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JP2007240864A - Display device - Google Patents

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JP2007240864A
JP2007240864A JP2006062990A JP2006062990A JP2007240864A JP 2007240864 A JP2007240864 A JP 2007240864A JP 2006062990 A JP2006062990 A JP 2006062990A JP 2006062990 A JP2006062990 A JP 2006062990A JP 2007240864 A JP2007240864 A JP 2007240864A
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JP
Japan
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light
display
laser
display device
light source
Prior art date
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Pending
Application number
JP2006062990A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Norihiro Oose
憲寛 大瀬
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 JP2006062990A priority Critical patent/JP2007240864A/en
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To perform display of both straight gaze and projection, to allow high luminance display and to miniaturize a display device. <P>SOLUTION: A laser device 101 is used for a light source 1, control parts 205, 206 which input drive current to the laser 101 corresponding to information are provided and a focal adjustment part 3 consisting of a variable focal lens is provided on an optical path of light emitted from the light 1. When the light source 1 is driven by current less than threshold current of laser oscillation, display is performed by directly displaying information light on a display surface and when the light source is driven by current equal to or more than the threshold current of laser oscillation to perform laser emission, display is performed by projecting the information light to the outside. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、光源にレーザ装置を用いて画像等の情報が表示される表示装置に関する。   The present invention relates to a display device that displays information such as an image using a laser device as a light source.

従来のマトリックスディスプレイ、すなわち画素がマトリックス状に配置された表示装置としては、蛍光体のマトリックス発光による表示装置、例えばCRT(陰極線管)やプラズマテレビ等、また液晶などの空間光変調素子を用いた表示装置、例えば液晶テレビ、液晶プロジェクターなど、さらに自発光素子マトリックスによる表示装置、例えば有機EL(Electro-Luminescence)ディスプレイ、LED(発光ダイオード)マトリックスディスプレイなどが提案されている。また、レーザ素子と蛍光体とを組み合わせたマトリックスディスプレイも提案されている(例えば特許文献1参照。)これらの表示装置において、昨今の大型化の流れに従って、その生産には大型の設備が必要となり、大きな投資を伴うものになっている。   As a conventional matrix display, that is, a display device in which pixels are arranged in a matrix, a display device using a matrix emission of a phosphor, for example, a CRT (cathode ray tube) or a plasma television, or a spatial light modulator such as a liquid crystal is used. Display devices such as liquid crystal televisions and liquid crystal projectors, and display devices using a self-luminous element matrix such as organic EL (Electro-Luminescence) displays and LED (light emitting diode) matrix displays have been proposed. In addition, a matrix display in which a laser element and a phosphor are combined has also been proposed (see, for example, Patent Document 1). In these display devices, large-scale equipment is required for production in accordance with the recent trend of upsizing. , Has become a big investment.

そこで、最近注目されているのがプロジェクション型(投影型)ディスプレイである。プロジェクション型のディスプレイは比較的小型であり、製造設備も比較的簡易化され、しかも大型の画面表示が可能となる。いわば小さく作って大きく写すこの表示方式は、投資が比較的少なくすむという利点があるが、大型の表示画面を用意する必要があり、いわば映す場所がないと画像を見ることができないという不都合がある。
特開平07−20818号公報
Therefore, a projection type (projection type) display has recently been attracting attention. Projection type displays are relatively small, manufacturing facilities are relatively simplified, and large screen displays are possible. In other words, this display method, which is made small and takes a large image, has the advantage that it requires relatively little investment, but it requires the preparation of a large display screen. .
Japanese Patent Application Laid-Open No. 07-20818

一方、最近は携帯電話、ゲーム機などのいわゆるモバイル機器の画像表示用として、小型のマトリックスディスプレイも多数市場に出回っているが、そのいずれもが、より大きい画面で見ること、多人数で見ることなどの要求に答えられないのが現状である。
これに対し、直視及び投影両用の画像表示装置としては、従来例えば4インチ程度の小型の液晶ディスプレイの光出射側前面に、大きな投影レンズを補助的に取り付けることが可能な構成とすることによって、例えば壁に画像等を映し出すものが知られている。しかしながらこのような表示装置では、輝度的に暗いこと、また表示装置本体とは別に大きな投影レンズを持ち運ばなければならないという不都合があり、実用上大きな難点を有している。
On the other hand, there are many small matrix displays on the market recently for image display of so-called mobile devices such as mobile phones and game machines, all of which are viewed on a larger screen and viewed by a large number of people. The current situation is that we cannot answer such requests.
On the other hand, as an image display device for both direct viewing and projection, by adopting a configuration in which a large projection lens can be supplementarily attached to the light emission side front surface of a small liquid crystal display of, for example, about 4 inches conventionally, For example, what projects an image etc. on a wall is known. However, in such a display device, there are disadvantages in that it is dark in luminance and that it is necessary to carry a large projection lens separately from the display device main body.

以上の問題に鑑みて、本発明は、直視及び投影の両方の表示を高輝度で行うことが可能な表示装置を提供し、かつ表示装置の小型化を図ることを目的とする。   In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a display device capable of performing both direct view and projection display with high luminance, and to reduce the size of the display device.

上記課題を解決するため、本発明による表示装置は、光源にレーザ装置が用いられ、情報に対応して駆動電流をレーザ装置に入力する制御部が備えられ、光源から出射される光の光路上に、可変焦点レンズより成る焦点調整部が設けられる構成とする。
また本発明は、上述の表示装置において、光源をレーザ発振の閾値電流未満で駆動する場合は表示装置の表示面に情報光が直接表示され、光源をレーザ発振の閾値電流以上で駆動してレーザ発光させる場合は外部に情報光が投射されて表示される構成とする。
In order to solve the above problems, a display device according to the present invention uses a laser device as a light source, includes a control unit that inputs a drive current to the laser device in accordance with information, and is on an optical path of light emitted from the light source. In addition, a focus adjustment unit including a variable focus lens is provided.
According to the present invention, in the above display device, when the light source is driven at a laser oscillation threshold current lower than that, the information light is directly displayed on the display surface of the display device, and the light source is driven at a laser oscillation threshold current or higher to obtain the laser. When light is emitted, the information light is projected and displayed outside.

上述したように、本発明の表示装置においては、光源にレーザ装置を用いて、画像等の情報に対応して駆動電流をレーザ装置に入力するものであり、特に光源から出射される光の光路上に、少なくとも可変焦点レンズを設けることによって、焦点距離を調整可能とすることができることから、例えば表示装置自体の表示面と外部のスクリーンや壁等の表示面との両方に対して画像等の情報を含む光、すなわち情報光を結像させることが可能となる。これにより、直視及び投影両方の表示を、高輝度で行うことが可能となり、また小型な構成でこのような表示装置を実現できる。
また、特に光源をレーザ発振の閾値電流未満で駆動する場合は表示装置の表示面に情報光を直接表示し、一方光源をレーザ発振の閾値電流以上で駆動してレーザ発光させる場合は、情報光を外部のスクリーンや壁等に投射することによって、大画面での表示が可能となる。この場合、光源としてレーザ装置を用いることから、直接表示の場合においても、外部に投射する場合においても、十分な輝度を得ることが可能となる。
As described above, in the display device of the present invention, a laser device is used as a light source, and a drive current is input to the laser device in accordance with information such as an image. In particular, the light emitted from the light source Since it is possible to adjust the focal length by providing at least a variable focus lens on the road, for example, an image or the like is displayed on both the display surface of the display device itself and a display surface such as an external screen or wall. It is possible to image light including information, that is, information light. Thereby, both direct view and projection display can be performed with high luminance, and such a display device can be realized with a small configuration.
In particular, when the light source is driven below the laser oscillation threshold current, the information light is directly displayed on the display surface of the display device. On the other hand, when the light source is driven above the laser oscillation threshold current to emit laser light, the information light is displayed. Can be displayed on a large screen by projecting the image onto an external screen or wall. In this case, since a laser device is used as the light source, sufficient luminance can be obtained both in the case of direct display and in the case of projection to the outside.

本発明によれば、直視及び投影の両方の表示を高輝度で行うことが可能な表示装置を提供し、かつ表示装置の小型化を図ることができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the display apparatus which can perform both a direct view and a projection display with high brightness | luminance is provided, and size reduction of a display apparatus can be achieved.

以下本発明を実施するための最良の形態の例を説明するが、本発明は以下の例に限定されるものではない。
〔1〕第1の実施形態例
本発明の実施形態例に係る表示装置について、その一例の概略構成図を示す図1とともに、その構成部分の概略斜視図及びその説明図である図2〜図8を参照して説明する。
図1に示すように、本実施形態例に係る表示装置500は、光源1としてレーザ装置、この場合例えば半導体レーザアレイより成るレーザ装置101、102、103、・・・が用いられる。本実施形態例においては、各レーザ装置101、102、103、・・・にアレイ状に配置したレーザ素子を1画素として表示を行う構成とする。
図2はレーザ装置101の一例の概略斜視構成図である。このレーザ装置101は、一般的な半導体レーザアレイを用いる場合を示し、基板11上に、発振波長に対応する材料より成る活性層12を含むクラッド層等(図示せず)の半導体層が順次結晶成長等により形成され、また各レーザ素子を分断するエッチング処理が施されてレーザ素子101a、101b、・・・が配列され、更に、図示しないがレーザ素子101a、101b、・・・の頂部と例えば分断され溝上、もしくは基板11の裏面側等に電極を形成してレーザ装置101が構成される。図2に示す例では、基板11は、SiCやAlNなどの熱伝導性、排熱性のよい材料より成るヒートスプレッダー13上にサブマウントされている場合を示す。光領域である活性層12を模式的に示す。このようなレーザ装置101の寸法形状は、その材料構成、発振波長等によって異なるが、例えば基板11の厚さt1を100μm程度、ヒートスプレッダー13の厚さt2を100μm程度、活性層12のピッチP1を300μm程度、共振器長Lrを400μm程度として形成することができる。なお、半導体レーザの出射光Lは一般に、ニアーフィールドパターンでは活性層12の面内に沿う方向に光の広がり角が狭く(この方向をスロウ方向と呼ぶ)、これと直交する方向に比較的光の広がりが広く(この方向をファスト方向と呼ぶ)その光束の断面はほぼ楕円形状となる。
Examples of the best mode for carrying out the present invention will be described below, but the present invention is not limited to the following examples.
[1] First Embodiment A display device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Explanation will be made with reference to FIG.
As shown in FIG. 1, a display device 500 according to the present embodiment uses a laser device as the light source 1, in this case, for example, laser devices 101, 102, 103,. In this embodiment, the laser devices 101, 102, 103,... Are arranged in an array so that display is performed with one pixel as a pixel.
FIG. 2 is a schematic perspective configuration diagram of an example of the laser device 101. This laser device 101 shows a case where a general semiconductor laser array is used. A semiconductor layer such as a clad layer (not shown) including an active layer 12 made of a material corresponding to an oscillation wavelength is sequentially crystallized on a substrate 11. The laser elements 101a, 101b,... Are arrayed by etching processing that is formed by growth or the like and that divides each laser element. Further, although not shown, for example, the tops of the laser elements 101a, 101b,. The laser device 101 is configured by dividing and forming electrodes on the grooves or on the back side of the substrate 11. In the example shown in FIG. 2, the substrate 11 is shown as being submounted on a heat spreader 13 made of a material having good thermal conductivity and exhaust heat, such as SiC and AlN. The active layer 12 which is an optical region is typically shown. The dimensions and shape of such a laser device 101 vary depending on the material configuration, oscillation wavelength, and the like. For example, the thickness t1 of the substrate 11 is about 100 μm, the thickness t2 of the heat spreader 13 is about 100 μm, and the pitch P1 of the active layer 12 Can be formed with a resonator length Lr of about 400 μm. Note that the emitted light L of the semiconductor laser generally has a narrow light spread angle in a direction along the surface of the active layer 12 in the near-field pattern (this direction is referred to as a slow direction), and is relatively light in a direction perpendicular to this. Is wide (this direction is referred to as the fast direction), and the cross section of the light beam is almost elliptical.

このようなレーザ装置101は、図3の概略平面図に示すように、Si等のウェファ10上に形成される。一般的な3インチウェファの場合、例えば一辺がA1、他辺がA2の四角形状の領域A内から、レーザアレイの延長方向(ピッチ方向)に対応する辺A1内に50mm〜300μmの素子が180個、レーザ素子の共振器長方向に対応する辺A2内に50mm〜500μmの素子が100個程度、合計18000個程度形成される。歩留まりが60%程度としても約10000個程度1枚のウェファから作製可能であるといえる。このようなレーザ素子を例えばアレイ状に切断して上述したヒートスプレッダー13上に並列配置してもよく、また各レーザ素子を独立に取り出して、2次元マトリックス状に配置してもよい。
このようにレーザ素子がマトリックス状に配置された状態の概略斜視構成図を図4に示す。この場合、アレイ状にレーザ素子が配列されたレーザ装置101、102、103、・・・が並列されて2次元マトリックス状にレーザ素子が配置された例を示す。
上述したように、ヒートスプレッダー13を含めて、トータルの厚さを200μm程度とできるので、例えばピッチP2を300μmとして配置することが可能である。
Such a laser device 101 is formed on a wafer 10 made of Si or the like as shown in the schematic plan view of FIG. In the case of a general 3-inch wafer, for example, there are 180 elements of 50 mm to 300 μm in the side A1 corresponding to the extending direction (pitch direction) of the laser array from within the rectangular region A having one side A1 and the other side A2. About 100 elements of 50 mm to 500 μm are formed in the side A2 corresponding to the cavity length direction of the laser elements, and a total of about 18000 elements are formed. Even if the yield is about 60%, it can be said that about 10,000 wafers can be produced from one wafer. For example, such laser elements may be cut in an array and arranged in parallel on the heat spreader 13 described above, or each laser element may be taken out independently and arranged in a two-dimensional matrix.
FIG. 4 shows a schematic perspective view of the state in which the laser elements are arranged in a matrix. In this case, an example is shown in which laser devices 101, 102, 103,... In which laser elements are arranged in an array are arranged in parallel and laser elements are arranged in a two-dimensional matrix.
As described above, since the total thickness including the heat spreader 13 can be about 200 μm, for example, the pitch P2 can be set to 300 μm.

図4に示すレーザ装置101、102、103、・・・を別体の基板(図示せず)上に形成した配線51にマウント部5において接続した状態の概略斜視構成図を図5に示す。図4及び図5において、図2と対応する部分には同一符号を付して重複説明を省略する。配線51は、図示しない外部の駆動電流印加手段に接続される。
図5に示すように、この例においては各レーザ素子が縦方向、すなわちレーザ装置101、102、103、・・・の配列方向と交差する方向に結線される。この場合、マウント部5とは反対側、すなわち図5に示す各半導体レーザ素子の手前側にレーザ光を取り出す構成となる。なお、配線51を形成する基板及び配線材料として、光透過性基板及び光透過性導電層を用いることにより、レーザ発振時にはその漏れ光を背面で観察することができ、それを直視することも可能である。また、図示しないが例えば背面に光出力センサーを配置して、同様に縦方向に延長する配線からも信号を取り出す構成とすることによって、各レーザ素子の発光光量をモニターすることも可能である。
FIG. 5 is a schematic perspective view showing a state in which the laser device 101, 102, 103,... Shown in FIG. 4 is connected to the wiring 51 formed on a separate substrate (not shown) at the mount portion 5. 4 and 5, parts corresponding to those in FIG. The wiring 51 is connected to an external drive current applying unit (not shown).
As shown in FIG. 5, in this example, each laser element is connected in the vertical direction, that is, in a direction intersecting with the arrangement direction of the laser devices 101, 102, 103,. In this case, the laser light is extracted to the side opposite to the mount portion 5, that is, the front side of each semiconductor laser element shown in FIG. By using a light-transmitting substrate and a light-transmitting conductive layer as the substrate and wiring material for forming the wiring 51, the leaked light can be observed on the back surface during laser oscillation, and it can also be seen directly. It is. In addition, although not shown, for example, by arranging a light output sensor on the back surface and taking out a signal from a wiring extending in the vertical direction in the same manner, it is also possible to monitor the light emission amount of each laser element.

一方、図1に示すように、各レーザ装置101、102、103、・・・の光出射端面の前方には、例えばこれらのレーザ装置101、102、103、・・・から出射される光の光束を整形するシリンドリカルレンズ201、202、203、・・・が並列配置されたレンズ2が設けられ、更にその前方には、可変焦点レンズ301、302、303がマトリックス状に配置された焦点調整部3が設けられる。   On the other hand, as shown in FIG. 1, for example, light emitted from the laser devices 101, 102, 103,. A lens 2 in which cylindrical lenses 201, 202, 203,... For shaping a light beam are arranged in parallel is provided, and a focus adjusting unit in which variable focus lenses 301, 302, and 303 are arranged in a matrix in front of the lens 2 3 is provided.

これらレンズ2及び焦点調整部3の配置例を図6の概略斜視図に示す。図示の例では、シリンドリカルレンズ201、202、203、・・・より成るレンズ2の光出射側に、レーザ素子(図示せず)の発光領域と対応する位置に焦点調整部3の可変焦点レンズ301、302、303、・・・が配置される。
また図6に示す例においては、図1に示すレーザ装置101、102、103、・・・から出射される光の出力を検出する光出力センサー4を、レンズ2を構成するシリンドリカルレンズ201、202、203、・・・の各レーザ素子の発光領域に対応して出力センサー4を設ける場合を示す。この光出力センサー4は例えばフォトダイオード等の受光素子を光透過性の基板上にマトリックス状に配置して構成し、図1に示すレーザ装置101、102、103、・・・の光出射端面とレンズ2の光入射面との間の光路上、レンズ2の光軸からずれた位置に配置した例を示す。このような構成とすることによって、光出力センサー4により、レーザ装置101、102、103、・・・から出射される光の漏れ光を検出し、例えば各光センサー4からの出力を縦方向に延長する配線41に結線して、図1に示すように、縦方向のレーザ素子の光出力を検出することができる。
An arrangement example of the lens 2 and the focus adjusting unit 3 is shown in a schematic perspective view of FIG. In the illustrated example, the variable focus lens 301 of the focus adjusting unit 3 is positioned on the light emission side of the lens 2 including the cylindrical lenses 201, 202, 203,... At a position corresponding to the light emitting region of a laser element (not shown). , 302, 303,... Are arranged.
In the example shown in FIG. 6, the light output sensor 4 that detects the output of light emitted from the laser devices 101, 102, 103,... Shown in FIG. , 203,... Shows a case where the output sensor 4 is provided corresponding to the light emitting region of each laser element. The light output sensor 4 is configured by arranging light receiving elements such as photodiodes in a matrix on a light transmissive substrate, and includes light emitting end faces of the laser devices 101, 102, 103,... Shown in FIG. An example in which the lens 2 is arranged at a position shifted from the optical axis of the lens 2 on the optical path between the lens 2 and the light incident surface is shown. With such a configuration, the light output sensor 4 detects the leakage light of the light emitted from the laser devices 101, 102, 103,..., For example, the output from each light sensor 4 in the vertical direction. By connecting to the extended wiring 41, the optical output of the laser element in the vertical direction can be detected as shown in FIG.

次に、可変焦点レンズについて説明する。
図7A及びBは導電性液体を用いた一般的な可変焦点レンズの原理を説明する図である。図7Aに示すように、電極31上に誘電体膜等より成る絶縁層32及び撥水コート33が成膜され、その上に導電性液体34、例えば水の液滴が載置され、その接触角をθとする。図7Bに示すように、電極31と導電性液体34との間に電圧印加部35によって電圧Vを印加すると、導電性液体34の接触角θは、θ<θなるθに変化する。なお、このような導電性液体34の表面変化は、下記の式(1)により示される。
γLG×(cosθ−cosθ)={(ε×ε)/2e}×V ・・・(1)
ただし、
γLG:導電性液体の表面エネルギー
θ:導電性液体の非電圧印加時の接触角
θ:導電性液体の電圧印加時の接触角
ε:絶縁層の比誘電率
ε:真空中の誘電率
e:絶縁層の膜厚
V:印加電圧
である。
Next, the variable focus lens will be described.
7A and 7B are views for explaining the principle of a general variable focus lens using a conductive liquid. As shown in FIG. 7A, an insulating layer 32 made of a dielectric film or the like and a water repellent coat 33 are formed on the electrode 31, and a conductive liquid 34, for example, a water droplet, is placed on the insulating layer 32 and contacted therewith. Let the angle be θ 0 . As shown in FIG. 7B, when the voltage V is applied between the electrode 31 and the conductive liquid 34 by the voltage application unit 35, the contact angle θ 1 of the conductive liquid 34 changes to θ 1 such that θ 10. To do. Such a surface change of the conductive liquid 34 is represented by the following formula (1).
γ LG × (cos θ 1 −cos θ 0 ) = {(ε 0 × ε) / 2e} × V 2 (1)
However,
γ LG : Surface energy of conductive liquid
θ 0 : Contact angle when a non-voltage is applied to the conductive liquid
θ 1 : Contact angle at the time of voltage application of conductive liquid
ε: dielectric constant of the insulating layer
ε 0 : dielectric constant in vacuum
e: film thickness of the insulating layer
V: Applied voltage.

このような特性を利用して、例えば円筒形状の容器に導電性液体と絶縁性液体を収め、電圧を印加することによって導電性液体と絶縁性液体の界面形状を変化させることによって、可変焦点レンズを構成ずることができる。このような可変焦点レンズは、モーターなどの駆動部が不要であるため、用いる装置の小型化、薄型化に有利となる。また、アレイ状、マトリックス状に配置することで、焦点可変型のマイクロレンズアレイを構成することも可能である。
このようなマトリックス状に可変焦点レンズを配置した焦点調整部3の一例の概略斜視構成図を図8に示す。この例においては、光透過性材料の例えばガラスより成る基板36A上に、Si等より成る隔壁37が形成され、この隔壁37によって例えば平面円形状に区切られた領域内に図示しない電極及び絶縁層を介して導電性液体34が上述の図7Aに示す表面曲線をもって被着される。その上に絶縁性液体38を注入し、基板36Aの縁部に沿って、例えば絶縁性材料より成るスペーサ39を介してガラス等より成る他方の基板36Bが被着されて焦点調整部3が構成される。この場合、隔壁37で区切られた個々の領域が可変焦点レンズ301、302、・・・となる。図示しないが電極構造は例えば、基板36Aと導電性液体34との間、また隔壁37と導電性液体34及び絶縁性液体38との間に光透過性導電材料より成る電極層及び誘電体層を積層して構成される。必要に応じて部分的に撥水コートを塗布してもよい。これらの電極間に適切な電圧を印加することによって、隔壁37により区切られた可変焦点レンズ301、302、・・・の導電性液体34と絶縁性液体38の界面形状が変化し、この界面を通過する光の焦点を調整することが可能である。なお、各可変焦点レンズ301、302、・・・に均一な電圧を印加して一様に焦点を調整する構成としてもよく、また、マトリックス状等の配線構造を設け、可変焦点レンズ毎に印加する電圧を調整することによって、焦点距離をそれぞれ調整する構成とすることも可能である。
By utilizing such characteristics, for example, a conductive liquid and an insulating liquid are contained in a cylindrical container, and the interface shape of the conductive liquid and the insulating liquid is changed by applying a voltage, thereby making it possible to change the variable focus lens. Can be configured. Such a varifocal lens does not require a driving unit such as a motor, which is advantageous for downsizing and thinning of a device to be used. In addition, a variable focus type microlens array can be configured by arranging in an array or matrix.
FIG. 8 shows a schematic perspective configuration diagram of an example of the focus adjustment unit 3 in which variable focus lenses are arranged in such a matrix. In this example, a partition wall 37 made of Si or the like is formed on a substrate 36A made of a light transmissive material such as glass, and an electrode and an insulating layer (not shown) are formed in a region partitioned by the partition wall 37 into, for example, a planar circular shape. The conductive liquid 34 is applied with the surface curve shown in FIG. 7A. The insulating liquid 38 is injected thereon, and the other substrate 36B made of glass or the like is deposited along the edge of the substrate 36A through a spacer 39 made of, for example, an insulating material to form the focus adjusting unit 3. Is done. In this case, the individual areas separated by the partition walls 37 are the variable focus lenses 301, 302,. Although not shown, the electrode structure includes, for example, an electrode layer and a dielectric layer made of a light-transmitting conductive material between the substrate 36A and the conductive liquid 34 and between the partition wall 37 and the conductive liquid 34 and the insulating liquid 38. It is constructed by stacking. You may apply | coat a water-repellent coat partially as needed. By applying an appropriate voltage between these electrodes, the interface shape of the conductive liquid 34 and the insulating liquid 38 of the variable focus lenses 301, 302,. It is possible to adjust the focus of the light passing through. In addition, it is good also as a structure which applies a uniform voltage to each variable focus lens 301,302, ..., and adjusts a focus uniformly. Moreover, the wiring structure of a matrix form etc. is provided and it applies for every variable focus lens. It is also possible to adjust the focal length by adjusting the voltage to be adjusted.

次に、このような構成による表示装置500において、レーザ装置101、102、・・・を駆動して映像等の情報を表示する駆動態様について説明する。上述したように半導体レーザ素子を用いる場合は、出射されるレーザ光はファスト方向とスロウ方向とで発散角が異なるが、シリンドリカルレンズ201、202、203、・・・より成るレンズ2によって例えばファスト方向の発散角をスロウ方向の発散角と同程度にまで集光する。その後、光は電気的に調整可能な焦点調整部3の各可変焦点レンズ301、302、303、・・・に進入する。この可変焦点レンズ301、302、303・・・に所定の電位が供給され、光源1からの光をほぼ平行に、もしくは投影距離に応じて発散角を調整することが可能である。   Next, in the display device 500 having such a configuration, a driving mode in which the laser devices 101, 102,... Are driven to display information such as images will be described. As described above, when a semiconductor laser element is used, the emitted laser light has different divergence angles between the fast direction and the slow direction. However, the lens 2 including the cylindrical lenses 201, 202, 203,. Is converged to the same degree as the divergence angle in the slow direction. Thereafter, the light enters each variable focus lens 301, 302, 303,... Of the focus adjustment unit 3 that can be adjusted electrically. A predetermined potential is supplied to the varifocal lenses 301, 302, 303,..., And the divergence angle can be adjusted in accordance with the projection distance by making the light from the light source 1 substantially parallel.

この表示装置において、レーザ装置に対しレーザ発振の閾値電流未満の比較的低い電流を与えると、各レーザ素子はLED発光となるため、表示面を通して直接見ることが可能である。またレーザ発振の閾値電流以上の比較的高い電流を与える場合は、焦点調整部3を調整して焦点距離を大とし、レーザ光を外部のスクリーンや壁などに投射することによって、プロジェクション画面を表示することが可能となる。この場合は、投射領域内に赤外線センサー等を設けて表示装置の表示面に人体が接近したときに発光を停止するなどの安全機構を設けてもよい。
また、上述したように、光透過性の導電性材料により配線51を構成し、またこの配線51を光透過性基板に形成することによって、裏側からの漏れ光で直視による表示も可能である。
なお、光源のレーザ装置として例えば赤色(波長が643nm程度)の半導体レーザのみを用いて単色の表示装置を構成することができる。また青色や緑色の半導体レーザと組み合わせれば、同様の構成とし、画素数を3倍程度としてフルカラー画像の表示装置を構成することも可能である。
In this display device, when a relatively low current less than the laser oscillation threshold current is applied to the laser device, each laser element emits LED light, so that it can be directly viewed through the display surface. When a relatively high current exceeding the laser oscillation threshold current is applied, the projection screen is displayed by adjusting the focus adjustment unit 3 to increase the focal length and projecting the laser beam on an external screen or wall. It becomes possible to do. In this case, an infrared sensor or the like may be provided in the projection area, and a safety mechanism such as stopping light emission when a human body approaches the display surface of the display device may be provided.
In addition, as described above, the wiring 51 is made of a light-transmitting conductive material, and the wiring 51 is formed on the light-transmitting substrate, so that it is possible to display by direct view with the leaked light from the back side.
Note that a monochromatic display device can be configured by using, for example, only a red (wavelength: about 643 nm) semiconductor laser as the laser device of the light source. When combined with a blue or green semiconductor laser, it is also possible to form a full-color image display device with the same configuration, with about three times the number of pixels.

また、表示装置本体に設ける表示画面上と、外部に投射する場合の表示画面上とでは、左右が反転した情報を発光させる必要がある。このため、例えば図1に示すように、映像信号等の情報信号が情報信号記憶部21から反転処理部23を介して演算回路24に出力される。反転処理部23においては、切替部22からの信号を基に必要に応じて情報信号を左右反転して演算回路24に出力する。   In addition, it is necessary to emit information with the left and right reversed on the display screen provided in the display device main body and on the display screen when projected to the outside. For this reason, for example, as shown in FIG. 1, an information signal such as a video signal is output from the information signal storage unit 21 to the arithmetic circuit 24 via the inversion processing unit 23. In the inversion processing unit 23, the information signal is inverted left and right as necessary based on the signal from the switching unit 22 and output to the arithmetic circuit 24.

すなわち、表示装置本体の表示面に情報を表示する場合は、切替部22からの切替信号を例えばオフとして反転処理部23での反転処理を行わず、映像等の情報信号を演算回路24から制御部、すなわちロウ信号制御部25及びカラム信号制御部26に出力する。これら各制御部25及び26からそれぞれ適切な駆動電流に対応する信号Sc1、Sc2、Sc3、・・・、Sr1、Sr2、Sr3、・・・が図示しない駆動電圧電源に出力されて、各レーザ装置が駆動される。このとき、レーザ装置101、102、・・・には閾値電流未満の電流が供給されLED発光を行うようになされる。また、可変焦点レンズ301、302、・・・より成る焦点調整部3において、焦点距離を比較的短く調整することによって、表示装置の表示面に画像等の情報光を出射させる。この場合、直視可能な表示となる。   That is, when displaying information on the display surface of the display device body, the switching signal from the switching unit 22 is turned off, for example, the inversion processing in the inversion processing unit 23 is not performed, and the information signal such as video is controlled from the arithmetic circuit 24. Part, that is, the row signal control unit 25 and the column signal control unit 26. Each of the control units 25 and 26 outputs signals Sc1, Sc2, Sc3,..., Sr1, Sr2, Sr3,. Is driven. At this time, a current less than the threshold current is supplied to the laser devices 101, 102,... Further, in the focus adjustment unit 3 including the variable focus lenses 301, 302,..., Information light such as an image is emitted to the display surface of the display device by adjusting the focal length relatively short. In this case, the display is directly viewable.

一方、外部の表示面に情報を表示する場合は、切替部22からの切替信号を例えばオンとして、反転処理部23において情報を左右反転して出力する。そして、演算回路24からロウ信号制御部25及びカラム信号制御部26にそれぞれ例えば映像情報に対応した信号を出力し、ロウ信号制御部25及びカラム信号制御部26からそれぞれ適切な駆動電流に対応する信号Sc1、Sc2、Sc3、・・・、Sr1、Sr2、Sr3、・・・が図示しない駆動電圧電源に出力されて、各レーザ装置が駆動される。この場合は、レーザ装置101、102、・・・には閾値電流以上の電流が供給され、レーザ発振によるレーザ光が出射される。可変焦点レンズ301、302、・・・より成る焦点調整部3において、焦点距離を比較的長く調整することによって、レーザ光が表示装置外部の表示面に結像され、情報に対応した例えば画像が外部の表示面に表示される。なお、焦点調整部3の可変焦点レンズ301、302、・・・の焦点距離の制御は、上述の切替部22から出力される信号を利用して図示しない可変焦点レンズ301、302、・・・の共通電極の制御部等に入力する構成としてもよい。   On the other hand, when displaying information on an external display surface, the switching signal from the switching unit 22 is turned on, for example, and the inversion processing unit 23 inverts and outputs the information. Then, for example, signals corresponding to video information are output from the arithmetic circuit 24 to the row signal control unit 25 and the column signal control unit 26, respectively, and the row signal control unit 25 and the column signal control unit 26 respectively correspond to appropriate drive currents. Signals Sc1, Sc2, Sc3,..., Sr1, Sr2, Sr3,... Are output to a drive voltage power source (not shown) to drive each laser device. In this case, a current equal to or higher than the threshold current is supplied to the laser devices 101, 102,..., And laser light by laser oscillation is emitted. In the focus adjustment unit 3 including the variable focus lenses 301, 302,..., The laser light is imaged on the display surface outside the display device by adjusting the focal length relatively long, and for example, an image corresponding to the information is displayed. Displayed on the external display screen. The focal lengths of the variable focus lenses 301, 302,... Of the focus adjustment unit 3 are controlled by using the signals output from the switching unit 22 described above, and the variable focus lenses 301, 302,. It is good also as a structure input into the control part etc. of these common electrodes.

更にこの例においては、レーザ装置からの出射光を光出力センサー4によって検出して電気信号に変換させ、光出力センサー信号検出部27に出力させる構成とした例を示す。ここで、予め例えば出荷時の検査等の際に表示画面のユニフォーミティ(均一性)を確認して各画素すなわち各レーザ装置の駆動値を決定して較正値とし、この較正値を輝度補正データ記憶部28に記憶しておく。そして、画像を表示する際には、レーザ装置から出射される光を光出力センサー4で検出してフィードバックした検出値と上記駆動値を比較演算し、検出値が較正値と異なる場合は、レーザ素子の劣化と判断して補正を加え、例えば駆動電流を増加することによって、出射光の輝度のばらつき等を抑制することが可能となる。半導体レーザを用いる場合は、画素を構成するレーザ素子毎の劣化特性が異なるので、この劣化による出力低下を補正することによって、表示画面の均一性すなわちユニフォーミティを維持することが可能となる。   Further, in this example, an example is shown in which the light emitted from the laser device is detected by the light output sensor 4 and converted into an electrical signal and output to the light output sensor signal detector 27. Here, the uniformity (uniformity) of the display screen is confirmed in advance at the time of inspection at the time of shipment, for example, and the drive value of each pixel, that is, each laser device is determined as a calibration value. This calibration value is used as the luminance correction data. This is stored in the storage unit 28. When displaying an image, the light output sensor 4 detects and feeds back the light emitted from the laser device and compares the detected value with the drive value. If the detected value is different from the calibration value, the laser By determining that the element has deteriorated and making corrections, for example, by increasing the drive current, it is possible to suppress variations in the brightness of the emitted light. In the case of using a semiconductor laser, the deterioration characteristics of each laser element constituting the pixel are different. Therefore, it is possible to maintain the uniformity of the display screen, that is, uniformity, by correcting the output reduction due to this deterioration.

以上説明した本発明の実施形態例に係る表示装置によれば、レーザ装置を光源として用い、可変焦点レンズより成る焦点調整部を設けることから、その駆動電流を調整することによって、直視及び投影の両方の表示を行うことができ、また高輝度表示を可能とし、かつ投射レンズを必要としないことから、表示装置の小型化を図ることができる。   According to the display device according to the embodiment of the present invention described above, a laser device is used as a light source and a focus adjustment unit including a variable focus lens is provided. Therefore, by adjusting the drive current, direct viewing and projection can be performed. Both displays can be performed, high-luminance display is possible, and no projection lens is required, so that the display device can be downsized.

次に、上述の図1〜図8を参照して説明した光源及び焦点調整部等を備える本発明構成の表示装置において、装置本体の概略構成及び表示態様の異なる各実施形態例について説明する。
〔2〕第2の実施形態例
図9は、上述の図1〜図8を参照して説明した本発明の実施形態例に係る表示装置500を、画素数が12×5個程度の光源マトリックスを用いて例えばデジタルの時計表示を行うことが可能な表示装置に適用した例を示す。図9Aは表示装置500の表示面500Sの平面構成図、図9Bは表示装置500から外部のスクリーン等の表示面501に投射する場合の概略構成図をそれぞれ示す。
図9Aに示すように表示装置500の表示面500Sに表示する場合は、前述の図1において説明した例と同様に、切替部22からの切替信号を例えばオフとし、反転処理部23での処理を行わずに、レーザ装置の閾値電流未満の駆動電流でレーザ装置をLED発光させる。この場合、可変焦点レンズ301、302、・・より成る焦点調整部3において焦点距離を比較的短く選定し、表示装置500の表示面500Sに直視型の表示を行う。一方、図9Bに示すように、外部のスクリーンや壁等の表示面501に投射する場合は、切替部22から切替信号を出力して、反転処理部23において表示装置500の表示面500Sに表示した情報信号を左右反転させて出力し、レーザ装置の閾値電流以上の駆動電流で光源1からレーザ光を出射させるとともに、可変焦点レンズ301、302、・・・より成る焦点調整部3の焦点距離を調整し、外部の表示面501に情報光Lpが結像するように調整して情報光を出射させる。このような制御を行うことによって、表示装置500の本体の表示面500Sへの表示と、外部の表示面501への表示とを切替えて行うことが可能である。またこの場合、レーザ装置を光源としていることから、どちらの表示面に表示する場合においても輝度を十分に保持することができる。また、別体の投射レンズが不要であることから、装置の小型化を図ることができる。
Next, in the display device having the configuration of the present invention including the light source, the focus adjustment unit, and the like described with reference to FIGS.
[2] Second Embodiment FIG. 9 shows a light source matrix having about 12 × 5 pixels in the display device 500 according to the embodiment of the present invention described with reference to FIGS. An example applied to a display device capable of performing, for example, a digital clock display is shown. 9A is a plan configuration diagram of the display surface 500S of the display device 500, and FIG. 9B is a schematic configuration diagram when projecting from the display device 500 onto a display surface 501 such as an external screen.
When displaying on the display surface 500S of the display device 500 as shown in FIG. 9A, the switching signal from the switching unit 22 is turned off, for example, as in the example described in FIG. The laser device is caused to emit LED light with a drive current less than the threshold current of the laser device. In this case, the focal length adjustment unit 3 including the variable focus lenses 301, 302,... Selects a relatively short focal length, and performs direct view type display on the display surface 500S of the display device 500. On the other hand, as shown in FIG. 9B, when projecting on a display surface 501 such as an external screen or wall, a switching signal is output from the switching unit 22 and displayed on the display surface 500 </ b> S of the display device 500 in the inversion processing unit 23. The output information signal is reversed left and right and output, and laser light is emitted from the light source 1 with a drive current equal to or greater than the threshold current of the laser device, and the focal length of the focus adjustment unit 3 including the variable focus lenses 301, 302,. Is adjusted so that the information light Lp forms an image on the external display surface 501, and the information light is emitted. By performing such control, it is possible to switch between display on the display surface 500S of the main body of the display device 500 and display on the external display surface 501. In this case, since the laser device is used as the light source, the luminance can be sufficiently maintained when displaying on either display surface. Further, since a separate projection lens is not required, the apparatus can be miniaturized.

なお、この例においては、画素の総数が60個程度と比較的少ないので、例えばレーザポインター等を並べることで作製することも可能であるが、本発明の表示装置におけるようにレーザ装置をマトリックス状に配置して構成することによって、より小型化を図ることができる。12×5個の光源マトリックスを構成する場合、例えば半導体レーザより成るレーザ素子を300μmピッチで配列すると、3.6mm×1.5mmの大きさとなる。またレーザ素子を3mm間隔で配列する場合は、36mm×15mmの大きさとなり、例えば腕時計程度の表示装置を構成することができる。各レーザ素子の出力は、1mWもあれば十分であるので、特別な冷却機構を設ける必要はなく、熱対策のための構成を簡易化することが可能である。   In this example, since the total number of pixels is relatively small, such as about 60, for example, it can be manufactured by arranging laser pointers or the like. However, as in the display device of the present invention, the laser device is arranged in a matrix. Further downsizing can be achieved by arranging and configuring in the above. When forming a 12 × 5 light source matrix, for example, if laser elements made of semiconductor lasers are arranged at a pitch of 300 μm, the size becomes 3.6 mm × 1.5 mm. When the laser elements are arranged at intervals of 3 mm, the size is 36 mm × 15 mm, and a display device such as a wristwatch can be configured. Since it is sufficient that the output of each laser element is 1 mW, it is not necessary to provide a special cooling mechanism, and the configuration for measures against heat can be simplified.

〔2〕第3の実施形態例
図10は、上述の図1〜図8を参照して説明した本発明の実施形態例に係る表示装置を、4インチ程度のQVGA(Quarter Video Graphics Array:画素数320×240)型の表示装置510、例えば、携帯型のゲーム機に適用した例を示す。図10Aは表示装置510の表示面510Sの平面構成図、図9Bは表示装置510から外部のスクリーン等の表示面511に投射する場合の概略構成図をそれぞれ示す。
この場合においても図10Aに示すように、上述の第2の実施形態例と同様に例えば前述した図1における切替部22から表示装置510本体の表示面510Sに表示する場合は、レーザ装置の閾値電流未満の駆動電流でレーザ装置をLED発光させる。そして可変焦点レンズ301、302、・・より成る焦点調整部3において焦点距離を比較的短く選定し、表示装置510の表示面510Sに直視型の表示を行う。一方、図10Bに示すように、外部のスクリーンや壁等の表示面511に投射する場合は、図1において説明した切替部22から切替信号を出力して、反転処理部23において表示装置510に表示した情報信号を左右反転させて出力し、レーザ装置の閾値電流以上の駆動電流で光源1からレーザ光を出射させるとともに、可変焦点レンズ301、302、・・・より成る焦点調整部3の焦点距離を調整し、外部の表示面511に情報光が結像するように調整して情報光Lpを出射させる。このような制御を行うことによって、表示装置510の本体の表示面510Sへの表示と、外部の表示面511への表示とを行うことが可能である。またこの場合においても、レーザ装置を光源としていることから、どちらの表示面に表示する場合においても輝度を十分に保持することができる。また、別体の投射レンズが不要であることから、装置の小型化を図ることができる。
[2] Third Embodiment FIG. 10 shows a display device according to an embodiment of the present invention described with reference to FIGS. 1 to 8 described above, and a QVGA (Quarter Video Graphics Array: pixel) of about 4 inches. A number 320 × 240) type display device 510, for example, an example applied to a portable game machine is shown. FIG. 10A is a plan configuration diagram of the display surface 510S of the display device 510, and FIG. 9B is a schematic configuration diagram when projecting from the display device 510 onto a display surface 511 such as an external screen.
Also in this case, as shown in FIG. 10A, the threshold value of the laser device is used when displaying on the display surface 510S of the display device 510 main body from the switching unit 22 in FIG. The laser device is caused to emit light with a driving current less than the current. Then, the focal length adjustment unit 3 including the variable focus lenses 301, 302,... Selects a relatively short focal length, and performs direct view type display on the display surface 510S of the display device 510. On the other hand, as shown in FIG. 10B, when projecting on a display surface 511 such as an external screen or wall, a switching signal is output from the switching unit 22 described in FIG. The displayed information signal is inverted left and right to be output, and the laser light is emitted from the light source 1 with a drive current equal to or higher than the threshold current of the laser device, and the focus of the focus adjustment unit 3 including the variable focus lenses 301, 302,. The information light Lp is emitted by adjusting the distance and adjusting the information light to form an image on the external display surface 511. By performing such control, display on the display surface 510S of the main body of the display device 510 and display on the external display surface 511 can be performed. Also in this case, since the laser device is used as the light source, the luminance can be sufficiently maintained in any display surface. Further, since a separate projection lens is not required, the apparatus can be miniaturized.

またこの例においては、画素数が320×240〜76800程度になるため、前述したように、半導体レーザを用いる場合は、ウェファは8枚程度必要になるが、光源に用いるレーザ素子の数が異なるだけで、上述の図1〜図8において説明した例と同様となる。一例として光源に配列するレーザ素子の間隔を300μmピッチとした場合、300μm×320〜96mm、300μm×240〜72mmとなり、96mm×72mm程度の実用的な大きさを持って表示装置を構成することが可能であるといえる。このような数のレーザ素子の実装には、従来から知られているLEDマトリックスディスプレイの実装方法を適用し、LEDに替えてLDを配列し、上述の図8に示す構成の可変焦点レンズが配列された焦点レンズ調整部をLDの出射面前方に配置することによって、容易に製造することができる。   In this example, since the number of pixels is about 320 × 240 to 76800, as described above, when using a semiconductor laser, about eight wafers are required, but the number of laser elements used for the light source is different. Only, it is the same as the example demonstrated in the above-mentioned FIGS. As an example, when the interval between the laser elements arranged in the light source is set to 300 μm pitch, the display device can be configured with a practical size of about 96 mm × 72 mm, which is 300 μm × 320 to 96 mm and 300 μm × 240 to 72 mm. It can be said that it is possible. For mounting such a number of laser elements, a conventionally known LED matrix display mounting method is applied, LDs are arranged instead of LEDs, and the variable focus lens having the configuration shown in FIG. 8 is arranged. By disposing the focused lens adjustment unit in front of the exit surface of the LD, it can be easily manufactured.

〔4〕第4の実施形態例
図11は、上述の図1〜図8を参照して説明した本発明の実施形態例に係る表示装置を、15インチ程度のノート型パーソナルコンピュータの表示装置520に適用した例を示す。図11Aは表示装置520の表示面520Sの平面構成図、図11Bは表示装置520から外部のスクリーン等の表示面521に投射する場合の概略構成図をそれぞれ示す。
この場合においても図11Aに示すように、上述の第2及び第3の実施形態例と同様に例えば前述した図1における切替部22から表示装置520本体の表示面520Sに表示する場合は、レーザ装置の閾値電流未満の駆動電流でレーザ装置をLED発光させる。そして可変焦点レンズ301、302、・・より成る焦点調整部3において焦点距離を比較的短く選定し、表示装置520の表示面520Sに直視型の表示を行う。一方、図11Bに示すように、外部のスクリーンや壁等の表示面521に投射する場合は、図1において説明した切替部22から切替信号を出力して、反転処理部23において表示装置520に表示した情報信号を左右反転させて出力し、レーザ装置の閾値電流以上の駆動電流で光源1からレーザ光を出射させるとともに、可変焦点レンズ301、302、・・・より成る焦点調整部3の焦点距離を調整し、外部の表示面521に情報光が結像するように調整して情報光Lpを出射させる。このような制御を行うことによって、表示装置520の本体の表示面520Sへの表示と、外部の表示面521への表示とを行うことが可能である。またこの場合においても、レーザ装置を光源としていることから、どちらの表示面に表示する場合においても輝度を十分に保持することができる。また、別体の投射レンズが不要であることから、装置の小型化を図ることができる。
[4] Fourth Embodiment FIG. 11 shows a display device according to an embodiment of the present invention described with reference to FIG. 1 to FIG. An example applied to. FIG. 11A is a plan configuration diagram of the display surface 520S of the display device 520, and FIG. 11B is a schematic configuration diagram when projecting from the display device 520 to the display surface 521 such as an external screen.
Also in this case, as shown in FIG. 11A, in the case of displaying on the display surface 520S of the display device 520 main body from the switching unit 22 in FIG. The laser device is caused to emit light with a drive current less than the threshold current of the device. Then, the focal length adjustment unit 3 including the variable focus lenses 301, 302,... Selects a relatively short focal length, and performs direct-view display on the display surface 520S of the display device 520. On the other hand, as shown in FIG. 11B, when projecting on a display surface 521 such as an external screen or wall, a switching signal is output from the switching unit 22 described in FIG. The displayed information signal is inverted left and right to be output, and the laser light is emitted from the light source 1 with a drive current equal to or higher than the threshold current of the laser device, and the focus of the focus adjustment unit 3 including the variable focus lenses 301, 302,. The distance is adjusted so that the information light is focused on the external display surface 521, and the information light Lp is emitted. By performing such control, display on the display surface 520S of the main body of the display device 520 and display on the external display surface 521 can be performed. Also in this case, since the laser device is used as the light source, the luminance can be sufficiently maintained in any display surface. Further, since a separate projection lens is not required, the apparatus can be miniaturized.

なお、この場合、上述の第3の実施形態例において説明したQVGA型の表示装置510を貼り合わせたいわゆるタイリング構成とすることも可能である。例えばXGA(eXtended Graphics Array:画素数1024×768)型の表示装置であれば、レーザ素子を同様に300μmピッチで配列した場合、300μm×1024〜307mm、300μm×768〜230mmとなり、対角383.6mm〜15.1インチ程度の表示装置520を構成することができる。   In this case, a so-called tiling configuration in which the QVGA type display device 510 described in the above third embodiment is bonded can also be used. For example, in the case of an XGA (eXtended Graphics Array: 1024 × 768) type display device, when laser elements are similarly arranged at a pitch of 300 μm, they become 300 μm × 1024 to 307 mm, 300 μm × 768 to 230 mm, and the diagonal 383. A display device 520 having a size of about 6 mm to 15.1 inches can be formed.

〔5〕第5の実施形態例
図12は、上述の図1〜図8を参照して説明した本発明の実施形態例に係る表示装置を、家庭用テレビ、例えば32インチフルHD(High Definition)に適用した例である。図12Aは表示装置530の表示面530Sの平面構成図、図12Bは表示装置530から外部のスクリーン等の表示面531に投射する場合の概略構成図をそれぞれ示す。
この場合においても図12Aに示すように、上述の第2〜第4の実施形態例と同様に例えば前述した図1における切替部22から表示装置530本体の表示面530Sに表示する場合は、レーザ装置の閾値電流未満の駆動電流でレーザ装置をLED発光させる。そして可変焦点レンズ301、302、・・より成る焦点調整部3において焦点距離を比較的短く選定し、表示装置530の表示面530Sに直視型の表示を行う。一方、図12Bに示すように、外部のスクリーンや壁等の表示面521に投射する場合は、図1において説明した切替部22から切替信号を出力して、反転処理部23において表示装置530に表示した情報信号を左右反転させて出力し、レーザ装置の閾値電流以上の駆動電流で光源1からレーザ光を出射させるとともに、可変焦点レンズ301、302、・・・より成る焦点調整部3の焦点距離を調整し、外部の表示面521に情報光が結像するように調整して情報光Lpを出射させる。このような制御を行うことによって、表示装置530の本体の表示面530Sへの表示と、外部の表示面531への表示とを行うことが可能である。またこの場合においても、レーザ装置を光源としていることから、どちらの表示面に表示する場合においても輝度を十分に保持することができる。また、別体の投射レンズが不要であることから、装置の小型化を図ることができる。
そしてこの例において、上述の第3の実施形態例と同様に、レーザ装置のレーザ素子を300μmピッチで配列する場合は、300μm×1920〜676mm、300μm×1080〜324mmとなり、対角749.6mm〜29.5インチ程度の表示装置530を構成することができる。
[5] Fifth Embodiment FIG. 12 shows a display apparatus according to an embodiment of the present invention described with reference to FIGS. ). 12A is a plan configuration diagram of the display surface 530S of the display device 530, and FIG. 12B is a schematic configuration diagram when projecting from the display device 530 to the display surface 531 such as an external screen.
Also in this case, as shown in FIG. 12A, in the case of displaying on the display surface 530S of the display device 530 main body from the switching unit 22 in FIG. The laser device is caused to emit light with a drive current less than the threshold current of the device. Then, the focal length adjustment unit 3 including the variable focus lenses 301, 302,... Selects a relatively short focal length, and performs direct-view display on the display surface 530S of the display device 530. On the other hand, as shown in FIG. 12B, in the case of projecting on a display surface 521 such as an external screen or wall, a switching signal is output from the switching unit 22 described in FIG. The displayed information signal is inverted left and right to be output, and the laser light is emitted from the light source 1 with a drive current equal to or higher than the threshold current of the laser device, and the focus of the focus adjustment unit 3 including the variable focus lenses 301, 302,. The distance is adjusted so that the information light is focused on the external display surface 521, and the information light Lp is emitted. By performing such control, display on the display surface 530S of the main body of the display device 530 and display on the external display surface 531 can be performed. Also in this case, since the laser device is used as the light source, the luminance can be sufficiently maintained in any display surface. Further, since a separate projection lens is not required, the apparatus can be miniaturized.
In this example, similarly to the above-described third embodiment, when the laser elements of the laser device are arranged at a pitch of 300 μm, they are 300 μm × 1920 to 676 mm, 300 μm × 1080 to 324 mm, and a diagonal of 749.6 mm to A display device 530 having a size of about 29.5 inches can be formed.

〔6〕第6の実施形態例
図13は、上述の図1〜図8を参照して説明した本発明の実施形態例に係る表示装置を、信号機等の表示装置に適用した例を示す。図13Aは表示装置540の表示面540Sの平面構成図、図12Bは表示装置540から外部の表示面542及び543に投射する場合の概略構成図をそれぞれ示す。
この場合においても図13Aに示すように、上述の第2〜第5の実施形態例と同様に例えば前述した図1における切替部22から表示装置540本体の表示面540Sに表示する場合は、レーザ装置の閾値電流未満の駆動電流でレーザ装置をLED発光させる。そして可変焦点レンズ301、302、・・より成る焦点調整部3において焦点距離を比較的短く選定し、表示装置540の表示面540Sに直視型の表示を行う。一方、図13Bに示すように、外部のスクリーンや壁等の表示面542又は543に投射する場合は、図1において説明した切替部22から切替信号を出力して、反転処理部23において表示装置530に表示した情報信号を左右反転させて出力し、レーザ装置の閾値電流以上の駆動電流で光源1からレーザ光を出射させるとともに、可変焦点レンズ301、302、・・・より成る焦点調整部3の焦点距離を調整し、外部の表示面542又は543に情報光が結像するように調整して情報光を出射させる。このとき、表示装置540に駆動部541を設けることによって、表示装置540を例えば矢印aで示すように回転させて表示装置540の出射方向を変位させ、異なる位置の表示面542及び543へ情報光Lp1及びLp2を投射することが可能である。このような制御を行うことによって、表示装置540の本体の表示面540Sへの表示と、外部の表示面542及び543への表示とを行うことが可能である。またこの場合においても、レーザ装置を光源としていることから、どちらの表示面に表示する場合においても輝度を十分に保持することができる。また、別体の投射レンズが不要であることから、装置の小型化を図ることができる。
なお、この場合、表示装置540本体に表示面を設けず、外部の2ヶ所以上の表示面に情報光を投射する構成とすることも可能である。
このような表示装置を信号機として適用することにより、高い位置に設ける表示面542及び543としてはメンテナンスの容易な拡散板のみを設置して、低い位置に光源や配線部などの部品の交換、清掃作業などのメンテナンスを必要とする表示装置540本体を設置することができ、メンテナンスの簡易化を図ることができる。
[6] Sixth Embodiment FIG. 13 shows an example in which the display device according to the embodiment of the present invention described with reference to FIGS. 1 to 8 is applied to a display device such as a traffic light. 13A is a plan configuration diagram of the display surface 540S of the display device 540, and FIG. 12B is a schematic configuration diagram when projecting from the display device 540 to the external display surfaces 542 and 543, respectively.
In this case as well, as shown in FIG. 13A, in the case of displaying on the display surface 540S of the display device 540 main body from the switching unit 22 in FIG. The laser device is caused to emit light with a drive current less than the threshold current of the device. Then, the focal length adjustment unit 3 including the variable focus lenses 301, 302,... Selects a relatively short focal length, and performs direct-view display on the display surface 540S of the display device 540. On the other hand, as shown in FIG. 13B, in the case of projecting on a display surface 542 or 543 such as an external screen or wall, a switching signal is output from the switching unit 22 described in FIG. The information signal displayed on 530 is reversed left and right and output, and the laser light is emitted from the light source 1 with a drive current equal to or higher than the threshold current of the laser device, and the focus adjustment unit 3 including variable focus lenses 301, 302,. Is adjusted so that the information light forms an image on the external display surface 542 or 543, and the information light is emitted. At this time, by providing the drive unit 541 in the display device 540, for example, the display device 540 is rotated as indicated by an arrow a to displace the emission direction of the display device 540, and information light is transmitted to the display surfaces 542 and 543 at different positions. It is possible to project Lp1 and Lp2. By performing such control, display on the display surface 540S of the main body of the display device 540 and display on the external display surfaces 542 and 543 can be performed. Also in this case, since the laser device is used as the light source, the luminance can be sufficiently maintained in any display surface. Further, since a separate projection lens is not required, the apparatus can be miniaturized.
In this case, it is also possible to adopt a configuration in which information light is projected onto two or more external display surfaces without providing a display surface in the display device 540 main body.
By applying such a display device as a traffic light, the display surfaces 542 and 543 provided at a high position are provided with only a diffusion plate that is easy to maintain, and replacement and cleaning of components such as a light source and a wiring section are performed at a low position. The main body of the display device 540 that requires maintenance such as work can be installed, and the maintenance can be simplified.

以上説明したように、本発明の表示装置においては、光源にレーザ装置を用いて、情報に対応して駆動電流をレーザ装置に入力する制御部を備えるとともに、光源から出射される光の光路上に、可変焦点レンズより成る焦点調整部を配置することによって、直視及び投影の両方の表示を高輝度で行うと共に、小型化の可能な表示装置を提供することができる。すなわち本発明の表示装置においては、それぞれの画素を構成するレーザ素子に対応して、電気的に調整可能な可変焦点レンズを配置することによって、別体の投影レンズが不要であり、例えば4インチ程度の小型で持ち運びの容易な表示装置を実現できる。   As described above, in the display device of the present invention, the laser device is used as the light source, and the control unit that inputs the drive current to the laser device corresponding to the information is provided, and on the optical path of the light emitted from the light source. In addition, by disposing a focus adjustment unit including a variable focus lens, it is possible to provide both a direct view and a projection display with high luminance, and to provide a display device that can be miniaturized. That is, in the display device of the present invention, a separate projection lens is not required by disposing an electrically adjustable variable focus lens corresponding to the laser element constituting each pixel, for example, 4 inches. A display device that is small and easy to carry can be realized.

また、駆動電流を調整し、光源をレーザ発振の閾値電流未満で駆動する場合は表示装置の表示面に情報光を直接表示し、光源をレーザ発振の閾値電流以上で駆動してレーザ発光させる場合は外部に情報光を投射して表示を行う構成とすることによって、LEDモードによる直視画像と、レーザ発振モードによる投影モードとに容易に切替え可能であり、手軽に直視と投影を実現できるという利点を有する。
また、大型の表示装置に適用する場合においては、常設型として32インチ程度の表示画面を有し、かつ100インチ程度の大画面で見たいときは、例えば反対側の壁に投射させることによって、大画面での表示を容易に実現できる。
Also, when adjusting the drive current and driving the light source below the laser oscillation threshold current, displaying the information light directly on the display surface of the display device and driving the light source above the laser oscillation threshold current to cause laser emission Can be easily switched between a direct-view image in the LED mode and a projection mode in the laser oscillation mode by projecting information light to the outside, and can easily realize direct-view and projection Have
Moreover, in the case of applying to a large display device, it has a display screen of about 32 inches as a permanent type, and when you want to see it on a large screen of about 100 inches, for example, by projecting it on the opposite wall, Display on a large screen can be realized easily.

また、本発明の表示装置において、光源をレーザ発光させて情報光を外部に投射させる場合において、情報光を左右反転して投射させる反転処理部を設けることによって、文字や画像、映像等の情報を直視型及びプロジェクター型として容易に表示することができる。
更に、本発明の表示装置において、光源から出射される光の出力を検出する光出力センサーを設けることによって、光源の経時変化等の特性の劣化による輝度のばらつきを補正して、より長く表示画面の均一性すなわちユニフォーミティを維持することが可能となる。
また、本発明の表示装置において、情報光が出射される方向を変位する駆動部を設けることによって、別々の位置に設けた2以上の外部の表示面に対する投影表示が可能となる。
Further, in the display device of the present invention, when information light is projected to the outside by laser light emission from the light source, information such as characters, images, and images is provided by providing an inversion processing unit that projects the information light by reversing left and right. Can be easily displayed as a direct view type and a projector type.
Furthermore, in the display device of the present invention, by providing a light output sensor that detects the output of light emitted from the light source, the variation in luminance due to deterioration of characteristics such as a change in the light source over time is corrected, and the display screen is longer. It is possible to maintain uniformity, that is, uniformity.
Further, in the display device of the present invention, by providing a driving unit that displaces the direction in which the information light is emitted, projection display on two or more external display surfaces provided at different positions is possible.

なお、本発明による表示装置は上述の各実施形態例に限定されるものではなく、光源としてアレイレーザを用いることなくレーザ素子をアレイ状に配置した光源を用いるとか、レンズ及び焦点調整部などの光学部品の形状やマトリックス配列態様などを変更することができ、本発明構成を逸脱しない範囲において、種々の変形、変更が可能であることはいうまでもない。   Note that the display device according to the present invention is not limited to the above-described embodiments, and uses a light source in which laser elements are arranged in an array without using an array laser as a light source, a lens, a focus adjustment unit, and the like. Needless to say, the shape and matrix arrangement of the optical component can be changed, and various modifications and changes can be made without departing from the configuration of the present invention.

本発明の実施形態例に係る表示装置の概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of a display device according to an exemplary embodiment of the present invention. 本発明の実施形態例に係る表示装置に用いるレーザ装置の一例の概略斜視図である。It is a schematic perspective view of an example of the laser apparatus used for the display apparatus which concerns on the example of embodiment of this invention. 半導体ウェファの概略平面図である。It is a schematic plan view of a semiconductor wafer. 本発明の実施形態例に係る表示装置に用いる光源の一例の概略斜視図である。It is a schematic perspective view of an example of the light source used for the display apparatus which concerns on the example of embodiment of this invention. 本発明の実施形態例に係る表示装置の要部の概略斜視図である。It is a schematic perspective view of the principal part of the display apparatus which concerns on the example of embodiment of this invention. 本発明の実施形態例に係る表示装置の要部の概略斜視図である。It is a schematic perspective view of the principal part of the display apparatus which concerns on the example of embodiment of this invention. A及びBは可変焦点レンズの原理の説明図である。A and B are explanatory views of the principle of the variable focus lens. 本発明の実施形態例に係る表示装置に用いる焦点調整部の一例の概略斜視図である。It is a schematic perspective view of an example of the focus adjustment part used for the display apparatus which concerns on the example of embodiment of this invention. Aは本発明の実施形態例に係る表示装置の概略平面図である。Bは本発明の実施形態例に係る表示装置の表示態様を説明する概略構成図である。A is a schematic plan view of a display device according to an embodiment of the present invention. B is a schematic configuration diagram illustrating a display mode of a display device according to an exemplary embodiment of the present invention. Aは本発明の実施形態例に係る表示装置の概略平面図である。Bは本発明の実施形態例に係る表示装置の表示態様を説明する概略構成図である。A is a schematic plan view of a display device according to an embodiment of the present invention. B is a schematic configuration diagram illustrating a display mode of a display device according to an exemplary embodiment of the present invention. Aは本発明の実施形態例に係る表示装置の概略平面図である。Bは本発明の実施形態例に係る表示装置の表示態様を説明する概略構成図である。A is a schematic plan view of a display device according to an embodiment of the present invention. B is a schematic configuration diagram illustrating a display mode of a display device according to an exemplary embodiment of the present invention. Aは本発明の実施形態例に係る表示装置の概略平面図である。Bは本発明の実施形態例に係る表示装置の表示態様を説明する概略構成図である。A is a schematic plan view of a display device according to an embodiment of the present invention. B is a schematic configuration diagram illustrating a display mode of a display device according to an exemplary embodiment of the present invention. Aは本発明の実施形態例に係る表示装置の概略平面図である。Bは本発明の実施形態例に係る表示装置の表示態様を説明する概略構成図である。A is a schematic plan view of a display device according to an embodiment of the present invention. B is a schematic configuration diagram illustrating a display mode of a display device according to an exemplary embodiment of the present invention.

1.光源、2.レンズ、3.焦点調整部、4.光出力センサー、5.マウント部、11.基板、12.活性層、13.ヒートスプレッダー、21.情報信号記憶部、22.切替部、23.反転処理部、24.演算回路、25.ロウ信号制御部、26.カラム信号制御部、27.光出力センサー信号検出部、28.輝度補正データ記憶部、31.電極、32.絶縁層、33.撥水コート、34.導電性液体、35.電圧印加部、36A.基板、36B.基板、37.隔壁、38.絶縁性液体、39.スペーサ、41.配線、51.配線、101〜103.レーザ装置、201〜203.シリンドリカルレンズ、301〜303.可変焦点レンズ、500.表示装置、500S.表示面、501.スクリーン、540.駆動部   1. 1. light source; Lens, 3. 3. Focus adjustment unit 4. light output sensor; 10. mount part; Substrate, 12. Active layer, 13. Heat spreader, 21. Information signal storage unit, 22. Switching unit, 23. Inversion processing unit, 24. Arithmetic circuit, 25. Low signal control unit, 26. Column signal controller, 27. Light output sensor signal detection section, 28. Brightness correction data storage unit 31. Electrodes, 32. Insulating layer, 33. Water repellent coat, 34. Conductive liquid, 35. Voltage application section, 36A. Substrate, 36B. Substrate, 37. Partition, 38. Insulating liquid, 39. Spacers, 41. Wiring, 51. Wiring 101-103. Laser device 201-203. Cylindrical lens, 301-303. Variable focus lens, 500. Display device, 500S. Display surface 501. Screen, 540. Drive part

Claims (5)

光源にレーザ装置が用いられ、
情報に対応して駆動電流を前記レーザ装置に入力する制御部が備えられ、
前記光源から出射される光の光路上に、可変焦点レンズより成る焦点調整部が設けられて成る
ことを特徴とする表示装置。
A laser device is used as the light source,
A control unit for inputting a drive current to the laser device corresponding to the information;
A display device comprising: a focus adjusting unit including a variable focus lens on an optical path of light emitted from the light source.
前記光源をレーザ発振の閾値電流未満で駆動する場合は前記表示装置の表示面に情報光が直接表示され、
前記光源をレーザ発振の閾値電流以上で駆動してレーザ発光させる場合は外部に情報光が投射されて表示される
ことを特徴とする請求項1記載の表示装置。
When the light source is driven below the laser oscillation threshold current, information light is directly displayed on the display surface of the display device,
The display device according to claim 1, wherein when the light source is driven at a laser oscillation threshold current or more to emit laser light, information light is projected to the outside and displayed.
前記光源をレーザ発光させて情報光が外部に投射される場合において、前記情報光を左右反転して投射させる反転処理部が設けられて成る
ことを特徴とする請求項2記載の表示装置。
The display device according to claim 2, further comprising: an inversion processing unit configured to project the information light by reversing left and right when the information light is projected to the outside by causing the light source to emit laser light.
前記光源から出射される光の出力を検出する光出力センサーが設けられて成る
ことを特徴とする請求項1記載の表示装置。
The display device according to claim 1, further comprising a light output sensor that detects an output of light emitted from the light source.
前記表示装置に、前記情報光が出射される方向を変位する駆動部が設けられて成る
ことを特徴とする請求項1記載の表示装置。
The display device according to claim 1, wherein the display device is provided with a drive unit that displaces a direction in which the information light is emitted.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111948869A (en) * 2019-05-15 2020-11-17 群创光电股份有限公司 Display device and method for controlling the same
CN115278103A (en) * 2022-09-26 2022-11-01 合肥岭雁科技有限公司 Security monitoring image compensation processing method and system based on environment perception

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03186027A (en) * 1989-12-15 1991-08-14 Japan Aviation Electron Ind Ltd Connection switching system for optical network
JPH0897778A (en) * 1994-09-21 1996-04-12 Sony Corp Optical communication device
JPH11305710A (en) * 1998-04-20 1999-11-05 Sony Corp Light modulation method and device, and image projection method and device
JP2000068943A (en) * 1998-08-17 2000-03-03 Hitachi Ltd Optical transmission equipment
JP2003043975A (en) * 2001-07-26 2003-02-14 Ricoh Co Ltd Optical scanning image display device and image display method thereof
JP2004070298A (en) * 2002-06-10 2004-03-04 Sony Corp Image projection device and image projection method
JP2004233524A (en) * 2003-01-29 2004-08-19 Seiko Epson Corp projector

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03186027A (en) * 1989-12-15 1991-08-14 Japan Aviation Electron Ind Ltd Connection switching system for optical network
JPH0897778A (en) * 1994-09-21 1996-04-12 Sony Corp Optical communication device
JPH11305710A (en) * 1998-04-20 1999-11-05 Sony Corp Light modulation method and device, and image projection method and device
JP2000068943A (en) * 1998-08-17 2000-03-03 Hitachi Ltd Optical transmission equipment
JP2003043975A (en) * 2001-07-26 2003-02-14 Ricoh Co Ltd Optical scanning image display device and image display method thereof
JP2004070298A (en) * 2002-06-10 2004-03-04 Sony Corp Image projection device and image projection method
JP2004233524A (en) * 2003-01-29 2004-08-19 Seiko Epson Corp projector

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111948869A (en) * 2019-05-15 2020-11-17 群创光电股份有限公司 Display device and method for controlling the same
CN111948869B (en) * 2019-05-15 2025-02-18 群创光电股份有限公司 Display device and method for controlling the same
CN115278103A (en) * 2022-09-26 2022-11-01 合肥岭雁科技有限公司 Security monitoring image compensation processing method and system based on environment perception

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