(57)【要約】【課題】回折型光変調器のいずれか一つまたは複数のエレメントを用いてスポット光を変調した後、変調されたスポット光を走査スポット光にしてスクリーン上でラスター走査するようにした、回折型光変調器を用いたラスター走査方式のディスプレイ装置を提供する。【解決手段】回折型光変調器を用いたラスター走査方式のディスプレイ装置は、光源からの光をスポット光として照射するための照明光学部と、エレメントが前記照明光学部から入射したスポット光を変調し、光強度が調節された複数の回折次数の回折光を生成する回折型光変調器と、前記回折型光変調器からの回折光を走査スポット光にしてスクリーン上で水平走査と垂直走査を繰り返すラスター走査を行い、２次元映像を生成する投射部とを含む。【選択図】図１
2006317950.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源からの光をスポット光として照射するための照明光学部と、
エレメントが前記照明光学部から入射したスポット光を変調し、光強度が調節された複数の回折次数の回折光を生成する回折型光変調器と、
前記回折型光変調器からの回折光を走査スポット光にしてスクリーン上で水平走査と垂直走査を繰り返すラスター走査を行い、２次元映像を生成する投射部と、を含むことを特徴とする回折型光変調器を用いたラスター走査方式のディスプレイ装置。
【請求項２】
前記回折型光変調器の後段に位置し、前記回折型光変調器で形成された複数の回折次数を持つ回折光から所望次数の回折光を選択して通過させるフィルタ光学部をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の回折型光変調器を用いたラスター走査方式のディスプレイ装置。
【請求項３】
前記回折型光変調器は、基板部材と、
前記基板部材によって支持されており、中間部分は前記基板部材と離隔して空間を確保しており、前記基板部材に対向する表面が反射面として形成されて入射光を反射する第１反射部と、
前記基板部材と前記第１反射部との間に前記第１反射部と離隔して位置し、入射する光を反射させる反射表面を有する第２反射部と、
前記第１反射部の中間部分を前記基板部材から遠くあるいは近くなるように動かし、前記第１反射部と第２反射部の反射光から形成される回折光の光強度を変化させる駆動手段とを含むことを特徴とする請求項１に記載の回折型光変調器を用いたラスター走査方式のディスプレイ装置。
【請求項４】
前記回折型光変調器は、基板部材と、
前記基板部材によって支持されており、中間部分は前記基板部材と離隔して空間を確保しており、前記基盤部材に対向する表面が反射面として形成されて入射光を反射し、少なくとも一つの開孔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第１反射部と、
前記基板部材と前記第１反射部との間に前記第１反射部と離隔して位置し、前記第１反射部の前記開孔を通過して入射する光を反射させる反射表面を有する第２反射部と、
前記第１反射部の中間部分を前記基板部材から遠くあるいは近くなるように動かし、前記第１反射部と前記第２反射部の反射光から形成される回折光の光強度を変化させる駆動手段とを含むことを特徴とする請求項１に記載の回折型光変調器を用いたラスター走査方式のディスプレイ装置。
【請求項５】
前記照明光学部は、前記光源からの光を集光してスポット光を形成する凸レンズを含むことを特徴とする請求項１に記載の回折型光変調器を用いたラスター走査方式のディスプレイ装置。
【請求項６】
前記照明光学部は、前記光源からの光を集光してスポット光を形成する凸レンズと、前記凸レンズを通過した光を平行光にするコリメートレンズとを含むことを特徴とする請求項１に記載の回折型光変調器を用いたラスター走査方式のディスプレイ装置。
【請求項７】
前記投射部は、前記回折型光変調器からの回折光を走査スポット光にして水平方向に走査を行う水平スキャナーと、
前記回折型光変調器からの回折光を走査スポット光にして垂直方向に走査を行う垂直スキャナーとを含み、
前記垂直スキャナーは、前記水平スキャナーが水平方向に１ラインの走査を完了すると、次のラインに垂直走査を行い、このような動作を繰り返し行うことを特徴とする請求項１に記載の回折型光変調器を用いたラスター走査方式のディスプレイ装置。
【請求項８】
前記投射部は、前記回折型光変調器からの回折光を走査スポット光にして水平方向に走査を行い、１ラインスの走査が完了すると、次のラインに垂直走査を行い、このような動作を繰り返し行う水平−垂直スキャナーを含むことを特徴とする請求項１に記載の回折型光変調器を用いたラスター走査方式のディスプレイ装置。
【請求項９】
光源からの光をスポット光として照射するための照明光学部と、
複数のエレメントが前記照明光学部から入射したスポット光を変調し、光強度が調節された複数の回折次数の回折光を生成する回折型光変調器と、
前記回折型光変調器からの回折光を走査スポット光にしてスクリーン上で水平走査と垂直走査を繰り返すラスター走査を行い、２次元映像を生成する投射部とを含むことを特徴とする回折型光変調器を用いたラスター走査方式のディスプレイ装置。
【請求項１０】
前記回折型光変調器の後段に位置し、前記回折型光変調器で形成された複数の回折次数を有する回折光から所望次数の回折光を選択して通過させるフィルタ光学部をさらに含むことを特徴とする請求項９に記載の回折型光変調器を用いたラスター走査方式のディスプレイ装置。
【請求項１１】
前記回折型光変調器は、基板部材と、
アレイを成しており、前記基板部材によって支持されており、中間部分は前記基板部材と離隔して空間を確保しており、前記基板部材に対向する表面が反射面として形成されて入射光を反射する複数の第１反射部と、
前記基板部材と前記第１反射部との間に前記第１反射部と離隔して位置し、入射する光を反射させる反射表面を有する第２反射部と、
前記第１反射部の中間部分を前記基板部材から遠くあるいは近くなるように動かし、前記第１反射部と前記第２反射部の反射光から形成される回折光の光強度を変化させる駆動手段とを含むことを特徴とする請求項９に記載の回折型光変調器を用いたラスター走査方式のディスプレイ装置。
【請求項１２】
前記回折型光変調器は、基板部材と、
アレイを成し、前記基板部材によって支持されており、中間部分は前記基板部材と離隔して空間を確保しており、前記基板部材に対向する表面が反射面として形成されて入射光を反射し、少なくとも一つの開孔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、
前記基板部材と前記第１反射部との間に前記第１反射部と離隔して位置し、前記第１反射部の前記開孔を通過させて入射する光を反射させる反射表面を有する第２反射部と、
前記第１反射部の中間部分を前記基板部材から遠くあるいは近くなるように動かし、前記第１反射部と前記第２反射部の反射光から形成される回折光の光強度を変化させる駆動手段とを含むことを特徴とする請求項９に記載の回折型光変調器を用いたラスター走査方式のディスプレイ装置。
【請求項１３】
前記投射部は、前記回折型光変調器からの回折光を走査スポット光にして水平方向に走査を行う水平スキャナーと、
前記回折型光変調器からの回折光を走査スポット光にして垂直方向に走査を行う垂直スキャナーとを含み、
前記垂直スキャナーは、前記水平スキャナーが水平方向に１ラインの走査を完了すると、次のラインに垂直走査を行い、このような動作を繰り返し行うことを特徴とする請求項９に記載の回折型光変調器を用いたラスター走査方式のディスプレイ装置。
【請求項１４】
前記投射部は、前記回折型光変調器を通過した回折光を走査スポット光にして水平方向に走査を行い、１ラインの走査が完了すると、次のラインに垂直走査を行い、このような動作を繰り返し行う水平−垂直スキャナーを含むことを特徴とする請求項９に記載の回折型光変調器を用いたラスター走査方式のディスプレイ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回折型光変調器を用いたディスプレイ装置に関し、特に、回折型光変調器のいずれか一つまたは複数のエレメントを用いてスポット光を変調して光強度が調節された回折光を生成した後、生成された回折光を走査スポット光にしてスクリーン上でラスター走査するようにした、回折型光変調器を用いたラスター走査方式のディスプレイ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
微細技術の進展に伴い、いわゆるマイクロマシン（ＭＥＭＳ：Micro Electro Mechanical Systems）素子およびＭＥＭＳ素子を組み込んだ小型機器が注目を浴びている。
【０００３】
ＭＥＭＳ素子は、シリコン基板、ガラス基板などの基板上に微細構造体として形成され、機械的駆動力を出力する駆動体と、駆動体を制御する半導体集積回路などとを電気的かつ機械的に結合させた素子である。ＭＥＭＳ素子の基本的な特徴は、機械的構造として構成されている駆動体が素子の一部に組み込まれていることであり、駆動体の駆動は、電極間のクーロン力などを応用して電気的に行われる。
【０００４】
最近、このようなＭＥＭＳ素子を使用する光変調器が開発された。この種の光変調器の一例としては、Ｂｌｏｏｍ等の特許文献１に開示されている回折格子ライトバルブ（ＧＬＶ：grating light valve）があるが、前記特許において、ＧＬＶは、反射モードおよび回折モードで構成可能である。
【０００５】
一方、上述のＭＥＭＳ素子を適用した光変調素子としてのＧＬＶデバイスなどをディスプレイの応用に使用するためには、それに伴うディスプレイ装置の開発が要求される。
【０００６】
【特許文献１】米国特許第５３１１３６０号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで、本発明は、このような問題点に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、回折型光変調器のいずれか一つまたは複数のエレメントを用いてスポット光を変調した後、変調されたスポット光を走査スポット光にしてスクリーン上でラスター走査するようにした、回折型光変調器を用いたラスター走査方式のディスプレイ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明の一態様によれば、光源からの光をスポット光として照射するための照明光学部と、エレメントが前記照明光学部から入射したスポット光を変調し、光強度が調節された複数の回折次数の回折光を生成する回折型光変調器と、前記回折型光変調器からの回折光を走査スポット光にしてスクリーン上で水平走査と垂直走査を繰り返すラスター走査を行い、２次元映像を生成する投射部とを含むことを特徴とする、回折型光変調器を用いたラスター走査方式のディスプレイ装置を提供する。
【０００９】
また、本発明の他の態様によれば、光源からの光をスポット光として照射するための照明光学部と、複数のエレメントが前記照明光学部から入射したスポット光を変調し、光強度が調節された複数の回折次数の回折光を生成する回折型光変調器と、前記回折型光変調器からの回折光を走査スポット光にしてスクリーン上で水平走査と垂直走査を繰り返すラスター走査を行い、２次元映像を生成する投射部とを含むことを特徴とする、回折型光変調器を用いたラスター走査方式のディスプレイ装置を提供する。
【発明の効果】
【００１０】
上述した本発明によれば、１次元照明系において必要な線状ビーム整形器(Line beam Shaper)、すなわち円形の光を線状の光に変換する精密光学系が不要になるという効果がある。
【００１１】
また、本発明によれば、２次元映像を形成するために、１個または少数個の画素を担当する１個または少数個の走査スポット光を使用することにより、光学系が簡単になるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施例に係る回折型光変調器を用いたラスター走査方式のディスプレイ装置について詳細に説明する。
【００１３】
図１は、本発明の一実施形態に係る回折型光変調器を用いたラスター走査方式のディスプレイ装置の構成図である。
【００１４】
図１を参照して、本発明の一実施形態に係る回折型光変調器を用いたラスター走査方式のディスプレイ装置は、ディスプレイ光学系１０２と、ディスプレイ電子回路１０４を含む。ディスプレイ光学系１０２は、レーザ１０６と、レーザ１０６からの光を、回折型光変調器１１０に円形または楕円形のスポット光(spot beam)として照射するために、円形のスポット光または楕円形のスポット光を生成する照明光学部１０８と、照明光学部１０８から照射されたスポット光を回折させ、所望の回折次数の回折光の光強度が調節された複数の回折次数の回折光を生成する回折型光変調器１１０と、回折型光変調器１１０から出射された複数の回折次数の回折光を次数分離し、分離された複数の次数の回折光のうち、所望次数の回折光を通過させるフィルタ光学部１１２と、フィルタ光学部１１２を通過した回折光を走査スポット光にしてディスプレイスクリーン上でラスター走査を行う投射部１１６と、ディスプレイスクリーン１１８とを含む。
【００１５】
ディスプレイ電子回路１０４は、レーザ１０６、回折型光変調器１１０、および投射部１１６に接続される。
【００１６】
ディスプレイ電子回路１０４は、レーザ１０６に電力を供給する。レーザ１０６は、レーザ照明を放射する。レーザ照明の断面は円形であり、その光の強度プロファイルはガウス分布をしており、一例として、レーザ１０６（実際には、Ｒ（赤色）光源のレーザ、Ｇ（緑色）光源のレーザ、Ｂ（青色）光源のレーザで構成される）は、Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光を順次放出することができる。照明光学部１０８は、レーザ１０６が放射したレーザ照明を円形または楕円形のスポット光に変換して、回折型光変調器１１０上に集光させる。このような照明光学部１０８は、例えば凸レンズ（図示せず）からなり、あるいは凸レンズ（図示せず）およびコリメートレンズ（図示せず）からなる。
【００１７】
一方、回折型光変調器１１０は、照明光学部１０８から円形または楕円形のスポット光が入射すると、ディスプレイ電子回路１０４の制御に基づいてスポット光を回折させ、複数の回折次数を持つ回折光を生成する。このとき、所望する回折次数の回折光の光強度を適切に調整する。
【００１８】
このような回折型光変調器１１０の幾つかの例が図２Ａ〜図２Ｃに示されている。図２Ａは本発明に用いられる、圧電材料を用いた陥没式回折型光変調器の断面図、図２Ｂおよび図２Ｃは本発明に用いられる、圧電材料を用いた開孔(open hole)式回折型光変調器の断面図である。
【００１９】
図２Ａを参照して、本発明に用いられる陥没式薄膜圧電光変調器は、シリコン基板２１０と複数のエレメント２１２ａ〜２１２ｎを備えている。
【００２０】
ここで、複数のエレメント２１２ａ〜２１２ｎは、均等な幅を有し、均等に整列して陥没式薄膜圧電光変調器を構成してもよい。また、このような複数のエレメント２１２ａ〜２１２ｎは、互いに異なる幅を有し、交互に整列して陥没型薄膜圧電光変調器を構成してもよい。また、このようなエレメント２１２ａ〜２１２ｎは、一定の間隔（エレメント２１２ａ〜２１２ｎの幅とほぼ同じ距離）で配置してもよい。この場合、シリコン基板２１０の上面全体に渡って形成されたマイクロミラー層が、入射光を反射して回折する。
【００２１】
シリコン基板２１０は、エレメント２１２ａ〜２１２ｎに空間を確保するために陥没部を備えており、シリコン基板２１０の上部表面には絶縁層２１１が形成されており、陥没部の両側にはエレメント２１２ａ〜２１２ｎの端部が取り付けられる。
【００２２】
それぞれのエレメント（ここでは、図面符号２１２ａについてのみ詳細に説明するが、残りの２１２ｂ〜２１２ｎも同様である）は、バー状をしており、中央部分がシリコン基板２１０の陥没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２１０の陥没部を外れた両側に取り付けられており、シリコン基板２１０の陥没部に位置した部分が上下に移動することが可能な下部支持台２１３ａを含む。
【００２３】
また、エレメント２１２ａは、下部支持台２１３ａの左端側に積層され、圧電電圧を供給するための下部電極層２１４ａと、下部電極層２１４ａ上に積層され、両面に電圧が印加されると収縮および膨張して上下駆動力を発生させる圧電材料層２１５ａと、圧電材料層２１５ａ上に積層され、圧電材料層２１５ａに圧電電圧を供給する上部電極層２１６ａとを含む。
【００２４】
また、エレメント２１２ａは、下部支持台２１３ａの右端側に積層され、圧電電圧を供給するための下部電極層２１４ａ’と、下部電極層２１４ａ’上に積層され、両面に電圧が印加されると収縮および膨張して上下駆動力を発生させる圧電材料層２１５ａ’と、圧電材料層２１５ａ’上に積層され、圧電材料層２１５ａ’に圧電電圧を供給する上部電極層２１６ａ’とを含む。
【００２５】
図２Ｂは、本発明に用いられる開孔式回折型光変調器の斜視図である。図２Ｂを参照して、開孔式回折光変調器は、シリコン基板２２１と、絶縁層２２２と、下部マイクロミラー２２３と、複数のエレメント２３０ａ〜２３０ｎとで構成されている。
【００２６】
ここで、下部マイクロミラー２２３は、シリコン基板２２１の上部に形成されており、入射光を反射して回折する。下部マイクロミラー２２３に使用される材料としては、金属、具体的にはＡｌ、Ｐｔ、Ｃｒ、Ａｇなどがある。
【００２７】
エレメント（代表として図面符号２３０ａについてのみ説明するが、残りも同様である）は、リボン状をしており、中央部分がシリコン基板２２１の陥没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２２１の陥没部を外れた両側に取り付けられている下部支持台２３１ａを備えている。
【００２８】
下部支持台２３１ａの上面の両端側部には圧電層２４０ａ、２４０ａ’が備えられており、備えられた圧電層２４０ａ、２４０ａ’の収縮膨張によってエレメント２３０ａの駆動力が供給される。
【００２９】
左右側の圧電層２４０ａ、２４０ａ’は、圧電電圧を供給するための下部電極層２４１ａ、２４１ａ’と、下部電極層２４１ａ、２４１ａ’上に積層され、両面に電圧が印加されると収縮および膨張して上下駆動力を発生させる圧電材料層２４２ａ、２４２ａ’と、圧電材料層２４２ａ、２４２ａ’上に積層され、圧電材料層２４２ａ、２４２ａ’に圧電電圧を供給する上部電極層２４３ａ、２４３ａ’とを備えている。上部電極層２４３ａ、２４３ａ’と下部電極層２４１ａ、２４１ａ’に電圧が印加されると、圧電材料層２４２ａ、２４２ａ’は、収縮膨張をして下部支持台２３１ａの上下運動を発生させる。
【００３０】
一方、下部支持台２３１ａの中央部分には、上部マイクロミラー２５０ａが形成されており、複数の開孔２５１ａ１〜２５１ａ４を備えている。ここで、開孔２５１ａ１〜２５１ａ４は、長方形であることが好ましいが、円形や楕円形などいずれの閉曲線の形状にしてもよい。開孔２５１ａ１〜２５１ａ４は、前記シリコン基板２２１の横切る方向と直角の方向に整列していることを特徴とする。
【００３１】
このような開孔２５１ａ１〜２５１ａ４は、エレメント２３０ａに入射する入射光が通過して、開孔２５１ａ１〜２５１ａの形成部分に対応する下部マイクロミラー２２３に入射するように構成される。こうして下部マイクロミラー２２３と上部マイクロミラー２５０ａによって形成された回折光が一つの画素を形成することができる。
【００３２】
すなわち、一例として、開孔２５１ａ１〜２５１ａ４を有する上部マイクロミラー２５０ａの反射面（Ａ）部分で反射された光と、下部マイクロミラー２２３の反射面（Ｂ）部分で反射された光とが回折光を形成して、一つの画素を形成することができる。
【００３３】
このとき、上部マイクロミラー２５０ａの開孔２５１ａ〜２５１ａ４を通過して入射する入射光は、下部マイクロミラー２２３の対応する反射面に入射することができ、上部マイクロミラー２５０ａと下部マイクロミラー２２３との間隔がλ／４の奇数倍になるとき、最大の回折光を発生させる。
【００３４】
一方、図２Ｂは、開孔２５１ａ１〜２５１ａ４が、上部マイクロミラー２５０ａがシリコン基板２２０を横切る方向と直角の方向に整列していることを特徴とする、開孔式回折型光変調器について開示しているが、図２Ｃは、上部マイクロミラー２５０ａがシリコン基板２２１を横切る方向と同一の方向に整列している、複数の開孔２５１ａ１’、２５１ａ２’を備えている開孔式回折型光変調器について開示している。
【００３５】
図３Ａは、本発明に係る開孔式回折型光変調器の一つのエレメントの上部マイクロミラー３１０ａに円形のＲ光、Ｇ光、Ｂ光が順次入射した場合の平面図を示す。
【００３６】
図３Ａを参照して、円形のＲ光、Ｇ光、Ｂ光が、上部マイクロミラー３１０ａの全ての反射面３１０ａ−１〜３１０ａ−３と、ホール３１１ａ−１〜３１１ａ−２のうち一部の反射面３１０ａ−１、３１０ａ−２と、全てのホール３１１ａ−１、３１１ａ−２に順次入射する。
【００３７】
このように上部マイクロミラー３１０ａの一部の反射面３１０ａ−１、３１０ａ−２とホール３１０ａ−１、３１０ａ−２に円形の光を入射させると、上部マイクロミラー３１０ａの一部の反射面３１０ａ−１、３１０ａ−２と上部マイクロミラー３１０ａのホール３１１ａ−１、３１１ａ−２に対応する下部マイクロミラー（図示せず）の一部の反射面（図示せず）との段差によって、入射した円形のスポット光が回折し、複数の回折次数を持つ回折光が生成される。
【００３８】
このとき、上部マイクロミラー３１０ａを上下に動かして上部マイクロミラー３１０ａの一部の反射面３１０ａ−１、３１０ａ−２と下部マイクロミラー（図示せず）の一部の反射面（図示せず）との段差を変化させると、回折光の光強度が変化してスクリーン（図示せず）上にラスター走査が行われ、所望の２次元映像を生成することができる。
【００３９】
ここで、エレメントの上部マイクロミラー３１０ａに円形のスポット光が入射した場合について説明したが、楕円形のスポット光が入射する場合も同様である。
【００４０】
図３Ｂは、本発明の一実施形態に係る開孔式回折型光変調器の４つのエレメントの上部マイクロミラー３１０ａ’〜３１０ｄ’に、円形のスポット光であるＲ光、Ｇ光、Ｂ光が順次入射した場合の平面図を示す。
【００４１】
図３Ｂを参照して、４つのエレメントの上部マイクロミラー３１０ａ’〜３１０ｄ’のうち、第１上部マイクロミラー３１０ａ’には、全ての反射面３１０ａ’−１〜３１０ａ’−４と、全てのホール３１１ａ’−１〜３１１ａ’−３のうち一部の反射面３１０ａ’−２、３１０ａ’−３と、一部のホール３１１ａ’−２に円形のスポット光が入射する。第２上部マイクロミラー３１０ｂ’には、全ての反射面３１０ｂ’−１〜３１０ｂ’−４と、ホール３１１ｂ’−１〜３１１ｂ’−３に円形のスポット光が入射する。第３上部マイクロミラー３１０ｃ’にも、全ての反射面３１０ｃ’−１〜３１０ｃ’−４と、全てのホール３１１ｃ’−１〜３１１ｃ’−３に円形のスポット光が入射する。第４上部マイクロミラー３１０ｄ’には、全ての反射面３１０ｄ’−１〜３１０ｄ’−４と、ホール３１１ｄ’−１〜３１１ｄ’−３のうち一部の反射面３１０ｄ’−２、３１０ｄ’−３と、一部のホール３１１ｄ’−２に円形のスポット光が入射する。ここでは、４つのエレメントの上部マイクロミラー３１０ａ’〜３１０ｄ’のそれぞれに対して一部の反射面と一部のホールに円形のスポット光が入射するようにしたが、応用によっては、円形のスポット光ではなく楕円形または四角形のスポット光を使用すると、入射する面積をさらに広めることができ、全ての反射面と全てのホールに円形のスポット光が入射するようにすることもできる。
【００４２】
このように上部マイクロミラー３１０ａ’〜３１０ｄ’の一部の反射面と一部のホールに円形の光を入射させると、上部マイクロミラー３１０ａ’〜３１０ｄ’の一部の反射面と上部マイクロミラー３１０ａ’〜３１０ｄ’のホールに対応する下部マイクロミラー（図示せず）の一部の反射面（図示せず）との段差によって、入射した円形のスポット光が回折し、複数の回折次数を持つ回折光が生成される。
【００４３】
このとき、上部マイクロミラー３１０ａ’〜３１０ｄ’の一つまたはそれ以上を上下に動かして上部マイクロミラー３１０ａ’〜３１０ｄ’の反射面と下部マイクロミラー（図示せず）の反射面（図示せず）との段差を変化させると、回折光の光強度が変化し、スクリーン（図示せず）上に走査が行われ、所望の２次元映像を生成することができる。
【００４４】
このように複数のエレメントを用いて回折光を生成すると、１つのエレメントを用いて回折光を生成することよりさらに広い光強度選択性を持つ回折光を生成することができる。例えば４つのエレメントを用いて回折光を生成する場合、ただ１つのエレメントが回折光を生成するようにし、あるいは２つのエレメントが回折光を生成するようにし、あるいは３つのエレメントが回折光を生成するようにし、あるいは４つのエレメントが回折光を生成するようにすることができる。回折光を得る場合、このように４つの相異なる光強度を持つ回折光を得ることができるため、光強度の選択性が向上する。
【００４５】
ここでは、エレメントの上部マイクロミラー３１０ａ’〜３１０ｄ’に円形のスポット光が入射した場合について説明したが、楕円形のスポット光が入射する場合にも同様の説明が可能である。
【００４６】
一方、フィルタ光学部１１２は、複数の回折次数を持つ回折光が入射すると、所望の回折次数の回折光を分離する。このようなフィルタ光学部１１２は、一例として、フーリエレンズ（図示せず）とフーリエフィルタ（図示せず）からなっており、入射する回折光のうち０次回折光または±１次光を選択的に通過させる。フィルタ光学部１１２は、図１を参照すると、回折型光変調器１１０の後段に位置しているが、これに限定されるものではなく、投射部１１６の後段に位置してもよい。フィルタ光学部１１２が投射部１１６の後段に位置する場合には、複数の回折次数を有する回折光が十分進んで回折次数間の近接距離が一定の程度以上確保されているため、回折次数間の近接距離を確保するための別途のフーリエレンズを必要とせず、フーリエフィルタのみで実現することができる。
【００４７】
投射部１１６は、図４に示すように、集光レンズ１１６ａ、走査ミラー１１６ｂ、および投影レンズ１１６ｃから構成されており、入射した回折光をスクリーン１１８に投射する。すなわち、投射部１１６は、フーリエフィルタ（図示せず）を介して入射する回折ビームをスクリーン１１８に集光させてスポットを形成させる役割を行う。
【００４８】
ここで、集光レンズ１１６ａは、フーリエフィルタ（図示せず）を通過した回折ビームをスクリーン１１８に焦点を結ぶように集光する。勿論、集光レンズ１１６ａ以後、凹レンズ（図示せず）をさらに備えて、フーリエフィルタ（図示せず）を通過した回折ビームを集光した後、平行光に変換して走査ミラー１１６ｂに投影することもできる。
【００４９】
走査１１６ｂは、Ｘ走査ミラー１１６ｂａとＹ走査ミラー１１６ｂｂから構成されている。Ｘ走査ミラー１１６ｂａは、ディスプレイ電子回路１０４の制御に基づいて、入射した走査スポット光をスクリーン１１８の左から右に走査する。Ｙ走査ミラー１１６ｂｂは、ディスプレイ電子回路１０４の制御に基づいて、入射した走査スポット光をスクリーン１１８の上下に走査する。勿論、走査ミラー１１６ｂは、Ｘ走査ミラー１１６ｂａと別途のＹ走査ミラー１１６ｂｂとの組み合わせで構成せずに、Ｘ軸走査とＹ軸走査の両方を実施できるＸ−Ｙ走査ミラー（図示せず）で構成してもよい。
【００５０】
ここで、ラスター走査(Raster Scanning)について詳細に説明すると、図４に示すように、Ｘ走査ミラー１１６ｂａによって左から右に左右方向の走査を行い、Ｙ走査ミラー１１６ｂｂによって次のラインに上下方向の走査を行い、さらにＸ走査ミラー１１６ｂａによって左から右に左右方向の走査を行い、さらにＹ走査ミラー１１６ｂｂによって次のラインに上下方向の走査を行い、さらにＸ走査ミラー１１６ｂａからこのような動作を繰り返し行うことをいう。このようなラスター走査の別の一例として、左から右に走査し、次のラインの右側に上下方向の走査を行った後、右から左に走査し、ラインを変更した後、さらに左から右に走査する動作を繰り返し行うこともできる。
【００５１】
ディスプレイ電子回路１０４は、投射部１１６の走査ミラー１１６ｂを駆動する。投射部１１６は、ディスプレイスクリーン１１８上に２次元的なイメージを形成するために、走査スポット光をディスプレイスクリーン１１８に投影し、ディスプレイスクリーン１１８の全面に渡って走査スポット光をラスター走査する。
【００５２】
一方、図１〜図４では、一つの画素を担当する一つの走査スポット光を用いてラスター走査による２次元映像を生成するようにしたが、他の実施形態として、少数個の画素を担当する、この画素に対応する個数の走査スポット光を用いてラスター走査による２次元映像を生成するようにすることができる。
【００５３】
また、図１〜図４では一つの回折型光変調器を用いてカラーイメージを生成したが、３つの回折型光変調器を用いてカラーイメージを生成するようにすることもできる。そうするためには、さらに２つの回折型光変調器が必要となる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の一実施形態に係る回折型光変調器を用いたラスター走査方式のディスプレイ装置の構成図である。
【図２Ａ】本発明に用いられる陥没式回折型光変調器の断面図である。
【図２Ｂ】本発明に用いられる開孔式回折型光変調器の断面図である。
【図２Ｃ】本発明に用いられる開孔式回折型光変調器の断面図である。
【図３Ａ】本発明の一実施形態に係る開孔式回折型光変調器の１つのエレメントの上部マイクロミラーに円形のスポット光が照射された場合の平面図である。
【図３Ｂ】本発明の一実施形態に係る開孔式回折型光変調器の４つのエレメントの上部マイクロミラーに円形のスポット光が照射された場合の平面図である。
【図４】図１の投射部の詳細構成図である。
【符号の説明】
【００５５】
１０２    ディスプレイ光学系
１０４    ディスプレイ電子回路
１０６    レーザ
１０８    照明光学部
１１０    回折型光変調器
１１２    フィルタ光学部
１１６    投射部
【図１】
2006317950.tif 000003
【図２Ａ】
2006317950.tif 000004
【図２Ｂ】
2006317950.tif 000005
【図２Ｃ】
2006317950.tif 000006
【図３Ａ】
2006317950.tif 000007
【図３Ｂ】
2006317950.tif 000008
【図４】
2006317950.tif 000009