JP3393072B2 - 表示装置 - Google Patents
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- Overhead Projectors And Projection Screens (AREA)
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、画像表示用の装置
に関する。
に関する。
【０００２】
【従来の技術】図１１は、従来技術にかかるプロジェク
タの概略図である。図１１に示すように、プロジェクタ
０１では、光源からの入射光は偏光板により直線偏光化
され、ねじれネマティック液晶パネル０２に入射する。
該液晶パネル０２に表示された画像は、レンズ０３を介
してスクリーン０４に結像され、映像の表示が実現す
る。
タの概略図である。図１１に示すように、プロジェクタ
０１では、光源からの入射光は偏光板により直線偏光化
され、ねじれネマティック液晶パネル０２に入射する。
該液晶パネル０２に表示された画像は、レンズ０３を介
してスクリーン０４に結像され、映像の表示が実現す
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来のスクリーンは不
透明であったため、スクリーンの裏側にある物体あるい
は別のスクリーン上の表示を合成した表示が出来ないと
いう、問題がある。
透明であったため、スクリーンの裏側にある物体あるい
は別のスクリーン上の表示を合成した表示が出来ないと
いう、問題がある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決する［請
求項１］の発明は、スクリーンとして偏光方向が９０度
異なる偏光散乱板を２枚配置して用いてなり、該２枚の
偏光散乱板に対し画像を投射して表示すること、前記２
枚の偏光散乱板はそれぞれ特定の直線偏光成分の光につ
いてはそのまま透過し、これと直交する偏光成分の光に
ついては散乱する散乱板であることを特徴とする表示装
置である。
求項１］の発明は、スクリーンとして偏光方向が９０度
異なる偏光散乱板を２枚配置して用いてなり、該２枚の
偏光散乱板に対し画像を投射して表示すること、前記２
枚の偏光散乱板はそれぞれ特定の直線偏光成分の光につ
いてはそのまま透過し、これと直交する偏光成分の光に
ついては散乱する散乱板であることを特徴とする表示装
置である。
【０００５】［請求項２］の発明は、請求項１の表示装
置において、画像を投射する装置として例えば液晶プロ
ジェクタのような偏光を発する装置を用い、散乱板の散
乱性を示す方向をその偏光方向と一致させたことを特徴
とする。スクリーンを透過可能とし２枚配することによ
り、奥行きをもった表示が可能となる。
置において、画像を投射する装置として例えば液晶プロ
ジェクタのような偏光を発する装置を用い、散乱板の散
乱性を示す方向をその偏光方向と一致させたことを特徴
とする。スクリーンを透過可能とし２枚配することによ
り、奥行きをもった表示が可能となる。
【０００６】
【０００７】［請求項３］の発明は、請求項１の装置に
おいて、２枚の偏光散乱板のそれぞれに投射するパネル
を偏光が直行するように配し、レンズにより結像してな
ることを特徴とする。
おいて、２枚の偏光散乱板のそれぞれに投射するパネル
を偏光が直行するように配し、レンズにより結像してな
ることを特徴とする。
【０００８】［請求項４］の発明は、請求項１の装置に
おいて、２枚の偏光散乱板の画像投射装置側にそれぞれ
偏光レンティキュラレンズを配したことを特徴とする。
おいて、２枚の偏光散乱板の画像投射装置側にそれぞれ
偏光レンティキュラレンズを配したことを特徴とする。
【０００９】［請求項５］の発明は、スクリーンとして
偏光回折格子を用いてなり、該偏光回折格子に対し画像
を投射して表示すること、該偏光回折格子は一方の直線
偏光を透過し、他方の直線偏光を回折する光学素子であ
ることを特徴とする表示装置である。また、［請求項
６］の発明は、複屈折性媒体中に等方性液滴が分散し、
前記分散した等方性液滴の屈折率が前記複屈折性媒体の
常屈折率と等しい構造を持ち、特定の直線偏光成分の光
についてはそのまま透過し、これと直交する偏光成分の
光については散乱する偏光散乱板を用いてなり、該偏光
散乱板に対し画像を投射して表示することを特徴とする
表示装置である。［請求項７］の発明は、複屈折性媒体
中に非重合性液晶の液滴が分散し、電界の印加で前記分
散した非重合性液晶の液滴の配向方向が変化する構造を
持ち、特定の直線偏光成分の光についてはそのまま透過
し、これと直交する偏光成分の光については散乱する偏
光散乱板を用いてなり、該偏光散乱板に対し画像を投射
して表示することを特徴とする表示装置である。［請求
項８］の発明は、請求項６または７の装置において、画
像を投射する装置として偏光を発する液晶プロジェクタ
を用いてなり、偏光散乱板の散乱性を示す方向をその偏
光方向と一致させたことを特徴とする。 更に、［請求項
９］の発明は、請求項１の装置において、前記偏光散乱
板が複屈折性媒体中に等方性液滴が分散し、前記分散し
た等方性液滴の屈折率が前記複屈折性媒体の常屈折率と
等しい構造を持つことを特徴とする。 ［請求項１０］の
発明は、請求項１の装置において、前記偏光散乱板が複
屈折性媒体中に非重合性液晶の液滴が分散し、電界の印
加で前記分散した非重合性液晶の液滴の配向方向が変化
する構造を持つことを特徴とする。
偏光回折格子を用いてなり、該偏光回折格子に対し画像
を投射して表示すること、該偏光回折格子は一方の直線
偏光を透過し、他方の直線偏光を回折する光学素子であ
ることを特徴とする表示装置である。また、［請求項
６］の発明は、複屈折性媒体中に等方性液滴が分散し、
前記分散した等方性液滴の屈折率が前記複屈折性媒体の
常屈折率と等しい構造を持ち、特定の直線偏光成分の光
についてはそのまま透過し、これと直交する偏光成分の
光については散乱する偏光散乱板を用いてなり、該偏光
散乱板に対し画像を投射して表示することを特徴とする
表示装置である。［請求項７］の発明は、複屈折性媒体
中に非重合性液晶の液滴が分散し、電界の印加で前記分
散した非重合性液晶の液滴の配向方向が変化する構造を
持ち、特定の直線偏光成分の光についてはそのまま透過
し、これと直交する偏光成分の光については散乱する偏
光散乱板を用いてなり、該偏光散乱板に対し画像を投射
して表示することを特徴とする表示装置である。［請求
項８］の発明は、請求項６または７の装置において、画
像を投射する装置として偏光を発する液晶プロジェクタ
を用いてなり、偏光散乱板の散乱性を示す方向をその偏
光方向と一致させたことを特徴とする。 更に、［請求項
９］の発明は、請求項１の装置において、前記偏光散乱
板が複屈折性媒体中に等方性液滴が分散し、前記分散し
た等方性液滴の屈折率が前記複屈折性媒体の常屈折率と
等しい構造を持つことを特徴とする。 ［請求項１０］の
発明は、請求項１の装置において、前記偏光散乱板が複
屈折性媒体中に非重合性液晶の液滴が分散し、電界の印
加で前記分散した非重合性液晶の液滴の配向方向が変化
する構造を持つことを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
するが、本発明はこれに限定されるものではない。
するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００１１】図９は、本発明の偏光散乱板を用いた投射
型の表示装置を示す。図９に示すように、本発明の表示
装置は、液晶プロジェクタ１１により映像を投射表示す
るスクリーンとして偏光依存性のある偏光散乱板１２を
用いてなるものである。図９に示すように、プロジェク
タ１１から図の紙面に平行な偏光成分Ｌ1 を偏光散乱板
１２に結像することにより表示を実現する。このとき偏
光散乱板１２は紙面に平行な光を散乱し、垂直な光を透
過するように配する。一方、物体（例えば亀）１３から
の光のうち紙面に垂直な偏光成分Ｌ2 はそのまま透過
し、人間１４の目に達する。
型の表示装置を示す。図９に示すように、本発明の表示
装置は、液晶プロジェクタ１１により映像を投射表示す
るスクリーンとして偏光依存性のある偏光散乱板１２を
用いてなるものである。図９に示すように、プロジェク
タ１１から図の紙面に平行な偏光成分Ｌ1 を偏光散乱板
１２に結像することにより表示を実現する。このとき偏
光散乱板１２は紙面に平行な光を散乱し、垂直な光を透
過するように配する。一方、物体（例えば亀）１３から
の光のうち紙面に垂直な偏光成分Ｌ2 はそのまま透過
し、人間１４の目に達する。
【００１２】すなわち人間１４は、スクリーンである偏
光依存性のある偏光散乱板１２に投影された表示画像と
同時に、該偏光散乱板１２の向こうにある物体１３の像
が見ることができる。
光依存性のある偏光散乱板１２に投影された表示画像と
同時に、該偏光散乱板１２の向こうにある物体１３の像
が見ることができる。
【００１３】ここでいう偏光散乱板１２とは、特定の直
線偏光成分についてはそのまま透過し、これと直交する
偏光成分の光についてはすりガラスのように散乱する性
質を有する散乱板である。
線偏光成分についてはそのまま透過し、これと直交する
偏光成分の光についてはすりガラスのように散乱する性
質を有する散乱板である。
【００１４】上記偏光散乱板１２は、例えば、図１０に
示すように高分子液晶Ａが重合してなる複屈折媒体３１
である重合した液晶からなるフィルム中に、粒体３２で
ある等方性液滴がランダムに分散した構造を有する。一
般に光は透明物体に入射すると、その電界によって振動
双極子を誘起するが、一様な複屈折性媒体３１中では双
極子は一様に誘起されるため、個々の双極子による散乱
は発生しない。ここで、分散した粒体３２の屈折率が複
屈折性媒体３１の常屈折率と等しいと、粒体３２である
液滴と複屈折性媒体３１とで光学軸方向の屈折率差が生
じる。粒体３２である液滴の部分だけ光学軸方向の振動
双極子の大きさが異なることになる。相対的に見れば粒
体３２である液滴の部分にのみ、光学軸方向の偏光に対
してのみ散乱断面積を有する振動双極子が存在すること
と等価であり、光学軸方向の偏光を選択的に散乱する散
乱板が実現できることとなる。
示すように高分子液晶Ａが重合してなる複屈折媒体３１
である重合した液晶からなるフィルム中に、粒体３２で
ある等方性液滴がランダムに分散した構造を有する。一
般に光は透明物体に入射すると、その電界によって振動
双極子を誘起するが、一様な複屈折性媒体３１中では双
極子は一様に誘起されるため、個々の双極子による散乱
は発生しない。ここで、分散した粒体３２の屈折率が複
屈折性媒体３１の常屈折率と等しいと、粒体３２である
液滴と複屈折性媒体３１とで光学軸方向の屈折率差が生
じる。粒体３２である液滴の部分だけ光学軸方向の振動
双極子の大きさが異なることになる。相対的に見れば粒
体３２である液滴の部分にのみ、光学軸方向の偏光に対
してのみ散乱断面積を有する振動双極子が存在すること
と等価であり、光学軸方向の偏光を選択的に散乱する散
乱板が実現できることとなる。
【００１５】ここで、上記複屈折性媒体３１は複屈折性
樹脂や複屈折性薄膜等であり、高分子材料や液晶を重合
させてなるものである。上記粒体３２は、例えばガラス
ビーズ等のような一成分系の固体粒子や、例えばグリセ
リンのような等方性液体の液滴等である。よって、複屈
折性媒体３１中に、等方性の粒子３２が分散した構造を
とることにより、電界なしでの特定の偏光成分を散乱さ
せる動作が可能となる。
樹脂や複屈折性薄膜等であり、高分子材料や液晶を重合
させてなるものである。上記粒体３２は、例えばガラス
ビーズ等のような一成分系の固体粒子や、例えばグリセ
リンのような等方性液体の液滴等である。よって、複屈
折性媒体３１中に、等方性の粒子３２が分散した構造を
とることにより、電界なしでの特定の偏光成分を散乱さ
せる動作が可能となる。
【００１６】また、図１０に示すように、配向膜３３と
ガラス板３４との間に挿入した電極４１，４１で挟んで
電界を加え、粒体３２である液滴中の非重合性液晶Ｂ
（粒体３２を構成する粒）の配向方向を変化させること
により、重合性液晶（ＵＶキュア液晶）Ａからなるフィ
ルムである複屈折性媒体３１の光学軸方向の屈折率と比
べ、粒体３２としての液晶の屈折率を異なったものとす
ることができる。この結果、複屈折性媒体３１の光学軸
方向の偏光成分を他の偏光成分と比べ強く散乱できる光
学素子４０を実現できる。
ガラス板３４との間に挿入した電極４１，４１で挟んで
電界を加え、粒体３２である液滴中の非重合性液晶Ｂ
（粒体３２を構成する粒）の配向方向を変化させること
により、重合性液晶（ＵＶキュア液晶）Ａからなるフィ
ルムである複屈折性媒体３１の光学軸方向の屈折率と比
べ、粒体３２としての液晶の屈折率を異なったものとす
ることができる。この結果、複屈折性媒体３１の光学軸
方向の偏光成分を他の偏光成分と比べ強く散乱できる光
学素子４０を実現できる。
【００１７】
【実施例】以下、本発明の好適な実施例を説明するが、
本発明はこれに限定されるものではない。
本発明はこれに限定されるものではない。
【００１８】（実施例１）図１は本発明の装置を示す概
略図である。図１に示すように、本実施例の表示装置
は、表示装置である液晶プロジェクタ１１により映像を
投射表示するスクリーンとして偏光依存性のある偏光散
乱板１２を用いてなるものである。液晶プロジェクタ１
１からの出射光の偏光方向と平行な光を散乱するような
方向に配した偏光散乱板１２に映像を結像させる。映像
を見る人間１４からみて、スクリーンである偏光散乱板
１２越しになる位置に物体（例えば亀）１３を置くこと
により、物体１３とスクリーンである偏光散乱板１２に
投影された映像の間の奥行き感を感じることが可能な効
果的な映像表現が可能となる。
略図である。図１に示すように、本実施例の表示装置
は、表示装置である液晶プロジェクタ１１により映像を
投射表示するスクリーンとして偏光依存性のある偏光散
乱板１２を用いてなるものである。液晶プロジェクタ１
１からの出射光の偏光方向と平行な光を散乱するような
方向に配した偏光散乱板１２に映像を結像させる。映像
を見る人間１４からみて、スクリーンである偏光散乱板
１２越しになる位置に物体（例えば亀）１３を置くこと
により、物体１３とスクリーンである偏光散乱板１２に
投影された映像の間の奥行き感を感じることが可能な効
果的な映像表現が可能となる。
【００１９】（実施例２）図２は本実施例の表示装置を
示す。図２に示すように、本実施例の表示装置は、偏光
方向が９０度異なる第１の偏光散乱板１２−１と第２の
偏光散乱板１２−２とを２枚設置してなり、２台の液晶
プロジェクタ（第１の液晶プロジェクタ１１−１、第２
の液晶プロジェクタ１１−２）を用い、それぞれの偏光
散乱板１２−１，１２−２にそれぞれ画像を投影する。
この時液晶プロジェクタ１１−１，１１−２の投影光の
偏光方向は投影する散乱板が散乱性を示す方向と一致さ
せておく。偏光散乱板１２−１，１２−２の偏光方向が
直交しているため、人間１４は、第２の偏光散乱板１２
−２を透過して第１の偏光散乱板１２−１に投影される
第１のプロジェクタ１１−１の映像と、第２の偏光散乱
板１２−２に投影された第２のプロジェクタ１１−２の
映像とを、同時に見ることができる。このため、映像を
見ている人間１４は偏光散乱板の位置の差に対応した奥
行き感のある表示を体験することができる。
示す。図２に示すように、本実施例の表示装置は、偏光
方向が９０度異なる第１の偏光散乱板１２−１と第２の
偏光散乱板１２−２とを２枚設置してなり、２台の液晶
プロジェクタ（第１の液晶プロジェクタ１１−１、第２
の液晶プロジェクタ１１−２）を用い、それぞれの偏光
散乱板１２−１，１２−２にそれぞれ画像を投影する。
この時液晶プロジェクタ１１−１，１１−２の投影光の
偏光方向は投影する散乱板が散乱性を示す方向と一致さ
せておく。偏光散乱板１２−１，１２−２の偏光方向が
直交しているため、人間１４は、第２の偏光散乱板１２
−２を透過して第１の偏光散乱板１２−１に投影される
第１のプロジェクタ１１−１の映像と、第２の偏光散乱
板１２−２に投影された第２のプロジェクタ１１−２の
映像とを、同時に見ることができる。このため、映像を
見ている人間１４は偏光散乱板の位置の差に対応した奥
行き感のある表示を体験することができる。
【００２０】（実施例３）図３は本実施例の表示装置を
示す。図３に示すように、本実施例の表示装置は、偏光
方向が９０度異なる第１の偏光散乱板１２−１と第２の
偏光散乱板１２−２とを２枚設置してなり、２台の液晶
プロジェクタ（第１の液晶プロジェクタ１１−１、第２
の液晶プロジェクタ１１−２）を用い、ハーフミラー１
５で合成しそれぞれの散乱板（偏光散乱板１２−１，１
２−２）に画像を投影する。このときハーフミラー１５
として偏光ビームスプリッタの様な偏光依存性のあるも
のを用いることにより高効率化できる。この時液晶プロ
ジェクタの投影光の偏光方向は投影する偏光散乱板が散
乱性を示す方向と一致させておく。該偏光散乱板の偏光
方向が直交しているため、人は、第２の偏光散乱板１２
−２を透過して第１の偏光散乱板１１−１に投影される
第１のプロジェクタ１１−１の映像と、第２の偏光散乱
板１２−２に投影された第２のプロジェクタ１１−２の
映像とを、同時に見ることができる。このため、映像を
見ている人間１４は散乱板の位置の差に対応した奥行き
感のある表示を体験することができる。
示す。図３に示すように、本実施例の表示装置は、偏光
方向が９０度異なる第１の偏光散乱板１２−１と第２の
偏光散乱板１２−２とを２枚設置してなり、２台の液晶
プロジェクタ（第１の液晶プロジェクタ１１−１、第２
の液晶プロジェクタ１１−２）を用い、ハーフミラー１
５で合成しそれぞれの散乱板（偏光散乱板１２−１，１
２−２）に画像を投影する。このときハーフミラー１５
として偏光ビームスプリッタの様な偏光依存性のあるも
のを用いることにより高効率化できる。この時液晶プロ
ジェクタの投影光の偏光方向は投影する偏光散乱板が散
乱性を示す方向と一致させておく。該偏光散乱板の偏光
方向が直交しているため、人は、第２の偏光散乱板１２
−２を透過して第１の偏光散乱板１１−１に投影される
第１のプロジェクタ１１−１の映像と、第２の偏光散乱
板１２−２に投影された第２のプロジェクタ１１−２の
映像とを、同時に見ることができる。このため、映像を
見ている人間１４は散乱板の位置の差に対応した奥行き
感のある表示を体験することができる。
【００２１】（実施例４）図４は本実施例の表示装置を
示す。図４に示すように、本実施例の表示装置は、偏光
方向が９０度異なる第１の偏光散乱板１２−１と第２の
偏光散乱板１２−２とを２枚設置してなり、特定の偏光
成分を空間変調可能な２枚の第１の表示パネル１６−
１，第１の表示パネル１６−２を偏光が直行するように
配し、一つの光源１７で照明し、レンズ１８により第１
の偏光散乱板１２−１，第２の偏光散乱板１２−２に結
像させることにより実現する。結像のピント調節は第
１，第２の表示パネル１６−１，１６−２のレンズ１８
からの距離を調節することにより実現する。第１，第２
の表示パネル１６−１，１６−２は、ホモジニアス配向
させたゲストホスト型液晶パネル、ＵＶキュア液晶によ
り作製した配向型高分子分散液晶、引っ張り応力により
液晶を配向させた高分子分散液晶などが使用できる。第
１の偏光散乱板１２−１と第２の偏光散乱板１２−２と
の偏光方向が直交しているため、人間１４は、第２の偏
光散乱板１２−２を透過して第１の偏光散乱板１２−１
に投影される第２のパネル１６−２の映像と、第２の偏
光散乱板１２−２に投影された第１のパネル１６−１の
映像とを、同時に見ることができる。このため、人間１
４は、第１の偏光散乱板１２−１，第２の偏光散乱板１
２−２との設置位置の差に対応した奥行き感のある表示
を体験することができる。本実施例は小型化に適するの
で、小型軽量なヘッドマウントディスプレイを実現でき
る。
示す。図４に示すように、本実施例の表示装置は、偏光
方向が９０度異なる第１の偏光散乱板１２−１と第２の
偏光散乱板１２−２とを２枚設置してなり、特定の偏光
成分を空間変調可能な２枚の第１の表示パネル１６−
１，第１の表示パネル１６−２を偏光が直行するように
配し、一つの光源１７で照明し、レンズ１８により第１
の偏光散乱板１２−１，第２の偏光散乱板１２−２に結
像させることにより実現する。結像のピント調節は第
１，第２の表示パネル１６−１，１６−２のレンズ１８
からの距離を調節することにより実現する。第１，第２
の表示パネル１６−１，１６−２は、ホモジニアス配向
させたゲストホスト型液晶パネル、ＵＶキュア液晶によ
り作製した配向型高分子分散液晶、引っ張り応力により
液晶を配向させた高分子分散液晶などが使用できる。第
１の偏光散乱板１２−１と第２の偏光散乱板１２−２と
の偏光方向が直交しているため、人間１４は、第２の偏
光散乱板１２−２を透過して第１の偏光散乱板１２−１
に投影される第２のパネル１６−２の映像と、第２の偏
光散乱板１２−２に投影された第１のパネル１６−１の
映像とを、同時に見ることができる。このため、人間１
４は、第１の偏光散乱板１２−１，第２の偏光散乱板１
２−２との設置位置の差に対応した奥行き感のある表示
を体験することができる。本実施例は小型化に適するの
で、小型軽量なヘッドマウントディスプレイを実現でき
る。
【００２２】以下、ゲストホストパネルについて説明す
る。ホモジニアス配向ゲストホスト液晶パネルは、二色
性色素を含有する液晶で作ったホモジニアス配向液晶パ
ネルである。二色性色素は分子長軸方向に偏光した光の
みを吸収し、液晶の配向方向と同方向に配向するため、
無電界状態では特定の偏光のみを吸収し、電界下では全
ての光を透過する。すなわち、一偏光についてのみ吸収
透過を、他の偏光成分に影響を与えることなく制御でき
る表示素子となる。
る。ホモジニアス配向ゲストホスト液晶パネルは、二色
性色素を含有する液晶で作ったホモジニアス配向液晶パ
ネルである。二色性色素は分子長軸方向に偏光した光の
みを吸収し、液晶の配向方向と同方向に配向するため、
無電界状態では特定の偏光のみを吸収し、電界下では全
ての光を透過する。すなわち、一偏光についてのみ吸収
透過を、他の偏光成分に影響を与えることなく制御でき
る表示素子となる。
【００２３】（実施例５）図５は本発明の表示装置を示
す。実施例２の表示装置において、第１の偏光散乱板１
２−１，第２の偏光散乱板１２−２とのそれぞれの前面
に第１，第２の偏光レンティキュラレンズ１９−１，１
９−２を配したものである。
す。実施例２の表示装置において、第１の偏光散乱板１
２−１，第２の偏光散乱板１２−２とのそれぞれの前面
に第１，第２の偏光レンティキュラレンズ１９−１，１
９−２を配したものである。
【００２４】ここで、偏光レンティキュラレンズとは、
一方の直線偏光を透過し、他方の直線偏光をレンティキ
ュラレンズとして屈折する光学素子である。このレンズ
は、方解石のような複屈折性の物質でレンズ構造を作製
し、常屈折率または異常屈折率のどちらかの屈折率と等
しい物質でレンズによるへこみを満たすことにより作製
できる。あるいは、アクリルのような透明な板にレンズ
構造を作製し、常屈折率または異常屈折率のどららかの
屈折率がアクリルと等しい、液晶のような複屈折流体で
満たすことによっても実現できる。偏光レンティキュラ
レンズ１９のレンズ効果の生ずる偏光方向は、後方に配
した偏光散乱板１２が散乱する偏光方向と一致させる。
一方の直線偏光を透過し、他方の直線偏光をレンティキ
ュラレンズとして屈折する光学素子である。このレンズ
は、方解石のような複屈折性の物質でレンズ構造を作製
し、常屈折率または異常屈折率のどちらかの屈折率と等
しい物質でレンズによるへこみを満たすことにより作製
できる。あるいは、アクリルのような透明な板にレンズ
構造を作製し、常屈折率または異常屈折率のどららかの
屈折率がアクリルと等しい、液晶のような複屈折流体で
満たすことによっても実現できる。偏光レンティキュラ
レンズ１９のレンズ効果の生ずる偏光方向は、後方に配
した偏光散乱板１２が散乱する偏光方向と一致させる。
【００２５】この構成では、それぞれの偏光散乱板１２
−１，１２−２がレンティキュラー方式の立体表示を実
現するため、人間１４は、各偏光散乱板面で２眼立体視
ができる。これにより、これまでの実施例２乃至４の表
示装置以上にさらに奥行き感のある表示を体験すること
ができる。
−１，１２−２がレンティキュラー方式の立体表示を実
現するため、人間１４は、各偏光散乱板面で２眼立体視
ができる。これにより、これまでの実施例２乃至４の表
示装置以上にさらに奥行き感のある表示を体験すること
ができる。
【００２６】ここで、レンティキュラー立体表示方式に
ついて説明する。例えば、朝倉書店刊 大越孝敬著「三
次元画像工学」ISBN4-254-20804-9 Ｐ20図2.14記載のよ
うに、レンティキュラレンズの焦点面をスクリーン状に
置き、左右眼画像をレンズの周期にあわせ交互に短冊状
に表示することにより、表示の指向性を確保する方式で
ある。すなわち、図６に示すように、レンティキュラー
レンズ１９を用いた三次元画像は、右眼と左眼とは別々
の画像を見るので、三次元画像が認識されることとな
る。
ついて説明する。例えば、朝倉書店刊 大越孝敬著「三
次元画像工学」ISBN4-254-20804-9 Ｐ20図2.14記載のよ
うに、レンティキュラレンズの焦点面をスクリーン状に
置き、左右眼画像をレンズの周期にあわせ交互に短冊状
に表示することにより、表示の指向性を確保する方式で
ある。すなわち、図６に示すように、レンティキュラー
レンズ１９を用いた三次元画像は、右眼と左眼とは別々
の画像を見るので、三次元画像が認識されることとな
る。
【００２７】本実施例では実施例２の表示装置を用いて
奥行き感の向上した表示装置の説明をしたが、本発明は
これに限定されるものではなく、例えば実施例３，４の
表示装置に適用するようにしてもよい。
奥行き感の向上した表示装置の説明をしたが、本発明は
これに限定されるものではなく、例えば実施例３，４の
表示装置に適用するようにしてもよい。
【００２８】（実施例６）図７は本実施例の表示装置を
示す。本実施例の表示装置は、実施例２の表示装置にお
いて、偏光散乱板１２−１，１２−２の代わりに第１の
偏光回折格子２０−１，第２の偏光回折格子２０−２を
それぞれ配したものである。ここで、第１の偏光回折格
子２０−１，第２の偏光回折格子２０−２に使用する偏
光回折格子とは、一方の直線偏光を透過し、他方の直接
偏光を回折する光学素子である。この回折格子は、方解
石のような複屈折性の物質で格子構造を作製し、常屈折
率または異常屈折率のどちらかの屈折率と等しい物質で
格子によるへこみを満たすことにより作製できる。ある
いは、アクリルのような透明な板に回折格子を作製し、
常屈折率または異常屈折率のどちらかの屈折率がアクリ
ルと等しい、液晶のような複屈折流体で満たすことによ
っても実現できる。また、ＵＶキュア液晶と液晶の混合
物に干渉縞を照射して作製した高分子分散液晶回折格子
を用いても良い。
示す。本実施例の表示装置は、実施例２の表示装置にお
いて、偏光散乱板１２−１，１２−２の代わりに第１の
偏光回折格子２０−１，第２の偏光回折格子２０−２を
それぞれ配したものである。ここで、第１の偏光回折格
子２０−１，第２の偏光回折格子２０−２に使用する偏
光回折格子とは、一方の直線偏光を透過し、他方の直接
偏光を回折する光学素子である。この回折格子は、方解
石のような複屈折性の物質で格子構造を作製し、常屈折
率または異常屈折率のどちらかの屈折率と等しい物質で
格子によるへこみを満たすことにより作製できる。ある
いは、アクリルのような透明な板に回折格子を作製し、
常屈折率または異常屈折率のどちらかの屈折率がアクリ
ルと等しい、液晶のような複屈折流体で満たすことによ
っても実現できる。また、ＵＶキュア液晶と液晶の混合
物に干渉縞を照射して作製した高分子分散液晶回折格子
を用いても良い。
【００２９】なお、本実施例において、実施例２等のよ
うに偏光散乱板がない理由は、ある程度広がり角が小さ
い光を回折することにより、指向性が制御された光を発
生させるためである。
うに偏光散乱板がない理由は、ある程度広がり角が小さ
い光を回折することにより、指向性が制御された光を発
生させるためである。
【００３０】この構成では、それぞれの偏光回折格子が
立体表示を実現するため、人は各偏光回折格子で２眼立
体視ができるため、これまでの実施例２乃至４以上に奥
行き感のある表示を体験することができる。本実施例で
は実施例２の表示装置を用いたが、本発明はこれに限定
されるものではなく、例えば実施例３，４の表示装置に
適用するようにしてもよい。
立体表示を実現するため、人は各偏光回折格子で２眼立
体視ができるため、これまでの実施例２乃至４以上に奥
行き感のある表示を体験することができる。本実施例で
は実施例２の表示装置を用いたが、本発明はこれに限定
されるものではなく、例えば実施例３，４の表示装置に
適用するようにしてもよい。
【００３１】また、回折格子構造として、レンティキュ
ラレンズ効果を示す周期を用いることにより、実施例５
で説明したような奥行き感を有する効果が得られる。
ラレンズ効果を示す周期を用いることにより、実施例５
で説明したような奥行き感を有する効果が得られる。
【００３２】ここで、レンティキュラー特性を示す回折
格子について説明する。平行な縞模様からなる回折格子
の周期を、外側に行くに従い間隔を狭めていくと、外側
ほど回折角が大きくなる。平行光を照射したとき回折光
が一直線で交わるように間隔を制御することにより、レ
ンティキュラレンズのような線状に焦点を結ぶ特性を示
すような光学素子を実現できる。
格子について説明する。平行な縞模様からなる回折格子
の周期を、外側に行くに従い間隔を狭めていくと、外側
ほど回折角が大きくなる。平行光を照射したとき回折光
が一直線で交わるように間隔を制御することにより、レ
ンティキュラレンズのような線状に焦点を結ぶ特性を示
すような光学素子を実現できる。
【００３３】また、回折格子構造をかえることにより、
多眼立体表示も実現できる。以下、多眼立体表示方式に
ついて説明する。たとえば、３次元画像コンファレンズ
'98 講演論文集（１９９８年７月１・２日）「３Ｄビ
デオシステムにおける色再現」（凸版印刷株式会社、高
橋ら）pp.111-116のFig.１に示されるような回折方向の
異なる回折格子をアレイ状に並べることにより実現した
偏光板を用いることで、表示装置とすることができる。
この３Ｄビデオシステムの立体像表示の原理は、複数の
異なる方向に各々の方向に対応した視差画像を表示する
ことで実現される。この方法では、視差画像の枚数を増
やすことにより、視点を移動すると回り込んだ像を観察
でき、より自然な立体感を得ることができる。図８に示
すように、ＬＣＤパネルと回折格子を組み合わせること
によって視差を生じさせている。回折格子は各視差に対
応した要素で構成され、図８では、説明のために４つの
視差を示す場合を示し、４つの回折格子アレイ２１−１
〜２１−４は角度の異なる４通りの曲線からなる回折格
子の集まりによって、構成されており、照明光２２を回
折格子アレイ２１−１〜２１−４に入射させると、例え
ば第１の回折格子２１−１に入射した光は左側に、第４
の回折格子２１−４に入射した光は右に、といったよう
に、各回折光は、それぞれ決まった方向に回折される。
この回折格子の入射側にＬＣＤパネル２４を密着させ、
各画素２２−１〜２２−４と回折格子とを１：１で対応
するように配置する。回折格子の要素に入射する照明光
２３は、ＬＣＤの対応するセルを透過した光となるの
で、ＬＣＤパネルを駆動し、透過率を制御することで、
回折格子の要素毎の照明光の光度を変調することが可能
となり、これによって視差を生じさせることができる。
これにより、多眼立体表示も可能となる。
多眼立体表示も実現できる。以下、多眼立体表示方式に
ついて説明する。たとえば、３次元画像コンファレンズ
'98 講演論文集（１９９８年７月１・２日）「３Ｄビ
デオシステムにおける色再現」（凸版印刷株式会社、高
橋ら）pp.111-116のFig.１に示されるような回折方向の
異なる回折格子をアレイ状に並べることにより実現した
偏光板を用いることで、表示装置とすることができる。
この３Ｄビデオシステムの立体像表示の原理は、複数の
異なる方向に各々の方向に対応した視差画像を表示する
ことで実現される。この方法では、視差画像の枚数を増
やすことにより、視点を移動すると回り込んだ像を観察
でき、より自然な立体感を得ることができる。図８に示
すように、ＬＣＤパネルと回折格子を組み合わせること
によって視差を生じさせている。回折格子は各視差に対
応した要素で構成され、図８では、説明のために４つの
視差を示す場合を示し、４つの回折格子アレイ２１−１
〜２１−４は角度の異なる４通りの曲線からなる回折格
子の集まりによって、構成されており、照明光２２を回
折格子アレイ２１−１〜２１−４に入射させると、例え
ば第１の回折格子２１−１に入射した光は左側に、第４
の回折格子２１−４に入射した光は右に、といったよう
に、各回折光は、それぞれ決まった方向に回折される。
この回折格子の入射側にＬＣＤパネル２４を密着させ、
各画素２２−１〜２２−４と回折格子とを１：１で対応
するように配置する。回折格子の要素に入射する照明光
２３は、ＬＣＤの対応するセルを透過した光となるの
で、ＬＣＤパネルを駆動し、透過率を制御することで、
回折格子の要素毎の照明光の光度を変調することが可能
となり、これによって視差を生じさせることができる。
これにより、多眼立体表示も可能となる。
【００３４】
【発明の効果】本発明によれば、スクリーンとして偏光
散乱板を用いてなり、該偏光散乱板に対し画像を投射し
て表示するので、スクリーン越しにある物体を見ること
が可能となる。また、偏光散乱板の代わりに偏光回折格
子を用いてもよい。
散乱板を用いてなり、該偏光散乱板に対し画像を投射し
て表示するので、スクリーン越しにある物体を見ること
が可能となる。また、偏光散乱板の代わりに偏光回折格
子を用いてもよい。
【００３５】また、スクリーンを透過可能とし、２枚配
することにより、奥行きをもった表示が実現できる。
することにより、奥行きをもった表示が実現できる。
【００３６】また、一方の直線偏光を透過し、他方の直
線偏光をレンティキュラレンズとして屈折する偏光レン
ティキュラレンズをそれぞれの偏光散乱板に配設するこ
とにより、レンティキュラー方式の立体表示が実現で
き、人間は、各スクリーンである偏光散乱板面で２眼立
体視ができ、さらに奥行き感のある表示を体験すること
ができる。
線偏光をレンティキュラレンズとして屈折する偏光レン
ティキュラレンズをそれぞれの偏光散乱板に配設するこ
とにより、レンティキュラー方式の立体表示が実現で
き、人間は、各スクリーンである偏光散乱板面で２眼立
体視ができ、さらに奥行き感のある表示を体験すること
ができる。
【図１】本発明の実施例１の表示装置を示す概略図。
【図２】本発明の実施例２の表示装置を示す概略図。
【図３】本発明の実施例３の表示装置を示す概略図。
【図４】本発明の実施例４の表示装置を示す概略図。
【図５】本発明の実施例５の表示装置を示す概略図。
【図６】三次元画像を示す概略図。
【図７】本発明の実施例６の表示装置を示す概略図。
【図８】立体像表示の概略図。
【図９】本発明の表示素子の作用を説明する説明図。
【図１０】光学素子の概略図。
【図１１】従来技術を示す概略図。
１１ 液晶プロジェクタ
１１−１ 第１の液晶プロジェクタ
１１−１ 第２の液晶プロジェクタ
１２ 偏光散乱板
１２−１ 第１の偏光散乱板
１２−１ 第２の偏光散乱板
１３ 物体
１４ 人間
１５ ハーフミラー
１６−１ 第１の表示パネル
１６−２ 第２の表示パネル
１７ 光源
１８ レンズ
１９−１ 第１の偏光レンティキュラレンズ
１９−２ 第２の偏光レンティキュラレンズ
２０−１ 第１の偏光回折格子
２０−２ 第２の偏光回折格子
２１−１〜２１−４ 回折格子アレイ
２２−１〜２２−４ 画素
２３ 照明光
２４ ＬＣＤパネル
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ
Ｇ０９Ｆ 9/00 ３６１ Ｇ０９Ｆ 9/00 ３６１
Ｈ０４Ｎ 5/74 Ｈ０４Ｎ 5/74 Ｃ
(72)発明者 上平 員丈
東京都新宿区西新宿三丁目19番２号 日
本電信電話株式会社内
(56)参考文献 特開 平９−133968（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−27534（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−327805（ＪＰ，Ａ)
特開 平11−218844（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−197026（ＪＰ，Ａ)
特開2000−214413（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−292111（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−224321（ＪＰ，Ａ)
特開2000−155374（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G03B 21/00 - 21/30
G03B 21/62
G02F 1/13
G02F 1/1335 - 1/13363
Claims (10)
- 【請求項１】 スクリーンとして偏光方向が９０度異な
る偏光散乱板を２枚配置して用いてなり、該２枚の偏光
散乱板に対し画像を投射して表示すること、前記２枚の
偏光散乱板はそれぞれ特定の直線偏光成分の光について
はそのまま透過し、これと直交する偏光成分の光につい
ては散乱する散乱板であることを特徴とする表示装置。 - 【請求項２】 請求項１の装置において、 画像を投射する装置として偏光を発する液晶プロジェク
タを用いてなり、偏光散乱板の散乱性を示す方向をその
偏光方向と一致させたことを特徴とする表示装置。 - 【請求項３】 請求項１の装置において、 ２枚の偏光散乱板のそれぞれに投射するパネルを偏光が
直行するように配し、レンズにより結像してなることを
特徴とする表示装置。 - 【請求項４】 請求項１の装置において、 ２枚の偏光散乱板の画像投射装置側にそれぞれ偏光レン
ティキュラレンズを配したことを特徴とする表示装置。 - 【請求項５】 スクリーンとして偏光回折格子を用いて
なり、該偏光回折格子に対し画像を投射して表示するこ
と、該偏光回折格子は一方の直線偏光を透過し、他方の
直線偏光を回折する光学素子であることを特徴とする表
示装置。 - 【請求項６】 スクリーンとして、複屈折性媒体中に等
方性液滴が分散し、前記分散した等方性液滴の屈折率が
前記複屈折性媒体の常屈折率と等しい構造を持ち、特定
の直線偏光成分の光についてはそのまま透過し、これと
直交する偏光成分の光については散乱する偏光散乱板を
用いてなり、該偏光散乱板に対し画像を投射して表示す
ることを特徴とする表示装置。 - 【請求項７】 スクリーンとして、複屈折性媒体中に非
重合性液晶の液滴が分散し、電界の印加で前記分散した
非重合性液晶の液滴の配向方向が変化する構造を持ち、
特定の直線偏光成分の光についてはそのまま透過し、こ
れと直交する偏光成分の光については散乱する偏光散乱
板を用いてなり、該偏光散乱板に対し画像を投射して表
示することを特徴とする表示装置。 - 【請求項８】 請求項６または７の装置において、 画像を投射する装置として偏光を発する液晶プロジェク
タを用いてなり、偏光散乱板の散乱性を示す方向をその
偏光方向と一致させたことを特徴とする表示装置。 - 【請求項９】 請求項１の装置において、 前記偏光散乱板が複屈折性媒体中に等方性液滴が分散
し、前記分散した等方性液滴の屈折率が前記複屈折性媒
体の常屈折率と等しい構造を持つことを特徴とする表示
装置。 - 【請求項１０】 請求項１の装置において、 前記偏光散乱板が複屈折性媒体中に非重合性液晶の液滴
が分散し、電界の印加で前記分散した非重合性液晶の液
滴の配向方向が変化する構造を持つことを特徴とする表
示装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24122298A JP3393072B2 (ja) | 1998-08-27 | 1998-08-27 | 表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24122298A JP3393072B2 (ja) | 1998-08-27 | 1998-08-27 | 表示装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000075405A JP2000075405A (ja) | 2000-03-14 |
| JP3393072B2 true JP3393072B2 (ja) | 2003-04-07 |
Family
ID=17071025
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24122298A Expired - Fee Related JP3393072B2 (ja) | 1998-08-27 | 1998-08-27 | 表示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
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| JP3739350B2 (ja) * | 2002-11-11 | 2006-01-25 | 日本電信電話株式会社 | 三次元表示装置 |
| JP4619742B2 (ja) * | 2004-10-20 | 2011-01-26 | 東芝モバイルディスプレイ株式会社 | 液晶表示装置 |
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| JP2009109878A (ja) * | 2007-10-31 | 2009-05-21 | Nippon Hoso Kyokai <Nhk> | 映像投射装置および立体映像投射システム |
| JP2010085617A (ja) * | 2008-09-30 | 2010-04-15 | Teijin Dupont Films Japan Ltd | 三次元表示スクリーン用フィルム積層体およびそれからなる三次元表示スクリーンならびに三次元表示システム |
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| US11067860B2 (en) | 2016-11-18 | 2021-07-20 | Magic Leap, Inc. | Liquid crystal diffractive devices with nano-scale pattern and methods of manufacturing the same |
| KR102660933B1 (ko) | 2016-11-18 | 2024-04-24 | 매직 립, 인코포레이티드 | 공간 가변적 액정 회절 격자들 |
| KR102585679B1 (ko) | 2016-12-08 | 2023-10-05 | 매직 립, 인코포레이티드 | 콜레스테릭 액정에 기초한 회절 디바이스들 |
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| IL303471B2 (en) | 2017-03-21 | 2024-08-01 | Magic Leap Inc | An eye imaging device that uses optical refractive elements |
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