JP2007316640A - レーザ斑点を減少させる光変調器及び光変調器モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】レーザ斑点（ｌａｓｅｒ ｓｐｅｃｋｌｅ）を減少させる光変調器及び光変調器モジュールを提供する。
【解決手段】本発明の光変調器モジュールは、入射光が入射されて、上記入射光を変調した出力光を出力する光変調器と、及び上記光変調器上に位置しながら、上記入射光と上記出力光が通過するし、光経路となる表面の一部に位相調整パターンが形成されている光透過性基板と、を含む。光透過性基板は、入射光の光経路となる表面一部または出力光の光経路となる表面一部に位相調整パターンが形成されてもよい。
【選択図】図４

Description

本発明は、１次元の線状光をスキャンして２次元映像をディスプレイする装置に関するもので、より詳細には、既存の光変調器または光変調器モジュールに位相調整パターンを形成し、レーザ斑点（ｌａｓｅｒ ｓｐｅｃｋｌｅ）を減少させるディスプレイ装置（Ｏｐｔｉｃａｌ ｍｏｄｕｌａｔｏｒ ａｎｄ ｏｐｔｉｃａｌ ｍｏｄｕｌａｔｏｒ ｍｏｄｕｌｅ ｆｏｒ ｒｅｄｕｃｉｎｇ ｌａｓｅｒ ｓｐｅｃｋｌｅ）に関する。

人の目は、分解能（ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ）において、限界がある。目で物体を見る場合、目は物体を分解能に応じて多数の点に量子化する。例えば、人から３メートル程度の前に特定物体の表面がある場合、人の目は表面をそれぞれ１ｍｍの直径を有する多数の点に分解して認知する。

図１は、人の目が拡散表面（ｄｉｆｆｕｓｅ ｓｕｒｆａｃｅ）を見ることを示している。レーザ光源によるレーザ光１６は、拡散表面１４に照らされている。人の目１２の網膜上には、拡散表面１４の特定点１８に関する像がうつる。特定点１８より小さい拡散表面１４上の模様は、目１２により分解されることはできない。一つの特定点１８内には、多数の散乱中心（ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ ｃｅｎｔｅｒ）が含まれており、これらはレーザ光１６を散乱させる。レーザ光１６は、特性上に干渉性を有するので、散乱中心らは目１２に干渉（ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ）を発生させる。干渉により目１２は最も明るい点から最も暗い点までの明暗度の範囲内にある特定点１８を認知する。特定点１８内のそれぞれの散乱中心は多様な光波（ｌｉｇｈｔ ｗａｖｅ）の中心となり、各光波等は補強干渉及び／または相殺干渉をして特定点１８の明暗度を決定する。例えば、特定点１８は、各光波が補強干渉をすると明るい点となり、相殺干渉をすると暗い点となる。よって、目１２は拡散表面１４に対して明るい点、中間明るさの点、暗い点などがランダムにパターニングされた粒子性パターンを作ることになるが、このような粒子性パターンを斑点（ｓｐｅｃｋｌｅ）という。

図１では、人の目１２を例示したが、一般的な光学システムも人の目１２と同様な原理により、レーザ光のような干渉光で拡散表面１４のような荒い表面を照らすと、斑点が検出される。

図２は、明るい点、中間明るさの点、暗い点が粒子性（ｇｒａｎｕｌａｒ）パターンを示す斑点の写真である。このような斑点は、表示される映像の画質を低下させる原因となるので減少させる必要がある。

図２に示されているような斑点は、Ｎ個の無相関（ｕｎｃｏｒｒｅｌａｔｅｄ）斑点パターンを重畳させることで減少させることができる。Ｎ個の無相関斑点パターンが同様な平均強度を有する場合、斑点減少因子はＮの平方根となることができる。また、Ｎ個の無相関斑点パターンが同様ではない平均強度を有する場合、斑点減少因子はＮの平方根以下となる。また、無相関斑点パターンは、空間的に重畳されなくても平均時間、周波数または偏波により獲得することができる。

図３は、従来のレーザ斑点を減少させるためのディスプレイ装置の概略的な平面図である。

レーザ光源１４６はレーザ光１７２を放出する。発散レンズ１７４、視準レンズ１７６及び円筒レンズ１７８を含む照明光学装置１４８は、レーザ光１７２を光変調器１５０上に集中させる。光変調器１５０により変調された変調光は、第１及び第２リリースレンズの１８２及び１８４と、シュリーレン停止１８０（Ｓｃｈｌｉｒｅｎ ｓｔｏｐ）とを含むシュリーレン光学装置１５２と、数回のスキャンにより位相変異を生成する２次元の長方形配列を有する拡散器１５４と、プロジェクションレンズ１８６及びスキャニングミラー１８８を含むプロジェクション装置１５６とを通過してスクリーン１６４上に照される。

ここで、数回のスキャンの際に位相変異を生成するために、Ｎ個の無相関斑点パターンに相応する２次元の長方形配列を有する拡散器１５４を介してレーザ斑点を減少させることができるが、これは、既存のディスプレイ装置１４２に別に備えられる必要がある。また、中間映像平面（ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ ｉｍａｇｅ ｐｌａｎｅ）を必ず必要とするので、ディスプレイ装置１４２の全体の体積が大きくなり複雑になるという問題点がある。

そして、小型プロジェクタのような小型のディスプレイ装置が要求される所では使用が難しいという短所がある。

よって、本発明は別途の追加的な装置なしでレーザ斑点を減少させる位相調整パターンが光変調器または光変調器モジュールと一体化になって体積増加のない光変調器及び光変調器モジュールを提供する。

また、本発明はレーザ斑点を減少させて、表示される映像の画質の低下を防止できる光変調器及び光変調器モジュールを提供する。

また、本発明はモバイル光学系のような小型光学系でも適用できる光変調器及び光変調器モジュールを提供する。

本発明の以外の目的は、下記の説明を通してより易しく理解することができる。

上記の目的たちを達成するために、本発明の一実施形態によれば、入射光が入射され、上記入射光を変調した出力光を出力する光変調器と、及び上記光変調器上に位置しながら、上記入射光と上記出力光が通過するし、光経路となる表面一部に位相調整パターンが形成されている光透過性基板と、を含む光変調器モジュールが提供される。

好ましくは、上記光透過性基板には、上記入射光の光経路となる表面の一部に上記位相調整パターンが形成されることができる。また、上記光透過性基板には、上記出力光の光経路となる表面一部に上記位相調整パターンが形成されることができる。

好ましくは、上記入射光は、レーザ光であることができる。ここで、上記位相調整パターンは、上記レーザ光により発生されるレーザ斑点（ｓｐｅｃｋｌｅ）を減少させることができる。

また、上記位相調整パターンは、それぞれ０及びパイ（π）ラジアンである第１及び第２相対位相変異を誘導することができる。そして、上記位相調整パターンは陰刻で形成され、バーカコード（Ｂａｒｋｅｒ ｃｏｄｅ）シーケンスパターンの深さを有することができる。また、上記位相調整パターンは陽核で形成され、バーカコードシーケンスパターンの高さを有することができる。ここで、上記深さ（ｈ）または上記高さ（ｈ）は、下記の数学式を満足させることができる。
ここで、λは光の波長、ｎ_０は上記光透過性基板の屈折率である。

上記の目的たちを達成するために、本発明の別の実施形態によれば、基板と、上記基板上に位置する絶縁層と、中央部分が上記絶縁層との間に所定間隔離隔されて位置しながら、表面に上部ミラーが形成されており、上記中央部分に第１位相調整パターンが形成されている構造物層と、及び上記構造物層の両側端上に形成されて上記構造物層の中央部分を上下に動かせる圧電駆動体と、を含む光変調器が提供される。

また、上記構造物層は上記中央部分において、長さ方向に一つ以上のスリット（ｓｌｉｔ）が形成されており、上記絶縁層は表面に下部ミラーが形成されていて、上記第１位相調整パターン下部に第２位相調整パターンが形成されてもよい。

好ましくは、上記第１位相調整パターンは、レーザ光により発生されるレーザ斑点を減少させることができる。ここで、上記第１位相調整パターンはそれぞれ０及びパイ（π）ラジアンである第１及び第２相対位相変異を誘導することができる。上記第１位相調整パターンは陰刻で形成されて、バーカコードシーケンスパターンの深さを有したり、または、上記第１位相調整パターンは陽核で形成されて、バーカコードシーケンスパターンの高さを有することができ、上記深さまたは上記高さは光の波長の１／４であることができる。

また、上記第２位相調整パターンは、レーザ光により発生されるレーザ斑点を減少させることができる。ここで、上記第２位相調整パターンはそれぞれ０及びパイ（π）ラジアンである第１及び第２相対位相変異を誘導することができる。上記第２位相調整パターンは陰刻で形成されて、バーカコードシーケンスパターンの深さを有したり、また、上記第２位相調整パターンは陽核で形成されて、バーカコードシーケンスパターンの高さを有することができ、上記深さまたは上記高さは光の波長の１／４であることができる。

また、上記第１位相調整パターンと上記第２位相調整パターンは、同様な形状を有することができる。

上記の目的たちを達成するために、本発明のさらに別の実施形態によれば、１次元線状光をスキャンして２次元映像を表示するディスプレイ装置において、光源と、上記光源から入射光が入射され、上記入射光を変調した出力光を出力する光変調器と、上記光変調器上に位置しながら、上記入射光と上記出力光が通過するし、光経路となる表面の一部に位相調整パターンが形成されている光透過性基板と、及び上記出力光をスクリーン上に所定方向にスキャンするスキャニングミラーと、を含むディスプレイ装置が提供される。

好ましくは、上記光透過性基板には上記入射光の光経路となる表面の一部に上記位相調整パターンが形成されていたり、上記光透過性基板には上記出力光の光経路となる表面の一部に上記位相調整パターンが形成されることができる。

ここで、上記光源はレーザ光源であり、上記入射光及び上記出力光はレーザ光であることができる。

上記の目的たちを達成するために、本発明のさらに別の実施形態によれば、１次元線状光をスキャンして２次元映像を表示するディスプレイ装置において、光源と、上記光源から入射光が入射され、上記入射光を変調した出力光を出力する光変調器と、及び上記出力光をスクリーン上に所定方向にスキャンするスキャニングミラーと、を含み、上記光変調器は、基板と、上記基板上に位置する絶縁層と、中央部分が上記絶縁層との間で所定間隔離隔されて位置し、表面に上部ミラーが形成されており、上記中央部分に第１位相調整パターンが形成される構造物層と、また、上記構造物層の両側端上に形成され、上記構造物層の中央部分を上下に動かせる圧電駆動体と、を含むことを特徴とするディスプレイ装置が提供される。

また、上記構造物層は上記中央部分に、長さ方向に一つ以上のスリット（ｓｌｉｔ）が形成されており、上記絶縁層は表面に下部ミラーが形成されていて、上記第１位相調整パターン下部に第２位相調整パターンが形成されてもよい。

本発明による光変調器及び光変調器モジュールは、別途の追加的な装置なしでレーザ斑点を減少させる位相調整パターンが光変調器または光変調器モジュールと一体になって体積が増加しない。

また、レーザ斑点を減少させて、表示される映像の画質低下を防止することができる。

また、モバイル光学系のような小型プロジェクション装置にも適用できる。そして、追加装置が不要であるので全体装置を構成する費用が少く、重さの軽いという長所がある。

以下、添付図面を参照して本発明によるレーザ斑点を減少させる光変調器、光変調器モジュール及びこれを含むディスプレイ装置の好ましい実施例を詳しく説明する。本発明を説明することにおいて、係わる公知技術の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、その詳細な説明を略する。本明細書の説明過程に使用される数字（例えば、第１、第２など）は、同様または類似である個体を順次に区分するための識別記号に過ぎない。

図４は、本発明の好ましい一実施例によるディスプレイ装置の平面図であり、図５は、図４に示した光軸に沿って展開したディスプレイ装置の側面図であり、図６は、本発明の好ましい一実施例によるディスプレイ装置に含まれる光変調器の斜視図である。

ディスプレイ装置４００は、光源４０１、照明光学系４０２、光変調器４０５、プロジェクション光学系４０７及びスキャニングミラー４１０を含む。照明光学系４０２及びプロジェクション光学系４０７が一般的なディスプレイ装置に含まれるものであることは、当該技術分野において通常の知識を持った者（以下「当業者」と称する）であれば容易く認識することができる。

光源４０１は、照明光学系４０２を通過して光軸４１２に沿って光変調器４０５に入射光を放出する。本発明では、レーザ光の干渉性を用い、それに応ずるレーザ斑点を減少させることが目的であるため、光源４０１としてはレーザ光を放出するレーザ光源またはレーザダイオード（ｌａｓｅｒ ｄｉｏｄｅ）であることが好ましい。

照明光学系４０２は、光源４０１から放出される光４１３を光軸４１２と平行になるように集める集光レンズ４０３（Ｃｏｎｄｅｎｓｅｒ）と、光変調器４０５のミラーたち上に集光レンズ４０３により集まった光４１３を集中させる円筒レンズ４０４とを含む。その他にも示されてはいないが、集光レンズ４０３の代りに発散レンズと視準レンズとを用いて円筒レンズ４０４に光４１３を伝達することもできる。照明光学系４０２は、光源４０１からの光４１３が、図５では、ｙ軸方向には平行であり、ｚ軸には垂直である平面方向に集中させ１次元線状光形態で光変調器４０５上に入射するようにする。ここで、光変調器４０５への光４１３、すなわち、入射光４１３の入射角は反射光と回折光とがプロジェクション光学系４０７のシュリーレン停止部４０９に到逹する角を有する。

勿論、照明光学系４０２以外の異なる光学系によって光変調器４０５に入射光４１３を照らすこともできる。また、本発明で使用されるレンズは、単一構成品レンズに制限されず、複合レンズまたは反射性光学素子に代替されることもできる。

光変調器４０５は、それぞれミラー層を有する複数のリボン（４１５−１、...、４１５−ｎ、ここで、ｎは任意の自然数）が円筒レンズ４０４の焦点線（ここでは図５のＹ軸）に沿って線状配列されている。光変調器４０５は、光変調器駆動回路（図示せず）の電気信号に応じて各リボン（４１５−１、...、４１５−ｎ）を上下方向（ここでは、図６のＺ軸方向）に駆動させ入射光を変調する。

図６を参照すると、光変調器４０５は多数のリボン（４１５−１、...、４１５−ｎ、以下４１５と称する）を含み、図６では（ｌ−１）番目、ｌ番目、（ｌ＋１）番目のリボン（４１５−（ｌ−１）、４１５−ｌ、４１５−（ｌ＋１））（ここで、ｌ＜ｎ）を中心として説明する。

光変調器４０５は、基板（図示せず）上に位置する絶縁層６１０と、中央部分６３０が絶縁層６１０との間で所定間隔離隔されて位置する構造物層６００と、構造物層６００の両端上に形成されて構造物層６００の中央部分６３０を上下に動かせる圧電駆動体（図示せず）と、を含む。構造物層６００は、中央部分６３０を含む一表面上に光反射特性を有する上部ミラー６５０が形成されている。構造物層６００及び上部ミラー６５０を含んで一方向に長い模様を有しているためリボン４１５と称する。

リボン４１５の中央部分６３０にスリット６４０が形成されなかった場合には、一つ以上のリボン４１５が集まって映像中の一つの画素を担当することになる。複数のリボン４１５は、圧電駆動体にかかる電圧（光変調器駆動回路の電気信号に応じて変化する）に応じて上下に駆動する。複数のリボン４１５がすべて一定した高さを維持しながら、例えば、偶数番目のリボンに第１電圧がかかって偶数番目のリボンが上方向または下方向に動くと、偶数番目のリボンから反射される第１反射光と、奇数番目のリボンから反射される第２反射光との間に経路差が発生し回折（干渉）が発生することになり、この特性を用いて光の強度を変調できるようになる。これにより、映像の各画素の明暗度を表現することができる。

また、リボン４１５の中央部分６３０に一つ以上のスリット６４０が形成された場合（図６の例はスリットが一つである場合）には、一つのリボン４１５が映像中の一つの画素を担当する。スリット６４０は、リボン４１５の長さ方向（図６のｘ軸方向）への長い長方形のホール（ｈｏｌｅ）であることが好ましい。この際、絶縁層６１０の表面に光反射特性を有する下部ミラー６２０が形成されていなくてはならない。圧電駆動体にかかる電圧を調節すれば、リボン４１５が上下に動くことになり、リボン４１５表面の上部ミラー６５０と絶縁層の下部ミラー６２０との間の間隔調節が可能になる。上部ミラー６５０から反射される第３反射光と下部ミラー６２０から反射される第４反射光との間に経路差が発生して回折（干渉）が発生する。

リボン４１５にスリット６４０がある場合もない場合も両方とも各反射光の間の経路差を用いて一つの画素の明暗度を表現することになり、各反射光は回折（干渉）原理により反射光４２０以外に＋１回折次数と−１回折次数（Ｄ＋１、Ｄ−１）などの回折光４２１及び４２２を作り出す。以下、本発明では後述するプロジェクション光学系４０７に含まれるシュリーレン停止部４０９から反射光４２０を進行させるし、＋１回折次数と−１回折次数（Ｄ＋１、Ｄ−１）などの回折光４２１及び４２２の進行を停止させることを中心として説明する。勿論、必要により、シュリーレン停止部４０９が反射光４２０を停止させて、＋１回折次数と−１回折次数（Ｄ＋１、Ｄ−１）などの回折光４２１及び４２２を進行させることもできる。また、リボン４１５を上下に駆動させるために、圧電駆動体以外の静電方式による駆動体などを使用することもできる。

光変調器４０５は、一つまたは二つ以上のリボン４１５が映像の一画素の明暗度を表現するように入射光を変調して出力光を放出する。出力光は、前に説明したように、反射光４２０と、回折光４２１及び４２２とを含む。光変調器４０５は、図５及び図６のｙ軸方向に平行に配列された多数のリボン４１５により１次元直線映像を表現する。特定時点で、光変調器４０５は２次元映像中のある一つの１次元直線映像（垂直方向または水平方向）の明暗度を表現し、スキャニングミラー４１０はスクリーン４１１上の特定位置に当該１次元直線映像を表示する。スキャン周波数に応じて光変調器４０５は多数の１次元直線映像を変調し、スキャニングミラー４１０が所定方向（一方向または両方向）にスキャンして、全体的に２次元映像を表示することになる。

光変調器４０５からの出力光４２０、４２１及び４２２は、プロジェクション光学系４０７を通過してスキャニングミラー４１０に伝達される。プロジェクション光学系４０７は、プロジェクションレンズ４０８及びシュリーレン停止部４０９を含む。プロジェクションレンズ４０８は、１次元直線映像である出力光４２０、４２１及び４２２を２次元空間映像に広がった（１次元直線映像が左右に広がった形態）後にスキャニングミラー４１０を介して最終的にスクリーン４１１上に１次元直線映像として投影されるようにする。シュリーレン停止部４０９は、出力光のうち、反射光４２０または回折光４２１及び４２２を選別して通過させる。

ガルバノミラーは第１スキャン運動（Ａ）により元に戻り、第２スキャン運動（Ｂ）により１次元直線映像である出力光をスクリーン４１１上に投映する。勿論、その反対であることもできる。また、ガルバノミラーの代りにポリゴンミラー（図示せず）が位置して一方向のみに回転しながら出力光をスクリーン４１１上に投映することもできる。本発明ではガルバノミラーとポリゴンミラーを通称してスキャニングミラーと称する。

光変調器４０５からプロジェクション光学系４０７に進むことにおいて、レーザ斑点を減少させるための位相調整部分が含まれるが、以下では、位相調整によりレーザ斑点を減少させる装置及びその方法を詳しく説明する。

図７は、本発明の好ましい一実施形態による光透過性基板に位相調整パターンが形成された光変調器モジュールの断面図である。

光変調器モジュール７００は、光変調器４０５と光透過性基板７１０とを含む。光透過性基板７１０は、光変調器４０５の両表面のうち光変調に係わる一面の上部に位置し、入射光４１３と出力光４２０、４２１及び４２２とを通過させる。光変調器４０５は微小電気（電圧、電流など）に応じて機械的な運動をするメムス（ＭＥＭＳ、Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ）装置であるため、外部環境による影響を最小化するためにモジュール（ｍｏｄｕｌｅ）化する。モジュール化を通して外部環境（特に空気）による影響を最小化し、かつモジュール自体の大きさも最小化するために、図７に示したように入射光４１３と、出力光４２０、４２１及び４２２とが通過できる光透過性基板７１０を用いて光変調器４０５にて機械的な運動をするリボン４１５部分を密封する。

光透過性基板７１０は、光を９９％以上透過できる材質であって、ガラスなどで構成される。

図７を参照すると、光透過性基板７１０の表面のうち、出力光４２０、４２１及び４２２が通過する光経路内に位相調整パターン７２０が形成されている。

位相調整パターン７２０は陰刻に形成され、二つの深さ（０またはｈ）を有している。各深さに応じて出力光４２０、４２１及び４２２は０ラジアンの第１相対位相変異、またはパイ（π) ラジアンの第２相対位相変異が誘導される。は、位相調整パターン７２０は、図７に示したことと異なって、陽核に形成されることができ、この場合、二つの高さ（０またはｈ）を有する。各高さに応じて出力光４２０、４２１及び４２２は、０またはパイ（π) ラジアンの第１または第２相対位相変異が誘導される。

また、位相調整パターン７２０は、出力光４２０、４２１及び４２２の光経路の代りに、入射光４１３の光経路となる表面の一部７３０に形成されることもできる。しかし、この場合、図４及び５に示したディスプレイ装置４００のコントラスト比（ｃｏｎｔｒａｓｔｒａｔｉｏ）が悪くなる。よって、位相調整パターン７２０は、出力光４２０、４２１及び４２２が通過する光透過性基板７１０の表面７３０中の一部に形成されることが好ましい。

光変調器４０５のリボン表面から位相調整パターン７２０までの距離（ｚ_０、すなわち、ｄ＋Ｄ）は、下記の数学式３を満足しなくてはならない。
ここで、ｚ_０＞Ｄ
または、光透過性基板７１０の厚みは次の条件を満足する。
ここで、ｄは光変調器４０５の上面と光透過性基板７１０の下面との間の間隔である。

ここで、Ｔは光幅（ｂｅａｍ ｗｉｄｔｈ）またはＸ軸での一つのピクセルの大きさ、すなわち、リボンピッチ（ｐｉｔｃｈ）を表し、λは光の波長を表す。

ｄ＜＜Ｄである場合、光変調器４０５の上面と光透過性基板７１０との間の間隔ｄは無視することができ、この場合、光透過性基板７１０の厚みは次のようである。

位相調整パターン７２０は、バーカコード（Ｂａｒｋｅｒ ｃｏｄｅ）シーケンスパターンを従うことにより、バーカコードシーケンスパターンは最大１３の長さを有する無相関シーケンスパターンであって、下記の数学式６のようなバーカコードの一例及び下記の数学式７により生成される。
ここで、ｒｅｃｔ（ｘ−ｉ）は、ｘがｉないしｉ＋１の区間に限って１であり、その外の区間では０である関数である。Ｎ（Ｎ＝１３）は、バーカコードの長さである。上記の数学式６と数学式７により獲得されるバーカコードシーケンスパターンが図８に示されている。

上記の数学式６において、陽（＋）の符号は０ラジアンである第１相対位相変異を、陰（−）符号はパイ（π) ラジアンである第２相対位相変異を意味する。勿論、その反対であることもできる。バーカコードシーケンスパターンにおいての深さ、または高さｈは、下記の数学式８を満足させなくてはならない。
ここで、n_０は光透過性基板７２０の屈折率（ｒｅｆｒａｃｔｉｖｅ ｉｎｄｅｘ）である。

図７に示された位相調整パターン７２０はｈ＊Ｈ（ｘ）である。上記数学式６に記載した位相調整パターン７２０の全長は光変調器４０５にてｘ軸方向に単一ピクセルサイズ、または光幅（ｂｅａｍ ｗｉｄｔｈ）Ｔと等しくなければならない。このパターンは光と位相調整パターン７２０との不一致を避けるために、ｘ軸方向に周期的に繰り返されることができる。

上記数学式６によるパターンの特徴は、パターンの自己相関関数（ａｕｔｏｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ ｆｕｎｃｔｉｏｎ)が狭小なピーク（略単一ビットまたはピッチ（Ｔ／Ｎ)と同様)と低いサイドローブ準位（ｌｏｗ ｓｉｄｅ ｌｏｂｅ ｌｅｖｅｌ)を有することである。これは単一ピッチ（Ｔ／Ｎ)以上の距離Δx分（Δｘ≧Ｔ／Ｎ）ｘ軸方向にこのパターンをシフトさせた後には以前パターンとは係わらないことを意味する。

図８に示すようなバーカコードシーケンスパターンを位相調整パターン７２０として用いることにより無相関斑点パターンを重畳してレーザ斑点を減少させることができる。本例ではバーカコードシーケンスパターンの長さが１３であるので、斑点減少因子は最大１３の平方根となることができる。

図９は、本発明の好ましい別の実施例による位相調整パターンを有する光変調器の斜視図である。

光変調器４０５の各リボン４１５には、スリット６４０が形成されている。各リボン４１５の中央部分６３０、すなわち、上部ミラー６５０に第１位相調整パターンＨｕｐ（ｘ）９１０が形成されている。また、絶縁層６１０表面の下部ミラー６２０が形成された部分に第２位相調整パターンＨｄｎ（ｘ）９２０が形成されている。

第１位相調整パターン９１０及び第２位相調整パターン９２０は、同様である（Ｈｕｐ（ｘ）=Ｈｄｎ（ｘ））ことが好ましく、図８に示したようなバーカコードシーケンスパターン（Ｈ（ｘ））であることもできる。また、陰刻に形成（図９に示した）されるか、または陽核に形成されることができる。

また、光変調器４０５の各リボン４１５にスリット６４０が形成されていない場合には、各リボン４１５の上部ミラー６５０のみに第１位相調整パターン９１０が形成されることができる。この場合、二つ以上のリボン４１５を用いて一つの画素の明暗度を表現することになる。

いかなる場合でも位相調整パターン９００は、光変調器４０５のリボン４１５の表面に形成されているので（すなわち、z_０=０）、上記の数学式３を常に満足する。ここで、第１位相調整パターン９１０及び/または第２位相調整パターン９２０の深さ（または高さ）ｈは、λ／４であればよい（位相変異の反射タイプ）。

上述した説明によれば、光変調器モジュールの光透過性基板７１０または光変調器のリボン４１５の表面に位相調整パターンを形成する。１次元線状光であった出力光は、プロジェクション光学系４０７で２次元空間光として広がり、プロジェクションレンズ４０８により一つの１次元線状光に集光され、スキャニングミラー４１０によりスクリーン４１１上に向かうことになる。

スクリーン上にスキャニングされる光は、人の目の解像領域（ｈｕｍａｎ ｅｙｅ ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ ａｒｅａ）に移動する。上記数学式７による位相調整パターンを有する。すべての設計が正確であれば、光幅は人の目の解像領域の大きさに一致することになる。光がピッチ距離（Ｍ＊Ｔ／Ｎ)（Ｍはスクリーン上での倍率)分シフトする度に人の目に新しい無相関ランダム強度（ｎｅｗ ｎｏｎ ｃｏｒｒｅｌａｔｅｄ ｒａｎｄｏｍ ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ)を生成する。このような無相関強度の総数はＮと等しい。結果的にＮ回平均化された強度レベルが人の目に生成される。この過程が全体スクリーンを通じて繰り返され、全体斑点コントラストはＮの平方根倍減ることになる。

上記では、本発明の好ましい実施例を参照して説明したが、当業者であれば特許請求の範囲に記載された本発明の思想及び領域から脱しない範囲内で本発明を多様に修正及び変更させることができると理解することができるだろう。

人の目が拡散表面（ｄｉｆｆｕｓｅ ｓｕｒｆａｃｅ）を見ることを示す図面である。 明るい点、中間の明るさの点、暗い点が粒状の（ｇｒａｎｕｌａｒ）パターンを示す斑点の写真である。 従来のレーザ斑点を減少させるためのディスプレイ装置の概略的な平面図である。 本発明の一実施例によるディスプレイ装置の平面図である。 図４に示した光軸に沿って展開したディスプレイ装置の側面図である。 本発明の一実施例によるディスプレイ装置に含まれる光変調器の斜視図である。 本発明の一実施例による光透過性基板に位相調整パターンが形成された光変調器モジュールの断面図である。 バーカコードシーケンスパターンの一例である。 本発明の別の実施例による位相調整パターンを有する光変調器の斜視図である。

Claims (18)

1. 入射光が入射され、前記入射光を変調した出力光を出力する光変調器と、及び
   前記光変調器上に位置しながら、前記入射光と前記出力光とが通過するし、光経路となる表面の一部に位相調整パターンが形成されている光透過性基板と、
   を含む光変調器モジュール。
2. 前記光透過性基板は、前記入射光の光経路となる表面一部または前記出力光の光経路となる表面一部に前記位相調整パターンが形成されていることを特徴とする請求項１に記載の光変調器モジュール。
3. 前記入射光は、レーザ光であることを特徴とする請求項１に記載の光変調器モジュール。
4. 前記位相調整パターンは、前記レーザ光により発生されるレーザ斑点（ｓｐｅｃｋｌｅ）を減少させることを特徴とする請求項３に記載の光変調器モジュール。
5. 前記位相調整パターンは、それぞれ０及びパイ（π） ラジアンである相対位相変異を誘導することを特徴とする請求項１に記載の光変調器モジュール。
6. 前記位相調整パターンは、陰刻または陽核で形成され、バーカコード（Ｂａｒｋｅｒ ｃｏｄｅ）シーケンスパターンの深さまたは高さを有することを特徴とする請求項５に記載の光変調器モジュール。
7. 前記深さ（ｈ）または前記高さ（ｈ）は、下記の数学式を満足させることを特徴とする請求項６に記載の光変調器モジュール。
   ここで、λは光の波長、n_０は前記光透過性基板の屈折率である。
8. 基板と、
   前記基板上に位置する絶縁層と、
   中央部分が前記絶縁層と所定間隔離隔されて位置し、表面に上部ミラーが形成され、前記中央部分に第１位相調整パターンが形成されている構造物層と、及び
   前記構造物層の両側端上に形成され、前記構造物層の中央部分を上下に動かせる圧電駆動体と、
   を含む光変調器。
9. 前記構造物層は、前記中央部分に長さ方向に一つ以上のスリット（ｓｌｉｔ）が形成され、
   前記絶縁層は、表面に下部ミラーが形成され、前記第１位相調整パターン下部に第２位相調整パターンが形成されることを特徴とする請求項８に記載の光変調器。
10. 前記第１位相調整パターンは、レーザ光により発生されるレーザ斑点を減少させることを特徴とする請求項８に記載の光変調器。
11. 前記第１位相調整パターンは、それぞれ０及びパイ（π) ラジアンである相対位相変異を誘導することを特徴とする請求項１０に記載の光変調器。
12. 前記第１位相調整パターンは、陰刻または陽核で形成され、バーカコードシーケンスパターンの深さまたは高さを有することを特徴とする請求項１１に記載の光変調器。
13. 前記深さまたは高さは、光の波長の１／４であることを特徴とする請求項１２に記載の光変調器。
14. 前記第２位相調整パターンは、レーザ光により発生されるレーザ斑点を減少させることを特徴とする請求項９に記載の光変調器。
15. 前記第２位相調整パターンは、それぞれ０及びパイ（π) ラジアンである相対位相変異を誘導することを特徴とする請求項１４に記載の光変調器。
16. 前記第２位相調整パターンは、陰刻または陽核で形成され、バーカコードシーケンスパターンの深さまたは高さを有することを特徴とする請求項１５に記載の光変調器。
17. 前記深さまたは前記高さは、光の波長の１／４であることを特徴とする請求項１６に記載の光変調器。
18. 前記第１位相調整パターンと前記第２位相調整パターンは、同一な形状を有することを特徴とする請求項９に記載の光変調器。