(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光線を発射する光源と、
印加される電圧に従い、前記光源から発射される光線を、所定の画像を形成する再生光に変換するか、又はそのまま透過させるホログラフィック液晶素子と、
前記ホログラフィック液晶素子から入射する再生光を吸収して可視光を放射する蛍光体を含む蛍光体プレートと
を有し、
前記再生光は、前記所定の画像をホログラフィックに結像し、
前記再生光が前記所定の画像を結像した場合は、前記所定の画像は、所定の画像分布を持った状態で前記蛍光体プレートに投影され、
前記ホログラフィック液晶素子は、それぞれに独立して電圧を印加可能な複数の画素を有し、
前記複数の画素は、それぞれ、印加される電圧に従い、前記光源から発射される光線を異なる画像を形成する再生光に変換する投射型表示機器。
【請求項２】
前記光源から発射される前記光線は、中心波長が４５０ｎｍ以下であり、
前記蛍光体は、紫外から青色までの波長領域の光を吸収して、可視光を放射する請求項１記載の投射型表示機器。
【請求項３】
さらに、前記ホログラフィック液晶素子をそのまま透過した光線の光路上に配置される光変調素子を有する請求項１又は２記載の投射型表示機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、投射型表示機器に関し、特に、遊技用表示機器に用いられる投射型表示機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、パチンコ遊技機やパチスロ遊技機などの遊技機の前面パネルには、表示機器が設けられ、そこに各種文字や図形を表示することにより、遊技者に遊技状態等の各種情報を報知することが行われている。
【０００３】
近年、遊技用表示機器にホログラムによる映像を用いることが提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の技術では、遊技機の前面を覆うガラス板にホログラム印刷を施し、そこにバックライトからの光を当てることで、図柄を表示させている。しかし、特許文献１の技術では、図柄を変化させることが困難である。
【０００４】
表示の切り替えが可能なものとして、遊技用表示機器としては、例えば、実際の物体とホログラムによる当該物体の映像とを機械的に切り替えることによりユーザに提示する技術が提案されている（例えば、特許文献２参照）。この場合、図柄等の表示の切り替えにはモーターやＭＥＭＥＳなどの機械を用いてメカ的に制御する必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平０７−００８６０８号公報
【特許文献２】特開２００９−００５８９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
モーターなどの機械を用いてメカ的に表示の切り替えを行う従来の技術では、表示機器を小型化することは困難であり、且つ製造コストを抑えることも難しい。
【０００７】
本発明の目的は、小型でかつ製造コストを抑えた電気的に配光制御可能な投射型表示機器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一観点によれば、投射型表示機器は、光線を発射する光源と、印加される電圧に従い、前記光源から発射される光線を、所定の画像を形成する再生光に変換するか、又はそのまま透過させるホログラフィック液晶素子と、前記ホログラフィック液晶素子から入射する再生光を吸収して可視光を放射する蛍光体を含む蛍光体プレートとを有し、前記再生光は、前記所定の画像をホログラフィックに結像し、前記再生光が前記所定の画像を結像した場合は、前記所定の画像は、所定の画像分布を持った状態で前記蛍光体プレートに投影され、前記ホログラフィック液晶素子は、それぞれに独立して電圧を印加可能な複数の画素を有し、前記複数の画素は、それぞれ、印加される電圧に従い、前記光源から発射される光線を異なる画像を形成する再生光に変換する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば小型でかつ製造コストを抑えた電気的に配光制御可能な投射型表示機器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１の実施例による投射型表示機器１００の一例を表す概念図である。
【図２】本発明の実施例によるホログラフィック液晶素子（回折光学素子）３を概略的に示す厚さ方向断面図である。
【図３】ホログラフィック液晶素子３の波面変換情報記録領域（画素）３ａへの微細周期構造の形成（波面変換情報の記録）方法を説明するための概念図及び断面図である。
【図４】本発明の第２の実施例による投射型表示機器１０１の構成及び動作例を表す概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１は、本発明の実施例による投射型表示機器１００の一例を表す概念図である。なお、本願の全ての図中の各部の寸法、位置、角度等は実際のものとは異なる。
【００１２】
投射型表示機器１００は、例えば、パチンコ遊技機やパチスロ遊技機などの遊技機に用いられる遊技用表示機器であり、遊技機の前面パネル上に文字や図形等の投影像を写し出すものである。投射型表示機器１００は、少なくとも、光源１、レンズ２（凹レンズ２ａ、凸レンズ２ｂ）、ホログラフィック液晶素子（回折光学素子）３、蛍光体プレート４を含んで構成される。また、必要に応じて、光吸収体７を備えるようにしても良い。これらの構成部材は、それぞれ固定・保持されている。また、ホログラフィック液晶素子３は制御部３６に接続されている。
【００１３】
光源１は、半導体レーザダイオード（ＬＤ）等の高出力レーザであり、例えば、青色レーザ（偏光レーザ）を用いることができる。光源１から照射される青色レーザ（照明光）１０は、凹レンズ２ａにより一旦広げられ、その後凸レンズ２ｂにより集光されて、所定の角度θの方向から、ホログラフィック液晶素子３の表面に入射する。本実施例では、中心波長４０５ｎｍの青色レーザ（照明光）を照射する。なお、光源１としては、高出力のＬＥＤを用いることもできる。また、中心波長は４０５ｎｍに限らず、他の青色（４８８ｎｍ等）でも良いが、ホログラフィック液晶素子３のダメージを避けるために、中心波長３８０ｎｍ以上であることが好ましい。
【００１４】
ホログラフィック液晶素子３に照射されるレーザ光１０は、所定の幅（面積）を有する光束であり、レンズ２ｂにより収束されるような光束状態で、ホログラフィック液晶素子３の複数画素３ａ全面に照射される。
【００１５】
ホログラフィック液晶素子３は、透明な高分子樹脂及び低分子液晶（電界応答可能な材料）とからなる液晶層２１５（図２）を有する液晶素子である。液晶層２１５は、透明な高分子樹脂及び低分子液晶の領域分布あるいは濃度分布により、屈折率分布が平面又は立体的な縞状構造（波面変換機能）を有している。また、ホログラフィック液晶素子３は、任意の選択領域（画素３ａ）に電圧印加が可能な透明電極２０２及び２１２（図２）を備えている。
【００１６】
波面変換機能は、屈折率分布が平面又は立体的な縞状構造により記録された波面変換情報に基づき光源１からレンズ２を介して照射される短波長レーザ（照明光）１０を所望の配光パターン（文字や図形等の画像）を有する再生光１１に変換する機能である。本実施例では、ホログラフィック液晶素子３の表面上の場所（波面変換情報記録領域（画素）３ａ）ごとに異なる波面変換情報が記録されており、波面変換情報記録領域（画素）３ａに対してはそれぞれ独立して、電圧の印加（ＯＮ／ＯＦＦ）が可能である。すなわち、表示したい画像に対応する画素３ａのみをＯＦＦ（電圧無印加）し、それ以外の画素３ａはＯＮ（電圧印加）することにより、ＯＦＦ画素部分では光干渉によりホログラム像が再生され、それ以外のＯＮ画素ではレーザ光１０がそのまま透過する。
【００１７】
また、本実施例では、より、再生光１１の配光の形状だけでなく、輝度分布も作成可能である。なお、ホログラフィック液晶素子３には、ナノレベルの加工がなされており、印加電圧に応じて青色レーザ光に光強度の分布を持たせることが可能であり、表示画像の濃淡を制御することが可能である。
【００１８】
ホログラフィック液晶素子３の作製方法については、図２を参照して後述する。また、波面変換情報は、図３に示す光学分割系干渉露光装置３００による撮影で記録される。記録方法の詳細については、図３を参照して後述する。なお、ホログラフィック液晶素子３に対する波面変換情報の書き込みに用いるレーザの波長は、光源１から照射されるレーザ光１０の波長に近いものほど好ましい。また、ホログラフィック液晶素子３の再生光１１は後段に配置される蛍光体プレート４の位置に再生されることが望ましい。
【００１９】
光吸収体７は、レーザ光１０の光路上で、ホログラフィック液晶素子３の後段に配置される。所定角度θでホログラフィック液晶素子３に入射したレーザ光１０は、ホログラフィック液晶素子３をそのまま透過した場合に、光吸収体７に入射する。
【００２０】
制御部３６は、ホログラフィック液晶素子３の各画素３ａに印加する電圧を制御することにより、ホログラフィック液晶素子３の各画素３ａによる波面変換機能のオン・オフを切り替えて、画像の表示・非表示を切り替え可能である。本実施例では、電圧印加状態（ＯＮ状態）では、ホログラフィック液晶素子３に入射したレーザ光１０は、そのままホログラフィック液晶素子３を通過して、ホログラフィック液晶素子３と蛍光体プレート４との間に配置される光吸収体７にて吸収される。また、電圧無印加状態（ＯＦＦ状態、図中黒塗りの画素）では、ホログラフィック液晶素子３の各画素３ａに入射したレーザ光１０は、入射した領域に記録された波面変換情報に基づき所定の配光状態の光学像１１に変換され、蛍光体プレート４に照射される。
【００２１】
蛍光体プレート４は、ホログラフィック液晶素子３の後段に配置される。蛍光体プレート４は、樹脂やガラス等の透明基板に蛍光体４１を塗布したもの、又は樹脂やガラス等の透明基板に蛍光体を混ぜ込んだものである。本実施例では、ガラス基板に蛍光体を混ぜ込んだものを蛍光体プレート４として使用した。
【００２２】
蛍光体プレート４の透明基板は、ガラスもしくはできるだけ耐熱性、耐光性の高い樹脂を用いる。樹脂としては、例えば、ＡＢＳ（アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン）、シリコーン、ポリカーボネート、ポリスチレン、アクリル、エポキシ樹脂等のプラスチック等を用いることができる。
【００２３】
蛍光体としては、紫外から青色までの波長領域の光を吸収して可視光を放射する材料が用いられ、好ましくは、青色もしくは紫外波長に対して黄色もしくは青色と赤色に発光する材料である。黄色に発光する材料としては、例えば、ＹＡＧ系蛍光体材料がある。その他、例えば、珪酸塩系蛍光体材料、アルミン酸塩系蛍光体材料、窒化物系蛍光体材料、硫化物系蛍光体材料、酸硫化物系蛍光体材料、硼酸塩系蛍光体材料、燐酸塩硼酸塩系蛍光体材料、燐酸塩系蛍光体、及びハロリン酸塩系蛍光体材料等の蛍光体材料を使用可能である。ここで用いる蛍光体材料はナノメーターサイズ（可視光波長以下）の粒径を有する蛍光体粒子が望ましく、これらの粒子が凝集せずに分散された状態で蛍光体プレートが形成されていることが更に望ましい。
【００２４】
なお、蛍光体プレート４の厚さ（蛍光体を塗布する場合は蛍光体の塗布厚）、及び蛍光体の密度は、光源１から照射される光の量に応じて最適化することが望ましい。蛍光体プレート４の厚さ（蛍光体を塗布する場合は蛍光体の塗布厚）、及び蛍光体の密度を再生光１１の輝度分布に応じて変えることで、様々な色の光を得ることができる。
【００２５】
蛍光体プレート４に投影された青い光である再生光１１は、蛍光体を照射し、その一部は黄色もしくは緑色と赤色に発光する（光源１の青色も残っているため、全体としては白色に発光する）。蛍光体プレート４上の蛍光体を塗り分けることにより、エリアカラー表示を行なうことも可能である。
【００２６】
以上の構成において、光源１を点灯させると、レーザ光（照明光）１０が、ホログラフィック液晶素子３上に所定の位置及び角度で照射され、当該ホログラフィック液晶素子３を透過した光（再生光）１１は、所定の光学像（画像）を結像する。ホログラフィック液晶素子３に印加する電圧により、再生光学像を結像したり、そのまま透過したりすることができる。そのまま透過したレーザ光１０は、光吸収体７により吸収される。光学像を結像した場合は、所定の画像分布を持った状態で蛍光体プレート４に投影される。蛍光体プレート４に投影された青い光である再生光１１は、蛍光体を照射する。
【００２７】
なお、ホログラフィック液晶素子３をそのまま透過したレーザ光１０を光吸収体７に吸収させる代わりに、他の用途に用いるようにしても良い。例えば、ホログラフィック液晶素子３の後段に別のホログラフィック液晶素子を配置して、ホログラフィック液晶素子３を透過したレーザ光１０を当該別のホログラフィック液晶素子により再生光１１に変換するようにしてもよい。また、ミラー等によりレーザ光１０を反射させて別のホログラフィック液晶素子３やホログラム、蛍光体プレート等に照射させることもが考えられる。
【００２８】
以上のようにして、本発明の第１の実施例による構成によれば、制御部３６により、ホログラフィック液晶素子３に印加する電圧を制御することによって、レーザ光１０を所定の再生光学像１１に変換したり、そのまま透過させたりすることが可能となる。よって、ホログラフィック液晶素子３の表面の異なる位置（例えば、それぞれに異なる波面変換情報が記録された場所である波面変換情報記録領域３ａ）に印加する電圧をそれぞれ独立して制御することにより、電気的に投影像の形状、濃淡、表示・非表示等を切り替えることが可能となる。
【００２９】
また、ホログラフィック液晶素子３の異なる場所の画素３ａにおいて変換される再生光１１であっても蛍光体プレート４の同一位置に結像させることが可能であるので、高速に複数の画素３ａのＯＮ／ＯＦＦを切り替えることにより、アニメーションのような動画を再生することも可能である。
【００３０】
図２は、本発明の実施例によるホログラフィック液晶素子（回折光学素子）３を概略的に示す厚さ方向断面図である。以下、ホログラフィック液晶素子３の作製方法について説明する。
【００３１】
透明電極（ＩＴＯ）が形成された一対のガラス基板（透明電極２が形成されたガラス基板２０１、及び、透明電極２１２が形成されたガラス基板２１１）を用意した。ガラス基板２０１、２１１は、それぞれ、厚さ０．７ｍｍｔ程度であり、材質は無アルカリガラスである。透明電極２０２、２１２は、それぞれ、厚さ１５０ｎｍ程度であり、材質はインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）であり、所望の平面形状にパターニングされている。例えば、透明電極２０２はライン状（ストライプ状）にパターニングされ、透明電極２１２は基板全面に形成されている。
【００３２】
ＩＴＯ付きガラス基板２０１と、もう一方のＩＴＯ付きガラス基板２１１を洗浄機にて洗浄した。洗浄方法は、アルカリ洗剤を用いたブラシ洗浄、純水洗浄、エアーブロー、紫外線照射、赤外線乾燥の順に行った。なお、洗浄方法はこれに限らず、高圧スプレー洗浄やプラズマ洗浄などを行ってもよい。
【００３３】
次に、一方のガラス基板（例えば、ガラス基板２０１）上に、ギャップコントロール剤を２ｗｔ％〜５ｗｔ％含んだメインシール剤２１６を形成した。形成方法として、スクリーン印刷やディスペンサが用いられる。液晶層２１５の厚さが、例えば１０μｍとなるように、ギャップコントロール剤を選択した。
【００３４】
他方のガラス基板（例えば、ガラス基板２１１）上には、ギャップコントロール剤２１４として径が９μｍ又は１０μｍの積水化学製のプラスチックボールを、乾式のギャップ散布機を用いて散布した。
【００３５】
次に、両ガラス基板２０１、２１１の重ね合わせを行い、プレス機などで圧力を一定に加えた状態で熱処理することにより、メインシール剤を硬化させた。ここでは、１５０℃で３時間の熱処理を行った。
【００３６】
なお、空セルの作製方法は上述したものに限らず一般的な液晶素子の作製方法を用いることが可能である。
【００３７】
このようにして作製された空セルに、液晶を真空注入して、液晶層２１５を形成した。実施例では、高分子樹脂（光硬化性材料）と液晶とを混合したものを用いる。高分子樹脂としてはレーザ光源２１（図３）の光で硬化するように、その波長で反応する光重合開始剤を微量に添加した光硬化性樹脂を用いる。また、液晶としては、混合系の液晶材料（屈折率異方性が大きいものが好ましい）を用い、高分子樹脂に液晶を混合又は溶解して注入する。なお、高分子樹脂と液晶との混合比率は５０：５０、もしくは５５：４５、６０：４０等光硬化性材料が少し多い比率であることが好ましい。
【００３８】
液晶注入後、プレスを行い余分な液晶を吐き出してから、注入口にエンドシール剤を塗布し、封止した。その後、図３にしめす光学分割系干渉露光装置３００を用いて、ホログラフィック液晶素子３に微細周期構造を形成（波面変換情報を記録）する。
【００３９】
本実施例では、後述するように、複数の画素（波面変換情報記録領域）３ａに対してそれぞれ干渉露光を行う。画素３ａの位置は、ライン状（ストライプ状）にパターニングされた透明電極２０２（又は２１２）の大きさ及び位置とあわせる。このようにすることにより、画素３ａごとに異なる波面変換情報が記録され、ＬＣＤスイッチングにより異種画像を得ることが可能となる。
【００４０】
図３は、ホログラフィック液晶素子３の波面変換情報記録領域（画素）３ａへの微細周期構造の形成（波面変換情報の記録）方法を説明するための光学分割系干渉露光装置３００の概念図である。図中、それぞれの矢印は光線の進行方向を示す。
【００４１】
波面変換情報記録領域３ａには、例えば、遊技機器で用いられる画像が記録される。なお、波面変換情報記録領域３ａに記録する情報はこれに限らず、用途に応じて適宜変更可能である。
【００４２】
レーザ光源２１は、図１に示す光源１と同じ発光波長（例えば、４０５ｎｍ）を有するレーザ発振器である。なお、レーザ光源２１は、図１に示す光源１と同じ発光波長の±１０ｎｍ以内が好ましい。レーザ光源２１から発振されたレーザ光線１２は、ハーフミラー２２に４５度の角度で入射し、２つの光線１３、及び光線１４に分割される。
【００４３】
光線１３は、必要に応じて反射鏡２３によって反射された後に、コリメータ（ビームエキスパンダ）４０に入射する。コリメータ４０は、収束レンズ２４と、ピンホール２５と、コリメータレンズ２６とによって構成される。
【００４４】
コリメータ４０に入射した光線１３は、まず収束レンズ２４によって収束され、ピンホール２５内に位置する焦点を通過した後に発散して、コリメータレンズ２６に入射する。コリメータレンズ２６に入射した光線１３は、平行光線に変換されてホログラム作製用の参照光１３となる。この時、プリズムなどを用いてホログラムへの入射角度を調整しても良い。
【００４５】
参照光１３は、ホログラフィック液晶素子３の波面変換情報記録領域３ａの表面に角度θで入射する。ここでの入射角θは、図１の投射型表示機器１００における光源１の入射角度θと同一とすることが好ましい。
【００４６】
一方、ハーフミラー２２で分割された光線１４は、反射鏡２７及び反射鏡２８により反射されて、物体光光学系５０に入射する。物体光光学系５０は、収束レンズ２９と、ピンホール３０と、凸レンズ３１とによって構成される。
【００４７】
物体光光学系５０に入射した光線１４は、まず収束レンズ２９によって収束され、ピンホール３０内に位置する焦点を通過した後に発散して、凸レンズ３１に入射する。凸レンズ３１に入射した光線１４は、さらに発散して、反射型画像形成素子３２に入射する。
【００４８】
反射型画像形成素子３２からの反射光はホログラム作製用の物体光１５となり、ホログラフィック液晶素子３の波面変換情報記録領域３ａの表面に法線方向から入射する。反射型画像形成素子３２は、所望の配光状態の反射光を得るための反射鏡であり、遊技用表示機器に必要な表示状態を得るための反射鏡である。なお、反射型画像形成素子３２としては、反射型の液晶表示装置を用いることもできる。
【００４９】
参照光１３と物体光１５とはフォトマスク３７を通じてホログラフィック液晶素子３の所定の位置（波面変換情報記録領域３ａ）に照射される。なお、この時、波面変換情報記録領域（画素）３ａはＯＮ（電圧印加）状態にしておく。
【００５０】
波面変換情報記録領域３ａに入射した参照光１３と物体光１５とは、互いに干渉する。参照光１３及び物体光１５それぞれの位相情報及び振幅情報が、これらの光の干渉縞により液晶セル２１５中の光硬化性材料と液晶の分布の三次元的な縞状構造として記録される。すなわち、レーザ光源２１の光によって誘起された定在波の腹の部分で硬化が起こり、節の部分に液晶が集中することにより縞状構造が形成される。液晶は樹脂硬化の成長の方向性により配向方向が限定されるため、作製された素子は複屈折を示す。なお、ホログラフィック液晶素子３に入射する参照光１３と物体光１５の光強度比は、２：１から１０：１程度が望ましく、照射強度は５ｍＷ／ｃｍ２、照射時間は５分間（光強度の和は１．５ｍＪ／ｃｍ２）にて行う。
【００５１】
次に、フォトマスク３７の位置を他の画素３ａに対応する位置にずらして、再度干渉露光を行う。この時、参照光１３の入射角度は同一でよく、物体光１５側は、ほぼ同じ位置に配置される反射型画像形成素子３２で形成される画像を入れ替えて干渉露光を行う。なお、この時、波面変換情報記録領域（画素）３ａはＯＮ（電圧印加）状態にしておく。これを画素３ａの数だけ繰り返すことによりそれぞれの画素３ａに異なる画像（波面変換情報）を書き込むことができる。
【００５２】
以上のようにして、ホログラフィック液晶素子３が完成する。このようにして得られたホログラフィック液晶素子３に、電圧無印加状態で角度θからレーザ光を照射すると、その再生光から光源とは反対側の法線方向（もしくは波面変換情報記録時に物体光１５が照射された方向）に反射型画像形成素子３２で作られた様々な光学像が得られる。
【００５３】
なお、本実施例において、蛍光体プレート４の蛍光体をカラーフィルタのように微細に配置し、それぞれに赤色蛍光体、緑色蛍光体などを配置することで、フルカラー画像を得ることも可能である。
【００５４】
図４は、本発明の第２の実施例による投射型表示機器１０１の構成及び動作例を表す概念図である。
【００５５】
第２の実施例による投射型表示機器１０１は、少なくとも、光源１、ホログラフィック液晶素子３、蛍光体プレート４及び光変調素子（ホログラム等）５を含んで構成される。光源１は、第１の実施例と同様のものであるが、レンズ２（図１）を介さずに点光源としてホログラフィック液晶素子３に入射する。光源１からのレーザ光１０は、所定の幅（面積）を持った光束である。
【００５６】
ホログラフィック液晶素子３は、少なくとも１つの画素（波面変換情報記録領域）を有するホログラフィック液晶素子であり、第１の実施例と同様に制御部３６が接続されている。第２の実施例では、ホログラフィック液晶素子３は単一の画素を有し、記録されている画像の表示・非表示のみ（再生光１１の投影又は照明光１０の透過）を、電圧の印加・無印加により切り替える。蛍光体プレート４は、第１の実施例と同様のものである。
【００５７】
光変調素子（ホログラム等）５は、その表面が光源１とホログラフィック液晶素子３に対して所定の角度になるように配置され、波面変換機能を有している。図４ではホログラフィック液晶素子３の平面に対し、レーザ光１０は法線方向から入射しているが、傾けて入射させても良い。波面変換機能は、ホログラフィック液晶素子３と同様に、記録された波面変換情報に基づき光源１からホログラフィック液晶素子３を介して照射される短波長レーザ（照明光）１０を所望の配光パターンを有する再生光１１に変換する機能である。
【００５８】
光変調素子５がホログラムである場合、その作製は、図２に示す光学分割系干渉露光装置３００を用いて行うことが可能である。この場合、ホログラフィック液晶素子３の代わりに、ガラス基板などの透明基板に感光性モノマー（光を受けてポリマーとなるもの）を貼り合わせたものを用意する。感光性モノマーとしては、例えば、デュポン製フォトポリマーＯｍｎｉｄｅｘや、他のフォトポリマー（銀塩乳剤等）を用いることができる。本実施例では、青色の波長に感度を持つフォトポリマーを用いる。
【００５９】
また、ホログラム５は、計算機合成ホログラム（ＣＧＨ：Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ｇｅｎｅｒａｔｅｄ  Ｈｏｌｏｇｒａｍ）を用いて作製することも可能である。ホログラムは３次元の情報を記憶するが、光の干渉をシミュレートすることにより、計算機で作成することができる。この場合、光学設計を市販の回折光学設計ツール（ソフトウェア）を用いた計算で行う。
【００６０】
光学設計の計算では、光源の情報（ニアフィールド、ファーフィールド）と、結果として得たい光学像（出力形状分布、輝度分布）情報を入力してシミュレーションすることで、最適な位相分布を得ることができる。位相分布はミクロンオーダーもしくはサブミクロンオーダーの凹凸の分布であり、その加工にはレーザ描画法、電子ビーム描画法などを用いることができる。なお、機械切削、干渉露光装置なども活用可能である。
【００６１】
一旦元となる加工を行えば、その形状は金型で反転転写して作成することもできるため、安価にホログラム５を量産することが可能となる。位相分布を表す凸凹の断面形状は２段階以上の厚さ分布を持っていれば良く、好ましくは８段階程度の階段状の形状である。なお、レーザ描画機などを用いれば、連続的に厚さが変わる断面形状も形成できるため理想的である。
【００６２】
金型などから位相分布を表す凸凹を反転転写する材料としては、光硬化性樹脂（アクリル系もしくはエポキシ系など）を用いる。樹脂材料は耐熱性が高く、２００℃以上の熱処理に対しても透過率の変化がほとんど見られず（黄変することなく）、９０％以上の高い透過率を示す。また、樹脂材料はガラスへの密着性も優れているため、硬化性樹脂と貼り合わせる基板には、ガラス基板を用いる。
【００６３】
また、ＣＧＨで作製したホログラム５では、０次光（回折されずにホログラム光学素子をそのまま透過した光源の光）をほとんど無くすことができるので、照明光１０がホログラム５の法線方向から入射するように配置することができる。
【００６４】
なお、光変調素子５として、ホログラフィック液晶素子３とは別のホログラフィック液晶素子を配置するようにしても良い。
【００６５】
第２の実施例では、第１の実施例と同様に、ホログラフィック液晶素子３に印加する電圧を制御することにより、レーザ（点光源）の光１０を再生光１１に変換したり、そのまま透過させたりすることができる。ホログラフィック液晶素子３をＯＦＦにすることにより、波面変換された再生光１１は、第１の実施例と同様に、蛍光体スクリーン４に投影され所定の像を結像する。
【００６６】
一方、ホログラフィック液晶素子３をＯＮにすることにより、ホログラフィック液晶素子３をそのまま透過したレーザ光１０は、後段に設けられたホログラム５に入射する。ホログラム５は、光干渉によりホログラム像を再生し、その再生光１１は蛍光体スクリーン４に、ホログラフィック液晶素子３によるものとは異なる所定の像を結像する。
【００６７】
このように構成することにより、ホログラフィック液晶素子３のＯＮ／ＯＦＦを切り替えることで、電気的に、表示画像を切り替えることが可能となる。
【００６８】
なお、第２の実施例でも、第１の実施例と同様に、ホログラフィック液晶素子３に複数の画素３ａを設けるようにしても良い。その場合には、光源１の後段に第１の実施例と同様に、レンズ２を配置する。
【００６９】
また、複数のホログラフィック液晶素子３を光路上に連続して配置して、それぞれを独立して制御することにより、さらにバリエーションにとんだ画像を表示するようにしても良い。
【００７０】
以上、本発明の第１及び第２の実施例によれば、ホログラフィック液晶素子３への印加電圧を制御することにより、投射型表示機器１００又は１０１において表示させる画像の種類や濃淡等を電気的に制御することが可能となる。画像等の切り替えに機械的な構成部材を必要としないので、投射型表示機器１００又は１０１を小型化できるとともに、製造コストを抑えることができる。
【００７１】
なお、上述の第１及び第２の実施例では、電圧印加状態で透過、電圧無印加状態でホログラム像を投影するものとしたが、液晶性の光硬化性モノマー等を用いることにより、電圧印加状態でホログラム像を投影し、電圧無印加状態で透過するように構成してもよい。
【００７２】
また、遊技機器のパネル形状にあわせて、蛍光体プレート４を湾曲させても良い。さらに、蛍光体プレート４の厚さ（蛍光体を塗布する場合は蛍光体の塗布厚）、及び蛍光体の密度、種類、色等を、場所に応じて変化させるようにしても良い。上述したような形状の蛍光体プレート４は、ガラスもしくは樹脂材料に熱を加えて液状にし、蛍光体材料を混合攪拌しながら型に流し込んで作製したり、蛍光体材料自体を攪拌し熱を加えるなどして液状にし、型に流し込んで作製したりすることができる。
【００７３】
以上実施例に沿って本発明を説明したが、本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明であろう。
【符号の説明】
【００７４】
１…光源、２…レンズ、３…ホログラフィック液晶素子（回折光学素子）、４…蛍光体プレート、５…光変調素子（ホログラム）、７…光吸収体、１０…青色レーザ（照明光）、１１…再生光、１２…レーザ光線、１３…光線（参照光）、１４…光線、１５…光線（物体光）、２１…レーザ光源、２２…ハーフミラー、２３…反射鏡、２４…収束レンズ、２５…ピンホール、２６…コリメータレンズ、２７、２８…反射鏡、２９…収束レンズ、３０…ピンホール、３１…凸レンズ、３２…反射型画像形成素子、３６…制御部、３７…フォトマスク、４０…コリメータ、５０…物体光光学系、１００、１０１…投射型表示機器、２０１、２１１…ガラス基板、２０２、２１２…透明電極、２１４…ギャップコントロール剤、２１５…液晶層、２１６…メインシール剤、３００…光学分割系干渉露光装置
【図１】
0006002408.tif 000002
【図２】
0006002408.tif 000003
【図３】
0006002408.tif 000004
【図４】
0006002408.tif 000005