JP3353574B2 - 回折格子アレイの照明装置及び照明方法並びに表示体 - Google Patents
回折格子アレイの照明装置及び照明方法並びに表示体Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、基板の表面に、微
小な回折格子（グレーティング）をドット毎に配置する
ことによって形成される回折格子アレイの照明装置及び
照明方法並びにそのような回折格子アレイと照明装置か
らなる表示体に関する。
小な回折格子（グレーティング）をドット毎に配置する
ことによって形成される回折格子アレイの照明装置及び
照明方法並びにそのような回折格子アレイと照明装置か
らなる表示体に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、透過型ディスプレイ、反射型
ディスプレイ等に使用する表示体として、特に、左右の
視差を利用して立体像を得られるようにする表示体とし
て、基板の表面に、回折格子からなる複数の微小なドッ
トを配置することにより形成した回折格子アレイを用い
た表示体が使用されている。
ディスプレイ等に使用する表示体として、特に、左右の
視差を利用して立体像を得られるようにする表示体とし
て、基板の表面に、回折格子からなる複数の微小なドッ
トを配置することにより形成した回折格子アレイを用い
た表示体が使用されている。
【０００３】回折格子アレイを有する表示体を作製する
方法としては、例えば、特開昭６０−１５６００４号公
報に開示されている方法がある。この方法は、２光束干
渉による微小な干渉縞（以下、回折格子とする）をその
ピッチ、方向及び光強度を変化させて、感光性フィルム
に次々と露光するものである。
方法としては、例えば、特開昭６０−１５６００４号公
報に開示されている方法がある。この方法は、２光束干
渉による微小な干渉縞（以下、回折格子とする）をその
ピッチ、方向及び光強度を変化させて、感光性フィルム
に次々と露光するものである。
【０００４】一方、近年では、例えば電子線描画装置を
用い、かつコンピュータ制御によって、基板を載置した
Ｘ−Ｙステージを移動させることにより、基板の表面に
回折格子からなる複数の微小なドットを形成し、これに
より所望の絵柄の回折格子アレイ有する表示体を作製す
る方法が、本発明者によって提案されている（特開平２
−７２３２０号公報、ＵＳＰ５０５８９９２号明細
書）。
用い、かつコンピュータ制御によって、基板を載置した
Ｘ−Ｙステージを移動させることにより、基板の表面に
回折格子からなる複数の微小なドットを形成し、これに
より所望の絵柄の回折格子アレイ有する表示体を作製す
る方法が、本発明者によって提案されている（特開平２
−７２３２０号公報、ＵＳＰ５０５８９９２号明細
書）。
【０００５】さらに、回折格子アレイを構成するドット
の回折格子を特殊な形状にし、さらに印刷により形成し
た遮光手段や液晶パネルのような遮光手段を用いること
により、立体像を表示できるようにした表示体について
も、本発明から提案されている。このような表示体によ
れば、回折格子を取り替えることなく、遮光手段を取り
替えるのみで、表示する立体像の絵柄を変えることがで
きるので、簡単な工程で低コストに所望の立体像を表示
させることができる（特開平４−３１１９１６号公報、
ＵＳＰ５３０１０６２号明細書）。
の回折格子を特殊な形状にし、さらに印刷により形成し
た遮光手段や液晶パネルのような遮光手段を用いること
により、立体像を表示できるようにした表示体について
も、本発明から提案されている。このような表示体によ
れば、回折格子を取り替えることなく、遮光手段を取り
替えるのみで、表示する立体像の絵柄を変えることがで
きるので、簡単な工程で低コストに所望の立体像を表示
させることができる（特開平４−３１１９１６号公報、
ＵＳＰ５３０１０６２号明細書）。
【０００６】また、これらの方法で作製された表示体の
照明光としては、一般に、白色平行光が使用されてい
る。
照明光としては、一般に、白色平行光が使用されてい
る。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図１１
に示すように、回折格子アレイの照明光Ｌ0 として白色
平行光を使用すると、回折格子１で回折された光Ｌ1 の
回折角が波長によって異なり、照明光Ｌ0 の入射光θ、
回折光Ｌ1 の回折角α、回折光Ｌ1 の波長λ及び回折格
子１のピッチｄの間には次式（１）の関係がある。
に示すように、回折格子アレイの照明光Ｌ0 として白色
平行光を使用すると、回折格子１で回折された光Ｌ1 の
回折角が波長によって異なり、照明光Ｌ0 の入射光θ、
回折光Ｌ1 の回折角α、回折光Ｌ1 の波長λ及び回折格
子１のピッチｄの間には次式（１）の関係がある。
【０００８】
【数１】 ｓｉｎθ＝（λ／ｄ）−ｓｉｎα （１） したがって、回折光Ｌ1 が波長λに応じて垂直方向に分
散し、虹色に分離するという問題、またこれにより、表
示体で観察される像の色が、観察者の位置によって変化
するという問題がある。
散し、虹色に分離するという問題、またこれにより、表
示体で観察される像の色が、観察者の位置によって変化
するという問題がある。
【０００９】また、回折格子アレイでフルカラー画像を
表示させるために、図１２に示すように、赤色、緑色、
青色のカラーフィルター２R 、２G 、２B を使用した場
合にも、回折光Ｌ1R、Ｌ1G、Ｌ1Bが波長λに応じて垂直
方向に分散するので、正確に所期の色を再現することが
できないという問題がある。
表示させるために、図１２に示すように、赤色、緑色、
青色のカラーフィルター２R 、２G 、２B を使用した場
合にも、回折光Ｌ1R、Ｌ1G、Ｌ1Bが波長λに応じて垂直
方向に分散するので、正確に所期の色を再現することが
できないという問題がある。
【００１０】さらに、単純な回折格子で回折した光は、
ある一点で観測すると単一の波長成分のみから構成され
ているため、例えば、赤色の画像を再現する場合に、単
一波長の光で回折格子を照明しなくてはならない。しか
しながら、テレビ等の一般の表示装置で用いられている
赤の成分は、単一波長ではなく多数の波長成分を含む幅
広い波長分布からなっている。したがって、回折格子ア
レイを用いた表示体と一般の表示装置とで色の一致を図
ることができないという問題がある。
ある一点で観測すると単一の波長成分のみから構成され
ているため、例えば、赤色の画像を再現する場合に、単
一波長の光で回折格子を照明しなくてはならない。しか
しながら、テレビ等の一般の表示装置で用いられている
赤の成分は、単一波長ではなく多数の波長成分を含む幅
広い波長分布からなっている。したがって、回折格子ア
レイを用いた表示体と一般の表示装置とで色の一致を図
ることができないという問題がある。
【００１１】本発明は以上のような従来技術の課題を解
決しようとするものであり、回折格子アレイで回折され
た光の色が観察者の位置によって変化することを防止
し、また、回折格子アレイをある一点で観察した場合
に、その回折光が幅の広い波長分布をもつようにするこ
とを目的とする。
決しようとするものであり、回折格子アレイで回折され
た光の色が観察者の位置によって変化することを防止
し、また、回折格子アレイをある一点で観察した場合
に、その回折光が幅の広い波長分布をもつようにするこ
とを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記の目的
を達成するために、基材の表面に、微小な回折格子をド
ット毎に配置することにより形成される回折格子アレイ
を用いた表示体の該回折格子アレイを照明する照明装置
において、回折光の色分散の方向に拡散性を有する照明
光で回折格子を照明することを特徴とする回折格子アレ
イの照明装置を提供する。
を達成するために、基材の表面に、微小な回折格子をド
ット毎に配置することにより形成される回折格子アレイ
を用いた表示体の該回折格子アレイを照明する照明装置
において、回折光の色分散の方向に拡散性を有する照明
光で回折格子を照明することを特徴とする回折格子アレ
イの照明装置を提供する。
【００１３】また、本発明は、基材の表面に、微小な回
折格子をドット毎に配置することにより形成される回折
格子アレイを用いた表示体の該回折格子アレイを照明す
る照明方法において、回折光の色分散の方向に拡散性を
有する照明光で回折格子を照明することを特徴とする回
折格子アレイの照明方法を提供する。
折格子をドット毎に配置することにより形成される回折
格子アレイを用いた表示体の該回折格子アレイを照明す
る照明方法において、回折光の色分散の方向に拡散性を
有する照明光で回折格子を照明することを特徴とする回
折格子アレイの照明方法を提供する。
【００１４】特に、このような照明装置または照明方法
において、照明光の光源として白色光源を使用する態様
を提供する。また、(i)照明光の光源として、回折光の
色分散の方向に延びた棒状光源を使用する態様、あるい
は(ii)照明光の光源として、回折光の色分散の方向に延
びた棒状光源を使用し、さらにその棒状光源と回折格子
との間に、拡散光を平行光にするレンズ又はそのような
レンズ効果を有するミラーを設ける態様、(iii)照明光
の光源として点光源を使用し、その点光源と回折格子と
の間に一方向拡散板を設ける態様、(iv)照明光の光源と
して点光源を使用し、その点光源と回折格子との間に、
拡散光を平行光にするレンズ又はそのようなレンズ効果
を有するミラー及び一方向拡散板を順次設ける態様を提
供する。
において、照明光の光源として白色光源を使用する態様
を提供する。また、(i)照明光の光源として、回折光の
色分散の方向に延びた棒状光源を使用する態様、あるい
は(ii)照明光の光源として、回折光の色分散の方向に延
びた棒状光源を使用し、さらにその棒状光源と回折格子
との間に、拡散光を平行光にするレンズ又はそのような
レンズ効果を有するミラーを設ける態様、(iii)照明光
の光源として点光源を使用し、その点光源と回折格子と
の間に一方向拡散板を設ける態様、(iv)照明光の光源と
して点光源を使用し、その点光源と回折格子との間に、
拡散光を平行光にするレンズ又はそのようなレンズ効果
を有するミラー及び一方向拡散板を順次設ける態様を提
供する。
【００１５】さらに本発明は、微小な回折格子をドット
毎に配置することにより形成される回折格子アレイと上
記のような照明装置とからなる表示体を提供し、また、
このような表示体であって、カラーフィルター及び液晶
パネルの少なくとも一方を有する表示体を提供する。
毎に配置することにより形成される回折格子アレイと上
記のような照明装置とからなる表示体を提供し、また、
このような表示体であって、カラーフィルター及び液晶
パネルの少なくとも一方を有する表示体を提供する。
【００１６】本発明の照明装置を用いて、あるいは本発
明の照明方法にしたがって、回折格子アレイを照明する
と、表示体の回折格子は、回折光の色分散の方向に拡散
性を有する照明光で照明される。ここで、照明光が回折
格子の色分散の方向に拡散性を有するとは、照明光が主
に回折格子の色分散の方向のみに拡散性を有し、その他
の方向の拡散性は十分に低いこと、好ましくはその他の
方向には拡散性をもたないことをいう。なお、回折光の
色分散の方向は、通常、表示体をディスプレイとして使
用する場合に、観察者に対して垂直な方向となるが、本
発明でいう回折光の色分散の方向とは、これに限られ
ず、照明光を斜め入射した場合に色分散が生じる方向も
含む。
明の照明方法にしたがって、回折格子アレイを照明する
と、表示体の回折格子は、回折光の色分散の方向に拡散
性を有する照明光で照明される。ここで、照明光が回折
格子の色分散の方向に拡散性を有するとは、照明光が主
に回折格子の色分散の方向のみに拡散性を有し、その他
の方向の拡散性は十分に低いこと、好ましくはその他の
方向には拡散性をもたないことをいう。なお、回折光の
色分散の方向は、通常、表示体をディスプレイとして使
用する場合に、観察者に対して垂直な方向となるが、本
発明でいう回折光の色分散の方向とは、これに限られ
ず、照明光を斜め入射した場合に色分散が生じる方向も
含む。
【００１７】本発明にしたがって回折格子を照明する
と、照明光として白色光のように種々の波長成分を含む
光を使用した場合でも、回折格子からは種々の波長の光
が同一方向に射出されることとなる。
と、照明光として白色光のように種々の波長成分を含む
光を使用した場合でも、回折格子からは種々の波長の光
が同一方向に射出されることとなる。
【００１８】即ち、一般に、回折光が２００ｎｍ以上の
幅の広い波長分布をもつと、その回折光は白色光として
認識される。一方、照明光の波長分布幅を５ｎｍ〜２０
０ｎｍとすると、白色でない回折光を再現することが出
来る。
幅の広い波長分布をもつと、その回折光は白色光として
認識される。一方、照明光の波長分布幅を５ｎｍ〜２０
０ｎｍとすると、白色でない回折光を再現することが出
来る。
【００１９】また、回折格子の照明光Ｌ0 と回折光Ｌ1
とには前述の式（１）の関係がある。
とには前述の式（１）の関係がある。
【００２０】そこで、図１に示すように、回折格子１に
より回折角αで回折された回折光Ｌ1 に波長λ1 からλ
2 までの分布を持たせるためには、回折格子１を照明す
る光Ｌ0 を、次式（２）で示す入射角θ1 からθ2 まで
の方向を有する白色光とすればよいことがわかる。
より回折角αで回折された回折光Ｌ1 に波長λ1 からλ
2 までの分布を持たせるためには、回折格子１を照明す
る光Ｌ0 を、次式（２）で示す入射角θ1 からθ2 まで
の方向を有する白色光とすればよいことがわかる。
【００２１】
【数２】 θ1 ＝ｓｉｎ-1（λ1 ／ｄ−ｓｉｎ（α）） θ2 ＝ｓｉｎ-1（λ2 ／ｄ−ｓｉｎ（α）） （２） このように照明光Ｌ0 の入射角に幅をもたせることは、
回折格子１を拡散光で照明したことに相当する。したが
って、本発明においては回折格子１を適当な入射角の幅
を有する拡散光で照明し、これにより、回折格子１から
種々の波長の光を所定の一方向に射出させる。
回折格子１を拡散光で照明したことに相当する。したが
って、本発明においては回折格子１を適当な入射角の幅
を有する拡散光で照明し、これにより、回折格子１から
種々の波長の光を所定の一方向に射出させる。
【００２２】ただし、このように回折格子１を拡散光で
照明する場合に、照明光Ｌ0 が色分散の方向以外の方
向、特に色分散の方向と垂直な方向（即ち、図１の紙面
に垂直な方向）にも相当の拡散性を有する場合には、表
示体に現れる画像にぼけが生じる。そこで、本発明にお
いては、主に色分散の方向に拡散性を有する照明光Ｌ
0、好ましくは色分散の方向のみに拡散性を有する照明
光Ｌ0 で回折格子１を照明する。
照明する場合に、照明光Ｌ0 が色分散の方向以外の方
向、特に色分散の方向と垂直な方向（即ち、図１の紙面
に垂直な方向）にも相当の拡散性を有する場合には、表
示体に現れる画像にぼけが生じる。そこで、本発明にお
いては、主に色分散の方向に拡散性を有する照明光Ｌ
0、好ましくは色分散の方向のみに拡散性を有する照明
光Ｌ0 で回折格子１を照明する。
【００２３】上述のように本発明によると、回折格子１
から種々の波長の光を同一方向に射出させることが可能
となる。したがって、表示体で観察される像の色が、観
察者の位置によって変化することが防止される。
から種々の波長の光を同一方向に射出させることが可能
となる。したがって、表示体で観察される像の色が、観
察者の位置によって変化することが防止される。
【００２４】また、これにより、回折光Ｌ1 を白色光も
しくは白色に近い色の光にすることができたり、また広
い波長域の光とすることが可能となる。例えば、回折光
Ｌ1にもたせようとする波長分布λ1 〜λ2 が４８０ｎ
ｍ〜６３０ｎｍであり、回折格子１のピッチｄが３００
０ｎｍ、回折角αが０°であるとき、上述の式（２）か
ら、
しくは白色に近い色の光にすることができたり、また広
い波長域の光とすることが可能となる。例えば、回折光
Ｌ1にもたせようとする波長分布λ1 〜λ2 が４８０ｎ
ｍ〜６３０ｎｍであり、回折格子１のピッチｄが３００
０ｎｍ、回折角αが０°であるとき、上述の式（２）か
ら、
【００２５】
【数３】 θ1 ＝ｓｉｎ-1（４８０／３０００）＝９．２° θ2 ＝ｓｉｎ-1（６３０／３０００）＝１２．１° となる。１２．１°−９．２°＝２．９°であるから、
回折格子１に入射する照明光Ｌ0 に、２．９°以上の角
度幅の拡散性をもたせることにより、所期の波長分布４
８０ｎｍ〜６３０ｎｍを有する回折光Ｌ1 を得ることが
できる。
回折格子１に入射する照明光Ｌ0 に、２．９°以上の角
度幅の拡散性をもたせることにより、所期の波長分布４
８０ｎｍ〜６３０ｎｍを有する回折光Ｌ1 を得ることが
できる。
【００２６】また、本発明によれば、図２に示すよう
に、一般のカラー表示装置で使用されている赤色、緑
色、青色のカラーフィルター２R 、２G 、２B を通して
回折格子アレイに照明光を入射させた場合に、これら各
カラーフィルターを通った赤色回折光Ｌ1R、緑色回折光
Ｌ1G、青色回折光Ｌ1Bは回折格子１から同一方向に射出
されるので、回折格子アレイを用いた表示体と一般の表
示装置とで色の一致を図ることが可能となり、また正確
に所期の色を再現することが可能となる。なお、図２に
おいては、回折格子１の入射側に各色のカラーフィルタ
ー２R 、２G 、２Bを設けた例を示したが、本発明にお
いては回折格子１の出射側にカラーフィルターを設けて
もよい。
に、一般のカラー表示装置で使用されている赤色、緑
色、青色のカラーフィルター２R 、２G 、２B を通して
回折格子アレイに照明光を入射させた場合に、これら各
カラーフィルターを通った赤色回折光Ｌ1R、緑色回折光
Ｌ1G、青色回折光Ｌ1Bは回折格子１から同一方向に射出
されるので、回折格子アレイを用いた表示体と一般の表
示装置とで色の一致を図ることが可能となり、また正確
に所期の色を再現することが可能となる。なお、図２に
おいては、回折格子１の入射側に各色のカラーフィルタ
ー２R 、２G 、２Bを設けた例を示したが、本発明にお
いては回折格子１の出射側にカラーフィルターを設けて
もよい。
【００２７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面に基
づいて具体的に説明する。なお、各図中、同一符号は同
一又は同等の構成要素を表している。
づいて具体的に説明する。なお、各図中、同一符号は同
一又は同等の構成要素を表している。
【００２８】実施例１ 図３の照明装置は、回折格子１を、回折光の色分散の方
向に拡散性を有する照明光Ｌ0 で照明するために、棒状
光源３を、回折光の色分散の方向が長手方向となるよう
に配したものである。この場合、棒状光源３は、微小な
点光源を長手方向に配したものに相当する。したがっ
て、棒状光源３から発せられる光は、主に長手方向に拡
散し、それと直交する方向には点光源として作用する。
よって、この態様では棒状光源３の長手方向の長さ、及
び回折格子１と棒状光源３との距離を適宜定めることに
より、照明光Ｌ0 の拡散性を制御する。
向に拡散性を有する照明光Ｌ0 で照明するために、棒状
光源３を、回折光の色分散の方向が長手方向となるよう
に配したものである。この場合、棒状光源３は、微小な
点光源を長手方向に配したものに相当する。したがっ
て、棒状光源３から発せられる光は、主に長手方向に拡
散し、それと直交する方向には点光源として作用する。
よって、この態様では棒状光源３の長手方向の長さ、及
び回折格子１と棒状光源３との距離を適宜定めることに
より、照明光Ｌ0 の拡散性を制御する。
【００２９】このような棒状光源３としては、棒状の細
い蛍光灯、フィラメントを棒状に配置した電球等を使用
することができる。
い蛍光灯、フィラメントを棒状に配置した電球等を使用
することができる。
【００３０】なお、棒状光源３は、回折格子アレイを構
成する各回折格子１ごとに一つずつ設けることは必要な
い。一画面を形成する一つの回折格子アレイに対して一
つの棒状光源３を設ければよい。この場合、回折格子ア
レイにおける回折格子１の位置に応じて照明光Ｌ0 が回
折格子１を照明する角度が変化するが、この変化分は各
回折格子１のピッチで調整することができる。
成する各回折格子１ごとに一つずつ設けることは必要な
い。一画面を形成する一つの回折格子アレイに対して一
つの棒状光源３を設ければよい。この場合、回折格子ア
レイにおける回折格子１の位置に応じて照明光Ｌ0 が回
折格子１を照明する角度が変化するが、この変化分は各
回折格子１のピッチで調整することができる。
【００３１】実施例２ 図４の照明装置は、回折格子１を、回折光の色分散の方
向に拡散性を有する照明光Ｌ0 で照明するために、光源
として棒状光源３を使用し、さらに棒状光源３と回折格
子１との間に、拡散光を平行光にするレンズ４を設けた
ものである。レンズ４を設けることにより、回折格子１
に対する照明光Ｌ0 の拡散性の程度、即ち入射角の幅を
容易に制御することが可能となる。
向に拡散性を有する照明光Ｌ0 で照明するために、光源
として棒状光源３を使用し、さらに棒状光源３と回折格
子１との間に、拡散光を平行光にするレンズ４を設けた
ものである。レンズ４を設けることにより、回折格子１
に対する照明光Ｌ0 の拡散性の程度、即ち入射角の幅を
容易に制御することが可能となる。
【００３２】また、レンズ４に代えて、そのようなレン
ズ４と同様の効果を有するミラーを設けてもよい。
ズ４と同様の効果を有するミラーを設けてもよい。
【００３３】実施例３ 図５の照明装置は、回折格子１を、回折光の色分散の方
向に拡散性を有する照明光Ｌ0 で照明するために、光源
として点光源５を使用し、その点光源５と回折格子１と
の間に一方向拡散板６を設けたものである。このような
一方向拡散板６としては、一方向のみにレンズ効果を有
するかまぼこ型のレンズを並べたレンチキュラーレン
ズ、一方向のみに溝を刻むことにより表面に凹凸を形成
した拡散板、ホログラム等を使用することができる。
向に拡散性を有する照明光Ｌ0 で照明するために、光源
として点光源５を使用し、その点光源５と回折格子１と
の間に一方向拡散板６を設けたものである。このような
一方向拡散板６としては、一方向のみにレンズ効果を有
するかまぼこ型のレンズを並べたレンチキュラーレン
ズ、一方向のみに溝を刻むことにより表面に凹凸を形成
した拡散板、ホログラム等を使用することができる。
【００３４】実施例４ 図６の照明装置は、回折格子１を、回折光の色分散の方
向に拡散性を有する照明光Ｌ0 で照明するために、照明
光の光源として点光源５を使用し、その点光源５と回折
格子１との間に、拡散光を平行光にするレンズ４及び光
の方向を制御する一方向拡散板６を順次設けたものであ
る。このようにレンズ４を一方向拡散板６と点光源５と
の間に設けると、図４の態様に比して、照明光Ｌ0 が回
折光の色分散の方向以外に拡散することを抑制できるの
で好ましい。
向に拡散性を有する照明光Ｌ0 で照明するために、照明
光の光源として点光源５を使用し、その点光源５と回折
格子１との間に、拡散光を平行光にするレンズ４及び光
の方向を制御する一方向拡散板６を順次設けたものであ
る。このようにレンズ４を一方向拡散板６と点光源５と
の間に設けると、図４の態様に比して、照明光Ｌ0 が回
折光の色分散の方向以外に拡散することを抑制できるの
で好ましい。
【００３５】この態様においても、レンズ４に代えて、
そのようなレンズ４と同様の効果を有するミラーを設け
てもよい。
そのようなレンズ４と同様の効果を有するミラーを設け
てもよい。
【００３６】以上、本発明の照明装置あるいは照明方法
の実施例について説明したが、本発明は図示した態様に
限られない。例えば、図３〜図６に示した各実施例の照
明装置において、回折格子１の入射側又は出射側に赤
色、緑色、青色のカラーフィルター２R 、２G 、２B を
設けることができ、これにより、回折格子アレイでフル
カラー画像を表示させることが可能となる。
の実施例について説明したが、本発明は図示した態様に
限られない。例えば、図３〜図６に示した各実施例の照
明装置において、回折格子１の入射側又は出射側に赤
色、緑色、青色のカラーフィルター２R 、２G 、２B を
設けることができ、これにより、回折格子アレイでフル
カラー画像を表示させることが可能となる。
【００３７】本発明の表示体は、以上のような照明装置
を回折格子アレイの照明装置として使用したものであ
る。この場合、回折格子アレイとしては公知のものを使
用することができる。また、回折格子アレイには、必要
に応じて液晶表示パネルもしくはカラーフィルター又は
これらの双方を組合わせることができる。
を回折格子アレイの照明装置として使用したものであ
る。この場合、回折格子アレイとしては公知のものを使
用することができる。また、回折格子アレイには、必要
に応じて液晶表示パネルもしくはカラーフィルター又は
これらの双方を組合わせることができる。
【００３８】以下、本発明の照明装置と回折格子アレイ
と液晶表示パネルからなる表示体を用いた３次元画像表
示システムを例として、本発明の表示体の実施例を説明
する。
と液晶表示パネルからなる表示体を用いた３次元画像表
示システムを例として、本発明の表示体の実施例を説明
する。
【００３９】実施例５ 図７は、本発明の表示体１０を用いた３次元画像表示シ
ステムの全体構成図である。この場合、表示体１０は、
回折格子アレイ１１と、回折光の色分散の方向に拡散性
を有する照明光Ｌ0 を発する照明装置１２と、回折格子
アレイ１側に設けた液晶パネル１３とからなっている。
また、液晶パネル１３には、ビデオレコーダー１５に接
続した液晶パネルドライバー１４が接続されている。
ステムの全体構成図である。この場合、表示体１０は、
回折格子アレイ１１と、回折光の色分散の方向に拡散性
を有する照明光Ｌ0 を発する照明装置１２と、回折格子
アレイ１側に設けた液晶パネル１３とからなっている。
また、液晶パネル１３には、ビデオレコーダー１５に接
続した液晶パネルドライバー１４が接続されている。
【００４０】この画像表示システムにおいては、３次元
画像を形成するために、表示体１０の一画素を、図８に
示したように、４通りの曲線からなる特殊な回折格子１
a 、１b 、１c 、１d （S.Takahashi,T.Toda,F.Iwata;"
Three Dimensional GratingImages",Practical Hologra
phy v,SPIE Vol.1461(1991)）と、これら回折格子１a
、１b 、１c 、１d への入射光量を調整する液晶表示
セル１３ａ、１３b 、１３c 、１３d とからなる領域Ａ
1 、Ａ2 、Ａ3 、Ａ4 から構成している。したがって、
表示パネル１０の全体画像は、これら４つの領域Ａ1 、
Ａ2 、Ａ3 、Ａ4からなる画素を単位として、図９のよ
うに形成される。
画像を形成するために、表示体１０の一画素を、図８に
示したように、４通りの曲線からなる特殊な回折格子１
a 、１b 、１c 、１d （S.Takahashi,T.Toda,F.Iwata;"
Three Dimensional GratingImages",Practical Hologra
phy v,SPIE Vol.1461(1991)）と、これら回折格子１a
、１b 、１c 、１d への入射光量を調整する液晶表示
セル１３ａ、１３b 、１３c 、１３d とからなる領域Ａ
1 、Ａ2 、Ａ3 、Ａ4 から構成している。したがって、
表示パネル１０の全体画像は、これら４つの領域Ａ1 、
Ａ2 、Ａ3 、Ａ4からなる画素を単位として、図９のよ
うに形成される。
【００４１】ここで、各回折格子１a 、１b 、１c 、１
d は、その格子の方向に応じて液晶表示セル１３ａ、１
３b 、１３c 、１３d からの光を所定方向に回折し、４
つの方向の視差を有する画像を形成する。そこで、この
液晶表示パネル１３には、被写体を異なる方向から撮っ
た場合の合成画像を表示させる。これにより、表示体１
０を観察する観察者は、視差方向ごとに異なる画像、即
ち立体像を観察できることとなる。例えば図１０に示し
たように、表示体１０を観察する観察者は、左側から
「Ｔ」を観察し、中央から「Ｏ」を観察し、右側から
「Ｐ」を観察できるようになる。
d は、その格子の方向に応じて液晶表示セル１３ａ、１
３b 、１３c 、１３d からの光を所定方向に回折し、４
つの方向の視差を有する画像を形成する。そこで、この
液晶表示パネル１３には、被写体を異なる方向から撮っ
た場合の合成画像を表示させる。これにより、表示体１
０を観察する観察者は、視差方向ごとに異なる画像、即
ち立体像を観察できることとなる。例えば図１０に示し
たように、表示体１０を観察する観察者は、左側から
「Ｔ」を観察し、中央から「Ｏ」を観察し、右側から
「Ｐ」を観察できるようになる。
【００４２】このような３次元画像表示システムにおい
て、液晶表示パネル１３にビデオレートで画像を表示さ
せると、観察者は動きのある立体像を観察できることと
なる。また、カラーフィルターと組合わせた表示体１０
を使用することにより、観察者はフルカラー画像を観察
できることとなる。
て、液晶表示パネル１３にビデオレートで画像を表示さ
せると、観察者は動きのある立体像を観察できることと
なる。また、カラーフィルターと組合わせた表示体１０
を使用することにより、観察者はフルカラー画像を観察
できることとなる。
【００４３】また、この３次元画像表示システムにおい
て、照明装置１２は、上述のように回折光の色分散の方
向に拡散性を有する照明光Ｌ0 を発する。したがって、
観察者は視点の位置を垂直方向に変えても、画像色の安
定した画像を観察できることとなる。
て、照明装置１２は、上述のように回折光の色分散の方
向に拡散性を有する照明光Ｌ0 を発する。したがって、
観察者は視点の位置を垂直方向に変えても、画像色の安
定した画像を観察できることとなる。
【００４４】
【発明の効果】本発明によれば、回折格子アレイで回折
された光の色が観察者の位置によって変化することを防
止できる。また、回折格子アレイをある一点で観察した
場合に、その回折光に幅の広い波長分布をもたせること
が可能となる。したがって、回折格子アレイを用いた表
示体に正確に所期の色を有する画像を再現することが可
能となる。
された光の色が観察者の位置によって変化することを防
止できる。また、回折格子アレイをある一点で観察した
場合に、その回折光に幅の広い波長分布をもたせること
が可能となる。したがって、回折格子アレイを用いた表
示体に正確に所期の色を有する画像を再現することが可
能となる。
【図１】本発明の照明装置の作用の説明図である。
【図２】カラーフィルターを設けた回折格子アレイに対
する本発明の照明装置の作用の説明図である。
する本発明の照明装置の作用の説明図である。
【図３】本発明の実施例の照明装置の説明図である。
【図４】本発明の実施例の照明装置の説明図である。
【図５】本発明の実施例の照明装置の説明図である。
【図６】本発明の実施例の照明装置の説明図である。
【図７】本発明の表示体を用いた３次元画像表示システ
ムの全体構成図である。
ムの全体構成図である。
【図８】３次元画像表示システムにおける表示体の一画
素の説明図である。
素の説明図である。
【図９】３次元画像表示システムにおける表示体の一画
素と全体像との関係を示す説明図である。
素と全体像との関係を示す説明図である。
【図１０】３次元画像表示システムで観察される画像の
説明図である。
説明図である。
【図１１】従来の照明装置の作用の説明図である。
【図１２】カラーフィルターを設けた回折格子アレイに
対する従来の照明装置の作用の説明図である。
対する従来の照明装置の作用の説明図である。
１ 回折格子 ２R 、２G 、２B カラーフィルター ３ 棒状光源 ４ レンズ ５ 点光源 ６ 一方向拡散板 １０ 表示体 １１ 回折格子アレイ １２ 照明装置 １３ 液晶表示パネル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｇ０２Ｆ 1/13357 Ｇ０２Ｆ 1/1335 ５３０
Claims (17)
- 【請求項１】 基材の表面に、微小な回折格子をドット
毎に配置することにより形成される回折格子アレイを用
いた表示体の該回折格子アレイを照明する照明装置にお
いて、微小な回折格子への入射角が、回折光の色分散の
一方向にのみ幅を持つように、回折格子を照明するよう
にしたことを特徴とする回折格子アレイの照明装置。 - 【請求項２】 照明光の光源として白色光源を使用する
請求項１記載の回折格子アレイの照明装置。 - 【請求項３】 照明光の光源として、回折光の色分散の
方向に延びた棒状光源を使用する請求項１又は２記載の
回折格子アレイの照明装置。 - 【請求項４】 照明光の光源として、回折光の色分散の
方向に延びた棒状光源を使用し、さらにその棒状光源と
回折格子との間に、拡散光を平行光にするレンズ又はそ
のようなレンズ効果を有するミラーを設ける請求項１又
は２記載の回折格子アレイの照明装置。 - 【請求項５】 照明光の光源として点光源を使用し、そ
の点光源と回折格子との間に一方向拡散板を設ける請求
項１又は２記載の回折格子アレイの照明装置。 - 【請求項６】 照明光の光源として点光源を使用し、そ
の点光源と回折格子との間に、拡散光を平行光にするレ
ンズ又はそのようなレンズ効果を有するミラー及び一方
向拡散板を順次設ける請求項１又は２記載の回折格子ア
レイの照明装置。 - 【請求項７】 回折格子アレイを用いた表示体が、カラ
ーフィルター及び液晶パネルの少なくとも一方を有する
請求項１〜６のいずれかに記載の回折格子アレイの照明
装置。 - 【請求項８】 基材の表面に、微小な回折格子をドット
毎に配置することにより形成される回折格子アレイを用
いた表示体の該回折格子アレイを照明する照明方法にお
いて、微小な回折格子への入射角が、回折光の色分散の
一方向にのみ幅を持つように、回折格子を照明するよう
にしたことを特徴とする回折格子アレイの照明方法。 - 【請求項９】 照明光の光源として白色光源を使用する
請求項８記載の回折格子アレイの照明方法。 - 【請求項１０】 照明光の光源として、回折光の色分散
の方向に延びた棒状光源を使用する請求項８又は９記載
の回折格子アレイの照明方法。 - 【請求項１１】 照明光の光源として、回折光の色分散
の方向に延びた棒状光源を使用し、さらにその棒状光源
と回折格子との間に、拡散光を平行光にするレンズ又は
そのようなレンズ効果を有するミラーを設ける請求項８
又は９記載の回折格子アレイの照明方法。 - 【請求項１２】 照明光の光源として点光源を使用し、
その点光源と回折格子との間に一方向拡散板を設ける請
求項８又は９記載の回折格子アレイの照明方法。 - 【請求項１３】 照明光の光源として点光源を使用し、
その点光源と回折格子との間に、拡散光を平行光にする
レンズ又はそのようなレンズ効果を有するミラー及び一
方向拡散板を順次設ける請求項８又は９記載の回折格子
アレイの照明方法。 - 【請求項１４】 回折格子アレイを用いた表示体が、カ
ラーフィルター及び液晶パネルの少なくとも一方を有す
る請求項８〜１３のいずれかに記載の回折格子アレイの
照明方法。 - 【請求項１５】 基材の表面に、微小な回折格子をドッ
ト毎に配置することにより形成される回折格子アレイと
請求項１〜６のいずれかに記載の照明装置とからなる表
示体。 - 【請求項１６】 さらに液晶表示パネルを有する請求項
１５記載の表示体。 - 【請求項１７】 さらにカラーフィルターを有する請求
項１５又は請求項１６の表示体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28787095A JP3353574B2 (ja) | 1995-10-09 | 1995-10-09 | 回折格子アレイの照明装置及び照明方法並びに表示体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28787095A JP3353574B2 (ja) | 1995-10-09 | 1995-10-09 | 回折格子アレイの照明装置及び照明方法並びに表示体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09105887A JPH09105887A (ja) | 1997-04-22 |
| JP3353574B2 true JP3353574B2 (ja) | 2002-12-03 |
Family
ID=17722818
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28787095A Expired - Fee Related JP3353574B2 (ja) | 1995-10-09 | 1995-10-09 | 回折格子アレイの照明装置及び照明方法並びに表示体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3353574B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5360007B2 (ja) * | 2010-07-21 | 2013-12-04 | Ｔｄｋ株式会社 | 表示器および表示装置 |
-
1995
- 1995-10-09 JP JP28787095A patent/JP3353574B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09105887A (ja) | 1997-04-22 |
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