JPH095778A - Spatial optical modulation element - Google Patents

Spatial optical modulation element

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JPH095778A
JPH095778A JP15752495A JP15752495A JPH095778A JP H095778 A JPH095778 A JP H095778A JP 15752495 A JP15752495 A JP 15752495A JP 15752495 A JP15752495 A JP 15752495A JP H095778 A JPH095778 A JP H095778A
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JP
Japan
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light
glass substrate
layer
region
photoconductive layer
Prior art date
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Pending
Application number
JP15752495A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yasunori Kuratomi
靖規 藏富
Yoshimasa Fushimi
吉正 伏見
Hiroshi Tsutsui
博司 筒井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication of JPH095778A publication Critical patent/JPH095778A/en
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Abstract

PURPOSE: To provide a spatial optical modulation element which suppresses the degradation on a peripheral contrast in the case where a high-luminance region exists in part of input images. CONSTITUTION: This spatial optical modulation element includes two sheets of glass substrates 2 which hold an optical modulation layer 8, a light reflection layer 5 and a photoconductive layer 4, a light transparent plate 9 which is fixed to the glass substrate surface on the photoconductive layer side and at least one kind of translucent media 10 which are arranged between the glass substrate 2 and the light transparent plate 9. At least the partial region of the surface of the light transparent plate 9 far from the glass substrate 2 is a concave surface. The element includes a light absorptive material 11 in the region where the effective luminous flux of the light transparent plate 9 does not pass and an antireflection film 12 in the region where the effective luminous flux passes.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、大画面テレビジョンな
どに用いられる空間光変調素子に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a spatial light modulator used for a large screen television or the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、光導電層と光変調層とを組み合わ
せた空間光変調素子を用いた投写型ディスプレイの開発
が盛んである(テレビジョン学会技術報告、17巻、第
10号11−15頁、1993年))。空間光変調素子
の一般的構造を図6に示す。この空間光変調素子61
は、透明導電性電極3、3’付きのガラス基板2、2’
により、光導電層4、光反射層5、光変調層8を挟んだ
構造である。光反射層5の間の光導電層4をエッチング
し、光吸収層7を形成している。従来の空間光変調素子
61では、光導電層4に書き込み光15が入力される
と、その2次元光強度分布に応じて、光変調層8に印加
される電圧が変化し、光変調層8がスイッチングする。
その結果読み出し光22が変調され、光反射層5により
反射後出力される。光吸収層7は強い読み出し光22が
光反射層5の間から光導電層4に入力されるのを防ぐた
めのものである。
2. Description of the Related Art In recent years, a projection type display using a spatial light modulator in which a photoconductive layer and a light modulating layer are combined has been actively developed (Technical Report of the Television Society, Vol. 17, No. 11-15). P., 1993)). The general structure of the spatial light modulator is shown in FIG. This spatial light modulator 61
Is a glass substrate 2, 2'with transparent conductive electrodes 3, 3 '
Thus, the photoconductive layer 4, the light reflection layer 5, and the light modulation layer 8 are sandwiched. The photoconductive layer 4 between the light reflection layers 5 is etched to form the light absorption layer 7. In the conventional spatial light modulation element 61, when the writing light 15 is input to the photoconductive layer 4, the voltage applied to the light modulation layer 8 changes according to the two-dimensional light intensity distribution, and the light modulation layer 8 is changed. Will switch.
As a result, the read light 22 is modulated, reflected by the light reflection layer 5, and then output. The light absorption layer 7 is for preventing the strong read light 22 from being input to the photoconductive layer 4 from between the light reflection layers 5.

【0003】この空間光変調素子を用いて構成された画
像表示装置を図7に示す。光源23からの読み出し光2
2は空間光変調素子61の光変調層8側から入射され、
光変調層8による変調を受け、反射層5により反射され
た後、再び光変調層8を通過し出力される。出力光24
は可視化手段25を通して可視化され、投写レンズ26
によりスクリーン27上に拡大投写される。空間光変調
素子61の光導電層4には、アモルファスシリコン(以
下a−SiCと略記する)、光変調層8としてはネマチ
ック型液晶、強誘電性液晶(以下FLCと略記する)な
どの液晶材料が用いられている。画像源13としては、
ブラウン管(以下CRTと略記する)、薄膜トランジス
タ駆動型液晶ディスプレイ(以下、TFT−LCDと略
記する)等の自発光デバイス若しくは非発光デバイスが
用いられ、これらの出力画像を書き込み光15として書
き込みレンズ14により光導電層4に結像させることで
空間光変調素子61への画像入力を行う。可視化手段2
5としては、偏光ビームスプリッタ(以下PBSと略記
する)が、光源としてはメタルハライドランプ、キセノ
ンランプ等が用いられている。
FIG. 7 shows an image display device constructed by using this spatial light modulator. Readout light 2 from the light source 23
2 is incident from the light modulation layer 8 side of the spatial light modulation element 61,
After being modulated by the light modulation layer 8 and reflected by the reflection layer 5, the light passes through the light modulation layer 8 again and is output. Output light 24
Is visualized through the visualization means 25, and the projection lens 26
Is enlarged and projected on the screen 27. A liquid crystal material such as amorphous silicon (hereinafter abbreviated as a-SiC) for the photoconductive layer 4 of the spatial light modulator 61, and a nematic liquid crystal or ferroelectric liquid crystal (hereinafter abbreviated as FLC) for the light modulation layer 8. Is used. As the image source 13,
A self-luminous device or a non-luminous device such as a cathode ray tube (hereinafter abbreviated as CRT) or a thin film transistor drive type liquid crystal display (hereinafter abbreviated as TFT-LCD) is used, and these output images are used as writing light 15 by a writing lens 14. An image is input to the spatial light modulator 61 by forming an image on the photoconductive layer 4. Visualization means 2
A polarized beam splitter (hereinafter abbreviated as PBS) 5 is used, and a metal halide lamp, a xenon lamp, or the like is used as a light source.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】画像を評価する上でコ
ントラストは重要なパラメータである。図6に示したよ
うな従来の空間光変調素子を用いた画像表示装置のコン
トラストを決定する要因としては、画像入力源のコント
ラスト、空間光変調素子の光変調特性、可視化手段の偏
光分離度等が考えられていた。しかしながら各々の特性
が改善されてきたにもかかわらず、実際の画像のコント
ラストは低いままであった。特に暗い背景に高輝度領域
が存在するような画像を表示する場合には、本来暗いは
ずの背景までもが明るくなり、しかも高輝度領域の割合
が大きく、明るくなるほど全体のコントラストが低下す
るという問題があった。
Contrast is an important parameter in evaluating an image. Factors that determine the contrast of the image display device using the conventional spatial light modulator as shown in FIG. 6 are the contrast of the image input source, the light modulation characteristics of the spatial light modulator, the degree of polarization separation of the visualization means, and the like. Was being considered. However, the contrast of the actual image remained low despite improvements in each property. In particular, when displaying an image in which a high-luminance region exists on a dark background, even the originally dark background becomes bright, and the proportion of the high-luminance region is large, and the higher the brightness, the lower the overall contrast. was there.

【0005】種々の検討の結果、この原因は空間光変調
素子61内部での書き込み光の多重反射であることが明
らかになった。図8に示すように、CRT13の任意の
一点が発光している場合を考える。この点像は書き込み
レンズ14により空間光変調素子61の光導電層4に結
像されるが、入力光15はガラス基板2と透明導電性電
極3の界面、さらに透明導電性電極3と光導電層4の界
面でその一部が反射される。入射角とほぼ等しい反射角
で反射された内部反射光16の大部分は、ガラス基板2
から外部へ出力されるが、入射角よりも大きい反射角で
反射された内部反射光17の一部もしくは全ては、ガラ
ス基板2と外部空気との界面で再度反射され、入力画像
に対応しない周辺の光導電層4に入射するため、周辺が
若干明るくなり画像のコントラストが低下していた。
As a result of various studies, it has been clarified that this cause is multiple reflection of writing light inside the spatial light modulator 61. Consider a case where an arbitrary point of the CRT 13 emits light as shown in FIG. This point image is formed by the writing lens 14 on the photoconductive layer 4 of the spatial light modulator 61, but the input light 15 is the interface between the glass substrate 2 and the transparent conductive electrode 3, and the transparent conductive electrode 3 and the photoconductive layer 3. Part of it is reflected at the interface of layer 4. Most of the internally reflected light 16 reflected at a reflection angle substantially equal to the incident angle is the glass substrate 2
A part or all of the internally reflected light 17 that is output from the outside to the outside but is reflected at a reflection angle larger than the incident angle is reflected again at the interface between the glass substrate 2 and the outside air, and does not correspond to the input image. Since it is incident on the photoconductive layer 4 of No. 3, the periphery is slightly brightened and the image contrast is lowered.

【0006】このような反射光17が生じる原因として
は、透明導電性電極3、光導電層4の界面に存在する若
干の凹凸による散乱効果が考えられる。また、きわめて
強い読み出し光を空間光変調素子に与える場合には、光
反射層5の間の透明導電性電極3上に遮光層を形成する
ことで、読み出し光の一部が空間光変調素子の裏面へ貫
通するのを防ぐ構造も考えられるが、この場合には、周
期性を有する遮光層の回折作用によっても反射角の大き
い反射光成分が生じると考えられる。
The cause of the reflected light 17 is considered to be a scattering effect due to slight unevenness existing at the interface between the transparent conductive electrode 3 and the photoconductive layer 4. Further, in the case where extremely strong read light is applied to the spatial light modulator, by forming a light shielding layer on the transparent conductive electrode 3 between the light reflection layers 5, a part of the read light is emitted from the spatial light modulator. A structure for preventing penetration to the back surface is also conceivable, but in this case, it is considered that a reflected light component having a large reflection angle is generated due to the diffraction action of the light shielding layer having periodicity.

【0007】ガラス基板2に反射防止膜を付けても、ガ
ラス基板2と外部空気との界面における内部反射光の再
反射を完全に抑えることはできないようである。一般に
屈折率が大きい媒質から小さい媒質へ光線が入射する場
合では、入射角が大きくなるに従って界面での反射率が
大きくなり、臨界角を越えた入射光線は全反射される。
空間光変調素子61の内部反射光の一部17が、臨界角
に近い入射角でガラス基板2に入射する場合には、ガラ
ス基板2に反射防止膜を付けていても反射光の一部若し
くは全てが空間光変調素子に再度入射する。
Even if an antireflection film is attached to the glass substrate 2, it seems that the rereflection of the internally reflected light at the interface between the glass substrate 2 and the outside air cannot be completely suppressed. Generally, when a light ray is incident from a medium having a large refractive index to a small medium, the reflectance at the interface increases as the incident angle increases, and the incident light ray exceeding the critical angle is totally reflected.
When a part 17 of the internally reflected light of the spatial light modulator 61 is incident on the glass substrate 2 at an incident angle close to the critical angle, even if the glass substrate 2 is provided with an antireflection film, a part of the reflected light or All are incident on the spatial light modulator again.

【0008】本発明は上記課題を解決し、高輝度な領域
を一部含む画像の高コントラストな表示が可能な空間光
変調素子を提供することを目的とする。
An object of the present invention is to solve the above problems and to provide a spatial light modulator capable of displaying a high-contrast image containing a part of a high-luminance region.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の空間光変調素子の第1の構成は、光変調層
と光反射層と光導電層を挟持する2枚のガラス基板と、
前記光導電層側のガラス基板表面に固定された透光板
と、前記ガラス基板と前記透光板の間に配置される少な
くとも1種類の透光性媒質を具備し、前記透光板の前記
ガラス基板から遠い面の少なくとも一部領域が凹面であ
り、前記透光板の有効光束が通過しない領域に光吸収手
段を、有効光束が通過する領域に反射防止膜を具備する
ことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the first structure of the spatial light modulator of the present invention comprises two glass substrates sandwiching a light modulating layer, a light reflecting layer and a photoconductive layer. ,
The transparent substrate fixed to the surface of the glass substrate on the side of the photoconductive layer, and at least one kind of transparent medium arranged between the glass substrate and the transparent plate. At least a part of the surface far from is a concave surface, and a light absorbing means is provided in a region of the transparent plate where the effective light beam does not pass, and an antireflection film is provided in a region where the effective light beam passes.

【0010】また、本発明の空間光変調素子の第2の構
成は、光変調層と光反射層と光導電層を挟持する2枚の
ガラス基板と、前記光導電層側のガラス基板表面に固定
された透光板と、前記ガラス基板と前記透光板の間に配
置される少なくとも1種類の透光性媒質を具備し、前記
透光板の前記ガラス基板から遠い面の少なくとも一部領
域が凹面であり、前記透光板の前記ガラス基板から近い
面の少なくとも一部領域が凸面であり、前記透光板の有
効光束が通過しない領域に光吸収手段を、有効光束が通
過する領域に反射防止膜を具備することを特徴とする。
The second structure of the spatial light modulating element of the present invention comprises two glass substrates sandwiching a light modulating layer, a light reflecting layer and a photoconductive layer, and a glass substrate surface on the photoconductive layer side. A fixed light-transmitting plate and at least one kind of light-transmitting medium arranged between the glass substrate and the light-transmitting plate, and at least a partial region of a surface of the light-transmitting plate remote from the glass substrate is a concave surface. At least a part of the surface of the transparent plate close to the glass substrate is a convex surface, the light absorbing means is provided in a region of the transparent plate where the effective light flux does not pass, and the area where the effective light flux passes is antireflection. It is characterized by comprising a membrane.

【0011】この場合、前記透光性媒質の少なくとも1
種類は液体であることが望ましい。また、前記透光性媒
質の少なくとも一部が放熱手段に接することが望まし
い。また、前記透光板から前記光導電層側のガラス基板
までの有効光束が通過する領域に於て、隣接する2つの
物質の屈折率差がすべて0.3以下であることが望まし
い。
In this case, at least one of the translucent media
The type is preferably liquid. Further, it is desirable that at least a part of the translucent medium is in contact with the heat dissipation means. Further, in the region where the effective light flux passes from the transparent plate to the glass substrate on the photoconductive layer side, it is desirable that the refractive index difference between two adjacent substances is 0.3 or less.

【0012】また、本発明の空間光変調素子の第3の構
成は、光導電層と光反射層とを形成された透光板と、ガ
ラス基板と、前記透光板と前記ガラス基板により挟持さ
れた光変調層を具備し、前記透光板の前記光導電層から
遠い面の少なくとも一部領域が凹面であり、前記透光板
の有効光束が通過しない領域に光吸収手段を、有効光束
が通過する領域に反射防止膜を具備することを特徴とす
る。
Further, a third structure of the spatial light modulator of the present invention is such that it is sandwiched between a light-transmitting plate having a photoconductive layer and a light-reflecting layer, a glass substrate, and the light-transmitting plate and the glass substrate. At least a part of the surface of the transparent plate far from the photoconductive layer is a concave surface, and the light absorbing means is provided in a region of the transparent plate where the effective light flux does not pass. It is characterized in that an antireflection film is provided in a region through which the light passes.

【0013】[0013]

【作用】本発明の空間光変調素子は、光導電層側のガラ
ス基板に凹面を有する透光板を具備する構成によって、
空間光変調素子内部の反射光が透光板の凹面で全反射し
ても、透光板に設置された光吸収手段により大部分の反
射光を吸収させることで光導電層側へ戻る反射光の割合
を小さくする。その結果、画像の一部に高輝度領域が存
在しても周辺のコントラストの低下を抑制する。
The spatial light modulator of the present invention has a structure in which the glass substrate on the photoconductive layer side is provided with a light transmitting plate having a concave surface.
Even if the reflected light inside the spatial light modulator is totally reflected by the concave surface of the translucent plate, most of the reflected light is absorbed by the light absorbing means installed on the translucent plate and is returned to the photoconductive layer side. Decrease the ratio of. As a result, even if there is a high-luminance region in a part of the image, it is possible to suppress the deterioration of the contrast in the periphery.

【0014】また、ガラス基板と透光板の間に設けられ
た透光性媒質を、エチレングリコール、ジエチレングリ
コール、グリセリン、プロピレングリコール等の液体と
することで、強い読み出し光にさらされる空間光変調素
子の温度上昇を抑制する。このとき、透光性媒質が放熱
手段に接することにより、空間光変調素子の温度上昇を
より一層抑えるものである。
Further, by using a liquid such as ethylene glycol, diethylene glycol, glycerin, or propylene glycol as the light-transmissive medium provided between the glass substrate and the light-transmissive plate, the temperature of the spatial light modulator exposed to strong readout light is increased. Suppress the rise. At this time, the translucent medium is in contact with the heat radiating means to further suppress the temperature rise of the spatial light modulator.

【0015】また、一般に屈折率の異なる物質の界面で
の反射率を小さくするためには、屈折率差を小さくすれ
ば良いことが知られている。2つの物質の屈折率の平均
をガラス、光学樹脂等の屈折率である1.5とすると、
屈折率差が0.3以下であれば、界面での反射率を約1
%程度に抑えることができ、空間光変調素子の内部界面
の反射光がコントラストへ与える影響を小さくできる。
It is generally known that in order to reduce the reflectance at the interface between substances having different refractive indexes, it is sufficient to reduce the difference in refractive index. If the average refractive index of the two substances is 1.5, which is the refractive index of glass, optical resin, etc.,
If the difference in refractive index is 0.3 or less, the reflectance at the interface will be about 1
%, And the influence of the reflected light from the internal interface of the spatial light modulator on the contrast can be reduced.

【0016】[0016]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しながら
説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0017】(実施例1)図1に本発明の一実施例で構
成した空間光変調素子の断面図を示す。この空間光変調
素子1では、ガラス基板2に透明導電性電極3、光導電
層4、光反射層5を形成し、光反射層5間の光導電層4
をエッチングして溝構造を形成した後、光吸収層7を成
膜している。光反射層5の間の溝間に遮光層を形成する
ことで、読み出し光の一部が空間光変調素子1の裏面へ
貫通することを防いだ構造も考えられる。
(Embodiment 1) FIG. 1 is a sectional view of a spatial light modulator constructed in one embodiment of the present invention. In this spatial light modulator 1, a transparent conductive electrode 3, a photoconductive layer 4, and a light reflecting layer 5 are formed on a glass substrate 2, and the photoconductive layer 4 between the light reflecting layers 5 is formed.
Is etched to form a groove structure, and then the light absorption layer 7 is formed. A structure in which a part of the read light is prevented from penetrating to the back surface of the spatial light modulator 1 can be considered by forming a light shielding layer between the grooves between the light reflecting layers 5.

【0018】本実施例の空間光変調素子1では、ガラス
基板2と透明導電性電極3’を形成したガラス基板2’
により光変調層8を挟持させ、ガラス基板2上に平凹レ
ンズからなる透光板9を透光性媒質10で接着させてい
る。尚、透光性媒質10の屈折率は、ガラス基板2の屈
折率、および平凹レンズ9の屈折率との差が各々0.3
以下となる媒質を選んでいる。また、平凹レンズ9の有
効光束が通過しない部分には光吸収材11を設置してお
り、有効光束が通過する部分には反射防止膜12を形成
してある。
In the spatial light modulator 1 of this embodiment, the glass substrate 2'on which the glass substrate 2 and the transparent conductive electrode 3'are formed.
The light modulation layer 8 is sandwiched by the above, and a transparent plate 9 made of a plano-concave lens is bonded onto the glass substrate 2 with a transparent medium 10. The difference between the refractive index of the translucent medium 10 and the refractive index of the glass substrate 2 and the plano-concave lens 9 is 0.3.
The following medium is selected. Further, a light absorbing material 11 is provided in a portion of the plano-concave lens 9 where the effective light flux does not pass, and an antireflection film 12 is formed in a portion where the effective light flux passes.

【0019】透明導電性電極3としては、ITO、Zn
O、SnO2などを用いることができる。光導電層4と
しては、CdS,CdTe,CdSe,ZnS,ZnS
e,GaAs,GaN,GaP,GaAlAs,InP
等の化合物半導体、Se,SeTe,AsSe等の非晶
質半導体、Si,Ge,Si1-xx,Si1-xGex,G
1-xx(0<x<1)の多結晶または非晶質半導体、ま
た、(1)フタロシアニン顔料(Pcと略す)例えば、
無金属Pc,XPc(X=Cu,Ni,Co,TiO,
Mg,Si(OH)2等),AlClPcCl,TiO
ClPcCl,InClPcCl,InClPc,In
BrPcBr等、(2)モノアゾ色素,ジスアゾ色素な
どのアゾ系色素、(3)ペニレン酸無水化物及びペニレ
ン酸イミドなどのペニレン系顔料、(4)インジゴイド
染料、(5)キナクリドン顔料、(6)アントラキノン
類、ピレンキノン類などの多環キノン類、(7)シアニ
ン色素、(8)キサンテン染料、(9)PVK/TNF
などの電荷移動錯体、(10)ビリリウム塩染料とポリ
カーボネイト樹脂とから形成される共晶錯体、(11)
アズレニウム塩化合物など有機半導体を用いることがで
きる。
As the transparent conductive electrode 3, ITO, Zn
O, SnO 2 or the like can be used. As the photoconductive layer 4, CdS, CdTe, CdSe, ZnS, ZnS
e, GaAs, GaN, GaP, GaAlAs, InP
Such as compound semiconductors, amorphous semiconductors such as Se, SeTe, AsSe, Si, Ge, Si 1-x C x , Si 1-x Ge x , G
e 1-x C x (0 <x <1) polycrystalline or amorphous semiconductor, and (1) phthalocyanine pigment (abbreviated as Pc), for example,
Metal-free Pc, XPc (X = Cu, Ni, Co, TiO,
Mg, Si (OH) 2, etc.), AlClPcCl, TiO
ClPcCl, InClPcCl, InClPc, In
BrPcBr and the like, (2) azo dyes such as monoazo dyes and disazo dyes, (3) penylene pigments such as penylene anhydride and penylene imide, (4) indigoid dyes, (5) quinacridone pigments, (6) anthraquinone , Polycyclic quinones such as pyrenequinones, (7) cyanine dyes, (8) xanthene dyes, (9) PVK / TNF
Such as charge transfer complex, (10) eutectic complex formed from pyrylium salt dye and polycarbonate resin, (11)
Organic semiconductors such as azurenium salt compounds can be used.

【0020】また、非晶質のSi,Ge,Si1-xx
Si1-xGex,Ge1-xx(以下、a−Si,a−G
e,a−Si1-xx,a−Si1-xGex,a−Ge1-x
xのように略す。)を光導電層に使用する場合、水素
またはハロゲン元素を含めてもよく、誘電率を小さくす
るためおよび抵抗率の増加のため酸素または窒素を含め
てもよい。抵抗率の制御にはp型不純物であるB,A
l,Gaなどの元素を、またはn型不純物であるP,A
s,Sbなどの元素を添加してもよい。このように不純
物を添加した非晶質材料を積層してp/n,p/i,i
/n、p/i/nなどの接合を形成し、光導電層内に空
乏層を形成するようにして誘電率および暗抵抗あるいは
動作電圧極性を制御してもよい。このような非晶質材料
だけでなく、上記の材料を2種類以上積層してヘテロ接
合を形成して光導電層内に空乏層を形成してもよい。ま
た、光導電層の膜厚は0.1〜10μmが望ましい。本
実施例ではp/i/nダイオード構造のa−Siを2μ
m成膜して光導電層4とした。光反射層5としてはA
l、Ag等の高反射率金属であればよく、本実施例では
溝構造を形成した場合の強度を向上させるためにCrを
成膜した後Alを成膜して光反射層5とした。光変調層
8としては、強誘電性液晶、反強誘電性液晶、TN液
晶、STN液晶等の液晶材料を用いることができる。本
実施例では高速応答が可能な強誘電性液晶を用いた。
Amorphous Si, Ge, Si 1-x C x ,
Si 1-x Ge x , Ge 1-x C x (hereinafter a-Si, a-G
e, a-Si 1-x C x , a-Si 1-x Ge x , a-Ge 1-x
Abbreviated as C x . 2) is used for the photoconductive layer, hydrogen or a halogen element may be included, and oxygen or nitrogen may be included for decreasing the dielectric constant and increasing the resistivity. To control the resistivity, B and A which are p-type impurities
elements such as l and Ga, or P and A that are n-type impurities
Elements such as s and Sb may be added. By stacking the amorphous materials to which impurities are added in this manner, p / n, p / i, i
A junction such as / n, p / i / n or the like may be formed to form a depletion layer in the photoconductive layer to control the dielectric constant and dark resistance or the operating voltage polarity. In addition to such an amorphous material, a depletion layer may be formed in the photoconductive layer by forming a heterojunction by laminating two or more of the above materials. The film thickness of the photoconductive layer is preferably 0.1 to 10 μm. In this embodiment, 2 μm of a-Si having a p / i / n diode structure is used.
m to form a photoconductive layer 4. A as the light reflection layer 5
A metal having a high reflectance such as 1 or Ag may be used, and in the present embodiment, the light reflecting layer 5 was formed by depositing Cr and then Al to improve the strength in the case where the groove structure was formed. As the light modulation layer 8, a liquid crystal material such as ferroelectric liquid crystal, antiferroelectric liquid crystal, TN liquid crystal, STN liquid crystal can be used. In this embodiment, a ferroelectric liquid crystal capable of high speed response is used.

【0021】空間光変調素子1に対する画像入力は、C
RTなどの画像入力手段13の出力画像を、平凹レンズ
9と組み合わせることにより一つの書き込みレンズとし
て機能する書き込みレンズ14により空間光変調素子1
の光導電層4上に結像させることにより行う。画像入力
手段としては、CRT等の自発光デバイス、若しくはT
FT−LCD等の非発光デバイスを用いることができ
る。
The image input to the spatial light modulator 1 is C
By combining the output image of the image input means 13 such as RT with the plano-concave lens 9, the spatial light modulator 1 is formed by the writing lens 14 which functions as one writing lens.
This is performed by forming an image on the photoconductive layer 4 of. As the image input means, a self-luminous device such as a CRT or T
A non-light emitting device such as FT-LCD can be used.

【0022】書き込み光15の一部は、ガラス基板2と
透明導電性電極3の界面、透明導電性電極3と光導電層
4の界面で反射される。各界面において入射角とほぼ等
しい反射角で反射された反射光16は、反射防止膜12
の効果によって再度空間光変調素子1へ反射されること
なく外部に出射する。各界面の反射光の中で透明導電性
電極、光導電層等の若干の凹凸により散乱され反射角が
大きくなった成分17は、平凹レンズの凹面においてそ
の一部若しくは全てが反射されるが、これらは周辺の光
吸収材11に吸収されることによって再度空間光変調素
子1の光導電層4へ戻ることはない。
Part of the writing light 15 is reflected at the interface between the glass substrate 2 and the transparent conductive electrode 3 and at the interface between the transparent conductive electrode 3 and the photoconductive layer 4. The reflected light 16 reflected at each interface at a reflection angle substantially equal to the incident angle is reflected by the antireflection film 12.
By the effect of, the light is emitted to the outside without being reflected by the spatial light modulator 1 again. In the reflected light of each interface, the component 17 scattered by slight irregularities of the transparent conductive electrode, the photoconductive layer, etc. and having a large reflection angle is partially or wholly reflected on the concave surface of the plano-concave lens. These are not returned to the photoconductive layer 4 of the spatial light modulator 1 again by being absorbed by the peripheral light absorbing material 11.

【0023】従って以上の理由から空間光変調素子1で
は、入力画像の一部分に高輝度領域が存在する場合にも
周辺のコントラストの低下が抑制され従来よりも投写画
像のコントラストを向上することができる。
Therefore, for the above reason, in the spatial light modulator 1, even when a high-luminance region exists in a part of the input image, the reduction of the peripheral contrast is suppressed, and the contrast of the projected image can be improved as compared with the conventional case. .

【0024】(実施例2)次に本発明の他の実施例にお
ける空間光変調素子の断面図を図2に示す。本実施例の
空間光変調素子21においては、透光板9として、有効
光束が通過する部分に凹状に窪みを形成した樹脂を用
い、中央に窓をあけたスペーサ18を介してガラス基板
2と接着させた。さらに、本実施例においては、透光板
9のガラス基板2から遠い面の少なくとも一部領域であ
るほぼ中央部分が凹面であり、透光板9のガラス基板2
から近い面の少なくとも一部領域であるほぼ中央部分が
凸面であり、透光板9の有効光束が通過しない周辺領域
に光吸収材11を、有効光束が通過するほぼ中央の領域
に反射防止膜12を具備する構造となっている。
(Embodiment 2) Next, FIG. 2 is a sectional view of a spatial light modulator according to another embodiment of the present invention. In the spatial light modulation element 21 of the present embodiment, a resin having a concave recess formed in a portion through which an effective light flux passes is used as the light transmitting plate 9, and the glass substrate 2 and the glass substrate 2 via a spacer 18 having a window in the center. Glued. Further, in the present embodiment, the glass substrate 2 of the transparent plate 9 has a concave surface at least in the central portion of the surface of the transparent plate 9 which is far from the glass substrate 2.
The light absorbing material 11 is provided in the peripheral area of the translucent plate 9 where the effective light flux does not pass, and the antireflection film is provided in the substantially central area where the effective light flux passes. The structure is provided with 12.

【0025】また、ガラス基板2と透光板9により形成
された密閉空間に透光性媒質として透光性の液体19を
封入した。その他の構成は実施例1と同様である。尚、
本実施例においても透光板9、透光性の液体19、ガラ
ス基板2の屈折率差は0.3以下としている。本実施例
においても、実施例1と同様に入力画像の一部分に高輝
度領域が存在する場合にも周辺のコントラストの低下を
抑制し従来よりも投写画像のコントラストを向上するこ
とができるものである。
Further, a light-transmitting liquid 19 as a light-transmitting medium is enclosed in a closed space formed by the glass substrate 2 and the light-transmitting plate 9. Other configurations are the same as in the first embodiment. still,
Also in this embodiment, the difference in refractive index between the transparent plate 9, the transparent liquid 19 and the glass substrate 2 is 0.3 or less. Also in the present embodiment, similarly to the first embodiment, even when a high-luminance region exists in a part of the input image, it is possible to suppress the deterioration of the peripheral contrast and improve the contrast of the projected image as compared with the conventional art. .

【0026】透光性の液体19としては、屈折率が上記
条件を満たしており、書き込み光の各波長成分に対して
透過率が高い、安価である、信頼性が高い、ガラス基板
や樹脂に対して反応性が低い等の性質を満足すればよい
が、熱伝導度、熱膨張係数が大きく、かつ動粘性係数が
小さい場合には空間光変調素子の温度上昇も抑制するこ
とができる。透光性の液体19としては、エチレングリ
コール、ジエチレングリコール、グリセリン、プロピレ
ングリコール、若しくはこれら液体の水溶液、若しくは
これら液体の混合液などを用いることができる。
The translucent liquid 19 has a refractive index satisfying the above conditions and has a high transmittance for each wavelength component of the writing light, is inexpensive, is highly reliable, and can be used as a glass substrate or resin. On the other hand, a property such as low reactivity may be satisfied, but when the thermal conductivity and the thermal expansion coefficient are large and the kinematic viscosity coefficient is small, the temperature rise of the spatial light modulator can be suppressed. As the translucent liquid 19, ethylene glycol, diethylene glycol, glycerin, propylene glycol, an aqueous solution of these liquids, a mixed liquid of these liquids, or the like can be used.

【0027】(実施例3)次に本発明の実施例3におけ
る空間光変調素子を図3に示す。図3は、透光板9に平
凹レンズを用い、中央に窓をあけたスぺーサ18により
ガラス基板2と透光板9を密着させた空間光変調素子3
1の断面図である。本実施例ではスペーサ18を熱伝導
度の大きい金属とし放熱効果を高めた構成である。本実
施例で構成した空間光変調素子1においても、入力画像
の一部分に高輝度領域が存在する場合にも周辺のコント
ラストの低下を抑制し、従来よりも投写画像のコントラ
ストを向上することができる。
Example 3 Next, FIG. 3 shows a spatial light modulator according to Example 3 of the present invention. FIG. 3 shows a spatial light modulator 3 in which a plano-concave lens is used for the translucent plate 9 and the glass substrate 2 and the translucent plate 9 are brought into close contact with each other by a spacer 18 having a window in the center.
2 is a sectional view of FIG. In this embodiment, the spacer 18 is made of a metal having a high thermal conductivity to enhance the heat dissipation effect. Also in the spatial light modulation element 1 configured in the present embodiment, even when a high-luminance region exists in a part of the input image, it is possible to suppress the deterioration of the peripheral contrast and improve the contrast of the projected image as compared with the conventional case. .

【0028】(実施例4)次に本発明の実施例4におけ
る空間光変調素子を図4に示す。図4は放熱手段とし
て、中空の金属スペーサ18’に拡大放熱面20を設置
することによって、より一層放熱効果を高めた空間光変
調素子41の断面図である。本実施例で構成した空間光
変調素子1においても、入力画像の一部分に高輝度領域
が存在する場合にも周辺のコントラストの低下を抑制
し、従来よりも投写画像のコントラストが向上する。さ
らに2000lm投写時の空間光変調素子1の温度上昇
は、室温に対して5℃以下であり、実用上殆ど問題はな
かった。
(Embodiment 4) Next, FIG. 4 shows a spatial light modulator according to Embodiment 4 of the present invention. FIG. 4 is a cross-sectional view of the spatial light modulation element 41 in which the heat radiation effect is further enhanced by installing the enlarged heat radiation surface 20 on the hollow metal spacer 18 'as the heat radiation means. Also in the spatial light modulator 1 configured in the present embodiment, even when a high-luminance region exists in a part of the input image, the reduction of the peripheral contrast is suppressed, and the contrast of the projected image is improved as compared with the conventional case. Furthermore, the temperature rise of the spatial light modulator 1 at the time of projection of 2000 lm was 5 ° C. or less with respect to room temperature, and there was practically no problem.

【0029】(実施例5)次に本発明の実施例5におけ
る空間光変調素子を図5に示す。図5は透光板9である
平凹レンズの平面上に透明導電性電極3、光導電層4、
光反射層5を形成した空間光変調素子であり、その他の
構成は実施例1と同様である。本実施例の空間光変調素
子1においても他の実施例と同様に入力画像の一部分に
高輝度領域が存在する場合にも周辺のコントラストの低
下を抑制し、より少ない構成要素で従来よりも投写画像
のコントラストが向上するものである。尚、本発明は、
発明の主旨に基づいて種々の変形が可能であり、上記構
成に限定されるものではない。
Example 5 Next, FIG. 5 shows a spatial light modulator in Example 5 of the present invention. FIG. 5 shows a transparent conductive electrode 3, a photoconductive layer 4, and a transparent conductive electrode 3 on the plane of a plano-concave lens which is a transparent plate 9.
This is a spatial light modulation element in which the light reflection layer 5 is formed, and other configurations are the same as those in the first embodiment. In the spatial light modulation element 1 of the present embodiment as well as in the other embodiments, even when a high brightness area exists in a part of the input image, the reduction of the peripheral contrast is suppressed, and the number of components is smaller than that of the conventional projection. The contrast of the image is improved. In addition, the present invention
Various modifications are possible based on the gist of the invention, and the invention is not limited to the above configuration.

【0030】[0030]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、高輝度な
領域を一部含む画像の高コントラストな表示が可能な画
像表示装置を構成するために不可欠な空間光変調素子を
提供することができる。
As described above, according to the present invention, it is possible to provide a spatial light modulator which is indispensable for constructing an image display device capable of displaying a high-contrast image including a part of a high-luminance region. You can

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の実施例1における空間光変調素子の断
面図
FIG. 1 is a sectional view of a spatial light modulator according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施例2における空間光変調素子の断
面図
FIG. 2 is a sectional view of a spatial light modulator according to a second embodiment of the present invention.

【図3】本発明の実施例3における空間光変調素子の断
面図
FIG. 3 is a sectional view of a spatial light modulator according to a third embodiment of the present invention.

【図4】本発明の実施例4における空間光変調素子の断
面図
FIG. 4 is a sectional view of a spatial light modulator according to a fourth embodiment of the present invention.

【図5】本発明の実施例5における空間光変調素子の断
面図
FIG. 5 is a sectional view of a spatial light modulator according to a fifth embodiment of the present invention.

【図6】従来の空間光変調素子の断面図FIG. 6 is a sectional view of a conventional spatial light modulator.

【図7】従来の空間光変調素子を用いて構成される画像
表示装置の構成図
FIG. 7 is a configuration diagram of an image display device configured using a conventional spatial light modulator.

【図8】従来の空間光変調素子における内部反射を示す
線図
FIG. 8 is a diagram showing internal reflection in a conventional spatial light modulator.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 空間光変調素子 2、2’ ガラス基板 3、3’ 透明導電性電極 4 光導電層 5 光反射層 7 光吸収層 8 光変調層 9 透光板 10 透光性媒質 11 光吸収材 12 反射防止膜 13 画像入力手段 14 書き込みレンズ 15 書き込み光 16 入射角とほぼ等しい反射角の内部反射光成分 17 反射角の大きい内部反射光成分 1 Spatial Light Modulator 2, 2'Glass Substrate 3, 3'Transparent Conductive Electrode 4 Photoconductive Layer 5 Light Reflecting Layer 7 Light Absorbing Layer 8 Light Modulating Layer 9 Light Transmitting Plate 10 Light Transmitting Medium 11 Light Absorbing Material 12 Reflection Preventing film 13 Image input means 14 Writing lens 15 Writing light 16 Internal reflected light component with reflection angle almost equal to incident angle 17 Internal reflected light component with large reflection angle

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】光変調層と光反射層と光導電層を挟持する
2枚のガラス基板と、前記光導電層側のガラス基板表面
に固定された透光板と、前記ガラス基板と前記透光板の
間に配置される少なくとも1種類の透光性媒質を具備
し、前記透光板の前記ガラス基板から遠い面の少なくと
も一部領域が凹面であり、前記透光板の有効光束が通過
しない領域に光吸収手段を、有効光束が通過する領域に
反射防止膜を具備することを特徴とする空間光変調素
子。
1. A pair of glass substrates sandwiching a light modulation layer, a light reflection layer, and a photoconductive layer, a translucent plate fixed to the surface of the glass substrate on the photoconductive layer side, the glass substrate and the translucent substrate. An area including at least one kind of light-transmissive medium arranged between the light plates, at least a partial region of a surface of the light-transmissive plate remote from the glass substrate is a concave surface, and an effective light flux of the light-transmissive plate does not pass therethrough. 2. A spatial light modulator comprising a light absorbing means and an antireflection film in a region through which an effective light beam passes.
【請求項2】光変調層と光反射層と光導電層を挟持する
2枚のガラス基板と、前記光導電層側のガラス基板表面
に固定された透光板と、前記ガラス基板と前記透光板の
間に配置される少なくとも1種類の透光性媒質を具備
し、前記透光板の前記ガラス基板から遠い面の少なくと
も一部領域が凹面であり、前記透光板の前記ガラス基板
から近い面の少なくとも一部領域が凸面であり、前記透
光板の有効光束が通過しない領域に光吸収手段を、有効
光束が通過する領域に反射防止膜を具備することを特徴
とする空間光変調素子。
2. A pair of glass substrates sandwiching a light modulation layer, a light reflection layer, and a photoconductive layer, a translucent plate fixed to the surface of the glass substrate on the photoconductive layer side, the glass substrate and the translucent plate. A surface including at least one kind of light-transmissive medium disposed between the light plates, at least a partial region of a surface of the light-transmissive plate remote from the glass substrate is a concave surface, and a surface of the light-transmissive plate close to the glass substrate. At least a partial region of which is a convex surface, and a light absorbing means is provided in a region of the transparent plate through which an effective light beam does not pass, and an antireflection film is provided in a region through which the effective light beam passes.
【請求項3】透光性媒質の少なくとも1種類は液体であ
ることを特徴とする請求項1または2記載の空間光変調
素子。
3. The spatial light modulator according to claim 1, wherein at least one kind of the transparent medium is a liquid.
【請求項4】透光性媒質の少なくとも一部が放熱手段に
接することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載
の空間光変調素子。
4. The spatial light modulator according to claim 1, wherein at least a part of the translucent medium is in contact with the heat dissipation means.
【請求項5】透光板から光導電層側のガラス基板までの
有効光束が通過する領域に於て、隣接する2つの物質の
屈折率差がすべて0.3以下であることを特徴とする請
求項1〜3のいずれかに記載の空間光変調素子。
5. The difference in refractive index between two adjacent substances is 0.3 or less in a region through which an effective light flux passes from the transparent plate to the glass substrate on the photoconductive layer side. The spatial light modulator according to claim 1.
【請求項6】光導電層と光吸収層と光反射層とが形成さ
れた透光板と、ガラス基板と、前記透光板と前記ガラス
基板により挟持された光変調層を具備し、前記透光板の
前記光導電層から遠い面の少なくとも一部領域が凹面で
あり、前記透光板の有効光束が通過しない領域に光吸収
手段を、有効光束が通過する領域に反射防止膜を具備す
ることを特徴とする空間光変調素子。
6. A light-transmitting plate having a photoconductive layer, a light-absorbing layer, and a light-reflecting layer formed thereon, a glass substrate, and a light-modulating layer sandwiched between the light-transmitting plate and the glass substrate. At least a part of the surface of the light-transmitting plate far from the photoconductive layer is a concave surface, and the light-absorbing means is provided in a region of the light-transmitting plate where the effective light beam does not pass, and the antireflection film is provided in a region where the effective light beam passes. A spatial light modulator characterized by being.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10418040B2 (en) 2002-09-18 2019-09-17 Dolby International Ab Method for reduction of aliasing introduced by spectral envelope adjustment in real-valued filterbanks

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