DE10314184A1

DE10314184A1 - Holografischer Schirm

Info

Publication number: DE10314184A1
Application number: DE10314184A
Authority: DE
Inventors: Kenichirou Takada
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2002-03-29
Filing date: 2003-03-28
Publication date: 2003-11-06
Also published as: US6924912B2; US20030184830A1; JP2003294952A

Abstract

Ein holograpfischer Schirm zum Darstellen von Bildern durch Ablenkung und Dispersion eines durch einen von einem Projektor projizierten Bildstrahl weist auf ein Haupthologramm zum Ablenken und Dispergieren eines von einem Winkel, nämlich entweder von einem aufwärtigen oder einem abwärtigen Winkel, einfallenden Bildstrahles und ein gleichgerichtetes Dispersionshologramm, vorgesehen auf der Bildprojektorseite des Haupthologramms, um einen Teil des Bildstrahles innerhalb eines vorbestimmten Winkelbereiches auf dessen Einfallsrichtung zentriert abzulenken und zu übertragen und einen anderen Teil des Bildstrahles direkt zu übertragen und dabei einen holografischen Schirm bereitzustellen, der die Helligkeit erhalten kann und die Farbreproduzierbarkeit eines dargestellten Bildes verbessern kann.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen holografischen Schirm zum Darstellen von Bildern durch Ablenken und das Dispergieren eines durch einen Bildprojektor projizierten Bildstrahl.

2. Beschreibung des Standes der Technik

Holografische Schirme zum Darstellen von Bildern durch Ablenken und Dispergieren eines durch einen Bildprojektor projizierten Bildstrahles sind aus dem Stand der Technik bekannt.
Die in solch einem holografischen Schirm verwendeten holografischen Elemente werden durch das Aufzeichnen eines Diffusors 98 auf einem lichtempfindlichen Werkstoff 95 mittels eines optischen Belichtungssystems 9 hergestellt, wie zum Beispiel dem in Fig. 20 gezeigten.
Bei diesem System wird ein von einem Laser (z. B. einem Ar- Laser) Oszillator 90 abgegebener Laserstrahl 900 (mit einer Wellenlänge von z. B. 514,5 nm) mittels eines halbdurchlässigen Spiegels 990 in zwei Richtungen aufgeteilt.
Einer der getrennten Strahlen wird durch zwei Reflexionsspiegel 991 geschickt und mittels einer Objektivlinse 931 in divergierende Strahlen aufgespalten, und dann auf den lichtempfindlichen Werkstoff 95 projiziert. Diese divergierenden Strahlen sind Referenzstrahlen 96.
Der andere der aufgeteilten Strahlen wird durch zwei andere reflektierende Spiegel 992 geschickt und durch eine Objektivlinse 932 geteilt, und dann zu einem Parabolspiegel 99 gelenkt. Die durch diesen Parabolspiegel 99 reflektierten Strahlen werden auf den lichtempfindlichen Werkstoff 95 reflektiert, nachdem sie durch den Diffusor 98 durchgetreten sind, um ausgebreitete Strahlen herzustellen. Die von dem Diffusor 98 ausgebreiteten Strahlen sind Objektstrahlen 97.
Die Objektstrahlen 97 und Referenzstrahlen 96 überschneiden einander, wenn der lichtempfindliche Werkstoff 90 ihnen ausgesetzt ist. Als Ergebnis wird der Diffusor 98 auf dem lichtempfindlichen Werkstoff 95 aufgezeichnet, um ein Hologrammelement herzustellen.
Bei einem auf diese Weise hergestellte Hologrammelemente einsetzenden holografischen Schirm nimmt das von dem Bildprojektor projizierte Bild einen grünen Farbton und ähnliches an, wodurch das Problem entsteht, dass die Farbe des projizierten Bildes nicht zufriedenstellend reproduziert wird.
Als Antwort auf dieses Problem wurde als Verfahren zum Verbessern der Farbreproduzierbarkeit auf dem holografischen Schirm, ein Verfahren eine gleichgerichtete Dispersionsschicht auf die holografischen Elemente zu beschichten, in der ungeprüften Patentveröffentlichung (Kokai) Nr. 11-202417 offenbart. Zum Beispiel wird nämlich eine Sichtbarkeitssteuerschicht, "Lumisty", die durch die Sumitomo Chem. Co. Ltd. hergestellt wird und als obige gerichtete Dispersionsschicht dient, auf die holografischen Elemente beschichtet.
Folglich wird eine gegebene Breite auf den Einfallswinkel der durch die gerichtete Dispersionsschicht übertragenen und auf die holografischen Elemente einfallenden Strahlen übermittelt, und diese können so erzeugt werden, dass eine Vorspannung in der Wellenlängenverteilung der abgelenkten Strahlen in der Vorwärtsrichtung (normale Richtung auf das holografische Element) nicht auftritt. Als Ergebnis kann ein holografischer Schirm mit hervorragender Farbreproduzierbarkeit erhalten werden.
Die Grundlagen dieser Farbreproduzierbarkeitsverbesserung sind wie in der ungeprüften Patentveröffentlichung (Kokai) Nr. 11- 202417 beschrieben.
Jedoch entsteht bei dem obigen Hologrammschirm gemäß dem Stand der Technik das Problem, dass die Helligkeit übermäßig verringert ist, obwohl die Farbreproduzierbarkeit der Displayelemente außerordentlich bevorzugbar ist. Der Grund dafür liegt darin, dass die gerichtete Dispersionsschicht die Bildstrahlen mehr dispergiert als notwendig ist. Wie in Fig. 21 gezeigt, tritt nämlich der einfallende Strahl durch die gleichgerichtete Dispersionsschicht, während er fortlaufend über einem breiten Bereich dispergiert wird. Folglich wird die Intensität der auf die holografischen Elemente einfallenden Strahlen stark abgeschwächt, die im Wesentlichen mit dem selben Winkel wie dem zuvor eingestellten Einfallswinkel des Bildstrahles auf die holografischen Elemente einfallen.
Als Ergebnis wird die Effektivität der holografischen Elemente stark verringert.
Fig. 21 zeigt die Intensitätsverteilung bei dem Ausgangswinkel des dispergierten und übertragenden Strahls, wobei der weiße Strahl auf dem Diffusor 98 (gerichtete Dispersionsschicht) mit einem Einfallswinkel von 35° einfällt. Das Intensitätsverhältnis der Ordinate bezeichnet das Intensitätsverhältnis des einfallenden Strahles 81 zu dem ausgehenden Strahl 82 durch den Diffusor 98, in Fig. 22 gezeigt. Der Ausgangswinkel von der Abszisse bezeichnet den Winkel des linear übertragenen Strahls 821, wobei das Ansteigen des Winkels mit Bezug auf die normale Linie des Diffusors 98 über den ausgehenden Strahl 821 als ein Ansteigen (+) dargestellt ist.
Aus den obigen Gründen entsteht das Problem, dass wenn die Sichtbarkeitssteuerschicht "Lumisty", die als gleichgerichtete Dispersionsschicht dient, auf die holografischen Elemente beschichtet ist, die Bildhelligkeit nur die Hälfte oder weniger des Wertes vor der Beschichtung beträgt, und sie daher nur in einem relativ dunklen Raum verwendet werden kann.

Zusammenfassung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung wurde im Licht der obigen Probleme des Standes der Technik erhalten und stellt einen holografischen Schirm bereit, der die Helligkeit eines dargestellten Bildes erhält und die Farbreproduzierbarkeit verbessern kann.
Ein erster Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist ein holografischer Schirm zum Darstellen von Bildern durch Ablenken und Dispergieren eines durch einen Bildprojektor projizierten Bildstrahles, mit einem Haupthologramm zum Ablenken und Dispergieren eines Einfallsbildstrahles von einem Winkel, nämlich entweder einem aufwärtigen oder einem abwärtigen Winkel, und ein gleichgerichtetes Dispersionshologramm, vorgesehen auf einer Bildprojektorseite des Haupthologramms, um einen Teil des Bildstrahles innerhalb eines auf dessen Einfallsrichtung zentrierten vorbestimmten Winkelbereiches abzulenken und zu übertragen, und einen anderen Teil des Bildstrahles direkt zu übertragen.
Die Auswirkungen des Betriebs des ersten Gesichtspunktes der vorliegenden Erfindung sind wie folgt.
Das Haupthologramm kann die Helligkeit des dargestellten Bildes erhöhen, wenn der Bildstrahl im Wesentlichen in dem selben Winkel wie ein voreingestellter Einfallswinkel des Bildstrahls einfällt. Ebenfalls kann das Haupthologramm die Farbreproduzierbarkeit eines dargestellten Bildes verbessern, indem das Bild in einer dem Einfallswinkel des Bildstrahles entsprechenden Breite einfallend gemacht wird.
Der holografische Schirm der vorliegenden Erfindung weist ein auf der Bildprojektorseite des Haupthologramms vorgesehenes gleichgerichtetes Dispersionshologramm auf.
Als Ergebnis wird ein Teil des auf das gleichgerichtete dispergierte Hologramm einfallende Bildstrahles dispergiert und innerhalb eines vorbestimmten Winkelbereiches übertragen, um auf das Haupthologramm einzufallen. Ebenfalls wird der andere Teil des Bildstrahles direkt im Wesentlichen in der selben Richtung wie die Einfallsrichtung direkt übertragen, um auf das Haupthologramm einzufallen.
Da der direkt durch das gleichgerichtete Dispersionshologramm übertragene Bildstrahl im Wesentlichen im gleichen Winkel auf das Haupthologramm einfallen kann, wie der voreingestellte Bildstrahleinfallswinkel des Haupthologramms, wird er mit hohem Wirkungsgrad im Wesentlichen in der Vorwärtsrichtung gebeugt, und die Helligkeit des dargestellten Bildes kann gesteigert werden.
Inzwischen bezieht sich dies auf das Verbessern der Farbreproduzierbarkeit des dargestellten Bildes, weil der durch das gleichgerichtete Dispersionshologramm dispergierte und übertragene Bildstrahl in einer Breite innerhalb des Einfallswinkels auf dem Haupthologramm einfällt.
Deswegen kann die Helligkeit des dargestellten Bildes des holografischen Schirmes erhalten werden und dessen Farbreproduzierbarkeit verbessert werden, indem die Verhältnisse von sowohl dem direkt übertragenen Bildstrahl als auch dem durch das gleichgerichtete Dispersionshologramm dispergierten Bildstrahl zu einem bestimmten Ausmaß erhalten werden.
Wie oben beschrieben kann gemäß der vorliegenden Erfindung ein holografischer Schirm bereitgestellt werden, bei dem die Helligkeit des dargestellten Bildes erhalten werden kann und die Farbreproduzierbarkeit verbessert werden kann.
Ein zweiter Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist ein holografischer Schirm zum Darstellen von Bildern durch das Beugen und Dispergieren eines durch einen Bildprojektor projizierten Bildstrahles, wobei der holografische Schirm durch das Beschichten einer ersten Hauptscheibe zum Beugen und Dispergieren eines einfallenden Strahles von einem Winkel, nämlich von einem aufwärtigen Winkel oder einem abwärtigen Winkel und einer zweiten Hauptscheibe zum Dispergieren und Übertragen eines Teils des einfallenden Strahls innerhalb eines, auf dessen Einfallsrichtung zentrierten, vorbestimmten Winkelbereiches auf einen lichtempfindlichen Werkstoff, und direktes Übertragen eines anderen Teils des einfallenden Strahles hergestellt wird.
Der obige holografische Schirm wird hergestellt durch vielfaches Aufzeichnen der ersten Hauptscheibe und der zweiten Hauptscheibe auf den lichtempfindlichen Werkstoff.
Die erste Hauptscheibe beugt und dispergiert den einfallenden Strahl, der entweder von einem aufwärtigen oder von einem abwärtigen Winkel einfällt. Die zweite Hauptscheibe übertragt einen anderen Teil des einfallenden Strahles direkt, sowohl als beugender als auch als übertragender Teil des einfallenden Strahles, innerhalb eines vorbestimmten Bereiches von Winkeln, die sich um die Einfallsrichtung zentrieren.
Es hat nämlich die erste Hauptscheibe die gleiche Funktion wie das Haupthologramm der obigen ersten Erfindung und die zweite Hauptscheibe hat die gleiche Funktion, wie das gleichgerichtete Dispersionshologramm der ersten Erfindung.
Folglich befindet sich der obige holografische Schirm in dem gleichen Zustand, wie wenn das Haupthologramm und das gleichgerichtete Dispersionshologramm überlagert und aufgezeichnet sind. Als Ergebnis weist der oben beschriebene holografische Schirm die gleichen Auswirkungen beim Betrieb auf, wie die erste Erfindung.
Da der obige holografische Schirm durch das Aufzeichnen von zwei Hauptplatten auf einem einzelnen lichtempfindlichen Werkstoff hergestellt ist, kann er ebenfalls mit einem Einzelschichtwerkstoff hergestellt werden.
Auf diese Weise wird sowohl eine Verringerung der Anzahl der Produktionsschritte als auch eine Reduktion der Herstellungskosten ermöglicht, wenn der holografische Schirm massengefertigt wird. Verglichen mit dem Fall, bei dem das Haupthologramm und das gleichgerichtete Dispersionshologramm beschichtet sind, kann die Übertragung des holografischen Schirms verbessert werden, da die Strahlenabsorption wegen der Konstruktionswerkstoffe verringert ist.
Wie oben beschrieben ist gemäß der vorliegenden Erfindung ein holografischer Schirm bereitgestellt, der die Helligkeit des dargestellten Bildes erhält und die Farbreproduzierbarkeit verbessern kann.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist eine vereinfachte Ansicht zum Erläutern eines holografischen Schirms gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 ist eine vereinfachte Absicht und erläutert ein Haupthologramm gemäß der ersten Ausführungsform;
Fig. 3 ist eine vereinfachte Ansicht und erläutert ein gleichgerichtetes Dispersionshologramm gemäß der ersten Ausführungsform;
Fig. 4 ist ein Diagramm und zeigt die Intensitätsverteilung des ausgehenden Strahles abhängig von dem ausgehenden Winkel, wenn ein weißer Strahl auf das gleichgerichtete Dispersionshologramm einfällt, gemäß der ersten Ausführungsform;
Fig. 5 ist ein vergrößerter Abschnitt des Diagramms aus Fig. 4;
Fig. 6 ist eine vereinfachte Ansicht und zeigt das Schirmenergiegewinnverfahren gemäß der ersten Ausführungsform;
Fig. 7 ist eine vereinfachte Ansicht eines Verfahrens zur Herstellung eines gleichgerichteten Dispersionshologramms gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 8 ist eine perspektivische Ansicht der gleichgerichteten Dispersionsschicht gemäß der zweiten Ausführungsform;
Fig. 9 ist eine Seitenansicht der gleichgerichteten Dispersionsschicht gemäß der zweiten Ausführungsform;
Fig. 10 ist eine Vorderansicht der gleichgerichteten Dispersionsschicht gemäß der zweiten Ausführungsform;
Fig. 11 ist eine vereinfachte Ansicht zum Erläutern des optischen Belichtungssystems des gleichgerichteten Dispersionshologramms gemäß der zweiten Ausführungsform;
Fig. 12 ist eine vereinfachte Ansicht eines Verfahrens zur Herstellung eines gleichgerichteten Dispersionshologramms gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 13 ist eine vereinfachte Ansicht eines gleichgerichteten Dispersionshologrammerzeugungsverfahrens gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 14 ist eine vereinfachte Ansicht zum Erläutern einer Jalousieschicht gemäß der vierten Ausführungsform;
Fig. 16 ist eine vereinfachte Ansicht eines Verfahrens zur Herstellung eines gleichgerichteten Dispersionshologramms gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 17 ist eine Querschnittsansicht eines Reflektors/Diffusors gemäß der fünften Ausführungsform;
Fig. 18 ist eine vereinfachte Ansicht eines Verfahrens zur Herstellung eines gleichgerichteten Schirms gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 19 ist eine vereinfachte Ansicht des holografischen Schirms gemäß der sechsten Ausführungsform;
Fig. 20 ist eine vereinfachte Ansicht zum Erläutern eines holografischen Element optischen Belichtungssystems gemäß des Standes der Technik;
Fig. 21 ist ein Diagramm und bezeichnet die Intensitätsverteilung eines ausgehenden Strahles abhängig von dem Ausgangswinkel, wenn ein weißer Strahl auf einer gleichgerichteten Dispersionsschicht einfällt, gemäß dem Stand der Technik; und
Fig. 22 ist eine vereinfachte Ansicht und zeigt ein Intensitätsdispersionsmessverfahren eines ausgehenden Strahles gemäß dem Stand der Technik.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

Bei einem ersten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung kann der Projektionswinkel des Bildstrahles auf dem Mittelpunkt des holografischen Schirmes von dem Bildprojektor zum Beispiel einem Winkel von 35° nach oben oder unten sein. Das Haupthologramm kann den in dem projizierten Winkel einfallenden Bildstrahl im Wesentlichen in der Vorwärtsrichtung (der normalen Richtung auf das Haupthologramm) beugen und dispergieren.
Zusätzlich ist eine direkte Übertragung eine Übertragung in im Wesentlichen der gleichen Richtung wie der Richtung des Einfallens des Bildstrahles; zum Beispiel eine Übertragung in einer Richtung von nicht mehr als ±2° mit Bezug auf die Richtung des Einfalls.
Ebenfalls dispergiert das gleichgerichtete Dispersionshologramm bevorzugt 20% bis 70% des Bildstrahles und überträgt direkt 30 bis 80% des Bildstrahles.
In diesem Fall kann die Intensität des Bildstrahles direkt durch das gleichgerichtete Dispersionshologramm übertragen werden und die Intensität des dispergierten Bildstrahles kann im Wesentlichen ausreichend erhalten werden. Als Ergebnis kann die Helligkeit des dargestellten Bildes des holografischen Schirmes kann im Wesentlichen erhalten werden, und die Farbreproduzierbarkeit kann ausreichend verbessert werden.
Wo das Verhältnis des gebeugten Lichtstrahles weniger als 20% beträgt, oder wo das Verhältnis des direkt übertragenen Bildstrahles 80% übersteigt, wird es sehr schwierig, eine ausreichend dargestellte Bildfarbreproduzierbarkeit zu erhalten.
Inzwischen wird es sehr schwierig eine ausreichende dargestellte Bildhelligkeit zu erhalten, wenn das Verhältnis des dispergierten Bildstrahles 70% übersteigt, oder wenn das Verhältnis des direkt übertragenen Bildstrahles weniger als 30 % beträgt.
Außerdem dispergiert das gleichgerichtete Dispersionshologramm bevorzugt den Bildstrahl ±5° oder mehr mit Bezug auf dessen Einfallsrichtung.
In diesem Fall kann der Einfallswinkel des Bildstrahles auf das Haupthologramm mit ausreichender Breite gegeben werden, und deswegen kann die Farbreproduzierbarkeit des dargestellten Bildes ausreichend verbessert werden.
Wenn der Dispersionswinkel weniger als ±5° mit Bezug auf die Einfallsrichtung ist, wird es schwierig, die Farbreproduzierbarkeit des dargestellten Bildes ausreichend zu verbessern.
Für den Dispersionswinkel ist es ebenfalls bevorzugt ±30° oder weniger mit Bezug auf die Einfallsrichtung auf das gleichgerichtete Dispersionshologramm zu betragen.
In diesem Fall kann die Helligkeit des dargestellten Bildes des holografischen Schirmes erhalten und die Farbreproduzierbarkeit wirkungsvoll verbessert werden. Dies deswegen, da in einem durch einen einzelnen Farblaserstrahl erzeugten Übertragungstyphologramm, bei dem der Einfallswinkel des Reproduktionsstrahles geändert wird, um alle Wellenlängen des sichtbaren Strahles zu reproduzieren, die Breite des Einfallswinkels des Reproduktionsstrahles bevorzugt soweit wie möglich in der Größe von ±30° liegt. Auf diese Weise bezieht sich der resultierende Strahl, der über einen breiten Winkel dispergiert ist, nicht auf eine Verbesserung der Farbreproduzierbarkeit und kann ebenfalls nicht einen Anteil an der Verbesserung der Helligkeit des Bilddisplays haben, wenn der Bildstrahl in einem diesen stark überschreitenden Bereich dispergiert ist und dafür gesorgt wird, dass er auf das Haupthologramm einfällt. Als Ergebnis ist das einzige Ergebnis einer Verringerung der Helligkeit, wenn der Dispersionswinkel den obigen Bereich überschreitet.
Dementsprechend kann die Helligkeit durch das Einschränken des Dispersionswinkels wie zuvor beschrieben ausreichend erhalten und die Farbreproduzierbarkeit wirkungsvoll verbessert werden.
Darüber hinaus wird das gleichgerichtete Dispersionshologramm bevorzugt durch das Strahlen eines Referenzstrahles von der Diffusorseite in einem vorbestimmten Winkel zu einer Normalen davon hergestellt, wobei er durch den Diffusor übertragen und ausgebreitet wird, um einen ausgebreiteten Strahl zu erzeugen, und den lichtempfindlichen Werkstoff dem ausgebreiteten Strahl auszusetzen, nachdem ein lichtempfindlicher Werkstoff und ein Diffusor überlagert worden sind.
In diesem Fall kann leicht ein holografischer Schirm erhalten werden, der die Helligkeit ausreichend erhalten und die Farbreproduzierbarkeit verbessern kann.
Da der obige Diffusor als Hologramm aufgezeichnet ist, kann das gleichgerichtete Dispersionshologramm das Verhältnis des direkt übertragenen Bildstrahles ausreichend erhalten.
Der obige vorbestimmte Winkel ist bevorzugt im Wesentlichen gleich wie der Projektionswinkel des Bildstrahles mit Bezug auf den holografischen Schirm.
Darüber hinaus kann der obige lichtempfindliche Werkstoff und Diffusor in einem überlagerten Zustand bereitgestellt werden, wobei zum Beispiel durchsichtiges Glas dazwischen bereitgestellt ist.
Zusätzlich ist der Diffusor bevorzugt eine gleichgerichtete Dispersionsschicht, die nur einen innerhalb eines vorbestimmten Längswinkelbereiches einfallenden Strahl dispergiert und einen von den Winkeln außerhalb des vorbestimmten Längswinkelbereiches einfallenden Strahl direkt überträgt, und der bevorzugte Winkelbereich bevorzugt alle Einfallswinkel des Bildstrahles auf der gesamten Oberfläche des holografischen Schirms enthält.
In diesem Fall kann ein gleichgerichtetes Dispersionshologramm erhalten werden, das einen Teil des auf das Haupthologramm einfallenden Bildstrahles in aufwärtiger und abwärtiger Richtung dispergiert. Deswegen kann durch die Kombination des gleichgerichteten Dispersionshologramms und des Haupthologramms einfach ein holografischer Schirm mit hervorragender Farbreproduzierbarkeit erhalten werden.
Ebenfalls kann der Dispersionswinkel in der vertikalen Richtung des Bildstrahles beschränkt und die Bildhelligkeit des holografischen Schirmes erhalten werden, wenn die gleichgerichtete Dispersionsschicht auf das gleichgerichtete Dispersionshologramm aufgezeichnet ist.
Darüber hinaus kann der vertikale Winkelbereich zum Beispiel eine obere Beschränkung von 45° bis 55° und eine untere Beschränkung von 20° bis 25° aufweisen.
Der Diffusor kann ebenfalls aus Mattglas bestehen.
In diesem Fall kann ein holografischer Schirm sogar mit einer besseren herausragenden Vorabreproduzierbarkeit erhalten werden, weil das gleichgerichtete Dispersionshologramm den Bildstrahl sowohl vertikal als auch horizontal dispergiert.
Darüber hinaus kann durch die Auswahl eines Mattglases mit einem vorbestimmten Strahldispersionsbereich der Grad der Strahldispersion des gleichgerichteten Dispersionshologramms einfach gesteuert werden.
Zusätzlich besteht der Diffusor bevorzugt aus einer Schicht eines Mattglases und einer Jalousieschicht, die auf der lichtempfindlichen Werkstoffseite des Mattglases bereitgestellt ist.
In diesem Fall, wenn der Grad der Dispersion des Mattglases, der Jalousiewinkel und der sichtbare Winkel der Jalousieschicht, und der Einfallswinkel des Referenzstrahles auf den Diffusor passend gesetzt sind, ist eine relativ freie Steuerung des Bereiches, entsprechend dem Einfallswinkel des Bildstrahles und des Grades der Dispersion des hergestellten gleichgerichteten Dispersionshologramms möglich.
Darüber hinaus, wenn die Jalousieschicht nicht verwendet wird, obwohl der Grad der Dispersion und die Dispersionsrichtung des hergestellten gleichgerichteten Dispersionshologramms durch den Grad der Strahldispersion des Mattglases und den Einfallswinkel des Referenzstrahles bestimmt sind, ist der Weg, in dem sie sich dispergieren, so, dass sie im Wesentlichen symmetrisch in der auf- und abwärtigen Richtung der einfallenden Strahlachse sind. Durch das Vorsehen der Jalousieschicht an der Rückseite des Mattglases (die Seite, von der der übertragene Strahl ausgeht), dispergiert sich das auf diese Weise erhaltene gleichgerichtete Dispersionshologramm nicht symmetrisch in der auf- und abwärtigen Richtung und kann außerdem den Strahldispersionsbereich beschränken.
Dabei kann die Farbreproduzierbarkeit quer über den gesamten holografischen Schirm gesteigert und wirkungsvoll verbessert werden.
Die Jalousieschicht weist bevorzugt einen Jalousiewinkel von 10° und mehr auf.
In diesem Fall kann ein gleichgerichtetes Dispersionshologramm zuverlässig erhalten werden, das den Bildstrahl direkt von einem aufwärtigen oder abwärtigen Winkel überträgt.
Zusätzlich unterscheidet sich der passende Jalousiewinkel abhängig von dem Projektionswinkel des Bildstrahles auf den holografischen Schirm und die verlangte Dispersionsverteilung des gleichgerichteten Dispersionshologramms.
Das gleichgerichtete Dispersionshologramm kann ebenfalls, nachdem ein Reflektor/Diffusor mit einer Halbspiegeloberfläche, gebildet durch eine Halbspiegelmantelschicht und einer Ausbreitungsspiegelfläche, gebildet durch eine Mattglasschicht auf einer Oberfläche gegenüber der Halbspiegeloberfläche und eine Spiegelmantelschicht in einem Winkel vorgesehen ist, wobei die Halbspiegeloberfläche dem lichtempfindlichen Werkstoff gegenüber ist, durch das Strahlen eines Referenzstrahles von der Halbspiegelflächenseite auf den Reflektor/Diffusor in einem Winkel zu dessen Normaler erzeugt werden, wobei ein Teil des Referenzstrahles auf der Halbspiegelfläche reflektiert wird, um ihn auf den lichtempfindlichen Werkstoff als nicht ausgebreiteten Strahl einfallen zu lassen, und Reflektieren eines anderen Teiles des Referenzstrahles auf der Ausbreitungsspiegeloberfläche, um ihn als ausgebreiteter Strahl auf den lichtempfindlichen Werkstoff einfallen zu lassen, und den lichtempfindlichen Werkstoff dem nicht ausgebreiteten Strahl auszusetzen und den ausgebreiteten Strahl miteinander auf dem lichtempfindlichen Werkstoff zu überlagern.
In diesem Fall ist der lichtempfindliche Werkstoff durch das Überlagern des in der Halbspiegelfläche reflektierten nicht ausgebreiteten Strahls mit dem in dem Ausbreitungsspiegel reflektierten ausgebreiteten Strahl auf dem lichtempfindlichen Werkstoff ausgesetzt.
Durch diese Einrichtung kann ein gleichgerichtetes Dispersionshologramm, dessen Dispersionsbereich eng ist und worin die Intensität des dispergierten Strahles bei einem Winkel nahe zu dem direkt übertragenen Strahl stark ist, hergestellt werden. Deswegen ist der größte Anteil des Bildstrahles, der auf dem gleichgerichteten Dispersionshologramm einfällt, in einem Winkel einfallend, der im Wesentlichen in der gleichen Richtung ist wie ein voreingestellter Bildstrahlprojektionswinkel mit Bezug auf das Haupthologramm. Als Ergebnis ist die Effektivität des holografischen Schirmes verbessert und die Helligkeit des dargestellten Bildes kann gesteigert werden.
Als nächstes wird, in einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung, obwohl die Reihenfolge der Beschichtung der ersten Hauptplatte und der zweiten Hauptplatte auf dem lichtempfindlichen Werkstoff nicht im Detail eingeschränkt ist, aus dem Gesichtspunkt des Verbesserns der Farbreproduzierbarkeit, die Reihenfolge des lichtempfindlichen Werkstoffes erste Hauptplatte und zweite Hauptplatte bevorzugt.
Der lichtempfindliche Werkstoff, die erste Hauptscheibe und die zweite Hauptscheibe können ebenfalls mit zum Beispiel durchsichtigem Glas oder ähnlichem dazwischen vorgesehen werden.
Die zweite Hauptscheibe dispergiert bevorzugt 10 bis 20 Prozent des einfallenden Strahles und überträgt 20 bis 90 Prozent des einfallenden Strahles direkt.
In diesem Fall kann die Intensität des direkt durch die zweite Hauptplatte übertragenen Lichtstrahles und die Intensität des direkt durch die zweite Hauptscheibe dispergierten Lichtstrahles auf dem lichtempfindlichen Werkstoff zufriedenstellend erhalten werden. Deswegen kann die Helligkeit des dargestellten Bildes auf dem holografischen Schirm ausreichend erhalten werden und die Farbreproduzierbarkeit ausreichend verbessert werden.
Die direkte Übertragung der zweiten Hauptscheibe unterscheidet sich von dem bevorzugten Wert des gleichgerichteten Dispersionshologramms bei dem ersten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung, der oben beschrieben wurde, wobei das Verhältnis der Laserstrahlintensität nach der Übertragung durch die Hauptscheiben und der Laserstrahlintensität der durch die Hauptscheiben dispergierten Laserstrahlen im Bestimmen der Hologrammwirkung wichtig ist.
Die zweite Hauptscheibe dispergiert bevorzugt den einfallenden Strahl ±5° oder mehr mit Bezug auf dessen Einfallsrichtung.
In diesem Fall kann die Farbreproduzierbarkeit des dargestellten Bildes ausreichend verbessert werden, weil ein zufriedenstellend breiter Einfallswinkel des Bildstrahles auf der ersten Hauptscheibe, auf dem lichtempfindlichen Werkstoff aufgezeichnet, erhalten werden kann.

Erste Ausführungsform

Der holografische Schirm gemäß einer Ausführungsform nach vorliegender Erfindung wird mit Bezug auf die Fig. 1 bis 4 beschrieben.
Der holografische Schirm 1, wie in Fig. 1 gezeigt, stellt ein Bild durch Ablenken und Beugen eines durch einen Bildprojektor 2 erzeugten Bildstrahles 3 dar.
Der holografische Schirm 1 weist ein Haupthologramm 11 und ein gleichgerichtetes Dispersionshologramm 12, vorgesehen auf der Bildprojektorseite 2 des Haupthologramms, auf. Das Haupthologramm 11, wie in Fig. 2 gezeigt, lenkt die Bildstrahlen 3, die von einem aufwärtigen Winkel einfallen, ab und beugt sie in abgelenkte Strahlen 36.
Das gleichgerichtete Dispersionshologramm 12, wie in Fig. 3 gezeigt, überträgt einen Teil der Bildstrahlen 3, durch das Dispergieren derselben innerhalb eines vorbestimmten Winkelbereiches, der auf die Einfallsrichtung der Bildstrahlen 3 zentriert ist, und überträgt den anderen Teil der Bildstrahlen 3 direkt. Es ist nämlich so, dass ein Teil der Bildstrahlen 3 zu dispergierte übertragenen Strahlen 37 wird, und der andere Teil zu direkt übertragenen Strahlen 38.
Ebenfalls, wie in Fig. 4 gezeigt, dispergiert das gleichgerichtete Dispersionshologramm 12 ungefähr 50 Prozent der Bildstrahlen 3 und überträgt ca. 50 Prozent direkt. Hier ist die direkte Übertragung eine Übertragung in im Wesentlichen der selben Richtung wie die Richtung des Einfalls der Bildstrahlen, nämlich eine Übertragung in einer Richtung von ±2° oder weniger mit Bezug auf die Einfallsrichtung.
Darüber hinaus, wie in Fig. 3 und Fig. 5 gezeigt, kann das gleichgerichtete Dispersionshologramm 12 die Bildstrahlen 3 ±5° oder mehr mit Bezug auf deren Einfallsrichtung dispergieren.
Darüber hinaus ist der Dispersionswinkel ±30° oder weniger mit Bezug auf die Einfallsrichtung auf dem gleichgerichteten Dispersionshologramm 12. Es überschreiten nämlich weniger als 5 Prozent des dispergierten Strahles ±30° mit Bezug auf die Einfallsrichtung.
Die in Fig. 4 und Fig. 5 gezeigten Diagramme zeigen auf gleiche Weise wie das Diagramm aus Fig. 21, das ein Beispiel nach Stand der Technik zeigt, die Intensitätsverteilung eines ausgehenden Strahles von dem gleichgerichteten Dispersionshologramm 12 der vorliegenden Ausführungsform. Fig. 5 zeigt einen Teil aus Fig. 4, der in die Richtung der Ordinate ausgedehnt ist.
Wie in Fig. 1 gezeigt, beträgt der Projektionswinkel θc des Bildstrahles 3 auf den Mittelpunkt des holografischen Schirmes 1 von dem Bildprojektor 2 ungefähr 35° aufwärts. Wie in Fig. 2 gezeigt, kann das Haupthologramm 11 im Wesentlichen in der Vorwärtsrichtung (der normalen Linie auf das Haupthologramm) den Bildstrahl 3 ablenken und dispergieren, der in dem Projektionswinkel θc einfällt.
Das Haupthologramm 11 wird durch ein optisches Belichtungssystem (in Fig. 20 gezeigt) und ein Verfahren ähnlich zu dem oben beschriebenen Beispiel nach Stand der Technik hergestellt.
Als nächstes werden die Auswirkungen des Betriebs der vorliegenden Ausführungsform beschrieben.
Das Haupthologramm 11 kann die Helligkeit des dargestellten Bildes erhöhen, wenn der Bildstrahl im Wesentlichen in dem selben Winkel einfällt, wie in voreingestellter Bildstrahlprojektionswinkel. Ebenfalls kann das Haupthologramm 11 die Farbreproduzierbarkeit des dargestellten Bildes verbessern, wenn der Bildstrahl mit einer gegebenen Breite bei dessen Einfallswinkel einfällt.
Der holografische Schirm der vorliegenden Erfindung, wie in Fig. 1 gezeigt, weist ein gleichgerichtetes Dispersionshologramm 12 auf, das auf der Bildprojektorseite 2 des Haupthologramms 11 vorgesehen ist.
Auf diese Weise wird ein Teil (ungefähr 50 Prozent) des Bildstrahles 3, der auf das gleichgerichtete Dispersionshologramm 12 einfällt, übertragen und innerhalb eines vorbestimmten Winkelbereiches dispergiert, um auf das Haupthologramm 11 einzufallen. Ebenfalls wird ein anderer Teil (ungefähr 50 Prozent) des Bildstrahles 3 direkt in im Wesentlichen der gleichen Richtung wie die Einfallsrichtung übertragen, um auf das Haupthologramm 11 einzufallen.
Wenn der durch das gleichgerichtete Dispersionshologramm 12 direkt übertragene Bildstrahl 3 in das Haupthologramm 11 im Wesentlichen in dem gleichen Winkel einfällt, wie der voreingestellte Einfallswinkel des Bildstrahles auf das Haupthologramm 11, wird er im Wesentlichen mit hohem Wirkungsgrad in der Vorwärtsrichtung abgelenkt, so dass die Helligkeit des dargestellten Bildes erhöht werden kann.
Inzwischen, weil der über das gleichgerichtete Dispersionshologramm 12 auf das Haupthologramm 11 übertragene und dispergierte Bildstrahl 3 mit einer gegebenen Breite in dem Einfallswinkel einfällt, bezieht sich das auf eine Verbesserung der Farbreproduzierbarkeit des dargestellten Bildes.
Folglich kann durch das Erhalten der Verhältnisse von sowohl dem direkt übertragenen Bildstrahl 3 und dem abgelenkten Bildstrahl 3 des gleichgerichteten Dispersionshologramms 12 die Helligkeit des dargestellten Bildes des holografischen Schirmes 1 erhalten werden und die Farbreproduzierbarkeit verbessert werden.
Ebenfalls dispergiert das gleichgerichtete Dispersionshologramm 12 ungefähr 50 Prozent des Bildstrahles 3 und überträgt ungefähr 50 Prozent direkt. Deswegen kann die Intensität des durch das gleichgerichtete Dispersionshologramm 12 direkt übertragenen Lichtstrahles 3 und die Intensität des durch das gleichgerichtete Dispersionshologramm 12 dispergierten Lichtstrahles 3 im Wesentlichen erhalten werden. Als Ergebnis kann die Helligkeit des dargestellten Bildes des holografischen Schirmes erhalten und dessen Farbreproduzierbarkeit verbessert werden.
Außerdem dispergiert das gleichgerichtete Dispersionshologramm 12 den Bildstrahl ±5° oder mehr mit Bezug auf die Einfallsrichtung des Bildstrahles 3. Als Ergebnis kann dem Einfallswinkel des Bildstrahles 3 auf dem Haupthologramm 11 eine ausreichende Breite gegeben werden, und die Farbreproduzierbarkeit des dargestellten Bildes kann ausreichend verbessert werden.
Des Weiteren ist der obige Dispersionswinkel ±30° oder weniger mit Bezug auf die Einfallsrichtung des gleichgerichteten Dispersionshologramms 12. Die Helligkeit des dargestellten Bildes kann deswegen erhalten werden.
Darüber hinaus kann dessen Hintergrund sichtbar gemacht werden, weil das gleichgerichtete Dispersionshologramm 12 den Strahl direkt überträgt, der in der Nähe der normalen Linienrichtung einfällt, wenn der obige holografische Schirm 1 aus der im Wesentlichen vorwärtigen Richtung betrachtet wird.
Wie oben beschrieben, kann gemäß der vorliegenden Ausführungsform ein holografischer Schirm bereitgestellt werden, der die Helligkeit des dargestellten Bildes erhalten kann und die Farbreproduzierbarkeit verbessern kann.

Erster Versuch

Das vorliegende Beispiel, wie in Fig. 6 gezeigt, ist ein Versuch um die Darstellung des holografischen Schirmes 1 der ersten Ausführungsform zu verifizieren.
Es wurde nämlich die Schirmenergiegewinnung des holografischen Schirmes und die Farbreproduzierbarkeit des dargestellten Bildes evaluiert.
Zuerst wurde das Haupthologramm 11 der vorliegenden Erfindung mit einem holografischen Schirm gemäß Stand der Technik (dem in der unveröffentlichten Patentveröffentlichung (Kokai) Nr. 11- 202417 veröffentlicht) mit Bezug auf die Schirmenergiegewinnung des holografischen Schirmes 1 der vorliegenden Erfindung verglichen.
Die Schirmenergiegewinnung wurde unter Einsatz der im Folgenden ausgeführten Gleichung erhalten und wird als Indikator für den Schirmwirkungsgrad verwendet.

Schirmenergiegewinnung = (Helligkeit × π)/Illumination
Die Helligkeitsmessung wird, wie in Fig. 6 durch das Projizieren eines weißen Bildes von dem Bildprojektor 2 auf den holografischen Schirm 1 und das Anordnen eines Farb-/Helligkeitsmessers 8 in einem Abstand von 2 Metern in einer normalen Linie von dem holografischen Schirm 1 durchgeführt. Dann wird ein Strahlenmesser (nicht in der Zeichnung gezeigt) in dem Mittelpunkt 15 der Bildprojektorseite 3 des holografischen Schirmes 1 angeordnet, und die Illumination gemessen.
Die Messergebnisse waren so, dass der Wirkungsgrad des holografischen Schirmes 1 der vorliegenden Erfindung als Schirmenergiegewinnung 2,2 betrug, die Schirmenergiegewinnung des Haupthologramms alleine betrug 2,8 und die Schirmenergiegewinnung des holografischen Schirmes nach Stand der Technik betrug 1,2.
Wie aus diesen Ergebnissen gesehen werden kann ist die Verringerung im Wirkungsgrad auf ungefähr 20 Prozent beschränkt, selbst wenn der holografische Schirm 1 der vorliegenden Erfindung ein auf ein Haupthologramm 11 beschichtetes gleichgerichtetes Dispersionshologramm 12 ist. Im Gegensatz weist der holografische Schirm nach dem Stand der Technik eine Wirkungsgradverringerung von ungefähr 60 Prozent auf, obwohl er eine gleichgerichtete Dispersionsschicht auf ein Haupthologramm 11 beschichtet aufweist.
Mit anderen Worten kann verstanden werden, dass der holografische Schirm der vorliegenden Erfindung, verglichen mit dem holografischen Schirm gemäß Stand der Technik, eine außerordentlich verbesserte Helligkeit aufweist.
Ebenfalls ist er mit Bezug auf die Farbreproduzierbarkeit des holografischen Schirmes 1 der vorliegenden Erfindung in der Lage, bevorzugte Farbtöne ohne bei der visuellen Beobachtung das Gefühl einer unnatürlichen Farbe zu produzieren.
Wie oben beschrieben, kann verstanden werden, dass der holografische Schirm der vorliegenden Erfindung gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine hervorragende Helligkeit und Farbreproduzierbarkeit eines dargestellten Bildes aufweist.

Zweite Ausführungsform

Diese Ausführungsform, wie in den Fig. 7 bis 11 gezeigt, ist ein erstes Beispiel eines Herstellungsverfahrens des holografischen Schirmes 1, der in der ersten Ausführungsform erläutert ist.
Das gleichgerichtete Dispersionshologramm 12, das den obigen holografischen Schirm bildet, wird wie unten beschrieben hergestellt.
Als erstes werden nämlich, wie in Fig. 7 gezeigt, ein lichtempfindlicher Werkstoff 4 und ein Diffusor 5 überlagert. Dann wird ein Referenzstrahl 6 in einen vorbestimmten Winkel θd zu der Normalen von der Diffusor darauf einfallen gelassen, und durch den Diffusor 5 übertragen und ausgebreitet, wodurch ein ausgebreiteter Strahl entsteht. Der lichtempfindliche Werkstoff 4 wird dann dem ausgebreiteten Strahl ausgesetzt.
Obwohl der obige vorbestimmte Winkel θd bevorzugt im Wesentlichen der gleiche ist wie der Einfallswinkel θc des Bildstrahles (in Fig. 1 gezeigt), kann er ein wenig davon abweichen.
Der obige Diffusor 5, wie in den Fig. 8 bis 10 gezeigt, ist aus einer gleichgerichteten Dispersionsschicht 50 gebildet, die nur den einfallenden Strahl 30 innerhalb eines vorbestimmten vertikalen Winkelbereiches γ dispergiert, und den aus Winkeln außerhalb dieses Bereiches einfallenden Strahl 31 direkt überträgt. Der vorbestimmte vertikale Winkelbereich γ enthält alle Einfallswinkel (θ1 bis θ2 in Fig. 1) des Bildstrahles 3 auf der gesamten Oberfläche des holografischen Schirmes 1.
Insbesondere, wie in Fig. 7 gezeigt, wird ein lichtempfindlicher Werkstoff auf eine Seite einer durchsichtigen Glasschicht 71 gebondet und eine gleichgerichtete Dispersionsschicht wird auf die andere Seite gebondet. "Lumisty" MFY-2555, durch die Sumitomo Chemical Co. Ltd. hergestellt, wurde als gleichgerichtete Dispersionsschicht 50 verwendet.
Lumisty MFY-2555 weist, wie in den Fig. 8 bis 10 gezeigt, die Eigenschaften auf, einen vertikal einfallenden Strahl 30 innerhalb eines Bereiches γ zwischen 25° und 55° nach oben und hauptsächlich innerhalb eines Bereiches δ zwischen 25° und 55° mit Bezug auf die Normale nach unten zu dispergieren. Diese Eigenschaft ist bei allen Punkten von Lumisty MFY-2555 die Gleiche. Der Einfallswinkel des Bezugsstrahls 6 ist innerhalb dieses dispergierbaren vertikalen Winkels des Einfallbereiches γ enthalten. Ebenfalls dispergiert die gleichgerichtete Dispersionsschicht 50 den einfallenden Strahl nicht horizontal, wie in Fig. 10 gezeigt.
Der Referenzstrahl 6, wie in Fig. 11 gezeigt, verwendet einen Argonlaserstrahl 61 mit einer Wellenlänge von 514 nm, durch einen Laseroszillator 72 erzeugt. Es ist nämlich der Laserstrahl 61 durch die Spiegel 73, 74 und 75 gelenkt auf eine Objektivlinse 76 (Olympus MDPlan50) einzufallen. Der Laserstrahl wird dabei unter ungefähr 35° auf den Mittelpunkt 45 des lichtempfindlichen Werkstoffes 4 als divergierende Strahlen einfallend gemacht, und wird der Bezugsstrahl 6, der die gesamte Oberfläche des lichtempfindlichen Werkstoffes 4 beleuchtet.
Der Beleuchtungsabstand des Bezugsstrahles 6 auf den Mittelpunkt 45 des lichtempfindlichen Werkstoffes 4 beträgt 1700 mm.
Als lichtempfindlicher Werkstoff 6 wird ein von DuPont hergestelltes Lichtpolymer HRF600X verwendet. Die Größe dieses lichtempfindlichen Werkstoffes 4 und der gleichgerichteten Dispersionsschicht 50 (Lumisty MFY-2555) beträgt 800 mm × 600 mm. Nach der Belichtung durch den Bezugsstrahl 6 mit einer Energie von 30 MJ/cm² wird eine UV (ultraviolette) Belichtung mit einer Wellenlänge von 365 nm und einer Energie von 0,1 J/cm² und ein thermisches Prozessing bei 140° für 30 Minuten durchgeführt. Danach wird eine durch LINTEC Corporation hergestellte Polyethylenterephthalat (PET)-Schicht dazu beigefügt, und der lichtempfindliche Werkstoff 4 wird von dem durchsichtigen Glas 71 entfernt, um das gleichgerichtete Dispersionshologramm 12 zu erhalten.
Durch das Auftragen des gleichgerichteten Dispersionshologramms 12 auf das Haupthologramm 11 wird der holografische Schirm 1 erhalten (Bezug auf Fig. 1).
In dem Fall dieses Beispiels kann ein gleichgerichtetes Dispersionshologramm 12, das den auf das Haupthologramm 11 einfallenden Bildstrahl vertikal dispergiert, erhalten werden.
Folglich kann durch die Kombination des gleichgerichteten Dispersionshologramms 12 mit dem obigen Haupthologramm 11 ein holografischer Schirm mit einer herausragenden Farbreproduzierbarkeit erhalten werden.
Ebenfalls kann durch das Aufzeichnen des gleichgerichteten Dispersionsfilms auf das gleichgerichtete Dispersionshologramm 12 der Dispersionswinkel in der vertikalen Richtung des Bildstrahles 3 beschränkt werden, und die Bildhelligkeit des holografischen Schirms 1 kann erhalten werden.
Der Wirkungsgrad des gleichgerichteten Dispersionshologramms 12 kann durch die Intensität des Bezugstrahls 6 durch die Aussetzung, Stärke des lichtempfindlichen Werkstoffes 4 und ähnliches gesteuert werden.

Dritte Ausführungsform

Die vorliegende Ausführungsform ist, wie in Fig. 12 gezeigt, ein zweites Beispiel eines Herstellungsverfahrens des in der ersten Ausführungsform offenbarten holografischen Schirms 1.
Bei der Herstellung des gleichgerichteten Dispersionshologramms 12, das den holografischen Schirm 1 bildet, besteht der auf dem lichtempfindlichen Werkstoff 4 aufgezeichnete Diffusor aus Mattglas 51. Es wird nämlich Mattglas 51 anstelle der gleichgerichteten Dispersionsschicht 50 (Lumisty MFY-2555) verwendet, die in der zweiten Ausführungsform verwendet wurde.
Das optische Belichtungssystem weist eine Konstruktion auf, wobei der lichtempfindliche Werkstoff 4 und das Mattglas 51 durch eine durchsichtige Glasscheibe 71 überlagert sind, und der Bezugsstrahl 6 wird aus einer schrägen Richtung darauf einfallend gemacht.
Durch das Übertragen des Bezugsstrahles durch das Mattglas 51 erzeugte dispergierte Strahlen überlagern sich miteinander auf der Oberfläche des lichtempfindlichen Werkstoffes, um den lichtempfindlichen Werkstoff 4 zu belichten. Das gleichgerichtete Dispersionshologramm 12 wird dabei gebildet.
Alles andere ist gleich, wie bei der zweiten Ausführungsform.
In diesem Fall kann ein holografischer Schirm 1 sogar mit einer besseren Farbreproduzierbarkeit erhalten werden, weil das gleichgerichtete Dispersionshologramm 12 den Bildstrahl sowohl vertikal als auch horizontal dispergiert.
Ebenfalls kann durch das Wählen von Mattglas 51 mit einem vorbestimmten Strahldispersionsbereich der Grad der Strahldispersion auf das gleichgerichtete Dispersionshologramm leicht gesteuert werden.
Darüber hinaus kann der Einfallswinkel θd des Bezugsstrahles 6 relativ leicht bestimmt werden.
Alle anderen Auswirkungen beim Betrieb sind die Gleichen wie die bei der zweiten Ausführungsform.

Vierte Ausführungsform

Diese Ausführungsform, wie in Fig. 13 bis 15 gezeigt, ist ein drittes Beispiel eines Verfahrens zum Erstellen des in der ersten Ausführungsform offenbarten holografischen Schirms 1.
Beim Herstellen des gleichgerichteten Dispersionshologramms 12, das den holografischen Schirm 1 bildet, besteht der auf den lichtempfindlichen Werkstoff 4 aufgezeichnete Diffusor aus einer Schicht 53 aus einer Jalousieschicht 52 und einem Mattglas 51. Es wird nämlich die Beschichtung 53 anstelle der gleichgerichteten Dispersionsschicht 50 (Lumisty MFY-2555) verwendet, die in der zweiten Ausführungsform verwendet wird.
Die Jalousieschicht 52 ist auf dem Mattglas 51 oder auf der Seite des lichtempfindlichen Werkstoffes 4 auf dem Mattglas 51 vorgesehen.
Ebenfalls weist die Jalousieschicht 52 einen Jalousiewinkel θr von 10° oder mehr auf (Fig. 14). Der passende Jalousiewinkel θr unterscheidet sich entsprechend dem Projektionswinkel θc des Bildstrahls auf dem holografischen Schirm 1 (Fig. 1) und der benötigten Ausbreitungsverteilung des gleichgerichteten Dispersionshologramms 12 und entspricht im Wesentlichen dem Projektionswinkel θc des Bildstrahls 3.
Alles andere ist das Gleiche wie bei der zweiten Ausführungsform.
Die Funktion der Jalousieschicht 52 wird unter Verwendung von Fig. 14 und Fig. 15 erklärt. Wie in Fig. 14 gezeigt, weist die Jalousieschicht 52 eine Konstruktion auf, wobei eine schwarze Schicht 521 und eine durchsichtige Schicht 522 abwechselnd in vertikaler Richtung vorgesehen sind. Diese Schichten werden mit einem Jalousiewinkel θr mit Bezug auf die normale Linie der Jalousieschicht 52 geneigt, und weisen einen Sichtbarkeitswinkel eines Einfallsbereichswinkels θs eines übertragbaren Einfallsstrahls auf.
Der Zustand des dispergierten Strahls 62, wenn die Jalousieschicht 52 und das Mattglas 51 überlagert und mit dem Bezugsstrahl 6 belichtet sind, ist in Fig. 15 gezeigt. Wenn der nach dem Bezugsstrahl 6 hergestellte, dispergierte Strahl 62 durch das Mattglas 51 übertragen wird, wird der dispergierte Strahl 62, dessen Dispersionswinkel hoch und Intensität niedrig ist, durch die schwarzen Schichten 521 der Jalousieschicht 52 aufgenommen und nur der dispergierte Strahl 62, dessen Intensität hoch ist wird mit dem sichtbaren Winkel θs übertragen.
Auf diese Weise kann bei der vorliegenden Ausführungsform ein gleichgerichtetes Dispersionshologramm hergestellt werden, bei dem ein verteilter Strahl in niedrigen Intensitätsrichtungen, die nicht viel zum Verbessern der Farbreproduzierbarkeit beitragen, eliminiert ist. Folglich sind die Verhältnisse des Bildstrahles 3 erhöht, der direkt übertragen wird ohne durch das gleichgerichtete Dispersionshologramm 12 dispergiert zu werden. Das Ergebnis ist der Wirkungsgrad des holografischen Schirms 1, es kann nämlich die Helligkeit des dargestellten Bildes gesteigert werden.
Ebenfalls ist eine relativ freie Steuerung des Bereiches entsprechend dem Einfallswinkel des Bildstrahles und dem Grad der Dispersion des hergestellten gleichgerichteten Dispersionshologramms möglich, wenn der Grad der Dispersion des Mattglases 51, des Jalousiewinkels θr und des sichtbaren Winkels θs der Jalousieschicht 53, und der Einfallswinkel des Bezugstrahles 6 auf dem Diffusor 53 passend gesetzt sind.
Zusätzlich, wenn die Jalousieschicht 52 nicht verwendet wird, obwohl der Grad der Dispersion und die Dispersionsrichtung des hergestellten gleichgerichteten Dispersionshologramms 12 mittels des Grades der Strahldispersion des Mattglases 51 und des Einfallswinkels des Bezugsstrahls 6 bestimmt sind, ist die Weise in der sie sich dispergieren so, dass sie im Wesentlichen symmetrisch zur vertikalen Richtung der Einfallsstrahlachse sind. Wie in Fig. 15 gezeigt, durch das Dispergieren des Jalousiefilms 52 an der Hinterseite des Mattglases 51 (die Seite von der der übertragene Strahl austritt), dispergiert das auf diese Weise erhaltene gleichgerichtete Dispersionshologramm 12 sich nicht symmetrisch in der vertikalen Richtung und kann außerdem den Bereich der Strahldispersion beschränken.
Als Ergebnis kann die Farbreproduzierbarkeit über die gesamte Oberfläche des holografischen Schirms 1 erhöht werden, was die Farbreproduzierbarkeit wirkungsvoll verbessert.

Fünfte Ausführungsform

Diese Ausführungsform, wie in Fig. 16 und Fig. 17 gezeigt, ist ein viertes Beispiel eines Verfahrens zum Herstellen des in der ersten Ausführungsform offenbarten holografischen Schirms 1.
In der vorliegenden Ausführungsform ist das in Fig. 16 gezeigte optische System verwendet, zum Herstellen des gleichgerichteten Dispersionshologramms 12, das den holografischen Schirm 1 bildet.
Das optische System weist einen lichtempfindlichen Werkstoff 4 auf, der an durchsichtiges Glas 71 angebracht ist, eine Objektivlinse 77 zum Bilden eines Bezugsstrahles 6, mit einem Laserstrahl als divergierende Strahlen, und einen reflektierenden Diffusor 54 zum Reflektieren und Ausbreiten des Bezugsstrahls 6.
Der reflektierende Diffusor 54, wie in Fig. 17 gezeigt, weist eine Halbspiegelfläche 541 auf, gebildet durch einen Halbspiegelmantelschicht 542, und eine Ausbreitungsspiegelfläche 549, gebildet durch eine Mattglasschicht 543 an einer Fläche gegenüber der Halbspiegelfläche 541 und eine Spiegelmantelschicht 544.
Die Mattglasschicht 543 wird durch einen Mattglasaufrauungsprozess gebildet, und die Spiegelmantelschicht 544 wird durch das Durchführen einer Aluminiumdampfablagerung von oben auf die Mattglasschicht 543 durchgeführt.
Der reflektierende Diffusor 54 ist in einem Winkel vorgesehen, wobei die Halbspiegelfläche 541 dem lichtempfindlichen Werkstoff 4 gegenüber ist.
Der Bezugsstrahl 6 ist einfallend von der Halbspiegelfläche 541 Seite des reflektierenden Diffusors 43 mit einem Winkel der darauf normal ist. Dadurch wird ein Teil des Bezugsstrahles 6 in die Halbspiegelfläche 541 reflektiert und ist einfallend auf den lichtempfindlichen Werkstoff 4 als nicht ausgebreiteter Strahl 63, während der Rest des Bezugsstrahles 6 durch die Ausbreitungsspiegelfläche 549 ausgebreitet und reflektiert wird und als ausgebreiteter Strahl 64 auf den lichtempfindlichen Werkstoff 4 einfällt.
Der nicht ausgebreitete Strahl 63 und der ausgebreitete Strahl 64 werden dann auf dem lichtempfindlichen Werkstoff 4 verknüpft, um den lichtempfindlichen Werkstoff 4 zu belichten.
Der Winkel des reflektierenden Diffusors 54 ist so gesetzt, dass der nicht ausgebreitete Strahl 63 den gleichen Winkel aufweist, wie der Einfallswinkel θc des Bildstrahls 3 in Fig. 1.
Alles andere ist gleich, wie bei der zweiten Ausführungsform.
Bei der vorliegenden Ausführungsform kann, weil divergierende Strahlen, nämlich der ausgebreitete Strahl 64 und der nicht ausgebreitete Strahl 63 einander überlagern, ein gleichgerichtetes Dispersionshologramm 12 hergestellt werden, bei dem der Dispersionsbereich dessen eng ist und die Intensität des ausgebreiteten Strahls bei Winkeln nahe zu dem direkt übertragenen Strahl hoch ist. Als Ergebnis fällt der größte Anteil des Bildstrahles 3, der auf das gleichgerichtete Dispersionshologramm 12 einfällt, im Wesentlichen unter dem gleichen Winkel ein, wie der voreingestellte Bildprojektionswinkel mit Bezug auf das Haupthologramm 11.
Im Gegensatz dazu ist bei der zweiten bis zur vierten Ausführungsform, weil nur ausgebreitete Strahlen sich miteinander überlagern, der Ausbreitungsbereich relativ breit und die ausgebreiteten Strahlenintensität bei Winkeln nahe dem direkt übertragenen Strahl wird proportional schwächer. Als Ergebnis ist der Bildstrahleinfall bei im Wesentlichen dem gleichen Winkel wie der voreingestellte Bildprojektionswinkel relativ klein. Wegen dieses Unterschiedes erhöht der durch die vorliegende Ausführungsform erhaltene Schirm diese Verbesserung und weist außerdem sogar höher dargestellte Bildhelligkeit auf, als die zweite bis vierte Ausführungsform.
Alle anderen Auswirkungen beim Betrieb sind die gleichen wie bei der ersten Ausführungsform.
Die Wahl von jeder der zweiten bis zur fünften Ausführungsform als gleichgerichtetes Dispersionshologramm wird abhängig von der Umgebung unterschiedlich sein, bei der der holografische Schirm verwendet wird.
Es ist nämlich so, dass das gleichgerichtete Dispersionshologramm der fünften Ausführungsform mit der höchsten dargestellten Bildhelligkeit zu raten wäre, wenn er in einer hellen Umgebung verwendet wird. Dies nämlich, weil in einer hellen Umgebung die Farbunterscheidung schwierig ist, und die Bildqualität durch eine hohe Darstellungshelligkeit bestimmt ist.
Im Gegenteil wird das gleichgerichtete Dispersionshologramm der zweiten bis vierten Ausführungsform bei einer relativ dunklen Umgebung passend ausgewählt werden, dessen Farbreproduzierbarkeitswirkungsgrad höher ist. Dies deshalb, weil in einer dunklen Umgebung Änderungen im Farbton ebenfalls leicht auffallen, weil das Bild leicht sichtbar ist, sogar wenn die Helligkeit relativ niedrig ist.

Sechste Ausführungsform

Diese Ausführungsform, wie in Fig. 18 und 19 gezeigt, ist ein Beispiel des Bildens eines holografischen Schirms 10 durch das Aufzeichnen einer ersten Hauptscheibe 101 und einer zweiten Hauptscheibe 102 auf den lichtempfindlichen Werkstoff 4. Die erste Hauptscheibe 101 lenkt einen Strahl ab, der von einem oberen Winkel einfällt, und dispergiert ihn. Die zweite Hauptscheibe 102 lenkt einen Teil des einfallenden Strahles in einem vorbestimmten Winkelbereich um dessen Einfallsrichtung ab und dispergiert ihn und überträgt den zurückbleibenden Teil des einfallenden Strahles direkt.
Mit anderen Worten weist die erste Hauptscheibe 101 die gleiche Funktion auf, wie das Haupthologramm 11 der zweiten Ausführungsform (Fig. 2), und die zweite Hauptscheibe 102 weist die gleiche Funktion auf wie das gleichgerichtete Dispersionshologramm 12 der zweiten Ausführungsform (Fig. 3).
Beim Herstellen des obigen holografischen Schirms 10, wie in Fig. 18 gezeigt, werden die erste Hauptscheibe 101 und die zweite Hauptscheibe 102 auf den lichtempfindlichen Werkstoff 4 in dieser Reihenfolge beschichtet. Dann wird der Bezugsstrahl 6 von der ersten Hauptscheibe 101 und von der zweiten Hauptscheibe 102 Seite belichtet, so dass die erste Hauptscheibe 101 und die zweite Hauptscheibe 102 überlagert sind und in dem lichtempfindlichen Werkstoff 4 aufgezeichnet.
Der holografische Schirm 10 wird dabei hergestellt.
Alles andere ist das Gleiche, wie in den ersten und zweiten Ausführungsformen.
Der holografische Schirm 1, wie oben beschrieben, wird durch das überlagerte Aufzeichnen der ersten Hauptscheibe 101 und der zweiten Hauptscheibe 102, mit den gleichen Funktionen, wie das Haupthologramm 11 und das gleichgerichtete Dispersionshologramm 12 der ersten Ausführungsform, auf dem lichtempfindlichen Werkstoff 5 gebildet.
Folglich befindet sich der holografische Schirm 10 in dem gleichen Zustand, wie in dem, wobei das Haupthologramm 11 und das gleichgerichtete Dispersionshologramm 12 überlagert und aufgezeichnet sind. Als Ergebnis weist der holografische Schirm 10 die gleichen Betätigungswirkungen auf, wie der holografische Schirm 1 der ersten Ausführungsform.
Außerdem kann der holografische Schirm 10, weil zwei Hauptscheiben auf eine einzelne Schicht lichtempfindlichen Werkstoff 4 aufgezeichnet sind, durch einen einzelnen Schichtwerkstoff gebildet werden, wie in Fig. 19 gezeigt.
Als Ergebnis können sowohl die Anzahl der Prozesse, als auch die Herstellungskosten verringert werden, wenn der holografische Schirm 10 massengefertigt wird. Ebenfalls ist die Strahlenabsorption durch die Konstruktionswerkstoffe verringert und die Übertragung erhöht, verglichen mit dem Fall, wo das Haupthologramm 11 und das gleichgerichtete Dispersionshologramm 12 beschichtet sind.
Alle anderen Betätigungsauswirkungen sind die gleichen wie bei der ersten Ausführungsform.
Bei jeder der obigen Ausführungsformen, obwohl Beispiele von holografischen Schirmen gegeben wurden, wobei der Bildstrahl von einem aufwärtigen Winkel projiziert wurde, kann die vorliegende Erfindung ebenfalls auf die holografischen Schirme angewendet werden, bei denen der Bildstrahl von einem abwärtigen Winkel projiziert ist.
Ein holografischer Schirm zum Darstellen von Bildern durch Ablenkung und Dispersion eines durch einen von einem Projektor projizierten Bildstrahl weist auf ein Haupthologramm zum Ablenken und Dispergieren eines von einem Winkel, nämlich entweder von einem aufwärtigen oder einem abwärtigen Winkel, einfallenden Bildstrahles, und ein gleichgerichtetes Dispersionshologramm, vorgesehen auf der Bildprojektorseite des Haupthologramms, um einen Teil des Bildstrahles innerhalb eines vorbestimmten Winkelbereiches auf dessen Einfallsrichtung zentriert abzulenken und zu übertragen, und einen anderen Teil des Bildstrahles direkt zu übertragen, und dabei einen holografischen Schirm bereitzustellen, der die Helligkeit erhalten kann und die Farbreproduzierbarkeit eines dargestellten Bildes verbessern kann.

Claims

1. Holografischer Schirm zum Darstellen von Bildern durch Ablenken und Dispergieren eines durch einen Bildprojektor projizierten Bildstrahles, mit: einem Haupthologramm zum Ablenken und Dispergieren eines einfallenden Bildstrahles von einem Winkel, nämlich von einem aufwärtigen Winkel oder einem abwärtigen Winkel; und
einem gleichgerichteten Dispersionshologramm, vorgesehen auf einer Bildprojektorseite des Haupthologramms, zum Dispergieren und Übertragen eines Teiles des Bildstrahls innerhalb eines vorbestimmten Winkelbereiches auf dessen Einfallsrichtung zentriert, und zum direkten Übertragen eines anderen Teiles des Bildstrahles.

2. Holografischer Schirm gemäß Anspruch 1, wobei das gleichgerichtete Dispersionshologramm 20 bis 70% des Bildstrahles dispergiert und 30 bis 80% des Bildstrahles direkt überträgt.

3. Holografischer Schirm gemäß jedem der Ansprüche 1 und 2, wobei das gleichgerichtete Verteilungshologramm den Bildstrahl ±5° oder mehr mit Bezug auf dessen Einfallsrichtung dispergiert.

4. Holografischer Schirm gemäß jedem der Ansprüche von 1 bis 3, wobei das gleichgerichtete Dispersionshologramm durch Abstrahlen eines Bezugsstrahles von der Diffusorseite in einem vorbestimmten Winkel zu einer normalen dessen, Übertragen und Ausbreiten dessen durch den Diffusor, um einen ausgebreiteten Strahl zu erzeugen, und Belichten des lichtempfindlichen Werkstoffes mit dem ausgebreiteten Strahl hergestellt wird, nachdem ein lichtempfindlicher Werkstoff und ein Diffusor überlagert worden waren.

5. Holografischer Schirm gemäß Anspruch 4, wobei der Diffusor eine gleichgerichtete Dispersionsschicht ist, die nur einen einfallenden Strahl innerhalb eines vorbestimmten Längswinkelbereiches ausbreitet und einfallende Strahlen von Winkeln außerhalb des vorbestimmten Längswinkelbereiches direkt überträgt, und der vorbestimmte Winkelbereich alle Einfallswinkel des Bildstrahles auf der gesamten Oberfläche des holografischen Schirmes enthält.

6. Holografischer Schirm gemäß Anspruch 4, wobei der Diffusor aus Mattglas besteht.

7. Holografischer Schirm gemäß Anspruch 4, wobei der Diffusor ein Laminat aus Mattglas und einer Jalousieschicht ist, die auf der Seite des lichtempfindlichen Werkstoffes des Mattglases vorgesehen ist.

8. Holografischer Schirm gemäß Anspruch 7, wobei die Jalousieschicht einen Jalousiewinkel von 10° und mehr aufweist.

9. Holografischer Schirm gemäß jedem der Ansprüche von 1 bis 3, wobei das gleichgerichtete Dispersionshologramm hergestellt wird, nachdem ein Reflektor/Diffusor mit einer durch eine Halbspiegelmantelschicht gebildeten Halbspiegelfläche und einer durch eine Mattglasschicht auf einer Fläche gegenüberliegend der Halbspiegelfläche gebildeten Diffusionsspiegelfläche und einer Spiegelmantelschicht in einem Winkel vorgesehen wurde, bei dem die Halbspiegelfläche dem lichtempfindlichen Werkstoff gegenüber ist, durch das Ausstrahlen eines Bezugsstrahles von der Halbspiegeloberflächenseite des Reflektors/Diffusors in einem Winkel der darauf normal ist, einen Teil des Bezugsstrahles auf der Halbspiegelfläche reflektiert, um ihn auf den lichtempfindlichen Werkstoff als nicht ausgebreiteten Strahl einfallen zu lassen und einen anderen Teil des Bezugsstrahles auf die Ausbreitungsspiegelfläche reflektiert, um ihn als ausgebreiteten Strahl auf den lichtempfindlichen Werkstoff einfallen zu lassen, und den lichtempfindlichen Werkstoff mit dem nicht ausgebreiteten Strahl und dem ausgebreiteten Strahl, die sich gegenseitig auf dem lichtempfindlichen Werkstoff überlagern, zu belichten.

10. Holografischer Schirm zum Darstellen von Bildern durch Ablenken und Dispergieren eines durch einen Bildprojektor projizierten Bildstrahles, wobei der holografische Schirm durch das Beschichten einer ersten Hauptscheibe zum Ablenken und Dispergieren eines einfallenden Strahles, von einem Winkel, nämlich einem aufwärtigen oder einem abwärtigen Winkel, auf einem lichtempfindlichen Werkstoff hergestellt wird, und einer zweiten Hauptscheibe zum Verteilen und Übertragen eines Teils des einfallenden Strahls innerhalb eines vorbestimmten Winkelbereichs, zentriert auf dessen Einfallsrichtung, wobei ein anderer Teil des einfallenden Strahles direkt übertragen wird.

11. Holografischer Schirm gemäß Anspruch 10, wobei die zweite Hauptscheibe 10 bis 80% des einfallenden Strahles dispergiert und 20 bis 90% des einfallenden Strahles direkt überträgt.

12. Holografischer Schirm gemäß jedem der Ansprüche 10 und 11, wobei die zweite Hauptscheibe den Einfallsstrahl ±5° oder mehr mit Bezug auf dessen Einfallsrichtung ausbreitet.