JP6042051B2 - 面照明装置およびバックライト装置 - Google Patents
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Description
コヒーレント光が前記光学素子の表面を走査するように、前記光学素子に前記コヒーレント光を照射する照射装置と、
前記光学素子の表面で反射され、または前記光学素子を透過したコヒーレント光を外部に取り出す光取り出し部と、を備え、
前記照射装置は、コヒーレント光の進行方向を変化させて、該コヒーレント光を前記光学素子の表面上で走査させるものであり、
前記光取り出し部は、前記光学素子からのコヒーレント光を入射する第1の端面と前記第1の端面に対向配置される第2の端面との間で、コヒーレント光を伝搬させながら、コヒーレント光を外部に取り出す導光板を有し、
前記被照明領域は、前記光取り出し部の内部に、または前記第1の端面に沿って、または前記第2の端面に沿って設けられることを特徴とする面照明装置が提供される。
次に、以上の構成からなる面照明装置の作用について説明する。まず、照射装置60は、コヒーレント光が光学素子50のホログラム記録媒体55内のn個の記録領域r1〜rn上を順次に走査するように、光学素子50へコヒーレント光を照射する。具体的には、レーザ光源61で一定方向に沿って進む特定波長のコヒーレント光が生成され、このコヒーレント光が走査デバイス65に照射され、その進行方向は可変される。より具体的には、レーザ光源61からの入射角度に応じた反射角度で各コヒーレント光はホログラム記録媒体55に向かって進行する。
前掲の非特許文献1には、スクリーン上に生じたスペックルの程度を示すパラメータとして、スペックルコントラスト(単位%)という数値を用いる方法が提案されている。このスペックルコントラストは、本来は均一の輝度分布をとるべきテストパターン映像を表示した際に、スクリーン上に実際に生じる輝度のばらつきの標準偏差を、輝度の平均値で除した値として定義される量である。このスペックルコントラストの値が大きければ大きいほど、スクリーン上のスペックル発生程度が大きいことを意味し、観察者に対して、斑点状の輝度ムラ模様がより顕著に提示されていることを示す。
照射装置60からのコヒーレント光の一部は、ホログラム記録媒体55で回折されることなく当該ホログラム記録媒体55を透過する。このような光は0次光と呼ばれる。0次光が被照明領域LZに入射してしまうと、周囲と比較して明るさ(輝度)が急激に上昇する異常領域(点状領域、線状領域、面状領域)が被照明領域LZ内に発生してしまう。
反射型ホロは、透過型ホロに比べて、波長選択性が高い。すなわち、反射型ホロは、異なる波長に対応した干渉縞を積層させても、所望の層のみで所望の波長のコヒーレント光を回折させることができる。また、0次光の影響を除去しやすい点でも、反射型ホロは優れている。
上述した形態では、照射装置60が、レーザ光源61と走査デバイス65とを有する例を説明した。走査デバイス65は、コヒーレント光の進行方向を反射によって変化させる一軸回動型のミラーデバイス66からなる例を示したが、これに限られない。走査デバイス65は、図8に示すように、ミラーデバイス66のミラー(反射面66a)が、第1の回動軸線RA1だけでなく、第1の回動軸線RA1と交差する第2の回動軸線RA2を中心としても回動可能となっていてもよい。図8に示された例では、ミラー66aの第2の回動軸線RA2は、ホログラム記録媒体55の板面上に定義されたXY座標系のY軸と平行に延びる第1回動軸線RA1と、直交している。そして、ミラー66aが、第1軸線RA1および第2軸線RA2の両方を中心として回動可能なため、照射装置60からのコヒーレント光の光学素子50への入射点IPは、ホログラム記録媒体55の板面上で二次元方向に移動可能となる。このため、一例として図8に示されているように、コヒーレント光の光学素子50への入射点IPが円周上を移動するようにすることもできる。
上述した形態において、光学素子50が、フォトポリマーを用いた反射型の体積型ホログラム55からなる例を示したが、これに限られない。また、光学素子50は、銀塩材料を含む感光媒体を利用して記録するタイプの体積型ホログラムを含んでもよい。さらに、光学素子50は、透過型の体積型ホログラム記録媒体55を含んでいてもよいし、レリーフ型(エンボス型)のホログラム記録媒体55を含んでいてもよい。
上述した形態において、照射装置60が光学素子50上でコヒーレント光を一次元方向に走査可能とするように構成され、且つ、光学素子50のホログラム記録媒体55(またはレンズアレイ)が各位置に照射されたコヒーレント光を二次元方向に拡散するよう(拡げるように、発散させるように)に構成され、これにより、照明装置40が二次元的な被照明領域LZを照明する例を示した。ただし、既に説明してきたように、このような例に限定されることはなく、例えば、照射装置60が光学素子50上でコヒーレント光を二次元方向に走査可能とするように構成され、且つ、光学素子50のホログラム記録媒体55(またはレンズアレイ)が各位置に照射されたコヒーレント光を二次元方向に拡散するよう(拡げるように、発散させるように)に構成され、これにより、図8に示したように、照明装置40が二次元的な被照明領域LZを照明してもよい。
6 散乱板
10 投射型映像表示装置
30 導光板
31 光取り出し部
40 照明装置
50 光学素子
55 ホログラム記録媒体
60 照射装置
61 レーザ光源
65 走査デバイス
66 ミラーデバイス(反射デバイス)
66a ミラー(反射面)
67 集光レンズ
LZ 被照明領域
LZ1〜LZn 線像
r1〜rn 記録領域
Claims (11)
- 各点に入射されたコヒーレント光を少なくとも被照明領域内の対応領域の全域に対して拡散可能な光学素子と、
コヒーレント光が前記光学素子の表面を走査するように、前記光学素子に前記コヒーレント光を照射する照射装置と、
前記光学素子の表面で反射され、または前記光学素子を透過したコヒーレント光を伝搬させると共に、該コヒーレント光を外部に取り出す導光板と、を備え、
前記照射装置は、コヒーレント光の進行方向を変化させて、該コヒーレント光を前記光学素子の表面上で走査させるものであり、
前記導光板は、前記光学素子からのコヒーレント光を入射する第1の端面と前記第1の端面に対向配置される第2の端面との間で、コヒーレント光を伝搬させながら、コヒーレント光を外部に取り出す光取り出し部を有し、
前記被照明領域は、前記光取り出し部の内部に、または前記第1の端面に沿って、または前記第2の端面に沿って設けられ、
前記照射装置は、
コヒーレント光を放射する光源と、
前記光源から放射された前記コヒーレント光の進行方向を変化させて、該コヒーレント光を前記光学素子の表面上で走査させる走査デバイスと、を有し、
前記光学素子は、前記走査デバイスが前記光源から放射されたコヒーレント光を前記光学素子の表面上で走査させたときに、前記被照明領域内の各点に入射されるコヒーレント光の入射角度を経時的に変化させることを特徴とする面照明装置。 - 前記光学素子は、前記導光板の一端面に接して配置され、
前記光学素子で拡散されたコヒーレント光は、前記導光板の一端面から入射して、前記導光板の対向する二面で全反射して、あるいは直接、前記光取り出し部の前記第1の端面に入射されることを特徴とする請求項1に記載の面照明装置。 - 前記光学素子は、前記導光板と離隔して配置され、
前記光学素子で拡散されたコヒーレント光の少なくとも一部が前記光取り出し部の前記第1の端面に入射されることを特徴とする請求項1に記載の面照明装置。 - 前記光学素子は、前記照射装置にてそれぞれ異なる角度範囲で進行方向が変更されたコヒーレント光が走査する複数の記録領域を有し、
前記被照明領域は、前記複数の記録領域のそれぞれに対応して設けられる複数の像再生領域を有し、
前記複数の記録領域のそれぞれは、前記複数の像再生領域の一つに対応づけられており、
前記複数の記録領域には、対応する前記像再生領域内の全域に前記散乱板の像を再生するための干渉縞がそれぞれ記録されることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の面照明装置。 - 前記導光板は、前記第1および第2の端面に連なる、対向配置される第3および第4の端面を有し、
前記第3または第4の端面から均一な輝度の光が照射されるように、前記複数の像再生領域は、隣接してまたは一部が重なり合うように配置されることを特徴とする請求項4に記載の面照明装置。 - 前記複数の記録領域は、一つのホログラム記録媒体を用いて形成されることを特徴とする請求項4または5に記載の面照明装置。
- 前記複数の記録領域は、それぞれ異なるホログラム記録媒体を用いて形成されることを特徴とする請求項4または5に記載の面照明装置。
- 前記導光板は、
前記第1および第2の端面に連なり、前記光取り出し部からの均一な輝度の光を照射する第3の端面と、
前記第3の端面に対向配置される第4の端面と、
前記第1〜第4の端面に連なる第5および第6の端面と、を有し、
前記第2、第5および第6の端面の少なくとも一つは、前記第1の端面から入射されて伝搬してきたコヒーレント光を反射させるミラー面であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の面照明装置。 - 前記光学素子は、前記第1の端面に配置された反射型のホログラム記録媒体であることを特徴とする請求項1乃至8のいずれかに記載の面照明装置。
- 前記光学素子は、透過型のホログラム記録媒体であり、
前記照射装置は、前記走査デバイスにて進行方向が変更されたコヒーレント光の進行方向を再度変更させて、前記ホログラム記録媒体に導光する進行方向変更部材と、を有することを特徴とする請求項1乃至8のいずれかに記載の面照明装置。 - 請求項1乃至10のいずれかに記載の面照明装置を備えたバックライト装置。
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