JP3340766B2 - Transmission projection screen - Google Patents
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、テレビ会議装置、オー
バーヘッドプロジェクタ、スライド投影機等に利用され
る透過型投射スクリーンに関する。The present invention relates to a video conference apparatus, an overhead projector, about the transmission type projection SCREEN utilized in a slide projector or the like.
【0002】[0002]
【従来の技術】臨場感のある画像を与えるには、高精細
であると同時に、高視域であることが望ましい。大画面
ディスプレイにおいては、CRT直視型では、HDTV
用に36インチが量産されているが、50インチ以上は
気圧に対抗させるようにガラスを厚くする必要があるた
め重くなり、その実用化は困難である。これに対して、
プロジェクタは、投射型ディスプレイとも呼ばれ、透過
型投射スクリーンを用いるリア型と反射型投射スクリー
ンを用いるフロント型とに分けられる。また、CRTを
使用する方式と液晶ディスプレイを使用する方式とに分
けられる。2. Description of the Related Art In order to provide an image with a sense of realism, it is desirable to have a high definition as well as a high viewing range. For large screen displays, HDTV for CRT direct view
36 inches are mass-produced, but 50 inches or more are heavy due to the need to make the glass thicker to withstand the atmospheric pressure, and its practical use is difficult. On the contrary,
The projector is also called a projection type display, and is classified into a rear type using a transmission type projection screen and a front type using a reflection type projection screen. Further, the method is divided into a method using a CRT and a method using a liquid crystal display.
【0003】フロント型(反射型)、リア型(透過型)
とも投射スクリーンの画像品質は、光源、CRTや液晶
ディスプレイ、光学系、スクリーンの性能等で決まる
が、特に最後のスクリーンで大きく性能が左右される。
このスクリーンには、プロジェクタから投射された投射
光を視野を拡げるために拡散することが要求されてお
り、CRTの代替のために多くは±30度以上の水平視
域と、±10度以上の垂直視域が求められる。[0003] Front type (reflection type), rear type (transmission type)
In both cases, the image quality of the projection screen is determined by the light source, the CRT, the liquid crystal display, the optical system, the performance of the screen, and the like.
This screen is required to diffuse the projection light projected from the projector in order to widen the field of view. In order to substitute for a CRT, a horizontal viewing area of ± 30 ° or more and a horizontal viewing area of ± 10 ° or more are often used. A vertical viewing zone is required.
【0004】この種の投射スクリーンに関して、特開平
3−60104号公報に示されるようなフレネルレンズ
とレンチキュラレンズとを組合せたものがあり、このタ
イプの複雑なものには3枚以上の構成のものもある。ま
た、実開平3−42432号公報に示されるように、2
枚のレンチキュラレンズを直交配置して用いるものや、
拡散透過板を用いるものもある。一方、反射型投射スク
リーンで代表的なものとしては、拡散反射板を用いるも
のがあるが、その他にも指向性をもたせた反射を行い、
法線方向を中心に利得を上げるようにしたものがある。A projection screen of this type includes a combination of a Fresnel lens and a lenticular lens as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 3-60104, and a complicated screen of this type has a structure of three or more sheets. There is also. Further, as disclosed in Japanese Utility Model Laid-Open No. 3-42432,
Lenticular lenses are used in orthogonal arrangement,
Some use a diffuse transmission plate. On the other hand, as a typical reflection type projection screen, there is a type using a diffuse reflection plate, but also performs reflection with directivity,
In some cases, the gain is increased mainly in the normal direction.
【0005】ここに、フレネルレンズとレンチキュラレ
ンズとを組合せた従来の透過型投射スクリーンの一例を
図15ないし図17に基づいて説明する。まず、図15
は透過型投射スクリーンの平面図を示し、この透過型投
射スクリーン1は、後述するプロジェクタ側のフレネル
レンズ2と観察者3側のレンチキュラレンズ4との各々
のレンズ凹凸面を相対するように配置させて構成されて
いる。前記レンチキュラレンズ4の観察者3側の面に
は、垂直方向に沿う複数の凹凸部が形成されている。こ
の凹凸部の各凸部にはブラックストライプ4aが設けら
れており、これらのブラックストライプ4aの間となる
各凹部は光が透過する開口部4bとされている。Here, an example of a conventional transmission type projection screen in which a Fresnel lens and a lenticular lens are combined will be described with reference to FIGS. First, FIG.
FIG. 1 shows a plan view of a transmission type projection screen, and this transmission type projection screen 1 is arranged so that the lens concave and convex surfaces of a Fresnel lens 2 on the projector side and a lenticular lens 4 on the observer 3 side, which will be described later, face each other. It is configured. On the surface of the lenticular lens 4 on the viewer 3 side, a plurality of uneven portions are formed along the vertical direction. A black stripe 4a is provided on each convex portion of the concave and convex portion, and each concave portion between these black stripes 4a is an opening 4b through which light is transmitted.
【0006】そして、前記透過型投射スクリーン1は使
用に際して、例えば図16に示すように配置される。即
ち、前記透過型投射スクリーン1に対して左側にプロジ
ェクタ5が配置され、右側に前記観察者3の位置が設定
されている。前記プロジェクタ5は、光源としてのメタ
ルハライドランプ6と、このメタルハライドランプ6の
後方近傍に配置された集光器7と、前記メタルハライド
ランプ6の前方に順に配設された液晶ディスプレイ8、
拡大投影レンズ9とにより構成されている。また、前記
フレネルレンズ2のレンズ面を除く周囲及び前記プロジ
ェクタ5は筐体10で覆われている。In use, the transmissive projection screen 1 is arranged, for example, as shown in FIG. That is, a projector 5 is arranged on the left side with respect to the transmissive projection screen 1, and the position of the observer 3 is set on the right side. The projector 5 includes a metal halide lamp 6 as a light source, a condenser 7 disposed near the rear of the metal halide lamp 6, and a liquid crystal display 8 sequentially disposed in front of the metal halide lamp 6.
It is composed of a magnifying projection lens 9. The periphery of the Fresnel lens 2 excluding the lens surface and the projector 5 are covered with a housing 10.
【0007】このような構成おいて、図16に示すよう
に、メタルハライドランプ6の光照射により液晶ディス
プレイ8、拡大投影レンズ9を介して紙面左側から透過
型投射スクリーン1に投射された投射光111 は、フレ
ネルレンズ2で平行光112になった後、レンチキュラ
レンズ4で拡散されて視野が拡がった透過拡散光113
となり、透過型投射スクリーン1の右側にいる観察者3
に広い視域の画像情報として観察される。In such a configuration, as shown in FIG. 16, the projection light 11 projected on the transmission projection screen 1 from the left side of the drawing through the liquid crystal display 8 and the magnifying projection lens 9 by the light irradiation of the metal halide lamp 6. 1 is a transmitted diffused light 11 3 whose collimated light 11 2 is formed by the Fresnel lens 2 and then diffused by the lenticular lens 4 to expand the field of view.
And observer 3 on the right side of transmissive projection screen 1
Is observed as image information of a wide viewing area.
【0008】より具体的には、図17にレンチキュラレ
ンズ4の一部を拡大して示すように、プロジェクタ5か
らの投射光111 はフレネルレンズ2により平行光11
2a〜112eに変えられ、これらの平行光112a〜112e
は、紙面左側からレンチキュラレンズ4を構成する1つ
のレンズ4cに入射し、このレンズ4cを透過し拡散さ
れて透過拡散光113a〜113eとなる。この時、図17
中に一点鎖線で示すように、透過拡散光113a〜113e
に対する等光度の面114 が形成され、これにより、図
17中に示す直線12a,12bの内側に視域13が形
成されることになる。More specifically [0008] As shown enlarged a portion of the lenticular lens 4 in FIG. 17, the parallel light 11 by the projection light 11 1 from the projector 5 is a Fresnel lens 2
Changed to 2a to 11 2e, these parallel light 11 2a to 11 2e
Is incident on one lens 4c constituting the lenticular lens 4 from the left side, the transmitted diffused light 11 3a to 11 3e are transmitted spread the lens 4c. At this time, FIG.
As shown by the one-dot chain line, the transmitted diffused light 11 3a to 11 3e
Surface 11 4 equal intensity are formed for, As a result, the straight line 12a shown in FIG. 17, the inside of 12b viewing zone 13 is formed.
【0009】ここに、レンチキュラレンズ4が完全拡散
板である場合は、レンズ4cの透過面の法線方向の透過
拡散光113cの光度をIc、例えばこの透過拡散光11
3cとθb度をなす方向の透過拡散光113bの光度をIb
とすると、 Ib=Ic・cos (θb) …(1) の関係がある。この(1)式は、光度は法線からずれる
ほど減少するが、輝度は一定であることを示している。
一般に、透過型投射スクリーン1の場合、レンチキュラ
レンズ4で平行光112 を垂直方向にはあまり拡散しな
くてもよいため、レンチキュラレンズ4内に微粒子を混
入し、散乱により平行光112 を垂直方向に拡散させる
方法が用いられている。また、水平視域13を±30〜
45度に制限して、法線方向を中心に輝度を大きくした
ものが用いられる。[0009] Here, when the lenticular lens 4 is complete diffusion plate, the light intensity in the normal direction of the transmitted diffused light 11 3c of the transmission surface of the lens 4c Ic, for example the transmitted diffused light 11
Ib the intensity of the transmitted diffused light 11 3b of direction forming an 3c and θb of
Then, there is a relationship of Ib = Ic · cos (θb) (1) The equation (1) indicates that the luminous intensity decreases as it deviates from the normal, but the luminance is constant.
In general, in the case of the transmission type projection screen 1, since it is not much spread the lenticular lens 4 a parallel beam 11 2 in the vertical direction, the fine particles mixed in the lenticular lens 4, a vertical parallel light 11 2 by scattering A method of diffusing in the direction is used. Also, the horizontal viewing zone 13 is set to ± 30
The angle is limited to 45 degrees and the luminance is increased around the normal direction.
【0010】[0010]
【発明が解決しようとする課題】ところで、透過型投射
スクリーン1に用いられるレンチキュラレンズ4は、フ
レネルレンズ2の一体型から、レンチキュラレンズ分離
型、表裏の二重レンチキュラレンズ型と複雑化するほど
一般に性能がよくなる。また、レンチキュラレンズ4の
観察者3側の表面にブラックストライプ4aを設けるこ
とにより、室内の照明光に対するレンチキュラレンズ4
の表面反射を抑え、コントラストを高めるようにしてい
る。このようなことからレンチキュラレンズ4の形状が
複雑になり、その成形方法が難しく、コスト高となって
しまう。By the way, the lenticular lens 4 used in the transmission type projection screen 1 generally becomes more complicated as the Fresnel lens 2 is changed from an integrated type to a lenticular lens separated type and a front and back double lenticular lens type. Performance is improved. Further, by providing a black stripe 4a on the surface of the lenticular lens 4 on the observer 3 side, the lenticular lens 4 with respect to indoor illumination light is provided.
To reduce surface reflection and increase contrast. For this reason, the shape of the lenticular lens 4 is complicated, the molding method is difficult, and the cost is high.
【0011】具体的には、レンチキュラレンズ4は、複
数の微少なレンズ4cからなっており、各レンズ4c間
のピッチが約0.5〜1.0mmでプラスチックにより作
製される。また、レンチキュラレンズ4の厚さは3〜7
mm程度であり、表面に凹凸があることから作製方法が複
雑であり、成形時の面内のバラツキが大きくなればなる
ほど出やすい。また、レンチキュラレンズ4は平行光を
水平方向に大きく拡散させ、垂直方向にはあまり拡散し
なくてもよいため、平行光112 を垂直方向に拡散させ
る方法として、レンチキュラレンズ4内に微粒子を混入
したり、垂直方向にもう1枚レンズを設ける必要があ
る。さらに、屈折率分布型のレンズで平面形状に作製す
るには、比較的厚いレンズが必要であり、しかも、視域
を大きくするのが難しい。このように、レンチキュラレ
ンズ4の形状は複雑であり、その成形方法は極めて難し
く、コスト高となる。More specifically, the lenticular lens 4 comprises a plurality of minute lenses 4c, and the pitch between the lenses 4c is about 0.5 to 1.0 mm and is made of plastic. The thickness of the lenticular lens 4 is 3-7.
It is about mm, and the manufacturing method is complicated due to the unevenness on the surface. Further, the lenticular lens 4 is greatly diffused parallel light in the horizontal direction, since it is not much spread in the vertical direction, as a method of diffusing the collimated light 11 2 in the vertical direction, mixing fine particles lenticular lens 4 Or it is necessary to provide another lens in the vertical direction. Further, in order to produce a planar shape with a refractive index distribution type lens, a relatively thick lens is required, and it is difficult to enlarge the viewing zone. As described above, the shape of the lenticular lens 4 is complicated, the molding method is extremely difficult, and the cost is high.
【0012】また、レンチキュラレンズ4はそのレンズ
表面に凹凸があるため、表面の機械的接触に弱く、埃や
ゴミを拭き取る際に表面に傷を生じるため、徐々に画像
品質を劣化させることになり、耐久性に劣るという問題
がある。The lenticular lens 4 has irregularities on its lens surface, so it is weak to mechanical contact with the surface and scratches the surface when wiping dust and dirt, so that the image quality gradually deteriorates. However, there is a problem that the durability is poor.
【0013】[0013]
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明で
は、プロジェクタから投射された投射光を背面から前面
方向に透過させて平行光に変えるフレネルレンズと、こ
のフレネルレンズの前面側に配設されてこのフレネルレ
ンズを透過した前記平行光を観察者側に透過・拡散させ
る2枚のホログラム素子を有する光学素子とにより透過
型投射スクリーンを構成した。According to the first aspect of the present invention, a Fresnel lens that transmits the projection light projected from the projector from the back to the front and converts it into parallel light, and is disposed on the front side of the Fresnel lens. An optical element having two hologram elements for transmitting and diffusing the parallel light transmitted through the Fresnel lens to the observer side was configured as a transmission type projection screen.
【0014】[0014]
【0015】[0015]
【0016】[0016]
【0017】[0017]
【0018】[0018]
【作用】請求項1記載の発明においては、従来のレンチ
キュラレンズに代えてホログラム素子を用いて透過型投
射スクリーンを構成することにより、透過型投射スクリ
ーンを薄型にするとともにその表面を平滑にすることが
可能となり、これにより、埃やゴミを拭取る際の機械的
接触に強くなり、耐久性を高め得るものとなる。また、
2枚のホログラム素子を用いていることにより、単一の
ホログラム素子による0次光を含む光学的な収差を補正
しやすくなり、観察者はホログラム素子による0次光を
観察することなく、輝度のバラツキの少ない画像を観察
し得るものとなる。 According to the first aspect of the present invention, the transmission type projection screen is formed by using a hologram element instead of the conventional lenticular lens, thereby making the transmission type projection screen thinner and the surface thereof smooth. This makes it possible to increase the mechanical contact when wiping dust and dirt, thereby improving the durability. Also,
By using two hologram elements, a single
Corrects optical aberrations including zero-order light by hologram elements
The observer can use the hologram element to generate the 0th order light.
Observe images with less variation in brightness without observing
Can be done.
【0019】[0019]
【0020】[0020]
【0021】[0021]
【0022】[0022]
【0023】[0023]
【実施例】本発明の一の実施例を図1ないし図10に基
づいて説明する。なお、図15ないし図17において説
明した部分と同一部分は同一符号で示し、説明も省略す
る。まず、図1ないし図3に基づいて前提となる構成に
ついて説明する。本実施例は、その前提として、図15
ないし図17に示した透過型投射スクリーン1のレンチ
キュラレンズ4に代えて、図1及び図2に示すように、
フレネルレンズ2の前面側に、ホログラム素子14を有
する光学素子15を配設して透過型投射スクリーン16
を形成したものである。前記光学素子15は、前記ホロ
グラム素子16と支持基板17とにより形成されてお
り、前記ホログラム素子14はその前面に密着された前
記支持基板17で支持されている。It is described with reference to FIGS. 1 to 10 an embodiment of the embodiment of the present invention. 15 to 17 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. First, based on FIG. 1 to FIG.
explain about. This embodiment is based on the premise that FIG.
Or cash forte the lenticular lens 4 of the transmission type projection screen 1 shown in FIG. 17, as shown in FIGS. 1 and 2,
An optical element 15 having a hologram element 14 is disposed on the front side of the Fresnel lens 2 to form a transmission projection screen 16.
Is formed. The optical element 15 is formed by the hologram element 16 and a support substrate 17, and the hologram element 14 is supported by the support substrate 17 which is in close contact with the front surface.
【0024】このような構成において、図3(フレネル
レンズ2は簡単のため省略してある)に示すように、フ
レネルレンズ2で平行にされた投射光111a〜111eは
光学素子15に入射し、まず、ホログラム素子14によ
り各々微小な部分で拡散されて拡散光112a〜112eと
なる。そして、投射光111a〜111eの幅が十分微小と
なる距離では、結果として等光度の面113 を与える光
線(実際には非常に多数本の光線)114 に分割させて
投射光111 を拡散することが可能となる。これによ
り、ホログラム素子14で拡散されて視野が拡がった光
線114 となり、透過型投射スクリーン16の右側にい
る観察者3は広い視域の画像情報として観察し得るもの
となる。また、ホログラム素子14を用いることによ
り、従来のレンチキュラレンズ4(図15参照)に比
べ、光学素子15の表面を平滑にし得るものとなる。よ
って、透過型投射スクリーン16を薄型化、平滑化する
ことが可能となり、埃やゴミを拭取る際の機械的接触に
強くなり、耐久性を高めることが可能となる。The incidence in this configuration, as shown in FIG. 3 (Fresnel lens 2 is omitted for simplicity), the projected light 11 1a is collimated by the Fresnel lens 2 to 11 1e optical element 15 and, first, the diffused light 11 2a to 11 2e is diffused in each small part by the hologram element 14. Then, the distance that the width of the projected light 11 1a to 11 1e is sufficient small, resulting iso-intensity (very large number of rays actually) light giving face 11 3 of 11 4 were divided into by projected light 11 1 can be spread. This makes those rays 11 4 becomes the visual field is spread is diffused by the hologram element 14, an observer 3 who is on the right side of the transmission type projection screen 16 to be observed as the image information of a wide viewing zone. Further, by using the hologram element 14, the surface of the optical element 15 can be made smoother than the conventional lenticular lens 4 (see FIG. 15). Accordingly, the transmission type projection screen 16 can be made thinner and smoother, and can be more resistant to mechanical contact when wiping dust and dirt, thereby improving durability.
【0025】また、図3に示した光学素子15の変形例
として、図4に示すように、支持基板17の前面に垂直
方向に沿う複数のブラックストライプ17aを設け、こ
れらのブラックストライプ17a間を光が透過する開口
部17bとし、さらに、従来のレンチキュラレンズ4に
対応して投射光111a〜111eの各光線をホログラム素
子14で異なる方向に偏向させるようにすれば、結果と
して等光度の面112を与える光線(実際には非常に多
数本の光線)113a〜113eに分割させて拡散すること
が可能となる。これは、投射光111a〜111eを1つの
ホログラムレンズに入射させた場合と同じである。ま
た、ブラックストライプ17aは、従来のレンチキュラ
レンズ4の場合と同様にして容易に設けることが可能で
ある。As a modification of the optical element 15 shown in FIG. 3, as shown in FIG. 4, a plurality of black stripes 17a extending in the vertical direction are provided on the front surface of the support substrate 17, and the space between these black stripes 17a is provided. and opening 17b through which light is transmitted, further, if the respective beams of the conventional lenticular lens 4 to the correspondingly projected light 11 1a to 11 1e to deflect in different directions by the hologram element 14, the iso-intensity resulting light providing surface 11 2 (actually very large number of light) can be diffused by dividing into 11 3a to 11 3e. This is the same as obtained by the incident projection light 11 1a to 11 1e into one hologram lens. The black stripe 17a can be easily provided in the same manner as in the case of the conventional lenticular lens 4.
【0026】ここで、図3及び図4に示した光学素子1
5において、例えば、ホログラム素子14は、ホログラ
ム記録材料に銀塩感光剤又は高分子フィルムを用い、支
持基板17にポリカーボネイトを用いて構成されるもの
であり、ホログラム記録材料に予めレーザ光学系を用い
て記録する。このとき、露光パターン(ホログラムパタ
ーン)は、光学的に作製してもよいが、CGHデータに
したがってレーザや電子線を用いて直接、書込んでもよ
いし、CGHデータを基にマスクを作製し、このマスク
のホログラムパターンにしたがって露光するようにして
もよい。このようなホログラム素子14の作製方法の詳
細については後述する。Here, the optical element 1 shown in FIGS.
5, for example, the hologram element 14 is configured by using a silver salt photosensitive agent or a polymer film for a hologram recording material and using polycarbonate for a support substrate 17, and using a laser optical system in advance for the hologram recording material. Record. At this time, the exposure pattern (hologram pattern) may be optically produced, may be directly written using a laser or an electron beam according to the CGH data, or a mask may be produced based on the CGH data. Exposure may be performed according to the hologram pattern of the mask. Details of the method of manufacturing such a hologram element 14 will be described later.
【0027】ホログラム素子14の設計としては、単純
に全ての場所で水平方向に拡散させるように、同じホロ
グラムを設計してもよいが、透過型投射スクリーン16
の左右で対称になるように、その中央部と端部との拡散
状態を変化させてもよい。また、スクリーン16上の上
下で非対称になるように拡散状態を変化させてもよい。
これは、大きなスクリーン16を観察するときに、この
スクリーン16の大きさに対してスクリーン16と観察
者3との距離が小さいと、スクリーン16の中央部と周
辺部とを比べて、スクリーン16の法線と、スクリーン
16上の観察位置と観察者3とを結んだ線との角度の差
が大きくなり、スクリーン16の周辺では、要求される
拡散状態が異なってくることによる。The design of the hologram element 14 may be such that the same hologram is simply designed to be diffused in all directions in the horizontal direction.
The diffusion state between the center and the end may be changed so as to be symmetrical on the left and right sides. Further, the diffusion state may be changed so as to be asymmetrical in the vertical direction on the screen 16.
This is because, when observing the large screen 16, if the distance between the screen 16 and the viewer 3 is smaller than the size of the screen 16, the central part and the peripheral part of the screen 16 are compared, and This is because the difference in angle between the normal line and the line connecting the observation position on the screen 16 and the observer 3 increases, and the required diffusion state differs around the screen 16.
【0028】さらに、ホログラム素子14にはレンチキ
ュラレンズのように水平方向のみ拡散させる機能をもた
せ、支持基板17に微粒子を混入させて垂直方向に拡散
させるように光学素子15を設計してもよい。また、予
め、ホログラム素子14を水平・垂直両方向に拡散する
ように設計しておくと、支持基板17の制約が少なく効
果的である。このとき、垂直方向に要求される拡散状態
は水平方向と大きく異なるので、これに対応してホログ
ラム素子14を垂直・水平両方向で各々異なるように作
製すればよい。Further, the hologram element 14 may have a function of diffusing only in the horizontal direction like a lenticular lens, and the optical element 15 may be designed so that fine particles are mixed into the support substrate 17 and diffused in the vertical direction. If the hologram element 14 is designed to diffuse in both the horizontal and vertical directions in advance, the support substrate 17 is less restricted and effective. At this time, the diffusion state required in the vertical direction is significantly different from that in the horizontal direction, and accordingly, the hologram element 14 may be manufactured so as to be different in both the vertical and horizontal directions.
【0029】ここに、例えば、ホログラム素子14を体
積ホログラムでしかも位相型ホログラムとして作製すれ
ば、その利用効率は理論的に100%になるが、実際に
は利用効率が95%以上のホログラム素子14を作製す
ることは難しく、残りの部分は0次光として入射方向と
同方向へ出射することになる。この状態を図5に示す。
この場合、投射光111 をホログラム素子14に入射し
透過させて等光度の面112 を得たとすると、投射光1
11 の入射方向と一致する方向に0次光113の光度が
大きくなる。これは、図3,図4のどちらの方式の光学
素子15でも同じである。この0次光113 が大き過ぎ
ると、特定方向の観察者3に対してスクリーン16の特
定位置だけが輝度が大きく変化して観察されるので、ホ
ログラム素子14の0次光113 付近の光度を予め小さ
くなるように設計する等、0次光113 を極力小さくす
るようにホログラム素子14を作製することが大切であ
る。Here, for example, if the hologram element 14 is fabricated as a volume hologram and as a phase type hologram, the utilization efficiency is theoretically 100%, but in practice the hologram element 14 has a utilization efficiency of 95% or more. Is difficult to produce, and the remaining part is emitted as the zero-order light in the same direction as the incident direction. This state is shown in FIG.
In this case, assuming that the projection light 11 1 is incident on the hologram element 14 and transmitted therethrough to obtain the surface 11 2 having the same luminous intensity, the projection light 1 1
1 1 of intensity of the incident direction as the 0-order light 11 3 matching increases. This is the same for the optical element 15 of either of the systems shown in FIGS. If this 0 order light 11 3 too large, since only a specific position of the screen 16 is observed greatly changes the luminance for a particular direction of the observer 3, the luminous intensity in the vicinity of the zero-order light 11 3 of the hologram element 14 etc. designed to advance becomes smaller, it is important to produce the hologram element 14 so as to minimize the 0 order light 11 3.
【0030】そこで、0次光113 の強度の大きなホロ
グラム素子14のときには、例えば、図4に示した構成
の光学素子15の変形例として、図6に示すように、ブ
ラックストライプ17a間の開口部17bの中央部付近
に減光手段18を設けることにより、0次光の方向に強
度が大きくなるのを防ぐことが可能となる。この減光手
段18としては、単純なND(Neutral Density )フ
ィルタでもよく、投射光111 に対して0次光付近の拡
散光を与える部分の光を多く吸収し、この方向は他の部
分の0次光により補うことで、結果として、等光度の面
112 を得ることが可能となる。また、この減光手段1
8は、ブラックストライプ17a間の開口部17bの中
央部に限らず、ブラックストライプ17a間の開口部1
7bの全面に設けてもよく、この場合には、2色性色素
により設計し、設計した方向以外の光に対して大きく吸
収するような素子を用いればよい。[0030] Therefore, 0 when the large hologram element 14 of the intensity of the primary light 11 3, for example, as a modified example of the optical element 15 of the configuration shown in FIG. 4, as shown in FIG. 6, the opening between the black stripes 17a By providing the dimming means 18 near the center of the portion 17b, it is possible to prevent the intensity from increasing in the direction of the zero-order light. As the extinction device 18, a simple ND (Neutral Density) may be a filter, absorbs more light in the portion giving the diffused light in the vicinity of the zero-order light to the projection light 11 1, in this direction other portions by supplementing the 0 order light, as a result, it becomes possible to obtain a surface 11 2 of the iso-intensity. Also, this dimming means 1
8 is not limited to the central portion of the opening 17b between the black stripes 17a, but the opening 1 between the black stripes 17a.
7b may be provided on the entire surface. In this case, an element which is designed with a dichroic dye and absorbs light largely in a direction other than the designed direction may be used.
【0031】続いて、図1に示した透過型投射スクリー
ン16を前提とする本実施例の構成例を図7に示す。ま
ず、ホログラム素子14は、図7(a)に示すように、
支持基板17の前後両面に2枚設けてもよいし、図7
(b)に示すように、支持基板17の背面に2枚設けて
もよい。これらの図7(a)(b)に示す本実施例の構
成例の場合、ホログラム素子14を2枚に増やすこと
で、レンズの枚数を増やした場合と同様に、光学的な収
差を補正しやすくなる。Next, FIG. 7 shows a configuration example of the present embodiment on the premise of the transmission type projection screen 16 shown in FIG. First, the hologram element 14, as shown in FIG.
Two sheets may be provided on both front and rear surfaces of the support substrate 17, and FIG.
As shown in (b), two sheets may be provided on the back surface of the support substrate 17. FIGS. 7A and 7B show the structure of this embodiment.
In the case of the example, by increasing the number of the hologram elements 14 to two, it becomes easier to correct optical aberrations, as in the case of increasing the number of lenses.
【0032】また、図8に示すように、ホログラム素子
14をレンチキュラレンズ4と併用してもよく、この場
合、レンチキュラレンズ4で解消できなかった収差を大
きく減少させたり、レンチキュラレンズ4の形状を簡単
なものとすることが可能となる。即ち、図8(a)の例
では、レンチキュラレンズ4の前面にホログラム素子1
4を密着させて光学素子15を形成したものである。こ
の場合、ホログラム素子14を支持する支持基板17を
省略可能となる。しかも、ブラックストライプ4aの機
能をホログラム素子14にもたせることが可能であるた
め、レンチキュラレンズ4の片側の表面を平坦に形成し
得るものとなる。一方、図8(b)の例では、支持基板
17にホログラム素子14を支持させた光学素子15を
フレネルレンズ2とレンチキュラレンズ4との間に配設
したものである。この場合、図15に示した従来の構成
を大きく変えることなくホログラム素子14を利用する
ことが可能となる。As shown in FIG. 8, the hologram element 14 may be used in combination with the lenticular lens 4. In this case, the aberration that cannot be eliminated by the lenticular lens 4 is greatly reduced, or the shape of the lenticular lens 4 is changed. It becomes possible to make it simple. That is, in the example of FIG. 8A, the hologram element 1 is provided on the front surface of the lenticular lens 4.
4 are formed in close contact with each other to form an optical element 15. In this case, the support substrate 17 that supports the hologram element 14 can be omitted. Moreover, since the function of the black stripe 4a can be given to the hologram element 14, the surface on one side of the lenticular lens 4 can be formed flat. On the other hand, in the example of FIG. 8B, the optical element 15 in which the hologram element 14 is supported on the support substrate 17 is disposed between the Fresnel lens 2 and the lenticular lens 4. In this case, the hologram element 14 can be used without largely changing the conventional configuration shown in FIG.
【0033】さらに、図1に示した透過型投射スクリー
ン16の別の変形例として、図9に示すように、フレネ
ルレンズ2をなくし、ホログラム素子14と支持基板1
7とよりなる光学素子15だけで透過型投射スクリーン
16を形成してもよい。即ち、ホログラム素子14をス
クリーン16の面に対して垂直な進行方向の平行光(フ
レネルレンズ2により平行にされた平行光)を拡散する
ようにするのではなく、プロジェクタ5からの投射光1
11a〜111eを直接に、例えば、スクリーン16の法線
方向の光線112a〜112eを中心に拡散するように設計
すればよい。この場合、メタルハライドランプ6の光照
射により液晶ディスプレイ8、拡大投影レンズ9を介し
て直接、スクリーン16に照射された投射光111a〜1
11eとスクリーン16とのなす方向がこのスクリーン1
6上の位置によって異なるので、その位置にそれぞれ最
適なホログラムを作製する必要がある。また、0次光1
13a,113b,113c(112c),113d,113eの進
行方向がスクリーン16上の位置によって異なり、結果
として、等光度の面114a〜114eが得られることにな
るので、特に0次光113a〜113eが減少するように注
意する必要がある。Further, as another modification of the transmission type projection screen 16 shown in FIG. 1, as shown in FIG. 9, the Fresnel lens 2 is eliminated, and the hologram element 14 and the support substrate 1 are removed.
The transmissive projection screen 16 may be formed only by the optical element 15 consisting of 7. That is, the hologram element 14 does not diffuse parallel light in the traveling direction perpendicular to the surface of the screen 16 (parallel light parallelized by the Fresnel lens 2), but the projection light 1 from the projector 5.
In the 1 1a to 11 1e directly, for example, it may be designed to diffuse around the normal direction of the light beam 11 2a to 11 2e of the screen 16. In this case, the projection light 11 1a to 1 1a to 1 applied to the screen 16 directly by the light irradiation of the metal halide lamp 6 via the liquid crystal display 8 and the magnifying projection lens 9
11 1e and the screen 16 make this screen 1
6, it is necessary to produce holograms optimal for each position. In addition, 0-order light 1
1 3a, 11 3b, 11 3c (11 2c), depends 11 3d, 11 3e traveling direction position on the screen 16 of, as a result, since the surface 11 4a to 11 4e equal intensity will be obtained, In particular, care must be taken so that the zero-order light 11 3a to 11 3e is reduced.
【0034】ところで、図4に示した光学素子15から
なる透過型投射スクリーン16をカラー用のプロジェク
タに用いた場合、図10(フレネルレンズ2は簡単のた
め省略してある)に示すように、紙面左側から画像信号
に応じて投射されてフレネルレンズ2で平行光とされた
R(赤色),G(緑色),B(青色)の3色からなる投
射光111 は、光学素子15に入射する。ここで、光学
素子15の支持基板17に支持されたホログラム素子1
4は一般に波長依存性が大きく、例えば、Bの短波長の
光に対してホログラム素子14を設計すると、Bの投射
光111 に対しては、望ましい等光度の面112bが得ら
れたとしても、GやRの投射光111 に対しては、各
々、Bと異なる等光度の面112g,112rとなり、R,
G,Bの3つの色で等光度の面112r,112g,112b
が一致しないため、色再現性を良好に保ってスクリーン
16を見る角度が非常に限られることになり、通常のレ
ンズで言う色分散が発生することになる。When the transmission type projection screen 16 comprising the optical element 15 shown in FIG. 4 is used for a color projector, as shown in FIG. 10 (the Fresnel lens 2 is omitted for simplicity), from the left side is projected in accordance with the image signal into a parallel light by the Fresnel lens 2 R (red), G (green), B projection light 11 1 consisting of three colors (blue) is incident on the optical element 15 I do. Here, the hologram element 1 supported on the support substrate 17 of the optical element 15
4 is generally a large wavelength dependency, for example, as when designing the hologram element 14 for light of short wavelength B, and the projection light 11 1 B, the surface 11 2b of the iso-intensity desired is obtained For the G or R projection light 11 1 , surfaces 11 2g and 11 2r having equal luminosity different from B are obtained, respectively.
Surfaces 11 2r , 11 2g , and 11 2b of three colors G and B with equal luminosity
Do not match, the angle at which the screen 16 is viewed is very limited while maintaining good color reproducibility, and chromatic dispersion referred to with a normal lens occurs.
【0035】そこで、この色分散を少なくした透過型投
射スクリーンの参考構成例を図11に基づいて説明す
る。なお、図10において説明した部分と同一部分は同
一符号で示し、説明も省略する。本参考構成例は、図1
0に示したホログラム素子14に代えて、図11に示す
ように、フレネルレンズ2(図11中には図示せず)の
前面に、このフレネルレンズ2を透過したR,G,Bの
投射光111r,111g,111bの各画素毎に異な
る波長特性をもつホログラム領域19r,19g,19
bを有するホログラム素子19を設けたものである。そ
して、前記ホログラム素子19を支持基板17に支持さ
せた光学素子20と前記フレネルレンズ2とにより透過
型投射スクリーン21が形成されている。 A reference configuration example of a transmission type projection screen with reduced chromatic dispersion will be described with reference to FIG. The same parts as those described in FIG. 10 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. This reference configuration example is shown in FIG.
In place of the hologram element 14 shown in FIG. 11, as shown in FIG. 11, R, G, B projection light transmitted through the Fresnel lens 2 is provided on the front surface of the Fresnel lens 2 (not shown in FIG. 11). Hologram areas 19r, 19g, 19 having different wavelength characteristics for each pixel of 111r, 111g, 111b
This is provided with a hologram element 19 having b. A transmission projection screen 21 is formed by the optical element 20 supporting the hologram element 19 on the support substrate 17 and the Fresnel lens 2.
【0036】このような構成において、空間的に分割さ
れたカラー表示に必要なR,G,Bの各投射光は、フレ
ネルレンズ2で平行な投射光111r,111g,111bと
なり、それぞれ別々のスクリーン21部分に位置する異
なる波長特性をもつホログラム素子19のホログラム領
域19r,19g,19bに入射する。そして、各投射
光111r,111g,111bは、各ホログラム領域19
r,19g,19bでそれぞれ分散し、ほぼ同じ等光度
の面112r,112g,112bが得られることになる。こ
れにより、R,G,Bの各色毎の波長の違いによる色分
散を大幅に減少させることが可能となる。In such a configuration, R, G, and B projection lights necessary for spatially divided color display become parallel projection lights 11 1r , 11 1g , and 11 1b by the Fresnel lens 2. The light enters the hologram regions 19r, 19g, and 19b of the hologram element 19 having different wavelength characteristics and located on different screens 21. Then, each of the projected lights 11 1r , 11 1g , 11 1b is transmitted to each hologram area 19.
The surfaces 11 2r , 11 2g , and 11 2b which are dispersed at r, 19g, and 19b, respectively, and have almost the same luminous intensity are obtained. As a result, it is possible to greatly reduce chromatic dispersion due to the difference in wavelength for each of R, G, and B colors.
【0037】ここに、1枚のパネルを用いた液晶プロジ
ェクタでは、カラー表示用としてカラーフィルタを用い
て空間的にR,G,Bを分割して表示することが一般的
であり、投射光も空間的にR,G,Bに分割されてスク
リーンに入射するものであるが、本参考構成例のよう
に、R,G,Bの投射光111r,111g,111b
に対して別々のホログラム領域19r,19g,19b
を設けることは、位置合わせだけをすればよく、比較的
容易に実施することが可能である。Here, in a liquid crystal projector using a single panel, it is general to spatially divide R, G, and B using a color filter for color display and display the projection light. The light is spatially divided into R, G, and B and is incident on the screen. However, as in the present reference configuration example, the R, G, and B projected lights 111r, 111g, and 111b are projected.
Hologram areas 19r, 19g, and 19b
Is only required to be aligned, and can be implemented relatively easily.
【0038】また、Bの青色自体も、レーザを用いる以
外では、一般に単一波長ではないので分散することにな
るため、液晶表示用のバックライトとしてはレーザ光が
望ましいが、本参考構成例のように、よく使用されるメ
タルハライドランプ6の輝線とホログラム素子19に最
適な波長とを一致させることで、B自体の分散の少ない
透過型投射スクリーン21を得ることが可能となる。[0038] Also, the blue itself B, and except for using laser generally to become to disperse it is not a single wavelength, the laser beam is desired as a backlight for a liquid crystal display, the reference configuration example of As described above, by matching the emission line of the metal halide lamp 6 which is often used with the wavelength optimal for the hologram element 19, it is possible to obtain the transmission type projection screen 21 in which the dispersion of B itself is small.
【0039】次に、別の参考構成例を図12に基づいて
説明する。なお、図9において説明した部分と同一部分
は同一符号で示し、説明も省略する。本構成例は、前述
の0次光による画像の輝度のバラツキを少なくするよう
にしたものであり、図9に示した透過型投射スクリーン
16の構成に加え、図12に示すように、光学素子15
の背面側に、ホログラム素子14に入射するプロジェク
タ5からの投射光111a〜111eの進行方向を観察
者3の視域22を外れた視域周辺方向に偏向する偏向光
学素子23が設けられている。そして、この偏向光学素
子23と、前記ホログラム素子14を支持基板17に支
持させた前記光学素子15とにより透過型投射スクリー
ン24が形成されている。Next, another reference configuration example will be described with reference to FIG. The same parts as those described in FIG. 9 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. In the present configuration example, the variation in the luminance of the image due to the zero-order light described above is reduced. In addition to the configuration of the transmission type projection screen 16 shown in FIG. Fifteen
A deflecting optical element 23 for deflecting the traveling direction of the projection light 111a to 111e from the projector 5 incident on the hologram element 14 toward the periphery of the viewing zone outside the viewing zone 22 of the observer 3 is provided on the back side of the hologram element 14. . A transmission type projection screen 24 is formed by the deflection optical element 23 and the optical element 15 in which the hologram element 14 is supported on a support substrate 17.
【0040】このような構成において、メタルハライド
ランプ6の光照射により液晶ディスプレイ8,拡大投影
レンズ9を介して紙面左側から透過型投射スクリーン2
4に投射された投射光111a〜111eは、偏向光学素子
23で観察者3の視域22以外の方向にそれぞれ偏向さ
れて平行光112a〜112eになり、これらの平行光11
2a〜112eは、ホログラム素子14に入射する。そし
て、このホログラム素子14で拡散され、さらに支持基
板17を透過して等光度の面113a〜113eを形成して
観察者3に観察されることになる。このとき、ホログラ
ム素子14の0次光114a〜114eの進行方向は、偏向
光学素子23で観察者3の視域22周辺方向に偏向され
ているため、観察者3の方向に0次光114a〜114eが
なくなる。これにより、観察者3は所定の視域22内で
あれば、どの方向でも0次光114a〜114eを観察する
ことなく、輝度のバラツキの少ない画像を観察し得るも
のとなる。In such a configuration, the transmission type projection screen 2 is irradiated from the left side of the drawing through the liquid crystal display 8 and the magnifying projection lens 9 by irradiating the metal halide lamp 6 with light.
Projection light 11 1a to 11 1e projected to 4 will become respectively deflected collimated light 11 2a to 11 2e in a direction other than the viewing area 22 of the viewer 3 at the optical deflector 23, these parallel light 11
2a to 112e enter the hologram element 14. Then, spread by the hologram element 14, further supporting substrate 17 to form a surface 11 3a to 11 3e equal intensity and transmitted it will be viewed by the viewer 3. At this time, since the traveling directions of the zero-order lights 11 4a to 11 4e of the hologram element 14 are deflected toward the periphery of the viewing area 22 of the observer 3 by the deflecting optical element 23, the zero-order lights in the direction of the observer 3 114a to 114e disappear. Thus, if the viewer 3 is a within a predetermined viewing zone 22, without observing also the zero-order light 11 4a to 11 4e in any direction and be capable of observing the variation image with little brightness.
【0041】ここで、偏向光学素子23には、マイクロ
プリズムやフレネルレンズやホログラム素子を用いるこ
とが可能である。ホログラム素子からなる偏向光学素子
23を用いた場合には、0次光が少々あっても、ホログ
ラム素子を2枚用いれば1枚目で発生した0次光の影響
が2枚目で非常に小さくなるため、この0次光が問題に
なることが少ない。また、本実施例のように、観察者3
の視域22周辺に相当する方向が0次光114a〜114e
の方向となるようにホログラム素子14に投射光111a
〜111eを入射させることにより、視域22周辺の光度
を大きくすることも可能である。さらに、ホログラム素
子14の方で特性を変化させれば、このときのホログラ
ム素子14への投射光111a〜111eは平行でなくても
よいものとなるため、本実施例ではフレネルレンズを省
略し得るものとなる。Here, a micro prism, a Fresnel lens, or a hologram element can be used as the deflection optical element 23. In the case where the deflecting optical element 23 composed of a hologram element is used, the influence of the 0th-order light generated in the first sheet is very small in the second sheet if two hologram elements are used, even if there is a little 0th-order light. Therefore, the zero-order light hardly causes a problem. Also, as in the present embodiment, the observer 3
The directions corresponding to the vicinity of the visual field 22 of the 0th order light 11 4a to 11 4e
Projection light 11 1a to the hologram element 14 so that the direction
It is also possible to increase the luminous intensity around the viewing zone 22 by making ~ 11e incident. Further, if the characteristics of the hologram element 14 are changed, the light beams 11 1a to 11 1e projected onto the hologram element 14 need not be parallel, and the Fresnel lens is omitted in this embodiment. Can be done.
【0042】次に、以上に説明した前記実施例等の透過
型投射スクリーンに使用されるホログラム素子の作製方
法について図13に基づいて説明する。図13はホログ
ラム素子の作製時の光学系の配置を示すもので、シート
状のホログラム記録材料25が巻回されたホログラム記
録材料ロール26が設けられている。このホログラム記
録材料ロール26から矢印Y方向に順次繰り出される前
記ホログラム記録材料25はその幅方向に沿う複数のス
リット状の記録領域25aに分割されている。また、こ
のホログラム記録材料25の下方には、このホログラム
記録材料25にホログラムを記録する記録光学系27が
配設されている。この記録光学系27は、最下方に位置
させたレーザ光源28と、このレーザ光源28と前記ホ
ログラム記録材料25との間に配置された小径の球面レ
ンズ29a、大径の球面レンズ29b、シリンドリカル
レンズ30及び反射ミラー31とにより構成されてい
る。Next, a manufacturing method of a hologram element used in the transmission type projection screen, such as before you施例described above will be described with reference to FIG. 13 for. FIG. 13 shows an arrangement of an optical system when a hologram element is manufactured. A hologram recording material roll 26 around which a sheet-like hologram recording material 25 is wound is provided. The hologram recording material 25 sequentially fed in the direction of the arrow Y from the hologram recording material roll 26 is divided into a plurality of slit-shaped recording regions 25a along the width direction. Further, below the hologram recording material 25, a recording optical system 27 for recording a hologram on the hologram recording material 25 is provided. The recording optical system 27 includes a laser light source 28 positioned at the lowest position, a small-diameter spherical lens 29a, a large-diameter spherical lens 29b, and a cylindrical lens disposed between the laser light source 28 and the hologram recording material 25. 30 and a reflection mirror 31.
【0043】このような構成において、レーザ光源28
から出射されたレーザ光を球面レンズ29a,29bを
通して平面波からなる光32aとし、この平面波からな
る光32aの一部をシリンドリカルレンズ30で円筒波
からなる光に変えて信号光32bとしてホログラム記録
材料25の1つのスリット状の記録領域25aに照射
し、同時に、平面波からなる光32aの一部を反射ミラ
ー31で反射して参照光32cとしてホログラム記録材
料25の同じ記録領域25aに照射し、これらの信号光
32bと参照光32cとを干渉させてホログラム記録材
料25の記録領域25aにホログラムを記録させる。こ
のようにして所定の露光量でホログラムを記録した後、
ホログラム記録材料25を矢印Y方向に移動させ、新た
に隣接するスリット状の記録領域25aにホログラムを
記録する。以上の走査を透過型投射スクリーンのサイズ
に対応する所定数の記録領域25a分だけ、複数回、繰
り返した後、全体を現像することにより、透過型投射ス
クリーン用の大面積かつ平面状のホログラム素子を形成
するようになっている。ただし、現像は、ホログラムが
記録された各記録領域25a毎に連続的に行ってもよ
い。In such a configuration, the laser light source 28
The laser light emitted from the hologram recording material 25 is converted into light 32a composed of a plane wave through spherical lenses 29a and 29b, and a part of the light 32a composed of the plane wave is converted into light composed of a cylindrical wave by a cylindrical lens 30 to become a signal light 32b. And at the same time, a part of the light 32a composed of a plane wave is reflected by the reflection mirror 31 and irradiated as the reference light 32c to the same recording area 25a of the hologram recording material 25, and The hologram is recorded in the recording area 25a of the hologram recording material 25 by causing the signal light 32b and the reference light 32c to interfere with each other. After recording a hologram with a predetermined exposure amount in this way,
The hologram recording material 25 is moved in the direction of arrow Y, and a hologram is recorded in a newly adjacent slit-shaped recording area 25a. The above scanning is repeated a plurality of times for a predetermined number of recording areas 25a corresponding to the size of the transmission projection screen, and then the whole is developed, so that a large-area and planar hologram element for the transmission projection screen is obtained. Is formed. However, the development may be performed continuously for each recording area 25a where the hologram is recorded.
【0044】この作製方法は、透過型投射スクリーン用
のホログラム素子が縦方向には同様の拡散特性でもよい
場合に、単純に信号光32bとして円筒波からなる光を
利用可能であり、さらに、画素以下のピッチであれば、
ストライプ状にホログラム素子を分割してもよいことを
利用している。したがって、この作製方法によれば、従
来の成形の難しいレンチキュラレンズに比べ、これに代
わる機能をもつホログラム素子を容易に作製し得るもの
となる。According to this manufacturing method, when a hologram element for a transmission type projection screen may have the same diffusion characteristics in the vertical direction, light composed of a cylindrical wave can be simply used as the signal light 32b. If the pitch is below,
Utilizing that the hologram element may be divided into stripes. Therefore, according to this manufacturing method , a hologram element having an alternative function can be easily manufactured as compared with a conventional lenticular lens which is difficult to mold.
【0045】なお、要求されるホログラム素子の特性に
よってシリンドリカルレンズ30の代わりに、複数の球
面レンズを用いてもよいし、途中に空間変調器を配置し
てもよい。また、球面レンズは、図13に示したような
大径の球面レンズ29bである必要はなく、必要な平面
波の面積程度あれば十分である。一方、信号光32bと
参照光32cとの2つの光束の干渉性が不足のときに
は、参照光32cをビームスプリッタを用いて取出せば
よい。A plurality of spherical lenses may be used instead of the cylindrical lens 30 depending on the required characteristics of the hologram element, or a spatial modulator may be arranged in the middle. Further, the spherical lens does not need to be the large-diameter spherical lens 29b as shown in FIG. On the other hand, when the coherence of the two light beams of the signal light 32b and the reference light 32c is insufficient, the reference light 32c may be extracted using a beam splitter.
【0046】次に、透過型投射スクリーン用のホログラ
ム素子の他の作製方法を図14に基づいて説明する。な
お、図13において説明した部分と同一部分は同一符号
を用いて示す。この作製方法も図13に示した作製方法
と同様に透過型投射スクリーン用のホログラム素子の作
製方法に関するものである。図14はホログラム素子の
作製時の光学系の配置を示すもので、ホログラム記録材
料ロール26から矢印Y方向に繰り出されたホログラム
記録材料25の下方には、このホログラム記録材料25
にホログラムを記録する記録光学系33が配設されてい
る。この記録光学系33は、最下方に位置させた光源3
4と、この光源34と前記ホログラム記録材料25との
間に配置されたレンズ35及びマスク36とにより構成
されている。ただし、このマスク36は、予めCGHデ
ータ等に基づいて所望のホログラムパターンが記録され
ているものとする。Next, a hologram for a transmission type projection screen
Another method for fabricating the memory element will be described with reference to FIG. The same parts as those described in FIG. 13 are denoted by the same reference numerals. The manufacturing method also relates to a method for manufacturing a manufacturing method <br/> similarly to transmission type holographic optical element for the projection screen shown in FIG. 13. FIG. 14 shows the arrangement of the optical system when the hologram element is manufactured. Below the hologram recording material 25 fed out from the hologram recording material roll 26 in the arrow Y direction, this hologram recording material 25 is shown.
Is provided with a recording optical system 33 for recording a hologram. The recording optical system 33 includes the light source 3 positioned at the lowermost position.
4 and a lens 35 and a mask 36 arranged between the light source 34 and the hologram recording material 25. However, it is assumed that a desired hologram pattern is recorded in advance on the mask 36 based on CGH data or the like.
【0047】このような構成において、光源34から出
射された光をレンズ35を介してマスク36に入射さ
せ、このマスク36のホログラムパターンをホログラム
記録材料25の1つのスリット状の記録領域25aに転
写させることによりホログラムを記録する。このように
して所定の露光量でホログラムを記録した後、ホログラ
ム記録材料25を矢印Y方向に移動させ、新たに隣接す
るスリット状の記録領域25aに同様にホログラムを記
録する。以上の走査を透過型投射スクリーンのサイズに
対応する記録領域25a分だけ複数回、繰り返した後、
全体を現像することにより、透過型投射スクリーン用の
大面積かつ平面状のホログラム素子を形成するようにな
っている。したがって、この作製方法によっても、従来
のレンチキュラレンズに比べ、これに代わる機能をもつ
ホログラム素子を容易に作製し得るものとなる。In such a configuration, light emitted from the light source 34 is incident on the mask 36 via the lens 35, and the hologram pattern of the mask 36 is transferred to one slit-like recording area 25 a of the hologram recording material 25. Then, the hologram is recorded. After recording a hologram with a predetermined exposure amount in this manner, the hologram recording material 25 is moved in the direction of arrow Y, and a hologram is similarly recorded in a newly adjacent slit-shaped recording region 25a. After repeating the above scanning a plurality of times by the recording area 25a corresponding to the size of the transmission projection screen,
By developing the whole, a large-area and planar hologram element for a transmission projection screen is formed. Therefore, according to this manufacturing method , a hologram element having an alternative function can be easily manufactured as compared with the conventional lenticular lens.
【0048】なお、縮小光学系を用いてマスク36の原
画(ホログラムパターン)を露光してもよい。また、シ
ート状のホログラム記録材料25をストライプ状に分割
することにより、凹凸パターンを転写したり、電子線や
レーザ光を変調させて直接にホログラムパターンを形成
することも同様に実施可能である。The original image (hologram pattern) of the mask 36 may be exposed using a reduction optical system. Also, by dividing the sheet-like hologram recording material 25 into stripes, it is possible to similarly transfer a concavo-convex pattern or directly form a hologram pattern by modulating an electron beam or a laser beam.
【0049】[0049]
【発明の効果】請求項1記載の発明によれば、プロジェ
クタから投射された投射光を背面から前面方向に透過さ
せて平行光に変えるフレネルレンズと、このフレネルレ
ンズの前面側に配設されてこのフレネルレンズを透過し
た前記平行光を観察者側に透過・拡散させる2枚のホロ
グラム素子を有する光学素子とにより透過型投射スクリ
ーンを構成したので、従来のレンチキュラレンズを用い
た透過型投射スクリーンに比べ、透過型投射スクリーン
を薄型でその表面を平滑にすることが可能となり、これ
により、埃やゴミを拭取る際の機械的接触に強くなり、
耐久性を高めることができるものである。特に、2枚の
ホログラム素子を用いているので、単一のホログラム素
子による0次光を含む光学的な収差を補正しやすくな
り、観察者はホログラム素子による0次光を観察するこ
となく、輝度のバラツキの少ない画像を観察することが
できるものである。 According to the first aspect of the present invention, a Fresnel lens that transmits the projection light projected from the projector from the back to the front and converts it into parallel light, and is disposed on the front side of the Fresnel lens. An optical element having two holographic elements for transmitting and diffusing the parallel light transmitted through the Fresnel lens to the observer side constituted a transmissive projection screen, so that a conventional lenticular lens was used. Compared to the transmissive projection screen, the transmissive projection screen can be thinner and its surface can be smoothed, thereby strengthening the mechanical contact when wiping dust and dirt.
The durability can be improved. In particular, two
Since a hologram element is used, a single hologram element
Optical aberrations including zero-order light caused by
The observer observes the zero-order light by the hologram element.
It is possible to observe images with little variation in brightness
You can do it.
【0050】[0050]
【0051】[0051]
【0052】[0052]
【0053】[0053]
【図1】本発明の一実施例の前提となる構成を示す斜視
図である。FIG. 1 is a perspective view showing a configuration which is a premise of an embodiment of the present invention.
【図2】その平面図である。FIG. 2 is a plan view thereof.
【図3】光学素子の光線の透過状態を示す拡大平面図で
ある。FIG. 3 is an enlarged plan view showing a light ray transmission state of the optical element.
【図4】図3の光学素子の変形例を示す拡大平面図であ
る。FIG. 4 is an enlarged plan view showing a modification of the optical element of FIG. 3;
【図5】0次光の発生状態を示す拡大平面図である。FIG. 5 is an enlarged plan view showing a state where zero-order light is generated.
【図6】図4の光学素子の変形例を示す拡大平面図であ
る。FIG. 6 is an enlarged plan view showing a modification of the optical element of FIG.
【図7】本発明の一実施例の構成例を示す平面図であ
る。FIG. 7 is a plan view showing a configuration example of one embodiment of the present invention .
【図8】図1の2つの変形例を示す平面図である。8 is a plan view showing two variations of FIG.
【図9】図1のさらに別の変形例を示す平面図である。FIG. 9 is a plan view showing still another modified example of FIG.
【図10】カラー用のプロジェクタに用いた透過型投射
スクリーンの色分散の状態を示す拡大平面図である。FIG. 10 is an enlarged plan view showing a color dispersion state of a transmission type projection screen used for a color projector.
【図11】参考構成例を示す平面図である。FIG. 11 is a plan view showing a reference configuration example.
【図12】別の参考構成例を示す平面図である。FIG. 12 is a plan view showing another reference configuration example.
【図13】ホログラム素子の作製方法の一例を示す斜視
図である。FIG. 13 is a perspective view illustrating an example of a method for manufacturing a hologram element .
【図14】ホログラム素子の作製方法の他例を示す正面
図である。FIG. 14 is a front view showing another example of a method for manufacturing a hologram element .
【図15】従来例を示す平面図である。FIG. 15 is a plan view showing a conventional example.
【図16】投射時の透過型投射スクリーンの配置を示す
平面図である。FIG. 16 is a plan view showing an arrangement of a transmission type projection screen at the time of projection.
【図17】レンチキュラレンズの光線の透過状態を示す
拡大平面図である。FIG. 17 is an enlarged plan view showing a light transmission state of a lenticular lens.
2 フレネルレンズ 3 観察者 5 プロジェクタ 14 ホログラム素子 15 光学素子 19 ホログラム素子 20 光学素子 22 視域 23 偏向光学素子 2 Fresnel lens 3 Observer 5 Projector 14 Hologram element 15 Optical element 19 Hologram element 20 Optical element 22 Viewing area 23 Deflection optical element
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G03B 21/56 G03H 1/22 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) G03B 21/56 G03H 1/22
Claims (1)
面から前面方向に透過させて平行光に変えるフレネルレ
ンズと、このフレネルレンズの前面側に配設されてこの
フレネルレンズを透過した前記平行光を観察者側に透過
・拡散させる2枚のホログラム素子を有する光学素子と
よりなることを特徴とする透過型投射スクリーン。1. A Fresnel lens that transmits projection light projected from a projector from the back to the front to convert the light into parallel light, and is disposed on the front side of the Fresnel lens and transmits the parallel light transmitted through the Fresnel lens. A transmission projection screen comprising an optical element having two hologram elements for transmitting and diffusing to the observer side.
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