JP3539791B2

JP3539791B2 - ディスプレイ装置

Info

Publication number: JP3539791B2
Application number: JP10231895A
Authority: JP
Inventors: 隆西原; 敏弘久保田
Original assignee: Toppan Inc
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 1995-04-26
Filing date: 1995-04-26
Publication date: 2004-07-07
Anticipated expiration: 2019-07-07
Also published as: JPH08297459A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、例えば３次元画像の表現等に用いられるディスプレイホログラムに利用されるディスプレイ装置に係り、特に明るい部屋で再生像を観察する場合においても、再生像の画質を向上するようにしたディスプレイ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、例えば３次元画像の表示等に用いられるディスプレイホログラムを利用して、小さなスペースで、ぼけの少ない再生像を得るためのディスプレイ装置が、本出願人により提案されてきている。
【０００３】
図２は、この種のディスプレイ装置の構成例を示す側面図である。
このディスプレイ装置は、図２に示すように、ホログラム面に対してほぼ平行に近い照明角度（例えば、７０〜８０度）で再生されるディスプレイホログラムである反射型ホログラム５と、この反射型ホログラム５を照明する照明光源６と、正面付近の方向の光のみを通過させるブラインド状の遮光板７と、これら反射型ホログラム５、照明光源６、および遮光板７を支持する支持台８とから構成されている。
【０００４】
かかるディスプレイ装置においては、反射型ホログラム５は、理想的な条件で再生する照明光源６からの光で再生されるため、ぼけのない再生像を得ることができる。
【０００５】
また、再生照明光が、反射型ホログラム５のホログラム面に対して、ほぼ平行に近い７０〜８０度の角度から入射するため、照明光源６の部分を小さくできるので、装置全体が場所をとらないで済む。
【０００６】
さらに、斜め方向から反射型ホログラム５に入射する光を、遮光板７により遮っているので、明るい部屋でも、外部光源からの光によって歪んだ像が再生されるのが抑えられている。
【０００７】
しかしながら、このようなディスプレイ装置では、反射型ホログラム５に正面方向から入射する光は遮られないことから、明るい部屋で再生像を観察する場合には、観察者の顔や後ろの情景等が反射型ホログラム５表面で反射されて、再生像と一緒に見えてしまう。
【０００８】
特に、エンボスホログラム等の表面レリーフ反射型ホログラムでは、ホログラム表面にアルミ蒸着等を行なって反射率を高くしてあることから、観察者の顔や後ろの情景等がかなり明るく見えることになり、再生像を観察する邪魔になってしまう。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
以上のように、従来のディスプレイ装置においては、明るい部屋で再生像を観察する場合には、再生像と一緒に、観察者の顔や後ろの情景等が見えてしまい、再生像を観察する邪魔になるという問題があった。
【００１０】
本発明は、上記のような問題を解消するために成されたもので、明るい部屋で再生像を観察する場合にも、観察者の顔や後ろの情景等の映り込みに邪魔されることなく、きれいな再生像を観察することが可能なディスプレイ装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、まず、請求項１に対応する発明のディスプレイ装置は、ホログラム面に対する垂線方向が、正面方向に対して第１の所定角度だけ傾くように設置され、ホログラム面に対してほぼ平行に近い第２の所定角度の照明光で再生すると、正面付近の方向から再生像が観察されるディスプレイホログラムと、第２の所定角度の光によりディスプレイホログラムを照明する照明光源と、ディスプレイホログラムの観察面側に配置され、正面付近の方向の光のみを通過させ、正面方向から第１の所定角度のほぼ２倍程度傾いた方向の光は遮るブラインド状の遮光体とを一体化して成り、第１の所定角度は、遮光体を通過した光がディスプレイホログラム表面で反射して観察者に達しない程度の角度とする。
【００１２】
また、請求項２に対応する発明のディスプレイ装置は、上記請求項１に対応する発明のディスプレイ装置において、ディスプレイホログラムと照明光源と遮光体とを支持する支持台を付加して成る。
【００１３】
ここで、特に上記第１の所定角度としては、ホログラム面の垂線方向が正面方向から１０〜２０度の範囲の角度とし、また上記第２の所定角度としては、ホログラム面の垂線から７０〜８０度の範囲の角度とすることが好ましい。
【００１４】
【作用】
従って、本発明のディスプレイ装置においては、ホログラム面に対する垂線方向が、正面方向に対して、遮光体を通過した光がディスプレイホログラム表面で反射して観察者に達しない程度の角度だけ傾くように、ディスプレイホログラムを設置することにより、ディスプレイホログラムの観察面側に配置された正面付近の方向の光のみを通すブラインド状の遮光板によって、明るい部屋で再生像を観察する場合にも、観察者の顔や後ろの情景等がホログラム面に反射されて目に入るのが遮られるため、きれいな再生像を観察することができる。
【００１５】
【実施例】
まず、本発明の考え方について説明する。
従来の再生装置では、ホログラム面の垂線方向がほぼ正面方向に一致するように、ディスプレイホログラムが設置されている。このため、遮光体で遮られない正面付近の方向からホログラムに入射した光が、ほぼ正面に反射されて観察者の目に入っている。
【００１６】
ホログラム面の垂線方向が正面方向から傾いた角度となるように、ディスプレイホログラムを設置すると、ホログラム面で反射されて正面付近にでる光は、ホログラムの傾き角度のほぼ２倍の角度だけ正面から傾いた斜めの方向付近からホログラム面に入射する光となることから、適当な遮光板を用いれば遮ることができる。
【００１７】
そこで、本発明では、傾いた状態で設置した時の正面付近の方向から再生像が観察できるようなディスプレイホログラムを、その角度傾いた状態で用いて、その観察面側にホログラム面の傾き角度のほぼ２倍の角度だけ正面方向から傾いた方向付近から入射する光を遮るような遮光板を配置してやることにより、観察者の顔や後ろの情景等が、ホログラム面で反射されて目にはいることがなくなり、きれいな再生像を観察し易いディスプレイ装置を得るものである。
【００１８】
以下、上記のような考え方に基づく本発明の一実施例について、図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明によるディスプレイ装置の全体構成例を示す側面図である。なお、図１では、ディスプレイホログラムとして反射型ホログラム（レインボウホログラム）を用いた場合を例をとって説明する。
【００１９】
すなわち、本実施例のディスプレイ装置は、図１に示すように、ホログラム面に対する垂線方向が、正面方向に対して第１の所定角度ａだけ傾くように設置され、ホログラム面に対してほぼ平行に近い第２の所定角度ｂの照明光で再生すると、正面付近の方向から再生像が観察されるように作製されたディスプレイホログラムである反射型ホログラム（本例では、レインボウホログラム）１と、上記第２の所定角度ｂの光により反射型ホログラム１を照明する照明光源（本例では、白色の平行光を発する光源）２と、反射型ホログラム１の観察面側に配置され、正面付近の方向の光のみを通過させ、正面方向から上記第１の所定角度ａのほぼ２倍程度傾いた方向の光は遮るようなブランド状の遮光体３と、これら反射型ホログラム１、照明光源２、および遮光体３を支持する支持台４とを一体化して成っている。
【００２０】
ここで、第１の所定角度（ホログラム面の垂線方向の正面方向に対する傾き角度）ａとしては、遮光体３を通過した光が反射型ホログラム１表面で反射して観察者に達しない程度の角度とする。すなわち、５〜２５度の範囲の角度、本例では、より好ましい１０〜２０度の範囲の角度とする。
【００２１】
また、第２の所定角度ｂとしては、ホログラム面の垂線から６５〜８５度の範囲の角度、本例では、より好ましい７０〜８０度の角度とする。
なお、ここで、第１の所定角度（ホログラム面の垂線方向の正面方向に対する傾き角度）ａを、５〜２５度の範囲の角度とするのは、次のような理由からである。
【００２２】
すなわち、傾き角度ａが大きくなると、設置した反射型ホログラム１が奥行き方向に場所をとるために、ディスプレイ装置自体が大きくなってしまい、ほぼ平行に近い照明光源２で反射型ホログラム１を再生させることで、装置を小型化している効果が損なわれてしまう。そこで、装置の小型化を損なわない角度として、２５度以下の角度にするのが好ましい。
【００２３】
一方、傾き角度ａを小さくし過ぎると、遮光体３で透過できる光の角度範囲を小さくしなければならなくなることから、ホログラム再生像を観察できる範囲が狭くなってしまう。ホログラムの再生像を観察できる範囲は、４０度以上欲しい（本例で示したレインボウホログラムの場合、正面方向を中心に４０度程度の角度にスペクトルが広がる）ことから、遮光体３で透過できる光の角度範囲を４０度以上とるために、反射型ホログラム１の傾き角度を５度以上にすることが好ましい。
【００２４】
このような観点から、ホログラム面の垂線方向の正面方向に対する傾き角度ａを、５〜２５度の範囲の角度にすることが適している。
図２は、上記反射型ホログラム１を作製するための光学系の構成例を示す概要図である。
【００２５】
まず、図２に示すような光学系を用いて、乾板９上に反射型レインボウホログラムを記録する。
すなわち、図示しない一つのレーザー光源から発したレーザー光線は、分光器１０によって２つの光に分割される。
【００２６】
一方の光は、ミラー１１で反射された後に、対物レンズ１２で広げられ、レンズ１３により平行光になってマスターホログラム１４を照明し、マスターホログラム１４で回折された後に、スリット１５を通過し、物体光として斜めの方向（本例では、乾板面の垂線から１０〜２０度の範囲の角度）から乾板９に届く。
【００２７】
また、もう一方の光は、ミラー１６で反射された後に、対物レンズ１７で広げられ、レンズ１８により平行光になって乾板９に斜めの角度（本例では、乾板９面の垂線から７０〜８０度の角度）から、乾板９に参照光として入射する。
【００２８】
そして、この物体光と参照光との２つの光の干渉によって、乾板９上にレインボウホログラムを記録する。
この際、乾板９にフォトレジスト等、光強度を表面の凸凹で記録する材料を用いて、その表面に反射層を設けることにより、反射型ホログラム（レインボウホログラム）１を得る。
【００２９】
ここで、乾板９の垂直方向に対して、物体光が通ってくるスリット１５の方向の角度が、図１に用いる反射型ホログラム１での、正面方向に対するホログラム面の垂線方向の傾き角度と同じになるようにすることが重要である。
【００３０】
また、参照光の角度は、反射による弊害が生じない範囲で９０度になるべく近い角度として、７０〜８０度の角度を用いる。
次に、以上のように構成した本実施例のディスプレイ装置の作用について説明する。
【００３１】
図２のようにして作製された反射型ホログラム（レインボウホログラム）１を用いて、図１に示すような系で像を再生する。図２のような光学系で作製されたような反射型ホログラム１の場合には、照明光源２としては、白色の平行光を発する光源を用い、反射型ホログラム１を再生する角度が、ホログラム撮影時に参照光が乾板９面で反射される方向と同じ角度となるようにする。
【００３２】
このようにすると、ホログラム面の垂線方向に対して、撮影時の乾板９の垂直方向に対するスリット１５の方向の角度と同じ角度の方向から再生像が観察できることになるため、図３（ａ）に示すように、遮光体３で遮られることなく、正面からきれいな再生像が観察できる。
【００３３】
一方、ホログラム面で反射されて正面付近に出る光は、反射型ホログラム１の傾き角度の２倍の角度正面から傾いた斜めの方向付近からホログラム面に入射する光となるため、図３（ｂ）に示すように、反射型ホログラム１の観察面側に配置されている正面付近の方向の光のみを通過し、正面方向から第１の所定角度ａのほぼ２倍程度傾いた方向の光は遮るようなブラインド状の遮光体３によって遮られることになるので、明るい部屋で像を観察する場合にも、観察者の顔や後ろの情景等がホログラム面で反射されて目に入ることがない。
【００３４】
すなわち、ホログラム面に対する垂線方向が、正面方向に対して第１の角度ａだけ傾くように設置され、正面付近の方向から再生像が観察できるように作製された反射板ホログラム（レインボウホログラム）１と、それに見合った角度で反射型ホログラム１を照明する照明光源（本例では、白色の平行光を発する光源）２と、正面付近の方向の光のみを通し、正面方向から反射型ホログラム１の傾き角度のほぼ２倍程度傾いた方向の光は遮るようなブラインド状の遮光体３とを用いることによって、正面方向から、観察者の顔や後ろの情景等の映り込みに邪魔されることなく、きれいな再生画像を観察することができる。
【００３５】
これにより、明るい部屋で再生像を観察する場合にも、観察者の顔や後ろの情景等の映り込みに邪魔されることなく、きれいな再生画像を観察することが可能なディスプレイ装置が得られ、３次元ディスプレイに関して極めて有用である。
【００３６】
上述したように、本実施例のディスプレイ装置は、ホログラム面に対する垂線方向が、正面方向に対して、第１の所定角度（遮光体３を通過した光が反射型ホログラム１表面で反射して観察者に達しない程度の角度：１０〜２０度）ａだけ傾くように設置され、ホログラム面に対してほぼ平行に近い第２の所定角度（ホログラム面の垂線から７０〜８０度）ｂの照明光で再生すると、正面付近の方向から再生像が観察されるように作製されたディスプレイホログラムである反射型ホログラム（本例では、レインボウホログラム）１と、上記第２の所定角度ｂの光により反射型ホログラム１を照明する照明光源（本例では、白色の平行光を発する光源）２と、反射型ホログラム１の観察面側に配置され、正面付近の方向の光のみを通過させ、正面方向から上記第１の所定角度ａのほぼ２倍程度傾いた方向の光は遮るようなブランド状の遮光体３と、これら反射型ホログラム１、照明光源２、および遮光体３を支持する支持台４とを一体化して構成したものである。
【００３７】
従って、ホログラム面の垂線方向の正面方向から傾いた角度となるように、反射型ホログラム１が設置されているため、ホログラム面で反射されて正面付近に出る光は、反射型ホログラム１の観測面側に配置されている遮光体３で遮られるため、観察者の顔や後ろの情景等がホログラム面で反射されて目に入ることがなくなり、きれいな再生像を観察することができる。
【００３８】
これにより、明るい部屋で再生像を観察する場合にも、観察者の顔や後ろの情景等の映り込みに邪魔されることなく、きれいな再生画像を観察することが可能になる。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、ホログラム面に対する垂線方向が、正面方向に対して第１の所定角度だけ傾くように設置され、ホログラム面に対してほぼ平行に近い第２の所定角度の照明光で再生すると、正面付近の方向から再生像が観察されるディスプレイホログラムと、第２の所定角度の光によりディスプレイホログラムを照明する照明光源と、ディスプレイホログラムの観察面側に配置され、正面付近の方向の光のみを通過させ、正面方向から第１の所定角度のほぼ２倍程度傾いた方向の光は遮るブラインド状の遮光体とを一体化して成り、第１の所定角度は、遮光体を通過した光がディスプレイホログラム表面で反射して観察者に達しない程度の角度とするようにしたので、明るい部屋で再生像を観察する場合にも、観察者の顔や後ろの情景等の映り込みに邪魔されることなく、きれいな再生像を観察することが可能なディスプレイ装置が提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるディスプレイ装置の一実施例を示す側面図。
【図２】同実施例における反射型ホログラムを作製するための光学系の構成例を示す概要図。
【図３】同実施例におけるディスプレイ装置の観察の様子を説明するための概要図。
【図４】従来のディスプレイ装置の構成例を示す側面図。
【符号の説明】
１…反射型ホログラム、
２…照明光源、
３…ブラインド状の遮光体、
４…支持台、
５…反射型ホログラム、
６…照明光源、
７…ブラインド状の遮光体、
８…支持台、
９…乾板、
１０…分光器、
１１…ミラー、
１２…体物レンズ、
１３…レンズ、
１４…マスターホログラム、
１５…スリット、
１６…ミラー、
１７…対物レンズ、
１８…レンズ。

Claims

ホログラム面に対する垂線方向が、正面方向に対して第１の所定角度だけ傾くように設置され、前記ホログラム面に対してほぼ平行に近い第２の所定角度の照明光で再生すると、正面付近の方向から再生像が観察されるディスプレイホログラムと、
前記第２の所定角度の光により前記ディスプレイホログラムを照明する照明光源と、
前記ディスプレイホログラムの観察面側に配置され、前記正面付近の方向の光のみを通過させ、前記正面方向から第１の所定角度のほぼ２倍程度傾いた方向の光は遮るブラインド状の遮光体とを一体化して成り、
前記第１の所定角度は、前記遮光体を通過した光がディスプレイホログラム表面で反射して観察者に達しない程度の角度とするようにしたことを特徴とするディスプレイ装置。
前記請求項１に記載のディスプレイ装置において、
ディスプレイホログラムと照明光源と遮光体とを支持する支持台を付加して成ることを特徴とするディスプレイ装置。
前記第１の所定角度としては、ホログラム面の垂線方向が正面方向から１０〜２０度の範囲の角度とし、また前記第２の所定角度としては、ホログラム面の垂線から７０〜８０度の範囲の角度とするようにしたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のディスプレイ装置。