JP3484973B2 - 回折格子アレイを有する表示装置 - Google Patents
回折格子アレイを有する表示装置Info
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- JP3484973B2 JP3484973B2 JP07615498A JP7615498A JP3484973B2 JP 3484973 B2 JP3484973 B2 JP 3484973B2 JP 07615498 A JP07615498 A JP 07615498A JP 7615498 A JP7615498 A JP 7615498A JP 3484973 B2 JP3484973 B2 JP 3484973B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、回折格子からなる
微小なセルをマトリクス状に複数個配置して構成される
回折格子アレイのうち、選択されたセルの集まりによっ
て表現されるパターンを表示する表示装置に関する。ま
たは、回折格子からなる微小なセルを選択的に配置する
ことで表現されるパターンを表示する表示装置に関す
る。
微小なセルをマトリクス状に複数個配置して構成される
回折格子アレイのうち、選択されたセルの集まりによっ
て表現されるパターンを表示する表示装置に関する。ま
たは、回折格子からなる微小なセルを選択的に配置する
ことで表現されるパターンを表示する表示装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】基板の表面に、回折格子からなる微小な
ドット（回折格子要素）を画素として配置することによ
り表現される回折格子パターンが公知であり、本出願人
による以下の公知文献が例示される。
ドット（回折格子要素）を画素として配置することによ
り表現される回折格子パターンが公知であり、本出願人
による以下の公知文献が例示される。
【０００３】（１）このような回折格子パターンを作成
する方法としては、特開昭６０−１５６００４号公報に
開示されているような方法がある。この方法は、レーザ
ービームの２光束干渉による微少な干渉縞（以下、回折
格子）を、そのピッチ・方向・およ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。
する方法としては、特開昭６０−１５６００４号公報に
開示されているような方法がある。この方法は、レーザ
ービームの２光束干渉による微少な干渉縞（以下、回折
格子）を、そのピッチ・方向・およ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】（２）一方、電子ビーム露光装置を用い、
基板の表面に回折格子からなる微少なドット（回折格子
要素）を配置する方法も、特開平２−７２３２０号公報
において提案されている。この方法は、回折格子を電子
ビームで直接描画して、前記ドットを基板の表面に配置
する方法である。
基板の表面に回折格子からなる微少なドット（回折格子
要素）を配置する方法も、特開平２−７２３２０号公報
において提案されている。この方法は、回折格子を電子
ビームで直接描画して、前記ドットを基板の表面に配置
する方法である。
【０００５】（３）また、一方向に視差を有する複数の
平面画像を基にして、前記平面画像をそれぞれ回折格子
要素（ドット）に分解し、それぞれのドットが観察され
る方向に応じた方向に画素となる回折光を出射するた
め、観察する方向に応じて異なる画像（パターン）を表
示でき、立体的な表現も可能であるディスプレイも、特
開平３−２０６４０１号公報において提案されている。
平面画像を基にして、前記平面画像をそれぞれ回折格子
要素（ドット）に分解し、それぞれのドットが観察され
る方向に応じた方向に画素となる回折光を出射するた
め、観察する方向に応じて異なる画像（パターン）を表
示でき、立体的な表現も可能であるディスプレイも、特
開平３−２０６４０１号公報において提案されている。
【０００６】（４）さらには、基板の全面に回折格子か
らなる微小なドット（回折格子要素）をマトリクス状に
配置した回折格子アレイのうち、選択された部分以外を
遮蔽することにより、選択されたドットの集まりからな
るパターンを表示するディスプレイも、特開平４−３１
１９１６号公報において提案されている。このディスプ
レイでは、不要な部分を遮蔽する手段として、回折格子
アレイ上に配置した液晶パネルを部分的に駆動（液晶セ
ルの透過／非透過）し、バックライトの照明による透過
回折光からなるパターンを表示させることが開示されて
いる。液晶パネルの電気的な駆動によれば、パターンの
変更も容易であり、動画も実現できることになる。遮蔽
手段としての液晶パネルは、照明光の透過／非透過のみ
ならず、透過光の強度を変調するマスクをマトリクス状
に複数個配置して構成されるマスクアレイであっても良
い。
らなる微小なドット（回折格子要素）をマトリクス状に
配置した回折格子アレイのうち、選択された部分以外を
遮蔽することにより、選択されたドットの集まりからな
るパターンを表示するディスプレイも、特開平４−３１
１９１６号公報において提案されている。このディスプ
レイでは、不要な部分を遮蔽する手段として、回折格子
アレイ上に配置した液晶パネルを部分的に駆動（液晶セ
ルの透過／非透過）し、バックライトの照明による透過
回折光からなるパターンを表示させることが開示されて
いる。液晶パネルの電気的な駆動によれば、パターンの
変更も容易であり、動画も実現できることになる。遮蔽
手段としての液晶パネルは、照明光の透過／非透過のみ
ならず、透過光の強度を変調するマスクをマトリクス状
に複数個配置して構成されるマスクアレイであっても良
い。
【０００７】（４）のディスプレイは、照明光が、液晶
パネル（選択手段）を通過した後、離間した回折格子ア
レイに入射する構成である。図１は、前記ディスプレイ
を概念的に表す説明図であり、構成は後述する。液晶パ
ネルにおける遮光要素である液晶セルは、パネル全体で
密接してなく、間隔をおいてマトリクス上に配置されて
いる。本来、液晶セルと回折格子アレイとは、１：１の
対応関係であるべきであり、回折格子アレイ上の回折格
子セルも、後述する理由で、間隔を空けてマトリクス上
に配置されている。
パネル（選択手段）を通過した後、離間した回折格子ア
レイに入射する構成である。図１は、前記ディスプレイ
を概念的に表す説明図であり、構成は後述する。液晶パ
ネルにおける遮光要素である液晶セルは、パネル全体で
密接してなく、間隔をおいてマトリクス上に配置されて
いる。本来、液晶セルと回折格子アレイとは、１：１の
対応関係であるべきであり、回折格子アレイ上の回折格
子セルも、後述する理由で、間隔を空けてマトリクス上
に配置されている。
【０００８】従って、回折格子アレイ上で回折格子セル
の存在しない領域もあることになるが、液晶パネルと回
折格子アレイとが離間した上記構成では、液晶パネルを
通過して拡散した光線が、回折格子セルの存在しない領
域に入射した後、観察者側に出射してしまう。拡散の原
因には、液晶セル（開口）による回折などがある。
の存在しない領域もあることになるが、液晶パネルと回
折格子アレイとが離間した上記構成では、液晶パネルを
通過して拡散した光線が、回折格子セルの存在しない領
域に入射した後、観察者側に出射してしまう。拡散の原
因には、液晶セル（開口）による回折などがある。
【０００９】上記の現象により、観察者には、不要光に
よるノイズ・表示パターンの彩度やコントラストの低下
として認識される。図２は、上記の現象を概念的に表す
説明図である。同図では、回折格子セルにより透過回折
光の出射方向を変調する部分を「作用領域」、回折格子
セルの存在しない領域を「非作用領域」と表現してお
り、この表現は、以降の説明においても用いられる。
よるノイズ・表示パターンの彩度やコントラストの低下
として認識される。図２は、上記の現象を概念的に表す
説明図である。同図では、回折格子セルにより透過回折
光の出射方向を変調する部分を「作用領域」、回折格子
セルの存在しない領域を「非作用領域」と表現してお
り、この表現は、以降の説明においても用いられる。
【００１０】図３および図４を参照して、上記（４）の
ディスプレイによる立体画像の表示について説明する。
ディスプレイによる立体画像の表示について説明する。
【００１１】図３に示すように、ディスプレイ３０は、
回折格子アレイ２と液晶パネル５０とから構成される。
表示装置は、少なくともディスプレイ３０と照明光源４
０と液晶パネル５０とから構成される。液晶パネル５０
には、ビデオレコーダー５６に接続した液晶パネルドラ
イバー５５が接続されている。
回折格子アレイ２と液晶パネル５０とから構成される。
表示装置は、少なくともディスプレイ３０と照明光源４
０と液晶パネル５０とから構成される。液晶パネル５０
には、ビデオレコーダー５６に接続した液晶パネルドラ
イバー５５が接続されている。
【００１２】図４に示すように、視差画像のイメージデ
ータが表示される液晶パネル５０の液晶セル５１と、そ
の視差画像を視差に応じた方向に回折光１１を出射する
回折格子セル５２とが１対１に対応するように、液晶パ
ネル５０と回折格子アレイ２が配置され、前記ディスプ
レイ３０に光源４０からの照明光１０が入射されると、
ディスプレイ３０を観察する観察者は、視差に応じた方
向ごとに異なる画像（立体画像）を観察できることとな
る。
ータが表示される液晶パネル５０の液晶セル５１と、そ
の視差画像を視差に応じた方向に回折光１１を出射する
回折格子セル５２とが１対１に対応するように、液晶パ
ネル５０と回折格子アレイ２が配置され、前記ディスプ
レイ３０に光源４０からの照明光１０が入射されると、
ディスプレイ３０を観察する観察者は、視差に応じた方
向ごとに異なる画像（立体画像）を観察できることとな
る。
【００１３】図４の場合は、４種類の直線からなる回折
格子セル５２であり、各回折格子の角度に応じた方向に
透過回折光を出射する。図１の場合は、４種類の曲線か
らなる回折格子セル（Ａ１〜Ａ４）であり、各回折格子
の角度に応じた方向に透過回折光を出射する点では等し
いが、曲線であるため、各回折格子の持つ角度が直線の
場合よりも幅があり、回折光の出射方向に拡がりを持た
せることができる。
格子セル５２であり、各回折格子の角度に応じた方向に
透過回折光を出射する。図１の場合は、４種類の曲線か
らなる回折格子セル（Ａ１〜Ａ４）であり、各回折格子
の角度に応じた方向に透過回折光を出射する点では等し
いが、曲線であるため、各回折格子の持つ角度が直線の
場合よりも幅があり、回折光の出射方向に拡がりを持た
せることができる。
【００１４】例えば、Ａ１が向かって左に、Ａ４が向か
って右に透過回折光を出射するように設計されている
際、Ａ１に対しては左から見た画像を構成する画素に対
応する液晶セルを、Ａ４に対しては右から見た画像を構
成する画素に対応する液晶セルを、それぞれ対応させる
ことにより、観察する方向に応じて視差を有する画像光
が出射されるため、立体的なパターン表示が可能とな
る。
って右に透過回折光を出射するように設計されている
際、Ａ１に対しては左から見た画像を構成する画素に対
応する液晶セルを、Ａ４に対しては右から見た画像を構
成する画素に対応する液晶セルを、それぞれ対応させる
ことにより、観察する方向に応じて視差を有する画像光
が出射されるため、立体的なパターン表示が可能とな
る。
【００１５】回折格子アレイ上の回折格子セルが、間隔
を空けずに密接して配置されている場合には、液晶セル
からの通過光が、対応しない回折格子セルに入射してし
まうことになり、立体画像の表示を行う上では、上述し
た不要光による影響は、一層好ましくない。
を空けずに密接して配置されている場合には、液晶セル
からの通過光が、対応しない回折格子セルに入射してし
まうことになり、立体画像の表示を行う上では、上述し
た不要光による影響は、一層好ましくない。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の問題
点を解消するために成されたもので、画質の良好な表示
パターン（立体画像）を観察する上で好適な、すなわ
ち、不要光によるノイズ・表示パターンの彩度やコント
ラストの低下が認識されない表示装置を提供することを
目的とする。
点を解消するために成されたもので、画質の良好な表示
パターン（立体画像）を観察する上で好適な、すなわ
ち、不要光によるノイズ・表示パターンの彩度やコント
ラストの低下が認識されない表示装置を提供することを
目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、透光
性基板の表面に、回折格子からなるセルを、互いに離間
した状態でマトリクス状に配置し、セル間の回折格子の
存在しない領域は遮光性とした回折格子アレイを有し、
照明光を前記アレイに照射する照明手段と、照明光を選
択されたセルに照射する選択手段とを有し、前記セル
は、光源からの照明光の出射方向を変調する機能を有す
ることで、選択されたセルの集まりによって表現される
パターンを表示する表示装置において、前記選択手段
は、照明光の透過／非透過を変調する選択要素をマトリ
クス状に配置して構成されるものであり、回折格子から
なるセルの大きさが、前記選択要素の大きさよりも小さ
いことを特徴とする回折格子アレイを有する表示装置で
ある。
性基板の表面に、回折格子からなるセルを、互いに離間
した状態でマトリクス状に配置し、セル間の回折格子の
存在しない領域は遮光性とした回折格子アレイを有し、
照明光を前記アレイに照射する照明手段と、照明光を選
択されたセルに照射する選択手段とを有し、前記セル
は、光源からの照明光の出射方向を変調する機能を有す
ることで、選択されたセルの集まりによって表現される
パターンを表示する表示装置において、前記選択手段
は、照明光の透過／非透過を変調する選択要素をマトリ
クス状に配置して構成されるものであり、回折格子から
なるセルの大きさが、前記選択要素の大きさよりも小さ
いことを特徴とする回折格子アレイを有する表示装置で
ある。
【００１８】 請求項２の発明は、前記選択手段は、照
明光の透過／非透過のみならず、透過光の強度を変調す
るマスクをマトリクス状に複数個配置して構成されるマ
スクアレイであることを特徴とする。
明光の透過／非透過のみならず、透過光の強度を変調す
るマスクをマトリクス状に複数個配置して構成されるマ
スクアレイであることを特徴とする。
【００１９】
【００２０】
【００２１】＜作用＞回折格子セルの存在しない領域
（非作用領域）に入射した後、観察者側に透過する照明
光を無くすことが可能となり、画質の良好な表示パター
ン（特に、立体画像）を観察できる。
（非作用領域）に入射した後、観察者側に透過する照明
光を無くすことが可能となり、画質の良好な表示パター
ン（特に、立体画像）を観察できる。
【００２２】
【発明の実施の形態】図５は、本発明の一実施形態を模
式的に示す説明図である。マスクアレイ（液晶パネル）
に入射した照明光は、各マスクセル（液晶セル）毎に、
透過光の強度が変調され、回折格子アレイに入射する。
回折格子アレイへの入射光の大部分は、回折格子アレイ
上の作用領域（回折格子セル）に入射するが、一部の光
は、非作用領域にも到達してしまう。
式的に示す説明図である。マスクアレイ（液晶パネル）
に入射した照明光は、各マスクセル（液晶セル）毎に、
透過光の強度が変調され、回折格子アレイに入射する。
回折格子アレイへの入射光の大部分は、回折格子アレイ
上の作用領域（回折格子セル）に入射するが、一部の光
は、非作用領域にも到達してしまう。
【００２３】非作用領域に一部の光が入射しても、観察
者側に透過させないように、非作用領域での光線透過率
を低下させるのが、本実施形態である。
者側に透過させないように、非作用領域での光線透過率
を低下させるのが、本実施形態である。
【００２４】すなわち、選択されたセル以外の領域に対
しては照明光を入射させないようにする遮光手段を、回
折格子アレイの表面に設ける。
しては照明光を入射させないようにする遮光手段を、回
折格子アレイの表面に設ける。
【００２５】遮光手段としては、以下の種々のタイプが
適用できる。 クロムなどの金属板をエッチングして、回折格子セル
の配置に応じた開口部を設けた遮光板を、回折格子アレ
イに積層。 回折格子アレイ上の非作用領域に、インキによる印刷
パターンを形成。 回折格子アレイ上の非作用領域に、選択的にスパッタ
リング・蒸着などにより薄膜パターンを形成。 回折格子アレイ上の非作用領域に、リソグラフィー方
式で形成した着色パターンを形成。
適用できる。 クロムなどの金属板をエッチングして、回折格子セル
の配置に応じた開口部を設けた遮光板を、回折格子アレ
イに積層。 回折格子アレイ上の非作用領域に、インキによる印刷
パターンを形成。 回折格子アレイ上の非作用領域に、選択的にスパッタ
リング・蒸着などにより薄膜パターンを形成。 回折格子アレイ上の非作用領域に、リソグラフィー方
式で形成した着色パターンを形成。
【００２６】上記の一例として、回折格子アレイ全面
にポジ型感光性粘着層（感光することで、粘着性が消失
するタイプ）を形成し、回折格子セルの配置に応じた部
分を露光し、粘着性が残る非露光部に、トナー散布や転
写により着色処理を施す方法がある。回折格子セルに対
応する部分は、前記粘着層が硬化した状態で着色されて
おらず、透光性に影響はない。上記の特性を示すポジ型
感光性粘着層として、クロマリン（商品名；デュポン
製）が代表される。
にポジ型感光性粘着層（感光することで、粘着性が消失
するタイプ）を形成し、回折格子セルの配置に応じた部
分を露光し、粘着性が残る非露光部に、トナー散布や転
写により着色処理を施す方法がある。回折格子セルに対
応する部分は、前記粘着層が硬化した状態で着色されて
おらず、透光性に影響はない。上記の特性を示すポジ型
感光性粘着層として、クロマリン（商品名；デュポン
製）が代表される。
【００２７】同図では、回折格子アレイへの積層、また
は回折格子アレイ上の所望領域のみへの形成に関わら
ず、遮光手段の施された回折格子アレイを、非作用領域
を黒く塗って表現する。
は回折格子アレイ上の所望領域のみへの形成に関わら
ず、遮光手段の施された回折格子アレイを、非作用領域
を黒く塗って表現する。
【００２８】図６は、図５に示す実施形態について、回
折格子セルの大きさをマスクセル（液晶セル）よりも小
さくした場合の説明図である。
折格子セルの大きさをマスクセル（液晶セル）よりも小
さくした場合の説明図である。
【００２９】回折格子セルがマスクセル（液晶セル）の
３０〜１００％の大きさであると、マスクセルを通過し
て拡散する不要光による影響が少ないが、表示光の明る
さの低下を考慮して、５０〜１００％の大きさが好まし
い。
３０〜１００％の大きさであると、マスクセルを通過し
て拡散する不要光による影響が少ないが、表示光の明る
さの低下を考慮して、５０〜１００％の大きさが好まし
い。
【００３０】本発明の表示装置は、要旨を変更するもの
ではなければ、以下に例示する各種の変更も可能であ
る。 回折格子アレイは、レリーフ型でも体積型でも良い。 液晶パネル（選択手段）として、照明光の透過／非透
過のみならず、透過光の強度もを変調できるタイプを用
いる。 回折格子アレイとして、透過回折型ではなく反射回折
型を用いる。この場合、照明光が液晶パネル（選択手
段）を通過した後、回折格子アレイに入射し、反射回折
光が再度液晶パネル（選択手段）を通過した表示光を視
覚するタイプの表示装置となる。
ではなければ、以下に例示する各種の変更も可能であ
る。 回折格子アレイは、レリーフ型でも体積型でも良い。 液晶パネル（選択手段）として、照明光の透過／非透
過のみならず、透過光の強度もを変調できるタイプを用
いる。 回折格子アレイとして、透過回折型ではなく反射回折
型を用いる。この場合、照明光が液晶パネル（選択手
段）を通過した後、回折格子アレイに入射し、反射回折
光が再度液晶パネル（選択手段）を通過した表示光を視
覚するタイプの表示装置となる。
【００３１】
【発明の効果】回折格子アレイ上で回折格子セルの存在
しない領域（非作用領域）に入射した後、観察者側に達
する照明光を無くすことが可能となり、不要光によるノ
イズが視覚されず、表示パターンの彩度やコントラスト
の低下が認識されることがなくなり、画質の良好な表示
パターン（立体画像）を観察する上で好適な表示装置が
提供される。
しない領域（非作用領域）に入射した後、観察者側に達
する照明光を無くすことが可能となり、不要光によるノ
イズが視覚されず、表示パターンの彩度やコントラスト
の低下が認識されることがなくなり、画質の良好な表示
パターン（立体画像）を観察する上で好適な表示装置が
提供される。
【００３２】
【図面の簡単な説明】
【図１】表示装置の構成を示す説明図。
【図２】従来技術に係る表示装置での問題（不要光によ
るノイズ・表示パターンの彩度やコントラストの低下）
を示す断面説明図。
るノイズ・表示パターンの彩度やコントラストの低下）
を示す断面説明図。
【図３】表示装置の構成を示す説明図。
【図４】表示装置の構成の主要部を示す説明図。
【図５】本発明の実施形態を示す断面説明図。
【符号の説明】
２…回折格子アレイ
１０…照明光
１１…回折光
３０…ディスプレイ（表示装置）
４０…照明光源
５０…液晶パネル
５５…液晶パネルドライバー
５６…ビデオレコーダー
Claims (2)
- 【請求項１】透光性基板の表面に、回折格子からなるセ
ルを、互いに離間した状態でマトリクス状に配置し、セ
ル間の回折格子の存在しない領域は遮光性とした回折格
子アレイを有し、 照明光を前記アレイに照射する照明手段と、照明光を選
択されたセルに照射する選択手段とを有し、前記セル
は、光源からの照明光の出射方向を変調する機能を有す
ることで、選択されたセルの集まりによって表現される
パターンを表示する表示装置において、 前記選択手段は、照明光の透過／非透過を変調する選択
要素をマトリクス状に配置して構成されるものであり、 回折格子からなるセルの大きさが、前記選択要素の大き
さよりも小さいことを特徴とする回折格子アレイを有す
る表示装置。 - 【請求項２】前記選択手段は、照明光の透過／非透過の
みならず、透過光の強度を変調するマスクをマトリクス
状に複数個配置して構成されるマスクアレイであること
を特徴とする請求項１に記載の回折格子アレイを有する
表示装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07615498A JP3484973B2 (ja) | 1998-03-24 | 1998-03-24 | 回折格子アレイを有する表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07615498A JP3484973B2 (ja) | 1998-03-24 | 1998-03-24 | 回折格子アレイを有する表示装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11271515A JPH11271515A (ja) | 1999-10-08 |
| JP3484973B2 true JP3484973B2 (ja) | 2004-01-06 |
Family
ID=13597127
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07615498A Expired - Fee Related JP3484973B2 (ja) | 1998-03-24 | 1998-03-24 | 回折格子アレイを有する表示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3484973B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI472841B (zh) * | 2011-03-31 | 2015-02-11 | Chi Mei Materials Technology Corp | 顯示裝置 |
| US9869924B2 (en) | 2013-03-04 | 2018-01-16 | Nec Corporation | Interface device and control method |
-
1998
- 1998-03-24 JP JP07615498A patent/JP3484973B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11271515A (ja) | 1999-10-08 |
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