(57)【要約】  ディスプレイ装置は２次元イメージをディスプレイスクリーンへ投影し、且つ照明光学系、光モジュレータ及び走査光学系を含む。光モジュレータは照明光学系へ光学的に結合されており、その働きにおいて照明光学系がこの光モジュレータをオフアキス照明で照明し、光モジュレータが更に、その働きにおいてこの光モジュレータに光を明るいピクセルの光軸上へ指向させて、オンアキス光を形成するようにされ、且つ光を暗いピクセルについての光軸から光を離すように指向させることにより、オフアキス光を形成する。分離光学系が光モジュレータに結合されて、オンアキス光とオフアキス光とを分離させ、ここでオンアキス光は実像及び虚像のイメージを形成し、このイメージは投影及び走査光学系により表示されている。
2005512109.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディスプレイ装置において、
ａ．照明光学系と、
ｂ．前記照明光学系へ光学的に結合された光モジュレータであり、その結合は、前記照明光学系がこの光モジュレータをオフアキス照明する働きをなすようにされており、
ｃ．光モジュレータへ光学的に結合された分離光学系と、
ｄ．前記分離光学系へ光学的に結合された投影及び走査光学系とを備えるディスプレイ装置。
【請求項２】
請求項１に記載のディスプレイ装置において、前記光モジュレータが更に、その働きにおいて前記照明光学系がこの光モジュレータに光を明るいピクセルの光軸上へ指向させて、オンアキス光を形成するように前記照明光学系へ光学的に結合されているディスプレイ装置。
【請求項３】
請求項１に記載のディスプレイ装置において、前記光モジュレータが更に、その働きにおいて前記照明光学系がこの光モジュレータに光を暗いピクセルについての光軸から光を離すように指向させることにより、オフアキス光を形成するように前記照明光学系へ光学的に結合されているディスプレイ装置。
【請求項４】
請求項１に記載のディスプレイ装置において、前記分離光学系が前記光モジュレータに光学的に結合されて、その働きにおいて前記分離光学系がオンアキス光からオフアキス光を分離させるディスプレイ装置。
【請求項５】
請求項１に記載のディスプレイ装置において、前記分離光学系が更に、その働きにおいて前記光モジュレータがこの分離光学系にオンアキス光からオフアキス光を分離させるように前記光モジュレータへ光学的に結合されているディスプレイ装置。
【請求項６】
請求項５に記載のディスプレイ装置において、前記２次元イメージが実像であるディスプレイ装置。
【請求項７】
請求項５に記載のディスプレイ装置において、前記２次元イメージが虚像であるディスプレイ装置。
【請求項８】
単次元格子ライトバルブ投影システムのために角度照明を与える方法であって、
ａ．光モジュレータを照明光学系で照明し、その働きにおいて前記照明光学系が前記光モジュレータをオフアキス照明で照明するようにさせる段階と、
ｂ．分離光学系を光モジュレータに光学的に結合する段階と、
ｃ．投影及び走査光学系を前記分離光学系へ光学的に結合する段階とを含む方法。
【請求項９】
請求項８に記載の方法において、光モジュレータを照明光学系へ結合させて、その働きにおいて、光モジュレータが光を明るいピクセルについての光軸へ指向させることにより、オンアキス光を形成する段階を更に含む方法。
【請求項１０】
請求項８に記載の方法において、前記光モジュレータを前記照明光学系へ結合させて、その働きにおいて、光モジュレータが光を暗いピクセルについての光軸へ指向させることにより、オフアキス光を形成する段階を更に含む方法。
【請求項１１】
請求項８に記載の方法において、前記分離光学系を前記光モジュレータへ結合させて、その働きにおいて前記分離光学系がオンアキス光からオフアキス光を分離する段階を更に含む方法。
【請求項１２】
請求項８に記載の方法において、前記分離光学系を前記光モジュレータへ結合させて、その働きにおいてオンアキス光が２次元イメージを形成する段階を更に含む方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載の方法において、前記２次元イメージが実像になる段階を更に含む方法。
【請求項１４】
請求項１２に記載の方法において、前記２次元イメージが虚像になる段階を更に含む方法。
【請求項１５】
ディスプレイ・システムにおいて、
ａ．照明手段と、
ｂ．前記照明手段に光学的に結合されて光を調整する調整手段であり、その働きにおいて、前記照明手段が前記調整手段をオフアキス照明で照明する調整手段と、
ｃ．前記調整手段へ光学的に結合された分離手段と、
ｄ．前記分離手段に光学的に結合された投影及び走査手段とを備えるディスプレイ・システム。
【請求項１６】
請求項１５に記載のディスプレイ装置において、前記調整手段が更に、その働きにおいて前記照明手段がこの調整手段に光を明るいピクセルの光軸上へ指向させて、オンアキス光を形成するように前記照明手段へ光学的に結合されているディスプレイ装置。
【請求項１７】
請求項１５に記載のディスプレイ装置において、前記調整手段が更に、その働きにおいて前記照明手段がこの調整手段に光を暗いピクセルについての光軸から光を離すように指向させることにより、オフアキス光を形成するように前記照明手段へ光学的に結合されているディスプレイ装置。
【請求項１８】
請求項１５に記載のディスプレイ装置において、前記分離手段が前記調整手段に光学的に結合されて、その働きにおいて前記分離手段がオンアキス光からオフアキス光を分離させるディスプレイ装置。
【請求項１９】
請求項１５に記載のディスプレイ装置において、前記分離手段が更に、その働きにおいて前記調整手段がこの分離手段にオンアキス光からオフアキス光を分離させるように前記調整手段へ光学的に結合されているディスプレイ装置。
【請求項２０】
請求項１９に記載のディスプレイ装置において、前記２次元イメージが実像であるディスプレイ装置。
【請求項２１】
請求項１９に記載のディスプレイ装置において、前記２次元イメージが虚像であるディスプレイ装置。
【請求項２２】
単次元格子ライトバルブ投影システムのために角度照明を与えるディスプレイ装置であって、
ａ．照明を受けるように構成された光モジュレータを備え、この光モジュレータは、明るいピクセルについての光軸へ光を指向させることにより、オンアキス光を形成し、且つ前記光モジュレータが暗いピクセルについての光軸から光を離すように指向させることにより、オフアキス光を形成し、前記ディスプレイ装置は更に、
ｂ．前記光モジュレータに光学的に結合された分離光学系を備え、その結合は、この分離光学系が、その働きにおいて前記オフアキス光を前記オンアキス光から分離し、且つその働きにおいて前記オンアキス光が２次元イメージを形成するようにされており、前記ディスプレイ装置は更に、
ｃ．前記分離光学系から前記オンアキス光を受け取るように光学的に結合された投影及び走査光学系を備えるディスプレイ装置。
【請求項２３】
請求項２２に記載のディスプレイ装置において、前記２次元イメージが実像であるディスプレイ装置。
【請求項２４】
請求項２２に記載のディスプレイ装置において、前記２次元イメージが虚像であるディスプレイ装置。
【請求項２５】
ディスプレイ装置であって、
ａ．オフアキス照明から照明を受けるように構成された光モジュレータと、
ｂ．前記光モジュレータからオンアキス軸回折を受けるように前記光モジュレータへ光学的に接続された分離光学系とを備えるディスプレイ装置。
【請求項２６】
請求項２５に記載のディスプレイ装置において、前記光モジュレータが更に、その働きにおいて前記照明光学系がこの光モジュレータに光を明るいピクセルの光軸上へ指向させて、オンアキス光を形成するように前記照明光学系へ光学的に結合されているディスプレイ装置。
【請求項２７】
請求項２５に記載のディスプレイ装置において、前記光モジュレータが更に、その働きにおいて前記照明光学系がこの光モジュレータに光を暗いピクセルについての光軸から光を離すように指向させることにより、オフアキス光を形成するように前記照明光学系へ光学的に結合されているディスプレイ装置。
【請求項２８】
請求項２５に記載のディスプレイ装置において、前記分離光学系が前記光モジュレータに光学的に結合されて、その働きにおいて前記分離光学系がオンアキス光からオフアキス光を分離させるディスプレイ装置。
【請求項２９】
請求項２５に記載のディスプレイ装置において、前記分離光学系が前記光モジュレータへ更に結合されて、その働きにおいてオンアキス光が２次元イメージを生成するディスプレイ装置。
【請求項３０】
請求項２９に記載のディスプレイ装置において、２次元イメージが実像であるディスプレイ装置。
【請求項３１】
請求項２９に記載のディスプレイ装置において、２次元イメージが虚像であるディスプレイ装置。
【請求項３２】
ライトバルブにおいて、
ａ．照明光学系と、
ｂ．前記照明光学系に光学的に結合された光モジュレータであり、その働きにおいて、前記照明光学系が前記光モジュレータをオフアキス照明で照明する光モジュレータと、
ｃ．前記光モジュレータへ光学的に結合された分離光学系とを備えるライトバルブ。
【請求項３３】
請求項３２に記載のライトバルブにおいて、前記光モジュレータが更に、その働きにおいて前記光モジュレータが光を明るいピクセルについての光軸へ指向させることによりオンアキス光を形成するように前記照明光学系へ結合されているライトバルブ。
【請求項３４】
請求項３２に記載のライトバルブにおいて、前記光モジュレータが更に、その働きにおいて前記照明光学系がこの光モジュレータに光を暗いピクセルについての光軸から光を離すように指向させることにより、オフアキス光を形成するように前記照明光学系へ光学的に結合されているライトバルブ。
【請求項３５】
請求項３２に記載のライトバルブにおいて、前記分離光学系が前記光モジュレータに光学的に結合されて、その働きにおいて前記分離光学系がオンアキス光からオフアキス光を分離させるライトバルブ。
【請求項３６】
請求項３２に記載のライトバルブにおいて、前記分離光学系が更に、その働きにおいてオンアキス光が２次元イメージを生成するように前記光モジュレータへ結合されているライトバルブ。
【請求項３７】
請求項３６に記載のライトバルブにおいて、前記２次元イメージが実像であるライトバルブ。
【請求項３８】
請求項３６に記載のライトバルブにおいて、前記２次元イメージが虚像であるライトバルブ。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
発明の分野
本発明はイメージ投影の分野に関する。特に本発明は単一次元投ＧＬＶ型投影システムのための角度照明の分野に関する。
【０００２】
発明の背景
近年では、可動要素が光を指向させるように配置されたＭＥＭＳ（micro-electro-mechanical systems:マイクロエレクトロメカニカルシステム）技術を用いた光モジュレータが開発されてきている。このような光モジュレータの一例はBloom et al.,に付与された米国特許第５，３１１，３６０号に説明された格子ライトバルブ（ＧＬＶ）に説明されており、ここではＧＬＶが反射モード及び回折モードに構成されている。Bloom et alにより示されたＧＬＶを図１に斜視図で示す。ＧＬＶ１０は基板１４上に支持された可動長尺要素１２を含む。
【０００３】
従来技術のＧＬＶの第１側面図を図２Ａに示し、ここでは反射モードにあるＧＬＶ１０を示す。可動長尺要素１２の各々は第１の反射被覆１６を示す。可動長尺要素１２の間に散在するのは第２の反射被覆１８である。反射モードにおいては、第１と第２の被覆１６及び１８の上面が入射光Ｉの半波長λ／２の高さの差により隔てられている。第２の反射被覆１８から反射する入射光Ｉは、第１の反射被覆１６から反射する入射光Ｉ以上の全波長に伝播する。従って、第１及び第２反射被覆１６及び１８から反射する入射光Ｉは、反射光Ｒを形成するように構造的に組み合わせられている。従って反射モードにおいて、ＧＬＶ１０は反射光Ｒを生成する。
【０００４】
従来技術のＧＬＶ１０の第２の側面を図２Ｂに示し、ここでは回折モードにあるＧＬＶ１０を示す。反射モードから回折モードへの移行のために、静電ポテンシャルは基板１４に対して、可動長尺要素１２を保持する。回折モードにおいて、第１及び第２の反射被覆１６及び１８の上面が入射光の１／４波長λ／４により隔てられている。第２の反射面１８から反射する入射光Ｉは、第１の反射被覆１６から反射する入射光Ｉ以上の半波長に伝播する。従って、第１及び第２反射被覆１６及び１８から反射する入射光Ｉは、回折を生成するように破壊的に干渉する。回折は正１次元回折Ｄ＋１及び負１次元回折Ｄ−１を含む。従って、回折モードにおいては、ＧＬＶは正１次元及び負１次元回折Ｄ＋１及びＤ−１を与える。
【０００５】
従来技術の第１の代替的なＧＬＶを図３Ａ及び図３Ｂに示す。第１の代替的なＧＬＶ１０Ａは、第２の長尺要素２３と互いに嵌合する第１の長尺要素２２を含む。第１の長尺要素２２は第３の反射被覆２６を有し、第２の長尺要素２３は第４の反射被覆２８を有する。この反射モードにおいては、図３Ａに示されるように、第３及び第４の反射被覆２６及び２８が反射光Ｒを生成するように同一の高さに保たれている。回折モードにおいては、図３Ｂに示されるように、第３及び第４反射被覆２６及び２８は、正１次元及び負１次元回折Ｄ＋１及びＤ−１を含む回折を生成するように入射光の１／４波長λ／４の第２の高さ差により隔てられている。
【０００６】
ＧＬＶを利用するディスプレイ・システムは、Bloom et alへ付与された米国特許第５，９８２，５５３号に説明されている。このディスプレイ・システムは、赤、緑および青のレーザーと、ダイクロイック・フィルタ群と、照明光学系と、シュリーレン光学系と、投影光学系と、走査ミラーと、ディスプレイ・スクリーン上へカラー画像を投影するディスプレイ電子部品とを含む。ディスプレイ電子部品により駆動されてＧＬＶ（ダイクロイック・フィルタ群及び照明光学系を介して）に接続された赤、緑、及び青レーザーは、ＧＬＶを赤、緑、及び青照明で連続的に照明する。ディスプレイ電子部品により駆動されるＧＬＶは、ディスプレイ電子部品からの信号に応答して時間的に変化するピクセルの線形アレイを生成し、各々のピクセルは所定の瞬間時間において反射モード又は回折モードにおかれるように構成されている。従ってＧＬＶは、反射モード又は回折モードにおいて赤、緑、及び青ピクセルの連続的線形アレイを反射モード又は回折モードにおける赤、緑及び青のピクセルの各々で生成する。
【０００７】
赤、緑、及び青ピクセルは次いでシュリーレン光学系に接続されて、このシュリーレン光学系は反射モードを遮断し、少なくとも正１次元及び負１次元Ｄ＋１及びＤ−１をシュリーレン光学系を通過させることを可能にする。従ってシュリーレン光学系を通過した後は、赤、緑、青の線形アレイは回折モードにおいてはＧＬＶにおけるピクセルに対応する光ピクセルを有し、反射モードにおいてはＧＬＶにおけるピクセルに対応する暗いピクセルを有する。投影光学系（走査ミラーを介する）は、ディスプレイ電子部品により駆動される走査ミラーがディスプレイスクリーンを横断して赤、緑、及び青のピクセルを走査しつつ、赤、緑、及び青ピクセルをディスプレイスクリーン上に投影する。従って、ディスプレイ・システムはディスプレイスクリーン上に二次元カラー画像を生成する。
【０００８】
ＧＬＶを利用する代替的なディスプレイ・システムは、赤、緑、及び青レーザーと、赤、緑及び青照明光学系と、第１、第２及び第３のＧＬＶと、ダイクロイック・フィルタ群と、投影光学系と、走査ミラー、及びディスプレイ電子機器とを含む。赤、緑及び青レーザーは、赤、緑及び青照明光学系を介して第１、第２、及び第３ＧＬＶをそれぞれ照明する。第１、第２、及び第３ＧＬＶは、ディスプレイ電子部品からの信号に応答して赤、緑及び青ピクセルの線形アレイをそれぞれ生成する。ダイクロイック・フィルタ群は赤、緑、及び青ピクセルの線形アレイをシュリーレン光学系へ指向させ、このシュリーレン光学系は少なくとも正１次元及び負１次元Ｄ＋１及びＤ−１をシュリーレン光学系を通過させることを可能にする。投影光学系は、ディスプレイ電子部品により駆動される走査ミラーがディスプレイ・スクリーンを横断して赤、緑、及び青のピクセルを走査しつつ、走査ミラーを介して赤、緑、及び青ピクセルをディスプレイ・スクリーン上に投影する。このように、代替的なディスプレイ・システムはディスプレイ・スクリーン上に二次元カラー画像を生成する。
【０００９】
ＧＬＶに基づくディスプレイ・システム（即ちＧＬＶ型ディスプレイ・システム）のための適用例は、家庭内娯楽システム、会議室アプリケーション、及びシネマアプリケーションその他を含む。家庭内娯楽システム又は会議室アプリケーションにおいて、ＧＬＶ型ディスプレイ・システムが壁上に位置するディスプレイ・スクリーンに二次元カラー画像を投影する。シネマアプリケーションにおいては、ＧＬＶ型ディスプレイ・システムがディスプレイ・ブースからシネマスクリーン上に２次元カラー画像を投影する。
【００１０】
ＧＬＶ型ディスプレイ・システムは印刷アプリケーションにも利用し得る。このような場合、システムは走査ミラーを含まず、スクリーンに変えて印刷媒体を光の所定の線からの印刷を実現するように移動させることができる。
【００１１】
上述のＧＬＶ型ディスプレイ・システムは±１次元回折における光を投じる。理論的には、光が2次元回折でフィルターをかけられた場合には、伝達即ち反射できる光の最大量は入射光ビームの僅か８１％に達するのみである。この種のシステムにおいて直面する他の問題は、より複雑な分離光学系構造又はシュリーレン光学系を必要とすることである。光を２つの分離した回折次元へフィルタリングするこのようなシステムにおいて、分離光学系は２つの次元を受けるために２つのスリットを有さねばならない。このような構成は２つの次元へ正確に分離するために分離光学系の複雑な系を必要とする。
【００１２】
ＧＬＶ型システムを実現する他の不都合は、例えば広角円錐の光を生成するＧＬＶの必要性である。±１次元における光を生成するシステムにおいては、ＧＬＶと投影スクリーンとの間の全ての光学系が、多量の光を集めるために低Ｆ値でなければならない。その意味するところは、光学系が高い光スループットを持たねばならず、即ち大きなレンズを必要とすることである。この大きなレンズはより多くの光を補足し、これは付加的なバックグラウンド光を含むので、低コントラストの画像を生じ、画質の鮮明さに欠けている。また大きなレンズは極めて高価である。
【００１３】
高コントラストを与えつつ、単一次元の回折光を投じる回折光モジュレータを実現するシステムが希求される。このシステムは入射光を高い割合で回折次元へ投じることを可能とする。１つの回折次元のみを利用する光モジュレータも複雑でなく、高価でない分離光学系構成を可能にする。付加的に、このような光モジュレータを利用することは、全ての光学系が低いＦ値及び高い光スループットを持つ必要性を排除できるので、全システムのコストを低減できる。
【００１４】
発明の概要
本発明は単一次元型格子ライトバルブ投影システムのための角度照明を与えるディスプレイ装置及び方法である。このディスプレイ装置及び方法は、照明光学系へ光学的に接続される光モジュレータを含み、照明光学系が光モジュレータをオフアキス照明するように操作し、また光モジュレータが光を明るいピクセルの光軸上へ指向させるように操作することにより、オンアキス（on-axis）光を形成する。更に、光モジュレータはは暗いピクセルについての光軸から光を離すように指向させることにより、オフアキス光を形成する。
【００１５】
単次元格子ライトバルブ投影システムのための角度照明を与えるディスプレイ装置及び方法は、光モジュレータへ光学的に接続される分離光学系を含み、オンアキス光からオフアキス光を分離するように操作し、オンアキス光が、好適実施形態におけるように実像である２次元画像を生成する。代替的に、２次元像は虚像である。
【００１６】
最後に、この装置及び方法は投影光学系及び走査光学系を含み、これらは分離光学系へ光学的に接続されている。
【００１７】
好適実施形態の詳細な説明
本発明のディスプレイ・システムを図４に模式的に示す。このディスプレイ・システム４０はディスプレイ光学系４２及びディスプレイ電子部品４４を含む。ディスプレイ光学系４２はレーザー４６、照明光学系４８、ブレーズ格子ライトバルブ(blazed grating light valve)（ＢＧＬＶ）５０、分離光学系５２、投影及び走査光学系５６、及びディスプレイ・スクリーン５８を含む。ディスプレイ電子部品４４は、レーザー源４６、ＢＧＬＶ５０、並びに投影及び走査光学系５６へ接続されている。
【００１８】
ＢＧＬ５０に関する詳細については、本願の出願人に譲渡されて係属中の米国特許出願第０９／９３０，８３８号（発明の名称Blazed Grating Light Valve）、及び本願の出願人に譲渡されて係属中の米国特許出願第０９／９３０，８２０号（発明の名称Stress Tuned Blazed Grating Light Valve）に説明されている。これら米国特許出願第０９／９３０，８３８号（発明の名称Blazed Grating Light Valve）、及び米国特許出願第０９／９３０，８２０号（発明の名称Stress Tuned Blazed Grating Light Valve）は参照により本明細書に組み込まれている。
【００１９】
ディスプレイ電子部品４４はレーザー４６にパワーを与える。このレーザー４６はレーザー照明を射出する。照明光学系４８はレーザー照明をＢＧＬＶ５０上にレーザー照明を収束させる。ＢＧＬＶ５０は第1の画像面６０に位置している。ディスプレイ電子機器４４はＢＧＬＶ５０を制御する。ＢＧＬＶ５０はピクセルの線形アレイについての反射光又は回折光を形成するレーザー照明を調整する。分離光学系５２は、少なくとも、能動的な１次元回折光に分離光学系５２を通過させることを可能にする回折光から反射光を分離する。
【００２０】
ディスプレイ電子機器４４は投影及び走査光学系５６の走査ミラーを駆動する。投影及び走査光学系５６はディスプレイ・スクリーン５８上にライン・イメージを投影し、このライン・イメージをディスプレイ・スクリーン５８を横断して走査して、このディスプレイ・スクリーン５８上に２次元画像を形成するようにする。このディスプレイ・スクリーン５８は第３の画像面６４上に位置している。
【００２１】
本発明のディスプレイ光学系４２を更に図５及び図６に示す。図５はディスプレイ光学系４２の平面図を示す。図６はディスプレイ光学系４２の立面図を、このディスプレイ光学系４２が光軸７０に沿って折り曲げられていない状態で示す。レーザー４６はレーザー照明７２をオフアキス９８上に射出する。照明光学系は、ライン形成レンズ又はＰｏｗｅｌｌレンズ７４、コリメーション・レンズ７６、及びシリンドリカル・レンズ７８を含む。コリメーション・レンズ７６は並行にされており、光ビームが照明光学系４８を出る際に、この光ビームが光軸９８から傾いて離れるようにされている。この可変照明角は各カラー照明について異なる量でコリメーションレンズ７６を並行移動させることにより達成される。各カラーについての所望の角度を１２．７５ミクロン格子ピッチで以下に示す。
【００２２】
波長（ｎｍ）        回折／照明角
赤  ６２０ｎｍ      ２．８°
緑  ５３２ｎｍ      ２．４°
青  ４５７ｎｍ      ２．０５°
当業者には回折／照明角度は格子ピッチに応じて異なり得ることが明白であろう。
【００２３】
照明光学系４８はレーザー照明７２をＢＧＬＶ５０上に収束幅を有する収束ライン内に収束させる。図５はＢＬＧＶ５０を入射角４５°で照明するレーザー照明７２を示すことに留意されたい。理想的には、この入射角は、レーザー照明７２がＢＧＬＶ５０を照明することを可能にしつつ、反射光及び回折光が分離光学系５２へ到達させる最小角度である。当業者には、ＢＧＬＶ５０を照明するのに他の光学系構成を使用できることも容易に理解されるであろう。当業者には本発明におけるレンズの描写が単一構成レンズに限定されるものではなく、ここに与えられた何れかのレンズを複合レンズ又は反射光学要素に置き換え可能であることも容易に理解されるであろう。
【００２４】
ＢＧＬＶ５０はレーザー照明７２を収束ラインに沿ったピクセルの線形アレイとして調整し、これは反射光Ｄ０又は回折光を形成し、これは各ピクセルについて能動的１次元回折Ｄ１を含む。好ましくは、ＢＧＬＶ５０は１，０８０ピクセルの線形アレイを生成する。代替的に、ＢＧＬＶ５０は１，０８０より多い又は少ないピクセルを生成する。図６は図示の目的のために２つのピクセルについて反射光Ｄ０及び能動的１次元回折Ｄ１を示すことに留意されたい。所定のピクセルが光を反射するように調整されたならば、反射光Ｄ０が存在し、能動的１次元回折Ｄ１は存在しない。これに代えて、所定のピクセルが光を回折するように調整されたならば、能動的１次元回折Ｄ１が存在し、反射光Ｄ０は存在しない。或る例においては、所定のピクセルが反射光Ｄ０及び能動的１次元回折Ｄ１を生成して、合成画像における所定のピクセルの輝度を低減するようにして、合成画像におけるグレイスケール効果を与えるようにすることが望ましい。当業者には、光を第1段階ではオフアキスに位置させ、第２段階においてはオンアキスに位置させる代替的な光モジュレータを本発明のＢＧＬＶ５０に置き換え可能であることが容易に理解されるであろう。
【００２５】
図５を再度参照すると、シュリーレン光学系５２は、第１のリレーレンズ８２と第２のリレーレンズ８４との間に配置されたシュリーレン絞り８０を含む。シュリーレン絞り８０は反射光Ｒを絞り、且つ能動的１次元回折Ｄ１をシュリーレン絞り８０を通過させることを可能にする。シュリーレン絞り８０は好ましくは第１の変換面８５に配置されている。これに代えて、シュリーレン絞り８０は第１の変換面の近くに配置される。
【００２６】
投影及び走査光学系５６は投影レンズ８６及び走査ミラー８８を含む。投影レンズ８６は、走査ミラー８８を介してライン・イメージ９０をディスプレイ・スクリーン５８上に投影する。投影レンズ８６もディスプレイ・スクリーン５８上のイメージ幅９２を横断して空間的移送変化を有する波面を改良する。走査ミラー８８は好ましくは第２の変換面９４あたりに配置される。
【００２７】
走査ミラー８８は第１の走査移動Ａにより移動し、ひいては第２の走査移動によりディスプレイ・スクリーンライン・イメージ９０を横断して走査する。好ましくは、第１の走査移動Ａは鋸走査移動であり、ここでは走査サイクルの第１部分がディスプレイ・スクリーン５８を照明し、走査サイクルの第２部分が走査ミラー８８を復帰させて走査サイクルの開始へ戻す。ディスプレイ・スクリーン５８を横断してライン・イメージ９０を繰り返し走査することにより、２次元イメージがディスプレイ・スクリーン５８上に形成される。当業者には、ディスプレイ・スクリーン５８を横断してライン・イメージ９０を走査させることに他の走査移動を使用できることが容易に理解されるであろう。当業者には、倍率零の対物スキャナーのような透過走査デバイスを走査ミラー８８と置き換え可能であることが容易に理解されよう。
【００２８】
ライン・イメージ９０がディスプレイ・スクリーン５８を横断して走査するにつれて、ＢＧＬＶ５０はピクセルの線形アレイを調整するので、矩形配列ピクセルからなる２次元イメージを生成する。高画質テレビジョン(high definition television)（ＨＤＴＶ）フォーマットについては、ＢＧＬＶ５０はライン・イメージ９０がディスプレイ・スクリーン５８を横断して走査するたびに１，９２０回調整する。従って、好ましくもＢＧＬＶ５０は、ＨＤＴＶフォーマットについての２次元画像を生成する１，９２０×１，０８０矩形アレイを形成する。他のピクチュアー・フォーマットについては、ＢＧＬＶ５０は、他のピクチュアー・フォーマットが表示されるのに応じてライン・イメージ９０がディスプレイ・スクリーン５８を横断して走査するたびに１，９２０回以上又はそれ以下の回数で調整する。
【００２９】
ライン・イメージ幅９２がディスプレイ・スクリーン５８を横断して走査するにつれて、空間的位相変化を有する波面は同時に多重スペックル・パターンを生成する。多重スペックル・パターンは、人間の眼又は光学システムの強度検出器によって感知されるスペックルを低減させる。
【００３０】
図４、図５、及び図６に示されたディスプレイ光学系４２は、白黒イメージを生成する。カラー・ディスプレイ光学系は、ディスプレイ光学系４２、２つの付加的なレーザー、２つの付加的な照明光学系、２つの付加的なＢＧＬＶ、及びダイクロイック・フィルタ群を含む。カラー・ディスプレイ光学系においては、赤、緑、及び青レーザーが、赤、緑、及び青の線形アレイピクセルを生成する３つのＢＧＬＶを照明する。ダイクロイック・フィルタ群は、３つのＢＧＬＶからの反射光及び回折光を組み合わせて、反射光及び回折光を分離光学系５２へ反射させる。カラー・ディスプレイ光学系のためには、ライン・イメージ幅９２を横断する空間位相変化は、好ましくは、赤、緑、及び青レーザー照明（例えば、緑レーザー照明）についての最適振幅、又は関係する波長の特定の平均である波長を有する。赤、緑及び青の波面は、ライン・イメージ９０がディスプレイ・スクリーン５８を横断して走査する時間に亘って多重スペックルパターンを生成するので、カラー・ディスプレイ光学系におけるスペックルが低減される。
【００３１】
角度照明の１つの利点は投影光学系に明らかである。合計３つのカラーオン・アキスを有する単独ビームは、より小さなレンズを必要とするので、システムへの迷光をなくすことができる。これは、鮮明な画素全体に高いコントラスト率を有するイメージを与える。他の利点は、３つの色が投影光学系における同様な経路を経るので、この設計が、特別に設計された光学部品にとは対照的に、特注ではない既製品(off-the-shelf)光学部品の使用を容易に可能とする。更に、この照明の角度を変化させる特定の技術は、柔軟で、可変であり、良好な生産性及びアライメントの実施を両立させる。
【００３２】
好適実施形態の１つの変形は、ブレーズ・タイプではなく標準ＧＬＶを実施することを含むが、これに限定されるものではない。この変更例は、幾つかの印刷アプリケーションにおけるように、スループットを発しない場合に実施可能である。このような場合、回折次元の１つは単純に無視し得る。更に、好適実施形態における技術は白黒システムにも適用可能である。というのは、単色は投影システムについて依然としてオンアキスであるためである。
【００３３】
当業者には、添付の特許請求の範囲により規定された本発明の要旨及び目的から逸脱することなく、好適実施形態に他の様々な変更をなし得ることが容易に理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】図1は従来技術の格子ライトバルブ（ＧＬＶ）の斜視図を示す。
【図２Ａ】図２Ａは従来技術のＧＬＶの側面図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは従来技術のＧＬＶの側面図である。
【図３Ａ】図３Ａは従来技術の代替的なＧＬＶの側面図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは従来技術の代替的なＧＬＶの側面図である。
【図４】本発明のディスプレイ装置を模式的に示す図である。
【図５】本発明のディスプレイ光学系の平面図を示す。
【図６】図６、図６Ａ及び図６Ｂは、光軸に沿って畳まれていないディスプレイ光学系により本発明のディスプレイ光学系の立面図を示す。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【国際調査報告】
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