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JP2000089687A - Non-speckle laser diode projection display system - Google Patents

Non-speckle laser diode projection display system

Info

Publication number
JP2000089687A
JP2000089687A JP20464499A JP20464499A JP2000089687A JP 2000089687 A JP2000089687 A JP 2000089687A JP 20464499 A JP20464499 A JP 20464499A JP 20464499 A JP20464499 A JP 20464499A JP 2000089687 A JP2000089687 A JP 2000089687A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
phase modulation
light
modulation layer
display system
phase
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.)
Pending
Application number
JP20464499A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
C Cheng Diana
ダイアナ・シー・チェン
Michael S Lebby
マイケル・エス・レビー
E Jiyachimouitsuku Karen
カレン・イー・ジャチモウィック
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.)
Motorola Solutions Inc
Original Assignee
Motorola Inc
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 Motorola Inc filed Critical Motorola Inc
Publication of JP2000089687A publication Critical patent/JP2000089687A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Transforming Electric Information Into Light Information (AREA)
  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To eliminate the coherence of radiation light and to obtain non-speckle high-resolution images by arranging a phase modulation layer between a light source and a display screen and randomly modulating the phase of the light passing the same. SOLUTION: An image source includes a silicon wafer 12 and a cantilever portion 14 is formed as part thereof. Deflection arises in this cantilever portion 14 and the scan operation of laser diodes 18 to 20 is executed in response with the change in the voltage impressed from a voltage source 41. The phase modulation layer 28 is arranged on the uppermost surface 26 of the cantilever portion 14. The phase modulation layer 28 includes plural conductive layers and an interconnection 41 electrically connected to an external power source for sending a signal thereto. Irregular signals are sent by randomly changing the amplitude or frequency of the input signal during the operation. The phase of the phase modulation material of the phase modulation layer 28 is randomly modulated, by which the coherence of the light rays 32 to 34 passing the same is annihilated.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は視覚表示システムに関
し、さらに詳しくは、位相変調材料を用いて、観察者の
視野の中に高い解像度の画像を生じる表示システムに関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a visual display system, and more particularly, to a display system that uses a phase modulation material to produce a high resolution image in a viewer's field of view.

【0002】[0002]

【従来の技術】人間の視覚システムは、視覚ディスプレ
イを含む多岐にわたるフォーマットで送出される膨大な
量の情報を吸収するために高い能力を備えた複雑なシス
テムである。今日の世界では、視覚ディスプレイは、空
港で見られるような離発着スケジュール情報を知らせる
大型視覚表示画面から、電卓に組み込まれているような
小型の視覚ディスプレイまで、様々なサイズと形状をも
のがあって、多岐に渡る情報を表示している。こうした
視覚ディスプレイには、投影ディスプレイを含む直視型
ディスプレイが含まれる。投影ディスプレイを使用する
際に重視されるのが、表示解像度の質,最低所要電力の
維持および低い製造コストである。
2. Description of the Related Art The human visual system is a complex system with a high capacity to absorb the vast amount of information transmitted in a variety of formats, including visual displays. In today's world, visual displays come in a variety of sizes and shapes, from large visual displays that show and take off schedule information, such as those found at airports, to small visual displays, such as those built into calculators. , Displaying a wide variety of information. Such visual displays include direct-view displays, including projection displays. When using a projection display, emphasis is placed on the quality of the display resolution, the maintenance of minimum power requirements and low manufacturing costs.

【0003】解像度の質の維持に関係するのが、情報を
処理して統合する人間の視覚システムの能力と、視覚シ
ステムがこれを行える速度である。レーザー投影ディス
プレイに関わる最大の問題の一つは、画面からはずれた
部分で光が反射し、干渉しあって、人間の目に「スペッ
クル」を生じさせるせいで起こる画像内の「スペック
ル」である。理論的には、「スペックル」は、光のラン
ダムな干渉によって生じるランダムな強度の変化として
定義される。したがって、ディスプレイにおける「スペ
ックル」問題の通常の解決策は、画面を高い振動数で振
動させて、スペックルのパターンを急速に変化させて平
滑化し、肉眼では見えないようにすることである。この
型のディスプレイは、表示画面の機械的動きが必要なの
で、操作が複雑で費用が高くつく。
[0003] Maintaining resolution quality is the ability of the human visual system to process and integrate information and the speed at which the visual system can do so. One of the biggest problems with laser projection displays is the "speckle" in the image that is caused by light reflecting off the screen and interfering with each other, causing "speckle" to the human eye It is. In theory, "speckle" is defined as a random change in intensity caused by random interference of light. Therefore, a common solution to the "speckle" problem in displays is to vibrate the screen at a high frequency to rapidly change and smooth the speckle pattern so that it is not visible to the naked eye. This type of display is complicated and expensive to operate because of the mechanical movement of the display screen.

【0004】理論上は、コヒーレント光のみが干渉を生
じ、その結果、ディスプレイに「スペックル」が生じ
る。画像源から放射される光の可干渉性を排除すれば、
光の干渉が排除できる。従って、60Hz以上の周波数
で放射光の位相をランダムに変調すれば、干渉が排除さ
れて、「スペックル」は認められなくなろう。このプロ
セスは、位相変調層を含めるように画像源を変更するこ
とによって、表示技術分野、より具体的には、投影ディ
スプレイを含む高解像度の視覚ディスプレイの開発に利
用できる。
In theory, only coherent light causes interference, resulting in "speckle" on the display. By eliminating the coherence of the light emitted from the image source,
Light interference can be eliminated. Therefore, if the phase of the emitted light is randomly modulated at frequencies above 60 Hz, interference will be eliminated and "speckle" will not be observed. This process can be used in the field of display technology, and more specifically, in the development of high resolution visual displays, including projection displays, by modifying the image source to include a phase modulation layer.

【0005】このため、スペックルのない高解像度の画
像を見ることができるようにするのに、画面の機械的動
きの必要性を排除するレーザー投影表示システムに対す
る必要性が存在する。従って、放射光の経路内に配置さ
れる位相変調材料を含む表示システムであって、通常認
められる「スペックル」を排除するために、光の可干渉
性を消失させ、これにより光の干渉を消失させることに
よって、高解像度の表示を生成できるようにする表示シ
ステムが開示される。
[0005] Therefore, there is a need for a laser projection display system that eliminates the need for mechanical motion of the screen so that high resolution images without speckle can be viewed. Accordingly, a display system that includes a phase-modulating material disposed in the path of the emitted light, wherein the coherence of the light is diminished in order to eliminate the normally observed "speckle", thereby reducing the interference of the light. Disclosed is a display system that enables a high-resolution display to be generated by vanishing.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】従って、レーザー投影
表示システムであって、その中に、光源、より具体的に
は複数のレーザー・ダイオードと、放射光の可干渉性を
排除できる表示画面との間に位置する位相変調材料が含
められて、これにより、ディスプレイを見る際の「スペ
ックル」を排除するレーザー投影表示システムを提供す
ることが極めて望ましい。
Accordingly, there is provided a laser projection display system comprising a light source, more specifically, a plurality of laser diodes, and a display screen capable of eliminating coherence of emitted light. It would be highly desirable to provide a laser projection display system that includes an intervening phase modulation material, thereby eliminating "speckle" when viewing the display.

【0007】本発明の別の目的は、投影ディスプレイを
生成するにあたって、機械的動きを必要としない新規の
改良型ノンスペックル・レーザー投影表示システムを提
供することである。
It is another object of the present invention to provide a new and improved non-speckle laser projection display system that does not require mechanical movement to produce a projection display.

【0008】本発明のもう一つの目的は、複数のレーザ
ー・ダイオードと、それを基準に配置される位相変調層
が、放射光の可干渉性を排除し、ノンスペックルの高解
像度画像を提供する、新規の改良型ノンスペックル・レ
ーザー表示システムを提供することである。
Another object of the present invention is to provide a non-speckle high-resolution image in which a plurality of laser diodes and a phase modulation layer disposed based on the laser diodes eliminate coherence of emitted light. To provide a new and improved non-speckle laser display system.

【0009】本発明のさらに別の目的は、ノンスペック
ル高解像度画像を生成するために、レーザー画像源と、
位相のランダムな変化に耐えられる位相変調層を含む、
新規の改良型ノンスペックル・レーザー表示システムを
提供することである。
Yet another object of the present invention is to provide a non-speckle high resolution image for generating a laser image source;
Including a phase modulation layer that can withstand random changes in phase,
A new and improved non-speckle laser display system is provided.

【0010】また、本発明の目的は、テレビ会議システ
ム,セルラ・フォーン,携帯情報端末(PDA),ペー
ジャ,ポータブル・コンピューターなどでの使用を目的
とする複数のレーザー・ダイオードと位相変調層を含む
新規の改良型投影表示システムを提供することである。
It is also an object of the present invention to include a plurality of laser diodes and a phase modulation layer intended for use in videoconferencing systems, cellular phones, personal digital assistants (PDAs), pagers, portable computers, and the like. A new and improved projection display system is provided.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記およびその他の問題
ならびに目的は、経路内にコヒーレント光を放射するた
めの複数のレーザー・ダイオード、この放射光を受け取
る表示画面、および通過する光の位相をランダムに変調
させるために複数のレーザー・ダイオードと表示画面と
の間、すなわち放射光の経路内に配置される位相変調層
を含む、ノンスペックル・レーザー・ダイオード投影表
示システムにおいて実質的に解決され、かつ実現され
る。位相変調層を通過する光の位相をこのようにランダ
ムに変調することで、光の可干渉性が消失して干渉が排
除され、その結果、高解像でスペックルのない画像が生
成される。高周波低電圧の不規則信号が、位相変調層に
入力されて、これにより、60Hz以上の周波数で位相
をランダムに変調する。
SUMMARY OF THE INVENTION The above and other problems and objects are to provide a plurality of laser diodes for emitting coherent light in a path, a display screen for receiving the emitted light, and a random phase for passing light. A non-speckle laser diode projection display system including a phase modulation layer disposed between the plurality of laser diodes and the display screen to modulate the light, i.e., in the path of the emitted light. And realized. By randomly modulating the phase of the light passing through the phase modulation layer in this way, the coherence of the light is lost and interference is eliminated, resulting in a high-resolution, speckle-free image . A high frequency, low voltage random signal is input to the phase modulation layer, which randomly modulates the phase at a frequency of 60 Hz or more.

【0012】[0012]

【実施例】この説明全体を通して、本発明を示す異なる
図における同じ番号は、同じ素子を特定するのに用いら
れる。本発明は、複数のレーザー・ダイオードが放射す
る光の経路内に、位相変調層を組み込んで、そこを通過
する光の位相を変調することをベースにしている。高周
波低電圧の不規則信号を受けている位相変調層は、そこ
を通過する光のランダムな変調を行い、これにより、光
の可干渉性を消失させて、干渉を排除する。このような
光の変調が、ノンスペックル・レーザー投影ディスプレ
イを提供する。
Throughout this description, the same numbers in different figures illustrating the invention are used to identify the same elements. The invention is based on incorporating a phase modulation layer in the path of the light emitted by the plurality of laser diodes to modulate the phase of the light passing therethrough. The phase modulation layer receiving the high frequency, low voltage random signal performs a random modulation of the light passing therethrough, thereby eliminating the coherence of the light and eliminating interference. Such light modulation provides a non-speckle laser projection display.

【0013】ここで添付図面、より具体的には図1を参
照する。図1には、画像源10の第1実施例が示され、
本発明による統合型位相変調層28を含む。この具体的
な実施例では、画像源10は、超小型機械式スキャナ
(micro-electro-mechanical scanner)(MEMS)で
あり、スキャン技術が利用される点で、含まれるレーザ
ー・ダイオードの数が最小限に抑えられる。より多くの
可視半導体レーザー・ダイオードを含む画像源も本発明
で予想されること、また、MEMES画像源は単に好適
な実施例として開示されることを理解されたい。従っ
て、画像源10は、スキャン技術を利用して、少数の光
源から高解像度画像を生じるように動作する。このよう
なスキャン動作は、観察者にとって、高解像度の統合画
像であるように見えるものを形成する。当業者は、スキ
ャンによって、少数の光源から全面ディスプレイを作り
上げることが可能であることを理解しよう。
Referring now to the accompanying drawings, and more specifically to FIG. FIG. 1 shows a first embodiment of an image source 10,
It includes an integrated phase modulation layer 28 according to the present invention. In this particular embodiment, image source 10 is a micro-electro-mechanical scanner (MEMS), which includes a minimum number of laser diodes in that scanning technology is utilized. Can be kept to a minimum. It is to be understood that image sources that include more visible semiconductor laser diodes are also contemplated by the present invention, and that MEMES image sources are disclosed only as preferred embodiments. Thus, the image source 10 operates using scanning techniques to produce high resolution images from a small number of light sources. Such a scanning operation forms what appears to the observer to be a high resolution integrated image. Those skilled in the art will appreciate that scanning can create an entire display from a small number of light sources.

【0014】利用するスキャン・プロセスは、「x」軸
および「y」軸スキャン原理をベースにしており、これ
により、アレイの一部分または要素ごとに、放射された
光の経路を変更する。より具体的に言えば、この具体的
実施例では、画像源10(外部の刺激が与えられる片持
ちばり部分に、少なくとも一つの光放射装置が取り付け
られたマイクロスキャナを指すこともある)は、印加さ
れた静電荷に応じて、「x」軸および/または「y」軸
方向でスキャンする。この結果行われる光のスキャンに
よって、最少数の光源(レーザー・ダイオード)を有す
る画像源10でも、多くの画素で構成されるように見え
る統合画像を生成できる。
The scanning process utilized is based on the "x" -axis and "y" -axis scanning principles, which change the path of emitted light for each part or element of the array. More specifically, in this particular embodiment, the image source 10 (which may refer to a microscanner with at least one light emitting device mounted on a cantilevered portion to which an external stimulus is applied) Scan in the “x” axis and / or “y” axis direction depending on the applied electrostatic charge. The resulting light scan can produce an integrated image that appears to be composed of many pixels, even with image source 10 having a minimum number of light sources (laser diodes).

【0015】画像源10はシリコン・ウエハ12を含
み、ウエハは、標準の片持ちばり製造方法を用いて、そ
の一部として片持ちばり部分14が形成され、それによ
り隙間13を確定する。複数のレーザー・ダイオード1
6は、印加された静電荷に反応して偏向を受けることを
特徴とする片持ちばり部分14の中心面15内に配置さ
れる。この実施例では、複数のレーザー・ダイオード1
6には、赤色レーザー・ダイオード18,緑色レーザー
・ダイオード19および青色レーザー・ダイオード20
が含まれ、これによりフルカラー画像を生成できる。レ
ーザー・ダイオード18,19,20の配置は模範例で
あって、本発明では他のレイアウトも予想され、利用す
るスキャン技術および所望する画像結果に応じて、設計
ごとに異なってくる。複数のキャビティー22,23,
24が、片持ちばり部分14の中に作られ、複数の側壁
によって確定される。レーザー・ダイオード16は、キ
ャビティー22,23,24の中に取り付けられる。図
に示すように、レーザー・ダイオード18,19,20
は、図では32,33,34で示され参照される光を放
射する。
The image source 10 includes a silicon wafer 12, the wafer of which is formed with a cantilever portion 14 as part thereof using standard cantilever fabrication methods, thereby defining the gap 13. Multiple laser diodes 1
6 is arranged in the center plane 15 of the cantilevered part 14, which is deflected in response to an applied electrostatic charge. In this embodiment, a plurality of laser diodes 1
6 includes a red laser diode 18, a green laser diode 19 and a blue laser diode 20.
To generate a full-color image. The arrangement of the laser diodes 18, 19, 20 is exemplary and other layouts are envisioned by the present invention and will vary from design to design depending on the scanning technology used and the desired image results. The plurality of cavities 22, 23,
24 are made in the cantilevered section 14 and are defined by a plurality of sidewalls. Laser diode 16 is mounted in cavities 22,23,24. As shown, the laser diodes 18, 19, 20
Emits light which is shown and referenced 32, 33, 34 in the figure.

【0016】位相変調層28は、片持ちばり部分14の
最上部表面26の上に配置される。好適な実施例では、
位相変調層28は、そこを通過する光32,33,34
の位相を変調するための液晶材料を含む。この特定の目
的に利用可能な液晶材料には、ネマティック液晶材料,
キラル・スメクティック液晶材料および強誘電性液晶材
料が含まれる。代替的実施例では、位相変調層28は、
PLZT(Pb0.814La0.213(Ti0.6Zr0.4)O3
ベースの組成)、またはニオブ酸リチウム(LiNbO
3),KDP(KHH2PO4)などの固体透明位相変調
材料を含むように開示される。
A phase modulation layer 28 is disposed on top surface 26 of cantilevered portion 14. In a preferred embodiment,
The phase modulation layer 28 controls the light 32, 33, 34 passing therethrough.
Liquid crystal material for modulating the phase of the liquid crystal. Liquid crystal materials that can be used for this particular purpose include nematic liquid crystal materials,
Chiral smectic liquid crystal materials and ferroelectric liquid crystal materials are included. In an alternative embodiment, the phase modulation layer 28 comprises
PLZT (Pb 0.814 La 0.213 (Ti 0.6 Zr 0.4 ) O 3
Base composition) or lithium niobate (LiNbO
3 ), including a solid transparent phase modulating material such as KDP (KHH 2 PO 4 ).

【0017】スキャン動作中、外部の電気刺激が、変化
する静電荷を画像源10に供給し、これにより、片持ち
ばり部分14を、方向矢印35に示すように、シリコン
・ウエハ12の下方部分に対して「x」軸に沿って偏向
させる。このように、片持ちばり部分14を偏向するこ
とによって、レーザー・ダイオード18,19,20が
放射する光を「x」軸方向でスキャンすることができ
る。
During the scanning operation, an external electrical stimulus supplies a varying electrostatic charge to the image source 10, thereby causing the cantilevered portion 14 to move to the lower portion of the silicon wafer 12 , Along the “x” axis. Thus, by deflecting the cantilevered portion 14, the light emitted by the laser diodes 18, 19, 20 can be scanned in the "x" axis direction.

【0018】複数の電気的相互接続36,38,40
は、レーザー・ダイオード18,19,20を外部電源
(図示せず)と電気的に接続するものとして図示され
る。また、片持ちばり部分14と基板12の上には、複
数の電気接点37,39が設けられ、電圧源41と電気
的に接続されていて、電圧源41から印加される電圧の
変化に応答して、片持ちばり部分14の偏向を生じる。
電圧は、片持ちばり部分14と、シリコン・ウエハ12
の下方部分とで確定される隙間13に渡って、電磁場を
生じるようにかけられる。電磁場をこのように生じるこ
とで、片持ちばり部分14が、隙間13の電荷に応じて
引きつけられたり、或いは反発したりする。このように
片持ちばり部分14が引きつけたり、または反発するこ
とで、片持ちばり部分14に偏向が生じて、レーザー・
ダイオード18,19,20のスキャン動作が行われ
る。
A plurality of electrical interconnects 36, 38, 40
Are shown as electrically connecting the laser diodes 18, 19, 20 to an external power supply (not shown). Also, a plurality of electrical contacts 37 and 39 are provided on the cantilevered portion 14 and the substrate 12 and are electrically connected to a voltage source 41 so as to respond to a change in the voltage applied from the voltage source 41. As a result, deflection of the cantilevered portion 14 occurs.
The voltage is applied to the cantilever portion 14 and the silicon wafer 12.
Over the gap 13 defined by the lower part of The generation of the electromagnetic field causes the cantilevered portion 14 to be attracted or repelled according to the electric charge in the gap 13. When the cantilever portion 14 is attracted or repelled in this way, the cantilever portion 14 is deflected, and the laser beam
The scan operation of the diodes 18, 19, 20 is performed.

【0019】レーザー・ダイオード18,19,20と
の接点および接点37,39は、従来型蒸着技術および
/またはエッチング技術によって形成され、例えば、行
と列から成る通常のバス接点が、技術上一般に知られる
ように、各レーザー・ダイオード18,19,20に個
々に対応するように形成される。データ入力端子を有
し、さらに、複数の接続パッド(図示せず)を介してレ
ーザー・ダイオード18,19,20と接続される制御
信号出力端子を有して、レーザー・ダイオード18,1
9,20をそれぞれアクティブにし、かつ制御するため
の複数のドライバ/制御回路(図示せず)、ならびに入
力端子を有し、さらに、接点37,39と接続される出
力端子を有する複数のドライバ/制御回路(図示せず)
が設けられ、これらが組み合わされ、入力端子に入力さ
れる信号に従って、スキャン技術を利用して画像を生成
するという特徴を有する。
The contacts and contacts 37, 39 with the laser diodes 18, 19, 20 are formed by conventional vapor deposition and / or etching techniques, for example, a conventional bus contact consisting of rows and columns is commonly used in the art. As is known, each laser diode 18, 19, 20 is formed to correspond individually. It has a data input terminal, and further has a control signal output terminal connected to the laser diodes 18, 19, 20 via a plurality of connection pads (not shown).
A plurality of driver / control circuits (not shown) for activating and controlling each of the terminals 9 and 20; and a plurality of drivers / control circuits having an input terminal and an output terminal connected to the contacts 37 and 39. Control circuit (not shown)
Are provided, and are combined to generate an image using a scanning technique in accordance with a signal input to an input terminal.

【0020】位相変調層28は、位相変調層28の一部
として製造される複数の導電層(図示せず)と、そこに
信号を送る外部電源とを電気的に接続する相互接続42
を含む。動作中、不規則信号が、入力信号の振幅または
周波数をランダムに変化させることによって送られる。
好適な実施例では、この不規則信号は、デジタル信号処
理チップ(DSP)を利用して発生される。位相変調層
28の位相変調材料の位相をランダムに変調することに
よって、そこを通過する光32,33,34の可干渉性
が消失する。このように光32,33,34の可干渉性
を消失することで、干渉パターンが排除され、これによ
りスペックル効果のない投影ディスプレイが得られる。
The phase modulating layer 28 is an interconnect 42 that electrically connects a plurality of conductive layers (not shown) manufactured as part of the phase modulating layer 28 to an external power supply that sends signals therethrough.
including. In operation, an irregular signal is sent by randomly varying the amplitude or frequency of the input signal.
In the preferred embodiment, this random signal is generated utilizing a digital signal processing chip (DSP). By randomly modulating the phase of the phase modulating material of the phase modulating layer 28, the coherence of the light 32, 33, 34 passing therethrough disappears. Eliminating the coherence of the light 32, 33, 34 in this manner eliminates interference patterns, thereby providing a projection display without speckle effects.

【0021】本発明では、スキャン技術を利用している
ので、規定すべき発光装置、すなわちレーザー・ダイオ
ードの数が少なくて済むという点で、相互接続の数が少
なくて済む。相互接続の数がこのように少ないので、画
像源10の製造歩留まりが高く、そのため、製造コスト
が低くなる。電気的相互接続を設置する手段として働く
他に、シリコン・ウエハ12はさらに、ダイオード1
8,19,20の保護素子、より具体的にはヒート・シ
ンクの働きもする。
Since the present invention utilizes scanning technology, the number of interconnects is small in that the number of light emitting devices to be defined, ie, the number of laser diodes, is small. Because of this small number of interconnects, the manufacturing yield of image source 10 is high, and thus the manufacturing cost is low. In addition to serving as a means of laying out electrical interconnects, the silicon wafer 12 further includes a diode 1
8, 19, and 20 protection elements, more specifically, heat sinks.

【0022】画像生成過程の間、変化する外部電圧が画
像源10、より具体的には片持ちばり部分14と位相変
調層28とに印加される。ダイオード18,19,20
により放射される光は、印加される電圧の変化に反応し
て、片持ちばり部分14の偏向の度合いに比してスキャ
ンされ、位相変調層28による位相の変化を受け、その
結果、そこから非コヒーレント光が放射される。概して
言えば、結果として放射される非コヒーレント光は、
「x」軸方向の変化を受け、画像の特定部分によって投
影ディスプレイのある領域を埋めるための移動距離を変
化させる。スキャン動作は、画像データ情報をスキャン
するように働く。
During the image generation process, a changing external voltage is applied to the image source 10, more specifically the cantilever portion 14 and the phase modulation layer 28. Diodes 18, 19, 20
Is scanned in response to a change in the applied voltage, relative to the degree of deflection of the cantilever portion 14, and undergoes a phase change by the phase modulation layer 28, thereby resulting in a Non-coherent light is emitted. Generally speaking, the resulting non-coherent light is
In response to the change in the "x" axis direction, the moving distance for filling a certain area of the projection display with a specific part of the image is changed. The scanning operation operates to scan image data information.

【0023】ここで図2を参照する。図2は、本発明の
表示システムで利用される画像源の代替的実施例が示さ
れる。図1に示される部材と同様のすべての部材には同
様の番号が付され、これにプライム記号を付加されて異
なる実施例であることを明示することに注意されたい。
この具体的実施例では、画像源10’は、複数の可視半
導体レーザー・ダイオードを含むレーザー・ダイオード
・チップである。画像源10’は、第1実施例で開示さ
れるようなスキャン装置を組み込んでいない。スキャン
技術は、画像源とは別個に実現される。このスキャン動
作は、観察者からは、高解像度の統合画像に見えるもの
を形成する。当業者は、スキャンによって、少数の光源
から全面ディスプレイを作り出すことができることを理
解しよう。さらに別の代替的実施例では、画像源は、レ
ーザー・ダイオードのアレイを含み、これらは、高解像
度の画像を生成するのに、スキャナを含む必要性とスキ
ャン技術の必要性を排除する。
Referring now to FIG. FIG. 2 shows an alternative embodiment of an image source utilized in the display system of the present invention. Note that all components similar to those shown in FIG. 1 are numbered similarly and have a prime added to indicate that they are different embodiments.
In this specific embodiment, image source 10 'is a laser diode chip that includes a plurality of visible semiconductor laser diodes. Image source 10 'does not incorporate a scanning device as disclosed in the first embodiment. The scanning technique is implemented separately from the image source. This scanning operation forms what the observer sees as a high-resolution integrated image. One skilled in the art will appreciate that scanning can create an entire display from a small number of light sources. In yet another alternative embodiment, the image source includes an array of laser diodes, which eliminates the need for including a scanner and the need for scanning technology to produce high resolution images.

【0024】図に示すように、画像源10’は、その一
部として複数のキャビティー22’,23’,24’が
形成されるシリコン・ウエハ12’を含む。複数のレー
ザー・ダイオード16’は、キャビティー22’,2
3’,24’のそれぞれの中心面に配置される。この実
施例において、複数のレーザー・ダイオード16’は、
赤色レーザー・ダイオード18’,緑色レーザー・ダイ
オード19’および青色レーザー・ダイオード20’を
含み、これによりフルカラーの画像を生成できる。レー
ザー・ダイオード18’,19’,20’の配置は模範
例であり、本発明では他のレイアウトも予想され、利用
したスキャン技術および所望の画像結果に依存して設計
ごとに異なってくる。図に示すように、レーザー・ダイ
オード18’,19’,20’は、32’,33’,3
4’として示され参照される光を放射する。
As shown, the image source 10 'includes a silicon wafer 12' in which a plurality of cavities 22 ', 23', 24 'are formed as part thereof. The plurality of laser diodes 16 ′ are connected to the cavities 22 ′, 2
It is arranged on the center plane of each of 3 ′ and 24 ′. In this embodiment, the plurality of laser diodes 16 '
It includes a red laser diode 18 ', a green laser diode 19' and a blue laser diode 20 ', which can produce a full-color image. The arrangement of the laser diodes 18 ', 19', 20 'is exemplary and other layouts are contemplated by the present invention and will vary from design to design depending on the scanning technique used and the desired image results. As shown, the laser diodes 18 ', 19', 20 'are 32', 33 ', 3'.
Emit the light shown and referenced as 4 '.

【0025】位相変調層28’は、シリコン・ウエハ1
2’の最上部表面26’の上に位置する。前記の開示の
ように、位相変調層28’は、そこを通過する光3
2’,33’,34’の位相を変調する液晶材料を含
む。この特定の目的に利用できる液晶材料には、ネマテ
ィック液晶材料,キラル・スメクティック液晶材料およ
び強誘電性液晶材料が含まれる。代替的実施例でも、位
相変調層28は、PLZT(Pb0.814La0.213(Ti
0.6Zr0.4)O3ベースの組成)、またはニオブ酸リチ
ウム(LiNbO3),KDP(KHH2PO4)などの
固体透明位相変調材料を含むように開示される。
The phase modulation layer 28 'is formed on the silicon wafer 1
Located on the top surface 26 'of the 2'. As in the above disclosure, the phase modulation layer 28 ′ has light 3 passing therethrough.
Includes a liquid crystal material that modulates the 2 ′, 33 ′, and 34 ′ phases. Liquid crystal materials that can be used for this particular purpose include nematic liquid crystal materials, chiral smectic liquid crystal materials, and ferroelectric liquid crystal materials. In an alternative embodiment, the phase modulation layer 28 may be PLZT (Pb 0.814 La 0.213 (Ti
0.6 Zr 0.4 ) O 3 -based composition), or a solid transparent phase modulation material such as lithium niobate (LiNbO 3 ), KDP (KHH 2 PO 4 ).

【0026】スキャナ43は、放射光32’,33’,
34’の経路内に配置される。スキャナ43は、技術上
周知の任意の型の超小型機械式スキャナ(MEMS)と
して開示される。電気光学スキャナ,ポリゴン・ミラー
・スキャナ,ガルバノミラー・スキャナ,音響光学スキ
ャナ,そのいずれかの組合せなど、任意の型のスキャン
装置をスキャナ43に使用できる。スキャン動作中、外
部の電気刺激(図示せず)が、変化する静電荷をスキャ
ナ43に供給し、これにより、レーザー・ダイオード1
8’,19’,20’が放射する光を「x」軸方向およ
び/または「y」軸方向でスキャンする。
The scanner 43 is provided with radiation 32 ', 33',
34 '. Scanner 43 is disclosed as any type of micro-mechanical scanner (MEMS) known in the art. Any type of scanning device can be used for the scanner 43, such as an electro-optic scanner, a polygon mirror scanner, a galvanometer mirror scanner, an acousto-optic scanner, or any combination thereof. During the scanning operation, an external electrical stimulus (not shown) supplies a varying electrostatic charge to the scanner 43, thereby causing the laser diode 1
The light emitted by 8 ', 19', 20 'is scanned in the "x" axis direction and / or in the "y" axis direction.

【0027】複数の電気的相互接続36’,38’,4
0’は、レーザー・ダイオード18’,19’,20’
の外部電源(図示せず)と電気的に接続するために示さ
れる。また、位相変調層28’との間に電気的インタフ
ェース、すなわち電圧源(図示せず)と電気的に接続さ
れた電気接点が設けられて、位相変調材料に不規則信号
を入力する。
A plurality of electrical interconnects 36 ', 38', 4
0 'is the laser diode 18', 19 ', 20'
Shown for electrical connection to an external power supply (not shown). Further, an electrical interface, that is, an electrical contact electrically connected to a voltage source (not shown) is provided between the phase modulation layer 28 'and an irregular signal input to the phase modulation material.

【0028】レーザー・ダイオード18’,19’,2
0’との接点は、従来の蒸着および/またはエッチング
技術によって形成され、例えば、通常の行と列から成る
バス接点が、技術上一般に知られているように、レーザ
ー・ダイオード18’,19’,20’それぞれに対し
て個別に対応するように形成される。データ入力端子を
有し、さらに、複数の接続パッド(図示せず)を介して
レーザー・ダイオード18’,19’,20’に接続さ
れる制御信号出力を有して、レーザー・ダイオード1
8’,19’,20’をそれぞれアクティブにし、かつ
制御するための複数のドライバ/制御回路(図示せず)
と、入力端子を有し、さらに、スキャナ43と接続され
る出力端子を有する複数のドライバ/制御回路(図示せ
ず)とが設けられ、これらが組み合わされ、入力端子に
入力される信号に従って、スキャン技術を利用して画像
を生成するという特徴を有する。
Laser diodes 18 ', 19', 2
The contact with the 0 'is formed by conventional vapor deposition and / or etching techniques, for example, a bus contact consisting of ordinary rows and columns may be provided with laser diodes 18', 19 ', as is generally known in the art. , 20 '. A laser diode 1 having a data input terminal and a control signal output connected to the laser diodes 18 ', 19', 20 'via a plurality of connection pads (not shown).
A plurality of driver / control circuits (not shown) for activating and controlling 8 ', 19' and 20 'respectively
And a plurality of driver / control circuits (not shown) having an input terminal and further having an output terminal connected to the scanner 43. These are combined, and according to a signal input to the input terminal, The feature is that an image is generated using a scanning technique.

【0029】(ここで言及する)位相変調層28’は、
図1についてすでに説明したように、信号を送るための
外部電源と位相変調層28’とを電気的に接続するため
の相互接続(図示せず)を含む。動作中、印加された不
規則信号の振幅または周波数をランダムに変化させるこ
とによって、不規則信号が送られる。すでに述べたよう
に、この不規則信号は、デジタル信号処理チップ(DS
P)を利用して提供される。位相変調材料の位相をラン
ダムに変調することにより、光32’,33’,34’
の可干渉性が消失して、干渉が排除され、これにより、
スペックル効果のない投影ディスプレイが得られる。
The phase modulation layer 28 '(to be mentioned here) comprises:
As previously described with respect to FIG. 1, it includes an interconnect (not shown) for electrically connecting an external power supply for transmitting signals and the phase modulation layer 28 '. In operation, an irregular signal is sent by randomly varying the amplitude or frequency of the applied irregular signal. As described above, this irregular signal is converted to a digital signal processing chip (DS).
P). By randomly modulating the phase of the phase modulating material, the light 32 ', 33', 34 '
Coherence disappears and interference is eliminated,
A projection display without speckle effects is obtained.

【0030】画像生成過程の間、変化する外部電圧が、
画像源10’(より具体的にはレーザー・ダイオード1
8’,19’20’),位相変調層28およびスキャナ
43に印加される。ダイオード18’,19’,20’
が放射する光は、位相変調材料28’に送られる不規則
信号に対して位相変調され、結果として、非コヒーレン
ト光32’,33’,34’が放射される。次に、光の
可干渉性を排除するために位相の変化を受ける光3
2’,33’,34’が、スキャナ43に印加される電
圧の変化に応答してスキャンされる。概して言えば、結
果として放射される非コヒーレント光は、「x」軸方向
および/または「y」軸方向の変化を受け、画像の特定
の部分によって、投影ディスプレイのある領域を埋める
ための移動距離を変化させる。
During the image generation process, the changing external voltage is
Image source 10 '(more specifically, laser diode 1)
8 ', 19' and 20 '), and are applied to the phase modulation layer 28 and the scanner 43. Diodes 18 ', 19', 20 '
Emits light that is phase modulated with respect to the random signal sent to the phase modulation material 28 ', resulting in the emission of non-coherent light 32', 33 ', 34'. Next, light 3 that undergoes a phase change to eliminate coherence of light 3
2 ′, 33 ′, 34 ′ are scanned in response to changes in the voltage applied to scanner 43. Generally speaking, the resulting non-coherent light undergoes a change in the "x" and / or "y" axis directions and travels to fill an area of the projection display with a particular portion of the image. To change.

【0031】ここで図3を参照する。図3は、画像源か
らの独立した実体として製造される位相変調装置44の
断面図を簡略化して示したものである。位相変調装置
(または層)44は、透明基板(またはプレート)45
を含み、その表面上に導電材料46が形成される。透明
プレート45は一般に、透明ガラス材料またはプラスチ
ック材料から形成される。プレート45の表面上に、in
dium-tin-oxide(ITO)などの導電材料層46が配置
される。次に、中に液晶材料が吸収されるか、または複
数の液晶分子のマイクロ封止を形成するように製造され
るポリマー膜47が、導電材料層46の最上部表面に積
層される。第2導電材料層48は、ポリマー膜層47の
表面上に形成され、位相変調材料装置44の第2電気接
点の働きをする。ドライバ・ソース(driver source)
49は、導電材料層46,48と電気的に接続され、変
調器44の動作中、電圧を提供する。
Referring now to FIG. FIG. 3 is a simplified cross-sectional view of a phase modulation device 44 manufactured as an independent entity from an image source. The phase modulator (or layer) 44 includes a transparent substrate (or plate) 45.
And the conductive material 46 is formed on the surface thereof. The transparent plate 45 is generally formed from a transparent glass or plastic material. On the surface of the plate 45, in
A conductive material layer 46 such as dium-tin-oxide (ITO) is disposed. Next, a polymer film 47 into which the liquid crystal material is absorbed or which is manufactured to form a micro-encapsulation of a plurality of liquid crystal molecules is laminated on top of the conductive material layer 46. A second conductive material layer 48 is formed on the surface of the polymer film layer 47 and serves as a second electrical contact of the phase modulation material device 44. Driver source
49 is electrically connected to the conductive material layers 46 and 48 and provides a voltage during operation of the modulator 44.

【0032】電圧を受けると、ポリマー膜47内に含ま
れる液晶分子が変調される。これにより、変調器44と
整合するように配置される複数のレーザー・ダイオード
(図示せず)を含む画像源から光が放射され、変調器4
4を通過する光が、位相のランダムな変化を受け、それ
により、そこを通過する光の可干渉性を消失させて、光
の干渉パターンを排除するので、生成された表示画像に
おけるスペックル効果が回避される。位相変調器または
位相変調層44は、装置構造の一部として製造されるポ
リマー膜内に含められる液晶材料を入れていると説明さ
れるが、図1と図2についてすでに開示されたような、
位相変調材料を二つのプレートの間に挟む形で有する位
相変調器も、本発明により予想される。
When a voltage is applied, the liquid crystal molecules contained in the polymer film 47 are modulated. This causes light to be emitted from an image source that includes a plurality of laser diodes (not shown) positioned to match modulator 44
4 undergoes a random change in phase, thereby eliminating the coherence of the light passing therethrough and eliminating the interference pattern of the light, resulting in a speckle effect in the generated display image. Is avoided. The phase modulator or phase modulation layer 44 is described as containing a liquid crystal material that is included in a polymer film that is manufactured as part of the device structure, but as previously disclosed with respect to FIGS.
A phase modulator having a phase modulating material sandwiched between two plates is also contemplated by the present invention.

【0033】ここで図4を参照する。図4は、先行技術
として参照される通常の投影表示システム50が示され
る。図に示すように、表示システム50は、コヒーレン
ト画像源52および表示画面54を含む。動作中、コヒ
ーレント表示源52は、表示画面54に向かう経路56
内に光を放射する。表示システム50のようなレーザー
投影表示システムに関わる最大の問題の一つは、光58
が画面から外れたところで反射し、互いに干渉しあって
肉眼59に対し「スペックル」を生じるせいで起こる画
像内の「スペックル」である。表示システム50におけ
る「スペックル」の問題を排除するには、画面54は通
常、高い振動数で振動され、これにより、スペックルの
パターンを急速に変化させて平滑化し、肉眼59では見
えないようにする。この型の表示システム50では、表
示画面54の機械的動きを必要とするので、一般に操作
が複雑化し、コストも高くなる。
Referring now to FIG. FIG. 4 shows a typical projection display system 50 referred to as prior art. As shown, the display system 50 includes a coherent image source 52 and a display screen 54. In operation, the coherent display source 52 provides a path 56 to a display screen 54.
Emit light into. One of the biggest problems with laser projection display systems, such as display system 50, is that light 58
Are "speckles" in the image that are reflected off the screen and interfere with each other to cause "speckles" to the naked eye 59. To eliminate the "speckle" problem in the display system 50, the screen 54 is typically vibrated at a high frequency, thereby causing the pattern of speckles to change rapidly and smooth, making it invisible to the naked eye 59. To This type of display system 50 requires mechanical movement of the display screen 54, which generally complicates operation and increases costs.

【0034】今度は図5を参照する。図5は、本発明に
よるノンスペックル・レーザー・ダイオード投影表示シ
ステム60が示される。表示システム60は、経路64
内にコヒーレント光を放射するための画像源62を含
む。画像源62は、図1および図2について既述される
ような画像源に組み込まれた位相変調層66、或いは、
代替的実施例における独立した位相変調層、或いは、図
3について既述したような、複数のレーザー・ダイオー
ドにより放射される光の経路内、より具体的には、レー
ザー・ダイオードと表示画面の間に配置される装置を含
む。また、表示システム60は、表示画面68を含む。
表示画面68は、ブック・サイズの画面(5''×
7''),フォルダー・サイズの画面(8''×11''),
リーガル・サイズ画面(A4)などの小型画面と、劇
場,映画などでの用途のための大型画面を含む。好適な
実施例では、表示画面68は、使用していないときは表
示画面68を巻き上げたり、格納できるように、融通の
きく形状として開示される。
Referring now to FIG. FIG. 5 illustrates a non-speckle laser diode projection display system 60 according to the present invention. The display system 60 includes a route 64
An image source 62 for emitting coherent light therein is included. The image source 62 may be a phase modulation layer 66 incorporated into the image source as described with respect to FIGS.
An independent phase modulation layer in an alternative embodiment, or in the path of light emitted by a plurality of laser diodes, as described above with respect to FIG. 3, more specifically between the laser diode and the display screen Including the device arranged in the. Further, the display system 60 includes a display screen 68.
The display screen 68 is a book size screen (5 ″ ×
7 ″), folder size screen (8 ″ × 11 ″),
It includes a small screen such as a legal size screen (A4) and a large screen for use in theaters and movies. In a preferred embodiment, display screen 68 is disclosed as a flexible shape so that display screen 68 can be rolled up and stored when not in use.

【0035】表示システム60の動作中、画像源62
は、表示画面68に画像を投影する。画像源62が放射
する光は、統合型の位相変調層66を通過し、非コヒー
レント光として放射される。そのため、干渉パターンが
排除される結果、高解像度のノンスペックルの生成画像
70が肉眼72には見える。表示システム60は、透過
性の表示画面68を含むものとして、従って、これによ
り光70が透過するものとして示されるが、代替的実施
例では、表示画面68は、反射画面として構築されて、
観察者からは、表示画面に対して画像源が位置するのと
同じ側に、表示システムが生成する画像が見えるように
することを理解されたい。
During operation of the display system 60, the image source 62
Projects an image on the display screen 68. Light emitted by image source 62 passes through integrated phase modulation layer 66 and is emitted as non-coherent light. Therefore, as a result of eliminating the interference pattern, a high-resolution non-speckle generated image 70 is visible to the naked eye 72. Although the display system 60 is shown as including a transmissive display screen 68, and thus transmitting the light 70, in alternative embodiments the display screen 68 is constructed as a reflective screen,
It will be appreciated by the observer that the image generated by the display system will be visible on the same side of the display screen as the image source is located.

【0036】ここで図6を参照する。図6は、本発明に
よる表示システム80のブロック図を示す。ここでは、
結像装置、より具体的には、画像源82が示され、これ
は、垂直空洞面発光レーザー(VCSEL),ダイオー
ド・レーザー,ダイオード・ポンプ・レーザー(diode
pumped laser)など、固体レーザーを含む周知のレーザ
ーのいずれでも可能な光源86および統合型位相変調層
87を含む。光源86は、コヒーレント光線を光強度変
調器88に送る。光強度変調器88は一般に、光線の強
度を、例えば、レーザー86の出力レベルを変化させて
変調させることにより、映像情報を光線に刻印する。用
途に応じて、この変調は、光源86をオンオフするなど
単純化することができ、これが本質的にデジタル・シス
テムに変換される。音響光学変調器は、ほとんどの用途
にとって好ましい変調器の一つであるが、電気光学変調
器および機械的変調器など他の技術も完全に実施可能で
ある。電子部材92は、変調器88およびスキャナ・シ
ステム90を制御するために含められる。
Referring now to FIG. FIG. 6 shows a block diagram of a display system 80 according to the present invention. here,
An imaging device, more specifically, an image source 82 is shown, which includes a vertical cavity surface emitting laser (VCSEL), a diode laser, a diode pump laser (diode).
It includes a light source 86 and an integrated phase modulation layer 87 that can be any of the well-known lasers, including solid state lasers, such as a pumped laser. The light source 86 sends the coherent light beam to the light intensity modulator 88. Light intensity modulator 88 generally imprints image information on the light beam by modulating the intensity of the light beam, for example, by changing the output level of laser 86. Depending on the application, this modulation can be simplified, such as turning the light source 86 on and off, which is essentially converted to a digital system. Although acousto-optic modulators are one of the preferred modulators for most applications, other techniques such as electro-optic and mechanical modulators are fully feasible. Electronic components 92 are included to control modulator 88 and scanner system 90.

【0037】変調器88からの被変調光線は、スキャナ
・システム90に向かう。レンズ系94は、スキャナ・
システム90からの光線を、投影表示画面84に集束さ
せて当てるために用いられる。スキャナ・システム90
の目的は、被変調光線を投影表示画面84上にスキャン
することである。スキャナ・システム90およびレンズ
系94は、ディスプレイの用途、および所望される投影
表示画面84上への画像形成方法に応じて、多くの構成
をとり得る。
The modulated light from modulator 88 is directed to scanner system 90. The lens system 94 includes a scanner
The light from the system 90 is used to focus and impinge on the projection display screen 84. Scanner system 90
Is to scan the modulated light beam onto the projection display screen 84. The scanner system 90 and the lens system 94 can take many configurations depending on the use of the display and the desired method of forming an image on the projection display screen 84.

【0038】すでに述べたように、表示システム80で
は、スキャン技術を採用して、レーザー光源から高解像
度の画像を生み出す。このスキャン動作は、観察者にと
っては、高解像度の統合画像に見えるものを形成する。
当業者は、スキャンによって、少数の光源から全面ディ
スプレイを作成できることを理解しよう。この特定のシ
ステムで、結果として得られる統合画像は、投影された
画像のように見える。
As already mentioned, the display system 80 employs scanning technology to produce a high resolution image from a laser light source. This scanning operation forms what appears to the observer to be a high-resolution integrated image.
One skilled in the art will appreciate that scanning can create an entire display from a small number of light sources. With this particular system, the resulting integrated image looks like a projected image.

【0039】好適な実施例では、レーザー86が放射す
る光のスキャンを採り入れるスキャン技術の使用によっ
て、スキャン技術を含めることで小型化を維持する表示
システムが可能となり、これを携帯情報端末(PD
A),セルラ・フォーン,ページャなどの小型の携帯電
子装置に組み込むことができる。
In a preferred embodiment, the use of a scanning technique that employs scanning of the light emitted by the laser 86 enables a display system that maintains a small size by including the scanning technique, which can be implemented in a personal digital assistant (PD).
A), and can be incorporated into small portable electronic devices such as cellular phones and pagers.

【0040】従って、ノンスペックル投影画像ディスプ
レイを生成するために、携帯電子装置とともに使用する
ことを目的とする新規の改良型ノンスペックル・レーザ
ー・ダイオード投影表示システムが開示され、このシス
テムは、製造が比較的容易で製造コストも低い。この表
示システムは位相変調層を含み、これは、不規則な高周
波低電圧を受けるときに、信号が、位相変調層を通過す
る光の位相の変調を行って、高解像度のノンスペックル
投影画像ディスプレイを生成する。
Accordingly, a novel and improved non-speckle laser diode projection display system for use with a portable electronic device to produce a non-speckle projection image display is disclosed, the system comprising: The production is relatively easy and the production cost is low. The display system includes a phase modulation layer which, when subjected to irregular high frequency low voltages, modulates the phase of light passing through the phase modulation layer to provide a high resolution non-speckle projection image. Create a display.

【0041】本発明の具体的実施例を示して説明してき
たが、当業者は、この他の変形および改良も考えつこ
う。そのため、本発明はここに示される特定の形式に限
定することを意図するものではないことを理解された
い。また、添付請求の範囲は、本発明の意図および範囲
から逸脱しないすべての変形を包含するすることを意図
するものである。
Although specific embodiments of the present invention have been shown and described, those skilled in the art will perceive other modifications and improvements. Therefore, it is to be understood that the invention is not intended to be limited to the particular forms set forth herein. It is intended that the appended claims cover all such modifications that do not depart from the spirit and scope of the present invention.

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

【図1】 本発明による統合型位相変調層を含む画像源
の一部分を示す簡略化された断面図である。
FIG. 1 is a simplified cross-sectional view showing a portion of an image source including an integrated phase modulation layer according to the present invention.

【図2】 本発明による統合型位相変調層を含む画像源
の代替的実施例の一部分を示す簡略化された断面図であ
る。
FIG. 2 is a simplified cross-sectional view illustrating a portion of an alternative embodiment of an image source including an integrated phase modulation layer according to the present invention.

【図3】 別個の実体として製造された位相変調層また
は装置の簡略図である。
FIG. 3 is a simplified diagram of a phase modulation layer or device manufactured as a separate entity.

【図4】 先行技術の投影表示システムを単純化した図
である。
FIG. 4 is a simplified diagram of a prior art projection display system.

【図5】 本発明によるノンスペックル・レーザー・ダ
イオード投影表示システムの簡略図である。
FIG. 5 is a simplified diagram of a non-speckle laser diode projection display system according to the present invention.

【図6】 本発明によるノンスペックル・レーザー・ダ
イオード投影表示システムのブロック図である。
FIG. 6 is a block diagram of a non-speckle laser diode projection display system according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

12 シリコン・ウエハ 13 隙間 14 片持ちばり部分 15 中心面 16 レーザー・ダイオード 18 赤色レーザー・ダイオード 19 緑色レーザー・ダイオード 20 青色レーザー・ダイオード 22,23,24 キャビティー 26 最上部表面 28 位相変調層 32,33 34 光 35 方向矢印 36,38,40 電気的相互接続 37,39 電気接点 41 電圧源 42 相互接続 43 スキャナ 44 位相変調装置 45 透明基板 46 導電材料層 47 ポリマー膜 48 第2導電材料層 49 ドライバ・ソース 50 投影表示システム 52 コヒーレント光源 54 表示画面 56 経路 58 光 59,72 眼 60 表示システム 62 画像源 64 経路 66 位相変調層 68 表示画面 70 生成画像 80 表示システム 82 画像源 84 投影表示画面 86 光源 87 位相変調層 88 光強度変調器 90 スキャナ・システム 92 電子部材 94 レンズ系 Reference Signs List 12 silicon wafer 13 gap 14 cantilever portion 15 center plane 16 laser diode 18 red laser diode 19 green laser diode 20 blue laser diode 22, 23, 24 cavity 26 top surface 28 phase modulation layer 32, 33 34 light 35 directional arrow 36, 38, 40 electrical interconnection 37, 39 electrical contact 41 voltage source 42 interconnection 43 scanner 44 phase modulator 45 transparent substrate 46 conductive material layer 47 polymer film 48 second conductive material layer 49 driver -Source 50 Projection display system 52 Coherent light source 54 Display screen 56 Path 58 Light 59, 72 eyes 60 Display system 62 Image source 64 Path 66 Phase modulation layer 68 Display screen 70 Generated image 80 Display system 82 Image source 84 Projection display image 86 light source 87 phase modulation layer 88 optical intensity modulator 90 scanner system 92 electronic member 94 the lens system

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マイケル・エス・レビー アメリカ合衆国アリゾナ州アパチェ・ジャ ンクション、ノース・ラ・バージ・ロード 30 (72)発明者 カレン・イー・ジャチモウィック アメリカ合衆国アリゾナ州ラビーン、ボッ クス647、アール・アール2 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Michael S. Levy North La Barge Road, Apache Junction, Arizona, U.S.A. 30 (72) Inventor Karen E. Jatimovic, Ravine, Arizona, U.S.A. Box 647, Earl R2

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ノンスペックル・レーザー・ダイオード
投影表示システムであって;コヒーレント光を経路内に
放射するための光源(10,52,62,86);前記
放射光を受け取るために配置される表示画面(54,6
8,84);前記光源と前記表示画面との間、すなわち
前記放射光の経路内に配置される位相変調層(44,8
8)であって、前記位相変調層は、そこを通過する光の
位相をランダムに変調することを特徴とする位相変調
層:によって構成されることを特徴とする表示システ
ム。
1. A non-speckle laser diode projection display system; a light source (10, 52, 62, 86) for emitting coherent light into a path; and arranged to receive said emitted light. Display screen (54, 6
8, 84); a phase modulation layer (44, 8) disposed between the light source and the display screen, that is, in the path of the emitted light.
8) The display system according to 8), wherein the phase modulation layer includes a phase modulation layer that randomly modulates a phase of light passing therethrough.
【請求項2】 振幅または周波数のうち少なくとも一つ
が変化する複数の不規則信号を前記位相変調材料に送る
ために、電圧源(92)をさらに含むことを特徴とする
請求項1記載のノンスペックル・レーザー・ダイオード
投影表示システム。
2. The non-spec of claim 1, further comprising a voltage source (92) for sending a plurality of random signals of varying at least one of amplitude or frequency to said phase modulation material. Laser diode projection display system.
【請求項3】 前記位相変調材料(47)は、ネマティ
ック液晶材料,キラル・スメクティック液晶材料または
強誘電性液晶材料のうち一つを含むことを特徴とする請
求項1記載のノンスペックル・レーザー・ダイオード投
影表示システム。
3. The non-speckle laser according to claim 1, wherein the phase modulation material includes one of a nematic liquid crystal material, a chiral smectic liquid crystal material, and a ferroelectric liquid crystal material.・ Diode projection display system.
【請求項4】 ノンスペックル・レーザー・ダイオード
投影表示システムであって:コヒーレント光を放射する
ための複数のレーザー・ダイオード、および前記放射さ
れたコヒーレント光の位相をランダムに変調するための
統合型位相変調層(44,88)を含み、その結果、非
コヒーレント光を放射する画像源(10,52,62,
82);前記放射された非コヒーレント光を受け取るよ
うに配置される表示画面(54,68,84);によっ
て構成されることを特徴とする表示システム。
4. A non-speckle laser diode projection display system comprising: a plurality of laser diodes for emitting coherent light; and an integrated type for randomly modulating the phase of the emitted coherent light. An image source (10, 52, 62,...) Including a phase modulation layer (44, 88) and consequently emitting non-coherent light;
82); a display system (54, 68, 84) arranged to receive the emitted non-coherent light.
【請求項5】 前記画像源は、前記位相変調層と電気的
に接続する電圧源を含み、前記電圧源は、周波数または
振幅のうち少なくとも一つが変化する不規則信号を前記
位相変調層に送り、前記周波数が60Hz以上であるこ
とを特徴とする、請求項4記載のノンスペックル・レー
ザー・ダイオード投影表示システム。
5. The image source includes a voltage source electrically connected to the phase modulation layer, wherein the voltage source sends an irregular signal having at least one of a frequency and an amplitude that changes to the phase modulation layer. 5. The non-speckle laser diode projection display system according to claim 4, wherein said frequency is 60 Hz or more.
【請求項6】 ノンスペックル・レーザー・ダイオード
投影表示システムであって:表示画面(54,68,8
4);および前記表示画面に画像を投影するための画像
源(10,52,62,82)であって、前記画像源
は、コヒーレント光を放射するための複数のレーザー・
ダイオード(16),前記被放射コヒーレント光の位相
をランダムに変調し、その結果非コヒーレント光を放射
するための統合型位相変調層(44,88)、および前
記位相変調層と電気的に接続する電圧源(92)を含
み、前記電圧源は、周波数または振幅のうち少なくとも
一つが変化する不規則信号を前記位相変調層に送り、前
記周波数が60Hz以上であることを特徴とする画像
源;によって構成されることを特徴とする表示システ
ム。
6. A non-speckle laser diode projection display system, comprising: a display screen (54, 68, 8);
4); and an image source (10, 52, 62, 82) for projecting an image on the display screen, the image source comprising a plurality of lasers for emitting coherent light.
A diode (16), an integrated phase modulation layer (44, 88) for randomly modulating the phase of the radiated coherent light, and thereby emitting non-coherent light, and an electrical connection to the phase modulation layer. An image source, comprising: a voltage source (92), wherein the voltage source sends an irregular signal of at least one of a frequency and an amplitude that changes to the phase modulation layer, wherein the frequency is 60 Hz or more. A display system comprising:
JP20464499A 1998-07-28 1999-07-19 Non-speckle laser diode projection display system Pending JP2000089687A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2007007389A1 (en) * 2005-07-11 2009-01-29 三菱電機株式会社 Speckle removal light source and illumination device

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPWO2007007389A1 (en) * 2005-07-11 2009-01-29 三菱電機株式会社 Speckle removal light source and illumination device

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