專利名稱：顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通過按照圖像信號而調(diào)制的光束掃描屏幕、顯示面板等圖像顯示體，在該圖像顯示體上顯示圖像的顯示裝置。
背景技術(shù)：
作為以往的激光顯示裝置，例如知道以下的①～③中描述的裝置。
①通過光調(diào)制元件，把一條激光束根據(jù)圖像信號調(diào)制，使該激光束分別沿著主掃描方向和副掃描方向偏轉(zhuǎn)，通過用該激光束掃描顯示面板等圖像顯示體，顯示圖像。
②通過直線排列了多個像素部的一維空間光調(diào)制元件，根據(jù)圖像信號調(diào)制激光束，使這些直線排列的激光束的集合沿著與該排列方向(主掃描方向正交的方向(副掃描方向)偏轉(zhuǎn)，通過用該激光束的集合掃描屏幕等圖像顯示體，顯示圖像(例如，參照特開2002-131838號公報)。
③通過二維排列了多個像素部的二維空間光調(diào)制元件，根據(jù)圖像信號調(diào)制激光束，使這些二維排列的多個(＝顯示像素數(shù))激光束分別通過成像光學(xué)系統(tǒng)在圖像顯示體上成像，顯示圖像。
在所述的激光顯示裝置中，一般為了使顯示圖像高精細化，有必要增加顯示像素數(shù)。如果對此具體說明，則例如當(dāng)以每秒60幀描繪(10000×7500)像素的黑白圖像時，在所述①的激光顯示裝置中，光調(diào)制元件的調(diào)制頻率約為4.5GHz，非常高速，所以事實上不可能通過一個光調(diào)制元件，根據(jù)圖像信號調(diào)制激光束。
另外，在所述②的激光顯示裝置中，為了調(diào)制激光束所必要的一維空間光調(diào)制元件的像素數(shù)至少有必要變?yōu)?500。而一維空間光調(diào)制元件的像素數(shù)即使多，一般也就是1000像素左右。因此，在②的激光顯示裝置中，需要多個(8個以上)一維空間光調(diào)制元件，很難以低成本制造裝置，另外，容易發(fā)生因一維空間光調(diào)制元件的像素缺陷所引起的圖像質(zhì)量下降(線狀缺陷)。
另外，在所述③的激光顯示裝置中，為了調(diào)制激光束所必要的二維空間光調(diào)制元件的像素數(shù)至少有必要為(10000×7500)像素，當(dāng)為了調(diào)制激光束而使用多個二維空間光調(diào)制元件時，發(fā)生與②的激光顯示裝置基本上同一問題。另外，當(dāng)考慮制造(10000×7500)像素的二維空間光調(diào)制元件時，由于像素缺陷的發(fā)生率增加引起的成品率下降和器件尺寸的增大，能從一個晶片取得的器件(空間光調(diào)制元件)的數(shù)量極端減少，變?yōu)閱蝺r極高的器件，所以使用了這樣的二維空間光調(diào)制元件的激光顯示裝置的制造成本也很高。
下面，對在通過上述的激光顯示裝置顯示動畫的情況下的測試結(jié)果進行說明。例如，當(dāng)對于在具有在副掃描方向上為10000像素、在主掃描方向上為7500像素的分辨率的顯示裝置中的1個畫面(幀)的圖像調(diào)制周期進行計算時，一般為了顯示不會感覺到閃爍的平滑的動畫，至少在1秒內(nèi)具有30幀的幀頻，通常要求在1秒內(nèi)具有60幀的幀頻。因此，為了得到在1秒鐘內(nèi)具有60幀的幀頻，顯示圖像的調(diào)制周期為1秒/60＝16.7ms，在副掃描方向的像素數(shù)為10000像素的情況下，如果假定電流鏡等的掃描裝置的掃描效率為80％，則對應(yīng)1個像素的調(diào)制周期為0.0167×0.8/10000＝1.3μs，成為非常短的時間，對于一般的空間光調(diào)制元件來說，在這樣短的時間內(nèi)難于根據(jù)圖像信號進行像素的調(diào)制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于考慮所述事實，提供一種分別抑制空間光調(diào)制元件的個數(shù)和像素數(shù)的增加，并且能容易實現(xiàn)顯示圖像的高精細化的低成本顯示裝置。
本發(fā)明的其次的目的是，考慮上述的事實，提供一種在實現(xiàn)顯示圖像的高精細化的同時，能夠以比由空間光調(diào)制元件所具有的固有的像素調(diào)制周期獲得的幀頻更高的幀頻進行圖像顯示的圖像顯示裝置。
為了實現(xiàn)所述目的，本發(fā)明之1的顯示裝置的特征在于包括射出照明用的光束的光源裝置；二維排列對應(yīng)圖像信號分別改變光調(diào)制狀態(tài)的多個像素部，在該像素部中對從所述光源裝置入射到所述多個像素部的光束進行調(diào)制的空間光調(diào)制元件；對應(yīng)所述多個像素部二維排列多個光束縮小部，把由所述像素部調(diào)制后的光束的束徑由對應(yīng)該像素部的所述光束縮小部進行縮小的像素尺寸調(diào)整裝置；使由所述像素尺寸調(diào)整裝置縮小了束徑的光束的集合沿著規(guī)定的副掃描方向偏轉(zhuǎn)，由該光束的集合掃描圖像顯示體的被掃描面的掃描裝置；使掃描所述圖像顯示體的被掃描面的光束成像的成像光學(xué)系統(tǒng)；將所述多個像素部沿著分別與所述副掃描方向以及與該副掃描方向正交的主掃描方向?qū)?yīng)的列方向和行方向直線排列，并且所述多個像素部的排列方向中至少使所述列方向?qū)λ龈睊呙璺较騼A斜規(guī)定的傾角(θ1)；對應(yīng)所述被掃描面中沿著所述主掃描方向的光束掃描密度，設(shè)定所述傾角(θ1)。
在所述實施例1的顯示裝置中，所述空間光調(diào)制元件的多個像素部沿著分別與副掃描方向以及主掃描方向?qū)?yīng)的列方向和行方向直線排列，并且所述多個像素部的排列方向中至少所述列方向?qū)λ龈睊呙璺较騼A斜傾角θ1；按照被掃描面中沿著主掃描方向的光束掃描密度，設(shè)定了該傾角θ1。由此，沿著與主掃描方向?qū)?yīng)的行方向，在空間光調(diào)制元件中排列j個像素部，并且沿著與副掃描方向?qū)?yīng)的列方向，在空間光調(diào)制元件中排列k個像素部時，按照像素部的列方向?qū)τ诟睊呙璺较虻膬A角θ1的大小，通過j的N(N是正整數(shù)，N≤k)倍即(j×N)條激光束，能掃描被掃描面中的同一掃描線上的不同位置，所以通過適當(dāng)調(diào)整像素部的列方向的傾角θ1的大小，就能使圖像顯示體的顯示面上顯示的圖像(顯示圖像)的像素密度增加到所需密度。
結(jié)果，沒必要象使用一維空間光調(diào)制元件的顯示裝置那樣，按照顯示圖像的掃描密度增加而增加一維空間光調(diào)制元件的設(shè)置個數(shù)，即使不增加空間光調(diào)制元件(二維空間光調(diào)制元件)的個數(shù)和像素數(shù)，只通過按照所需像素數(shù)設(shè)定像素部的列方向傾角θ1，就能顯示具有所需像素密度的圖像。
這里，通過使空間光調(diào)制元件自身對副掃描方向傾斜傾角θ1，能實現(xiàn)空間光調(diào)制元件中多個像素部的列方向?qū)τ诟睊呙璺较騼A斜規(guī)定的傾角θ1，另外，通過把沿著空間光調(diào)制元件的行方向排列的多個像素部在每一行沿著行方向每次錯開規(guī)定的間隔，即把像素部配置為交錯狀，也能實現(xiàn)。
另外，作為空間光調(diào)制元件(二維空間光調(diào)制元件)，能使用具有對于從所述光源裝置入射的光束具有規(guī)定的角度而配置的一方電極、與該一方電極相對的另一方電極、安裝在一方電極和另一方電極之間的透明的可彎曲薄膜，通過在一方電極和另一方電極之間施加電壓而產(chǎn)生的庫侖力使所述可彎曲薄膜彎曲，通過該可彎曲薄膜使光束透射或反射而調(diào)制光束的干涉型光閘二維排列的光閘陣列。特別是當(dāng)使用了數(shù)字微反射鏡器件作為空間光調(diào)制元件時，為了縮短圖像信號對于數(shù)字微反射鏡器件的傳輸率，可以只使用所述數(shù)字微反射鏡器件的一部分所述微反射鏡，調(diào)制從光源裝置射出的光束。
另外，在本發(fā)明的顯示裝置中，如果把像素部列方向的傾角θ1設(shè)定為多個(N)所述像素部掃描被掃描面的同一位置，則沿著主掃描方向，同一掃描線上的同一位置(同一像素)通過空間光調(diào)制元件的配置在分別不同的列中的N個像素部調(diào)制的激光束，能N次掃描(多重掃描)圖像顯示體的被掃描面，所以，即使在空間光調(diào)制元件的像素部存在缺陷時，也能使由于該像素部的缺陷而產(chǎn)生的顯示圖像的圖像質(zhì)量下降不顯著。
而且，本發(fā)明之9的顯示裝置的特征是，在本發(fā)明之1至8的任意一項發(fā)明的顯示裝置中，具有生成分別與圖像顯示體的被掃描面上的沿所述副掃描方向的不同的N個(N是2以上的整數(shù))顯示區(qū)域?qū)?yīng)的N種圖像信號，并且由該N種圖像信號分別改變N個所述空間光調(diào)制元件的光調(diào)制狀態(tài)的圖像控制裝置，使從所述光源裝置射出的光束分別照射在N個所述空間光調(diào)制元件上，由所述掃描裝置使分別被N個所述空間光調(diào)制元件調(diào)制后的N束所述光束的集合沿著所述副掃描方向偏轉(zhuǎn)，由該N束所述光束的集合同時對被掃描面上的N個顯示區(qū)域進行掃描。
在上述本發(fā)明之9的顯示裝置中，使從所述光源裝置射出的光束分別照射在N個所述空間光調(diào)制元件上，由所述掃描裝置使分別被這些N個空間光調(diào)制元件調(diào)制后的N束的光束(實際上是成為以像素部單位被調(diào)制的光束的集合的光束群)的集合沿著所述副掃描方向偏轉(zhuǎn)，由該N束所述光束的集合同時對被掃描面上的N個顯示區(qū)域進行掃描。由此，在由N個空間光調(diào)制元件中的任意一個空間光調(diào)制元件調(diào)制的光束所掃描的顯示區(qū)域內(nèi)所包含的沿著副掃描方向上的顯示像素數(shù)平均為在被掃描面上所包含的沿著副掃描方向的全體顯示像素數(shù)的1/N，由于對于在1個空間光調(diào)制元件中的被用于光束調(diào)制像素部的在單位時間內(nèi)的調(diào)制次數(shù)(控制次數(shù))比只使用1個空間光調(diào)制元件在被掃描面的全體上顯示圖象的情況比較，基本成為1/N，所以能夠使各個空間光調(diào)制元件的像素部的像素調(diào)制周期分別平均增加N倍。
另外，本發(fā)明之10的顯示裝置的特征是，在本發(fā)明之1至8的任意一項發(fā)明的顯示裝置中，具有生成分別與在圖像顯示體的被掃描面上形成被顯示的顯示圖像的主掃描線中的沿著所述副掃描方向順序排列的M條(M是2以上的整數(shù))主掃描線對應(yīng)的M種行圖像信號，并且由M種的圖像信號以(所述主掃描線的調(diào)制周期TL×M)的調(diào)制周期T，分別改變M個所述空間光調(diào)制元件中的被沿著所述主掃描方向排列的像素部的光調(diào)制狀態(tài)的圖像控制裝置，使由所述光源裝置與所述調(diào)制周期T同步地頻閃發(fā)光的光束順序照射在M個所述空間光調(diào)制元件上，由所述掃描裝置使被M個所述空間光調(diào)制元件順序調(diào)制后的所述光束的集合沿著所述副掃描方向偏轉(zhuǎn)，由該光束的集合對圖像顯示體的被掃描面進行掃描。
在上述本發(fā)明之10的顯示裝置中，使由所述光源裝置與所述調(diào)制周期T同步地頻閃發(fā)光的光束順序照射在M個所述空間光調(diào)制元件上，由所述掃描裝置使被M個所述空間光調(diào)制元件順序調(diào)制后的所述光束的集合沿著所述副掃描方向偏轉(zhuǎn)，由該光束的集合對圖像顯示體的被掃描面進行掃描。這樣，由于被M個空間光調(diào)制元件調(diào)制后的光束的集合分別以按每個調(diào)制周期TL推移的時序，順序地在圖像顯示體的被掃描面上進行掃描，所以，與只使用1個空間光調(diào)制元件在被掃描面上進行圖像顯示的情況比較，能夠?qū)⒃诟鱾€空間光調(diào)制元件中的沿著副掃描方向排列的像素部的像素調(diào)制周期平均提高M倍。


圖1是表示本發(fā)明實施例1的激光顯示裝置結(jié)構(gòu)的立體圖。
圖2是表示本發(fā)明實施例1的激光顯示裝置結(jié)構(gòu)的俯視圖。
圖3是表示本發(fā)明實施例1的激光顯示裝置結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖。
圖4(A)是表示光纖陣列光源的結(jié)構(gòu)的立體圖，(B)是(A)的局部放大圖，(C)是表示激光出射部的發(fā)光點的排列的俯視圖。
圖5是表面多模光纖的結(jié)構(gòu)的剖視圖。
圖6是表示合波激光光源結(jié)構(gòu)的俯視圖。
圖7是表示激光模塊的結(jié)構(gòu)的俯視圖。
圖8是表示圖7所示激光模塊的結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖。
圖9是表示圖7所示激光模塊的結(jié)構(gòu)的局部側(cè)視圖。
圖10是表示數(shù)字微反射鏡器件(DMD)結(jié)構(gòu)的局部放大圖。
圖11(A)和(B)是用于說明DMD的動作的說明圖。
圖12(A)和(B)是在不傾斜配置DMD時和傾斜配置DMD時，比較光束的配置和掃描線而表示的俯視圖。
圖13是表示把DMD中的微反射鏡配置為交錯狀時的光束配置的俯視圖。
圖14是通過由DMD調(diào)制的光束，在電流鏡上取得的照光區(qū)的模式圖。
圖15(A)和(B)是表示DMD的使用區(qū)域例子的圖。
圖16是表示本發(fā)明實施例2的激光顯示裝置的結(jié)構(gòu)的立體圖。
圖17是表示干涉型空間調(diào)制元件的例子的俯視圖。
圖18是表示干涉型空間調(diào)制元件的例子的側(cè)視圖。
圖19是圖17的A-A剖視圖。
圖20是表示本發(fā)明實施例的激光顯示裝置的構(gòu)成的立體圖。
圖21是表示本發(fā)明實施例的激光顯示裝置的構(gòu)成的立體圖。
圖22是表示圖21中所示的激光顯示裝置中的行控制信號和光纖陣列光源的發(fā)光時序的時序圖。
圖中50-DMD(空間光調(diào)制元件)；62-微反射鏡；66-光纖陣列光源(光源裝置)；72-微透鏡陣列(像素尺寸調(diào)整裝置)；74-微透鏡；100-激光顯示裝置；102-屏幕；103-圖像顯示面；104-電流鏡(偏轉(zhuǎn)裝置)；105-光反射面；110-激光顯示裝置；124、126、128-DMD(空間光調(diào)制元件)；136-屏幕；137-圖像顯示面；146-成像光學(xué)系統(tǒng)；130、132、134-成像光學(xué)系統(tǒng)，200-激光顯示裝置，202、204、206-光纖陣列光源，208、210、212-DMD(空間光調(diào)制元件)，214-控制器(圖像控制裝置)，230-激光顯示裝置，232、234、236-DMD(空間光調(diào)制元件)，238、240、242-光纖陣列光源，248-控制器(圖像控制裝置)。
具體實施例方式
下面，參照附圖，詳細說明本發(fā)明實施例。
(實施例1)[激光顯示裝置的結(jié)構(gòu)]在圖1～圖3中表示了本發(fā)明實施例1的激光顯示裝置。該激光顯示裝置100作為通過用激光束L直接掃描屏幕102的圖像顯示面103，在該圖像顯示面103上投影顯示黑白圖像的投影型而構(gòu)成。
如圖1所示，在激光顯示裝置100中，作為激光束L的光源裝置設(shè)置有光纖陣列光源66，在從該光纖陣列光源66射出的激光束L的光路上從光纖陣列光源66一側(cè)按順序配置有照明光學(xué)系統(tǒng)67、DMD(數(shù)字微反射鏡器件)50、成像光學(xué)系統(tǒng)146、電流鏡104和菲涅爾透鏡106。
激光顯示裝置100具有用于接收來自裝置的中央控制部等的圖像信號和控制信號，控制圖像顯示動作的控制器(省略圖示)，通過該控制器控制DMD50和電流鏡104?？刂破骶哂袛?shù)據(jù)處理部和反射鏡驅(qū)動控制部，在該數(shù)據(jù)處理部中，根據(jù)輸入的圖像數(shù)據(jù)，生成用于驅(qū)動控制DMD50的應(yīng)該控制的區(qū)域內(nèi)配置的微反射鏡62(參照圖10)的控制信號。此外，對于應(yīng)控制的區(qū)域?qū)⒃诤竺孢M行說明。另外，在反射鏡驅(qū)動控制部中，根據(jù)由圖像數(shù)據(jù)處理部生成的控制信號，控制應(yīng)該控制的區(qū)域內(nèi)配置的微反射鏡62的反射面角度。此外，對于該反射面角度的控制將在后面進行說明。另外，控制器具有電流驅(qū)動控制部，該電流驅(qū)動控制部與來自檢測由電流鏡104反射到掃描區(qū)域外的激光束L的同步傳感器(省略圖示)的信號同步，控制電流鏡104的驅(qū)動。
光纖陣列光源66例如如圖4(A)所示，具有多個(例如6個)激光模塊64，在各激光模塊64中結(jié)合多模光纖30的一端。在多模光纖30的另一端結(jié)合芯徑與多模光纖30相同并且包層直徑比多模光纖30小的光纖31，如圖4(C)所示，光纖31的出射端部(發(fā)光點)沿著與掃描方向正交的方向配列為1列，構(gòu)成激光出射部68。此外，如圖4(D)所示，也能沿著與掃描方向正交的方向把發(fā)光點排列為2列。
光纖31的出射端部如圖4(B)所示，由表面平坦的兩塊支撐板65夾住固定。另外，在光纖31的光出射一側(cè)，為了保護光纖31的端面，配置有玻璃等的透明保護板63。保護板63可以使光纖31的端面緊貼配置，也可以配置為密封光纖31的端面。在光纖31的出射端部，光密度高，容易聚集灰塵，所以容易劣化，但是通過配置保護板63，能防止灰塵對端面的附著，并且能使劣化延遲。
在圖4(B)的例子中，為了無間隙地把包層直徑小的光纖31的出射端排列為1列，在包層直徑大的部分相鄰的2條多模光纖30之間層疊多模光纖30，在層疊的多模光纖30上結(jié)合的光纖31的出射端排列為夾在包層直徑大的部分相鄰的2條多模光纖30上結(jié)合的光纖31的出射端之間。
這樣的光纖如圖5所示，在包層直徑大的多模光纖30的激光出射一側(cè)的頂端部分通過同軸結(jié)合，能取得長度1～30cm的包層直徑小的光纖31。兩條光纖30、31中，光纖31的入射端面融著結(jié)合在多模光纖30的出射端面上，使兩光纖的中心軸一致。如上所述，光纖31的芯徑31a具有與多模光纖30的芯徑30a相同的大小。
另外，在長度短、包層直徑大的光纖上融著了包層直徑小的光纖的長方形光纖可以通過套圈或光連接器等結(jié)合在多模光纖30的出射端上。通過使用連接器等可裝卸地結(jié)合，當(dāng)包層直徑小的光纖破損時，頂端部分的更換變得容易，能減少光纖陣列光源66(光頭)的維護所需成本。此外，以下，有時把光纖31稱作多模光纖30的出射端部。
作為多模光纖30和光纖31，可以是階躍折射率光纖、集束性光纖、復(fù)合型光纖。例如，能使用三菱電線工業(yè)株式會社制造的階躍折射率光纖。在本實施例中，多模光纖30和光纖31是階躍折射率光纖，多模光纖30是包層直徑＝125μm，芯徑＝25μm，NA＝0.2，入射端面涂層的透射率＝99.5％以上，光纖31是包層直徑＝60μm，芯徑＝25μm，NA＝0.2。
一般，在紅外區(qū)域的激光中，如果減小光纖的包層直徑，則傳輸損失增加。因此，對應(yīng)激光的波長帶域來決定適合的包層直徑?？墒牵ㄩL越短，傳輸損失就越小，在從AGN類半導(dǎo)體激光出射的波長405nm的激光下，即使讓包層的厚度{(包層直徑-芯徑)/2}為傳輸800nm波長帶的紅外線時的1/2左右，為傳輸光通信中使用的1.5μm波長帶的紅外線時的1/4左右，傳輸損失也幾乎不增加。因此，能把包層直徑減小到60μm。
可是，光纖31的包層直徑并不限定于60μm。以往的光纖光源中使用的光纖的包層直徑為125μm，但是包層直徑變得越小，焦點深度就變得越深，所以希望多模光纖30的包層直徑在80μm以下，更希望在60μm以下，更希望在40μm以下。而芯徑至少需要3～4μm，所以光纖31的包層直徑希望在10μm以上。
激光模塊64由圖6所示的合波激光光源(光纖光源)構(gòu)成。該合波激光光源由以下部分構(gòu)成排列固定在加熱塊10上的多個(例如7個)橫多模或單模的AGN類半導(dǎo)體激光器LD1、LD2、LD3、LD4、LD5、LD6和LD7；與AGN類半導(dǎo)體激光器LD1～LD7分別對應(yīng)設(shè)置的視準(zhǔn)透鏡11、12、13、14、15、16、17；1個匯聚透鏡20；一條多模光纖30。此外，半導(dǎo)體激光器的個數(shù)并不局限于7個。一般，作為顯示器用光源，希望其具有充分高的光輸出。因此，本實施例的光纖陣列光源66容易取得高的光輸出，所以適合作為顯示器用光源。
AGN類半導(dǎo)體激光器LD1～LD7中，振蕩波長都是公共的(例如，405nm)，最大輸出也是公共的(例如，在多模激光器中，100mW，在單模激光器中，30mW)。此外，作為AGN類半導(dǎo)體激光器LD1～LD7，在350nm～450nm的波長范圍下，可以使用具有所述405nm以外振蕩波長的激光器。
所述合波激光光源如圖7和圖8所示，與其它光學(xué)要素一起收藏在上方開口的箱狀外殼40內(nèi)。外殼40具有為了封閉其開口而制作的外殼蓋41，進行脫氣處理后，導(dǎo)入密封氣體，用外殼蓋41封閉外殼40的開口，在由外殼40和外殼蓋41形成的密封空間內(nèi)密封著所述合波激光光源。
在外殼40的底面上固定著基板42，在該基板42的上表面上安裝有所述加熱板10、保持匯聚透鏡20的匯聚透鏡支架45和保持多模光纖30的入射端部的光纖支架46。保持多模光纖30的出射端部從形成在外殼40的壁面上的開口引出到外殼外。
另外，在加熱板10的側(cè)面安裝著視準(zhǔn)透鏡支架44，保持著視準(zhǔn)透鏡11～17。在外殼40的橫壁面上形成開口，通過該開口，向AGN類半導(dǎo)體激光器LD1～LD7供給驅(qū)動電流的布線47引出到外殼外。
此外，在圖8中，為了避免圖的復(fù)雜化，在多個AGN類半導(dǎo)體激光器中，只對AGN類半導(dǎo)體激光器LD7付與了編號。
圖9是從正面觀察所述視準(zhǔn)透鏡11～17及其安裝部時的圖。視準(zhǔn)透鏡11～17分別形成用平行的平面細長切取具有非球面的圓形透鏡的包含光軸的區(qū)域的形狀。例如，能通過對樹脂或光學(xué)玻璃澆鑄成形，形成該細長形狀的視準(zhǔn)透鏡。視準(zhǔn)透鏡11～17的長度方向與AGN類半導(dǎo)體激光器LD1～LD7的發(fā)光點的排列方向(圖9中的左右方向)正交，密排在所述發(fā)光點的排列方向上。
而作為AGN類半導(dǎo)體激光器LD1～LD7，使用具有發(fā)光寬度2μm的活性層，并且在與活性層平行的方向、垂直方向的束散角分別例如為10o、30o的狀態(tài)下，分別發(fā)出激光輸B1～B7的激光器。這些AGN類半導(dǎo)體激光器LD1～LD7配置為在與活性層平行的方向，發(fā)光點排為一列。
因此，從各發(fā)光點發(fā)出的激光束B1～B7如上所述，在對于細長形狀的各視準(zhǔn)透鏡11～17，束散角大的方向與長度方向一致，束散角小的方向與寬度方向(與長度方向正交的方向)一致的狀態(tài)下入射。即各視準(zhǔn)透鏡11～17的寬度為1.1mm，長度為4.6mm，入射到它們的激光束B1～B7的水平方向、垂直方向的束徑分別為0.9mm、2.6mm。另外，視準(zhǔn)透鏡11～17分別為焦距f＝30mm，NA＝0.6，透鏡配置間隔＝1.25mm。
匯聚透鏡20是用平行的平面細長切取具有非球面的圓形透鏡的包含光軸的區(qū)域，形成視準(zhǔn)透鏡11～17的排列方向即水平方向長，與它垂直的方向短的形狀。該匯聚透鏡20是焦距f2＝23mm，NA＝0.2。例如通過對樹脂或光學(xué)玻璃澆鑄成形，形成該匯聚透鏡20。
照明光學(xué)系統(tǒng)如圖2和圖3所示，由以下部分構(gòu)成把從光纖陣列光源66出射的激光變?yōu)槠叫泄獾?對組合透鏡71；進行修正，使變?yōu)槠叫泄獾募す獾墓饬糠植甲優(yōu)榫鶆虻?對組合透鏡73；把修正了光量分布的激光束L匯聚到DMD50上的匯聚透鏡75。組合透鏡71具有使對于激光出射端的排列方向，靠近光軸的部分使光束擴展，遠離光軸的部分使光束縮小，并且對于與該排列方向正交的方向，使光原封不動地通過的功能，修正激光束L，使光量分布變?yōu)榫鶆颉?br> DMD50如圖10所示，是在SRAM單元(存儲單元)60上，微小反射鏡(微反射鏡)62由支柱支撐配置，構(gòu)成像素部(像素)的多個(例如600個×800個)微小反射鏡排列為點陣狀而構(gòu)成的反射器件。在各像素中，設(shè)置了最上部支撐在支柱上的微反射鏡62，在微反射鏡62的表面蒸鍍了鋁等反射率高的材料。該微反射鏡62的反射率為90％以上。另外，在微反射鏡62的正下方，通過包含鉸鏈和軛，配置了通常的半導(dǎo)體存儲器的生產(chǎn)線中制造的硅柵的CMOS的SRAM單元60，全體構(gòu)成單塊集成電路。
如果數(shù)字信號被寫入DMD50的SRAM單元60，則支撐在支柱上的微反射鏡62對于以對角線為中心配置了DMD50的基板一側(cè)，在±α度(例如±10度)的范圍中傾斜。圖11(A)表示微反射鏡62為工作狀態(tài)的傾斜+α度的狀態(tài)，圖11(B)表示微反射鏡62為非工作狀態(tài)的傾斜-α度的狀態(tài)。因此，如圖10所示，通過按照圖像信號，控制DMD的各像素中的微反射鏡62的傾斜，入射到DMD50中的光(激光束L)象各微反射鏡62的傾斜方向反射。
此外，在圖10中，放大DMD50的一部分，表示微反射鏡62被控制為+α度或-α度的狀態(tài)的一例。各微反射鏡62的工作和非工作控制由連接在DMD50上的未圖示的控制器進行。這里，由工作狀態(tài)的微反射鏡62反射的激光束L被調(diào)制為掃描狀態(tài)，向設(shè)置在DMD50的光出射一側(cè)的成像光學(xué)系統(tǒng)146(參照圖5)入射。另外，由非工作狀態(tài)的微反射鏡62反射的激光束L被調(diào)制為非掃描狀態(tài)，入射到光吸收體(省略圖示)中。
另外，希望DMD50傾斜配置為它的短邊方向(列方向)與屏幕102中的副掃描方向(水平方向)成規(guī)定的傾角θ1(例如，0.1°～0.5°)。圖12(A)表示不使DMD50傾斜時基于各微反射鏡62的射束點BS和它的掃描軌跡，圖12(B)表示使DMD50傾斜傾角θ1時的射束點BS和它的掃描軌跡。
在DMD50中，沿著屏幕102的主掃描方向所對應(yīng)的長度方向(行方向)(箭頭DL方向)排列了多個(例如80個)微反射鏡62的微反射鏡列沿著與副掃描方向?qū)?yīng)的寬度方向(列方向)(箭頭DR方向)排列了多組(例如600組)，但是，如圖12(B)所示，通過使DMD50傾斜，基于各微反射鏡的激光束L的掃描軌跡(掃描線)的間隔P2比不使DMD50傾斜時的掃描線間隔P1窄，能大幅度提高析像度。而因為DMD50的傾斜角微小，所以可以把使DMD50傾斜時的掃描寬度實質(zhì)上與不使DMD50傾斜時的掃描寬度視為同一。
另外，如圖12(B)所示，通過屬于不同列的多個微反射鏡62，相同主掃描線上的近同一位置(點)被重疊掃描(多重掃描)。這樣，通過多重掃描，即使DMD50中的然一微反射鏡62中存在動作不良等缺陷時，通過與存在該缺陷的微反射鏡62沿著主掃描方向位于同一位置的微反射鏡62調(diào)制的激光束L，掃描屏幕102，所以能使微反射鏡62的缺陷引起的顯示圖像的圖像缺陷不明顯，或能防止圖像缺陷的發(fā)生。
下面，說明DMD50的傾角θ1的具體設(shè)定方法的一例。在圖14中，模式地表示了由一個DMD50在電流鏡104的光反射面105上取得的二維像的照光區(qū)168。照光區(qū)168作為全體，沿著行方向排列j個射束點BS，沿著列方向排列k個射束點BS，沿著與副掃描方向?qū)?yīng)的列方向，劃分為包含S個射束點BS的N個小區(qū)域170(在圖14中，作為一個例子，S＝4，j＝32，N＝5)。
這里，N與掃描主掃描方向上同一位置的射束點BS的個數(shù)(多重掃描數(shù))一致。這時，DMD50的傾角θ1由以下表達式(1)算出。
θ1＝±tan-1(1/S) …(1)此外，代替使空間光調(diào)制元件的DMD自身傾斜，也可以如圖13所示，把沿著DMD50的行方向(箭頭DL方向)排列的多個微反射鏡62(微反射鏡列)在每一行中沿著行方向錯開規(guī)定的間隔P3配置，即把各微反射鏡62配置為交錯狀，與使DMD50傾斜時基本上取得共同的作用。
下面，說明在DMD50的光反射一側(cè)設(shè)置的成像光學(xué)系統(tǒng)146。如圖2和圖3所示，在激光顯示裝置100中，在DMD50的光反射一側(cè)設(shè)置了用于在電流鏡104的光反射面105上成實像(基于微反射鏡62的反射光象)的成像光學(xué)系統(tǒng)146。在成像光學(xué)系統(tǒng)146上從DMD50一側(cè)向著電流鏡104，按順序配置了一對透鏡系統(tǒng)54、58、微透鏡陣列72、一對透鏡系統(tǒng)80、82。
這里，透鏡系統(tǒng)54、58例如作為具有規(guī)定的光學(xué)倍率的放大光學(xué)系統(tǒng)而構(gòu)成，通過放大由DMD50的各微反射鏡62分別反射的多條激光束L的集合(按照必要，把它稱作“光束群”)的截面積，把入射到電流鏡104的光反射面105上的光束群的照射面積。
微透鏡陣列72是與DMD50的各微反射鏡62一對一相對應(yīng)的多個微透鏡74一體形成的，這些微透鏡74分別被支撐在位于分別透過透鏡系統(tǒng)54、58的光束群的光軸的位置上，并且被配置在由透鏡系統(tǒng)54、58形成微反射鏡62的實像的面(共扼面)上。在微透鏡陣列72中，多個微透鏡74以與形成在共扼面上的各個微反射鏡62的實像的間隔相同的間隔二維排列。這里，各微透鏡74分別作為具有正透鏡光學(xué)能力的匯聚透鏡而構(gòu)成。
透射微透鏡陣列72的各微透鏡74的激光束L入射到透鏡系統(tǒng)80、82。從該透鏡系統(tǒng)80、82出射的激光束L在電流鏡104的光反射面105上成像，形成射束點BS。在本實施例中，射束點BS作為微反射鏡62的反射光像的實像而成像，也可以設(shè)計成像光學(xué)系統(tǒng)146，使光源像(遠場圖形)作為射束點BS而在光反射面105成像。
下面，參照圖12(B)和(C)，說明成像光學(xué)系統(tǒng)146的作用。包含透鏡系統(tǒng)54、58的成像光學(xué)系統(tǒng)146通過放大由DMD50反射的激光束L的集合即光束群的截面積，把光反射面105上的光束群的照光區(qū)放大到所需大小。這時，由DMD50的各微反射鏡62反射的激光束L也透射透鏡系統(tǒng)54、58，它的束徑按照成像光學(xué)系統(tǒng)146光學(xué)倍率被放大。因此，例如當(dāng)在成像光學(xué)系統(tǒng)146上不配置微透鏡74時，照射到光反射面105上的各射束點BS的點徑按照成像光學(xué)系統(tǒng)146的光學(xué)倍率變大。因此，即使通過電流鏡104把射束點BS向屏幕上投影，屏幕102上的MTF(Modulation Transfer Function)特性也按照成像光學(xué)系統(tǒng)146的光學(xué)倍率變低。
為了防止所述MTF特性的下降，在成像光學(xué)系統(tǒng)146上，在由透鏡系統(tǒng)54、58形成微反射鏡62的實像的位置(像位置)，與DMD50的各微反射鏡62一對一對應(yīng)，二維配置了多個微透鏡74。由此，在電流鏡104的光反射面105上成像的射束點BS縮小為圖12(B)和(C)中用黑點所示，防止了在光反射面105上射束點BS彼此重疊。結(jié)果，不被成像光學(xué)系統(tǒng)146的光學(xué)倍率影響，能有效地改善屏幕102上的MTF特性，所以能大幅度提高屏幕102上顯示的大尺寸圖像的圖像質(zhì)量。
此外，在本實施例中，把成像光學(xué)系統(tǒng)146作為由四個透鏡系統(tǒng)54、58、80、82以及微透鏡陣列72構(gòu)成的放大光學(xué)系統(tǒng)進行了說明，但是構(gòu)成這樣的成像光學(xué)系統(tǒng)146的透鏡系統(tǒng)等的光學(xué)構(gòu)件的個數(shù)能按照光路長度、光學(xué)倍率、像差等規(guī)格而增減，另外成像光學(xué)系統(tǒng)146可以是具有變焦透鏡等可變倍率的光學(xué)系統(tǒng)。
電流鏡104如圖1所示，具有與主掃描方向平行的旋轉(zhuǎn)軸108，支撐為能以該旋轉(zhuǎn)軸108為中心旋轉(zhuǎn)。在電流鏡104中設(shè)置了磁驅(qū)動部(省略圖示)，該磁驅(qū)動部產(chǎn)生與來自控制器的電流控制部的驅(qū)動信號的強度以及極性對應(yīng)的大小以及方向的扭矩，使光反射面105以與基于磁驅(qū)動部的發(fā)生扭矩對應(yīng)的角速度旋轉(zhuǎn)。據(jù)此，由DMD50調(diào)制的激光束L(光束群)向屏幕102的方向反射，并且沿著副掃描方向(水平方向)偏轉(zhuǎn)，以規(guī)定的副掃描速度掃描屏幕102，把在屏幕102上投影顯示圖像。這時，菲涅爾透鏡106為了防止在屏幕102的周邊部，顯示圖像變形，按照對屏幕102的入射位置，以不同的速度把由電流鏡104反射的激光束L匯聚，把激光束L偏轉(zhuǎn)，使入射到屏幕102的光束群變?yōu)槠叫泄狻?br> 而如果在屏幕102的圖像顯示面103上照射405nm的激光束，則發(fā)白光的熒光體均勻分散，或涂敷了熒光體，形成了發(fā)光層。作為該熒光體，使用由稀土類元素活化而取得的銦鋁石榴石熒光體等。因此，在激光顯示裝置100中，通過從AGN類半導(dǎo)體激光器發(fā)出的激光束L掃描圖像顯示面103，顯示圖像時，在圖像顯示面103上，用激光束L的反射光加上從熒光體發(fā)出的白光顯示圖像，所以提高了圖像對比度，能顯示容易觀察的圖像。
下面，說明上述結(jié)構(gòu)的本實施例的激光顯示裝置100的動作。
在激光顯示裝置100中，從構(gòu)成光纖陣列光源66的合波激光光源的AGN類半導(dǎo)體激光器LD1～LD7分別以反散光狀態(tài)出射的激光束B1、B2、B3、B4、B5、B6、B7分別如圖6所示，由視準(zhǔn)透鏡11～17變?yōu)槠叫泄?。變?yōu)槠叫泄獾募す馐鳥1～B7由匯聚透鏡20聚光，匯聚到多模光纖30的芯30a的入射端面上。
在本實施例中，由視準(zhǔn)透鏡11～17和匯聚透鏡20構(gòu)成匯聚光學(xué)系統(tǒng)，該匯聚光學(xué)系統(tǒng)和多模光纖30構(gòu)成合波光學(xué)系統(tǒng)。即如上所述，由匯聚透鏡匯聚的激光束B1～B7入射高該多模光纖30的芯30a中，在光纖內(nèi)傳輸，合波為一條激光束B，從結(jié)合在多模光纖30的出射端部的光纖31出射。
在各激光模塊64中，當(dāng)激光束B1～B7向多模光纖30的結(jié)合效率為0.85，AGN類半導(dǎo)體激光器LD1～LD7的各輸出為30mW時，如圖4所示，關(guān)于排列為陣列狀的各光柵31，能取得輸出180mW(＝30mW×0.85×7)的合波激光束B。因此，6條光纖31排列為陣列狀的激光出射部68的輸出約為1W(＝180mW×6)。
例如，在使半導(dǎo)體激光器和光纖1對1結(jié)合的以往的光纖光源中，通常使用輸出30mW(毫瓦)左右的激光器作為半導(dǎo)體激光器，作為光纖，使用芯徑50μm，包層直徑125μm，NA(數(shù)值孔徑)0.2的多模光纖，所以如果要取得約1W(瓦)的輸出，就必須捆綁48(8×6)條多模光纖，因為發(fā)光區(qū)域的面積是0.62mm2(0.675×0.925mm)，所以激光出射部68的亮度為1.6×106(W/m2)，一條光纖的亮度為3.2×106(W/m2)。
而在本實施例中，如上所述，用6條多模光纖就能取得約1W的輸出，激光出射部68的發(fā)光區(qū)域面積是0.0081mm2(0.325×0.025mm)，所以激光出射部68的亮度為123×106(W/m2)，與以往相比，能實現(xiàn)約80倍的高亮度。另外，一條光纖的亮度為90×106(W/m2)，與以往相比，能實現(xiàn)約約28倍的高亮度。據(jù)此，向DMD50入射的光束角度減小，作為結(jié)果，向圖像顯示面103(被掃描面)的入射的光束角度也減小，所以射束點的焦點深度能變深。
與顯示圖形相應(yīng)的圖像數(shù)據(jù)輸入到連接在DMD50上的未圖示的控制器中，暫時存儲在控制器內(nèi)的幀存儲器中。該圖像數(shù)據(jù)是以雙值(點記錄的有無)表示構(gòu)成圖像的各像素的濃度的數(shù)據(jù)。
控制器當(dāng)接收到圖像顯示信號后，驅(qū)動光纖陣列光源66，并且按順序每次讀出多行存儲在幀存儲器中的圖像數(shù)據(jù)，把該圖像數(shù)據(jù)(行圖像數(shù)據(jù))向數(shù)據(jù)處理部輸出。在數(shù)據(jù)處理部中，根據(jù)行圖像數(shù)據(jù)，生成控制信號。而且，根據(jù)通過反射鏡驅(qū)動控制部生成的控制信號，控制DMD50的各微反射鏡的工作和非工作。這時，控制器在各規(guī)定的調(diào)制周期中，把圖像數(shù)據(jù)從幀存儲器向數(shù)據(jù)處理部輸出，在各調(diào)制周期中，使DMD50對于激光束L的調(diào)制狀態(tài)改變。
如果激光從光纖陣列光源66照射到DMD50，則當(dāng)DMD50的微反射鏡為工作狀態(tài)時反射的激光束(光束群)通過成像光學(xué)系統(tǒng)146在電流鏡104的光反射面105上成像。這時，電流驅(qū)動控制部以與DMD50的調(diào)制周期對應(yīng)的角速度使電流鏡104旋轉(zhuǎn)。據(jù)此，對規(guī)定的各調(diào)制周期，由DMD50調(diào)制的激光束沿著副掃描方向在屏幕102的圖像上移動(副掃描)，在圖像顯示面103上投影顯示與圖像數(shù)據(jù)對應(yīng)的2維圖像。
另外，如圖15(A)和(B)所示，在本實施例中，在DMD50中，排列了800個微反射鏡的微反射鏡列在副掃描方向排列了600組，但是在本實施例中，由控制器進行控制，只驅(qū)動一部分的微反射鏡列(例如800個×100列)。
如圖15(A)所示，可以使用配置在DMD50的中央部的微反射鏡列，如圖15(B)所示，也可以使用配置在DMD50的端部的微反射鏡列。另外，當(dāng)一部分的微反射鏡發(fā)生了缺陷時，也可以使用未發(fā)生缺陷的微反射鏡列，按照狀況適當(dāng)變更使用的微反射鏡列。
在DMD50的數(shù)據(jù)處理速度上存在界限，與使用的像素數(shù)成比例，決定1行的調(diào)制速度，所以通過只使用一部分的微反射鏡列，可以使1行的調(diào)制速度變快。而當(dāng)使光頭對于被掃描面連續(xù)相對移動的顯示方式時，沒必要全部使用副掃描方向的像素。
例如，當(dāng)只使用600組的微反射鏡列內(nèi)的300組時，如果與使用600組的全部時相比，則在每一行中，能以2倍速度調(diào)制。另外，當(dāng)只使用600組的微反射鏡列內(nèi)的200組時，如果與使用600組的全部時相比，則在每一行中，能以3倍速度調(diào)制。當(dāng)只使用600組的微反射鏡列內(nèi)的100組時，則在每一行中，能以6倍速度調(diào)制。
使用的微反射鏡列的數(shù)量，即，排列在副掃描方向上的微反射鏡的個數(shù)希望在10以上并且在200以下，更希望在10以上100以下。因為相當(dāng)于1個像素的一個微反射鏡的面積為15μm×15μm，所以如果換算為DMD50的使用區(qū)域，則希望在12mm×150μm以上，并且在12mm×3mm以下的區(qū)域，更希望在12mm×150μm以上，并且在12mm×1.5mm以下的區(qū)域。
只要使用的微反射鏡列的數(shù)量在上述的范圍內(nèi)，便能夠如圖2和圖3所示的那樣，通過照明光學(xué)系統(tǒng)67把從光纖陣列光源66出射的激光束變?yōu)榻叫泄猓丈涞紻MD50。通過DMD50照射激光的照射區(qū)域希望與DMD50的使用區(qū)域一致。如果照射區(qū)域比使用區(qū)域還寬，則激光的利用效率下降。
在以上說明的本實施例的激光顯示裝置100中，使DMD50的微反射鏡62排列方向的至少列方向?qū)τ诟睊呙璺较騼A斜傾角θ1，通過按照沿著圖像顯示面103中的主掃描方向的光束的掃描密度設(shè)定該傾角θ1，沿著與主掃描方向?qū)?yīng)的行方向，在DMD50中排列了j個微反射鏡62，并且沿著與副掃描方向?qū)?yīng)的列方向，在DMD50中排列了k個微反射鏡62時，按照微反射鏡62的列方向?qū)τ诟睊呙璺较虻膬A角θ1的大小，通過j的N(N是正整數(shù)，N≤k)倍，即由(j×N)條激光束L，能對在圖像顯示面103中的同一掃描線上的各個不同位置進行掃描，所以通過適當(dāng)調(diào)整微反射鏡的列方向的傾角θ1的大小，就能使圖像顯示面103上顯示的圖像的像素密度增加到所需密度。
此外，在以上本實施例的記載中，作為空間光調(diào)制元件說明了DMD，但是只使用空間光調(diào)制元件的一部分像素部，提高數(shù)據(jù)傳輸速度的控制方法也能適用于液晶光閘陣列、干涉型光閘陣列等構(gòu)造不同的其他空間光調(diào)制元件，當(dāng)按照裝置的規(guī)格等，使用DMD以外的其他空間光調(diào)制元件時，通過使用像素部的一部分，能提高數(shù)據(jù)傳輸速度。
結(jié)果，沒必要象使用GLV等一維空間光調(diào)制元件的顯示裝置那樣，按照顯示像素的像素數(shù)的增加而增加一維空間光調(diào)制元件的設(shè)置個數(shù)，即使不增加DMD50的個數(shù)和像素數(shù)，只按照所需掃描密度設(shè)置微反射鏡62的列方向的傾角θ1，就能顯示具有所需像素密度的圖像。
另外，在激光顯示裝置100中，由于設(shè)定微反射鏡62列方向的傾角θ1，使沿著主掃描方向，N個微反射鏡62位于同一位置，所以沿著主掃描方向，同一掃描線上的同一位置(同一像素)通過DMD50的配置在分別不同的列中的N個微反射鏡62調(diào)制的激光束，能N次掃描(多重掃描)圖像顯示體的被掃描面，所以，即使在DMD50的微反射鏡62存在缺陷時，也能使由于該微反射鏡62的缺陷而產(chǎn)生的顯示圖像的圖像質(zhì)量下降不顯著。
(實施例2)下面，說明本發(fā)明實施例2的激光顯示裝置110。在圖16中表示了本發(fā)明實施例2的激光顯示裝置。該激光顯示裝置110作為通過混合了紅色激光束LR、綠色激光束LG和藍色激光束LB的彩色激光束LM直接掃描屏幕136的圖像顯示面137，在該圖像顯示面13上投影顯示彩色圖像的投影型而構(gòu)成。此外，在實施例2的激光顯示裝置110中，對于與實施例1的激光顯示裝置100公共的部分采用了同一符號，省略了說明。
如圖16所示，在激光顯示裝置110中，作為光源裝置，設(shè)置有按發(fā)出與紅色、綠色、藍色等各色相應(yīng)的輸出為3W的紫外光的漸變放大型的3個AGN類半導(dǎo)體激光器(以下只稱作“LD”)112、114、116。從這些LD112、114、116出射的激光束LR、LG、LB的光路上分別配置了照明光學(xué)系統(tǒng)118、120、122、DMD124、126、128以及成像光學(xué)系統(tǒng)130、132、134。這里，照明光學(xué)系統(tǒng)118、120、122、DMD124、126、128以及成像光學(xué)系統(tǒng)130、132、134除了分別對各激光束LR、LG、LB設(shè)置這一點外，與實施例1的激光束LR、LG、LB67、DMD50以及成像光學(xué)系統(tǒng)146具有公共的結(jié)構(gòu)。
在激光顯示裝置100中，從LD112、114、116出射的激光束LR、LG、LB分別通過照明光學(xué)系統(tǒng)118、120、122，入射到DMD124、126、128，通過DMD124、126、128，根據(jù)紅色、綠色、藍色的圖像數(shù)據(jù)調(diào)制。這些調(diào)制的三色激光束LR、LG、LB通過成像光學(xué)系統(tǒng)130、132、134在電流鏡104的光反射面105上成象，并且在光反射面105上彼此混合。
電流鏡104與實施例1的情況同樣，以與DMD124、126、128的調(diào)制頻率對應(yīng)的角速度旋轉(zhuǎn)，把混合激光束LR、LG、LB而生成的彩色激光束LM向屏幕136的方向反射，并且使激光束LM沿著副掃描方向偏轉(zhuǎn)。該激光束LM通過菲涅爾透鏡106投影到屏幕136的圖像顯示面137，顯示彩色圖像。
這里，在屏幕136的圖像顯示面137中通過彩色激光束LM的照射，分別發(fā)出紅色光、綠色光和藍色光的3種熒光體對于各顯示像素分散配置。這里，作為分別發(fā)出紅色光、綠色光和藍色光的3種熒光體，例如作為紅色熒光體，使用ZnCdS:Ag，作為綠色熒光體，使用ZnS:Cu，作為藍色熒光體，使用ZnS:Ag。
另外，分別調(diào)制激光束LR、LG、LB的DMD124、126、128與實施例1的情況同樣，稍微傾斜配置，使其短邊方向(列方向)與屏幕136的副掃描方向(水平方向)成規(guī)定的傾角θ1(例如。0.1°～0.5°)。據(jù)此，基于各微反射鏡的激光束的掃描軌跡(掃描線)的間隔比不使DMD124、126、128傾斜時的掃描線間隔窄，能大幅度提高析像度，另外，通過屬于不同列的多個微反射鏡重疊掃描(多重掃描)相同主掃描線上的近同一位置(點)，所以即使DMD124、126、128中的任意微反射鏡中存在動作不良等缺陷時，也能使由于該微反射鏡的缺陷而產(chǎn)生的顯示圖像的圖像缺陷不顯著。
(實施例3)下面，對本發(fā)明實施例3的激光顯示裝置200進行說明。圖20表示本發(fā)明實施例3的激光顯示裝置。該激光顯示裝置200是，通過分別被3個DMD208、210、212調(diào)制后的激光束L1、L2、L3(以下表示為“L1～L3”。)直接對屏幕102的圖像顯示面103進行掃描，在圖像顯示面103上投影顯示圖像的投影型顯示裝置，其構(gòu)成特別適合用于動畫顯示。此外，在實施例3的激光顯示裝置200中，對于與實施例1的激光顯示裝置100相同的部分使用相同的符號，并省略說明。
如圖20所示，在激光顯示裝置200中，作為激光束L1～L3的光源設(shè)有3個光纖陣列光源202、204、206，在從這些光纖陣列光源202、204、206射出的激光束L1～L3的光路上，分別配置有照明光學(xué)系統(tǒng)67、DMD208、210、212及成像光學(xué)系統(tǒng)146。這里，激光顯示裝置200中的光纖陣列光源202、204、206及DMD208、210、212，除了是對于每個激光束L1～L3分別獨立設(shè)置這一點外，具有與實施例1的光纖陣列光源66及DMD50相同的構(gòu)成。此外，作為光源裝置，也可以由半反光鏡等的分光元件將從1個光纖陣列光源射出的激光束分光成3束激光束L1、L2、L3，將這些激光束L1、L2、L3分別照射在DMD208、210、212上。
在激光顯示裝置200中，從3個光纖陣列光源202、204、206射出的激光束L1、L2、L3分別通過照明光學(xué)系統(tǒng)67射入到DMD208、210、212，分別由DMD208、210、212進行調(diào)制。此時，在DMD208、210、212中，被輸入從后述的控制器214中輸出的對應(yīng)各個不同的圖像數(shù)據(jù)的控制信號S1、S2、S3，DMD208、210、212根據(jù)控制信號S1、S2、S3分別將激光束L1～L3調(diào)制成不同的狀態(tài)。被DMD208、210、212調(diào)制后的激光束L1～L3分別通過成像光學(xué)系統(tǒng)146在電流鏡104的光反射面105上成像。
電流鏡104與實施例1的情況相同，以對應(yīng)DMD208、210、212的調(diào)制頻率的角速度進行旋轉(zhuǎn)，將被DMD208、210、212調(diào)制后的激光束L1～L3反射向屏幕102，同時使激光束L1～L3沿著副掃描方向以規(guī)定的副掃描速度進行偏轉(zhuǎn)。這些激光束L1～L3通過菲涅耳透鏡106被投影到屏幕102的像素顯示面103上的各個不同的顯示區(qū)域AG1、AG2、AG3，從而在這些顯示區(qū)域AG1、AG2、AG3上顯示出圖像。
激光顯示裝置200具有接收來自裝置的中央控制部等的圖像信號及控制信號，控制圖像顯示動作的控制器214，由該控制器214對DMD208、210、212及電流鏡104等進行控制?？刂破?14具有數(shù)據(jù)處理部216和鏡驅(qū)動控制部218?？刂破?14當(dāng)1幀的圖像數(shù)據(jù)被輸入到幀存儲器時，便將這1幀的圖像數(shù)據(jù)分割成分別對應(yīng)顯示區(qū)域AG1、AG2、AG3的3種部分圖像數(shù)據(jù)，然后將這3種部分圖像數(shù)據(jù)輸出到數(shù)據(jù)處理部216。在數(shù)據(jù)處理部216中，根據(jù)輸入的3種圖像數(shù)據(jù)生成3種控制信號S1、S2、S3，然后輸出到鏡驅(qū)動控制部218。
鏡驅(qū)動控制部218將由數(shù)據(jù)處理部216生成的控制信號S1、S2、S3分別輸出到DMD208、210、212。這樣，被配置在各個DMD208、210、212中的應(yīng)被控制的區(qū)域內(nèi)的微反射鏡62(參照圖10)被控制在ON狀態(tài)及OFF狀態(tài)的某一種狀態(tài)。此時，各個DMD208、210、212的應(yīng)被控制的區(qū)域雖然其沿著副掃描方向的寬度與實施例1的DMD50的應(yīng)被控制區(qū)域大致相等，但對于由控制信號S1、S2、S3控制的微反射鏡62的在單位時間內(nèi)的控制次數(shù)，與實施例1的DMD50比較，減少到大致其1/3。
下面，對如上述構(gòu)成的實施例3的激光顯示裝置200的動作進行說明。
控制器214當(dāng)接收到圖像顯示信號后，分別驅(qū)動光纖陣列光源202、204、206，同時從存儲在幀存儲器中的3種部分圖像數(shù)據(jù)中分別逐行地順序讀出行圖像數(shù)據(jù)，然后將該行圖像數(shù)據(jù)輸出到數(shù)據(jù)處理部216。在數(shù)據(jù)處理部216中，根據(jù)3種行圖像數(shù)據(jù)生成控制信號，并將其輸出到鏡驅(qū)動控制部218。然后，由鏡驅(qū)動控制部218根據(jù)生成的3種控制信號S1、S2、S3分別對各個DMD208、210、212的微反射鏡62進行控制，使其成為ON狀態(tài)或OFF狀態(tài)。
當(dāng)在屏幕102上進行1幀的圖像顯示時，控制器214從1幀的圖像數(shù)據(jù)中生成分別對應(yīng)顯示區(qū)域AG1、AG2、AG3的部分圖像數(shù)據(jù)，將從這些部分圖像數(shù)據(jù)中分別讀出的行圖像數(shù)據(jù)在每個像素調(diào)制周期從幀存儲器輸出到數(shù)據(jù)處理部216。
數(shù)據(jù)處理部216根據(jù)行圖像數(shù)據(jù)對每個像素調(diào)制周期生成控制信號，將該控制信號輸出到鏡驅(qū)動控制部。然后，控制器218由鏡驅(qū)動控制部218根據(jù)3種控制信號分別控制在3個DMD208、210、212中的各個微反射鏡62的光調(diào)制狀態(tài)。這樣，分別被DMD208、210、212調(diào)制的激光束L1、L2、L3分別以不同的入射角射入到電流鏡104，由電流鏡104分別反射到顯示區(qū)域AG1、AG2、AG3，同時，以對應(yīng)像素調(diào)制周期的副掃描速度沿著副掃描方向進行偏轉(zhuǎn)，形成在顯示區(qū)域AG1、AG2、AG3上的掃描。
控制器214通過以每個在屏幕102上顯示的圖像被更新為新的圖像的周期的圖像調(diào)制周期反復(fù)進行上述的控制，由被DMD208、210、212調(diào)制后的激光束L1、L2、L3在屏幕102上顯示動畫。
以上說明的本實施例的激光顯示裝置200，將從光纖陣列光源202、204、206射出的激光束L1、L2、L3分別照射在根據(jù)對應(yīng)顯示區(qū)域AG1、AG2、AG3得種部分圖像數(shù)據(jù)光調(diào)制狀態(tài)分別變化的3個DMD208、210、212上，由電流鏡104使分別被這3個DMD208、210、212調(diào)制后的多束激光束L1、L2、L3(實際上是以微反射鏡為單位被調(diào)制后的光束的集合的光束群)沿著副掃描方向進行偏轉(zhuǎn)，由這3束激光束L1、L2、L3在屏幕102的圖像顯示面103上的3個顯示區(qū)域AG1、AG2、AG3同時進行掃描。這樣，由于在由被3個DMD中的任意一個DMD208、210、212調(diào)制后的激光束L1、L2、L3掃描的顯示區(qū)域AG1、AG2、AG3中所包含的沿著副掃描方向的顯示像素數(shù)成為在圖像顯示面103全體所包含的沿著副掃描方向的全體顯示像素數(shù)的大致1/3，所以，對于在1個DMD208、210、212中被用于激光束L1～L3調(diào)制的微反射鏡的單位時間的調(diào)制次數(shù)與實施例1的激光顯示裝置100那樣的只使用1個DMD50在屏幕102的全體進行圖像顯示的情況比較，大致為其1/3，因此，能夠?qū)⒏鱾€DMD208、210、212的微反射鏡62的像素調(diào)制周期增加大致3倍。
結(jié)果，根據(jù)本實施例的激光顯示裝置200，能夠在實現(xiàn)顯示圖像的高精細化的同時，以比由各個DMD208、210、212所具有的固有圖像調(diào)制周期而得到的圖像調(diào)制周期更短的時間進行圖像的調(diào)制。即，能夠以比由各個DMD208、210、212所具有的固有圖像調(diào)制周期而得到的幀頻更高速(約3倍)的幀頻進行圖像顯示。
此外，在本實施例的激光顯示裝置中200中，是將屏幕102的圖像顯示面103沿副掃描方向分成3等份，將被分割的區(qū)域分別設(shè)定為顯示區(qū)域AG1、AG2、AG3，但也可以將這些顯示區(qū)域AG1、AG2、AG3設(shè)定成沿著副掃描方向形成部分的重疊。通過這樣地使顯示區(qū)域AG1、AG2、AG3的一部分重疊，可使各個顯示區(qū)域AG1、AG2、AG3之間的邊界不明顯，從而可獲得更高品質(zhì)的圖像(動畫)。
另外，在本實施例的激光顯示裝置200中，是將圖像顯示面103的分割數(shù)設(shè)為3，設(shè)定了3個顯示區(qū)域AG1、AG2、AG3，但只要將圖像顯示面103的分割數(shù)及與其相等的DMD的個數(shù)設(shè)定為2個以上便可，通過增加該分割數(shù)及DMD的個數(shù)，即使DMD的像素調(diào)制周期為一定，也能夠分別對應(yīng)顯示圖像中的在沿著副掃描方向上的像素數(shù)(分辨率)的增加及幀頻的增加，因此，只要對應(yīng)顯示圖像所要求的沿副掃描方向的分辨率及幀頻設(shè)定分割數(shù)及DMD的個數(shù)便可。
另外，對于本實施例的激光顯示裝置200，雖然是將其作為具有單一色光源(GaN類半導(dǎo)體激光器)的黑白圖像的顯示裝置進行了說明，但只要如實施例2的顯示裝置110那樣，對應(yīng)3色(紅色、綠色及蘭色)的每個激光束設(shè)置N個(例如3個)DMD，由分別被對應(yīng)某一色的N個DMD調(diào)制后的激光束按順序在N個顯示區(qū)域上進行掃描，便可以比實施例1的顯示裝置100那樣的只使用1個DMD50在圖像顯示面的全體上進行圖像顯示的情況，將N個DMD的像素調(diào)制周期提高大致3倍，因此，在實現(xiàn)高精細圖像顯示的真彩化的同時，能夠以比由各個DMD所具有的固有像素調(diào)制周期所獲得的幀頻更高速的幀頻進行彩色圖像的顯示。
(實施例4)下面，對本發(fā)明實施例4的激光顯示裝置230進行說明。圖21表示本發(fā)明實施例4的激光顯示裝置。該激光顯示裝置230與實施例3的激光顯示裝置200同樣地是，通過分別被3個DMD232、234、236調(diào)制后的激光束L1、L2、L3(以下表示為“L1～L3”。)直接對屏幕102的圖像顯示面103進行掃描，在圖像顯示面103上投影顯示圖像的投影型顯示裝置，其構(gòu)成特別適合用于動畫顯示。此外，在實施例4的激光顯示裝置230中，對于與實施例1的激光顯示裝置100相同的部分使用相同的符號，并省略說明。
如圖21所示，在激光顯示裝置230中，作為激光束L1～L3的光源設(shè)有3個光纖陣列光源238、240、242，這些光纖陣列光源238、240、242基本上是具有與實施例1的光纖陣列光源66相同的構(gòu)成的激光光源，但其是能夠在極短的規(guī)定的發(fā)光時間(例如1.3μs)發(fā)出具有一定強度的光(閃光)的閃光光源。在從這些光纖陣列光源238、240、242射出的激光束LS1～LS3的光路上，分別配置有照明光學(xué)系統(tǒng)67、DMD232、234、236。
這里，DMD232對激光束LS1進行調(diào)制，使激光束LS1的光軸與成像光學(xué)系統(tǒng)146的光軸一致。而且被DMD234調(diào)制的激光束LS2在DMD232與成像光學(xué)系統(tǒng)146之間，與成像光學(xué)系統(tǒng)146的光軸呈直角交叉，被DMD調(diào)制后的激光束LS3相對激光束LS2在成像光學(xué)系統(tǒng)146側(cè)與成像光學(xué)系統(tǒng)146的光軸直角交叉。
在激光顯示裝置230中，在成像光學(xué)系統(tǒng)146的光軸與激光束LS1的光軸的交叉的位置上配置有第1半反射鏡244。第1半反射鏡244使激光束LS1不偏轉(zhuǎn)方向地透射向成像光學(xué)系統(tǒng)146側(cè)，同時將激光束LS2使其光軸與成像光學(xué)系統(tǒng)146的光軸形成一致地進行直角偏轉(zhuǎn)，向成像光學(xué)系統(tǒng)146側(cè)射出。
另外，在激光顯示裝置230中，在成像光學(xué)系統(tǒng)146的光軸與激光束LS3的光軸交叉的位置上配置有第2半反射鏡246。第2半反射鏡246使激光束LS1及激光束LS2不進行偏轉(zhuǎn)地透射過成像光學(xué)系統(tǒng)146側(cè)，同時將激光束LS3使其光軸與成像光學(xué)系統(tǒng)146的光軸形成一致地進行直角偏轉(zhuǎn)，向成像光學(xué)系統(tǒng)146側(cè)射出。
因此，在激光顯示裝置230中，從3個光纖陣列光源238、240、242射出的激光束LS1～LS3分別通過照明光學(xué)系統(tǒng)67射入到DMD232、234、236，分別被這些DMD232、234、236調(diào)制后的激光束LS1～LS3經(jīng)過第1半反射鏡244及第2半反射鏡246或經(jīng)過第2半反射鏡246射入到成像光學(xué)系統(tǒng)146。此時，向DMD232、234、236從后述的控制器248輸入對應(yīng)各自不同的行圖像數(shù)據(jù)的行控制信號R1、R2、R3，DMD232、234、236根據(jù)行控制信號R1、R2、R3分別將激光束LS1～LS3調(diào)制成各自不同的狀態(tài)。被DMD232、234、236調(diào)制后的激光束LS1～LS3分別通過成像光學(xué)系統(tǒng)146在電流鏡104的光反射面105上成像，同時在反射面105上合成為1束激光束L。
電流鏡104與實施例1同樣，以對應(yīng)DMD232、234、236的調(diào)制周期的角速度進行旋轉(zhuǎn)，將激光束L反射向屏幕102的方向，同時使激光束L3沿著副掃描方向以規(guī)定的副掃描速度進行偏轉(zhuǎn)。該激光束L通過菲涅耳透鏡106被投影在屏幕102的圖像顯示面103上，在圖像顯示面103上顯示圖像。
激光顯示裝置230具有接收來自裝置的中央控制部等的圖像信號及控制信號，由此控制圖像顯示動作的控制器248，由該控制器248對光纖陣列光源238、240、242、DMD232、234、236及電流鏡104等實施控制?？刂破?48具有數(shù)據(jù)處理部250及鏡驅(qū)動控制部252。控制器248當(dāng)1幀的圖像數(shù)據(jù)被輸入到幀存儲器時，便將這1幀的圖像數(shù)據(jù)分割成分別對應(yīng)行區(qū)域AL1、AL2、AL3的3種行圖像數(shù)據(jù)，然后將這3種行圖像數(shù)據(jù)輸出到數(shù)據(jù)處理部250。在數(shù)據(jù)處理部250中，根據(jù)輸入的3種行數(shù)據(jù)生成3種行控制信號R1、R2、R3，然后輸出到鏡驅(qū)動控制部252。
鏡驅(qū)動控制部252將由數(shù)據(jù)處理部250生成的控制信號R1、R2、R3分別以規(guī)定的調(diào)制周期T輸出到DMD232、234、236。這里，調(diào)制周期T是當(dāng)設(shè)定構(gòu)成顯示圖像的任意的各個主掃描線的行調(diào)制周期為TL、二維空間光調(diào)制元件的DMD232、234、236的個數(shù)為M(＝3)的情況下，通過(TL×M)所計算出的時間。這樣，被配置在各個DMD232、234、236中的應(yīng)被控制的區(qū)域內(nèi)的微反射鏡62(參照圖10)中的沿著主掃描方向配置的多個微反射鏡62被控制在ON狀態(tài)及OFF狀態(tài)的某一種狀態(tài)，該光調(diào)制狀態(tài)以調(diào)制周期T為周期發(fā)生變化。此時，由行控制信號R1、R2、R3使光調(diào)制狀態(tài)發(fā)生變化的微反射鏡62，不限于沿主掃描方向配置成1列，在對1條主掃描線由多個微反射鏡62進行多重掃描的情況下，在與多重掃描數(shù)相等的列中所包含的微反射鏡62的光調(diào)制狀態(tài)在行控制信號R1、R2、R3的控制下同時進行變化。
下面，對如上述構(gòu)成的實施例4的激光顯示裝置230的動作進行說明。
控制器248當(dāng)接收到圖像顯示信號后，分別驅(qū)動光纖陣列光源238、240、242，使其分別以調(diào)制周期T為周期，以基本等于行調(diào)制周期TL的時間或者以比行調(diào)制周期TL稍短的時間順序地發(fā)光，同時從存儲在幀存儲器中的3種行圖像數(shù)據(jù)中分別逐行地順序讀出行圖像數(shù)據(jù)，然后將該行圖像數(shù)據(jù)輸出到數(shù)據(jù)處理部250。在數(shù)據(jù)處理部250中，根據(jù)3種行圖像數(shù)據(jù)生成行控制信號，并將其輸出到鏡驅(qū)動控制部252。
然后，如圖22的時序圖所示，由鏡驅(qū)動控制部252根據(jù)生成的3種行控制信號R1、R2、R3分別對各個DMD232、234、236的沿主掃描方向配置的微反射鏡62進行控制，使其成為ON狀態(tài)或OFF狀態(tài)。如圖22的時序圖所示，行控制信號R1、R2、R3分別以調(diào)制周期T為TL周期更新數(shù)據(jù)內(nèi)容，與該數(shù)據(jù)內(nèi)容的更新同步地，各個DMD232、234、236的沿主掃描方向配置的微反射鏡62的光調(diào)制狀態(tài)也被更新。
而且，各個光纖陣列光源238、240、242如圖22所示那樣，以調(diào)制周期T為周期，以基本等于行調(diào)制周期TL的時間順序發(fā)光。這樣，激光束LS1～LS3以調(diào)制周期T為周期，以基本等于行調(diào)制周期TL的時間順序照射到DMD232、234、236上。由此，如果將光纖陣列光源238、240、242作為1個光源裝置，則該光源裝置通過光纖陣列光源238、240、242與行調(diào)制周期TL同步地順序地發(fā)射出激光束LS1～LS3。各個DMD232、234、236分別根據(jù)行控制信號R1、R2、R3對激光束LS1～LS3進行調(diào)制。被這些DMD232、234、236調(diào)制后的激光束LS1～LS3在錯開行調(diào)制周期的TL時刻順序射入到電流鏡104，在反射面105上合成為激光束L，同時通過由電流鏡104使該激光束L進行偏轉(zhuǎn)，形成在屏幕102的圖像顯示面103上的掃描(副掃描)，顯示對應(yīng)1幀的圖像數(shù)據(jù)的顯示。
控制器248在顯示完1幀的圖像后，通過以每個被顯示在屏幕102上的圖像被更新為新的圖像的周期的圖像調(diào)制周期反復(fù)進行上述的控制，由被DMD232、234、236調(diào)制后的激光束LS1、LS2、LS3在屏幕102上顯示動畫。
以上說明的本實施例的激光顯示裝置230，將從光纖陣列光源238、240、242與行調(diào)制周期TL同步閃爍射出的激光束LS1～LS3順序地照射在3個DMD232、234、236上，將被3個DMD232、234、236中的光調(diào)制狀態(tài)以調(diào)制周期T發(fā)生變化的沿著主掃描方向配置的微反射鏡62順序調(diào)制后的激光束LS1～LS3通過電流鏡104合成為1束激光束L，使該激光束L沿著副掃描方向進行偏轉(zhuǎn)，由該激光束L在屏幕102上進行掃描。這樣，由于被3個DMD232、234、236調(diào)制后的激光束LS1～LS3被合成為1束激光束L通過使其在屏幕102上進行掃描(投影)，顯示圖像，因此，與實施例1的激光顯示裝置100那樣的只使用1個DMD50在屏幕102的全體進行圖像顯示的情況比較，能夠?qū)⒏鱾€DMD232、234、236中的沿著對應(yīng)1條主掃描線的副掃描方向配置的微反射鏡62的像素調(diào)制周期增加3倍。
結(jié)果，根據(jù)本實施例的激光顯示裝置230，能夠在實現(xiàn)顯示圖像的高精細化的同時，以比由各個DMD232、234、236所具有的固有圖像調(diào)制周期而得到的圖像調(diào)制周期更短的時間進行圖像的調(diào)制。即，能夠以比由各個DMD232、234、236所具有的固有圖像調(diào)制周期而得到的幀頻更高速(約3倍)的幀頻進行圖像顯示。
此外，在本實施例的激光顯示裝置中230中，是將屏幕102的圖像顯示面103設(shè)定為沿副掃描方向的3個行區(qū)域AL1、AL2、AL3，使用3個DMD232、234、236，使其分別對應(yīng)這3個行區(qū)域AL1、AL2、AL3進行圖像顯示，但只要將行區(qū)域的設(shè)定數(shù)及與其相等的DMD的個數(shù)設(shè)定為2個以上便可，通過增加該行區(qū)域的設(shè)定數(shù)及DMD的個數(shù)，即使DMD的像素調(diào)制周期為一定，也能夠分別對應(yīng)顯示圖像中的在沿著副掃描方向上的像素數(shù)的(分辨率)增加及幀頻的增加，因此，只要對應(yīng)顯示圖像所要求的沿副掃描方向的分辨率及幀頻設(shè)定分割數(shù)及DMD的個數(shù)便可。
此外，對于以上說明的實施例1～4的激光顯示裝置，只說明了使用DMD作為二維空間光調(diào)制元件時的情形，但是例如也能使用把干涉型的空間調(diào)制元件二維排列的光閘陣列和液晶光閘陣列。這里，作為干涉型的空間調(diào)制元件，列舉出利用了法布里·帕羅干涉的光調(diào)制元件(干涉型光閘)。
下面，參照圖17～圖19，說明該干涉型光閘。如圖17和圖18所示，干涉型光閘具有對于入射光具有規(guī)定的角度而配置的一方電極303、與一方電極303至少隔著空隙相對的另一方電極304、安裝在一方電極303和另一方電極304之間的透明的可彎曲薄膜307，通過在一方電極303和另一方電極304之間施加電壓而產(chǎn)生的庫侖力，使可彎曲薄膜307彎曲，調(diào)制透射該可彎曲薄膜307的光后出射。
即一方電極303組入透明基板301中，在另一方電極304的上方設(shè)置有介質(zhì)多層膜反射鏡305。另外，在透明基板301上，在左右設(shè)置了支柱302，在該支柱302的上端面設(shè)置了可彎曲薄膜307。在可彎曲薄膜307的與介質(zhì)多層膜反射鏡305相對的下表面，設(shè)置了又一介質(zhì)多層膜反射鏡306。因此，在上下兩個介質(zhì)多層膜反射鏡305、306之間形成空隙309。在可彎曲薄膜307的上表面，與一方電極303相對設(shè)置了另一方電極304。
在這樣構(gòu)成的干涉型光閘中，如圖19(a)的狀態(tài)所示，當(dāng)一方電極303和另一方電極304之間的電源電壓Vgs的供給斷開(OFF)時，上下兩個介質(zhì)多層膜反射鏡305、306之間的空隙309的間隔變?yōu)閠off。另外，如圖19(b)的狀態(tài)所示，當(dāng)一方電極303和另一方電極304之間的電源電壓Vgs的供給導(dǎo)通(ON)時，上下兩個電介質(zhì)多層膜反射鏡305、306之間的空隙309的間隔變?yōu)閠on。即如果在各電極303、304間施加電壓Vgs，則由于產(chǎn)生的庫侖力，可彎曲薄膜307變形，空隙309的間隔變窄。
這里，在可彎曲薄膜307的成膜時可調(diào)整toff，另外，ton的控制在施加的電壓Vgs和可彎曲薄膜307變形時產(chǎn)生的復(fù)原力的平衡下成為可能。此外，為了進行更穩(wěn)定的控制，也可以在電極303和可彎曲薄膜307之間形成隔離片，使位移變?yōu)橐欢?。?dāng)該隔離片為絕緣體時，通過它的介電常數(shù)(1以上)，有減小施加電壓的效果，另外，當(dāng)為導(dǎo)電性時，該效果變得更大。另外，電極303、304、隔離片可以用同一材料形成。
另外，如圖18所示，當(dāng)光閘的面法線和入射光所成角度為θi時，干涉型光閘的光強透射率It由以下計算式表達。這里，R是介質(zhì)多層膜反射鏡305、306的光強反射率，n是空隙309的折射率(當(dāng)空氣時為1)，t是介質(zhì)多層膜反射鏡305、306間的空隙309的間隔，λ是光的波長。
It=11+4Rsin2[2πntcosθiλ]1(1-R)2]]>
這里，按如下設(shè)定ton、toff(m＝1)。ton＝1/2×λ[nm]，toff＝3/4×λ[nm]，λ＝405nm。另外，電介質(zhì)多層膜反射鏡305、306的光強度反射率R＝0.9，入射角θi＝0[deg]，空隙309為空氣或稀有氣體，折射率n＝1。這時的干涉型光閘的光強透射率對于波長的特性為當(dāng)不施加電壓Vgs時(toff時)，完全不透射光，當(dāng)施加電壓Vgs時(ton時)，透射以半導(dǎo)體激光的波長405[nm]為中心的光。
在干涉型光閘中，通過在一方電極303和另一方電極304之間施加電壓Vgs而產(chǎn)生的庫侖力，使可彎曲薄膜307彎曲，通過產(chǎn)生多層膜干涉效應(yīng)，能對透射可彎曲薄膜307的光進行光調(diào)制。此外，如果滿足干涉的條件，則空隙309的間隔t、折射率n、介質(zhì)多層膜反射鏡305、306的光強反射率R可以是任意的組合。另外，如果通過電壓Vgs使間隔t連續(xù)變化，就能任意改變透射光譜的中心波長。由此，也能連續(xù)控制透射光量。即能進行基于施加電壓的灰度控制。
即，在所述干涉型光閘沿著與主掃描方向和副掃描方向分別對應(yīng)的行方向和列方向二維配置的光閘陣列中，通過使干涉型光閘的排列方向中至少列方向?qū)τ诟睊呙璺较騼A斜規(guī)定的傾角θ1，與實施例1和實施例2時同樣，能大幅度提高析像度，并且即使任意干涉型光閘中存在缺陷時，也能使由于該干涉型光閘的缺陷而產(chǎn)生的顯示圖像的圖像缺陷不顯著。
另外，實施例1至4的激光顯示裝置是通過在屏幕102、136的圖像顯示面103、137上照射激光束L、LM，從圖像顯示面103、137，通過反射光和來自熒光體的發(fā)光來顯示圖像，但是把本發(fā)明的結(jié)構(gòu)應(yīng)用于在顯示面板的圖像顯示面背面照射激光束L、LM，通過透射顯示面板的光顯示圖像的背投型激光顯示裝置中，當(dāng)然也能取得與實施例1至4的激光顯示裝置同樣的效果。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的顯示裝置，分別抑制空間光調(diào)制元件的個數(shù)和像素數(shù)的增加，并且能容易實現(xiàn)顯示圖像的高精細化，并且能抑制裝置的制造成本，而且，在實現(xiàn)顯示圖像的高精細化的同時，能夠以比由空間光調(diào)制元件具有的固有的像素調(diào)制周期所獲得的幀頻更高速的幀頻進行圖像顯示。
權(quán)利要求
1.一種顯示裝置，其特征在于包括射出照明用的光束的光源裝置；二維排列對應(yīng)圖像信號分別改變光調(diào)制狀態(tài)的多個像素部，在該像素部中對從所述光源裝置入射到所述多個像素部的光束進行調(diào)制的空間光調(diào)制元件；對應(yīng)所述多個像素部二維排列多個光束縮小部，把由所述像素部調(diào)制后的光束的束徑由對應(yīng)該像素部的所述光束縮小部進行縮小的像素尺寸調(diào)整裝置；使由所述像素尺寸調(diào)整裝置縮小了束徑的光束的集合沿著規(guī)定的副掃描方向偏轉(zhuǎn)，由該光束的集合掃描圖像顯示體的被掃描面的掃描裝置；使掃描所述圖像顯示體的被掃描面的光束成像的成像光學(xué)系統(tǒng)；將所述多個像素部沿著分別與所述副掃描方向以及與該副掃描方向正交的主掃描方向?qū)?yīng)的列方向和行方向直線排列，并且所述多個像素部的排列方向中至少使所述列方向?qū)λ龈睊呙璺较騼A斜規(guī)定的傾角(θ1)；對應(yīng)所述被掃描面中沿著所述主掃描方向的光束掃描密度，設(shè)定所述傾角(θ1)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示裝置，其特征在于設(shè)定所述傾角(θ1)，使多個所述像素部能夠?qū)λ霰粧呙杳嫔系耐晃恢眠M行掃描。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的顯示裝置，其特征在于所述光源裝置由射出紅色激光束的紅色激光光源裝置、射出綠色激光束的綠色激光光源裝置、射出藍色激光束的藍色激光光源裝置構(gòu)成，具有分別對從所述紅色激光光源裝置、所述綠色激光光源裝置和所述藍色激光光源裝置射出的紅色激光束、綠色激光束、藍色激光束進行調(diào)制的多個所述空間光調(diào)制元件。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的顯示裝置，其特征在于所述光源裝置由以輸出400nm帶域的激光束的AGN半導(dǎo)體激光為光源的激光光源裝置構(gòu)成，并且作為圖像顯示體，使用了通過400nm帶域的激光束的照射，使熒光體發(fā)出白光，顯示圖像的發(fā)光型屏幕。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的顯示裝置，其特征在于所述光源裝置由以輸出400nm帶域的激光束的AGN半導(dǎo)體激光為光源的激光光源裝置構(gòu)成，并且作為圖像顯示體，使用了在各個顯示像素中具有通過400nm帶域的激光束的照射發(fā)出紅光的紅色熒光體、通過所述激光束的照射發(fā)出綠光的綠色熒光體和通過所述激光束的照射發(fā)出藍光的藍色熒光體的熒光體屏幕。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任意一項所述的顯示裝置，其特征在于所述空間光調(diào)制元件由將分別能夠進行光束調(diào)制的多個像素部二維排列的二維空間光調(diào)制元件構(gòu)成，只使用所述多個像素部的一部分像素部，對從所述光源裝置射出的光束進行調(diào)制。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任意一項所述的顯示裝置，其特征在于所述空間光調(diào)制元件由把能對應(yīng)圖像信號改變反射面的角度的多個微反射鏡二維排列在基板上的數(shù)字微反射鏡器件構(gòu)成，只使用所述數(shù)字微反射鏡器件的一部分的所述微反射鏡對從所述光源裝置射出的光束進行調(diào)制。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任意一項所述的顯示裝置，其特征在于所述空間光調(diào)制元件由二維排列的，具有被配置成相對從所述光源裝置入射的光束具有規(guī)定的角度的一方電極、與該一方電極相對的另一方電極、安裝在一方電極和另一方電極之間的透明的可彎曲薄膜，通過在一方電極和另一方電極之間施加電壓而產(chǎn)生的庫侖力使所述可彎曲薄膜彎曲，通過該可彎曲薄膜使光束透射或反射進行光束調(diào)制的干涉型光閘的光閘陣列構(gòu)成。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任意一項所述的顯示裝置，其特征在于具有生成分別與圖像顯示體的被掃描面上的沿所述副掃描方向的不同的N個(N是2以上的整數(shù))顯示區(qū)域?qū)?yīng)的N種圖像信號，并且由該N種圖像信號分別改變N個所述空間光調(diào)制元件的光調(diào)制狀態(tài)的圖像控制裝置，使從所述光源裝置射出的光束分別照射在N個所述空間光調(diào)制元件上，由所述掃描裝置使分別被N個所述空間光調(diào)制元件調(diào)制后的N束所述光束的集合沿著所述副掃描方向偏轉(zhuǎn)，由該N束所述光束的集合同時對被掃描面上的N個顯示區(qū)域進行掃描。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任意一項所述的顯示裝置，其特征在于具有生成分別與在圖像顯示體的被掃描面上形成被顯示的顯示圖像的主掃描線中的沿著所述副掃描方向順序排列的M條(M是2以上的整數(shù))主掃描線對應(yīng)的M種行圖像信號，并且由M種的圖像信號以(所述主掃描線的調(diào)制周期TL×M)的調(diào)制周期T，分別改變M個所述空間光調(diào)制元件中的被沿著所述主掃描方向排列的像素部的光調(diào)制狀態(tài)的圖像控制裝置，使由所述光源裝置與所述調(diào)制周期T同步地頻閃發(fā)光的光束順序照射在M個所述空間光調(diào)制元件上，由所述掃描裝置使被M個所述空間光調(diào)制元件順序調(diào)制后的所述光束的集合沿著所述副掃描方向偏轉(zhuǎn)，由該光束的集合對圖像顯示體的被掃描面進行掃描。
全文摘要
一種激光顯示裝置，在激光顯示裝置(100)中，使DMD(50)對于副掃描方向只傾斜微小的傾角，按照沿著圖像顯示面(103)中的主掃描方向的光束的掃描密度設(shè)定該傾角。由此，在DMD(50)中，沿著與副掃描方向以及主掃描方向分別對應(yīng)的列方向以及行方向二維排列的微反射鏡的排列方向也與副掃描方向只傾斜傾角，所以由DMD(50)的各微反射鏡調(diào)制的激光束(L)的集合(光束)副掃描圖像顯示面(103)，能把顯示的圖像的像素密度增加到所需密度。從而，在抑制空間光調(diào)制元件的個數(shù)及像素數(shù)的增加的同時，實現(xiàn)圖像顯示的高精細化。
文檔編號H04N9/31GK1470935SQ0314742
公開日2004年1月28日 申請日期2003年7月10日 優(yōu)先權(quán)日2002年7月10日
發(fā)明者藤井武, 岡崎洋二, 永野和彥, 木村宏一, 一, 二, 彥 申請人:富士膠片株式會社