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JP2012189947A - Display and display unit - Google Patents

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JP2012189947A
JP2012189947A JP2011055353A JP2011055353A JP2012189947A JP 2012189947 A JP2012189947 A JP 2012189947A JP 2011055353 A JP2011055353 A JP 2011055353A JP 2011055353 A JP2011055353 A JP 2011055353A JP 2012189947 A JP2012189947 A JP 2012189947A
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Japan
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light
diffraction grating
panel
display
order diffracted
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Withdrawn
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JP2011055353A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoshinori Sato
吉徳 佐藤
Shuichi Okawa
秀一 大川
Kazuhiro Hattori
一博 服部
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TDK Corp
Original Assignee
TDK Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To display a clear image without ghost image due to zeroth-order diffraction light emitted from a diffraction grating.SOLUTION: A display 2 has an optical reflection panel 14 having a prism 40 provided so that diffraction light can be made incident thereon by an optical material which can transmit the diffraction light emitted from a diffraction grating panel 13, and is constituted such that a plurality of images can be displayed to make mutually different images visible from viewpoint positions facing the display 2 and different in the longitudinal direction of the display 2 by transmitting any of minus first-order diffraction light L3c and plus first-order diffraction light L3b as diffraction light through the prism 40 and emitting it from the prism 40. The optical reflection panel 14 is constituted such that transmissivity of zeroth-order diffraction light L3a is less than that of the plus first-order diffraction light L3b (or the minus first-order diffraction light L3c) due to reflection of the zeroth-order diffraction light L3a at the prism 40.

Description

本発明は、光源からの光を予め規定された方向に回折する光回折部を備えて、視点位置毎に相違する画像を視認可能に複数の画像を表示する表示器、およびその表示器を備えて構成された表示装置に関するものである。   The present invention includes a display that includes a light diffracting unit that diffracts light from a light source in a predetermined direction, and displays a plurality of images so that different images can be visually recognized for each viewpoint position, and the display. The present invention relates to a display device configured as described above.

この種の表示器を備えて構成された表示装置として、特許第3283582号公報に立体テレビ(立体像表示装置)が開示されている。この立体テレビは、回折格子アレイと、回折格子アレイの後面に設けられた液晶表示素子と、液晶表示素子の後面に設けられたカラーフィルター層とを備えて構成されている。具体的には、この立体テレビでは、カラーフィルター層によって白色の入射光のなかから所定の波長の光が選択すると共に、選択した光を液晶表示素子によって透過/遮断し、液晶表示素子を透過した光を回折格子アレイによって所望の方向に回折する構成が採用されている。この場合、上記の回折格子アレイは、格子間隔(ピッチ)を変化させつつ、曲線状の格子を平行に形成して並べた回折格子からなるセルを平面状の基板に複数個配列すると共に、これらのセルを表示すべき視差画像の数に応じて横方向に分割して形成されている。これにより、回折格子アレイにおけるセルの分割数に応じた数の各視点位置から互いに相違する視差画像が観察され、立体像として視認される。   Japanese Patent No. 3283582 discloses a stereoscopic television (stereoscopic image display device) as a display device configured to include this type of display. This stereoscopic television includes a diffraction grating array, a liquid crystal display element provided on the rear surface of the diffraction grating array, and a color filter layer provided on the rear surface of the liquid crystal display element. Specifically, in this stereoscopic television, the color filter layer selects light of a predetermined wavelength from white incident light, and transmits / blocks the selected light through the liquid crystal display element and transmits through the liquid crystal display element. A configuration is employed in which light is diffracted in a desired direction by a diffraction grating array. In this case, the diffraction grating array described above arranges a plurality of cells composed of diffraction gratings in which curved gratings are formed in parallel and arranged on a planar substrate while changing the grating interval (pitch). These cells are divided in the horizontal direction according to the number of parallax images to be displayed. Thereby, different parallax images are observed from the respective viewpoint positions corresponding to the number of divisions of the cells in the diffraction grating array, and are visually recognized as a stereoscopic image.

特許第3283582号公報(第3−6頁、第1−12図)Japanese Patent No. 3283582 (page 3-6, FIG. 1-12)

ところが、従来の立体テレビには、以下の問題点がある。すなわち、従来の立体テレビにおける回折格子アレイのような回折格子においては、図47に示すように、回折現象によって生じる+1次回折光や−1次回折光だけでなく、入射光の進行方向と同じ方向に進行する0次回折光が生じる。したがって、本来は、視差画像を視認させるために回折格子から任意の視点位置に向かって1つの光を出射すべきところ、+1次回折光、−1次回折光および0次回折光の3つの光が回折格子から出射される結果、いわゆるゴースト像が表示されて、鮮明な画像を表示させることが困難となる。   However, the conventional stereoscopic television has the following problems. That is, in a diffraction grating such as a diffraction grating array in a conventional stereoscopic television, as shown in FIG. 47, not only + 1st order diffracted light and −1st order diffracted light caused by the diffraction phenomenon, but also in the same direction as the traveling direction of incident light. Proceeding 0th order diffracted light is generated. Therefore, originally, in order to make the parallax image visible, one light should be emitted from the diffraction grating toward an arbitrary viewpoint position, and the three lights of the + 1st order diffracted light, the −1st order diffracted light, and the 0th order diffracted light are As a result, the so-called ghost image is displayed and it becomes difficult to display a clear image.

この場合、出願人は、光源と回折格子との位置関係(回折格子に対する光の入射角)や、回折格子の光学的設計などを変更することによって、−1次回折光については、その光量を十分に小さくする、或いは、回折格子から出射させないように構成することができるのを見い出している。しかしながら、0次回折光については、回折格子に対する光の入射角や、回折格子の光学的設計を変更したとしても、その光量を十分に低減させる、或いは、回折格子から出射させないように構成するのが困難となっている。このため、従来の立体テレビでは、−1次回折光の光量を低減させる、或いは、−1次回折光を回折格子から出射させない構成を採用したとしても、0次回折光の存在に起因して、ゴースト像が表示されて、鮮明な画像を表示させることが困難となっている。   In this case, the applicant changes the positional relationship between the light source and the diffraction grating (the incident angle of light with respect to the diffraction grating), the optical design of the diffraction grating, etc. It has been found that it can be made smaller or not emitted from the diffraction grating. However, even if the incident angle of the light with respect to the diffraction grating and the optical design of the diffraction grating are changed, the light amount of the 0th-order diffracted light is configured to be sufficiently reduced or not emitted from the diffraction grating. It has become difficult. For this reason, in the conventional stereoscopic television, even if a configuration in which the light amount of the −1st order diffracted light is reduced or the −1st order diffracted light is not emitted from the diffraction grating is used, the ghost image is caused by the presence of the 0th order diffracted light. Is displayed, making it difficult to display a clear image.

本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、回折格子から出射される0次回折光に起因するゴースト像が存在しない鮮明な画像を表示し得る表示器および表示装置を提供することを主目的とする。   The present invention has been made in view of such problems, and provides a display device and a display device that can display a clear image free from a ghost image caused by zero-order diffracted light emitted from a diffraction grating. Main purpose.

上記目的を達成すべく、本発明に係る表示器は、光源からの光を回折する光回折部を備えた表示器であって、前記光回折部から出射された回折光を透過可能な光学材料によって当該回折光が入射可能に設けられた反射素子を有する光反射部を備えると共に、当該回折光としての−1次回折光および+1次回折光のいずれかの1次回折光を当該反射素子を透過させて当該反射素子から出射させることにより、当該表示器と対向し、かつ当該表示器の左右方向で相違する各視点位置から互いに相違する画像を視認可能に複数の画像を表示可能に構成され、前記光反射部は、前記回折光としての0次回折光を前記反射素子において反射することにより、当該反射素子における前記いずれかの1次回折光の透過率よりも、当該反射素子における当該0次回折光の透過率の方が小さくなるように構成されている。   In order to achieve the above object, a display according to the present invention is a display including a light diffracting unit that diffracts light from a light source, and is an optical material capable of transmitting diffracted light emitted from the light diffracting unit. And a light reflecting portion having a reflective element provided so that the diffracted light can be incident thereon, and transmitting the first-order diffracted light of the −1st order diffracted light and the + 1st order diffracted light as the diffracted light through the reflective element. By emitting from the reflecting element, a plurality of images can be displayed so that different images can be viewed from different viewpoint positions that face the display and are different in the horizontal direction of the display. The reflection unit reflects the 0th-order diffracted light as the diffracted light at the reflective element, so that the 0th-order diffracted light at the reflective element is higher than the transmittance of any of the first-order diffracted light at the reflective element. Better transmittance of diffracted light is configured to be smaller.

なお、上記の「光源からの光を回折する」とは、光源(発光体)から出射された光を光回折部に対して直接入射させる構成において光源からの光を光回折部において回折するだけでなく、光源(発光体)と光回折部との間に他の光学部品(プリズムやミラーのような光路変更部、光変調素子および偏光パネルなど)を配設して、光源(発光体)から出射された光を、これらの光学部品を通過(透過)、或いは、これらの光学部品において反射させた後に光回折部に入射させる構成においては、光学部品を通過(透過)した光、または、光学部品において反射された光を光回折部において回折する場合がこれに相当する。また、上記の「透過率」は、「反射素子における[表示器の前面側の界面(光回折部側とは反対側の一面)]から出射する光の強度(出射光量)を[表示器の背面側の界面(光回折部側の一面)]から反射素子に入射した光の強度(入射光量)で除した値」を意味する。   The above-mentioned “diffracting light from the light source” only diffracts light from the light source at the light diffracting unit in a configuration in which light emitted from the light source (illuminant) is directly incident on the light diffracting unit. In addition, another optical component (an optical path changing unit such as a prism or a mirror, a light modulation element, and a polarizing panel) is disposed between the light source (light emitter) and the light diffracting unit, and the light source (light emitter). In the configuration in which the light emitted from the optical component passes (transmits), or is reflected by these optical components and then enters the light diffraction section, the light that has passed (transmitted) the optical components, or This corresponds to the case where the light reflected by the optical component is diffracted by the light diffraction section. In addition, the “transmittance” described above means that “the intensity of the light emitted from the [interface on the front side of the display (one side opposite to the light diffraction part side) in the reflective element] (the amount of emitted light) It means a value divided by the intensity (incident light amount) of light incident on the reflecting element from the back side interface (one surface on the light diffraction part side)].

また、本発明に係る表示器は、前記光反射部は、前記反射素子における当該表示器の前面側の界面において前記0次回折光が全反射するように構成されている。   In the display according to the present invention, the light reflecting portion is configured so that the 0th-order diffracted light is totally reflected at an interface of the reflective element on the front side of the display.

また、本発明に係る表示器は、波長が相違する複数種類の色光によって1つの表示画素を表示可能に構成され、前記光反射部は、1つの前記表示画素を表示するための前記各色光に対応して前記反射素子が設けられると共に、当該1つの表示画素を表示するための当該各色光に対応する当該反射素子の光学材料および形状の少なくとも一方が互いに相違するように形成されている。   In addition, the display device according to the present invention is configured to be able to display one display pixel with a plurality of types of color light having different wavelengths, and the light reflecting unit is configured to display each color light for displaying the one display pixel. Correspondingly, the reflective element is provided, and at least one of the optical material and the shape of the reflective element corresponding to each color light for displaying the one display pixel is different from each other.

また、本発明に係る表示器は、波長が相違する複数種類の色光によって1つの表示画素を表示可能に構成され、前記光反射部は、1つの前記表示画素を表示するための前記各色光に対応して前記反射素子が設けられると共に、当該1つの表示画素を表示するための当該各色光に対応する当該反射素子が、同一の光学材料で、かつ互いに等しい形状となるように形成されている。   In addition, the display device according to the present invention is configured to be able to display one display pixel with a plurality of types of color light having different wavelengths, and the light reflecting unit is configured to display each color light for displaying the one display pixel. Correspondingly, the reflection element is provided, and the reflection elements corresponding to the respective color lights for displaying the one display pixel are formed of the same optical material and have the same shape. .

また、本発明に係る表示装置は、上記のいずれかに記載の表示器と、前記光源と、当該光源の点灯を制御して前記表示器に前記画像を表示させる制御部とを備えている。   Moreover, the display apparatus which concerns on this invention is provided with the display in any one of said, the said light source, and the control part which controls lighting of the said light source and displays the said image on the said display.

本発明に係る表示器では光源からの光を回折する光回折部から出射された回折光を透過可能な光学材料によって回折光が入射可能に設けられた反射素子を有する光反射部を備えると共に、回折光としての−1次回折光および+1次回折光のいずれかの1次回折光を反射素子を透過させて反射素子から出射させることにより、表示器と対向し、かつ表示器の左右方向で相違する各視点位置から互いに相違する画像を視認可能に複数の画像を表示可能に構成されかつ、反射素子において0次回折光を反射することにより、いずれかの1次回折光の透過率よりも、反射素子における回折光としての0次回折光の透過率の方が小さくなるように光反射部が構成されている。   The display according to the present invention includes a light reflecting portion having a reflecting element provided so that diffracted light can be incident by an optical material capable of transmitting diffracted light emitted from a light diffracting portion that diffracts light from a light source, and Each of the first-order diffracted light and the + 1st-order diffracted light as the diffracted light is transmitted through the reflecting element and emitted from the reflecting element, thereby facing the display and different in the left-right direction of the display A plurality of images can be displayed so that images different from each other can be visually recognized from the viewpoint position, and by reflecting the 0th-order diffracted light at the reflecting element, the diffraction at the reflecting element is higher than the transmittance of any of the first-order diffracted lights. The light reflecting portion is configured so that the transmittance of 0th-order diffracted light as light becomes smaller.

また、本発明に係る表示器では、反射素子における表示器の前面側の界面において0次回折光が全反射するように光反射部が構成されている。   Further, in the display according to the present invention, the light reflecting portion is configured such that the 0th-order diffracted light is totally reflected at the interface on the front surface side of the display in the reflective element.

また、本発明に係る表示装置は、上記の表示器と、光源と、光源の点灯を制御して表示器に画像を表示させる制御部とを備えて構成されている。   A display device according to the present invention includes the above-described display, a light source, and a control unit that controls lighting of the light source to display an image on the display.

したがって、本発明に係る表示器および表示装置によれば、光反射部が0次回折光を十分に反射して表示器(表示装置)の前面側への0次回折光の出射を抑制するため、光回折部から出射された0次回折光の存在に起因して、いわゆるゴースト像が表示される事態を抑制して、鮮明な画像を表示させることができる。   Therefore, according to the display and the display device according to the present invention, the light reflecting portion sufficiently reflects the 0th-order diffracted light and suppresses the emission of the 0th-order diffracted light to the front side of the display (display device). Due to the presence of the 0th-order diffracted light emitted from the diffractive portion, a so-called ghost image can be suppressed and a clear image can be displayed.

また、本発明に係る表示器によれば、1つの表示画素を表示するための各色光に対応して反射素子を設けると共に、1つの表示画素を表示するための各色光に対応する反射素子の光学材料および形状の少なくとも一方が互いに相違するように形成して光反射部を構成したことにより、0次回折光の存在に起因するゴースト像が表示される事態を抑制することができるだけでなく、光反射部から出射される各色の1次回折光の出射角度を同一角度に揃えることができるため、例えば光反射部を透過した光を表示器の上下方向に拡散するための拡散板を備えていない構成においても、カラー画像に上下方向の滲みが生じる事態を回避することができる。   According to the display device of the present invention, a reflective element is provided corresponding to each color light for displaying one display pixel, and a reflective element corresponding to each color light for displaying one display pixel is provided. By forming the light reflecting portion by forming at least one of the optical material and the shape different from each other, it is possible not only to suppress the situation where a ghost image due to the presence of the 0th-order diffracted light is displayed, Since the emission angles of the first-order diffracted light of each color emitted from the reflection unit can be made the same angle, for example, a configuration that does not include a diffusion plate for diffusing light transmitted through the light reflection unit in the vertical direction of the display In this case, it is possible to avoid a situation in which the color image is blurred in the vertical direction.

また、本発明に係る表示器によれば、1つの表示画素を表示するための各色光に対応して反射素子を設けると共に、1つの表示画素を表示するための各色光に対応する反射素子を、同一の光学材料で、かつ互いに等しい形状となるように形成して光反射部を構成したことにより、光反射部の設計および製造を容易に行うことができる結果、表示器の製造コストを十分に低減することができる。   According to the display device of the present invention, a reflective element is provided corresponding to each color light for displaying one display pixel, and a reflective element corresponding to each color light for displaying one display pixel is provided. Since the light reflecting portion is formed by using the same optical material and having the same shape, the light reflecting portion can be easily designed and manufactured. Can be reduced.

表示装置1(表示器2)の構成を示す構成図である。It is a block diagram which shows the structure of the display apparatus 1 (display 2). 表示装置1(1C)の表示器2(2C)および光源3(3C)と、画像の表示に際して出射される光L5との関係について説明するための平面図である。It is a top view for demonstrating the relationship between the indicator 2 (2C) and light source 3 (3C) of the display apparatus 1 (1C), and the light L5 emitted in the case of an image display. 表示器2(2C)における光路変更パネル12(12c)、回折格子パネル13(13c)、光反射パネル14(14c)および拡散板15や光源3(3C)の配置の関係について説明するための断面図である。Section for explaining the relationship of the arrangement of the optical path changing panel 12 (12c), the diffraction grating panel 13 (13c), the light reflecting panel 14 (14c), the diffusion plate 15 and the light source 3 (3C) in the display 2 (2C). FIG. 光源3の正面図である。3 is a front view of a light source 3. FIG. 光路変更パネル12の正面図である。3 is a front view of an optical path changing panel 12. FIG. 回折格子パネル13の正面図である。3 is a front view of a diffraction grating panel 13. FIG. 回折格子パネル13を斜め上方から見た斜視図である。It is the perspective view which looked at the diffraction grating panel 13 from diagonally upward. 他の実施の形態に係る回折格子パネル13aの断面図である。It is sectional drawing of the diffraction grating panel 13a which concerns on other embodiment. さらに他の実施の形態に係る回折格子パネル13bの断面図である。It is sectional drawing of the diffraction grating panel 13b which concerns on other embodiment. 光反射パネル14の正面図である。2 is a front view of a light reflecting panel 14. FIG. 光反射パネル14を側方から見た断面図である。It is sectional drawing which looked at the light reflection panel 14 from the side. 他の実施の形態に係る光反射パネル14aの断面図である。It is sectional drawing of the light reflection panel 14a which concerns on other embodiment. さらに他の実施の形態に係る光反射パネル14bの断面図である。It is sectional drawing of the light reflection panel 14b which concerns on other embodiment. 拡散板15を側方から見た断面図である。It is sectional drawing which looked at the diffusion plate 15 from the side. 拡散板15におけるパネル面F5の法線L15と、回折格子パネル13における回折格子面F3に対する光L2の入射方向との関係について説明するための説明図である。6 is an explanatory diagram for explaining a relationship between a normal line L15 of the panel surface F5 in the diffusion plate 15 and an incident direction of the light L2 with respect to the diffraction grating surface F3 in the diffraction grating panel 13. FIG. 拡散板15におけるパネル面F5の法線L15と回折格子パネル13における回折格子面F3に対する光L2の入射方向との関係、および法線L15と回折格子面F3からの光L3の出射方向との関係について説明するための説明図であって、回折格子面F3、パネル面F5、法線L15、光L2,L3を図15における矢印Mの向きで見た図である。The relationship between the normal L15 of the panel surface F5 in the diffusion plate 15 and the incident direction of the light L2 with respect to the diffraction grating surface F3 in the diffraction grating panel 13, and the relationship between the normal L15 and the emission direction of the light L3 from the diffraction grating surface F3. FIG. 16 is an explanatory diagram for explaining the diffraction grating surface F3, the panel surface F5, the normal line L15, and the lights L2 and L3 in the direction of the arrow M in FIG. 拡散板15におけるパネル面F5の法線L15と回折格子パネル13における回折格子面F3に対する光L2の入射方向との関係、および法線L15と回折格子面F3からの光L3の出射方向との関係について説明するための他の説明図であって、回折格子面F3、パネル面F5、法線L15、光L2,L3を図15における矢印Nの向きで見た図である。The relationship between the normal L15 of the panel surface F5 in the diffusion plate 15 and the incident direction of the light L2 with respect to the diffraction grating surface F3 in the diffraction grating panel 13, and the relationship between the normal L15 and the emission direction of the light L3 from the diffraction grating surface F3. FIG. 16 is a diagram illustrating the diffraction grating surface F3, the panel surface F5, the normal line L15, and the lights L2 and L3 in the direction of the arrow N in FIG. 拡散板15におけるパネル面F5の法線L15と、回折格子パネル13における回折格子面F3の法線L13との関係について説明するための説明図であって、回折格子面F3、パネル面F5および法線L13,L15を図15における矢印Mの向きで見た図である。It is explanatory drawing for demonstrating the relationship between the normal line L15 of the panel surface F5 in the diffusion plate 15, and the normal line L13 of the diffraction grating surface F3 in the diffraction grating panel 13, Comprising: The diffraction grating surface F3, the panel surface F5, and the method It is the figure which looked at the lines L13 and L15 in the direction of the arrow M in FIG. 拡散板15におけるパネル面F5の法線L15と、回折格子パネル13における回折格子面F3の法線L13との関係について説明するための他の説明図であって、回折格子面F3、パネル面F5および法線L13,L15を図15における矢印Nの向きで見た図である。It is another explanatory drawing for demonstrating the relationship between the normal line L15 of the panel surface F5 in the diffuser plate 15, and the normal line L13 of the diffraction grating surface F3 in the diffraction grating panel 13, Comprising: It is the diffraction grating surface F3 and the panel surface F5. It is the figure which looked at normal line L13 and L15 in the direction of the arrow N in FIG. 回折格子パネル13における各回折格子30の格子ラインについて説明するための説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram for explaining a grating line of each diffraction grating 30 in the diffraction grating panel 13. 回折格子パネル13における回折格子面F3の法線L13と、回折格子面F3に対する光L2の入射方向との関係について説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the relationship between the normal line L13 of the diffraction grating surface F3 in the diffraction grating panel 13, and the incident direction of the light L2 with respect to the diffraction grating surface F3. 回折格子パネル13における回折格子面F3の法線L13と回折格子面F3に対する光L2の入射方向との関係、および法線L13と回折格子面F3からの光L3の出射方向との関係について説明するための説明図であって、回折格子面F3、パネル面F5、法線L13、光L2,L3を図21における矢印Mの向きで見た図である。The relationship between the normal L13 of the diffraction grating surface F3 in the diffraction grating panel 13 and the incident direction of the light L2 with respect to the diffraction grating surface F3, and the relationship between the normal L13 and the emission direction of the light L3 from the diffraction grating surface F3 will be described. FIG. 22 is an explanatory diagram for viewing the diffraction grating surface F3, the panel surface F5, the normal line L13, and the lights L2 and L3 in the direction of the arrow M in FIG. 回折格子パネル13における回折格子面F3の法線L13と回折格子面F3に対する光L2の入射方向との関係、および法線L13と回折格子面F3からの光L3の出射方向との関係について説明するための他の説明図であって、回折格子面F3、パネル面F5、法線L13、光L2,L3を図21における矢印Nの向きで見た図である。The relationship between the normal L13 of the diffraction grating surface F3 in the diffraction grating panel 13 and the incident direction of the light L2 with respect to the diffraction grating surface F3, and the relationship between the normal L13 and the emission direction of the light L3 from the diffraction grating surface F3 will be described. FIG. 22 is another explanatory diagram for viewing the diffraction grating surface F3, the panel surface F5, the normal line L13, and the lights L2 and L3 in the direction of the arrow N in FIG. 回折格子パネル13における回折格子面F3の法線L13と各凸部31の延在方向(実線La)との関係、および各凸部31の形成ピッチについて説明するための説明図である。4 is an explanatory diagram for explaining a relationship between a normal line L13 of the diffraction grating surface F3 in the diffraction grating panel 13 and an extending direction (solid line La) of each convex portion 31, and a formation pitch of each convex portion 31. FIG. 回折格子パネル13における回折格子面F3の法線L13と各凸部31の延在方向(実線La)との関係について説明するための他の説明図であって、回折格子面F3および各凸部31の延在方向を示す実線Laを図21に示す矢印Nの向きで見た図である。FIG. 11 is another explanatory diagram for explaining the relationship between the normal line L13 of the diffraction grating surface F3 and the extending direction (solid line La) of each convex portion 31 in the diffraction grating panel 13, and the diffraction grating surface F3 and each convex portion. It is the figure which looked at the continuous line La which shows the extending direction of 31 in the direction of the arrow N shown in FIG. 回折格子パネル13における回折格子面F3の法線L13と回折格子面F3からの光L3の出射方向との関係について説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the relationship between the normal line L13 of the diffraction grating surface F3 in the diffraction grating panel 13, and the output direction of the light L3 from the diffraction grating surface F3. 拡散板15におけるパネル面F5の法線L15と回折格子面F3からの光L3の出射方向との関係について説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the relationship between the normal line L15 of the panel surface F5 in the diffusion plate 15, and the output direction of the light L3 from the diffraction grating surface F3. 回折格子パネル13からの+1次回折光L3b(−1次回折光L3c)と、光反射パネル14からの+1次回折光L3b(−1次回折光L3c)との関係について説明するための説明図であって、回折格子パネル13および光反射パネル14を図15,21,26,27に示す矢印Nの向きと同じ向きで見た図である。It is explanatory drawing for demonstrating the relationship between the + 1st order diffracted light L3b (-1st order diffracted light L3c) from the diffraction grating panel 13, and the + 1st order diffracted light L3b (-1st order diffracted light L3c) from the light reflection panel 14, It is the figure which looked at the diffraction grating panel 13 and the light reflection panel 14 in the same direction as the direction of the arrow N shown to FIG. 回折格子パネル13からの0次回折光L3aと、光反射パネル14からの0次回折光L3aとの関係について説明するための説明図であって、回折格子パネル13および光反射パネル14を図15,21,26,27に示す矢印Nの向きと同じ向きで見た図である。FIG. 15 is an explanatory diagram for explaining the relationship between the 0th-order diffracted light L3a from the diffraction grating panel 13 and the 0th-order diffracted light L3a from the light reflecting panel 14, and the diffraction grating panel 13 and the light reflecting panel 14 are shown in FIGS. , 26, and 27, viewed in the same direction as the arrow N. 他の実施の形態に係る表示装置1C(表示器2Cおよび光源3C)の構成を示す構成図である。It is a block diagram which shows the structure of the display apparatus 1C (display 2C and light source 3C) which concerns on other embodiment. 光源3Cの正面図である。It is a front view of light source 3C. 光路変更パネル12cの正面図である。It is a front view of the optical path change panel 12c. 回折格子パネル13cの正面図である。It is a front view of the diffraction grating panel 13c. 光反射パネル14cの正面図である。It is a front view of the light reflection panel 14c. 表示器2Cについて説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the indicator 2C. 他の表示器2Cについて説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the other indicator 2C. さらに他の表示器2Cについて説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating other display 2C. 図35に示す表示器2Cの画素E5における+1次回折光L3b(−1次回折光L3c)の透過率、および0次回折光L3aの透過率について説明するための説明図である。FIG. 36 is an explanatory diagram for explaining the transmittance of the + 1st order diffracted light L3b (−1st order diffracted light L3c) and the transmittance of the 0th order diffracted light L3a in the pixel E5 of the display 2C shown in FIG. 図36に示す表示器2Cの画素E5における+1次回折光L3b(−1次回折光L3c)の透過率、および0次回折光L3aの透過率について説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the transmittance | permeability of + 1st order diffracted light L3b (-1st order diffracted light L3c) in the pixel E5 of the display 2C shown in FIG. 36, and the transmittance | permeability of 0th order diffracted light L3a. 図37に示す表示器2Cの画素E5における+1次回折光L3b(−1次回折光L3c)の透過率、および0次回折光L3aの透過率について説明するための説明図である。FIG. 38 is an explanatory diagram for explaining the transmittance of the + 1st order diffracted light L3b (−1st order diffracted light L3c) and the transmittance of the 0th order diffracted light L3a in the pixel E5 of the display 2C shown in FIG. 37. 他の実施形態に係る回折格子パネル13dの正面図である。It is a front view of the diffraction grating panel 13d which concerns on other embodiment. 回折格子パネル13dにおける各回折格子30のうちの1つを拡大した正面図である。It is the front view which expanded one of each diffraction grating 30 in the diffraction grating panel 13d. さらに他の実施形態に係る回折格子パネル13e,13hの断面図である。It is sectional drawing of the diffraction grating panels 13e and 13h which concern on other embodiment. さらに他の実施形態に係る回折格子パネル13f,13iの断面図である。It is sectional drawing of the diffraction grating panels 13f and 13i which concern on other embodiment. さらに他の実施形態に係る回折格子パネル13g,13jの断面図である。It is sectional drawing of the diffraction grating panels 13g and 13j which concern on other embodiment. さらに他の実施形態に係る回折格子パネル13kの断面図である。It is sectional drawing of the diffraction grating panel 13k which concerns on other embodiment. 回折格子に対する入射光と、回折格子による+1次回折光、−1次回折光および0次回折光との関係について説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the relationship between the incident light with respect to a diffraction grating, and the + 1st order diffracted light by a diffraction grating, a -1st order diffracted light, and a 0th order diffracted light.

以下、添付図面を参照して、本発明に係る表示器および表示装置の実施の形態について説明する。   Embodiments of a display and a display device according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

図1〜3に示す表示装置1は、視差による立体視画像を表示可能に構成された3D表示装置(「表示器の左右方向で相違する各視点位置から互いに相違する画像を視認可能に複数の画像を表示可能に構成され」との構成の一例)であって、表示器2、光源3および制御部4を備えて構成されている。なお、実際の表示装置1では、一例として、表示装置1の前面側における左右81方向の各視点位置に対応して規定された81箇所の視差領域毎に、互いに相違する81種類の「横×縦=1920×1080画素」のRGBカラー画像を視認させることができるように構成されているが、「表示器」および「表示装置」の構成に関する理解を容易とするために、以下、左右81方向の各視点位置毎の各視差領域から、互いに相違する81種類の「横×縦=1920×1080画素」の単色画像において、互いに対応する81個の画素(表示画素)を視認させるための構成(81種類の単色画像からなる単色画像群における1つの表示画素群を表示するための構成)について説明する。   The display device 1 shown in FIGS. 1 to 3 is a 3D display device configured to be able to display a stereoscopic image based on parallax (“a plurality of images that are different from each other from different viewpoint positions in the left-right direction of the display device. It is an example of a configuration that “can display an image”, and includes a display 2, a light source 3, and a control unit 4. In the actual display device 1, as an example, 81 types of “horizontal x” that are different from each other in 81 parallax regions defined corresponding to the respective viewpoint positions in the left and right 81 directions on the front side of the display device 1. An RGB color image of “vertical = 1920 × 1080 pixels” is configured to be visually recognized. In order to facilitate understanding of the configurations of “display” and “display device”, the left and right 81 directions will be described below. Configuration for visually recognizing 81 pixels (display pixels) corresponding to each other in 81 different types of “horizontal × vertical = 1920 × 1080 pixels” monochromatic images from each parallax region for each viewpoint position A configuration for displaying one display pixel group in a single color image group composed of 81 types of single color images will be described.

この場合、光源3は、一例として、表示する立体視画像の各表示画素に対応して、平板状の基板の表面に複数の光出射部(LEDなど)が配列されて、全体として平板状に形成されている。また、光源3において、上記単色画像群のうちの1つの表示画素群(互いに対応する81個の表示画素の集合体)を表示させるための部位には、図4に示すように、「横×縦=9×9=81箇所」の光出射部10A1〜10I9(以下、区別しないときには「光出射部10」ともいう)が設けられている。すなわち、単色画像を表示させる構成のこの表示装置1における光源3では、1つの単色画像を構成する各表示画素のうちの1つにつき1つの光出射部10が設けられている。この光源3は、制御部4からの制御信号Sに従い、図3に示すように、一例として、そのパネル面F1(上記の基板の基板面と平行な面)に対して垂直で互いに平行な光L1を各光出射部10毎にそれぞれ出射する。   In this case, as an example, the light source 3 has a plurality of light emitting portions (LEDs, etc.) arranged on the surface of a flat substrate corresponding to each display pixel of the stereoscopic image to be displayed, and has a flat plate shape as a whole. Is formed. Further, in the light source 3, as shown in FIG. 4, as shown in FIG. 4, “horizontal × horizontal X” is displayed in one display pixel group (a group of 81 display pixels corresponding to each other) of the single color image group. Light emitting units 10A1 to 10I9 (hereinafter, also referred to as “light emitting unit 10” when not distinguished) are provided. That is, in the light source 3 in the display device 1 configured to display a monochromatic image, one light emitting unit 10 is provided for each display pixel constituting one monochromatic image. According to the control signal S from the control unit 4, the light source 3, as shown in FIG. 3, as an example, lights perpendicular to and parallel to the panel surface F 1 (surface parallel to the substrate surface of the substrate). L1 is emitted for each light emitting unit 10.

一方、図1〜3に示すように、表示器2は、その背面側(図1,3における左側、図2における上側)から前面側(画像を視認する者が存在する側:図1,3における右側、図2における下側)に向かって、光路変更パネル12、回折格子パネル13、光反射パネル14および拡散板15がこの順で配置されて構成されている。なお、図3に示すように、この表示装置1では、一例として、上記の光源3におけるパネル面F1が、光路変更パネル12のパネル面F2、回折格子パネル13の各回折格子面F3、および拡散板15のパネル面F5に対して平行になるようにこれらが配置されている。   On the other hand, as shown in FIGS. 1 to 3, the display 2 has a front side (side on which an image viewer is present: FIGS. 1 and 3) from the back side (left side in FIGS. 1 and 3 and the upper side in FIG. 2). The optical path changing panel 12, the diffraction grating panel 13, the light reflecting panel 14, and the diffusing plate 15 are arranged in this order toward the right side in FIG. 2, the lower side in FIG. As shown in FIG. 3, in the display device 1, as an example, the panel surface F1 of the light source 3 includes the panel surface F2 of the optical path changing panel 12, each diffraction grating surface F3 of the diffraction grating panel 13, and diffusion. These are arranged so as to be parallel to the panel surface F5 of the plate 15.

光路変更パネル12は、光源3からの光L1の進行方向を変更する「光路変更部」であって、表示する立体視画像の各表示画素に対応してプリズム(光路変更素子)が設けられて、図2に示すように、全体として平板状に形成されると共に、光源3および回折格子パネル13の間に配設されている。この場合、図5に示すように、光路変更パネル12には、「横×縦=9×9=81箇所」のプリズム20A1〜20I9(以下、区別しないときには「プリズム20」ともいう)が並んで設けられている。すなわち、単色画像を表示させる構成の表示装置1における表示器2では、1つの単色画像を構成する各表示画素のうちの1つにつき1つのプリズム20が設けられて光路変更パネル12が構成されている。なお、本明細書において、「1つの光路変更素子」は、入射した光の光路を変更可能に構成された光学的要素(入射した光を屈折させる光学的要素)のうちの「1つの光出射部」に対応して規定された部位を意味する。   The optical path changing panel 12 is an “optical path changing unit” that changes the traveling direction of the light L1 from the light source 3, and is provided with a prism (optical path changing element) corresponding to each display pixel of the stereoscopic image to be displayed. As shown in FIG. 2, it is formed in a flat plate shape as a whole and is disposed between the light source 3 and the diffraction grating panel 13. In this case, as shown in FIG. 5, the optical path changing panel 12 is arranged with “horizontal × vertical = 9 × 9 = 81 places” prisms 20A1 to 20I9 (hereinafter also referred to as “prism 20” when not distinguished). Is provided. That is, in the display device 2 in the display device 1 configured to display a monochromatic image, one optical element 20 is provided for each of the display pixels constituting one monochromatic image, and the optical path changing panel 12 is configured. Yes. In the present specification, “one optical path changing element” means “one light emitting element” among optical elements (optical elements that refract incident light) configured to change the optical path of incident light. It means a part defined corresponding to “part”.

また、本例の光路変更パネル12では、一例として、横方向で並ぶ9つのプリズム20の間に物理的な境界がなく、この9つのプリズム20が1つのプリズムのように一体的に連続して形成されている。以下、複数のプリズム20が一体的に連続して形成されたプリズムを「プリズム200」ともいう。すなわち、この光路変更パネル12では、横方向に長い9つのプリズム200−1〜200−9が縦方向で並んでいるように形成されている。この場合、「光路変更素子」をプリズムで構成を採用する場合において、一体的に連続して形成する「光路変更素子」の数は、「横方向に並ぶ9つ」に限定されず、1つの「光路変更素子」につき1つのプリズム20を独立して形成することもできるし、縦方向で並ぶ複数の「光路変更素子」を1つのプリズム200で構成することもできるし、横方向で並ぶ複数の「光路変更素子」、および縦方向で並ぶ複数の「光路変更素子」を1つのプリズム200で構成することもできる。   Further, in the optical path changing panel 12 of this example, as an example, there is no physical boundary between the nine prisms 20 arranged in the horizontal direction, and these nine prisms 20 are continuously integrated as one prism. Is formed. Hereinafter, a prism in which a plurality of prisms 20 are integrally formed continuously is also referred to as a “prism 200”. That is, the optical path changing panel 12 is formed so that nine prisms 200-1 to 200-9 that are long in the horizontal direction are arranged in the vertical direction. In this case, in the case of adopting a configuration in which the “optical path changing elements” are prisms, the number of “optical path changing elements” that are integrally formed continuously is not limited to “9 in the horizontal direction”, but one One “prism 20” can be formed independently for each “optical path changing element”, or a plurality of “optical path changing elements” arranged in the vertical direction can be constituted by one prism 200, or a plurality can be arranged in the horizontal direction. These “optical path changing elements” and a plurality of “optical path changing elements” arranged in the vertical direction can also be configured by one prism 200.

また、図3に示すように、この表示器2では、光路変更パネル12における光源3との対向面(パネル面F2)が光源3のパネル面F1と平行に形成される(配置される)と共に、光路変更パネル12における回折格子パネル13との対向面に、下側ほど回折格子パネル13側に向かって徐々に突出する向きの斜面が形成されて各プリズム20(200)が構成されている(各プリズム20(200)における光源3との対向面(パネル面F2)に対して光L1が垂直に入射するように構成されている(配置されている))。なお、本例では、光路変更パネル12の前面(画像を視認する者が存在する側)に斜面を形成して「プリズム」として機能させる構成を採用しているが、光路変更パネル12の背面側(光源3との対向面側)に斜面を形成して「プリズム」として機能させる構成を採用することもできる(図示せず)。   Further, as shown in FIG. 3, in this display device 2, the surface (panel surface F <b> 2) facing the light source 3 in the optical path changing panel 12 is formed (arranged) in parallel with the panel surface F <b> 1 of the light source 3. Each of the prisms 20 (200) is formed on the surface of the optical path changing panel 12 facing the diffraction grating panel 13 so as to form a slope that gradually protrudes toward the diffraction grating panel 13 toward the lower side ( The light L1 is configured (disposed) perpendicularly to the surface (panel surface F2) facing the light source 3 in each prism 20 (200)). In this example, a configuration is adopted in which an inclined surface is formed on the front surface of the optical path changing panel 12 (the side on which an image viewer is present) to function as a “prism”. It is also possible to adopt a configuration in which an inclined surface is formed on the side facing the light source 3 to function as a “prism” (not shown).

この場合、この光路変更パネル12では、上記の81個のプリズム20のすべて(すなわち、縦方向で並ぶ9つのプリズム200)が、同一の光学材料で、かつ互いに等しい形状となるように形成されている。具体的には、この光路変更パネル12では、各プリズム20(200)が同一種類の「光透過性を有する樹脂材料(一例として、ポリメタクリル酸メチル、ポリカーボネート、ポリプロピレン、PET樹脂など)」で、そのプリズムの頂角の角度(図3に示す角度θp)がそれぞれ40°となるように形成されている。この光路変更パネル12は、光源3の各光出射部10から出射された光L1の進行方向を各プリズム20によって表示器2の縦方向(上下方向)に変更して、後述する回折格子パネル13の各回折格子面F3に対して光L2を斜めに入射させるように構成されている。この場合、「光路変更素子」をプリズム20(200)で構成したことにより、樹脂材料やガラス等によって「光路変更部」を容易に製造することができるため、表示器2の製造コストを十分に低減することが可能となっている。   In this case, in the optical path changing panel 12, all of the 81 prisms 20 (that is, the nine prisms 200 arranged in the vertical direction) are formed of the same optical material and have the same shape. Yes. Specifically, in this optical path changing panel 12, each prism 20 (200) is the same type of “resin material having optical transparency (for example, polymethyl methacrylate, polycarbonate, polypropylene, PET resin, etc.)” The prisms are formed so that the apex angle (angle θp shown in FIG. 3) is 40 °. This optical path changing panel 12 changes the traveling direction of the light L1 emitted from each light emitting part 10 of the light source 3 to the vertical direction (vertical direction) of the display 2 by each prism 20, and the diffraction grating panel 13 described later. The light L2 is obliquely incident on each of the diffraction grating surfaces F3. In this case, since the “optical path changing element” is composed of the prism 20 (200), the “optical path changing portion” can be easily manufactured using a resin material, glass, or the like. It is possible to reduce.

回折格子パネル13は、「光回折部」の一例であって、図3に示すように、光源3から出射されて光路変更パネル12によって光路を変更された光L2を回折して、+1次回折光L3b(または、−1次回折光L3c)を出射する。この場合、この回折格子パネル13においても、光L2の回折に際して0次回折光L3aが出射される。なお、以下の説明において、上記の0次回折光L3a、+1次回折光L3bおよび−1次回折光L3cを区別しないときには、光L3ともいう。この回折格子パネル13では、図6に示すように、上記単色画像群のうちの1つの表示画素群を表示させるための部位に、表示すべき立体視画像の表示画素に対応して、「横×縦=9×9=81個」の回折格子30A1〜30I9(以下、区別しないときには「回折格子30」ともいう)が形成されている(各表示画素毎に1つの回折格子が形成された構成の例)。   The diffraction grating panel 13 is an example of a “light diffracting unit”. As shown in FIG. 3, the diffraction grating panel 13 diffracts the light L2 emitted from the light source 3 and whose optical path is changed by the optical path changing panel 12, and + 1st order diffracted light L3b (or -1st order diffracted light L3c) is emitted. In this case, the diffraction grating panel 13 also emits the 0th-order diffracted light L3a when diffracting the light L2. In the following description, when the 0th-order diffracted light L3a, the + 1st-order diffracted light L3b, and the -1st-order diffracted light L3c are not distinguished, they are also referred to as light L3. In this diffraction grating panel 13, as shown in FIG. 6, “horizontal” is displayed corresponding to the display pixel of the stereoscopic image to be displayed on the part for displaying one display pixel group of the monochromatic image group. X vertical = 9 x 9 = 81 "diffraction gratings 30A1 to 30I9 (hereinafter also referred to as" diffraction grating 30 "when not distinguished) are formed (one diffraction grating is formed for each display pixel) Example).

なお、本明細書において、「1つの回折格子」は、入射した光を回折可能に構成された光学的要素のうちの「1つの光出射部」に対応して規定された部位を意味する。この場合、単色画像を表示させる構成の表示器2におけるこの回折格子パネル13では、上記の光源3における1つの光出射部10に対応して1つの回折格子30が規定されて、1つの単色画像を構成する各表示画素のうちの1つにつき1つの回折格子30が規定されている。なお、図6では、各回折格子30毎の格子の格子ラインを実際の格子の形成ピッチよりも広いピッチで図示している。この回折格子パネル13は、図7に示すように、各回折格子30毎に、光路変更パネル12からの光L2を予め規定された81方向にそれぞれ回折して出射するように構成されている。なお、図7では、光L2を回折して出射する方向をそれぞれ矢印で図示している。   In the present specification, “one diffraction grating” means a portion defined corresponding to “one light emitting portion” among optical elements configured to be able to diffract incident light. In this case, in the diffraction grating panel 13 in the display device 2 configured to display a monochromatic image, one diffraction grating 30 is defined corresponding to one light emitting unit 10 in the light source 3, and one monochromatic image is obtained. One diffraction grating 30 is defined for each of the display pixels constituting the. In FIG. 6, the grating lines of each diffraction grating 30 are shown at a pitch wider than the actual grating formation pitch. As shown in FIG. 7, the diffraction grating panel 13 is configured to diffract and emit the light L2 from the optical path changing panel 12 in each of the predetermined 81 directions for each diffraction grating 30. In FIG. 7, the directions in which the light L2 is diffracted and emitted are indicated by arrows.

この場合、この回折格子パネル13は、図3に示すように、一例として、光路変更パネル12と対向する面(すなわち、回折格子パネル13の背面)に規定された各回折格子30の形成領域毎に平面視直線状の互いに平行な複数の凸部31、および平面視直線状の互いに平行な複数の凹部32が所定の形成ピッチで形成された凹凸パターン(格子パターン)が形成され、この凹凸パターンが位相型の回折格子30として機能して、光路変更パネル12からの光L2を予め規定された方向に回折するように構成されている。なお、本例では、回折格子パネル13の背面に形成した凹凸パターンを回折格子30として機能させる構成を採用しているが、回折格子パネル13の前面側(画像を視認する者が存在する側)に凹凸パターンを形成して回折格子として機能させる構成を採用することもできる(図示せず)。   In this case, as shown in FIG. 3, the diffraction grating panel 13 has, as an example, each formation region of each diffraction grating 30 defined on the surface facing the optical path changing panel 12 (that is, the back surface of the diffraction grating panel 13). A concavo-convex pattern (lattice pattern) is formed in which a plurality of convex portions 31 that are linear in plan view and a plurality of concave portions 32 that are linear in plan view are formed at a predetermined pitch. Functions as a phase type diffraction grating 30, and is configured to diffract the light L2 from the optical path changing panel 12 in a predetermined direction. In addition, in this example, although the structure which makes the uneven | corrugated pattern formed in the back surface of the diffraction grating panel 13 function as the diffraction grating 30 is employ | adopted, the front side of the diffraction grating panel 13 (side where the person who visually recognizes an image exists) It is also possible to adopt a configuration in which a concavo-convex pattern is formed on the substrate to function as a diffraction grating (not shown).

なお、本明細書では、回折格子パネル13における回折格子30を構成する各凸部31の突端面における幅方向(図3における上下方向)の各中心線を含む面(図3における各中心31oを含む面)を回折格子面F3とする。また、図8に示す回折格子パネル13aや、図9に示す回折格子パネル13bのように、凸部31の断面形状が上記の回折格子パネル13とは相違する場合においても、回折格子30を構成する各凸部31の突端面における幅方向の各中心線を含む面(同図における各中心31oを含む面)を回折格子面F3とする。さらに、以下の説明において、上記の中心線、または上記の中心線と平行な線分(図20等において実線Lbで示す線)を格子ラインともいう。   In the present specification, a surface including each center line in the width direction (vertical direction in FIG. 3) of each protrusion 31 constituting the diffraction grating 30 in the diffraction grating panel 13 (each center 31o in FIG. (Including plane) is defined as a diffraction grating plane F3. Further, even when the cross-sectional shape of the convex portion 31 is different from the diffraction grating panel 13 as in the diffraction grating panel 13a shown in FIG. 8 or the diffraction grating panel 13b shown in FIG. A surface including each center line in the width direction on the protruding end surface of each convex portion 31 (a surface including each center 31o in the figure) is defined as a diffraction grating surface F3. Furthermore, in the following description, the center line or a line segment parallel to the center line (a line indicated by a solid line Lb in FIG. 20 and the like) is also referred to as a lattice line.

この場合、図3に示すように、回折格子パネル13との対向面に、下側ほど回折格子パネル13側に向かって徐々に突出する向きの斜面が形成されて各プリズム20が構成された光路変更パネル12を有するこの表示器2では、光源3からの光L1が下向きに屈折させられて光L2として回折格子パネル13(各回折格子30の回折格子面F3)に入射させられる。したがって、この表示器2では、光路変更パネル12から出射された光L2の回折格子パネル13に対する入射位置が、光路変更パネル12に対する光L1の入射位置や、光路変更パネル12からの光L2の出射位置よりも下側に位置ずれする。このため、この表示器2では、光源3の各光出射部10や、光路変更パネル12の各プリズム20に対して回折格子パネル13の各回折格子30を下方に位置ずれさせるように配置する構成が採用されている。   In this case, as shown in FIG. 3, an optical path in which each prism 20 is configured by forming a slope in a direction gradually projecting toward the diffraction grating panel 13 toward the lower side on the surface facing the diffraction grating panel 13. In the display 2 having the change panel 12, the light L1 from the light source 3 is refracted downward and is incident on the diffraction grating panel 13 (the diffraction grating surface F3 of each diffraction grating 30) as light L2. Therefore, in this display device 2, the incident position of the light L 2 emitted from the optical path changing panel 12 on the diffraction grating panel 13 is the incident position of the light L 1 on the optical path changing panel 12 or the outgoing light L 2 from the optical path changing panel 12. The position is shifted below the position. For this reason, in the display device 2, the diffraction grating 30 of the diffraction grating panel 13 is arranged so as to be displaced downward with respect to the light emitting units 10 of the light source 3 and the prisms 20 of the optical path changing panel 12. Is adopted.

光反射パネル14は、「光反射部」の一例であって、回折格子パネル13から出射された+1次回折光L3b(または、−1次回折光L3c)を透過させて拡散板15の側に出射すると共に、0次回折光L3aを反射して光反射パネル14の上下方向の端面、または、回折格子パネル13の側の面から出射することで0次回折光L3aの拡散板15の側への透過を抑制する。この光反射パネル14は、表示する立体視画像の各表示画素に対応してプリズム(「反射素子」の一例)が設けられて、図2に示すように、全体として平板状に形成されると共に、回折格子パネル13と拡散板15との間に配設されている。   The light reflecting panel 14 is an example of a “light reflecting portion”, and transmits the + 1st order diffracted light L3b (or −1st order diffracted light L3c) emitted from the diffraction grating panel 13 and emits it to the diffusion plate 15 side. At the same time, the transmission of the 0th-order diffracted light L3a to the diffusion plate 15 side is suppressed by reflecting the 0th-order diffracted light L3a and emitting it from the vertical end face of the light reflecting panel 14 or the surface on the diffraction grating panel 13 side. To do. The light reflecting panel 14 is provided with a prism (an example of a “reflecting element”) corresponding to each display pixel of a stereoscopic image to be displayed, and is formed in a flat plate shape as shown in FIG. The diffraction grating panel 13 and the diffusion plate 15 are disposed.

この場合、図10に示すように、光反射パネル14には、「横×縦=9×9=81箇所」のプリズム40A1〜40I9(以下、区別しないときには「プリズム40」ともいう)が並んで設けられている。すなわち、単色画像を表示させる構成の表示装置1における表示器2では、1つの単色画像を構成する各表示画素のうちの1つにつき1つのプリズム40が設けられて光反射パネル14が構成されている。なお、本明細書において、「1つの反射素子」は、入射した0次回折光L3aを反射可能に構成された光学的要素のうちの「1つの光出射部」に対応して規定された部位を意味する。   In this case, as shown in FIG. 10, prisms 40 </ b> A <b> 1 to 40 </ b> I <b> 9 (hereinafter also referred to as “prisms 40” when not distinguished) are arranged on the light reflecting panel 14. Is provided. That is, in the display device 2 in the display device 1 configured to display a monochromatic image, the light reflecting panel 14 is configured by providing one prism 40 for each of the display pixels constituting one monochromatic image. Yes. In this specification, “one reflective element” refers to a portion defined corresponding to “one light emitting portion” among optical elements configured to reflect incident zeroth-order diffracted light L3a. means.

また、この光反射パネル14では、一例として、横方向で並ぶ9つのプリズム40の間に物理的な境界がなく、この9つのプリズム40が1つのプリズムのように一体的に連続して形成されている。以下、複数のプリズム40が一体的に連続して形成されたプリズムを「プリズム400」ともいう。すなわち、この光反射パネル14では、横方向に長い9つのプリズム400−1〜400−9が縦方向で並んでいるように形成されている。この場合、「反射素子」をプリズムで構成を採用する場合において、一体的に連続して形成する「反射素子」の数は、「横方向に並ぶ9つ」に限定されず、1つの「反射素子」につき1つのプリズム40を独立して形成することもできるし、縦方向で並ぶ複数の「反射素子」を1つのプリズム400で構成することもできるし、横方向で並ぶ複数の「反射素子」、および縦方向で並ぶ複数の「反射素子」を1つのプリズム400で構成することもできる。   Moreover, in this light reflection panel 14, as an example, there is no physical boundary between the nine prisms 40 arranged in the horizontal direction, and the nine prisms 40 are integrally formed continuously as one prism. ing. Hereinafter, a prism in which a plurality of prisms 40 are integrally and continuously formed is also referred to as “prism 400”. That is, the light reflecting panel 14 is formed so that nine prisms 400-1 to 400-9 that are long in the horizontal direction are arranged in the vertical direction. In this case, in the case of adopting a configuration in which the “reflecting elements” are prisms, the number of “reflecting elements” that are integrally formed continuously is not limited to “9 in the horizontal direction”, but one “reflecting element”. One prism 40 can be formed independently for each element, or a plurality of “reflecting elements” arranged in the vertical direction can be formed by one prism 400, or a plurality of “reflecting elements” arranged in the horizontal direction can be formed. ”And a plurality of“ reflective elements ”arranged in the vertical direction can be configured by one prism 400.

また、図11に示すように、この光反射パネル14では、一例として、光反射パネル14における回折格子パネル13との対向面(界面F4a:「表示器の背面側の界面」の一例:同図における左側の面)に、上側ほど回折格子パネル13側に向かって徐々に突出する向きの斜面が形成されると共に、光反射パネル14における拡散板15との対向面(界面F4b:「表示器の前面側の界面」の一例:同図における右側の面)に、下側ほど拡散板15側に向かって徐々に突出する向きの斜面が形成されて各プリズム40(400)が構成されている。なお、図12に示す光反射パネル14aのように、回折格子パネル13との対向面(界面F4a)を回折格子パネル13の回折格子面F3と平行に形成すると共に、拡散板15との対向面(界面F4b)に、下側ほど拡散板15側に向かって徐々に突出する向きの斜面を形成してプリズム40(400)として機能させる構成を採用することもできる。また、図13に示す光反射パネル14bのように、回折格子パネル13との対向面(界面F4a)に、下側ほど回折格子パネル13側に向かって徐々に突出する向きの斜面を形成すると共に、拡散板15との対向面(界面F4b)に、下側ほど拡散板15側に向かって徐々に突出する向きの斜面を形成してプリズム40(400)として機能させる構成を採用することもできる。   Further, as shown in FIG. 11, in this light reflecting panel 14, as an example, the surface of the light reflecting panel 14 facing the diffraction grating panel 13 (interface F4a: “interface on the back side of the display”): The left surface in FIG. 4 is formed with a slope that gradually protrudes toward the diffraction grating panel 13 toward the upper side, and a surface facing the diffusion plate 15 in the light reflecting panel 14 (interface F4b: “display”). An example of the “front-side interface”: the right side surface in the same figure) is formed with an inclined surface that gradually protrudes toward the diffusion plate 15 toward the lower side, thereby constituting each prism 40 (400). In addition, like the light reflection panel 14a shown in FIG. 12, the facing surface (interface F4a) with the diffraction grating panel 13 is formed in parallel with the diffraction grating surface F3 of the diffraction grating panel 13, and the facing surface with the diffusion plate 15. It is also possible to employ a configuration in which a slope that gradually protrudes toward the diffusion plate 15 side is formed on the (interface F4b) so as to function as the prism 40 (400). Further, as in the light reflecting panel 14b shown in FIG. 13, a slope is formed on the surface facing the diffraction grating panel 13 (interface F4a) so as to gradually protrude toward the diffraction grating panel 13 toward the lower side. Further, it is also possible to adopt a configuration in which a slope that gradually protrudes toward the diffusion plate 15 side is formed on the surface facing the diffusion plate 15 (interface F4b) so as to function as the prism 40 (400). .

この光反射パネル14,14a,14bでは、上記の81個のプリズム40のすべて(すなわち、縦方向で並ぶ9つのプリズム400)が同一種類の光学材料(「光透過性を有する樹脂材料:一例として、ポリメタクリル酸メチル、ポリカーボネート、ポリプロピレン、PET樹脂など)」で、かつ互いに等しい形状となるように形成されている。この場合、「反射素子」をプリズム40(400)で構成したことにより、樹脂材料やガラス等によって「光反射部」を容易に製造することができるため、表示器2の製造コストを十分に低減することが可能となっている。なお、光反射パネル14,14a,14bの各プリズム40(400)に対する光L3の入射角度や光反射パネル14からの光L3の出射(反射)角度と、上記の界面F4a,F4bの角度θa,θbや、光反射パネル14,14a,14bを構成する光学材料の屈折率との関係については、後に詳細に説明する。   In the light reflecting panels 14, 14a, and 14b, all of the 81 prisms 40 (that is, the nine prisms 400 arranged in the vertical direction) are the same type of optical material (“resin material having light transmission property: as an example). , Polymethyl methacrylate, polycarbonate, polypropylene, PET resin, etc.) ”and are formed to have the same shape. In this case, since the “reflecting element” is composed of the prism 40 (400), the “light reflecting portion” can be easily manufactured using a resin material, glass, or the like, and thus the manufacturing cost of the display 2 is sufficiently reduced. It is possible to do. The incident angle of the light L3 with respect to each prism 40 (400) of the light reflecting panels 14, 14a, 14b, the emission (reflection) angle of the light L3 from the light reflecting panel 14, and the angles θa, F of the interfaces F4a, F4b described above. The relationship between θb and the refractive index of the optical material constituting the light reflecting panels 14, 14a, 14b will be described in detail later.

拡散板15は、「光透過パネル」の一例であり、光反射パネル14を透過した光L3を表示器2の上下方向に拡散させる「光拡散部」であって、一例として、光透過性を有する樹脂材料で平板状に形成されたレンチキュラレンズで構成されている。この拡散板15は、図14に示すように、一例として、横方向に長い複数の凸レンズが、その前面側(画像を視認する者が存在する側)に形成されている。また、この表示器2では、一例として、回折格子パネル13における回折格子30の1つ当りに複数の凸レンズが位置するように上記の凸レンズが形成されて拡散板15が構成されている。これにより、この表示器2では、光反射パネル14を透過した光L3が、拡散板15を透過して各凸レンズによって縦方向(上下方向)に拡散されて光L5として出射される。   The diffusion plate 15 is an example of a “light transmission panel”, and is a “light diffusion unit” that diffuses the light L3 transmitted through the light reflection panel 14 in the vertical direction of the display 2. It is composed of a lenticular lens formed in a flat plate shape with a resin material. As shown in FIG. 14, as an example, the diffusion plate 15 has a plurality of convex lenses that are long in the lateral direction on the front surface side (side on which a person who views an image is present). In addition, in the display device 2, as an example, the diffusing plate 15 is configured by forming the convex lens so that a plurality of convex lenses are positioned per one diffraction grating 30 in the diffraction grating panel 13. Thereby, in this display device 2, the light L3 transmitted through the light reflecting panel 14 is transmitted through the diffusion plate 15, diffused in the vertical direction (vertical direction) by each convex lens, and emitted as light L5.

この場合、本明細書では、拡散板15において回折格子パネル13と対向する面(すなわち、拡散板15の背面)をパネル面F5とする。なお、「拡散板」については、凸レンズに代えて、凹レンズを形成して構成することもできる(図示せず)。また、その背面側(光反射パネル14と対向する面の側)に複数の凸レンズ、または、複数の凹レンズを形成して構成することもできる(図示せず)。この場合、背面側に凸レンズまたは凹レンズを形成する構成を採用した場合においては、その拡散板における前面をパネル面F5とする。   In this case, in this specification, the surface of the diffusion plate 15 that faces the diffraction grating panel 13 (that is, the back surface of the diffusion plate 15) is referred to as a panel surface F5. The “diffusing plate” may be formed by forming a concave lens instead of the convex lens (not shown). In addition, a plurality of convex lenses or a plurality of concave lenses can be formed on the back side (the side of the surface facing the light reflection panel 14) (not shown). In this case, when a configuration in which a convex lens or a concave lens is formed on the back side is adopted, the front surface of the diffuser plate is defined as a panel surface F5.

この表示器2では、後述するように、光路変更パネル12のパネル面F2の法線、回折格子パネル13の各回折格子面F3の法線、および拡散板15のパネル面F5の法線と平行な向きに光源3の各光出射部10から光L1が出射されるように構成されている。また、この表示器2では、光源3から出射された光L1が、光路変更パネル12の各プリズム20によって縦方向(本例では下向き)に屈折されて光路変更パネル12から光L2として出射されて、図3に示すように、回折格子30の回折格子面F3に斜めに入射するように構成されている。さらに、本例では、+1次回折光L3bおよび−1次回折光L3cのいずれか一方が回折格子パネル13から出射しないように光路変更パネル12および回折格子パネル13が構成されている(以下、回折格子パネル13から+1次回折光L3b(「いずれかの1次回折光」の一例)が出射され、−1次回折光L3cが出射されないものとして説明する)。また、本例では、回折格子パネル13から出射されて界面F4aから光反射パネル14の各プリズム40に入射した0次回折光L3aが各プリズム40における界面F4bにおいて全反射され、これにより、0次回折光L3aが拡散板15の側に出射されない構成が採用されている。   In the display device 2, as will be described later, the normal line of the panel surface F2 of the optical path changing panel 12, the normal line of each diffraction grating surface F3 of the diffraction grating panel 13, and the normal line of the panel surface F5 of the diffusion plate 15 are parallel. The light L1 is emitted from each light emitting portion 10 of the light source 3 in any direction. Further, in the display device 2, the light L1 emitted from the light source 3 is refracted in the vertical direction (downward in this example) by each prism 20 of the optical path changing panel 12, and is emitted from the optical path changing panel 12 as light L2. As shown in FIG. 3, it is configured to be incident obliquely on the diffraction grating surface F3 of the diffraction grating 30. Furthermore, in this example, the optical path changing panel 12 and the diffraction grating panel 13 are configured so that one of the + 1st order diffracted light L3b and the −1st order diffracted light L3c is not emitted from the diffraction grating panel 13 (hereinafter referred to as a diffraction grating panel). 13 will be described as + 1st order diffracted light L3b (an example of “any one order diffracted light” is emitted and −1st order diffracted light L3c is not emitted). In this example, the 0th-order diffracted light L3a emitted from the diffraction grating panel 13 and incident on each prism 40 of the light reflecting panel 14 from the interface F4a is totally reflected at the interface F4b in each prism 40, and thus the 0th-order diffracted light. A configuration is adopted in which L3a is not emitted to the diffusion plate 15 side.

一方、制御部4は、表示器2に表示させるべき立体視画像の画像データに応じて光源3に制御信号Sを出力することにより、光源3における各光出射部10を、立体視画像の各表示画素の明るさに応じて点灯させる。なお、実際の表示装置1には、外部装置から出力された画像データや画像信号を処理する画像処理部等を備え、制御部4は、画像処理部によって処理されたデータや信号に基づいて表示器2に立体視画像を表示させるが、「表示器」および「表示装置」についての理解を容易とするために、表示器2、光源3および制御部4以外の構成要素に関する説明および図示を省略する。   On the other hand, the control unit 4 outputs the control signal S to the light source 3 in accordance with the image data of the stereoscopic image to be displayed on the display device 2, thereby causing each light emitting unit 10 in the light source 3 to each of the stereoscopic images. Lights up according to the brightness of the display pixel. Note that the actual display device 1 includes an image processing unit that processes image data and image signals output from an external device, and the control unit 4 displays based on the data and signals processed by the image processing unit. Although the stereoscopic image is displayed on the display 2, in order to facilitate understanding of the “display” and the “display device”, description and illustration regarding the constituent elements other than the display 2, the light source 3, and the control unit 4 are omitted. To do.

この表示装置1(表示器2)による立体視画像の表示に際しては、制御部4が光源3に制御信号Sを出力することにより、表示すべき立体視画像の各表示画素の明度に応じた明るさで各光出射部10を点灯させる。この際には、図3に示すように、光源3の各光出射部10から回折格子パネル13における各回折格子30の回折格子面F3の法線と平行な向きに出射された各光L1が、光路変更パネル12の各プリズム20を透過する際に屈折させられる。この結果、屈折させられた光L2が回折格子パネル13の回折格子面F3に対して斜めに入射する。また、回折格子パネル13(回折格子面F3)に入射した光L2は、各回折格子30によってそれぞれ回折されて、光L3(回折光)としてそれぞれ出射される。この際に、この表示装置1では、回折格子パネル13における各回折格子30が、各光L3を出射すべき方向に応じて、格子ラインの傾きや、凸部31の形成ピッチ等が規定されて形成されている。これにより、図7に示すように、各回折格子30からの光L3は、所定の間隔で左右81方向に放射状に拡がるように回折格子パネル13からそれぞれ出射される。   When the stereoscopic image is displayed by the display device 1 (display device 2), the control unit 4 outputs a control signal S to the light source 3, whereby the brightness corresponding to the brightness of each display pixel of the stereoscopic image to be displayed. Now, each light emitting unit 10 is turned on. At this time, as shown in FIG. 3, each light L1 emitted from each light emitting portion 10 of the light source 3 in a direction parallel to the normal line of the diffraction grating surface F3 of each diffraction grating 30 in the diffraction grating panel 13 is emitted. The light is refracted when passing through each prism 20 of the optical path changing panel 12. As a result, the refracted light L2 is incident obliquely on the diffraction grating surface F3 of the diffraction grating panel 13. Further, the light L2 incident on the diffraction grating panel 13 (diffraction grating surface F3) is diffracted by each diffraction grating 30 and emitted as light L3 (diffracted light). At this time, in this display device 1, the diffraction line 30 in the diffraction grating panel 13 defines the inclination of the grating line, the formation pitch of the convex portions 31, and the like according to the direction in which each light L 3 should be emitted. Is formed. As a result, as shown in FIG. 7, the light L3 from each diffraction grating 30 is emitted from the diffraction grating panel 13 so as to spread radially in the left and right 81 directions at predetermined intervals.

この際に、この表示器2では、前述したように、光源3からの光L1が光路変更パネル12における各プリズム20によって屈折させられて、この光L2が回折格子パネル13の各回折格子30における回折格子面F3に対して斜めに入射するように、光路変更パネル12の光学的特性(材質や形状(プリズムの角度))や、光路変更パネル12と回折格子パネル13との相互間の位置関係が規定されて構成されている。したがって、この表示器2では、光路変更パネル12からの光L2が回折格子パネル13の回折格子30において回折されたときに、+1次回折光L3bの強度が十分に強くなると共に、図3に示すように、回折格子パネル13から光反射パネル14の側に−1次回折光L3cが出射されずに、+1次回折光L3bおよび0次回折光L3aだけが光反射パネル14の側に出射される。このため、この表示器2では、光源3からの光L1の利用効率が十分に向上すると共に、その光量が十分に多い+1次回折光L3bを、立体視画像を視認させるための光として使用することで、その+1次回折光L3bに対応する表示画素が十分に明るく視認されることとなる。   At this time, in the display 2, as described above, the light L 1 from the light source 3 is refracted by each prism 20 in the optical path changing panel 12, and this light L 2 is reflected in each diffraction grating 30 of the diffraction grating panel 13. The optical characteristics (material and shape (prism angle)) of the optical path changing panel 12 and the positional relationship between the optical path changing panel 12 and the diffraction grating panel 13 so as to be incident obliquely on the diffraction grating surface F3. Is defined and configured. Therefore, in the display 2, when the light L2 from the optical path changing panel 12 is diffracted by the diffraction grating 30 of the diffraction grating panel 13, the intensity of the + 1st order diffracted light L3b is sufficiently increased, as shown in FIG. In addition, the −1st order diffracted light L3b and the 0th order diffracted light L3a are emitted to the light reflecting panel 14 side without the −1st order diffracted light L3c being emitted from the diffraction grating panel 13 to the light reflecting panel 14 side. For this reason, in the display 2, the use efficiency of the light L1 from the light source 3 is sufficiently improved, and the + 1st order diffracted light L3b having a sufficiently large amount of light is used as light for visually recognizing a stereoscopic image. Thus, the display pixel corresponding to the + 1st order diffracted light L3b is viewed sufficiently brightly.

また、回折格子パネル13から出射された+1次回折光L3bおよび0次回折光L3aのうち、+1次回折光L3bについては、光反射パネル14の各プリズム40(400)に対して界面F4aから入射し、各プリズム40(400)を透過して界面F4bから出射されて、拡散板15に入射する。これに対して、0次回折光L3aについては、光反射パネル14の界面F4aから各プリズム40(400)に入射して、界面F4bにおいて全反射する。また、界面F4bにおいて全反射された0次回折光L3aは、界面F4aに向かって進行し、一例として、界面F4aにおいても全反射される。このように、界面F4aから各プリズム40(400)に入射した0次回折光L3aは、界面F4b、および界面F4aにおいて順次全反射されて光反射パネル14内を進行させられて、最終的には、光反射パネル14内の上下方向の端部(或いは、左右方向の端部)から光反射パネル14の外部に出射される。   Of the + 1st order diffracted light L3b and 0th order diffracted light L3a emitted from the diffraction grating panel 13, the + 1st order diffracted light L3b is incident on each prism 40 (400) of the light reflecting panel 14 from the interface F4a. The light passes through the prism 40 (400), is emitted from the interface F4b, and enters the diffusion plate 15. On the other hand, the 0th-order diffracted light L3a is incident on each prism 40 (400) from the interface F4a of the light reflecting panel 14 and totally reflected at the interface F4b. Further, the 0th-order diffracted light L3a totally reflected at the interface F4b travels toward the interface F4a, and is totally reflected at the interface F4a as an example. In this way, the 0th-order diffracted light L3a incident on each prism 40 (400) from the interface F4a is sequentially totally reflected at the interface F4b and the interface F4a and travels through the light reflecting panel 14, and finally, The light is emitted to the outside of the light reflection panel 14 from an end portion in the vertical direction (or an end portion in the left-right direction) in the light reflection panel 14.

なお、上記の例では、0次回折光L3aが、界面F4a,F4bにおける複数回の全反射を経て光反射パネル14内の上下方向(或いは、左右方向)の端部から出射される例を説明したが、各プリズム40(400)の光学的設計(界面F4a,F4bの角度θa,θbや、これらを構成する光学材料の屈折率)によっては、界面F4bにおける最初の全反射の後、または、界面F4aにおける最初の全反射の後に直ちに上下方向(或いは、左右方向)の端部から出射されたり、界面F4bに入射したときに、その一部が界面F4bから拡散板15の側に出射されたり、界面F4aに入射したときに、その一部が界面F4aから回折格子パネル13の側に出射されたりする。しかしながら、0次回折光L3aの少なくとも一部を各プリズム40(400)において反射することによって各プリズム40(400)における+1次回折光L3bの透過率よりも各プリズム40(400)における0次回折光L3aの透過率の方が小さくなるように構成された光反射パネル14を備えているこの表示器2では、回折格子パネル13から出射される0次回折光L3aに起因するゴースト像が存在しない、或いは、ゴースト像が視認され難い鮮明な画像が視認されることとなる。   In the above example, the 0th-order diffracted light L3a has been described as being emitted from the end in the vertical direction (or left-right direction) in the light reflecting panel 14 through a plurality of total reflections at the interfaces F4a and F4b. However, depending on the optical design of each prism 40 (400) (the angles θa and θb of the interfaces F4a and F4b and the refractive index of the optical material constituting them), after the first total reflection at the interface F4b, or the interface Immediately after the first total reflection at F4a, the light is emitted from the end in the vertical direction (or left-right direction), or when entering the interface F4b, a part of the light is emitted from the interface F4b to the diffusion plate 15 side, When the light enters the interface F4a, a part of the light is emitted from the interface F4a to the diffraction grating panel 13 side. However, by reflecting at least part of the 0th-order diffracted light L3a at each prism 40 (400), the transmittance of the 0th-order diffracted light L3a at each prism 40 (400) is more than the transmittance of the + 1st-order diffracted light L3b at each prism 40 (400). In this display device 2 including the light reflection panel 14 configured so that the transmittance is smaller, there is no ghost image due to the 0th-order diffracted light L3a emitted from the diffraction grating panel 13, or the ghost A clear image in which the image is difficult to be visually recognized is visually recognized.

一方、光反射パネル14から出射された+1次回折光L3bは、図3,14に示すように、拡散板15を構成するレンチキュラレンズによって縦方向に拡散されて、両図および図2に示すように、表示器2(表示装置1)の前方に向かって光L5として出射される。これにより、左右81方向の各視差領域毎に縦方向(上下方向)における視域が拡がり、表示装置1の前方における左右81方向の各位置毎に、縦方向の所定の高さ範囲内において、各視点位置に対応する画像(各光L5を表示画素とする画像)が視認される。   On the other hand, the + 1st order diffracted light L3b emitted from the light reflecting panel 14 is diffused in the vertical direction by the lenticular lens constituting the diffusion plate 15 as shown in FIGS. 3 and 14, and as shown in both figures and FIG. The light is emitted as light L5 toward the front of the display 2 (display device 1). Thereby, the viewing area in the vertical direction (vertical direction) is expanded for each parallax area in the left and right 81 directions, and within a predetermined height range in the vertical direction for each position in the left and right 81 directions in front of the display device 1. An image corresponding to each viewpoint position (an image having each light L5 as a display pixel) is visually recognized.

したがって、画像を視認する者の左目および右目が互いに相違する視差領域(視点位置)に位置している状態では、左目によって視認される視差画像と、右目によって視認される視差画像とが視差領域の位置に応じて相違しているため、表示されている画像が立体視画像として認識される(両眼視差によって立体視画像として認識される)。また、画像を視認する者が表示装置1(表示器2)に表示されている画像を視認しながら、図2に示す矢印A1,A2の向き(左右方向)で各視差領域(各視点位置)に順次移動することにより、表示装置1(表示器2)に表示されている画像が、運動視差によって立体視画像として認識される。   Therefore, in a state where the left eye and the right eye of the person viewing the image are located in different parallax regions (viewpoint positions), the parallax image viewed by the left eye and the parallax image viewed by the right eye are Since they differ depending on the position, the displayed image is recognized as a stereoscopic image (recognized as a stereoscopic image by binocular parallax). In addition, each person viewing the image visually recognizes the image displayed on the display device 1 (display 2), and each parallax region (each viewpoint position) in the directions (left and right directions) of arrows A1 and A2 shown in FIG. The images displayed on the display device 1 (display device 2) are recognized as stereoscopic images by motion parallax.

次に、上記の表示器2における回折格子パネル13の回折格子面F3および拡散板15のパネル面F5と、光路変更パネル12からの光L2および回折格子パネル13によって回折された光L3との関係、および光反射パネル14の各プリズム40(400)に対する光L3の入射角と、各プリズム40(400)の界面F4a,F4bの角度θa,θbやプリズム40(400)の屈折率と、プリズム40(400)からの0次回折光L3aおよび+1次回折光L3bの出射角との関係について、図面を参照しつつ説明する。   Next, the relationship between the diffraction grating surface F3 of the diffraction grating panel 13 and the panel surface F5 of the diffusion plate 15 in the display 2 and the light L2 from the optical path changing panel 12 and the light L3 diffracted by the diffraction grating panel 13 is shown. , And the incident angle of the light L3 with respect to each prism 40 (400) of the light reflecting panel 14, the angles θa and θb of the interfaces F4a and F4b of each prism 40 (400), the refractive index of the prism 40 (400), and the prism 40 The relationship between the emission angles of the 0th-order diffracted light L3a and the + 1st-order diffracted light L3b from (400) will be described with reference to the drawings.

なお、光反射パネル14の各プリズム40(400)による光L3の透過や反射についての理解を容易とするために、まず、上記の表示器2における光反射パネル14が存在しない構成の表示器(以下、上記の表示器2と区別するために、光反射パネル14が存在しない表示器を「表示器2A」ともいう)を想定して説明し、その後に、光反射パネル14(プリズム40(400))の存在によって光L3(+1次回折光L3b(または、−1次回折光L3c)や0次回折光L3a)がどのように光路変更されるかについて説明する。したがって、図15,21,26,27等においては、光反射パネル14(界面F4a,F4b)の図示を省略する。また、拡散板15を備えて構成された表示器2,2Aを例に挙げて説明するが、「拡散板(光拡散部)」以外の「光透過パネル」を備えて構成された表示器においては、その表示器における「光透過パネル」や「光透過パネル面」が、以下の説明における「拡散板15」や「パネル面F5」に相当する。   In order to facilitate the understanding of the transmission and reflection of the light L3 by the prisms 40 (400) of the light reflecting panel 14, first, a display device having a configuration in which the light reflecting panel 14 does not exist in the display device 2 described above. Hereinafter, in order to distinguish from the display device 2 described above, a display device in which the light reflection panel 14 does not exist is assumed to be referred to as “display device 2A”, and thereafter, the light reflection panel 14 (the prism 40 (400 )), How the optical path of the light L3 (+ 1st order diffracted light L3b (or −1st order diffracted light L3c) or 0th order diffracted light L3a) is changed will be described. Therefore, in FIG. 15, 21, 26, 27, etc., illustration of the light reflection panel 14 (interfaces F4a, F4b) is omitted. The display 2 and 2A configured with the diffusion plate 15 will be described as an example. In the display configured with a “light transmissive panel” other than the “diffusion plate (light diffusion unit)”. The “light transmissive panel” and “light transmissive panel surface” in the display device correspond to “diffuser plate 15” and “panel surface F5” in the following description.

この表示器2Aでは、拡散板15におけるパネル面F5の法線L15と、回折格子パネル13における各回折格子30の回折格子面F3に入射する光L2の入射方向とのなす角度におけるX成分(拡散板15における左右方向に対応する成分であって、光L2が入射する側の面から見たときに、光L2の入射方向がパネル面F5に対して斜め右向きに交差する状態の角度をプラスとし、光L2の入射方向がパネル面F5に対して斜め左向きに交差する状態の角度をマイナスとする角度)を「αX(図15,16参照)」とし、
拡散板15におけるパネル面F5の法線L15(光透過パネルにおける光透過パネル面の法線)と、回折格子パネル13における各回折格子30の回折格子面F3に入射する光L2の入射方向とのなす角度におけるY成分(拡散板15における縦方向(上下方向)に対応する成分であって、光L2が入射する側の面から見たときに、光L2の入射方向がパネル面F5に対して斜め下向きに交差する状態の角度をプラスとし、光L2の入射方向がパネル面F5に対して斜め上向きに交差する状態の角度をマイナスとする角度)を「αY(図15,17参照)」とし、
パネル面F5の法線L15に対する回折格子面F3の法線L13の傾き角におけるX成分(拡散板15における左右方向に対応する成分であって、光L2が入射する側の面から見たときに、回折格子面F3の法線L13がパネル面F5に対して斜め左向きに交差する状態の角度をプラスとし、回折格子面F3の法線L13がパネル面F5に対して斜め右向きに交差する状態の角度をマイナスとする角度)を「γX(図18参照)」とし、
パネル面F5の法線L15に対する回折格子面F3の法線L13の傾き角におけるY成分(拡散板15における縦方向(上下方向)に対応する成分であって、光L2が入射する側の面から見たときに、回折格子面F3の法線L13がパネル面F5に対して斜め上向きに交差する状態の角度をプラスとし、回折格子面F3の法線L13がパネル面F5に対して斜め下向きに交差する状態の角度をマイナスとする角度)を「γY(図19参照)」とし、
回折格子30における各格子の回折格子面F3内におけるペリスト回転角(光L2が入射する側の面から見たときに、各格子の格子ライン(図20において実線Lbで示すライン)が水平の状態(図20において実線Lcで示すラインと平行な状態)を0度とし、各格子の格子ラインが左下がりとなる回転角をプラスとし、各格子の格子ラインが右下がりとなる回転角をマイナスとする角度)を「ε(図20参照)」としたときに、
回折格子面F3の法線L13と、回折格子面F3に入射する光L2の入射方向とのなす角度におけるx成分(回折格子30における各格子の格子ラインの延在方向(ペリスト回転角が0度の回折格子30が形成された回折格子面F3においては、左右方向)に対応する成分であって、光L2が入射する側の面から見たときに、回折格子面F3に対して光L2が斜め右向き(ペリスト回転角が0度の回折格子30の場合の方向)に入射する状態の角度をプラスとし、回折格子面F3に対して光L2が斜め左向き(ペリスト回転角が0度の回折格子30の場合の方向)に入射する状態の角度をマイナスとする角度)である「αx(図21,22参照)」、および、回折格子面F3の法線L13と、回折格子面F3に入射する光L2の入射方向とのなす角度におけるy成分(回折格子30における各格子の格子ラインに対して回折格子面F3内において直交する方向(ペリスト回転角が0度の回折格子30が形成された回折格子面F3においては、下方向)に対応する成分であって、光L2が入射する側の面から見たときに、回折格子面F3に対して光L2が斜め下向き(ペリスト回転角が0度の回折格子30の場合の方向)に入射する状態の角度をプラスとし、回折格子面F3に対して光L2が斜め上向き(ペリスト回転角が0度の回折格子30の場合の方向)に入射する状態の角度をマイナスとする角度)である「αy(図21,23参照)」は、次の2つの式で表される。
In this display 2A, an X component (diffusion) at an angle formed between the normal line L15 of the panel surface F5 of the diffusion plate 15 and the incident direction of the light L2 incident on the diffraction grating surface F3 of each diffraction grating 30 of the diffraction grating panel 13 is used. It is a component corresponding to the horizontal direction in the plate 15, and when viewed from the surface on which the light L2 is incident, the angle when the incident direction of the light L2 intersects the panel surface F5 obliquely rightward is defined as plus. , The angle in which the incident direction of the light L2 intersects obliquely leftward with respect to the panel surface F5 is defined as “αX (see FIGS. 15 and 16)”.
The normal line L15 of the panel surface F5 in the diffusion plate 15 (the normal line of the light transmission panel surface in the light transmission panel) and the incident direction of the light L2 incident on the diffraction grating surface F3 of each diffraction grating 30 in the diffraction grating panel 13 The Y component at the angle formed (a component corresponding to the vertical direction (vertical direction) of the diffusion plate 15, and when viewed from the surface on which the light L 2 is incident, the incident direction of the light L 2 is relative to the panel surface F 5. “ΑY (see FIGS. 15 and 17)” is an angle in which the angle of the state where the light L2 intersects obliquely downward is positive, and the angle in which the incident direction of the light L2 intersects the panel surface F5 obliquely upward is negative. ,
X component at the inclination angle of the normal line L13 of the diffraction grating surface F3 with respect to the normal line L15 of the panel surface F5 (a component corresponding to the horizontal direction of the diffuser plate 15 when viewed from the surface on the side where the light L2 is incident. The angle in a state where the normal line L13 of the diffraction grating surface F3 intersects the panel surface F5 obliquely to the left is positive, and the normal line L13 of the diffraction grating surface F3 intersects the panel surface F5 obliquely to the right. The angle that makes the angle negative is “γX (see FIG. 18)”,
From the Y component (a component corresponding to the vertical direction (vertical direction) of the diffusing plate 15 and the light L2 incident side) in the inclination angle of the normal line L13 of the diffraction grating surface F3 with respect to the normal line L15 of the panel surface F5 When viewed, the angle in a state where the normal line L13 of the diffraction grating surface F3 intersects diagonally upward with respect to the panel surface F5 is positive, and the normal line L13 of the diffraction grating surface F3 is diagonally downward with respect to the panel surface F5. The angle in which the angle of the intersecting state is minus) is “γY (see FIG. 19)”,
The perist rotation angle (the line indicated by the solid line Lb in FIG. 20) of each grating in the diffraction grating surface F3 of the diffraction grating 30 in the diffraction grating plane F3 is horizontal when viewed from the surface on the light L2 incident side. (A state parallel to the line indicated by the solid line Lc in FIG. 20) is 0 degree, the rotation angle at which the lattice line of each lattice is downwardly inclined is positive, and the rotational angle at which the lattice line of each lattice is downwardly downward is negative. Angle) is “ε (see FIG. 20)”.
The x component (the extension direction of the grating line of each grating in the diffraction grating 30 (the perist rotation angle is 0 degree) between the normal line L13 of the diffraction grating surface F3 and the incident direction of the light L2 incident on the diffraction grating surface F3. In the diffraction grating surface F3 on which the diffraction grating 30 is formed, the light L2 is a component corresponding to the left and right direction) and viewed from the surface on which the light L2 is incident. The angle in the state of entering obliquely rightward (direction in the case of the diffraction grating 30 with a perist rotation angle of 0 degree) is positive, and the light L2 is obliquely leftward with respect to the diffraction grating surface F3 (a diffraction grating with a perist rotation angle of 0 degree). “Αx (see FIGS. 21 and 22)” which is an angle in which the incident angle in the direction 30 is negative), the normal line L13 of the diffraction grating surface F3, and the diffraction grating surface F3. With the incident direction of the light L2 The y component at the angle (the direction perpendicular to the grating line of each grating in the diffraction grating 30 in the diffraction grating surface F3 (on the diffraction grating surface F3 on which the diffraction grating 30 having a perist rotation angle of 0 degrees is formed, The light L2 is obliquely downward with respect to the diffraction grating surface F3 (when the diffraction grating 30 has a perist rotation angle of 0 degree), as viewed from the surface on the light incident side. The angle of the incident state in the direction) is positive, and the angle of the state in which the light L2 is incident obliquely upward with respect to the diffraction grating plane F3 (the direction in the case of the diffraction grating 30 having a perist rotation angle of 0 degrees) is negative. “Αy (see FIGS. 21 and 23)”, which is an angle, is expressed by the following two expressions.

αx=tan−1(tan(αX+γX)・cosε)+tan−1(tan(αY+γY)・sin(−ε))
αy=tan−1(tan(αX+γX)・sinε)+tan−1(tan(αY+γY)・cosε)
αx = tan-1 (tan (αX + γX) · cosε) + tan-1 (tan (αY + γY) · sin (−ε))
αy = tan−1 (tan (αX + γX) · sinε) + tan−1 (tan (αY + γY) · cosε)

また、回折光の次数を「n」とし、光L1の波長を「λ」とし、回折格子30の格子間隔(回折格子30における格子の形成ピッチ:この例では、凸部31の形成ピッチ)を「d(図24参照)」とし、
回折格子面F3の法線L13に対する各凸部31の延在方向(図24において実線Laで示す方向)の傾き角におけるy成分(回折格子30における各格子の格子ラインに対して回折格子面F3内において直交する方向(ペリスト回転角が0度の回折格子30が形成された回折格子面F3においては、上下方向)に対応する成分であって、光L2が入射する側の面から見たときに、回折格子面F3に対して凸部31の延在方向が斜め上向きで交差する状態の角度をプラスとし、回折格子面F3に対して凸部31の延在方向が斜め下向きで交差する状態の角度をマイナスとする角度)を「δy(図24,25参照)」としたときに、
回折格子面F3の法線L13と、回折格子面F3から出射する光L3の出射方向とのなす角度におけるx成分(回折格子30における各格子の格子ラインの延在方向(ペリスト回転角が0度の回折格子30が形成された回折格子面F3においては、左右方向)に対応する成分であって、光L2が入射する側の面から見たときに、回折格子面F3から斜め左向き(ペリスト回転角が0度の回折格子30の場合の方向)に光L3が出射する状態の角度をプラスとし、回折格子面F3から斜め右向き(ペリスト回転角が0度の回折格子30の場合の方向)に光L3が出射する状態の角度をマイナスとする角度)である「βx(図26,22参照)」、および、回折格子面F3の法線L13と、回折格子面F3から出射する光L3の出射方向とのなす角度におけるy成分(回折格子30における各格子の格子ラインに対して回折格子面F3内において直交する方向(ペリスト回転角が0度の回折格子30が形成された回折格子面F3においては、上下方向)に対応する成分であって、光L2が入射する側の面から見たときに、回折格子面F3から斜め上向き(ペリスト回転角が0度の回折格子30の場合の方向)に光L3が出射する状態の角度をプラスとし、回折格子面F3から斜め下向き(ペリスト回転角が0度の回折格子30の場合の方向)に光L3が出射する状態の角度をマイナスとする角度)である「βy(図26,23参照)」は、次の2つの式で表される。
Further, the order of the diffracted light is “n”, the wavelength of the light L1 is “λ”, and the grating interval of the diffraction grating 30 (grating formation pitch in the diffraction grating 30: in this example, the formation pitch of the protrusions 31) is set. “D (see FIG. 24)”
The y component (diffraction grating surface F3 with respect to the grating line of each grating in diffraction grating 30) in the inclination angle of the extending direction of each protrusion 31 (the direction indicated by solid line La in FIG. 24) with respect to normal L13 of diffraction grating surface F3 When viewed from the surface on the side on which the light L2 is incident, the component corresponding to the direction orthogonal to the inside (the vertical direction in the diffraction grating surface F3 on which the diffraction grating 30 with a perist rotation angle of 0 degrees is formed). In addition, the angle of the state in which the extending direction of the convex portion 31 intersects obliquely upward with respect to the diffraction grating surface F3 is a plus, and the state in which the extending direction of the convex portion 31 intersects obliquely downward with respect to the diffraction grating surface F3 When the angle is set to “δy (see FIGS. 24 and 25)”,
The x component at the angle formed by the normal line L13 of the diffraction grating surface F3 and the emission direction of the light L3 emitted from the diffraction grating surface F3 (the extension direction of the grating lines of each grating in the diffraction grating 30 (the perist rotation angle is 0 degree) The diffraction grating surface F3 on which the diffraction grating 30 is formed is a component corresponding to the left and right direction, and obliquely leftward from the diffraction grating surface F3 when viewed from the surface on which the light L2 is incident (perist rotation) The angle in the state in which the light L3 is emitted in the direction of the diffraction grating 30 with an angle of 0 degrees is a plus, and is diagonally rightward from the diffraction grating surface F3 (the direction in the case of the diffraction grating 30 with a perist rotation angle of 0 degrees). “Βx (see FIGS. 26 and 22)”, which is a negative angle of the state in which the light L3 is emitted, and the normal line L13 of the diffraction grating surface F3 and the light L3 emitted from the diffraction grating surface F3. With direction The y component in degrees (the direction perpendicular to the grating line of each grating in the diffraction grating 30 in the diffraction grating surface F3 (in the diffraction grating surface F3 on which the diffraction grating 30 having a perist rotation angle of 0 degrees is formed, the vertical direction) ), And when viewed from the surface on which the light L2 is incident, the light L3 is obliquely upward from the diffraction grating surface F3 (the direction in the case of the diffraction grating 30 having a perist rotation angle of 0 degrees). The angle in which the light is emitted is positive, and the angle in which the light L3 is emitted obliquely downward from the diffraction grating surface F3 (the direction in the case of the diffraction grating 30 having a perist rotation angle of 0 degrees) is negative. “βy (see FIGS. 26 and 23)” is expressed by the following two equations.

βx=−αx
βy=sin−1{(nλ−d・sinαy)/d}
βx = −αx
βy = sin−1 {(nλ−d · sin αy) / d}

なお、上記の2つの式から明らかなように、回折格子面F3の法線L13と回折格子面F3から出射する光L3の出射方向とのなす角度におけるx成分である「βx」や、回折格子面F3の法線L13と回折格子面F3から出射する光L3の出射方向とのなす角度におけるy成分である「βy」は、回折格子面F3の法線L13に対する各凸部31の延在方向の傾き角におけるy成分である「δy」に依存しない。   As is apparent from the above two equations, “βx”, which is an x component in the angle formed by the normal line L13 of the diffraction grating surface F3 and the emission direction of the light L3 emitted from the diffraction grating surface F3, “Βy”, which is the y component at the angle formed by the normal line L13 of the surface F3 and the emission direction of the light L3 emitted from the diffraction grating surface F3, is the extending direction of each convex portion 31 with respect to the normal line L13 of the diffraction grating surface F3. It does not depend on “δy”, which is the y component in the inclination angle.

また、パネル面F5の法線L15と、回折格子面F3から出射する光L3の出射方向とのなす角度におけるX成分(拡散板15における左右方向に対応する成分であって、光L3が拡散板15に向かって入射する側の面から見たときに、光L3の出射方向が拡散板15に対して斜め左向きに交差する状態の角度をプラスとし、光L3の出射方向が拡散板15に対して斜め右向きに交差する状態の角度をマイナスとする角度)である「βX(図27,16参照)」、および、パネル面F5の法線L15と、回折格子面F3から出射する光L3の出射方向とのなす角度におけるY成分(拡散板15における縦方向(上下方向)に対応する成分であって、光L3が拡散板15に入射する側の面から見たときに、光L3の出射方向が拡散板15に対して斜め上向きに交差する状態の角度をプラスとし、光L3の出射方向が拡散板15に対して斜め下向きに交差する状態の角度をマイナスとする角度)である「βY(図27,17参照)」は、次の2つの式で表される。   Further, an X component at an angle formed by the normal line L15 of the panel surface F5 and the emission direction of the light L3 emitted from the diffraction grating surface F3 (a component corresponding to the horizontal direction of the diffusion plate 15, where the light L3 is the diffusion plate). 15, the angle of the state in which the emission direction of the light L <b> 3 intersects obliquely leftward with respect to the diffusion plate 15 when viewed from the surface on the incident side toward the direction 15 is positive, and the emission direction of the light L <b> 3 is relative to the diffusion plate 15. “ΒX (see FIGS. 27 and 16)”, which is an angle that crosses diagonally rightward, and the normal line L15 of the panel surface F5 and the light L3 emitted from the diffraction grating surface F3. Y component in the angle formed by the direction (a component corresponding to the vertical direction (vertical direction) in the diffusion plate 15, and when viewed from the surface on the side where the light L 3 is incident on the diffusion plate 15), the emission direction of the light L 3 Is against the diffusion plate 15 “ΒY (see FIGS. 27 and 17)” is an angle in which the angle of the state of crossing obliquely upward is positive and the angle of the state in which the emission direction of the light L3 crosses obliquely downward is negative). Is expressed by the following two equations.

βX=tan−1(tanβx・cosε)+tan−1(tanβy・sinε)+γX
βY=tan−1(tanβx・sin(−ε))+tan−1(tanβy・cosε)+γY
βX = tan-1 (tanβx · cosε) + tan-1 (tanβy · sinε) + γX
βY = tan−1 (tan βx · sin (−ε)) + tan−1 (tan βy · cosε) + γY

したがって、表示器2A(2)の設計に際しては、上記の「βX」および「βY」が所望の角度となるように、上記の6つの式に基づき、光路変更パネル12によって屈折させた光L2(回折格子パネル13に入射させる光L2)の「λ」に応じて、「αX」、「αY」、「ε」、「d」、「γX」、「γY」を適宜調整すればよい。この場合、「αy」の絶対値が0°よりも大きくなるほど、−1次回折光L3c(または、+1次回折光L3b)が減少し、後述する条件を満たすと出射しなくなる。また、−1次回折光L3c(または、+1次回折光L3b)の減少に伴って+1次回折光L3b(または、−1次回折光L3c)が増加する。   Therefore, when designing the display 2A (2), the light L2 (refracted by the optical path changing panel 12 based on the above six formulas so that the above-mentioned “βX” and “βY” have desired angles. “ΑX”, “αY”, “ε”, “d”, “γX”, and “γY” may be appropriately adjusted in accordance with “λ” of the light L2) incident on the diffraction grating panel 13. In this case, as the absolute value of “αy” becomes larger than 0 °, the −1st order diffracted light L3c (or the + 1st order diffracted light L3b) decreases, and the light is not emitted when the condition described later is satisfied. Further, the + 1st order diffracted light L3b (or the −1st order diffracted light L3c) increases as the −1st order diffracted light L3c (or + 1st order diffracted light L3b) decreases.

なお、図15〜17,21〜23,26,27では、上記の各説明事項における「X成分」、「Y成分」、「x成分」および「y成分」等について理解を容易とするために、回折格子面F3に対する光L2の入射方向と、回折格子面F3からの光L3の出射方向やパネル面F5に対する光L3の入射方向との関係を、表示器2A内における実際の光の進路とは相違する状態で図示している。また、図15〜17,21〜23,26,27では、一例として「ペリスト回転角ε≠0°」で、かつ「パネル面F5の法線L15に対する回折格子面F3の法線L13の傾き角が0°(γX=0°、γY=0°)」の例を図示している。   15 to 17, 21 to 23, 26, and 27, in order to facilitate understanding of “X component”, “Y component”, “x component”, “y component”, and the like in the above explanation items. The relationship between the incident direction of the light L2 with respect to the diffraction grating surface F3, the emission direction of the light L3 from the diffraction grating surface F3, and the incident direction of the light L3 with respect to the panel surface F5, and the actual light path in the display 2A Are shown in different states. 15 to 17, 21 to 23, 26, and 27, as an example, “Pelist rotation angle ε ≠ 0 °” and “inclination angle of normal line L13 of diffraction grating surface F3 with respect to normal line L15 of panel surface F5” Is 0 ° (γX = 0 °, γY = 0 °) ”.

一方、前述したように、表示器2は、回折格子パネル13と拡散板15との間に光反射パネル14が配設されている。したがって、上記の表示器2Aにおいて回折格子パネル13から出射された光L3は、拡散板15に入射するのに先立って、光反射パネル14に入射させられることとなる。具体的には、回折格子パネル13から出射された+1次回折光L3b(または、−1次回折光L3c)は、回折格子パネル13と光反射パネル14との間の層(一例として、空気の層)を通過して光反射パネル14の界面F4aに入射し、光反射パネル14を透過した後に、界面F4bから光反射パネル14と拡散板15との間の層(一例として、空気の層)に出射されて拡散板15に入射することとなる。一方、前述したように、回折格子パネル13に光路変更パネル12からの光L2が入射したときには、+1次回折光L3b(または、−1次回折光L3c)だけでなく、0次回折光L3aが回折格子パネル13から出射される。   On the other hand, as described above, in the display device 2, the light reflection panel 14 is disposed between the diffraction grating panel 13 and the diffusion plate 15. Therefore, the light L3 emitted from the diffraction grating panel 13 in the display 2A is incident on the light reflecting panel 14 before entering the diffusion plate 15. Specifically, the + 1st order diffracted light L3b (or −1st order diffracted light L3c) emitted from the diffraction grating panel 13 is a layer (for example, an air layer) between the diffraction grating panel 13 and the light reflecting panel 14. Is incident on the interface F4a of the light reflection panel 14, passes through the light reflection panel 14, and then exits from the interface F4b to a layer between the light reflection panel 14 and the diffusion plate 15 (for example, an air layer). As a result, the light enters the diffusion plate 15. On the other hand, as described above, when the light L2 from the optical path changing panel 12 enters the diffraction grating panel 13, not only the + 1st order diffracted light L3b (or -1st order diffracted light L3c) but also the 0th order diffracted light L3a 13 is emitted.

この場合、上記の界面F4a,F4bのように屈折率が相違する物質(気体、液体、固体)が接する面においては、その面(界面)において光の屈折が生じる。具体的には、界面に対する光の入射角を「θi」とし、界面からの光の出射角を「θo」とし、界面の入射側の物質の屈折率を「ni」とし、界面の出射側の物質の屈折率を「no」としたときには、「ni・sinθi=no・sinθo」との式が成り立つ。   In this case, the refraction of light occurs on the surface (interface) where a substance (gas, liquid, solid) having a different refractive index contacts, such as the interfaces F4a and F4b. Specifically, the incident angle of light with respect to the interface is “θi”, the outgoing angle of light from the interface is “θo”, the refractive index of the substance on the incident side of the interface is “ni”, and the outgoing angle of the interface is When the refractive index of the substance is “no”, the equation “ni · sin θi = no · sin θo” holds.

このため、図28,29に示すように、回折格子面F3から出射する光L3の出射方向と、パネル面F5の法線L15とのなす角度におけるY成分を「βY(表示器2Aとして説明した「βY」と同一方向)」とし、
光反射パネル14におけるプリズム40(400)の界面F4aの法線L14aと、拡散板15のパネル面F5の法線L15とのなす角度におけるY成分を「θa」とし、
光反射パネル14におけるプリズム40(400)の界面F4bの法線L14bと、パネル面F5の法線L15とのなす角度におけるY成分を「θb」とし、
界面F4aの法線L14aと、界面F4aに入射する光L3の入射方向とのなす角度におけるY成分を「θ1」とし、
界面F4aからプリズム40(400)に入射して界面F4bに向かう光の進行方向と、界面F4aの法線L14aとのなす角度におけるY成分を「θ2」とし、
界面F4aからプリズム40(400)に入射して界面F4bに向かう光の進行方向と、界面F4bの法線L14bとのなす角度におけるY成分を「θ3」とし、
界面F4bの法線L14bと、界面F4bから出射する光L3の出射方向とのなす角度におけるY成分を「θ4」とし、
回折格子パネル13と光反射パネル14との間の層の屈折率を「n1」とし、
プリズム40(400)を構成する光学材料の屈折率を「n2」とし、
光反射パネル14と拡散板15との間の層の屈折率を「n3」としたときに、
パネル面F5の法線L15と、光L3の出射方向とのなす角度におけるY成分は「θ4」+「θb」であるため、このY成分「βY」は、次の式で表される。
For this reason, as shown in FIGS. 28 and 29, the Y component at the angle formed by the emission direction of the light L3 emitted from the diffraction grating surface F3 and the normal line L15 of the panel surface F5 is expressed as “β 1 Y (display 2A). “Same direction as“ βY ”described)”
The Y component at the angle formed by the normal line L14a of the interface F4a of the prism 40 (400) in the light reflecting panel 14 and the normal line L15 of the panel surface F5 of the diffusion plate 15 is defined as “θa”.
The Y component at the angle formed by the normal L14b of the interface F4b of the prism 40 (400) in the light reflecting panel 14 and the normal L15 of the panel surface F5 is “θb”.
The Y component at the angle formed by the normal L14a of the interface F4a and the incident direction of the light L3 incident on the interface F4a is “θ1”.
The Y component at the angle between the traveling direction of the light entering the prism 40 (400) from the interface F4a and traveling toward the interface F4b and the normal L14a of the interface F4a is “θ2”.
The Y component at the angle formed by the traveling direction of the light entering the prism 40 (400) from the interface F4a and traveling toward the interface F4b and the normal L14b of the interface F4b is “θ3”.
The Y component at the angle formed by the normal L14b of the interface F4b and the emission direction of the light L3 emitted from the interface F4b is “θ4”.
The refractive index of the layer between the diffraction grating panel 13 and the light reflecting panel 14 is “n1”,
The refractive index of the optical material constituting the prism 40 (400) is “n2”,
When the refractive index of the layer between the light reflection panel 14 and the diffusion plate 15 is “n3”,
Since the Y component at the angle formed by the normal L15 of the panel surface F5 and the emission direction of the light L3 is “θ4” + “θb”, the Y component “β 2 Y” is expressed by the following equation. .

βY=sin−1((sin((sin−1((sin(βY‐θa))n1/n2))−θb+θa))n2/n3)+θb β 2 Y = sin−1 ((sin ((sin−1 ((sin (β 1 Y−θa)) n1 / n2)) − θb + θa)) n2 / n3) + θb

したがって、表示器2の設計に際しては、光反射パネル14から出射させるべき光L3(+1次回折光L3b、または、−1次回折光L3c)が拡散板15に対して入射する所望の角度の「βY」となるように、前述した「αX」、「αY」、「ε」、「d」、「γX」、「γY」に加えて、上記の式に基づき、「θa」、「θb」、「n1」、「n2」、「n3」を適宜調整すればよい。 Therefore, when designing the display 2, the light L3 (+ 1st order diffracted light L3b or −1st order diffracted light L3c) to be emitted from the light reflecting panel 14 is incident on the diffusion plate 15 at a desired angle “β 2. In addition to “αX”, “αY”, “ε”, “d”, “γX”, and “γY” described above, based on the above formula, “θa”, “θb”, “N1”, “n2”, and “n3” may be appropriately adjusted.

また、0次回折光L3aの存在によるゴースト像が表示されないようにするには、0次回折光L3aを光反射パネル14から出射させず、光反射パネル14の各プリズム40(400)における界面F4bにおいて全反射させればよい。この場合、界面F4bや、界面F4aのような界面において光の全反射が発生する条件は、「ni>no」の条件下において、「θi>sin−1(no/ni)」との条件式が成り立つときである。また、光反射パネル14において「ni>no」との条件を満たすのは、界面F4bである。したがって、この界面F4bにおいて界面F4aからプリズム40(400)に入射した光を全反射するには、「θi=θ3」、「no=n3」、「ni=n2」として、次の条件式を満たすように光反射パネル14(プリズム40(400))を設計・製造すればよいこととなる。   Further, in order to prevent the ghost image due to the presence of the 0th-order diffracted light L3a from being displayed, the 0th-order diffracted light L3a is not emitted from the light reflecting panel 14, but is entirely emitted at the interface F4b of each prism 40 (400) of the light reflecting panel 14. What is necessary is just to reflect. In this case, the condition that total reflection of light occurs at the interface such as the interface F4b or the interface F4a is the conditional expression “θi> sin−1 (no / ni)” under the condition “ni> no”. Is when In the light reflecting panel 14, the interface F4b satisfies the condition “ni> no”. Accordingly, in order to totally reflect the light incident on the prism 40 (400) from the interface F4a at the interface F4b, the following conditional expression is satisfied as “θi = θ3”, “no = n3”, and “ni = n2”. Thus, the light reflecting panel 14 (prism 40 (400)) may be designed and manufactured.

sin−1((sin(αY+θa))n1/n2)+θb−θa>sin−1(n3/n2) sin-1 ((sin ([alpha] Y + [theta] a)) n1 / n2) + [theta] b- [theta] a> sin-1 (n3 / n2)

続いて、表示装置1によってカラー画像を表示するための構成について、図面を参照して説明する。   Next, a configuration for displaying a color image by the display device 1 will be described with reference to the drawings.

なお、上記の単色画像を表示するための表示装置1の構成と区別するために、カラー画像を表示可能な表示装置1については、表示装置1Cという。また、表示装置1Cにける表示器2および光源3については、表示装置1における表示器2および光源3と区別するために、表示器2Cおよび光源3Cという。さらに、表示器2Cにおける光路変更パネル12、回折格子パネル13および光反射パネル14については、単色画像表示用の表示器2における光路変更パネル12、回折格子パネル13および光反射パネル14と区別するために、光路変更パネル12c、回折格子パネル13cおよび光反射パネル14cという。また、その他の構成要素において単色画像表示用の表示装置1と同様の機能を有する構成要素については、同一の符号を付して重複する説明を省略する。   In addition, in order to distinguish from the structure of the display apparatus 1 for displaying said monochromatic image, the display apparatus 1 which can display a color image is called display apparatus 1C. The display 2 and the light source 3 in the display device 1C are referred to as a display 2C and a light source 3C in order to distinguish them from the display 2 and the light source 3 in the display device 1. Further, the optical path changing panel 12, the diffraction grating panel 13 and the light reflecting panel 14 in the display 2C are distinguished from the optical path changing panel 12, the diffraction grating panel 13 and the light reflecting panel 14 in the display 2 for displaying a monochromatic image. Further, they are referred to as an optical path changing panel 12c, a diffraction grating panel 13c, and a light reflecting panel 14c. In addition, constituent elements having the same functions as those of the display device 1 for displaying a monochromatic image among other constituent elements are given the same reference numerals and redundant description is omitted.

この種の表示装置によってカラー画像を表示させる場合には、カラー画像を構成する各表示画素毎に、複数の色光(一例として、R=Red =赤色、G=Green =緑色、B=Blue=青色の3色の色光:以下、単に「R,G,B」ともいう)を合成することによって各表示画素の色を任意の色として視認させる。この場合、1つの表示画素を表示するためのR,G,Bの各色光を同一のプリズムに対して同一の方向で入射させたときには、光屈折現象の波長依存性に起因して、波長λが相違する各色光毎にプリズムからの出射角度や界面における反射角度が相違する状態となる。また、1つの表示画素を表示するためのR,G,Bの各色光を同一の回折格子における回折格子面に対して同一の方向で入射させたときには、回折現象の波長依存性に起因して、波長λが相違する各色光の回折角度が相違する状態(すなわち、回折格子面からの回折光の出射角度が相違する状態)となる。   When a color image is displayed by this type of display device, a plurality of color lights (for example, R = Red = red, G = Green = green, B = Blue = blue, for each display pixel constituting the color image) The color of each display pixel is made visible as an arbitrary color by synthesizing the three color lights (hereinafter also simply referred to as “R, G, B”). In this case, when R, G, B light for displaying one display pixel is incident on the same prism in the same direction, the wavelength λ is caused by the wavelength dependence of the photorefractive phenomenon. Thus, the emission angle from the prism and the reflection angle at the interface are different for each of the different color lights. In addition, when R, G, and B light beams for displaying one display pixel are incident on the diffraction grating surface of the same diffraction grating in the same direction, due to the wavelength dependence of the diffraction phenomenon. In this state, the diffraction angles of the respective color lights having different wavelengths λ are different (that is, the emission angles of the diffracted light from the diffraction grating surface are different).

このため、1つの表示画素として視認されるべきR,G,B各色の+1次回折光(または、−1次回折光)が互いに相違する向きに出射される結果、そのような表示画像で構成される画像を見たときに、色滲みが生じた状態に視認されるおそれがある。また、表示装置から遠く離れた位置においては、1つの表示画素として視認されるべきR,G,B各色の+1次回折光(または、−1次回折光)のうちのいずれか一色分だけしか視認できない状態となり、このような状態においては、カラー画像を表示させているにも拘わらず、赤色の単色画像、緑色の単色画像、または青色の単色画像として視認される事態を招くおそれもある。   For this reason, the + 1st order diffracted light (or -1st order diffracted light) of each color of R, G, and B, which should be viewed as one display pixel, is emitted in different directions. When the image is viewed, there is a risk that the color blur is visible. Further, at a position far from the display device, only one color of the + 1st order diffracted light (or -1st order diffracted light) of each color of R, G, and B to be viewed as one display pixel can be viewed. In such a state, although a color image is displayed, there is a risk of being visually recognized as a red single color image, a green single color image, or a blue single color image.

この場合、「光回折部からの各色光」を「光拡散部」によって縦方向に拡散させる構成の「表示器(表示装置)」では、「光回折部」から出射される各色光の出射角度や、「光反射部」から出射される各色光の出射角度が縦方向(上下方向)においてある程度相違したとしても、表示画像の視認に与える影響は殆どないが、「光回折部」から出射される各色光の出射角度が横方向(左右方向)で相違する場合には、上記したような問題が生じるおそれがある。このため、カラー画像の表示に際しては、各表示画素を構成する各色光が左右方向において実質的に同一方向に向けて出射されるように表示器を構成する必要がある。また、「光拡散部」を備えていない「表示器(表示装置)」においてカラー画像を表示する際には、各表示画素を構成する各色光が左右方向および上下方向の両方向において実質的に同一方向に向けて出射されるように構成する必要がある。   In this case, in the “display (display device)” configured to diffuse “each color light from the light diffraction unit” in the vertical direction by the “light diffusion unit”, the emission angle of each color light emitted from the “light diffraction unit” Even if the emission angle of each color light emitted from the “light reflecting portion” is somewhat different in the vertical direction (up and down direction), there is almost no influence on the visual recognition of the display image, but it is emitted from the “light diffraction portion”. When the emission angle of each color light differs in the horizontal direction (left-right direction), the above-described problem may occur. For this reason, when displaying a color image, it is necessary to configure the display so that each color light constituting each display pixel is emitted in substantially the same direction in the left-right direction. In addition, when displaying a color image on a “display (display device)” that does not include a “light diffusing unit”, each color light constituting each display pixel is substantially the same in both the horizontal and vertical directions. It is necessary to configure so that the light is emitted in the direction.

したがって、図30に示す表示装置1C(表示器2C)では、一例として、光路変更パネル12cを構成する各プリズム20の形状または材質を、屈折させるべき(進行方向を変更すべき)色光の波長に応じて互いに相違させると共に、光反射パネル14cを構成する各プリズム40の形状または材質を、屈折させるべき(反射すべき)色光の波長に応じて互いに相違させ、かつ、各回折格子30を構成する各凸部31の形成ピッチを、回折すべき色光の波長に応じて互いに相違させることにより、上記の色滲みに関する問題点を克服している。なお、実際の表示装置1Cにおける表示器2Cでは、一例として、表示装置1Cの前面側における左右81方向の各視点位置毎の各視差領域から、各方向に応じて互いに相違する81種類の「横×縦=1920×1080画素」のRGBカラー画像を視認させることができるよう構成されているが、表示装置1Cや表示器2Cの構成についての理解を容易とするために、左右81方向の各視点位置毎の各視差領域用のRGBカラー画像のうちの1つの表示画素を視認させるための構成について説明する。   Therefore, in the display device 1C (display 2C) shown in FIG. 30, as an example, the shape or material of each prism 20 constituting the optical path changing panel 12c is changed to the wavelength of the color light that should be refracted (the traveling direction should be changed). Accordingly, the prisms 40 constituting the light reflecting panel 14c are made different in shape or material according to the wavelength of the color light to be refracted (reflected), and each diffraction grating 30 is constituted. By making the formation pitch of each convex portion 31 different from each other according to the wavelength of the color light to be diffracted, the above-mentioned problems relating to color blur are overcome. In the display device 2C in the actual display device 1C, as an example, 81 types of “horizontal” different from each other in accordance with each direction from each parallax region for each viewpoint position in the left and right 81 directions on the front side of the display device 1C. Although it is configured so that an RGB color image of “× vertical = 1920 × 1080 pixels” can be visually recognized, each viewpoint in the left and right 81 directions is easy to understand the configuration of the display device 1C and the display device 2C. A configuration for visually recognizing one display pixel in the RGB color image for each parallax region for each position will be described.

この場合、光源3Cは、一例として、図31に示すように、光L1R(赤色の色光)を出射する光出射部10(光出射部10A1R〜10I9R:赤色のサブピクセル:以下、これらを区別しないときには「光出射部10R」ともいう)、光L1G(緑色の色光)を出射する光出射部10(光出射部10A1G〜10I9G:緑色のサブピクセル:以下、これらを区別しないときには「光出射部10G」ともいう)、および光L1B(青色の色光)を出射する光出射部10(光出射部10A1B〜10I9B:青色のサブピクセル:以下、これらを区別しないときには「光出射部10B」ともいう)がこの順で縦方向(上下方向)に並んで設けられ、1つの光出射部10R、1つの光出射部10Gおよび1つの光出射部10Bによって、カラー画像を構成する1つの表示画素(以下、「カラー表示画素」ともいう)を視認させるための各色光を出射するように構成されている。すなわち、この光源3Cでは、1つのカラー画像を構成する各表示画素のうちの1つを構成する各色の副画素(サブピクセル)毎に1つの光出射部10(光出射部10R,10G,10Bのいずれか)が設けられている。   In this case, as an example, as illustrated in FIG. 31, the light source 3 </ b> C emits light L <b> 1 </ b> R (red color light), a light emitting unit 10 (light emitting units 10 </ b> A <b> 1 </ b> A <b> 1 to 10 </ b> I <b> 9 </ b> R: red subpixels). Sometimes referred to as “light emitting portion 10R”), light emitting portion 10 that emits light L1G (green color light) (light emitting portions 10A1G to 10I9G: green subpixels: hereinafter, “light emitting portion 10G” when not distinguished from each other) And a light emitting unit 10 that emits light L1B (blue color light) (light emitting units 10A1B to 10I9B: blue subpixels: hereinafter, also referred to as “light emitting unit 10B” when these are not distinguished) These are arranged in the vertical direction (vertical direction) in this order, and are arranged by one light emitting unit 10R, one light emitting unit 10G, and one light emitting unit 10B. One display pixel constituting an image (hereinafter, "color display pixels" and also referred to) is configured to emit respective colors light for viewing the. That is, in the light source 3C, one light emitting unit 10 (light emitting units 10R, 10G, and 10B) is provided for each subpixel of each color constituting one display pixel constituting one color image. Either) is provided.

なお、同図、および後に参照する図32〜34では、赤色(R)に関連する要素については「R」の符号を付し、緑色(G)に関連する要素については「G」の符号を付し、青色(B)に関連する要素については「B」の符号を付して図示している。また、以下の説明において、赤色(R)、緑色(G)および青色(B)を区別して説明する必要があるときには、符号の末尾に「R」「G」「B」を付して説明する。なお、この光源3Cでは、1つの表示画素を視認させるための各色光を出射する光出射部10R,10G,10Bが縦方向(上下方向)に隣接するように配置されているが、光路変更パネル12cにおける各光L1R,L1G,L1B用のプリズム20の位置や、回折格子パネル13cにおける各光L1R,L1G,L1B用の各回折格子30の位置を、各光出射部10R,10G,10Bの位置に合わせて配置することで、1つの表示画素を視認させるための各色光を出射する光出射部10R,10G,10Bを任意の位置に配置することもできる(図示せず)。   In FIG. 32 and FIGS. 32 to 34 referred to later, “R” is assigned to elements related to red (R), and “G” is assigned to elements related to green (G). In addition, elements related to blue (B) are indicated with a symbol “B”. In the following description, when it is necessary to distinguish between red (R), green (G), and blue (B), “R”, “G”, and “B” are added to the end of the reference numerals. . In this light source 3C, the light emitting portions 10R, 10G, and 10B that emit light of each color for visually recognizing one display pixel are arranged so as to be adjacent in the vertical direction (vertical direction). The position of the prism 20 for each light L1R, L1G, L1B in 12c, the position of each diffraction grating 30 for each light L1R, L1G, L1B on the diffraction grating panel 13c, and the position of each light emitting part 10R, 10G, 10B. By arranging according to the above, the light emitting portions 10R, 10G, and 10B that emit light of each color for visually recognizing one display pixel can be arranged at arbitrary positions (not shown).

光路変更パネル12cは、図32に示すように、一例として、光源3Cにおける各光出射部10Rから出射された光L1Rの進行方向を変更して(光L1Rを屈折させて)光L2Rとして出射するプリズム20(プリズム20A1R〜20I9R:以下、これらを区別しないときには「プリズム20R」ともいう)、各光出射部10Gから出射された光L1Gの進行方向を変更して(光L1Gを屈折させて)光L2Gとして出射するプリズム20(プリズム20A1G〜20I9G:以下、これらを区別しないときには「プリズム20G」ともいう)、および各光出射部10Bから出射された光L1Bの進行方向を変更して(光L1Bを屈折させて)光L2Bとして出射するプリズム20(プリズム20A1B〜20I9B:以下、これらを区別しないときには「プリズム20B」ともいう)がこの順で縦方向(上下方向)に並んで設けられ、1つのプリズム20R、1つのプリズム20Gおよび1つのプリズム20Bによって、1つのカラー表示画素を視認させるための各色光の進行方向をそれぞれ変更するように構成されている(1つの表示画素を表示するための各色光毎に1つの光路変更素子としてのプリズムが形成された構成の例)。すなわち、この光路変更パネル12cでは、一例として、1つのカラー画像を構成する各表示画素をそれぞれ構成する各色の副画素(9×9×3=243の副画素)の1つにつき1つのプリズム20が設けられている。   As shown in FIG. 32, for example, the optical path changing panel 12c changes the traveling direction of the light L1R emitted from each light emitting unit 10R in the light source 3C (refracts the light L1R) and emits it as light L2R. Prism 20 (prisms 20A1R to 20I9R: hereinafter, also referred to as “prism 20R” when they are not distinguished from each other), the traveling direction of the light L1G emitted from each light emitting unit 10G is changed (refracted by the light L1G). The prism 20 that emits as L2G (prisms 20A1G to 20I9G: hereinafter, also referred to as “prism 20G” when these are not distinguished) and the traveling direction of the light L1B emitted from each light emitting unit 10B are changed (light L1B is changed) Prism 20 (refracted 20A1B to 20I9B: refracted) and emitted as light L2B: “Prism 20B” is provided in this order in the vertical direction (vertical direction when not different), and one color display pixel is visually recognized by one prism 20R, one prism 20G, and one prism 20B. Therefore, the traveling direction of each color light is changed (an example of a configuration in which one prism as an optical path changing element is formed for each color light for displaying one display pixel). That is, in this optical path changing panel 12c, as an example, one prism 20 for each sub-pixel (9 × 9 × 3 = 243 sub-pixel) of each color that constitutes each display pixel constituting one color image. Is provided.

この場合、この光路変更パネル12cでは、横方向に並ぶ9個のプリズム20Rの間に物理的な境界がなく、この9個のプリズム20Rが1つのプリズムのように一体的に連続して形成されると共に、横方向に並ぶ9個のプリズム20Gの間に物理的な境界がなく、この9個のプリズム20Gが1つのプリズムのように一体的に連続して形成され、かつ、横方向に並ぶ9個のプリズム20Bの間に物理的な境界がなく、この9個のプリズム20Bが1つのプリズムのように一体的に連続して形成されている。つまり、この光路変更パネル12cでは、横方向に長い9つのプリズム200−1R〜200−9R、横方向に長い9つのプリズム200−1G〜200−9G、および横方向に長い9つのプリズム200−1B〜200−9Bが縦方向(上下方向)で並んでいるように形成されている。   In this case, in the optical path changing panel 12c, there is no physical boundary between the nine prisms 20R arranged in the horizontal direction, and the nine prisms 20R are integrally formed continuously as one prism. In addition, there is no physical boundary between the nine prisms 20G arranged in the horizontal direction, and the nine prisms 20G are integrally formed continuously as one prism and arranged in the horizontal direction. There is no physical boundary between the nine prisms 20B, and the nine prisms 20B are integrally formed continuously as one prism. That is, in this optical path changing panel 12c, nine prisms 200-1R to 200-9R that are long in the horizontal direction, nine prisms 200-1G to 200-9G that are long in the horizontal direction, and nine prisms 200-1B that are long in the horizontal direction. -200-9B are formed so as to be arranged in the vertical direction (vertical direction).

また、この光路変更パネル12cでは、上記の光屈折現象の波長依存性に関する問題点を克服するために、同一の光学材料(一例として、光L1Rに対する屈折率が1.514で、光L1Gに対する屈折率が1.519で、光L1Bに対する屈折率が1.523の光学材料)を用いて各プリズム20R,20G,20Bが形成されると共に、プリズム20Rの形状(プリズムの角度)、プリズム20Gの形状(プリズムの角度)、およびプリズム20Bの形状(プリズムの角度)が互いに相違する状態に形成されている。具体的には、この光路変更パネル12cは、光L1Rの進行方向を変更するプリズム20Rのプリズムの頂角の角度θp(図3参照)が34.8°で、光L1Gの進行方向を変更するプリズム20Gのプリズムの頂角の角度θpが34.6°で、光L1Bの進行方向を変更するプリズム20Bのプリズムの頂角の角度θpが34.4°となるように各プリズム20R,20G,20Bが光透過性を有する樹脂材料で形成されている。   Further, in this optical path changing panel 12c, in order to overcome the above-mentioned problems relating to the wavelength dependence of the light refraction phenomenon, the same optical material (for example, the refractive index for the light L1R is 1.514 and the refraction for the light L1G is used. Each prism 20R, 20G, 20B is formed using an optical material having a refractive index of 1.519 and a refractive index of 1.53 for the light L1B, and the shape of the prism 20R (prism angle) and the shape of the prism 20G. (Prism angle) and the shape of the prism 20B (prism angle) are different from each other. Specifically, the optical path changing panel 12c changes the traveling direction of the light L1G when the apex angle θp (see FIG. 3) of the prism 20R that changes the traveling direction of the light L1R is 34.8 °. Each prism 20R, 20G, prism 20R, 20G, prism 20G has an apex angle θp of 34.6 ° and an apex angle θp of the prism 20B that changes the traveling direction of the light L1B is 34.4 °. 20B is formed of a resin material having optical transparency.

これにより、この光路変更パネル12cでは、プリズム20Rからの光L2Rの出射角度、プリズム20Gからの光L2Gの出射角度、およびプリズム20Bからの光L2Bの出射角度が、いずれも25.0°となり、光L2R,L2G,L2Bの光路変更パネル12cからの出射角度が互いに等しくなっている。この場合、光L2R,L2G,L2Bの出射角度は、前述した「αY」に等しくなるため、光L2R,L2G,L2Bの「αY」が互いに等しくなっている(すなわち、回折格子パネル13cにおける各回折格子30への光L2R,L2G,L2Bの入射角度が互いに等しくなっている)。なお、上記の光路変更パネル12cにおける各プリズム20の構成に代えて、光L1Rの進行方向を変更するプリズム20Rを構成する光学材料、光L1Gの進行方向を変更するプリズム20Gを構成する光学材料、および光L1Bの進行方向を変更するプリズム20Bを構成する光学材料をそれぞれ相違させる(各色光の波長に対する屈折率が互いに等しくなるように、光学材料を互いに相違させる)ことにより、光L2R,L2G,L2Bの「αY」を互いに等しくする(回折格子パネル13cにおける各回折格子30への光L2R,L2G,L2Bの入射角度が互いに等しくする)構成を採用することもできる(図示せず)。   Thereby, in this optical path changing panel 12c, the emission angle of the light L2R from the prism 20R, the emission angle of the light L2G from the prism 20G, and the emission angle of the light L2B from the prism 20B are all 25.0 °. The emission angles of the light L2R, L2G, and L2B from the optical path changing panel 12c are equal to each other. In this case, since the emission angles of the light L2R, L2G, and L2B are equal to the above-described “αY”, the “αY” of the light L2R, L2G, and L2B is equal to each other (that is, each diffraction in the diffraction grating panel 13c). The incident angles of the light L2R, L2G, and L2B to the grating 30 are equal to each other). In addition, instead of the configuration of each prism 20 in the optical path changing panel 12c, an optical material that configures the prism 20R that changes the traveling direction of the light L1R, an optical material that configures the prism 20G that changes the traveling direction of the light L1G, And the optical materials constituting the prism 20B that changes the traveling direction of the light L1B are different (the optical materials are different from each other so that the refractive indexes with respect to the wavelengths of the respective color lights are equal to each other), so that the light L2R, L2G, A configuration in which “αY” of L2B is made equal to each other (incident angles of light L2R, L2G, and L2B to the diffraction gratings 30 in the diffraction grating panel 13c are made to be equal to each other) may be employed (not shown).

回折格子パネル13cは、図33に示すように、光L2Rを回折するための回折格子30(回折格子30A1R〜30I9R:以下、これらを区別しないときには「回折格子30R」ともいう)、光L2Gを回折するための回折格子30(回折格子30A1G〜30I9G:以下、これらを区別しないときには「回折格子30G」ともいう)、および光L2Bを回折するための回折格子30(回折格子30A1B〜30I9B:以下、これらを区別しないときには「回折格子30B」ともいう)がこの順で縦方向(上下方向)に並んで設けられ、1つの回折格子30R、1つの回折格子30Gおよび1つの回折格子30Bによって、1つのカラー表示画素を視認させるための各色光をそれぞれ回折するように構成されている(1つの表示画素を表示するための各色光毎に1つの回折格子が形成された構成の例)。   The diffraction grating panel 13c diffracts the light L2G, as shown in FIG. 33, for diffracting the light L2R (diffraction gratings 30A1R to 30I9R: hereinafter, also referred to as “diffraction grating 30R” when not distinguished from each other). Diffraction grating 30 (diffractive gratings 30A1G to 30I9G: hereinafter, also referred to as “diffraction grating 30G” when not distinguished from each other), and diffraction grating 30 for diffracting the light L2B (diffraction gratings 30A1B to 30I9B: hereinafter, these Are also arranged in the vertical direction (vertical direction) in this order, and one color grating 30R, one diffraction grating 30G and one diffraction grating 30B provide one color. Each color light for visually recognizing a display pixel is configured to be diffracted (one display pixel Examples of configurations in which one diffraction grating is formed for each color light to display).

なお、前述したように、本明細書において、「1つの回折格子」とは、入射した光を回折可能に構成された光学的要素のうちの「1つの光出射部」に対応して規定された部位を意味する。したがって、この回折格子パネル13cでは、上記の光源3Cにおける1つの光出射部10(光出射部10R,10G,10Bのいずれか)に対応して1つの回折格子30(回折格子30R,30G,30Bのいずれか)が規定されて、1つのカラー画像を構成する各表示画素のうちの1つを構成する各色の副画素毎に1つの回折格子30(回折格子30R,30G,30Bのいずれか)が規定されている。   As described above, in this specification, “one diffraction grating” is defined corresponding to “one light emitting portion” among optical elements configured to be able to diffract incident light. Means the site. Therefore, in this diffraction grating panel 13c, one diffraction grating 30 (diffraction gratings 30R, 30G, 30B) corresponding to one light emitting part 10 (any of the light emitting parts 10R, 10G, 10B) in the light source 3C described above. 1) for each sub-pixel of each color constituting one of the display pixels constituting one color image (any one of the diffraction gratings 30R, 30G, 30B). Is stipulated.

また、本例の表示器2Cでは、1つのカラー表示画素を視認させるための各色光を拡散板15から左右方向において同じ向きに出射するために、拡散板15のパネル面F5に対する回折格子面F3の傾きを互いに等しくした状態(この例では、各回折格子面F3をパネル面F5に対して平行にした状態)において、1つのカラー表示画素を表示するための各色光(光L2)をそれぞれ回折する回折格子30R,30G,30Bについて、波長λが短い光L2を回折する回折格子30における格子の形成ピッチd(凸部31の形成ピッチd)よりも、波長λが長い光L2を回折する回折格子30における格子の形成ピッチd(凸部31の形成ピッチd)の方が大きくなるように回折格子パネル13cが形成されている。   Further, in the display device 2C of this example, in order to emit each color light for visually recognizing one color display pixel from the diffusion plate 15 in the same direction in the left-right direction, the diffraction grating surface F3 with respect to the panel surface F5 of the diffusion plate 15 Are diffracted with respect to each color light (light L2) for displaying one color display pixel in a state where the inclinations are equal to each other (in this example, each diffraction grating surface F3 is parallel to the panel surface F5). Diffraction for diffraction gratings 30R, 30G, and 30B that diffracts light L2 having a longer wavelength λ than the grating formation pitch d (formation pitch d of projections 31) in diffraction grating 30 that diffracts light L2 having a shorter wavelength λ. The diffraction grating panel 13c is formed so that the grating formation pitch d (formation pitch d of the protrusions 31) in the grating 30 is larger.

具体的には、格子の形成ピッチd(凸部31の形成ピッチd)については、光L2Bよりも波長λが長い光L2Gを回折する回折格子30Gの方が回折格子30Bよりも大きくなり、かつ、光L2Gよりも波長λが長い光L2Rを回折する回折格子30Rの方が回折格子30Gよりも大きくなるように回折格子30R,30G,30Bを形成する。より具体的には、この回折格子パネル13cでは、「波長λ=633nm」の光L2Rを回折する回折格子30Rにおける格子が「形成ピッチd=633nm」で、「波長λ=532nm」の光L2Gを回折する回折格子30Gにおける格子が「形成ピッチd=532nm」で、「波長λ=472nm」の光L2Bを回折する回折格子30Bにおける格子が「形成ピッチd=472nm」となっている(「各回折格子における格子の形成ピッチが、回折すべき光の波長λと等しい構成」の例)。このような構成を採用することにより、回折格子パネル13cを容易に設計することができる。   Specifically, with respect to the grating formation pitch d (projection 31 formation pitch d), the diffraction grating 30G that diffracts the light L2G having a longer wavelength λ than the light L2B is larger than the diffraction grating 30B, and The diffraction gratings 30R, 30G, and 30B are formed so that the diffraction grating 30R that diffracts the light L2R having a longer wavelength λ than the light L2G is larger than the diffraction grating 30G. More specifically, in the diffraction grating panel 13c, the grating in the diffraction grating 30R that diffracts the light L2R having the “wavelength λ = 633 nm” has the “forming pitch d = 633 nm” and the light L2G having the “wavelength λ = 532 nm”. The grating in the diffraction grating 30G that diffracts is “formation pitch d = 532 nm”, and the grating in the diffraction grating 30B that diffracts the light L2B of “wavelength λ = 472 nm” is “formation pitch d = 472 nm” ( Example of “configuration in which the pitch of the grating in the grating is equal to the wavelength λ of the light to be diffracted”). By adopting such a configuration, the diffraction grating panel 13c can be easily designed.

光反射パネル14cは、図34に示すように、一例として、プリズム40A1R〜40I9R(以下、これらを区別しないときには「プリズム40R」ともいう)、プリズム40A1G〜40I9G(以下、これらを区別しないときには「プリズム40G」ともいう)、およびプリズム40A1B〜40I9B(以下、これらを区別しないときには「プリズム40B」ともいう)がこの順で縦方向(上下方向)に並んで設けられ、1つのプリズム40R、1つのプリズム40Gおよび1つのプリズム40Bによって、1つのカラー表示画素を視認させるための各色光の進行方向をそれぞれ変更するように構成されている(1つの表示画素を表示するための各色光毎に1つの反射素子としてのプリズムが形成された構成の例)。すなわち、この光反射パネル14cでは、一例として、1つのカラー画像を構成する各表示画素をそれぞれ構成する各色の副画素(9×9×3=243の副画素)の1つにつき1つのプリズム40が設けられている。   As shown in FIG. 34, the light reflecting panel 14c includes, as an example, prisms 40A1R to 40I9R (hereinafter also referred to as “prism 40R” when not distinguished from each other) and prisms 40A1G to 40I9G (hereinafter referred to as “prism when not distinguished from each other”. 40G ") and prisms 40A1B to 40I9B (hereinafter also referred to as" prism 40B "when they are not distinguished from each other) are arranged in this order in the vertical direction (vertical direction), and one prism 40R, one prism 40G and one prism 40B are configured to change the traveling direction of each color light for visually recognizing one color display pixel (one reflection for each color light for displaying one display pixel). Example of configuration in which prism as element is formed). That is, in this light reflecting panel 14c, as an example, one prism 40 per one of the subpixels (9 × 9 × 3 = 243 subpixels) of each color constituting each display pixel constituting one color image. Is provided.

この場合、プリズム40R,40G,40Bは、回折格子パネル13cの回折格子30Rから出射されて界面F4aから入射した各色の+1次回折光L3b(または、−1次回折光L3c)を拡散板15の側に向かって透過させて界面F4bから出射すると共に、回折格子30R,30G,30Bから出射されて界面F4aから入射した各色の0次回折光L3aを界面F4bにおいて反射する(一例として、界面F4bに対する最初の入射時に全反射する)ことで、前述した単色画像用の光反射パネル14(プリズム40)と同様にして、各色の0次回折光L3aの拡散板15の側への透過を抑制するように構成されている。なお、以下の説明においては、赤色の+1次回折光L3b(または、−1次回折光L3c)や赤色の0次回折光L3aを総称して「光L3R」ともいい、緑色の+1次回折光L3b(または、−1次回折光L3c)や緑色の0次回折光L3aを総称して「光L3G」ともいい、青色の+1次回折光L3b(または、−1次回折光L3c)や青色の0次回折光L3aを総称して「光L3B」ともいう。   In this case, the prisms 40R, 40G, and 40B emit the + 1st order diffracted light L3b (or the −1st order diffracted light L3c) of each color emitted from the diffraction grating 30R of the diffraction grating panel 13c and incident from the interface F4a to the diffusion plate 15 side. The 0th-order diffracted light L3a of each color emitted from the diffraction gratings 30R, 30G, and 30B and incident from the interface F4a is reflected at the interface F4b (for example, the first incident on the interface F4b). In some cases, it is configured to suppress the transmission of the 0th-order diffracted light L3a of each color to the diffuser plate 15 side in the same manner as the light-reflecting panel 14 (prism 40) for the monochromatic image described above. Yes. In the following description, the red + 1st order diffracted light L3b (or -1st order diffracted light L3c) and the red 0th order diffracted light L3a are also collectively referred to as “light L3R”, and the green + 1st order diffracted light L3b (or -1st order diffracted light L3c) and green 0th order diffracted light L3a are collectively referred to as "light L3G", and blue + 1st order diffracted light L3b (or -1st order diffracted light L3c) and blue 0th order diffracted light L3a are collectively referred to. Also referred to as “light L3B”.

また、この光反射パネル14cでは、横方向に並ぶ9個のプリズム40Rの間に物理的な境界がなく、この9個のプリズム40Rが1つのプリズムのように一体的に連続して形成されると共に、横方向に並ぶ9個のプリズム40Gの間に物理的な境界がなく、この9個のプリズム40Gが1つのプリズムのように一体的に連続して形成され、かつ、横方向に並ぶ9個のプリズム40Bの間に物理的な境界がなく、この9個のプリズム40Bが1つのプリズムのように一体的に連続して形成されている。つまり、この光反射パネル14cでは、横方向に長い9つのプリズム400−1R〜400−9R、横方向に長い9つのプリズム400−1G〜400−9G、および横方向に長い9つのプリズム400−1B〜400−9Bが縦方向(上下方向)で並んでいるように形成されている。なお、光反射パネル14cによる0次回折光L3aの反射や、+1次回折光L3b(または、−1次回折光L3c)の透過に関する理解を容易とするために、一例として、プリズム40R,40G,40Bのθaが0°(前述した光反射パネル14aにおけるプリズム40のように、界面F4aがパネル面F5等と平行な構成)の例について説明する(各プリズム40R,40G,40Bの屈折率や角度θa,θbについては、後に具体的に説明する)。   In the light reflecting panel 14c, there is no physical boundary between the nine prisms 40R arranged in the horizontal direction, and the nine prisms 40R are integrally formed continuously as one prism. In addition, there is no physical boundary between the nine prisms 40G arranged in the horizontal direction, and these nine prisms 40G are integrally formed continuously as one prism, and are arranged in the horizontal direction 9 There is no physical boundary between the prisms 40B, and the nine prisms 40B are integrally formed continuously as one prism. That is, in this light reflection panel 14c, nine prisms 400-1R to 400-9R that are long in the horizontal direction, nine prisms 400-1G to 400-9G that are long in the horizontal direction, and nine prisms 400-1B that are long in the horizontal direction. ˜400-9B are arranged in the vertical direction (vertical direction). In order to facilitate understanding of the reflection of the 0th-order diffracted light L3a by the light reflecting panel 14c and the transmission of the + 1st-order diffracted light L3b (or the −1st-order diffracted light L3c), as an example, θa of the prisms 40R, 40G, and 40B. Will be described as an example (a configuration in which the interface F4a is parallel to the panel surface F5 and the like like the prism 40 in the light reflection panel 14a described above) (refractive indexes and angles θa and θb of the prisms 40R, 40G, and 40B). Will be described in detail later).

この表示装置1C(表示器2C)では、光源3Cから出射されて光路変更パネル12cによって屈折させられた光L2を各回折格子30によって回折して左右81方向に振り分けると共に、各回折格子30によって左右方向に振り分けられた光L3のうち、光反射パネル14cの各プリズム40(400)における界面F4bにおいて0次回折光L3aを反射すると共に、光反射パネル14cを透過させた+1次回折光L3b(または、−1次回折光L3c)を界面F4bから出射して、拡散板15によって縦方向(上下方向)に拡散させることで、左右81方向の各視差領域毎に縦方向(上下方向)における視域を拡げる構成(左右方向においては、互いに相違する視差画像が視認され、縦方向においては、同一の視差画像が視認されるように表示させる構成)が採用されている。具体的な例を図35〜37に示す。なお、図35〜37では、81個のカラー表示画素A1〜I9のうちのカラー表示画素A1,C3,E5,G7,I9の5つのみに関する各種パラメータを図示している。また、図35〜37に示す各例では、光反射パネル14cを構成する各プリズム40R,40G,40Bの形状(角度θb)が相違するだけで、他の構成要素については、同様の構成が採用されている。また、図35〜37における「βx」、「βy」、「βX」、「βY」および「βY」は、「+1次回折光L3bの出射角度」を示している。 In this display device 1C (display device 2C), the light L2 emitted from the light source 3C and refracted by the optical path changing panel 12c is diffracted by each diffraction grating 30 and distributed in the left and right 81 directions, and left and right by each diffraction grating 30. Of the light L3 distributed in the direction, the first-order diffracted light L3b (or-) that reflects the 0th-order diffracted light L3a at the interface F4b of each prism 40 (400) of the light reflecting panel 14c and transmits the light reflecting panel 14c. 1st-order diffracted light L3c) is emitted from the interface F4b and diffused in the vertical direction (vertical direction) by the diffusion plate 15, thereby expanding the viewing area in the vertical direction (vertical direction) for each parallax region in the left and right 81 directions. (Different parallax images are visible in the left-right direction, and the same parallax image is visible in the vertical direction. Configured to display) is employed to. Specific examples are shown in FIGS. 35 to 37 show various parameters related to only five of the 81 color display pixels A1 to I9, that is, the color display pixels A1, C3, E5, G7, and I9. Further, in each example shown in FIGS. 35 to 37, the same configuration is adopted for the other constituent elements except that the shapes (angle θb) of the respective prisms 40R, 40G, and 40B constituting the light reflecting panel 14c are different. Has been. In addition, “βx”, “βy”, “βX”, “β 1 Y”, and “β 2 Y” in FIGS. 35 to 37 indicate “the emission angle of the + 1st-order diffracted light L3b”.

具体的には、図35に示す表示装置1C(表示器2C)の光反射パネル14cでは、同一の光学材料(一例として、プリズム20R,20G,20Bを構成する光学材料と同一の材料で、光L3Rに対する屈折率が1.514で、光L3Gに対する屈折率が1.519で、光L3Bに対する屈折率が1.523の光学材料)を用いて各プリズム40R,40G,40Bが形成されると共に、プリズム40R,40G,40Bの各形状(プリズムの角度)が互いに相違する状態に形成されている。具体的には、この光反射パネル14cは、プリズム40Rの上記の角度θa,θbがそれぞれ0.0°および28.0°で、プリズム40Gの上記の角度θa,θbがそれぞれ0.0°および27.8°で、プリズム40Bの上記の角度θa,θbがそれぞれ0.0°および27.6°となるように各プリズム40R,40G,40Bが光透過性を有する樹脂材料で形成されている。以下、画素E5に対応する光について説明する。   Specifically, in the light reflecting panel 14c of the display device 1C (display device 2C) shown in FIG. 35, the same optical material (for example, the same optical material as that constituting the prisms 20R, 20G, and 20B is used. Each of the prisms 40R, 40G, and 40B is formed using an optical material having a refractive index of 1.514 for L3R, a refractive index of 1.519 for light L3G, and a refractive index of 1.523 for light L3B. The shapes (prism angles) of the prisms 40R, 40G, and 40B are different from each other. Specifically, in the light reflecting panel 14c, the angles θa and θb of the prism 40R are 0.0 ° and 28.0 °, respectively, and the angles θa and θb of the prism 40G are 0.0 ° and The prisms 40R, 40G, and 40B are formed of a resin material having optical transparency so that the angles θa and θb of the prism 40B are 0.0 ° and 27.6 °, respectively, at 27.8 °. . Hereinafter, the light corresponding to the pixel E5 will be described.

この場合、回折格子パネル13cから出射される0次回折光L3aは、回折格子パネル13における各回折格子30を透過して、各回折格子30の回折格子面F3に対する光L2R,L2G,L2Bの入射角と等しい角度で回折格子パネル13から出射される。したがって、界面F4a,F4bの角度θa,θbがそれぞれ上記のように形成されたプリズム40R,40G,40Bを有する光反射パネル14cでは、この光反射パネル14に入射した0次回折光L3aが、赤色の0次回折光L3aについては、プリズム40Rの界面F4aにおいて屈折して界面F4aの法線L14aとのなす角度(θ2)が16.2°となり、緑色の0次回折光L3aについては、プリズム40Gの界面F4aにおいて屈折して法線L14aとのなす角度(θ2)が16.2°となり、青色の0次回折光L3aについては、プリズム40Bの界面F4aにおいて屈折して法線L14aとのなす角度(θ2)が16.1°となる。これにより、赤色の0次回折光L3aについては、プリズム40Rの界面F4bに対する入射角(θ3)が44.2°となり、緑色の0次回折光L3aについては、プリズム40Gの界面F4bに対する入射角(θ3)が44.0°となり、青色の0次回折光L3aについては、プリズム40Bの界面F4bに対する入射角(θ3)が43.7°となる。   In this case, the 0th-order diffracted light L3a emitted from the diffraction grating panel 13c is transmitted through each diffraction grating 30 in the diffraction grating panel 13, and the incident angles of the light L2R, L2G, and L2B with respect to the diffraction grating surface F3 of each diffraction grating 30 Is emitted from the diffraction grating panel 13 at an angle equal to. Therefore, in the light reflecting panel 14c having the prisms 40R, 40G, and 40B in which the angles θa and θb of the interfaces F4a and F4b are formed as described above, the 0th-order diffracted light L3a incident on the light reflecting panel 14 is red. The 0th-order diffracted light L3a is refracted at the interface F4a of the prism 40R and the angle (θ2) between the normal line L14a of the interface F4a is 16.2 °, and the green 0th-order diffracted light L3a is the interface F4a of the prism 40G. And the angle (θ2) between the normal L14a and the normal L14a is 16.2 °, and the blue zero-order diffracted light L3a is refracted at the interface F4a of the prism 40B and the angle (θ2) between the normal L14a and the normal L14a. 16.1 °. As a result, the incident angle (θ3) with respect to the interface F4b of the prism 40R becomes 44.2 ° for the red 0th-order diffracted light L3a, and the incident angle (θ3) with respect to the interface F4b of the prism 40G for the green 0th-order diffracted light L3a. Is 44.0 °, and for the blue zero-order diffracted light L3a, the incident angle (θ3) with respect to the interface F4b of the prism 40B is 43.7 °.

ここで、前述した全反射の条件式によれば、赤色の0次回折光L3aについては、プリズム40Rの界面F4bに対して41.4°以上の入射角で入射したときにこの0次回折光L3aが全反射し、緑色の0次回折光L3aについては、プリズム40Gの界面F4bに対して41.2°以上の入射角で入射したときにこの0次回折光L3aが全反射し、青色の0次回折光L3aについては、プリズム40Bの界面F4bに対して41.1°以上の入射角で入射したときにこの0次回折光L3aが全反射することとなる。したがって、プリズム40R,40G,40Bの各界面F4bに対する各0次回折光L3aの入射角が上記の角度となっているこの光反射パネル14cでは、回折格子パネル13から出射された各色の0次回折光L3aが各プリズム40(400)における界面F4bにおいて全反射されて界面F4aに入射し、さらに、界面F4aにおいて全反射されて、最終的には、光反射パネル14cの下方向の端面から出射される。   Here, according to the conditional expression of total reflection described above, when the red 0th-order diffracted light L3a is incident on the interface F4b of the prism 40R at an incident angle of 41.4 ° or more, the 0th-order diffracted light L3a is With respect to the green 0th-order diffracted light L3a, the 0th-order diffracted light L3a is totally reflected when incident on the interface F4b of the prism 40G at an incident angle of 41.2 ° or more, and the blue 0th-order diffracted light L3a is reflected. With respect to, the zero-order diffracted light L3a is totally reflected when it is incident on the interface F4b of the prism 40B at an incident angle of 41.1 ° or more. Therefore, in the light reflecting panel 14c in which the incident angles of the respective 0th-order diffracted lights L3a with respect to the respective interfaces F4b of the prisms 40R, 40G, and 40B are the above angles, the 0th-order diffracted lights L3a emitted from the diffraction grating panel 13 are emitted. Is totally reflected at the interface F4b of each prism 40 (400) and enters the interface F4a, further totally reflected at the interface F4a, and finally emitted from the lower end face of the light reflecting panel 14c.

なお、「反射素子」の上記の界面F4a,F4bの角度θa,θbが「θa≦θb」との条件を満たす「光反射部」においては、界面F4bにおける1回目の反射時に0次回折光L3aが全反射したときに、界面F4bにおける2回目以降の反射時においても0次回折光L3aが全反射するか、或いは、界面F4bにおける2回目以降の0次回折光L3aの反射は生じない(界面F4aにおいて反射された0次回折光L3aが、界面F4bまで到達せずに、「光反射部」の上下方向の端部(或いは、左右方向の端部)から「光反射部」の外部に出射される)。   In the “light reflecting portion” that satisfies the condition that the angles θa and θb of the interfaces F4a and F4b of the “reflecting element” are “θa ≦ θb”, the 0th-order diffracted light L3a is reflected at the interface F4b for the first time. When totally reflected, the 0th-order diffracted light L3a is totally reflected even after the second reflection at the interface F4b, or the second-order 0th-order diffracted light L3a is not reflected at the interface F4b (reflected at the interface F4a). The 0th-order diffracted light L3a is not emitted to the interface F4b and is emitted from the vertical end portion (or the horizontal end portion) of the “light reflecting portion” to the outside of the “light reflecting portion”.

これにより、図38に示すように、この光反射パネル14cでは、赤色、緑色および青色の各0次回折光L3aの透過率がそれぞれ0%となり、各色の0次回折光L3aの拡散板15側への出射が抑制される。なお、同図および後に参照する図39,40では、81個のカラー表示画素A1〜I9のうちのカラー表示画素E5の1つについての透過率を図示している。この場合、図35に示す例とは異なり、例えば、界面F4bにおいて反射された光L3aが、界面F4aに対して入射したときに界面F4aにおいて全反射されない構成においても、光L3aは、界面F4aから回折格子パネル13cの側に向かって出射されるため、結果として、回折格子パネル13cからの0次回折光L3aの拡散板15側への透過が十分に抑制される。   As a result, as shown in FIG. 38, in this light reflecting panel 14c, the transmittance of each of the red, green and blue 0th order diffracted light L3a is 0%, and the 0th order diffracted light L3a of each color toward the diffusion plate 15 side. The emission is suppressed. In FIGS. 39 and 40 to be referred to later, the transmittance of one of the 81 color display pixels A1 to I9 for the color display pixel E5 is illustrated. In this case, unlike the example shown in FIG. 35, for example, even when the light L3a reflected at the interface F4b is not totally reflected at the interface F4a when entering the interface F4a, the light L3a is transmitted from the interface F4a. Since the light is emitted toward the diffraction grating panel 13c, transmission of the 0th-order diffracted light L3a from the diffraction grating panel 13c to the diffusion plate 15 side is sufficiently suppressed as a result.

一方、回折格子パネル13cから出射される+1次回折光L3bは、上記したように形成された回折格子パネル13からの出射角度(βY)が、それぞれ35.3°となる。したがって、界面F4a,F4bの角度θa,θbがそれぞれ上記のように形成されたプリズム40R,40G,40Bを有する光反射パネル14cでは、この光反射パネル14に入射した+1次回折光L3bが、赤色の+1次回折光L3bについては、プリズム40Rの界面F4aにおいて屈折して界面F4aの法線L14aとのなす角度(θ2)が22.4°となり、緑色の+1次回折光L3bについては、プリズム40Gの界面F4aにおいて屈折して法線L14aとのなす角度(θ2)が22.3°となり、青色の+1次回折光L3bについては、プリズム40Bの界面F4aにおいて屈折して法線L14aとのなす角度(θ2)が22.3°となる。 On the other hand, the + 1st order diffracted light L3b emitted from the diffraction grating panel 13c has an emission angle (β 1 Y) from the diffraction grating panel 13 formed as described above of 35.3 °. Therefore, in the light reflecting panel 14c having the prisms 40R, 40G, and 40B in which the angles θa and θb of the interfaces F4a and F4b are formed as described above, the + 1st order diffracted light L3b incident on the light reflecting panel 14 is red. The + 1st order diffracted light L3b is refracted at the interface F4a of the prism 40R and the angle (θ2) between the normal line L14a of the interface F4a is 22.4 °, and the green + 1st order diffracted light L3b is the interface F4a of the prism 40G. And the angle (θ2) between the normal L14a and the normal L14a is 22.3 °, and the blue first-order diffracted light L3b is refracted at the interface F4a of the prism 40B and the angle (θ2) with the normal L14a is 22.3 °.

これにより、赤色の+1次回折光L3bについては、プリズム40Rの界面F4bに対する入射角(θ3)が−5.6°となり、緑色の+1次回折光L3bについては、プリズム40Gの界面F4bに対する入射角が(θ3)が−5.5°となり、青色の+1次回折光L3bについては、プリズム40Bの界面F4bに対する入射角(θ3)が−5.3°となる。したがって、この光反射パネル14cでは、各色の+1次回折光L3bが(光反射パネル14cを透過して)、出射角(βY)=19.5°の出射角で光反射パネル14cから出射される。この場合、図38に示すように、この光反射パネル14cでは、赤色、緑色および青色の各+1次回折光L3bの透過率がそれぞれ91%を超えている。このように、図35に示す表示装置1C(表示器2C)の光反射パネル14cでは、0次回折光L3aの少なくとも一部を各プリズム40(400)において反射することによって各プリズム40(400)における+1次回折光L3bの透過率よりも各プリズム40(400)における0次回折光L3aの透過率の方が小さくなるように構成されているため、回折格子パネル13cから出射される各色の0次回折光L3aに起因するゴースト像が存在しない、或いは、ゴースト像が視認され難い鮮明な画像が視認されることとなる。 As a result, for the red + 1st order diffracted light L3b, the incident angle (θ3) with respect to the interface F4b of the prism 40R is −5.6 °, and for the green + 1st order diffracted light L3b, the incident angle with respect to the interface F4b of the prism 40G is ( θ3) is −5.5 °, and the incident angle (θ3) with respect to the interface F4b of the prism 40B is −5.3 ° for the blue first-order diffracted light L3b. Accordingly, in this light reflecting panel 14c, the + 1st order diffracted light L3b of each color (transmitted through the light reflecting panel 14c) is emitted from the light reflecting panel 14c at an emission angle (β 2 Y) = 19.5 °. The In this case, as shown in FIG. 38, in the light reflecting panel 14c, the transmittance of each of the red, green, and blue + 1st order diffracted lights L3b exceeds 91%. As described above, in the light reflection panel 14c of the display device 1C (display device 2C) shown in FIG. 35, at least a part of the 0th-order diffracted light L3a is reflected by each prism 40 (400), whereby each prism 40 (400) Since the transmittance of the 0th-order diffracted light L3a in each prism 40 (400) is smaller than the transmittance of the + 1st-order diffracted light L3b, the 0th-order diffracted light L3a of each color emitted from the diffraction grating panel 13c. A ghost image due to the absence of a ghost image or a clear image in which the ghost image is difficult to be visually recognized is visually recognized.

一方、図36,37に示す表示装置1C(表示器2C)の光反射パネル14cでは、同一の光学材料(一例として、プリズム20R,20G,20Bを構成する上記の光学材料と同一の材料)を用いて各プリズム40R,40G,40Bが形成されると共に、プリズム40R,40G,40Bの各形状(プリズムの角度)が等しくなるように形成されている。具体的には、図36に示す例の光反射パネル14cの各プリズム40R,40G,40Bは、上記の角度θa,θbがそれぞれ0.0°および30.0°となるように光透過性を有する樹脂材料で形成され、図37に示す例の光反射パネル14cの各プリズム40R,40G,40Bは、上記の角度θa,θbがそれぞれ0.0°および24.9°となるように光透過性を有する樹脂材料で形成されている。以下、画素E5に対応する光について説明する。   On the other hand, in the light reflection panel 14c of the display device 1C (display device 2C) shown in FIGS. 36 and 37, the same optical material (as an example, the same material as the optical material constituting the prisms 20R, 20G, and 20B) is used. The prisms 40R, 40G, and 40B are formed using the prisms 40R, 40G, and 40B, and the shapes (prism angles) of the prisms 40R, 40G, and 40B are formed to be equal. Specifically, each of the prisms 40R, 40G, and 40B of the light reflecting panel 14c in the example shown in FIG. 36 has light transmittance so that the angles θa and θb are 0.0 ° and 30.0 °, respectively. 37, each of the prisms 40R, 40G, and 40B of the light reflecting panel 14c in the example shown in FIG. 37 transmits light so that the angles θa and θb are 0.0 ° and 24.9 °, respectively. It is made of a resin material having properties. Hereinafter, the light corresponding to the pixel E5 will be described.

この場合、図36に示す例の光反射パネル14cでは、赤色の0次回折光L3aについては、プリズム40Rの界面F4aにおいて屈折して界面F4aの法線L14aとのなす角度(θ2)が16.2°となり、緑色の0次回折光L3aについては、プリズム40Gの界面F4aにおいて屈折して法線L14aとのなす角度(θ2)が16.2°となり、青色の0次回折光L3aについては、プリズム40Bの界面F4aにおいて屈折して法線L14aとのなす角度(θ2)が16.1°となる。これにより、赤色の0次回折光L3aについては、プリズム40Rの界面F4bに対する入射角(θ3)が46.2°となり、緑色の0次回折光L3aについては、プリズム40Gの界面F4bに対する入射角(θ3)が46.2°となり、青色の0次回折光L3aについては、プリズム40Bの界面F4bに対する入射角(θ3)が46.1°となる。   In this case, in the light reflecting panel 14c of the example shown in FIG. 36, the red zero-order diffracted light L3a is refracted at the interface F4a of the prism 40R and the angle (θ2) between the normal L14a of the interface F4a is 16.2. With respect to the green zero-order diffracted light L3a, the angle (θ2) formed by refraction at the interface F4a of the prism 40G and the normal L14a is 16.2 °, and for the blue zero-order diffracted light L3a, the prism 40B The angle (θ2) formed by refraction at the interface F4a and the normal L14a is 16.1 °. Thereby, the incident angle (θ3) with respect to the interface F4b of the prism 40R is 46.2 ° for the red 0th-order diffracted light L3a, and the incident angle (θ3) with respect to the interface F4b of the prism 40G is for the green 0th-order diffracted light L3a. Is 46.2 °, and for the blue zero-order diffracted light L3a, the incident angle (θ3) with respect to the interface F4b of the prism 40B is 46.1 °.

プリズム40R,40G,40Bの各界面F4bに対する各0次回折光L3aの入射角が上記の角度となっているこの光反射パネル14cでは、回折格子パネル13から出射された各色の0次回折光L3aが各プリズム40(400)における界面F4bにおいて全反射されて界面F4aに入射し、さらに、界面F4aにおいて全反射されて、最終的には、光反射パネル14cの下方向の端面から出射される。これにより、図39に示すように、この光反射パネル14cでは、赤色、緑色および青色の各0次回折光L3aの透過率がそれぞれ0%となり、各0次回折光L3aの拡散板15側への出射が抑制される。   In this light reflecting panel 14c in which the incident angle of each 0th-order diffracted light L3a with respect to each interface F4b of the prisms 40R, 40G, and 40B is the above angle, the 0th-order diffracted light L3a emitted from the diffraction grating panel 13 is each The prism 40 (400) is totally reflected at the interface F4b and enters the interface F4a. Further, the prism 40 (400) is totally reflected at the interface F4a, and finally is emitted from the lower end face of the light reflecting panel 14c. As a result, as shown in FIG. 39, in this light reflecting panel 14c, the transmittances of the red, green, and blue 0th order diffracted lights L3a are each 0%, and the respective 0th order diffracted lights L3a are emitted to the diffusion plate 15 side. Is suppressed.

一方、回折格子パネル13cから出射される+1次回折光L3bは、上記したように形成された回折格子パネル13からの出射角度(βY)が、それぞれ35.3°となる。したがって、界面F4a,F4bの角度θa,θbがそれぞれ上記のように形成されたプリズム40R,40G,40Bを有する光反射パネル14cでは、この光反射パネル14に入射した+1次回折光L3bが、赤色の+1次回折光L3bについては、プリズム40Rの界面F4aにおいて屈折して界面F4aの法線L14aとのなす角度(θ2)が22.4°となり、緑色の+1次回折光L3bについては、プリズム40Gの界面F4aにおいて屈折して法線L14aとのなす角度(θ2)が22.3°となり、青色の+1次回折光L3bについては、プリズム40Bの界面F4aにおいて屈折して法線L14aとのなす角度(θ2)が22.3°となる。 On the other hand, the + 1st order diffracted light L3b emitted from the diffraction grating panel 13c has an emission angle (β 1 Y) from the diffraction grating panel 13 formed as described above of 35.3 °. Therefore, in the light reflecting panel 14c having the prisms 40R, 40G, and 40B in which the angles θa and θb of the interfaces F4a and F4b are formed as described above, the + 1st order diffracted light L3b incident on the light reflecting panel 14 is red. The + 1st order diffracted light L3b is refracted at the interface F4a of the prism 40R and the angle (θ2) between the normal line L14a of the interface F4a is 22.4 °, and the green + 1st order diffracted light L3b is the interface F4a of the prism 40G. And the angle (θ2) between the normal L14a and the normal L14a is 22.3 °, and the blue first-order diffracted light L3b is refracted at the interface F4a of the prism 40B and the angle (θ2) with the normal L14a is 22.3 °.

これにより、赤色の+1次回折光L3bについては、プリズム40Rの界面F4bに対する入射角(θ3)が−7.6°となり、緑色の+1次回折光L3bについては、プリズム40Gの界面F4bに対する入射角(θ3)が−7.7°となり、青色の+1次回折光L3bについては、プリズム40Bの界面F4bに対する入射角(θ3)が−7.7°となる。したがって、この光反射パネル14cでは、各色の+1次回折光L3bが光反射パネル14cを透過して、βYがそれぞれ18.5°、18.3°および18.2°の出射角で光反射パネル14cから出射される。この場合、図39に示すように、この光反射パネル14cでは、赤色、緑色および青色の各+1次回折光L3bの透過率がそれぞれ91%を超えている。 As a result, for the red + 1st order diffracted light L3b, the incident angle (θ3) with respect to the interface F4b of the prism 40R becomes −7.6 °, and for the green + 1st order diffracted light L3b, the incident angle (θ3) with respect to the interface F4b of the prism 40G. ) Is −7.7 °, and for the blue first-order diffracted light L3b, the incident angle (θ3) with respect to the interface F4b of the prism 40B is −7.7 °. Therefore, in this light reflection panel 14c, the + 1st order diffracted light L3b of each color is transmitted through the light reflection panel 14c, and β 2 Y is reflected at the emission angles of 18.5 °, 18.3 °, and 18.2 °, respectively. The light is emitted from the panel 14c. In this case, as shown in FIG. 39, in the light reflecting panel 14c, the transmittances of the red, green, and blue + first-order diffracted lights L3b each exceed 91%.

このように、図36に示す表示装置1C(表示器2C)の光反射パネル14cでは、上記の図35に示す光反射パネル14cの例と同様にして、0次回折光L3aの少なくとも一部を各プリズム40(400)において反射することによって各プリズム40(400)における+1次回折光L3bの透過率よりも各プリズム40(400)における0次回折光L3aの透過率の方が小さくなるように構成されているため、回折格子パネル13cから出射される各色の0次回折光L3aに起因するゴースト像が存在しない、或いは、ゴースト像が視認され難い鮮明な画像が視認されることとなる。この場合、図36に示す例の光反射パネル14cでは、各色の+1次回折光L3bの光反射パネル14cからの出射角度(βY)が僅かに相違するが、光反射パネル14cを透過した+1次回折光L3bが拡散板15によって表示器2Cの上下方向に拡散させられるこの表示装置1Cにおいては、各色毎の+1次回折光L3bの出射角度(βY)のこの程度の相違は問題とはならない。 As described above, in the light reflecting panel 14c of the display device 1C (display 2C) shown in FIG. 36, at least a part of the 0th-order diffracted light L3a is supplied to each of the light reflecting panels 14c shown in FIG. By reflecting on the prism 40 (400), the transmittance of the 0th-order diffracted light L3a in each prism 40 (400) is smaller than the transmittance of the + 1st-order diffracted light L3b in each prism 40 (400). Therefore, a ghost image due to the 0th-order diffracted light L3a of each color emitted from the diffraction grating panel 13c does not exist, or a clear image in which the ghost image is difficult to be visually recognized is visually recognized. In this case, in the light reflection panel 14c of the example shown in FIG. 36, the emission angles (β 2 Y) of the + 1st order diffracted light L3b of each color from the light reflection panel 14c are slightly different, but +1 transmitted through the light reflection panel 14c. In the display device 1C in which the next-order diffracted light L3b is diffused in the vertical direction of the display 2C by the diffusion plate 15, this difference in the emission angle (β 2 Y) of the + 1st-order diffracted light L3b for each color is not a problem. .

また、図37に示す例の光反射パネル14cでは、赤色の0次回折光L3aについては、プリズム40Rの界面F4aにおいて屈折して界面F4aの法線L14aとのなす角度(θ2)が16.2°となり、緑色の0次回折光L3aについては、プリズム40Gの界面F4aにおいて屈折して法線L14aとのなす角度(θ2)が16.2°となり、青色の0次回折光L3aについては、プリズム40Bの界面F4aにおいて屈折して法線L14aとのなす角度(θ2)が16.1°となる。これにより、赤色の0次回折光L3aについては、プリズム40Rの界面F4bに対する入射角(θ3)が41.1°となり、緑色の0次回折光L3aについては、プリズム40Gの界面F4bに対する入射角(θ3)が41.1°となり、青色の0次回折光L3aについては、プリズム40Bの界面F4bに対する入射角(θ3)が41.0°となる。   In the light reflecting panel 14c of the example shown in FIG. 37, the red 0th-order diffracted light L3a is refracted at the interface F4a of the prism 40R and the angle (θ2) between the normal line L14a of the interface F4a is 16.2 °. For the green zero-order diffracted light L3a, the angle (θ2) formed by refraction at the interface F4a of the prism 40G and the normal L14a is 16.2 °, and for the blue zero-order diffracted light L3a, the interface of the prism 40B The angle (θ2) formed by refraction at F4a and the normal L14a is 16.1 °. Thereby, the incident angle (θ3) with respect to the interface F4b of the prism 40R becomes 41.1 ° for the red 0th-order diffracted light L3a, and the incident angle (θ3) with respect to the interface F4b of the prism 40G for the green 0th-order diffracted light L3a. Is 41.1 °, and for the blue zero-order diffracted light L3a, the incident angle (θ3) with respect to the interface F4b of the prism 40B is 41.0 °.

プリズム40R,40G,40Bの各界面F4bに対する各0次回折光L3aの入射角が上記の角度となっているこの光反射パネル14cでは、回折格子パネル13から出射された各色の0次回折光L3aの一部が各プリズム40(400)における界面F4bから拡散板15側に出射される。しかしながら、図40に示すように、赤色、緑色および青色の各0次回折光L3aの透過率がそれぞれ40%を下回っており、各色の0次回折光L3aの拡散板15側への出射が十分に抑制されている。   In the light reflection panel 14c in which the incident angles of the respective 0th-order diffracted lights L3a with respect to the respective interfaces F4b of the prisms 40R, 40G, and 40B are the above angles, one of the 0th-order diffracted lights L3a emitted from the diffraction grating panel 13 is provided. Is emitted from the interface F4b of each prism 40 (400) to the diffusion plate 15 side. However, as shown in FIG. 40, the transmittances of the red, green, and blue 0th-order diffracted lights L3a are each less than 40%, and the emission of the 0th-order diffracted lights L3a of the respective colors to the diffusion plate 15 side is sufficiently suppressed. Has been.

一方、回折格子パネル13cから出射される+1次回折光L3bは、上記したように形成された回折格子パネル13からの出射角度(βY)が、それぞれ35.3°となる。したがって、界面F4a,F4bの角度θa,θbがそれぞれ上記のように形成されたプリズム40R,40G,40Bを有する光反射パネル14cでは、この光反射パネル14に入射した+1次回折光L3bが、赤色の+1次回折光L3bについては、プリズム40Rの界面F4aにおいて屈折して界面F4aの法線L14aとのなす角度(θ2)が22.4°となり、緑色の+1次回折光L3bについては、プリズム40Gの界面F4aにおいて屈折して法線L14aとのなす角度(θ2)が22.3°となり、青色の+1次回折光L3bについては、プリズム40Bの界面F4aにおいて屈折して法線L14aとのなす角度(θ2)が22.3°となる。 On the other hand, the + 1st order diffracted light L3b emitted from the diffraction grating panel 13c has an emission angle (β 1 Y) from the diffraction grating panel 13 formed as described above of 35.3 °. Therefore, in the light reflecting panel 14c having the prisms 40R, 40G, and 40B in which the angles θa and θb of the interfaces F4a and F4b are formed as described above, the + 1st order diffracted light L3b incident on the light reflecting panel 14 is red. The + 1st order diffracted light L3b is refracted at the interface F4a of the prism 40R and the angle (θ2) between the normal line L14a of the interface F4a is 22.4 °, and the green + 1st order diffracted light L3b is the interface F4a of the prism 40G. And the angle (θ2) between the normal L14a and the normal L14a is 22.3 °, and the blue first-order diffracted light L3b is refracted at the interface F4a of the prism 40B and the angle (θ2) with the normal L14a is 22.3 °.

これにより、赤色の+1次回折光L3bについては、プリズム40Rの界面F4bに対する入射角(θ3)が−2.5°となり、緑色の+1次回折光L3bについては、プリズム40Gの界面F4bに対する入射角(θ3)が−2.6°となり、青色の+1次回折光L3bについては、プリズム40Bの界面F4bに対する入射角(θ3)が−2.6°となる。したがって、この光反射パネル14cでは、各色の+1次回折光L3bが光反射パネル14cを透過して、βYがそれぞれ21.1°、21.0°および20.9°の出射角で光反射パネル14cから出射される。この場合、図40に示すように、この光反射パネル14cでは、赤色、緑色および青色の各+1次回折光L3bの透過率がそれぞれ91%を超えている。 Accordingly, the incident angle (θ3) with respect to the interface F4b of the prism 40R becomes −2.5 ° for the red + 1st order diffracted light L3b, and the incident angle (θ3) with respect to the interface F4b of the prism 40G for the green + 1st order diffracted light L3b. ) Is −2.6 °, and the incident angle (θ3) with respect to the interface F4b of the prism 40B is −2.6 ° for the blue first-order diffracted light L3b. Therefore, in this light reflection panel 14c, the + 1st order diffracted light L3b of each color is transmitted through the light reflection panel 14c, and β 2 Y is reflected at the emission angles of 21.1 °, 21.0 °, and 20.9 °, respectively. The light is emitted from the panel 14c. In this case, as shown in FIG. 40, in the light reflecting panel 14c, the transmittances of the red, green, and blue + first-order diffracted lights L3b each exceed 91%.

このように、図37に示す表示装置1C(表示器2C)の光反射パネル14cでは、0次回折光L3aの少なくとも一部を各プリズム40(400)において反射することによって各プリズム40(400)における+1次回折光L3bの透過率よりも各プリズム40(400)における0次回折光L3aの透過率の方が小さくなるように構成されているため、回折格子パネル13cから出射される各色の0次回折光L3aに起因するゴースト像が視認され難い鮮明な画像が視認されることとなる。   As described above, in the light reflecting panel 14c of the display device 1C (display device 2C) shown in FIG. 37, at least a part of the 0th-order diffracted light L3a is reflected at each prism 40 (400), so that each prism 40 (400) Since the transmittance of the 0th-order diffracted light L3a in each prism 40 (400) is smaller than the transmittance of the + 1st-order diffracted light L3b, the 0th-order diffracted light L3a of each color emitted from the diffraction grating panel 13c. A clear image in which a ghost image caused by the above is difficult to be visually recognized will be visually recognized.

また、これらの表示装置1C(表示器2C)では、図35〜37に示すように、1つのカラー表示画素を視認させるために回折格子パネル13c(各回折格子面F3)から出射される光L3(光L3R,L3G,L3B:図30参照)の出射角度における表示器2Cの左右方向の角度成分(前述したβX)が互いに等しくなっている。したがって、この表示装置1C(表示器2C)では、これらの光L3R,L3G,L3Bのうちの+1次回折光L3bが拡散板15によって縦方向に拡散されつつ、光L5R,L5G,L5Bとして表示装置1C(表示器2C)の前方に向かって左右方向において同じ向きに出射されることとなる。なお、両図に示すように、上記の表示装置1C(表示器2C)における回折格子パネル13cでは、「|(−λ−d・sin(αy))/d|≧1」との条件が満たされている。このような条件を満たす回折格子パネル13cでは、−1次回折光L3cが回折格子パネル13cから出射しないため、−1次回折光L3cの回折格子パネル13cからの出射(拡散板15への入射)に起因して、立体視画像(カラー画像)像がぼやける事態が生じるのが回避されている。   Further, in these display devices 1C (display 2C), as shown in FIGS. 35 to 37, light L3 emitted from the diffraction grating panel 13c (each diffraction grating surface F3) in order to make one color display pixel visible. The angle components (βX described above) in the left-right direction of the display 2C at the emission angle of light (L3R, L3G, L3B: see FIG. 30) are equal to each other. Therefore, in the display device 1C (display device 2C), the + 1st-order diffracted light L3b among these lights L3R, L3G, and L3B is diffused in the vertical direction by the diffusion plate 15 and is displayed as the light L5R, L5G, and L5B. The light is emitted in the same direction in the left-right direction toward the front of (display 2C). As shown in both figures, the diffraction grating panel 13c in the display device 1C (display 2C) satisfies the condition “| (−λ−d · sin (αy)) / d | ≧ 1”. Has been. In the diffraction grating panel 13c that satisfies such conditions, the −1st order diffracted light L3c does not exit from the diffraction grating panel 13c, and therefore, the −1st order diffracted light L3c is emitted from the diffraction grating panel 13c (incident on the diffusion plate 15). Thus, a situation where the stereoscopic image (color image) image is blurred is avoided.

このように、表示器2(2C)では、光源3(3C)からの光(この例では、光路変更パネル12(12c)によって光路を変更された光L2)を回折する回折格子パネル13(13c)から出射された回折光(光L3:0次回折光L3a、+1次回折光L3b(または、−1次回折光L3c))を透過可能な光学材料によって光L3が入射可能に設けられたプリズム40(400)を有する光反射パネル14(14c)を備えると共に、光L3としての+1次回折光L3bおよび−1次回折光L3cのいずれかをプリズム40(400)を透過させてプリズム40(400)から出射させることにより、表示器2(2C)と対向し、かつ表示器2(2C)の左右方向で相違する各視点位置から互いに相違する画像を視認可能に複数の画像を表示可能に構成され、かつ、プリズム40(400)において0次回折光L3aを反射することにより、+1次回折光L3b(または、−1次回折光L3c)の透過率よりも、プリズム40(400)における0次回折光L3aの透過率の方が小さくなるように光反射パネル14(14c)が構成されている。また、表示器2(2C)では、プリズム40(400)の界面F4bにおいて0次回折光L3aが全反射するように光反射パネル14(14c)が構成されている。また、表示装置1(1C)は、表示器2(2C)と、光源3(3C)と、光源3(3C)の点灯を制御して表示器2(2C)に画像を表示させる制御部4とを備えて構成されている。   Thus, in the display device 2 (2C), the diffraction grating panel 13 (13c) that diffracts the light from the light source 3 (3C) (in this example, the light L2 whose optical path has been changed by the optical path changing panel 12 (12c)). The prism 40 (400) in which the light L3 can be made incident by an optical material capable of transmitting the diffracted light (light L3: 0th-order diffracted light L3a, + 1st-order diffracted light L3b (or -1st-order diffracted light L3c)). ), And either the + 1st order diffracted light L3b or the −1st order diffracted light L3c as the light L3 is transmitted through the prism 40 (400) and emitted from the prism 40 (400). Thus, a plurality of images are displayed so that different images can be visually recognized from each viewpoint position that is opposite to the display device 2 (2C) and is different in the left-right direction of the display device 2 (2C). By reflecting the 0th-order diffracted light L3a at the prism 40 (400), the prism 40 (400) has 0 as compared with the transmittance of the + 1st-order diffracted light L3b (or -1st-order diffracted light L3c). The light reflecting panel 14 (14c) is configured so that the transmittance of the next diffracted light L3a is smaller. In the display 2 (2C), the light reflection panel 14 (14c) is configured such that the 0th-order diffracted light L3a is totally reflected at the interface F4b of the prism 40 (400). Further, the display device 1 (1C) controls the lighting of the display device 2 (2C), the light source 3 (3C), and the light source 3 (3C) to display an image on the display device 2 (2C). And is configured.

したがって、表示器2(2C)、および表示器2(2C)を備えた表示装置1(1C)によれば、光反射パネル14が0次回折光L3aを十分に反射して拡散板15側への0次回折光L3aの出射を抑制するため、回折格子パネル13(13c)から出射された0次回折光L3aの存在に起因して、いわゆるゴースト像が表示される事態を抑制して、鮮明な画像を表示させることができる。   Therefore, according to the display device 2 (2C) and the display device 1 (1C) provided with the display device 2 (2C), the light reflection panel 14 sufficiently reflects the 0th-order diffracted light L3a to the diffusion plate 15 side. In order to suppress the emission of the 0th-order diffracted light L3a, a situation where a so-called ghost image is displayed due to the presence of the 0th-order diffracted light L3a emitted from the diffraction grating panel 13 (13c) is suppressed, and a clear image is displayed. Can be displayed.

さらに、この表示器2C(図35に示す例)によれば、1つの表示画素を表示するための各色光に対応してプリズム40(400)を設けると共に、1つの表示画素を表示するための各色光に対応するプリズム40(400)の光学材料および形状の少なくとも一方(この例では、界面F4bの角度θb:形状)が互いに相違するように形成して光反射パネル14cを構成したことにより、0次回折光L3aの存在に起因するゴースト像が表示される事態を抑制することができるだけでなく、光反射パネル14cから出射される各色の+1次回折光L3b(または、−1次回折光L3c)の出射角度を同一角度に揃えることができるため、例えば拡散板15を備えていない構成においても、カラー画像に上下方向の滲みが生じる事態を回避することができる。   Furthermore, according to the display 2C (example shown in FIG. 35), the prism 40 (400) is provided corresponding to each color light for displaying one display pixel, and one display pixel is displayed. By forming at least one of the optical material and shape of the prism 40 (400) corresponding to each color light (in this example, the angle θb: shape of the interface F4b) to be different from each other, the light reflecting panel 14c is configured. Not only can the display of a ghost image due to the presence of the 0th-order diffracted light L3a be suppressed, but also the emission of the + 1st-order diffracted light L3b (or -1st-order diffracted light L3c) of each color emitted from the light reflecting panel 14c. Since the angles can be aligned to the same angle, for example, even in a configuration that does not include the diffusion plate 15, it is possible to avoid a situation in which color images are blurred in the vertical direction. It is possible.

さらに、この表示器2C(図36,37に示す例)によれば、1つの表示画素を表示するための各色光に対応してプリズム40(400)を設けると共に、1つの表示画素を表示するための各色光に対応するプリズム40(400)を、同一の光学材料で、かつ互いに等しい形状となるように形成して光反射パネル14cを構成したことにより、光反射パネル14cの設計および製造を容易に行うことができる結果、表示器2Cの製造コストを十分に低減することができる。   Further, according to the display 2C (examples shown in FIGS. 36 and 37), the prism 40 (400) is provided corresponding to each color light for displaying one display pixel and one display pixel is displayed. The light reflection panel 14c is designed and manufactured by forming the light reflection panel 14c by forming the prisms 40 (400) corresponding to the respective color lights to be the same optical material and having the same shape. As a result of being easily performed, the manufacturing cost of the display 2C can be sufficiently reduced.

なお、「表示器」および「表示装置」の構成は、上記の表示器2(2C)および表示装置1(1C)の構成に限定されない。例えば、光源3(3C)からの光L1の進行方向を変更するためのプリズム20(200)を有する光路変更パネル12(12c)を備えた表示器2(2C)を例に挙げて説明したが、この光路変更パネル12(12c)に代えて、「光路変更素子」としての「電気光学効果(EO効果)によって光の進行方向を変更する素子:以下、「EO効果素子」ともいう」を備えて構成された光路変更パネル(図示せず)を「光路変更部」として備えた構成を採用することもできる。この場合、「EO効果素子」としては、一例として、KTN結晶体(タンタル酸ニオブ酸カリウム(KTa1−xNb)の結晶体)と、このKTN結晶体の上面に配設された電極(陽極)と、KTN結晶体の下面に配設された電極(陰極)とで構成することができる。このKTN結晶体は、ペロブスカイト型の結晶構造を持つ酸化物であって、端面間に電圧を印加することにより、その屈折率が変化する「電気光学効果(EO効果)」を有していることが知られている。したがって、光源3(3C)からの光L1を屈折させるべき角度に応じて両電極間に電圧を印加することで、プリズム20(200)によって光L1を屈折させるのと同様にして、所望の角度で「EO効果素子」から光L2を出射して回折格子パネル13(13c)の回折格子30に対して斜めに入射させることができる。 The configurations of the “display device” and the “display device” are not limited to the configurations of the display device 2 (2C) and the display device 1 (1C). For example, the display 2 (2C) including the optical path changing panel 12 (12c) having the prism 20 (200) for changing the traveling direction of the light L1 from the light source 3 (3C) has been described as an example. Instead of the optical path changing panel 12 (12c), an “optical path changing element” “an element that changes the traveling direction of light by an electro-optic effect (EO effect): hereinafter also referred to as an“ EO effect element ”” is provided. It is also possible to adopt a configuration in which an optical path changing panel (not shown) configured as described above is provided as an “optical path changing unit”. In this case, as an “EO effect element”, for example, a KTN crystal (a crystal of potassium tantalate niobate (KTa 1-x Nb x O 3 )) and an upper surface of the KTN crystal are disposed. It can be composed of an electrode (anode) and an electrode (cathode) disposed on the lower surface of the KTN crystal. This KTN crystal is an oxide having a perovskite crystal structure, and has an “electro-optic effect (EO effect)” in which the refractive index changes when a voltage is applied between the end faces. It has been known. Therefore, by applying a voltage between both electrodes according to the angle at which the light L1 from the light source 3 (3C) should be refracted, the desired angle can be obtained in the same manner as when the light L1 is refracted by the prism 20 (200). Thus, the light L2 can be emitted from the “EO effect element” and incident on the diffraction grating 30 of the diffraction grating panel 13 (13c) obliquely.

さらに、光源3(3C)からの光L1を「光路変更部」によって屈折させて回折格子パネル13(13c)の回折格子30における回折格子面F3に対して斜めに入射させることで、+1次回折光L3b(または、−1次回折光L3c)に対する−1次回折光L3c(または、+1次回折光L3b)の光量を低減させる構成について説明したが、「光路変更部」は、「表示器」に必須の構成要素ではない。例えば、光源3(3C)からの光L1を「光回折部」の「回折格子」に対して直接入射させる構成を採用することができる。この場合、上記の表示器2(2C)では、回折格子30の回折格子面F3が拡散板15のパネル面F5や光源3(3C)のパネル面F1などと平行になるように回折格子パネル13(13c)が構成されているが、回折格子30の回折格子面F3を、拡散板15のパネル面F5や光源3(3C)のパネル面F1などに対して傾けることで、光源3(3C)からの光L1を回折格子面F3に対して斜めに入射させることができる(図示せず)。このような構成を採用した場合においても、+1次回折光L3b(または、−1次回折光L3c)に対する−1次回折光L3c(または、+1次回折光L3b)の光量を低減させることができる結果、表示器2(2C)と同様にして、光源3(3C)からの光L1の利用効率を十分に高めることができる。   Further, the light L1 from the light source 3 (3C) is refracted by the “optical path changing unit” and is incident obliquely on the diffraction grating surface F3 of the diffraction grating 30 of the diffraction grating panel 13 (13c), thereby obtaining the + 1st order diffracted light. The configuration for reducing the light amount of the −1st order diffracted light L3c (or the + 1st order diffracted light L3b) with respect to L3b (or the −1st order diffracted light L3c) has been described. However, the “optical path changing unit” is an essential configuration for the “display”. It is not an element. For example, a configuration in which the light L1 from the light source 3 (3C) is directly incident on the “diffraction grating” of the “light diffraction unit” can be employed. In this case, in the display device 2 (2C), the diffraction grating panel 13 so that the diffraction grating surface F3 of the diffraction grating 30 is parallel to the panel surface F5 of the diffusion plate 15, the panel surface F1 of the light source 3 (3C), and the like. (13c) is configured, but by tilting the diffraction grating surface F3 of the diffraction grating 30 with respect to the panel surface F5 of the diffusion plate 15, the panel surface F1 of the light source 3 (3C), etc., the light source 3 (3C) Can be incident obliquely on the diffraction grating surface F3 (not shown). Even when such a configuration is adopted, the light amount of the −1st order diffracted light L3c (or the + 1st order diffracted light L3b) with respect to the + 1st order diffracted light L3b (or −1st order diffracted light L3c) can be reduced. Similarly to 2 (2C), the utilization efficiency of the light L1 from the light source 3 (3C) can be sufficiently increased.

また、例えば、平面視直線状の互いに平行な複数の凸部31、および平面視直線状の互いに平行な複数の凹部32が所定の形成ピッチで形成された凹凸パターン(格子パターン)を回折格子30として機能させる構成の回折格子パネル13(13c)を備えた例について説明したが、「回折格子」は、これに限らず、一例として、図41,42に示す回折格子パネル13dにおける回折格子30aのように、互いに交差することのない平面視曲線状の複数の凸部、および互いに交差することのない平面視曲線状の複数の凹部で構成された凹凸パターン(格子パターン)を形成して「回折格子」として機能させる構成を採用することができる。なお、両図では、一例として、凸部の幅方向の中心を実線(曲線)で図示している。   In addition, for example, a concavo-convex pattern (grating pattern) in which a plurality of convex portions 31 that are linear in plan view and a plurality of concave portions 32 that are linear in plan view are formed at a predetermined formation pitch is used as a diffraction grating 30. Although the example provided with the diffraction grating panel 13 (13c) configured to function as the “diffraction grating” is not limited to this, as an example, the diffraction grating 30a in the diffraction grating panel 13d shown in FIGS. In this way, a concavo-convex pattern (lattice pattern) composed of a plurality of convex portions in a planar view that do not intersect with each other and a plurality of concave portions in a curved shape in a plan view that do not intersect with each other is formed as “diffraction” A configuration that functions as a “lattice” can be employed. In both figures, as an example, the center of the convex portion in the width direction is shown by a solid line (curve).

この場合、前述したように、本明細書において、「1つの回折格子」とは、入射した光を回折可能に構成された光学的要素のうちの「1つの光出射部」に対応して規定された部位を意味する。したがって、平面視曲線状の凸部や平面視曲線状の凹部が格子パターンとして形成された回折格子パネルでは、光源における1つの光出射部(前述した光源3における1つの光出射部10、または、前述した光源3Cにおける光出射部10R,10G,10Bのうちの1つに対応する要素:つまり、単色画像を表示するための光源においては、1つの単色画像を構成する各表示画素のうちの1つに対応する光を出射する光学的要素であり、カラー画像を表示するための光源においては、1つのカラー画像を構成する各表示画素のうちの1つにおける各色光に対応する各副画素のうちの1つに対応する光を出射する光学的要素)に対応して1つの回折格子30a(両図において荒い破線で区切った方形状の領域)が規定されている。   In this case, as described above, in this specification, “one diffraction grating” is defined corresponding to “one light emitting portion” among optical elements configured to be able to diffract incident light. It means the part which was done. Therefore, in a diffraction grating panel in which convex portions having a curved shape in plan view and concave portions having a curved shape in plan view are formed as a grating pattern, one light emitting portion in the light source (one light emitting portion 10 in the light source 3 described above, or An element corresponding to one of the light emitting portions 10R, 10G, and 10B in the light source 3C described above: In other words, in a light source for displaying a monochrome image, one of the display pixels constituting one monochrome image. In the light source for displaying a color image, each sub-pixel corresponding to each color light in one of the display pixels constituting one color image. One diffraction grating 30a (a rectangular region separated by a rough broken line in both drawings) is defined corresponding to one of the optical elements that emits light corresponding to one of them.

なお、平面視曲線状の凸部や平面視曲線状の凹部を格子パターンとして形成した回折格子30aでは、図42に示すように、一例として、格子としての凸部が回折格子30aの一端部(例えば、同図における左端部)と交差する交点P1と、凸部が回折格子30aの他端部(この例では、同図における右端部)と交差する交点P2とを結んだ実線Lcを格子ラインとする。このような構成の回折格子パネル13dにおいても、回折格子30a毎に、各凸部の形成ピッチdや、ペリスト回転角(格子ラインの回転角)などを規定することで、前述した回折格子パネル13(13c)と同様にして、光路変更パネル12(12c)からの光L2(L2R,L2G,L2B)を回折して任意の向きに出射することができる。   Note that, in the diffraction grating 30a in which convex portions having a curved shape in plan view and concave portions having a curved shape in plan view are formed as a grating pattern, as shown in FIG. 42, as an example, the convex portion as a grating is one end portion of the diffraction grating 30a ( For example, a solid line Lc connecting the intersection point P1 intersecting with the left end portion in the figure and the intersection point P2 where the convex portion intersects with the other end portion of the diffraction grating 30a (in this example, the right end portion in the figure) is represented by a grid line. And Also in the diffraction grating panel 13d having such a configuration, the above-described diffraction grating panel 13 is defined by defining the formation pitch d of each convex portion, the perist rotation angle (rotation angle of the grating line), and the like for each diffraction grating 30a. Similarly to (13c), the light L2 (L2R, L2G, L2B) from the optical path changing panel 12 (12c) can be diffracted and emitted in an arbitrary direction.

また、例えば、各回折格子30の形成領域毎に複数の凸部31および複数の凹部32が所定の形成ピッチで形成された凹凸パターンが形成され、この凹凸パターンが回折格子30として機能して、光路変更パネル12(12c)からの光L2(L2R,L2G,L2B)を予め規定された方向に回折するように構成された回折格子パネル13(13c)を有する表示器2(2C)および表示装置1(1C)を例に挙げて説明したが、回折格子パネル13(13c)に代えて、図43〜45に示す回折格子パネル13e〜13gのいずれかによって光路変更パネル12(12c)からの光L2(L2R,L2G,L2B)を予め規定された方向に回折するように構成することもできる。   Further, for example, a concavo-convex pattern in which a plurality of convex portions 31 and a plurality of concave portions 32 are formed at a predetermined formation pitch is formed for each formation region of each diffraction grating 30, and this concavo-convex pattern functions as the diffraction grating 30. Display 2 (2C) and display device having diffraction grating panel 13 (13c) configured to diffract light L2 (L2R, L2G, L2B) from optical path changing panel 12 (12c) in a predetermined direction 1 (1C) has been described as an example, but light from the optical path changing panel 12 (12c) is replaced with any of the diffraction grating panels 13e to 13g shown in FIGS. 43 to 45 instead of the diffraction grating panel 13 (13c). L2 (L2R, L2G, L2B) can also be configured to diffract in a predetermined direction.

この場合、回折格子パネル13e〜13gは、前述した回折格子パネル13(13c)における凸部31および凹部32からなる格子パターン(凹凸パターン)に代えて、複数の凸部31aおよび複数の凹部(スリット)32aからなる格子パターンが形成されて、この格子パターンが回折格子30bとして機能して、光路変更パネル12(12c)からの光L2(L2R,L2G,L2B)を予め規定された方向に回折するように構成されている。なお、この回折格子パネル13e〜13gにおいて、前述した回折格子パネル13(13c)の各要素と同様の要素については、同一の符号を付して重複する説明を省略する。   In this case, the diffraction grating panels 13e to 13g have a plurality of convex portions 31a and a plurality of concave portions (slits) instead of the grating pattern (concave / convex pattern) including the convex portions 31 and the concave portions 32 in the diffraction grating panel 13 (13c) described above. ) 32a is formed, and this grating pattern functions as the diffraction grating 30b to diffract the light L2 (L2R, L2G, L2B) from the optical path changing panel 12 (12c) in a predetermined direction. It is configured as follows. In addition, in these diffraction grating panels 13e-13g, about the element similar to each element of the diffraction grating panel 13 (13c) mentioned above, the same code | symbol is attached | subjected and the overlapping description is abbreviate | omitted.

この場合、図43,44に示すように、回折格子パネル13e,13fの回折格子30bでは、凸部31aの延在方向(同図における実線Laの方向)が、その回折格子面F3に対して垂直に交差する向き(回折格子面F3の法線と平行な向き:δy=0°)となっている。したがって、この回折格子パネル13e,13gの回折格子30bは、δy=0°の回折格子パネル13(13c)の回折格子30と同様に機能する。一方、図45に示すように、回折格子パネル13gの回折格子30bでは、凸部31aの延在方向(同図における実線Laの方向)が、その回折格子面F3に対して斜めに交差する向き(回折格子面F3の法線と非平行な向き:δy≠0°)となっている。したがって、この回折格子パネル13gの回折格子30bは、δy≠0°の回折格子パネル(例えば、図24に示す回折格子パネル13)の回折格子と同様に機能する。   In this case, as shown in FIGS. 43 and 44, in the diffraction grating 30b of the diffraction grating panels 13e and 13f, the extending direction of the convex portion 31a (the direction of the solid line La in the figure) is relative to the diffraction grating surface F3. The direction intersects perpendicularly (direction parallel to the normal line of the diffraction grating surface F3: δy = 0 °). Accordingly, the diffraction grating 30b of the diffraction grating panels 13e and 13g functions in the same manner as the diffraction grating 30 of the diffraction grating panel 13 (13c) with δy = 0 °. On the other hand, as shown in FIG. 45, in the diffraction grating 30b of the diffraction grating panel 13g, the direction in which the projecting portion 31a extends (the direction of the solid line La in the figure) obliquely intersects the diffraction grating surface F3. (Orientation non-parallel to the normal line of the diffraction grating surface F3: δy ≠ 0 °). Accordingly, the diffraction grating 30b of the diffraction grating panel 13g functions in the same manner as the diffraction grating of the diffraction grating panel (for example, the diffraction grating panel 13 shown in FIG. 24) with δy ≠ 0 °.

また、図43〜45に示す回折格子パネル13h〜13jのいずれかによって光路変更パネル12(12c)からの光L2(L2R,L2G,L2B)を予め規定された方向に回折するように構成することもできる。この場合、回折格子パネル13h〜13jは、前述した回折格子パネル13(13c)における凸部31および凹部32からなる格子パターン(凹凸パターン)に代えて、高屈折率材料で形成された複数の高屈折率部35、および低屈折率材料で形成された複数の低屈折率部36からなる格子パターンが形成されて、この格子パターンが回折格子30cとして機能して、光路変更パネル12(12c)からの光L2(L2R,L2G,L2B)を予め規定された方向に回折するように構成されている。この場合、本明細書では、回折格子パネル13h〜13jの回折格子30cにおける各高屈折率部35を、前述した回折格子30の凸部31や回折格子30bの凸部31aと同様の構成要素とする。すなわち、これら回折格子パネル13h〜13jの回折格子30cにおける「凸部の延在方向」は、高屈折率部35の延在方向(各図における実線Laの方向)を意味する。このような構成を採用した場合においても、前述した回折格子パネル13(13c),13a,13b,13e〜13f等と同様の「光回折部」として機能する。   Further, the light L2 (L2R, L2G, L2B) from the optical path changing panel 12 (12c) is diffracted in a predetermined direction by any of the diffraction grating panels 13h to 13j shown in FIGS. You can also. In this case, the diffraction grating panels 13h to 13j are replaced with a plurality of high refractive index materials formed of a high refractive index material in place of the grating pattern (concave / convex pattern) including the convex portions 31 and the concave portions 32 in the diffraction grating panel 13 (13c) described above. A grating pattern composed of a refractive index portion 35 and a plurality of low refractive index portions 36 formed of a low refractive index material is formed, and this grating pattern functions as a diffraction grating 30c, from the optical path changing panel 12 (12c). The light L2 (L2R, L2G, L2B) is diffracted in a predetermined direction. In this case, in the present specification, the high refractive index portions 35 in the diffraction gratings 30c of the diffraction grating panels 13h to 13j are the same components as the convex portions 31 of the diffraction grating 30 and the convex portions 31a of the diffraction grating 30b described above. To do. That is, the “extending direction of the convex portion” in the diffraction grating 30c of the diffraction grating panels 13h to 13j means the extending direction of the high refractive index portion 35 (the direction of the solid line La in each drawing). Even when such a configuration is adopted, it functions as an “optical diffraction section” similar to the diffraction grating panels 13 (13c), 13a, 13b, and 13e to 13f described above.

また、回折格子パネル13,13a〜13jに代えて、図46に示す回折格子パネル13kのようなブレーズ型回折格子を有する「光回折部」を採用することもできる。この場合、ブレーズ型回折格子では、光源3(3C)からの光L1を光路変更パネル12(12c)の各プリズム20(200)によって屈折させることで回折格子30の回折格子面F3に対して光L2を斜めに入射させる構成や、光源3(3C)のパネル面F1に対して回折格子30の回折格子面F3を傾けることで光源3(3C)からの光L1を回折格子面F3に対して斜めに入射させる構成などと同様にして、回折格子から出射される+1次回折光L3b(または、−1次回折光L3c)に対する−1次回折光L3c(または、+1次回折光L3b)の光量を十分に低減させることができる。また、光源3(3C)からの光L1を屈折させるための「光路変更部」が不要となるだけでなく、回折格子30の回折格子面F3を光源3(3C)のパネル面F1に対して傾ける必要もない。したがって、このブレーズ型回折格子を採用することにより、光源3(3C)からの光L1の利用効率を十分に高めた表示器を安価に製造することができる。   Further, instead of the diffraction grating panels 13 and 13a to 13j, an “optical diffraction section” having a blazed diffraction grating such as the diffraction grating panel 13k shown in FIG. 46 may be employed. In this case, in the blazed diffraction grating, the light L1 from the light source 3 (3C) is refracted by the respective prisms 20 (200) of the optical path changing panel 12 (12c), whereby the light is applied to the diffraction grating surface F3 of the diffraction grating 30. The structure in which L2 is incident obliquely, or the light L1 from the light source 3 (3C) is inclined with respect to the diffraction grating surface F3 by tilting the diffraction grating surface F3 of the diffraction grating 30 with respect to the panel surface F1 of the light source 3 (3C). Similar to the configuration in which the light is incident obliquely, the light amount of the −1st order diffracted light L3c (or + 1st order diffracted light L3b) with respect to the + 1st order diffracted light L3b (or −1st order diffracted light L3c) emitted from the diffraction grating is sufficiently reduced. Can be made. In addition, the “optical path changing unit” for refracting the light L1 from the light source 3 (3C) is not necessary, and the diffraction grating surface F3 of the diffraction grating 30 is set to the panel surface F1 of the light source 3 (3C). There is no need to tilt. Therefore, by adopting this blazed diffraction grating, it is possible to manufacture a display device with sufficiently increased utilization efficiency of the light L1 from the light source 3 (3C) at a low cost.

さらに、格子のペリスト回転角が相違する複数の「回折格子」を有する回折格子パネル13,13a〜13kを備えた構成を例に挙げて説明したが、1つの「回折格子」、または、格子間隔が相違する複数の「回折格子」を有するパネル(図示せず)を例えば回折格子面に沿って回転させる(動的にぺリスト回転させる)と共に、このパネルの回転に同期させて、各視点位置において視認させるべき画像を切り替えて表示させる構成を採用することもできる。このような構成を採用した場合においても、「光反射部」を配設することで、上記のパネルから出射される0次回折光の「光反射部」からの出射を抑制することができるため、0次回折光の存在に起因して、いわゆるゴースト像が表示される事態を抑制して、鮮明な画像を表示させることができる。   Further, the configuration including the diffraction grating panels 13 and 13a to 13k having a plurality of “diffraction gratings” having different grating peristaltic rotation angles has been described as an example. However, one “diffraction grating” or a grating interval is described. A panel (not shown) having a plurality of “diffraction gratings” having different values is rotated, for example, along the diffraction grating surface (dynamically rotated by a perist), and each viewpoint position is synchronized with the rotation of the panel. It is also possible to adopt a configuration in which an image to be visually recognized is switched and displayed. Even when such a configuration is adopted, by arranging the “light reflecting portion”, it is possible to suppress the emission of the 0th-order diffracted light emitted from the panel from the “light reflecting portion”. Due to the presence of the 0th-order diffracted light, a situation where a so-called ghost image is displayed can be suppressed and a clear image can be displayed.

また、「視差による立体視画像」を表示する利用形態を例に挙げて説明したが、「表示器」および「表示装置」によって表示する「画像」はこれに限定されない。例えば、複数種類の2次元画像(一例として、ニュース番組の画像、教育番組の画像、およびアニメーション番組の画像)を「互いに相違する画像」として「表示器」に表示させる利用形態を採用することができる。このような利用形態においては、一例として、「表示器」に向かって左側から「ニュース番組の画像」を視認させ、「表示器」に向かって正面から「教育番組の画像」を視認させ、「表示器」に向かって右側から「アニメーション番組の画像」を視認させることで、1台の「表示装置」によって、3人の視聴者に対してそれぞれ相違する画像を視認させることができる。   In addition, the usage form for displaying the “stereoscopic image by parallax” has been described as an example, but the “image” displayed by the “display device” and the “display device” is not limited to this. For example, it is possible to adopt a usage form in which a plurality of types of two-dimensional images (for example, news program images, educational program images, and animation program images) are displayed on the “display” as “different images”. it can. In such a usage mode, as an example, the “news program image” is visually recognized from the left side toward the “display”, and the “education program image” is viewed from the front toward the “display”. By making “an image of an animation program” visible from the right side toward the “display”, three viewers can visually recognize different images from one “display device”.

さらに、RGBカラー画像を表示可能に構成した表示器2C(表示装置1C)を例に挙げて説明したが、RGBカラー画像以外の、各種のカラー画像を表示可能に「表示器」および「表示装置」を構成することもできる。このような構成を採用する場合においては、カラー画像を構成する各色光毎の表示画素毎に、上記のdやεなどを適宜調整すればよい。また、光出射部としてのLEDを備えた光源3(3C)を例に挙げて説明したが、「光源」は、これに限定されず、有機ELや、CRT、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイおよび表面伝導型電子放出素子ディスプレイ(SED)などの各種光出射装置を備えて構成することができる。この場合、単色画像を表示するための表示装置に上記の各種光出射装置を使用する場合には、光出射装置において、1つの単色画像を構成する各表示画素のうちの1つに対応する光を出射するための光学的要素が「光出射部」に相当し、カラー画像を表示するための表示装置に上記の各種光出射装置を使用する場合には、光出射装置において、1つのカラー画像を構成する各表示画素のうちの1つにおける各色の副画素のうちの1つに対応する光を出射するための光学的要素が「光出射部」に相当する。   Further, the display 2C (display device 1C) configured to display RGB color images has been described as an example. However, “display” and “display device” can display various color images other than RGB color images. Can also be configured. In the case of adopting such a configuration, the above-described d and ε may be appropriately adjusted for each display pixel for each color light constituting the color image. In addition, the light source 3 (3C) provided with the LED as the light emitting portion has been described as an example, but the “light source” is not limited to this, and the organic EL, CRT, liquid crystal display, plasma display, and surface conduction are not limited thereto. Various light emitting devices such as a type electron emission device display (SED) can be provided. In this case, when the above-described various light emitting devices are used for a display device for displaying a single color image, the light corresponding to one of the display pixels constituting one single color image in the light emitting device. When the above-described various light emitting devices are used in a display device for displaying a color image, the optical element for emitting light corresponds to a “light emitting portion”. The optical element for emitting the light corresponding to one of the sub-pixels of each color in one of the display pixels constituting the “corresponding” corresponds to the “light emitting part”.

また、拡散板15を備えて構成した表示器2(2C)を例に挙げて説明したが、「光拡散部(拡散板15)」に加えて、「光拡散部」等の傷付きや塵埃の付着を防止するための「保護板」や、ノングレア処理が施された「化粧板」などを配設して「表示器」を構成することもできる。   Further, the display device 2 (2C) configured to include the diffusion plate 15 has been described as an example. However, in addition to the “light diffusion portion (diffusion plate 15)”, the “light diffusion portion” or the like is damaged or dusty. It is also possible to configure a “display device” by disposing a “protection plate” for preventing the adhesion of the light and a “decorative plate” subjected to non-glare treatment.

1,1C 表示装置
2,2C 表示器
3,3C 光源
4 制御部
12,12c 光路変更パネル
13,13a〜13k 回折格子パネル
14,14a〜14c 光反射パネル
15 拡散板
20,20R,20G,20B,200 プリズム
30,30R,30G,30B,30a〜30c 回折格子
40,40R,40G,40B,400 プリズム
F1,F2,F5 パネル面
F3 回折格子面
F4a,F4b 界面
L1〜L5,L1R〜L5R,L1G〜L5G,L1B〜L5B 光
L3a 0次回折光
L3b +1次回折光
L3c −1次回折光
L13,L14a,L14b,L15 法線
θa,θb,θp 角度
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,1C display apparatus 2,2C display 3,3C Light source 4 Control part 12,12c Optical path change panel 13,13a-13k Diffraction grating panel 14,14a-14c Light reflection panel 15 Diffusing plate 20,20R, 20G, 20B, 200 Prism 30, 30R, 30G, 30B, 30a-30c Diffraction grating 40, 40R, 40G, 40B, 400 Prism F1, F2, F5 Panel surface F3 Diffraction grating surface F4a, F4b Interface L1-L5, L1R-L5R, L1G- L5G, L1B to L5B Light L3a 0th order diffracted light L3b + 1st order diffracted light L3c -1st order diffracted light L13, L14a, L14b, L15 Normal θa, θb, θp Angle

Claims (5)

光源からの光を回折する光回折部を備えた表示器であって、
前記光回折部から出射された回折光を透過可能な光学材料によって当該回折光が入射可能に設けられた反射素子を有する光反射部を備えると共に、当該回折光としての−1次回折光および+1次回折光のいずれかの1次回折光を当該反射素子を透過させて当該反射素子から出射させることにより、当該表示器と対向し、かつ当該表示器の左右方向で相違する各視点位置から互いに相違する画像を視認可能に複数の画像を表示可能に構成され、
前記光反射部は、前記回折光としての0次回折光を前記反射素子において反射することにより、当該反射素子における前記いずれかの1次回折光の透過率よりも、当該反射素子における当該0次回折光の透過率の方が小さくなるように構成されている表示器。
A display device having a light diffraction section for diffracting light from a light source,
A light reflecting portion having a reflecting element provided so that the diffracted light can be made incident by an optical material capable of transmitting the diffracted light emitted from the light diffracting portion, and −1st order diffracted light and + 1st order as the diffracted light are provided. The first-order diffracted light of the folded light is transmitted through the reflecting element and emitted from the reflecting element, so that the images are opposed to the display unit and are different from each other from different viewpoint positions in the horizontal direction of the display unit. Is configured to display multiple images so that
The light reflecting portion reflects the 0th-order diffracted light as the diffracted light at the reflective element, so that the 0th-order diffracted light at the reflective element is more than the transmittance of any of the first-order diffracted light at the reflective element. An indicator configured to have a smaller transmittance.
前記光反射部は、前記反射素子における当該表示器の前面側の界面において前記0次回折光が全反射するように構成されている請求項1記載の表示器。   2. The display according to claim 1, wherein the light reflecting portion is configured so that the zero-order diffracted light is totally reflected at an interface of the reflective element on a front side of the display. 波長が相違する複数種類の色光によって1つの表示画素を表示可能に構成され、
前記光反射部は、1つの前記表示画素を表示するための前記各色光に対応して前記反射素子が設けられると共に、当該1つの表示画素を表示するための当該各色光に対応する当該反射素子の光学材料および形状の少なくとも一方が互いに相違するように形成されている請求項1または2記載の表示器。
It is configured to be able to display one display pixel with a plurality of types of colored light having different wavelengths,
The light reflecting portion is provided with the reflective elements corresponding to the color lights for displaying one display pixel, and the reflective elements corresponding to the color lights for displaying the one display pixel. 3. The display device according to claim 1, wherein at least one of the optical material and the shape is different from each other.
波長が相違する複数種類の色光によって1つの表示画素を表示可能に構成され、
前記光反射部は、1つの前記表示画素を表示するための前記各色光に対応して前記反射素子が設けられると共に、当該1つの表示画素を表示するための当該各色光に対応する当該反射素子が、同一の光学材料で、かつ互いに等しい形状となるように形成されている請求項1または2記載の表示器。
It is configured to be able to display one display pixel with a plurality of types of colored light having different wavelengths,
The light reflecting portion is provided with the reflective elements corresponding to the color lights for displaying one display pixel, and the reflective elements corresponding to the color lights for displaying the one display pixel. The display according to claim 1, wherein the two are made of the same optical material and have the same shape.
請求項1から4のいずれかに記載の表示器と、前記光源と、当該光源の点灯を制御して前記表示器に前記画像を表示させる制御部とを備えている表示装置。   5. A display device comprising: the display according to claim 1; the light source; and a control unit that controls lighting of the light source and causes the display to display the image.
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