JP3552383B2 - Display device - Google Patents
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Description
【0001】
【技術分野】
本発明は,ホログラムスクリーンを用いた表示装置に関するものであり,特に観者の目に入るノイズ光を抑制し,表示像のコントラストを高めることの出来る表示装置に関する。
【0002】
【従来技術】
スクリーン上に像を結像させる表示装置として,液晶を用いたプロジェクタ投射型の表示装置が知られている。このタイプの表示装置は,透過型または反射型の液晶に所定の方向から光を照射し,液晶に形成された像を記録した信号光を放射させる。そして,この信号光の表示像を結像レンズ等を介してスクリーン上に結像させ,スクリーンから発せられる表示像の透過散乱光または反射散乱光を観者に視認させるものである。
【0003】
また,液晶プロジェクタに代えてCRTプロジェクタ等を用い,R(赤),G(緑),B(赤)の3色のビームを放射してスクリーン上に表示像を結像させるものもある。
上記のように通常のスクリーンを用いた表示装置は,明るい環境下においては,周囲からスクリーン上に入射する光により表示像のコントラストが低下するという問題がある。従って,上記表示装置は,環境からの照度が低い限定された場所でしか使用できない。
【0004】
このような問題に対処するために,ホログラム素子をスクリーンに利用し,ホログラムの回折により,特定の方向から入射した特定の光に対してのみ散乱体としてのスクリーンの特性を発揮させる方法が提案されている。即ち,散乱体を記録したホログラム素子をスクリーンとして利用し,特定の方向から入射した照射光(信号光)に対してのみ光を散乱し,その他の方向から入射する光は透過または正反射させる。
【0005】
その結果,周囲の光の殆どはスクリーン上で散乱せず,従ってスクリーンの背景の輝度が高まるということがなくなり,表示像のコントラストが向上する(特開平5−333435号公報参照)。
また,ホログラムスクリーンを用いる上記構成に加えて,更に,外光を吸収する外光吸収手段(黒色塗料など)をホログラムスクリーンの内側に設け,これによって外光を吸収するという方法が提案されている(特開平5−88020号公報参照)。
【0006】
【解決しようとする課題】
ホログラムスクリーンを用いた表示装置には上記のように表示像の背景に対するコントラストを向上させるという利点がある。しかしながら,ホログラムスクリーンと外気との間またはホログラムスクリーンの構成部材間において,屈折率の異なる境界面における反射が発生し,この反射光の一部が観者の方向に進行し,これによって表示像のコントラストを低下させ像を見にくくするという問題が依然として残されている。
とくに,太陽光や照明灯などの強い外光の存在する環境下では,上記反射光ノイズによるコントラストの低下は顕著になる。
【0007】
図5に示すように,反射型ホログラムを用いたホログラムスクリーン91の場合には,プロジェクタ93から放射される信号光31は,ホログラム910で回折,反射されて正規の回折光311として観者81の目に入射する。しかしながら,特定の方向から入射したノイズ外光390は,ホログラム910を挟持する基板911,912及びホログラム910を透過した後,基板912と外気との界面913で反射し,この第一反射光391のホログラム910への入射角度が信号光31の入射角度と反対方向(180度差)に一致すると,この第1反射光391のノイズ回折光392は,信号光31の正規の回折光311と反対方向に向かって進むことになる。
【0008】
そして,このノイズ回折光392が,再び界面913で反射され,観者81に視認される有害ノイズ光393となる。なお,この場合,ノイズ光393は,回折による反射を含めて合計3回の反射を経て観者81の目に達するが,太陽光などの外光は極めて強い光であるから,3回の反射後といえども依然として強い強度を有しており,表示像のコントラストを大幅に低下させる。
【0009】
一方,図6に示すように,透過型ホログラムを用いたホログラムスクリーン92の場合には,プロジェクタ(図示省略)から放射される信号光31は,ホログラム920で回折して透過し正規の回折光311として観者81の目に入射する。しかしながら,特定の方向から入射した外光394の一部は,ホログラム920を挟持する基板911を透過し,そのホログラム920への入射角度が信号光31の入射角度と反対方向(180度差)に一致すると,この外光394の回折ノイズ光395は,信号光31の正規の回折光311と反対方向に向かって進むことになる。そして,この回折ノイズ光395が,再び界面913で反射され,観者81に視認される有害ノイズ光396となり,同様に表示像のコントラストを低下させる。
【0010】
また,外部の物体95等で反射された他の外光ノイズ397が,ホログラム920を挟持する基板911,912及びホログラム920を透過した後,基板912と外気との界面913で反射し,この反射ノイズ光398のホログラム920への入射角度が信号光31のホログラム920への入射角度と一致すると,この反射ノイズ光398の回折ノイズ光399は,信号光31の回折光311と同一の方向に向かって進むようになり,観者81に視認される他の有害ノイズ光となり,同様に表示像のコントラストを低下させる。
【0011】
本発明は,かかる従来の問題点に鑑みてなされたものであり,外光によって生ずる有害なノイズ光を抑制し表示像のコントラストを高めることの出来る,ホログラムスクリーンを用いた表示装置を提供しようとするものである。
【0012】
【課題の解決手段】
本願の請求項1の発明にかかる表示装置は,透過型のホログラムスクリーンの裏面側に透光性の反射防止部材を配置しており,この反射防止部材は,信号光の入射する所定の角度範囲αと反対の方向からホログラムスクリーンに入射して回折,透過した第1のノイズ光(図1及び図6,回折ノイズ光395参照)の入射角度,または,上記反射防止部材において正反射した光が上記所定の角度範囲αと同一の方向となる第2のノイズ光(図1及び図6,外光ノイズ光397参照)の入射角度に対して低い反射率を有している。
【0013】
そのため,上記第1のノイズ光が反射されて観者に向かう光(図1,図6,有害ノイズ光396参照)及び上記第2のノイズ光が反射,回折されて観者に向かう光(図1,図6,有害ノイズ光399)の強度は,大幅に低下する。即ち,本発明によれば,外光によって生ずる有害な背景光を大幅に抑制し,表示像のコントラストを高めることができる。
【0014】
次に,本願の請求項2の発明にかかる表示装置は,反射型ホログラムムスクリーンの裏面側に透光性の反射防止部材を配置しており,上記反射防止部材は,上記反射防止部材において正反射した光が信号光の入射する所定の角度範囲βと反対の方向となる第3のノイズ光(図3,図5,ノイズ外光390参照)または第3のノイズ光がホログラムで回折,反射した第4のノイズ光(図3,図5,ノイズ回折光392参照)の入射角度に対して低い反射率を有している。
そのため,上記第3のノイズ光及び第4ノイズ光に起因する有害な背景ノイズ光(図3,図5,有害ノイズ光393参照)の強度は大幅に低下し,表示像のコントラストを高めることができる。
【0015】
次に,本願の請求項3の発明にかかる表示装置は,所定の方向に直線偏光した光に対して高い回折効率を有する透過型又は反射型のホログラムスクリーンを用いており,ホログラムスクリーンの少なくとも前面側には偏光光学素子が配置され,この偏光光学素子は,上記ホログラムスクリーンが高い回折効率を有する所定の直線偏光光を選択的に透過させる。上記偏光光学素子は,例えば,偏光板や偏光フィルム等がある。
【0016】
そのため,ホログラムスクリーンに向かう少なくとも前面側から来る自然光等の外光は,上記偏光光学素子を透過することから他の偏光成分が除去されて,その強度が数分の1に減少する。例えば,全ての偏光成分を含む太陽光などの外光は,上記偏光光学素子を透過することにより,強度が約3分の1に減衰する。一方,ホログラムで回折する直線偏光光は,上記偏光光学素子があることによって減衰しないから,観者が視認する表示像の輝度は変化しない。即ち,本発明によれば,表示像の輝度をそのままにして,外光によって生ずる有害ノイズ光を低減することができるから,表示像のコントラストを高めることができる。
【0017】
なお,請求項4記載のように,上記請求項3の発明は,請求項1または請求項2記載の表示装置に適用することができ,両発明の効果を相乗的に発揮させることができる。即ち,ホログラムスクリーンのホログラムを直線偏光した光に対して高い回折効率を有するものにした上で,請求項1または請求項2の表示装置のホログラムスクリーンの少なくとも前面に,上記偏光光学素子を配置することにより,ホログラムスクリーンに入射する外光の強度を入口で減衰させることができるから,一段と有害ノイズ光を低減し,表示像のコントラストを高めること可能となる。
【0018】
また,請求項5記載のように,請求項1から請求項4の表示装置において,更に,ホログラムスクリーンに入射及び出射する正規の信号光の光路を妨げることがないように,上記ホログラムスクリーンの周りを光吸収部材で覆うことが好ましい。このように構成することによって,反射によってホログラムスクリーンに入射する外光,即ち直接ホログラムスクリーンに入射する外光以外の外光について,更にこれを低減することができるからである。
【0019】
また,請求項6記載のように,ホログラムスクリーンを透過型とし,かつ投光手段に,信号光を上記ホログラムスクリーンの斜め上方または斜め下方から投射するための反射光学素子を設けると好適である。信号光がホログラムスクリーンの斜め上方または斜め下方から投射されるようにすることにより,ホログラムの0次回折光が観者の目に入らないようにすることができ,かつ上記反射光学素子を配置することにより表示器がホログラムスクリーンの上下からはみ出さないようにすることが出来る(図4参照)。その結果,表示装置の各構成要素を上記ホログラムスクリーンの縦横寸法とほぼ同一の大きさのケースに収容することが出来るようになり,この表示装置を縦横に複数並置または載置することによって,大型の複合表示装置を構成することが可能となる。
【0020】
なお,表示器には,請求項7記載のように,液晶デバイスと,この液晶デバイスに所定の方向から光を照射する光源とからなるものがある。液晶デバイスは,電気信号を外部から付加することにより,記録された表示像を制御して表示を変更することが出来る。
【0021】
【発明の実施の形態】
実施形態例1
本例は,図1に示すように,表示情報を記録した信号光31を発する表示器28と,透過型ホログラム11を形成し所定の角度範囲αから入射した信号光31を観者81の方向に回折,透過させる指向性を有するホログラムスクリーン10と,表示器28から発せられた信号光31をホログラムスクリーン10に投射する投光手段(結像レンズ)29とを有する表示装置1である。
【0022】
ホログラムスクリーン10の裏面側には,透光性の反射防止部材21が配置されており,反射防止部材21は,上記所定の角度範囲αと反対の方向からホログラムスクリーンに入射して回折,透過した第1のノイズ光395の入射角度,または,反射防止部材21において正反射した光398が上記所定の角度範囲αと同一の方向となる第2のノイズ光397の入射角度に対して低い反射率を有している。
【0023】
また,ホログラムスクリーン10のホログラム11は,所定の方向に直線偏光した光に対して高い回折効率を有しており,ホログラムスクリーン10の前面側には,偏光光学素子22が配置されている。そして,この偏光光学素子22は,ホログラムスクリーン10が高い回折効率を有する上記所定の直線偏光光を選択的に透過させる偏光板または偏光フィルムである。
【0024】
以下,それぞれについて説明を補足する。
表示器28は,光源281と,像を記録した液晶素子282と,光源281から放射された発散光を平行光に変換するリフレクタ283とを有する。
ホログラムスクリーン10は,図1に示すように,ホログラム11を透明性の基板12,13で挟持したものである。
【0025】
ホログラム11は透明な透過型のホログラムであり,0次の回折光が観者81の目に入らないようにするために,斜め下方の結像レンズ29から信号光31をホログラム11に照射し,照射される信号光31の角度を回折により曲げて,略水平の方向を中心に回折光311を散乱させて観者81に表示像を視認させる(図4符号311参照)。信号光31と回折光311の間の上記曲げ角は,ホログラムスクリーン10の中心部において約30〜40°である。
【0026】
ホログラム11は,図2に示す光学系によって干渉縞を形成したものであり,感光材51は重クロム酸ゼラチンであり,記録される物体は♯1000程度の表面粗さ(照射光の波長近傍の表面粗さ)を有する擦りガラス40である。
即ち,レーザー光源41から放射されたコヒーレントな光35をミラー42で光路を曲げたのち,ハーフミラー43で物体光36に向かう光路と参照光37に向かう光路に分割する。そして,一方(紙面左方)を出た光351は,ミラー441,対物レンズ442,軸外し放物面鏡443を経て平行光とした後,拡散板としての擦りガラス40を透過して物体光36を形成し,ハーフミラー47を経て感光材51に入射する。
【0027】
一方,ハーフミラー43を出た他方の光352は,ミラー461,462を経て対物レンズ463で発散光に変換された後,ハーフミラー47を経て参照光37として感光材51に入射する。その結果,感光材51には,擦りガラス40を記録した透過型のホログラムが形成される。その結果,ホログラム11に対して図2の参照光37の方向から再生光を照射すれば,ホログラム11を透過した回折光は,擦りガラス51による拡散光と同様の光となる。
【0028】
本例のホログラム11の回折効率は,約30〜40%であり,回折光311の散乱の半値半角(強度が半値となる散乱光の角度と最大となる散乱光の角度との差)は,約6°であり,ホログラムスクリーン10のスクリーンゲインは約9である。
表示器28は,例えば,メタルハライドランプ等の光源281と透過型の液晶素子282によって構成する。例えば,20Wのメタルハライドランプ(全光束1300lm)と,透過率3%の1.3インチのカラー液晶素子282とを用いた場合,リフレクタ283等の照明系の効率を50%,結像レンズ29の効率を80%とすると,結像レンズ29から出射される全光束は13ルーメン(lm)となる。
【0029】
その結果,ホログラムスクリーン10の画面サイズを10インチ(0.03m2 )とすると,上記光束(13lm)によるスクリーンへの照度は433lx(lm/m2 )となる。そして,ホログラムスクリーン10のスクリーンゲインが9であるから,表示輝度は1240cd/m2 となる(表示輝度=照度×スクリーンゲイン÷π・・・▲1▼式)。
【0030】
この表示輝度は,CRTディスプレイや直視型の液晶パネルの表示輝度が100〜200cd/m2 であることを考えれば,十分大きな値である。しかしながら,本例の表示装置1では,背景光がホログラムスクリーン10を透過して来ることから,背景と表示像との間のコントラストの観点からの検討が必要である。
【0031】
例えば,表示装置1を屋外で使用することを考えると,太陽光が直射した場合のおける照度は105 lxであり,上記▲1▼式から算出される表示輝度は28.6×104 cd/m2 に相当する。従って,図6に示すように仮に反射防止部材21及び偏光光学素子22が無い場合には,基板13と空気との界面131(図6,符号913)での反射率を4%とすると,太陽光39が,信号光31が入射する所定の角度範囲αと反対の方向からホログラムスクリーン10に入射して,第1のノイズ光395となり,これが上記界面131で反射したときの表面輝度は,1.14×104 cd/m2 となる。
【0032】
この値は,表示像の上記表面輝度の約9倍に達し,表示像は完全にかき消され,所謂ウォッシュアウトされてしまうことになる。
同様に,図6に示すように反射防止部材21及び偏光光学素子22が無い場合には,太陽光39が,基板13と空気との界面131で正反射した光398が上記所定の角度範囲αと同一の方向となる第2のノイズ光397が上記界面131で反射したときの表面輝度は,1.14×104 cd/m2 となり,表示像は完全にウォッシュアウトされてしまう。
【0033】
しかしながら,本例では,反射防止部材21及び偏光光学素子22が設けられており,以下に述べるように,このようなノイズ光395,397による表示像のウォッシュアウトを防止することが出来る。
本例の反射防止部材21は,広帯域の反射抑制を可能とするために干渉膜を多層に形成した,いわゆる多層干渉膜である。そして,信号光31のホログラムスクリーン10への入射角度において優れた反射抑制効果を発揮するように,多層干渉膜の膜厚を設定したものである。
【0034】
この反射防止部材21により上記ノイズ光395,397の反射率は,基板13と空気との界面131での反射率の10分の1以下とすることが容易であり,これによって有害ノイズ光396,399の表面輝度は,1.14×103 cd/m2 程度となる(同図における有害ノイズ光396,399の破線による表示は,強度が弱いことを模式的に示したものである)。この表面輝度は,表示像の表面輝度とほぼ同レベルであるから,表示像は視認可能となる。
【0035】
また,偏光光学素子22は,図1に示すように,偏光軸に対して直交ニコルになる光をカットし,偏光していない太陽光39(楕円矢印で図示)を直線偏光光(直線矢印で図示)に変換する。そのため,偏光光学素子22を透過しホログラムスクリーン10に入射する段階で,太陽光39の強度は約3分の1に減衰する。したがって,上記有害ノイズ光396,399の表面輝度は,367cd/m2 程度となる。
【0036】
一方,ホログラム11で高効率で回折される光は,偏光光学素子22で減衰されることは無いから,表示像の表面輝度は不変である(上記1240cd/m2 )。従って,本例によれば,太陽の直射光のような極めて強い外光の存在する環境下においても表示像を明瞭に視認するはことができる優れた表示装置1を得ることが出来る。
【0037】
実施形態例2
本例は,図3に示すように,実施形態例1において,ホログラムスクリーン10のホログラム14を反射型ホログラムとしたもう一つの実施形態例である。
本例の表示装置1は,反射型のホログラム14を備えたホログラムムスクリーン10の裏面側に透光性の反射防止部材21を配置しており,反射防止部材21は,反射防止部材21において正反射した光391が信号光31の入射する所定の角度範囲βと反対の方向となる第3のノイズ光390の入射角度,または第3のノイズ光390がホログラム14で回折,反射した第4のノイズ光392の入射角度に対して低い反射率を有している。
【0038】
そのため,第3のノイズ光390及び第4ノイズ光392に起因する有害なノイズ光393の強度は大幅に低下し,背景に対する表示像のコントラストを高めることができる。
さらに,第3のノイズ光390は,偏光光学素子22を透過することによって,太陽光39の強度の3分の1程度に弱められているから,一段と背景に対する表示像のコントラストを高めることができる。
その他については,実施形態例1と同様である。
【0039】
実施形態例3
本例は,図4に示すように,実施形態例1において,表示装置1をボックス収納型としたものであり,ボックス27の大きさを上下左右方向においてホログラムスクリーン10とほぼ同一としてある。そのため,この表示装置1を上下左右に積み上げて,大型の大画面表示装置を構成することが出来る。また,ボックス27の内面271及び隔壁272は,光吸収部材(黒色塗料)で覆われており,前方以外からの外光の進入を防止すると共にボックス27内部での反射光ノイズの発生を抑制することができる。
【0040】
表示器28及び結像レンズ29をボックス27内に収容し,且つ0次回折光が観者81の視野に入らないように図1と同様の角度から信号光31をホログラムスクリーン10に入射させる。そのために,本例ではミラー26を結像レンズ29とホログラムスクリーン10の間の光路上に配置する。同図において,符号284,285は,光源281等の電源ワイヤーと,液晶素子282を制御する信号線である。
その他については,実施形態例1と同様である。
【0041】
【発明の効果】
上記のように本発明によれば,外光によって生ずる有害なノイズ光を抑制し表示像のコントラストを高めることの出来る,ホログラムスクリーンを用いた表示装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施形態例1の表示装置のシステム構成図。
【図2】実施形態例1のホログラムの露光工程の光学系を示す図。
【図3】実施形態例2の表示装置のシステム構成図。
【図4】実施形態例3の表示装置のシステム構成図。
【図5】反射型ホログラムを用いた従来の表示装置における信号光とノイズ光の光路を示す図。
【図6】透過型ホログラムを用いた従来の表示装置における信号光とノイズ光の光路を示す図。
【符号の説明】
10...ホログラムスクリーン,
21...反射防止部材,
22...偏光光学素子,
31...信号光,
395,397...ノイズ光,[0001]
【Technical field】
The present invention relates to a display device using a hologram screen, and more particularly to a display device capable of suppressing noise light entering a viewer's eyes and increasing the contrast of a displayed image.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art As a display device for forming an image on a screen, a projector projection type display device using liquid crystal is known. This type of display device irradiates a transmission type or reflection type liquid crystal with light from a predetermined direction, and emits signal light in which an image formed on the liquid crystal is recorded. Then, the display image of the signal light is formed on a screen via an image forming lens or the like, and the transmitted scattered light or the reflected scattered light of the display image emitted from the screen is visually recognized by a viewer.
[0003]
In addition, there is a type in which a CRT projector or the like is used instead of a liquid crystal projector and emits three color beams of R (red), G (green), and B (red) to form a display image on a screen.
As described above, the display device using a normal screen has a problem that, in a bright environment, the contrast of a display image is reduced by light incident on the screen from the surroundings. Therefore, the display device can be used only in a limited place where the illuminance from the environment is low.
[0004]
In order to cope with such a problem, a method has been proposed in which a hologram element is used for a screen, and the hologram is diffracted to exhibit the characteristics of the screen as a scatterer only for specific light incident from a specific direction. ing. That is, a hologram element on which a scatterer is recorded is used as a screen to scatter light only for irradiation light (signal light) incident from a specific direction, and transmit or specularly reflect light incident from other directions.
[0005]
As a result, most of the ambient light is not scattered on the screen, so that the brightness of the background of the screen does not increase, and the contrast of the displayed image is improved (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-333435).
In addition to the above configuration using a hologram screen, a method has been proposed in which an external light absorbing means (black paint or the like) for absorbing external light is provided inside the hologram screen, thereby absorbing external light. (See JP-A-5-88020).
[0006]
[Problem to be solved]
A display device using a hologram screen has the advantage of improving the contrast of a display image against the background as described above. However, between the hologram screen and the outside air or between the components of the hologram screen, reflection occurs at the boundary surface having a different refractive index, and a part of the reflected light travels in the direction of the viewer. The problem of lowering the contrast and making the image difficult to see still remains.
In particular, in an environment where strong external light such as sunlight or a lighting lamp is present, the decrease in contrast due to the reflected light noise becomes remarkable.
[0007]
As shown in FIG. 5, in the case of a
[0008]
Then, the noise diffracted
[0009]
On the other hand, as shown in FIG. 6, in the case of a
[0010]
Further, other
[0011]
The present invention has been made in view of such a conventional problem, and an object of the present invention is to provide a display device using a hologram screen that can suppress harmful noise light generated by external light and increase the contrast of a display image. Is what you do.
[0012]
[Means for solving the problem]
In the display device according to the first aspect of the present invention, a translucent anti-reflection member is disposed on the back side of the transmission type hologram screen, and the anti-reflection member has a predetermined angle range in which the signal light is incident. The incident angle of the first noise light (see FIGS. 1 and 6, diffracted noise light 395) incident on the hologram screen from the direction opposite to α and diffracted and transmitted, or the light regularly reflected by the antireflection member is It has a low reflectance with respect to the incident angle of the second noise light (see FIG. 1 and FIG. 6, the external light noise light 397) in the same direction as the predetermined angle range α.
[0013]
Therefore, the light that reflects the first noise light toward the viewer (see FIGS. 1 and 6 and the harmful noise light 396) and the light that reflects and diffracts the second noise light toward the viewer (see FIG. 1). 1, the intensity of the harmful noise light 399) is greatly reduced. That is, according to the present invention, harmful background light generated by external light can be significantly suppressed, and the contrast of a displayed image can be increased.
[0014]
Next, in the display device according to the invention of claim 2 of the present application, a translucent anti-reflection member is disposed on the back side of the reflection type hologram screen, and the anti-reflection member is a positive anti-reflection member. The third noise light (see FIGS. 3, 5, and the outside light 390) or the third noise light in which the reflected light is in the direction opposite to the predetermined angle range β where the signal light is incident is diffracted and reflected by the hologram. It has a low reflectance with respect to the incident angle of the fourth noise light (see FIGS. 3, 5 and the noise diffracted light 392).
Therefore, the intensity of the harmful background noise light (see FIGS. 3, 5, and 393) caused by the third noise light and the fourth noise light is significantly reduced, and the contrast of the display image can be increased. it can.
[0015]
Next, a display device according to a third aspect of the present invention uses a transmission type or reflection type hologram screen having a high diffraction efficiency with respect to light linearly polarized in a predetermined direction. A polarizing optical element is disposed on the side, and the polarizing optical element selectively transmits predetermined linearly polarized light having a high diffraction efficiency by the hologram screen. The polarizing optical element includes, for example, a polarizing plate and a polarizing film.
[0016]
Therefore, external light such as natural light coming from at least the front side toward the hologram screen passes through the polarizing optical element, so that other polarized components are removed, and the intensity is reduced to a fraction. For example, the intensity of external light such as sunlight containing all polarized light components is attenuated to about one third by passing through the polarizing optical element. On the other hand, the linearly polarized light diffracted by the hologram is not attenuated by the presence of the polarizing optical element, so that the brightness of the display image viewed by the viewer does not change. That is, according to the present invention, it is possible to reduce harmful noise light generated by external light while keeping the brightness of the display image unchanged, and thus to enhance the contrast of the display image.
[0017]
In addition, as described in claim 4, the invention of
[0018]
According to a fifth aspect of the present invention, in the display device according to any one of the first to fourth aspects, the hologram screen is further surrounded by the hologram screen so as not to obstruct the optical path of regular signal light entering and exiting the hologram screen. Is preferably covered with a light absorbing member. With this configuration, external light incident on the hologram screen by reflection, that is, external light other than the external light directly incident on the hologram screen, can be further reduced.
[0019]
It is preferable that the hologram screen is of a transmission type, and that the light projecting means is provided with a reflection optical element for projecting the signal light obliquely above or below the hologram screen. The signal light is projected obliquely from above or below the hologram screen, so that the 0th-order diffracted light of the hologram can be prevented from entering the viewer's eyes, and the reflective optical element is arranged. Thus, the display can be prevented from protruding from above and below the hologram screen (see FIG. 4). As a result, each component of the display device can be accommodated in a case having a size substantially the same as the vertical and horizontal dimensions of the hologram screen. Can be configured.
[0020]
Some of the displays include a liquid crystal device and a light source that irradiates the liquid crystal device with light from a predetermined direction. The liquid crystal device can change the display by controlling the recorded display image by adding an electric signal from the outside.
[0021]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
In this example, as shown in FIG. 1, a
[0022]
On the back side of the
[0023]
The
[0024]
The following is a supplementary explanation for each.
The
The
[0025]
The
[0026]
The
That is, the optical path of the
[0027]
On the other hand, the
[0028]
The diffraction efficiency of the
The
[0029]
As a result, when the screen size of the
[0030]
This display luminance is a sufficiently large value considering that the display luminance of a CRT display or a direct-view type liquid crystal panel is 100 to 200 cd / m 2 . However, in the
[0031]
For example, considering that the
[0032]
This value reaches about nine times the surface luminance of the display image, and the display image is completely erased and is washed out.
Similarly, when the
[0033]
However, in this example, the
The
[0034]
It is easy for the
[0035]
Also, as shown in FIG. 1, the polarizing
[0036]
On the other hand, the light diffracted by the
[0037]
Embodiment 2
As shown in FIG. 3, this embodiment is another embodiment in which the
In the
[0038]
Therefore, the intensity of the harmful noise light 393 caused by the
Further, since the
Others are the same as the first embodiment.
[0039]
In the present embodiment, as shown in FIG. 4, the
[0040]
The
Others are the same as the first embodiment.
[0041]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to obtain a display device using a hologram screen that can suppress harmful noise light generated by external light and increase the contrast of a display image.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a system configuration diagram of a display device according to a first embodiment.
FIG. 2 is a diagram illustrating an optical system in a hologram exposure process according to the first embodiment.
FIG. 3 is a system configuration diagram of a display device according to a second embodiment.
FIG. 4 is a system configuration diagram of a display device according to a third embodiment.
FIG. 5 is a diagram showing optical paths of signal light and noise light in a conventional display device using a reflection hologram.
FIG. 6 is a diagram showing optical paths of signal light and noise light in a conventional display device using a transmission hologram.
[Explanation of symbols]
10. . . Hologram screen,
21. . . Anti-reflective member,
22. . . Polarization optics,
31. . . Signal light,
395, 397. . . Noise light,
Claims (7)
上記観者とは反対側である上記ホログラムスクリーンの裏面側には,透光性の反射防止部材が配置されており,
上記反射防止部材は,上記所定の角度範囲αと反対の方向からホログラムスクリーンに入射して回折,透過した第1のノイズ光,または,上記反射防止部材において正反射した光が上記所定の角度範囲αと同一の方向となる第2のノイズ光の入射角度に対して低い反射率を有していることを特徴とする表示装置。A display for emitting signal light on which display information is recorded, a hologram screen having a directivity for forming a transmission hologram and diffracting and transmitting the signal light incident from a predetermined angle range α toward a viewer, and the display A projection device for projecting the signal light emitted from the hologram screen onto the hologram screen,
On the back side of the hologram screen opposite to the viewer , a translucent anti-reflection member is disposed.
The anti-reflection member is configured to emit the first noise light that is incident on the hologram screen from the direction opposite to the predetermined angle range α and is diffracted and transmitted, or the light that is regularly reflected by the anti-reflection member is in the predetermined angle range α. A display device having a low reflectance with respect to an incident angle of a second noise light in the same direction as α.
上記観者とは反対側である上記ホログラムスクリーンの裏面側には,透光性の反射防止部材が配置されており,
上記反射防止部材は,上記反射防止部材において正反射した光が上記所定の角度範囲βと反対の方向となる第3のノイズ光,または,上記第3のノイズ光がホログラムで回折,反射した第4のノイズ光の入射角度に対して低い反射率を有していることを特徴とする表示装置。A display for emitting signal light on which display information is recorded, a hologram screen having a directivity for forming a reflection type hologram and diffracting and reflecting the signal light incident from a predetermined angle range β toward a viewer, and the display A projection device for projecting the signal light emitted from the hologram screen onto the hologram screen,
On the back side of the hologram screen opposite to the viewer , a translucent anti-reflection member is disposed.
The anti-reflection member is a third noise light in which light regularly reflected by the anti-reflection member is in a direction opposite to the predetermined angle range β, or a third noise light in which the third noise light is diffracted and reflected by a hologram. 4. A display device having a low reflectance with respect to the incident angle of the noise light of No. 4.
上記ホログラムスクリーンの少なくとも上記観者側である前面側には,偏光光学素子が貼り合わされており,この偏光光学素子は,上記ホログラムスクリーンが高い回折効率を有する上記所定の直線偏光光を選択的に透過させることを特徴とする表示装置。A display device that emits signal light recording display information and a directivity that has a high diffraction efficiency for light linearly polarized in a predetermined direction and diffracts signal light incident from a predetermined angle range in a viewer direction. A display device comprising: a transmission type or reflection type hologram screen, and light projecting means for projecting the signal light emitted from the display unit onto the hologram screen,
A polarizing optical element is bonded to at least the front side of the hologram screen that is the viewer side, and the polarizing optical element selectively converts the predetermined linearly polarized light having a high diffraction efficiency to the hologram screen. A display device characterized by transmitting light.
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