(57)【要約】【課題】出力光の光量の変動を抑制すること。【解決手段】光を発生させるＬＥＤ３０と、ＬＥＤ３０より入射された光を全反射により閉じこめ伝搬させる導光板２１と、導光板２１に対するオン／オフ状態に応じて、光の一部を出力光としてそれぞれ取り出す複数のマイクロプリズム２２1〜２２6、・・・と、マイクロプリズム２２1〜２２6、・・・のうちオンとされたオン個数に応じて、ＬＥＤ３０から導光板２１へ入射される光の光量を制御する制御部３５とを備えている。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を発生させる光源と、
前記光源より入射された光を伝搬させる導光手段と、
前記導光手段に対するオン／オフ状態に応じて、前記光の一部を出力光としてそれぞれ取り出す複数のスイッチ手段と、
前記スイッチ手段がオンとされたオン個数に応じて、前記光源から前記導光手段へ入射される光の光量を制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とする光スイッチアレイ制御装置。
【請求項２】
前記導光手段に閉じこめられた光の光量を検出する光量検出手段を備え、前記制御手段は、前記オン個数に代えて、前記光量検出手段の検出結果に基づいて、前記光源から前記導光手段へ入射される光の光量を制御することを特徴とする請求項１に記載の光スイッチアレイ制御装置。
【請求項３】
光を発生させる光源と、前記光源より入射された光を伝搬させる導光手段と、前記導光手段に対するオン／オフ状態に応じて、前記光の一部を出力光としてそれぞれ取り出す複数のスイッチ手段とを備えた光スイッチアレイに適用される光スイッチアレイ制御方法であって、
前記スイッチ手段がオンとされたオン個数に応じて、前記光源から前記導光手段へ入射される光の光量を制御する制御工程、
を含むことを特徴とする光スイッチアレイ制御方法。
【請求項４】
前記光スイッチアレイに前記導光手段に閉じこめられた光の光量を検出する光量検出手段が設けられ、前記制御工程では、前記オン個数に代えて、前記光量検出手段の検出結果に基づいて、前記光源から前記導光手段へ入射される光の光量を制御することを特徴とする請求項３に記載の光スイッチアレイ制御方法。
【請求項５】
前記請求項１または２に記載の光スイッチアレイ制御装置を備えたことを特徴とする表示装置。
【請求項６】
前記請求項１または２に記載の光スイッチアレイ制御装置を備えたことを特徴とするプロジェクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光スイッチアレイ制御装置、光スイッチアレイ制御方法、表示装置およびプロジェクタに関するものであり、特に、出力光の光量の変動を抑制することができる光スイッチアレイ制御装置、光スイッチアレイ制御方法、表示装置およびプロジェクタに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、光通信回路では、光を直接スイッチングして経路をオン／オフ、切り換え、分岐するための光スイッチが不可欠である。例えば、特許文献１には、光ファイバ等の導波路を接近／解離させ、接近時にエバネッセント光を異なるファイバ間で伝搬させることにより分岐を実現する光スイッチ（導波路型方向性結合器）が提案されている。
【０００３】
また、従来では、上述した光スイッチをアレイ化して、１つの入力に対して複数の分岐手段を設けた光スイッチも提案されている。ここで、光を分岐させて光りを取り出す部分を二次元的にアレイ配置することにより、表示装置や空間光変調器を作製することが可能となる。
【０００４】
例えば、特許文献２には、全反射により光を閉じこめる板状の導光板と、導光板の近傍に二次元的に配置され、反射膜を有する複数のマイクロプリズムとを備えた光スイッチが提案されている。
【０００５】
ここで、複数のマイクロプリズムのうち所望のマイクロプリズムを導光板に近接させると、近接された部分で、導光板を伝搬する光の一部がエバネッセント光としてマイクロプリズムに滲みだし、反射膜により反射されることにより、出力光として外部に取り出される。この原理を利用し、各マイクロプリズムを画素とすることにより、光スイッチを表示装置として利用することができる。
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−１８６１５３号公報
【特許文献２】特開平１１−７２７２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、従来の光スイッチ（特許文献２）においては、導光板に閉じこめられた光の光量は、有限である。従って、導光板に閉じこめられた光の一部がエバネッセント光としてマイクロプリズムにより出力光として取り出されると、導光板に閉じこめられた光の光量が相対的に減少する。
【０００８】
従って、従来においては、オンとされたマイクロプリズムの増減によって、１単位（例えば、１画素）に対応する出力光の光量が変動するという問題があった。例えば、光スイッチを表示装置として用いた場合には、出力光の光量の変動により画面のチラツキが発生する場合があった。また、光スイッチを光通信のデバイスとして用いた場合には、出力光の光量の変動により誤動作が発生する場合があった。
【０００９】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、出力光の光量の変動を抑制することができる光スイッチアレイ制御装置、光スイッチアレイ制御方法、表示装置およびプロジェクタを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、光を発生させる光源と、前記光源より入射された光を伝搬させる導光手段と、前記導光手段に対するオン／オフ状態に応じて、前記光の一部を出力光としてそれぞれ取り出す複数のスイッチ手段と、前記スイッチ手段がオンとされたオン個数に応じて、前記光源から前記導光手段へ入射される光の光量を制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１１】
また、本発明は、光を発生させる光源と、前記光源より入射された光を伝搬させる導光手段と、前記導光手段に対するオン／オフ状態に応じて、前記光の一部を出力光としてそれぞれ取り出す複数のスイッチ手段とを備えた光スイッチアレイに適用される光スイッチアレイ制御方法であって、前記スイッチ手段がオンとされたオン個数に応じて、前記光源から前記導光手段へ入射される光の光量を制御する制御工程、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、スイッチ手段がオンとされたオン個数に応じて、光源から導光手段へ入射される光の光量を制御することとしたので、出力光の光量の変動を抑制することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に、本発明にかかる光スイッチアレイ制御装置、光スイッチアレイ制御方法、表示装置およびプロジェクタの実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。
【実施例１】
【００１４】
図１は、本発明にかかる実施例１の構成を示す図である。同図には、前述したエバネッセント光を利用した光スイッチアレイ２０を有するプロジェクタ１０が図示されている。プロジェクタ１０において、光スイッチアレイ２０は、導光板２１および複数のマイクロプリズム２２1〜２２6、・・・とを備えた空間光変調器である。
【００１５】
導光板２１は、ＬＥＤ（発光ダイオード）３０より集光レンズ３１を介して入射される光を全反射により閉じこめる機能を備えており、板状とされている。複数のマイクロプリズム２２1〜２２6、・・・は、導光板２１の近傍に二次元的（例えば、６×６）に配置された光スイッチである。
【００１６】
ここで、図１においては、光スイッチアレイ２０を側面から見た状態を表しており、３６個のマイクロプリズムのうち、６個のマイクロプリズム２２1〜２２6が図示されている。また、これらのマイクロプリズム２２1〜２２6、・・・には、導光板２１との近接時にエバネッセント光を反射させ、出力光として取り出すための反射膜２３1〜２３6、・・・が形成されている。これらのマイクロプリズム２２1〜２２6、・・・のそれぞれは、１画素に対応している。
【００１７】
投射レンズ３２は、光スイッチアレイ２０の前方に配設されており、光スイッチアレイ２０の出力光をスクリーン（図示略）に投射する機能を備えている。光源駆動部３３は、制御部３５の制御により、ＬＥＤ３０を駆動する。アクチュエータ３４は、制御部３５の制御により、マイクロプリズム２２1〜２２6、・・・のそれぞれを導光板２１に対して近接／離間させる機能を備えている。
【００１８】
制御部３５は、画像信号Ｓｇに基づいて、アクチュエータ３４および光源駆動部３３を制御し、光スイッチアレイ２０におけるマイクロプリズム（光スイッチ）をオン／オフさせるとともに、１単位の出力光が一定となるように制御する。
【００１９】
ここで、マイクロプリズム（光スイッチ）がオンとは、マイクロプリズムが導光板２１に対して近接された状態であって、エバネッセント光が出力光として投射レンズ３２に入射される状態である。一方、マイクロプリズム（光スイッチ）がオフとは、マイクロプリズムが導光板２１に対して離間された状態であって、出力光が出力されない状態である。
【００２０】
上記構成において、制御部３５は、画像信号Ｓｇに基づいて、マイクロプリズム２２1〜２２6、・・・（全画素）のうち、オンにすべきものとオフにすべきものとを認識し、アクチュエータ３４へ指令を出す。これにより、アクチュエータ３４は、オン／オフに基づいて、マイクロプリズム２２1〜２２6、・・・を駆動する。同図に示した例では、マイクロプリズム２２3およびマイクロプリズム２２4がオンとされ、導光板２１からのエバネッセント光が反射膜２３3および反射膜２３4により反射され、出力光として投射レンズ３２に入射される。
【００２１】
また、制御部３５は、画像信号Ｓｇからオンにすべきマイクロプリズム（光スイッチ）の個数（以下、オン個数という）を認識した後、例えば、オン個数に比例させてＬＥＤ３０の光量を増大させ、１つのマイクロプリズムから出力される出力光の光量が一定となるように、光源駆動部３３に指令を出す。光源駆動部３３は、オン個数に比例させてＬＥＤ３０の光量を増大させる。これにより、光スイッチアレイ２０において、１つのマイクロプリズムから出力される出力光の光量が一定となる。
【００２２】
なお、実施例１においては、投射レンズ３２をスクリーンに投射する構成について説明したが、投射レンズ３２を設けずに、光スイッチアレイ２０を直接見るという直視型のプロジェクタにも適用可能である。
【００２３】
以上説明したように、実施例１によれば、マイクロプリズム２２1〜２２6、・・・がオンとされたオン個数に応じて、ＬＥＤ３０から導光板２１へ入射される光の光量を制御することとしたので、出力光の光量の変動を抑制することができる。
【実施例２】
【００２４】
さて、前述した実施例１においては、制御部３５で、画像信号Ｓｇに基づいて、オン個数を認識した後、オン個数に応じてＬＥＤ３０の光量を制御する構成例について説明したが、導光板２１内に閉じこめられている光の光量を検出する光量検出センサを設けて、光量検出センサのフィードバックを受けて、ＬＥＤ３０の光量を制御する構成例としてもよい。以下では、この構成例を実施例２として説明する。
【００２５】
図２は、本発明にかかる実施例２の構成を示す図である。同図において、図１の各部に対応する部分には同一の符号を付けその説明を省略する。図２に示したプロジェクタ４０においては、光量検出センサ４１が新たに設けられているとともに、図１に示した制御部３５に代えて制御部４２が設けられている。
【００２６】
光量検出センサ４１は、導光板２１内に閉じこめられている光の光量を検出し、光量検出信号として制御部４２にフィードバックするセンサであり、例えば、フォトダイオードである。制御部４２は、光量検出センサ４１からのフィードバックを受けて、１つのマイクロプリズムから出力される出力光の光量が一定となるように、光源駆動部３３に指令を出す機能等を備えている。
【００２７】
上記構成において、制御部４２は、制御部３５（図１参照）と同様にして、画像信号Ｓｇに基づいて、マイクロプリズム２２1〜２２6、・・・（全画素）のうち、オンにすべきものとオフにすべきものとを認識し、アクチュエータ３４へ指令を出す。これにより、アクチュエータ３４は、オン／オフに基づいて、マイクロプリズム２２1〜２２6、・・・を駆動する。同図に示した例では、マイクロプリズム２２3およびマイクロプリズム２２4がオンとされ、導光板２１からのエバネッセント光が反射膜２３3および反射膜２３4により反射され、出力光として投射レンズ３２に入射される。
【００２８】
ここで、光量検出センサ４１からは、導光板２１内に閉じこめられている光の光量に対応する光量検出信号が制御部４２に出力されている。また、制御部４２は、光量検出センサ４１から光量検出信号のフィードバックを受けて、光量検出信号から得られる光量に反比例させてＬＥＤ３０の光量を増大させ、１つのマイクロプリズムから出力される出力光の光量が一定となるように、光源駆動部３３に指令を出す。光源駆動部３３は、導光板２１内に閉じこめられた光の光量に反比例させてＬＥＤ３０の光量を増大させる。これにより、光スイッチアレイ２０において、１つのマイクロプリズムから出力される出力光の光量が一定となる。
【００２９】
なお、実施例２においても、投射レンズ３２をスクリーンに投射する構成について説明したが、投射レンズ３２を設けずに、光スイッチアレイ２０を直接見るという直視型のプロジェクタにも適用可能である。
【００３０】
なお、実施例２においては、光量検出センサ４１により１画素あたりの光量を検出し、この光量が一定となるように、制御部４２で制御を行うように構成例としてもよい。さらに、実施例２においては、光量検出センサ４１の光量検出信号を光源駆動部３３に直接フィードバックし、光源駆動部３３でＬＥＤ３０の光量を制御する構成例としてもよい。
【００３１】
以上説明したように、実施例２によれば、光量検出センサ４１からのフィードバックに基づいて、ＬＥＤ３０から導光板２１へ入射される光の光量を制御することとしたので、出力光の光量の変動を抑制することができる。
【実施例３】
【００３２】
さて、前述した実施例１においては、光スイッチアレイ２０の出力光で画像を形成するプロジェクタへの適用例について説明したが、図３に示したように、光通信に用いられるスイッチング素子５０として適用してもよい。
【００３３】
図３は、本発明にかかる実施例３の構成を示す図である。同図において、図１の各部に対応する部分には同一の符号を付けその説明を省略する。図３に示したスイッチング素子５０においては、図１に示した投射レンズ３２に代えて、光検出センサ５２1〜５２6、・・・が設けられている。また、スイッチング素子５０においては、図１に示した制御部３５に代えて、制御部５３が設けられている。
【００３４】
光検出センサ５２1〜５２6、・・・は、導光板２１を挟んでマイクロプリズム２２1〜２２6、・・・に対向配置されており、マイクロプリズム２２1〜２２6、・・・からの出力光を検出し、スイッチング出力とするセンサである。制御部５３は、スイッチング制御信号Ｓｓに基づいて、アクチュエータ３４および光源駆動部３３を制御し、光スイッチアレイ５１におけるマイクロプリズム（光スイッチ）をオン／オフさせるとともに、１単位の出力光が一定となるように制御する。
【００３５】
上記構成において、制御部５３は、スイッチング制御信号Ｓｓに基づいて、マイクロプリズム２２1〜２２6、・・・（全画素）のうち、オンにすべきものとオフにすべきものとを認識し、アクチュエータ３４へ指令を出す。これにより、アクチュエータ３４は、オン／オフに基づいて、マイクロプリズム２２1〜２２6、・・・を駆動する。同図に示した例では、マイクロプリズム２２3およびマイクロプリズム２２4がオンとされ、導光板２１からのエバネッセント光が反射膜２３3および反射膜２３4により反射され、出力光として光検出センサ５２3および光検出センサ５２4に検出され、スイッチング出力とされる。
【００３６】
また、制御部５３は、スイッチング制御信号Ｓｓからオンにすべきマイクロプリズム（光スイッチ）のオン個数を認識した後、例えば、オン個数に比例させてＬＥＤ３０の光量を増大させ、１つのマイクロプリズムから出力される出力光の光量が一定となるように、光源駆動部３３に指令を出す。光源駆動部３３は、オン個数に比例させてＬＥＤ３０の光量を増大させる。これにより、光スイッチアレイ２０において、１つのマイクロプリズムから出力される出力光の光量が一定となる。
【００３７】
以上説明したように、実施例３によれば、実施例１と同様の作用効果を奏する。
【実施例４】
【００３８】
さて、前述した実施例３においては、制御部５３で、スイッチング制御信号Ｓｓに基づいて、オン個数を認識した後、オン個数に応じてＬＥＤ３０の光量を制御する構成例について説明したが、実施例２と同様にして、導光板２１内に閉じこめられている光の光量を検出する光量検出センサを設けて、光量検出センサのフィードバックを受けて、ＬＥＤ３０の光量を制御する構成例としてもよい。以下では、この構成例を実施例４として説明する。
【００３９】
図４は、本発明にかかる実施例４の構成を示す図である。同図において、図３の各部に対応する部分には同一の符号を付けその説明を省略する。図４に示したスイッチング素子６０においては、図３に示した制御部５３に代えて、制御部６２が設けられているとともに、光量検出センサ６１が新たに設けられている。
【００４０】
光量検出センサ６１は、導光板２１内に閉じこめられている光の光量を検出し、光量検出信号として制御部６２にフィードバックするセンサであり、例えば、フォトダイオードである。制御部６２は、光量検出センサ６１からのフィードバックを受けて、１つのマイクロプリズムから出力される出力光の光量が一定となるように、光源駆動部３３に指令を出す機能等を備えている。
【００４１】
上記構成において、制御部６２は、制御部５３（図３参照）と同様にして、スイッチング制御信号Ｓｓに基づいて、マイクロプリズム２２1〜２２6、・・・（全画素）のうち、オンにすべきものとオフにすべきものとを認識し、アクチュエータ３４へ指令を出す。これにより、アクチュエータ３４は、オン／オフに基づいて、マイクロプリズム２２1〜２２6、・・・を駆動する。同図に示した例では、マイクロプリズム２２3およびマイクロプリズム２２4がオンとされ、導光板２１からのエバネッセント光が反射膜２３3および反射膜２３4により反射され、出力光として光検出センサ５２3および光検出センサ５２4に検出され、スイッチング出力とされる。
【００４２】
ここで、光量検出センサ６１からは、導光板２１内に閉じこめられている光の光量に対応する光量検出信号が制御部６２に出力されている。また、制御部６２は、光量検出センサ６１から光量検出信号のフィードバックを受けて、光量検出信号から得られる光量に反比例させてＬＥＤ３０の光量を増大させ、１つのマイクロプリズムから出力される出力光の光量が一定となるように、光源駆動部３３に指令を出す。光源駆動部３３は、導光板２１内に閉じこめられた光の光量に反比例させてＬＥＤ３０の光量を増大させる。これにより、光スイッチアレイ５１において、１つのマイクロプリズムから出力される出力光の光量が一定となる。
【００４３】
以上説明したように、実施例４によれば、実施例２と同様の作用効果を奏する。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
以上のように、本発明にかかる光スイッチアレイ制御装置、光スイッチアレイ制御方法、表示装置およびプロジェクタは、出力光の光量の変動に対して有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明にかかる実施例１の構成を示す図である。
【図２】本発明にかかる実施例２の構成を示す図である。
【図３】本発明にかかる実施例３の構成を示す図である。
【図４】本発明にかかる実施例４の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００４６】
１０  プロジェクタ、２０  光スイッチアレイ、２１  導光板、２２1〜２２6  マイクロプリズム、３０  ＬＥＤ、３３  光源駆動部、３４  アクチュエータ、３５  制御部、４０  プロジェクタ、４１  光量検出部、５０  スイッチング素子、６０  スイッチング素子、６１  光量検出センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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