(57)【要約】【課題】スペックル低減圧電回折型光変調システム及びその方法を提供する。【解決手段】本発明のスペックル低減圧電回折型光変調システムは圧電体の収縮及び膨張に応じて駆動されるリボンの上下動作に対応して伝達された映像を変調して反射する圧電回折型光変調器４２０と、前記圧電回折型光変調器から変調された映像を所定の回折映像で前記スキャナに伝達するイメージレンズ部４３０と、前記イメージレンズ部から伝達された回折映像の位相を変調する位相変調部５１０とを備える。これにより、圧電回折型光変調器を用いて投射された映像の位相を変わらせてスペックル（ｓｐｅｃｋｌｅ）が低減された映像をディスプレイすることができる。【選択図】図６
2008058963.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電回折型光変調システムにおいて、
圧電体の収縮及び膨張に応じて駆動されるリボンの上下動作により伝達された映像を変調して反射する圧電回折型光変調器と、
前記圧電回折型光変調器から変調された映像を所定の回折映像でスキャナに伝達するイメージレンズ部と、
前記イメージレンズ部から伝達された回折映像の位相を変調する位相変調部とを備えることを特徴とするスペックル除去圧電回折型光変調システム。
【請求項２】
前記圧電回折型光変調システムが、
所定の映像信号に応じて光源の動作を調節するための光源制御信号、圧電回折型光変調器に含まれて前記光源から出射された光を一定のピクセルに対応して変調反射するマイクロミラーの動作を調節するための映像制御信号及びスクリーンに映像を反射するスキャナの動作を調節するためのスキャナの制御信号を生成する映像制御部と、
前記光源から出射された光を一定した角度で屈折し集光して伝達する照明レンズ部と、
前記映像制御部から伝達された前記映像制御信号を受信し前記圧電回折型光変調器を駆動するための動作信号を生成するドライバＩＣと、
前記圧電回折型光変調器から伝達された映像をスクリーンに反射するスキャナとをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のスペックル除去圧電回折型光変調システム。
【請求項３】
前記位相変調部が、
フーリエ平面に位置することを特徴とする請求項１または２に記載のスペックル除去圧電回折型光変調システム。
【請求項４】
前記フーリエ平面が前記イメージレンズ部から一定した距離に形成され、
前記一定した距離が前記イメージレンズ部に備えられたイメージレンズ半径の１／２であることを特徴とする請求項３に記載のスペックル除去圧電回折型光変調システム。
【請求項５】
前記回折映像が０次回折映像であり、
前記位相変調部は前記フーリエ平面を通過する前記０次回折映像断面の所定の領域に分布する光を位相変調することを特徴とする請求項３に記載のスペックル除去圧電回折型光変調システム。
【請求項６】
前記所定の領域が、
前記断面の１／３〜２／３であることを特徴とする請求項５に記載のスペックル除去圧電回折型光変調システム。
【請求項７】
前記回折映像が、＋ｎ（任意の自然数）次回折映像または−ｎ次回折映像であり、
前記位相変調部は前記＋ｎ次回折映像または−ｎ次回折映像の位相を変調することを特徴とする請求項３に記載のスペックル除去圧電回折型光変調システム。
【請求項８】
前記ｎが１であることを特徴とする請求項７に記載のスペックル除去圧電回折型光変調システム。
【請求項９】
前記位相変調部が前記スキャナに結合されたことを特徴とする請求項２に記載のスペックル除去圧電回折型光変調システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はスペックル低減或いは除去に好適な、特にスペックル低減圧電回折型光変調システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の光学システムは、大きくて重たい光学台の上にミラー、レンズなどを組立機具を用いてシステムを構成している。そして、このように構成した光学システムの性能を向上させるためには精密なステージを用いて光軸及び反射角、反射面などを精密に整列すべき問題点があった。
【０００３】
このような問題点を改善するために小型化技術により光学システムを実現しようとする試みがあった。このような小型化技術をメムス（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ；ＭＥＭＳ）と言い、超小型電気機械システムまたは素子と呼ばれる。特に、メムス技術の一つであるマイクロマシニング技術を用いると１ｍｍより小さい光学部品だけではなく超小型光システムを実現することができる。
【０００４】
ここで、超小型光システムは迅速な応答速度と低損失、集積化及びデジタル化などの長所により情報通信装置、情報ディスプレイ及び記録装置に採用かつ応用されている。例えば、マイクロミラー、マイクロレンズ、光ファイバ固定台などのマイクロ光学部品は情報貯蔵記録装置、大型画像表示装置、光通信素子、適応光学に応用されうる。
【０００５】
さらに、従来の大型プロジェクションシステムとは異なって、小型でありながら低価格の光学システムの必要性が高まるにつれ、従来のプロジェクションシステムを改善し鮮明な映像を得るためにマイクロミラーを用いて大型画像を表示する装置が作製及び市販されるようになった。
【０００６】
特に、マイクロミラーを備える光変調器は光ファイバまたは光周波数帶の自由空間を伝送媒体にして送信器において信号を光に乗せる回路または装置である。また、光変調器は光メモリ、光ディスプレイ、プリンター、光インターコネクション、ホログラムなどの分野に用いられ、現在これを用いた表示装置の開発研究が活発に行われている。
【０００７】
しかし、マイクロミラーを用いて映像をスクリーンに投射する場合、投射された光の干渉により明暗が繰り返されるスペックル（Ｓｐｅｃｋｌｅ）が発生する。結局、このようなスペックルのため不鮮明な映像がスクリーンに映されることになる。
【０００８】
従来のスペックル低減または除去方法は、映像が投射されるスクリーンを一定に運動させて任意のＮ個多重スペックルを生成し、これらの無相関（ｕｎｃｏｒｒｅｌａｔｅｄ）を用いて互いに相殺する方法であった。
【０００９】
また、スペックルを減少させるための光学素子を映像システムに追加する方法が提示された。すなわち、前述した機能を果たす光学素子はシステムの投射経路の中間に位置して変調または投射される映像の位相を変わらせることによりスペックルを除去または減少させることができる。
【００１０】
また、従来には光変調器とスクリーンに映像を反射するプロジェクション／スキャニング装置との間に波面変調器を備えることによりスペックルを除去する装置も提案されている。しかし、これらの装置はその嵩が大きくて複雑であるという問題点がある。すなわち、映像を投射するために１次の映像システムだけではなく、２次映像システムも必要であるからである。これは、携帯電話などのように移動性が必須の小型移動通信端末機などでは用いられないという問題点があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は前述した従来の問題点を解決するために案出されたもので、その目的は圧電回折型光変調器から反射または投射された映像の一部の映像位相を変換することによりスペックルを減少させた圧電回折型光変調システムを提供することにある。
【００１２】
本発明の他の目的は前述した２次映像システムが要らないことから嵩が小さくてさらに簡単なスペックル低減圧電回折型光変調システムを提供することにある。
【００１３】
本発明のさらに他の目的は構造的な簡便性によるコストダウンを図ったスペックル低減圧電回折型光変調システムを提供することにある。
【００１４】
本発明のその他の目的は下記の実施形態に対する説明を通じて容易に理解できるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
前述した目的を達成し従来の技術の問題点を解決するために、本発明の一実施形態によるスペックル除去圧電回折型光変調システムは、圧電体の収縮及び膨張に応じて駆動されるリボンの上下動作に対応して伝達された映像を変調して反射する圧電回折型光変調器と、  前記圧電回折型光変調器から変調された映像を所定の回折映像で前記スキャナに伝達するイメージレンズ部と、前記イメージレンズ部から伝達された回折映像の位相を変調する位相変調部とを備えることができる。
【００１６】
さらに、前記圧電回折型光変調システムは所定の映像信号に応じて光源の動作を調節するための光源制御信号、圧電回折型光変調器に含まれて前記光源から出射された光を一定のピクセルに対応して変調反射するマイクロミラーの動作を調節するための映像制御信号及びスクリーンに映像を反射するスキャナの動作を調節するためのスキャナ制御信号を生成する映像制御部と、前記光源から出射された光を一定した角度で屈折し集光して伝達する照明レンズ部と、前記映像制御部から伝達された前記映像制御信号を受信し前記圧電回折型光変調器を駆動するための動作信号を生成するドライバＩＣと、前記圧電回折型光変調器から伝達された映像をスクリーンに反射するスキャナとをさらに備えることができる。
【００１７】
ここで、前記位相変調部はフーリエ平面に位置しうる。特に、フーリエ平面は前記イメージレンズ部から一定した距離に形成され、前記一定した距離は前記イメージレンズ部に備えられたイメージレンズの半径の１／２でありうる。
【００１８】
前記回折映像は０次回折映像であり、前記位相変調部は前記フーリエ平面を通過する前記０次回折映像の断面で所定の領域に分布する光を位相変調することができる。
【００１９】
ここで、前述した所定の領域は前記断面の１／３〜２／３でありうる。また、前記回折映像は＋ｎ（任意の自然数）次回折映像または−ｎ次回折映像でありえ、前記位相変調部は前記＋ｎ次回折映像または−ｎ次回折映像の位相を変調することもできる。ここで、前記ｎは１でありうる。さらに、前記位相変調部は前記スキャナに結合されて本発明の一つの構成としてなることもできる。
【００２０】
本発明は多様な変更を加えることができ、色々の実施例がありうる。また、本発明の特定実施例は発明を具体化し発明の技術的思想をさらに明確にするための例に過ぎず、本発明を特定した実施形態に限定することではない。
【００２１】
また、本願において使用した用語はただ特定な実施例を説明するために使用されたもので、本発明を限定するものではない。単数の表現は文脈上明らかに異なるものを  意味しない限り、複数の表現を含む。
【発明の効果】
【００２２】
本発明による圧電回折型光変調器から投射された光の一部の位相を変調することにより光のスペックルを減少できる。
【００２３】
また、圧電回折型光変調器の特性上２次映像システムを要しないことから嵩が小さくてさらに簡単にスペックルを減少できる。
【００２４】
また、構造的な簡便性によりコストダウンが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、添付した図面に基づき本発明の好ましい実施形態をさらに詳述する。以下、図面上の同一な構成要素については同一な参照符号を付し、同じ構成要素については重複した説明は省略する。また、本発明を説明することにおいて係る公知の技術に対する具体的な説明が本発明の要旨をかえって不明にすると判断される場合その詳細な説明は省略する。
【００２６】
光変調器は直接光のオン／オフを制御する直接方式と反射及び回折を用いた間接方式とに大別され、また間接方式は静電気方式と圧電方式とに分けられる。  
特に、アメリカ特許第５，３１１，３６０号に開示された静電駆動方式格子光変調器は反射表面部を有し、基板に浮遊する多数の変更可能な反射型リボンを備える。
【００２７】
まず、絶縁層がシリコン基板上に蒸着された後二酸化シリコン膜及び窒化シリコン膜が蒸着される。ここで、窒化シリコン膜はリボンでパターニングされ、二酸化シリコン層の一部がエッチングされリボンが窒化物フレームにより酸化物スぺーサ層上に保持されるようにする。単一波長λ０を有する光を変調させるために、変調器はリボンの厚さと酸化物スぺーサの厚さがλ０／４になるように設計される。
【００２８】
リボン上の反射表面と基板の反射表面との垂直距離ｄに限定されたこのような変調器の格子振幅はリボン（第１電極としての役割を果たすリボンの反射表面）と基板（第２電極としての役割を果たす基板底部の伝導膜）との間に電圧を印加することにより制御される。
【００２９】
図１は本発明の好ましい実施形態による圧電回折型光変調器の一部の斜視図であり、図２は本発明の好ましい他の実施形態による圧電回折型光変調器の一部の斜視図である。
【００３０】
図１及び図２を参照すると、基板１１０、２１０、絶縁層１２０、２２０、犠牲層１３０、２３０、リボン構造物１４０、２４０及び圧電体１５０、２５０を備える光変調素子が示されている。光変調器はｍ（ｍは任意の自然数）個の光変調素子を含んで構成されうる。
【００３１】
基板１１０、２１０は一般的に用いられる半導体基板であり、絶縁層１２０、２２０はエッチング阻止層（ｅｔｃｈ  ｓｔｏｐ  ｌａｙｅｒ）として蒸着され、犠牲層１３０、２３０として用いられる物質をエッチングするエチャント（ここで、エチャントはエッチングガスまたはエッチング溶液である）に対して選択比が高い物質で形成される。
【００３２】
ここで、絶縁層１２０、２２０上には入射光を反射するために反射層１２０（ａ）、２２０（ａ）が形成されうる。
【００３３】
犠牲層１３０、２３０はリボン構造物１４０、２４０が絶縁層１２０、２２０と一定した間隔で離隔されて浮遊できるように両サイドでリボン構造物１４０、２４０を保持し、中心部で空間を形成する役割を果たす。
【００３４】
リボン構造物１４０、２４０は絶縁層１２０、２２０との距離が変わるように上下動作を行い、入射光の回折及び干渉を引き起こして信号を光変調する役割を果たす。すなわち、圧電体１５０、２５０に印加される静電気的信号はリボン構造物１４０、２４０の動作を誘導することになり、リボンの動作に対応して入射光は別の輝度を発生する。ここで、リボン構造物１４０、２４０の形態は前述したように静電気方式により複数のリボン状に構成されてもよく、圧電方式によりリボンの中心部に複数のオープンホールを備えてもよい。
【００３５】
また、圧電体１５０、２５０はリボン及び底電極間の電圧差により発生する上下収縮／膨張動作または左右収縮／膨張動作に応じてリボン構造物１４０、２４０を動かすように制御する。
【００３６】
反射層１２０（ａ）、２２０（ａ）はリボン構造物１４０、２４０に形成されたホール１４０（ｂ）、２４０（ｂ）に対応するように形成する。
【００３７】
例えば、光の波長がλである場合、なんらの電圧も印加されないか、あるいは所定の電圧が印加された状態でリボン構造物１４０、２４０に形成されたリボン反射層１４０（ａ）、２４０（ａ）と反射層１２０（ａ）、２２０（ａ）が形成された絶縁層１２０、２２０との間隔はｎλ／２（ｎは自然数）となる。
【００３８】
従って、０次回折光（反射光）の場合、リボン構造物に形成されたリボン反射層１４０（ａ）、２４０（ａ）から反射された光と絶縁層１２０、２２０上の反射層１２０（ａ）、２２０（ａ）から反射された光との間の全体経路差はｎλとなるので、補強干渉して回折光は最大輝度を有する。ここで、＋１次及び−１次回折光の場合、光の輝度は相殺干渉により最小値を有する。
【００３９】
また、前記印加された電圧と他の所定の電圧が圧電体１５０、２５０に印加される時、リボン構造物に形成されたリボン反射層１４０（ａ）、２４０（ａ）と反射層１２０（ａ）、２２０（ａ）が形成された絶縁層１２０、２２０との間の間隔は（２ｎ＋１）λ／４（ｎは自然数）となる。従って、０次回折光（反射光）の場合リボン構造物に形成されたリボン反射層１４０（ａ）、２４０（ａ）から反射された光と絶縁層１２０、２２０の反射層１２０（ａ）、２２０（ａ）から反射された光との間の全体経路差は（２ｎ＋１）λ／２となり、相殺干渉して回折光は最小輝度を有する。
【００４０】
ここで、＋１次及び−１次回折光の場合、補強干渉によって光の輝度は最大値を有する。このような干渉の結果、光変調器は反射または回折光の光量を調節して信号を光に乗せ伝達することができる。
【００４１】
以上ではリボン構造物１４０、２４０と反射層１２０（ａ）、２２０（ａ）が形成された絶縁層１２０、２２０との間隔がｎλ／２または（２ｎ＋１）λ／４の場合を説明したが、入射光の回折、反射により干渉される強度を調節できる間隔を持ちながら駆動できる多様な実施形態が本発明に適用されうることは当然である。
【００４２】
以下、前述した図１に示されている形態の光変調素子を中心に説明する。
【００４３】
図３は本発明の好ましい実施形態による圧電回折型光変調器（ＳＯＭ）の平面図である。
【００４４】
圧電回折型光変調器（ＳＯＭ：  Ｓｐａｔｉａｌ  Ｏｐｔｉｃ  Ｍｏｄｕｌａｔｏｒ）は圧電体に所定の電圧を印加して基板とリボン（Ｒｉｂｂｏｎ）との距離を変化させることにより入射された光量及び輝度を調節できる光変調器である。
【００４５】
図３を参照すると、光変調器はｍ（ここで、ｍは任意の自然数）個のマイクロミラーで構成される。詳細に説明すれば、光変調器はそれぞれ第１ピクセル（ｐｉｘｅｌ  ＃１）、第２ピクセル（ｐｉｘｅｌ  ＃２）、…、第ｍピクセル（ｐｉｘｅｌ  ＃ｍ）を担うｍ個のマイクロミラー１００−１、１００−２、…、１００−ｍ、以下１００と通称する）を含んで構成される。本発明では一つの光変調素子が担当する役割が光の反射のためのマイクロミラーの役割を果たすので、以下ではマイクロミラーと通称する。
【００４６】
すなわち、光変調器は垂直走査線または水平走査線（ここで、垂直走査線または水平走査線はｍ個のピクセルで構成されると仮定する）の１次元映像に対する映像情報を担当し、各マイクロミラー１００は１次元映像（垂直走査線または水平走査線）を構成するｍ個のピクセルのいずれか一つのピクセルを担当する。
【００４７】
従って、各マイクロミラー１００から反射及び回折された光は光スキャン装置によりスクリーンに２次元映像で投射される。
【００４８】
例えば、ＶＧＡ  ６４０×４８０解像度を有する映像が投射される場合、４８０個の垂直ピクセル（ｐｉｘｅｌｓ）から反射された４８０個の映像は光スキャン装置を通してスクリーンされ、このような動作が光スキャン装置の一面に対して６４０回順次に起こることによって６４０＊４８０の解像度を有した画面１フレームが生成される。ここで、光スキャン装置はポリゴンミラー（Ｐｏｌｙｇｏｎ  Ｍｉｒｒｏｒ）、回転バー（Ｒｏｔａｔｉｎｇ  ｂａｒ）またはガルバノミラー（Ｇａｌｖａｎｏ  Ｍｉｒｒｏｒ）などでありうる。本発明の一実施形態による光スキャン装置は六角柱の形態を有しながら回転する場合を仮定して説明する。
【００４９】
以下、光変調原理に対しては第１ピクセル（ｐｉｘｅｌ  ＃１）を担う第１マイクロミラーを中心に説明するが、他のピクセルに対しても同一な内容が適用可能であることは勿論である。
【００５０】
本発明の一実施形態によるリボン構造物１４０には２つのホール１４０（ｂ）−１が形成され、圧電体１５０−１により駆動される３つのリボン反射層１４０（ａ）−１が形成される。絶縁層１２０には２つのホール１４０（ｂ）−１に対応して２つの底部反射層（図示せず）が形成される。そして、第１ピクセル（ｐｉｘｅｌ  ＃１）と第２ピクセル（ｐｉｘｅｌ  ＃２）との間隔による部分に対応して絶縁層１２０にはさらに一つの底部反射層が形成される。従って、各ピクセル当たりリボン反射層１４０（ａ）−１と底部反射層の個数は三つで同一になる。すなわち、図１及び図２に対する説明で前述したように０次回折光または＋１及び−１次回折光を用いて変調光の輝度を調節することが可能である。
【００５１】
図４は本発明の好ましい実施形態による圧電回折型光変調システムの概念図である。
【００５２】
図４を参照すると、本発明の一実施例による圧電回折型光変調システムは光源４００、多数の照明レンズ部４０１、４０２、ドライバＩＣ４１０、圧電回折型光変調器（ＳＯＭ）４２０、イメージレンズ部４３０、スキャナ４４０、及び映像制御部４５０を含んで構成される。
【００５３】
ここで、図４は所定個数の１次元形状に配列された圧電回折型光変調器（ＳＯＭ）４２０により１次元映像の投射を行う光変調システムを示している。勿論、スキャナ４４０の回転運動により２次元映像（例えば、６４０×４８０の解像度を有する映像）の投射を行えることも図３に対する説明で詳述した。
【００５４】
光源４００は所定の波長を有する光を投射でき、光源から出射された光は照明レンズ部４０１、４０２を通して一定した角度で屈折され集光されて圧電回折型光変調器４２０に伝達される。
【００５５】
照明レンズ部４０１、４０２は光源から伝達された光の移動方向を変換して圧電回折型光変調器に集光して伝達する。
【００５６】
ドライバＩＣ４１０は映像制御部４５０から伝達される映像制御信号を受信して圧電回折型光変調器４２０を構成するそれぞれの圧電回折型光変調素子に対応する映像制御信号を伝達する役割を果たす。各圧電回折型光変調素子に対応して伝達される映像制御信号は別の情報を有することになる。すなわち、ドライバＩＣ４１０は映像制御部４５０から伝達された映像制御信号を受信し圧電回折型光変調器４２０を駆動するための動作信号を生成できる。
【００５７】
圧電回折型光変調器４２０は伝達された単一映像形態の線形光を回折させて所定の回折係数を有する回折映像で形成した後スキャナ４４０に走査させるものであって、所定の形状の薄膜及び厚膜構造を有する多数の圧電回折型光変調素子を含んで構成される。
【００５８】
本発明の一実施形態によれば、圧電回折型光変調器４２０の温度を制御するために温度調節装置が備えられてもよい。
【００５９】
すなわち、圧電回折型光変調器４２０はそれぞれの圧電回折型光変調素子に対応した映像制御信号に応じて光変調素子の回折の程度を制御できる。これにより光源から伝達された映像（例えば、６４０×４８０ピクセルサイズを有する映像）をスキャナに投射することができる。
【００６０】
勿論、圧電回折型光変調器４２０は図３で説明した形態とは異なって、別の形態で構成されうることは自明であろう。すなわち、その用途に応じて別個に構成されることができる。本発明の好ましい一実施形態によれば、入射光の反射効率を極大化するためのマイクロミラー（図示せず）をさらに含んで構成できる。
【００６１】
イメージレンズ部４３０は圧電回折型光変調器４２０から入射される所定の回折係数を有する回折映像をスキャナ４４０などに伝達する役割を果たすもので、さらに具体的にプロジェクションレンズである。例えば、イメージレンズ部４３０は回折映像の所定の回折係数が＋１、−１次の場合輝度を増加させるために二つの回折映像を共に集光してスキャナ４４０などに映像を伝達できる。
【００６２】
前述したようにイメージレンズ部４３０を通じてプロジェクションされる回折映像は所定のスペックが存在する映像でありうる。これは、回折映像の干渉現象により発生するもので、既に詳述した通りである。
【００６３】
これにより、本発明の一実施形態によるスペックル低減のための位相変調部をイメージレンズ部４３０とスキャナ４４０との間に備えられる。ここで、位相変調部は前述した回折係数が＋１または−１の回折映像に対応する位相を一定に変調し透過することにより、スキャナを通してスクリーンに結像された光のスペックルを除去できる。但し、位相変調部に対する説明は図５以降の関連図を参照して詳述する。
【００６４】
スキャナ４４０は前記イメージレンズ部４３０を通過して伝達された映像をスクリーン４６０に反射する役割を果たす。勿論、前述したようにスキャナはポリゴンミラー（Ｐｏｌｙｇｏｎ  Ｍｉｒｒｏｒ）、回転バー（Ｒｏｔａｔｉｎｇ  ｂａｒ）またはガルバノミラー（Ｇａｌｖａｎｏ  Ｍｉｒｒｏｒ）などでありうる。また、６４０×４８０解像度を有する映像が光源から伝達される場合、４８０個の圧電回折型光変調素子を含む光変調器は一回に４８０個の垂直ピクセルをスキャナに投射し、このような作業がスキャナ一面当たり６４０回起こる場合、画面１フレームが生成されることができる。これについては図３においても詳述した。
【００６５】
映像制御部４５０は外部から伝達された映像信号に応じて、まず光源４００を制御するための光源制御信号、前記圧電回折型光変調器（ＳＯＭ）４２０を構成する圧電回折型変調素子（またはマイクロミラー）の各動作を制御する映像制御信号、及びスキャナ４４０の回転及び動作を制御するはスキャナ制御信号を生成できる。
【００６６】
本発明の一実施形態による光源制御信号は光源４００が投射する映像に対する情報を含み、光源の動作を調節する制御信号である。すなわち、光源４００から投射する映像の各ピクセルに対応するＲＧＢ情報とこれに対応する光源の動作を制御する信号である。
【００６７】
また、映像制御信号は圧電回折型光変調器４２０を構成するマイクロミラーの各動作のためにドライバＩＣを通して圧電体に印加される電圧に対する情報が含まれている。すなわち、光源から入射された光に対して各マイクロミラーの動作を別に行わなくてはならないため、同時に伝達される映像制御信号は各マイクロミラーに応じて異なりうる。
【００６８】
また、スキャナ制御信号はスキャナ４４０が前述した圧電回折型光変調器から反射された映像（または光）を一定時間の間に一つの画面で生成するためにスキャナの動作を調節する信号である。本発明の一実施形態によれば、スキャナは六角柱状で一定した周期で回転できる。すなわち、六角柱の一面で４８０ピクセルが６４０回反射されることになるので、前記光源制御信号及び映像制御信号に対応してスキャナ４４０が動作するように調節する信号である。
【００６９】
勿論、映像制御部４５０はスキャナ、圧電回折型光変調器４２０などの性能を測定してこれに対応する制御動作を維持する制御信号を発生することもできる。この場合、各動作に対応する信号が伝達されなくてはならないことは自明であろう。
【００７０】
図５は本発明の好ましい実施形態による０次回折映像の半分（Ｈａｌｆ）を位相変調してスペックルを除去する圧電回折型光変調システムの概念図である。
【００７１】
図４で詳述したように圧電回折型光変調器（ＳＯＭ）４２０及びイメージレンズ部４３０とスキャナ４４０との間に位相変調部５１０が位置してもよい。さらに詳しく説明すると、位相変調部はフーリエ平面に位置できる。
【００７２】
ここで、フーリエ平面は圧電回折型光変調器（ＳＯＭ）４２０から伝達された映像がイメージレンズ部を通過して一定距離に結像される所定の空間平面である。さらに詳述すると、回折映像はイメージレンズ部４３０を通過して０次、＋１次、−１次、…、＋ｎ次、−ｎ次の回折映像に分散されるが、所定の領域にてその焦点が結ばれうる。この際、各回折映像の焦点が結ばれる空間上の平面がフーリエ平面である。
【００７３】
この場合、０次回折映像は前記イメージレンズ部４３０の中心を基準にして中央線上に結像され、＋１次及び−１次回折映像は０次回折映像を基準にして上側に＋１次の回折映像が、下側に−１次回折映像が結像される。このような順序に＋ｎ（任意の自然数）次及び−ｎ次の回折映像もフーリエ平面上に結像されうる。
【００７４】
すなわち、各回折映像（例えば０次回折映像）はフーリエ平面の一定領域（前述したように中央線付近の領域）に結像されうるし、一定領域には数多くの同一の映像が点の形態で分布されうる。すなわち、圧電回折型光変調器４２０から一回伝達される映像（例えば、前述したように４８０ピクセルの映像）はイメージレンズ部を通過して一定した領域に点の形態で一定の領域内に数多く結像されうる。これに対して所定の領域に対して位相変調を行うことによりスペックルの現象を低減または除去できる。
【００７５】
＋１次及び−１次またはそれ以上（例えば、＋ｎ及び−ｎ次）の回折映像は中心軸を基準にして上下に分散され分布されるので、その中の一つの回折映像に対応して位相変調を行える。但し、０次回折映像は中心軸上の領域に分布するので、その領域の一部に対してだけ位相変調を行える。
【００７６】
ここで、フーリエ平面はイメージレンズ部４３０の直径との関係から求められる。言い換えればイメージレンズ部４３０の半径（Ｒ）に対してイメージレンズ部４３０からフーリエ平面が存在する位置（Ｆ）はＲ／２の値でありうる。
【００７７】
また、圧電回折型光変調器４２０から反射され伝達された映像がフーリエ平面の一つの領域に集まることができる。但し、０次回折映像、＋１次回折映像、−１次回折映像が集まるフーリエ平面上の領域は全て異なり、分離して位置することができる。
【００７８】
前述したように、位相変調部５１０は圧電回折型光変調器４２０から反射されイメージレンズ部４３０を通過した回折映像のうち０次回折映像に対して位相変調することができる。この場合、フーリエ平面上に０次回折映像が集まる領域はイメージレンズ部４３０の中心より二つに分けられ、その中の１／２に該当するいずれか一領域（図５では下の領域に対して説明する）に位相変調部を位置させることができる。勿論、位相変調は１／２だけではなく１／３ないし２／３の領域に対して行うこともできる。この場合、スペックルの低減の程度は小さくなれる。
【００７９】
これより、０次回折映像の位相変調された映像と元の位相を有する映像とでスクリーンに投射されることにより前述したスペックルは除去されることができる。これは、位相が互いに反対である映像のスペックルが互いに相殺される現象に起因する。
【００８０】
図６は本発明の好ましい他の実施例による＋１、−１次回折映像の半分（Ｈａｌｆ）を位相変調してスペックルを除去する圧電回折型光変調システムの概念図である。
【００８１】
より詳細に説明すると、本発明の他の実施形態による位相変調部６１０はフーリエ平面において圧電回折型光変調器４２０から伝達された−１次回折映像が投影される領域に位置する。特に、互いに空間的に分離されている＋１次回折映像と−１次回折映像は位相変調の前には同一の位相（例えば、０°）を有してスペックルが形成されたが、−１次回折映像の位相を変調することにより＋１次回折映像と−１次回折映像とは互いに反対の位相（例えば、１８０°）を有し、スペックルは除去されることができる。これは、スクリーン（図４の４６０）に反射されて結像された映像が互いに異なる位相を有する映像で投射されることにより、人間の視力がこのようなスペックルを認知できないからである。
【００８２】
勿論、図５及び図６では０次及び＋１次／−１次回折映像に対する位相変調について示したが、これを拡張して＋ｎ／−ｎ（ｎは任意の自然数）次にも適用できることは本発明の技術思想に照らして自明であろう。
【００８３】
図７は本発明の好ましいさらに他の実施例によるスキャナに位相変調部を連結してスペックルを除去する圧電回折型光変調システムの概念図である。
【００８４】
図７では前述したフーリエ平面に位置させた位相変調部５１０、６１０とは違って、位相変調部７１０をガルバノミラー（またはスキャナ）７２０に連結する場合である。この場合、ガルバノミラーはフーリエ平面上に位置できる。
【００８５】
すなわち、図５及び図６において説明した位相変調部は圧電回折型光変調器４２０から反射されてイメージレンズ部４３０を透過した光を位相変調して再びガルバノミラー（またはスキャナ）に伝達した。しかし、図７の位相変調部は直接ガルバノミラーに連結されることにより前述の位相変調された光の伝達の過程は省略されうる。
【００８６】
図８ａは本発明の好ましい実施形態による＋１次回折映像または−１次回折映像のエネルギー分布グラフである。すなわち、図８ａは＋１次または−１次回折映像の中のいずれか一つに対するエネルギー分布を示し、これによる重畳の値はさらに大きくなることもできる。
【００８７】
図８ｂは本発明の好ましい実施形態による＋１次及び−１次回折映像が重畳される場合のエネルギー分布グラフである。この場合、＋１次回折映像と−１次回折映像の位相は同一（例えば０°）であるので、重畳されたエネルギー分布はかえって図８ａで説明したエネルギー分布の２倍値を有することになる。これより、視聴者の目はスペックルを感じるようになり、これを低減するために前述した＋１次回折映像または−１次回折映像のいずれか一つの位相を変調して重畳させる。
【００８８】
図８ｃは本発明の好ましい実施形態による＋１次または−１次回折映像の位相変調後重畳される場合のエネルギー分布グラフである。
【００８９】
すなわち、図５で説明した本発明の実施形態による−１次回折映像の位相を変調する場合、−１次回折映像のエネルギー分布は図８ａによる分布と反対の形態を示し、＋１次回折映像との重畳の結果は図８ｃに示されているグラフのように分布が減少することになる。すなわち、視聴者はスペックルが除去された映像を認知することになる。
【００９０】
図８ｄは図８ｃのエネルギー分布の経時的な二乗値の分布グラフである。
【００９１】
以上の如く、好ましい実施形態を参照して説明したが、当該技術分野において通常の知識を有する者であれば特許請求の範囲に記載された本発明及びその均等物の思想及び領域から逸脱しない範囲内で本発明を多様に修正変更できることを理解できるであろう。なお、前記スペックルの除去や低減という用語が用いられているが、除去という用語は、完全な除去のみに限らず低減をも含む意味としてとらえることができる。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】本発明の好ましい実施形態による圧電回折型光変調器（ＳＯＭ）の一部を示す斜視図である。
【図２】本発明の好ましい他の実施形態による圧電回折型光変調器（ＳＯＭ）の一部を示す斜視図である。
【図３】本発明の好ましい実施形態による圧電回折型光変調器（ＳＯＭ）の平面図である。
【図４】本発明の好ましい実施形態による圧電回折型光変調システムの概念図である。
【図５】本発明の好ましい実施形態による０次回折映像の半分（Ｈａｌｆ）を位相変調してスペックルを除去する圧電回折型光変調システムの概念図である。
【図６】本発明の好ましい他の実施形態による＋１、−１次回折映像の半分を位相変調してスペックルを除去する圧電回折型光変調システムの概念図である。
【図７】本発明の好ましいさらに他の実施形態によるスキャナに位相変調部を連結してスペックルを除去する圧電回折型光変調システムの概念図である。
【図８ａ】本発明の好ましい実施形態による＋１次回折映像または−１次回折映像のエネルギー分布グラフである。
【図８ｂ】本発明の好ましい実施形態による＋１次及び−次回折映像の重畳される場合のエネルギー分布グラフである。
【図８ｃ】本発明の好ましい実施形態による＋１次または−１次回折映像の位相変調後に重畳される場合のエネルギー分布グラフである。
【図８ｄ】図８ｃのエネルギー分布の経時的な二乗値の分布グラフである。
【符号の説明】
【００９３】
４００    光源
４０１、４０２    照明レンズ部
４１０    ドライバＩＣ
４２０      圧電回折型光変調器（ＳＯＭ）
４３０    イメージレンズ部
４４０    スキャナ
４５０    映像制御部
４６０    スクリーン
５１０、６１０、７１０    位相変調部
７２０    ガルバノミラー
【図１】
2008058963.tif 000003
【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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【図８ａ】
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【図８ｂ】
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【図８ｃ】
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【図８ｄ】
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