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JP2002162573A - Spatial optical modulator and image display device - Google Patents

Spatial optical modulator and image display device

Info

Publication number
JP2002162573A
JP2002162573A JP2000358206A JP2000358206A JP2002162573A JP 2002162573 A JP2002162573 A JP 2002162573A JP 2000358206 A JP2000358206 A JP 2000358206A JP 2000358206 A JP2000358206 A JP 2000358206A JP 2002162573 A JP2002162573 A JP 2002162573A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
display device
incident
image display
spatial modulator
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2000358206A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Suganuma
洋 菅沼
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP2000358206A priority Critical patent/JP2002162573A/en
Publication of JP2002162573A publication Critical patent/JP2002162573A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Landscapes

  • Mechanical Light Control Or Optical Switches (AREA)
  • Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
  • Projection Apparatus (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To easily display images in colors at a high speed. SOLUTION: White light, emitted from a lamp 31, is branched to light beams of three colors: red light, green light and blue light by a volume hologram element 33. These light beams are collected to a GLV 20 by a cylindrical lens 34. The light beams of the respective colors are modulated respectively independently and spatially by the GLV 20 and are made incident via at cylindrical lens 34 on the volume type hologram 33. After the light beams of the three colors have been multiplexed by the volume hologram 33, the light beams are scanned in a prescribed direction by a galvanomirror 35, and the images displayed in colors are projected onto a projection surface 37 via a projection lens 36.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、画像を表示する画
像表示装置に関する。また、このような画像表示装置に
用いるに好適な空間変調器に関する。
The present invention relates to an image display device for displaying an image. Further, the present invention relates to a spatial modulator suitable for use in such an image display device.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から、光を投影することにより画像
を表示する各種の表示装置が実用化されている。このよ
うな表示装置において、投影する光を表示する画像に応
じて変調する空間変調器としては、例えば、液晶パネル
やDMD(Digital MicromirroDevice)などが用いられ
ている。
2. Description of the Related Art Conventionally, various display devices for displaying an image by projecting light have been put to practical use. In such a display device, for example, a liquid crystal panel or a DMD (Digital MicromirroDevice) is used as a spatial modulator that modulates light to be projected according to an image to be displayed.

【0003】ここで、例えば液晶パネルを用いて表示装
置を構成した場合には、入射した光のうちの大部分が、
カラーフィルタや画素間のフレームによって吸収や反射
されてしまう。このため、高い輝度を得るためには、大
出力の光源を用いる必要があり、消費電力が増大してし
まう。
Here, for example, when a display device is configured using a liquid crystal panel, most of the incident light is
Absorption and reflection are caused by the color filters and frames between pixels. For this reason, in order to obtain high luminance, it is necessary to use a light source having a large output, and power consumption increases.

【0004】そこで、液晶パネルの各画素(ピクセル)
に対して色分解した光をそれぞれ入射させるために、マ
イクロレンズと体積型ホログラム素子とを用いて実現す
る手法が提案されている(Applied Optics,Vol.36,476
1,1997)。また、同様の目的を達成するために、回折格
子(グレーティング)を用いて色分解を行うという提案
(Applied Optics,Vol.17,2273,1978)や、回折型光学
素子を用いて色分解を行うという提案(Applied Optic
s,Vol.38,7193,1999),(Opt.Lett.18,1214,1993)な
どがなされている。
Therefore, each pixel (pixel) of the liquid crystal panel
A method has been proposed which uses a microlens and a volume hologram element in order to make the color-separated light incident on the light source (Applied Optics, Vol. 36, 476).
1,1997). In addition, in order to achieve the same object, a proposal for performing color separation using a diffraction grating (grating) (Applied Optics, Vol. 17, 2273, 1978), and performing color separation using a diffractive optical element Proposal (Applied Optic
s, Vol. 38, 7193, 1999) and (Opt. Lett. 18, 1214, 1993).

【0005】体積型ホログラム素子は、通常のグレーテ
ィングや平面型ホログラム素子と比較して、回折効率や
波長分解能が高いため、各種の用途に広く適する理想的
な光学特性を示すことが知られている。しかしながら、
体積型ホログラム素子は、材料自体の安定性が低く、熱
による膨張や湿度に対する安定性などに問題がある。と
ころが、近年では、このような体積型ホログラム素子を
利用してメモリ素子を構成する技術に対する関心が高ま
ったことによって材料開発が進み、広く実用に耐え得る
優れた特性を示す体積型ホログラム素子が実用化されつ
つある。このような体積型ホログラム素子のひとつとし
て、PDA(Phoropolymer with Diffusion Amplificat
ion)を挙げることができる(SPIE Proc.,Vol.3740,25
8,1999)。
It is known that a volume hologram element has higher diffraction efficiency and wavelength resolution than a normal grating or a flat hologram element, and therefore exhibits ideal optical characteristics widely suitable for various uses. . However,
The volume hologram element has low stability of the material itself, and has a problem in stability against thermal expansion and humidity. However, in recent years, material development has progressed due to an increase in interest in technology for forming a memory element using such a volume hologram element, and a volume hologram element exhibiting excellent characteristics that can be widely used practically has been developed. Is being transformed. One of such volume hologram elements is PDA (Phoropolymer with Diffusion Amplificat).
ion) (SPIE Proc., Vol. 3740, 25
8,1999).

【0006】また、近年では、マイクロマシンによって
自在に駆動することが可能な回折格子(グレーティン
グ)の研究・開発が進められている。そこで、このよう
な回折格子を、表示画像に応じて投影する光を変調する
空間変調器として用いた表示装置に関する提案がなされ
ており、注目を集めている(USP5311360)。
In recent years, research and development of diffraction gratings (gratings) that can be freely driven by a micromachine have been advanced. Therefore, a proposal has been made regarding a display device using such a diffraction grating as a spatial modulator that modulates light projected according to a display image, and has attracted attention (US Pat. No. 5,313,360).

【0007】このように、空間変調器として用いられる
マイクロマシン型の回折格子は、一般にグレーティング
ライトバルブ(GLV:Grating Light Bulb)と称され
ており、従来から空間変調器として用いられているよう
な液晶パネルやDMDと比較して、高速で動作させるこ
とができるとともに、各種の半導体製造技術を用いて低
コストで製造することができるといった特徴を有してい
る。
[0007] As described above, the micro-machine type diffraction grating used as a spatial modulator is generally called a grating light valve (GLV), and is a liquid crystal such as that conventionally used as a spatial modulator. Compared to panels and DMDs, they can be operated at high speed and can be manufactured at low cost using various semiconductor manufacturing technologies.

【0008】したがって、GLVを用いて表示装置を構
成することにより、継ぎ目がなく鮮明で明るい画像を表
示できる表示装置を、低コストで実現できるものとして
期待されている。
Therefore, it is expected that a display device that can display a clear and bright image without a joint can be realized at low cost by configuring the display device using the GLV.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年ではG
LVを空間変調器として用いた表示装置が各種提案され
ているものの、このGLVが従来から広く空間変調器と
して用いられている液晶パネルやDMDとは全く異なる
構成により空間変調を行うため、未だ具体的且つ効率的
な画像表示を行う手法が確立されていないのが実状であ
る。
By the way, in recent years, G
Although various display devices using an LV as a spatial modulator have been proposed, the GLV performs spatial modulation with a completely different configuration from a liquid crystal panel or a DMD which has been widely used as a spatial modulator. The fact is that a technique for performing image display efficiently and efficiently has not been established.

【0010】すなわち、過去に提案されているGLVを
用いた表示装置では、画像を表示するための光学系が複
雑であるため、実際に実現しようとすると、装置全体の
大型化・複雑化を招いてしまうといった問題がある。
That is, in a display device using a GLV proposed in the past, the optical system for displaying an image is complicated. Problem.

【0011】本発明は、上述した従来の実状を鑑みてな
されるものであり、画像を高速に且つ簡便にカラー表示
することが可能な画像表示装置を提供することを目的と
する。また、このような画像表示装置に用いるに好適な
空間変調器を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described conventional situation, and has as its object to provide an image display device capable of displaying an image in color at high speed and easily. Another object is to provide a spatial modulator suitable for use in such an image display device.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明に係る空間変調器
は、基板上に、複数の微小なリボンが一次元的に配設さ
れてなるリボン列を複数備える。上記各リボン列におけ
る各リボンは、それぞれ独立して駆動されることによ
り、上記基板の主面に対して上昇又は下降自在とされて
なる。また、上記各リボン列は、それぞれ異なる波長域
の光が入射されるとともに、入射された光を空間的に変
調して反射することを特徴とする。
A spatial modulator according to the present invention includes a plurality of ribbon arrays each having a plurality of minute ribbons arranged one-dimensionally on a substrate. Each of the ribbons in each of the ribbon rows is independently driven so as to be able to freely move up and down with respect to the main surface of the substrate. Further, each of the ribbon rows is characterized in that light of a different wavelength range is incident thereon and that the incident light is spatially modulated and reflected.

【0013】以上のように構成された本発明に係る空間
変調器は、一次元的に配設された複数のリボン列によっ
て、それぞれ異なる波長域の光を空間的に変調すること
ができる。また、本発明に係る空間変調器は、各種の半
導体製造技術を用いて微小に製造することができ、極め
て高速に動作させることが可能であることから、画像表
示装置における空間変調器として用いるに好適とするこ
とができる。さらに、本発明に係る空間変調器は、変調
する波長域の光毎にリボン列を備え、これらリボン列が
基板上に一体的に備えられていることから、画像表示装
置における空間変調器として用いた場合に、部品点数を
削減することができるだけでなく、各波長域の光毎にリ
ボン列を位置合わせすることを不要とすることができ
る。
The spatial modulator according to the present invention configured as described above can spatially modulate light of different wavelength ranges by a plurality of one-dimensionally arranged ribbon arrays. Further, the spatial modulator according to the present invention can be manufactured minutely by using various semiconductor manufacturing techniques and can be operated at extremely high speed, so that it can be used as a spatial modulator in an image display device. It can be suitable. Furthermore, the spatial modulator according to the present invention includes a ribbon array for each light in the wavelength range to be modulated, and since these ribbon arrays are integrally provided on the substrate, the spatial modulator is used as a spatial modulator in an image display device. In this case, not only the number of components can be reduced, but also it becomes unnecessary to align the ribbon row for each light in each wavelength range.

【0014】また、本発明に係る画像表示装置は、光源
と、空間変調器と、合波機構と、投影機構とを備える。
上記光源は、所定の波長域の光を出射する。上記空間変
調器は、上記光源から出射された光が波長域毎に一次元
的に入射されるとともに、各光の入射位置にそれぞれ一
次元型の空間変調素子が複数配設されてなり、入射され
た光を各空間変調素子により波長域毎に空間的に変調す
る。上記合波機構は、上記空間変調器によって波長域毎
に変調された光を合波して所定の方向に出射する。上記
投影機構は、上記合波機構によって合波された光を所定
の方向に走査して投影することにより画像を表示する。
An image display device according to the present invention includes a light source, a spatial modulator, a multiplexing mechanism, and a projection mechanism.
The light source emits light in a predetermined wavelength range. In the spatial modulator, light emitted from the light source is one-dimensionally incident for each wavelength range, and a plurality of one-dimensional spatial modulation elements are arranged at incident positions of the respective lights. The resulting light is spatially modulated by each spatial modulation element for each wavelength range. The multiplexing mechanism multiplexes the light modulated for each wavelength range by the spatial modulator and emits the light in a predetermined direction. The projection mechanism displays an image by scanning and projecting the light multiplexed by the multiplexing mechanism in a predetermined direction.

【0015】以上のように構成された本発明に係る画像
表示装置は、一次元型の空間変調素子が波長域毎に配設
された空間変調器によって光を変調し、この空間変調器
によって波長域毎に変調された光を合波した後に、所定
の方向に走査することによって画像を表示する。したが
って、空間変調器における一次元型の空間変調素子によ
って、波長域毎に光を独立して変調することが容易とな
る。また、一次元型の空間変調素子が複数配設されてな
る空間変調器を用いることによって、部品点数を削減す
ることができるとともに、各波長域の光毎に空間変調素
子の位置合わせを行うことを不要とすることができる。
In the image display apparatus according to the present invention having the above-described structure, the one-dimensional spatial modulation element modulates light by the spatial modulator provided for each wavelength range, and the spatial modulator modulates the light. After multiplexing the light modulated for each area, an image is displayed by scanning in a predetermined direction. Therefore, it is easy to independently modulate light for each wavelength range by the one-dimensional spatial modulation element in the spatial modulator. In addition, by using a spatial modulator in which a plurality of one-dimensional spatial modulators are provided, the number of components can be reduced, and the spatial modulators can be positioned for each light in each wavelength range. Can be eliminated.

【0016】なお、本発明に係る画像表示装置におい
て、空間変調器としては、一次元型の空間変調素子とし
て、基板上に複数の微小なリボンが一次元的に配設され
てなるリボン列を複数備え、上記各リボン列における各
リボンは、それぞれ独立して駆動されることにより、上
記基板の主面に対して上昇又は下降自在とされてなる空
間変調器を用いることが望ましい。このような空間変調
器は、各種の半導体製造技術を用いて微小に製造するこ
とができ、極めて高速に動作させることが可能である。
したがって、十分に豊富な情報量で画像を表示すること
ができる。また、装置全体の構成を簡略化することがで
きるとともに、低コスト化を図ることができる。
In the image display device according to the present invention, the spatial modulator is a one-dimensional spatial modulating element, which is a ribbon array in which a plurality of minute ribbons are arranged one-dimensionally on a substrate. It is preferable to use a spatial modulator that includes a plurality of ribbon modulators and that can be moved up and down with respect to the main surface of the substrate by being driven independently of each other. Such a spatial modulator can be manufactured minutely by using various semiconductor manufacturing technologies, and can be operated at an extremely high speed.
Therefore, an image can be displayed with a sufficient amount of information. Further, the configuration of the entire apparatus can be simplified, and the cost can be reduced.

【0017】また、本発明に係る画像表示装置におい
て、上記合波機構は、例えば、体積型ホログラム素子、
平面型ホログラム素子、回折格子、又はダイクロイック
ミラーなどによって実現することができる。これによ
り、上記空間変調器によって波長域毎に変調された光を
合波して所定の方向に出射することができる。
In the image display device according to the present invention, the multiplexing mechanism may include, for example, a volume hologram element,
It can be realized by a planar hologram element, a diffraction grating, a dichroic mirror, or the like. Thus, the light modulated for each wavelength range by the spatial modulator can be combined and emitted in a predetermined direction.

【0018】具体的には、例えば、それぞれ異なる方向
から入射された光を合成して一定の方向に出射するよう
に多重記録された体積型ホログラム素子によって上記合
波機構を実現することができる。また、例えば、異なる
方向から入射された光をそれぞれ一定の方向に出射する
複数の体積型ホログラム素子によって上記合波機構を実
現することができる。
Specifically, for example, the above-mentioned multiplexing mechanism can be realized by a volume hologram element that is multiplex-recorded so that light incident from different directions is combined and emitted in a fixed direction. In addition, for example, the above-described multiplexing mechanism can be realized by a plurality of volume hologram elements that respectively emit light incident from different directions in a certain direction.

【0019】本発明に係る画像表示装置においては、特
に体積型ホログラム素子によって合波機構を実現するこ
とによって、光利用効率を向上させることができるた
め、光源における出力を低減した場合であっても、表示
する画像の輝度を向上させることができ、低消費電力化
及び高画質化を図ることができる。また、体積型ホログ
ラム素子を用いることによって、光学系の構成を簡素化
することができ、装置全体の小型化を進めるとともに、
信頼性を向上させることができる。
In the image display device according to the present invention, since the light use efficiency can be improved by realizing the multiplexing mechanism by the volume hologram element, even when the output from the light source is reduced. In addition, the brightness of an image to be displayed can be improved, and low power consumption and high image quality can be achieved. In addition, by using a volume hologram element, the configuration of the optical system can be simplified, and the size of the entire apparatus can be reduced.
Reliability can be improved.

【0020】このような体積型ホログラム素子として
は、例えばPDA(Photopolymer with Diffusion Ampl
ification)を用いることが望ましい。これにより、本
発明に係る画像表示装置は、空間変調器において高い回
折効率や波長分解能を確保することができ、高品質な画
像を高精度に表示することができる。また、空間変調器
が熱により膨張してしまったり、湿度変化によって特性
が変化してしまうことを抑制して、安定して確実に画像
を表示することができる。
As such a volume hologram element, for example, PDA (Photopolymer with Diffusion Amplifier)
ification). Thus, the image display device according to the present invention can ensure high diffraction efficiency and wavelength resolution in the spatial modulator, and can display a high-quality image with high accuracy. In addition, it is possible to prevent the spatial modulator from expanding due to heat or to change characteristics due to a change in humidity, and to display an image stably and reliably.

【0021】また、本発明に係る画像表示装置におい
て、上記光源としては、それぞれ異なる波長域の光を出
射し、出射した光を上記空間変調器の空間変調素子にそ
れぞれ入射する複数の光源部を備えていることが望まし
い。これにより、色特性や出力の調整を各光源部におい
て独立して行うことが可能となり、装置設計における自
由度を向上させることができる。
Further, in the image display device according to the present invention, the light source includes a plurality of light source sections each of which emits light of a different wavelength range and which enters the emitted light into a spatial modulation element of the spatial modulator. It is desirable to have. This makes it possible to adjust the color characteristics and the output of each light source unit independently, thereby improving the degree of freedom in device design.

【0022】また、本発明に係る画像表示装置は、上記
光源から出射された光をそれぞれ異なる波長域の光に分
波して、分波した光を上記空間変調器の空間変調素子に
それぞれ入射させる分波機構を備えていてもよい。これ
により、単一の光源を用いて複数の波長域の光を得るこ
とができる。
Further, in the image display device according to the present invention, the light emitted from the light source is demultiplexed into light of different wavelength ranges, and the demultiplexed light is incident on the spatial modulation elements of the spatial modulator. A demultiplexing mechanism may be provided. Thus, light in a plurality of wavelength ranges can be obtained using a single light source.

【0023】この場合に、上記分波機構としては、例え
ば、体積型ホログラム素子、平面型ホログラム素子、回
折格子、又はダイクロイックミラーなどによって実現す
ることができる。これによって、単一の光源からの光を
分波して、それぞれ空間変調素子に入射させることがで
きる。
In this case, the demultiplexing mechanism can be realized by, for example, a volume hologram element, a plane hologram element, a diffraction grating, or a dichroic mirror. Thus, light from a single light source can be split and incident on the spatial light modulator.

【0024】具体的には、例えば、一定の方向から入射
された光を波長域毎に分波して、それぞれ異なる方向に
出射するように多重記録された体積型ホログラム素子に
よって上記分波機構を実現することができる。また、例
えば、一定の方向から入射された光をそれぞれ異なる方
向に出射する複数の体積型ホログラム素子によって上記
分波機構を実現することができる。
Specifically, for example, the above-mentioned demultiplexing mechanism is implemented by a volume hologram element multiplexed and recorded so that light incident from a fixed direction is demultiplexed for each wavelength range and emitted in different directions. Can be realized. Further, for example, the above-described demultiplexing mechanism can be realized by a plurality of volume hologram elements that emit light incident from a certain direction in different directions.

【0025】本発明に係る画像表示装置においては、特
に体積型ホログラム素子によって分波機構を実現するこ
とによって、光利用効率を向上させることができるた
め、光源における出力を低減した場合であっても、表示
する画像の輝度を向上させることができ、低消費電力化
及び高画質化を図ることができる。また、体積型ホログ
ラム素子を用いることによって、光学系の構成を簡素化
することができ、装置全体の小型化を進めるとともに、
信頼性を向上させることができる。
In the image display device according to the present invention, since the light use efficiency can be improved by realizing the demultiplexing mechanism by the volume hologram element, even when the output from the light source is reduced. In addition, the brightness of an image to be displayed can be improved, and low power consumption and high image quality can be achieved. In addition, by using a volume hologram element, the configuration of the optical system can be simplified, and the size of the entire apparatus can be reduced.
Reliability can be improved.

【0026】このような体積型ホログラム素子として
は、例えばPDA(Photopolymer with Diffusion Ampl
ification)を用いることが望ましい。これにより、本
発明に係る画像表示装置は、空間変調器において高い回
折効率や波長分解能を確保することができ、高品質な画
像を高精度に表示することができる。また、空間変調器
が熱により膨張してしまったり、湿度変化によって特性
が変化してしまうことを抑制して、安定して確実に画像
を表示することができる。
As such a volume hologram element, for example, PDA (Photopolymer with Diffusion Amplifier)
ification). Thus, the image display device according to the present invention can ensure high diffraction efficiency and wavelength resolution in the spatial modulator, and can display a high-quality image with high accuracy. In addition, it is possible to prevent the spatial modulator from expanding due to heat or to change characteristics due to a change in humidity, and to display an image stably and reliably.

【0027】さらに、本発明に係る画像表示装置におい
ては、例えば、以下のような構成とすることによって、
画像をカラー表示することができる。すなわち、上記空
間変調器の各空間変調素子は、表示する画像における異
なる領域に相当する光を変調するよう構成する。また、
上記投影機構は、上記空間変調器の各空間変調素子によ
り変調された光を波長域毎に異なる位置に投影するとと
もに、各光を投影する位置を調整して順次走査するよう
構成する。これにより、カラー表示された画像を全体と
して表示することができる。
Furthermore, in the image display device according to the present invention, for example, by adopting the following configuration,
Images can be displayed in color. That is, each spatial modulation element of the spatial modulator is configured to modulate light corresponding to a different region in an image to be displayed. Also,
The projection mechanism is configured to project the light modulated by each spatial modulation element of the spatial modulator to a different position for each wavelength range, and to adjust the position where each light is projected to sequentially scan. Thereby, the color-displayed image can be displayed as a whole.

【0028】[0028]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照しながら詳細に説明する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0029】本発明に係る波長変換器は、基板上に、複
数の微小なリボンが一次元的に配設されてなるリボン列
を複数備え、各リボン列にそれぞれ異なる波長域の光が
入射されることにより、入射された光を空間的に変調し
て反射することを特徴のひとつとされている。このよう
な空間変調器としては、具体的には、マイクロマシン型
の回折格子を用いることができる。マイクロマシン型の
回折格子は、空間変調器として用いられる場合に、一般
にグレーティングライトバルブ(GLV:Grating Ligh
t Bulb)と称される。
The wavelength converter according to the present invention includes a plurality of ribbon rows on which a plurality of minute ribbons are arranged one-dimensionally on a substrate, and light of different wavelength ranges is incident on each ribbon row. Thus, one of the features is that incident light is spatially modulated and reflected. Specifically, a micro-machine type diffraction grating can be used as such a spatial modulator. When a micro-machine type diffraction grating is used as a spatial modulator, it is generally used as a grating light valve (GLV).
t Bulb).

【0030】そこで、以下では、本発明の実施の形態に
ついて説明するに先立って、本発明の原理について説明
する。
Therefore, the principle of the present invention will be described below before describing the embodiment of the present invention.

【0031】GLVは、各種の半導体製造技術によって
基板上に複数の微小なリボンが形成されてなる。そし
て、各々のリボンは、圧電素子などによって自在に上昇
又は下降することが可能とされている。このように構成
されたGLVは、各リボンが高さを動的に駆動され、所
定の波長域の光を照射されることによって、全体として
位相型の回折格子(グレーティング)を構成している。
すなわち、GLVは、光が照射されることによって±1
次(もしくはさらに高次)の回折光を発生する。
A GLV is formed by forming a plurality of minute ribbons on a substrate by various semiconductor manufacturing techniques. Each ribbon can be freely raised or lowered by a piezoelectric element or the like. In the GLV configured as described above, each ribbon is dynamically driven in height, and is irradiated with light in a predetermined wavelength range, thereby forming a phase type diffraction grating (grating) as a whole.
That is, GLV is ± 1 due to light irradiation.
The next (or higher) diffracted light is generated.

【0032】そこで、このようなGLVに対して光を照
射し、0次の回折光を遮光しておくことにより、GLV
の各リボンを上下に駆動することによって回折光を点滅
させて、これにより画像を表示することが可能となる。
Therefore, by irradiating such a GLV with light and blocking the 0th-order diffracted light, the GLV can be obtained.
By driving each of the ribbons up and down, the diffracted light blinks, whereby an image can be displayed.

【0033】従来から、GLVの上述したような特性を
利用して画像を表示する表示装置が各種提案されてい
る。従来の表示装置では、表示する平面画像の構成単位
(以下、画素と称する。)を表示するに際して、6本程
度のリボンで1画素を表示している。また、1画素に相
当するリボンの組は、それぞれ隣接するリボン同士を交
互に上昇又は下降させている。
Conventionally, various display devices have been proposed which display images using the above-described characteristics of the GLV. In a conventional display device, when displaying a structural unit (hereinafter, referred to as a pixel) of a planar image to be displayed, one pixel is displayed with about six ribbons. In a set of ribbons corresponding to one pixel, adjacent ribbons are alternately raised or lowered.

【0034】しかしながら、GLVにおける各リボンを
独立して配線し、各々独立して駆動することができれ
ば、任意の一次元の位相分布を生成することができる。
このように構成されたGLVは、反射型の一次元位相型
空間変調器と考えることができる。
However, if the ribbons in the GLV can be independently wired and driven independently, an arbitrary one-dimensional phase distribution can be generated.
The GLV thus configured can be considered as a reflection type one-dimensional phase type spatial modulator.

【0035】そこで、本発明における空間変調器として
は、上述したようにして、反射型の一次元位相型空間変
調器として構成されたGLVを用いることができる。す
なわち、例えば図1に示すように、GLV10の各リボ
ン11をそれぞれ独立して駆動することにより、任意の
位相分布を生成しておく。このGLV10に対して、位
相が揃った所定の波長域の光を、図1中の矢印で示すよ
うに入射することによって、この入射光を変調して反射
させ、図2に示すように、任意の一次元の波面を生成す
ることができる。
Therefore, as the spatial modulator in the present invention, a GLV configured as a reflective one-dimensional phase spatial modulator as described above can be used. That is, as shown in FIG. 1, for example, each of the ribbons 11 of the GLV 10 is independently driven to generate an arbitrary phase distribution. Light of a predetermined wavelength region having the same phase is incident on the GLV 10 as shown by an arrow in FIG. 1, and the incident light is modulated and reflected. As shown in FIG. A one-dimensional wavefront can be generated.

【0036】本発明に係る空間変調器は、このような原
理を利用して、リボンが一次元的に配設されてなるリボ
ン列を、入射される波長域の光毎に複数備えて構成され
ていることを特徴とする。そこで、以下では、本発明に
係る空間変調器の具体的な一構成例として、図3に示す
ようなGLV20について説明する。
The spatial modulator according to the present invention is constructed by using a plurality of ribbon rows each having a one-dimensionally arranged ribbon for each light in the incident wavelength region by utilizing such a principle. It is characterized by having. Thus, a GLV 20 as shown in FIG. 3 will be described below as a specific configuration example of the spatial modulator according to the present invention.

【0037】GLV20は、図3に示すように、基板2
1上に、複数の微小なリボン22が形成されている。各
リボン22は、駆動用の電気回路や配線などにより構成
された駆動部23を備え、この駆動部23により、基板
21の主面に対して上昇又は下降自在に駆動される。
The GLV 20 is, as shown in FIG.
A plurality of minute ribbons 22 are formed on one. Each of the ribbons 22 includes a driving unit 23 including a driving electric circuit, wiring, and the like, and is driven by the driving unit 23 so as to be able to move up and down with respect to the main surface of the substrate 21.

【0038】また、GLV20において、各リボン22
は、一次元的に配設されており、リボン列を構成してい
る。リボン列は、入射される光の波長域毎に複数配設さ
れている。具体的には、例えば図3に示す例において、
GLV20は、赤色光、緑色光、及び青色光の3色の光
が入射されるよう構成されており、これらの光が入射さ
れる位置に、それぞれ、赤色用リボン列24r、緑色用
リボン列24g、生食用リボン列24bが互いに平行と
なる位置に並んで配設されている。なお、以下では、こ
れらのリボン列24r,24g,24bを総称して、単
にリボン列24と称する。
In the GLV 20, each ribbon 22
Are one-dimensionally arranged to form a ribbon row. A plurality of ribbon rows are provided for each wavelength range of incident light. Specifically, for example, in the example shown in FIG.
The GLV 20 is configured so that light of three colors, red light, green light, and blue light, is incident thereon, and a red ribbon row 24r and a green ribbon row 24g are respectively provided at positions where these lights are incident. , The raw food ribbon rows 24b are arranged side by side at positions parallel to each other. In the following, these ribbon rows 24r, 24g, 24b are collectively referred to simply as the ribbon row 24.

【0039】そして、各リボン列24は、各リボン22
が独立して駆動可能とされており、それぞれ、図1及び
図2で説明したように、任意の位相分布を生成すること
が可能とされている。したがって、GLV20は、入射
された赤色光、緑色光、及び青色光に対して、それぞれ
赤色用リボン列24r、緑色用リボン列24g、及び生
食用リボン列24bにより、各色毎に独立して任意の一
次元の波面を生成することができる。
Then, each ribbon row 24 is
Can be driven independently, and can generate an arbitrary phase distribution as described with reference to FIGS. 1 and 2, respectively. Accordingly, the GLV 20 independently receives the red light, the green light, and the blue light by using the red ribbon row 24r, the green ribbon row 24g, and the raw food ribbon row 24b for each color independently. One-dimensional wavefronts can be generated.

【0040】以上のように構成されたGLV20は、各
種の半導体製造技術を用いて微小に製造することがで
き、極めて高速に動作させることができる。したがっ
て、例えば、画像表示装置における空間変調器として用
いるに好適とすることができる。また、GLV20は、
変換する波長域の光毎にリボン列24を備え、これらリ
ボン列24が基板21上に一体的に備えられていること
から、画像表示装置における空間変調器として用いた場
合に、部品点数を削減することができるだけでなく、各
波長域の光毎にリボン列を位置合わせすることを不要と
することができる。
The GLV 20 configured as described above can be manufactured minutely using various semiconductor manufacturing techniques, and can be operated at extremely high speed. Therefore, for example, it can be suitable for use as a spatial modulator in an image display device. Also, GLV20 is
A ribbon array 24 is provided for each light in the wavelength range to be converted, and since the ribbon arrays 24 are integrally provided on the substrate 21, the number of components is reduced when used as a spatial modulator in an image display device. In addition, it is not necessary to align the ribbon row for each light in each wavelength range.

【0041】なお、上述の説明において、GLV20
は、赤色光、緑色光、及び青色光の3色の光が入射さ
れ、これらの光にそれぞれ対応する3つのリボン列24
を備えるとしている。しかしながら、本発明に係る空間
変調器としては、3つのリボン列を備えることに限定さ
れるものではなく、入射される光の数に対応する数のリ
ボン列を備えるとすればよい。
In the above description, the GLV 20
Are three colors of light, red light, green light, and blue light, and three ribbon rows 24 corresponding to these lights, respectively.
It is said to have. However, the spatial modulator according to the present invention is not limited to having three ribbon rows, and may have a number of ribbon rows corresponding to the number of incident lights.

【0042】また、上述の説明において、GLV20
は、各リボン列24が互いに平行となる位置に並んで配
設されるとしている。しかしながら、本発明に係る空間
変調器においては、各リボン列の配設位置に限定される
ものではない。
In the above description, the GLV 20
States that the ribbon rows 24 are arranged side by side at positions parallel to each other. However, the spatial modulator according to the present invention is not limited to the arrangement position of each ribbon row.

【0043】具体的には、例えば、図4に示すように、
赤色用リボン列24r、緑色用リボン列24g、及び青
色用リボン列24bを、一次元的(直線的)に配設し、
各リボン列24に対応した光をそれぞれの位置に入射さ
せるとしてもよい。ただし、この場合には、図3に示す
ように互いに平行となる位置に配設した場合と比較し
て、GLV20自体のサイズが図中横方向に大きくなる
だけでなく、画像表示装置における光学系が複雑化・大
型化してしまう虞が生じる。
Specifically, for example, as shown in FIG.
The red ribbon row 24r, the green ribbon row 24g, and the blue ribbon row 24b are arranged one-dimensionally (linearly).
Light corresponding to each ribbon row 24 may be incident on each position. However, in this case, the size of the GLV 20 itself becomes larger in the horizontal direction in the figure as compared with the case where the GLVs 20 are disposed at positions parallel to each other as shown in FIG. However, there is a fear that the size and size will be complicated and large.

【0044】また、例えば、図5に示すように、複数の
リボン22を一次元的(直線的)に配設し、赤色光に対
応したリボン22r、緑色光に対応したリボン22g、
青色光に対応したリボン22bを順次並べて配設しても
よい。すなわち、この場合には、各色に対応したリボン
列24が、いわば「入れ子構造」的に配設されている場
合に相当する。このように各リボン22が配設されたG
LV20は、画像表示装置における空間変調器として用
いられるに際して、例えば、従来から用いられている液
晶パネルに各色光を入射させる場合と同様にして、マイ
クロレンズアレイや各種のホログラム素子を用いて、各
色光をそれぞれに対応したリボン22に入射させること
ができる。しかしながら、この場合には、図3に示した
場合と比較して、光学系の複雑化・大型化を招いてしま
うといった虞が生じる。
For example, as shown in FIG. 5, a plurality of ribbons 22 are arranged one-dimensionally (linearly), and a ribbon 22r corresponding to red light, a ribbon 22g corresponding to green light,
Ribbons 22b corresponding to blue light may be sequentially arranged. That is, this case corresponds to a case where the ribbon rows 24 corresponding to the respective colors are arranged in a so-called “nested structure”. The G on which each ribbon 22 is disposed in this manner
When the LV20 is used as a spatial modulator in an image display device, for example, a microlens array or various hologram elements are used to form each color in the same manner as in the case where each color light is incident on a conventionally used liquid crystal panel. Light can be incident on the corresponding ribbons 22. However, in this case, compared to the case shown in FIG. 3, there is a possibility that the optical system becomes complicated and large.

【0045】つぎに、本発明に係る画像表示装置の一構
成例として、図6に示すような表示装置30について説
明する。表示装置30は、空間変調器により変調された
光を走査して投影することによって画像を表示する装置
である。なお、以下では、表示装置30における空間変
調器として、上述したGLV20を用いて構成した場合
について説明する。
Next, a display device 30 as shown in FIG. 6 will be described as one configuration example of the image display device according to the present invention. The display device 30 is a device that displays an image by scanning and projecting the light modulated by the spatial modulator. Hereinafter, a case where the above-described GLV 20 is used as the spatial modulator in the display device 30 will be described.

【0046】表示装置30は、図6に示すように、所定
の波長域の光を出射する光源として、白色光を出射する
ランプ31を備えている。なお、表示装置30において
は、ランプ31を光源とすることに限定されるものでは
なく、例えば、発光ダイオード、半導体レーザ発振器な
どを光源として用いてもよいし、或いは、外部から取り
入れた自然光を光源として用いるとしてもよい。
As shown in FIG. 6, the display device 30 includes a lamp 31 for emitting white light as a light source for emitting light in a predetermined wavelength range. The display device 30 is not limited to using the lamp 31 as a light source. For example, a light emitting diode, a semiconductor laser oscillator, or the like may be used as a light source, or natural light introduced from outside may be used as a light source. May be used.

【0047】また、表示装置30は、ランプ31から出
射された光の光路上に、コリメータレンズ32と、体積
型ホログラム素子33と、シリンドリカルレンズ34
と、GLV20とを備えている。
The display device 30 includes a collimator lens 32, a volume hologram element 33, and a cylindrical lens 34 on the optical path of the light emitted from the lamp 31.
And a GLV 20.

【0048】コリメータレンズ32は、ランプ31から
出射された光が入射されるとともに、この光を平行光と
して、体積型ホログラム素子33に入射する。
The light emitted from the lamp 31 is incident on the collimator lens 32 and is incident on the volume hologram element 33 as parallel light.

【0049】体積型ホログラム素子33は、コリメータ
レンズ32によって平行光とされた光が入射されるとと
もに、この光を所定の波長域毎に分波し、赤色光、緑色
光、及び青色光としてシリンドリカルレンズ34に入射
する。この体積型ホログラム素子33は、例えば、赤色
光、緑色光、及び青色光をそれぞれ異なる角度に回折し
て出射するように多重記録された体積型ホログラム素子
であり、各色の光を平行光としたまま、異なる角度で出
射する。
The volume hologram element 33 receives the light collimated by the collimator lens 32 and separates the light into predetermined wavelength ranges to form cylindrical light as red light, green light and blue light. The light enters the lens 34. The volume hologram element 33 is, for example, a volume hologram element in which red light, green light, and blue light are multiplex-recorded so as to be diffracted and emitted at different angles, and light of each color is converted into parallel light. As it is, they are emitted at different angles.

【0050】シリンドリカルレンズ34は、体積型ホロ
グラム素子33によって分波された赤色光、緑色光、及
び青色光をそれぞれ集光して、図7に示すように、GL
V20の赤色用リボン列24r、緑色用リボン列24
g、及び青色用リボン列24bに入射させる。
The cylindrical lens 34 condenses the red light, green light, and blue light split by the volume hologram element 33, respectively, as shown in FIG.
V20 red ribbon row 24r, green ribbon row 24
g and the blue ribbon row 24b.

【0051】GLV20は、入射された3色の光をそれ
ぞれ、赤色用リボン列24r、緑色用リボン列24g、
及び青色用リボン列24bによって空間的に変調し、任
意の一次元的な波面として反射する。すなわち、GLV
20は、表示装置30において、空間変調器としての機
能を果たしている。
The GLV 20 converts the three colors of incident light into a red ribbon row 24r, a green ribbon row 24g,
And spatially modulated by the blue ribbon row 24b and reflected as an arbitrary one-dimensional wavefront. That is, GLV
Reference numeral 20 functions as a spatial modulator in the display device 30.

【0052】また、表示装置30は、GLV20によっ
て反射された光が、再びシリンドリカルレンズ34、及
び体積型ホログラム素子33に入射されるように構成さ
れている。
The display device 30 is configured so that the light reflected by the GLV 20 is again incident on the cylindrical lens 34 and the volume hologram element 33.

【0053】すなわち、GLV20によってそれぞれ独
立して空間的な変調を施された赤色光、緑色光、及び青
色光は、シリンドリカルレンズ34によって平行光とさ
れ、体積型ホログラム素子33に入射される。そして体
積型ホログラム素子33は、入射された赤色光、緑色
光、及び青色光を合波して出射する。このとき、体積型
ホログラム素子33は、コリメータレンズ32側からの
光の入射時との対照性から明らかであるとおり、シリン
ドリカルレンズ34から入射された3色の光が同一の方
向に回折され、これら3色の光を合波して一定の方向に
出射する。したがって、表示装置30では、色収差の補
正を十分に行うことによって、体積型ホログラム素子3
3によって合波された光を同一の光学系で扱うことが可
能となる。
That is, the red light, the green light, and the blue light, each of which has been spatially modulated independently by the GLV 20, are collimated by the cylindrical lens 34 and are incident on the volume hologram element 33. Then, the volume hologram element 33 multiplexes the incident red light, green light, and blue light and emits them. At this time, the volume hologram element 33 diffracts the three colors of light incident from the cylindrical lens 34 in the same direction, as is clear from the contrast with the incident light from the collimator lens 32 side. The three colors of light are combined and emitted in a certain direction. Therefore, in the display device 30, by sufficiently correcting the chromatic aberration, the volume hologram element 3
3 enables the combined light to be handled by the same optical system.

【0054】そこで、表示装置30は、体積型ホログラ
ム素子33から出射された光の光路上に、ガルバノミラ
ー35と、投影レンズ36とを備える。
Therefore, the display device 30 includes a galvanometer mirror 35 and a projection lens 36 on the optical path of the light emitted from the volume hologram element 33.

【0055】ガルバノミラー35は、例えば、図6中矢
印Aで示す方向に回動自在とされており、入射された光
を反射して、図6中矢印Bで示す方向に走査する。そし
て、表示装置30は、ガルバノミラー35によって走査
された光を、投影レンズ36を介して投影することによ
り、投影面37において画像を表示する。すなわち、こ
の表示装置30において、ガルバノミラー35及び投影
レンズ36は、画像を構成する光を所定の方向に走査し
て投影する投影機構としての機能を果たしている。
The galvanometer mirror 35 is rotatable, for example, in a direction indicated by an arrow A in FIG. 6, and reflects incident light to scan in a direction indicated by an arrow B in FIG. Then, the display device 30 displays an image on the projection surface 37 by projecting the light scanned by the galvanometer mirror 35 through the projection lens 36. That is, in the display device 30, the galvanometer mirror 35 and the projection lens 36 function as a projection mechanism that scans and forms light constituting an image in a predetermined direction.

【0056】なお、表示装置30においては、ガルバノ
ミラー35によって所定の方向に光を走査することに限
定されるものではなく、例えば、ミラーアレイやポリゴ
ンミラーなどを用いて走査してもよいし、体積型ホログ
ラム素子や平面型ホログラム素子などの各種回折格子を
用いて走査するとしてもよい。また、例えば、一次元的
に変調された波面に対して垂直な方向だけに走査するこ
とに限定されるものではなく、垂直方向と水平方向とに
渡って二次元的に走査してもよい。
The display device 30 is not limited to scanning light in a predetermined direction by the galvanometer mirror 35. For example, scanning may be performed by using a mirror array, a polygon mirror, or the like. Scanning may be performed using various diffraction gratings such as a volume hologram element and a flat hologram element. Also, for example, the scanning is not limited to scanning only in the direction perpendicular to the one-dimensionally modulated wavefront, and scanning may be performed two-dimensionally in the vertical and horizontal directions.

【0057】以上のように構成された表示装置30は、
GLV20によって波長域毎に赤色光、緑色光、及び青
色光を変調し、変調された光を合波した後に、所定の方
向に走査することによって画像を表示している。したが
って、波長域毎に光を徳利津して変調することを容易と
することができる。また、表示装置30は、赤色用リボ
ン列24r、緑色用リボン列24g、及び青色用リボン
列24bが基板上に一体的に形成されたGLV20を空
間変調器として用いていることから、部品点数を削減す
ることができるとともに、各波長域の光毎に光学系の位
置合わせを行うことを不要とすることができる。
The display device 30 configured as described above is
The GLV 20 modulates red light, green light, and blue light for each wavelength range, multiplexes the modulated lights, and scans in a predetermined direction to display an image. Therefore, it is possible to easily modulate the light by using the light for each wavelength range. Further, the display device 30 uses the GLV 20 in which the red ribbon row 24r, the green ribbon row 24g, and the blue ribbon row 24b are integrally formed on a substrate as a spatial modulator. In addition to the reduction, it is not necessary to perform the alignment of the optical system for each light in each wavelength range.

【0058】なお、表示装置30において空間変調器と
して用いるGLV20は、図3に示したように、赤色
光、緑色光、及び青色光の3色の光に対応したリボン列
24が、互いに平行となる位置に配設されたものを用い
ることに限定されるものではない。表示装置30におい
ては、例えば、図4に示したように、3色の光に対応し
たリボン列24が直線的に配設されたGLV20を用い
てもよいし、図5に示したように、3色の光に対応した
リボン22が順次並べて配設されたGLV20を用いる
としてもよい。ただし、この場合には、図3に示すよう
にリボン列24が配設されたGLV20を用いる場合と
比較して、光学系が複雑化・大型化してしまう虞が生じ
る。
As shown in FIG. 3, the GLV 20 used as a spatial modulator in the display device 30 has ribbon rows 24 corresponding to three colors of red light, green light, and blue light which are parallel to each other. However, the present invention is not limited to the use of a device arranged at a certain position. In the display device 30, for example, as shown in FIG. 4, a GLV 20 in which ribbon rows 24 corresponding to light of three colors are linearly arranged may be used, or as shown in FIG. The GLV 20 in which the ribbons 22 corresponding to the three colors of light are sequentially arranged may be used. However, in this case, there is a possibility that the optical system becomes complicated and large in size as compared with the case where the GLV 20 in which the ribbon rows 24 are provided as shown in FIG.

【0059】このようなGLV20は、各種の半導体製
造技術を用いて微小に製造することができ、極めて高速
に動作させることが可能である。したがって、表示装置
30は、GLV20を空間変調器として用いることによ
り、十分に豊富な情報量で画像を表示することができ
る。また、装置全体の構成を簡略化することができると
ともに、低コスト化を図ることができる。
Such a GLV 20 can be manufactured minutely by using various semiconductor manufacturing techniques, and can be operated at an extremely high speed. Therefore, the display device 30 can display an image with a sufficiently large amount of information by using the GLV 20 as a spatial modulator. Further, the configuration of the entire apparatus can be simplified, and the cost can be reduced.

【0060】また、GLVは、各リボンをアナログ的に
駆動することもできることから、入射された光のうち、
所定の波長域の光を選択的に回折することもできる。し
たがって、表示装置30においては、例えば、図8に示
すように、単一のリボン列24を備えるGLV20を空
間変調器として用いることもできる。
Further, since the GLV can drive each ribbon in an analog manner, of the incident light,
Light in a predetermined wavelength range can be selectively diffracted. Therefore, in the display device 30, for example, as shown in FIG. 8, a GLV 20 including a single ribbon row 24 can be used as a spatial modulator.

【0061】この場合には、GLV20における単一の
リボン列24自体を高速で動作させることによって、所
定の波長域の光を順次選択的に回折するよう高速に動作
させる。これによって、例えば、赤色光、緑色光、及び
青色光の3色の光を時間的にずらして空間的に変調し、
これら3色の光を投影面37において合成することによ
りカラー表示された画像を投影することができる。
In this case, the single ribbon row 24 in the GLV 20 is operated at a high speed to operate at a high speed so as to sequentially and selectively diffract light in a predetermined wavelength range. Thereby, for example, three colors of light of red light, green light, and blue light are spatially modulated with time shift,
By combining these three colors of light on the projection surface 37, a color-displayed image can be projected.

【0062】ただし、この場合には、表示装置30にお
ける光源として、例えば白色光ランプなどのように連続
的に光を出射する光源を用いると、時間的に、光源の光
の利用効率が1/3となってしまうため、表示する画像
の輝度が低下してしまう虞が生じる。
However, in this case, if a light source that continuously emits light, such as a white light lamp, is used as the light source in the display device 30, the light utilization efficiency of the light source is reduced by 1 / time. 3, the brightness of the displayed image may be reduced.

【0063】また、表示装置30においては、GLV2
0を空間変調器として用いることに限定されるものでは
なく、一次元型の空間変調素子が波長域毎に配設された
空間変調器によって光を変調するように構成することが
できれば、各種の空間変調器を用いることができる。こ
のような空間変調器としては、GLVの他に、例えば、
PLZTを用いたシャッターアレイ(以下、PLZTシ
ャッターアレイと称する。)を用いることができる。
In the display device 30, the GLV2
It is not limited to using 0 as a spatial modulator, and if a one-dimensional type spatial modulator can be configured to modulate light by a spatial modulator arranged for each wavelength band, various A spatial modulator can be used. As such a spatial modulator, besides GLV, for example,
A shutter array using PLZT (hereinafter, referred to as a PLZT shutter array) can be used.

【0064】PLZTシャッターアレイは、GLVと同
様に極めて高速に動作させることが可能であるため、表
示装置30における空間変調器として用いることがで
き、これにより、画像のカラー表示を実現することがで
きる。ただし、GLVが反射型の空間変調器であるのに
対して、PLZTシャッターアレイは、一般的に透過型
の空間変調器として用いられることから、表示装30に
おける空間変調器として用いる場合には、この表示装置
30における光学系を適宜変形することが望ましい。
Since the PLZT shutter array can be operated at a very high speed similarly to the GLV, it can be used as a spatial modulator in the display device 30, thereby realizing color display of an image. . However, while the GLV is a reflection-type spatial modulator, the PLZT shutter array is generally used as a transmission-type spatial modulator. It is desirable that the optical system of the display device 30 be appropriately modified.

【0065】ところで、上述した表示装置30において
は、ランプ31からの白色光を体積型ホログラム素子3
3によって3色の光に分波し、分波した光をシリンドリ
カルレンズ34によって集光してそれぞれGLV20の
リボン列24に入射させている。また、GLV20によ
って変調された3色の光をシリンドリカルレンズ34に
よってそれぞれ平行光とし、この3色の平行光を体積型
ホログラム素子33によって合波して一定の方向に出射
している。すなわち、表示装置30においては、体積型
ホログラム素子33及びシリンドリカルレンズ34が、
光源(ランプ31)から出射された光をそれぞれ異なる
波長域の光に分波して、分波した光を空間変調器(GL
V20)の空間変調素子(リボン列24)にそれぞれ入
射させる分波機構としての機能を有しているとともに、
空間変調器(GLV20)によって波長域毎に変調され
た光を合波して所定の方向に出射する合波機構としての
機能を有している。
By the way, in the display device 30 described above, the white light from the lamp 31 is applied to the volume hologram element 3.
The light is demultiplexed into three colors by 3, and the demultiplexed light is condensed by a cylindrical lens 34 and is incident on the ribbon row 24 of the GLV 20. The three colors of light modulated by the GLV 20 are converted into parallel lights by the cylindrical lens 34, and the three colors of parallel light are combined by the volume hologram element 33 and emitted in a certain direction. That is, in the display device 30, the volume hologram element 33 and the cylindrical lens 34
The light emitted from the light source (lamp 31) is split into light of different wavelength ranges, and the split light is converted into a spatial light modulator (GL).
V20) has a function as a demultiplexing mechanism for making each of the light beams enter the spatial modulation element (ribbon row 24).
It has a function as a multiplexing mechanism that multiplexes light modulated for each wavelength range by the spatial modulator (GLV20) and emits the light in a predetermined direction.

【0066】このような合波機構或いは分波機構として
は、体積型ホログラム素子33とシリンドリカルレンズ
34との組み合わせによって構成することに限定される
ものではなく、例えば、体積型ホログラム素子、平面型
ホログラム素子、各種の回折格子、或いはダイクロイッ
クミラーなどによって構成してもよい。そこで、以下で
は、表示装置30における合波機構及び分波機構につい
て説明する。
Such a multiplexing mechanism or a demultiplexing mechanism is not limited to being constituted by a combination of the volume hologram element 33 and the cylindrical lens 34. For example, a volume hologram element, a planar hologram It may be constituted by an element, various diffraction gratings, or a dichroic mirror. Therefore, the multiplexing mechanism and the demultiplexing mechanism in the display device 30 will be described below.

【0067】表示装置30において、合波機構や分波機
構は、体積型ホログラム素子33を利用する以外に、各
種の回折格子(グレーティング)や平面型ホログラム素
子などを利用して構成することができる。例えば、通常
のレリーフ型の回折格子を合波機構や分波機構として利
用する場合には、回折効率が光の波長に依存して低下し
てしまうため、格子の形状や深さを調節する必要があ
る。
In the display device 30, the multiplexing mechanism and the demultiplexing mechanism can be configured using various types of diffraction gratings (gratings) or planar hologram elements in addition to using the volume hologram element 33. . For example, when a normal relief type diffraction grating is used as a multiplexing mechanism or a demultiplexing mechanism, the diffraction efficiency is reduced depending on the wavelength of light, so that it is necessary to adjust the shape and depth of the grating. There is.

【0068】ここで、格子のピッチがΛであるホログラ
ム素子又は回折格子に対して、波長がλである光を入射
させる場合について考える。このとき、光の入射角をΘ
とし、出射角をΨとすると、以下の式1に示す関係が成
立する。
Here, a case is considered in which light having a wavelength of λ is incident on a hologram element or a diffraction grating having a grating pitch of 考 え る. At this time, the incident angle of light is Θ
And the emission angle is Ψ, the relationship shown in the following equation 1 is established.

【0069】 sinΘ−sinΨ=mλ/Λ ・・・(式1) 以下では、まず、回折次数m=1である平面型回折格子
について考えるが、平面型ホログラム素子の場合には、
回折次数mは2以上、又は−1以下の整数であってもよ
い。
SinΘ-sinΨ = mλ / Λ (Equation 1) In the following, first, a plane diffraction grating having a diffraction order m = 1 will be considered. In the case of a plane hologram element,
The diffraction order m may be an integer of 2 or more, or -1 or less.

【0070】この平面型回折格子に対して、波長がそれ
ぞれ、λ,λ,λである3色の光が入射すると
し、それぞれの光の入射角をΘ(i=1,2,3)、
出射角をΨ(i=1,2,3)とする。この場合、以
下の式2乃至式4に示す関係が成立する。
It is assumed that light of three colors having wavelengths of λ 1 , λ 2 , and λ 3 is incident on the planar diffraction grating, and the incident angle of each light is Θ i (i = 1, 2). , 3),
Let the emission angle be i i (i = 1, 2, 3). In this case, the following equations 2 to 4 hold.

【0071】 sinΘ−sinΨ=λ/Λ ・・・(式2) sinΘ−sinΨ=λ/Λ ・・・(式3) sinΘ−sinΨ=λ/Λ ・・・(式4) このとき、これら3色の光は、シリンドリカルレンズ3
4の焦点距離をfとすると、GLV20上において光軸
からftanΨだけ離れた位置に集光される。したが
って、GLV20においては、これら3色の光に対応し
たリボン列24を、それぞれの光に対応する位置に配設
する。
[0071] sinΘ 1 -sinΨ 1 = λ 1 / Λ ··· ( Equation 2) sinΘ 2 -sinΨ 2 = λ 2 / Λ ··· ( Equation 3) sinΘ 3 -sinΨ 3 = λ 3 / Λ ··· (Equation 4) At this time, these three colors of light are
When 4 of the focal length is f, is condensed from the optical axis to a position spaced Ftanpusai i on GLV 20.. Therefore, in the GLV 20, the ribbon rows 24 corresponding to these three colors of light are arranged at positions corresponding to the respective lights.

【0072】ここで、表示装置30の光源(ランプ3
1)から出射される光が白色光であるときには、Θ=Θ
(i=1,2,3)とすることができる。このとき、
格子のピッチΛ=1μm(すなわち、1000格子/m
m)とし、sinΨ=Ψと近似すると、以下の式5及び
式6に示す関係が成立する。
Here, the light source of the display device 30 (the lamp 3
When the light emitted from 1) is white light, Θ = Θ
i (i = 1, 2, 3). At this time,
Grating pitch Λ = 1 μm (ie, 1000 gratings / m
m), and approximating sinΨ = Ψ, the following equations 5 and 6 hold.

【0073】 Ψ−Ψ=λ−λ ・・・(式5) Ψ−Ψ=λ−λ ・・・(式6) ここで、3色の光をそれぞれ、波長λ=0.46μm
の青色光、波長λ=0.52μmの緑色光、波長λ
=0.64μmの赤色光とし、シリンドリカルレンズ3
4の焦点距離をf=10mmとすれば、GLV20にお
ける赤色用リボン列24rと緑色用リボン列24gとの
間隔は1.2mm、緑色用リボン列24gと青色用リボ
ン列24bとの間隔は600μmとすればよいことがわ
かる。GLV20における各リボン列24をこの間隔と
することにより、GLV20の配設位置をシリンドリカ
ルレンズ34の焦点面内で調節することにより、3色の
光をそれぞれ対応したリボン列24に入射させることが
できる。
Ψ 1 −Ψ 2 = λ 2 −λ 1 (Equation 5) Ψ 2 −Ψ 3 = λ 3 −λ 2 (Equation 6) Here, the light of each of the three colors has a wavelength. λ 1 = 0.46 μm
Blue light, wavelength λ 2 = 0.52 μm green light, wavelength λ 3
= 0.64 μm red light, cylindrical lens 3
Assuming that the focal length of No. 4 is f = 10 mm, the distance between the red ribbon row 24r and the green ribbon row 24g in the GLV 20 is 1.2 mm, and the distance between the green ribbon row 24g and the blue ribbon row 24b is 600 μm. You can see what you need to do. By setting each ribbon row 24 in the GLV 20 to this interval, the arrangement position of the GLV 20 is adjusted within the focal plane of the cylindrical lens 34, so that light of three colors can be incident on the corresponding ribbon rows 24 respectively. .

【0074】ただし、合波機構又は分波機構として、平
面型回折格子を用いる場合には、0次或いは高次の回折
光が生じるため、これらの回折光が迷光とならないよう
にGLV20の配設位置を調整することが望ましい。
However, when a planar diffraction grating is used as the multiplexing mechanism or the demultiplexing mechanism, since the 0th or higher order diffracted light is generated, the GLV 20 is disposed so that the diffracted light does not become stray light. It is desirable to adjust the position.

【0075】また、例えば、合波機構又は分波機構とし
てブレーズド型回折格子を用いることを考えると、光の
入射角をΘ、屈折率をn、中心波長をλ、使用波長
をλとして、k次の回折光の回折効率ηは、以下の式
7に示す関係が成立する。 η=[sin[π(k−φ)]/π(k−φ)] ・・・(式7) ただし、上記の式7中におけるφは、以下の式8に示
す値である。 φ=λ[(n−sinΘ1/2−cosΘ]/λ(n−1)・・ ・(式8) ここで、合波機構又は分波機構としてブレーズド型回折
格子を用いた場合について、回折光の次数k=1、λ
=0.55μm、屈折率n=1.5と、光を垂直に入射
させたときの回折効率ηと使用波長λとの関係を、図
9に示す。図9に示す結果から明らかであるように、こ
のブレーズド型回折格子は、波長がそれぞれ0.46μ
m、0.52μm、及び0.64μmである青色光、緑
色光、及び赤色光に対して、それぞれ、およそ88%、
99%、94%の回折効率を得られることがわかる。
Considering the use of a blazed diffraction grating as a multiplexing or demultiplexing mechanism, for example, the incident angle of light is Θ 1 , the refractive index is n, the center wavelength is λ 0 , and the wavelength used is λ. , K, the diffraction efficiency η k of the diffracted light of the k-th order satisfies the relationship shown in the following Expression 7. η k = [sin [π (k−φ 0 )] / π (k−φ 0 )] 2 (Expression 7) where φ 0 in Expression 7 is a value represented by Expression 8 below. It is. φ 0 = λ 0 [(n 2 −sin 2 1 1 ) 1/2 −cosΘ 1 ] / λ (n−1) (Equation 8) Here, blazed diffraction is used as a multiplexing mechanism or a demultiplexing mechanism. In the case where a grating is used, the order k of the diffracted light is k = 1, λ 0
FIG. 9 shows the relationship between 0.55 μm, the refractive index n = 1.5, the diffraction efficiency η 1 when the light is vertically incident, and the used wavelength λ. As is clear from the results shown in FIG. 9, the blazed diffraction grating has a wavelength of 0.46 μm each.
m, 0.52 μm, and 0.64 μm for blue, green, and red light, respectively, approximately 88%,
It can be seen that diffraction efficiencies of 99% and 94% can be obtained.

【0076】また、合波機構又は分波機構として体積型
ホログラム素子を用いた場合を考えると、この体積型ホ
ログラム素子のホログラムを平面波と平面波との干渉に
よって記録した場合でも、格子ベクトルの方向による位
相整合を考慮することが重要となる。体積型ホログラム
素子において、ホログラムの記録時と異なる方向から光
が入射される場合や、記録時と異なる波長の光が入射さ
れる場合には、位相の不整合が生じ、回折効率が低下す
る虞が生じる。また、異なる波長に対する位相不整合
を、入射光の入射角をそれぞれの波長で変えることによ
り、同一方向に回折させる場合にも位相不整合が生じて
しまう。
Considering the case where a volume hologram element is used as a multiplexing mechanism or a demultiplexing mechanism, even when a hologram of this volume hologram element is recorded by interference between plane waves, the direction of the lattice vector does not change. It is important to consider phase matching. In the volume hologram element, when light is incident from a direction different from that at the time of recording the hologram, or when light of a different wavelength from that at the time of recording is incident, phase mismatch occurs, and the diffraction efficiency may be reduced. Occurs. In addition, by changing the phase mismatch for different wavelengths by changing the incident angle of the incident light at each wavelength, the phase mismatch occurs even when diffracting in the same direction.

【0077】具体的には、例えば、図10に示すよう
に、ホログラムの記録時に、それぞれ波長が異なる3色
の光を図10中の矢印w,w,wに示す格子ベク
トルで記録した場合を考えると、記録時とは異なる格子
ベクトルの光を入射させて再生を行ったとき、すなわち
図10中の矢印r,r,rに示す格子ベクトルで
再生される光に位相不整合が生じる。なお、図10は、
k−空間における各波長の光に対する位相不整合を説明
する図である。したがって、単一の体積型ホログラム素
子33によって合波機構又は分波機構を構成する場合に
は、この位相不整合を考慮してホログラムを記録するこ
とが重要となる。
More specifically, for example, as shown in FIG. 10, at the time of recording a hologram, light of three colors having different wavelengths is recorded by lattice vectors indicated by arrows w 1 , w 2 , and w 3 in FIG. Considering the case where, when performing reproduction by applying a light having a different lattice vector that during recording, that is, the phase in the light reproduced by the grating vector indicated by an arrow r 1, r 2, r 3 in FIG. 10 Mismatch occurs. In addition, FIG.
FIG. 3 is a diagram illustrating phase mismatch for light of each wavelength in k-space. Therefore, when a multiplexing mechanism or a demultiplexing mechanism is constituted by a single volume hologram element 33, it is important to record a hologram in consideration of the phase mismatch.

【0078】そこで、合波機構又は分波機構を単一の体
積型ホログラム素子33によって構成するとせずに、例
えば図11に示すように、複数の体積型ホログラム素子
33a,33bを積層することによって、合波機構又は
分波機構を構成してもよい。すなわち、例えば、第1の
体積型ホログラム素子33aによって赤色光Wを回折
させるとともに、第2の体積型ホログラム素子33bに
よって青色光Wを赤色光Wと同一の方向に回折させ
る。また、これら第1及び第2の体積型ホログラム素子
33a,33bは、緑色光Wを回折せずに直進して透
過させ、赤色光Wと同一の方向に出射させるようにす
る。このようにして、各体積型ホログラム素子33a,
33bで特定の波長域の光を選択的に回折させることに
よって合波機構又は分波機構を構成してもよい。
Therefore, instead of forming the multiplexing mechanism or the demultiplexing mechanism by a single volume hologram element 33, for example, as shown in FIG. 11, a plurality of volume hologram elements 33a and 33b are stacked. , A multiplexing mechanism or a demultiplexing mechanism. That is, for example, with diffracts the red light W R by the first volume hologram element 33a, diffracts the blue light W B in the same direction as the red light W R by the second volume hologram element 33b. Further, the first and second volume hologram element 33a, 33b causes the transmitted straight without being diffracted green light W G, so as to be emitted in the same direction as the red light W R. Thus, each volume hologram element 33a,
A multiplexing mechanism or a demultiplexing mechanism may be configured by selectively diffracting light in a specific wavelength range at 33b.

【0079】また、表示装置30においては、図12に
示すように、単一の体積型ホログラム素子33にホログ
ラムを多重記録することによって、青色光W、赤色光
、及び緑色光Wをそれぞれ同一の方向に出射させ
てもよい。通常、多重記録されたホログラム素子は、多
重度の2乗に反比例して回折効率が低下してしまう。し
かしながら、体積型ホログラム素子33を、屈折率変動
幅が大きい記録材料によって形成することにより、十分
に高い回折効率を得ることができる。
[0079] In the display device 30, as shown in FIG. 12, by multiple recording of holograms on a single volume hologram element 33, the blue light W B, the red light W R, and the green light W G May be emitted in the same direction. Normally, the hologram element recorded by multiplexing has a diffraction efficiency that is inversely proportional to the square of the multiplicity. However, a sufficiently high diffraction efficiency can be obtained by forming the volume hologram element 33 from a recording material having a large refractive index fluctuation width.

【0080】また、表示装置30においては、透過型の
ホログラム素子を合波機構又は分波機構として用いるこ
とに限定されず、反射型のホログラム素子を用いて合波
機構又は分波機構を構成してもよい。
Further, in the display device 30, the transmission type hologram element is not limited to being used as a multiplexing mechanism or a demultiplexing mechanism. You may.

【0081】ところで、上述した表示装置30の説明に
おいては、体積型ホログラム素子33によって平行光と
された光をGLV20に集光し、このGLV20から反
射された光を再び体積型ホログラム素子33に入射させ
るために、シリンドリカルレンズ34を用いている。す
なわち、このシリンドリカルレンズ34は、入射光をG
LV20に集光する機能を有しているとともに、GLV
20からの反射光を一次元面内でコリメートする機能を
有している。
In the above description of the display device 30, the light converted into parallel light by the volume hologram element 33 is focused on the GLV 20, and the light reflected from the GLV 20 is incident on the volume hologram element 33 again. For this purpose, a cylindrical lens 34 is used. That is, this cylindrical lens 34
It has the function of condensing light on the LV20 and GLV
It has the function of collimating the reflected light from 20 within a one-dimensional plane.

【0082】表示装置30においては、単一のシリンド
リカルレンズ34によって上述した機能を実現してもよ
いし、3色の光に生じる色収差を抑制するために、複数
のレンズの組み合わせによって実現してもよい。また、
シリンドリカルレンズ34を用いることに限定されるも
のではなく、回折型レンズ、屈折率分布型レンズ、或い
はフレネルレンズなどの各種の光学レンズによって実現
してもよい。
In the display device 30, the above-described function may be realized by a single cylindrical lens 34, or may be realized by a combination of a plurality of lenses in order to suppress chromatic aberration generated in three colors of light. Good. Also,
The present invention is not limited to the use of the cylindrical lens 34, and may be realized by various optical lenses such as a diffraction lens, a gradient index lens, and a Fresnel lens.

【0083】なお、表示装置30においては、図6に示
すように、シリンドリカルレンズ34の前側焦点面に体
積型ホログラム素子33を配設し、後側焦点面にGLV
20を配設する場合に、体積型ホログラム素子33に、
GLV20の形状に対応したアパーチャを設けることが
望ましい。これにより、不要な迷光の発生を防止するこ
とができる。
In the display device 30, as shown in FIG. 6, a volume hologram element 33 is disposed on a front focal plane of a cylindrical lens 34, and a GLV is provided on a rear focal plane.
When the 20 is provided, the volume hologram element 33
It is desirable to provide an aperture corresponding to the shape of the GLV 20. Thereby, generation of unnecessary stray light can be prevented.

【0084】また、表示装置30においては、シリンド
リカルレンズ34を用いて上述した機能を実現すること
に限定されるものではなく、このシリンドリカルレンズ
34の代わりに、例えば凸レンズを用いてもよい。
The display device 30 is not limited to realizing the above-described functions using the cylindrical lens 34, and may use, for example, a convex lens instead of the cylindrical lens 34.

【0085】シリンドリカルレンズ34を用いた場合に
は、図13に示すように、入射側スリットへの入射光
は、アスペクト比の高い略々平行光となる。しかしなが
ら、図14に示すように、凸レンズ40を用いた場合に
は、図14中のY軸方向にも集光が行われることから、
アスペクト比の高い略々平行光をシリンドリカルレンズ
によってY軸お含む面内で凸レンズ40の焦点に集光す
ることが必要となる。図13及び図14から明らかであ
るとおり、いずれの場合においても、X軸を含む面内で
は幾何光学的には同様である。なお、図13及び図14
においては、シリンドリカルレンズ33の焦点面、及び
凸レンズ40の焦点面で、入射光が重なるようにしてい
る。これは、赤色光、緑色光、及び青色光の3色の光を
光学的に合波することを考慮してのことである。
In the case where the cylindrical lens 34 is used, as shown in FIG. 13, the light incident on the incident side slit is substantially parallel light having a high aspect ratio. However, as shown in FIG. 14, when the convex lens 40 is used, light is collected also in the Y-axis direction in FIG.
It is necessary to condense substantially parallel light having a high aspect ratio to the focal point of the convex lens 40 in a plane including the Y axis by a cylindrical lens. As is clear from FIGS. 13 and 14, in any case, geometric optics are the same in a plane including the X axis. 13 and 14.
In (2), incident light is made to overlap on the focal plane of the cylindrical lens 33 and the focal plane of the convex lens 40. This is in consideration of optically multiplexing light of three colors, red light, green light, and blue light.

【0086】表示装置30においては、GLV20によ
り生じる0次光を除去する必要があるが、このように3
色の光を合波していることから、例えば、合波後の光学
系に0次光を除去するフィルタを配設することにより、
1枚のフィルタで3色の光について0次光を除去するこ
とができる。
In the display device 30, it is necessary to remove the zero-order light generated by the GLV 20.
Because the color lights are multiplexed, for example, by disposing a filter for removing the zero-order light in the optical system after the multiplexing,
With one filter, zero-order light can be removed for three colors of light.

【0087】つぎに、以下では、本発明に係る画像表示
装置の別の一構成例として、図15に示すような表示装
置50について説明する。なお、以下の説明において
は、上述した表示装置30との相違点についてのみ説明
することとし、表示装置30と同一及び同等の部位につ
いては、図6と同一の符号を付すこととする。
Next, a display device 50 as shown in FIG. 15 will be described as another configuration example of the image display device according to the present invention. In the following description, only differences from the above-described display device 30 will be described, and portions that are the same as or equivalent to the display device 30 will be given the same reference numerals as in FIG.

【0088】表示装置50は、図15に示すように、そ
れぞれ赤色光、緑色光、及び青色光を出射する光源とし
て、第1のレーザ発振器51r、第2のレーザ発振器5
1g、及び第3のレーザ発振器51bを備えている。な
お、以下の説明においては、第1乃至第3のレーザ発振
器51r,51g,51bを総称して、単にレーザ発振
器51と称することとする。
As shown in FIG. 15, the display device 50 includes a first laser oscillator 51r and a second laser oscillator 5r as light sources for emitting red light, green light, and blue light, respectively.
1g and a third laser oscillator 51b. In the following description, the first to third laser oscillators 51r, 51g, 51b are collectively referred to simply as the laser oscillator 51.

【0089】これらレーザ発振器51は、各色の光を出
射する半導体レーザ素子によって構成してもよいし、例
えば非線形光学結晶によって波長変換を施すことにより
各色のレーザ光を出射するようなレーザ発振器によって
構成してもよい。また、表示装置50においては、レー
ザ発振器51の代わりに、3色の光をそれぞれ出射する
発光ダイオードによって光源を構成してもよい。
These laser oscillators 51 may be constituted by semiconductor laser elements which emit light of each color, or may be constituted by laser oscillators which emit laser light of each color by performing wavelength conversion with a nonlinear optical crystal, for example. May be. Further, in the display device 50, instead of the laser oscillator 51, a light source may be configured by light-emitting diodes that emit light of three colors, respectively.

【0090】また、表示装置50では、各レーザ発振器
51によって出射された光の光路上に、それぞれ、赤色
用コリメータレンズ52r、緑色用コリメータレンズ5
2g、及び青色用コリメータレンズ52bを備えてい
る。なお、これらのコリメータレンズを総称して単にコ
リメータレンズ52と称する。そして、このコリメータ
レンズ52によって、各レーザ発振器51から出射され
た光が平行光とされ、シリンドリカルレンズ34に入射
される。シリンドリカルレンズ34に入射された光は、
このシリンドリカルレンズによってGLV20に集光さ
れる。
In the display device 50, the red collimator lens 52 r and the green collimator lens 5 r are placed on the optical path of the light emitted by each laser oscillator 51, respectively.
2g and a blue collimator lens 52b. Note that these collimator lenses are collectively referred to simply as a collimator lens 52. The collimator lens 52 converts the light emitted from each of the laser oscillators 51 into parallel light, and enters the cylindrical lens 34. The light incident on the cylindrical lens 34 is
The light is focused on the GLV 20 by the cylindrical lens.

【0091】すなわち、表示装置50においては、上述
した表示装置30とは異なり、単一の光源からの光を利
用しているのではなく、各レーザ発振器51によって3
色の光をそれぞれ独立して出射する光源を備えている。
また、表示装置50においては、各レーザ発振器51に
よって出射された光が、コリメータレンズ52を介して
直接シリンドリカルレンズ34に入射されるよう構成さ
れている。すなわち、表示装置50は、表示装置30で
体積型ホログラム素子33により実現されていた分波機
構を備えずに構成されている。
That is, unlike the display device 30 described above, the display device 50 does not use light from a single light source,
A light source that emits light of each color independently is provided.
Further, the display device 50 is configured so that the light emitted by each laser oscillator 51 is directly incident on the cylindrical lens 34 via the collimator lens 52. That is, the display device 50 is configured without the branching mechanism realized by the volume hologram element 33 in the display device 30.

【0092】また、表示装置50では、GLV20によ
って変調されて反射された光が再びシリンドリカルレン
ズ34に入射されるとともに、このシリンドリカルレン
ズ34によって平行光とされる。そして、シリンドリカ
ルレンズ34によって平行光とされた光の光路上に、第
1の体積型ホログラム素子33aと、第2の体積型ホロ
グラム素子33bとを備える。
In the display device 50, the light modulated and reflected by the GLV 20 is again incident on the cylindrical lens 34, and is converted into parallel light by the cylindrical lens 34. Then, a first volume hologram element 33a and a second volume hologram element 33b are provided on the optical path of the light converted into parallel light by the cylindrical lens 34.

【0093】これら第1及び第2の体積型ホログラム素
子33a,33bは、図11における説明と同様に機能
し、GLV20によって変調された3色の光を合波して
一定の方向に出射する。すなわち、この表示装置50に
おいては、これら第1及び第2の体積型ホログラム素子
33a,33bによって、合波機構が構成されていると
いえる。
The first and second volume hologram elements 33a and 33b function in the same manner as described with reference to FIG. 11, and multiplex light of three colors modulated by the GLV 20 and emit the light in a certain direction. That is, in the display device 50, it can be said that the first and second volume hologram elements 33a and 33b constitute a multiplexing mechanism.

【0094】そして、第1及び第2の体積型ホログラム
素子33a,33bによって合波された光は、ガルバノ
ミラー35によって所定の方向に走査され、投影レンズ
36を介して投影面37に投影される。これにより、表
示装置50は、この投影面37にカラー表示された画像
を表示するよう構成されている。
The lights combined by the first and second volume hologram elements 33a and 33b are scanned in a predetermined direction by a galvanometer mirror 35 and projected on a projection surface 37 via a projection lens 36. . Thus, the display device 50 is configured to display an image displayed in color on the projection surface 37.

【0095】つぎに、本発明に係る画像表示装置のさら
に別の構成例として、図16に示すような表示装置60
について説明する。この表示装置60は、上述した表示
装置30において体積型ホログラム素子33とシリンド
リカルレンズ34とにより実現されていた合波機構及び
分波機構としての機能を、第1及び第2のダイクロイッ
クミラー61a,61bとシリンドリカルレンズ34と
の組み合わせによって実現している。そこで、以下の説
明では、上述した表示装置30と同一又は同等の部位に
ついての説明を省略し、図6と同一の符号を付すことと
する。
Next, as still another configuration example of the image display device according to the present invention, a display device 60 as shown in FIG.
Will be described. The display device 60 functions as a multiplexing mechanism and a demultiplexing mechanism realized by the volume hologram element 33 and the cylindrical lens 34 in the above-described display device 30 by the first and second dichroic mirrors 61a and 61b. And the cylindrical lens 34. Therefore, in the following description, the description of the same or equivalent parts as the above-described display device 30 will be omitted, and the same reference numerals as those in FIG. 6 will be used.

【0096】表示装置60においては、図16に示すよ
うに、ランプ31から出射された白色光が、コリメータ
レンズ32によって平行光とされた後に、第1のダイク
ロイックミラー61aに入射される。第1のダイクロイ
ックミラー61aは、入射された白色光を、赤色光、緑
色光、及び青色光の3色の光に色分解して、シリンドリ
カルレンズ34に入射する。
In the display device 60, as shown in FIG. 16, the white light emitted from the lamp 31 is collimated by the collimator lens 32 and then enters the first dichroic mirror 61a. The first dichroic mirror 61a separates the incident white light into light of three colors, red light, green light, and blue light, and enters the cylindrical lens 34.

【0097】また、表示装置60においては、GLV2
0によって変調された光がシリンドリカルレンズ34に
よって平行光とされた後に、第2のダイクロイックミラ
ー61bに入射される。第2のダイクロイックミラー6
1bは、入射された3色の光を合波して同一方向に出射
し、ガルバノミラー35に入射させる。
In the display device 60, the GLV2
After the light modulated by 0 is converted into parallel light by the cylindrical lens 34, the light enters the second dichroic mirror 61b. Second dichroic mirror 6
1 b multiplexes the three colors of light that have entered and emits them in the same direction, and makes the light enter the galvanomirror 35.

【0098】このように、表示装置60では、第1及び
第2のダイクロイックミラー61a,61bと、シリン
ドリカルレンズ34とを組み合わせることによって、合
波機構及び分波機構を実現している。
As described above, in the display device 60, by combining the first and second dichroic mirrors 61a and 61b and the cylindrical lens 34, a multiplexing mechanism and a demultiplexing mechanism are realized.

【0099】なお、以上の説明においては、合波機構を
光学的に構成することによって実現する場合について説
明した。すなわち、合波機構によって、3色の光を合波
した後に所定の方向に走査することによって画像をカラ
ー表示している。しかしながら、本発明に係る画像表示
装置においては、例えばGLVやPLZTシャッターア
レイなどのような高速で動作させることが可能な空間変
調器を用いることにより、人間の目の残像効果を利用し
て画像をカラー表示するとしてもよい。以下では、この
場合について説明する。
In the above description, the case where the multiplexing mechanism is realized by optically configuring the multiplexing mechanism has been described. That is, an image is displayed in color by scanning in a predetermined direction after multiplexing three colors of light by a multiplexing mechanism. However, in the image display device according to the present invention, by using a spatial modulator capable of operating at a high speed, such as a GLV or a PLZT shutter array, an image can be formed using the afterimage effect of the human eye. Color display may be used. Hereinafter, this case will be described.

【0100】この場合に、表示装置は、例えば、文字
「A」をカラー表示する場合に、図17に示すように、
この文字「A」を赤色、緑色、及び青色の3色に分解
し、GLV20における各リボン列によって、各色に応
じた波面の光を変調する。そして、例えばガルバノミラ
ー35などの走査機構により、図18に示すように、各
色に分解された一次元の波面を順次投影する。このと
き、投影する一次元の波面を等間隔で走査するとし、赤
色、緑色、及び青色の3色に分解された各波面を所定の
時間間隔で順次投影する。なお、図18は、所定の時刻
毎における、赤色、緑色、及び青色の3色の波面が同一
の領域において、表示される様子を走査ライン毎に示す
ものである。なお、図18においては、3色の波面をそ
れぞれ異なる位置にまとめて示しているが、実際には、
赤色の波面、緑色の波面、及び青色の波面を、それぞれ
同一の画像領域に表示する。すなわち、例えば、時刻t
=tにおいては、3色の波面が、それぞれ隣接する走
査ラインに表示されていうことを示す。
In this case, for example, when the character “A” is displayed in color, as shown in FIG.
The character “A” is decomposed into three colors of red, green, and blue, and light of a wavefront corresponding to each color is modulated by each ribbon row in the GLV 20. Then, as shown in FIG. 18, a one-dimensional wavefront separated into each color is sequentially projected by a scanning mechanism such as a galvanometer mirror 35, for example. At this time, it is assumed that the one-dimensional wavefront to be projected is scanned at equal intervals, and each wavefront separated into three colors of red, green and blue is sequentially projected at predetermined time intervals. FIG. 18 shows, for each scanning line, how the wavefronts of the three colors of red, green, and blue are displayed in the same region at each predetermined time. In FIG. 18, the wavefronts of the three colors are collectively shown at different positions.
The red, green, and blue wavefronts are displayed in the same image area. That is, for example, at time t
In = t 3, indicating that the wavefront of the three colors, say appear in the scan line adjacent respectively.

【0101】表示装置は、このような走査を十分に高速
に行うことによって、人間の目の残像効果を利用して、
赤色、緑色、及び青色の波面が合成されてカラー表示さ
れた画像として認識させることができる。なお、表示装
置は、このように各色毎の波面をそれぞれ異なる走査ラ
インに投影する場合には、例えば、各走査ラインの表示
データを各種のメモリに一時的に記憶しておき、順次時
間的にずらして投影表示すればよい。
The display apparatus performs such scanning at a sufficiently high speed, and utilizes the afterimage effect of the human eye to perform the scanning.
The red, green, and blue wavefronts can be combined and recognized as a color-displayed image. When the display device projects the wavefront of each color onto different scanning lines, for example, the display device temporarily stores display data of each scanning line in various memories, and sequentially stores the display data in time. What is necessary is just to shift and project and display.

【0102】ただし、GLV20における各リボン列2
4は、上述したように、入射する光の位置に応じて所定
の間隔をあけて配設する必要があり、これらリボン列2
4の間隔と、走査ラインの間隔とが必ずしも一致させる
ことができない。この場合には、例えば、同一時刻にお
いて投影表示する波面としては、第[n]列の走査ライ
ンに青色の波面を投影し、第[n+m]列の走査ライン
に緑色の波面を投影し、第[n+2m]列の走査ライン
に赤色の波面を投影するなどして、隣接する走査ライン
ではなく、走査ラインの整数倍だけ離れた位置に各色の
波面を投影して走査すればよい。
However, each ribbon row 2 in the GLV 20
As described above, it is necessary to arrange the ribbon rows 4 at predetermined intervals according to the position of the incident light.
The interval of 4 and the interval of the scanning line cannot always be matched. In this case, for example, as the wavefront projected and displayed at the same time, a blue wavefront is projected on the [n] th scan line, and a green wavefront is projected on the [n + m] th scan line. For example, by projecting a red wavefront onto the [n + 2m] columns of scanning lines, the scanning may be performed by projecting the wavefronts of the respective colors not at adjacent scanning lines but at positions separated by an integral multiple of the scanning lines.

【0103】また、このように、各色の波面を異なる走
査ラインに投影して合波し、カラー表示する場合には、
GLV20における各リボン列24が、走査ラインの整
数倍となるように作製する必要があるが、GLV20は
各種の半導体製造技術を用いて極めて高い位置精度で作
製することができる。また、表示領域における上端部と
下端部においても3色の波面を全て表示できるようにす
るため、上端部と下端部とで僅かに余分な走査ラインを
走査する必要がある。
In this way, when the wavefronts of the respective colors are projected onto different scanning lines to be combined and displayed in color,
Although it is necessary to manufacture each ribbon row 24 in the GLV 20 so as to be an integral multiple of the scanning line, the GLV 20 can be manufactured with extremely high positional accuracy using various semiconductor manufacturing techniques. Also, in order to display all three color wavefronts at the upper end and the lower end of the display area, it is necessary to scan a slightly extra scan line at the upper end and the lower end.

【0104】以上のように、光学的な合波機構によら
ず、各色の波面を時間的に順次ずらして走査することに
より合波機構を実現することによって、光学系を簡素化
することが可能となる。ただし、各色の波面を表示する
タイミングがずれると、表示する画像に色ズレが生じて
しまうため、高精度に走査タイミングを調節する必要が
ある。また、各色の波面を時間的にずらして表示するた
めに、メモリなどによってデータのバッファー機構を設
けるなどする必要があり、信号処理を行う上での工夫が
必要となる。
As described above, it is possible to simplify the optical system by realizing the multiplexing mechanism by sequentially scanning the wavefronts of the respective colors sequentially without using the optical multiplexing mechanism. Becomes However, if the timing of displaying the wavefront of each color is shifted, a color shift occurs in the displayed image, so that it is necessary to adjust the scanning timing with high precision. Further, in order to display the wavefronts of the respective colors with a time lag, it is necessary to provide a data buffer mechanism with a memory or the like, and a device for signal processing is required.

【0105】また、本発明に係る画像表示装置として
は、上述した構成に限定されるものではなく、本発明の
要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であることは
いうまでもない。本発明によれば、例えば、前面投影型
の画像表示装置、後面投影型の画像表示装置などを容易
に実現することができ、さらには、人間の頭部に装着し
て用いるようなヘッドマウント型の画像表示装置や、各
種の車両のフロントガラスに画像を投影表示する車載型
の画像表示装置などを実現することができる。
The image display device according to the present invention is not limited to the above-described configuration, and it goes without saying that various changes can be made without departing from the spirit of the present invention. According to the present invention, for example, a front-projection image display device, a rear-projection image display device, and the like can be easily realized. And an on-vehicle image display device that projects and displays images on windshields of various vehicles.

【0106】[0106]

【発明の効果】本発明に係る空間変調器は、一次元的に
配設された複数のリボン列によって、それぞれ異なる波
長域の光を空間的に変調することができる。また、本発
明に係る空間変調器は、各種の半導体製造技術を用いて
微小に製造することができ、極めて高速に動作させるこ
とが可能であることから、画像表示装置における空間変
調器として用いるに好適とすることができる。さらに、
本発明に係る空間変調器は、変調する波長域の光毎にリ
ボン列を備え、これらリボン列が基板上に一体的に備え
られていることから、画像表示装置における空間変調器
として用いた場合に、部品点数を削減することができる
だけでなく、各波長域の光毎にリボン列を位置合わせを
行うことを不要とすることができる。したがって、本発
明に係る空間変調器は、特に、画像表示装置における空
間変調器として用いるに好適とすることができ、画像を
カラー表示することが可能な画像表示装置の実現に大き
く寄与することが可能となる。
The spatial modulator according to the present invention can spatially modulate light of different wavelength ranges by a plurality of one-dimensionally arranged ribbon rows. Further, the spatial modulator according to the present invention can be manufactured minutely by using various semiconductor manufacturing techniques and can be operated at extremely high speed, so that it can be used as a spatial modulator in an image display device. It can be suitable. further,
The spatial modulator according to the present invention includes a ribbon array for each light in the wavelength region to be modulated, and since the ribbon arrays are integrally provided on a substrate, the spatial modulator is used as a spatial modulator in an image display device. In addition, not only can the number of components be reduced, but also it is not necessary to align the ribbon row for each light in each wavelength range. Therefore, the spatial modulator according to the present invention can be particularly suitable for use as a spatial modulator in an image display device, and greatly contributes to the realization of an image display device capable of displaying an image in color. It becomes possible.

【0107】また、本発明に係る画像表示装置は、一次
元型の空間変調素子が波長域毎に配設された空間変調器
によって光を変調し、この空間変調器によって波長域毎
に変調された光を合波した後に、所定の方向に走査する
ことによって画像を表示する。したがって、空間変調器
における一次元型の空間変調素子によって、波長域毎に
光を独立して変調することが容易となる。また、一次元
型の空間変調素子が複数配設されてなる空間変調器を用
いることによって、部品点数を削減することができると
ともに、各波長域の光毎に空間変調素子の位置合わせを
行うことを不要とすることができる。したがって、本発
明に係る画像表示装置によれば、簡便な装置構成によっ
て高速に画像をカラー表示することができる。
Further, in the image display device according to the present invention, light is modulated by a spatial modulator in which a one-dimensional spatial modulation element is arranged for each wavelength band, and modulated by the spatial modulator for each wavelength band. After the combined lights are combined, scanning is performed in a predetermined direction to display an image. Therefore, it is easy to independently modulate light for each wavelength range by the one-dimensional spatial modulation element in the spatial modulator. In addition, by using a spatial modulator in which a plurality of one-dimensional spatial modulators are provided, the number of components can be reduced, and the spatial modulators can be positioned for each light in each wavelength range. Can be eliminated. Therefore, according to the image display device of the present invention, an image can be displayed in color at high speed with a simple device configuration.

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

【図1】本発明における空間変調器の一例であるGLV
に対して、光が入射される様子を示す模式図である。
FIG. 1 shows a GLV which is an example of a spatial modulator according to the present invention.
FIG. 4 is a schematic diagram showing a state in which light is incident on the light emitting device.

【図2】本発明における空間変調器の一例であるGLV
に入射された光が変調されて反射する様子を示す模式図
である。
FIG. 2 shows a GLV which is an example of a spatial modulator according to the present invention.
FIG. 4 is a schematic diagram showing a state in which light incident on the light is modulated and reflected.

【図3】本発明に係る空間変調器の一例として示すGL
Vにおいて、3つのリボン列を互いに平行に配設した場
合を示す平面図である。
FIG. 3 shows GL as an example of a spatial modulator according to the present invention.
FIG. 5 is a plan view showing a case where three ribbon rows are arranged in parallel in V.

【図4】本発明に係る空間変調器の一例として示すGL
Vにおいて、3つのリボン列を直線状に配設した場合を
示す平面図である。
FIG. 4 shows GL as an example of a spatial modulator according to the present invention.
FIG. 5 is a plan view showing a case where three ribbon rows are arranged in a straight line at V.

【図5】本発明に係る空間変調器の一例として示すGL
Vにおいて、各色に対応したリボンを順次直線状に配設
した場合を示す平面図である。
FIG. 5 shows GL as an example of a spatial modulator according to the present invention.
FIG. 5 is a plan view showing a case where ribbons corresponding to respective colors are sequentially arranged in a straight line at V.

【図6】本発明に係る画像表示装置の一構成例として示
す表示装置の概略図である。
FIG. 6 is a schematic diagram of a display device shown as one configuration example of an image display device according to the present invention.

【図7】同表示装置において、シリンドリカルレンズが
3色の光をそれぞれGLVに入射させる様子を示す概略
斜視図である。
FIG. 7 is a schematic perspective view showing a state in which a cylindrical lens causes light of three colors to enter a GLV in the display device.

【図8】同表示装置において用いるGLVの一構成例と
して示す平面図である。
FIG. 8 is a plan view showing a configuration example of a GLV used in the display device.

【図9】同表示装置における合波機構又は分波機構とし
て、ブレーズド型回折格子を用いた場合における入射後
の波長と回折効率の一例を示す概略図である。
FIG. 9 is a schematic diagram showing an example of a wavelength after incidence and diffraction efficiency when a blazed diffraction grating is used as a multiplexing mechanism or a demultiplexing mechanism in the display device.

【図10】同表示装置における合波機構又は分波機構と
して、体積型ホログラム素子を用いた場合に生じる位相
の不整合を説明する図であり、k−空間における各波長
の光に対する位相不整合を説明する図である。
FIG. 10 is a diagram illustrating a phase mismatch that occurs when a volume hologram element is used as a multiplexing mechanism or a demultiplexing mechanism in the display device, and illustrates phase mismatch for light of each wavelength in k-space. FIG.

【図11】同表示装置における合波機構又は分波機構
を、複数の体積型ホログラム素子によって実現する場合
について説明する概略図である。
FIG. 11 is a schematic diagram illustrating a case where a multiplexing mechanism or a demultiplexing mechanism in the display device is realized by a plurality of volume hologram elements.

【図12】同表示装置における合波機構又は分波機構
を、単一の体積型ホログラム素子によって実現する場合
について説明する概略図である。
FIG. 12 is a schematic diagram illustrating a case where a multiplexing mechanism or a demultiplexing mechanism in the display device is realized by a single volume hologram element.

【図13】同表示装置で用いるシリンドリカルレンズの
光学系について説明する概略図である。
FIG. 13 is a schematic diagram illustrating an optical system of a cylindrical lens used in the display device.

【図14】同表示装置において、シリンドリカルレンズ
の代わりに凸レンズを用いる場合における、この凸レン
ズの光学系について説明する概略図である。
FIG. 14 is a schematic diagram illustrating an optical system of the convex lens when a convex lens is used instead of a cylindrical lens in the display device.

【図15】本発明に係る画像表示装置の別の構成例とし
て示す表示装置の概略図である。
FIG. 15 is a schematic diagram of a display device shown as another configuration example of the image display device according to the present invention.

【図16】本発明に係る画像表示装置のさらに別の構成
例として示す表示装置の概略図である。
FIG. 16 is a schematic diagram of a display device shown as still another configuration example of the image display device according to the present invention.

【図17】本発明に係る画像表示装置にける合波機構
を、光学系によらず、走査手法を工夫することよって実
現する場合について説明する図であり、文字「A」を3
色に色分解することを説明する模式図である。
FIG. 17 is a diagram illustrating a case where the multiplexing mechanism in the image display device according to the present invention is realized by devising a scanning method without using an optical system.
FIG. 5 is a schematic diagram illustrating color separation into colors.

【図18】本発明に係る画像表示装置にける合波機構
を、光学系によらず、走査手法を工夫することによって
実現する場合について説明する図であり、所定の時刻に
おいて投影表示する各色の波面を時刻別に示す模式図で
ある。
FIG. 18 is a diagram illustrating a case where a multiplexing mechanism in the image display device according to the present invention is realized by devising a scanning method without using an optical system. It is a schematic diagram which shows a wavefront according to time.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

20 GLV、21 基板、22 リボン、23 駆動
部、24 リボン列、30 表示装置、31 ランプ、
32 コリメータレンズ、33 体積型ホログラム素
子、34 シリンドリカルレンズ、35 ガルバノミラ
ー、36 投影レンズ、37 投影面
20 GLV, 21 substrate, 22 ribbon, 23 drive unit, 24 ribbon row, 30 display device, 31 lamp,
32 collimator lens, 33 volume hologram element, 34 cylindrical lens, 35 galvanometer mirror, 36 projection lens, 37 projection plane

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G03B 33/12 G03B 33/12 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) G03B 33/12 G03B 33/12

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板上に、複数の微小なリボンが一次元
的に配設されてなるリボン列を複数備え、 上記各リボン列における各リボンは、それぞれ独立して
駆動されることにより、上記基板の主面に対して上昇又
は下降自在とされ、 上記各リボン列は、それぞれ異なる波長域の光が入射さ
れるとともに、入射された光を空間的に変調して反射す
ることを特徴とする空間変調器。
A plurality of ribbons each having a plurality of minute ribbons arranged one-dimensionally on a substrate, wherein each of the ribbons in each of the ribbon rows is driven independently of each other, whereby The main body of the substrate is capable of ascending or descending, and each of the ribbon rows receives light in a different wavelength range, and spatially modulates and reflects the incident light. Spatial modulator.
【請求項2】 所定の波長域の光を出射する光源と、 上記光源から出射された光が波長域毎に一次元的に入射
されるとともに、各光の入射位置にそれぞれ一次元型の
空間変調素子が複数配設されてなり、入射された光を各
空間変調素子によって波長域毎に空間的に変調する空間
変調器と、 上記空間変調器によって波長域毎に変調された光を合波
して所定の方向に出射する合波機構と、 上記合波機構によって合波された光を所定の方向に走査
して投影することにより画像を表示する投影機構とを備
えることを特徴とする画像表示装置。
2. A light source for emitting light in a predetermined wavelength range, light emitted from the light source is one-dimensionally incident for each wavelength range, and a one-dimensional space is provided at an incident position of each light. A plurality of modulation elements are provided, and a spatial modulator that spatially modulates the incident light by each spatial modulation element for each wavelength range, and multiplexes the light modulated for each wavelength range by the spatial modulator. And a projection mechanism for displaying an image by scanning and projecting the light multiplexed by the multiplexing mechanism in a predetermined direction and projecting the multiplexed light. Display device.
【請求項3】 上記空間変調器は、 上記一次元型の空間変調素子として、基板上に複数の微
小なリボンが一次元的に配設されてなるリボン列を複数
備え、 上記各リボン列における各リボンは、それぞれ独立して
駆動されることにより、上記基板の主面に対して上昇又
は下降自在とされていることを特徴とする請求項2記載
の画像表示装置。
3. The spatial modulator includes, as the one-dimensional spatial modulation element, a plurality of ribbon rows in which a plurality of minute ribbons are one-dimensionally arranged on a substrate. 3. The image display device according to claim 2, wherein each ribbon is independently driven so as to be able to move up and down with respect to the main surface of the substrate.
【請求項4】 上記合波機構として、体積型ホログラム
素子、平面型ホログラム素子、回折格子、又はダイクロ
イックミラーを備えていることを特徴とする請求項2記
載の画像表示装置。
4. The image display device according to claim 2, wherein the multiplexing mechanism includes a volume hologram element, a plane hologram element, a diffraction grating, or a dichroic mirror.
【請求項5】 上記合波機構として、それぞれ異なる方
向から入射された光を合成して一定の方向に出射するよ
うに多重記録された体積型ホログラム素子を備えている
ことを特徴とする請求項4記載の画像表示装置。
5. The multiplexing mechanism according to claim 1, further comprising a volume hologram element multiplexed and recorded so as to combine light incident from different directions and emit the light in a fixed direction. 5. The image display device according to 4.
【請求項6】 上記合波機構として、異なる方向から入
射された光をそれぞれ一定の方向に出射する複数の体積
型ホログラム素子を備えていることを特徴とする請求項
4記載の画像表示装置。
6. The image display device according to claim 4, wherein the multiplexing mechanism includes a plurality of volume hologram elements for emitting light incident from different directions in respective fixed directions.
【請求項7】 上記光源として、それぞれ異なる波長域
の光を出射し、出射した光を上記空間変調器の空間変調
素子にそれぞれ入射させる複数の光源部を備えているこ
とを特徴とする請求項2記載の画像表示装置。
7. The light source according to claim 1, further comprising: a plurality of light sources that emit light in different wavelength ranges and cause the emitted light to be incident on spatial modulation elements of the spatial modulator. 2. The image display device according to 2.
【請求項8】 上記光源から出射された光をそれぞれ異
なる波長域の光に分波して、分波した光を上記空間変調
器の空間変調素子にそれぞれ入射させる分波機構を備え
ていることを特徴とする請求項2記載の画像表示装置。
8. A demultiplexing mechanism for demultiplexing the light emitted from the light source into light of different wavelength ranges, and causing the demultiplexed light to enter the spatial modulation elements of the spatial modulator, respectively. The image display device according to claim 2, wherein:
【請求項9】 上記分波機構として、体積型ホログラム
素子、平面型ホログラム素子、回折格子、又はダイクロ
イックミラーを備えていることを特徴とする請求項8記
載の画像表示装置。
9. The image display device according to claim 8, wherein the demultiplexing mechanism includes a volume hologram element, a plane hologram element, a diffraction grating, or a dichroic mirror.
【請求項10】 上記分波機構として、一定の方向から
入射された光を波長域毎に分波して、それぞれ異なる方
向に出射するように多重記録された体積型ホログラム素
子を備えていることを特徴とする請求項9記載の画像表
示装置。
10. A volume hologram element which is multiplex-recorded so that light incident from a certain direction is demultiplexed for each wavelength region and emitted in different directions, as said demultiplexing mechanism. The image display device according to claim 9, wherein:
【請求項11】 上記分波機構として、一定の方向から
入射された光をそれぞれ異なる方向に出射する複数の体
積型ホログラム素子を備えていることを特徴とする請求
項9記載の画像表示装置。
11. The image display device according to claim 9, wherein the demultiplexing mechanism includes a plurality of volume hologram elements for emitting light incident from a certain direction in different directions.
【請求項12】 上記空間変調器の各空間変調素子は、
表示する画像における異なる領域に相当する光を変調
し、 上記投影機構は、上記空間変調器の各空間変調素子によ
り変調された光を波長域毎に異なる位置に投影するとと
もに、各光を投影する位置を調整して順次走査すること
により、カラー表示された画像を表示することを特徴と
する請求項2記載の画像表示装置。
12. Each spatial modulation element of the spatial modulator,
Modulates light corresponding to different regions in an image to be displayed, and the projection mechanism projects light modulated by each spatial modulation element of the spatial modulator to a different position for each wavelength range, and projects each light. 3. The image display device according to claim 2, wherein a color-displayed image is displayed by adjusting the position and sequentially scanning.
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