JPH0990402A

JPH0990402A - 画像表示装置

Info

Publication number: JPH0990402A
Application number: JP24941195A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Takigawa; 信一瀧川; Masayoshi Ozaki; 正義尾崎
Original assignee: Matsushita Electronics Corp
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1995-09-27
Filing date: 1995-09-27
Publication date: 1997-04-04

Abstract

(57)【要約】【課題】強誘電液晶を用いた空間変調素子の入力面に
画像情報を書込み、空間変調素子の出力面に表示された
画像を拡大・投写する画像表示装置において、画像書込
み光輝度を高め、かつ光学系を小型にする。【解決手段】空間変調素子３と、映像信号に必要な周
波数まで光量を電気量により直接変調できる半導体レー
ザー１０と、半導体レーザー１０からの出力光を水平方
向に偏向するポリゴンミラー１２と、ポリゴンミラー１
２により偏向された光を垂直方向に偏向するガルバノミ
ラー１３と、ガルバノミラー１３により偏向された光を
空間変調素子３の入力面に集光させるための走査レンズ
１４と、空間変調素子３の出力面に表示された画像を読
み出し、拡大投写する光学系４〜９を具備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像表示装置、特
に多目的ホール、美術館、博物館、映画館、大会議場等
で用いられる、例えば１００インチ以上の超大画面用の
投写型画像表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の投写型画像表示装置を図１０及び
図１１を参照しつつ説明する。図１０は空間変調素子の
概略構成を示す断面図であり、図１１は従来の投写型画
像表示装置の構成図である。図１１において、従来の投
写型画像表示装置は、強誘電性液晶を用いた空間変調素
子（又は、Feroelectric Light Valve）３と、画像書込
み用のＣＲＴ１と、ＣＲＴ１のスクリーン上の画像を空
間変調素子３の入射面に投写するためのレンズ２と、偏
光フィルター４と、ビームスプリッター５と、空間変調
素子３の出力画像をスクリーン７に投写するための投写
レンズ６と、投写光を出力するための光源９と、光源９
からの光を空間変調素子３の出力面に集光させるための
集光レンズ８等で構成されている。

【０００３】図１０に示すように、空間変調素子３は、
スクリーン７側から順に、ガラス基板３１と、透明電極
３２と、強誘電性液晶層３３と、遮光層と反射層を兼ね
たＡｌ／Ｃｒ層３４と、ＰＩＮフォトダイオードアレイ
等による光導電層３６と、透明電極３７と、ガラス基板
３８と、Ａｌ／Ｃｒ反射電極３４と光導電層３６との間
に設けられた高分子ブラックマトリックス３５等で構成
されている。

【０００４】ＣＲＴ１から出力された映像信号は、レン
ズ２により空間変調素子３の入力面に結像される。空間
変調素子３の入力面上の画像は光導電層３６により電荷
に変換され、強誘電性液晶層３３の配向を変調する。一
方、光源９から出射された光は集光レンズ９及びビーム
スプリッター５を介して空間変調素子３の出力面に入射
される。入射光は変調された強誘電液晶層３３により偏
光方向が変えられ、偏光板４を通過する際に画像信号と
なり、投写レンズ６によりスクリーン７上に投写され
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、一般に
光導電層３６は感度が低く、画像信号の書込みに大光量
を必要とする。そのため、画像書込み用のＣＲＴ１とし
て、画像表示装置として用いられている通常のＣＲＴを
使用することはできず、投写型ビデオプロジェクタ等に
使用される高輝度ＣＲＴを使用しなければならないとい
う問題点を有していた。また、画像書込み手段としてＣ
ＲＴ１及びレンズ２を用いているため、光学系が大きく
なり、結果的に装置全体を小型化することが困難である
という問題点を有していた。さらに、カラー表示を行う
ためには、ＲＧＢそれぞれに対応して、図１１に示す投
写型画像表示装置を３組使用しなければならず、システ
ム全体が大型化するという問題点を有していた。

【０００６】本発明は、以上のような従来例の問題点を
解決するためになされたものであり、第１に、ＣＲＴを
用いることなく、高輝度光源を用いて画像信号の高輝度
化を図ることを目的とする。第２に、小型の走査光学系
を用いて装置全体の小型化を図ることを目的とする。第
３に、１組の装置でカラー表示を可能とすることを目的
とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の画像表示装置は、空間変調素子と、映像信
号に必要な周波数まで光量を電気量により直接変調でき
る光源と、前記光源からの出力光を水平方向に偏向する
水平偏向手段と、前記水平偏向手段により偏向された光
を垂直方向に偏向する垂直偏向手段と、前記垂直偏向手
段により偏向された光を前記空間変調素子の入力面に集
光させるためのレンズと、前記空間変調素子の出力面に
表示された画像を読み出し、拡大投写する光学系を具備
する。

【０００８】上記構成において、前記光源は半導体レー
ザー、発光ダイオード及びスーパールミネッセントダイ
オードから選択されたいずれかであることが好ましい。
また、前記垂直偏向手段はガルバノミラーであることが
好ましい。また、前記水平偏向手段はポリゴンミラーで
あることが好ましい。または、前記水平偏向手段は半導
体材料からなる回折格子であることが好ましい。さら
に、前記回折格子と前記光源とが集積化されていること
が好ましい。または、前記水平偏向手段はマイクロミラ
ーであることが好ましい。さらに、前記マイクロミラー
と前記光源とが集積化されていることが好ましい。ま
た、上記各構成において、前記水平偏向手段と前記垂直
偏向手段との間に、相互に対向する１対のミラーを設
け、前記光源からの出力光を前記一対のミラー間で複数
回反射させることが好ましい。

【０００９】また、映像信号中の輝度信号に、前記光源
のしきい値電流分だけバイアスした電流信号を、前記光
源に入力することが好ましい。さらに、前記電流信号
に、さらに高周波信号を重畳したことが好ましい。ま
た、前記光源からの出力光の偏光方向とその吸収軸が一
致するように、前記空間変調素子の出力面の前方に偏光
板を設けたことが好ましい。また、映像信号におけるＡ
フィールドとＢフィールドの垂直位置を各フィールドに
おける走査間隔の１／２だけずらせて走査することが好
ましい。

【００１０】また、上記各構成において、前記空間変調
素子は、少なくとも、その入力面側から順に配列された
第１の透明電極と、ＰＩＮフォトダイオードアレイから
なる光導電層と、無反射層と、反射電極と、強誘電液晶
層と、第２の透明電極とを含むことが好ましい。また、
前記空間変調素子の出力面側の前方に色分離フィルター
を設けたことが好ましい。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の基本的概念を図１に示
す。図１は、投写型画像表示装置の画像信号書込み側の
光学系を示す斜視図である。図１に示すように、本発明
の画像表示装置は、従来例におけるＣＲＴ１の代りに、
映像信号に必要な周波数まで光量を電気量により直接変
調できる光源１０と、光源１０からの出力光を水平方向
に偏向する水平偏向素子２０と、水平偏向素子２０によ
り偏向された光を垂直方向に偏向する垂直偏向素子３０
と、垂直偏向素子３０により偏向された光を空間変調素
子３の入力面３ａに集光させるためのレンズ１４を設け
ている。

【００１２】光源１０としては、直接的に変調が可能で
あり、且つ、発光輝度が高いものであればよく、半導体
レーザー、発光ダイオード、スーパールミネッセントダ
イオード等を用いる。水平偏向素子２０としては、例え
ばポリゴンミラー、マイクロミラー、半導体を用いた回
折格子等を用いる（後に詳述する）。また、垂直偏向素
子３０としては、ガルバノミラー等を用いる。すなわ
ち、光源１０から出力された微小ビームスポットを、水
平偏向素子２０及び垂直偏向素子３０を制御して、空間
変調素子３に入力面３ａ上で走査させるように構成され
ている。

【００１３】このように微小ビームスポットを走査させ
る構成により、空間変調素子３の入力面３ａに入射する
入力光の単位面積当たりの光量を飛躍的に増大させるこ
とができる。そのため、光源１０としての出力はそれほ
ど大きくなくても充分である。また、走査レンズ１４は
従来例におけるレンズ２のようにＣＲＴ１の全画面をカ
バーする必要がなくなり、走査レンズ１４のレンズ径を
小さくすることができる。さらに、光学系を折り曲げる
ことができ、各素子の配置に自由度が増す。これらの結
果、装置全体を小型化することができる。

【００１４】また、図２に示すように、空間変調素子３
の出力面側に、例えば単板式ＣＣＤカメラ等で用いられ
ているような色分離フィルター１５を設けることによ
り、１組の表示装置でカラー表示を行うことが可能にな
る。

【００１５】

【実施例１】以下、本発明の画像表示装置の実施例１を
図２及び図３を参照しつつ説明する。図２は実施例１に
係る画像表示装置を平面的に展開した構成図であり、図
３はその画像信号書込み側の構成を示す斜視図である。
なお、図１１に示す従来例と同一の番号を付した構成要
素は実質的に同一とする。

【００１６】図２に示すように、実施例１の画像表示装
置は、強誘電性液晶を用いた空間変調素子（又は、Fero
electric Light Valve）３と、画像書込み用の半導体レ
ーザー１０と、半導体レーザー１０の出力光を平行化す
るコリメートレンズ１１と、コリメートレンズ１１によ
り所定の微小径に絞られたビームを所定の方向に反射し
水平方向に偏向させるポリゴンミラー１２と、ポリゴン
ミラー１２により反射されたビームを所定の方向に反射
し垂直方向に偏向させるガルバノミラー１３と、ポリゴ
ンミラー１２及びガルバノミラー１３により水平方向及
び垂直方向に偏向されたビームを空間変調素子３の入射
面上を走査させるための走査レンズ１４と、偏光フィル
ター４と、ビームスプリッター５と、空間変調素子３の
出力画像をスクリーン７に投写するための投写レンズ６
と、投写光を出力するための光源９と、光源９からの光
を空間変調素子３の出力面に集光させるための集光レン
ズ８等で構成されている。ポリゴンミラー１２の回転方
向及びガルバノミラー１３の首振り方向は、実際には図
３に示すように設定され、半導体レーザー１０から空間
変調素子３に至る光学系（光軸）は略直角に折り曲げら
れている。

【００１７】空間変調素子３としては、図１０に示すよ
うな従来例と同様のものを用いることができる。すなわ
ち、ガラス基板３８上にＩＴＯ(Indium Tin Oxide)透明
電極３７が形成され、その上にａ−ＳｉによるＰＩＮフ
ォトダイオードアレイ等の光導電層３６が形成され、光
導電層３６上にＡｌ／Ｃｒ反射電極３４が形成されてい
る。さらに、Ａｌ／Ｃｒ反射電極３４上には強誘電液晶
層３３が形成され、強誘電液晶層３３上に透明電極３２
及びガラス基板３１が形成されている。強誘電液晶層３
３は、ファイバ・ビーズを用いた厚さ１μｍの液晶層
と、液晶層を挟むように形成された２つのポリイミドを
用いた強誘電液晶の配向層とで構成され、配向層は平行
配向するように処理されている。

【００１８】半導体レーザー１０は、しきい値電流以上
の領域では、注入電流の大きさと発振出力とは正比例の
関係にあり、出力光を直線的に変調することができる。
また、その周波数は映像信号周波数よりも十分に高いの
で、映像信号を直接半導体レーザー１０に入力すること
ができる。例えば、ＩｎＧａＡｌＰレーザーの場合、波
長６３５ｎｍ（赤色）で発振し、しきい値電流は３０ｍ
Ａである。半導体レーザー１０の出力光は、接合面に平
行に約１０度、垂直方向に約２５度の広がりを有する。
そのため、出力光はコリメートレンズ１１を介して平行
光に変換される。

【００１９】映像信号として、ＮＴＳＣ映像信号（アス
ペクト比１６：９）を用いた場合、ポリゴンミラー１２
の面数を１０面とし、回転数を９４４８８ｒｐｍとする
ことにより、水平方向の走査時間が６３．５μｓｅｃと
なり、ＮＴＳＣ映像信号の水平走査周期と一致させるこ
とができる。ポリゴンミラー１２は、ビームを±１８度
の角度で偏向させることができる。例えば、２インチの
空間変調素子３の場合、空間変調素子３の入力面３ａの
水平方向の長さは約４．４ｃｍであるので、ポリゴンミ
ラー１２の反射面から６．８ｃｍ以上離れた位置に空間
変調素子３の入力面３ａを設けることにより、水平方向
の走査が可能となる。

【００２０】ガルバノミラー１３は、水平方向の軸を中
心として±３０度の範囲で角度を連続的に変えることが
でき、６０Ｈｚ周期で駆動される。空間変調素子３の入
力面３ａの垂直方向の長さは約２．５ｃｍであるので、
ガルバノミラー１３から２．２ｃｍ以上離れた位置に空
間変調素子３の入力面３ａを設けることにより、垂直方
向の走査が可能となる。これらの条件を満足することに
より、空間変調素子３の入力面３ａ上に画像を形成する
ことができる。コリメートレンズ１１により平行化さ
れ、ポリゴンミラー１２及びガルバノミラー１３により
反射されたビームは、走査レンズ１４により空間変調素
子３の入力面３ａ上に集光される。これにより、空間変
調素子３の入力面３ａ上において、直径１μｍ程度の微
小ビームスポットが得られる。

【００２１】空間変調素子３の入力面３ａに画像信号を
書込むためには、１００ｍＷ／ｃｍ ²程度のエネルギー
が必要である。半導体レーザー１０の出力は５ｍＷ程度
であるが、直径１μｍ程度の微小ビームスポットに絞ら
れているため、光学系におけるロスを考慮しても空間変
調素子３の入力面３ａ上では１００ｋＷ／ｃｍ²以上の
エネルギーが存在している。そのため、十分に空間変調
素子３の入力面３ａに画像信号を書込むことができる。

【００２２】半導体レーザー１０のチップの大きさは３
００×２５０×１５０（μｍ）程度であり、パッケージ
に封入してもせいぜい１．５ｃｍ程度である。また、ポ
リゴンミラー１２及びガルバノミラー１３の大きさもせ
いぜい１０ｃｍ程度である。従って、ビームスプリッタ
ー５、投写レンズ６、集光レンズ８及び光源９を除く、
空間変調素子３及び画像信号書込み側の光学系を含めた
装置の大きさは、４×８×１２（ｃｍ）程度であり、Ｃ
ＲＴを用いた従来例に較べて約１／５の大きさであっ
た。

【００２３】次に、本発明の画像表示装置の駆動方法を
図４に示すブロック図を参照しつつ説明する。図４にお
いて、入力信号は、通常のＮＴＳＣ映像信号である。ま
ず、ＮＴＳＣ映像信号のブランキング部分からトリガー
信号を抽出する。このトリガー信号によりポリゴンミラ
ー１２の同期をとる。また、ＮＴＳＣ映像信号の各フィ
ールドマークを抽出し、ガルバノミラー１３のトリガー
とする。これにより、各フィールドの開始時に、ビーム
スポットが空間変調素子３の入力面３ａの左上端（書込
み開始位置）にくる。その後、１水平走査期間におい
て、ビームスポットはポリゴンミラー１２の回転により
水平方向に走査される。同時に、ガルバノミラー１３の
回転により垂直方向に１垂直走査線分だけ斜に走査され
る。その後、ポリゴンミラー１２によりビームスポット
は左端に戻り、２行目の書込みが行われる。このような
２次元走査を繰返して、入力面３ａの右下端までくる
と、ガルバノミラー１３が元の位置に復帰し、ビームス
ポットは最初の左上端（書込み開始位置）に戻る。一
方、ＮＴＳＣ映像信号中の輝度信号は、電圧信号から電
流信号に変換され、半導体レーザー１０に注入される。
このとき、半導体レーザー１０のしきい値電流分だけバ
イアスしておくことにより、半導体レーザー１０の出力
強度は輝度信号に比例する。そのようにして、空間変調
素子３の入力面３ａに画像を形成することができる。

【００２４】なお、上記実施例１ではモノクロ画像を表
示する場合について説明したが、カラー画像を表示する
場合、図２において一点鎖線で示すように、空間変調素
子３の出力面の前方に色分離フィルターを設け、ＲＧＢ
各色信号に対応してビームスポットを走査させるように
構成してもよい。

【００２５】また、上記実施例１では、書込み光源とし
て半導体レーザー１０を用いたが、レーザー光は強度が
たいへん大きいため、空間変調素子３の大きさによって
は、光が投写側に漏れてしまい、スクリーン７に表示さ
れる画像のノイズとなる可能性がある。一方、半導体レ
ーザー１０の出力光は、ヘテロ結合面に平行な方向に偏
光しているので、空間変調素子３の入力面３ａに描かれ
る画像も一方向に偏光した光で構成されている。従っ
て、この偏光方向と空間変調素子３の出力面の前方に設
けられた偏光フィルター４の吸収軸を一致させることに
より、仮に空間変調素子３の内部で光が書込み側から液
晶側に漏れたとしても、漏れ光を偏光フィルター４で吸
収することができる。その結果、漏れ光がスクリーン７
上の画像にノイズとして表れることを防止することがで
きる。さらに、半導体レーザー１０の出力光はエネルギ
ー密度が非常に高いため、連続駆動を行うと、装置が高
温になる場合がある。その場合は、半導体レーザー１０
をパルス駆動することが好ましい。

【００２６】一般に、レーザー光は、単一波長で位相が
そろった干渉性の高い光である。そのため、空間変調素
子３の内部における反射等により干渉を起こし、画像の
ノイズを発生させる可能性がある。しかしながら、以下
の方法により干渉性を低下させ、ノイズの少ないクリア
な画像を得ることができる。まず、半導体レーザー１０
の駆動電流に高周波信号を重畳させる。高周波信号とし
ては、液晶分子が追随できない範囲、例えば６００ＭＨ
ｚ付近の周波数を用いる。半導体レーザー１０の駆動信
号に高周波を重畳させることにより、単一波長発振から
多波長発振に変化するため、干渉性が低下する。また
は、半導体レーザー１０として、多重波長発振する、例
えばセルフセパレーションレーザーを用いる。あるい
は、半導体レーザーの代りに、発光ダイオードやスーパ
ールミネッセントダイオードを用いる。これらの素子か
ら出力される光は位相がそろっていないため、干渉性は
低い。

【００２７】

【実施例２】次に、本発明の画像表示装置の実施例２を
図５に示す。実施例２は、水平方向偏向素子として半導
体材料からなる回折格子１６を用い、半導体レーザー１
０’と集積化した一例である。図５に示すように、半導
体レーザー１０’の発光端の先に回折格子１６が形成さ
れており、半導体レーザー１０’の出力光は回折格子１
６により回折され、ガルバノミラー１３に入射される。
ここで、ブラッグ(Bragg)波長λBは、（数１）に示すよ
うに回折格子１６部の屈折率の関数となる。

【００２８】

【数１】

【００２９】但し、Ｌは回折格子１６のピッチ、ｎはそ
の屈折率、ｍは０以外の整数である。ここで、回折格子
１６の材料である半導体の注入電流を変化させることに
より、その屈折率ｎを変化させることができる。回折格
子１６部の屈折率を変化させることによりブラッグ波長
と半導体レーザー１０’の発振波長の不一致が生じ、回
折格子１６から放射されるビームの偏向角度を変調する
ことができる。実施例２によれば、水平偏向素子と光源
とを集積化することができ、部品点数の削減及び装置の
小型化を図ることができる。

【００３０】

【実施例３】次に、本発明の画像表示装置の実施例３を
図６に示す。前記実施例１において用いたポリゴンミラ
ー１２はその重量が重く、またモーターにより高速回転
されるため、長期間の使用に際してはその耐久性が問題
となる。実施例３は、水平方向偏向素子として、重量が
軽く、耐久性に優れたマイクロミラー１７を用い、半導
体レーザー１０’と集積化した一例である。

【００３１】図６の（ａ）に示すように、半導体レーザ
ー１０’の発光端の先にマイクロミラー１７が設けられ
ており、半導体レーザー１０’の出力光はマイクロミラ
ー１７により反射され、ガルバノミラー１３に入射され
る。マイクロミラー１７は、ＤＭＤ(Digital Micromirr
or Device)として知られる画像表示装置を構成するミラ
ーの１単位であり、図６の（ｂ）に示すようにミラー１
７ａと基板上に形成された電極１７ｂとの間に作用する
静電引力により曲げられ、印加する電圧に応じてその角
度が変調される。マイクロミラー１７は±１０度程度の
範囲で角度調節させることができる。

【００３２】マイクロミラー１７自体はせいぜい２０μ
ｍ×２０μｍ程度の大きさであるが、ビーム径が数μｍ
に絞られたレーザービームに対しては、十分効果を発揮
し得る。また、マイクロミラー１７は極めて小さく、高
速応答が可能であり、また、耐久性に優れる。マイクロ
ミラー１７をシリコン基板上に形成し、その基板上に半
導体レーザーを貼り付けることにより、又は同一基板上
に半導体レーザー１０’を直接形成することにより、集
積化が可能である。

【００３３】

【実施例４】次に、本発明の画像表示装置の実施例４を
図７に示す。実施例４は、ポリゴンミラー１２からガル
バノミラー１３に至る光路長を稼ぐために、ポリゴンミ
ラー１２とガルバノミラー１３との間に相互に対向する
１組のミラー１８及び１９を設け、ミラー１８と１９の
間でビームを複数回反射させるように構成した一例であ
る。このような構成により、空間変調素子３に対して画
像信号書込み側の光学系を小さくすることができる。な
お、実施例４では水平偏向装置としてポリゴンミラー１
２を用いたが、前記実施例２及び３における回折格子１
６やマイクロミラー１７を用いた場合であっても同様の
効果を奏する。

【００３４】

【実施例５】次に、本発明の画像表示装置の実施例５を
図８に示す。実施例５は、ＮＴＳＣ映像信号におけるＡ
フィールドとＢフィールドにおける走査線の位置を、垂
直方向に１／２ピッチだけずらすように構成した一例で
ある。図８において、（ａ）はＡフィールドを走査する
ときの状態を示し、（ｂ）はＢフィールドを走査すると
きの状態を示す。このような構成により、スクリーン７
に投写された画像の解像度を２倍にすることができる。

【００３５】

【実施例６】次に、本発明の画像表示装置の実施例６を
図９に示す。上記実施例１から５は、画像信号書込み側
の光学系の改良であったが、実施例６は空間変調素子３
の改良に関する。空間変調素子３の内部に入射されたビ
ームは、Ａｌ／Ｃｒ反射電極３４により散乱され、周囲
のＰＩＮフォトダイオードアレイ等による光導電層３６
に吸収されてしまい、解像度が低下する場合がある。光
導電層３６による反射光の吸収を防止するために、光導
電層３６とＡｌ／Ｃｒ反射電極３４との間に無反射層
（又は、反射防止層）３９を設ける。無反射層３９とし
ては、ＳｉＯ₂等の酸化物や、Ｓｉ₃Ｎ₄等の窒化物を用
いる。光源の中心波長をλとして、膜厚ｔ＝１／４λで
ある。

【００３６】

【発明の効果】以上のように、本発明の画像表示装置に
よれば、空間変調素子と、映像信号に必要な周波数まで
光量を電気量により直接変調できる光源と、光源からの
出力光を水平方向に偏向する水平偏向手段と、水平偏向
手段により偏向された光を垂直方向に偏向する垂直偏向
手段と、垂直偏向手段により偏向された光を空間変調素
子の入力面に集光させるためのレンズと、空間変調素子
の出力面に表示された画像を読み出し、拡大投写する光
学系を具備するので、従来例のようにＣＲＴを用いるこ
となく、空間変調素子の入力面に画像信号を書込むこと
ができる。

【００３７】特に、光源として、半導体レーザー、発光
ダイオード、スーパールミネッセントダイオード等を用
いることにより、出力光にビームを微小径に絞ることが
でき、単位面積当たりのエネルギーを飛躍的に高くする
ことができる。従って、比較的小型の素子でありなが
ら、空間変調素子の入力面に画像信号を書込むのに必要
なエネルギーを、十分に出力し得る。その結果、画像表
示装置における画像信号書込み側の光学系を小さくする
ことができる。

【００３８】また、垂直偏向手段としてガルバノミラー
を用い、水平偏向手段としてポリゴンミラーを用いるこ
とにより、画像表示装置における画像信号書込み側の光
学系を複数回折り曲げることができる。そのため、光源
やポリゴンミラーの配置に自由度が増し、光学系をさら
に小さくすることができる。

【００３９】または、ポリゴンミラーの代りに半導体材
料からなる回折格子を用いた場合、回折格子に印加する
電圧を変化させることにより、回折格子部の屈折率を変
化させることができる。そこで、回折格子に印加する電
圧を水平走査信号に応じて変化させることにより、光源
から出射され回折格子に入射する光の回折方向を水平方
向に偏向することができる。また、回折格子と光源とを
集積化することにより、素子の小型化、部品点数の削
減、調整工程の簡素化等を図ることができる。さらに、
可動部がないため、耐久性に優れる。

【００４０】または、ポリゴンミラーの代りにマイクロ
ミラーを用いた場合、マイクロミラーと基板上に設けた
電極との間に印加する電圧を変化させることにより、マ
イクロミラーの傾斜角を変化させることができる。そこ
で、マイクロミラーと基板上に設けた電極との間に印加
する電圧を水平走査信号に応じて変化させることによ
り、光源から出射されマイクロミラーにより反射される
光の反射方向を水平方向に偏向することができる。ま
た、マイクロミラーと光源とが集積化することにより、
素子の小型化、部品点数の削減、調整工程の簡素化等を
図ることができる。さらに、マイクロミラーの重量及び
大きさがポリゴンミラーに比べて極めて小さいため、ポ
リゴンミラーを用いた場合に比べて耐久性が向上し、ま
た高速動作も可能である。

【００４１】また、水平偏向手段と垂直偏向手段との間
に、相互に対向する１対のミラーを設け、光源からの出
力光を前記一対のミラー間で複数回反射させることによ
り、画像表示装置における画像信号書込み側の光学系の
光路長を確保しつつ、光学系全体の大きさをさらに小さ
くすることができる。

【００４２】また、映像信号中の輝度信号に、光源のし
きい値電流分だけバイアスした電流信号を、光源に入力
することにより、光源からの出力光の発振出力と入力電
流とが正比例し、出力光を直線的に変調することができ
る。さらに、電流信号に、さらに高周波信号を重畳する
ことにより、特に、光源に半導体レーザーを用いた場合
に、半導体レーザーを多波長発振させることができ、出
力光に干渉性を低下さ得ることができる。その結果、空
間変調素子内部における入力光の干渉によりノイズの発
生を低減させることができる。

【００４３】また、光源からの出力光の偏光方向とその
吸収軸が一致するように、空間変調素子の出力面の前方
に偏光板を設けることにより、万が一入力光が空間変調
素子の液晶層側の漏れた場合でも、漏れ光は偏光板によ
り吸収され、スクリーン上には投写されず、スクリーン
上のノイズとしては表れない。

【００４４】また、映像信号におけるＡフィールドとＢ
フィールドの垂直位置を各フィールドにおける走査間隔
の１／２だけずらせて走査することにより、スクリーン
上に表示される画像の解像度を２倍に高めることができ
る。

【００４５】また、空間変調素子が、少なくとも、その
入力面側から順に配列された第１の透明電極と、ＰＩＮ
フォトダイオードアレイからなる光導電層と、無反射層
と、反射電極と、強誘電液晶層と、第２の透明電極とを
含むことにより、空間変調素子の入力面から入射し多光
が反射電極により反射されたとしても、反射光成分は無
反射層により吸収され、光導電層のＰＩＮフォトダイオ
ードに吸収されることはない。そのため、ＰＩＮフォト
ダイオードにより光電変換される信号にノイズ成分は含
まれず、解像度の低下を防止することができる。

【００４６】また、空間変調素子の出力面側の前方に色
分離フィルターを設けることにより、１つの画像表示装
置でカラー画像を表示することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像表示装置の構成を外面的に示す斜
視図

【図２】本発明の実施例１に係る画像表示装置の平面展
開した構成を示す図

【図３】実施例１に係る画像表示装置の画像信号書込み
側の光学系の構成を示す斜視図

【図４】実施例１における画像表示装置の駆動方法を示
すブロック図

【図５】本発明の実施例２に係る画像表示装置の画像信
号書込み側の光学系の構成を示す斜視図

【図６】（ａ）は本発明の実施例３に係る画像表示装置
の画像信号書込み側の光学系の構成を示す斜視図、
（ｂ）はその動作原理を示す図

【図７】本発明の実施例４に係る画像表示装置の画像信
号書込み側の光学系の構成を示す斜視図

【図８】（ａ）は本発明の実施例５におけるＡフィール
ドの画像信号書込み側を示す斜視図、（ｂ）はそのＢフ
ィールドの画像信号書込み側を示す斜視図

【図９】本発明の実施例４に係る画像表示装置の空間変
調素子の構成を示す断面図

【図１０】従来より一般的な画像表示装置の空間変調素
子の構成を示す断面図

【図１１】従来の画像表示装置の構成を示す図

【符号の説明】

１：ＣＲＴ２：レンズ３：空間変調素子３ａ：入力面４：偏光フィルター５：ビームスプリッター６：投写レンズ７：スクリーン８：集光レンズ９：光源１０：半導体レーザー１１：コリメートレンズ１２：ポリゴンミラー１３：ガルバノミラー１４：走査レンズ１５：色分離フィルター１６：回折格子１７：マイクロミラー１８：ミラー１９：ミラー

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】空間変調素子と、映像信号に必要な周波
数まで光量を電気量により直接変調できる光源と、前記
光源からの出力光を水平方向に偏向する水平偏向手段
と、前記水平偏向手段により偏向された光を垂直方向に
偏向する垂直偏向手段と、前記垂直偏向手段により偏向
された光を前記空間変調素子の入力面に集光させるため
のレンズと、前記空間変調素子の出力面に表示された画
像を読み出し、拡大投写する光学系を具備する画像表示
装置。
【請求項２】前記光源は半導体レーザー、発光ダイオ
ード及びスーパールミネッセントダイオードから選択さ
れたいずれかである請求項１記載の画像表示装置。
【請求項３】前記垂直偏向手段はガルバノミラーであ
る請求項１又は２記載の画像表示装置。
【請求項４】前記水平偏向手段はポリゴンミラーであ
る請求項１から３のいずれかに記載の画像表示装置。
【請求項５】前記水平偏向手段は半導体材料からなる
回折格子である請求項１から３のいずれかに記載の画像
表示装置。
【請求項６】前記回折格子と前記光源とが集積化され
ている請求項５記載の画像表示装置。
【請求項７】前記水平偏向手段はマイクロミラーであ
る請求項１から３のいずれかに記載の画像表示装置。
【請求項８】前記マイクロミラーと前記光源とが集積
化されている請求項７記載の画像表示装置。
【請求項９】前記水平偏向手段と前記垂直偏向手段と
の間に、相互に対向する１対のミラーを設け、前記光源
からの出力光を前記一対のミラー間で複数回反射させる
請求項１から７のいずれかに記載の画像表示装置。
【請求項１０】映像信号中の輝度信号に、前記光源の
しきい値電流分だけバイアスした電流信号を、前記光源
に入力する請求項１から９のいずれかに記載の画像表示
装置。
【請求項１１】前記電流信号に、さらに高周波信号を
重畳した請求項１０記載の画像表示装置。
【請求項１２】前記光源からの出力光の偏光方向とそ
の吸収軸が一致するように、前記空間変調素子の出力面
の前方に偏光板を設けた請求項１から１１のいずれかに
記載の画像表示装置。
【請求項１３】映像信号におけるＡフィールドとＢフ
ィールドの垂直位置を各フィールドにおける走査間隔の
１／２だけずらせて走査する請求項１から１２のいずれ
かに記載の画像表示装置。
【請求項１４】前記空間変調素子は、少なくとも、そ
の入力面側から順に配列された第１の透明電極と、光導
電層と、無反射層と、反射電極と、強誘電液晶層と、第
２の透明電極とを含む請求項１から１３のいずれかに記
載の画像表示装置。
【請求項１５】前記空間変調素子の出力面側の前方に
色分離フィルターを設けた請求項１から１４のいずれか
に記載の画像表示装置。