JP2002139682A - Display device - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To increase use efficiency of beams and the contrast in a display device which uses a diffraction grating type spatial modulator for the mechanism producing projection images. SOLUTION: In the display device 10, a beam containing the image component of a vertical or lateral line is produced by a color-combining mechanism having three laser light sources, emitting beams of different wavelengths from one another and having three spatial modulators 11r, 11g, 11b, each having a diffraction grating element arranged in one dimension which modulates the phase of the beam from the respective laser light source, and the produced beam is passed through a schlieren filter 13 and projected as an image on a screen 17. In this device 10, the number of diffraction grating lines of the spatial modulator per pixel of a single image and the period of the diffraction grating are varied, according to each spatial modulator for the respective wavelength, and the wavelengths λ1, λ2, λ3 of the beams from the laser light sources and the periods Λ1, Λ2, Λ3 of the diffraction gratings of the spatial modulators are controlled so as to satisfy λ1/Λ1=λ2/Λ2=λ3/Λ3.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【発明が属する技術分野】本発明は、投影画像を生成す
る機構に回折格子型空間変調器を使用したディスプレイ
装置において、画像の表示品質を高めるための技術に関
する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a technique for improving display quality of an image in a display device using a diffraction grating type spatial modulator as a mechanism for generating a projection image.

【０００２】[0002]

【従来の技術】ディスプレイ装置、特に、プロジェクシ
ョン型のディスプレイ装置において、従来は、投影画像
を生成する機構として、一般的には液晶パネルや所謂Ｄ
ＭＤ等が用いられている。2. Description of the Related Art In a display device, in particular, a projection type display device, conventionally, as a mechanism for generating a projection image, a liquid crystal panel or a so-called D
MD and the like are used.

【０００３】また、近年では、レーザー光源とマイクロ
マシン技術を用いて製作されるＧＬＶ（Grating Light
Valve）が用いられたディスプレイ装置が開発され、注
目を集めている。In recent years, a GLV (Grating Light) manufactured using a laser light source and micromachine technology has been developed.
Valve) -based display devices have been developed and are attracting attention.

【０００４】ＧＬＶは、電圧の印加によって発生するク
ーロン引力を用いた変調可能なリボン構造を有する回折
格子型空間変調器である。即ち、図２３に原理を示すよ
うに、ＧＬＶ１は、例えば、表示画面の１画素（ピクセ
ル）を構成する部分が３本の可動リボン１ａ、１ａ、１
ａと３本の固定リボン１ｂ、１ｂ、１ｂから成る６本の
リボン（回折格子／反射部）を有するものである。ＧＬ
Ｖ１に駆動電圧を印加すると、上記可動リボン１ａ、１
ａ、１ａが静電気力によって下降し、６本のリボンが単
なる反射鏡から反射型回折格子に変化して、照射された
レーザー光が反射して回折光として出射される。[0004] The GLV is a diffraction grating type spatial modulator having a ribbon structure capable of modulation using Coulomb attraction generated by application of a voltage. In other words, as shown in FIG. 23, the GLV 1 has, for example, three movable ribbons 1a, 1a, 1
a and three fixed ribbons 1b, 1b, 1b (diffraction grating / reflection portion). GL
When a drive voltage is applied to V1, the movable ribbons 1a, 1
a, 1a are lowered by the electrostatic force, and the six ribbons are changed from a simple reflecting mirror to a reflection type diffraction grating, and the irradiated laser light is reflected and emitted as diffracted light.

【０００５】ＧＬＶで画像を生成するには、上記回折光
のうち、０次光を遮光して±一次光のみを透過させるス
リットを有するシュリーレンフィルターが必要となる。
即ち、図２３に示すように、ＧＬＶ１への通電時（ＧＬ
Ｖ：ON）には、ＧＬＶディスプレイ装置２は、ＧＬＶ１
を発した光が、レンズ３を通過した後、スリット４ａ、
４ａを有するシュリーレンフィルタ４で±の一次光のみ
が透過され、レンズ５の焦点に実像を構成する。尚、０
次光は、シュリーレンフィルタ４で遮断される。そし
て、その後は、図示しない投影レンズを経て、スキャン
ミラーによって反射されてスクリーン上を走査するよう
にされて、スクリーン上に画像を構成する。また、ＧＬ
Ｖ１への非通電時（ＧＬＶ：OFF）には、図２４に示す
ように、全てのリボンの位相が揃うため、±一次光は発
生せず、全ての光束、即ち、０次光がシュリーレンフィ
ルタ４で遮光されるのみとなる。In order to generate an image with the GLV, a schlieren filter having a slit for blocking the zero-order light and transmitting only the ± first-order light out of the diffracted light is required.
That is, as shown in FIG. 23, when power is supplied to GLV1 (GL
V: ON), the GLV display device 2 is the GLV 1
Is passed through the lens 3, the slit 4a,
Only the primary light of ± is transmitted by the schlieren filter 4 having 4a, and a real image is formed at the focal point of the lens 5. Note that 0
The next light is blocked by the schlieren filter 4. Thereafter, the light is reflected by a scan mirror via a projection lens (not shown) and scans on the screen, thereby forming an image on the screen. Also, GL
When the power is not supplied to V1 (GLV: OFF), as shown in FIG. 24, since the phases of all ribbons are aligned, ± primary light is not generated, and all light beams, that is, 0th-order light, 4, the light is only shielded.

【０００６】ところで、上記ＧＬＶディスプレイ装置２
でカラー表示を行う場合、全ての波長の光束の生成に対
して同じＧＬＶ１を用いると、波長により回折角度が変
化する。即ち、図２５に示すように、周期Λの回折格子
（リボン）に対して、入射光の波長、入射角、出射角を
それぞれ、λ、θ、ψとすれば、ｍ次回折光に対して以
下の数１に示す関係が成り立つ。Incidentally, the GLV display device 2
When color display is performed by using the same GLV1 for generating light beams of all wavelengths, the diffraction angle changes depending on the wavelength. That is, as shown in FIG. 25, if the wavelength, incident angle, and emission angle of incident light are λ, θ, and に 対 し て for a diffraction grating (ribbon) having a period Λ, respectively, The relationship shown in Equation 1 holds.

【０００７】[0007]

【数１】 (Equation 1)

【０００８】従って、図２６及び図２７に示すように、
フーリエ面上での±一次光の位置が波長によってずれる
ので、全ての波長の±一次光を透過させることができる
ようにシュリーレンフィルター４を設計しなければなら
ないことになる。この場合、当然、シュリーレンフィル
ター４のスリット４ａ、４ａの幅は、単色光の場合より
も広くする必要があるが、スリット４ａ、４ａの幅を広
くするとＧＬＶ１等で発生する迷光や散乱光もシュリー
レンフィルター４を透過し易くなり、生成画像のコント
ラストが低下してしまうという問題が発生する。しか
し、反対に、シュリーレンフィルター４のスリット４
ａ、４ａの幅を狭くすると、本来透過するべき±一次光
の一部が透過されないことになって、光束の利用率が低
下するという問題が発生する。Therefore, as shown in FIGS. 26 and 27,
Since the position of the ± primary light on the Fourier plane is shifted depending on the wavelength, the schlieren filter 4 must be designed so that the ± primary light of all wavelengths can be transmitted. In this case, naturally, the width of the slits 4a, 4a of the Schlieren filter 4 needs to be wider than in the case of monochromatic light. There is a problem that the light is easily transmitted through the filter 4 and the contrast of the generated image is reduced. However, conversely, the slit 4 of the schlieren filter 4
When the widths of a and 4a are reduced, a part of the ± primary light that should originally be transmitted is not transmitted, which causes a problem that the utilization rate of the light flux is reduced.

【０００９】[0009]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題点
に鑑み、投影画像を生成する機構に回折格子型空間変調
器を使用したディスプレイ装置において、光束の利用率
及びコントラストを高めることを課題とする。SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above problems, it is an object of the present invention to provide a display device using a diffraction grating type spatial modulator as a mechanism for generating a projected image, and to improve the utilization and contrast of a light beam. And

【００１０】[0010]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、それぞれの波長の異なる光束を出射する
３つのレーザー光源と、該レーザー光源からの光束の位
相をそれぞれ変調させる回折格子状素子が一次元に配列
されて成る３つの空間変調器とを有する色合成機構によ
って構成された縦又は横一列分の画像成分を含む光束を
シュリーレンフィルターを通してスクリーン上に画像と
して投影するディスプレイ装置において、空間変調器の
回折格子の画像１ピクセル当たりの本数と回折格子の周
期を各波長用の空間変調器毎に変えるようにすると共
に、λ１、λ２及びλ３をレーザー光源の光束の波長、
Λ１、Λ２及びΛ３を空間変調器の回折格子の周期とす
るとき、λ１／Λ１＝λ２／Λ２＝λ３／Λ３を満足す
るようにしたものである。In order to solve the above problems, the present invention provides three laser light sources for emitting light beams having different wavelengths, and a diffraction grating for modulating the phase of the light beams from the laser light sources. A display device for projecting, as an image on a screen, a light beam containing image components for one row or two rows formed by a color synthesizing mechanism having three spatial modulators in which one-dimensional elements are arranged one-dimensionally through a schlieren filter. The number of diffraction grating images per pixel of the spatial modulator and the period of the diffraction grating are changed for each spatial light modulator for each wavelength, and λ1, λ2, and λ3 are the wavelengths of the luminous flux of the laser light source,
When Λ1, Λ2 and Λ3 are the periods of the diffraction grating of the spatial modulator, λ1 / Λ1 = λ2 / Λ2 = λ3 / Λ3 is satisfied.

【００１１】従って、光束の利用率及びコントラストを
高めることが可能になる。Accordingly, it is possible to increase the utilization rate and the contrast of the light beam.

【００１２】[0012]

【発明の実施の形態】以下に、本発明ディスプレイ装置
の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the display device according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

【００１３】本発明ディスプレイ装置は、概略的には、
それぞれの波長の異なる光束を出射する３つのレーザー
光源と、該レーザー光源からの光束の位相をそれぞれ変
調させる回折格子状素子が一次元に配列されて成る３つ
の空間変調器（以下、ＧＬＶ）とを有する色合成機構に
よって構成された縦又は横一列分の画像成分を含む光束
をシュリーレンフィルターを通してスクリーン上に画像
として投影するものであり、上記ＧＬＶの回折格子（リ
ボン）の画像１ピクセル当たりの本数と回折格子の周期
を各波長用のＧＬＶ毎に変えるようにすると共に、λ
１、λ２、λ３をレーザー光源の光束の波長、Λ１、Λ
２、Λ３をＧＬＶの回折格子の周期とするとき、以下の
数２に示す条件式を満足させるように、又は、その関係
に最も近くなるようにしたものである。The display device of the present invention is generally
Three laser light sources that emit light beams having different wavelengths, and three spatial modulators (hereinafter, GLVs) in which diffraction grating elements that modulate the phases of the light beams from the laser light sources are arranged one-dimensionally. A luminous flux including image components for one row or two rows formed by a color synthesizing mechanism having an image is projected as an image on a screen through a schlieren filter, and the number of GLV diffraction gratings (ribbons) per pixel image And the period of the diffraction grating is changed for each GLV for each wavelength.
1, λ2, λ3 are the wavelengths of the luminous flux of the laser light source, {1,
Assuming that 2, 3 is the period of the GLV diffraction grating, the following conditional expression 2 is satisfied or the relationship is closest to the relationship.

【００１４】[0014]

【数２】 (Equation 2)

【００１５】尚、上記数２は、各波長用のＧＬＶ毎の回
折格子の周期を規定するための条件式であるが、リボン
の画像１ピクセル当たりの本数は、以下の数３によって
規定される。The above equation (2) is a conditional expression for defining the period of the diffraction grating for each GLV for each wavelength. The number of ribbons per pixel of an image is defined by the following equation (3). .

【００１６】[0016]

【数３】 (Equation 3)

【００１７】尚、上記数３において、ｐはＧＬＶの１ピ
クセルの長さ、ｍＲ、ｍＧ及びｍＢは赤（Ｒ）、緑
（Ｇ）及び青（Ｂ）それぞれ用のＧＬＶの１ピクセル当
たりのリボン本数、ΛＲ、ΛＧ及びΛＢを、上記と同様
に各色それぞれ用のＧＬＶの回折格子の周期である。In the above equation (3), p is the length of one pixel of the GLV, and mR, mG and mB are ribbons per pixel of the GLV for red (R), green (G) and blue (B), respectively. The numbers, ΛR, ΛG, and ΛB, are the periods of the GLV diffraction grating for each color in the same manner as described above.

【００１８】即ち、ディスプレイ装置１０は、詳しい図
示は省略するが、画像を生成する機構（色合成機構）
に、ＲＧＢ各色用に３つの回折格子型空間変調器１１、
１１、１１と、同様にＲＧＢ各色のレーザー光を生成す
る３つのレーザー光源を使用したものである。That is, although not shown in detail, the display device 10 has a mechanism for generating an image (color synthesizing mechanism).
In addition, three diffraction grating type spatial modulators 11 for each color of RGB,
Similarly, three laser light sources for generating laser beams of RGB colors are used.

【００１９】ディスプレイ装置１０において、図１に示
すように、ＧＬＶ１１（１つのみを図示）をによって反
射された回折光が、レンズ１２を通過した後、シュリー
レンフィルタ１３で±の一次光のみ透過され、レンズ１
２の焦点に実像１４を構成する。尚、０次光は、シュリ
ーレンフィルタ１３で遮断される。シュリーレンフィル
ター１３には、±の一次光のみを透過させるためのスリ
ット１３ａ、１３ａが形成されている。In the display device 10, as shown in FIG. 1, after the diffracted light reflected by the GLV 11 (only one is shown) passes through the lens 12, only the ± primary light is transmitted by the schlieren filter 13. , Lens 1
A real image 14 is formed at two focal points. The zero-order light is blocked by the schlieren filter 13. The schlieren filter 13 has slits 13a, 13a for transmitting only the primary light of ±.

【００２０】そして、上記実像１４は、投影レンズ１５
を経て、スキャンミラー１６によって反射されて光軸の
方向が変えられ、スクリーン１７上を走査し、スクリー
ン１７に画像を生成表示する。尚、図示は省略するが、
ＧＬＶ１１及びレーザー光源は、ＲＧＢ各色に対応して
それぞれ３個づつ使用され、また、ＧＬＶ１１は、ＲＧ
Ｂ各色用がそれぞれ、下述するように１ピクセル当たり
のリボン数及び回折格子の周期が異なるように構成され
たものである。The real image 14 is projected onto a projection lens 15
After that, the light is reflected by the scan mirror 16 and the direction of the optical axis is changed, and scans on the screen 17 to generate and display an image on the screen 17. Although illustration is omitted,
The GLV 11 and the laser light source are used three each for each color of RGB, and the GLV 11 is
Each of the B colors is configured such that the number of ribbons per pixel and the period of the diffraction grating are different as described below.

【００２１】以下、上記ＧＬＶ１１、１１、１１の基本
原理について説明する。一般的に、ＧＬＶによってＲＧ
Ｂのカラー表示を行うためには、ＲＧＢ３色それぞれを
表示するＧＬＶの像を重ね合わせる為に、各ＧＬＶの１
ピクセル当たりの寸法は同じであることが望ましい。Hereinafter, the basic principle of the GLVs 11, 11, and 11 will be described. Generally, RG by GLV
In order to perform the color display of B, one GLV image is displayed in order to superimpose the GLV images displaying the three RGB colors.
Desirably, the dimensions per pixel are the same.

【００２２】そこで、上記ディスプレイ装置１０に使用
されるＧＬＶ１１、１１、１１は、１ピクセルの一辺の
長さをｐとし、このｐの長さのピクセルをｎ本のリボン
で形成するとき、回折格子（リボン）の周期は２ｐ／ｎ
となる。The GLVs 11, 11, and 11 used in the display device 10 have a length p of one side of one pixel and a diffraction grating when a pixel having the length p is formed of n ribbons. (Ribbon) period is 2p / n
Becomes

【００２３】従って、波長λの光に対して、その回折角
θは、以下の数４に示す式によって求められる。Accordingly, the diffraction angle θ of the light having the wavelength λ can be obtained by the following equation (4).

【００２４】[0024]

【数４】 (Equation 4)

【００２５】上記数４において、もし、ｎλが一定であ
れば、回折角θは変わらないことになる。従って、上記
数４の関係が満たされるような波長と、前記数３に示す
式によって１ピクセル当たりのリボン数を選べば、全て
の回折光は同じ方向に生じることになる。In the above equation (4), if nλ is constant, the diffraction angle θ does not change. Therefore, if the wavelength that satisfies the relationship of the above formula 4 and the number of ribbons per pixel are selected by the formula shown in the above formula 3, all the diffracted lights will be generated in the same direction.

【００２６】実際に、このような選択が可能であること
を図２に示す。即ち、例えば、の緑（Ｇ）用のＧＬＶ１
１ｇに対して、そのリボン本数ｎを６とすると、波長λ
は532nmとなり（図中のＡ）、赤（Ｒ）用のＧＬＶ１１
ｒはリボン本数ｎが５で光波長λが638.4nm（図中の
Ｂ）、青（Ｂ）用のＧＬＶ１１ｂはリボン本数ｎが７で
波長λが457.5nmとなり（図中のＣ）、上記数４の式を
満たすことができるようになる。FIG. 2 shows that such a selection is actually possible. That is, for example, GLV1 for green (G)
Assuming that the number of ribbons n is 6 for 1 g, the wavelength λ
Is 532 nm (A in the figure) and GLV11 for red (R)
r indicates that the number n of the ribbons is 5, the light wavelength λ is 638.4 nm (B in the figure), and the GLV 11b for blue (B) has the number n of the ribbons 7 and the wavelength λ is 457.5 nm (C in the figure). 4 can be satisfied.

【００２７】実際に上記に適合する波長を有するレーザ
ー光は、赤色半導体レーザー、Nd:YAGレーザーの1064nm
発振の第２高長波及びNd:YVO₄レーザーの915nm発振の第
２高調波として得ることが可能である。The laser light having a wavelength that actually matches the above is 1064 nm of a red semiconductor laser or an Nd: YAG laser.
Second high long-wave and Nd oscillation: YVO ₄ can be obtained as the second harmonic of 915nm laser oscillation.

【００２８】ところで、上記638.4nm（Ｒ）、532nm
（Ｇ）及び457.5nm（Ｂ）の波長を有するレーザー光を
光源として、従来構成のＧＬＶ（全てｎ＝６）を用いた
場合のフーリエ面での強度分布を、ＧＬＶの１ピクセル
分のみがON及びOFF（ＧＬＶに通電するとON、通電しな
い場合はOFFとする）の場合について図３乃至図６に示
す。尚、これらの図において、横軸はフーリエ面上のｙ
軸、縦軸は光の強度分布（任意単位）である。また、任
意のデーターを表示する場合には、フーリエ面上での強
度分布はこの1ピクセルからの振幅和の絶対値の二乗と
なる。各ピクセルの位置は、位相項としてのみ寄与する
とする。いずれにしても、１ピクセルが画像表示の最小
単位である場合には、これが表示画像の最大の空間周波
数に対応する。Incidentally, the above 638.4 nm (R), 532 nm
(G) and a laser beam having a wavelength of 457.5 nm (B) as a light source, the intensity distribution on the Fourier plane when a conventional GLV (all n = 6) is used, and only one pixel of the GLV is ON. 3 to 6 (OFF when GLV is energized and OFF when not energized). In these figures, the horizontal axis represents y on the Fourier plane.
The axis and the vertical axis indicate the light intensity distribution (arbitrary unit). When displaying arbitrary data, the intensity distribution on the Fourier plane is the square of the absolute value of the amplitude sum from this one pixel. Assume that the position of each pixel contributes only as a phase term. In any case, when one pixel is the minimum unit of image display, this corresponds to the maximum spatial frequency of the display image.

【００２９】638.4nm（Ｒ）、532nm（Ｇ）及び457.5nm
（Ｂ）の波長を有するレーザー光を従来構成のＧＬＶに
使用した場合においては、は、図６に示すように、一次
光の位置（図中の±の２カ所に存在するピーク部分）が
それぞれズレているので、シュリーレンフィルターは全
ての波長の一次光を透過させるように設計しなければな
らない。このため、従来技術の欄で述べたように、シュ
リーレンフィルターはスリットの幅が広くなって迷光や
散乱光を拾いやすくなるという問題が生じる。638.4 nm (R), 532 nm (G) and 457.5 nm
In the case where the laser light having the wavelength of (B) is used for the GLV having the conventional configuration, as shown in FIG. 6, the positions of the primary light (peak portions existing at two places of ± in the figure) are respectively set. Due to the shift, the schlieren filter must be designed to transmit the primary light of all wavelengths. For this reason, as described in the section of the prior art, the Schlieren filter has a problem that the width of the slit is widened and stray light or scattered light is easily picked up.

【００３０】次に、各波長用のＧＬＶ１１ｒ、１１ｇ、
１１ｂにそれぞれ、リボンの周期をλ＝638.4nm（Ｒ）
に対してｎ＝５、λ＝532nm（Ｇ）に対してｎ＝６及び
λ＝457.5nm（Ｂ）に対してｎ＝７とした場合の計算結
果（フーリエ面での強度分布）を図７乃至図１０に示
す。Next, GLVs 11r, 11g for each wavelength,
11b, the period of the ribbon is λ = 638.4 nm (R), respectively.
FIG. 7 shows a calculation result (intensity distribution on the Fourier plane) when n = 5 for λ = 532 nm (G), and n = 7 for λ = 457.5 nm (B). 10 to FIG.

【００３１】即ち、図１０に明らかなように、ＧＬＶ１
１ｒ、１１ｇ、１１ｂによるフーリエ面上における上記
ＲＧＢ３色の±の一次光（図中の±の２カ所に存在する
ピーク部分）は、略完全に一致している、従って、シュ
リーレンフィルターのスリットの幅を必要最小限の幅と
することが可能になると共に、必要な光束まで遮光され
てしまうことを防止することも可能になって、光の利用
効率を高くしながら、散乱光や迷光による投影画像への
影響を抑え、コントラストを向上させることができるよ
うになる。That is, as is apparent from FIG.
The primary light ± of the three colors of RGB (peak portions existing at two places ± in the figure) on the Fourier plane by 1r, 11g, and 11b almost completely coincide with each other, and therefore, the width of the slit of the schlieren filter The width of the light can be reduced to the minimum necessary, and it is possible to prevent the required light flux from being blocked. Influence on the image and improve the contrast.

【００３２】また、図１１乃至図１６はそれぞれ、従来
構成のＧＬＶ（図１１乃至図１３）及び数４の条件式を
満たす構成を有するＧＬＶ１１ｒ、１１ｇ、１１ｂ（図
１４乃至図１６）を用いたときの、上記図１０のグラフ
における＋一次光近傍の部分的拡大図をそれぞれの波長
毎に各ＧＬＶ１１がON及びOFFのときを示す（実際に
は、これらの図に示す部分の光束は、全てシュリーレン
フィルターによって遮光される）。即ち、これら図から
も明らかなように、数４に示す条件式を満たすように構
成することにより、各ＧＬＶ１１は、シュリーレンフィ
ルターによる０次光の遮光を容易且つ効果的に行うこと
ができるようになる。FIGS. 11 to 16 show a conventional GLV (FIGS. 11 to 13) and GLVs 11r, 11g and 11b (FIGS. 14 to 16) having a configuration satisfying the conditional expression (4). FIG. 10 is a partially enlarged view of the vicinity of the + primary light in the graph of FIG. 10 when each GLV 11 is turned on and off for each wavelength (actually, the luminous fluxes of the portions shown in these figures are all Shielded by a schlieren filter). That is, as is clear from these figures, by configuring so as to satisfy the conditional expression shown in Expression 4, each GLV 11 can easily and effectively shield the zero-order light by the schlieren filter. Become.

【００３３】尚、図１１乃至図１６は、各ＧＬＶ１１の
１ピクセル分をONまたはOFFさせた場合のフーリエ面上
での強度分布を示すものである。つまり、これは、表示
可能な最も高い空間周波数の場合である。実際の画像で
は、これよりも低い空間周波数成分が多いので、フーリ
エ面上での強度分布はもっと狭いことが多い。FIGS. 11 to 16 show the intensity distribution on the Fourier plane when one pixel of each GLV 11 is turned ON or OFF. That is, this is the case for the highest spatial frequency that can be displayed. In an actual image, since there are many lower spatial frequency components, the intensity distribution on the Fourier plane is often narrower.

【００３４】そこで、前記ＧＬＶ１１ｒ、１１ｇ、１１
ｂにおいて、２１ピクセルを全てONにした場合と、OFF
にした場合について説明する。Therefore, the GLVs 11r, 11g, 11
b, when all 21 pixels are turned ON, and when OFF
The following describes the case where

【００３５】前記した波長のＲＧＢ各色のレーザー光に
対して、全て同じ構成を有する従来のＧＬＶ（ｎ＝６）
の場合を図１７に示す。この場合においては、図示した
ように、各波長での空間周波数の帯域は狭くても、分散
によるフーリエ面上での波長に対する位置ずれが存在す
るため、シュリーレンフィルターのスリットの幅を狭め
ることが困難であることが分かる。A conventional GLV (n = 6) having the same configuration for all the laser beams of the respective colors RGB described above.
17 is shown in FIG. In this case, as shown in the figure, even if the spatial frequency band at each wavelength is narrow, it is difficult to reduce the width of the slit of the schlieren filter because there is a displacement with respect to the wavelength on the Fourier plane due to dispersion. It turns out that it is.

【００３６】同様に、前記構成を有するＧＬＶ１１ｒ
（ｎ＝５）、１１ｇ（ｎ＝６）、１１ｂ（ｎ＝７）を用
いた場合における計算結果を図１８及び図１９に示す。Similarly, the GLV 11r having the above configuration
FIGS. 18 and 19 show calculation results when (n = 5), 11g (n = 6), and 11b (n = 7) are used.

【００３７】ところで、１ピクセル当たりのリボン数を
波長毎に替えた場合で問題となるのが、１ピクセルを奇
数個で構成した場合である。即ち、例えば、１ピクセル
当たりのリボン数を５個とした場合、ONを表示するため
にリボンをup、down、up、down、up（downの状態となる
のは可動リボン）で表すと、隣接するピクセルは図２０
に示すように、 第(ｊ-1)ピクセル：up、down、up、down、up 第ｊピクセル：up、down、up、down、up 第(ｊ+1)ピクセル：up、down、up、down、up となり、隣接するピクセルもONの場合には、upのリボン
が隣接することになる。この場合の計算結果が図１８で
ある。即ち、隣接するピクセル間での位相がずれること
になり、フーリエ面上では、リボンの周期の空間周波数
とピクセルの空間周波数の和もしくは差成分が現れる。A problem when the number of ribbons per pixel is changed for each wavelength is a case where one pixel is composed of an odd number. That is, for example, when the number of ribbons per pixel is five, the ribbons are represented by up, down, up, down, and up (the movable ribbon is in the down state) in order to display ON, and the adjacent ribbons are adjacent. The pixels to be
As shown in the above, the (j-1) th pixel: up, down, up, down, up the jth pixel: up, down, up, down, up the (j + 1) th pixel: up, down, up, down , Up, and when the adjacent pixels are also ON, the ribbons of up are adjacent. FIG. 18 shows the calculation result in this case. That is, the phase between adjacent pixels is shifted, and a sum or difference component of the spatial frequency of the ribbon period and the spatial frequency of the pixel appears on the Fourier plane.

【００３８】しかし、実際に画像を表示する上では、表
示画像の空間周波数は一般に低域に分布していることが
多い。However, when actually displaying an image, the spatial frequency of the displayed image is generally distributed in a low frequency band in many cases.

【００３９】従って、本発明におけるＧＬＶ１１におい
ては、リボンの画像１ピクセル当たりの本数を奇数とす
る場合には、隣接するピクセル間で位相が反転するよう
にＧＬＶ１１を駆動するように成っている。具体的に
は、ＧＬＶ１１の隣接するピクセルの位相を反転させ
て、図２１に示すように、 第(ｊ-1)ピクセル：up、down、up、down、up 第ｊピクセル：down、up、down、up、down 第(ｊ+1)ピクセル：up、down、up、down、up という具合に配置して表示すれば、空間周波数の帯域を
押さえることができるため、フィルターの透過率が高く
なり、実用的には有利となる。この場合の計算結果を図
１９に示す。Accordingly, in the GLV 11 of the present invention, when the number of ribbon images per pixel is an odd number, the GLV 11 is driven so that the phase is inverted between adjacent pixels. Specifically, the phases of the adjacent pixels of the GLV 11 are inverted, and as shown in FIG. 21, the (j-1) th pixel: up, down, up, down, up the jth pixel: down, up, down , Up, down The (j + 1) pixel: If arranged and displayed in the order of up, down, up, down, up, the band of the spatial frequency can be suppressed, and the transmittance of the filter increases, This is practically advantageous. FIG. 19 shows the calculation result in this case.

【００４０】任意のパターンの画像を表示するために
は、いずれにせよ、リボンの周期の空間周波数とピクセ
ルの空間周波数の和もしくは差成分を含むようにシュリ
ーレンフィルター１３を設計する必要があるが、実用上
はこのピクセル間の位相反転により、シュリーレンフィ
ルター１３のスリット１３ａ、１３ａ、１３ａの大きさ
を広げることなくコントラストや透過効率の向上が期待
できる。In order to display an image of an arbitrary pattern, it is necessary to design the schlieren filter 13 so as to include a sum or difference component of the spatial frequency of the ribbon period and the spatial frequency of the pixel. In practice, the phase inversion between pixels can be expected to improve the contrast and transmission efficiency without increasing the size of the slits 13a, 13a, 13a of the schlieren filter 13.

【００４１】このように、本発明ディスプレイ装置は、
画像を生成する機構にGLVを用いたレーザーディスプレ
イにおいて、ＲＧＢカラー表示を行う場合においても、
シュリーレンフィルターのスリットの大きさを変えずに
ＧＬＶの画像１ピクセル当たりの回折格子の本数を波長
毎に最適な状態とすることによって、光利用効率とコン
トラストを同時に高めることができる。これによって、
コストが削減されるのみならず、画像のクオリティーを
も向上させることができるようになる。Thus, the display device of the present invention
Even in the case of performing RGB color display on a laser display using GLV as a mechanism to generate an image,
By keeping the number of diffraction gratings per pixel of the GLV image in an optimum state for each wavelength without changing the size of the slit of the schlieren filter, light utilization efficiency and contrast can be increased at the same time. by this,
Not only can the cost be reduced, but also the quality of the image can be improved.

【００４２】尚、前記実施の形態において示した各部の
具体的な形状及び構造は、何れも本発明を実施するに当
たっての具体化のほんの一例を示したものに過ぎず、こ
れらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈される
ことがあってはならないものである。It should be noted that the specific shapes and structures of the respective parts shown in the above-described embodiment are merely examples for embodying the present invention, and the technical features of the present invention will be described below. The scope should not be construed as limiting.

【００４３】[0043]

【発明の効果】以上説明したように本発明は、それぞれ
の波長の異なる光束を出射する３つのレーザー光源と、
該レーザー光源からの光束の位相をそれぞれ変調させる
回折格子状素子が一次元に配列されて成る３つの空間変
調器とを有する色合成機構によって構成された縦又は横
一列分の画像成分を含む光束をシュリーレンフィルター
を通してスクリーン上に画像として投影するディスプレ
イ装置において、空間変調器の回折格子の画像１ピクセ
ル当たりの本数と回折格子の周期を各波長用の空間変調
器毎に変えるようにすると共に、λ１、λ２及びλ３を
レーザー光源の光束の波長、Λ１、Λ２及びΛ３を空間
変調器の回折格子の周期とするとき、λ１／Λ１＝λ２
／Λ２＝λ３／Λ３を満足するようにしたので、シュリ
ーレンフィルターのスリットの大きさを変えずにＧＬＶ
の画像１ピクセル当たりの回折格子の本数を波長毎に最
適な状態とすることによって、光利用効率とコントラス
トを同時に高めることができ、これによって、コストが
削減されるのみならず、画像のクオリティーをも向上さ
せることができる。As described above, the present invention provides three laser light sources that emit light beams having different wavelengths,
A luminous flux including image components for one vertical or horizontal row, which is constituted by a color synthesizing mechanism having three spatial modulators in which diffraction grating elements for modulating the phase of the luminous flux from the laser light source are arranged one-dimensionally. Is projected as an image on a screen through a schlieren filter, the number of diffraction grating images per pixel of the spatial modulator and the period of the diffraction grating are changed for each spatial light modulator for each wavelength. , Λ2 and λ3 are the wavelengths of the luminous flux of the laser light source, and Λ1, Λ2 and Λ3 are the periods of the diffraction grating of the spatial modulator.
/ Λ2 = λ3 / Λ3, so GLV without changing the slit size of the schlieren filter.
By optimizing the number of diffraction gratings per pixel of each image for each wavelength, light utilization efficiency and contrast can be increased simultaneously, thereby not only reducing costs but also improving image quality. Can also be improved.

【００４４】請求項２に記載した発明にあっては、空間
変調器の回折格子の画像１ピクセル当たりの本数を奇数
とする場合には、隣接するピクセル間で位相が反転する
ように空間変調器を駆動するようにしたので、シュリー
レンフィルターのスリット大きさを広げることなく、コ
ントラストや透過効率の一層の向上が期待できる。According to the second aspect of the present invention, when the number of diffraction gratings per pixel of the spatial modulator per pixel is an odd number, the spatial modulator has a phase inverted between adjacent pixels. , The contrast and transmission efficiency can be expected to be further improved without increasing the slit size of the schlieren filter.

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

【図１】図２乃至図１６と共に、本発明ディスプレイ装
置の実施の形態を示すものであり、本図は、ディスプレ
イ装置の基本構成を概略的に示す図である。FIG. 1 shows an embodiment of the display device of the present invention together with FIG. 2 to FIG. 16, and FIG. 1 is a diagram schematically showing a basic configuration of the display device.

【図２】ＧＬＶの１ピクセル当たりのリボンの本数と波
長との関係を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the number of ribbons per pixel of GLV and wavelength.

【図３】図４乃至図６と共に、比較のため、従来構成の
ＧＬＶを用いた場合において、ＧＬＶがON及びOFFの時
のＲＧＢ各色のフーリエ面上での強度分布を示すもので
あり、本図はλ＝638.4nm（Ｒ）の状態を示すグラフで
ある。3 shows the intensity distribution on the Fourier plane of each color of R, G, and B when the GLV is ON and OFF, for comparison, in addition to FIGS. The figure is a graph showing the state at λ = 638.4 nm (R).

【図４】λ＝532nm（Ｇ）の状態を示すグラフである。FIG. 4 is a graph showing a state at λ = 532 nm (G).

【図５】λ＝457.5nm（Ｂ）の状態を示すグラフであ
る。FIG. 5 is a graph showing a state at λ = 457.5 nm (B).

【図６】図３乃至図５に示すグラフを重ね合わせた状態
を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a state in which the graphs shown in FIGS. 3 to 5 are superimposed.

【図７】図８乃至図１０と共に、本発明に用いられてい
るＧＬＶの場合において、ＧＬＶがON及びOFFの時のＲ
ＧＢ各色のフーリエ面上での強度分布を示すものであ
り、本図はλ＝638.4nm（Ｒ）の状態を示すグラフであ
る。FIG. 7 is, together with FIGS. 8 to 10, the RLV when the GLV is ON and OFF in the case of the GLV used in the present invention.
This figure shows the intensity distribution on the Fourier plane of each color of GB, and this figure is a graph showing the state at λ = 638.4 nm (R).

【図８】λ＝532nm（Ｇ）の状態を示すグラフである。FIG. 8 is a graph showing a state at λ = 532 nm (G).

【図９】λ＝457.5nm（Ｂ）の状態を示すグラフであ
る。FIG. 9 is a graph showing a state at λ = 457.5 nm (B).

【図１０】図７乃至図９に示すグラフを重ね合わせた状
態を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing a state in which the graphs shown in FIGS. 7 to 9 are superimposed.

【図１１】図３のグラフの＋一次光近傍を拡大して示す
グラフである。FIG. 11 is a graph showing, in an enlarged manner, the vicinity of the + primary light in the graph of FIG. 3;

【図１２】図４のグラフの＋一次光近傍を拡大して示す
グラフである。FIG. 12 is a graph showing the vicinity of the + primary light in the graph of FIG. 4 in an enlarged manner.

【図１３】図５のグラフの＋一次光近傍を拡大して示す
グラフである。13 is a graph showing the vicinity of the + primary light in the graph of FIG. 5 in an enlarged manner.

【図１４】図７のグラフの＋一次光近傍を拡大して示す
グラフである。FIG. 14 is a graph showing the vicinity of the + primary light in the graph of FIG. 7 in an enlarged manner.

【図１５】図８のグラフの＋一次光近傍を拡大して示す
グラフである。FIG. 15 is a graph showing the vicinity of the + primary light in the graph of FIG. 8 in an enlarged manner.

【図１６】図９のグラフの＋一次光近傍を拡大して示す
グラフである。FIG. 16 is a graph showing the vicinity of the + primary light in the graph of FIG. 9 in an enlarged manner.

【図１７】比較のため、従来構成のＧＬＶを用いた場合
において、ON及びOFFの時のＲＧＢ各色のフーリエ面上
での強度分布を２１ピクセル分について示すグラフであ
る。FIG. 17 is a graph showing, for comparison, the intensity distribution on the Fourier plane of each color of RGB for 21 pixels when the GLV having the conventional configuration is used, when ON and OFF.

【図１８】本発明に用いられているＧＬＶの場合におい
て、ON及びOFFの時のＲＧＢ各色のフーリエ面上での強
度分布を２１ピクセル分について示すグラフである。FIG. 18 is a graph showing the intensity distribution on the Fourier plane of each color of RGB for 21 pixels in the case of GLV used in the present invention when ON and OFF.

【図１９】本発明に用いられているＧＬＶで隣接するピ
クセル間でリボン（回折格）の位相をずらせた場合にお
いて、ON及びOFFの時のＲＧＢ各色のフーリエ面上での
強度分布を２１ピクセル分について示すグラフである。FIG. 19 shows the intensity distribution on the Fourier plane of each color of RGB at the time of ON and OFF when the phase of the ribbon (diffraction pattern) is shifted between adjacent pixels in the GLV used in the present invention by 21 pixels. It is a graph shown about a minute.

【図２０】ＧＬＶ１ピクセル当たりのリボン本数を奇数
にした場合、ＧＬＶがONの時のリボンの状態を示す拡大
断面図である。FIG. 20 is an enlarged sectional view showing a state of the ribbon when the GLV is ON when the number of ribbons per pixel of the GLV is an odd number.

【図２１】図２０と同様なＧＬＶにおいて、隣接するピ
クセル間で位相をずらせた場合のリボンの状態を示す拡
大断面図である。FIG. 21 is an enlarged cross-sectional view showing a state of a ribbon when phases are shifted between adjacent pixels in a GLV similar to FIG. 20;

【図２２】図２３乃至図２７と共に、従来のディスプレ
イ装置を示すものであり、本図はＧＬＶの基本原理を説
明する図である。22 shows a conventional display device together with FIGS. 23 to 27, and is a diagram for explaining the basic principle of GLV. FIG.

【図２３】ＧＬＶがONの時の光束の状態を示す図であ
る。FIG. 23 is a diagram illustrating a state of a light beam when the GLV is ON.

【図２４】ＧＬＶがOFFの時の光束の状態を示す図であ
る。FIG. 24 is a diagram illustrating a state of a light beam when the GLV is OFF.

【図２５】ＧＬＶにおける波長と回折角度との関係を示
す図である。FIG. 25 is a diagram showing a relationship between wavelength and diffraction angle in GLV.

【図２６】カラー表示を行う際のＧＬＶがONの時の光束
の状態を示す図である。FIG. 26 is a diagram illustrating a state of a light beam when GLV is ON when performing color display.

【図２７】カラー表示を行う際のＧＬＶがOFFの時の光
束の状態を示す図である。FIG. 27 is a diagram illustrating a state of a light beam when the GLV is OFF when performing color display.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１０…ディスプレイ装置、１１…空間変調器、１３…シ
ュリーレンフィルター、１３ａ…スリット、１７…スク
リーンDESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Display apparatus, 11 ... Spatial modulator, 13 ... Schlieren filter, 13a ... Slit, 17 ... Screen

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 それぞれの波長の異なる光束を出射する
３つのレーザー光源と、該レーザー光源からの光束の位
相をそれぞれ変調させる回折格子状素子が一次元に配列
されて成る３つの空間変調器とを有する色合成機構によ
って構成された縦又は横一列分の画像成分を含む光束を
シュリーレンフィルターを通してスクリーン上に画像と
して投影するディスプレイ装置において、 上記空間変調器の回折格子の画像１ピクセル当たりの本
数と回折格子の周期を各波長用の空間変調器毎に変える
ようにすると共に、 以下の条件式を満足させるように、又は、該条件式の関
係に最も近くなるようにしたことを特徴とするディスプ
レイ装置。 λ１／Λ１＝λ２／Λ２＝λ３／Λ３ 但し、 λ１、λ２、λ３：レーザー光源の光束の波長、 Λ１、Λ２、Λ３：空間変調器の回折格子の周期 とする。1. Three laser light sources for emitting light beams having different wavelengths, and three spatial light modulators each having a one-dimensional array of diffraction grating elements for modulating the phases of the light beams from the laser light sources. In a display device for projecting a light flux including an image component for one row or two rows formed by a color synthesizing mechanism on a screen through a Schlieren filter as an image, the number of diffraction grating images of the spatial modulator per pixel and A display characterized in that the period of the diffraction grating is varied for each spatial light modulator for each wavelength, and the following conditional expression is satisfied or the relationship is closest to the conditional expression. apparatus. λ1 / Λ1 = λ2 / Λ2 = λ3 / Λ3, where λ1, λ2, λ3: the wavelength of the luminous flux of the laser light source, Λ1, Λ2, ： 3: the period of the diffraction grating of the spatial modulator. 【請求項２】 上記空間変調器の回折格子の画像１ピク
セル当たりの本数を奇数とする場合には、隣接するピク
セル間で位相が反転するように空間変調器を駆動するよ
うにしたことを特徴とする請求項１に記載のディスプレ
イ装置。2. When the number of diffraction gratings per pixel of the spatial modulator per pixel is an odd number, the spatial modulator is driven so that the phase is inverted between adjacent pixels. The display device according to claim 1, wherein