(57)【要約】【課題】フィルター系を回折型光変調器から充分に遠く離すことで、フーリエレンズが不要なフィルター系を構成して、製品の小型化を可能にし、費用節減を可能にする単板式回折型光変調器を利用したディスプレイ装置を提供する。【解決手段】相異なる波長を有する光を出射する複数の光源からなる光源系、前記光源系の複数の光源から出射する複数の光に対して同一の光経路を与える集光部、前記光源系の光源から出射する光を線形光に変化させる照明系、前記照明系から線形光が入射すれば、変造を行い、応用に用いられる回折次数の回折光が線形の各地点で応用に適した光強度を有するようにする複数の回折次数の回折光を形成する回折型光変調器、前記回折型光変調器から出射する複数の回折次数の回折光をスクリーンに投射して映像を生成する投射系、および前記投射系と前記スクリーンとの間に位置し、前記投射系から投射される複数の回折次数の回折光のうち、所定の回折次数の回折光を通過させるフィルター系を含んでなる。【選択図】図２
2007272233.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
相異なる波長を有する光を出射する複数の光源からなる光源系と、
前記光源系の複数の光源から出射する複数の光に対して同一の光経路を与える集光部と、
前記光源系の光源から出射する光を線形光に変化させる照明系と、
前記照明系から線形光が入射すれば、変造を行い、応用に用いられる回折次数の回折光が線形の各地点で応用に適した光強度を有するようにする複数の回折次数の回折光を形成する回折型光変調器と、
前記回折型光変調器から出射する複数の回折次数の回折光をスクリーンに投射して映像を生成する投射系と、
前記投射系と前記スクリーンとの間に位置し、前記投射系から投射される複数の回折次数の回折光のうち、所定の回折次数の回折光を通過させるフィルター系と、を含んでなる、単板式回折型光変調器を利用したディスプレイ装置。
【請求項２】
前記投射系は、
前記回折型光変調器から出射する複数の回折次数を有する回折光を拡大する投射レンズと、
前記投射レンズから入射する回折光を前記スクリーンにスキャニングするスキャナと、を含んでなることを特徴とする、請求項１に記載の単板式回折型光変調器を利用したディスプレイ装置。
【請求項３】
前記スキャナはガルバノメーターミラーであることを特徴とする、請求項２に記載の単板式回折型光変調器を利用したディスプレイ装置。
【請求項４】
前記スキャナはポリゴンミラーであることを特徴とする、請求項２に記載の単板式回折型光変調器を利用したディスプレイ装置。
【請求項５】
前記フィルター系は、
前記投射系と前記スクリーンとの間に位置し、前記投射系から投射される複数の回折次数の回折光のうち、所定の回折次数の回折光を通過させるスロットであることを特徴とする、請求項１に記載の単板式回折型光変調器を利用したディスプレイ装置。
【請求項６】
前記フィルター系は、
前記投射系と前記スクリーンとの間に位置し、前記投射系から投射される複数の回折次数の回折光のうち、所定の回折次数の回折光を通過させる色選別フィルターであることを特徴とする、請求項１に記載の単板式回折型光変調器を利用したディスプレイ装置。
【請求項７】
前記フィルター系は、
前記単板式回折型光変調器を利用したディスプレイ装置が携帯用端末機に内蔵され、前記スクリーンが前記携帯用端末機の外部に位置するとき、前記携帯用端末機のケース上の光出口に位置することを特徴とする、請求項１に記載の単板式回折型光変調器を利用したディスプレイ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は単板式回折型光変調器を利用したディスプレイ装置に関するものである。特に、本発明は、フィルター系を回折型光変調器から充分に遠く離して、フーリエレンズが必要でないフィルター系を構成することで、小型化を可能にし、費用節減を可能にする単板式回折型光変調器を利用したディスプレイ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ディスプレイ装置のうち、小型ディスプレイ装置は大きさが小さくて、消費電力が少ないディスプレイ装置を言う。このような小型ディスプレイ装置は、特に携帯用端末機のディスプレイ用に使用できる。
【０００３】
このような小型ディスプレイ装置で映像を生成するために特に効率的な装置は空間光変調器（Ｓｐａｔｉａｌ ｌｉｇｈｔ ｍｏｄｕｌａｔｏｒｓ：ＳＬＭｓ）である。空間光変調器は、照明光を変調して画像表示を行う装置を言う。空間光変調器により、照明光（ｉｎｃｉｄｅｎｔ ｌｉｇｈｔ）は、その位相、強さ、偏波または方向において変調できる。
【０００４】
このような空間光変調器のうち、特に回折型光変調器は、照明光を変調して回折光を生成し、生成した回折光を利用して映像を生成する装置を言う。回折型光変調器を利用したディスプレイ装置の一例が図１に示されている。
【０００５】
図１は従来技術による単板式回折型光変調器を利用したディスプレイ装置の構成図である。
【０００６】
同図を参照すれば、従来技術による単板式回折型光変調器を利用したディスプレイ装置は、光源系１０、集光部１２、照明系１４、回折型光変調器１８、フーリエフィルター系２０、投射系２４、およびスクリーン２８を含んでいる。
【０００７】
ここで、光源系１０は、複数の光源１１ａ〜１１ｃからなっている。一応用において、複数の光源１１ａ〜１１ｃは順次点灯可能である。そして、集光部１２はミラー１３ａと複数の色選別ミラー１３ｂ、１３ｃからなり、複数の光源１１ａ〜１１ｃから出射する光を合成して一つの光経路を有するように作る。
【０００８】
照明系１４は、集光部１２を通過した光を線形の平行光に変化させて回折型光変調器１８に入射させる。そして、回折型光変調器１８は、入射する線形の平行光を変調して、多数の回折次数を有する線形の回折光を生成して出射する。この際、多数の回折次数のうち、応用に使用しようとする回折次数の回折光は、スクリーン２８に映像を生成するため、その光強度が線形の各地点で同一でないようにすることができる。すなわち、回折型光変調器１８で生成した回折光は線形であり、線形の回折光は各地点で相異なる光強度を有することができるから、スクリーン２８にスキャニングされるとき、２次元映像を生成し得る。
【０００９】
一方、回折型光変調器１８で生成した回折光はフーリエフィルター系２０に入射する。フーリエフィルター系２０はフーリエレンズ２１と色選別フィルター２２から構成され、回折光を次数別に分離し、分離された次数の回折光から所望次数の回折光のみを通過させる。
【００１０】
そして、投射系２４はプロジェクションレンズ２５とスキャナ２６からなっており、プロジェクションレンズ２５は、入射した回折光を拡大し、スキャナ２６は入射した回折光をスクリーン２８に投射して映像を生成する。
【００１１】
一方、前述したフーリエフィルター系２０は、回折型光変調器１８で回折された回折光が回折次数によって違う角度に回折型光変調器１８を離れるという事実を用いるものである。回折型光変調器１８から出射する回折光は、回折次数によって違う角度に回折される。典型的に、０次または１次の次数が表示された映像を形成するのに使われ、一番明るい０次回折光を使用する場合、明るさは増加するがノイズが増加し、１次の次数を使用する場合は、明るさは０次に比べて落ちるが、ノイズが減少して鮮やかな映像を具現することができる。
【００１２】
フーリエフィルター系２０は、例えば、出射瞳（ｐｕｐｉｌ）の位置と同じなディスプレイ装置内の所定位置に、多数の次数を有する回折光のうち、所望次数の回折光を物理的に分離するように配置することができる。これは、多数の次数の回折光のうち、望まない次数の回折光をフーリエフィルター系２０で遮断して、所望次数の回折光がフーリエフィルター系２０を通過してディスプレイ映像を提供するようにする。
【００１３】
このようなフーリエフィルター系２０は、回折型光変調器１８から出射する多くの回折次数を有する回折光のうち、望まない回折光を遮断し、所望の回折次数の回折光を通過させるため、回折光の次数別分離が明確になされるようにする必要がある。
【００１４】
このため、フーリエフィルター系２０はフーリエレンズ２１を備えている。このフーリエレンズ２１は、回折型光変調器１８から出射する多くの回折次数の回折光を次数別に明確に分離することになる。
【００１５】
このように、フーリエフィルター系２０は、単板式回折型光変調器を使用するディスプレイ装置において、出射瞳に位置しなければならない制約を持っている。また、回折次数別に分離角を大きくするためには、フーリエレンズが必須に要求されるから、製品を小型化するのに困難がある。
【００１６】
このような製品の小型化における困難は、単板式回折型光変調器を利用したディスプレイ装置の応用例として携帯用端末機を見ると、このような携帯用端末機に対する使用者の要求が小型化にあることから、もっと望ましくない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
したがって、本発明は前記のような問題点を解決するためになされたもので、フィルター系を回折型光変調器から充分に遠く離れた位置に位置させて、フーリエレンズのないフィルター系を構成することで、製品の小型化を可能にする単板式回折型光変調器を利用したディスプレイ装置を提供することをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
前記のような目的を達成するための本発明は、相異なる波長を有する光を出射する複数の光源からなる光源系と、前記光源系の複数の光源から出射する複数の光に対して同一の光経路を与える集光部と、前記光源系の光源から出射する光を線形光に変化させる照明系と、前記照明系から線形光が入射すれば、変造を行い、応用に用いられる回折次数の回折光が線形の各地点で応用に適した光強度を有するようにする複数の回折次数の回折光を形成する回折型光変調器と、前記回折型光変調器から出射する複数の回折次数の回折光をスクリーンに投射して映像を生成する投射系と、前記投射系と前記スクリーンとの間に位置し、前記投射系から投射される複数の回折次数の回折光のうち、所定の回折次数の回折光を通過させるフィルター系と、を含んでなる、単板式回折型光変調器を利用したディスプレイ装置を提供する。
【発明の効果】
【００１９】
このような本発明によれば、フィルター系が別のフーリエレンズを備えなくても良いので、製品の小型化が可能な効果がある。
【００２０】
また、本発明によれば、フィルター系が別のフーリエレンズを備えなくても良いので、製品の製作にかかる費用の節減をはかる効果がある。
【００２１】
また、本発明によれば、単板式回折型光変調器を利用したディスプレイ装置を携帯用端末機などに内蔵する場合、携帯用端末機のケースにフィルター系を具現することができるので、小型化の利点を増大させることができる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、図２以下の図面に基づいて、本発明による単板式回折型光変調器を利用したディスプレイ装置を詳細に説明する。
【００２３】
図２は本発明の一実施例による単板式回折型光変調器を利用したディスプレイ装置の構成図である。
【００２４】
同図を参照すれば、本発明の一実施例による単板式回折型光変調器を利用したディスプレイ装置は、複数の光を生成して出射する光源系１１０、光源系１１０から出射する複数の光に対する光経路を同一にする集光部１１２、集光部１１２から出射する光を線形の平行光に作り、回折型光変調器１１８に入射させる照明系１１４、照明系１１４から入射した光を回折させて複数の回折次数を有する回折光を生成して出射し、生成した複数の回折次数の回折光のなかで少なくとも一つの回折次数の回折光が所望の映像を生成し得る回折光を生成して出射する回折型光変調器１１８、回折型光変調器１１８で生成した複数次数の回折光をスクリーン１２６に投射する投射系１２０、および投射系１２０とスクリーン１２６との間に位置し、所望の回折次数の回折光を通過させるフィルター系１２４を含む。
【００２５】
光源系１１０は、複数の光源、一例として、Ｒｅｄ光源１１１ａ、Ｇｒｅｅｎ光源１１１ｂ、およびＢｌｕｅ光源１１１ｃからなる。各光源１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃは、レーザーダイオード（ｌａｓｅｒ ｄｉｏｄｅ）または発光ダイオード（ｌｉｇｈｔ ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅ）などが使用可能である。この際、本発明の一実施例のように、単板式の場合、つまり回折型光変調器１１８を一つだけ使用した場合は、光源系１１０がＲｅｄ光、Ｇｒｅｅｎ光、およびＢｌｕｅ光を時分割して出射すれば、回折型光変調器１１８の前段または後段に別のカラーホイール（多重ビームを色別に時間的に分割することができる装置）などを備える必要がない。もちろん、光源系１１０が複数の光を同時に出射すれば、つまり時分割せずに出射すれば、図３に示すように、回折型光変調器１１８の前段または後段に別のカラーホイール１１７を備えることで、複数の光が同時に回折型光変調器１１８に入射するものではなく、相異なる時間に入射するようにすることができる。
【００２６】
そして、集光部１１２は、多数の反射ミラーと多数の色選別ミラーから構成することができ、一例として、図２に示すように、一つの反射ミラー１１３ａと二つの色選別ミラー１１３ｂ、１１３ｃを含んでおり、複数の光源１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃから出射する光が同一の光経路を有するようにする。すなわち、反射ミラー１１３ａは、Ｒ光源１１１ａから出射する光の経路を変化させて、所望の光経路にＲ光を位置させ、次段に位置する色選別ミラー１１３ｂは、Ｒ光を通過させ、Ｇ光源１１１ｂから出射したＧ光を反射させることで、Ｒ光とＧ光が同一の光経路に位置するようにし、その次段に位置する色選別ミラー１１３ｃは、Ｒ光とＧ光を通過させ、Ｇ光源１１１ｃから出射するＢ光を反射させ、Ｒ光とＧ光およびＢ光が同一の光経路に位置するようにする。
【００２７】
一方、前記光源系１１０と集光部１１２との間には、照明系１１４のコリメータレンズ系１１５が位置している。この際、コリメータレンズ系１１５は複数のコリメータレンズ１１５ａ、１１５ｂ、１１５ｃからなっており、それぞれのコリメータレンズ１１５ａ、１１５ｂ、１１５ｃは、光源系１１０の各光源１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃに対応して位置し、それぞれの光源１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃから出射する発散光を平行光に作る。
【００２８】
そして、集光部１１２の後段には照明系１１４のシリンダーレンズ１１６が位置し、シリンダーレンズ１１６は、集光部１１２から出射する平行光を線形光に作って回折型光変調器１１８に入射させる。
【００２９】
もちろん、本発明の一実施例においては、照明系１１４のコリメータレンズ系１１５が光源系１１０と集光部１１２との間に位置し、シリンダーレンズ１１６が集光部１１２の次段に位置するように構成したが、図４に示すように、他の実施例においては、照明系１１４のコリメータレンズ１１５’を集光部１１２の後段に位置させることができる。このようにすれば、図２に示すような三つのコリメータレンズ１１５ａ、１１５ｂ、１１５ｃからなるコリメータレンズ系１１５とは異なり、一つのコリメータレンズ１１５’のみ使用して所望の行光を作ることができるから、コスト節減をもたらすことができる。
【００３０】
次に、回折型光変調器１１８は、照明系１１４から線形の平行光が入射すれば、光変調を行うことにより、複数の回折次数を有する回折光を形成して出射する。この際、回折型光変調器１１８から出射する複数の回折次数を有する回折光は、各回折次数別に見れば、線形光である。
【００３１】
そして、回折型光変調器１１８から出射する複数の回折次数の回折光のうち、スクリーン１２６に投射して映像を生成しようとする回折次数の回折光は、線形の各地点でその光強度が互いに異なるようにすることができ、その結果、スクリーン１２６に該当の回折次数の回折光を投射して所望の映像を作ることができる。
【００３２】
また、回折型光変調器１１８から出射する複数の回折次数の回折光は、互いに異なる回折角を持って進行することになる。よって、回折型光変調器１１８から回折光が遠くなるほど次数間の最近接距離はもっと遠くなる。
【００３３】
したがって、本発明の一実施例の如く、フィルター系１２４を投射系１２０の次段に位置させれば、回折型光変調器１１８から充分に遠く離れた位置にフィルター系１２４が置かれ、その結果フィルター系１２４に入射する複数の回折次数の回折光は、次数間に十分な最近接距離を確保したままで入射するから、次数間に最近接距離を大きくするための別のフーリエレンズを必要としない。
【００３４】
すなわち、従来技術においては、回折型光変調器１１８の次段にフィルター系１２４が位置するから、フィルター系１２４に入射する複数の回折次数の回折光が、次数間に最近接距離が充分に確保されなかった状態で入射することになり、それによりフーリエレンズをさらに備えて次数間の最近接距離を充分に確保した後、所望次数の回折光を通過させるようにしたが、本発明においては、回折型光変調器１１８から出射した複数の回折次数の回折光が充分に進行して、次数間の分離が明確になされた後、所望次数の回折光を分離するため、別のフーリエレンズをさらに備える必要がない。
【００３５】
一方、投射系１２０は投射レンズ１２１とスキャナ１２２からなるもので、回折型光変調器１１８から出射する線形の回折光を拡大してスクリーン１２６にスキャニングすることにより２次元映像を生成する。
【００３６】
このような投射系１２０の投射レンズ１２０は、回折型光変調器１１８から出射した複数の回折次数の回折光を拡大する。このような拡大により、次数間の最近接距離も一層遠くなる。すなわち、本発明において、投射系１２０の投射レンズ１２１は、回折型光変調器１１８から出射する回折光を拡大する役目もするが、次数間の分離も行ってフーリエレンズの機能をすることになる。
【００３７】
そして、投射系１２０のスキャナ１２２は、投射レンズ１２１を通じて拡大された複数の回折次数を有する線形の回折光をスクリーン１２６にスキャニングをして２次元映像を生成する。
【００３８】
ここで、スキャナ１２２としては、ガルバノメーターミラーを使用することもでき、ポリミラーを使用することもできる。
【００３９】
次に、フィルター系１２４はスロットまたは色選別フィルターを使用することができ、投射系１２０から投射される複数の回折次数の回折光のうち、所望の回折次数の回折光を通過させ、望まない回折次数の回折光は遮断させ、従来技術とは異なり、別のフーリエレンズを備えなくても良いので、製品の小型化および費用節減をはかることができる。
【００４０】
すなわち、本発明においては、フィルター系１２４が回折型光変調器１１８から充分に遠く離れた所に位置して、回折次数間に最近接距離がスロットまたは色選別フィルターを使用して分離するのに十分に確保された状態で、複数の回折次数を有する回折光が入射するので、従来技術とは異なり、別のフーリエレンズを必要としない。その結果、製品の小型化が可能であり、費用節減をはかることができる。
【００４１】
さらに、本発明のフィルター系１２４が投射系１２０の後段に位置することにより、単板式回折型光変調器を利用したディスプレイ装置を携帯用端末機などに内蔵する場合、携帯用端末機などのケースに直接フィルター系１２４を具現することができ、小型化の利点を増大させることができる。
【００４２】
すなわち、図５に示すように、単板式回折型光変調器を利用したディスプレイ装置を携帯用端末機２１０に内蔵する場合、ケース２１１の開口部２１２をスロットに製作すれば、単板式回折型光変調器を利用したディスプレイ装置が携帯用端末機２１０の内部で占める空間を減らすことができるので、小型化を達成することができる。図５において、携帯用端末機に内蔵した単板式回折型光変調器を利用したディスプレイ装置の構成は、図４に示す構成を使用したが、図２および図３に示す構成を使用することもできる。
【００４３】
一方、フィルター系１２４は、スキャナ１２２の動きにかかわらず、固定状態を維持するように具現することもでき、応用によっては、スキャナ１２２の動きに連動して動作するように具現することもできる。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明は、フィルター系を回折型光変調器から充分に遠く離れた位置に位置させて、フーリエレンズのないフィルター系を構成することで、製品の小型化を可能にする単板式回折型光変調器を利用したディスプレイ装置に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】従来技術による単板式回折型光変調器を利用したディスプレイ装置の構成図である。
【図２】本発明の一実施例による単板式回折型光変調器を利用したディスプレイ装置の構成図である。
【図３】本発明の他の実施例による単板式回折型光変調器を利用したディスプレイ装置の構成図である。
【図４】本発明のさらに他の実施例による単板式回折型光変調器を利用したディスプレイ装置の構成図である。
【図５】本発明の実施例による単板式回折型光変調器を利用したディスプレイ装置を内蔵した携帯用端末機の部分切開斜視図である。
【符号の説明】
【００４６】
１１０    光源系
１１２    集光部
１１４    照明系
１１８    回折型光変調器
１２０    投射系
１２４    フィルター系
１２６    スクリーン
【図１】
2007272233.tif 000003
【図２】
2007272233.tif 000004
【図３】
2007272233.tif 000005
【図４】
2007272233.tif 000006
【図５】
2007272233.tif 000007