JPH095778A - 空間光変調素子 - Google Patents
空間光変調素子Info
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- JPH095778A JPH095778A JP7157524A JP15752495A JPH095778A JP H095778 A JPH095778 A JP H095778A JP 7157524 A JP7157524 A JP 7157524A JP 15752495 A JP15752495 A JP 15752495A JP H095778 A JPH095778 A JP H095778A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、入力画像の一部分に高輝度領域が
存在する場合にも周辺のコントラストの低下を抑制する
空間光変調素子を提供することを目的とする。 【構成】 光変調層８と光反射層５と光導電層４を挟持
する２枚のガラス基板２と、光導電層側のガラス基板表
面に固定された透光板９と、ガラス基板２と透光板９の
間に配置される少なくとも１種類の透光性媒質１０を具
備し、透光板９のガラス基板２から遠い面の少なくとも
一部領域が凹面であり、透光板９の有効光束が通過しな
い領域に光吸収材１１を、有効光束が通過する領域に反
射防止膜１２を具備する構成である。
存在する場合にも周辺のコントラストの低下を抑制する
空間光変調素子を提供することを目的とする。 【構成】 光変調層８と光反射層５と光導電層４を挟持
する２枚のガラス基板２と、光導電層側のガラス基板表
面に固定された透光板９と、ガラス基板２と透光板９の
間に配置される少なくとも１種類の透光性媒質１０を具
備し、透光板９のガラス基板２から遠い面の少なくとも
一部領域が凹面であり、透光板９の有効光束が通過しな
い領域に光吸収材１１を、有効光束が通過する領域に反
射防止膜１２を具備する構成である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、大画面テレビジョンな
どに用いられる空間光変調素子に関する。
どに用いられる空間光変調素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、光導電層と光変調層とを組み合わ
せた空間光変調素子を用いた投写型ディスプレイの開発
が盛んである（テレビジョン学会技術報告、１７巻、第
１０号１１−１５頁、１９９３年））。空間光変調素子
の一般的構造を図６に示す。この空間光変調素子６１
は、透明導電性電極３、３’付きのガラス基板２、２’
により、光導電層４、光反射層５、光変調層８を挟んだ
構造である。光反射層５の間の光導電層４をエッチング
し、光吸収層７を形成している。従来の空間光変調素子
６１では、光導電層４に書き込み光１５が入力される
と、その２次元光強度分布に応じて、光変調層８に印加
される電圧が変化し、光変調層８がスイッチングする。
その結果読み出し光２２が変調され、光反射層５により
反射後出力される。光吸収層７は強い読み出し光２２が
光反射層５の間から光導電層４に入力されるのを防ぐた
めのものである。
せた空間光変調素子を用いた投写型ディスプレイの開発
が盛んである（テレビジョン学会技術報告、１７巻、第
１０号１１−１５頁、１９９３年））。空間光変調素子
の一般的構造を図６に示す。この空間光変調素子６１
は、透明導電性電極３、３’付きのガラス基板２、２’
により、光導電層４、光反射層５、光変調層８を挟んだ
構造である。光反射層５の間の光導電層４をエッチング
し、光吸収層７を形成している。従来の空間光変調素子
６１では、光導電層４に書き込み光１５が入力される
と、その２次元光強度分布に応じて、光変調層８に印加
される電圧が変化し、光変調層８がスイッチングする。
その結果読み出し光２２が変調され、光反射層５により
反射後出力される。光吸収層７は強い読み出し光２２が
光反射層５の間から光導電層４に入力されるのを防ぐた
めのものである。
【０００３】この空間光変調素子を用いて構成された画
像表示装置を図７に示す。光源２３からの読み出し光２
２は空間光変調素子６１の光変調層８側から入射され、
光変調層８による変調を受け、反射層５により反射され
た後、再び光変調層８を通過し出力される。出力光２４
は可視化手段２５を通して可視化され、投写レンズ２６
によりスクリーン２７上に拡大投写される。空間光変調
素子６１の光導電層４には、アモルファスシリコン（以
下ａ−ＳｉＣと略記する）、光変調層８としてはネマチ
ック型液晶、強誘電性液晶（以下ＦＬＣと略記する）な
どの液晶材料が用いられている。画像源１３としては、
ブラウン管（以下ＣＲＴと略記する）、薄膜トランジス
タ駆動型液晶ディスプレイ（以下、ＴＦＴ−ＬＣＤと略
記する）等の自発光デバイス若しくは非発光デバイスが
用いられ、これらの出力画像を書き込み光１５として書
き込みレンズ１４により光導電層４に結像させることで
空間光変調素子６１への画像入力を行う。可視化手段２
５としては、偏光ビームスプリッタ（以下ＰＢＳと略記
する）が、光源としてはメタルハライドランプ、キセノ
ンランプ等が用いられている。
像表示装置を図７に示す。光源２３からの読み出し光２
２は空間光変調素子６１の光変調層８側から入射され、
光変調層８による変調を受け、反射層５により反射され
た後、再び光変調層８を通過し出力される。出力光２４
は可視化手段２５を通して可視化され、投写レンズ２６
によりスクリーン２７上に拡大投写される。空間光変調
素子６１の光導電層４には、アモルファスシリコン（以
下ａ−ＳｉＣと略記する）、光変調層８としてはネマチ
ック型液晶、強誘電性液晶（以下ＦＬＣと略記する）な
どの液晶材料が用いられている。画像源１３としては、
ブラウン管（以下ＣＲＴと略記する）、薄膜トランジス
タ駆動型液晶ディスプレイ（以下、ＴＦＴ−ＬＣＤと略
記する）等の自発光デバイス若しくは非発光デバイスが
用いられ、これらの出力画像を書き込み光１５として書
き込みレンズ１４により光導電層４に結像させることで
空間光変調素子６１への画像入力を行う。可視化手段２
５としては、偏光ビームスプリッタ（以下ＰＢＳと略記
する）が、光源としてはメタルハライドランプ、キセノ
ンランプ等が用いられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】画像を評価する上でコ
ントラストは重要なパラメータである。図６に示したよ
うな従来の空間光変調素子を用いた画像表示装置のコン
トラストを決定する要因としては、画像入力源のコント
ラスト、空間光変調素子の光変調特性、可視化手段の偏
光分離度等が考えられていた。しかしながら各々の特性
が改善されてきたにもかかわらず、実際の画像のコント
ラストは低いままであった。特に暗い背景に高輝度領域
が存在するような画像を表示する場合には、本来暗いは
ずの背景までもが明るくなり、しかも高輝度領域の割合
が大きく、明るくなるほど全体のコントラストが低下す
るという問題があった。
ントラストは重要なパラメータである。図６に示したよ
うな従来の空間光変調素子を用いた画像表示装置のコン
トラストを決定する要因としては、画像入力源のコント
ラスト、空間光変調素子の光変調特性、可視化手段の偏
光分離度等が考えられていた。しかしながら各々の特性
が改善されてきたにもかかわらず、実際の画像のコント
ラストは低いままであった。特に暗い背景に高輝度領域
が存在するような画像を表示する場合には、本来暗いは
ずの背景までもが明るくなり、しかも高輝度領域の割合
が大きく、明るくなるほど全体のコントラストが低下す
るという問題があった。
【０００５】種々の検討の結果、この原因は空間光変調
素子６１内部での書き込み光の多重反射であることが明
らかになった。図８に示すように、ＣＲＴ１３の任意の
一点が発光している場合を考える。この点像は書き込み
レンズ１４により空間光変調素子６１の光導電層４に結
像されるが、入力光１５はガラス基板２と透明導電性電
極３の界面、さらに透明導電性電極３と光導電層４の界
面でその一部が反射される。入射角とほぼ等しい反射角
で反射された内部反射光１６の大部分は、ガラス基板２
から外部へ出力されるが、入射角よりも大きい反射角で
反射された内部反射光１７の一部もしくは全ては、ガラ
ス基板２と外部空気との界面で再度反射され、入力画像
に対応しない周辺の光導電層４に入射するため、周辺が
若干明るくなり画像のコントラストが低下していた。
素子６１内部での書き込み光の多重反射であることが明
らかになった。図８に示すように、ＣＲＴ１３の任意の
一点が発光している場合を考える。この点像は書き込み
レンズ１４により空間光変調素子６１の光導電層４に結
像されるが、入力光１５はガラス基板２と透明導電性電
極３の界面、さらに透明導電性電極３と光導電層４の界
面でその一部が反射される。入射角とほぼ等しい反射角
で反射された内部反射光１６の大部分は、ガラス基板２
から外部へ出力されるが、入射角よりも大きい反射角で
反射された内部反射光１７の一部もしくは全ては、ガラ
ス基板２と外部空気との界面で再度反射され、入力画像
に対応しない周辺の光導電層４に入射するため、周辺が
若干明るくなり画像のコントラストが低下していた。
【０００６】このような反射光１７が生じる原因として
は、透明導電性電極３、光導電層４の界面に存在する若
干の凹凸による散乱効果が考えられる。また、きわめて
強い読み出し光を空間光変調素子に与える場合には、光
反射層５の間の透明導電性電極３上に遮光層を形成する
ことで、読み出し光の一部が空間光変調素子の裏面へ貫
通するのを防ぐ構造も考えられるが、この場合には、周
期性を有する遮光層の回折作用によっても反射角の大き
い反射光成分が生じると考えられる。
は、透明導電性電極３、光導電層４の界面に存在する若
干の凹凸による散乱効果が考えられる。また、きわめて
強い読み出し光を空間光変調素子に与える場合には、光
反射層５の間の透明導電性電極３上に遮光層を形成する
ことで、読み出し光の一部が空間光変調素子の裏面へ貫
通するのを防ぐ構造も考えられるが、この場合には、周
期性を有する遮光層の回折作用によっても反射角の大き
い反射光成分が生じると考えられる。
【０００７】ガラス基板２に反射防止膜を付けても、ガ
ラス基板２と外部空気との界面における内部反射光の再
反射を完全に抑えることはできないようである。一般に
屈折率が大きい媒質から小さい媒質へ光線が入射する場
合では、入射角が大きくなるに従って界面での反射率が
大きくなり、臨界角を越えた入射光線は全反射される。
空間光変調素子６１の内部反射光の一部１７が、臨界角
に近い入射角でガラス基板２に入射する場合には、ガラ
ス基板２に反射防止膜を付けていても反射光の一部若し
くは全てが空間光変調素子に再度入射する。
ラス基板２と外部空気との界面における内部反射光の再
反射を完全に抑えることはできないようである。一般に
屈折率が大きい媒質から小さい媒質へ光線が入射する場
合では、入射角が大きくなるに従って界面での反射率が
大きくなり、臨界角を越えた入射光線は全反射される。
空間光変調素子６１の内部反射光の一部１７が、臨界角
に近い入射角でガラス基板２に入射する場合には、ガラ
ス基板２に反射防止膜を付けていても反射光の一部若し
くは全てが空間光変調素子に再度入射する。
【０００８】本発明は上記課題を解決し、高輝度な領域
を一部含む画像の高コントラストな表示が可能な空間光
変調素子を提供することを目的とする。
を一部含む画像の高コントラストな表示が可能な空間光
変調素子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】上記目的を達成するた
め、本発明の空間光変調素子の第１の構成は、光変調層
と光反射層と光導電層を挟持する２枚のガラス基板と、
前記光導電層側のガラス基板表面に固定された透光板
と、前記ガラス基板と前記透光板の間に配置される少な
くとも１種類の透光性媒質を具備し、前記透光板の前記
ガラス基板から遠い面の少なくとも一部領域が凹面であ
り、前記透光板の有効光束が通過しない領域に光吸収手
段を、有効光束が通過する領域に反射防止膜を具備する
ことを特徴とする。
め、本発明の空間光変調素子の第１の構成は、光変調層
と光反射層と光導電層を挟持する２枚のガラス基板と、
前記光導電層側のガラス基板表面に固定された透光板
と、前記ガラス基板と前記透光板の間に配置される少な
くとも１種類の透光性媒質を具備し、前記透光板の前記
ガラス基板から遠い面の少なくとも一部領域が凹面であ
り、前記透光板の有効光束が通過しない領域に光吸収手
段を、有効光束が通過する領域に反射防止膜を具備する
ことを特徴とする。
【００１０】また、本発明の空間光変調素子の第２の構
成は、光変調層と光反射層と光導電層を挟持する２枚の
ガラス基板と、前記光導電層側のガラス基板表面に固定
された透光板と、前記ガラス基板と前記透光板の間に配
置される少なくとも１種類の透光性媒質を具備し、前記
透光板の前記ガラス基板から遠い面の少なくとも一部領
域が凹面であり、前記透光板の前記ガラス基板から近い
面の少なくとも一部領域が凸面であり、前記透光板の有
効光束が通過しない領域に光吸収手段を、有効光束が通
過する領域に反射防止膜を具備することを特徴とする。
成は、光変調層と光反射層と光導電層を挟持する２枚の
ガラス基板と、前記光導電層側のガラス基板表面に固定
された透光板と、前記ガラス基板と前記透光板の間に配
置される少なくとも１種類の透光性媒質を具備し、前記
透光板の前記ガラス基板から遠い面の少なくとも一部領
域が凹面であり、前記透光板の前記ガラス基板から近い
面の少なくとも一部領域が凸面であり、前記透光板の有
効光束が通過しない領域に光吸収手段を、有効光束が通
過する領域に反射防止膜を具備することを特徴とする。
【００１１】この場合、前記透光性媒質の少なくとも１
種類は液体であることが望ましい。また、前記透光性媒
質の少なくとも一部が放熱手段に接することが望まし
い。また、前記透光板から前記光導電層側のガラス基板
までの有効光束が通過する領域に於て、隣接する２つの
物質の屈折率差がすべて０．３以下であることが望まし
い。
種類は液体であることが望ましい。また、前記透光性媒
質の少なくとも一部が放熱手段に接することが望まし
い。また、前記透光板から前記光導電層側のガラス基板
までの有効光束が通過する領域に於て、隣接する２つの
物質の屈折率差がすべて０．３以下であることが望まし
い。
【００１２】また、本発明の空間光変調素子の第３の構
成は、光導電層と光反射層とを形成された透光板と、ガ
ラス基板と、前記透光板と前記ガラス基板により挟持さ
れた光変調層を具備し、前記透光板の前記光導電層から
遠い面の少なくとも一部領域が凹面であり、前記透光板
の有効光束が通過しない領域に光吸収手段を、有効光束
が通過する領域に反射防止膜を具備することを特徴とす
る。
成は、光導電層と光反射層とを形成された透光板と、ガ
ラス基板と、前記透光板と前記ガラス基板により挟持さ
れた光変調層を具備し、前記透光板の前記光導電層から
遠い面の少なくとも一部領域が凹面であり、前記透光板
の有効光束が通過しない領域に光吸収手段を、有効光束
が通過する領域に反射防止膜を具備することを特徴とす
る。
【００１３】
【作用】本発明の空間光変調素子は、光導電層側のガラ
ス基板に凹面を有する透光板を具備する構成によって、
空間光変調素子内部の反射光が透光板の凹面で全反射し
ても、透光板に設置された光吸収手段により大部分の反
射光を吸収させることで光導電層側へ戻る反射光の割合
を小さくする。その結果、画像の一部に高輝度領域が存
在しても周辺のコントラストの低下を抑制する。
ス基板に凹面を有する透光板を具備する構成によって、
空間光変調素子内部の反射光が透光板の凹面で全反射し
ても、透光板に設置された光吸収手段により大部分の反
射光を吸収させることで光導電層側へ戻る反射光の割合
を小さくする。その結果、画像の一部に高輝度領域が存
在しても周辺のコントラストの低下を抑制する。
【００１４】また、ガラス基板と透光板の間に設けられ
た透光性媒質を、エチレングリコール、ジエチレングリ
コール、グリセリン、プロピレングリコール等の液体と
することで、強い読み出し光にさらされる空間光変調素
子の温度上昇を抑制する。このとき、透光性媒質が放熱
手段に接することにより、空間光変調素子の温度上昇を
より一層抑えるものである。
た透光性媒質を、エチレングリコール、ジエチレングリ
コール、グリセリン、プロピレングリコール等の液体と
することで、強い読み出し光にさらされる空間光変調素
子の温度上昇を抑制する。このとき、透光性媒質が放熱
手段に接することにより、空間光変調素子の温度上昇を
より一層抑えるものである。
【００１５】また、一般に屈折率の異なる物質の界面で
の反射率を小さくするためには、屈折率差を小さくすれ
ば良いことが知られている。２つの物質の屈折率の平均
をガラス、光学樹脂等の屈折率である１．５とすると、
屈折率差が０．３以下であれば、界面での反射率を約１
％程度に抑えることができ、空間光変調素子の内部界面
の反射光がコントラストへ与える影響を小さくできる。
の反射率を小さくするためには、屈折率差を小さくすれ
ば良いことが知られている。２つの物質の屈折率の平均
をガラス、光学樹脂等の屈折率である１．５とすると、
屈折率差が０．３以下であれば、界面での反射率を約１
％程度に抑えることができ、空間光変調素子の内部界面
の反射光がコントラストへ与える影響を小さくできる。
【００１６】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しながら
説明する。
説明する。
【００１７】（実施例１）図１に本発明の一実施例で構
成した空間光変調素子の断面図を示す。この空間光変調
素子１では、ガラス基板２に透明導電性電極３、光導電
層４、光反射層５を形成し、光反射層５間の光導電層４
をエッチングして溝構造を形成した後、光吸収層７を成
膜している。光反射層５の間の溝間に遮光層を形成する
ことで、読み出し光の一部が空間光変調素子１の裏面へ
貫通することを防いだ構造も考えられる。
成した空間光変調素子の断面図を示す。この空間光変調
素子１では、ガラス基板２に透明導電性電極３、光導電
層４、光反射層５を形成し、光反射層５間の光導電層４
をエッチングして溝構造を形成した後、光吸収層７を成
膜している。光反射層５の間の溝間に遮光層を形成する
ことで、読み出し光の一部が空間光変調素子１の裏面へ
貫通することを防いだ構造も考えられる。
【００１８】本実施例の空間光変調素子１では、ガラス
基板２と透明導電性電極３’を形成したガラス基板２’
により光変調層８を挟持させ、ガラス基板２上に平凹レ
ンズからなる透光板９を透光性媒質１０で接着させてい
る。尚、透光性媒質１０の屈折率は、ガラス基板２の屈
折率、および平凹レンズ９の屈折率との差が各々０．３
以下となる媒質を選んでいる。また、平凹レンズ９の有
効光束が通過しない部分には光吸収材１１を設置してお
り、有効光束が通過する部分には反射防止膜１２を形成
してある。
基板２と透明導電性電極３’を形成したガラス基板２’
により光変調層８を挟持させ、ガラス基板２上に平凹レ
ンズからなる透光板９を透光性媒質１０で接着させてい
る。尚、透光性媒質１０の屈折率は、ガラス基板２の屈
折率、および平凹レンズ９の屈折率との差が各々０．３
以下となる媒質を選んでいる。また、平凹レンズ９の有
効光束が通過しない部分には光吸収材１１を設置してお
り、有効光束が通過する部分には反射防止膜１２を形成
してある。
【００１９】透明導電性電極３としては、ＩＴＯ、Ｚｎ
Ｏ、ＳｎＯ2などを用いることができる。光導電層４と
しては、ＣｄＳ，ＣｄＴｅ，ＣｄＳｅ，ＺｎＳ，ＺｎＳ
ｅ，ＧａＡｓ，ＧａＮ，ＧａＰ，ＧａＡｌＡｓ，ＩｎＰ
等の化合物半導体、Ｓｅ，ＳｅＴｅ，ＡｓＳｅ等の非晶
質半導体、Ｓｉ，Ｇｅ，Ｓｉ1-xＣx，Ｓｉ1-xＧｅx，Ｇ
ｅ1-xＣx(０＜ｘ＜１)の多結晶または非晶質半導体、ま
た、（１）フタロシアニン顔料（Ｐｃと略す）例えば、
無金属Ｐｃ，ＸＰｃ（Ｘ＝Ｃｕ，Ｎｉ，Ｃｏ，ＴｉＯ，
Ｍｇ，Ｓｉ（ＯＨ）2等），ＡｌＣｌＰｃＣｌ，ＴｉＯ
ＣｌＰｃＣｌ，ＩｎＣｌＰｃＣｌ，ＩｎＣｌＰｃ，Ｉｎ
ＢｒＰｃＢｒ等、（２）モノアゾ色素，ジスアゾ色素な
どのアゾ系色素、（３）ペニレン酸無水化物及びペニレ
ン酸イミドなどのペニレン系顔料、（４）インジゴイド
染料、（５）キナクリドン顔料、（６）アントラキノン
類、ピレンキノン類などの多環キノン類、（７）シアニ
ン色素、（８）キサンテン染料、（９）ＰＶＫ／ＴＮＦ
などの電荷移動錯体、（１０）ビリリウム塩染料とポリ
カーボネイト樹脂とから形成される共晶錯体、（１１）
アズレニウム塩化合物など有機半導体を用いることがで
きる。
Ｏ、ＳｎＯ2などを用いることができる。光導電層４と
しては、ＣｄＳ，ＣｄＴｅ，ＣｄＳｅ，ＺｎＳ，ＺｎＳ
ｅ，ＧａＡｓ，ＧａＮ，ＧａＰ，ＧａＡｌＡｓ，ＩｎＰ
等の化合物半導体、Ｓｅ，ＳｅＴｅ，ＡｓＳｅ等の非晶
質半導体、Ｓｉ，Ｇｅ，Ｓｉ1-xＣx，Ｓｉ1-xＧｅx，Ｇ
ｅ1-xＣx(０＜ｘ＜１)の多結晶または非晶質半導体、ま
た、（１）フタロシアニン顔料（Ｐｃと略す）例えば、
無金属Ｐｃ，ＸＰｃ（Ｘ＝Ｃｕ，Ｎｉ，Ｃｏ，ＴｉＯ，
Ｍｇ，Ｓｉ（ＯＨ）2等），ＡｌＣｌＰｃＣｌ，ＴｉＯ
ＣｌＰｃＣｌ，ＩｎＣｌＰｃＣｌ，ＩｎＣｌＰｃ，Ｉｎ
ＢｒＰｃＢｒ等、（２）モノアゾ色素，ジスアゾ色素な
どのアゾ系色素、（３）ペニレン酸無水化物及びペニレ
ン酸イミドなどのペニレン系顔料、（４）インジゴイド
染料、（５）キナクリドン顔料、（６）アントラキノン
類、ピレンキノン類などの多環キノン類、（７）シアニ
ン色素、（８）キサンテン染料、（９）ＰＶＫ／ＴＮＦ
などの電荷移動錯体、（１０）ビリリウム塩染料とポリ
カーボネイト樹脂とから形成される共晶錯体、（１１）
アズレニウム塩化合物など有機半導体を用いることがで
きる。
【００２０】また、非晶質のＳｉ，Ｇｅ，Ｓｉ1-xＣx，
Ｓｉ1-xＧｅx，Ｇｅ1-xＣx（以下、ａ−Ｓｉ，ａ−Ｇ
ｅ，ａ−Ｓｉ1-xＣx，ａ−Ｓｉ1-xＧｅx，ａ−Ｇｅ1-x
Ｃxのように略す。）を光導電層に使用する場合、水素
またはハロゲン元素を含めてもよく、誘電率を小さくす
るためおよび抵抗率の増加のため酸素または窒素を含め
てもよい。抵抗率の制御にはｐ型不純物であるＢ，Ａ
ｌ，Ｇａなどの元素を、またはｎ型不純物であるＰ，Ａ
ｓ，Ｓｂなどの元素を添加してもよい。このように不純
物を添加した非晶質材料を積層してｐ／ｎ，ｐ／ｉ，ｉ
／ｎ、ｐ／ｉ／ｎなどの接合を形成し、光導電層内に空
乏層を形成するようにして誘電率および暗抵抗あるいは
動作電圧極性を制御してもよい。このような非晶質材料
だけでなく、上記の材料を２種類以上積層してヘテロ接
合を形成して光導電層内に空乏層を形成してもよい。ま
た、光導電層の膜厚は０．１〜１０μｍが望ましい。本
実施例ではｐ／ｉ／ｎダイオード構造のａ−Ｓｉを２μ
ｍ成膜して光導電層４とした。光反射層５としてはＡ
ｌ、Ａｇ等の高反射率金属であればよく、本実施例では
溝構造を形成した場合の強度を向上させるためにＣｒを
成膜した後Ａｌを成膜して光反射層５とした。光変調層
８としては、強誘電性液晶、反強誘電性液晶、ＴＮ液
晶、ＳＴＮ液晶等の液晶材料を用いることができる。本
実施例では高速応答が可能な強誘電性液晶を用いた。
Ｓｉ1-xＧｅx，Ｇｅ1-xＣx（以下、ａ−Ｓｉ，ａ−Ｇ
ｅ，ａ−Ｓｉ1-xＣx，ａ−Ｓｉ1-xＧｅx，ａ−Ｇｅ1-x
Ｃxのように略す。）を光導電層に使用する場合、水素
またはハロゲン元素を含めてもよく、誘電率を小さくす
るためおよび抵抗率の増加のため酸素または窒素を含め
てもよい。抵抗率の制御にはｐ型不純物であるＢ，Ａ
ｌ，Ｇａなどの元素を、またはｎ型不純物であるＰ，Ａ
ｓ，Ｓｂなどの元素を添加してもよい。このように不純
物を添加した非晶質材料を積層してｐ／ｎ，ｐ／ｉ，ｉ
／ｎ、ｐ／ｉ／ｎなどの接合を形成し、光導電層内に空
乏層を形成するようにして誘電率および暗抵抗あるいは
動作電圧極性を制御してもよい。このような非晶質材料
だけでなく、上記の材料を２種類以上積層してヘテロ接
合を形成して光導電層内に空乏層を形成してもよい。ま
た、光導電層の膜厚は０．１〜１０μｍが望ましい。本
実施例ではｐ／ｉ／ｎダイオード構造のａ−Ｓｉを２μ
ｍ成膜して光導電層４とした。光反射層５としてはＡ
ｌ、Ａｇ等の高反射率金属であればよく、本実施例では
溝構造を形成した場合の強度を向上させるためにＣｒを
成膜した後Ａｌを成膜して光反射層５とした。光変調層
８としては、強誘電性液晶、反強誘電性液晶、ＴＮ液
晶、ＳＴＮ液晶等の液晶材料を用いることができる。本
実施例では高速応答が可能な強誘電性液晶を用いた。
【００２１】空間光変調素子１に対する画像入力は、Ｃ
ＲＴなどの画像入力手段１３の出力画像を、平凹レンズ
９と組み合わせることにより一つの書き込みレンズとし
て機能する書き込みレンズ１４により空間光変調素子１
の光導電層４上に結像させることにより行う。画像入力
手段としては、ＣＲＴ等の自発光デバイス、若しくはＴ
ＦＴ−ＬＣＤ等の非発光デバイスを用いることができ
る。
ＲＴなどの画像入力手段１３の出力画像を、平凹レンズ
９と組み合わせることにより一つの書き込みレンズとし
て機能する書き込みレンズ１４により空間光変調素子１
の光導電層４上に結像させることにより行う。画像入力
手段としては、ＣＲＴ等の自発光デバイス、若しくはＴ
ＦＴ−ＬＣＤ等の非発光デバイスを用いることができ
る。
【００２２】書き込み光１５の一部は、ガラス基板２と
透明導電性電極３の界面、透明導電性電極３と光導電層
４の界面で反射される。各界面において入射角とほぼ等
しい反射角で反射された反射光１６は、反射防止膜１２
の効果によって再度空間光変調素子１へ反射されること
なく外部に出射する。各界面の反射光の中で透明導電性
電極、光導電層等の若干の凹凸により散乱され反射角が
大きくなった成分１７は、平凹レンズの凹面においてそ
の一部若しくは全てが反射されるが、これらは周辺の光
吸収材１１に吸収されることによって再度空間光変調素
子１の光導電層４へ戻ることはない。
透明導電性電極３の界面、透明導電性電極３と光導電層
４の界面で反射される。各界面において入射角とほぼ等
しい反射角で反射された反射光１６は、反射防止膜１２
の効果によって再度空間光変調素子１へ反射されること
なく外部に出射する。各界面の反射光の中で透明導電性
電極、光導電層等の若干の凹凸により散乱され反射角が
大きくなった成分１７は、平凹レンズの凹面においてそ
の一部若しくは全てが反射されるが、これらは周辺の光
吸収材１１に吸収されることによって再度空間光変調素
子１の光導電層４へ戻ることはない。
【００２３】従って以上の理由から空間光変調素子１で
は、入力画像の一部分に高輝度領域が存在する場合にも
周辺のコントラストの低下が抑制され従来よりも投写画
像のコントラストを向上することができる。
は、入力画像の一部分に高輝度領域が存在する場合にも
周辺のコントラストの低下が抑制され従来よりも投写画
像のコントラストを向上することができる。
【００２４】（実施例２）次に本発明の他の実施例にお
ける空間光変調素子の断面図を図２に示す。本実施例の
空間光変調素子２１においては、透光板９として、有効
光束が通過する部分に凹状に窪みを形成した樹脂を用
い、中央に窓をあけたスペーサ１８を介してガラス基板
２と接着させた。さらに、本実施例においては、透光板
９のガラス基板２から遠い面の少なくとも一部領域であ
るほぼ中央部分が凹面であり、透光板９のガラス基板２
から近い面の少なくとも一部領域であるほぼ中央部分が
凸面であり、透光板９の有効光束が通過しない周辺領域
に光吸収材１１を、有効光束が通過するほぼ中央の領域
に反射防止膜１２を具備する構造となっている。
ける空間光変調素子の断面図を図２に示す。本実施例の
空間光変調素子２１においては、透光板９として、有効
光束が通過する部分に凹状に窪みを形成した樹脂を用
い、中央に窓をあけたスペーサ１８を介してガラス基板
２と接着させた。さらに、本実施例においては、透光板
９のガラス基板２から遠い面の少なくとも一部領域であ
るほぼ中央部分が凹面であり、透光板９のガラス基板２
から近い面の少なくとも一部領域であるほぼ中央部分が
凸面であり、透光板９の有効光束が通過しない周辺領域
に光吸収材１１を、有効光束が通過するほぼ中央の領域
に反射防止膜１２を具備する構造となっている。
【００２５】また、ガラス基板２と透光板９により形成
された密閉空間に透光性媒質として透光性の液体１９を
封入した。その他の構成は実施例１と同様である。尚、
本実施例においても透光板９、透光性の液体１９、ガラ
ス基板２の屈折率差は０．３以下としている。本実施例
においても、実施例１と同様に入力画像の一部分に高輝
度領域が存在する場合にも周辺のコントラストの低下を
抑制し従来よりも投写画像のコントラストを向上するこ
とができるものである。
された密閉空間に透光性媒質として透光性の液体１９を
封入した。その他の構成は実施例１と同様である。尚、
本実施例においても透光板９、透光性の液体１９、ガラ
ス基板２の屈折率差は０．３以下としている。本実施例
においても、実施例１と同様に入力画像の一部分に高輝
度領域が存在する場合にも周辺のコントラストの低下を
抑制し従来よりも投写画像のコントラストを向上するこ
とができるものである。
【００２６】透光性の液体１９としては、屈折率が上記
条件を満たしており、書き込み光の各波長成分に対して
透過率が高い、安価である、信頼性が高い、ガラス基板
や樹脂に対して反応性が低い等の性質を満足すればよい
が、熱伝導度、熱膨張係数が大きく、かつ動粘性係数が
小さい場合には空間光変調素子の温度上昇も抑制するこ
とができる。透光性の液体１９としては、エチレングリ
コール、ジエチレングリコール、グリセリン、プロピレ
ングリコール、若しくはこれら液体の水溶液、若しくは
これら液体の混合液などを用いることができる。
条件を満たしており、書き込み光の各波長成分に対して
透過率が高い、安価である、信頼性が高い、ガラス基板
や樹脂に対して反応性が低い等の性質を満足すればよい
が、熱伝導度、熱膨張係数が大きく、かつ動粘性係数が
小さい場合には空間光変調素子の温度上昇も抑制するこ
とができる。透光性の液体１９としては、エチレングリ
コール、ジエチレングリコール、グリセリン、プロピレ
ングリコール、若しくはこれら液体の水溶液、若しくは
これら液体の混合液などを用いることができる。
【００２７】（実施例３）次に本発明の実施例３におけ
る空間光変調素子を図３に示す。図３は、透光板９に平
凹レンズを用い、中央に窓をあけたスぺーサ１８により
ガラス基板２と透光板９を密着させた空間光変調素子３
１の断面図である。本実施例ではスペーサ１８を熱伝導
度の大きい金属とし放熱効果を高めた構成である。本実
施例で構成した空間光変調素子１においても、入力画像
の一部分に高輝度領域が存在する場合にも周辺のコント
ラストの低下を抑制し、従来よりも投写画像のコントラ
ストを向上することができる。
る空間光変調素子を図３に示す。図３は、透光板９に平
凹レンズを用い、中央に窓をあけたスぺーサ１８により
ガラス基板２と透光板９を密着させた空間光変調素子３
１の断面図である。本実施例ではスペーサ１８を熱伝導
度の大きい金属とし放熱効果を高めた構成である。本実
施例で構成した空間光変調素子１においても、入力画像
の一部分に高輝度領域が存在する場合にも周辺のコント
ラストの低下を抑制し、従来よりも投写画像のコントラ
ストを向上することができる。
【００２８】（実施例４）次に本発明の実施例４におけ
る空間光変調素子を図４に示す。図４は放熱手段とし
て、中空の金属スペーサ１８’に拡大放熱面２０を設置
することによって、より一層放熱効果を高めた空間光変
調素子４１の断面図である。本実施例で構成した空間光
変調素子１においても、入力画像の一部分に高輝度領域
が存在する場合にも周辺のコントラストの低下を抑制
し、従来よりも投写画像のコントラストが向上する。さ
らに２０００ｌｍ投写時の空間光変調素子１の温度上昇
は、室温に対して５℃以下であり、実用上殆ど問題はな
かった。
る空間光変調素子を図４に示す。図４は放熱手段とし
て、中空の金属スペーサ１８’に拡大放熱面２０を設置
することによって、より一層放熱効果を高めた空間光変
調素子４１の断面図である。本実施例で構成した空間光
変調素子１においても、入力画像の一部分に高輝度領域
が存在する場合にも周辺のコントラストの低下を抑制
し、従来よりも投写画像のコントラストが向上する。さ
らに２０００ｌｍ投写時の空間光変調素子１の温度上昇
は、室温に対して５℃以下であり、実用上殆ど問題はな
かった。
【００２９】（実施例５）次に本発明の実施例５におけ
る空間光変調素子を図５に示す。図５は透光板９である
平凹レンズの平面上に透明導電性電極３、光導電層４、
光反射層５を形成した空間光変調素子であり、その他の
構成は実施例１と同様である。本実施例の空間光変調素
子１においても他の実施例と同様に入力画像の一部分に
高輝度領域が存在する場合にも周辺のコントラストの低
下を抑制し、より少ない構成要素で従来よりも投写画像
のコントラストが向上するものである。尚、本発明は、
発明の主旨に基づいて種々の変形が可能であり、上記構
成に限定されるものではない。
る空間光変調素子を図５に示す。図５は透光板９である
平凹レンズの平面上に透明導電性電極３、光導電層４、
光反射層５を形成した空間光変調素子であり、その他の
構成は実施例１と同様である。本実施例の空間光変調素
子１においても他の実施例と同様に入力画像の一部分に
高輝度領域が存在する場合にも周辺のコントラストの低
下を抑制し、より少ない構成要素で従来よりも投写画像
のコントラストが向上するものである。尚、本発明は、
発明の主旨に基づいて種々の変形が可能であり、上記構
成に限定されるものではない。
【００３０】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、高輝度な
領域を一部含む画像の高コントラストな表示が可能な画
像表示装置を構成するために不可欠な空間光変調素子を
提供することができる。
領域を一部含む画像の高コントラストな表示が可能な画
像表示装置を構成するために不可欠な空間光変調素子を
提供することができる。
【図１】本発明の実施例１における空間光変調素子の断
面図
面図
【図２】本発明の実施例２における空間光変調素子の断
面図
面図
【図３】本発明の実施例３における空間光変調素子の断
面図
面図
【図４】本発明の実施例４における空間光変調素子の断
面図
面図
【図５】本発明の実施例５における空間光変調素子の断
面図
面図
【図６】従来の空間光変調素子の断面図
【図７】従来の空間光変調素子を用いて構成される画像
表示装置の構成図
表示装置の構成図
【図８】従来の空間光変調素子における内部反射を示す
線図
線図
１ 空間光変調素子 ２、２’ ガラス基板 ３、３’ 透明導電性電極 ４ 光導電層 ５ 光反射層 ７ 光吸収層 ８ 光変調層 ９ 透光板 １０ 透光性媒質 １１ 光吸収材 １２ 反射防止膜 １３ 画像入力手段 １４ 書き込みレンズ １５ 書き込み光 １６ 入射角とほぼ等しい反射角の内部反射光成分 １７ 反射角の大きい内部反射光成分
Claims (6)
- 【請求項１】光変調層と光反射層と光導電層を挟持する
２枚のガラス基板と、前記光導電層側のガラス基板表面
に固定された透光板と、前記ガラス基板と前記透光板の
間に配置される少なくとも１種類の透光性媒質を具備
し、前記透光板の前記ガラス基板から遠い面の少なくと
も一部領域が凹面であり、前記透光板の有効光束が通過
しない領域に光吸収手段を、有効光束が通過する領域に
反射防止膜を具備することを特徴とする空間光変調素
子。 - 【請求項２】光変調層と光反射層と光導電層を挟持する
２枚のガラス基板と、前記光導電層側のガラス基板表面
に固定された透光板と、前記ガラス基板と前記透光板の
間に配置される少なくとも１種類の透光性媒質を具備
し、前記透光板の前記ガラス基板から遠い面の少なくと
も一部領域が凹面であり、前記透光板の前記ガラス基板
から近い面の少なくとも一部領域が凸面であり、前記透
光板の有効光束が通過しない領域に光吸収手段を、有効
光束が通過する領域に反射防止膜を具備することを特徴
とする空間光変調素子。 - 【請求項３】透光性媒質の少なくとも１種類は液体であ
ることを特徴とする請求項１または２記載の空間光変調
素子。 - 【請求項４】透光性媒質の少なくとも一部が放熱手段に
接することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載
の空間光変調素子。 - 【請求項５】透光板から光導電層側のガラス基板までの
有効光束が通過する領域に於て、隣接する２つの物質の
屈折率差がすべて０．３以下であることを特徴とする請
求項１〜３のいずれかに記載の空間光変調素子。 - 【請求項６】光導電層と光吸収層と光反射層とが形成さ
れた透光板と、ガラス基板と、前記透光板と前記ガラス
基板により挟持された光変調層を具備し、前記透光板の
前記光導電層から遠い面の少なくとも一部領域が凹面で
あり、前記透光板の有効光束が通過しない領域に光吸収
手段を、有効光束が通過する領域に反射防止膜を具備す
ることを特徴とする空間光変調素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7157524A JPH095778A (ja) | 1995-06-23 | 1995-06-23 | 空間光変調素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7157524A JPH095778A (ja) | 1995-06-23 | 1995-06-23 | 空間光変調素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH095778A true JPH095778A (ja) | 1997-01-10 |
Family
ID=15651560
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7157524A Pending JPH095778A (ja) | 1995-06-23 | 1995-06-23 | 空間光変調素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH095778A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10418040B2 (en) | 2002-09-18 | 2019-09-17 | Dolby International Ab | Method for reduction of aliasing introduced by spectral envelope adjustment in real-valued filterbanks |
-
1995
- 1995-06-23 JP JP7157524A patent/JPH095778A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10418040B2 (en) | 2002-09-18 | 2019-09-17 | Dolby International Ab | Method for reduction of aliasing introduced by spectral envelope adjustment in real-valued filterbanks |
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