JPH0784207A - 発光素子アレイ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 光量シェーディングをなくした高画質な表示
装置を実現する発光素子アレイ装置を提供することを目
的とする。 【構成】 少なくとも発光素子アレイ２２をその内部に
収容し、この発光素子アレイ２２からの放射束を通過さ
せる開口部を有したハウジング２０，２６，２７と、こ
の開口部を覆うカバーガラス２８とからなる発光素子ア
レイ装置２において、このカバーガラス２８に反射防止
処理を施すと共に、スリット２９の長手方向両端部が中
心部より幅が広くなった遮光部材３０を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高輝度高解像度のビデ
オプロジェクタ等に使用される空間光変調素子への書き
込み光源等に用いられる発光素子アレイ装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】高密度に発光素子を集積した発光素子ア
レイ装置としては、従来より例えば、プリンタ用に用い
られているものがある。この発光素子アレイ装置は、例
えば、発光素子を直線状にアレイとして多数個配置する
と共に、このアレイに平行して駆動用のドライバＩＣを
近接して設けたものをパッケージに収容して構成されて
いる。また、この発光素子アレイ装置は、プリントヘッ
ドとして、プリンタにおける感光体の表面に近接して設
けられるため、各発光素子から放射された光を感光体表
面に集光するためのロッドレンズアレイが、発光素子ア
レイと感光体の間に介在するようにパッケージに一体に
形成された構成となっている。

【０００３】以上のように形成された発光素子アレイ装
置に若干の改良を加えることにより、光書き込み型空間
光変調素子を用いた表示装置の書き込み光源として利用
できる。 図３は、後述する図１及び図４の発光素子ア
レイ装置が使用される表示装置の概略の構成を示す構成
図である。以下、図３を参照してこの表示装置の構成に
ついて説明する。同図において１は、反射型の空間光変
調素子であり、公知のように、対向する書き込み側透明
電極と読み出し側透明電極との間に光導電層と誘電体ミ
ラー層と光変調層としての液晶層とを少なくとも積層し
て構成されている。２は、直線状に配列された複数個の
発光素子や、これらの発光素子を駆動するためのドライ
バＩＣ等を収納して構成されている発光素子アレイ装置
である。この発光素子アレイ装置２における各発光素子
が、画像情報により変調されて所定期間同時に発光する
と、各発光素子から放射された光は、光偏向駆動装置３
によって駆動される揺動ミラー４に入射して反射され、
結像レンズ５に導かれて空間光変調素子１の光導電層上
に各発光素子の発光強度に応じた照度の像が形成され
る。これにより、光導電層の電気抵抗値は、それぞれ照
射された光量に応じて変化し、光導電層と誘電体ミラー
との境界には電荷像が形成されて、液晶層にはこの電荷
像による電界が印加されることになる。

【０００４】一方、読み出し光源６から放射された可視
域の読み出し光が偏向ビームスプリッタ７に入射する
と、この読み出し光のうちのＳ偏光光成分が偏光ビーム
スプリッタ７で空間光変調素子１の読み出し側の方へ反
射され、空間光変調素子１の読み出し側透明電極から入
射される。読み出し側透明電極から入射した読み出し光
は、液晶層を通過して誘電体ミラー層に達し、誘電体ミ
ラー層で反射されて再び液晶層を通過する。この際、前
記したように、液晶層には電荷像による電界が印加され
ており、液晶層はこの電界の強度に応じてその配向状態
が変化しているため、液晶層を往復した読み出し光は直
線的に配列されている画素情報と対応して偏光面の状態
が変化したものになっている。このようにして空間光変
調素子１から射出した偏光面の状態が変化した読み出し
光は偏光ビームスプリッタ７に再び入射し、偏光ビーム
スプリッタ７で前記偏光面の状態が変化した読み出し光
のＰ偏光光成分が透過され、投影レンズ８によりスクリ
ーン９に直線的に配列された複数個の光点として結像さ
れるものである。

【０００５】図４は、従来の発光素子アレイ装置の一例
を示す切断斜視図である。同図において、符号２０は、
発光素子アレイ装置４２の基台であり放熱作用を考慮し
てアルミニウムで形成すると共にその外部に露出する表
面は黒色の梨地処理が施されている。この基台２０の中
央凹部には、発光素子が複数個直線状に配列された発光
素子アレイ２２と、この発光素子アレイ２２を駆動する
ためのドライバＩＣ２３とが実装された基板２１が収容
されるようになっている。また、この基板２１にはフレ
キシブル基板２４が接続されておりドライバＩＣ２３と
図示しない信号回路とを接続するように構成されてい
る。そして、この基板２１は、フレキシブル基板２４と
共に、その長手方向に垂直な方向の両端部を圧接ラバー
２５を介してクランパ２６を基台２０にネジ止めするこ
とにより挟持固定されている。また、基板２１の長手方
向の両端（図４は切断図であるため一方の端部のみ図
示。）には、スペーサ２７が同様に基台２０にネジ止め
されて、クランパ２６と共に発光素子アレイ２２の周囲
を取り囲むようになっている。

【０００６】ここで、これらのクランパ２６及びスペー
サ２７は基台２０と同様にその表面は黒色の梨地処理が
施されると共に、基台２０に取り付けられた状態で同一
平面を形成する段部２６ａ，２７ａが設けられている。
そして、この段部２６ａ，２７ａには、カバーガラス２
８が載置され接着剤で固定される構成になっている。カ
バーガラス２８の表裏両面には反射防止膜処理が施され
ると共に、その裏面に、発光素子アレイと平行して、そ
の真上に所定幅のスリット３９を有して黒色の梨地処理
が施された遮光部材４０が設けられている。

【０００７】ここで、施された黒色の梨地処理と、反射
防止膜処理は、あらゆる反射を防止し、発光素子アレイ
２２から放射される光束の内、空間光変調素子１への書
き込みに寄与する有効光束のみを通過せしめるもので、
空間光変調素子１の光導電層に至るノイズとしての光を
大幅に軽減してコントラスト低下等の画質劣化を防止す
るものである。また、遮光部材４０は、金属または有機
物を蒸着、エッチング等でつけたものや、塗料をつけた
もの、また、黒色の紙、布、フィルタ等を貼ったものな
どが用いられ、カバーガラス２８の表面、または裏面、
または表裏両面に設けられる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したよ
うな構成の発光素子アレイ装置４２によれば、光学系を
用いて空間光変調素子１の光導電層に発光面の像を結像
させる場合、発光素子アレイ２２の放射が中心と周辺で
一様であっても、結像光学系は普通レンズの口径食やコ
サイン４乗則で知られるような周辺光量劣化が生じるた
め、結像面上の中心部と両端部で光量シェーディングが
発生し、読み出し光の投影像においてもスクリーン９上
にシェーディングが生じてしまうという問題があった。
また、このシェーディングを電気的に補正する方法とし
て、発光素子アレイ２２の駆動回路装置において、発光
素子アレイ２２の発光状態を両端部に比べ、中心部を弱
くするという方法が考えられる。しかし例えば発光素子
の発光量をデジタル的な駆動で行う場合、補正に対して
十分なビット数を与えないと滑らかな補正が得られない
という問題があった。そこで、本発明は、上記の点に着
目されてなされたものであって、光量シェーディングを
なくした高画質な表示装置を実現する発光素子アレイ装
置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の発光素子アレイ
は、少なくとも、発光素子アレイをその内部に収容し該
発光素子アレイからの放射光束を通過せしめる開口部を
有してなるハウジングと、該開口部を閉塞する窓部材
と、該窓部材に設けた、該放射光束中の有効な光束のみ
を通過せしめる該発光素子アレイと平行なスリットを有
する遮光部材とからなる発光素子アレイ装置において、
該スリット及び／又は該窓部材によって、該スリット及
び該窓部材を通過する光量を、該スリット長手方向にお
いて異なるようにして構成することにより、前述の目的
を達成するものである。

【００１０】また、本発明の発光素子アレイ装置は、上
述のような発光素子アレイ装置において、該スリット及
び／又は該窓部材によって、該スリット及び該窓部材を
通過する光量を、可変として構成することにより、前述
の目的を達成するものである。

【００１１】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の一実施例につ
いて説明する。なお従来例において説明した部分と同様
の構成部分、または従来例と対応する構成部分には、同
様の符号を用いてその説明を省略することがある。図１
は、本発明の発光素子アレイ装置の一実施例を示す切断
斜視図である。同図において、本発明の発光素子アレイ
装置２は、大略、上述した従来例と同様であるが、３０
は遮光部材でスリット２９を有し、スリット２９の幅
は、前記結像レンズ５による周辺光量劣化を補正するよ
うに設定し、長手方向両端部の幅に比べて中心部の幅が
狭くなっている点が異なる。本実施例の発光素子アレイ
装置２は以上のような構成とされているため、この発光
素子アレイ装置２を図３で示した表示装置に使用した場
合には、発光素子から放射された光（書き込み光）は、
発光素子アレイ装置２近傍上方では、スリット２９の長
手方向両端部の幅に比べて中心部の幅が狭いため、両端
部の方が光は強い。しかし、結像レンズ５に導かれて空
間光変調素子１上に結像される際、レンズの周辺光量劣
化により、空間光変調素子１上では両端部と中心部の光
量が均一になって結像される。従って、書き込み光の光
量シェーディングが原因として生じるスクリーン上の投
影像のシェーディングは良好に補正される。

【００１２】次に、本発明の他の実施例について説明す
る。本実施例の構成は、大略、上述した従来例と同様で
あるが、、従来例のカバーガラス２８に代えて、結像レ
ンズ５による周辺光量劣化を補正するような、スリット
の長手方向両端部における透過率に比べてスリットの中
心部における透過率が低く設定してある窓部材を用いた
点が異なる。図２は本発明の発光素子アレイ装置の他の
実施例における窓部材の光透過率分布を示す図であり、
縦軸は光透過率で、横軸はスリット長手方向である。こ
の窓部材は、例えば、金属薄膜を真空蒸着によりコーテ
ィングされて、図２のような透過率分布をもつＮＤフィ
ルターを用いることができる。本実施例の発光素子アレ
イ装置は以上のような構成とされているため、この発光
素子アレイ装置を図３で示した表示装置に使用した場合
には、発光素子から放射された光（書き込み光）は、発
光素子アレイ装置近傍上方では、スリットの両端部にお
ける窓部材の透過率に比べて中心部における窓部材の透
過率が小さいため、両端部の方が光は強い。しかし、結
像レンズ５に導かれて空間光変調素子１上に結像される
際、レンズの周辺光量劣化により、空間光変調素子１上
では両端部と中心部の光量が均一になって結像される。
従って、書き込み光の光量シェーディングが原因として
生じるスクリーン上の投影像のシェーディングは良好に
補正される。

【００１３】なお、本発明は、上記実施例に限るもので
はない。例えば、上記実施例の遮光部材に代えて、スリ
ットの形状を可変とする遮光部材を用いてもよい。スリ
ットの形状を可変とする方法としては、例えば機械的な
シャッタを窓部材に設けてスリットの形状を可変とすれ
ばよい。また、細かく分離された複数の液晶シャッタを
設け、これをそれぞれ駆動してスリットの形状を可変と
するようにしてもよい。このように構成すれば、スリッ
トを通過する光量を任意に変えられるので、レンズによ
る周辺光量比の補正をすることができ、かつ、補正量を
任意に変更することもできる。

【００１４】また、例えば、実施例の窓部材を、スリッ
トにおいて透過率可変な窓部材として、スリット及び窓
部材を通過する光量を可変とするようにしてもよい。透
過率可変の窓部材としては、例えば液晶（ＴＮ液晶、高
分子液晶複合膜等）を用いることができる。この窓部材
を発光素子アレイの発光面の近傍に設ける場合は、各発
光素子ごとに窓部材として液晶シャッタを形成し、各発
光素子から放射される光束の透過量を変調する。この場
合は光学系の周辺光量比の補正のみならず、発光素子の
発光出力のバラツキの補正もすることができる。発光出
力のバラツキや周辺光量比の補正は初期の設定を保持す
ればよいため液晶の応答性も問題にならない。また、発
光素子側で周辺光量比やバラツキを補正する必要がなく
なるため発光素子における多階調の表現が容易になると
共に、液晶シャッタ駆動回路も高速性は要求されないた
め多階調の補正を行うことも容易である。また、発光素
子に対する窓部材の位置を、書き込みレンズの発光素子
側の焦点深度（数十μm 程度）より十分大きい距離（数
mm程度）離して設定した場合、不要光の影響が少なく、
周辺光量比を補正し、補正量の変更もできる。

【００１５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の発光素子
アレイ装置によれば、光量シェーディングを補正し、高
画質の表示装置を実現することが可能となるものであ
る。また、発光素子アレイ装置からの有効な光束の光量
を任意に可変とすることで、発光素子出力のバラツキを
抑え、光量シェーディングを補正し、またこの補正量の
変更もでき、より高画質の表示装置を実現することが可
能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の発光素子アレイ装置の一実施例を示す
切断斜視図である。

【図２】本発明の発光素子アレイ装置の他の実施例にお
ける窓部材の光透過率分布を示す図である。

【図３】本発明の発光素子アレイ装置が使用される表示
装置の概略の構成を示す構成図である。

【図４】従来の発光素子アレイ装置の一例を示す切断斜
視図である。

【符号の説明】

１ 空間光変調素子 ２ 発光素子アレイ装置 ５ 結像レンズ ６ 読み出し光源 ８ 投影レンズ ９ スクリーン ２０ 基台（ハウジング） ２２ 発光素子アレイ ２６ クランパ（ハウジング） ２７ スペーサ（ハウジング） ２８ カバーガラス（窓部材） ２９ スリット ３０ 遮光部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 根岸 一郎 神奈川県横浜市神奈川区守屋町３丁目12番 地 日本ビクター株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】少なくとも、発光素子アレイをその内部に
   収容し該発光素子アレイからの放射光束を通過せしめる
   開口部を有してなるハウジングと、該開口部を閉塞する
   窓部材と、該窓部材に設けた、該放射光束中の有効な光
   束のみを通過せしめる該発光素子アレイと平行なスリッ
   トを有する遮光部材とからなる発光素子アレイ装置にお
   いて、 該スリット及び／又は該窓部材によって、該スリット及
   び該窓部材を通過する光量を、該スリット長手方向にお
   いて異なるようにしたことを特徴とする発光素子アレイ
   装置。
2. 【請求項２】少なくとも、発光素子アレイをその内部に
   収容し該発光素子アレイからの放射光束を通過せしめる
   開口部を有してなるハウジングと、該開口部を閉塞する
   窓部材と、該窓部材に設けた、該放射光束中の有効な光
   束のみを通過せしめる該発光素子アレイと平行なスリッ
   トを有する遮光部材とからなる発光素子アレイ装置にお
   いて、 該スリット及び／又は該窓部材によって、該スリット及
   び該窓部材を通過する光量を、可変としたことを特徴と
   する発光素子アレイ装置。