JP3685417B2 - ホログラム照明用プリズムシート組立体 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ホログラム照明用プリズムシート組立体に関し、特に、ホログラムカラーフィルター等のホログラムに対して略垂直に進むバックライト等の照明光を所定の斜め入射角で入射するように変換するホログラム照明用プリズムシート組立体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、顔料、染料等による吸収カラーフィルターを用いたカラー液晶表示装置においては、表示のためにバックライトは必要不可欠なものである。しかしながら、カラー液晶表示装置の背後から白色光をそのまま照射しただけでは、その利用効率は非常に低い。その原因として、主に下記に示す理由があげられる。
【０００３】
▲１▼各色のセル以外のブラック・マトリックスが占める面積が広く、そこに当たった光は無駄になる。
▲２▼各画素へ入射する白色光の中、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）のカラーフィルターを透過する色成分が制限されてしまうので、その他の補色成分は無駄となってしまう。
▲３▼カラーフィルターでの吸収による損失が伴う。
【０００４】
このような問題を解決すべく、例えばマイクロレンズアレーをカラーフィルターの前面に設置し、白色光のバックライトをそれぞれカラーフィルターセルＲ、Ｇ、Ｂへ集光させるようにすることにより、バックライトの利用効率を上げる方法が従来より知られている。
【０００５】
しかしながら、この方法でも、白色光３を各カラーフィルターセルＲ、Ｇ、Ｂへ分光して照射することはできないために、上記▲２▼に示す問題の解決はできない。
【０００６】
さらに、このようなカラーフィルターを用いずに、ダイクロイックミラー３枚とマイクロレンズアレーを用いて、光の利用効率を向上させた液晶プロジェクターが特開平４−６０５３８号において提案されている。この場合、上記のような顔料、染料等による吸収カラーフィルターが不要になり、上記の▲１▼〜▲３▼の問題が解決され、カラー映像の輝度は向上するが、３枚のダイクロイックミラーを必要とするため、光学系・装置が大きくなり嵩張ってしまう。また、コストも高いものになってしまう問題がある。
【０００７】
このような状況に鑑み、本出願人は、特願平５−１２１７０号等において、液晶表示用バックライト等の利用効率を大幅に向上させるために、ホログラムを利用したカラーフィルター及びそれを用いた液晶表示装置を提案した。
【０００８】
さらに、このようなホログラムカラーフィルターを用いた液晶表示装置を投影型に変更して、スクリーン上で明るいカラー映像を表示する液晶投影表示装置も、特願平５−２４２２９２号等において提案した。
【０００９】
以下、簡単にこのようなホログラムカラーフィルターを用いた液晶表示装置及び液晶投影表示装置について説明する。
まず、図４の断面図を参照にして第１のタイプのホログラムカラーフィルターを用いた液晶表示装置について説明する。同図において、規則的に液晶セル６′（画素）に区切られた液晶表示素子６のバックライト３入射側にカラーフィルターを構成するホログラムアレー５が離間して配置される。液晶表示素子６背面には、各液晶セル６′の間に設けられたブラック・マトリックス４が配置される。以上の他、図示しない偏光板がホログラムアレー５の入射側と液晶表示素子６の射出側に配置される。なお、ブラック・マトリックス４の間には、従来のカラー液晶表示装置と同様に、Ｒ、Ｇ、Ｂの分色画素に対応した色の光を通過する吸収型のカラーフィルターを付加的に配置するようにしてもよい。
【００１０】
ホログラムアレー５は、Ｒ、Ｇ、Ｂの分色画素の繰り返し周期、すなわち、液晶表示素子６の紙面内の方向に隣接する３つの液晶セル６′の組各々に対応して、その繰り返しピッチと同じピッチでアレー状に配置された微小ホログラム５′からなり、微小ホログラム５′は液晶表示素子６の紙面内の方向に隣接する３つの液晶セル６′各組に整列して各々１個ずつ配置されており、各微小ホログラム５′は、ホログラムアレー５の法線に対して角度θをなして入射するバックライト３の中の緑色の成分の光を、その微小ホログラム５′に対応する３つの分色画素Ｒ、Ｇ、Ｂの中心の液晶セルＧ上に集光するようにフレネルゾーンプレート状に形成されているものである。そして、微小ホログラム５′は、回折効率の波長依存性がないかもしくは少ない、レリーフ型、位相型、振幅型等の透過型ホログラムからなる。ここで、回折効率の波長依存性がないかもしくは少ないとは、リップマンホログラムのように、特定の波長だけを回折し、他の波長はほとんど回折しないタイプのものではなく、１つの回折格子で何れの波長も回折するものを意味し、この回折効率の波長依存性が少ない回折格子は、波長に応じて異なる回折角で回折する。
【００１１】
このような構成であるので、ホログラムアレー５の液晶表示素子６と反対側の面からその法線に対して角度θをなして入射する白色のバックライト３を入射させると、波長に依存して微小ホログラム５′による回折角は異なり、各波長に対する集光位置はホログラムアレー５面に平行な方向に分散される。その中の、赤の波長成分は赤を表示する液晶セルＲの位置に、緑の成分は緑を表示する液晶セルＧの位置に、青の成分は青を表示する液晶セルＢの位置にそれぞれ回折集光するように、ホログラムアレー５を構成配置することにより、それぞれの色成分はブラック・マトリックス４でほとんど減衰されずに各液晶セル６′を通過し、対応する位置の液晶セル６′の状態に応じた色表示を行うことができる。なお、ホログラムアレー５へのバックライト３の入射角度θは、ホログラム記録条件、ホログラムアレー５の厚み、ホログラムアレー５と液晶表示素子６との距離等の種々の条件により定まるものである。
【００１２】
このように、ホログラムアレー５をカラーフィルターとして用いることにより、従来のカラーフィルター用バックライトの各波長成分を無駄なく吸収なく各液晶セル６′へ入射させることができるため、その利用効率を大幅に向上させることができる。
【００１３】
次に、図５の断面図を参照にして第２のタイプのホログラムカラーフィルターを用いた液晶表示装置について説明する。同図において、第２のタイプのホログラムカラーフィルター１０は、ホログラム７と集光性マイクロレンズアレー８とからなり、マイクロレンズアレー８を構成するマイクロレンズ８′は、Ｒ、Ｇ、Ｂの分色画素の繰り返し周期、すなわち、液晶表示素子６の紙面内の方向に隣接する３つの液晶セル６′の組各々に対応して、その繰り返しピッチと同じピッチでアレー状に配置されている。また、ホログラム７は、回折格子の作用をする平行で一様な干渉縞からなり、回折効率の波長依存性がないかもしくは少ない、レリーフ型、位相型、振幅型等の透過型ホログラムからなる。液晶表示素子６背面には、各液晶セル６′の間に設けられたブラック・マトリックス４が配置される。以上の他、図示しない偏光板が液晶表示素子６の両側に配置される。なお、ブラック・マトリックス４の間には、従来のカラー液晶表示装置と同様に、Ｒ、Ｇ、Ｂの分色画素に対応した色の光を通過する吸収型のカラーフィルターを付加的に配置するようにしてもよい。
【００１４】
このような構成であるので、ホログラム７の液晶表示素子６と反対側の面からその法線に対して角度θをなしてバックライト３を入射させると、波長に依存して異なる角度で回折され、ホログラム７の射出側に分散される。ホログラム７の入射側又は射出側に配置されたマイクロレンズ８′により、この分散された光は、その焦点面に波長毎に分離されて集光する。その中の、赤の波長成分は赤を表示する液晶セルＲの位置に、緑の成分は緑を表示する液晶セルＧの位置に、青の成分は青を表示する液晶セルＢの位置にそれぞれ回折集光するように、カラーフィルター１０を構成配置することにより、それぞれの色成分はブラック・マトリックス４でほとんど減衰されずに各液晶セル６′を通過し、対応する位置の液晶セル６′の状態に応じた色表示を行うことができる。
【００１５】
このような配置において、ホログラム７として、集光性でなく一様な干渉縞からなる回折効率の波長依存性が少ない透過型ホログラムを用いることができるため、ホログラム７をマイクロレンズアレー８の各マイクロレンズ８′と位置合わせする必要がない点、及び、マイクロレンズアレー８のピッチが各液晶セル６′各々に対応して１個のマイクロレンズを配置する従来の場合の３倍になり、作りやすくかつ整列しやすい点に特長がある。
【００１６】
なお、図５の変形として、図６に示すように、マイクロレンズアレー８及び液晶表示素子６の配置を図５の通りとし、回折格子の作用をする平行で一様な干渉縞からなるホログラム７をマイクロレンズアレー８から分離してバックライト３中にその進行方向に対して略垂直になるように配置しても、同様にバックライトの各波長成分を無駄なく吸収なく各液晶セル６′へ入射させることができ、その利用効率を大幅に向上させたカラーフィルターを実現することができる。
【００１７】
また、図４及び図５に示したような構成のホログラムカラーフィルターを用いた液晶表示装置をそのまま用いて直視型の液晶表示装置として、あるいは、投影表示用の空間光変調素子として利用して液晶投影表示装置として用いることができる。図７は図４の液晶表示装置を液晶投影表示装置として構成する場合の断面図であり（図５の場合も同様）、ホログラムアレー５の入射側に近接あるいは一体に第１の偏光板１２が、液晶表示素子６の射出側に近接あるいは一体に第２の偏光板１３が配置されている。そして、このカラー液晶表示装置１１は、例えばメタルハライドランプ１５と放物面鏡１６の組み合わせからなる照明装置１４からの白色の平行なバックライト３によって照明され、カラー液晶表示装置１１で変調された表示像は、液晶表示装置１１の近傍に配置されたフィールドレンズ１７を経て、投影レンズ１８により拡大されてスクリーン１９上に拡大結像され、明るい投影像を得ることができる。
【００１８】
ところで、直視型液晶表示装置用のバックライト光の平行化手段とし多数の同形のテーパー付き導波管を射出側の面積の大きい面を相互に隣接させて平行に並べたものが提案され（特表平７−５０９３２７号参照）、実用化されつつある。この平行化手段は蛍光灯等の拡散光源を上記のようなホログラムカラーフィルターを用いた液晶表示装置のバックライト光源として使用可能にする。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図４、図５のようなホログラムカラーフィルター５、１０の場合、バックライト３の入射角θが４０°前後に設定されるのに対し、上記の平行化手段から射出する平行光は平面状のその平行化手段に対して略垂直であるため、ホログラムカラーフィルター５、１０とこの平行化手段を相互に平行に配置して小型で薄くコンパクトな直視型の液晶表示装置として構成することはできない。
【００２０】
そのために、１個の大きな屈折偏向プリズムを光源とホログラムカラーフィルター５、１０の間に配置して、バックライト３を液晶表示装置へ略垂直にインラインで入射させるようにすることが考えられるが、プリズムが大きく重いものであるため装置全体も大きく重いものとなり、特に直視型液晶表示装置としては不都合なものとなってしまう。
【００２１】
そこで、本出願人が特願平５−２２５６１４号で提案したプリズムシートを用いてホログラムカラーフィルター５、１０に略垂直に入射するバックライトをホログラムカラーフィルター５、１０に対して所定の入射角θの照明光に変換する方法を適用し、バックライト３を液晶表示装置にインラインで入射させるようにすることも考えられる。図８はこのプリズムシートをホログラムカラーフィルターに適用した場合の模式図であり、面に垂直に平行光が射出する例えば上記特表平７−５０９３２７号に記載された平行化手段を有する光源２０からのバックライト３中に同一形状の微小屈折プリズム２１が密に並んでなるプリズムシートが配置される。光源２０からのバックライト３は分割されてそれぞれの微小屈折プリズム２１の斜面２２に入射し屈折されてホログラムカラーフィルター５（１０）に所定の角度で入射する平行照明光となる。しかし、斜面２２に入射した一部の光（領域ａの光）は斜面２２で屈折された後、微小屈折プリズム２１の垂直の壁面２３に入射してそこで内部反射され、図に点線で示すように、所定の角度で進む照明光と反対に進む迷光となり、色再現性、コントラストの低下及び光量損失を招いてしまう。
【００２２】
本発明は従来技術のこのような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、薄く小型の構成で、迷光の発生が少なくかつ光量損失がなく、ホログラムカラーフィルター、立体画像記録ホログラム等のホログラムに対して略垂直に入ってくるバックライト等の照明光を所定の斜め入射角で入射させるように変換するホログラム照明用プリズムシート組立体を提供することである。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明のホログラム照明用プリズムシート組立体は、ホログラムに対して略平行に配置された第１のプリズムシートと第２のプリズムシートとからなり、第１のプリズムシートの入射側の面は平面から、その射出側の面は断面鋸歯状の面からなり、第２のプリズムシートの入射側の面は断面鋸歯状の面から、その射出側の面は平面からなっており、第１のプリズムシートの入射側の平面に略垂直に入射した光束を第２のプリズムシートの射出側の平面からその面の法線に対して所定の角度をなす光束に変換して射出させた後に、前記ホログラムに入射させることを特徴とするものである。
【００２４】
この場合、ホログラムとしては、要素集光性ホログラムのアレーからなり、その各要素集光性ホログラムが、ホログラム記録面の法線に対して所定の角度をなして入射する白色光をホログラム記録面に略沿う方向に波長分散させて分光するホログラムカラーフィルター、あるいは、平行で一様な干渉縞からなるホログラム又は回折格子とその入射側あるいは射出側に配置された要素集光性レンズのアレーとからなり、その平行で一様な干渉縞からなるホログラム又は回折格子と要素集光性レンズの複合体各々が、ホログラム又は回折格子の記録面の法線に対して所定の角度をなして入射する白色光をホログラム又は回折格子の記録面に略沿う方向に波長分散させて分光するホログラムカラーフィルターからなることが望ましい。
【００２５】
また、その場合に、第１のプリズムシートの射出側の断面鋸歯状の面の繰り返しピッチをホログラムカラーフィルターのアレーの繰り返しピッチと略同じに設定することが望ましい。
【００２６】
さらに、本発明は、立体画像等の画像が記録された透過型ホログラムに適用することができる。
【００２７】
なお、第１のプリズムシート又は第２のプリズムシートの光学作用面に反射防止膜を設けることが望ましい。
【００２８】
本発明においては、第１のプリズムシートの入射側の平面に略垂直に入射した光束を第２のプリズムシートの射出側の平面からその面の法線に対して所定の角度をなす光束に変換した後にホログラムに入射させるので、ホログラムカラーフィルター等に適用した場合に光学系を薄く小型の構成にでき、かつ、迷光の発生が少なくかつ光量損失がない照明装置を実現することができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のホログラム照明用プリズムシート組立体のいくつかの実施例について図面を参照にして説明する。
本発明のホログラム照明用プリズムシート組立体は、２枚の近接配置したプリズムシートからなり、照明されるホログラムに略垂直に入射する照明光をホログラムに対して所定の斜めの角度をなすように変換し、ホログラムに斜め方向から照明光を照射するようにして、ホログラムから所定の回折光を得るようにしたものである。
【００３０】
図１は、その１実施例として図４のようなホログラムカラーフィルター５の照明装置に本発明のホログラム照明用プリズムシート組立体を適用して直視型の液晶表示装置を構成する場合の要部の断面図であり、光源２０として、ホログラムカラーフィルター５に略平行に配置され、ホログラムカラーフィルター５に略垂直に平行な白色バックライト３を照射することができるものを用いている。このような光源２０としては、前記したように、例えば特表平７−５０９３２７号に記載された平行化手段を有する蛍光灯からなる。そして、このような光源２０とホログラムカラーフィルター５の間に略平行に本発明のプリズムシート組立体２４が配置されている。図１では、光源２０、プリズムシート組立体２４、ホログラムカラーフィルター５は相互に離間して図示してあるが、実際にはこれら３者は密着あるいは極近接して積層することができる。
【００３１】
プリズムシート組立体２４は、空気層２５を介して入射側から第１のプリズムシート３０と第２のプリズムシート４０とからなり、第１のプリズムシート３０は、同一形状の微小プリズム３１を密に並べてなるもので、入射側は平面３２からなり、第２のプリズムシート４０に面した射出側は断面鋸歯状の面からなる。その射出側の面は、光源２０からのバックライト３が入射するストライプ状の斜面３３と、バックライト３が入射せず平面３２に対して略垂直なストライプ状の壁面３４とが交互に角度をなして位置するように接続された面である。そして、斜面３３は、光源２０から平面３２に略垂直に入射するバックライト３を所定の方向に屈折するような傾き角度に設定されている（図１の場合、３５．５°）。したがって、全ての斜面３３相互、壁面３４相互は平行に配置されている。
【００３２】
また、第２のプリズムシート４０は、同一形状の微小プリズム４１を密に並べてなるもので、射出側は平面４２からなり、第１のプリズムシート３０に面した入射側は断面鋸歯状の面からなる。その入射側の面は、第１のプリズムシート３０からの光束３５が略垂直に入射するストライプ状の斜面４３と、この光束３５が入射せず斜面４３に対して略垂直なストライプ状の壁面４４とが交互に角度をなして位置するように接続された面である。したがって、全ての斜面４３相互、壁面４４相互は平行に配置されている。
【００３３】
このような配置であるので、光源２０からの略垂直に射出したバックライト３は、第１のプリズムシート３０の入射側の平面３２を屈折されずに透過し、その斜面３３に所定の入射角（図１の場合、平面３３の法線に対して３５．５°）で入射し、第１のプリズムシート３０を構成する透明媒質の屈折率（図１の場合、１．５）に応じた屈折角（図１の場合、平面３２の法線に対して２５°）で斜面３３から射出して平行光束３５に変換される。そして、第１のプリズムシート３０から射出された平行光束３５は、空気層２５を経て第２のプリズムシート４０の入射側の斜面４３に略垂直に入射し、その入射側の平面４２に所定の入射角（図１の場合、平面４２の法線に対して２５°）で入射し、第２のプリズムシート４０を構成する透明媒質の屈折率（図１の場合、１．５）に応じた屈折角（図１の場合、平面４２の法線に対して４０°）で平面４２から射出してホログラムカラーフィルター５の照明光４５となる。この屈折角（図１の場合、平面４２の法線に対して４０°）はホログラムカラーフィルター５が所定の回折分光を行うための入射角に等しい角度に設定されているので、前記のように、光源２０、プリズムシート組立体２４、ホログラムカラーフィルター５は相互に平行に配置することができる。
【００３４】
以上のような構成により、ホログラムカラーフィルター５に略平行に近接配置した光源２０からのバックライト３を、ホログラムカラーフィルター５から所定の分光回折光が得られるようにすることが可能になる。しかも、図８のように、プリズムシート３０、４０の光学作用を行わない壁面３４、４４に光が入射しないため、光量損失がなく、迷光の発生もない。したがって、薄く小型の構成で、迷光の発生が少なくかつ光量損失がないホログラムカラーフィルターの照明を実現することができる。
【００３５】
なお、図１の構成において、空気層２５の代わりにプリズムシート３０、４０の屈折率と異なる接着剤等の媒質を用いてもよい。また、第２のプリズムシート４０とホログラムカラーフィルター５の間に空気層を介さないで直接接着してもよい。同様に、光源２０と第１のプリズムシート３０の間も直接接着してもよい。なお、プリズムシート３０、４０の入射側、射出側の面、特に平面３２、４２、斜面３３、４３には反射防止膜をコーティングすることが望ましい。また、光学作用を行わない壁面３４、４４には光吸収膜をコーティングすることが望ましい。
【００３６】
ところで、図１の配置の場合、第１のプリズムシート３０から射出された平行光束３５中、領域ｂには光が存在しない。したがって、この領域ｂに対応する照明領域中にも照明光はこない。しかしながら、ホログラムカラーフィルター５中のアレー状に並べられた微小ホログラム５′の境界がこの照明光が存在しない位置と一致するように、第１のプリズムシート３０の繰り返しピッチを微小ホログラム５′の繰り返しピッチと同じにし、かつ、両者の配置関係を設定すれば、明るさむら等は発生せず何ら問題にはならない。
【００３７】
図２は、投影型液晶表示装置のホログラムカラーフィルター５照明用に図１のホログラム照明用プリズムシート組立体２４を適用した場合の模式的断面図であり、この場合、光源１４として、図７の場合と同様、例えばメタルハライドランプ１５と放物面鏡１６の組み合わせからなる照明装置を用いている。この場合も、光源１４からの略垂直に射出したバックライトはプリズムシート組立体２４でホログラムカラーフィルター５に設定された入射角θ（図４）の照明光に角度変換され、ホログラムカラーフィルター５で回折分光された各色の光はカラー液晶表示装置１１の対応する画素で変調され、ＲＧＢからなる表示像を形成する。この表示像は投影レンズ１８により拡大されてスクリーン１９上に拡大結像され、明るい投影像を得ることができる。なお、図７と同様、液晶表示装置１１の近傍にフィールドレンズを配置することが望ましい。
【００３８】
このように、投影型液晶表示装置に本発明のホログラム照明用プリズムシート組立体２４を用いると、本来図７のように光源を斜め入射方向に配置する必要があるものを、全ての要素を同軸配置のインライン配置にすることが可能になり、装置の小型化が可能になる。
【００３９】
本発明によるホログラム照明用プリズムシート組立体２４は、以上のようなホログラムカラーフィルター照明用だけではなく、各種ホログラム再生照明光照射用に適用することができる。特に、立体画像等を記録した透過型ホログラムの再生用に適している。その理由は、透過型ホログラムの記録は、ホログラム乾板に対して同じ側から物体波面と参照波面を入射させて乾板内で両者を干渉させて行うが、通常、参照波面を形成する参照光は乾板に対して斜め方向から入射させるので、再生照明光もホログラム面に対して斜めに入射させなければならないからである。図３に立体画像を記録した透過型ホログラム５０の再生照明装置に図１のホログラム照明用プリズムシート組立体２４を適用した場合の模式的断面図を示す。プリズムシート組立体２４はホログラム５０と略平行に配置され、コヒーレント光源１４′からの平行光３′をプリズムシート組立体２４によりホログラム５０の面に対して記録時の参照光の入射角θと略等しい角度で入射する照明光４５に変換する。このような照明により、記録した立体画像を再生する再生波面５１がホログラム５０から回折される。この場合も、ホログラム５０に略垂直に再生照明光を入射させるようにすることができ、装置の小型化、配置の自由度の確保が可能になる。
【００４０】
以上、本発明のホログラム照明用プリズムシート組立体をいくつかの実施例に基づいて説明してきたが、本発明はこれら実施例に限定されず種々の変形が可能である。
【００４１】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明のホログラム照明用プリズムシート組立体によると、第１のプリズムシートの入射側の平面に略垂直に入射した光束を第２のプリズムシートの射出側の平面からその面の法線に対して所定の角度をなす光束に変換した後にホログラムに入射させるので、ホログラムカラーフィルター等に適用した場合に光学系を薄く小型の構成にでき、かつ、迷光の発生が少なくかつ光量損失がない照明装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の１実施例のホログラム照明用プリズムシート組立体を用いた直視型液晶表示装置の要部の断面図である。
【図２】図１のホログラム照明用プリズムシート組立体を用いた投影型液晶表示装置の模式的断面図である。
【図３】立体画像を記録した透過型ホログラムの再生照明装置に図１のホログラム照明用プリズムシート組立体を適用した場合の模式的断面図である。
【図４】第１のタイプのホログラムカラーフィルターを用いた液晶表示装置の概略断面図である。
【図５】第２のタイプのホログラムカラーフィルターを用いた液晶表示装置の概略断面図である。
【図６】図５の変形例を示す液晶表示装置の概略断面図である。
【図７】図４の液晶表示装置を用いた液晶投影表示装置の断面図である。
【図８】従来のプリズムシートをホログラムカラーフィルターに適用した場合の模式図である。
【符号の説明】
３…バックライト
３′…平行光
４…ブラック・マトリックス
５…ホログラムアレー（ホログラムカラーフィルター）
５′…微小ホログラム
６…液晶表示素子
６′…液晶セル
７…ホログラム
８…集光性マイクロレンズアレー
８′…マイクロレンズ
１０…ホログラムカラーフィルター
１１…カラー液晶表示装置
１２、１３…偏光板
１４…照明装置
１４′…コヒーレント光源
１６…放物面鏡
１７…フィールドレンズ
１８…投影レンズ
１９…スクリーン
２０…光源
２４…プリズムシート組立体
２５…空気層
３０…第１のプリズムシート
３１…微小プリズム
３２…平面
３３…斜面
３４…壁面
３５…光束
４０…第２のプリズムシート
４１…微小プリズム
４２…平面
４３…斜面
４４…壁面
４５…照明光
５０…透過型ホログラム
５１…再生波面
【発明の属する技術分野】
本発明は、ホログラム照明用プリズムシート組立体に関し、特に、ホログラムカラーフィルター等のホログラムに対して略垂直に進むバックライト等の照明光を所定の斜め入射角で入射するように変換するホログラム照明用プリズムシート組立体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、顔料、染料等による吸収カラーフィルターを用いたカラー液晶表示装置においては、表示のためにバックライトは必要不可欠なものである。しかしながら、カラー液晶表示装置の背後から白色光をそのまま照射しただけでは、その利用効率は非常に低い。その原因として、主に下記に示す理由があげられる。
【０００３】
▲１▼各色のセル以外のブラック・マトリックスが占める面積が広く、そこに当たった光は無駄になる。
▲２▼各画素へ入射する白色光の中、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）のカラーフィルターを透過する色成分が制限されてしまうので、その他の補色成分は無駄となってしまう。
▲３▼カラーフィルターでの吸収による損失が伴う。
【０００４】
このような問題を解決すべく、例えばマイクロレンズアレーをカラーフィルターの前面に設置し、白色光のバックライトをそれぞれカラーフィルターセルＲ、Ｇ、Ｂへ集光させるようにすることにより、バックライトの利用効率を上げる方法が従来より知られている。
【０００５】
しかしながら、この方法でも、白色光３を各カラーフィルターセルＲ、Ｇ、Ｂへ分光して照射することはできないために、上記▲２▼に示す問題の解決はできない。
【０００６】
さらに、このようなカラーフィルターを用いずに、ダイクロイックミラー３枚とマイクロレンズアレーを用いて、光の利用効率を向上させた液晶プロジェクターが特開平４−６０５３８号において提案されている。この場合、上記のような顔料、染料等による吸収カラーフィルターが不要になり、上記の▲１▼〜▲３▼の問題が解決され、カラー映像の輝度は向上するが、３枚のダイクロイックミラーを必要とするため、光学系・装置が大きくなり嵩張ってしまう。また、コストも高いものになってしまう問題がある。
【０００７】
このような状況に鑑み、本出願人は、特願平５−１２１７０号等において、液晶表示用バックライト等の利用効率を大幅に向上させるために、ホログラムを利用したカラーフィルター及びそれを用いた液晶表示装置を提案した。
【０００８】
さらに、このようなホログラムカラーフィルターを用いた液晶表示装置を投影型に変更して、スクリーン上で明るいカラー映像を表示する液晶投影表示装置も、特願平５−２４２２９２号等において提案した。
【０００９】
以下、簡単にこのようなホログラムカラーフィルターを用いた液晶表示装置及び液晶投影表示装置について説明する。
まず、図４の断面図を参照にして第１のタイプのホログラムカラーフィルターを用いた液晶表示装置について説明する。同図において、規則的に液晶セル６′（画素）に区切られた液晶表示素子６のバックライト３入射側にカラーフィルターを構成するホログラムアレー５が離間して配置される。液晶表示素子６背面には、各液晶セル６′の間に設けられたブラック・マトリックス４が配置される。以上の他、図示しない偏光板がホログラムアレー５の入射側と液晶表示素子６の射出側に配置される。なお、ブラック・マトリックス４の間には、従来のカラー液晶表示装置と同様に、Ｒ、Ｇ、Ｂの分色画素に対応した色の光を通過する吸収型のカラーフィルターを付加的に配置するようにしてもよい。
【００１０】
ホログラムアレー５は、Ｒ、Ｇ、Ｂの分色画素の繰り返し周期、すなわち、液晶表示素子６の紙面内の方向に隣接する３つの液晶セル６′の組各々に対応して、その繰り返しピッチと同じピッチでアレー状に配置された微小ホログラム５′からなり、微小ホログラム５′は液晶表示素子６の紙面内の方向に隣接する３つの液晶セル６′各組に整列して各々１個ずつ配置されており、各微小ホログラム５′は、ホログラムアレー５の法線に対して角度θをなして入射するバックライト３の中の緑色の成分の光を、その微小ホログラム５′に対応する３つの分色画素Ｒ、Ｇ、Ｂの中心の液晶セルＧ上に集光するようにフレネルゾーンプレート状に形成されているものである。そして、微小ホログラム５′は、回折効率の波長依存性がないかもしくは少ない、レリーフ型、位相型、振幅型等の透過型ホログラムからなる。ここで、回折効率の波長依存性がないかもしくは少ないとは、リップマンホログラムのように、特定の波長だけを回折し、他の波長はほとんど回折しないタイプのものではなく、１つの回折格子で何れの波長も回折するものを意味し、この回折効率の波長依存性が少ない回折格子は、波長に応じて異なる回折角で回折する。
【００１１】
このような構成であるので、ホログラムアレー５の液晶表示素子６と反対側の面からその法線に対して角度θをなして入射する白色のバックライト３を入射させると、波長に依存して微小ホログラム５′による回折角は異なり、各波長に対する集光位置はホログラムアレー５面に平行な方向に分散される。その中の、赤の波長成分は赤を表示する液晶セルＲの位置に、緑の成分は緑を表示する液晶セルＧの位置に、青の成分は青を表示する液晶セルＢの位置にそれぞれ回折集光するように、ホログラムアレー５を構成配置することにより、それぞれの色成分はブラック・マトリックス４でほとんど減衰されずに各液晶セル６′を通過し、対応する位置の液晶セル６′の状態に応じた色表示を行うことができる。なお、ホログラムアレー５へのバックライト３の入射角度θは、ホログラム記録条件、ホログラムアレー５の厚み、ホログラムアレー５と液晶表示素子６との距離等の種々の条件により定まるものである。
【００１２】
このように、ホログラムアレー５をカラーフィルターとして用いることにより、従来のカラーフィルター用バックライトの各波長成分を無駄なく吸収なく各液晶セル６′へ入射させることができるため、その利用効率を大幅に向上させることができる。
【００１３】
次に、図５の断面図を参照にして第２のタイプのホログラムカラーフィルターを用いた液晶表示装置について説明する。同図において、第２のタイプのホログラムカラーフィルター１０は、ホログラム７と集光性マイクロレンズアレー８とからなり、マイクロレンズアレー８を構成するマイクロレンズ８′は、Ｒ、Ｇ、Ｂの分色画素の繰り返し周期、すなわち、液晶表示素子６の紙面内の方向に隣接する３つの液晶セル６′の組各々に対応して、その繰り返しピッチと同じピッチでアレー状に配置されている。また、ホログラム７は、回折格子の作用をする平行で一様な干渉縞からなり、回折効率の波長依存性がないかもしくは少ない、レリーフ型、位相型、振幅型等の透過型ホログラムからなる。液晶表示素子６背面には、各液晶セル６′の間に設けられたブラック・マトリックス４が配置される。以上の他、図示しない偏光板が液晶表示素子６の両側に配置される。なお、ブラック・マトリックス４の間には、従来のカラー液晶表示装置と同様に、Ｒ、Ｇ、Ｂの分色画素に対応した色の光を通過する吸収型のカラーフィルターを付加的に配置するようにしてもよい。
【００１４】
このような構成であるので、ホログラム７の液晶表示素子６と反対側の面からその法線に対して角度θをなしてバックライト３を入射させると、波長に依存して異なる角度で回折され、ホログラム７の射出側に分散される。ホログラム７の入射側又は射出側に配置されたマイクロレンズ８′により、この分散された光は、その焦点面に波長毎に分離されて集光する。その中の、赤の波長成分は赤を表示する液晶セルＲの位置に、緑の成分は緑を表示する液晶セルＧの位置に、青の成分は青を表示する液晶セルＢの位置にそれぞれ回折集光するように、カラーフィルター１０を構成配置することにより、それぞれの色成分はブラック・マトリックス４でほとんど減衰されずに各液晶セル６′を通過し、対応する位置の液晶セル６′の状態に応じた色表示を行うことができる。
【００１５】
このような配置において、ホログラム７として、集光性でなく一様な干渉縞からなる回折効率の波長依存性が少ない透過型ホログラムを用いることができるため、ホログラム７をマイクロレンズアレー８の各マイクロレンズ８′と位置合わせする必要がない点、及び、マイクロレンズアレー８のピッチが各液晶セル６′各々に対応して１個のマイクロレンズを配置する従来の場合の３倍になり、作りやすくかつ整列しやすい点に特長がある。
【００１６】
なお、図５の変形として、図６に示すように、マイクロレンズアレー８及び液晶表示素子６の配置を図５の通りとし、回折格子の作用をする平行で一様な干渉縞からなるホログラム７をマイクロレンズアレー８から分離してバックライト３中にその進行方向に対して略垂直になるように配置しても、同様にバックライトの各波長成分を無駄なく吸収なく各液晶セル６′へ入射させることができ、その利用効率を大幅に向上させたカラーフィルターを実現することができる。
【００１７】
また、図４及び図５に示したような構成のホログラムカラーフィルターを用いた液晶表示装置をそのまま用いて直視型の液晶表示装置として、あるいは、投影表示用の空間光変調素子として利用して液晶投影表示装置として用いることができる。図７は図４の液晶表示装置を液晶投影表示装置として構成する場合の断面図であり（図５の場合も同様）、ホログラムアレー５の入射側に近接あるいは一体に第１の偏光板１２が、液晶表示素子６の射出側に近接あるいは一体に第２の偏光板１３が配置されている。そして、このカラー液晶表示装置１１は、例えばメタルハライドランプ１５と放物面鏡１６の組み合わせからなる照明装置１４からの白色の平行なバックライト３によって照明され、カラー液晶表示装置１１で変調された表示像は、液晶表示装置１１の近傍に配置されたフィールドレンズ１７を経て、投影レンズ１８により拡大されてスクリーン１９上に拡大結像され、明るい投影像を得ることができる。
【００１８】
ところで、直視型液晶表示装置用のバックライト光の平行化手段とし多数の同形のテーパー付き導波管を射出側の面積の大きい面を相互に隣接させて平行に並べたものが提案され（特表平７−５０９３２７号参照）、実用化されつつある。この平行化手段は蛍光灯等の拡散光源を上記のようなホログラムカラーフィルターを用いた液晶表示装置のバックライト光源として使用可能にする。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図４、図５のようなホログラムカラーフィルター５、１０の場合、バックライト３の入射角θが４０°前後に設定されるのに対し、上記の平行化手段から射出する平行光は平面状のその平行化手段に対して略垂直であるため、ホログラムカラーフィルター５、１０とこの平行化手段を相互に平行に配置して小型で薄くコンパクトな直視型の液晶表示装置として構成することはできない。
【００２０】
そのために、１個の大きな屈折偏向プリズムを光源とホログラムカラーフィルター５、１０の間に配置して、バックライト３を液晶表示装置へ略垂直にインラインで入射させるようにすることが考えられるが、プリズムが大きく重いものであるため装置全体も大きく重いものとなり、特に直視型液晶表示装置としては不都合なものとなってしまう。
【００２１】
そこで、本出願人が特願平５−２２５６１４号で提案したプリズムシートを用いてホログラムカラーフィルター５、１０に略垂直に入射するバックライトをホログラムカラーフィルター５、１０に対して所定の入射角θの照明光に変換する方法を適用し、バックライト３を液晶表示装置にインラインで入射させるようにすることも考えられる。図８はこのプリズムシートをホログラムカラーフィルターに適用した場合の模式図であり、面に垂直に平行光が射出する例えば上記特表平７−５０９３２７号に記載された平行化手段を有する光源２０からのバックライト３中に同一形状の微小屈折プリズム２１が密に並んでなるプリズムシートが配置される。光源２０からのバックライト３は分割されてそれぞれの微小屈折プリズム２１の斜面２２に入射し屈折されてホログラムカラーフィルター５（１０）に所定の角度で入射する平行照明光となる。しかし、斜面２２に入射した一部の光（領域ａの光）は斜面２２で屈折された後、微小屈折プリズム２１の垂直の壁面２３に入射してそこで内部反射され、図に点線で示すように、所定の角度で進む照明光と反対に進む迷光となり、色再現性、コントラストの低下及び光量損失を招いてしまう。
【００２２】
本発明は従来技術のこのような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、薄く小型の構成で、迷光の発生が少なくかつ光量損失がなく、ホログラムカラーフィルター、立体画像記録ホログラム等のホログラムに対して略垂直に入ってくるバックライト等の照明光を所定の斜め入射角で入射させるように変換するホログラム照明用プリズムシート組立体を提供することである。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明のホログラム照明用プリズムシート組立体は、ホログラムに対して略平行に配置された第１のプリズムシートと第２のプリズムシートとからなり、第１のプリズムシートの入射側の面は平面から、その射出側の面は断面鋸歯状の面からなり、第２のプリズムシートの入射側の面は断面鋸歯状の面から、その射出側の面は平面からなっており、第１のプリズムシートの入射側の平面に略垂直に入射した光束を第２のプリズムシートの射出側の平面からその面の法線に対して所定の角度をなす光束に変換して射出させた後に、前記ホログラムに入射させることを特徴とするものである。
【００２４】
この場合、ホログラムとしては、要素集光性ホログラムのアレーからなり、その各要素集光性ホログラムが、ホログラム記録面の法線に対して所定の角度をなして入射する白色光をホログラム記録面に略沿う方向に波長分散させて分光するホログラムカラーフィルター、あるいは、平行で一様な干渉縞からなるホログラム又は回折格子とその入射側あるいは射出側に配置された要素集光性レンズのアレーとからなり、その平行で一様な干渉縞からなるホログラム又は回折格子と要素集光性レンズの複合体各々が、ホログラム又は回折格子の記録面の法線に対して所定の角度をなして入射する白色光をホログラム又は回折格子の記録面に略沿う方向に波長分散させて分光するホログラムカラーフィルターからなることが望ましい。
【００２５】
また、その場合に、第１のプリズムシートの射出側の断面鋸歯状の面の繰り返しピッチをホログラムカラーフィルターのアレーの繰り返しピッチと略同じに設定することが望ましい。
【００２６】
さらに、本発明は、立体画像等の画像が記録された透過型ホログラムに適用することができる。
【００２７】
なお、第１のプリズムシート又は第２のプリズムシートの光学作用面に反射防止膜を設けることが望ましい。
【００２８】
本発明においては、第１のプリズムシートの入射側の平面に略垂直に入射した光束を第２のプリズムシートの射出側の平面からその面の法線に対して所定の角度をなす光束に変換した後にホログラムに入射させるので、ホログラムカラーフィルター等に適用した場合に光学系を薄く小型の構成にでき、かつ、迷光の発生が少なくかつ光量損失がない照明装置を実現することができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のホログラム照明用プリズムシート組立体のいくつかの実施例について図面を参照にして説明する。
本発明のホログラム照明用プリズムシート組立体は、２枚の近接配置したプリズムシートからなり、照明されるホログラムに略垂直に入射する照明光をホログラムに対して所定の斜めの角度をなすように変換し、ホログラムに斜め方向から照明光を照射するようにして、ホログラムから所定の回折光を得るようにしたものである。
【００３０】
図１は、その１実施例として図４のようなホログラムカラーフィルター５の照明装置に本発明のホログラム照明用プリズムシート組立体を適用して直視型の液晶表示装置を構成する場合の要部の断面図であり、光源２０として、ホログラムカラーフィルター５に略平行に配置され、ホログラムカラーフィルター５に略垂直に平行な白色バックライト３を照射することができるものを用いている。このような光源２０としては、前記したように、例えば特表平７−５０９３２７号に記載された平行化手段を有する蛍光灯からなる。そして、このような光源２０とホログラムカラーフィルター５の間に略平行に本発明のプリズムシート組立体２４が配置されている。図１では、光源２０、プリズムシート組立体２４、ホログラムカラーフィルター５は相互に離間して図示してあるが、実際にはこれら３者は密着あるいは極近接して積層することができる。
【００３１】
プリズムシート組立体２４は、空気層２５を介して入射側から第１のプリズムシート３０と第２のプリズムシート４０とからなり、第１のプリズムシート３０は、同一形状の微小プリズム３１を密に並べてなるもので、入射側は平面３２からなり、第２のプリズムシート４０に面した射出側は断面鋸歯状の面からなる。その射出側の面は、光源２０からのバックライト３が入射するストライプ状の斜面３３と、バックライト３が入射せず平面３２に対して略垂直なストライプ状の壁面３４とが交互に角度をなして位置するように接続された面である。そして、斜面３３は、光源２０から平面３２に略垂直に入射するバックライト３を所定の方向に屈折するような傾き角度に設定されている（図１の場合、３５．５°）。したがって、全ての斜面３３相互、壁面３４相互は平行に配置されている。
【００３２】
また、第２のプリズムシート４０は、同一形状の微小プリズム４１を密に並べてなるもので、射出側は平面４２からなり、第１のプリズムシート３０に面した入射側は断面鋸歯状の面からなる。その入射側の面は、第１のプリズムシート３０からの光束３５が略垂直に入射するストライプ状の斜面４３と、この光束３５が入射せず斜面４３に対して略垂直なストライプ状の壁面４４とが交互に角度をなして位置するように接続された面である。したがって、全ての斜面４３相互、壁面４４相互は平行に配置されている。
【００３３】
このような配置であるので、光源２０からの略垂直に射出したバックライト３は、第１のプリズムシート３０の入射側の平面３２を屈折されずに透過し、その斜面３３に所定の入射角（図１の場合、平面３３の法線に対して３５．５°）で入射し、第１のプリズムシート３０を構成する透明媒質の屈折率（図１の場合、１．５）に応じた屈折角（図１の場合、平面３２の法線に対して２５°）で斜面３３から射出して平行光束３５に変換される。そして、第１のプリズムシート３０から射出された平行光束３５は、空気層２５を経て第２のプリズムシート４０の入射側の斜面４３に略垂直に入射し、その入射側の平面４２に所定の入射角（図１の場合、平面４２の法線に対して２５°）で入射し、第２のプリズムシート４０を構成する透明媒質の屈折率（図１の場合、１．５）に応じた屈折角（図１の場合、平面４２の法線に対して４０°）で平面４２から射出してホログラムカラーフィルター５の照明光４５となる。この屈折角（図１の場合、平面４２の法線に対して４０°）はホログラムカラーフィルター５が所定の回折分光を行うための入射角に等しい角度に設定されているので、前記のように、光源２０、プリズムシート組立体２４、ホログラムカラーフィルター５は相互に平行に配置することができる。
【００３４】
以上のような構成により、ホログラムカラーフィルター５に略平行に近接配置した光源２０からのバックライト３を、ホログラムカラーフィルター５から所定の分光回折光が得られるようにすることが可能になる。しかも、図８のように、プリズムシート３０、４０の光学作用を行わない壁面３４、４４に光が入射しないため、光量損失がなく、迷光の発生もない。したがって、薄く小型の構成で、迷光の発生が少なくかつ光量損失がないホログラムカラーフィルターの照明を実現することができる。
【００３５】
なお、図１の構成において、空気層２５の代わりにプリズムシート３０、４０の屈折率と異なる接着剤等の媒質を用いてもよい。また、第２のプリズムシート４０とホログラムカラーフィルター５の間に空気層を介さないで直接接着してもよい。同様に、光源２０と第１のプリズムシート３０の間も直接接着してもよい。なお、プリズムシート３０、４０の入射側、射出側の面、特に平面３２、４２、斜面３３、４３には反射防止膜をコーティングすることが望ましい。また、光学作用を行わない壁面３４、４４には光吸収膜をコーティングすることが望ましい。
【００３６】
ところで、図１の配置の場合、第１のプリズムシート３０から射出された平行光束３５中、領域ｂには光が存在しない。したがって、この領域ｂに対応する照明領域中にも照明光はこない。しかしながら、ホログラムカラーフィルター５中のアレー状に並べられた微小ホログラム５′の境界がこの照明光が存在しない位置と一致するように、第１のプリズムシート３０の繰り返しピッチを微小ホログラム５′の繰り返しピッチと同じにし、かつ、両者の配置関係を設定すれば、明るさむら等は発生せず何ら問題にはならない。
【００３７】
図２は、投影型液晶表示装置のホログラムカラーフィルター５照明用に図１のホログラム照明用プリズムシート組立体２４を適用した場合の模式的断面図であり、この場合、光源１４として、図７の場合と同様、例えばメタルハライドランプ１５と放物面鏡１６の組み合わせからなる照明装置を用いている。この場合も、光源１４からの略垂直に射出したバックライトはプリズムシート組立体２４でホログラムカラーフィルター５に設定された入射角θ（図４）の照明光に角度変換され、ホログラムカラーフィルター５で回折分光された各色の光はカラー液晶表示装置１１の対応する画素で変調され、ＲＧＢからなる表示像を形成する。この表示像は投影レンズ１８により拡大されてスクリーン１９上に拡大結像され、明るい投影像を得ることができる。なお、図７と同様、液晶表示装置１１の近傍にフィールドレンズを配置することが望ましい。
【００３８】
このように、投影型液晶表示装置に本発明のホログラム照明用プリズムシート組立体２４を用いると、本来図７のように光源を斜め入射方向に配置する必要があるものを、全ての要素を同軸配置のインライン配置にすることが可能になり、装置の小型化が可能になる。
【００３９】
本発明によるホログラム照明用プリズムシート組立体２４は、以上のようなホログラムカラーフィルター照明用だけではなく、各種ホログラム再生照明光照射用に適用することができる。特に、立体画像等を記録した透過型ホログラムの再生用に適している。その理由は、透過型ホログラムの記録は、ホログラム乾板に対して同じ側から物体波面と参照波面を入射させて乾板内で両者を干渉させて行うが、通常、参照波面を形成する参照光は乾板に対して斜め方向から入射させるので、再生照明光もホログラム面に対して斜めに入射させなければならないからである。図３に立体画像を記録した透過型ホログラム５０の再生照明装置に図１のホログラム照明用プリズムシート組立体２４を適用した場合の模式的断面図を示す。プリズムシート組立体２４はホログラム５０と略平行に配置され、コヒーレント光源１４′からの平行光３′をプリズムシート組立体２４によりホログラム５０の面に対して記録時の参照光の入射角θと略等しい角度で入射する照明光４５に変換する。このような照明により、記録した立体画像を再生する再生波面５１がホログラム５０から回折される。この場合も、ホログラム５０に略垂直に再生照明光を入射させるようにすることができ、装置の小型化、配置の自由度の確保が可能になる。
【００４０】
以上、本発明のホログラム照明用プリズムシート組立体をいくつかの実施例に基づいて説明してきたが、本発明はこれら実施例に限定されず種々の変形が可能である。
【００４１】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明のホログラム照明用プリズムシート組立体によると、第１のプリズムシートの入射側の平面に略垂直に入射した光束を第２のプリズムシートの射出側の平面からその面の法線に対して所定の角度をなす光束に変換した後にホログラムに入射させるので、ホログラムカラーフィルター等に適用した場合に光学系を薄く小型の構成にでき、かつ、迷光の発生が少なくかつ光量損失がない照明装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の１実施例のホログラム照明用プリズムシート組立体を用いた直視型液晶表示装置の要部の断面図である。
【図２】図１のホログラム照明用プリズムシート組立体を用いた投影型液晶表示装置の模式的断面図である。
【図３】立体画像を記録した透過型ホログラムの再生照明装置に図１のホログラム照明用プリズムシート組立体を適用した場合の模式的断面図である。
【図４】第１のタイプのホログラムカラーフィルターを用いた液晶表示装置の概略断面図である。
【図５】第２のタイプのホログラムカラーフィルターを用いた液晶表示装置の概略断面図である。
【図６】図５の変形例を示す液晶表示装置の概略断面図である。
【図７】図４の液晶表示装置を用いた液晶投影表示装置の断面図である。
【図８】従来のプリズムシートをホログラムカラーフィルターに適用した場合の模式図である。
【符号の説明】
３…バックライト
３′…平行光
４…ブラック・マトリックス
５…ホログラムアレー（ホログラムカラーフィルター）
５′…微小ホログラム
６…液晶表示素子
６′…液晶セル
７…ホログラム
８…集光性マイクロレンズアレー
８′…マイクロレンズ
１０…ホログラムカラーフィルター
１１…カラー液晶表示装置
１２、１３…偏光板
１４…照明装置
１４′…コヒーレント光源
１６…放物面鏡
１７…フィールドレンズ
１８…投影レンズ
１９…スクリーン
２０…光源
２４…プリズムシート組立体
２５…空気層
３０…第１のプリズムシート
３１…微小プリズム
３２…平面
３３…斜面
３４…壁面
３５…光束
４０…第２のプリズムシート
４１…微小プリズム
４２…平面
４３…斜面
４４…壁面
４５…照明光
５０…透過型ホログラム
５１…再生波面
Claims (5)
- ホログラムに対して略平行に配置された第１のプリズムシートと第２のプリズムシートとからなり、第１のプリズムシートの入射側の面は平面から、その射出側の面は断面鋸歯状の面からなり、第２のプリズムシートの入射側の面は断面鋸歯状の面から、その射出側の面は平面からなっており、第１のプリズムシートの入射側の平面に略垂直に入射した光束を第２のプリズムシートの射出側の平面からその面の法線に対して所定の角度をなす光束に変換して射出させた後に、前記ホログラムに入射させることを特徴とするホログラム照明用プリズムシート組立体。
- 前記ホログラムが、要素集光性ホログラムのアレーからなり、その各要素集光性ホログラムが、ホログラム記録面の法線に対して所定の角度をなして入射する白色光をホログラム記録面に略沿う方向に波長分散させて分光するホログラムカラーフィルター、あるいは、平行で一様な干渉縞からなるホログラム又は回折格子とその入射側あるいは射出側に配置された要素集光性レンズのアレーとからなり、その平行で一様な干渉縞からなるホログラム又は回折格子と要素集光性レンズの複合体各々が、ホログラム又は回折格子の記録面の法線に対して所定の角度をなして入射する白色光をホログラム又は回折格子の記録面に略沿う方向に波長分散させて分光するホログラムカラーフィルターからなることを特徴とする請求項１記載のホログラム照明用プリズムシート組立体。
- 前記第１のプリズムシートの射出側の断面鋸歯状の面の繰り返しピッチが前記ホログラムカラーフィルターのアレーの繰り返しピッチと略同じに設定されていることを特徴とする請求項２記載のホログラム照明用プリズムシート組立体。
- 前記ホログラムが、立体画像等の画像が記録された透過型ホログラムからなることを特徴とする請求項１記載のホログラム照明用プリズムシート組立体。
- 前記第１のプリズムシート又は第２のプリズムシートの光学作用面に反射防止膜を設けたことを特徴とする請求項１から４の何れか１項記載の記載のホログラム照明用プリズムシート組立体。
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