(57)【要約】【課題】電気を電磁波に変換して出射する放射源部を用いて画像を表示する技術において、放射源部の出力特性を改善する。【解決手段】画像表示装置１０を、（ａ）電気を電磁波に変換し、その変換された電磁波を出射する放射源部４０，５０Ｒ，５０Ｇ，５０Ｂと、（ｂ）その放射源部に関連付けて設けられたリアクティブ素子７０Ｒ，７０Ｇ，７０Ｂとを含むものとする。そのリアクティブ素子は、放射源部から出射した電磁波が入射する周期構造を有する。電磁波が周期構造に入射した場合には、その入射電磁波がその周期構造によって影響を受ける結果、その周期構造から出射する出射電磁波の特性が入射電磁波とは異なるものに変化する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像を表示する画像表示装置であって、
電気を電磁波に変換し、その変換された電磁波を出射する放射源部と、
その放射源部に関連付けて設けられ、その放射源部から出射した電磁波が入射する周期構造を有する板状のリアクティブ素子と
を含む画像表示装置。
【請求項２】
前記リアクティブ素子は、前記放射源部と協働することにより、その放射源部の電気−電磁波変換効率を増加させる効率増加機能を有する請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項３】
前記リアクティブ素子は、それに入射した電磁波の反射を防止するアンチリフレクション機能を有する請求項１または２に記載の画像表示装置。
【請求項４】
前記リアクティブ素子は、それに入射した電磁波を偏向する機能は有するが、偏光を弁別する機能は有しない請求項１ないし３のいずれかに記載の画像表示装置。
【請求項５】
前記放射源部は、前記電磁波を出射する部分を挟んで互いに対向する複数の反射面を含み、
前記リアクティブ素子は、それら反射面のうちの少なくとも一方に、反射機能と透過機能とのうち少なくとも反射機能を有するように配置され、前記複数の反射面間における前記電磁波の共振現象を利用することにより、前記電気−電磁波変換効率を増加させる請求項１ないし４のいずれかに記載の画像表示装置。
【請求項６】
前記リアクティブ素子は、前記電磁波が入射する入射面および出射する出射面を含み、さらに、前記入射面から前記出射面に延びる導波構造を前記周期構造として含む請求項１ないし５のいずれかに記載の画像表示装置。
【請求項７】
前記周期構造は、それに入射すべき電磁波の波長より短い周期を有するサブ波長周期構造を含む請求項１ないし６のいずれかに記載の画像表示装置。
【請求項８】
前記リアクティブ素子は、それの法線方向に概して平行な方向に電磁波を出射する請求項１ないし７のいずれかに記載の画像表示装置。
【請求項９】
前記リアクティブ素子は、ＣＧＨ素子と、グレーティング素子と、ＰＢＧ素子と、フォトニック結晶素子とのうちの少なくとも一つを含む請求１ないし８のいずれかに記載の画像表示装置。
【請求項１０】
前記放射源部は、フィールドエミッション素子と、プラズマ発光素子と、レーザ素子と、無機ＬＥＤ素子と、有機ＬＥＤ素子と、アークランプと、フィラメントランプと、放射線源とのうちの少なくとも一つを含む請求項１ないし９のいずれかに記載の画像表示装置。
【請求項１１】
前記放射源部は、可視光を前記電磁波として出射する請求項１ないし１０のいずれかに記載の画像表示装置。
【請求項１２】
前記リアクティブ素子は、それに入射した電磁波をそれとは異なる波長を有する電磁波に変換する波長シフト機能を有する請求項１ないし１０のいずれかに記載の画像表示装置。
【請求項１３】
前記放射源部は、波長が異なる複数の電磁波をそれぞれ成分波として出射する複数の放射源素子を含み、
前記リアクティブ素子は、前記各放射源素子から入射した各成分波をそれの波長に応じた方向に偏向することにより、前記複数の成分波を合成する合波機能を有する請求項１ないし１２のいずれかに記載の画像表示装置。
【請求項１４】
前記リアクティブ素子は、前記周期構造によって前記合波機能を互いに共同して実現するために前記各成分波をそれの波長に応じた方向に偏向する複数の層状素子が互いに積層されて構成されている請求項１３に記載の画像表示装置。
【請求項１５】
前記放射源部は、
波長が異なる複数の電磁波をそれぞれ成分波として出射する複数の放射源素子と、
それら複数の放射源素子からそれぞれ入射した複数の成分波を合成する合波部と
を含む請求項１ないし１２のいずれかに記載の画像表示装置。
【請求項１６】
前記複数の放射源素子は、前記複数の成分波としての３つの成分波をそれぞれ出射する３個の放射源素子を含み、
前記合波部は、一中心点から互いにある角度を有して発散的に配置される４本の経路のうちの３本の経路に沿って前記３個の放射源素子からそれぞれ前記中心点に近づく向きに入射した３つの成分波を、周波数選択的な反射および屈折により、１つの合成波に合成し、その合成された合成波を残りの１本の経路に沿って、前記中心点から遠ざかる向きに出射する請求項１５に記載の画像表示装置。
【請求項１７】
前記リアクティブ素子は、前記各放射源素子と前記合波部との間に配置される請求項１５または１６に記載の画像表示装置。
【請求項１８】
前記リアクティブ素子は、前記合波部のうち、前記合成波が出射する部分に配置される請求項１５ないし１７のいずれかに記載の画像表示装置。
【請求項１９】
前記合波部は、低光弾性定数の材料を支持体として構成されている請求項１５ないし１８のいずれかに記載の画像表示装置。
【請求項２０】
さらに、前記リアクティブ素子から出射した電磁波を画素ごとに変調する変調部を含み、それらリアクティブ素子と変調部とは、光透過性を有する接着剤によって互いに一体化されている請求項１ないし１９のいずれかに記載の画像表示装置。
【請求項２１】
さらに、前記リアクティブ素子から出射した電磁波を画素ごとに変調する板状の空間変調部を含み、それらリアクティブ素子と空間変調部とは、互いに積層されている請求項１ないし２０のいずれかに記載の画像表示装置。
【請求項２２】
前記空間変調部は、
入射した電磁波をＳ波とＰ波とに分離する偏光ビームスプリッタと、
その偏光ビームスプリッタから出射したＳ波とＰ波とをそれぞれ、画素ごとに偏光面の回転が制御される状態で反射する２つの反射型液晶パネルと
を含み、
前記偏光ビームスプリッタは、それら２つの反射型液晶パネルにおいてそれぞれ反射して前記偏光ビームスプリッタに入射した２つの電磁波を合成して出射する請求項２１に記載の画像表示装置。
【請求項２３】
前記偏光ビームスプリッタは、低光弾性定数の材料を支持体として構成されている請求項２２に記載の画像表示装置。
【請求項２４】
さらに、前記リアクティブ素子から出射した電磁波を画素ごとに変調する板状の空間変調部を含み、その空間変調部は、入射した電磁波を、画素ごとに外部に出力される伝達効率が制御される状態で反射して出射する反射型空間変調器を含む請求項１ないし２１のいずれかに記載の画像表示装置。
【請求項２５】
前記空間変調器は、デフォーマブル・ミラー・デバイスを含む請求項２４に記載の画像表示装置。
【請求項２６】
前記空間変調部は、入射した電磁波を、画素ごとに透過率が制御される状態で透過して出射する透過型空間変調器を含む請求項２１に記載の画像表示装置。
【請求項２７】
前記リアクティブ素子は、前記放射源部のうち、前記電磁波が出射する出射面に配置されている請求項１ないし２６のいずれかに記載の画像表示装置。
【請求項２８】
さらに、前記リアクティブ素子から出射した電磁波を画素ごとに変調する透過型の変調部を含む請求項１ないし２７のいずれかに記載の画像表示装置。
【請求項２９】
さらに、
前記リアクティブ素子から出射した電磁波を画素ごとに変調する変調部と、
その変調部に接触してその変調部を放熱する放熱部と
を含む請求項１ないし２８のいずれかに記載の画像表示装置。
【請求項３０】
前記放射源部は、金属サブストレートに絶縁体を塗布して成る基板上に配置されている請求項１ないし２９のいずれかに記載の画像表示装置。
【請求項３１】
前記放射源部は、金属を含有するペーストによって前記基板に固定されている請求項３０に記載の画像表示装置。
【請求項３２】
さらに、前記電磁波を投影対象に向けて投影して結像する投影部を含む請求項１ないし３１のいずれかに記載の画像表示装置。
【請求項３３】
前記投影部は、一列に並んだ複数のレンズを含み、かつ、それらレンズのうち少なくとも一部は、合成樹脂によって形成されている請求項３２に記載の画像表示装置。
【請求項３４】
さらに、当該画像表示装置を任意の対象物に着脱可能に固定する固定具を含む請求項１ないし３３のいずれかに記載の画像表示装置。
【請求項３５】
前記対象物は、当該画像表示装置が画像を表示するために必要な画像信号と、当該画像表示装置の作動に必要な電気エネルギーとのうちの少なくとも一方を出力する出力ポートを備えた可搬型情報機器であり、当該画像表示装置は、さらに、前記出力ポートに接続される接続部を含む請求項３４に記載の画像表示装置。
【請求項３６】
前記出力ポートは、ビデオ出力ポートと、電源端子を有するシリアル通信ポートとのうちの少なくとも一方を含む請求項３５に記載の画像表示装置。
【請求項３７】
前記出力ポートは、前記ビデオ出力ポートを含み、そのビデオ出力ポートは、アナログＶＧＡポートである請求項３６に記載の画像表示装置。
【請求項３８】
電磁波を出射する放射源装置であって、
電気を電磁波に変換し、その変換された電磁波を出射する放射源部と、
その放射源部に関連付けて設けられ、その放射源部から出射した電磁波が入射する周期構造を有するリアクティブ素子であって、前記周期構造は、その周期構造に入射する電磁波の波長より短い周期を有するサブ波長周期構造であるものと
を含み、
前記放射源部は、
波長が異なる複数の電磁波をそれぞれ成分波として出射する複数の放射源素子と、
それら複数の放射源素子からそれぞれ入射した複数の成分波を１つの合成波に合成する合波部と
を含み、
前記リアクティブ素子は、
前記複数の放射源素子と前記合波部との間にそれぞれ配置される複数の成分波用素子と、
前記合波部のうち、前記合成波が出射する部分に配置される合成波用素子と
を含む放射源装置。
【請求項３９】
前記複数の成分波用素子と前記合成波用素子とは、前記合波部のうち、互いに異なる複数の面にそれぞれ配置されている請求項３８に記載の放射源装置。
【請求項４０】
前記複数の成分波用素子および前記合成波用素子と前記合波部とは、電磁波透過性を有する接着剤によって互いに一体化されている請求項３９に記載の放射源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気を電磁波に変換して出射する放射源部を用いて画像を表示する技術に関するものであり、特に、放射源部の出力特性を改善する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
画像を表示する画像表示装置が既に知られている（例えば、特許文献１参照。）。この種の画像表示装置は、一般に、電気を電磁波（例えば、電波、可視光、非可視光、赤外線、紫外線、放射線）に変換し、その変換された電磁波を出射する放射源部を含むように構成される。
【０００３】
この種の画像表示装置の一応用例は、変調された電磁波を投影対象に向けて投影して結像する投影部をさらに含むように構成される画像投影装置である。別の応用例は、フラット・パネル・ディスプレイである。さらに別の応用例は、光線投影表示装置やスライド・プロジェクタである。
【０００４】
特許文献１にはプロジェクタが記載されている。このプロジェクタは、光を出射する光源部を上述の放射源部として備えている。このプロジェクタにおいては、その光源部から出射した光が、ダイクロイックミラー、前述の変調部としての液晶ライトバルブと光合成プリズムとを有する光学ヘッドユニット、ならびに投写レンズをそれらの順に経て出射することにより、画像が投影対象に投影される。
【特許文献１】特許第３０３３５４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載された形式のプロジェクタにおいては、従来、量子効率（＝出射量子数／入射電子数）が低い、すなわち、電気−電磁波変換効率が低い一方、電熱変換比率が高い（発熱量が多い）アークランプが投写光源であるように光源部が構成されるのが通常であった。そのため、このような従来のプロジェクタには、小型化が困難であるという問題や発熱の問題があった。
【０００６】
具体的には、まず、アークランプの低量子効率に起因し、光源部による消費電力の増加という問題があり、さらに、その問題に伴い、このプロジェクタの電池駆動化が困難であるという問題や、高比率で電圧変換を行う部品が必要であるために、このプロジェクタの小型化が困難であるという問題もあった。
【０００７】
次に、アークランプの高電熱変換比率に起因し、このプロジェクタのうち高温に曝される部品を耐熱構造化したり、そのような部品に対して積極的な冷却を行うことが必要であった。
【０００８】
具体的には、アークランプを耐熱構造のランプハウジングユニットに保持させることが必要であり、その耐熱構造を達成するため、ランプハウジングユニットを、耐熱ガラスや耐熱セラミクス、耐熱プラスチック、耐熱マグネシウム合金といった高価な材料で構成することが必要であった。さらに、アークランプから出射した光をこのプロジェクタの出射口まで誘導する導光路を形成するための各部品であるダイクロイックミラー、液晶ライトバルブ、色合成プリズムおよび投写レンズも耐熱構造を有することが必要であった。
【０００９】
さらに、上述のランプハウジングユニット、および上述の導光路を形成するための各種部品は高温に曝される部品であるため、それらを積極的に冷却する冷却ファンを追加することが必要であった。このような冷却ファンを追加すると、このプロジェクタの部品点数の増加に加え、消費電力の増加、騒音の発生等の問題を招来する可能性があった。
【００１０】
以上説明した事情を背景とし、本発明は、電気を電磁波に変換して出射する放射源部を用いて画像を表示する技術において、放射源部の出力特性を改善することを課題としてなされたものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明によって下記の各態様が得られる。各態様は、項に区分し、各項には番号を付し、必要に応じて他の項の番号を引用する形式で記載する。これは、本発明が採用し得る技術的特徴の一部およびそれの組合せの理解を容易にするためであり、本発明が採用し得る技術的特徴およびそれの組合せが以下の態様に限定されると解釈すべきではない。すなわち、下記の態様には記載されていないが本明細書には記載されている技術的特徴を本発明の技術的特徴として適宜抽出して採用することは妨げられないと解釈すべきなのである。
【００１２】
さらに、各項を他の項の番号を引用する形式で記載することが必ずしも、各項に記載の技術的特徴を他の項に記載の技術的特徴から分離させて独立させることを妨げることを意味するわけではなく、各項に記載の技術的特徴をその性質に応じて適宜独立させることが可能であると解釈すべきである。
【００１３】
（１）  画像を表示する画像表示装置であって、
電気を電磁波に変換し、その変換された電磁波を出射する放射源部と、
その放射源部に関連付けて設けられ、その放射源部から出射した電磁波が入射する周期構造を有する板状のリアクティブ素子と
を含む画像表示装置。
【００１４】
この画像表示装置においては、放射源部に関連付けてリアクティブ素子が設けられる。このリアクティブ素子は、放射源部から出射した電磁波が入射する周期構造を有する。一方、電磁波が周期構造に入射した場合に、その入射電磁波がその周期構造によって影響を受ける結果、その周期構造から出射する出射電磁波の特性（電磁波の伝搬方向およびその強度を表すポインティングベクトルを含む。）を入射電磁波とは異なるものに変化させ得ることが知られている。
【００１５】
周期構造は、少なくともそれの一縦断面において、凸部と凹部とが並ぶように構成される。少なくとも１次元的に凸部と凹部とが並ぶように構成されるのであるが、通常は、２次元的または３次元的に並ぶように構成される。凸部も凹部も、例えば、線状に延びる形態や、点状を成す形態などを取り得る。２次元的に並ぶように構成された周期構造の一例は、後述のように、複数個の凸部が縦横に並ぶように基材に形成されたものであり、３次元的に並ぶように構成された周期構造の一例は、支持体内に複数個の屈折率段差部（例えば、エアホール）が３次元的に並ぶように構成された導波路（例えば、屈折型導波路）である。
【００１６】
具体的には、周期構造は、例えば、複数本のワイヤまたはランドと複数本のグルーブまたはスリットとが同心円状を成して交互に並んで構成される場合や、複数個の突起（例えば、ピット）が縦横に並ぶように基材に形成される場合、複数個の穴が縦横に並ぶように基材に形成される場合がある。それらは、凸部と凹部とが２次元的に並ぶ周期構造の具体例である。
【００１７】
周期構造を、例えば、その周期構造に入射する入射電磁波の波長より短い周期（サブ波長）を有して複数個の凸部が並ぶように構成すると、その周期構造は、入射電磁波にとっていわば見えない存在となるため、周期構造を形成する面に対して入射角度が垂直である場合には、その入射電磁波から高次の回折波は発生せず、０次の透過波または反射波のみが発生する。これが、サブ周期構造の不可視性によるものである。
【００１８】
この周期構造を、さらに、凸部が少なくともそれの一縦断面においてテーパ状を成すように構成すると、この周期構造においては、凸部の高さ方向に屈折率が徐々に変化するため、その入射電磁波から反射波すら発生しない。これが、周期構造のアンチリフレクション機能によるものである。
【００１９】
このように、入射電磁波に与えたい影響は、周期構造の特性に依存するため、その周期構造の特性次第で、出射電磁波の特性を所望のものとして実現することが可能である。
【００２０】
したがって、本項に係る画像表示装置によれば、リアクティブ素子の周期構造を放射源部に対する要求との関係において適正化することにより、放射源部の特性を改善することが容易である。
【００２１】
さらに、この画像表示装置によれば、放射源部の出力特性を改善するために設けられるリアクティブ素子が板状を成しているため、この画像表示装置にリアクティブ素子が追加されるにしても、この画像表示装置のサイズおよび重量の増加を抑制することが容易である。
【００２２】
本項における「リアクティブ素子」は、受動的にまたは能動的に電磁波の状態量に反応してその電磁波に一定の影響を与える素子であることを意味する。受動型のリアクティブ素子としては、例えば、反射素子、透過素子、回折素子、偏向素子、散乱素子、光回収素子、波長変換素子、導波路等がある。一方、能動型のリアクティブ素子としては、例えば、光スイッチ、変調素子、透過率制御素子、偏向制御素子、散乱制御素子、エネルギー回復素子、波長変調制御素子等がある。
【００２３】
本項における「周期構造」は、それの全体において、周期（すなわち、前述のグルーブまたはスリットの間隔であり、格子間隔ともいう。）が一様に分布する場合もあれば、一様ではないように分布する場合もある。
【００２４】
本項における「放射源部に関連付けて設けられる」という表現は、例えば、放射源部に対して本項における「リアクティブ素子」を別部品として追加することを意味する場合と、放射源部のうちの少なくとも一部を本項における「リアクティブ素子」として機能するように加工することを意味する場合とがある。
【００２５】
（２）  前記リアクティブ素子は、前記放射源部と協働することにより、その放射源部の電気−電磁波変換効率を増加させる効率増加機能を有する（１）項に記載の画像表示装置。
【００２６】
この画像表示装置においては、リアクティブ素子が放射源部と協働することにより、その放射源部の電気−電磁波変換効率が、リアクティブ素子を使用しない場合より、増加させられる。
【００２７】
リアクティブ素子が放射源部と協働する態様としては、例えば、リアクティブ素子のアンチリフレクション機能（後に詳述する。）により、放射源部から出射した電磁波にその放射源部の出射面において反射による放射源部内部でのロスが発生することを抑制する態様がある。さらに、リアクティブ素子の偏向機能（後に詳述する。）により、放射源部から出射した電磁波のうち目標の進路から斜めに外れようとするものを適当な角度で偏向して目標の進路に戻すことにより、放射源部における出射電磁波の、次段部とのカップリングロスを抑制する態様がある。いずれの態様にしても、放射源部の電気−電磁波変換効率が、リアクティブ素子を使用しない場合より、増加させられる。
【００２８】
リアクティブ素子が放射源部と協働する態様としては、さらに、リアクティブ素子の電磁波閉込め機能（後に詳述する。）により、放射源部から出射した電磁波を、その伝送経路の屈曲の有無を問わず、より漏れなく、次の光学素子に伝送することにより、放射源部から出射した直後の電磁波の伝送中の損失を抑制する態様がある。さらに、リアクティブ素子の屈折機能（例えば、後述のグレーティング素子の波長選択的偏向機能）により、発散する電磁波を平行化する態様がある。さらに、リアクティブ素子の波長選択的透過機能（例えば、後述のＰＢＧ素子の偏光弁別フィルタ作用）により、電磁波のうち特定の直線偏光成分のみを取り出す態様がある。
【００２９】
（３）  前記リアクティブ素子は、それに入射した電磁波の反射を防止するアンチリフレクション機能を有する（１）または（２）項に記載の画像表示装置。
【００３０】
この画像表示装置においては、リアクティブ素子が、放射源部から入射した電磁波の反射を防止するアンチリフレクション機能を有する。したがって、この画像表示装置によれば、そのようなアンチリクレクション機能を有しない前述の従来のプロジェクタに比較し、放射源部からの出射電磁波の反射によるロス（例えば、出射面における反射によるロス）が低減され、放射源部とリアクティブ素子とを含む系全体としての電気−電磁波変換比率（以下、単に「放射源部の電気−電磁波変換比率」という。）が向上する。
【００３１】
この画像表示装置の実施によって放射源部の電気−電磁波変換比率が向上すれば、同じ電気エネルギーによって発生させ得る電磁波エネルギーが増加するため、同じ電磁波エネルギーを発生させるために消費しなければならない電気エネルギーが節減可能となり、結局、放射源部の節電が可能となる。
【００３２】
さらに、この画像表示装置の実施によって放射源部の電気−電磁波変換比率が向上すれば、同じ電気エネルギーに対し、電磁波エネルギーに付随して発生する熱量が減少するため、この画像表示装置に対して熱対策を講じることを完全に省略可能となるか、または講じることが必要であるとしてもそれは軽度なもので済む。
【００３３】
（４）  前記リアクティブ素子は、それに入射した電磁波を偏向する機能は有するが、偏光を弁別する機能は有しない（１）ないし（３）項のいずれかに記載の画像表示装置。
【００３４】
この画像表示装置においては、リアクティブ素子が、それに入射した電磁波を偏向する機能を有する。したがって、この画像表示装置によれば、例えば、放射源部から電磁波が発散的に出射するのに対してリアクティブ素子が局所的に配置される場合に、放射源部から出射した電磁波のうち、リアクティブ素子に実質的に垂直に入射するもののみならず、入射開口角以内において斜めに入射するものも、リアクティブ素子の偏向機能により、画像の形成に利用することが可能となる。
【００３５】
したがって、この画像表示装置によれば、放射源部の電気−電磁波変換比率が向上する。
【００３６】
（５）  前記放射源部は、前記電磁波を出射する部分を挟んで互いに対向する複数の反射面を含み、
前記リアクティブ素子は、それら反射面のうちの少なくとも一方に、反射機能と透過機能とのうち少なくとも反射機能を有するように配置され、前記複数の反射面間における前記電磁波の共振現象を利用することにより、前記電気−電磁波変換効率を増加させる（１）ないし（４）項のいずれかに記載の画像表示装置。
【００３７】
この画像表示装置においては、放射源部が、電磁波を出射する部分を挟んで互いに対向する複数の反射面を含み、それら反射面のうちの少なくとも一方にリアクティブ素子が反射機能と透過機能とのうちの少なくとも反射機能を有するように配置される。
【００３８】
したがって、この画像表示装置においては、放射源部から出射した電磁波が、同一経路を往復進行し、それにより、電磁波の共振（増幅）が行われる。このような現象は、対象電磁波が光であればレーザ、マイクロ波（電波）であればメーザとそれぞれ称される。
【００３９】
よって、この画像表示装置によれば、リアクティブ素子が放射源部と協働することにより、その放射源部の電気−電磁波変換効率が、リアクティブ素子を使用しない場合より、増加させられる。
【００４０】
（６）  前記リアクティブ素子は、前記電磁波が入射する入射面および出射する出射面を含み、さらに、前記入射面から前記出射面に延びる導波構造を前記周期構造として含む（１）ないし（５）項のいずれかに記載の画像表示装置。
【００４１】
この画像表示装置においては、前記（１）ないし（５）項のいずれかにおけるリアクティブ素子が導波構造、特に導波路構造を周期構造として有するため、そのリアクティブ素子の入射面に入射した電磁波がロスなく出射面に誘導される。したがって、この画像表示装置によれば、放射源部から出射した電磁波がリアクティブ素子内を伝送し、所定の方向へ出射する際のロスがなくなり、それにより、リアクティブ素子のトータルの伝達効率が向上し、このことは、放射源部の電気−電磁波変換効率が向上することを意味する。
【００４２】
（７）  前記周期構造は、それに入射すべき電磁波の波長より短い周期を有するサブ波長周期構造を含む（１）ないし（６）項のいずれかに記載の画像表示装置。
【００４３】
この画像表示装置においては、周期構造の周期、すなわち、周期構造の少なくとも一縦断面における凸部間の間隔すなわち凹部間の間隔が、その周期構造に入射すべき入射電磁波の波長より短い間隔を有する。したがって、この画像表示装置によれば、周期構造の周期が入射電磁波の波長以上である場合に比較し、その周期構造による前述のいくつかの機能のうち、例えば、前述のアンチリフレクション機能を効果的に達成することが可能である。
【００４４】
（８）  前記リアクティブ素子は、それの法線方向に概して平行な方向に電磁波を出射する（１）ないし（７）項のいずれかに記載の画像表示装置。
【００４５】
（９）  前記リアクティブ素子は、ＣＧＨ（コンピュータ・ジュネレーテッド・ホログラム）素子と、グレーティング素子と、ＰＢＧ（フォトニック・バンド・ギャップ）素子と、フォトニック結晶素子とのうちの少なくとも一つを含む（１）ないし（８）項のいずれかに記載の画像表示装置。
【００４６】
（１０）  前記放射源部は、フィールドエミッション素子と、プラズマ発光素子と、レーザ素子と、無機ＬＥＤ素子と、有機ＬＥＤ素子と、アークランプと、フィラメントランプと、放射線源とのうちの少なくとも一つを含む（１）ないし（９）項のいずれかに記載の画像表示装置。
【００４７】
例えば、放射源部がアークランプを使用する場合には、放射源部のサイズの割に多量の光を発生させることが容易であり、サイズの割に明るい光源を実現することが容易である。
【００４８】
また、放射源部がフィラメントランプを使用する場合には、放射源部の装置コストの割に多量の光を発生させることが容易であり、装置コストの割に明るい光源を実現することが容易である。
【００４９】
また、放射源部が無機ＬＥＤ素子または有機ＬＥＤ素子を使用する場合には、インコヒーレントな電磁波を高効率で発生させることができるため、小型の放射源部でありながら輝度を向上させることが容易である。特に有機ＬＥＤを使用する場合には、それの膜厚を１００ｎｍ程度に薄くすることが可能であるため、非常に小型で薄い放射源部が実現できる。
【００５０】
（１１）  前記放射源部は、可視光を前記電磁波として出射する（１）ないし（１０）項のいずれかに記載の画像表示装置。
【００５１】
（１２）  前記リアクティブ素子は、それに入射した電磁波をそれとは異なる波長を有する電磁波に変換する波長シフト機能を有する（１）ないし（１０）項のいずれかに記載の画像表示装置。
【００５２】
この画像表示装置によれば、画像を表示するために最終的に必要な電磁波と同じ波長を有する電磁波を出射するように放射源部を設計することが不可欠ではなくなり、その結果、放射源部の種類を選択する際の自由度が向上する。
【００５３】
本項に係る画像表示装置は、例えば、前記放射源部が非可視光を前記電磁波として出射し、前記リアクティブ素子が、前記波長シフト機能により、そのリアクティブ素子に入射した非可視光を可視光に変換する態様で実施することが可能である。この態様によれば、可視光によって画像が表示されるにもかかわらず、非可視光を出射する放射源部を選択することが可能となる。
【００５４】
（１３）  前記放射源部は、波長が異なる複数の電磁波をそれぞれ成分波として出射する複数の放射源素子を含み、
前記リアクティブ素子は、前記各放射源素子から入射した各成分波をそれの波長に応じた方向に偏向することにより、前記複数の成分波を合成する合波機能を有する（１）ないし（１２）項のいずれかに記載の画像表示装置。
【００５５】
この画像表示装置においては、板状のリアクティブ素子の周期構造による偏向機能が発揮されることにより、複数の放射源素子から入射した各成分波がそれの波長に応じた方向に偏向され、それにより、複数の成分波が合成される。したがって、この画像表示装置によれば、画像表示のための合波機能を、板状のリアクティブ素子により、この画像表示装置の大型化を回避しつつ、発揮することが可能である。
【００５６】
なお付言するに、本項および下記の各項において「複数の成分波を合成する」という表現は、合成されるべき複数の成分波が各瞬間において一緒に存在することを必ずしも要求しない。人間が眼で色を知覚するのに時間が必要であるという事実を踏まえれば、複数の成分波が互いに時間的にオーバーラップすることなく存在する場合であっても、それら複数の成分波の存在場所が共通する限り、それら複数の成分波が合成波として人間に認識されることになるからである。したがって、「複数の成分波を合成する」という表現は、例えば、複数の成分波の進行方向を一致させることを意味すると考えることが可能である。
【００５７】
（１４）  前記リアクティブ素子は、前記周期構造によって前記合波機能を互いに共同して実現するために前記各成分波をそれの波長に応じた方向に偏向する複数の層状素子が互いに積層されて構成されている（１３）項に記載の画像表示装置。
【００５８】
この画像表示装置によれば、画像表示のための合波機能が、リアクティブ素子の積層構造により、各層における波長選択機能を利用して、必要波長帯全域にわたり所定の機能を付与することが可能である。さらに、この画像表示装置の大型化を回避しつつ、実現することが可能である。
【００５９】
（１５）  前記放射源部は、
波長が異なる複数の電磁波をそれぞれ成分波として出射する複数の放射源素子と、
それら複数の放射源素子からそれぞれ入射した複数の成分波を合成する合波部と
を含む（１）ないし（１２）項のいずれかに記載の画像表示装置。
【００６０】
（１６）  前記複数の放射源素子は、前記複数の成分波としての３つの成分波をそれぞれ出射する３個の放射源素子を含み、
前記合波部は、一中心点から互いにある角度を有して発散的に配置される４本の経路のうちの３本の経路に沿って前記３個の放射源素子からそれぞれ前記中心点に近づく向きに入射した３つの成分波を、周波数選択的な反射および屈折により、１つの合成波に合成し、その合成された合成波を残りの１本の経路に沿って、前記中心点から遠ざかる向きに出射する（１５）項に記載の画像表示装置。
【００６１】
本項における「合波部」の一例は、複数個のプリズムがそれの少なくとも一面同士において互いに接合されて成るクロスプリズムである。このクロスプリズムにおいては、その接合面（反射面および透過面）にダイクロイックミラーが形成される。「合波部」をそのクロスプリズムとして構成する場合には、「合波部」の小型化が容易になる。
【００６２】
また、「合波部」は、クロスプリズムの如く、合波ミラーが直交しないくさび型プリズムの組合せによって構成したり、平面ダイクロイックミラーの組合せによって構成してもよい。
【００６３】
また、本項における「４本の経路」は、一平面上に配置したり、３次元的に配置することが可能である。
【００６４】
（１７）  前記リアクティブ素子は、前記各放射源素子と前記合波部との間に配置される（１５）または（１６）項に記載の画像表示装置。
【００６５】
本項における「リアクティブ素子」は、例えば、各放射源素子のうち、合波部に対向する各面と、合波部のうち、各放射源素子に対向する面とのうちの少なくとも一方に特定の周期構造を直接に形成することによって構成したり、それら放射源素子および合波部から物理的に独立した要素として構成することが可能である。
【００６６】
（１８）  前記リアクティブ素子は、前記合波部のうち、前記合成波が出射する部分に配置される（１５）ないし（１７）項のいずれかに記載の画像表示装置。
【００６７】
本項における「リアクティブ素子」は、前記（１７）項におけると同様に、例えば、合波部のうち、合成波が出射する部分（例えば、出射面）に特定の周期構造を直接に形成することによって構成したり、その合波部から物理的に独立した要素として構成することが可能である。
【００６８】
（１９）  前記合波部は、低光弾性定数の材料を支持体として構成されている（１５）ないし（１８）項のいずれかに記載の画像表示装置。
【００６９】
この画像表示装置によれば、合成部の支持体がいわゆる低光弾性定数の材料によって構成されるため、その低光弾性定数の材料より光弾性定数が高い材料によって合成部の支持体が構成される場合より、合成部の昇温等に起因する応力状態の如何にかかわらず、合成部の合波機能が画像全体について一様である状態が確保される。したがって、この画像表示装置によれば、合成部の昇温等、合成部の応力状態を変化させる要因が発生しても、画像のコントラストがそれほど低下せずに済む。
【００７０】
本項および下記の各項における「低光弾性定数の材料」は、熱的または機械的に外力が付加された場合に材料に生ずる複屈折の程度すなわち光弾性定数が通常の光学ガラス材料（例えば、最も一般的な光学ガラス（ショット社の「ＢＫ７」、オハラ社の「Ｓ−ＢＳＬ７」、β＝２．７９×１０−１２Ｐａ）より小さい材料を意味する。
【００７１】
（２０）  さらに、前記リアクティブ素子から出射した電磁波を画素ごとに変調する変調部を含み、それらリアクティブ素子と変調部とは、光透過性を有する接着剤によって互いに一体化されている（１）ないし（１９）項のいずれかに記載の画像表示装置。
【００７２】
この画像表示装置によれば、リアクティブ素子と変調部とを互いに接着する接着剤が接着機能のみならず電磁波伝送機能をも有するため、それらリアクティブ素子と変調部とを空間的に詰めて一体化することが容易となり、その結果、この画像表示装置の小型化が容易となる。
【００７３】
（２１）  さらに、前記リアクティブ素子から出射した電磁波を画素ごとに変調する板状の空間変調部を含み、それらリアクティブ素子と空間変調部とは、互いに積層されている（１）ないし（２０）項のいずれかに記載の画像表示装置。
【００７４】
この画像表示装置によれば、リアクティブ素子と変調部とが、共に板状とされて互いに積層されるため、それらリアクティブ素子と変調部との組合せを小型化し、ひいては、この画像表示装置全体を小型化することが容易となる。
【００７５】
（２２）  前記空間変調部は、
入射した電磁波をＳ波とＰ波とに分離する偏光ビームスプリッタと、
その偏光ビームスプリッタから出射したＳ波とＰ波とをそれぞれ、画素ごとに偏光面の回転が制御される状態で反射する２つの反射型液晶パネルと
を含み、
前記偏光ビームスプリッタは、それら２つの反射型液晶パネルにおいてそれぞれ反射して前記偏光ビームスプリッタに入射した２つの電磁波を合成して出射する（２１）項に記載の画像表示装置。
【００７６】
前記（２１）項における「空間変調部」は、（ａ）入射した電磁波をＳ波とＰ波とに分離する偏光ビームスプリッタと、（ｂ）その偏光ビームスプリッタから出射したＳ波とＰ波とのうちのいずれかのみを、画素ごとに偏光面の回転が制御される状態で反射する１つの反射型液晶パネルとを含み、かつ、前記偏光ビームスプリッタは、その１つの反射型液晶パネルにおいて反射してその偏光ビームスプリッタに再入射した電磁波のうち、偏光面が回転した成分のみを外部に出射する態様で実施することが可能である。
【００７７】
しかし、この態様を採用する場合には、偏光ビームスプリッタから出射したＳ波とＰ波とのうちのいずれかしか、画像表示に利用することができない。
【００７８】
これに対し、本項に係る画像表示装置においては、偏光ビームスプリッタから出射したＳ波とＰ波とをそれぞれ、画素ごとに偏光面の回転が制御される状態で反射する２つの反射型液晶パネルが用いられ、偏光ビームスプリッタは、それら２つの反射型液晶パネルにおいてそれぞれ反射してその偏光ビームスプリッタに再入射した２つの電磁波を、各電磁波のうち、偏光面が回転した成分のみに関して、合成して外部に出射する。
【００７９】
したがって、この画像表示装置によれば、偏光ビームスプリッタから出射したＳ波とＰ波とのうちのいずれかしか利用しない場合より無駄なく、偏光ビームスプリッタに入射した電磁波を画像表示に利用することが可能となる。その結果、同じ画像輝度を実現するために放射源部が出射しなければならない電磁波の量を節減することが可能となり、ひいては、放射源部の節電および小型化が容易になる。
【００８０】
本項における「反射型液晶パネル」の一例は、リキッド・クリスタル・オン・シリコンＬＣＯＳである。また、本項に記載の特徴は、前記（２１）項に記載の特徴から独立して実施することが可能である。
【００８１】
（２３）  前記偏光ビームスプリッタは、低光弾性定数の材料を支持体として構成されている（２２）項に記載の画像表示装置。
【００８２】
この画像表示装置によれば、前記（１９）項に係る画像表示装置と同様に、偏光ビームスプリッタの昇温や機械的ストレス等、偏光ビームスプリッタの応力状態を変化させる要因が発生しても、画像のコントラストが大幅に低下せずに済む。
【００８３】
（２４）  さらに、前記リアクティブ素子から出射した電磁波を画素ごとに変調する板状の空間変調部を含み、その空間変調部は、入射した電磁波を、画素ごとに外部に出力される伝達効率が制御される状態で反射して出射する反射型空間変調器を含む（１）ないし（２１）項のいずれかに記載の画像表示装置。
【００８４】
（２５）  前記空間変調器は、デフォーマブル・ミラー・デバイスを含む（２４）項に記載の画像表示装置。
【００８５】
本項における「デフォーマブル・ミラー・デバイス」は、ＤＭＤと略称され、また、その製造元によってデジタル・マイクロミラー・デバイスと称呼される場合もある。いずれにしても、このデフォーマブル・ミラー・デバイスにおいては、画素ごとにマイクロミラーがデフォーマブルな状態すなわち入射電磁波に対する角度や変位が可変である状態で設置され、それにより、画素ごとに、入射電磁波を次の光学素子に向けて反射等により伝達する積算伝達時間（反射時間の時間積分値が輝度に対応する。）がデューティ制御される。
【００８６】
（２６）  前記空間変調部は、入射した電磁波を、画素ごとに透過率が制御される状態で透過して出射する透過型空間変調器を含む（２１）項に記載の画像表示装置。
【００８７】
（２７）  前記リアクティブ素子は、前記放射源部のうち、前記電磁波が出射する出射面に配置されている（１）ないし（２６）項のいずれかに記載の画像表示装置。
【００８８】
本項における「リアクティブ素子」は、前記（１７）項におけると同様に、例えば、放射源部のうち、電磁波が出射する出射面に特定の周期構造を直接に形成することによって構成したり、その放射源部から物理的に独立した要素として構成することが可能である。後者の場合には、「リアクティブ素子」は、例えば、その出射面に密着するように固定されるか、またはその出射面に対して隙間を隔てて対向するように固定される。
【００８９】
（２８）  さらに、前記リアクティブ素子から出射した電磁波を画素ごとに変調する透過型の変調部を含む（１）ないし（２７）項のいずれかに記載の画像表示装置。
【００９０】
（２９）  さらに、
前記リアクティブ素子から出射した電磁波を画素ごとに変調する変調部と、
その変調部に接触してその変調部を放熱する放熱部と
を含む（１）ないし（２８）項のいずれかに記載の画像表示装置。
【００９１】
この画像表示装置によれば、変調部の昇温が抑制されるため、変調部の昇温に起因した画質の低下（例えば、変調部の機能低下による画像コントラストの低下）が抑制される。また、変調部への入射光束がその変調部に略垂直に入射しない成分を有する場合には、透過率補償用の複屈折板を変調部の上流または下流に設定してもよく、また、この複屈折板を特定の周期構造を有するリアクティブ素子で実現してもよい。
【００９２】
（３０）  前記放射源部は、金属サブストレートに絶縁体を塗布して成る基板上に配置されている（１）ないし（２９）項のいずれかに記載の画像表示装置。
【００９３】
この画像表示装置によれば、放射源部の基板のうちのサブストレートが放熱性が高い金属によって構成されるため、そのサブストレートが放熱性がそれほど高くはない材料によって構成される場合より、放射源部の昇温が抑制される。
【００９４】
したがって、この画像表示装置によれば、放射源部がその出力時に発熱を伴う場合に、その発熱という問題が、放射源部の出力（例えば、放射束量であるパワーや光束量）を向上させる際の大きな障害にならずに済み、その結果、放射源部を選択する際の自由度が向上する。
【００９５】
また、放射源部に同一の素子を使用しても、電子−量子変換部位における量子効率を、昇温抑制効果により、高く維持することが可能であり、よって、高い放射輝度を持つ放射源部を実現することが可能である。
【００９６】
（３１）  前記放射源部は、金属を含有するペーストによって前記基板に固定されている（３０）項に記載の画像表示装置。
【００９７】
この画像表示装置によれば、放射源部を基板に固定するためにそれらに塗布されるペーストが放熱性が高い金属によって構成されるため、そのペーストが放熱性がそれほど高くはない材料によって構成される場合より、放射源部の昇温が抑制される。
【００９８】
したがって、この画像表示装置によれば、前記（３０）項に係る画像表示装置と同様に、放射源部がその出力時に発熱を伴う場合に、その発熱という問題が、放射源部の出力（例えば、放射束量であるパワーや光束量）を向上させる際の大きな障害にならずに済み、その結果、放射源部を選択する際の自由度が向上する。
【００９９】
また、前記（３０）項に係る画像表示装置と同様に、放射源部に同一の素子を使用しても、電子−量子変換部位における量子効率を、昇温抑制効果により、高く維持することが可能であり、よって、高い放射輝度を持つ放射源部を実現することが可能である。
【０１００】
（３２）  さらに、前記電磁波を投影対象に向けて投影して結像する投影部を含む（１）ないし（３１）項のいずれかに記載の画像表示装置。
【０１０１】
本項における「投影対象」としては、例えば、専用または代用のスクリーン、感光媒体、壁面、人体等がある。
【０１０２】
（３３）  前記投影部は、一列に並んだ複数のレンズを含み、かつ、それらレンズのうち少なくとも一部は、合成樹脂によって形成されている（３２）項に記載の画像表示装置。
【０１０３】
例えば、画像表示装置の投影部がレンズを使用する場合、その投影部の昇温量が低下すれば、レンズを構成する材料に高い耐熱性を要求せずに済み、例えば、ガラスより安価で軽量な材料である合成樹脂によってレンズを構成することが可能となる。
【０１０４】
このような知見に基づき、本項に係る画像表示装置においては、投影部において一列に並んだ複数のレンズのうち少なくとも一部が合成樹脂によって形成されている。
【０１０５】
（３４）  さらに、当該画像表示装置を任意の対象物に着脱可能に固定する固定具を含む（１）ないし（３３）項のいずれかに記載の画像表示装置。
【０１０６】
画像表示装置が小型で軽量なものになれば、画像表示装置を、従来のように、テーブル上に載置することはもちろん、任意の対象物に着脱可能に固定することも可能となり、画像表示装置の設置位置や画像の表示方向を選択する際の自由度が向上する。通常の固定方法においては、画像表示装置は、それが画像を表示する方向が、その画像表示装置がフラット・パネル・ディスプレイや画像投影装置である場合には、僅かに仰ぎ見る方向となるように、傾斜状態で配置される。
【０１０７】
このような知見に基づき、本項に係る画像表示装置は、当該画像表示装置を任意の対象物に着脱可能に固定する固定具と共に実施される。
【０１０８】
（３５）  前記対象物は、当該画像表示装置が画像を表示するために必要な画像信号と、当該画像表示装置の作動に必要な電気エネルギーとのうちの少なくとも一方を出力する出力ポートを備えた可搬型情報機器であり、当該画像表示装置は、さらに、前記出力ポートに接続される接続部を含む（３４）項に記載の画像表示装置。
【０１０９】
この画像表示装置は、それの接続部において可搬型情報機器の出力ポートに接続された状態で使用される。したがって、この画像表示装置によれば、その画像表示装置に必要な信号およびエネルギーを供給するために必要な外部装置との接続作業が簡易化され、さらに、その接続のための配線がかさ張らずに済む。
【０１１０】
本項における「可搬型情報機器」としては、例えば、モバイル・コンピュータ（スタンド・アローン型でもネットワーク接続型でも可）、移動電話機（携帯電話機とＰＨＳとを含む。）、携帯情報端末ＰＤＡ等がある。
【０１１１】
（３６）  前記出力ポートは、ビデオ出力ポートと、電源端子を有するシリアル通信ポートとのうちの少なくとも一方を含む（３５）項に記載の画像表示装置。
【０１１２】
前記可搬型情報機器の出力ポートが、電源端子を有するシリアル通信ポートを少なくとも含む場合には、本項に係る画像表示装置は、例えば、そのシリアル通信ポートのバスパワーを用いるため、可搬型情報機器のバッテリを共用することが可能である。この種のシリアル通信ポートには、ＲＳ−２３２Ｃ、ＵＳＢ、ＩＥＥＥ１３９４、バスパワーイーサネット、デジタルＲＧＢ端子、ＳＤフラッシュカードインターフェース、ＰＣＭＣＩＡカードインターフェース等がある。
【０１１３】
ただし、この画像表示装置は、電源ケーブルを別途用いてコンセントから給電を受けるようにしてもよい。
【０１１４】
（３７）  前記出力ポートは、前記ビデオ出力ポートを含み、そのビデオ出力ポートは、アナログＶＧＡポートである（３６）項に記載の画像表示装置。
【０１１５】
この画像表示装置は、アナログビデオ信号を用いることにより、複数種の可搬型情報機器に対して汎用的に接続することが可能である。
【０１１６】
（３８）  電磁波を出射する放射源装置であって、
電気を電磁波に変換し、その変換された電磁波を出射する放射源部と、
その放射源部に関連付けて設けられ、その放射源部から出射した電磁波が入射する周期構造を有するリアクティブ素子であって、前記周期構造は、その周期構造に入射する電磁波の波長より短い周期を有するサブ波長周期構造であるものと
を含み、
前記放射源部は、
波長が異なる複数の電磁波をそれぞれ成分波として出射する複数の放射源素子と、
それら複数の放射源素子からそれぞれ入射した複数の成分波を１つの合成波に合成する合波部と
を含み、
前記リアクティブ素子は、
前記複数の放射源素子と前記合波部との間にそれぞれ配置される複数の成分波用素子と、
前記合波部のうち、前記合成波が出射する部分に配置される合成波用素子と
を含む放射源装置。
【０１１７】
この放射源装置によれば、波長が異なる複数の成分波を１つの合成波に合成して出射するプロセスが、サブ波長周期構造を有するリアクティブ素子を用いて行われるため、前述の画像表示装置のうち、サブ波長周期構造を有するリアクティブ素子に関する前述の作用効果と同様な作用効果が得られる。
【０１１８】
本項における「リアクティブ素子」は、板状（厚さ寸法が幅寸法より短い形状）としたり、ブロック状（厚さ寸法と幅寸法とが同等である形状）とすることが可能である。
【０１１９】
本項に係る「放射源装置」は、前述の画像表示装置における放射源部に関連して使用される複数の特徴のうち適宜選択されたものと組み合わせて実施することが可能である。さらに、本項に係る「放射源装置」は、画像表示以外の用途に使用することが可能である。
【０１２０】
（３９）  前記複数の成分波用素子と前記合成波用素子とは、前記合波部のうち、互いに異なる複数の面にそれぞれ配置されている（３８）項に記載の放射源装置。
【０１２１】
（４０）  前記複数の成分波用素子および前記合成波用素子と前記合波部とは、電磁波透過性を有する接着剤によって互いに一体化されている（３９）項に記載の放射源装置。
【０１２２】
この放射源装置によれば、複数の成分波用素子および合成波用素子と合波部とをそれぞれ互いに接着する接着剤が接着機能のみならず電磁波伝送機能をも有するため、それら成分波用素子および合成波用素子と合波部とを空間的に詰めて一体化することが容易となり、その結果、この放射源装置の小型化が容易となる。また、この放射源装置によれば、振動等の外力に対するロバストネスを向上させて耐破損性を向上させることが容易となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０１２３】
以下、本発明のさらに具体的な実施の形態のいくつかを図面に基づいて詳細に説明する。
【０１２４】
図１には、本発明の第１実施形態に従う画像投影装置１０が斜視図で示されている。この画像投影装置１０は、本発明に係る画像表示装置の一例である。
【０１２５】
図１に示すように、この画像投影装置１０は、扁平な箱状の装置ハウジング１２を備えており、その装置ハウジング１２には、投影部としての投影レンズユニット１４が、それの先端部において部分的に装置ハウジング１２から突出する状態で装着されている。
【０１２６】
図１においては、この画像投影装置１０が、可搬型情報機器としてのモバイル・コンピュータ１６に固定されて使用される状態で示されている。この画像投影装置１０をモバイル・コンピュータ１６のうちの任意の板状部分、例えば、ディスプレイ・パネルの上縁部または側縁部に固定したり、机や机上の機械要素等に固定するために、この画像投影装置１０には固定具としての固定クリップ２０が着脱可能に取り付けられている。
【０１２７】
固定クリップ２０は、この画像投影装置１０を任意の機械要素に固定する固定具の一例であり、例えば、吸盤、両面テーブ、締結具、ひも等として構成することが可能である。この画像投影装置１０を任意の機械要素に固定することが可能でありさえすれば、固定具としての機能は果たされる。
【０１２８】
図１に示すように、固定クリップ２０は、任意の板状部分を両側から把持するクリップ部２２と、そのクリップ部２２と画像投影装置１０とを、相対回転によって任意の相対角度で固定可能に互いに連結するチルト・ジョイント２４とを備えている。
【０１２９】
図１に示すように、モバイル・コンピュータ１６は、それぞれ出力ポートとしてＵＳＢポート２８とアナログＶＧＡポート３０とを備えており、それらポートは接続ケーブル３２により、この画像投影装置１０のコネクタ３４（図８参照）に接続されている。
【０１３０】
ＵＳＢポート２８は、電源端子を有するシリアル通信ポートであり、このＵＳＢポート２８からこの画像投影装置１０のコネクタ３４に、その画像投影装置１０の作動に必要な電気エネルギーが供給される。この画像投影装置１０は、電源を外部に依存する形式としたり、電源（例えば、電池）を内蔵する形式としたり、両者を併用する形式とすることが可能である。
【０１３１】
これに対し、アナログＶＧＡポート３０は、ビデオ信号（画像信号）を出力するビデオ出力ポートである。このアナログＶＧＡポート３０からこの画像投影装置１０のコネクタ３４に画像信号が供給され、その供給された画像信号にもとづいてこの画像投影装置１０が画像を投影対象に投影する。
【０１３２】
図２には、この画像投影装置１０の光学的構成が平面図で示されている。図２に示すように、この画像投影装置１０は、放射源部として光源部４０と、変調部としての空間変調部４２と、投影部としての前述の投影レンズユニット１４とを備えている。
【０１３３】
光源部４０は、ＲＧＢ方式によって任意の色を生成するものであり、波長が互いに異なる３つの成分光（単色光）をそれぞれ発光する３個の光源５０Ｒ，５０Ｇ，５０Ｂと、合波部としてのクロスプリズム５６とを備えている。
【０１３４】
それら３個の光源５０Ｒ，５０Ｇ，５０Ｂはそれぞれ、複数個の放射源素子として３個の無機ＬＥＤ６０Ｒ，６０Ｇ，６０Ｂを備えている。ＬＥＤ６０Ｒは、Ａｌ、Ｉｎ、ＧａおよびＰの４元素から成るダブルヘテロ構造の無機ＬＥＤであり、赤色ビームを放射状に（発散的に）出射する。ＬＥＤ６０Ｇは、Ｉｎ，ＧａおよびＮの３元素から成るダブルヘテロ構造の無機ＬＥＤであり、緑色ビームを放射状に（発散的に）出射する。ＬＥＤ６０Ｂは、Ｉｎ，ＧａおよびＮの３元素から成るダブルヘテロ構造の無機ＬＥＤであり、青色ビームを放射状に（発散的に）出射する。
【０１３５】
各光源５０Ｒ，５０Ｇ，５０Ｂにおいては、対応するＬＥＤ６０Ｒ，６０Ｇ，６０Ｂが、対応する基板６４に、高放熱性の銀ペースト（金属を含有する導電性ペーストの一例）６６によって接着されている。基板６４は、高放熱性のアルミニウム製のサブストレート（金属サブストレートの一例）に絶縁樹脂を塗布し、さらに銅を無電解メッキすることにより、ＰＣＢ（プリント回路基板）として構成されている。
【０１３６】
各光源５０Ｒ，５０Ｇ，５０Ｂにおいては、さらに、対応する基板６４にＣＧＨ（コンピュータ・ジェネレーテッド・ホログラム）板７０Ｒ，７０Ｇ，７０Ｂがブリッジ７２によって支持されている。各ＣＧＨ板７０Ｒ，７０Ｇ，７０Ｂは、隙間を隔てて、対応する基板６４に正対している。各光源５０Ｒ，５０Ｇ，５０ＢにおけるＣＧＨ板７０Ｒ，７０Ｇ，７０Ｂはそれぞれ、赤色ビーム用、緑色ビーム用および青色ビーム用である。
【０１３７】
図３には、３枚のＣＧＨ板７０Ｒ，７０Ｇ，７０Ｂを代表する１枚のＣＧＨ板７０が縦断面図で示されている。このＣＧＨ板７０は、ブロードバンドＡＲ板７６とサブ波長構造屈折板７８とが光軸方向において互いに積層されて構成されている。ブロードバンドＡＲ板７６は、ブロードバンドすなわちすべての波長帯域においてアンチリフレクション（ＡＲ）機能を発揮する。このブロードバンドＡＲ板７６は、図３に光路図で示すように、入射した光を屈折させて透過させる機能も発揮する。図３には、前述の３個の光源５０Ｒ，５０Ｇ，５０Ｂがそれぞれ点光源として近似できること、それら３個の点光源は後述のフィールドシーケンシャル方式に従って順次駆動されること、および１個の点光源は光を発散的に出射することを踏まえて、それら３個の光源５０Ｒ，５０Ｇ，５０Ｂが１個の点光源として表現されている。
【０１３８】
図４には、ブロードバンドＡＲ板７６の一部が拡大されて断面図で示されている。このブロードバンドＡＲ板７６は、基材８０上にテーパ状の複数個の凸部（点状の凸部）８２が最密格子配列によって縦横に２次元的に配置されることにより、構成されている。それら複数個の凸部８２により、ブロードバンドＡＲ層８４が形成されている。
【０１３９】
このブロードバンドＡＲ層８４においては、それら複数個の凸部８２により、サブ波長の周期を有する周期構造（以下、単に「サブ波長構造」という。）が構成されている。このブロードバンドＡＲ層８４の表面はモスアイ面とも称される。凸部８２間の間隔は、ブロードバンドＡＲ層８４に入射する光束の波長（図４においては、ＬＥＤ６０Ｒ，６０Ｇ，６０Ｂから出射する光束の波長）より小さい。したがって、このブロードバンドＡＲ層８４は、ある屈折率を有する媒質と等価である。このブロードバンドＡＲ層８４に実質的に垂直に光束が入射する場合には、このブロードバンドＡＲ層８４から高次の回折光は発生せず、発生する光はせいぜい、０次の透過光または反射光である。
【０１４０】
さらに、本実施形態においては、各凸部８２がテーパ状を成しているため、各凸部８２の高さ方向に屈折率が徐々に変化する。したがって、ブロードバンドＡＲ層８４から反射光は発生せず、発生する光は０次の透過光のみとなる。
【０１４１】
このブロードバンドＡＲ板７６は、ホウ珪酸ガラス（またはシリカガラス）を基材８０として構成されている。基材８０に対して電子線でパターニングを行い、その基材８０に対して高速電子線で加工を行うことにより、例えば、周期が１５０ｎｍで、高さが３５０ｎｍである周期構造を構成することが可能である。また、このブロードバンドＡＲ板７６は、高精度の研削によって構成することも可能である。シリカガラス製の基材８０のフレネル反射は片面で約３．５％であるが、今回の周期構造により、可視域において入射角度が、入射面の法線方向に対して±４０度以上である範囲で、０．１％の反射率が実現できる。したがって、このようなサブ波長構造を任意の光源の表面に形成すれば、光源からの光束の取り出し効率を高めることが可能である。すなわち、光源内において多重反射して最終的に熱として消費されてしまう光子の数を最小限に抑えることが可能なのである。
【０１４２】
これに対し、サブ波長構造屈折板７８は、図５に示すように、基材８６上に複数個の凸部８８が入射波長より短い間隔で２次元的に並ぶように配置されることにより、構成されている。本実施形態においては、各凸部８８は、線状に延びている。
【０１４３】
このサブ波長構造屈折板７８に点光源（各サブ波長構造屈折板７８に対応する１個の光源）からの単色光が参照光として投入されると、透過光が物体光として再生され、それにより、このサブ波長構造屈折板７８は、点光源からの発散光を略平行化する正パワー素子の働きをなす。同じ点光源から発散的に出射した複数の光線の向きを略一方向に揃える集光機能を果たすのである。このサブ波長構造屈折板７８の屈折層９０（図３参照）により、このサブ波長構造屈折板７８に入射した光束を任意の方向に屈折させることが可能である。
【０１４４】
それらブロードバンドＡＲ板７６もサブ波長構造屈折板７８も、ＣＧＨ（コンピュータ・ジェネレーテッド・ホログラム）素子である。ところで、ホログラフィは、一般に、３次元像の再生が可能である。ホログラフィの記録には、参照光と物体光とが干渉するとその結果として干渉縞が生じるという現象が利用されるが、これに対し、ＣＧＨは、記録に光をまったく用いることなくコンピュータを用いて回折パターンを生成する方法である。
【０１４５】
ＣＧＨの利用範囲は広範であり、グレーティング素子、シリンドリカルレンズ、球面レンズ、非球面レンズ、特殊レンズ、光結合器、パターン発生器などを作製するために利用できる。ＣＧＨには、バイナリＣＧＨと、グレイレベルＣＧＨと、位相レベルＣＧＨとがあるが、一般的には、位相レベル２値ＣＧＨが用いられることが多い。図５は、表面レリーフホログラムの一例を示しており、高さがサブ波長のサイズに形成された凸部８８は、透過光の位相をシフトする働きをなす。
【０１４６】
一般に、ＣＧＨにおいては、まず、２次元パターンがコンピュータにより、ホログラム面上のすべての点において物体光と参照光との生成位相分布として計算される。次に、その計算された２次元パターンがクロムマスク等のマスクに、例えば電子ビームを用いて描画される。続いて、そのマスクがフォトレジストに投影される。これにより、フォトレジストがパターニングされ、その後、現像、リンス、ドライエッチング等の手法により、基材上に凹凸が形成される。基材上に２次元パターンを描画するプロセスは、基材に対して直接、電子線リソグラフィを実施する方法によって行うことも可能である。また、そのプロセスは、高精度の研削刃を用いて直接基材を研削する方法によって行うことも可能である。
【０１４７】
図２に示すように、３個の光源５０Ｒ，５０Ｇ，５０Ｂは、同一平面上において３方向からクロスプリズム５６の中心に向かって各光束を出射するように配置されている。それら３個の光源５０Ｒ，５０Ｇ，５０Ｂは、クロスプリズム５６を、それの４側面のうちの３側面において包囲している。クロスプリズム５６は、３個の光源５０Ｒ，５０Ｇ，５０Ｂからそれぞれ出射した３つの成分光を、後述する各反射面に設置されたダイクロイックミラーの働きにより、１つの合成光に合成する光合成器である。
【０１４８】
図６に示すように、クロスプリズム５６は、４５度直角プリズム９４，９６，９８，１００が４個、それらの側面同士において互いに接着接合されることにより、構成されている。各プリズム９４，９６，９８，１００は、低光弾性定数のガラス（例えば、オハラ社製「ＰＢＨ５６」低光弾性定数β＝０．０９×１０−１２Ｐａ））を支持体として形成されている。
【０１４９】
図６に示すように、４個のプリズム９４，９６，９８，１００のうち、ＬＥＤ７０Ｒに対向するプリズム９４には、ＬＥＤ７０Ｒから赤色ビーム（図６において「Ｒ光」で表す。）が、そのプリズム９４の底面を入射面として、その入射面に略垂直に入射する。同様に、ＬＥＤ７０Ｇに対向するプリズム９６には、ＬＥＤ７０Ｇから緑色ビーム（図６において「Ｇ光」で表す。）が、そのプリズム９６の底面を入射面として、その入射面に略垂直に入射する。同様にして、ＬＥＤ７０Ｂに対向するプリズム９８には、ＬＥＤ７０Ｂから青色ビーム（図６において「Ｂ光」で表す。）が、そのプリズム９８の底面を入射面として、その入射面に略垂直に入射する。残りのプリズム１００からは、それの底面を出射面として、その出射面から垂直に合成光（図６において「ＲＧＢ光」で表す。）が出射する。
【０１５０】
プリズム９４の一対の斜面のうちプリズム９６と接合するものと、プリズム１００の一対の斜面のうちプリズム９８と接合するものとにはそれぞれ、赤色ビームは反射し、緑色および青色のビームは透過するダイクロイックミラー１０２，１０４が形成されている。さらに、プリズム９６の一対の斜面のうちプリズム９８と接合するものと、プリズム１００の一対の斜面のうちプリズム９４と接合するものとにはそれぞれ、青色ビームは反射し、赤色および緑色のビームは透過するダイクロイックミラー１０６，１０８が形成されている。
【０１５１】
したがって、プリズム９４に入射した赤色ビームは実質的に２面のダイクロイックミラー１０２，１０４によって反射してプリズム１００から出射する。また、プリズム９６に入射した緑色ビームは４個のダイクロイックミラー１０２，１０４，１０６，１０８をいずれも透過してプリズム１００から出射する。また、プリズム９８に入射した青色ビームは２個のダイクロイックミラー１０６，１０８によって反射してプリズム１００から出射する。それらダイクロイックミラー１０２，１０４，１０６，１０８の波長選択的な反射および透過により、３方向から入射した３色のビームが合成され、その合成光がプリズム１００から出射する。
【０１５２】
図２に示すように、各光源５０Ｒ，５０Ｇ，５０Ｂとクロスプリズム５６とは、各ＣＧＨ板７０Ｒ，７０Ｇ，７０Ｂの両面のうちビームが出射する出射面と、各プリズム９４，９６，９８の入射面とが接着剤１１４によって互いに接着されることにより、互いに固定されている。その接着剤１１４は、ＵＶ照射によって硬化する光透過性の接着剤である。各光源５０Ｒ，５０Ｇ，５０Ｂとクロスプリズム５６とは、図２の紙面に平行な面内における相対位置が精度よく調整された状態で、接着剤１１４によって互いに固定されている。
【０１５３】
図２に示すように、クロスプリズム５６の出射側に前述の空間変調部４２が設置されている。この空間変調部４２は、偏光ビームスプリッタ１２０を備え、さらに、反射型液晶パネルとしてのＬＣＯＳ（リキッド・クリスタル・オン・シリコン）を２個備えている。それら２個のＬＣＯＳをそれぞれ、ＬＣＯＳ１およびＬＣＯＳ２と称する。
【０１５４】
図７には、それら偏光ビームスプリッタ１２０とＬＣＯＳ１およびＬＣＯＳ２とが拡大して平面図で示されている。偏光ビームスプリッタ１２０は、４５度直角プリズム１２２，１２４が２個、それらの斜面同士において互いに接合されることにより、構成されている。その接合面にブロードバンド偏光ビームスプリッタ面１２６が形成されている。各プリズム１２２，１２４の外周は、他のプリズム１２４，１２２との接合面でもある斜面と、互いに直角な２つの側面とによって構成されている。各プリズム１２２，１２４は、低光弾性定数のガラス（例えば、前述のオハラ社製「ＰＢＨ５６」）を支持体として形成されている。
【０１５５】
それらプリズム１２２，１２４のうち光源部４０に近いプリズム１２２に、その光源部４０から出射した合成光（図７において「ＲＧＢ光」で表す。）が入射する。このプリズム１２２のうちの２つの側面は、光源部４０に正対する側面と、正対しない側面とから成り、正対する側面が、合成光がこの偏光ビームスプリッタ１２０に入射する際の入射面である。図２に示すように、その入射面とクロスプリズム５６の出射面とは、ＵＶ照射によって硬化する光透過性の接着剤１３０によって互いに接着されている。それら偏光ビームスプリッタ１２０とクロスプリズム５６とは、図２の紙面に平行な面内における相対位置が精度よく調整された状態で、接着剤１３０によって互いに固定されている。
【０１５６】
図７に示すように、偏光ビームスプリッタ１２０を構成する２個のプリズム１２２，１２４のうち光源部４０から遠いプリズム１２４も、それの外周が、別のプリズム１２２との接合面である底面と、互いに直角な２つの側面とによって構成されており、それら２つの側面は、光源部４０に正対する側面と、正対しない側面とから成っている。
【０１５７】
図７に示すように、偏光ビームスプリッタ１２０に入射した合成光すなわち入射光（光源部４０から出射した照明光）は、ブロードバンド偏光ビームスプリッタ面１２６によって反射する入射Ｓ波（Ｓ偏光）と、そのブロードバンド偏光ビームスプリッタ面１２６を透過する入射Ｐ波（Ｐ偏光）とに分割される。偏光ビームスプリッタ１２０は、照明光（ＲＧＢ光）の全波長帯域において、すなわち、ブロードバンドで、その偏光特性が実質的に同一であるように設計されている。
【０１５８】
２個のプリズム１２２，１２４のうち光源部４０から遠いプリズム１２４にはＬＣＯＳ１、近いプリズム１２２にはＬＣＯＳ２がそれぞれ対向させられている。ＬＣＯＳ１には入射Ｐ波、ＬＣＯＳ２には入射Ｓ波がそれぞれ入射する。それらＬＣＯＳ１とＬＣＯＳ２とは、入・出射方向に関して互いに直交するように配置されている。
【０１５９】
ＬＣＯＳ１およびＬＣＯＳ２はいずれも、例えば特開平１１−９５２１２号公報に開示されているように、図示しないが、アルミニウム反射ミラーを内蔵してスイッチング素子をマトリクス状に複数個配列して成る反射型アクティブマトリクス基板と、液晶層と、その液晶層の厚さを規制するカバーガラスとが積層されることにより、構成される。ＬＣＯＳ１およびＬＣＯＳ２はそれぞれ、外部から供給される画像信号に基づき、その画像信号により表される画像光が各ＬＣＯＳから出射するように、それぞれに入射した照明光の偏光方向を変調する。
【０１６０】
各ＬＣＯＳにおいては、輝度を有する画素（例えば、明表示の画素）については、この画素を電界的に放置することにより、偏光ビームスプリッタ１２０から入射した照明光を、その入射光に直交する偏光方向に変調して反射する。その後、その反射光は投影レンズユニット１４に向かう。これに対し、輝度を有しない画素（例えば、暗表示の画素）については、この画素において液晶に電界を印加することによって液晶分子を正立させ、入射した照明光をそれと同一の偏光方向で反射する。その後、その反射光は、光源部４０に逆戻りし、その光源部４０においてその反射光のパワーが消費されて消滅する。
【０１６１】
具体的には、ＬＣＯＳ１においてＰ波からＳ波への変調が行われた画素については、ＬＣＯＳ１からの反射光がＳ波であるため、ブロードバンド偏光ビームスプリッタ面１２６において反射し、その後、その反射光は、プリズム１２４の２つの側面のうち光源部４０と正対しない側面を出射面として、その出射面から出射する。この出射光は、Ｓ波の画像信号光である。一方、ＬＣＯＳ１においてＰ波からＳ波への変調が行われなかった画素については、ＬＣＯＳ１からの反射光がＰ波であるため、ブロードバンド偏光ビームスプリッタ面１２６を透過し、その後、その透過光は、偏光ビームスプリッタ１２０の入射面から出射して、この画像投影装置１０内のいずれかの場所において消費消失する。すなわちこの出射光は、Ｐ波の消失光なのである。
【０１６２】
これに対し、ＬＣＯＳ２においてＳ波からＰ波への変調が行われなかった画素については、ＬＣＯＳ２からの反射光がＳ波であるため、ブロードバンド偏光ビームスプリッタ面１２６において反射し、その後、その反射光は、偏光ビームスプリッタ１２０の入射面から出射して、この画像投影装置１０内のいずれかの場所において消費消失する。すなわち、この出射光は、Ｓ波の消失光なのである。一方、ＬＣＯＳ２においてＳ波からＰ波への変調が行われた画素については、ＬＣＯＳ２からの反射光がＰ波であるため、ブロードバンド偏光ビームスプリッタ面１２６を透過し、その後、その透過光は、偏光ビームスプリッタ１２０の入射面から出射する。この出射光は、Ｐ波の画像信号光である。
【０１６３】
偏光ビームスプリッタ１２０の同じ出射面から、Ｐ波の画像信号光とＳ波の画像信号光とが出射する結果、それら２種類の画像信号光が合成され、それが、空間変調部４２からの最終的な出射光となる。この際に肝要なことは、２つの空間変調器であるＬＣＯＳ１およびＬＣＯＳ２からそれぞれ出射した２種類の画像信号光が完全に重なるように、それらＬＣＯＳ１およびＬＣＯＳ２が、それら間の相対位置が精度よく調整された状態で、偏光ビームスプリッタ１２０に固定されることである。
【０１６４】
そのため、図２に示すように、プリズム１２４の表面とＬＣＯＳ１の表面とは、ＵＶ照射によって硬化する光透過性の接着剤１３２によって互いに接着されている。同様に、プリズム１２２の表面とＬＣＯＳ２の表面とは、ＵＶ照射によって硬化する光透過性の接着剤１３４によって互いに接着されている。各ＬＣＯＳと偏光ビームスプリッタ１２０とは、図２の紙面に平行な面内における相対位置が精度よく調整された状態で、接着剤１３２，１３４によって互いに固定されている。
【０１６５】
図２に示すように、ＬＣＯＳ１の両面のうち、偏光ビームスプリッタ１２０とは反対側に、放熱部としての放熱フィン１３８が、ＬＣＯＳ１と接触する状態で装着されている。同様に、ＬＣＯＳ２の両面のうち、偏光ビームスプリッタ１２０とは反対側に、放熱部としての放熱フィン１４０が、ＬＣＯＳ２と接触する状態で装着されている。これにより、液晶の昇温による画像信号光のコントラスト低下を低減させることができる。一般に、液晶分子は、摂氏６０℃を超えると、それのねじれネマテッゥ構造を正しく維持することができなくなってしまい、その結果、画像信号光のコントラストを低下させてしまう。
【０１６６】
図２に示すように、空間変調部４２の出射側に前述の投影レンズユニット１４が配置されている。この投影レンズユニット１４は、テレセントリック性を有するように直列に並んだ複数個のレンズ１５０，１５２，１５４，１５６と、それらレンズ１５０，１５２，１５４，１５６を保持するレンズバレル１５８とを備えている。それら複数個のレンズ１５０，１５２，１５４，１５６のうちの一部は、プラスチックレンズで、残りは、ガラスレンズである。本実施形態においては、４個のレンズ１５０，１５２，１５４，１５６のうち、装置ハウジング１２の内側にある２個のレンズ１５０，１５２は、光学ガラスＢＫ７によるガラスレンズ、外側にある２個のレンズ１５４，１５６は、光学プラスチックＰＭＭＡによるプラスチックレンズとされている。
【０１６７】
レンズバレル１５８は、フォーカス調整ねじ１６０を介して装置ハウジング１２に軸方向に移動可能に装着されている。フォーカス調整ねじ１６０により、この画像投影装置１０の位置から、この画像投影装置１０による投影像までの投影距離すなわちフォーカスが調節される。
【０１６８】
以上、この画像投影装置１０の光学的構成を説明したが、次に、その電気的構成を説明する。
【０１６９】
図８には、この画像投影装置１０の電気的な構成がブロック図で概念的に表されている。図８に示すように、この画像投影装置１０は、マイクロプロセッサユニット（以下、「ＭＰＵ」と略称する。）１７０を主体として構成されている。
【０１７０】
この画像投影装置１０は、画像投影の開始を指令するためにユーザによって操作される操作部として投影スイッチ１７２を備えている。その投影スイッチ１７２が操作されたか否かを監視するために、投影スイッチ１７２とＭＰＵ１７０とがキースキャン部１７４を介して互いに接続されている。
【０１７１】
図８に示すように、ＭＰＵ１７０には、電源インターフェース部（図８においては「電源ｉｆ部」で表す。）１７６と、アナログＲＧＢ信号によって代表されるビデオ信号（画像信号）をサンプリングするビデオサンプリング部１７８が接続されている。それら電源インターフェース部１７６とビデオサンプリング部１７８とは、前述の接続ケーブル３２を介してモバイル・コンピュータ１６に接続されている。
【０１７２】
ＭＰＵ１７０には、電源インターフェース部１７６を介して、モバイル・コンピュータ１６から電力（電気エネルギー）が供給され、さらに、それと並行して、ビデオサンプリング部１７８を介して、モバイル・コンピュータ１６から画像信号（ビデオ信号）が供給される。電源インターフェース部１７６は、モバイル・コンピュータ１６から供給されるバスパワー電圧（５Ｖまたは１２Ｖ）を、この画像投影装置１０による要求電圧（＋１５Ｖ，＋３．３Ｖ，＋１．５Ｖ，−７．５Ｖ）に変換するＤＣ−ＤＣコンバータ機能を有する。
【０１７３】
ＭＰＵ１７０には、さらに、記憶部としてのＶＲＡＭ（ビデオＲＡＭ）１８０も接続されている。このＶＲＡＭ１８０には、外部から取り込まれた画像信号が保存され、さらに、画像投影に必要な画像信号がＶＲＡＭ１８０から読み出されてＭＰＵ１７０に取り込まれる。ＶＲＡＭ１８０としては、例えば、高速ＲＡＭであるＳＤＲＡＭやＤＤＲＲＡＭが用いられる。
【０１７４】
図８に示すように、ＭＰＵ１７０は、ＬＣＤドライバ１８２を介して前述のＬＣＯＳ１およびＬＣＯＳ２に接続されている。ＭＰＵ１７０は、それらＬＣＯＳ１およびＬＣＯＳ２を制御するために、ＬＣＤドライバ１８２にＬＣＯＳ信号（図８および図９においては単に「ＬＣＯＳ」で表す。）を供給する。ＬＣＯＳ信号は、前述の、画素ごとの変調制御、すなわち、画素ごとに液晶に印加される電界の制御を行うためにＬＣＯＳ１およびＬＣＯＳ２に供給される。
【０１７５】
この画像投影装置１０においては、３個の光源５０Ｒ，５０Ｇ，５０Ｂ、すなわち、赤色ビームを発光する光源（図８においては「Ｒ光源」で表す。）５０Ｒと、緑色ビームを発光する光源（図８においては「Ｇ光源」で表す。）５０Ｇと、青色ビームを発光する光源（図８においては「Ｂ光源」で表す。）５０Ｂとが、フィールドシーケンシャル方式に従い、順次、点滅制御される。図９にタイムチャートで表すように、投影画像の１フレームごとに、Ｒ光源５０ＲとＧ光源５０ＧとＢ光源５０Ｂとがそれらの順に順次駆動される。１フレームにおいては、Ｒ光源５０Ｒが駆動されるフィールドと、Ｇ光源５０Ｇが駆動されるフィールドと、Ｂ光源５０Ｂが駆動されるフィールドとが時間的に互いにオーバーラップしないようになっている。１フレームの時間幅、すなわち、フレーム周期は例えば、１／６０秒である。
【０１７６】
このフィールドシーケンシャル方式での画像信号処理を行うために、図８に示すように、ＭＰＵ１７０は、タイミングジェネレータ１８６とフィールドシーケンシャルドライバ１８８とをそれらの順に経て３個の光源５０Ｒ，５０Ｇ，５０Ｂに接続されている。タイミングジェネレータ１８６は、ＭＰＵ１７０から供給される垂直同期信号（図８および図９においては「ＶＳＹＮＣ」で表す。）に応じ、図９に示すように、ブランキング信号（図８および図９においては「ＢＬＡＮＫＩＮＧ」で表す。）と、各光源５０Ｒ，５０Ｇ，５０Ｂを駆動する光源制御信号（図８および図９においてはそれぞれ、「Ｒ」、「Ｇ」および「Ｂ」で表す。）とを発生させる。
【０１７７】
発生させられたブランキング信号は、上述のＬＣＤドライバ１８２に供給される。ＬＣＤドライバ１８２は、図９にタイムチャートで表すように、供給されたブランキング信号に関連して、ＬＣＯＳ信号をＬＣＯＳ１およびＬＣＯＳ２に供給する。
【０１７８】
これに対し、発生させられた各光源制御信号は、フィールドシケンシャルドライバ１８８に供給される。フィールドシケンシャルドライバ１８８は、図９にタイムチャートで表すように、供給された各光源制御信号に関連して、Ｒ光源５０ＲとＧ光源５０ＧとＢ光源５０Ｂとをそれぞれ駆動するのに必要な駆動電圧（図９においてはそれぞれ、「Ｒ」、「Ｇ」および「Ｂ」で表す。）を、該当する光源に印加して発光させる。
【０１７９】
前述のように、図１には、この画像投影装置１０の一使用例が示されており、この使用例においては、この画像投影装置１０がモバイル・コンピュータ１６に取り付けて使用されるが、この画像投影装置１０は、他の用途に使用することが可能である。
【０１８０】
別の使用例においては、図１０に示すように、この画像投影装置１０が、可搬型情報機器としての携帯電話機２００と接続ケーブル３２によって接続され、それにより、少なくとも画像信号がこの画像投影装置１０に送信される状態で、任意のフロア上に設置された専用のスクリーン２０２上に画像が投影されるように使用される。
【０１８１】
この使用例においては、この画像投影装置１０が、テーブル等の固定物上に載置されることにより、位置決めされる。さらに、この使用例においては、この画像投影装置１０が、携帯電話機２００以外の機器から電力を取り込むことが可能である。この画像投影装置１０にあおり角調整機能を付与すればそれの利便性が向上することはいうまでもなく、前述のチルト・ジョイント２４に代えて、簡単なねじの嵌合を利用した公知のチルト調整機構を用いてもよい。
【０１８２】
さらに別の使用例においては、図１１に示すように、この画像投影装置１０が、可搬型情報機器としての携帯情報端末ＰＤＡの一部分に、装着具としての回転ジョイント２１２によって機械的に、また、接続ケーブル３２（図１参照）によって電気的に接続され、それにより、少なくとも画像信号がこの画像投影装置１０に送信される状態で、任意の壁面２１４上に画像が投影されるように使用される。
【０１８３】
この使用例においては、ＰＤＡ２１０がテーブル等の固定物上に載置される一方、この画像投影装置１０がそのＰＤＡ２１０に支持されており、それにより、この画像投影装置１０が位置決めされる。この画像投影装置１０は、回転ジョイント２１２により、ＰＤＡ２１０に固定の水平軸線まわりに、または、これと交差する別の回転軸線まわりにも、回転位置が少なくとも一軸以上の自由度で調節可能となっており、この画像投影装置１０が画像光を出射する角度を垂直面内において容易に調節可能となっている。さらに、この使用例においては、この画像投影装置１０が、ＰＤＡ２１０以外の機器から電力を取り込むことが可能である。
【０１８４】
次に、本発明の第２実施形態を説明する。ただし、本実施形態は、第１実施形態と共通する要素が多いため、異なる要素についてのみ詳細に説明し、共通する要素については、同一の符号または名称を使用して引用することにより、詳細な説明を省略する。
【０１８５】
図１２には、本実施形態に従う画像投影装置２３０の光学的構成が平面図で示されている。この画像投影装置２３０においては、装置ハウジング２３２に、光源部２４０と、空間変調部２４２と、投影レンズユニット１４とが、互いに直列に並ぶように搭載されている。この画像投影装置２３０の電気的構成は、第１実施形態に従う画像投影装置１０と基本的に共通するため、その説明を省略する。
【０１８６】
図１２に示すように、本実施形態に従う画像投影装置２３０においては、光源部２４０が、クロスプリズム５６と、そのクロスプリズム５６をそれの４側面のうちの３側面において包囲する３個の光源２５０Ｒ，２５０Ｇ，２５０Ｂとを含むように構成されており、基本的な構成は、第１実施形態に従う画像投影装置１０の光源部１０と共通する。ただし、各光源２５０Ｒ，２５０Ｇ，２５０Ｂの詳細構成は、第１実施形態とは異なる。
【０１８７】
具体的には、本実施形態においては、各光源２５０Ｒ，２５０Ｇ，２５０Ｂが、ホウ珪酸ガラス製の基板２５４を有しており、さらに、各光源２５０Ｒ，２５０Ｇ，２５０Ｂが、１００ｎｍ程度の薄膜ＬＥＤである有機ＬＥＤ２６０Ｒ，２６０Ｇ，２６０Ｂを主体として構成されている。有機ＬＥＤは、有機ＥＬと称されることがある。各光源２５０Ｒ，２５０Ｇ，２５０Ｂにおいては、有機ＬＥＤ２６０Ｒ，２６０Ｇ，２６０Ｂが基板２５４上に直接形成されている。さらに、各光源２５０Ｒ，２５０Ｇ，２５０Ｂにおいては、各グレーティング板２７０Ｒ，２７０Ｇ，２７０Ｂが、ブリッジ２７４を介して基板２５４に装着されている。ここに、「グレーティング」とは、回折機能を有する素子を意味し、例えば、多段階エッチングやＣＧＨの原理、研削等の機械加工によって作製される。
【０１８８】
図１３には、グレーティング板２７０Ｒ，２７０Ｇ，２７０Ｂを代表するグレーテング板２７０が側面図と平面図とでそれぞれ示されている。グレーティング板２７０Ｒ，２７０Ｇ，２７０Ｂは、グレーティング成形品（材料：ＰＭＭＡ）２８０と、サブ波長構造成形品（材料：ＰＭＭＡ）２８２とが互いに積層されて構成されている。サブ波長構造成形品２８２の表面には、サブ波長構造ＡＲ層２８４が形成されている。このサブ波長構造ＡＲ層２８４においては、複数本の溝が複数の同心円に沿って並んでいる。グレーティング成形品２８０も、それの格子ピッチがサブ波長サイズであることが可能であり、これは、広義のサブ波長素子といえる。
【０１８９】
一般に、グレーティングにおいては、特定の次数のみについて部分的に回折効率を高めるために、図１４に示す如く、のこぎり波状の断面を有し、かつ、その断面上における各溝の表面がブレーズド角を有するブレーズドグレーテングを用いることが多い。図１４には、溝の深さがサブ波長サイズに設定されたブレーズドグレーティングが示されている。このようなグレーティングは、多数の次数の回折光を発生させるが、それらのうち、特に＋１次の回折光のみに、パワーを集中的に振り向ける働きをなす。
【０１９０】
このようなグレーティングに点光源からの単色光が投入されると、グレーティングは、点光源からの発散光を略平行化する正パワー素子の働きをなし、それにより、グレーティングによるサブ波長構造の屈折層により、入射した光線を屈折させる光線屈折機能を果たす。
【０１９１】
本実施形態においては、図１３に示すグレーティング成形品２８２に、グレーティングによるサブ波長構造の屈折層（図示しない）が形成されており、このグレーティング成形品２８２により、上述の光線屈折機能が果される。この光線屈折機能により、同じ点光源から発散的に出射した、種々の方向ベクトルを持つ光線群の方向が略一方向に揃えられ、その結果、同じ点光源から出射した光が集光される。
【０１９２】
グレーティングは、基材に複数条の斜面および溝を、位置に応じて異なるパターンで形成することによって作製される。ただし、局部的に観察すれば、それら複数条の斜面および溝は周期的に並んでいる。その作製のために、まず、２次元的パターン分布がコンピュータ等によって計算され、次に、その計算されたパターンに従い、回転式のワークベンチに転写型としての金型が保持させられ、微細加工機等を用いることにより、その金型に対して直接、反転パターン形状を形成するための加工が施される。その金型を利用して射出成形または注型等の複写生産方法が実施されることにより、グレーティングが作製される。
【０１９３】
図１２に示すように、グレーティング板２７０Ｒ，２７０Ｇ，２７０Ｂは、ＵＶ照射によって硬化する光透過性の接着剤２９０によってクロスプリズム５６に、正確に位置決めされた状態で接着されている。
【０１９４】
図１２に示すように、本実施形態においては、空間変調部２４２が、第１実施形態とは異なり、サブ波長構造を利用した偏光ビームスプリッタ板３００と、それの出射側に配置された１個の透過型ＬＣＤ（リキッドクリスタルディスプレイ）３０２とを含むように構成されている。透過型ＬＣＤ３０２は、偏光ビームスプリッタ板３００を隔ててクロスプリズム５６と一直線上において対峙している。
【０１９５】
図１５には、偏光ビームスプリッタ板３００が拡大して側面図で示されている。この偏光ビームスプリッタ板３００は、サブ波長構造成形品３０４であり、それの表面に偏光層３０６が形成されている。この偏光ビームスプリッタ板３００は、それに入射したＲＧＢ光のうち、ある一方向の直線偏光光（図１５の例においては、Ｐ波）は透過するのに対し、それに直交する方向の直線偏光光（図１５の例においては、Ｓ波）は反射する。
【０１９６】
図１５に示すように、偏光ビームスプリッタ板３００に入射したＲＧＢ光のうち、その偏光ビームスプリッタ板３００を透過した直線偏光光は、その後、図１２に示すように、透過型ＬＣＤ３０２に入射する。その透過型ＬＣＤ３０２においては、その入射した直線偏光光の偏光方向が、画素ごとに、９０度ねじられて透過型ＬＣＤ３０２から出射するか、または０度のままで透過型ＬＣＤ３０２から出射するための変調作用を受ける。その選択的な変調作用を受けた直線偏光光については、その後、透過型ＬＣＤ３０２の出射面に設けられた偏光層により画像信号光の弁別が行われ、画素ごとに選択的に透過型ＬＣＤ３０２から出射する。
【０１９７】
一方、図１５に示すように、偏光ビームスプリッタ板３００に入射したＲＧＢ光のうち、その偏光ビームスプリッタ板３００によって反射された成分は、光源部２４０の側に戻り、消失する。
【０１９８】
図１２に示すように、偏光ビームスプリッタ板３００の入射面と、クロスプリズム５６の出射面とは、ＵＶ照射によって硬化する光透過性の接着剤３１０により、互いに高精度に位置決めされた状態で、互いに接着されている。
【０１９９】
図１２に示すように、透過型ＬＣＤ３０２が、偏光ビームスプリッタ板３００と平行に、かつ、ブリッジ３１２を介してその偏光ビームスプリッタ板３００に装着されている。この透過型ＬＣＤ３０２は、板状を成し、かつ、画素ごとに画像光の透過率を変調する。この透過型ＬＣＤ３０２には、放熱部としての放熱フィン３１４が密着して取り付けられている。この放熱フィン３１４による空冷効果と、ブリッジ３１２による伝熱効果とにより、透過型ＬＣＤ３０２の昇温が抑制される。それにより、昇温に起因した画像コントラストの低下が発生せずに済む。
【０２００】
図１２に示すように、透過型ＬＣＤ３０２の出射側に投影レンズユニット１４が配置されている。この投影レンズユニット１４は、第１実施形態と共通する構成を有する。
【０２０１】
次に、本発明の第３実施形態を説明する。ただし、本実施形態は、第２実施形態と共通する要素が多いため、異なる要素についてのみ詳細に説明し、共通する要素については、同一の符号または名称を使用して引用することにより、詳細な説明を省略する。
【０２０２】
図１６には、本実施形態に従う画像投影装置３３０の光学的構成が平面図で示されている。この画像投影装置３３０においては、第２実施形態と同様に、装置ハウジング２３２に、光源部３４０と、空間変調部３４２と、投影レンズユニット１４とが、互いに直列に並ぶように搭載されている。ただし、本実施形態は、光源部３４０および空間変調部３４２の一部のみに関して第２実施形態とは異なるため、異なる要素のみについてのみ詳細に説明する。本実施形態に従う画像投影装置３３０の電気的構成は、第２実施形態に従う画像投影装置２３０と共通するため、その説明を省略する。
【０２０３】
図１６に示すように、光源部３４０は、第２実施形態と同様に、３個の光源３５０Ｒ，３５０Ｇ，３５０Ｂを含むように構成されている。各光源３５０Ｒ，３５０Ｇ，３５０Ｂも、第１および第２実施形態と同様に、ダブルヘテロ構造のＬＥＤ３６０Ｒ，３６０Ｇ，３６０Ｂを主体として構成されている。さらに、光源３５０Ｒを例にとり、図１７に拡大して側面断面図で示すように、各ＬＥＤ３６０Ｒ，３６０Ｇ，３６０Ｂの表面は、サブ波長構造のＡＲ層３６４が一体的に形成されている。
【０２０４】
各ＬＥＤ３６０Ｒ，３６０Ｇ，３６０Ｂにおいては、そのＡＲ層３６４により、各ＬＥＤ３６０Ｒ，３６０Ｇ，３６０Ｂの出射面を通過する際の多重反射に起因する損失、すなわち、最終的に光源内部において熱消費される光子による損失が低減する。その結果、各ＬＥＤ３６０Ｒ，３６０Ｇ，３６０Ｂからの光の取り出し効率が、ＡＲ層３６４が存在しない場合より、向上する。一般的に、光半導体材料の平面反射率は３０％程度であるため、これを０．１％以下に抑えることは、光源の電気−光変換効率の向上に直結する。
【０２０５】
ここで、光源３５０Ｒを例にとり、光源３５０Ｒ，３５０Ｇ，３５０Ｂの構造を具体的に説明するが、その構造は一般的なものであるため、簡単に説明する。図１７に示すように、基板２５４に基板電極３６５ａ，３６５ｂが形成されている。基板電極３６５ａにはＬＥＤ３６０Ｒの電極（金薄膜）３６６ａ、別の基板電極３６５ｂにはＬＥＤ３６０Ｒの別の電極（金薄膜）３６６ｂがそれぞれ接続されている。電極３６６ｂは、導通体３６７を介して透明電極層３６８に接続されている。透明電極層３６８と電極３６６ａとは、活性層３６９を隔てて互いに対向している。それら透明電極層３６８と電極３６６ａと活性層３６９とは積層構造を成している。
【０２０６】
本実施形態においては、空間変調部３４２が、第２実施形態と共通する透過型ＬＣＤ３０２と、第２実施形態とは異なる積層ＣＧＨ板３７０とを含むように構成されている。図１８には、その積層ＣＧＨ板３７０が拡大して側面図で示されている。この積層ＣＧＨ板３７０は、赤色ビームの波長を弁別するＲ波長弁別ＣＧＨ板３８０Ｒと、緑色ビームの波長を弁別するＧ波長弁別ＣＧＨ板３８０Ｇと、青色ビームの波長を弁別するＢ波長弁別ＣＧＨ板３８０Ｂとの積層体である。各波長弁別ＣＧＨ板３８０Ｒ，３８０Ｇ，３８０Ｂは、ＣＧＨにより作製された後、互いに積層して貼り合わせられる。この場合、光源である各ＬＥＤ３６０Ｒ，３６０Ｇ，３６０Ｂから発散的に出射した光は、発散状態を維持したままクロスプリズム５６内を、色ごとに異なる経路に沿って進行することになる。
【０２０７】
このようにクロスプリスム５６から出射するＲＧＢ光は、平行光であってもよいし、平行光ではなくてもよい。このようなＲＧＢ光は、色別のホワイトバランス調整の可能性を無視して説明すれば、白色点光源から発散的に放射された白色光と等価である。そのため、図１８には、クロスプリスム５６から出射するＲＧＢ光が、白色点光源から発散的に放射された白色光として示されている。
【０２０８】
本実施形態においては、そのようなＲＧＢ光が上述の積層ＣＧＨ板３７０に入射する。Ｒ波長弁別ＣＧＨ板３８０Ｒは、サブ波長の２次元的周期構造が赤色光の波長に適合させられることにより、入射したＲＧＢ光のうちの赤色成分光（Ｒ光）のみを平行化し、かつ、設定方向に屈折させる。同様にして、Ｇ波長弁別ＣＧＨ板３８０Ｇは、サブ波長の２次元的周期構造が緑色光の波長に適合させられることにより、入射したＲＧＢ光のうちの緑色成分光（Ｇ光）のみを平行化し、かつ、Ｒ光と同じ屈折方向に屈折させる。さらに、Ｂ波長弁別ＣＧＨ板３８０Ｂは、サブ波長の２次元的周期構造が青色光の波長に適合させられることにより、入射したＲＧＢ光のうちの青色成分光（Ｂ光）のみを平行化し、かつ、Ｒ光と同じ屈折方向に屈折させる。
【０２０９】
その結果、積層ＣＧＨ板３７０から出射する光は、略同一方向に略平行光として進行するＲ光とＧ光とＢ光との合成光となる。
【０２１０】
次に、本発明の第４実施形態を説明する。ただし、本実施形態は、第３実施形態と共通する要素があるため、異なる要素についてのみ詳細に説明し、共通する要素については、同一の符号または名称を使用して引用することにより、詳細な説明を省略する。
【０２１１】
図１９には、本実施形態に従う画像投影装置４００の光学的構成が平面図で示されている。この画像投影装置４００は、概略的に説明すれば、光源の種類に関して第３実施形態とは異なり、さらに、３つの成分光を合成するためにクロスプリズム５６を使用しない点でも第３実施形態とは異なる。さらに、この画像投影装置４００は、空間変調を行うためにデフォーマブル・ミラー・デバイス（以下、「ＤＭＤ」と略称する。）４０２を使用する点でも、透過型ＬＣＤ３０２を使用する第３実施形態とは異なる。
【０２１２】
図１９に示すように、本実施形態に従う画像投影装置４００は、装置ハウジング４０４を備えており、この装置ハウジング４０４に光源部４１０が設けられている。この光源部４１０は、セラミクス製の光源ハウジング４１２を備えており、この光源ハウジング４１２には、３個の空洞４１４Ｒ，４１４Ｇ，４１４Ｂが横一列に、かつ、同じ向きに開口する状態で並んで形成されている。それら３個の空洞４１４Ｒ，４１４Ｇ，４１４Ｂはいずれも、略真空状態で使用される。
【０２１３】
いずれの空洞４１４Ｒ，４１４Ｇ，４１４Ｂにも、それの底部に、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）４２０が設置されている。このカーボンナノチューブ４２０は、炭素で構成されたナノ構造を持つ針の集合体である。これは、電子放出源の一例であり、フィールド・エミッション・デバイスの一例でもある。いずれの空洞４１４Ｒ，４１４Ｇ，４１４Ｂにも、さらに、そのカーボンナノチューブ４２０に近接して、対向電極であるカソード４２２が設置されている。
【０２１４】
３個の空洞４１４Ｒ，４１４Ｇ，４１４Ｂには、各開口部において各空洞４１４Ｒ，４１４Ｇ，４１４Ｂを封止する状態で、３個の蛍光体４３０Ｒ，４３０Ｇ，４３０Ｂがそれぞれ固着されている。それら３個の蛍光体４３０Ｒ，４３０Ｇ，４３０Ｂは、カーボンナノチューブ４２０から放出された電子線をトリガとして色別に可視光を発生させために設けられており、赤色光を発光するためのＲ発光蛍光体４３０Ｒと、緑色光を発光するためのＧ発光蛍光体４３０Ｇと、青色光を発光するためのＢ発光蛍光体４３０Ｂとから成っている。それら３個の蛍光体４３０Ｒ，４３０Ｇ，４３０Ｂには、それらの前面において、ＩＴＯ等を材料とした透明電極であるアノード４３６が蒸着されている。
【０２１５】
本実施形態においては、Ｒ発光蛍光体４３０Ｒとそれに対応する空洞４１４Ｒおよびカーボンナノチューブ４２０とによって赤色成分光を出射するＲ光源４４０Ｒが構成され、Ｇ発光蛍光体４３０Ｇとそれに対応する空洞４１４Ｇおよびカーボンナノチューブ４２０とによって緑色成分光を出射するＧ光源４４０Ｇが構成され、Ｂ発光蛍光体４３０Ｂとそれに対応する空洞４１４Ｂおよびカーボンナノチューブ４２０とによって青色成分光を出射するＢ光源４４０Ｂが構成され、それら３個の光源３５０Ｒ，３５０Ｇ，３５０Ｂによって光源部４１０が構成されているのである。光源ハウジング４１２は、それら３個の光源３５０Ｒ，３５０Ｇ，３５０Ｂに共通に設けられている。
【０２１６】
図１９に示すように、それら３個の光源３５０Ｒ，３５０Ｇ，３５０Ｂは、少なくともカーボンナノチューブ４２０においてフィールドシーケンシャルドライバ１８８に電気的に接続されており、第１実施形態と同様にして、３個の光源３５０Ｒ，３５０Ｇ，３５０Ｂがフィールドシーケンシャル方式に従って順次駆動される。
【０２１７】
本実施形態においては、光源部４１０が、さらに合波部４５０を含むように構成されている。具体的には、図１９に示すように、光源部４１０の前方に、合波部４５０としての積層ＣＧＨ板４５２が、光源部４１０と正対する姿勢で配置されている。積層ＣＧＨ板４５２は、第３実施形態における積層ＣＧＨ板３７０と機能も構造も共通する。
【０２１８】
積層ＣＧＨ板４５２は、図２０に拡大して示すように、ブロードバンドＡＲ層４５４が形成された板状のサブ波長構造成形品４５６と、赤色光の波長を弁別して屈折させるＲ光屈折層４６０Ｒが形成された板状のサブ波長構造成形品４７０Ｒと、緑色光の波長を弁別して屈折させるＧ光屈折層４６０Ｇが形成された板状のサブ波長構造成形品４７０Ｇと、青色光の波長を弁別して屈折させるＢ光屈折層４６０Ｂが形成された板状のサブ波長構造成形品４７０Ｂとが互いに積層され、密着固定されることにより、構成されている。
【０２１９】
図１９に示すように、積層ＣＧＨ板４５２の前方には、その積層ＣＧＨ板４５２に対して、後述する所定の角度で斜めに対向する姿勢で前述のＤＭＤ４０２が配置されている。
【０２２０】
ところで、積層ＣＧＨ板４５２から出射するＲＧＢ光（合成光）は、積層ＣＧＨ板４５２の出射面の略法線方向に沿って進行し、やがてＤＭＤ４０２に入射する。この際の光軸を入射光軸Ｓと称する。入射光軸Ｓは１つしか存在しないのに対し、ＤＭＤ４０２から出射する画像光の光軸である出射光軸は２つ以上存在する。以下、このことを具体的に説明する。
【０２２１】
ＤＭＤ４０２においては、可撓性を有する反射ミラー（マイクロミラー）がマトリクス状に複数個配置されている。例えば、１個の画素に１個の反射ミラーが関連付けられる。ある画素を明表示の状態にするためには、その画素に関連付けられた反射ミラーを駆動するミラードライバ（図示しない）をオン状態にして、その反射ミラーを待機状態から所定の一方向に傾斜させる。この傾斜状態において反射ミラーから出射する光の光軸が、明表示時の出射光軸Ｔである。これに対し、ある画素を暗表示の状態にするためには、その画素に関連付けられた反射ミラーを駆動するミラードライバをオフ状態にして、その反射ミラーを、前記所定の一方向とは反対方向に傾斜させる。この状態において反射ミラーから出射する光の光軸が、暗表示時の出射光軸Ｌである。
【０２２２】
図１９においては、入射光軸Ｓと明表示時の出射光軸Ｔとの成す角度がθｉ、明表示時の出射光軸Ｔと暗表示時の出射光軸Ｌとの成す角度がθｏとしてそれぞれ示されている。角度θｉの一例は、１０度であり、角度θｏの一例は、２０度である。この例においては、ＤＭＤ４０２が、画素ごとの反射ミラーに対し、オンオフ制御により、両側に５度ずつの傾斜変調を行う。
【０２２３】
図１９に示すように、ＤＭＤ４０２には、放熱部としての放熱フィン４８０が直付けされている。一方、暗表示時の出射光が装置ハウジング４０４に照射し続けられると、その照射部分が発熱して変形する可能性、または迷光が発生する可能性がある。そこで、本実施形態においては、暗表示時の出射光が入射してその出射光の熱を吸収して放熱するアブソーバ（例えば、カーボンブラック体）４８２が装置ハウジング４０４内に設置されている。
【０２２４】
図１９に示すように、ＤＭＤ４０２の前方には、ＤＭＤ４０２の表面に正対する姿勢で投影レンズユニット１４が配置されている。この投影レンズユニット１４は、第１実施形態における投影レンズユニット１４と基本的に共通する。ただし、本実施形態においては、共にプラスチック製であるレンズ１５４と１５６との間に、プラスチック製であるレンズ４８４が追加的に配置されている。
【０２２５】
なお付言するに、本実施形態における光源部４１０は、第１ないし第３実施形態においてそれの光源部４０，２４０，３４０を置換するように用いることが可能である。
【０２２６】
次に、本発明の第５実施形態を説明する。ただし、本実施形態は、第４実施形態と共通する要素があるため、異なる要素についてのみ詳細に説明し、共通する要素については、同一の符号または名称を使用して引用することにより、詳細な説明を省略する。
【０２２７】
第４実施形態においては、光源部４１０がカーボンナノチューブ４２０を主体として構成されているが、図２１に示すように、本実施形態に従う画像投影装置５００おいては、光源部５１０がプラズマ発光素子を主体として構成されている。さらに、第４実施形態においては、合波部４５０が２次元的なサブ波長構造を有するように構成されているが、本実施形態においては、合波部５１２が、３次元的なサブ波長構造すなわち導波路構造を有するフォトニック結晶板５２０を含むように構成されている。
【０２２８】
図２１には、本実施形態に従う画像投影装置５００のうち、光源部５１０とフォトニック結晶板５２０とが取り出されて平面図で示されている。
【０２２９】
図２１に示すように、光源部５１０は、第４実施形態と同様にして、セラミクス製の光源ハウジング５３０を備えており、この光源ハウジング５３０には、３個の空洞５３２Ｒ，５３２Ｇ，５３２Ｂが横一列に、かつ、同じ向きに開口する状態で並んで形成されている。それら３個の空洞５３２Ｒ，５３２Ｇ，５３２Ｂはいずれも、プラズマガスが充填された状態で使用される。
【０２３０】
いずれの空洞５３２Ｒ，５３２Ｇ，５３２Ｂにも、それの開口部を除く部分に蛍光体５４０Ｒ，５４０Ｇ，５４０Ｂが形成されている。具体的には、空洞５３２Ｒには、赤色成分光を発光するためのＲ蛍光体５４０Ｒが形成され、空洞５３２Ｇには、緑色成分光を発光するためのＧ蛍光体５４０Ｇが形成され、空洞５３２Ｂには、青色成分光を発光するためのＢ蛍光体５４０Ｂが形成されている。
【０２３１】
光源ハウジング５３０の底部には、３個の空洞５３２Ｒ，５３２Ｇ，５３２Ｂに共通に、背面誘電体基板５４６が形成されている。この背面誘電体基板５４６には、３個の空洞５３２Ｒ，５３２Ｇ，５３２Ｂの各底部にそれぞれ対向する位置に３個のアドレス電極５５０Ｒ，５５０Ｇ，５５０Ｂが埋設されている。その背面誘電体基板５４６は、光源ハウジング５３０とは反対側において、３個の空洞５３２Ｒ，５３２Ｇ，５３２Ｂに共通の背面ガラス５５６で覆われている。
【０２３２】
これに対し、光源ハウジング５３０の開口部には、３個の空洞５３２Ｒ，５３２Ｇ，５３２Ｂの各開口部をそれぞれ閉塞する３個の前面透明誘電体層５６０Ｒ，５６０Ｇ，５６０Ｂが形成されている。各前面透明誘電体層５６０Ｒ，５６０Ｇ，５６０Ｂには、適数個の透明表示電極５６６が、少なくとも横方向に並んで埋設されている。それら前面透明誘電体層５６０Ｒ，５６０Ｇ，５６０Ｂは、光源ハウジング５３０とは反対側において、３個の空洞５３２Ｒ，５３２Ｇ，５３２Ｂに共通の前面ガラス５６８で覆われている。
【０２３３】
本実施形態においては、Ｒ蛍光体５４０Ｒとそれに対応する空洞５３２Ｒ、アドレス電極５５０Ｒおよび透明表示電極５６６とによって赤色成分光を出射するＲ光源５７０Ｒが構成され、Ｇ蛍光体５４０Ｇとそれに対応する空洞５３２Ｇ、アドレス電極５５０Ｇおよび透明表示電極５６６とによって緑色成分光を出射するＧ光源５７０Ｇが構成され、Ｂ蛍光体５４０Ｂとそれに対応する空洞５３２Ｂ、アドレス電極５５０Ｂおよび透明表示電極５６６とによって青色成分光を出射するＢ光源５７０Ｂが構成され、それら３個の光源５７０Ｒ，５７０Ｇ，５７０Ｂによって光源部５１０が構成されているのである。光源ハウジング５３０は、それら３個の光源５７０Ｒ，５７０Ｇ，５７０Ｂに共通に設けられている。
【０２３４】
それら３個の光源５７０Ｒ，５７０Ｇ，５７０Ｂは、第４実施形態と同様にして、アドレス電極５５０Ｒ，５５０Ｇ，５５０Ｂおよび透明表示電極５６６において、図示しないフィールドシーケンシャルドライバ１８８に電気的に接続されており、第４実施形態と同様にして、３個の光源５７０Ｒ，５７０Ｇ，５７０Ｂがフィールドシーケンシャル方式に従って順次駆動される。
【０２３５】
これにより、各空洞５３２Ｒ，５３２Ｇ，５３２Ｂ内においてプラズマ発光が励起され、紫外線が発生する。その発生した紫外線は、各蛍光体５４０Ｒ，５４０Ｇ，５４０Ｂに照射されると、波長シフト作用によって可視光に変換され、やがて、その変換された可視光が、各光源５７０Ｒ，５７０Ｇ，５７０Ｂの前面の開口部から取り出される。
【０２３６】
本実施形態においては、光源部５１０が、さらに合波部５１２を含むように構成されている。具体的には、図２１に示すように、光源部５１０の前方に、合波部５１２としてのフォトニック結晶板５２０が、光源部５１０と正対する姿勢で配置されている。
【０２３７】
図２２には、そのフォトニック結晶板５２０が拡大して側断面図で示されている。図２２には、３個の光源５７０Ｒ，５７０Ｇ，５７０Ｂがそれぞれ点光源であること、それら３個の光源５７０Ｒ，５７０Ｇ，５７０Ｂは順次選択されて駆動されること、および、点光源は光を発散的に出射することに着目し、光源部５１０が１個の点光源として簡略的に表現されている。
【０２３８】
図２２に示すように、本実施形態においては、板状のフォトニック結晶板５２０が、導波路型の３次元周期構造を持つフォトニック結晶５８０と、ブロードバンドＡＲ層５８２が２次元的に形成されたＡＲ板５８４とが積層されて構成されている。ブロードバンドＡＲ層８４は、第１実施形態におけると同様に、テーパ状の複数個の凸部８２がサブ波長間隔で並んだサブ波長構造により、アンチリフレクション機能を発揮する。ブロードバンドＡＲ層８４は、さらに、フォトニック結晶５８０の入射端５９０へ光束をカップリングさせる偏向機能も発揮する。
【０２３９】
フォトニック結晶５８０は、フォトニックバンドギャップ（ＰＢＧ）素子の一例である。ＰＢＧ素子は、光子操作の視点から、サブ波長周期の誘電体周期構造を有するように形成される素子である。ＰＢＧ素子の基本構造は、多段積層ＳＯＩ（シリコン・オン・インシュレータ）であり、その用途は、微小な受動光回路等に止まらず、光電気融合アクティブ素子に代表される新機能能素子に向けられる。すなわち、ＰＢＧ素子は、光源の透過率を変調したり、偏光制御、位相制御を行うことが可能なのである。
【０２４０】
光子を入射対象とする誘電体周期構造による変調対象は、屈折率であり、その変調のための構造がフォトニック結晶と称されるものである。フォトニックバンドギャップが形成される原理は、フォトニック結晶中において、電子と同様に禁制帯が生じ、そのエネルギーを持つ光子の存在が禁止されることにある。したがって、フォトニックバンドギャップが全方位に形成された結晶では、禁制帯内のエネルギーを有する光子はフォトニック結晶中に存在することができない。
【０２４１】
電子を対象とする場合には、ｐｎ接合などの素子機能は不純物添加によって実現されるが、フォトニック結晶についても、その機能を実現するのは欠陥である。フォトニック結晶の場合、その欠陥は、局所的な誘電率周期の乱れである。フォトニックバンドギャップが全方位に形成されたフォトニック結晶に誘電対欠陥を導入すると、その誘電体欠陥の発生位置において特定のエネルギーを持つ光子の局在が許容される。構造上、その欠陥部における光子の局在と浸み出し（エバネッセント波）の効果とにより、一種のフィルタ作用が得られる。この事実に着目すれば、特定の直線偏光成分のみを通過させるフィルタを形成したり、無損失の導波路を形成することができる。
【０２４２】
本実施形態においては、そのような性質を有するフォトニック結晶５８０を用いて導波路構造が実現されている。フォトニックバンドギャップによる光閉じ込め効果を利用すれば、３次元結晶の内部構造を導波型、特に導波路型にすることにより、図２２に示すように、フォトニック結晶５８０への入射光がそのフォトニック結晶５８０の入射端５９０において、そのフォトニック結晶５８０中に形成される複数の導波路に高効率でカップリングされる。さらに、その入射光は、フォトニック結晶５８０の出射端５９２まで無損失で誘導される。
【０２４３】
本実施形態においては、フォトニック結晶５８０が次のようにして形成される。まず、基材であるシリカガラスに複数個のエアホールがサブ波長間隔で規則正しく形成される。このシリカガラスを正確なアライメントで複数枚積層することにより、３次元構造のブロックが構成される。このブロックのうち、導波路を形成すべき部分について、予め形成されたエアホールが欠落させられる。この欠落部に光子が局在することが許容され、その結果、フォトニック結晶５８０中に導波路が形成される。
【０２４４】
また、３次元の導波路構造は、例えば、次のようにしても形成することが可能である。まず、基材に対して、２次元のＰＢＧ構造が形成され、次に、エピタキシャル成長や、スピンコート等の物理的化学的手段より、２段目以後の基材が積層される。これを同等のＰＢＧ構造形成手法（通常は電子線リソグラフィー法）により、ワークのチャックを固定した状態のまま、順次加工・積層を繰り返すことにより、３次元構造が形成される。
【０２４５】
なお付言するに、本実施形態における光源部５１０は、第１ないし第４実施形態においてそれの光源部４０，２４０，３４０，４１０を置換するように用いることが可能である。
【０２４６】
次に、本発明の第６実施形態を説明する。
【０２４７】
以上説明したいくつかの実施形態に従う画像投影装置１０，２３０，３３０，４００，５００は、複数色の成分光（単色光）を発生させ、かつ、色ごとおよび画素ごとに成分光の強度を変調することにより、画像をフルカラーで投影するタイプであるが、本実施形態に従う画像投影装置６１０は、白色光を発生させ、画素ごとにその白色光の各色強度を変調することにより、画像をモノクロまたはカラーで投影するタイプである。
【０２４８】
図２３には、本実施形態に従う画像投影装置６１０のうちの光源部６２０のみが側面断面図で示されている。この光源部６２０は、１個の点光源としてのアークランプ６２２と、コリメータとしてのＰＢＧ板６２４とを含むように構成されている。
【０２４９】
アークランプ６２２は、よく知られているように、ランプハウジング６２６を含み、その内部において一対の電極６３０，６３０がギャップを隔てて互いに対向させられる。そのギャップにおいてアーク放電が行われるため、そのギャップ内の空間の一部分に、アークが発光される発光点が存在する。アークはその発光点から全方位に発散的に光を出射する。その一部は、電極６３０等によって遮光され、その結果、アークランプ６２２は、ある放射パターンを有する発光特性を持つ光源となる。
【０２５０】
図２３に示すように、アークランプ６２２の前方に上述のＰＢＧ機能を有するＰＢＧ板６２４が配置されている。このＰＢＧ板６２４は、第１実施形態と同様に、サブ波長構造を有する屈折層６３２を含んでおり、アークランプ６２２からその屈折層に入射した発散的な白色光を平行光に集光させる。このＰＢＧ板６２４は、第１実施形態と同様に、サブ波長構造によってアンチリフレクション機能を果すものとすることが可能である。
【０２５１】
図２３に示すように、アークランプ６２２の背後にコールドミラーリフレクタ６３４が配置されている。これにより、アークランプ６２２から全方位的に放射される光の全体が有効にＰＢＧ板６２４に向けられる。
【０２５２】
光源部６２０をアークランプ６２２を主体として構成する場合には、従来、電力消費量の問題および発熱に起因する問題を解決しなければならなかった。これに対し、本実施形態によれば、ＰＢＧ板６２４の集光機能（または集光機能およびアンチリフレクション機能）により、アークランプ６２２からの出射光が高効率で次段部に伝送されるため、それらアークランプ６２２およびＰＢＧ板６２４を含む光学系全体としての電気−光変換効率が従来より向上する。
【０２５３】
したがって、本実施形態によれば、光源部６２０をアークランプ６２２を主体として構成するにしても、従来ほどには多くの発光量が必要ではなくなる。その結果、節電が容易になる上に、発熱に起因した問題が軽減され、それにより、耐熱構造化の必要性やそれに伴う大型化および重量増加の問題も軽減される。
【０２５４】
なお付言するに、以上説明した第１ないし第５実施形態に従う画像投影装置１０，２３０，３３０，４００，５００は、アークランプ６２２より発熱量が少ない光源部４０，２４０，３４０，４１０，５１０を用いるのであるが、本実施形態とは異なり、次段部に向かう方向とは異なる方向に光源部４０，２４０，３４０，４１０，５１０から出射した光を次段部に向かって反射する専用のリフレクタは用いておらず、それと同等の機能は、光源内部の反射や、基板の反射、銀ペーストによる反射、電極による反射によって達成される。
【０２５５】
さらに付言するに、本実施形態における光源部６２０は、第１ないし第５実施形態においてそれの光源部４０，２４０，３４０，４１０，５１０を置換するように用いることが可能である。
【０２５６】
次に、本発明の第７施形態を説明する。ただし、本実施形態は、第６実施形態と共通する要素があるため、異なる要素についてのみ詳細に説明し、共通する要素については、同一の符号または名称を使用して引用することにより、詳細な説明を省略する。
【０２５７】
第６実施形態においては、光源部６２０がアークランプ６２２を主体として構成されている。これに対し、本実施形態に従う画像投影装置６５０においては、図２４に示すように、光源部６６０が、よく知られたフィラメントランプ６６２を主体として構成されている。このフィラメントランプ６６２は、ランプハウジング６６４を備えており、それの内部において一対の電極６７０，６７０が隙間を隔てて互いに対向させられている。それら一対の電極６７０，６７０にフィラメント６７２の両端がそれぞれ接合されており、そのフィラメント６７２への通電により、そのフィラメント６７２が高温に達して発光する。したがって、フィラメントランプ６６２においては、図２４において破線の円で囲まれる部分が、発光領域である。
【０２５８】
この発光領域が例えば、直径３ｍｍ以下という程度に小さい場合には、その発光領域から十分に遠方に位置する正パワー素子から見れば、その発光領域は略点光源であるとみなすことができる。これに対し、その発光領域が略点光源であるとみなすことができない場合には、高効率の集光手段を用いることにより、その発光領域から発光した光を、次段部に伝達することが可能である。
【０２５９】
本実施形態においては、図示しないが、第６実施形態と同様にして、フィラメントランプ６６２の前方に、ＰＢＧ板６２４と共通するＰＢＧ板が集光手段として配置され、その結果、光源部６６０が、フィラメントランプ６６２とそのＰＢＧ板とを含むように構成される。そのＰＢＧ板の存在により、光源部６６０の電気−光変換効率が、そのＰＢＧ板が存在しない場合より、向上する。
【０２６０】
次に、本発明の第８施形態を説明する。ただし、本実施形態は、第６実施形態と共通する要素があるため、異なる要素についてのみ詳細に説明し、共通する要素については、同一の符号または名称を使用して引用することにより、詳細な説明を省略する。
【０２６１】
第６実施形態においては、光源部６２０が、光の共振を利用することなく、光を出射するタイプであるのに対し、図２５に示すように、本実施形態に従う画像投影装置６９０においては、光源部７００が、レーザの如く、光の共振によるゲイン向上を利用することにより、光を出射するタイプである。
【０２６２】
図２５には、本実施形態に従う画像投影装置６９０のうちの光源部７００のみが示されている。この光源部７００は、光子発生源７０２と、サブ波長構造素子７０４と、パワー投入源７０６とを含むように構成されている。
【０２６３】
光子発生源７０２は、例えば、電流密度に従って光子を発生させる半導体を主体として構成される。その半導体としては、例えば、（Ｉｎ・Ｇａ・Ｎ），（Ｓｉ・Ｃ），（Ａｌ・Ｉｎ・Ｇａ・Ｐ）等がある。この光子発生源７０２は、光軸に沿って光が出射する出射面７１０と、その出射面に対して、光軸方向において対向する光源側共振ミラー面７１２とを備えている。光源側共振ミラー面７１２は、劈開面として形成されている。光子発生源７０２は、パワー投入源７０６から投入されたパワー（例えば、電気エネルギー）により、光子を発生させる。
【０２６４】
この光子発生源７０２の出射面７１０には、アンチリフレクション機能を果たすサブ波長構造を有するＡＲ層７１４が一体的に形成されている。そのサブ波長構造は、例えば、前述のように、複数個の凸部８２がサブ波長間隔で２次元的に配列されたものとして構成される。このＡＲ層により、光子発生源７０２から出射しようとする光が、出射面７１０での反射による損失を伴うことなく、その出射面７１０から出射することが可能となる。
【０２６５】
図２５に示すように、光子発生源７０２の前方に板状のサブ波長構造素子７０４が配置されている。サブ波長構造素子７０４は、光子発生源７０２からの出射光が入射する入射端７２０と、その入射光が次段部に向かって出射する出射端７２２とを備えている。
【０２６６】
そのサブ波長構造素子７０４の入射端７２０に反透過共振ミラー面７３０が、２次元的なサブ波長構造によって一体的に形成されている。この反透過共振ミラー面７３０には、図２６に概念的に示すように、この反透過共振ミラー面７３０において開口した凹部（またはサブ波長構造素子７０４を厚さ方向に貫通する穴でも可。）が複数個、２次元的に配列されている。それら複数個の凹部は、例えば、厚さが２５０ｎｍであるシリコン薄膜に４２０ｎｍ間隔で格子状に規則正しく配列されたものとして構成することが可能である。
【０２６７】
それら複数個の凹部は、フォトニックバンドギャップの光禁制効果により、複数個の微小なミラーのアレイとして作用し、この反透過共振ミラー面７３０への入射光の大半を光子発生源７０２内における光源側共振ミラー面７１２に向かって反射する。
【０２６８】
図２５に光路図で示すように、反透過共振ミラー面７３０において反射した光は、その反透過共振ミラー面７３０と光源側共振ミラー面７１２との間において反射を繰り返して往復進行させられる。この光の共振現象により、光子発生源７０２の量子効率すなわち電気−光変換効率が向上する。それら反透過共振ミラー面７３０と光源側共振ミラー面７１２とは、一対の対向ミラー面を構成し、それら一対の対向ミラー面による光の共振ゲインが１を超えるようにこの光源部７００を設計すれば、光子発生源７０２の量子効率が、反透過共振ミラー面７３０を有するサブ波長構造素子７０４との協働により、そのようなサブ波長構造素子７０４を用いない場合（例えば、ＬＥＤが単に発光する場合）より向上する。
【０２６９】
なお付言するに、それら反透過共振ミラー面７３０および光源側共振ミラー面７１２の如き一対の協働ミラー面は、他の種々の態様で配置することが可能である。例えば、それら一対の協働ミラー面を、いずれも光子発生源７０２から分離した状態で、その光子発生源７０２を隔てた両側にそれぞれ配置することが可能である。この配置によれば、光の共振による量子効率向上という効果に加えて、各ミラー面の角度チルトによるビーム偏向が可能になるという効果や、ミラー間隔の調整による共振波長変調が可能になるという効果が副次的に得られる。
【０２７０】
なお付言するに、本実施形態における光源部７００は、第１ないし第７実施形態においてそれの光源部４０，２４０，３４０，４１０，５１０，６２０，６６０を置換するように用いることが可能である。
【０２７１】
次に、本発明の第９施形態を説明する。ただし、本実施形態は、第１実施形態と共通する要素が多いため、異なる要素についてのみ詳細に説明し、共通する要素については、同一の符号または名称を使用して引用することにより、詳細な説明を省略する。
【０２７２】
第１実施形態においては、各光源５０Ｒ，５０Ｇ，５０Ｂからの出射光が可視光であるのに対し、図２７に示すように、本実施形態に従う画像投影装置７５０においては、光源部７６０が、非可視光を発生させる少なくとも１個の光源と、その光源から発生させられた非可視光を可視光に変換する少なくとも１個の変換部とを含むように構成されている。
【０２７３】
具体的には、図２７に示すように、本実施形態に従う画像投影装置７５０は、光源部７６０が、３個のＸ線源７６２，７６２，７６２と、それらＸ線源７６２，７６２，７６２にそれぞれ設けられた３個の板状の波長シフタ７７０Ｒ，７７０Ｇ，７７０Ｂとを含むように構成されている。図２７には、３つの成分光（Ｒ光、Ｇ光およびＢ光）のうちのいずれかを互いに共同して発生させる１個のＸ線源７６２と１個の波長シフタ７７０とが代表的に示されている。それら３個のＸ線源７６２，７６２，７６２が上述の「少なくとも１個の光源」の一例を構成し、また、それら３個の波長シフタ７７０Ｒ，７７０Ｇ，７７０Ｂが「上述の少なくとも１個の変換部」の一例を構成している。
【０２７４】
各波長シフタ７７０Ｒ，７７０Ｇ，７７０Ｂは、サブ波長構造を利用することにより、それに入射した非可視光を可視光に変換する。この原理を説明するに、前述のように、サブ波長構造がフォトニックバンドギャップを有する場合には、光閉じ込め効果が発生し、これにより、誘電体欠陥部に光が拘束される。その拘束された光子のエネルギーにより、光電気融合アクティブ素子である半導体基材中のエネルギー準位が上昇し、その結果、その光電気融合アクティブ素子が基底状態に戻る際に、エネルギー準位差に比例した周波数を持つ光子が放出される。
【０２７５】
この原理によれば、ある波長を持つ電磁波が、光閉じ込め効果を実現するサブ波長構造を有する光電気融合アクティブ素子に入射すると、その光電気融合アクティブ素子から、その入射した電磁波とは波長が異なる電磁波が出射する。すなわち、その光電気融合アクティブ素子が上述の波長シフタ７７０Ｒ，７７０Ｇ，７７０Ｂである。
【０２７６】
なお付言するに、本実施形態においては、各成分光ごとにＸ線源７６２が設けられているが、複数の成分光に共通に１個のＸ線源を設けるようにして本発明を実施することが可能である。この場合、それら成分光にそれぞれ対応する複数個の波長シフタ７７０Ｒ，７７０Ｇ，７７０Ｂは、例えば、１個のＸ線源の放出軸上において互いに積層させることにより、コンパクトに一体化することが可能である。
【０２７７】
さらに付言するに、本実施形態における光源部７６０は、第２ないし第８実施形態においてそれの光源部２４０，３４０，４１０，５１０，６２０，６６０，７００を置換するように用いることが可能である。
【０２７８】
さらに付言するに、本発明を実施するに際し、波長シフタ７７０Ｒ，７７０Ｇ，７７０Ｂを、可視光を非可視光に変換するように変更したうえで、その波長シフタ７７０Ｒ，７７０Ｇ，７７０Ｂと、可視光を放射する素子との組合せを用いることにより、放射線画像や赤外線画像を表示する画像表示装置を構成することが可能である。
【０２７９】
さらに付言するに、本発明を実施するに際し、波長シフタ７７０Ｒ，７７０Ｇ，７７０Ｂを、例えば、Ｒ光とＧ光とＢ光とのうちのいずれか（例えば、Ｒ光）をＲ光とＧ光とＢ光とに波長シフトすることによって３原色光を実現するように変更することが可能である。このようにすれば、Ｒ光とＧ光とＢ光とについて個別に発光素子を用いて３原色光を実現する場合より、装置コストの削減が容易となる。
【０２８０】
さらに付言するに、サブ波長構造素子自身がリアクティブ制御可能な放射源であってもよい。
【０２８１】
以上、本発明の実施の形態のいくつかを図面に基づいて詳細に説明したが、これらは例示であり、前記［発明の開示］の欄に記載の態様を始めとして、当業者の知識に基づいて種々の変形、改良を施した他の形態で本発明を実施することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【０２８２】
【図１】本発明の第１実施形態に従う画像投影装置１０を使用状態で示す外観斜視図である。
【図２】図１における画像投影装置１０の光学的構成を示す平面図である。
【図３】図２におけるＣＧＨ板７０を拡大して示す側面断面図である。
【図４】図３におけるブロードバンドＡＲ板７６を部分的に拡大して示す側面断面図である。
【図５】図３におけるサブ波長構造屈折板７８を部分的に拡大して示す斜視図である。
【図６】図２におけるクロスプリズム５６を示す平面図である。
【図７】図２における偏光ビームスプリッタ１２０をＬＣＯＳ１およびＬＣＯＳ２と共に示す平面図である。
【図８】図１における画像投影装置１０の電気的構成を概念的に表すブロック図である。
【図９】図８における各種信号の時間的推移を説明するためのタイムチャートである。
【図１０】図１における画像投影装置１０の別の使用例を説明するための外観斜視図である。
【図１１】図１における画像投影装置１０のさらに別の使用例を説明するための外観斜視図である。
【図１２】本発明の第２実施形態に従う画像投影装置２３０の光学的構成を示す平面図である。
【図１３】図１２におけるグレーティング板２７０を拡大して示す側面図および平面図である。
【図１４】図１３におけるグレーティング板２７０を部分的に拡大して示す側面断面図である。
【図１５】図１２における偏光ビームスプリッタ位置を拡大して示す側面断面図である。
【図１６】本発明の第３実施形態に従う画像投影装置３３０の光学的構成を示す平面図である。
【図１７】図１６におけるＲ光源３５０Ｒを部分的に拡大して示す側面断面図である。
【図１８】図１６における積層ＣＧＨ板３７０を拡大して示す側面断面図である。
【図１９】本発明の第４実施形態に従う画像投影装置４００の光学的構成を示す平面図である。
【図２０】図１９における積層ＣＧＨ板４５２を拡大して示す側面断面図である。
【図２１】本発明の第５実施形態に従う画像投影装置５００の光学的構成を示す平面図である。
【図２２】図２１におけるフォトニック結晶板５２０を拡大して示す側面断面図である。
【図２３】本発明の第６実施形態に従う画像投影装置６１０のうちの光源部６２０を示す平面図である。
【図２４】本発明の第７実施形態に従う画像投影装置６５０のうちの光源部６６０を示す平面図である。
【図２５】本発明の第８実施形態に従う画像投影装置６９０のうちの光源部７００を示す平面図である。
【図２６】図２５における反透過共振ミラー面７１２を拡大して示す斜視図である。
【図２７】本発明の第９実施形態に従う画像投影装置７５０のうちの光源部７６０を示す平面図である。
【符号の説明】
【０２８３】
１０，２３０，３３０，４００，５００，６１０，６５０，６９０，７５０  画像投影装置
１４  投影レンズユニット
１６  モバイル・コンピュータ
２０  固定クリップ
４０，２４０，３４０，４１０，５１０，６２０，６６０，７００，７６０  光源部
４２，２４２，３４２  空間変調部
５６  クロスプリズム
６４  基板
６６  銀ペースト
７０，６２４  ＣＧＨ板
７６  ブロードバンドＡＲ板
７８  サブ波長構造屈折板
１１４，１３０，２９０，３１０  接着剤
１２０  偏光ビームスプリッタ
１３８，３１４，４８０  放熱フィン
２７０  グレーティング板
３００  偏光ビームスプリッタ板
３０２  透過型ＬＣＤ
３６４，７１４  ＡＲ層
３７０，４５２  積層ＣＧＨ板
４０２  ＤＭＤ
５２０  フォトニック結晶板
７０４  サブ波長構造素子
７１２  光源側共振ミラー面
７３０  反透過共振ミラー面
７６０  Ｘ線源
７７０  波長シフタ
【図１】
2005309286.tif 000003
【図２】
2005309286.tif 000004
【図３】
2005309286.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2005309286.tif 000009
【図８】
2005309286.tif 000010
【図９】
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【図１０】
2005309286.tif 000012
【図１１】
2005309286.tif 000013
【図１２】
2005309286.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
2005309286.tif 000016
【図１５】
2005309286.tif 000017
【図１６】
2005309286.tif 000018
【図１７】
2005309286.tif 000019
【図１８】
2005309286.tif 000020
【図１９】
2005309286.tif 000021
【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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