れ以外は実施形態1と同様である。
FIG. 12 is an explanatory diagram showing an outline of an example of the display device according to the present embodiment. In this case, the illumination light 33 is incident from the side surface of the light guide plate 32, and the light 34 that has passed through the light guide plate illuminates the hologram 35, but other configurations are the same as in the first embodiment.

【0037】本実施形態に係る表示装置では、ホログラ
ムが導光板を通ってきた光で照明されるため、表面反射
の影響が少なく、より大きな角度でホログラムを照明で
きるため、表示装置が一層コンパクトにできるという利
点がある。
In the display device according to the present embodiment, the hologram is illuminated by the light that has passed through the light guide plate, so that the influence of surface reflection is small and the hologram can be illuminated at a larger angle. There is an advantage that you can.

【0038】<実施形態3>請求項3に係る表示装置で
は、カラー用のディスプレイ装置(液晶パネルが、3原
色の色画素に応じて駆動する)に、請求項1,請求項2
の表示装置を応用したものであり、ホログラムの撮影光
学系は図9,図11と同様であり、表示装置の構成の概
要は図10,図12と同様となる。
<Third Embodiment> In the display device according to the third aspect, the display device for a color (the liquid crystal panel is driven according to the three primary color pixels) is provided.
The hologram imaging optical system is the same as in FIGS. 9 and 11, and the outline of the configuration of the display device is the same as in FIGS. 10 and 12.

【0039】ただし、ホログラムは冷陰極管のR,G,
Bに対応させて、例えば432nm,545nm,61
2nmの3つの波長に応じて作製したものを重ね合わせ
るか、多重記録して作製される。また、冷陰極管として
3波長の白色対応のものを用いている。この場合、フル
カラーでの表示画像を観察できる装置が提供される。
However, the hologram is composed of cold cathode fluorescent lamps R, G,
B, 432 nm, 545 nm, 61
It is produced by superimposing or multiplex-recording those produced according to three wavelengths of 2 nm. In addition, a cold cathode fluorescent lamp corresponding to white light of three wavelengths is used. In this case, a device capable of observing a display image in full color is provided.

【0040】[0040]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によって、
照明機構を有する反射型液晶表示装置において、コンパ
クト化と照明光の有効利用を図り、周辺光・照明光のど
ちらの利用による表示でも、表示光の輝度が十分な表示
装置が提供される。
As described above, according to the present invention,
In a reflection type liquid crystal display device having an illumination mechanism, a compact display device and an effective use of illumination light are provided, and a display device with sufficient display light luminance is provided for display using either ambient light or illumination light.

【0041】[0041]

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

【図1】従来の反射型液晶表示装置における照明機構の
一例を示す説明図。
FIG. 1 is an explanatory view showing an example of an illumination mechanism in a conventional reflective liquid crystal display device.

【図2】従来の反射型液晶表示装置における照明機構の
一例を示す説明図。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing an example of an illumination mechanism in a conventional reflective liquid crystal display device.

【図3】本発明の表示装置の構成例の概要を示す説明
図。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing an outline of a configuration example of a display device of the present invention.

【図4】ホログラムの入射角度選択性を示す説明図。FIG. 4 is an explanatory diagram showing incident angle selectivity of a hologram.

【図5】ホログラムの回折波長選択性を示す説明図。FIG. 5 is an explanatory diagram showing diffraction wavelength selectivity of a hologram.

【図6】冷陰極管の光強度の一例を示す説明図。FIG. 6 is an explanatory diagram showing an example of light intensity of a cold cathode tube.

【図7】本発明の表示装置を、周辺光(外部光)で照明
R.状態を示す説明図。
FIG. 7 shows a display device according to the present invention, which is illuminated with ambient light (external light). Explanatory drawing which shows a state.

【図8】ホログラムの回折波長選択性により、回折波長
帯以外の光は、ホログラムを透過することを示すグラ
フ。
FIG. 8 is a graph showing that light outside the diffraction wavelength band passes through the hologram due to the diffraction wavelength selectivity of the hologram.

【図9】ホログラムを撮影記録する光学系の一例の概要
を示す説明図。
FIG. 9 is an explanatory diagram illustrating an outline of an example of an optical system that captures and records a hologram.

【図10】本発明の表示装置の一例について概要を示す
説明図。
FIG. 10 is an explanatory diagram showing an outline of an example of a display device of the present invention.

【図11】ホログラムを撮影記録する光学系の一例の概
要を示す説明図。
FIG. 11 is an explanatory diagram illustrating an outline of an example of an optical system that captures and records a hologram.

【図12】本発明の表示装置の一例について概要を示す
説明図。
FIG. 12 is an explanatory diagram showing an outline of an example of a display device of the present invention.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】体積透過型ホログラム,ディスプレイ装
置,照明光源とを少なくとも具備し、 前記ホログラムがディスプレイ装置の前面(観察者側)
に設置され、 照明光源により前面(観察者側)から前記ホログラムを
照明し、ホログラムによる透過回折光がディスプレイ装
置に入射し、ディスプレイ装置からの反射光を表示画像
として視覚する構成であり、 照明光源による前記ホログラムの照明光の入射角度が、
ホログラム面の放線方向に対して、60°〜80°また
は−60°〜−80°の範囲内であり、 前記ホログラムからの透過回折光の出射角度が、ホログ
ラム面の放線方向に対して、5°〜30°または−5°
〜−30°の範囲内であり、 前記ホログラムからの透過回折光の回折効率のピーク波
長が、照明光源の発光のピーク波長とほぼ等しいと共
に、 前記ホログラムからの透過回折光の回折効率の半値幅が
10nm〜30nmの範囲内であることを特徴とする表
示装置。
At least a volume transmission type hologram, a display device, and an illumination light source, wherein the hologram is a front surface (a viewer side) of the display device
The illumination light source illuminates the hologram from the front side (observer side), transmission diffracted light by the hologram is incident on the display device, and reflected light from the display device is viewed as a display image. The incident angle of the illumination light of the hologram by
It is within the range of 60 ° to 80 ° or −60 ° to −80 ° with respect to the radiation direction of the hologram surface, and the emission angle of the transmitted diffracted light from the hologram is 5 ° with respect to the radiation direction of the hologram surface. ° to 30 ° or -5 °
The peak wavelength of the diffraction efficiency of the transmitted diffracted light from the hologram is substantially equal to the peak wavelength of the emission of the illumination light source, and the half-width of the diffraction efficiency of the transmitted diffracted light from the hologram. Is in the range of 10 nm to 30 nm.
【請求項2】体積透過型ホログラム,前記ホログラムと
密着した導光板,ディスプレイ装置,照明光源とを少な
くとも具備し、 ディスプレイ装置の前面(観察者側)に前記ホログラム
が設置され、前記ホログラムの前面(観察者側)に導光
板が設置され、 照明光源により、導光板を経由して前記ホログラムを照
明し、ホログラムによる透過回折光がディスプレイ装置
に入射し、ディスプレイ装置からの反射光を表示画像と
して視覚する構成であり、 照明光源による前記ホログラムの照明光の入射角度が、
ホログラム面の放線方向に対して、60°〜80°また
は−60°〜−80°の範囲内であり、 前記ホログラムからの透過回折光の出射角度が、ホログ
ラム面の放線方向に対して、5°〜30°または−5°
〜−30°の範囲内であり、 前記ホログラムからの透過回折光の回折効率のピーク波
長が、照明光源の発光のピーク波長とほぼ等しいと共
に、 前記ホログラムからの透過回折光の回折効率の半値幅が
10nm〜30nmの範囲内であることを特徴とする表
示装置。
2. A hologram having at least a volume transmission type hologram, a light guide plate in close contact with the hologram, a display device, and an illumination light source, wherein the hologram is installed on a front surface (observer side) of the display device, A light guide plate is installed on the observer side), the illumination light source illuminates the hologram via the light guide plate, and the transmitted and diffracted light by the hologram is incident on the display device, and the reflected light from the display device is visually displayed as a display image. The incident angle of the illumination light of the hologram by the illumination light source,
It is within the range of 60 ° to 80 ° or −60 ° to −80 ° with respect to the radiation direction of the hologram surface, and the emission angle of the transmitted diffracted light from the hologram is 5 ° with respect to the radiation direction of the hologram surface. ° to 30 ° or -5 °
The peak wavelength of the diffraction efficiency of the transmitted diffracted light from the hologram is substantially equal to the peak wavelength of the emission of the illumination light source, and the half-width of the diffraction efficiency of the transmitted diffracted light from the hologram. Is in the range of 10 nm to 30 nm.
【請求項3】照明光源として、R,G,Bの各領域にピ
ーク波長を持つ白色の照明光源が用いられ、 ホログラムとして、前記照明光源のR,G,Bのピーク
波長に対応した波長に透過回折光の回折効率のピークを
持つ3種類の体積透過型ホログラムが用いられることを
特徴とする請求項1または2記載の表示装置。
3. A white illumination light source having peak wavelengths in R, G, and B regions as an illumination light source, and a hologram having a wavelength corresponding to the peak wavelengths of R, G, and B of the illumination light source. 3. The display device according to claim 1, wherein three types of volume transmission holograms having a peak of diffraction efficiency of transmitted diffraction light are used.
JP00629499A 1999-01-13 1999-01-13 Display device Expired - Fee Related JP4389283B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP00629499A JP4389283B2 (en) 1999-01-13 1999-01-13 Display device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP00629499A JP4389283B2 (en) 1999-01-13 1999-01-13 Display device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2000206517A true JP2000206517A (en) 2000-07-28
JP4389283B2 JP4389283B2 (en) 2009-12-24

Family

ID=11634369

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP00629499A Expired - Fee Related JP4389283B2 (en) 1999-01-13 1999-01-13 Display device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4389283B2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7019798B2 (en) 2002-02-25 2006-03-28 Minolta Co., Ltd. Display device

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10964905B2 (en) 2019-04-08 2021-03-30 Interdigital Ce Patent Holdings Organic light emitting diode cell comprising a set of right circular hollow cylinders

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7019798B2 (en) 2002-02-25 2006-03-28 Minolta Co., Ltd. Display device

Also Published As

Publication number Publication date
JP4389283B2 (en) 2009-12-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8116006B2 (en) Image display apparatus and head mount display
KR100388819B1 (en) Optical System for Head Mount Display
US20020167733A1 (en) Compact display device
JP4192475B2 (en) Video display device
US5142387A (en) Projection-type display device having light source means including a first and second concave mirrors
CN1231788C (en) Reflection image projector, projection type image display device and light source device
KR100386725B1 (en) Optical System for Head Mount Display
US7835050B2 (en) Optical holographic device with a hologram optical element on an area smaller than an irradiation area, holographic image display device and head mounted display with a hologram optical element on an area smaller than an irradiation area
JP2003057652A (en) Picture display device, illuminator
US8049838B2 (en) Direct light type backlight unit and color filterless liquid crystal display apparatus employing the same
US5929956A (en) Reflection type diffusing liquid crystal display with selective reflecting means located between the substrates
JP4029662B2 (en) Image display device
CN1085006C (en) Projection type liquid crystal display device
US6260974B1 (en) Image projecting apparatus
JP2003066369A (en) Image display device, controlling method for image display device and image processing system
JP2000505207A (en) Back-illuminated transparent image viewing device
JPH0363690A (en) Projection type display device
JP2000275571A (en) Video forming optical system
US6643039B1 (en) Holographic reflector and reflectiver liquid crystal display using it
US6246521B1 (en) Compact lighting device
JP2000206517A (en) Display device
KR100254335B1 (en) Lcd device
JP3384026B2 (en) Display device
CN216286131U (en) Lighting system
JPH11160791A (en) Illumination optical device and projection display device using the same

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20051220

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20080826

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20090512

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: 20090915

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20090928

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121016

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent (=grant) or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees