JP2002139682A - Display device - Google Patents
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- Mechanical Light Control Or Optical Switches (AREA)
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Abstract
Description
【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.
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)
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.
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
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000336212A JP2002139682A (en) | 2000-11-02 | 2000-11-02 | Display device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000336212A JP2002139682A (en) | 2000-11-02 | 2000-11-02 | Display device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002139682A true JP2002139682A (en) | 2002-05-17 |
Family
ID=18811826
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000336212A Pending JP2002139682A (en) | 2000-11-02 | 2000-11-02 | Display device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2002139682A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004139023A (en) * | 2002-08-21 | 2004-05-13 | Sony Corp | Hologram recording device, hologram recording method, and hologram record medium |
KR100832623B1 (en) * | 2006-03-30 | 2008-05-27 | 삼성전기주식회사 | Display system using one panel optical modulator |
-
2000
- 2000-11-02 JP JP2000336212A patent/JP2002139682A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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