(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コヒーレント光を発光するコヒーレント光源と、
前記コヒーレント光を拡散させる光学素子と、
前記コヒーレント光を前記光学素子上で走査させる光走査部材と、
前記光学素子にて拡散されたコヒーレント光による照明光を受けて、変調画像を生成する光変調器と、
前記変調画像を視認する観察具と、を備え、
前記コヒーレント光源は、複数の波長域のコヒーレント光を発光し、
前記光学素子は、それぞれ異なる波長域の前記コヒーレント光が照射され、それぞれが前記光変調器に重ねて設けられる被照明領域の全域を照明する複数の拡散領域を有し、
前記複数の拡散領域のそれぞれは、前記光走査部材の走査に応じて、対応する波長域の前記コヒーレント光が走査される複数の要素拡散領域を有し、
前記複数の要素拡散領域のそれぞれは、前記被照明領域上の少なくとも一部が異なる部分領域を照明し、
前記観察具は、前記照明光に含まれる前記複数の波長域の透過率がそれ以外の波長域の透過率よりも高い波長選択フィルタを有する表示システム。
【請求項２】
コヒーレント光を発光するコヒーレント光源と、
前記コヒーレント光を拡散させる光学素子と、
前記コヒーレント光を前記光学素子上で走査させる光走査部材と、
前記光学素子にて拡散されたコヒーレント光による照明光を受けて、変調画像を生成する光変調器と、
前記コヒーレント光源の波長域よりも広い波長域の光と、前記コヒーレント光源の波長域とは異なる波長域を含む光と、の少なくとも一方を発光する環境光源と、
前記変調画像を視認する観察具と、を備え、
前記コヒーレント光源は、複数の波長域のコヒーレント光を発光し、
前記光学素子は、それぞれ異なる波長域の前記コヒーレント光が照射され、それぞれが前記光変調器に重ねて設けられる被照明領域の全域を照明する複数の拡散領域を有し、
前記複数の拡散領域のそれぞれは、前記光走査部材の走査に応じて、対応する波長域の前記コヒーレント光が走査される複数の要素拡散領域を有し、
前記複数の要素拡散領域のそれぞれは、前記被照明領域上の少なくとも一部が異なる部分領域を照明し、
前記観察具は、前記環境光源から発光される光よりも、前記変調画像を照明する前記複数の波長域のコヒーレント光をより透過させる表示システム。
【請求項３】
前記環境光源は、室内照明具である請求項２に記載の表示システム。
【請求項４】
前記環境光源は、前記コヒーレント光源よりも多種類の波長域の光を発光し、
前記観察具は、前記コヒーレント光源から発光される前記複数の波長域のコヒーレント光の透過率が前記環境光源から発光される光の透過率よりも高い波長選択フィルタを有する請求項２または３に記載の表示システム。
【請求項５】
前記波長選択フィルタは、前記コヒーレント光源にて発光されるコヒーレント光の中心波長を中心とする所定の波長域の透過率を、それ以外の波長域の透過率よりも高くしている請求項１または４に記載の表示システム。
【請求項６】
前記波長選択フィルタは、前記照明光に含まれる前記コヒーレント光の波長域の透過率を、それ以外の波長域の透過率よりも５０％以上高くしている請求項５に記載の表示システム。
【請求項７】
前記コヒーレント光源は、それぞれ異なる波長域のコヒーレント光を発光する複数のコヒーレント光源部を有し、
前記波長選択フィルタは、前記複数のコヒーレント光源部から発光された各コヒーレント光の複数の波長域の透過率をそれ以外の波長域の透過率よりも高くしている請求項１、４乃至６のいずれかに記載の表示システム。
【請求項８】
前記観察具は、前記波長選択フィルタを有するサングラスである請求項１、４乃至７のいずれかに記載の表示システム。
【請求項９】
前記観察具は、観察者の目の視線方向に設置可能な支持部を有し、前記波長選択フィルタを有するサンバイザである請求項１、４乃至７のいずれかに記載の表示システム。
【請求項１０】
前記光変調器は、ディスプレイ装置である請求項１乃至９のいずれかに記載の表示システム。
【請求項１１】
前記光変調器で生成された変調画像の倍率を変えて拡散部材に投射する投射光学系を備え、
前記観察具は、前記拡散部材に投影された変調画像を視認するために用いられる請求項１乃至９のいずれかに記載の表示システム。
【請求項１２】
前記光学素子は、ホログラム記録媒体を有する請求項１乃至１１のいずれかに記載の表示システム。
【請求項１３】
前記光学素子は、レンズアレイを有する請求項１乃至１１のいずれかに記載の表示システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コヒーレント光を用いた表示システムと、この表示システムにて用いられる観察具とに関する。
【背景技術】
【０００２】
青色ＬＥＤの価格低下と性能向上に伴って、ＬＥＤを用いた照明装置が急速に普及している。以前は、液晶表示装置のバックライト光源として冷陰極管が汎用的に用いられていたが、ＬＥＤは冷陰極管よりも消費電力が少なく、寿命も長く、軽薄短小化が可能であることから、バックライト光源としてＬＥＤを用いるのが一般的となった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１４６６２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、液晶表示装置は、光透過型が大半であり、昼間などの明るい場所では、外光の映り込みによって液晶表示装置の画面のコントラストが低下し、画面の情報が極端に視認しにくくなる。明るい場所でも、液晶表示装置の視認性をよくするには、バックライト光源の光強度をより高くしなければならず、液晶表示装置の消費電力が増大してしまうほか、熱対策の負荷も大きくなってくる。このように、従来の液晶表示装置は、周囲が明るいほど、より多くの消費電力を必要とするという問題があった。
【０００５】
周囲光の影響を回避するために、サングラスをかけて液晶表示装置の表示画面を見ることも考えられるが、サングラスは、可視光帯域の光透過性を全体的に低下させるため、液晶表示装置の表示画面が全体的に暗く視認されるだけであり、視認性が向上するわけではない。
【０００６】
本発明は、上述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、周囲の明るさに影響されず、また消費電力を増やさずに確実に視認性を向上させることが可能な表示システムおよび観察具を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するために、本発明の一態様では、コヒーレント光を発光するコヒーレント光源と、
前記コヒーレント光を拡散させる光学素子と、
前記コヒーレント光を前記光学素子上で走査させる光走査部材と、
前記光学素子にて拡散されたコヒーレント光による照明光を受けて、変調画像を生成する光変調器と、
前記変調画像を視認する観察具と、を備え、
前記観察具は、前記照明光に含まれる前記コヒーレント光の波長域の透過率がそれ以外の波長域の透過率よりも高い波長選択フィルタを有する表示システムが提供される。
【０００８】
また、本発明の他の一態様では、コヒーレント光を発光するコヒーレント光源と、
前記コヒーレント光を拡散させる光学素子と、
前記コヒーレント光を前記光学素子上で走査させる光走査部材と、
前記光学素子にて拡散されたコヒーレント光による照明光を受けて、変調画像を生成する光変調器と、
前記コヒーレント光源の波長域よりも広い波長域の光と、前記コヒーレント光源の波長域とは異なる波長域を含む光と、の少なくとも一方を発光する環境光源と、
前記変調画像を視認する観察具と、を備え、
前記観察具は、前記環境光源から発光される光よりも、前記変調画像を照明するコヒーレント光をより透過させる表示システムが提供される。
【０００９】
前記環境光源は、室内照明具であってもよい。
【００１０】
前記コヒーレント光源は、少なくとも１種類以上の波長域のコヒーレント光を発光し、
前記環境光源は、前記コヒーレント光源よりも多種類の波長域の光を発光し、
前記観察具は、前記コヒーレント光源から発光されるコヒーレント光の透過率が前記環境光源から発光される光の透過率よりも高い波長選択フィルタを有していてもよい。
【００１１】
前記波長選択フィルタは、前記コヒーレント光源にて発光されるコヒーレント光の中心波長を中心とする所定の波長域の透過率を、それ以外の波長域の透過率よりも高くしてもよい。
【００１２】
前記波長選択フィルタは、前記照明光に含まれる前記コヒーレント光の波長域の透過率を、それ以外の波長域の透過率よりも５０％以上高くしてもよい。
【００１３】
前記コヒーレント光源は、それぞれ異なる波長域のコヒーレント光を発光する複数のコヒーレント光源部を有し、
前記波長選択フィルタは、前記複数のコヒーレント光源部から発光された各コヒーレント光の複数の波長域の透過率をそれ以外の波長域の透過率よりも高くしてもよい。
【００１４】
前記観察具は、前記波長選択フィルタを有するサングラスであってもよい。
【００１５】
前記観察具は、観察者の目の視線方向に設置可能な支持部を有し、前記波長選択フィルタを有するサンバイザであってもよい。
【００１６】
前記光変調器は、ディスプレイ装置であってもよい。
【００１７】
前記光変調器で生成された変調画像の倍率を変えて拡散部材に投射する投射光学系を備え、
前記観察具は、前記拡散部材に投影された変調画像を視認するために用いられてもよい。
【００１８】
前記光学素子は、ホログラム記録媒体を有していてもよい。
【００１９】
前記光学素子は、レンズアレイを有していてもよい。
【００２０】
本発明の他の一態様では、コヒーレント光を発光するコヒーレント光源と、
前記コヒーレント光を拡散させる光学素子と、
前記コヒーレント光を前記光学素子上で走査させる光走査部材と、
前記光学素子にて拡散されたコヒーレント光による照明光を受けて、変調画像を形成する光変調器と、を備えた表示装置における前記変調画像を視認するための観察具であって、
前記照明光に含まれる前記コヒーレント光の波長域の透過率がそれ以外の波長域の透過率よりも高い波長選択フィルタを備えてもよい。
【００２１】
前記波長選択フィルタは、前記コヒーレント光源の波長域よりも広い波長域の光と、前記コヒーレント光源の波長域とは異なる波長域を含む光と、の少なくとも一方を発光する環境光源から発光される光よりも、前記変調画像を照明するコヒーレント光をより透過させてもよい。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、周囲の明るさに影響されず、また消費電力を増やさずに確実に視認性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施形態による表示システムの概略構成を示す図。
【図２】光走査部材の構成を詳細に示す図。
【図３】光学素子で拡散されたレーザ光が被照明領域に入射される様子を示す図。
【図４】投射光学系を備えた表示システムの概略構成を示す図。
【図５】被照明領域の照明光を利用して導光板を面発光する例を示す図。
【図６】観察具をサンバイザに適用した例を示す図。
【図７】観察具のスペクトル図。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、図面を参照して本発明の一実施の形態について説明する。なお、本件明細書に添付する図面においては、図示と理解のしやすさの便宜上、適宜縮尺および縦横の寸法比等を、実物のそれらから変更し誇張してある。
【００２５】
また、本明細書において用いる、形状や幾何学的条件並びにそれらの程度を特定する、例えば、「平行」、「直交」、「同一」等の用語や長さや角度の値等については、厳密な意味に縛られることなく、同様の機能を期待し得る程度の範囲を含めて解釈することとする。
【００２６】
図１および図２は本発明の一実施形態による表示システム１の概略構成を示す図である。本実施形態による表示システム１は、照明装置２と、光変調器３とを備えている。照明装置２は、光変調器３の位置に配置される被照明領域２０の全域を照明する面照明装置である。照明装置２は、照射装置４と、光学素子５とを有する。また、照射装置４は、レーザ光源６と、光走査部材７とを有する。
【００２７】
レーザ光源６は、発光波長域がそれぞれ相違する複数のコヒーレント光すなわちレーザ光を発光する複数の光源部８を有していてもよい。これら複数の光源部８は、独立して設けられていてもよいし、共通の基板上に複数の光源部８を並べて配置した光源モジュールであってもよい。本実施形態のレーザ光源６は、発光波長域がそれぞれ相違する少なくとも２つの光源部８を有していればよく、発光波長域の種類は２つ以上であればよい。また、発光強度を高めるために、各発光波長域ごとに、複数個ずつの光源部８を設けてもよい。
【００２８】
例えば、レーザ光源６が、赤色の発光波長域の光源部８ｒと、緑色の発光波長域の光源部８ｇと、青色の発光波長域の光源部８ｂとを有する場合には、これらの光源部８が発光した３つのレーザ光を重ね合わせることで、白色の照明光を生成可能となる。
【００２９】
光走査部材７は、レーザ光源６からのレーザ光の進行方向を経時的に変化させて、レーザ光の進行方向が一定にならないようにする。この結果、光走査部材７を出射したレーザ光は、光学素子５の入射面上を走査するようになる。
【００３０】
光走査部材７は、例えば図２に示すように、互いに交差する方向に延在される二つの回転軸１１，１２周りに回転可能な反射デバイス１３を有する。この反射デバイス１３の反射面１３ａに入射されたレーザ光源６からのレーザ光は、反射面１３ａの傾斜角度に応じた角度で反射されて、光学素子５の入射面５ａの方向に進行する。反射デバイス１３を二つの回転軸１１，１２周りに回転させることで、レーザ光は光学素子５の入射面５ａ上を二次元的に走査することになる。反射デバイス１３は、例えば一定の周期で二つの回転軸１１，１２周りに回転する動作を繰り返すため、この周期に同期して、光学素子５の入射面５ａ上をレーザ光は繰り返し二次元走査する。
【００３１】
本実施形態では、光走査部材７を一つだけ設けることを想定しており、レーザ光源６で発光された複数のレーザ光はいずれも、共通の光走査部材７に入射されて、この光走査部材７で進行方向が経時的に変化させられて、光学素子５上を走査する。
【００３２】
光学素子５は、複数のレーザ光が入射される入射面５ａを有し、この入射面５ａに入射された複数のレーザ光を拡散させて、所定位置に設けられる被照明領域２０を照明する。
【００３３】
図３は光学素子５で拡散されたレーザ光が被照明領域２０に入射される様子を示す図である。光学素子５は、発光波長域がそれぞれ異なる複数のレーザ光に対応する複数の拡散領域１４を有する。各拡散領域１４には対応するレーザ光が入射される。各拡散領域１４は入射されたレーザ光を拡散させて、全体として被照明領域２０の全域を照明する。
【００３４】
被照明領域２０内の部分領域ごとに照明制御を行いたい場合には、図３に示すように、各拡散領域１４をさらに細かく複数の要素拡散領域１５に分ける必要がある。各要素拡散領域１５は、入射されたレーザ光を拡散させて、被照明領域２０内の部分領域を照明する。部分領域の少なくとも一部は、各要素拡散領域１５ごとに相違している。
【００３５】
なお、各拡散領域１４を複数の要素拡散領域１５に分けて、被照明領域２０内の部分領域ごとに照明制御を行うか否かは任意である。単に被照明領域２０の全域を均一照明したい場合には、各拡散領域１４を複数の要素拡散領域１５に分ける必要はない。以下では、一例として、光学素子５としてホログラム記録媒体１６を用いた場合に、ホログラム記録媒体１６を複数の要素拡散領域１５に対応する複数の要素ホログラム領域１８に分割して干渉縞を記録する例について説明する。
【００３６】
光学素子５に対応するホログラム記録媒体１６は、例えば図３に示すように、複数の拡散領域１４に対応する複数のホログラム領域１７を有する。各ホログラム領域１７は、発光波長域がそれぞれ異なる複数のレーザ光のそれぞれに対応して設けられている。各ホログラム領域１７は、対応するレーザ光が入射される入射面１７ａを有する。各ホログラム領域１７の入射面１７ａに入射されて拡散されたレーザ光はいずれも、被照明領域２０を照明する。例えば、ホログラム記録媒体１６が３つのホログラム領域１７を有する場合、各ホログラム領域１７で拡散されたレーザ光は、被照明領域２０の全域を照明する。
【００３７】
図３では、赤、青または緑で発光する３つのレーザ光に対応づけて、３つのホログラム領域１７を設ける例を示しているが、本実施形態によるホログラム記録媒体１６は、発光波長域が異なる２つ以上のレーザ光に対応づけて、２つ以上のホログラム領域１７を有していればよい。図３のように、ホログラム記録媒体１６が赤、青または緑で発光する３つのレーザ光に対応する３つのホログラム領域１７を有する場合には、各ホログラム領域１７が被照明領域２０の全域を照明することから、３つのレーザ光が発光している場合には、被照明領域２０は白色で照明されることになる。
【００３８】
ホログラム記録媒体１６における各ホログラム領域１７のサイズすなわち面積は、必ずしも同じである必要はない。各ホログラム領域１７のサイズが異なっていても、各ホログラム領域１７の入射面１７ａに形成される干渉縞を各ホログラム領域１７ごとに調整することで、各ホログラム領域１７は共通の被照明領域２０を照明することができる。
【００３９】
複数のホログラム領域１７のそれぞれは、複数の要素拡散領域１５に対応する複数の要素ホログラム領域１８を有する。複数の要素ホログラム領域１８のそれぞれは、入射されたレーザ光を拡散させることにより、被照明領域２０内の部分領域１９を照明する。各要素ホログラム領域１８が照明する部分領域１９の少なくとも一部は、各要素ホログラム領域１８ごとに相違している。すなわち、異なる要素ホログラム領域１８が照明する部分領域１９同士は、少なくとも一部が相違している。
【００４０】
各要素ホログラム領域１８の入射面１７ａには干渉縞パターンが形成されている。よって、各要素ホログラム領域１８の入射面１７ａに入射されたレーザ光は、入射面１７ａ上の干渉縞パターンによって回折されて、被照明領域２０上の対応する部分領域１９を照明する。干渉縞パターンを種々に調整することで、各要素ホログラム領域１８で回折すなわち拡散されるレーザ光の進行方向を変えることができる。
【００４１】
このように、各要素ホログラム領域１８内の各点に入射されたレーザ光は、対応する部分領域１９を照明する。また、光走査部材７は、各要素ホログラム領域１８に入射されるレーザ光の入射位置および入射角度を経時的に変化させる。一つの要素ホログラム領域１８内に入射されたレーザ光は、その要素ホログラム領域１８内のどの位置に入射されても、共通の部分領域１９を照明する。これはすなわち、部分領域１９の各点に入射されるレーザ光の入射角度が経時的に変化することを意味する。この入射角度の変化は、人間の目で分解不可能な速さであり、結果として、人間の目には、相関の無いレーザ光の散乱パターンが多重化されて観察される。したがって、各散乱パターンに対応して生成されたスペックルが重ねられて平均化されて、観察者に観察されることになる。これにより、被照明領域２０では、スペックルが目立ちにくくなる。また、光走査部材７からのレーザ光は、ホログラム記録媒体１６上の各要素ホログラム領域１８を順に走査するため、各要素ホログラム領域１８内の各点で回折されたレーザ光はそれぞれ異なる波面を有し、これらのレーザ光は被照明領域２０上に独立に重ね合わされることで、被照明領域２０ではスペックルの目立たない均一な照度分布が得られる。
【００４２】
ホログラム記録媒体の各点から拡散されたレーザ光によって重ねて照明される被照明領域２０には、ホログラム記録媒体の干渉縞に応じた再生像が形成される。場所によらず均一な光量の光を拡散させる散乱板の再生像を生成するための干渉縞をホログラム記録媒体に記録した場合には、被照明領域２０の全体を均一に照明するような再生像が得られる。本実施形態の光変調器３は、被照明領域２０の面照明光を利用して変調画像を形成する。光変調器３が、場所によらず均一な光量の照明光を必要とする場合には、予めホログラム記録媒体に、場所によらず均一な光量で拡散する散乱板の像に対応する干渉縞を記録しておく必要がある。このように、被照明領域２０内の照明態様は、光変調器３が生成する変調画像に依存する。
【００４３】
光変調器３は、例えば、通常の液晶表示装置に用いられる透過型の液晶パネルでもよい。この場合、被照明領域２０の照明光は、バックライトとして用いられる。
【００４４】
あるいは、光変調器３は、スクリーン等に投射するための透過型の液晶マイクロディスプレイ例えば、ＬＣＯＳ（Liquid Crystal on Silicon）でもよい。
【００４５】
図４は光変調器３で生成された変調画像を拡大して拡散スクリーン９に映し出す投射光学系１０を備えた表示システム１の概略構成を示す図である。光変調器３がＬＣＯＳの場合、照明装置２によって面状に照明される液晶マイクロディスプレイが、画素毎にレーザ光を選択して透過させることにより、液晶マイクロディスプレイ上に変調画像が形成される。こうして得られた変調画像（映像光）は、投射光学系１０によって、必要に応じて変倍されて拡散スクリーン９へ投射される。拡散スクリーン９に投射される変調画像のスペックルパターンは時間的に変化するため、スペックルは不可視化される。
【００４６】
また、光変調器３は、反射型のマイクロディスプレイであってもよい。この場合、光変調器３での反射光によって変調画像が形成され、光変調器３へ照明装置２からレーザ光が照射される面と、光変調器３で生成された変調画像の映像光（反射光）の出射面が同一の面となる。このような反射光を利用する場合、光変調器３としてＤＭＤ（Digital Micromirror Device）などのＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）素子を用いることも可能である。光変調器３が透過型のディスプレイ装置の場合は、観察者は、図２とは反対側からディスプレイ装置の表示画面を視認することになる。
【００４７】
また、光変調器３の入射面は、照明装置２がレーザ光を照射する被照明領域２０と同一の形状および大きさであることが好ましい。この場合、照明装置２からのレーザ光を、拡散スクリーン９への映像の表示に高い利用効率で利用することができるからである。
【００４８】
なお、本実施形態による光学素子５によって重ねて照明される被照明領域２０を液晶パネルのバックライトとして用いる場合には、図５に示すように、被照明領域２０を導光板２２の一端面２２ａに位置合わせして、被照明領域２０の照明光を導光板２２の内部に入射させ、この端面に直交する端面２２ｂから、均一な光を面発光させ、この面発光をバックライトとして利用して、液晶パネルを照明してもよい。
【００４９】
光変調器３で生成された変調画像は、直接または拡散スクリーン９を通して、観察者が観察することになるが、昼間のように、周囲が明るい状況下では、観察者は、観察具２１を通して変調画像を視認できるようにしている。すなわち、観察具２１を使用するかどうかは観察者の任意であるが、本実施形態では、光変調器３の周囲が明るい状況下では、観察具２１を通して光変調器３または拡散スクリーン９を視認することを推奨している。
【００５０】
観察具２１は、図２に示すようなサングラス２３でもよいし、観察者の目の視線方向に目から離して配置される種々の観察具２１でもよい。例えば、図６は、観察具２１を、車両の運転席の前方に設置されるサンバイザ２４に適用した例を示している。サンバイザ２４は、支持具が回転可能となっており、必要に応じて、サンバイザ２４を運転手の目の前に配置したり、上に跳ね上げて収納したりすることができる。
【００５１】
観察具２１は、波長選択フィルタを内蔵している。この波長選択フィルタは、レーザ光源６から出射された３種類のレーザ光と同じ波長域の光をより透過させる光学特性を有する。すなわち、波長選択フィルタは、光源から出射された３種類のレーザ光の波長域の透過率が、それ以外の波長域の透過率よりも高いという光学特性を有する。この波長選択フィルタは、例えば誘電体多層膜を用いて作製されている。
【００５２】
図７は波長選択フィルタを有する観察具２１のスペクトル図であり、横軸は波長、縦軸は透過率である。図７の透過率は、例えば、分光光度計（（株）島津製作所製「ＵＶ−３１００ＰＣ」）を用いてＪＩＳ  Ｋ０１１５に準拠して測定されたものである。図７に示すように、観察具２１は、青色（例えば、４５０ｎｍ付近）、緑色（例えば、５３０ｎｍ付近）、および赤色（例えば、６５０ｎｍ付近）の波長域での透過率が急峻に高くなるようにしている。より詳細には、青、緑および赤の波長域での透過率は、それ以外の波長域の透過率よりも５０％以上高い。透過率が高くなっている波長域は、透過率が最大となるピーク波長を中心とする約２０ｎｍの範囲である。透過率が最大となるピーク波長は、レーザ光源６から出射されるレーザ光の中心波長に等しくしている。
【００５３】
透過率が高い波長域以外でも、赤、緑または青に近い色の波長域が存在するが、図７では、赤、緑および青の各波長域内の限られた波長域（中心波長の前後の約２０ｎｍ）のみの透過性を急峻に高くしている。これにより、周囲光（環境光）の中に、赤、緑または青に近い波長域の光が含まれていたとしても、これらの光を減衰させることができ、レーザ光で生成した変調画像のみを際立たせて、観察者に視認させることができる。
【００５４】
また、本実施形態による観察具２１では、図７に示すように、赤、緑および青以外の波長域の光の透過率をゼロよりも大きい値に設定している。よって、赤、緑および青以外の波長域の光も、暗くはなるものの、観察者は視認可能である。これにより、観察者は、観察具２１を通して、光変調器３や拡散スクリーン９の周囲の状況を視認可能となる。
【００５５】
このように、観察者が観察具２１を介して変調画像を見ると、レーザ光により照明される変調画像はほとんど減衰されずに視認される一方で、周囲光は大きく減衰されて視認され、周囲が明るい状況下でも、変調画像をくっきりと視認可能となる。
【００５６】
観察具２１は、図２に示すように、図７の光学特性を持つ波長選択フィルタ付きのサングラスでもよいし、観察者が手持ちする把持部を有する半透明板でもよいし、あるいは、図６のような波長選択フィルタ付きのサンバイザ２４でもよい。
【００５７】
上述した実施形態では、カラー表示を行う表示システム１について説明したが、変調画像は単色で表示されてもよい。この場合、光源は単一の波長域のレーザ光を出射するため、波長選択フィルタは、光源から出射されるレーザ光の波長域の透過率を、それ以外の波長域の透過率よりも高くすればよい。
【００５８】
また、カラー表示を行う場合であっても、必ずしも、光源は、赤、緑および青の波長域のレーザ光を出射するとは限らない。例えば、黄や紫の波長域のレーザ光を光源が出射してもよい。この場合、波長選択フィルタは、黄および紫の波長域の光を透過させればよい。
【００５９】
観察者が観察具２１を通して視認する変調画像は、光変調器３に直接映し出されるものでもよいし、光変調器３から投射光学系１０を経て拡散スクリーン９に映し出される変調画像でもよい。また、光変調器３は、テレビジョン装置やモニタ装置などの種々のディスプレイ装置に適用可能である。具体的な一例として、例えば、車載ナビゲーション用のディスプレイ装置にも適用可能である。車載ナビゲーション用のディスプレイ装置は、フロントガラスを通して太陽光が入射される場合には、フロントガラスの近くに置かれたディスプレイ装置や、フロントガラスよりも前方に形成される虚像を眺めるヘッドアップディスプレイ装置の表示画面を極端に見づらくなる。このようなときに、上述した観察具２１を通して表示画面を眺めると、急峻な波長域からなるレーザ光により生成された変調画像のみをくっきりと視認することができる。これにより、フロントガラスを通して直射日光が入射される状況下でも、ディスプレイ装置の表示画面の情報を視認しやすくなる。
【００６０】
なお、上述した説明では、光学素子３としてホログラム記録媒体１６を用いる例を説明したが、光学素子３の具体的な形態は、ホログラム記録媒体１６に限定されるものではない。例えば、各要素拡散領域１５をそれぞれ一つのレンズアレイとするレンズアレイ群を用いて光学素子３を構成してもよい。この場合、要素拡散領域１５ごとにレンズアレイが設けられ、各レンズアレイが被照明領域２０内の部分領域１９を照明するように各レンズアレイの形状が設計される。そして、各部分領域１９の位置は、少なくとも一部が相違している。これにより、ホログラム記録媒体１６を用いて光学素子３を構成した場合と同様に、被照明領域２０内の一部分だけの照明色を変えたり、一部分だけを照明しないようにすることができる。
【００６１】
本実施形態による表示システムは、室内に設置されることが多く、室内照明灯に照らされている中で、観察者は変調画像を視認する場合がある。また、室内照明灯と外光とに照らされた中で、観察者は変調画像を視認する場合もありうる。本明細書では、室内照明灯と外光を含めて、環境光源と呼ぶ。
【００６２】
環境光源は、レーザ光源６の波長域よりも広い波長域の光と、レーザ光源の波長域とは異なる波長域を含む光と、の少なくとも一方を発光する。より具体的には、環境光源に含まれる室内照明灯は、白熱灯や蛍光灯、ＬＥＤ光源などからなり、室内照明灯の光をスペクトル解析すると、ピーク波長が連続的または断続的に続く広い波長域を有する。これに対して、レーザ光源６は、図７に示したように、特定の狭い波長域のみにピーク波長を有する。よって、観察具２１が、環境光源から発光される光よりも、変調画像を照明するレーザ光をより透過させる光学特性を備えていれば、環境光源に照らされながらでも、変調画像をくっきりと視認できることになる。よって、観察具２１が備える波長選択フィルタは、レーザ光の透過率が環境光源から発光される光の透過率よりも高い光学特性を持っていればよい。
【００６３】
このように、本実施形態では、レーザ光により照明された変調画像を観察者が見る際に、変調画像の周囲が明るい場合には、観察者は、レーザ光の波長域の透過率をそれ以外の波長域の透過率よりも高くした観察具２１を通して変調画像を見ることができるようにしたため、変調画像を照明するレーザ光の波長域以外の波長域の光を大きく減衰させることができ、周囲が明るくても、変調画像をくっきりと視認可能となる。これにより、必要に応じて観察具２１を用いるだけで変調画像の視認性を向上でき、レーザ光の光強度を高める必要もないことから、表示システム１の消費電力を低減でき、省エネルギー化を実現できる。すなわち、観察者が観察具２１を使用すれば、変調画像の明るさを落とさずに、周囲の明るさだけを低減できるため、観察具２１を使用することを前提として、予め光源のレーザ光のパワーを落としておくことも可能となり、より一層の低消費電力化が図れる。
【００６４】
特に、室内照明灯や外光などからなる環境光源からの光を受けながら、観察者が変調画像を見る場合、観察具は、環境光源からの光の透過率を全体的に落としつつ、変調画像を構成する波長域のみを積極的に透過させるため、観察者は、観察具を通して変調画像をくっきりと視認することができる。
【００６５】
観察具２１は、光源のレーザ光の波長域の透過率をそれ以外の波長域の透過率よりも高くする波長選択フィルタを内蔵すればよいため、観察具２１の構造が複雑になることもなく、観察具２１の部材コストが極端に高くなることもない。
【００６６】
本発明の態様は、上述した個々の実施形態に限定されるものではなく、当業者が想到しうる種々の変形も含むものであり、本発明の効果も上述した内容に限定されない。すなわち、特許請求の範囲に規定された内容およびその均等物から導き出される本発明の概念的な思想と趣旨を逸脱しない範囲で種々の追加、変更および部分的削除が可能である。
【符号の説明】
【００６７】
１  表示システム、２  照明装置、３  光変調器、４  照射装置、５  光学素子、６  レーザ光源、７  光走査部材、８  光源部、９  拡散スクリーン、１０  投射光学系、１１，１２  回転軸、１３  反射デバイス、２０  被照明領域、２１  観察具、２２  導光板、２３  サングラス、２４  サンバイザ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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