(57)【要約】【課題】光変調器を利用して、光源から出射する光を変調して映像を生成し、生成された映像を拡大してスクリーンに投射することにより、携帯用端末機が求める小型化の要求と低電力の要求を満足させる光変調器プロジェクターを具備する携帯用端末機を提供する。【解決手段】プロジェクション制御信号を出力して映像データを出力する制御系と、前記制御系から映像データを入力され、入力された映像データによる駆動制御信号を生成して出力するプロジェクション制御系と、前記プロジェクション制御系から入力された駆動制御信号によって光を生成し、生成された光を変調して映像を生成し、生成された映像をスクリーンに投射しながらスキャンする光変調光学系とを含む。【選択図】図１Ａ
2006330720.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プロジェクション制御信号を出力し、映像データを出力する制御系と；
前記制御系から映像データを入力され、入力された映像データによる駆動制御信号を生成して出力するプロジェクション制御系と；
前記プロジェクション制御系から入力された駆動制御信号によって光を生成し、生成された光を変調して映像を生成し、生成された映像をスクリーンに投射しながらスキャンする光変調光学系と；
を含んでなることを特徴とする、光変調器プロジェクターを具備する携帯用端末機。
【請求項２】
前記光変調光学系と前記プロジェクション制御系が前記携帯用端末機の外部にモジュール化されて位置することを特徴とする、請求項１に記載の光変調器プロジェクターを具備する携帯用端末機。
【請求項３】
前記光変調光学系が前記携帯用端末機の外部にモジュール化されて位置することを特徴とする、請求項１に記載の光変調器プロジェクターを具備する携帯用端末機。
【請求項４】
前記制御系は、前記プロジェクション制御系にプロジェクション制御信号を出力し、映像データを前記プロジェクション制御系に出力するベースバンドプロセッサであることを特徴とする、請求項１に記載の光変調器プロジェクターを具備する携帯用端末機。
【請求項５】
前記制御系は、
プロジェクション制御信号を出力するベースバンドプロセッサと；
前記ベースバンドプロセッサからプロジェクション制御信号が入力されれば、前記プロジェクション制御系にプロジェクション制御信号を出力し、映像データを前記プロジェクション制御系に出力するマルチメディアプロセッサと；
を含んでなることを特徴とする、請求項１に記載の光変調器プロジェクターを具備する携帯用端末機。
【請求項６】
前記光変調光学系が生成する映像は０次回折光で形成されることを特徴とする、請求項１に記載の光変調器プロジェクターを具備する携帯用端末機。
【請求項７】
前記光変調光学系は、
光を生成して出射する光源系と；
駆動信号を生成して出力するドライブ集積回路と；
前記ドライブ集積回路から駆動信号が入力されれば、入力された駆動信号によって駆動されて、入射光を変造させて映像を生成する光変調器と；
前記光源系から出射する光を前記光変調器に入射させる照明光学部と；
前記光変調器から出射する映像を投射する投射光学部と；
前記投射光学部から入射する映像を前記スクリーンに表示して２次元映像を生成するスキャニング部と；
を含んでなることを特徴とする、請求項１に記載の光変調器プロジェクターを具備する携帯用端末機。
【請求項８】
前記光源系は、
相違なるカラーの光を生成する複数の光源と；
前記複数の光源から生成された光を集光する集光部と；
を含んでなることを特徴とする、請求項７に記載の光変調器プロジェクターを具備する携帯用端末機。
【請求項９】
前記光変調器は、前記照明光学部から入射する入射光を変調してライン映像を生成することを特徴とする、請求項７に記載の光変調器プロジェクターを具備する携帯用端末機。
【請求項１０】
前記スキャニング部が前記スクリーンに形成する２次元映像は０次回折光で形成されることを特徴とする、請求項７に記載の光変調器プロジェクターを具備する携帯用端末機。
【請求項１１】
前記光変調器は回折型光変調器であって、前記照明光学部から入射する入射光を回折させ、回折光で映像を生成することを特徴とする、請求項７に記載の光変調器プロジェクターを具備する携帯用端末機。
【請求項１２】
前記回折型光変調器は、前記照明光学部から入射する入射光を変調してライン映像を生成することを特徴とする、請求項１１に記載の光変調器プロジェクターを具備する携帯用端末機。
【請求項１３】
前記スキャニング部が前記スクリーンに形成する２次元映像は０次回折光で形成されることを特徴とする、請求項１１に記載の光変調器プロジェクターを具備する携帯用端末機。
【請求項１４】
前記光源系から前記スクリーンに至る光経路上において前記回折型光変調器の後の光経路上に位置し、前記回折型光変調器で生成された複数次数の回折光のなかで０次回折光を通過させるフィルター部をさらに含むことを特徴とする、請求項１１に記載の光変調器プロジェクターを具備する携帯用端末機。
【請求項１５】
前記フィルター部は前記スキャニング部に含まれて一体化されることを特徴とする、請求項１４に記載の光変調器プロジェクターを具備する携帯用端末機。
【請求項１６】
前記回折型光変調器は、
基盤部材と；
アレイを形成し、それぞれは前記基盤部材によって支持されており、中間部は前記基盤部材から離隔して空間を確保しており、前記基盤部材に向かう表面が反射面として形成されて入射光を反射し、少なくとも一つのオープンホールが形成されて入射光を通過させるように構成される複数の第１反射部と；
前記基盤部材と前記第１反射部との間に前記第１反射部から離隔して位置し、前記第１反射部の前記オープンホールを通過して入射する光を反射させる反射表面を持つ第２反射部と；
前記ドライブ集積回路から入力された駆動信号によって、該当する前記第１反射部の中間部を前記基盤部材から遠くなるかまたは近くなるように動かすことで、前記第１反射部と前記第２反射部の反射光によって形成される回折光の光量を変化させる複数の駆動手段と；
を含んでなることを特徴とする、光変調器プロジェクターを具備する携帯用端末機。
【請求項１７】
前記第１反射部は、長辺が前記基盤部材を横切る方向と同一方向に整列されている複数のオープンホールを含むことを特徴とする、請求項１６に記載の光変調器プロジェクターを具備する携帯用端末機。
【請求項１８】
前記第１反射部間に形成された空間の幅と前記オープンホールの幅と前記オープンホール間の距離と前記最外側オープンホールから前記第１反射部間のギャップに至る距離とが互いに類似であることを特徴とする、請求項１７に記載の光変調器プロジェクターを具備する携帯用端末機。
【請求項１９】
前記プロジェクション制御系は、
前記制御系から映像データを入力される映像入力部と；
前記映像入力部が受けた映像データを処理して出力する映像データ処理部と；
前記光変調光学系に映像データによる駆動制御信号を生成して出力する駆動信号制御部と；
を含んでなることを特徴とする、請求項１に記載の光変調器プロジェクターを具備する携帯用端末機。
【請求項２０】
プロジェクション制御信号を出力して映像データを出力する制御系と；
前記制御系から映像データを入力され、入力された映像データによる駆動制御信号を生成して出力するプロジェクション制御系と；
光を出射する光源系と；
駆動制御信号によって駆動され、前記光源系から入射する入射光を変造させて、駆動制御信号による映像を生成する回折型光変調器と；
前記回折型光変調器から出射する映像を利用して２次元映像を形成する投射光学系と；
を含んでなることを特徴とする、携帯用端末機に使用される光変調器プロジェクター。
【請求項２１】
前記プロジェクション制御系から出射する駆動制御信号から、前記回折型光変調器を駆動するための駆動信号を生成して出力するドライブ集積回路をさらに含むことを特徴とする、請求項２０に記載の携帯用端末機に使用される光変調器プロゼックティオ。
【請求項２２】
前記光源系から出射する光を前記回折型光変調器に入射させる照明光学部をさらに含むことを特徴とする、請求項２０に記載の携帯用端末機に使用される光変調器プロジェクター。
【請求項２３】
前記投射光学系は、前記回折型光変調器から出射する映像を投射し、２次元映像を生成するためにスキャンする投射光学部を含むことを特徴とする、請求項２０に記載の携帯用端末機に使用される光変調器プロジェクター。
【請求項２４】
前記投射光学系は、前記回折型光変調器の後の光経路上に位置し、前記回折型光変調器から出射した回折光のなかで０次回折光を通過させるフィルター部を含むことを特徴とする、請求項２３に記載の携帯用端末機に使用される光変調器プロジェクター。
【請求項２５】
前記投射光学部は、
前記回折型光変調器から出射する映像を投射し、２次元映像を生成するためにスキャンするスキャニング部と；
前記スキャニング部に含まれて一体化されているフィルター部と；
を含むことを特徴とする、請求項２４に記載の携帯用端末機に使用される光変調器プロジェクター。
【請求項２６】
前記プロジェクション光学系で生成する２次元映像は前記回折型光変調器の０次回折光で形成されることを特徴とする、請求項２０に記載の携帯用端末機に使用される光変調器プロジェクター。
【請求項２７】
前記回折型光変調器は、
基盤部材と；
アレイを形成するように配列されており、それぞれは前記基盤部材によって支持されており、中間部は前記基盤部材から離隔して空間を確保しており、前記基盤部材に向かう表面が反射面として形成されて入射光を反射し、少なくとも一つのオープンホールが形成されて、入射光を通過させるように構成されている複数の第１反射部と；
前記基盤部材と前記第１反射部との間に前記第１反射部から離隔して空間を確保するように位置し、前記第１反射部の前記オープンホールを通過して入射する光を反射させる反射表面を持つ第２反射部と；
該当するそれぞれの前記第１反射部の中間部を前記基盤部材から遠くなるかまたは近くなるように動かすことで、前記第１反射部と前記第２反射部の反射光で形成される回折光の光量を変化させる駆動手段と；
を含んでなることを特徴とする、請求項２０に記載の携帯用端末機に使用される光変調器プロジェクター。
【請求項２８】
前記第１反射部は、前記基盤部材を横切る方向と同一方向に整列されている複数のオープンホールを含むことを特徴とする、請求項２７に記載の携帯用端末機に使用される光変調器プロジェクター。
【請求項２９】
前記第１反射部間に形成された空間の幅と前記オープンホールの幅と前記オープンホール間の距離と前記最外側オープンホールから前記第１反射部間の空間に至る距離とが互いに類似であることを特徴とする、請求項２７に記載の携帯用端末機に使用される光変調器プロジェクター。
【請求項３０】
基盤部材と；
アレイを形成するように配列されており、それぞれは前記基盤部材によって支持されており、中間部は前記基盤部材から離隔して空間を確保しており、前記基盤部材に向かう表面が反射面として形成されて入射光を反射し、少なくとも一つのオープンホールが形成されて、入射光を通過させるように構成されている複数の第１反射部と；
前記基盤部材と前記第１反射部間に前記第１反射部かれ離隔して空間を確保するように位置し、前記第１反射部の前記オープンホールを通過して入射する光を反射させる反射表面を持っている第２反射部と；
該当するそれぞれの前記第１反射部の中間部を前記基盤部材から遠くなるかまたは近くなるように動かすことで、前記第１反射部と前記第２反射部の反射光で形成される回折光の光量を変化させる複数の駆動手段と；
を含んでなることを特徴とする、オープンホール基盤の回折型光変調器。
【請求項３１】
前記第１反射部は、前記第１反射部間に形成された空間の幅と類似の幅を持つ少なくとも一つの反射面を形成することを特徴とする、請求項３０に記載のオープンホール基盤の回折型光変調器。
【請求項３２】
前記第１反射部は、前記第１反射部間に形成された空間の幅と類似の幅を持つ複数の反射面を形成することを特徴とする、請求項３０に記載のオープンホール基盤の回折型光変調器。
【請求項３３】
前記第１反射部は、前記オープンホールの幅と類似の幅を持つ少なくとも一つ以上の反射面を形成することを特徴とする、請求項３０に記載のオープンホール基盤の回折型光変調器。
【請求項３４】
前記基盤部材は、
基板と；
前記基板から突出しており、複数の前記第１反射部を支持して複数の前記第１反射部のそれぞれの中間部が前記基板から離隔して空間を確保するようにする支持部材と；を含み、
前記第２反射部は前記基板に形成され、複数の前記第１反射部のオープンホールを通過して入射する光を反射させることを特徴とする、請求項３０に記載のオープンホール基盤の回折光変調器。
【請求項３５】
前記基盤部材は空間を提供するための陷沒部を持ち、
前記第２反射部は前記基盤部材の陷沒部に形成され、
複数の前記第１反射部のそれぞれは、中間部が前記第２反射部から空間を持って離隔して位置するように陷沒部を横切って位置し、配列されてアレイを形成することを特徴とする、請求項３０に記載のオープンホール基盤の回折光変調器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光変調器と、その光変調器を利用して、光源から生成された光を変調して映像を生成し、生成された映像をスクリーンに拡大投射することで、スクリーンに映像を表示する光変調器プロジェクターを持つ携帯用端末機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子産業および情報通信技術の急速な発達によって、ほぼすべての産業分野でデスクトップＰＣ（ｄｅｓｋｔｏｐ  ｐｅｒｓｏｎａｌ  ｃｏｍｐｕｔｅｒ）やノートブックＰＣおよび携帯電話のような端末機（ｕｎｉｔ）を通じて各種の文字情報および画像情報を処理しており、特にインターネットによる情報活用が多くなるにつれて、以前のデスクトップＰＣやノートブックＰＣはもちろん、携帯電話によってもインターネットと連結して情報処理作業を行う趨勢にある。
【０００３】
しかし、デスクトップＰＣやノートブックＰＣおよび携帯電話などのような端末機のディスプレイ装置は、一定規格のモニターが端末機本体と一体に付着されているため、画面の視角範囲と判読性が限定される問題点がある。
【０００４】
例えば、デスクトップＰＣのディスプレイ装置であるＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ  ｒａｙ  ｔｕｂｅ）モニターは、画面の大きさが限定されているだけでなく、嵩が大きくて重く、比較的高い駆動電圧を必要とするため設置条件が不利であり、携帯用に適しなく、画面が主に使用者の正面に配向されているため、視角範囲がモニター画面の前面に限定される問題点がある。
【０００５】
また、ノートブックＰＣのディスプレイ装置である液晶表示装置（Ｌｉｑｕｉｄ  ｃｒｙｓｔａｌ  ｄｉｓｐｌａｙ）は、画面の大きさが前記ＣＲＴに比べてさらに限定されており、ノートブック本体と一体に付着されているため、画面の視角範囲が主に使用者の前面にだけ限定される欠点がある。
【０００６】
また、携帯電話のディスプレイ装置である液晶表示装置は、画面の大きさが非常に小さくて視角範囲と情報表示面積が極めて狭く限定され、これにより文字の大きさも非常に小さくて判読性が低く、特にウェブブラウザを内蔵してインターネットと接続するインターネット携帯電話では単位フレーム表示面積が制限されるため、全体的なインターネット画面を表示することができない問題点があるものである。
【０００７】
前記のように、デスクトップＰＣやノートブックＰＣおよび携帯電話は、前述した問題点のため、多くの人が同時にディスプレイ画面を見る必要がある時に非常に不便であり、モニターの両側面や後面側からは全然画面を見られない問題点があるものである。
【０００８】
前記問題点を解決することができるディスプレイ装置としては、デスクトップＰＣ、ノートブックＰＣおよび携帯電話にコネクタを連結して端末機用データをインターフェースして、ＴＦＴ液晶表示装置とレンズを通じてスクリーンに投射する液晶プロジェクターが提供されているが、これは遠距離投射方式で、明るい光源を必要とし、装置の嵩が大きく、携帯することができない問題点がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は前記のような問題点を解決するためになされたもので、光変調器を利用して、光源から出射する光を変調して映像を生成し、生成された映像を拡大してスクリーンに投射することにより、携帯用端末機が求める小型化の要求と低電力の要求を満足させることができる光変調器プロジェクターを具備する携帯用端末機を提供することをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
このような目的を達成するため、本発明は、プロジェクション制御信号を出力し、映像データを出力する制御系と；前記制御系から映像データを入力され、入力された映像データによる駆動制御信号を生成して出力するプロジェクション制御系と；前記プロジェクション制御系から入力された駆動制御信号によって光を生成し、生成された光を変調して映像を生成し、生成された映像をスクリーンに投射しながらスキャンする光変調光学系とを含んでなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
以上説明したように、本発明によれば、光変調器プロジェクターを利用してプロジェクション機能を具現すれば、従来の携帯用端末機が持っているＬＣＤ画面の画面大きさの制限を克服することができる効果がある。
【００１２】
また、本発明によれば、低電力の光変調器を使用してプロジェクション機能を具現するので、小型のバッテリーが使用可能である。
【００１３】
また、本発明によれば、光変調器プロジェクターの小型化が可能であるので、携帯用端末機を小型化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施例を詳細に説明する。
【００１５】
この実施例においては、モバイル用プロジェクターが携帯電話に使用される場合について説明しているが、これに限定されるものではなく、ＰＤＡＧ ＭＰ３ユニット、腕時計、ラップトップコンピューター、カメラなどを含む携帯用装置に使用することができる。したがって、以後の“携帯用端末機”という用語は、前述した携帯用装置およびそれと類似した装置を全て含む。
【００１６】
図１Ａは本発明の一実施例によるモバイル用プロジェクターが内蔵されたフォルダ型携帯用端末機の斜視図で、内部の一部が切開された状態を示す図であり、図１Ｂは本発明の一実施例によるモバイル用プロジェクターが内蔵されたスライド型携帯用端末機の斜視図で、内部の一部が切開され状態を示す図である。
【００１７】
図１Ａを参照すれば、本発明の一実施例によるモバイル用プロジェクターが内蔵されフォルダ型携帯用端末機１０は、使用者がキーパッド１３を利用してプロジェクションモード（ここで、外部のスクリーンに映像を表示することをプロジェクションモードと言う）を選択し、表示したい映像を選択すれば、内蔵されたモバイル用プロジェクターを駆動して映像を生成し、生成された映像を右側面の開口部１４を通じて外部のスクリーン１５に拡大投射しながら映像を表示する。
【００１８】
ここで、モバイル用プロジェクターは、図１Ａの部分切開された内部に示されているように、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色の光を生成し、生成された光を単一経路に位置させる光源系５１と、光源系５１で生成された光を回折型光変調器５３に投射するための照明光学部５２と、入射した光を変調して多くの回折次数を持つ回折光を生成し、回折光による映像を生成する回折型光変調器５３と、回折型光変調器５３で生成された多くの次数の回折係数を持つ回折光のなかで所望次数の回折光を通過させるフィルター部５４と、フィルター部５４を通過した回折光を拡大投射する投射光学部５５と、投射光学部５５で拡大投射された回折光の映像をスクリーン１５にスキャンして映像を生成するスキャニング部５６とを含んでなる光変調光学系を具備している。
【００１９】
ここで、光源系５１は、Ｒ光源５１Ｒ、Ｇ光源５１ＧおよびＢ光源５１Ｂを含み、集光部５１Ｓを含む。集光部５１Ｓは、Ｒ光を集光するために、入射するＲ光を反射するミラー５１ＲＳ、Ｒ光とＧ光を集光するために、Ｒ光は反射しＧ光は透過させるダイクロイックミラー５１ＧＳ、およびＲ光、Ｇ光およびＢ光を集光するために、Ｒ光およびＧ光を透過しＢ光を反射するダイクロイックミラー５１ＢＳを含む。このような光変調光学系は、図２に示すように、プロジェクション制御部１４０によって制御されて映像を生成し、プロジェクション制御部１４０はマルチメディアプロセッサ１２２によって制御される。もちろん、マルチメディアプロセッサ１２２が備えられていない場合には、点線で表示したように、プロジェクション制御部１４０はベースバンドプロセッサ１１６によって制御される。
【００２０】
一方、図１Ｂに示すように、本発明の一実施例によるモバイル用プロジェクターが内蔵されたスライド型携帯用端末機２０は、使用者がキーパッド２３を利用してプロジェクションモードを選択し、表示したい映像を選択すれば、内蔵されたモバイル用プロジェクターを駆動して映像を生成し、生成された映像を右側面の開口部２４を通じて外部のスクリーン２５に拡大投射して映像を表示する。ここで、符号２１はカバーである。
【００２１】
ここで、モバイル用プロジェクターは、図１Ｂの部分切開された内部に示されているように、図１Ａのフォルダ型携帯用端末機１０と同様に、光源系５１と、照明光学部５２と、回折型光変調器５３と、フィルター部５４と、投射光学部５５と、スキャニング部５６とを含んでなる光変調光学系を具備している。
【００２２】
このような光変調光学系は、図２に示すように、プロジェクション制御部１４０によって制御されて映像を生成し、プロジェクション制御部１４０はマルチメディアプロセッサ１２２によって制御され、マルチメディアプロセッサ１２２が具備されていない場合には、点線で表示したように、ベースバンドプロセッサ１１６によって制御される。一方、携帯用端末機が携帯電話でなければ、ベースバンドプロセッサ１１６は他の形態のプロセッサで取り替えられることができる。すなわち、ベースバンドプロセッサ１１６というのは、前述した他の種類の携帯用端末機に使用可能な他の形態のプロセッサを含む。
【００２３】
図２は本発明の一実施例によるモバイル用プロジェクターが内蔵された携帯用端末機のブロック構成図である。
【００２４】
図２に示すように、本発明の一実施例によるモバイル用プロジェクター１３０が内蔵された携帯用端末機は、無線通信を行う無線通信部１１０と、情報を入力するキー入力部１１２と、映像データなどを記憶するメモリ１１４と、マルチメディアプロセッサ１２２などを制御して、映像をディスプレイ部１２０に表示するか、あるいはスクリーン１６０に投射するベースバンドプロセッサ１１６と、具備されたカメラなどから入力された映像を処理し、処理された映像データをマルチメディアプロセッサ１２２に伝送するイメージセンサーモジュールプロセッサ１１８と、マルチメディアプロセッサ１２２から映像データを受け、受けた映像データによる映像を画面上に表示するディスプレイ部１２０と、イメージセンサーモジュールプロセッサ１１８から入力された映像をメモリ１１４に記憶させるかあるいはディスプレイ部１２０またはプロジェクション制御部１４０に伝送して表示するかあるいはプロジェクションさせ、ベースバンドプロセッサ１１６から映像ディスプレイ制御信号／映像プロジェクション制御信号が入力されれば、メモリ１１４に記憶された映像データを読み取ってディスプレイ部１２０またはプロジェクション制御部１４０に伝送して、液晶画面などに表示させるかあるいはスクリーン１６０に映像を投射するマルチメディアプロセッサ１２２と、マルチメディアプロセッサ１２２から受けた映像データによる映像を生成した後、生成された映像を拡大してスクリーン１６０に投射するモバイル用プロジェクター１３０とを含む。ここで、マルチメディアプロセッサ１２２とベースバンドプロセッサ１１６は端末制御系と通称する。一方、携帯用端末機が携帯電話でなければ、ベースバンドプロセッサ１１６は他の形態のプロセッサで取り替えられることができる。すなわち、ベースバンドプロセッサ１１６というのは、前述した他の種類の携帯用端末機に使用可能な他の形態のプロセッサを含む。
【００２５】
一方、図２において、点線はマルチメディアプロセッサ１２２が備えられていない場合、映像データなどの信号流れを示すものである。図２に示すように、マルチメディアプロセッサ１２２が備えられていない場合、イメージセンサーモジュールプロセッサ１１８は、カメラなどから入力された映像を処理し、処理された映像データをベースバンドプロセッサ１１６に伝送する。また、ディスプレイ部１２０は、ベースバンドプロセッサ１１６から映像データを受け、受けた映像データによる映像を画面上に表示する。そして、ベースバンドプロセッサ１１６は、イメージセンサーモジュールプロセッサ１１８から入力された映像をメモリ１１４に記憶し、ディスプレイ部１２０またはプロジェクション制御部１４０に伝送して表示するかまたはプロジェクションする。また、ベースバンドプロセッサ１１６は、メモリ１１４に記憶された映像データを読み取ってディスプレイ部１２０またはプロジェクション制御部１４０に伝送し、液晶画面などに表示するかまたはスクリーン１６０に映像を投射する。
【００２６】
ここで、本発明による前記モバイル用プロジェクター１３０は、マルチメディアプロセッサ１２２（マルチメディアプロセッサ１２２が具備されていない場合には、ベースバンドプロセッサ１１６が同一機能をする）からプロジェクション制御信号と映像データが入力されれば、受けた映像データによる映像を光変調光学系１５０が生成するように光変調光学系１５０を制御するプロジェクション制御部１４０と、プロジェクション制御部１４０から入力されるプロジェクション制御信号と映像データによって映像を生成し、生成された映像をスクリーン１６０に投射する光変調光学系１５０とを含む。
【００２７】
そして、前記プロジェクション制御部１４０は、図３に示すように、映像入力部１４２と、映像データ処理部１４４と、駆動信号制御部１４６とを具備している。
【００２８】
また、光変調光学系１５０は、ＲＧＢ光源を生成して出射する光源系１５１と、光源系１５２から出射した光を回折型光変調器１５３に入射させる照明光学部１５２と、照明光学部１５２から入射した光を回折させ（すなわち、照明光学部１５２が入射光を回折させて複数の回折次数を持つ回折光を形成することになるが、この時、複数の回折次数の回折光のいずれか一次数または複数次数の回折光が所望映像イメージを生成することになる）映像イメージを生成する回折型光変調器１５３と、回折型光変調器１５３で生成された複数次数の回折光のなかで、所望次数の回折光を通過させるフィルター部１５４と、フィルター部１５４を通過した回折光からなる映像を拡大して投射する投射光学部１５５と、映像をスクリーン１６０にスキャンするスキャニング部１５６と、プロジェクション制御部１４０から入力されるプロジェクション制御信号と映像データによって駆動信号を生成して回折型光変調器１５３を駆動するドライブ集積回路１５７とを含む。
【００２９】
一方、プロジェクション制御部１４０の映像入力部１４２は、マルチメディアプロセッサ１２２から映像データを受け、マルチメディアプロセッサ１２２が具備されていない場合には、ベースバンドプロセッサ１１６から直接映像データを受ける。
【００３０】
そして、プロジェクション制御部１４０の映像データ処理部１４４は、横方向に整列されている映像イメージデータを縦方向に変換するデータトランスポーズを行って、横方向に入力された映像データを縦方向の映像データに変換して出力する。このように、映像データ処理部１４４でデータトランスポーズが必要な理由は、回折型光変調器１５３を利用する光変調光学系１５０の場合、複数のピクセルが縦に配列されているため、横方向にスキャンして表示するようになっているからである。
【００３１】
すなわち、図４Ａのように、ラスト方式の標準映像入力データは横方向に整列されている。しかし、光変調光学系１５０の回折型光変調器１５３は、図６Ａおよび図６Ｂに示すように、複数のマイクロミラーが縦方向に配列されているので、複数のイメージデータを横方向にスキャンして表示するようになっている。
【００３２】
したがって、回折型光変調器１５３を利用する光変調光学系１５０は、４８０×６４０個のピクセルで構成される１フレームのイメージをスキャンするために４８０個の縦方向に配列されたデータを必要とする。
【００３３】
図５Ａは４８０×６４０ピクセルで構成される１フレームの映像データの構造を示す。図５Ａに示すイメージデータは、外部から横方向に、すなわち（０，０）、（０，１）、（０，２）、（０，３）・・・の順に入力される。
【００３４】
しかし、回折型光変調器１５３を利用する光変調光学系１５０は、４８０個の縦方向に配列されたデータが要求されるので、図５Ｂに示すように、前記入力されるイメージデータは横方向配列から縦方向配列にトランスポーズされなければならない。
【００３５】
そして、プロジェクション制御部１４０の駆動信号制御部１４６は、マルチメディアプロセッサ１２２からプロジェクション機能をするように要求するプロジェクション制御信号が入力されれば、映像データ処理部１４４から横方向にデータトランスポーズされた映像データを受け、光源系１５１と回折型光変調器１５３を制御して、回折光を利用する映像を生成する。
【００３６】
一方、光変調光源系１５０の光源系１５１は、複数の光源（例えば、Ｒｅｄ光源１５１Ｒ、Ｇｒｅｅｎ光源１５１Ｇ、およびＢｌｕｅ光源１５１Ｂからなり、集光部１５１Ｓを含み、複数の光を集光して出射する。この時、本発明の一実施例のように１パネルの方式の場合（すなわち、回折型光変調器１５３を一つだけ使用した場合）には、光源系１５１がＲｅｄ光源１５１Ｒ、Ｇｒｅｅｎ光源１５１Ｇ、およびＢｌｕｅ光源１５１Ｂを時分割して出射すれば、回折型光変調器１５３の前段または後段に別途のカラーホイール（多重ビームを色別に時間別に分割することができる装置）などを具備する必要がない。もちろん、光源系１５１が複数の光源を多重ビームとして出射すれば（すなわち、時分割しないで出射すれば）回折型光変調器１５３の前段または後段に別途のカラーホイール（図示せず）などを具備して、多重ビームを色別に時間別に分割することができる装置が必要である。
【００３７】
この時、集光部１５１Ｓは、例えば、Ｒｅｄ光源１５１Ｒ、Ｇｒｅｅｎ光源１５１ＧおよびＢｌｕｅ光源１５１Ｂを使用する場合、一つの反射ミラー（図１Ａ及び図１Ｂの５１ＲＳ）と二つのダイクロイックミラー（図１Ａおよび図１Ｂの５１ＧＳ、５１ＢＳ）で構成されることができ、青色光、緑色光および赤色光が集光されて多重ビームを形成して単一照明系を成すことができる。
【００３８】
ついで、照明光学部１５２は、光源系１５１から出射した光を線形の平行光に変化させて回折型光変調器１５３に入射させる。
【００３９】
回折型光変調器１５３は、照明光学部１５２から線形の平行光が入射すれば、光変調を行って複数の回折次数を持つ回折光を形成して映像を生成する（もちろん、この時、複数の回折次数を持つ回折光のなかで一つまたは一つ以上の回折光を使用して映像を生成することもできる）。このような回折型光変調器１５３の一例としてオープンホール基盤の回折型光変調器がある。図６Ａに示すように、本発明に利用されるオープンホール基盤の回折光変調器は、シリコン基板５０１と、絶縁層５０２と、下部マイクロミラー５０３と、複数のエレメント５１０ａ〜５１０ｎとから構成されている。ここで、絶縁層と下部マイクロミラーを別個の層で構成したが、絶縁層に光を反射する性質があれば、絶縁層自体が下部マイクロミラーとして機能するようにすることができる。
【００４０】
シリコン基板５０１は、エレメント５１０ａ〜５１０ｎにエアスペースを提供するために陷沒部を具備しており、絶縁層５０２が積層されており、下部マイクロミラー５０３が上部に蒸着されており、陷沒部を外れた両側にエレメント５１０ａ〜５１０ｎの下面が付着されている。シリコン基板５０１を構成する物質としては、Ｓｉ、Ａｌ２Ｏ３、ＺｒＯ２、Ｑｕａｒｔｚ、ＳｉＯ２などの単一物質が使用され、底面と上層（図面で点線で表示）を他の異種の物質で形成することもできる。
【００４１】
下部マイクロミラー５０３はシリコン基板５０１の上部に蒸着されたもので、入射する光を反射して回折させる。下部マイクロミラー５０３に使用される物質としては、メタル（Ａｌ、Ｐｔ、Ｃｒ、Ａｇなど）が使用できる。
【００４２】
エレメント（代表的に符号５１０ａについてだけ説明するが残りも同様である）はリボン形状を取っており、中央部がシリコン基板５０１の陷沒部から離隔して位置するように、両端の下面がそれぞれシリコン基板５０１の陷沒部を外れた両側地域に付着されている下部支持部５１１ａを具備している。
【００４３】
下部支持部５１１ａの両側面には圧電層５２０ａ、５２０ａ’が具備されており、具備された圧電層５２０ａ、５２０ａ’の収縮、膨脹によってエレメント５１０ａの駆動力が提供される。
【００４４】
下部支持部５１１ａを構成する物質としては、Ｓｉ酸化物（例えば、ＳｉＯ２など）、Ｓｉ窒化物系列（例えば、Ｓｉ３Ｎ４など）、セラミック基板（Ｓｉ、ＺｒＯ２、Ａｌ２Ｏ３など）、Ｓｉカーバイドなどを使用することができる。このような下部支持部５１１ａは必要によって省略することができる。
【００４５】
そして、左右側の圧電層５２０ａ、５２０ａ’は、圧電電圧を提供するための下部電極層５２１ａ、５２１ａ’と、下部電極層５２１ａ、５２１ａ’に積層されており、両面に電圧が印加されれば、収縮および膨脹して上下駆動力を発生する圧電材料層５２２ａ、５２２ａ’と、圧電材料層５２２ａ、５２２ａ’に積層されており、圧電材料層５２２ａ、５２２ａ’に圧電電圧を提供する上部電極層５２３ａ、５２３ａ’とを具備している。上部電極層５２３ａ、５２３ａ’と下部電極層５２１ａ、５２１ａ’に電圧が印加されれば、圧電材料層５２２ａ、５２２ａ’は収縮、膨脹して下部支持部５１１ａの上下運動を引き起こす。
【００４６】
電極５２１ａ、５２１ａ’、５２３ａ、５２３ａ’の電極材料としては、Ｐｔ、Ｔａ／Ｐｔ、Ｎｉ、Ａｕ、Ａｌ、ＲｕＯ２などを使用することができ、０．０１〜３μｍの範囲でスパッタリングまたはエバポレーションなどの方法で蒸着する。
【００４７】
一方、下部支持部５１１ａの中央部には上部マイクロミラー５３０ａが蒸着されており、複数のオープンホール５３１ａ１〜５３１ａ４を具備している。ここで、オープンホール５３１ａ１〜５３１ａ４の形状は長方形が望ましいが、円形、楕円形などのどんな閉曲線の形状も可能である。ここで、下部支持部を光反射性物質で形成すれば、別に上部マイクロミラーを蒸着する必要がなく、下部支持部が上部マイクロミラーとして機能することができる。
【００４８】
このようなオープンホール５３１ａ１〜５３１ａ４は、エレメント５１０ａに入射する入射光が貫通して、オープンホール５３１ａ１〜５３１ａ４の形成された部分に対応する下部マイクロミラー５０３に入射するようにし、このようにして、下部マイクロミラー５０３と上部マイクロミラー５３０ａが画素を形成するようにする。
【００４９】
すなわち、一例としてオープンホール５３１ａ１〜５３１ａ４が形成された上部マイクロミラー５３０ａのＡ部と下部マイクロミラー５０３のＢ部が一つの画素（ピクセル）を形成することができる。
【００５０】
この時、上部マイクロミラー５３０ａのオープンホール５３１ａ１〜５３１ａ４が形成された部分を貫通して入射する入射光は下部マイクロミラー５０３の該当部分に入射することができ、上部マイクロミラー５３０ａと下部マイクロミラー５０３間の間隔がλ／４の奇数倍になる時に最大の回折光を発生させる。
【００５１】
この時、上部マイクロミラー５３０ａのオープンホール５３１ａが形成された部分を貫通して入射する入射光は下部マイクロミラー５０３の該当部分Ｂに入射することができ、上部マイクロミラー５３０ａと下部マイクロミラー５０３間の間隔がλ／４の奇数倍になる時に最大の光強度を持つ回折光を発生させる。
【００５２】
そして、図６Ａのオープンホール基盤の回折型光変調器は、オープンホール５３１ａが長方形に形成されており、シリコン基板５０１をエレメント５１０ａが横切る方向に平行に長辺が形成されている。このようにすれば、図６Ｂの平面図から分かるように、エレメント５１０ａ〜５１０ｎの間隔を充分に広く維持する時、エレメント５１０ａ〜５１０ｎ間の空間Ｄを利用することができる。すなわち、エレメント５１０ａ〜５１０ｎ間の空間Ｄを通過して下部マイクロミラー５０３で反射されて出た光を、上部マイクロミラー５３０ａの隣接領域Ｃで反射されて出た光と回折させるようにすることができる。もちろん、この時、エレメント５１０ａ〜５１０ｎ間の空間Ｄに位置する下部マイクロミラー５０３と上部マイクロミラー５３０ａの隣接領域Ｃ間の段差が、入射光の波長をλとする時、λ／４の奇数倍になる時に最大の光強度を持つ回折光を発生させる。
【００５３】
このようにすれば、図６Ａおよび図６Ｂにおいて、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ領域が一つのピクセルを形成することができ、これにより光損失を減らすことができ、よって光効率を高めることができる。
【００５４】
そして、図６Ａおよび図６Ｂを参照すれば、上部マイクロミラー５３０ａの領域Ａ、Ｃは入射光を反射する反射表面としての役目をする。また、上部マイクロミラー５３０ａのオープンホール５３１ａに対応する下部マイクロミラー５０３の部分Ｂも、オープンホール５３１ａを通過して入射する入射光を反射する反射表面としての役目をし、エレメント５１０ａとそれに隣接したエレメント５１０ｂ間の空間に対応する部分Ｄも、空間を通過して入射する入射光を反射する反射表面としての役目をする。
【００５５】
この時、反射領域Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの幅は、効率的なピクセルを構成するために、互いに同一である。もちろん、反射領域Ｂ、Ｄの幅が反射領域Ａ、Ｃより少し広くても良いが、その理由は、オープンホール５３１ａとエレメント５１０ａ、５１０ｂとの間を入射光が通過する時、光損失が発生し、また、下部マイクロミラー５０３で反射された光がオープンホール５３１ａとエレメント５１０ａ、５１０ｂとの間を通過する時、光損失が発生するため、このような光損失を補償するために、少し広くする必要がある。一例として、反射領域Ａ、Ｃの幅は３．９μｍであるに対し、反射領域Ｂ、Ｄの幅は４．１μｍである。
【００５６】
一方、フィルター部１５４は、例えばフーリエレンズ（図１Ａ及び図１Ｂの５４Ａ）と色選別フィルター（図１Ａ及び図１Ｂの５４Ｂ）とから構成され、回折光を次数別に分離し、所望次数の回折光を透過／通過させる。
【００５７】
そして、投射光学部１５５は映像を拡大して投射し、スキャニング部１５６は、入射した回折光をスクリーン１６０にスキャンし、映像をスクリーン１６０上に生成することで、視聴者が見られるようにする。
【００５８】
一方、回折型光変調器１５３が形成する回折光は多くの次数の回折係数を持っているが、０次回折係数の回折光を使用する場合には低電力で高出力を出すことができ、電力消耗を減らすことができるので、低電力を必要とする携帯用端末機に容易に使用することができる。また、回折型光変調器１５３が形成する回折光のなかで、０次回折光を使用すれば、＋１次回折光と−１次回折光とは異なり、回折光が広がらないから、＋１次回折光と−１次回折光を使用する時、回折光を集めるために使用する大きいレンズ系が不要で、小型化が可能である。
【００５９】
また、０次回折光は＋１次回折光または−１次回折光に比べて焦点深度が深いため、スクリーン１６０が固定されない携帯用端末機に容易に使用することができる。ここで、焦点深度とは、焦点を合わせた物体の前後に鮮明な映像がどの程度まで出るかと言う情報を言うが、０次回折光は単一光であるため、＋次回折光と−次回折光を集光して使用する０次以上の回折光より焦点深度が深い。すなわち、０次以上の回折光を使用した場合には、＋次回折光と−次回折光が互いに交差しながら焦点を形成することになって焦点深度が小さい。したがって、携帯用端末機の場合のようにスクリーン１６０が固定されているものでなく、使用者が任意にスクリーン１６０を設定し、肉眼で焦点を合わせる応用では焦点深度が深い必要があり、０次回折光がこのような必要を満足させる。
【００６０】
たとえ前述した光変調光学系１５０は一つの回折型光変調器１５３を使用して映像イメージを生成するようにしたが、カラー別に区分された三つの回折型光変調器を使用して（３パネル方式という）映像イメージを生成することができる。この場合には、照明光学部が別に三つ必要であり、また、回折型光変調器の後に色合成系がさらに必要である。
【００６１】
以下、図１Ａ以下に基づいて、本発明による光変調器プロジェクターを具備する携帯用端末機の動作について詳細に説明する。
【００６２】
ベースベンドプロセッサ１１６は、使用者がキー入力部１１２によって映像を拡大してスクリーンに投射するプロジェクションモードを選択し（このようなプロジェクションモードはメニューを通じて使用者に提供される）、スクリーン１６０に投射したい映像データを使用者が選択すれば、使用者が選択した映像の映像データをプロジェクション制御部１４０に伝送するように、マルチメディアプロセッサ１２２にプロジェクション制御信号を伝送する。
【００６３】
すると、マルチメディアプロセッサ１２２はねプロジェクション制御信号を駆動信号制御部１４６に伝送し、メモリ１１４から読み取った映像データを映像入力部１４０に伝送する。
【００６４】
一方、プロジェクション制御部１４０の映像入力部１４０は、マルチメディアプロセッサ１２２から入力された映像データを映像データ処理部１４４に伝送し、映像データ処理部１４４は、映像データに対するトランスポーズを行い、トランスポーズされた映像データを駆動信号制御部１４６へ出力する。
【００６５】
そして、駆動信号制御部１４６は、マルチメディアプロセッサ１２２からプロジェクション制御信号が入力され、映像データ処理部１４４から映像データが入力されれば、入力された映像データによる光源制御信号を光源系１５１に伝送して、光源系１５１が光源を生成するようにする。
【００６６】
また、駆動信号制御部１４６は映像データによる駆動制御信号をドライブ集積回路１５７に出力し、駆動制御信号を受けたドライブ集積回路１５７は受けた駆動制御信号による駆動信号を生成して回折型光変調器１５３を駆動する。
【００６７】
また、駆動信号制御部１４６はスキャニング部１５６にスキャニング制御信号を出力し、スキャニング部１５６がスキャニングを行って映像をスクリーン１６０にスキャンすることにより、映像をスクリーン１６０に表示する。
【００６８】
一方、光源系１５１は、駆動信号制御部１４６から入力される光源制御信号によって駆動されてＲ光、Ｇ光、Ｂ光を順次生成して出射する。
【００６９】
そして、照明光学部１５２は、光源系１５１で生成された光を回折型光変調器１５３に入射させる。
【００７０】
ついで、回折型光変調器１５３は受けた駆動信号に応じて駆動され、照明光学部１５２から入射した光を変調して、複数の回折次数を持つ回折光を形成して映像を生成する。
【００７１】
そして、フィルター部１５４は、回折型光変調器１５３で生成された複数の回折次数を持つ回折光のなかで、一例として０次回折光を通過させ、残りの回折光は遮断する。
【００７２】
ついで、投射光学部１５５はフィルター部１５４を通過した回折光を投射し、スキャニング部１５６は駆動信号制御部１４６から入力されるスキャニング制御信号によって、スクリーン１６０に映像をスキャンして映像を表示する。
【００７３】
ここで、スキャニング部１５６は多くの類型を含むが、振動鏡タイプスキャナ、回転ヘッドタイプスキャナなどを含む。
【００７４】
一方、前述した本発明は光変調器プロジェクターが携帯用端末機に内蔵され場合を説明したが、光変調器プロジェクターが携帯用端末機に外装される場合も同様に具現することができる。この時、端末制御系との連結は連結ジャックを携帯用端末機のコネクタに接続することで可能である。
【００７５】
また、フィルター部１５４は回折型光変調器１５３の後段のどこにも位置することができ（スキャニング部１５６とスクリーン１６０との間にも位置することができる）、スキャニング部１５６に含まれることもできる。
【００７６】
また、本発明に使用される回折型光変調器１５３は圧電駆動方式だけでなくＧＬＶなども使用可能であり、圧電駆動方式の場合には、オープンホールがない場合にも使用可能であり、ハイブリッドタイプの光変調器も可能である。
【００７７】
また、単一光原も使用可能であるが、この場合、２次元映像を生成するために、２次元スキャニングを行う。
【００７８】
そして、前記単一光源は単一ダイオードまたは単一光ピクセルを形成する回折ユニットから得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００７９】
本発明は、光変調器を利用して、光源から出射する光を変調して映像を生成し、生成された映像を拡大してスクリーンに投射することにより、携帯用端末機が求める小型化の要求と低電力の要求を満足させる光変調器プロジェクターを具備する携帯用端末機に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１Ａ】本発明の実施例による光変調器プロジェクターが内蔵されたフォルダ型携帯用端末機の内部の一部を切開して示す斜視図である。
【図１Ｂ】本発明の実施例による光変調器プロジェクターが内蔵されたスライド型携帯用端末機の内部の一部を切開して示す斜視図である。
【図２】本発明の実施例による光変調器プロジェクターが内蔵された携帯用端末機のブロック図である。
【図３】図２のプロジェクション駆動部の内部ブロック図である。
【図４Ａ】ラスト方式の標準映像入力データの入力データシーケンスを示す概念図である。
【図４Ｂ】本発明によって出力されるデータシーケンスとスキャン方向を示す概念図である。
【図５Ａ】４８０×６４０ピクセルで構成される１フレームのイメージデータの構造を示す図である。
【図５Ｂ】入力されるイメージデータが横方向配列から縦方向配列にトランスポーズされた構造を示す図である。
【図６Ａ】図２の回折型光変調器の斜視図である。
【図６Ｂ】図２の回折型光変調器の平面図である。
【符号の説明】
【００８１】
１１６    ベースバンドプロセッサ
１１８    イメージセンサーモジュールプロセッサ
１２０    ディスプレイ部
１３０    光変調器プロジェクター
１４０    プロジェクション制御部
１５０    光変調光学系
１５１    光源系
１５１Ｒ、１５１Ｇ、１５１Ｂ    光源
１５１Ｓ    集光部
１５２    照明光学部
１５３    回折型光変調器
１５４    フィルター部
１５５    投射光学部
１５６    スキャニング部
１５７    ドライブ集積回路
１６０    スクリーン
【図１Ａ】
2006330720.tif 000003
【図１Ｂ】
2006330720.tif 000004
【図２】
2006330720.tif 000005
【図３】
2006330720.tif 000006
【図４Ａ】
2006330720.tif 000007
【図４Ｂ】
2006330720.tif 000008
【図５Ａ】
2006330720.tif 000009
【図５Ｂ】
2006330720.tif 000010
【図６Ａ】
2006330720.tif 000011
【図６Ｂ】
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