JP2003057652A - Picture display device, illuminator - Google Patents

Picture display device, illuminator

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JP2003057652A JP2001249531A JP2001249531A JP2003057652A JP 2003057652 A JP2003057652 A JP 2003057652A JP 2001249531 A JP2001249531 A JP 2001249531A JP 2001249531 A JP2001249531 A JP 2001249531A JP 2003057652 A JP2003057652 A JP 2003057652A
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Shigeto Omori
滋人 大森
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Japan Science & Technology Corp
Shigeto Omori
滋人 大森
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a picture display device and an illuminator having a diffractive optical element which can obtain uniform illuminance over a wide region to incident light having a large wavelength band such as white light and can provide a high quality picture without lowering a contrast. SOLUTION: In the picture display device having a reflection type display part, a light transmission plate in which a diffraction grating is formed on one surface and a front light optical system including a light transmission plate, the diffraction conditions of a light transmission plate can be set so that diffraction efficiency is high to incident light and the diffraction efficiency is low to light from a reflection type display part by forming a first transparent layer having a refractive index different from that of a light transmission plate along the diffraction grating. That is, the lowering of the contrast is prevented. Illuminating light is efficiently transmitted to the reflection type display part, and a picture with high uniformity is provided over the whole area of a wavelength band.

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は,反射型表示部に対して照明光を導く,回折光学素子を備えた導光板を具備してなる画像表示装置及び照明装置に関するものである。 BACKGROUND OF THE INVENTION [0001] [Technical Field of the Invention The present invention directs illumination light to the reflection type display unit, an image display device and comprising comprises a light guide plate having a diffractive optical element it relates illumination device. 【0002】 【従来の技術】携帯電話,PDA等の携帯情報端末では,視認性および低消費電力等を考慮して,明るい場所では太陽光などの外光を用いて照明し,暗い場所では内蔵した光源からの光を導光板により表示部の表面に導いて照明を行なう反射型表示部を用いている場合が多い。 [0002] mobile phone, a portable information terminal such as a PDA, in consideration of visibility and low power consumption, etc., and illuminated with external light such as sunlight in a bright place, built in a dark place If using the reflective display unit for performing illumination is guided to the surface of the display unit by the optical light guide plate from the light source is large.
このような反射型表示部に設けられる照明部材である導光板の一形態として,上記表示部と対向する側の面に回折光学素子を設けることにより,環境光を透過させて表示部に導く一方,該導光板の端部より入射する光源部からの照明光を回折光学素子によって回折することにより表示部に導き,表示部によって変調,反射された光を透過させて使用者に導く構造を有するものがある。 As one form of such a reflection type is an illumination member provided in the display unit the light guide plate, by providing a diffractive optical element surface on the side facing the display unit, while the guides on the display unit by transmitting ambient light the illumination light from the light source entering from the end portion of the light guide plate guided on the display unit by diffracted by the diffraction optical element, has a structure that guides the user by transmitting light modulated and reflected by the display unit there are things. 例えば,特願2000−376169号公報においては,図13(a)に示すように上記導光板5bを,矢印1bで示す入射した入射光の進路に沿う方向について入射光の波長以下の周期を有し,断面形状が直角三角形状を成す鋸歯状である回折光学素子(以下略して直角三角形ブレーズド形状の回折光学素子と称す)とした画像表示装置Cが提案されている。 For example, in Japanese Patent Application No. 2000-376169, the light guide plate 5b as shown in FIG. 13 (a), have a pitch equal to or shorter than the wavelength of the incident light for a direction along the path of light incident indicated by an arrow 1b and, the cross-sectional shape image display apparatus C has a diffractive optical element is a serrated (referred to as diffractive optical element of a right triangle blazed shape for short hereinafter) which forms a right triangle shape is proposed. 上記直角三角形ブレーズド形状の回折光学素子を用いることで,映像光が散乱することがなく,ボケ,コントラスト低下,輝度むら等の散乱に起因する画像の質の低下が避けられる。 The use of the diffractive optical element of the right triangle blazed shape, without the image light is scattered, blurring, reduced contrast, decreased quality of image due to scattering of such uneven brightness is avoided. また,回折格子の周期がきわめて小さいため,その周期が視認されることがなく,どのような画像に対してもモアレ縞が発生することもない。 Further, since the period of the diffraction grating is very small, without the period is visually recognized, it is not generated moire fringes for any given image. 従って,照明光を表示した画像によって変調して映像光とする画像表示装置において,質の高い画像を提供することができることが開示されている。 Accordingly, in an image display device according to image light modulated by the image displaying the illumination light, it is disclosed that can provide high quality images. 【0003】 【発明が解決しようとする課題】ここで,上記従来の画像表示装置Cでは,反射型表示部4bに照明光を供給する回折光学素子は,入射光1bを全反射させつつ回折格子15bより徐々に透過させる構造であるため,反射型表示部4b全域に渡って一様に照明光を供給するためには導光板への入射光1bの入射角度が問題となる。 [0003] [INVENTION Problems to be Solved] Here, the in the conventional image display apparatus C, the diffractive optical element for supplying illumination light to the reflection type display 4b, the diffraction grating while totally reflecting the incident light 1b since the structure to gradually transmitted from 15b, the angle of incidence of the incident light 1b of the light guide plate to provide uniform illumination light over the reflective display portion 4b whole becomes a problem. 例えば,図13(b)の様に所定の入射角度よりも小さい角度で入射光1bが入射された場合には,光源に近い領域が明るく照明され,遠い領域が暗くなる。 For example, if the incident light 1b at an angle smaller than the predetermined incident angle as shown in FIG. 13 (b) is incident, the area near the light source is brightly illuminated, distant region becomes dark. 逆に,図13 Conversely, FIG. 13
(c)の様に所定の入射角度よりも大きい入射角度で入射光1bが入射された場合には,遠い領域が明るく照明され,光源に近い領域が暗くなる。 When the incident light 1b with greater angle of incidence than the predetermined incident angle as in (c) is incident, the distant region is brightly illuminated, the area becomes darker closer to the light source. すなわち,入射光1 That is, the incident light 1
bの入射角度によっては,反射型表示部に明暗の領域が形成され,照明光の明るさが反射型表示部全域に渡って一様にならない。 Depending b incident angle of the area of ​​contrast is formed in the reflective display unit, the brightness of the illumination light is not uniform over the reflective display section throughout. カラー表示部を照明する場合には,異なる波長帯の照明光を使用することになるが,入射光の波長帯毎に入射角度が異なる場合には,各波長帯毎の入射角度に応じて明暗の領域が形成されることになり,照明光の色合いが反射型表示部全域に渡って一様にならない。 When illuminating the color display unit is comprised in the use of illumination light of different wavelength bands, in the case where the incident angle for each wavelength band of the incident light is different, depending on the incident angle of each wavelength band light and dark results in the area of ​​is formed, color shade of the illumination light is not uniform over the reflective display section throughout. 従って,反射型表示部全域に渡って照明の明るさと色合いを一様にするためには,入射光の入射角度を波長帯全域に渡って厳密に調整する必要がある。 Therefore, in order to equalize the brightness and color of the illumination over the reflective display section throughout, it is necessary to strictly adjust over the incident angle of the incident light in the entire wavelength range. しかし,上記した従来の画像表示装置Cに用いられるブレーズド形状の回折光学素子における回折格子の回折効率は,入射光の波長に依存した特性を示すことにより,回折光学素子に対して白色光などの広い波長幅を有する入射光を同一の入射角度で入射した場合,波長帯域によっては照明光の色合いが表示部全域に渡って一様にならない不都合が生じる。 However, the diffraction efficiency of the diffraction grating in the diffractive optical element of the blazed shape used in the conventional image display apparatus C described above, by showing depending on the wavelength of the incident light properties, such as white light to the diffractive optical element If incident at the same incident angle of the incident light having a broad wavelength width, disadvantages hue of the illumination light is not uniform over the display section entire occurs depending on the wavelength band. また,前述の直角三角形ブレーズド形状の回折光学素子に対して広い波長域を含む白色光を同一の入射角度で入射した場合を考えると,ブレーズド形状の回折光学素子の波長依存性から外れる光の成分を含むので,特に短波長域においては正規の回折が行なわれず反射されるだけの不要回折光によるコントラストの低下が顕著に観測されるため,質の高い画像を提供することができない。 The diffraction Considering the case where the incident white light including a wide wavelength range at the same incident angle to the optical element, the light components deviating from the wavelength dependency of the diffractive optical element blazed shape of a right triangle blazed shape of the above because they contain, for reduction in contrast due to unnecessary diffracted light only the diffracted regular is reflected not performed is remarkably observed particularly in the short wavelength region, it is impossible to provide a high quality image. 画像表示装置のみならず,光学系焦点距離が短いために被写体と光学系の距離が小さい顕微鏡等,あるいは微小分割した被写体に対応する多数の撮像光学系により構成されるために被写体と撮像光学系の距離が小さいスキャナ等の観察もしくは撮像光学系においても薄型の照明装置が必要とされるが,上述の課題のために被写体全体に渡ってむらの無い高品質な照明を得ることが可能な照明装置は存在しなかった。 Not the image display device only, subject and the imaging optical system to be constituted by the optical system focal length microscope small distance between the subject and the optical system for a short or the like, or fine division multiple imaging optical system corresponding to the subject a observation of such distance is small scanner or thin illumination device is also in the imaging optical system but is required, which can obtain a high-quality illumination without unevenness over the entire object for the problems described above lighting device did not exist. 従って,本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり,その目的とするところは,白色光のような広い波長帯域を有する入射光に対しても,広い領域に渡って均一な照度が得られると共に,コントラストの低下のない質の高い画像を提供することが可能な回折光学素子を具備してなる画像表示装置あるいは照明装置を提供することにある。 Accordingly, the present invention has been made in view of the above circumstances, the place of interest, even for incident light having a wide wavelength band, such as white light, is uniform illuminance over a wide area to obtain together is to provide an image display device or the lighting device comprising comprising a diffractive optical element capable of providing a high quality image with no reduction in contrast. 【0004】 【課題を解決するための手段】上記目的を達するために本発明は,反射型表示部と,一面に回折格子が形成されてなる導光板と,導光板を含むフロントライト光学系とを具備してなる画像表示装置において,導光板と屈折率の異なる第1の透明層が,回折格子に沿って形成されてなることを特徴とする画像表示装置として構成されている。 [0004] According to an aspect of the present invention to achieve the above object, a reflection type display unit, a light guide plate diffraction grating on one surface is formed, the front light optical system including a light guide plate and an image display device comprising comprising a first transparent layer having different light guide plate and the refractive index is configured as an image display apparatus characterized by comprising formed along the diffraction grating. このように構成されることによって,入射光に対する回折効率が高く,反射型表示部からの光に対する回折効率が低くなる様に導光板の回折条件を設定すること, By such a configuration, high diffraction efficiency for incident light, to set the diffraction condition of the light guide plate as the diffraction efficiency is lowered with respect to the light from the reflection type display unit that,
即ちコントラストの低下を防ぐことが可能となり,照明光を効率よく反射型表示部に導き,その一方で波長帯全域に渡って均一性の高い画像を提供することができる。 That it is possible to prevent a reduction in contrast, leads to the illumination light efficiently reflective display unit, it is possible to provide a highly uniform image over the same time the entire wavelength range. 【0005】また,第1の透明層が,導光板の反射型表示部に対向する側の面に形成されても良い。 Further, the first transparent layer may be formed on the surface facing the reflective display portion of the light guide plate. このような構成は,反射型表示部への照明光として回折格子における−1次透過光を導く構造である,透過型の回折光学素子として導光板を構成することができる。 Such a configuration, a structure for guiding the -1st order light transmitted through the diffraction grating as illumination light for the reflection type display unit, it is possible to configure the light guide plate as a transmission type diffractive optical element. 【0006】また,第1の透明層が,導光板の反射型表示部とは反対側の面に形成されても良い。 Further, the first transparent layer may be formed on the surface opposite to the reflective display portion of the light guide plate. このように構成されることによって,反射型表示部への照明光として回折格子における−1次反射光を導く構造を提供できる。 By such a configuration, it is possible to provide a structure for guiding the -1st order reflected light in the diffraction grating as the illumination light to the reflective display section. 【0007】また,導光板と屈折率の異なる第2の透明層が,導光板の反射型表示部に対向する側の面に形成されても良い。 Further, different from the second transparent layer having a refractive index between the light guide plate may be formed on the surface facing the reflective display portion of the light guide plate. 上記第2の透明層が,導光板の屈折率よりも低い材質で形成されることによって,臨界角度以下の任意の角度で入射される入射光を全反射させることが可能となり,反射型表示部に対して効率よく照明光を供給することができる。 The second transparent layer, by being formed at a lower material than the refractive index of the light guide plate, it is possible to totally reflect the light incident at any angle of the critical angle or less, the reflection type display unit it can be supplied efficiently illuminating light to. 【0008】また,導光板が反射型表示部に密着しても良い。 Further, the light guide plate may be in close contact with the reflective display section. このように構成されることによって,画像表示装置全体としての薄型化が可能となる。 By being constructed as described above, thinning of the entire image display apparatus becomes possible. 【0009】また,導光板が反射型表示部の光学部材を形成しても良い。 Further, the light guide plate may be formed of the optical member of the reflective display. このように構成されることによって, By being constructed as described above,
画像表示装置全体としての薄型化が可能となる。 Thinning of the entire image display apparatus becomes possible. 【0010】また,導光板と反射型表示部との間にシリンドリカルレンズアレイを形成しても良い。 [0010] It is also possible to form a cylindrical lens array between the light guide plate and the reflective display section. このように構成されることによって,波長帯毎に異なる回折角度で射出される回折光を同一方向に収束し,反射型表示部に対する回折光の入射角度を波長帯全域に渡って同一方向とすることが可能となり,波長帯全域に渡って色ずれの少ない質の高い画像を提供することができる。 By such a configuration, the diffracted light emitted at different diffraction angles for each wavelength band converge in the same direction, the same direction over the angle of incidence of the diffracted light to the reflection type display unit in the entire wavelength range it becomes possible, it is possible to provide a low quality image with color shift over the entire wavelength range. 【0011】また,導光板の屈折率と,第1の導光板の屈折率との差分を0.05以上0.3未満とすることが望ましい。 Further, the refractive index of the light guide plate, it is desirable that the difference between the refractive index of the first light guide plate is less than 0.05 to 0.3. このように構成されることによって,コントラストを表す指標である映像光と不要回折光の比(S/ By such a configuration, the ratio of the image light and unnecessary diffracted light is an index representing a contrast (S /
N比)を0.02以下とすることが可能となり,波長帯全域に渡ってコントラストの高い画像を提供することができる。 N ratio) it is possible to 0.02 or less, it is possible to provide a high contrast image over the entire wavelength range. 【0012】また,回折光学素子の形状が,回折格子を形成した面の法線方向に対して非対称ブレーズド形状であっても良い。 Further, the shape of the diffractive optical element, may be asymmetrical blazed shape with respect to the normal direction of the surface forming the diffraction grating. このように構成されることによって,入射光に対して特定の次数の回折を生じさせることが可能となり,質の高い画像を提供することができる。 By such a configuration, it is possible to produce a diffraction particular order with respect to the incident light, it is possible to provide a high quality image. 【0013】また,入射光の入射角度の幅が,全波長帯域において一定であっても良い。 [0013] The width of the incident angle of the incident light, may be constant over the entire wavelength range. このように構成されることによって,波長帯毎に異なる入射角度で入射光を入射するための手法や,新たなる部材を構成することなく,上記の画像形成装置を構成することができる。 By being constructed as described above, and methods for entering incident light at different incident angles for each wavelength band, without constituting a New members can be constructed of the above image forming apparatus. 【0014】また,一面に回折格子が形成されてなる導光板と,導光板を含むフロントライト光学系と,を具備してなる照明装置において,導光板と屈折率の異なる第1の透明層が,回折格子に沿って形成されてなることを特徴とする照明装置として構成されている。 Further, a light guide plate diffraction grating on one surface is formed, in the illumination device formed by including the front light optical system, the comprising the light guide plate, a first transparent layer having different light guide plate and refractive index It is configured as a lighting device characterized by comprising formed along the diffraction grating. このように構成されることによって,入射光に対する回折効率が高く,被照明部からの光に対する回折効率が低くなる様に導光板の回折条件を設定することが可能となり,被照明部をむら無く一様に照明することができる。 By such a configuration, high diffraction efficiency for incident light, it is possible to set the diffraction condition of the light guide plate as the diffraction efficiency for light becomes lower from the illuminated portion, without unevenness an illuminated portion it can be uniformly illuminated. 【0015】 【発明の実施の形態】以下添付図面を参照しながら,本発明の実施の形態及び実施例について説明し,本発明の理解に供する。 [0015] with reference to the DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The accompanying drawings, described embodiments and examples of the present invention, provide an understanding of the present invention. 尚,以下の実施の形態及び実施例は,本発明を具体化した一例であって,本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。 Incidentally, embodiments and examples of the following examples is an example embodying the present invention, not intended to limit the technical scope of the present invention. ここに,図1は本発明の実施の形態に係る画像形成装置の概略構成図,図2は透過型の回折光学素子での光線追跡図,図3は反射型の回折光学素子での光線追跡図,図4は透過型の回折光学素子を用いた薄型の画像表示装置の構成図,図5は透過型の回折光学素子を用いた導光板が反射型表示部の光学部材を形成してなる画像表示装置の構成図,図6は反射型の回折光学素子を用いた薄型の画像表示装置の構成図, Here, FIG. 1 is a schematic diagram of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG 2 is ray tracing diagram of a transmission type diffractive optical element, Figure 3 is a ray tracing of the reflection type diffractive optical element FIG, 4 is a diagram showing the construction of a thin image display apparatus using a transmission type diffractive optical element, Figure 5 is a transmission type diffractive optical element a light guide plate using obtained by forming an optical member of the reflective display unit block diagram of an image display apparatus, FIG. 6 is a diagram showing the construction of a thin image display apparatus using a reflection type diffractive optical element,
図7は反射型の回折光学素子を用いた導光板が反射型表示部の光学部材を形成してなる画像表示装置の構成図, Figure 7 is block diagram of an image display device the light guide plate using a reflective diffractive optical element is obtained by forming an optical member of the reflective display,
図8は透過型の回折光学素子にシリンドリカルレンズアレイを適用した構成図,図9は反射型の回折光学素子にシリンドリカルレンズアレイを適用した構成図,図10 Figure 8 is a structural view of applying the cylindrical lens array transmission type diffractive optical element, Figure 9 is a configuration diagram to which the cylindrical lens array to a reflective diffractive optical element, Figure 10
は透過型の回折光学素子のS/N比を示す図,図11は反射型の回折光学素子のS/N比を示す図,図12は従来の反射型の回折光学素子を用いた画像形成装置の概略構成図,図13は従来の透過型の回折光学素子を用いた画像表示装置の概略構成図である。 Shows the S / N ratio of the transmission type diffractive optical element, Figure 11 shows the S / N ratio of the reflection type diffractive optical element, Figure 12 is an image formation using the diffractive optical element of the conventional reflective schematic diagram of the apparatus, FIG. 13 is a schematic block diagram of an image display device using a diffraction optical element of the conventional transmission. 【0016】先ず,図1を用いて本発明の実施の形態に係る画像表示装置Aの全体構成の一例について説明する。 [0016] First, an example of the overall configuration of an image display device A will be described according to the embodiment of the present invention with reference to FIG. 画像表示装置Aは,反射型表示部4と,導光板5の上記反射型表示部4に対向する側の面に形成された回折格子15に沿って形成されてなる第1の透明層6と,反射型表示部4に照明光を供給する光源ユニット14によって概略構成されており,導光板5の端部より入射される光源ユニット14からの入射光1を回折格子15によって回折することにより反射型表示部4に導き,該反射型表示部4によって変調し,反射することで使用者に画像を提供する画像表示装置である。 The image display device A includes a reflective display unit 4, the first transparent layer 6 made of formed along the diffraction grating 15 formed on the surface on the side opposite to the reflective display section 4 of the light guide plate 5 and , reflected by the diffraction by the reflection-type display unit 4 are schematic configuration by the light source unit 14 for supplying illumination light to the diffraction grating 15 the incident light 1 from the light source unit 14 is incident from the end of the light guide plate 5 It led to mold the display unit 4, modulated by the reflection type display unit 4, an image display apparatus for providing an image to a user by reflection. なお,本実施の形態における反射型表示部4としては図4に示す液晶層12 As the reflective display unit 4 in this embodiment the liquid crystal layer 12 shown in FIG. 4
を,拡散反射電極13と偏光板8とで挟んだ反射型の液晶表示器を用いている。 The uses a reflection type liquid crystal display device of the sandwiched by the diffusion reflective electrode 13 and the polarizing plate 8. 【0017】照明光を反射型表示部4の前方から供給するフロントライト光学系の構成例としては,該導光板5 [0017] As a configuration example of a front light optical system that supplies illumination light from the front of the reflective display unit 4, the light guide plate 5
を透過型の回折光学素子として使用する場合(図1あるいは図2)と,反射型の回折光学素子として使用する場合(図3)とがある。 When using a transmission type diffractive optical element (FIG. 1 or FIG. 2), it is case of a reflective type diffraction optical element and (FIG. 3). 両者の構成の違いについて説明する。 To describe the differences between the two configurations. 図1あるいは図2の様に回折格子15が反射型表示部4に対向して配置される場合は,透過型の回折光学素子となり,光源ユニット14から出て全反射しながら導光板5内を進む入射光1に回折格子15において−1次の回折を生じさせ,第1の透明層6を透過させて反射型表示部4に入射させ,その透過回折光2を映像光として視認する構造となる。 When the diffraction grating 15 as in FIG. 1 or 2 are arranged to face the reflective display unit 4 becomes a transmission type diffractive optical element, the light guide plate 5 while being totally reflected out of the light source unit 14 causing -1st order diffracted at the diffraction grating 15 to the incident light 1 advances, by transmitting is incident on the reflective display unit 4 the first transparent layer 6, and the structure for viewing the transmitted diffraction light beams 2 as image light Become. 逆に,図3の様に導光板5の回折格子15の形成された面の背面が反射型表示部4に対向して配置される場合は,反射型の回折光学素子となり, Conversely, if the back surface formed of the diffraction grating 15 of the light guide plate 5 as in FIG. 3 is arranged to face the reflective display unit 4 becomes a reflection type diffractive optical element,
光源ユニット14からでて全反射しながら導光板5内を進む入射光1に回折格子15において−1次の反射を生じさせ,反射型表示部4に入射させ,その反射回折光3 In total reflection diffraction grating 15 to the incident light 1 traveling in the light guide plate 5 while out of the light source unit 14 causes a reflection of the -1st order, it is incident on the reflective display unit 4, the reflection diffraction light 3
を映像光として視認する構造となる。 A structure for visually recognized as image light. また,映像光の品質を評価する指標としては映像光と不要回折光の比によって計算されたS/N比を用いると良いが,透過型の回折光学素子の場合には映像光が透過回折光2,不要回折光が反射回折光3であって,逆に反射型の回折光学素子の場合には映像光が反射回折光3,不要回折光が透過回折光2となる。 Further, as an index for evaluating the quality of the image light may be used, the S / N ratio calculated by the ratio of the image light and unnecessary diffracted light, but the image light in the case of a transmission type diffractive optical element is transmissive diffracted light 2, an unnecessary diffracted light is reflected and diffracted light 3, the image light is reflected diffracted light 3 in the case of a reflection type diffractive optical element in the opposite, unnecessary diffracted light is transmitted diffraction light 2. 一般的に映像光のコントラストが10以上であれば良好であると考えられることにより,S/N By contrast generally image light is considered to be good if 10 or more, S / N
比としては0.02以下とすることが望ましい。 The specific desirably 0.02 or less. 【0018】以下に,入射光1に回折を生じさせることにより反射型表示部4に導き,高品質な画像を使用者に供給するための導光板の設定について説明する。 [0018] Hereinafter, leading to reflective display unit 4 by generating diffracted to incident light 1 will be described setting of the light guide plate to be supplied to the user a high quality image. ここで,図10は第1の透明層6が形成されてなる導光板5 Here, FIG. 10 the light guide plate first transparent layer 6 is formed 5
を透過型の回折光学素子として,広い波長幅を有する入射光を入射した場合の波長帯毎のS/N比を様々な条件について計算した結果を示しており,表1は該計算に用いた回折格子条件である。 As a transmission type diffractive optical element, shows the results calculated for different conditions of S / N ratio of each wavelength band in the case where incident light enters with a broad wavelength width, Table 1 was used in the calculation a diffraction grating conditions. また図11は,第1の透明層6が形成されてなる導光板5を反射型の回折光学素子として,広い波長幅を有する入射光を入射した場合の波長帯毎のS/N比を計算した結果を示しており,表2は該計算に用いた回折格子条件である。 The 11, the light guide plate 5 in which the first transparent layer 6 is formed as a reflective diffractive optical element, calculates the S / N ratio of each wavelength band in the case where incident light enters with a wide wavelength range It shows the result in Table 2 is the diffraction grating conditions used for the calculation. 【0019】ここで,導光板5に形成されてなる回折格子15の形状はブレーズ形状であって,その格子周期はΛ,アスペクト比は1である。 [0019] Here, the shape of the diffraction grating 15 formed formed on the light guide plate 5 is a blazed, the grating period is lambda, the aspect ratio is 1. また,n1は導光板の屈折率,n2は第1の透明層の屈折率であって,n1とn Further, n1 is the refractive index of the light guide plate, n2 is a refractive index of the first transparent layer, n1 and n
2の差分を△nで表す。 Representing 2 of the difference in △ n. また,入射光については波長長さをλ,入射光と回折格子の法線が成す角度をθ,反射回折光と回折格子の法線が成す角度をθ'で表す。 Also, it represents the wavelength length for the incident light lambda, an angle normal forms of the diffraction grating and the incident light theta, an angle normal forms of the diffraction grating and reflected and diffracted light at theta '. また,図10および図11における横軸wl/λは表3に示す様にS/N比を計算した波長と,回折格子の設定の基準とした波長との波長比を表しており,本実施の形態おいては550nmを基準の波長としている。 Also, the horizontal axis wl / lambda in FIGS. 10 and 11 represent the wavelength of calculation of S / N ratio as shown in Table 3, the wavelength ratio of the wavelength on the basis of the setting of the diffraction grating, this embodiment the keep embodiment is the wavelength of the reference to 550 nm. 【0020】 【表1】 [0020] [Table 1] 【0021】 【表2】 [0021] [Table 2] 【0022】 【表3】 [0022] [Table 3] 【0023】先ず,図10を用いて,本発明に係る導光板5を透過型の回折光学素子とした場合の該導光板5の設定について説明する。 [0023] First, with reference to FIG. 10, illustrating the light guide plate 5 according to the present invention for setting of the light guide plate 5 in the case of a transmission type diffractive optical element. 導光板5の屈折率n1と第1の透明層6の屈折率n2との差分△nが0.2の場合(太波線)には,波長比(wl/λ)が0.775〜0.8 If the refractive index n1 of the light guide plate 5 and the difference △ n of the refractive index n2 of the first transparent layer 6 of 0.2 (thick broken line), the wavelength ratio (wl / lambda) is 0.775 to 0. 8
65および0.955〜1.18,すなわち入射光1の波長λが425nm〜475nmおよび525nm〜6 65 and from 0.955 to 1.18, i.e. the wavelength of the incident light 1 lambda is 425nm~475nm and 525nm~6
50nmの条件であれば,S/N比が0.02以下となるため,広い波長帯域に渡ってコントラストの高い画像を提供することが可能である。 If condition 50 nm, for S / N ratio becomes 0.02 or less, it is possible to provide a high-contrast image over a wide wavelength band. 一方,上記波長比以外のwl/λが0.865〜0.955,すなわち入射光の波長λが480nm〜520nmの条件では,S/N比が急増しており,コントラストの低い画像となる。 On the other hand, wl / lambda other than the wavelength ratio is 0.865 to 0.955, that is, in terms of the wavelength of the incident light lambda is 480Nm~520nm, and S / N ratio is increased rapidly, a low contrast image. ここで,反射型表示部4への照明を色純度の高い白色照明とするための条件は,望ましくは白色照明の波長域全域に渡ってS/N比が0.02以下とすることであるが,少なくとも光の3原色である青の純色波長430nm(w Here, conditions for the white illumination with high color purity illumination to the reflective-type display unit 4 is desirably that the S / N ratio over the wavelength range the entire region of white illumination is 0.02 or less but pure color wavelength 430nm blue are the three primary colors of at least a light (w
l/λ=0.775),緑の純色波長550nm(wl l / λ = 0.775), green pure color wavelength 550nm (wl
/λ=1.0),赤の純色波長650nm(wl/λ= /λ=1.0), red of pure color wavelength 650nm (wl / λ =
1.18)の各波長域でのS/N比が0.02以下であれば良い。 S / N ratio at each wavelength region of 1.18) may if 0.02 or less. すなわち,反射型表示部4に入射される照明光において,光の3原色を構成する上記純色波長域でのコントラストを高くすることが可能であれば,色純度の高い白色照明とすることができる。 That is, the illumination light incident on the reflective display unit 4, to increase the contrast in the pure color wavelength band constituting the three primary colors of light that is possible, can have high color purity white illumination . 従って,△nが0. Therefore, △ n is 0.
2の場合にコントラストの高い画像を表示可能な波長域(425nm〜475nmおよび525nm〜650n Displayable wavelength band image with high contrast in the case of 2 (425nm~475nm and 525nm~650n
m)には上記光の3原色の純色波長域が含まれているので,色純度の高い白色照明とすることができる。 Since m) are included net color wavelength range of the three primary colors of the light can have high color purity white illumination. また, Also,
上記光の3原色の波長域以外であってコントラストの低下を招来する波長帯域は不要であるため,光源ユニット14に該波長帯域をカットするフィルターを追加する, Since the wavelength band is not necessary be other than the wavelength range of the three primary colors of the light to lead to reduction in contrast, adding a filter for cutting a wavelength band to the light source unit 14,
若しくは光源ユニット14の光源自体を予め該波長帯域を含まない構成にすることで,更に色純度の高い表示装置を得ることができる。 Or by a configuration without the pre-wavelength band of the light source itself of the light source unit 14, it is possible to obtain further display device with high color purity. また,△nが0.05,0. In addition, △ n is 0.05,.
1,0.3の場合についても,△nが0.2の場合と同様に,光の3原色の純色波長域でのS/N比が概略0. For the case of 1, 0.3 also, △ n is as in the case of 0.2, S / N ratio in pure color wavelength range of the three primary colors of light schematically 0.
02以下であることにより,反射型表示部4に入射される照明光を,光の3原色を構成する上記純色波長域でのコントラストを高くすることが可能となり,色純度の高い白色照明とすることができる。 By 02 or less, the illumination light incident on the reflective display unit 4, constitute the three primary colors of light it is possible to increase the contrast in the pure color wavelength range, and high color purity white illumination be able to. 【0024】次に,図11を用いて,本発明に係る導光板5を反射型の回折光学素子とした場合の該導光板5の設定について説明する。 Next, with reference to FIG. 11, illustrating the light guide plate 5 according to the present invention for setting of the light guide plate 5 in the case of a reflection type diffractive optical element. 導光板5の屈折率n1と第1の透明層6の屈折率n2との差分△nが0.2の場合(太波線)には,波長比(wl/λ)が0.775〜0.8 If the refractive index n1 of the light guide plate 5 and the difference △ n of the refractive index n2 of the first transparent layer 6 of 0.2 (thick broken line), the wavelength ratio (wl / lambda) is 0.775 to 0. 8
90よび0.990〜1.18,すなわち入射光1の波長λが425nm〜490nmおよび545nm〜65 90 Preliminary 0.990 to 1.18, i.e. the wavelength of the incident light 1 lambda is 425nm~490nm and 545nm~65
0nmの条件であれば,S/N比が0.02以下となるため,これらの波長帯域でコントラストの高い画像を提供することが可能である。 If a condition 0 nm, for S / N ratio becomes 0.02 or less, it is possible to provide a high-contrast image at these wavelengths band. 一方,上記波長比以外のwl On the other hand, wl other than the wavelength ratio
/λが0.890〜0.990,すなわち入射光の波長λが495nm〜540nmの条件では,S/N比が0.02を越えており,コントラストの低い画像となる。 / Lambda is from 0.890 to 0.990, that is, in terms of the wavelength of the incident light lambda is 495nm~540nm, S / N ratio has exceeded 0.02, a low contrast image. 従って,反射型の場合も透過型と同様に,コントラストの高い画像を表示可能な波長域に上記光の3原色の純色波長域が含まれているので,色純度の高い白色照明とすることができることがわかる。 Therefore, Like the transmission case of a reflective, because it contains pure color wavelength range of the three primary colors of the light image with high contrast in a wavelength range that can be displayed, be a high color purity white illumination it can be seen that. また,この場合も透過型と同様に,上記3原色の波長帯域以外のコントラスト低下を招来する波長帯域(495nm〜540nm) In this case Like the transmission type wavelength band lead to contrast reduction other than the wavelength band of the three primary colors (495nm~540nm)
は不要であるため,光源ユニット14に該波長帯域をカットするフィルターを追加する,若しくは光源ユニット14の光源自体を予め該波長帯域を含まない構成にすることで,更に色純度の高い画像表示装置を得ることができる。 Since it is not necessary to add a filter for cutting a wavelength band to the light source unit 14, or by a configuration without the pre-wavelength band of the light source itself of the light source unit 14, further high color purity image display device it is possible to obtain. 【0025】本発明においては,導光板5の回折格子1 [0025] In the present invention, the diffraction grating 1 of the light guide plate 5
5を形成した側の面に第1の透明層6が形成されてなる構成であるため,第1の透明層6を境界層として透過型の導光板5を反射型液晶表示器Bに密着するように構成することができる。 For 5 on the surface of the formed side of a structure in which a first transparent layer 6 is formed to contact a transmissive light guide plate 5 to the reflective liquid crystal display B a first transparent layer 6 as a boundary layer it can be configured to. この場合を図4に従って説明する。 This case will be explained in accordance with FIG.
図13(a)に示す従来の実施の形態では,導光板5と反射型表示部4との間に間隔を設けることによって,回折格子15bの傷,汚れを防止している。 In the conventional embodiment shown in FIG. 13 (a), by providing a gap between the light guide plate 5 and the reflective display section 4, thereby preventing scratches diffraction grating 15b, the dirt. ここで,本実施の形態にかかる導光板5においては回折格子15を形成した面に密着接合の境界層として第1の透明層6が形成されてなるため,第1の透明層6が回折格子15の傷,損壊等を防止する保護層としての機能を有すると見なすことができるまた,図4に示す通り導光板5を反射型液晶表示器Bに密着して構成することが可能となり, Here, since the first transparent layer 6 as a boundary layer of the adhesive bonding to the surface forming the diffraction grating 15 in the light guide plate 5 according to this embodiment is formed, the first transparent layer 6 is a diffraction grating 15 wounds, can be considered to have a function as a protective layer for preventing damage or the like also becomes possible to form in close contact with street light guide plate 5 shown in FIG. 4 in the reflective liquid crystal display B,
画像表示装置Aとしての薄型化も図ることができる。 Thinning of the image display device A can also be achieved. 【0026】本発明の別の実施形態においては,図6に示すように導光板5の回折格子15を形成した面に沿って第1の透明層6が形成されてなると共に回折格子15 [0026] In another embodiment of the present invention, the diffraction grating 15 together with the first transparent layer 6 along a plane to form a diffraction grating 15 of the light guide plate 5 as shown in FIG. 6 is formed
を形成した面とは反対側の面に第2の透明層7が形成されてなる。 The second transparent layer 7 is formed on the surface opposite to the formed surface of the. この構成では,上記反射型の導光板5を上記第2の透明層7を境界層として反射型液晶表示器Bに密着するように構成することができる。 In this configuration, it is possible to configure the light guide plate 5 of the reflective type so as to be in close contact with the reflective liquid crystal display B the second transparent layer 7 as a boundary layer. 上記図6に示した実施形態では,上記のように反射型の導光板5が用いられている。 In the embodiment shown in FIG. 6, the light guide plate 5 reflective as described above it is used. 図12に示す反射型の導光板を用いた従来の画像表示装置では,回折格子15が使用者側に露出するため,保護板16を設けることによって,回折格子15 In the conventional image display device using a reflection type light guide plate shown in FIG. 12, the diffraction grating 15 is exposed to the user side, by providing the protective plate 16, the diffraction grating 15
の傷,汚れを防止している。 Of the wound, so as to prevent the dirt. また,導光板5と反射型表示部4との間に間隔を設けて,導光板5の回折格子15 Further, by providing a gap between the light guide plate 5 and the reflective display section 4, the diffraction grating 15 of the light guide plate 5
を形成した面とは反対の面に隣接する領域を該導光板5 Light guide plate region adjacent to the opposite surface to the formed surface 5
の屈折率n1より恒常的に低い空気層とすることで,該導光板5内に臨界角度以下で入射される入射光1を全反射させている。 With than the refractive index n1 constant low air layer, which is totally reflected incident light 1 incident at a critical angle or less to the light guide plate 5. 一方上記図6に示した本実施の形態にかかる反射型の導光板5においては,導光板5の回折格子15を形成した面に沿って第1の透明層6が形成されてなるため,透過型の場合と同様に,第1の透明層6は回折格子15の保護層として機能を有する。 While in the reflection type light guide plate 5 according to the present embodiment shown in FIG 6, since the first transparent layer 6 along the formed surface of the diffraction grating 15 of the light guide plate 5 is formed, transparent as with the type, the first transparent layer 6 has a function as a protective layer of the diffraction grating 15. 更に,この導光板5においては,回折格子15を形成した面とは反対の面に第2の透明層7が形成され,この第2の透明層7 Further, in the light guide plate 5, and the formed surface of the diffraction grating 15 and the second transparent layer 7 is formed on the opposite face, the second transparent layer 7
の屈折率n3を該導光板5の屈折率n1よりも低く設定することによって,導光板5の回折格子15の形成面の背面側に隣接する領域の屈折率を該導光板5の屈折率n By setting the refractive index n3 lower than the refractive index n1 of the light guide plate 5, the refractive index of the light guide plate 5 the refractive index of the adjacent regions on the back side of the forming surface of the diffraction grating 15 of the light guide plate 5 n
1より恒常的に低くすることが可能となり,図12に示す従来装置と同様,入射光1を全反射させることができる。 Permanently it becomes possible to lower than 1, as in the conventional apparatus shown in FIG. 12, it is possible to totally reflect incident light 1. また,空気層を介さず,薄膜形成が可能な第2の透明層7を境界層として導光板5を反射型液晶表示器Bに密着して構成することが可能となり,画像表示装置Aとしての薄型化も図ることができる。 Moreover, not through an air layer, it becomes possible to form in close contact with the second transparent layer 7 capable of forming a thin film of the light guide plate 5 to the reflective liquid crystal display B as a boundary layer, as an image display device A it is possible to achieve even thinner. 【0027】次に,本発明に係る画像表示装置においては,反射型表示部4の構成要素と,上記第1の透明層6 Next, in the image display apparatus according to the present invention, the components of the reflective display unit 4, the first transparent layer 6
とを兼用させて装置で全体の薄型化を促進することができる。 It can promote overall thickness in the apparatus by combined and. 図13(a)に示すように,従来の反射型表示部4bでは,その表面に保護層としてガラス基板に代表される透明材質基板10が必要である。 Figure 13 (a), the in the conventional reflective display portion 4b, there is a need for transparent material substrate 10 represented by glass substrate as a protective layer on the surface thereof. 一方,図1に示す本発明の前期実施形態では,導光板5の反射型表示部4 On the other hand, in the previous period embodiments of the present invention shown in FIG. 1, the reflective-type display portion of the light guide plate 5 4
に対向する面に第1の透明層6が形成される。 The first transparent layer 6 is formed on the surface facing the. 前記したように上記第1の透明層6はそれ自身保護層の役目を果たし得るものであるから,上記透明材質基板10と一体化,あるいは兼用化させることができる。 Since the first transparent layer 6 as described above are those may serve its own protective layer may be integrated, or combined reduction and the transparent material substrate 10. 図5に示す第1の透明層6が,あたかも反射型表示部4の構成要素としての透明材質基板10を兼ねた構造となっている。 A first transparent layer 6 shown in FIG. 5 has though become also serves as a transparent material substrate 10 structure as a component of a reflective display unit 4. この場合図4に示すように透明材質基板10と第1の透明層6とを偏光板8と位相差板9とを境界層として接合させた場合と較べて,透明材質基板10が省略される分, In this case a transparent material substrate 10 as shown in Figure 4 and the first transparent layer 6 as compared with the case where a polarizing plate 8 and the retardation plate 9 is bonded as a boundary layer, the transparent material substrate 10 is omitted minute,
著しく薄型化が可能であることが容易に理解される。 It is readily understood that it is possible to considerably thinner.
尚,偏光板8と位相差板9とは,反射型表示部4と導光板5との間に形成されても,あるいは図5に示すように導光板5の表面側に形成されても良い。 Incidentally, the polarizing plate 8 and the retardation plate 9, be formed between the reflective display unit 4 and the light guide plate 5, or may be formed on the surface side of the light guide plate 5 as shown in FIG. 5 . ここに,11はカラーフィルター,12は液晶層,13は拡散反射電極である。 Here, 11 is a color filter, 12 is a liquid crystal layer, 13 is the diffusion reflective electrode. 【0028】同様にのことは反射型の導光板5についても言える。 [0028] It the similarly true for the light guide plate 5 of the reflection type. 図6,図7は反射型の導光板5についての説明図である。 6, FIG. 7 is a view for explaining the light guide plate 5 of the reflection type. この場合,透明材質基板10と導光板5とが相互に兼用あるいは一体化される関係にある。 In this case, a relationship of the light guide plate 5 transparent material substrate 10 is also used or integrated with each other. 即ち, In other words,
図7のように導光板5を透明材質基板10と兼用化させた場合には,図6に示すように導光板5と透明材質基板10とを別部材として密着接合させた場合と較べて,透明材質基板10が省略される分だけ薄型化に優れる。 When is combined of a transparent material substrate 10 through the light guide plate 5 as shown in Figure 7, compared with the case where is closely bonded as a separate member the light guide plate 5 and the transparent material substrate 10 as shown in FIG. 6, extent that the transparent material substrate 10 is omitted excellent thinning. また,偏光板8と位相差板9を設ける場所については,図4および図5と同様である。 Further, for the location of providing a polarizing film 8 and the retardation plate 9 is similar to FIG. 4 and FIG. 5. 【0029】最後に図8および図9を用いて,導光板5 [0029] Finally, with reference to FIGS. 8 and 9, the light guide plate 5
と反射型表示部4との間に,シリンドリカルレンズアレイを形成してなる構成について説明する。 And between the reflective display unit 4, a detail of which will be described below by forming a cylindrical lens array. 上述の通り回折格子によって回折された回折光の回折角度には波長依存性が存在するため,回折格子15で回折される透過回折光2は波長帯毎に異なる回折角度で射出される。 Because the diffraction angle of the diffracted light diffracted by as the diffraction grating described above is present wavelength dependency, transmitted diffraction light 2 is diffracted by the diffraction grating 15 is injected at different diffraction angles for each wavelength band. そのため同一光線について波長毎に反射型表示部4上での照明位置にずれが生じるという問題がある。 There is a problem that deviation occurs in the illumination position on the reflective display unit 4 for each wavelength for that reason the same light. そこで,導光板5と反射型表示部4との間に図8,図9のようなシリンドリカルレンズアレイS1,S2を形成することによって,反射型表示部4への入射光を同一方向に収束することが可能となり,波長帯全域に渡って色ずれの少ない質の高い画像を提供することができる。 Accordingly, Figure 8 between the light guide plate 5 and the reflective display unit 4, by forming a cylindrical lens array S1, S2 as shown in FIG. 9, converges the incident light to the reflective display unit 4 in the same direction it becomes possible, it is possible to provide a low quality image with color shift over the entire wavelength range. 勿論,図8および図9の様に第1の透明層6あるいは第2の透明層7をシリンドリカルレンズアレイに形成しても良いし,シリンドリカルレンズアレイが形成されてなる新たな部材を各透明層に添設する構成としても良い。 Of course, the first to the transparent layer 6 or the second transparent layer 7 may be formed on the cylindrical lens array, each of the transparent layer a new member cylindrical lens array is formed as in FIGS. 8 and 9 it may be configured to be additionally provided to. 【0030】 【実施例】前記実施の形態では,本発明に係る導光板を含んでなる照明装置を用いた画像表示装置として構成されているが,この発明は他の用途に用いられる照明装置に適用することができる。 [0030] [Embodiment] The embodiment is constituted as an image display apparatus using the illumination device comprising a light guide plate according to the present invention, the present invention is the illumination device used in other applications it is possible to apply. 例えば,撮影もしくは撮像光学系焦点距離が短いために被写体と撮影もしくは撮像光学系との距離が短い顕微鏡等,あるいは微小分割された被写体に対応する多数の撮像光学系により構成されるために被写体と撮像光学系の距離が短いスキャナ等において,被写体と撮影もしくは撮像光学系との間に本発明に係る照明装置を設けることによって,画像表示装置に適用した場合と同様に,被写体全体に渡って高品質な照明光を提供することができる。 For example, the subject to be constituted by a number of imaging optical systems corresponding to the distance is short microscope between the subject and the imaging or imaging optical system due to the short shot or the imaging optical system focal length, or are small divided object at a distance of the imaging optical system is short scanner, by providing a lighting device according to the present invention between the object and the photographing or imaging optical system, similarly to the case of application to an image display device, high throughout the subject it is possible to provide a quality illumination light. 【0031】 【発明の効果】以上説明したように,本発明によれば, [0031] As has been described in the foregoing, according to the present invention,
反射型表示部と,一面に回折格子が形成されてなる導光板と,導光板を含むフロントライト光学系とを具備してなる画像表示装置において,導光板と屈折率の異なる第1の透明層が,回折格子に沿って形成されてなることを特徴とする画像表示装置として構成されている。 A reflective display unit, a light guide plate diffraction grating on one surface is formed, in the image display apparatus formed by and a front light optical system including a light guide plate, a first transparent layer having a different refractive index as the light guide plate but is configured as an image display apparatus characterized by comprising formed along the diffraction grating. このように構成されるので,入射光に対する回折効率が高く, This is configured as a high diffraction efficiency for incident light,
反射型表示部からの光に対する回折効率が低くなる様に導光板の回折条件を設定すること,即ちコントラストの低下を防ぐことが可能となり,照明光を効率よく反射型表示部に導き,その一方で波長帯全域に渡って均一性の高い画像を提供することができる。 The diffraction efficiency for the light from the reflection type display unit sets a diffraction condition of the made as to the light guide plate lower, i.e. it is possible to prevent a reduction in contrast, leads to the illumination light efficiently reflective display unit, while in it is possible to provide a highly uniform image over the entire wavelength range. 【0032】また,第1の透明層が,導光板の反射型表示部に対向する側の面に形成されても良い。 Further, the first transparent layer may be formed on the surface facing the reflective display portion of the light guide plate. このような構成は,反射型表示部への照明光として回折格子における−1次透過光を導く構造である,透過型の回折光学素子として導光板を構成することができる。 Such a configuration, a structure for guiding the -1st order light transmitted through the diffraction grating as illumination light for the reflection type display unit, it is possible to configure the light guide plate as a transmission type diffractive optical element. 【0033】また,第1の透明層が,導光板の反射型表示部とは反対側の面に形成されても良い。 Further, the first transparent layer may be formed on the surface opposite to the reflective display portion of the light guide plate. このような構成は,反射型表示部への照明光として回折格子における−1次反射光を導く構造を提供できる。 Such a configuration can provide a structure for guiding the -1st order reflected light in the diffraction grating as the illumination light to the reflective display section. 【0034】また,導光板と屈折率の異なる第2の透明層が,導光板の反射型表示部に対向する側の面に形成されても良い。 Further, different from the second transparent layer having a refractive index between the light guide plate may be formed on the surface facing the reflective display portion of the light guide plate. 上記第2の透明層が,導光板の屈折率よりも低い材質で形成されることによって,臨界角度以下の任意の角度で入射される入射光を全反射させることが可能となり,反射型表示部に対して効率よく照明光を供給することができる。 The second transparent layer, by being formed at a lower material than the refractive index of the light guide plate, it is possible to totally reflect the light incident at any angle of the critical angle or less, the reflection type display unit it can be supplied efficiently illuminating light to. 【0035】また,導光板が反射型表示部に密着しても良い。 Further, the light guide plate may be in close contact with the reflective display section. このように構成されるので,画像表示装置全体としての薄型化が可能となる。 This is configured to, thinning of the entire image display apparatus becomes possible. 【0036】また,導光板が反射型表示部の光学部材を形成しても良い。 Further, the light guide plate may be formed of the optical member of the reflective display. このように構成されるので,画像表示装置全体としての薄型化が可能となる。 This is configured to, thinning of the entire image display apparatus becomes possible. 【0037】また,導光板と反射型表示部との間にシリンドリカルレンズアレイを形成しても良い。 Further, it may be formed cylindrical lens array between the light guide plate and the reflective display section. このように構成されるので,波長帯毎に異なる回折角度で射出される回折光を同一方向に収束し,反射型表示部に対する回折光の入射角度を波長帯全域に渡って同一方向とすることが可能となり,波長帯全域に渡って色ずれの少ない質の高い画像を提供することができる。 This is configured, the diffracted light emitted at different diffraction angles for each wavelength band converge in the same direction, to the same direction over the angle of incidence of the diffracted light to the reflection type display unit in the entire wavelength range becomes possible, it is possible to provide a low quality image of high color shift over the entire wavelength range. 【0038】また,導光板の屈折率と,第1の導光板の屈折率との差分を0.05以上0.3未満とすることが望ましい。 Further, the refractive index of the light guide plate, it is desirable that the difference between the refractive index of the first light guide plate is less than 0.05 to 0.3. このように構成されるので,コントラストを表す指標である映像光と不要回折光の比(S/N比)を0.02以下とすることが可能となり,波長帯全域に渡ってコントラストの高い画像を提供することができる。 This is configured as a ratio of the image light and unnecessary diffracted light (S / N ratio) it is possible to 0.02 or less, high contrast over the entire wavelength range image is an index representing the contrast it is possible to provide a. 【0039】また,回折光学素子の形状が,回折格子を形成した面の法線方向に対して非対称ブレーズド形状であっても良い。 Further, the shape of the diffractive optical element, may be asymmetrical blazed shape with respect to the normal direction of the surface forming the diffraction grating. このように構成されるので,入射光に対して特定の次数の回折を生じさせることが可能となり, This is configured, it is possible to produce a diffraction particular order with respect to the incident light,
質の高い画像を提供することができる。 It is possible to provide a high quality image. 【0040】また,入射光の入射角度の幅が,全波長帯域において一定であっても良い。 Further, the width of the incident angle of the incident light, may be constant over the entire wavelength range. このように構成されるので,波長帯毎に異なる入射角度で入射光を入射するための手法や,新たなる部材を構成することなく,上記の画像形成装置を構成することができる。 This is configured, and techniques for entering incident light at different incident angles for each wavelength band, without constituting a New members can be constructed of the above image forming apparatus. 【0041】また,一面に回折格子が形成されてなる導光板と,導光板を含むフロントライト光学系と,を具備してなる照明装置において,導光板と屈折率の異なる第1の透明層が,回折格子に沿って形成されてなることを特徴とする照明装置として構成されている。 Further, a light guide plate diffraction grating on one surface is formed, in the illumination device formed by including the front light optical system, the comprising the light guide plate, a first transparent layer having different light guide plate and refractive index It is configured as a lighting device characterized by comprising formed along the diffraction grating. このように構成されるので,入射光に対する回折効率が高く,被照明部からの光に対する回折効率が低くなる様に導光板の回折条件を設定することが可能となり,被照明部をむら無く一様に照明することができる。 This is configured as a high diffraction efficiency for incident light, it is possible to set the diffraction condition of the light guide plate as the diffraction efficiency for light becomes lower from the illuminated portion, without unevenness an illuminated portion one it can be illuminated as.

【図面の簡単な説明】 【図1】画像形成装置の概略構成図。 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an image forming apparatus. 【図2】透過型の回折光学素子での光線追跡図。 [Figure 2] ray tracing diagram of a transmission type diffractive optical element. 【図3】反射型の回折光学素子での光線追跡図。 [Figure 3] ray tracing diagram of a reflection type diffractive optical element. 【図4】透過型の回折光学素子を用いた薄型の画像表示装置の構成図。 Figure 4 is a configuration diagram of a thin image display apparatus using a transmission type diffractive optical element. 【図5】透過型の回折光学素子を用いた導光板が反射型表示部の光学部材を形成してなる画像表示装置の構成図。 Figure 5 is a configuration diagram of an image display device the light guide plate using a transmission type diffractive optical element is obtained by forming an optical member of the reflective display. 【図6】反射型の回折光学素子を用いた薄型の画像表示装置の構成図。 Figure 6 is a configuration diagram of a thin image display apparatus using a reflection type diffractive optical element. 【図7】反射型の回折光学素子を用いた導光板が反射型表示部の光学部材を形成してなる画像表示装置の構成図。 Figure 7 is a configuration diagram of an image display device the light guide plate using a reflective diffractive optical element is obtained by forming an optical member of the reflective display. 【図8】透過型の回折光学素子にシリンドリカルレンズアレイを適用した構成図。 Figure 8 is a configuration diagram to which the cylindrical lens array transmission type diffractive optical element. 【図9】反射型の回折光学素子にシリンドリカルレンズアレイを適用した構成図。 Figure 9 is a configuration diagram to which the cylindrical lens array to a reflective diffractive optical element. 【図10】透過型の回折光学素子のS/N比を示す図。 FIG. 10 shows the S / N ratio of the transmission type diffractive optical element. 【図11】反射型の回折光学素子のS/N比を示す図。 11 is a diagram illustrating the S / N ratio of the reflection type diffractive optical element. 【図12】従来の反射型の回折光学素子を用いた画像形成装置の概略構成図。 Figure 12 is a schematic block diagram of an image forming apparatus using a conventional reflection type diffractive optical element. 【図13】従来の透過型の回折光学素子を用いた画像表示装置の概略構成図。 Figure 13 is a schematic block diagram of an image display device using a diffraction optical element of the conventional transmission. 【符号の説明】 A…画像表示装置B…反射型液晶表示器C…従来の画像表示装置1…入射光1b…入射光(従来の画像表示装置) 2…透過回折光2b…透過回折光(従来の画像表示装置) 3…反射回折光4…反射型表示部4b…反射型表示部(従来の画像表示装置) 5…導光板5b…導光板(従来の画像表示装置) 6…第1の透明層7…第2の透明層8…偏光板9…位相差板10…透明材質基板11…カラーフィルター12…液晶層13…拡散反射電極14…光源ユニット14b…光源ユニット(従来の画像表示装置) 15…回折格子15b…回折格子(従来の画像表示装置) 16…保護板 [Description of symbols] A ... image display apparatus B ... reflective liquid crystal display device C ... conventional image display device 1 ... incident light 1b ... incident light (conventional image display apparatus) 2 ... transmitted diffraction light 2b ... transmission diffraction light ( conventional image display apparatus) 3 ... reflection diffraction light 4 ... reflective display portion 4b ... reflective display unit (conventional image display device) 5 ... light guide plate 5b ... the light guide plate (conventional image display device) 6 ... first transparent layer 7 ... second transparent layer 8 ... polarizing plate 9 ... retardation plate 10 ... transparent material substrate 11 ... color filter 12 ... liquid crystal layer 13 ... diffuse reflective electrodes 14 ... light source unit 14b ... light source unit (conventional image display device ) 15 ... diffraction grating 15b ... diffraction grating (conventional image display device) 16 ... protective plate

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl. 7識別記号 FI テーマコート゛(参考) G02B 6/00 331 G02B 6/00 331 G09F 9/00 313 G09F 9/00 313 336 336B // F21Y 103:00 F21Y 103:00 Fターム(参考) 2H038 AA55 BA06 2H049 AA03 AA50 AA60 AA63 2H091 FA14Z FA19X FA29X FA41X FD03 FD06 FD07 LA18 5G435 AA02 AA03 BB16 DD09 DD14 EE22 FF02 FF08 GG03 GG06 GG22 LL07 ────────────────────────────────────────────────── ─── of the front page continued (51) Int.Cl 7 identification mark FI theme Court Bu (reference) G02B 6/00 331 G02B 6/00 331 G09F 9/00 313 G09F 9/00 313 336 336B // F21Y 103.: 00 F21Y 103: 00 F-term (reference) 2H038 AA55 BA06 2H049 AA03 AA50 AA60 AA63 2H091 FA14Z FA19X FA29X FA41X FD03 FD06 FD07 LA18 5G435 AA02 AA03 BB16 DD09 DD14 EE22 FF02 FF08 GG03 GG06 GG22 LL07

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 【請求項1】反射型表示部と,一面に回折格子が形成されてなる導光板と,上記導光板を含むフロントライト光学系と,を具備してなる画像表示装置において,上記導光板と屈折率の異なる第1の透明層が,上記回折格子に沿って形成されてなることを特徴とする画像表示装置。 And [claimed 1] reflective display unit, a light guide plate diffraction grating on one surface is formed, in the image display device comprising comprising a front light optical system, the comprising the light guide plate an image display apparatus in which the first transparent layer having a different refractive index as the light guide plate, characterized by comprising formed along the diffraction grating. 【請求項2】上記第1の透明層が,上記導光板の上記反射型表示部に対向する側の面に形成されてなる請求項1 Wherein said first transparent layer, according to claim 1 comprising formed on the surface on the side opposite to the reflective display portion of the light guide plate
    に記載の画像表示装置。 The image display apparatus according to. 【請求項3】上記第1の透明層が,上記導光板の上記反射型表示部とは反対側の面に形成されてなる請求項1に記載の画像表示装置。 Wherein said first transparent layer, the image display apparatus according to claim 1 comprising formed on the surface opposite to the above-mentioned reflective display portion of the light guide plate. 【請求項4】上記導光板と屈折率の異なる第2の透明層が,上記導光板の上記反射型表示部に対向する側の面に形成されてなる請求項3に記載の画像表示装置。 Wherein different second transparent layer of the light guide plate and the refractive index is, the image display apparatus according to claim 3 comprising formed on the surface on the side opposite to the reflective display portion of the light guide plate. 【請求項5】上記導光板が,上記反射型表示部に密着してなる請求項2あるいは4のいずれかに記載の画像表示装置。 Wherein said light guide plate, the image display apparatus according to claim 2 or 4 consisting in close contact with the reflective display section. 【請求項6】上記導光板が,上記反射型表示部の光学部材を形成してなる請求項2あるいは4のいずれかに記載の画像表示装置。 Wherein said light guide plate, the image display apparatus according to claim 2 or 4 obtained by forming an optical member of the reflective display section. 【請求項7】上記導光板と上記反射型表示部との間に, Between the 7. The light guide plate and the reflective display unit,
    シリンドリカルレンズアレイを形成してなる請求項1から6のいずれかに記載の画像表示装置。 The image display apparatus according to claim 1 comprising forming the cylindrical lens array 6. 【請求項8】上記導光板の屈折率と,上記第1の導光板の屈折率と,の差分が0.05以上0.3未満である請求項1から6のいずれかに記載の画像表示装置。 8. A refractive index of the light guide plate, the image display according to any one of the first light guide plate refractive index of claims 1 difference is 0.05 or more and less than 0.3 of the 6 apparatus. 【請求項9】上記回折光学素子の形状が,上記回折格子を形成した面の法線方向に対して非対称ブレーズド形状である請求項1から6のいずれかに記載の画像表示装置。 9. The shape of the diffractive optical element, an image display apparatus according to claim 1 which is asymmetric blazed shape 6 with respect to the normal direction of the surface on which the formation of the diffraction grating. 【請求項10】入射光の入射角度の幅が,全波長帯域に渡って一定である請求項1から6のいずれかに記載の画像表示装置。 10. A width of the incident angle of the incident light, the image display apparatus according to any one of claims 1 to 6 is constant over the entire wavelength band. 【請求項11】一面に回折格子が形成されてなる導光板と,上記導光板を含むフロントライト光学系と,を具備してなる照明装置において,上記導光板と屈折率の異なる第1の透明層が,上記回折格子に沿って形成されてなることを特徴とする照明装置。 11. A light guide diffraction grating on one surface is formed plates, in the illumination device formed by including the front light optical system, the comprising the light guide plate, different from the first transparent refractive index as the light guide plate layer, the lighting apparatus characterized by comprising formed along the diffraction grating.
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