反射型表示装置
【課題】小型化が容易なマイクロミラーデバイスを用いた画像表示装置を提供する。
【解決手段】反射角を変化させることができるミラー２を複数個配置して成るマイクロミラーデバイスと、ミラー２群の内の複数のミラー２の、各々１つの反射面に対して、各々の別の光線束、若しくは、各々の別の曲面から出射する平行光線束、若しくは、共通な直交曲面をもつ光線群に、２つ以上の方向から集まる光線群と、２つ以上の方向へ広がる光線群の、両方を含んで成る光線束を、入射させる部分１と、を含んで構成される。
【解決手段】反射角を変化させることができるミラー２を複数個配置して成るマイクロミラーデバイスと、ミラー２群の内の複数のミラー２の、各々１つの反射面に対して、各々の別の光線束、若しくは、各々の別の曲面から出射する平行光線束、若しくは、共通な直交曲面をもつ光線群に、２つ以上の方向から集まる光線群と、２つ以上の方向へ広がる光線群の、両方を含んで成る光線束を、入射させる部分１と、を含んで構成される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はマイクロミラーデバイスを用いた画像表示装置及び画像表示方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般にマイクロミラーデバイスは、ミラーの反射角を変化させることによって、ミラーに入射する光線束の反射光路を変換させる。
このマイクロミラーデバイスは、通常、プロジェクターや、プロジェクションテレビ等の画像表示装置等、及び、スキャナや、複写器や、ファクシミリ等における光走査装置等に適用される。
【０００３】
ここで、マイクロミラーデバイスを用いた、プロジェクターや、プロジェクションテレビ等の画像表示装置は、通常、１つの曲面から出射する１つの平行光線束や、１つの曲面から出射する１つの収束光線束や、１つの曲面から出射する１つの発散光線束をすべてのミラーに入射させ、画像表示を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１４０１５９号公報
【特許文献２】特開２０１０−７２１２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来のマイクロミラーデバイスを用いた画像表示装置は、通常、１つの曲面から出射する１つの平行光線束や、１つの曲面から出射する１つの収束光線束や、１つの曲面から出射する１つの発散光線束を、すべてのミラーに入射させる入射光路を備えている。
【０００６】
光線束は直進するうえ、１つの曲面から出射する１つの光線束であって、平行に進むか、収束するか、発散するか、のみの光線束をすべてのミラーに入射させるため、出射位置から遠い位置にあるミラーに光線束が入射する入射光路は長くなる。
そのため、従前のマイクロミラーデバイスを用いた画像表示装置は、該入射光路のために多くの空間を必要とするため、小型化することが困難である。
【０００７】
本発明は前記のような問題点を勘案して案出されたものであり、小型化が容易な画像表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に記載の発明は、反射角を変化させることができるミラーを、面状に、複数個配置して成るマイクロミラーデバイスと、前記ミラー群の内の複数の前記ミラーの、各々１つの反射面に対して、各々の別の光線束、若しくは、各々の別の曲面から出射する平行光線束、若しくは、共通な直交曲面をもつ光線群に、２つ以上の方向から集まる光線群と、２つ以上の方向へ広がる光線群の、両方を含んで成る光線束を、入射させる部分と、を含むことを要旨としている。
【０００９】
ここで、前記部分は、前記ミラー群の内の複数の前記ミラーの、各々１つの反射面に対して、各々の別の光線束、若しくは、各々の別の曲面から出射する平行光線束、若しくは、共通な直交曲面をもつ光線群に、２つ以上の方向から集まる光線群と、２つ以上の方向へ広がる光線群の両方を含んで成る光線束を、入射させる部分であればよく、例えば、光線束を発し、前記ミラー群の内の複数の前記ミラーの、各々１つの反射面に対して、各々の別の光線束、若しくは、各々の別の曲面から出射する平行光線束、若しくは、共通な直交曲面をもつ光線群に、２つ以上の方向から集まる光線群と、２つ以上の方向へ広がる光線群の、両方を含んで成る光線束を、入射させる部分や、光線束を透過し、前記ミラー群の内の複数の前記ミラーの、各々１つの反射面に対して、各々の別の光線束、若しくは、各々の別の曲面から出射する平行光線束、若しくは、共通な直交曲面をもつ光線群に、２つ以上の方向から集まる光線群と、２つ以上の方向へ広がる光線群の、両方を含んで成る光線束を、入射させる部分や、光線束を反射させ、前記ミラー群の内の複数の前記ミラーの、各々１つの反射面に対して、各々の別の光線束、若しくは、各々の別の曲面から出射する平行光線束、若しくは、共通な直交曲面をもつ光線群に、２つ以上の方向から集まる光線群と、２つ以上の方向へ広がる光線群の、両方を含んで成る光線束を、入射させる部分や、光線束を屈折させ、前記ミラー群の内の複数の前記ミラーの、各々１つの反射面に対して、各々の別の光線束、若しくは、各々の別の曲面から出射する平行光線束、若しくは、共通な直交曲面をもつ光線群に、２つ以上の方向から集まる光線群と、２つ以上の方向へ広がる光線群の、両方を含んで成る光線束を、入射させる部分等を含む。
【００１０】
ここで、光線束とは、共通な直交曲面をもつ光線群を意味するものであり、平行光線束とは、平行な光線群から成る光線束を意味するものであり、収束光線束とは、１点に向かって収束する光線束を意味するものであり、発散光線束とは、１点から発散する光線束を意味するものである。
【００１１】
請求項１１に記載の方法は、反射角を変化させることができるミラーを複数個配置して成るマイクロミラーデバイスを含む画像表示装置において実行する画像表示方法であって、前記ミラー群の内の複数の前記ミラーの、各々１つの反射面に対して、各々の別の光線束、若しくは、各々の別の曲面から出射する平行光線束、若しくは、共通な直交曲面をもつ光線群に、２つ以上の方向から集まる光線群と、２つ以上の方向へ広がる光線群の、両方を含んで成る光線束を、入射させる、ことを要旨としている。
【００１２】
従って請求項１に記載の発明によれば、傾いた前記ミラーの反射面に、前記部分が入射させる光線束が反射するため、該光線束によって、表示画像が表示される。
また前記マイクロミラーデバイスを動作させ、前記ミラーを別の反射角に傾けると、前記ミラーの反射面に、光線束が入射されなくなるか、もしくは別の角度から前記部分が入射させる光線束が反射する。
従って、前記表示画像を書き換えることができる。
このとき、前記部分が前記ミラーに光線束を入射させる入射光路が、前記ミラー群の内の複数の前記ミラーの、各々１つの反射面に対して、各々の別の光線束、若しくは、各々の別の曲面から出射する平行光線束、若しくは、共通な直交曲面をもつ光線群に、２つ以上の方向から集まる光線群と、２つ以上の方向へ広がる光線群の、両方を含んで成る光線束を入射させる入射光路であるため、例えば、該入射光路のために多くの空間を必要としない構成にすることができる。
【発明の効果】
【００１３】
上述したように本発明に係る画像表示装置において前記部分が前記ミラーに光線束を入射させる入射光路が、前記ミラー群の内の複数の前記ミラーの、各々１つの反射面に対して、各々の別の光線束、若しくは、各々の別の曲面から出射する平行光線束、若しくは、共通な直交曲面をもつ光線群に、２つ以上の方向から集まる光線群と、２つ以上の方向へ広がる光線群の、両方を含んで成る光線束を入射させる入射光路であるため、例えば、該入射光路のために多くの空間を必要としない構成にすることができる。
従って、本発明に係る画像表示装置は、小型化することが容易である。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は本発明の実施形態における画像表示装置の一部を表す透視斜視図である。
【図２】図２は本発明の実施形態における画像表示装置の一部を表す分離斜視図である。
【図３】図３は本発明の実施形態における画像表示装置の一部を表す断面図である。
【図４】図４は本発明の実施形態における画像表示装置の概略全体配置図である。
【図５】図５は本発明の実施形態における画像表示装置の一部を表す概略配置図である。
【図６】図６は本発明の実施形態における画像表示装置の一部を表す概略配置図である。
【図７】図７は本発明の実施形態における画像表示装置の動作例を説明する透視概略図である。
【図８】図８は本発明の実施形態における画像表示装置の動作例を説明する透視概略図である。
【図９】図９は本発明の実施形態における画像表示装置の動作例を説明する概略図である。
【図１０】図１０は本発明の実施形態の変形例における画像表示装置の概略全体配置図である。
【図１１】図１１は本発明の実施形態の変形例における画像表示装置の動作例を説明する透視概略図である。
【図１２】図１２は本発明の実施形態の変形例における画像表示装置の動作例を説明する透視概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の態様について図面を用いて詳細に説明する。但し、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。
従って、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。
なお、以下に説明する本発明の構成において、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を異なる図面間で共通して用い、その繰り返しの説明は省略する。
【００１６】
本実施の形態では、本発明の画像表示装置の一例について図面を参照して説明する。
【００１７】
なお、本発明の考案を説明するため、反射角を変化させることができるミラーを、面状に、複数個配置して成るマイクロミラーデバイスの一例として、静電気で駆動するピボットヒンジを用いたマイクロミラーデバイスを例として用いるが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００１８】
なお、本実施形態は主に光学的作用を説明するため、静電気で駆動するピボットヒンジを用いたマイクロミラーデバイスの一部であるＳＲＡＭの回路についての詳しい説明は省略する。
【００１９】
なお、本実施形態における使用方法の一例として、入射する光を散乱させる光散乱部を、直接目視する使用方法をとっているが、本発明及び本実施形態の使用方法はこれに限定されるものではなく、例えば、前記光散乱部の観察者側に備えられた別の層を目視する使用方法や、前記光散乱部からの光線束を反射させた部分を目視する使用方法や、前記光散乱部からの光線束を投射させたスクリーンを目視する使用方法等、若しくは他の適当な任意の使用方法をとっても、本発明の趣旨を逸脱するものではない。
【００２０】
なお、本実施形態の方向を説明するための用語として、前記反射角を変化させることができるミラーを、面状に、複数個配置して成るマイクロミラーデバイスにおける前記ミラー群側を、観察者側という言葉で表現するが、本発明及び本実施形態は、この方向及びこの言葉の意味やこの言葉の存在の有無に限定されるものではない。
【００２１】
なお、本実施形態の構成及び作用を説明するための言葉として、前記ミラー群の内の複数の前記ミラーの、各々１つの反射面に対して、各々の別の光線束、若しくは、各々の別の曲面から出射する平行光線束、若しくは、共通な直交曲面をもつ光線群に、２つ以上の方向から集まる光線群と、２つ以上の方向へ広がる光線群の、両方を含んで成る光線束を、入射させる部分１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅ、及び、入射する外光を吸収する、光吸収部１４、及び、前記外光を前記導光体から前記ミラーに入射させる光路上に備えられた、入射する光を収束させるレンズ４、及び、ミラー２、及び、基盤５、及び、電極６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ、６ｅ、６ｆ、及び、ピボットヒンジ９、と、を含めてセル１０という言葉で表現するが、本発明は、この構成及びこの言葉の意味やこの言葉の存在の有無に限定されるものではない。
【００２２】
以下、図１〜図６を参照して本実施形態の画像表示装置の構成について説明する。
【００２３】
まず、主に、本実施形態の画像表示装置における、静電気で駆動するピボットヒンジを用いたマイクロミラーデバイス以外の構成について概括的に図面を参照して説明する。
【００２４】
図４は本発明の実施形態における画像表示装置の概略全体配置図である。
【００２５】
図４を参照すれば、本発明に係る画像表示装置１００は、セル群１２と、セル群１２の観察者側に形成した、屈折率分布型レンズアレイ層３ａと、屈折率分布型レンズアレイ層３ａの観察者側に形成した、光拡散シート層から成る、前記部分が前記ミラーの反射面に対して入射させた光線束を、前記ミラーの反射面から反射させた反射光路上に備えられた、入射する光を散乱させる光散乱部１５と、を備えている。
【００２６】
図５は本発明の実施形態における画像表示装置の一部を表す概略配置図である。
【００２７】
図５を参照すれば、屈折率分布型レンズアレイ層３ａには、中心軸上で最大となり、前記中心軸からの距離に従って放物線状に低下する屈折率分布と０．２５ピッチの光路長を有する、略正六角柱状の屈折率分布型レンズから成る、入射角度に依らず一定値の出射角度で光を出射する屈折率分布型レンズであって、中心軸上で最大となり、前記中心軸からの距離に従って放物線状に低下する屈折率分布と（０．５×ｍ＋０．２５）ピッチ（ｍ：整数）の光路長を有する屈折率分布型レンズ３ａａがハニカム構造状に複数並んで備わっている。
【００２８】
図６は本発明の実施形態における画像表示装置の一部を表す概略配置図である。図６を参照すれば、セル群１２には、略正六角柱状のセル１０がハニカム構造状に複数並んで備わっている。
【００２９】
図１は本発明の実施形態における画像表示装置の一部を表す透視斜視図である。
図２は本発明の実施形態における画像表示装置の一部を表す分離斜視図である。
【００３０】
図１及び図２を参照すれば、セル１０は、それぞれが、略正六角形の各辺上に並んだ、前記ミラー群の内の複数の前記ミラーの、各々１つの反射面に対して、各々の別の光線束、若しくは、各々の別の曲面から出射する平行光線束、若しくは、共通な直交曲面をもつ光線群に、２つ以上の方向から集まる光線群と、２つ以上の方向へ広がる光線群の、両方を含んで成る光線束を、入射させる部分１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅ、と、入射する外光を吸収する、光吸収部１４で側部が構成されている。また、セル１０は観察者側の底部に略正六角形の板状の凸レンズから成る、前記外光を前記導光体から前記ミラーに入射させる光路上に備えられた、入射する光を収束させるレンズ４を備えている。
【００３１】
図３は本発明の実施形態における画像表示装置の一部を表す断面図である。本図は部分１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅ、及び、光吸収部１４の断面図である。なお、本図中、実線の矢印Ａは、セル１０の内側、すなわちミラー２側を示す。
【００３２】
図３を参照すれば、部分１ａは、セル１０の内側に反射面を向けた鏡から成る、前記ミラー側に反射面を向けた光反射部１ａ１と、光反射部１ａ１の反射面側に備えられたシアン色のカラーフィルターから成る、該光反射部の前記ミラー側に備えられた、特定波長以外の光を遮断する、光学フィルター部１ａ２と、を備えている。
部分１ｂは、セル１０の内側に反射面を向けた鏡から成る、前記ミラー側に反射面を向けた光反射部１ｂ１と、光反射部１ｂ１の反射面側に備えられたマゼンタ色のカラーフィルターから成る、該光反射部の前記ミラー側に備えられた、特定波長以外の光を遮断する、光学フィルター部１ｂ２と、を備えている。
部分１ｃは、セル１０の内側に反射面を向けた鏡から成る、前記ミラー側に反射面を向けた光反射部１ｃ１と、光反射部１ｃ１の反射面側に備えられたイエロー色のカラーフィルターから成る、該光反射部の前記ミラー側に備えられた、特定波長以外の光を遮断する、光学フィルター部１ｃ２と、を備えている。
部分１ｄは、セル１０の内側に反射面を向けた鏡から成る、前記ミラー側に反射面を向けた光反射部１ｄ１と、光反射部１ｄ１の反射面側に備えられた青色のカラーフィルターから成る、該光反射部の前記ミラー側に備えられた、特定波長以外の光を遮断する、光学フィルター部１ｄ２と、を備えている。
部分１ｅは、セル１０の内側に反射面を向けた鏡から成る。
光吸収部１４は、セル１０の内側に着色面を向けた黒色の着色部から成る。
【００３３】
次に、主に、本実施形態の画像表示装置における、反射角を変化させることができるミラーを、面状に、複数個配置して成るマイクロミラーデバイスの一例である、静電気で駆動するピボットヒンジを用いたマイクロミラーデバイスの構成について図面を参照して説明する。
【００３４】
図１は本発明の実施形態における画像表示装置の一部を表す透視斜視図である。図２は本発明の実施形態における画像表示装置の一部を表す分離斜視図である。
【００３５】
図１及び図２を参照すれば、セル１０の内部には反射面を観察者側に向けた略正六角形の板状の、ミラー２が入っており、セル１０の観察者側と逆側の底部には略正六角形の板状の、基盤５を備えており、基盤５の観察者側には、略正六角形の各角上に６回対称に６個の、電極６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ、６ｅ、６ｆを備えている。
また基盤５の観察者側の中心には、ミラー２と連結されたピボットヒンジ９が立設されている。
基板５にはＳＲＡＭが内蔵されており、このＳＲＡＭに電極６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ、６ｅ、６ｆが電気的に連結されている。
またこのＳＲＡＭとピボットヒンジ９が電気的に連結されており、ＳＲＡＭとミラー２はピボットヒンジ９によって電気的に連結される。
【００３６】
以下、図１〜図９を参照して以上のように構成される本実施形態の画像表示装置の作用について説明する。
【００３７】
まず、主に、本実施形態の画像表示装置における、静電気で駆動するピボットヒンジを用いたマイクロミラーデバイス以外の作用について概括的に図面を参照して説明する。
【００３８】
ここでは観察者側から白色の散乱光から成る外光が光散乱部１５に入射した場合について説明する。
【００３９】
観察者側から入射した散乱光から成る外光は、光散乱部１５を透過し、屈折率分布型レンズアレイ層３ａに入射しうる。
【００４０】
屈折率分布型レンズ３ａａは、中心と中心近傍に入射する散乱光を入射角度に依らず略平行光線束に集光する。
【００４１】
屈折率分布型レンズアレイ層３ａは、
前記外光を前記ミラーに入射させる光路上に備えられた、入射する散乱光を、略平行光線束に集光する導光体である、出力光の出射角度が入射角度に依らず０度となる部分を有する屈折率分布型レンズ３ａａの、複数個を、光軸に垂直な２次元方向に配列した屈折率分布型レンズアレイ層である。
【００４２】
従って、屈折率分布型レンズアレイ層３ａに入射した散乱光から成る外光は屈折率分布型レンズアレイ層３ａにより、一部が観察者側方向と略平行な略平行光線束に集光されうる。
【００４３】
ここでは、屈折率分布型レンズアレイ層３ａによって散乱光から成る外光を観察者側方向と略平行な略平行光線束に集光することが目的であるので、例として、この屈折率分布型レンズアレイ層３ａにより観察者側方向と完全に平行な平行光線束に集光される外光を理想的な外光という言葉で表現し、その光路についてのみ説明する。
【００４４】
図７は本発明の実施形態における画像表示装置の動作例を説明する透視概略図である。
本図はセル１０の表示状態の一例を概略的に透視して示している。
なお、本図中、実線の矢印は部分１ｂへ入射する理想的な外光の光路、ハッチング面は理想的な外光が１ｂへ入射する範囲を示す。
【００４５】
図７を参照すれば、略平行光線束から成る理想的な外光はレンズ４により収束光線束から成る理想的な外光に収束され、部分１ｂ側の辺が下がり、部分１ｅ側の辺が上がったミラー２の反射面に反射して、部分１ｂに入射しうる。
【００４６】
ここでレンズ４の焦点距離をＦ、及び、レンズ４の光軸を進む理想的な外光の、レンズ４の主点から部分１ｂまでの光路距離をＡ、及び、レンズ４の有効径をＲ、及び、部分１ｂに理想的な外光が入射する範囲の直径をＢ、とする。
【００４７】
なお、Ｆ≧Ａであることが望ましく、このとき、Ｂ＝Ｒ（１−Ａ÷Ｆ）、によって求められる。
【００４８】
Ｆや、Ａや、Ｒや、部分１等、を調節することで、例えば、理想的な外光が入射する部分１ｂの範囲を選択できる。
また、例えば、理想的な外光を隣り合った部分１ａや部分や部分１ｃに入射させず、部分１ｂのみに入射させることも選択できる。
【００４９】
部分１ｂに入射した収束光線束から成る理想的な外光は、光学フィルター部１ｂ２に入射し、マゼンタ色以外の光が吸収されて、マゼンタ色の光線束から成る理想的な外光となり、その後、光反射部１ｂ１により、略正反射しうる。
【００５０】
図８は本発明の実施形態における画像表示装置の動作例を説明する透視概略図である。
本図はセル１０の表示状態の一例を概略的に透視して示している。
なお、本図中、実線の矢印は部分１ｂから出射する理想的な外光の光路、ハッチング面は理想的な外光が１ｂから出射する範囲を示す。
【００５１】
図８を参照すれば、マゼンタ色の光線束から成る理想的な外光は、部分１ｂから出射し、その後、ミラー２に反射し、レンズ４を透過し、屈折率分布型レンズアレイ層３ａに入射しうる。
【００５２】
ここでレンズ４の光軸を進むマゼンタ色の光線束から成る理想的な外光のレンズ４の主点から屈折率分布型レンズアレイ層３ａまでの光路距離をＣ、及び、レンズ４にマゼンタ色の光線束から成る理想的な外光が入射する範囲の直径をＤ、及び、屈折率分布型レンズアレイ層３ａにマゼンタ色の光線束から成る理想的な外光が入射する範囲の直径をＥ、とする。
【００５３】
２Ａ＞Ｆ≧Ａであるとき、マゼンタ色の光線束から成る理想的な外光はレンズ４に入射する前に結像し、マゼンタ色の光線束から成る理想的な外光の、結像点からレンズ４の主点までの光路距離をＸ、とする。
このとき、Ｄ＝Ｒ（２Ａ÷Ｆ−１）、Ｅ＝２Ｒ（Ｃ＋Ａ）÷Ｆ−２ＲＣＡ÷Ｆ２−Ｒ、Ｘ＝２Ａ−Ｆ、によって求められる。
【００５４】
また、２Ａ＝Ｆであるとき、マゼンタ色の光線束から成る理想的な外光はレンズ４の主点で結像する。
このとき、Ｄ＝０、Ｅ＝ＣＡ÷Ｆ、によって求められる。
【００５５】
また、Ｆ＞２Ａであるとき、マゼンタ色の光線束から成る理想的な外光はレンズ４に入射した後に結像し、マゼンタ色の光線束から成る理想的な外光の、レンズ４の主点から結像点までの光路距離をＹ、とする。
このとき、Ｄ＝Ｒ（１−２Ａ÷Ｆ）、Ｙ＝Ｆ（Ｆ−２Ａ）÷２（Ｆ−Ａ）、によって求められる。
また、Ｘ＞Ｃであるとき、Ｅ＝（Ｒ−２ＡＲ÷Ｆ）［１−２Ｃ（Ｆ−Ａ）÷Ｆ（Ｆ−２Ａ）］、によって求められる。
また、Ｙ＝Ｃであるとき、Ｅ＝０、によって求められる。
また、Ｃ＞Ｙであるとき、Ｅ＝（Ｒ−２ＡＲ÷Ｆ）［２Ｃ（Ｆ−Ａ）÷Ｆ（Ｆ−２Ａ）−１］、によって求められる。
【００５６】
Ｆや、Ａや、Ｒや、部分１や、Ｃ等、を調節することで、例えば、マゼンタ色の光線束から成る理想的な外光が屈折率分布型レンズアレイ層３ａに入射する角度や範囲を選択できる。
【００５７】
マゼンタ色の光線束から成る理想的な外光は、屈折率分布型レンズアレイ層３ａを透過し、その後、光散乱部１５に入射し、光散乱部１５によって、散乱させられ、正反射光が弱く、拡散光が強い、マゼンタ色の光線として出射しうる。
そのため、観察者側から、光散乱部１５に低光沢のマゼンタ色が目視されうる。
【００５８】
図９は本発明の実施形態における画像表示装置の動作例を説明する概略図である。
なお、本図中、実線ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆはミラー２の回動軸を表わし、実線矢印はミラー２の傾き方向を示す。
【００５９】
図９を参照すれば、ミラー２の反射角または回動軸により、理想的な外光が入射する部分が変わる。
以上の作用により、ミラー２がｂ軸の矢印方向に傾いていれば、観察者側から、部分１ｂに理想的な外光が入射し、光散乱部１５に低光沢のマゼンタ色が目視されうる。
同様にして、ミラー２がａ軸の矢印方向に傾いていれば、観察者側から、部分１ａに理想的な外光が入射し、光散乱部１５に低光沢のシアン色が目視されうる。
同様にして、ミラー２がｃ軸の矢印方向に傾いていれば、観察者側から、部分１ｃに理想的な外光が入射し、光散乱部１５に低光沢のイエロー色が目視されうる。
同様にして、ミラー２がｄ軸の矢印方向に傾いていれば、観察者側から、部分１ｄに理想的な外光が入射し、光散乱部１５に低光沢の青色が目視されうる。
また、部分１ｅは鏡から成るため、略全ての波長の可視光を反射する。そのため理想的な外光は、光散乱部１５によって散乱させられ、観察者側へ、正反射光が弱く、拡散光が強い、白色の光線として出射する。
従って、ミラー２がｅ軸の矢印方向に傾いていれば、観察者側から、部分１ｅに理想的な外光が入射し、光散乱部１５に低光沢の白色が目視されうる。
また、光吸収部１４に理想的な外光が入射すると、吸収される。
従って、ミラー２がｆ軸の矢印方向に傾いていれば、観察者側から、光吸収部１４に理想的な外光が入射して吸収され、光散乱部１５に黒色が目視されうる。
【００６０】
次に、主に、本実施形態の画像表示装置における、反射角を変化させることができるミラーを、面状に、複数個配置して成るマイクロミラーデバイスの一例である、静電気で駆動するピボットヒンジを用いたマイクロミラーデバイスの作用について図面を参照して説明する。
【００６１】
図１は本発明の実施形態における画像表示装置の一部を表す透視斜視図である。
図２は本発明の実施形態における画像表示装置の一部を表す分離斜視図である。
【００６２】
図１及び図２を参照すれば、ＳＲＡＭから電源が供給されれば、ピボットヒンジ９を経てミラー２に電源が印加され、また略正六角形の各角上の電極６に電圧が印加されれば、電極とミラー２との間に静電力が生じてミラー２が傾きうる。
例えば、このとき略正六角形の一辺上の２角上の電極に前記ミラーと逆の極性の電圧が印加されれば静電力により前記辺の観察者側のミラー２が基板５側に接近する。
このときピボットヒンジ９が支えとなり、前記辺の対辺の観察者側のミラー２が基板５側から遠ざかる。
そのためミラー２はピボットヒンジ９のヒンジ点を通る前記辺に平行な線を回動軸として傾きうる。
従ってミラー２は６つの反射角に傾きうる。
【００６３】
図９は本発明の実施形態における画像表示装置の動作例を説明する概略図である。
なお、本図中、実線ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆはミラー２の回動軸を表わし、実線矢印はミラー２の傾き方向を示す。
【００６４】
図９を参照すれば、部分１ａ側の辺の電極６ａ、６ｆに電圧が印加されればミラー２はａ軸の矢印方向に傾く。
部分１ｄ側の辺の電極６ｄ、６ｃに電圧が印加されればミラー２はｄ軸の矢印方向に傾く。
部分１ｂ側の辺の電極６ａ、６ｂに電圧が印加されればミラー２はｂ軸の矢印方向に傾く。
部分１ｅ側の辺の電極６ｄ、６ｅに電圧が印加されればミラー２はｅ軸の矢印方向に傾く。
光吸収部１４側の辺の電極６ｅ、６ｆに電圧が印加されればミラー２はｆ軸の矢印方向に傾く。
部分１ｃ側の辺の電極６ｂ、６ｃに電圧が印加されればミラー２はｃ軸の矢印方向に傾く。
電圧や、電圧を印加する電極を変えることで、反射角または回動軸を変化させうる。
【００６５】
以下、以上のように作用する本実施形態の画像表示装置の効果について概括的に説明する。
【００６６】
本実施形態において、部分１ｅ、及び、光反射部１ａ１、１ｂ１、１ｃ１、１ｄ１、は、鏡を備えており、光学フィルター部１ａ２、１ｂ２、１ｃ２、１ｄ２、は、カラーフィルターを備えており、また、光吸収部１４は、黒色の着色部を備えているため、特に製造が容易であり、特にローコストであり、特に小型化が可能である。
【００６７】
また、部分１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅ、及び、光吸収部１４は、ハニカム構造状に複数並んで備わっているため、無駄が少なく、丈夫である。
【００６８】
本実施形態において、レンズ４は、ハニカム構造状に複数並んで備わっているため、外光の集光と、画像表示に無駄が少ない。
【００６９】
本実施形態において、屈折率分布型レンズ３ａａは、ハニカム構造状に複数並んで備わっているため、外光の集光と、画像表示に無駄が少ない。
【００７０】
本実施形態において、部分１からの正反射光の強い外光は、光散乱部１５によって散乱させられ、より、正反射光が弱く、拡散光が強くなるため、光散乱部１５に、より低光沢の色が観察者側から目視され、より視認性が良い。
【００７１】
また、従来のマイクロミラーデバイスを用いた画像表示装置は、マイクロミラーからの光線束を拡大してスクリーンに表示するため、従来と同じサイズのミラーを用いたマイクロミラーデバイスを使用した場合、光散乱部１５を、直接目視する本実施形態の例においては、１つの画素が略ミラーと同じサイズであるため、従来のマイクロミラーデバイスを使った表示装置よりも高画素に構成することが可能である。
【００７２】
以下、図１０〜図１２を参照して、それぞれ、本実施形態にかかる変形例について説明する。
【００７３】
図１０は本発明の実施形態の変形例における画像表示装置の概略全体配置図である。
本図は、図５の構成における屈折率分布型レンズアレイ層３ａの代わりに、散乱光を十分な平行な光線へと集光するためのプリズム構造が直角に並んだ２枚のプリズムシート層から成る、プリズムシート層３ｂが備わっている。
【００７４】
プリズムシート層３ｂは、前記外光を前記ミラーに入射させる光路上に備えられた、入射する散乱光を、略平行光線束に集光する導光体であり、通常、液晶表示装置に用いられる、バックライトを観察者の視覚方向に一致する方向側、すなわち一般的にはディスプレイ画面に対する法線方向側へ集光させる効果を持たせたシート層である。
【００７５】
また、屈折率分布型レンズアレイ層３ａは、屈折率分布型レンズ３ａａの中心と中心近傍に入射する散乱光を略平行光線束に集光するが、プリズムシート層３ｂが、略全ての面に入射する散乱光を、略平行光線束に集光する構成にすることができる。
【００７６】
なお、プリズムシート層３ｂのプリズムピッチは、セル１０の観察者側と垂直な断面直径よりも十分小さいことが望ましい。
【００７７】
図１１は本発明の実施形態の変形例における画像表示装置の動作例を説明する透視概略図である。
本図は、図７の構成における屈折率分布型レンズ３ａａの代わりに、散乱光を十分な平行な光線へと集光するためのプリズム構造が直角に並んだ２枚のプリズムシート層から成る、プリズムシート層３ｂが備わっている。
【００７８】
図１１を参照すれば、同様にして、プリズムシート層３ｂに入射した散乱光から成る外光はプリズムシート層３ｂにより、一部が観察者側方向と略平行な略平行光線束に集光されうる。
【００７９】
図１２は本発明の実施形態の変形例における画像表示装置の動作例を説明する透視概略図である。
本図は、図８の構成における屈折率分布型レンズ３ａａの代わりに、散乱光を十分な平行な光線へと集光するためのプリズム構造が直角に並んだ２枚のプリズムシート層から成る、プリズムシート層３ｂが備わっている。
【００８０】
図１２を参照すれば、同様にして、その後、マゼンタ色の光線束から成る理想的な外光は、プリズムシート層３ｂを透過しうる。
【００８１】
以下、本実施形態の画像表示装置の各々の要素による作用と効果を、個々に説明する。
【００８２】
本実施形態の画像表示装置は、反射角を変化させることができるミラー２を、面状に、複数個配置して成るマイクロミラーデバイスと、前記ミラー２群の内の複数の前記ミラー２の、各々１つの反射面に対して、各々の別の光線束、若しくは、各々の別の曲面から出射する平行光線束、若しくは、共通な直交曲面をもつ光線群に、２つ以上の方向から集まる光線群と、２つ以上の方向へ広がる光線群の、両方を含んで成る光線束を、入射させる部分１と、を含む。
【００８３】
そのため、本実施形態の画像表示装置は、例えば、入射光路のために多くの空間を必要としない構成にすることができ、その場合、例えば、小型化することが容易な構成にすることができる。
また、マイクロミラーデバイスを含むため、例えば、応答速度が素早い構成にすることができる。
【００８４】
本実施形態の画像表示装置において、 前記部分１は、隣り合った前記ミラー２どうしの境に備えられている。
【００８５】
そのため、本実施形態の画像表示装置は、例えば、製造が容易な構成にすることができる。
また、例えば、より入射光路のために多くの空間を必要としない構成にすることができ、より小型化することが容易で、より薄型化することが容易な構成にすることができる。
【００８６】
本実施形態の画像表示装置において、前記部分１が、前記ミラー２に入射した後に前記ミラー２に反射して前記部分１に入射する、外光を、前記ミラー２の反射面に対して反射させる。
【００８７】
本実施形態の画像表示装置において、前記部分１が、前記外光のうち、特定の波長帯域の外光を、前記ミラー２の反射面に対して反射させる。
【００８８】
そのため、本実施形態の画像表示装置は、例えば、画像の表示に外光を用いる構成にすることができ、その場合、例えば、より低消費電力化することが容易で、より視認性が良い構成にすることができる。
また、例えば、光源を用いない構成にすることができ、その場合、例えば、より小型化することが容易な構成にすることができる。
【００８９】
本実施形態の画像表示装置において、前記部分１は、前記ミラー２側に反射面を向けた光反射部１ａ１、１ｂ１、１ｃ１、１ｄ１、と、該光反射部の前記ミラー２側に備えられた、特定波長以外の前記外光を遮断する、光学フィルター部１ａ２、１ｂ２、１ｃ２、１ｄ２、と、を含んで成る。
【００９０】
そのため、本実施形態の画像表示装置は、例えば、光反射部１ａ１の正反射率が高い構成にすることができ、その場合、部分１が、入射した外光を略正反射するため、拡散反射する場合よりも、より画像表示に使われる外光の光量が多い構成にすることができる。
【００９１】
本実施形態の画像表示装置は、前記外光を前記ミラー２に入射させる光路上に備えられた、入射する散乱光を、略平行光線束に集光する導光体を含む。
【００９２】
そのため、本実施形態の画像表示装置は、例えば、該略平行光線束を観察者側方向と略平行に構成することにより、観察者側から広い入射角で外光が入射しても、導光体が、ミラー２に観察者側方向と略平行に入射した場合に入射する部分１に、外光を集光する構成にすることができる。
【００９３】
本実施形態の画像表示装置において、前記導光体は、入射角度に依らず一定値の出射角度で光を出射する屈折率分布型レンズであって、中心軸上で最大となり、前記中心軸からの距離に従って放物線状に低下する屈折率分布と（０．５×ｍ＋０．２５）ピッチ（ｍ：整数）の光路長を有する屈折率分布型レンズ３ａａを含んで成る。
【００９４】
そのため、本実施形態の画像表示装置は、例えば、屈折率分布型レンズ３ａａが、中心と中心近傍に入射する散乱光を入射角度に依らず略平行光線束に集光する。
従って、屈折率分布型レンズ３ａａが、入射する散乱光を、入射角に依らず常に一定光量を略平行光線束に集光するため、広い角度範囲から入射する散乱光を安定的に略平行光線束に集光する構成にすることができる。
【００９５】
本実施形態の変形例における画像表示装置において、前記導光体は、プリズムシート層３ｂを含んで成る。
【００９６】
そのため、本実施形態の変形例における画像表示装置は、例えば、プリズムシート層３ｂが、略全ての面に入射する散乱光を、略平行光線束に集光する構成にすることができる。
また、例えば、プリズムシート層３ｂは、薄型化することが容易な構成にすることができる。
【００９７】
本実施形態の画像表示装置は、前記外光を前記導光体から前記ミラー２に入射させる光路上に備えられた、入射する光を収束させるレンズ４を含む。
【００９８】
そのため、本実施形態の画像表示装置は、例えば、レンズ４が無い状態では、観察者側から外光が入射しても、目的とする部分１の箇所に外光が入射できない場合でも、目的とする部分１に選択的に外光が入射できる構成にすることができる。
従って、例えば、レンズ４が無い状態では、観察者側から目的とする部分１の箇所からの光線束が目視できない場合でも、目的とする部分１の箇所から出射する光線束を選択的に目視できる構成にすることができる。
【００９９】
本実施形態の画像表示装置は、前記部分１が前記ミラー２の反射面に対して入射させた光線束を、前記ミラー２の反射面から反射させた反射光路上に備えられた、入射する光を散乱させる光散乱部１５を含む。
【０１００】
そのため、本実施形態の画像表示装置は、例えば、前記ミラー２の反射面から反射させた光線束が、光散乱部１５によって散乱させられ、より、正反射光が弱く、拡散光が強くなる構成にすることができる。
その場合、例えば、より光量むらが改善され、より視野角が広く、より視認性が良い構成にすることができる。
【０１０１】
本実施形態の画像表示装置において、前記部分１が、前記ミラー２群の内の複数の前記ミラー２の、各々１つの反射面に対して、異なる複数の特定の波長帯域の光線束を入射させる。
【０１０２】
そのため、本実施形態の画像表示装置は、例えば、１つのミラーが複数の種類の色を表現できる構成にすることができる。
【０１０３】
本実施形態の画像表示装置は、入射する外光を吸収する、光吸収部１４を含む。
【０１０４】
そのため、本実施形態の画像表示装置は、例えば、黒色を表示できる構成にすることができる。
【０１０５】
なお、本発明は以上の実施形態に限定されるものではなく、以下のようにしても同様に実施できるものである。
【０１０６】
本実施形態では、反射角を変化させることができるミラーを、面状に、複数個配置して成るマイクロミラーデバイス、には、上述の、静電気で駆動するピボットヒンジを用いたマイクロミラーデバイスが備えられているが、前記マイクロミラーデバイスは、必ずしも、これに限られるものではなく、反射角を変化させることができるミラーを、面状に、複数個配置して成るマイクロミラーデバイスであれば、いかなるものであってもよい。
【０１０７】
従って、前記マイクロミラーデバイスは、例えば、
種々のアクチュエータ駆動ミラーを用いたマイクロミラーデバイス、例えば、静電力を用いたアクチュエータ駆動ミラーを用いたマイクロミラーデバイス、例えば、リボンアクチュエータ制御ミラーを用いたマイクロミラーデバイスや、封止した液体の変形を利用したミラーを用いたマイクロミラーデバイス等、若しくは、他の適当な任意の、静電力を用いたアクチュエータ駆動ミラーを用いたマイクロミラーデバイス、又、圧電効果を用いたアクチュエータ駆動ミラーを用いたマイクロミラーデバイス、例えば、バイモルフ型ピストンチップチルトミラーを用いたマイクロミラーデバイス等、若しくは、他の適当な任意の、圧電効果を用いたアクチュエータ駆動ミラーを用いたマイクロミラーデバイス、又、熱歪みを用いたアクチュエータ駆動ミラーを用いたマイクロミラーデバイス、例えば、熱気圧駆動を用いたピストンチップチルトミラーを用いたマイクロミラーデバイス等、若しくは、他の適当な任意の、熱歪みを用いたアクチュエータ駆動ミラーを用いたマイクロミラーデバイス、又は、他の適当な任意の、アクチュエータ駆動ミラーを用いたマイクロミラーデバイス、又は、適当な任意の、静電気駆動ミラーを用いたマイクロミラーデバイス、又は、適当な任意の、熱気圧駆動ミラーを用いたマイクロミラーデバイス、又は、適当な任意の、磁気駆動ミラーを用いたマイクロミラーデバイス、又は、エレクトロウェッティングを用いたマイクロミラーデバイス、例えば、液体金属を用いた可変ミラーを用いたマイクロミラーデバイス等、又、他の適当な任意の、エレクトロウェッティングを用いたマイクロミラーデバイス、又は、濡れ性制御による液滴の変形を利用した走査型ミラーデバイスを用いたマイクロミラーデバイス、又は、他の適当な任意の、反射角を変化させることができるミラーを、面状に、複数個配置して成るマイクロミラーデバイスで代替されてもよい。
【０１０８】
更に、これら、前記マイクロミラーデバイスは、ピボットヒンジを用いたマイクロミラーデバイスでもよく、ピボットヒンジを用いないマイクロミラーデバイスでもよい。
更に、これら、前記マイクロミラーデバイスは、ねじり梁ヒンジを用いたマイクロミラーデバイスでもよく、ねじり梁ヒンジを用いないマイクロミラーデバイスでもよい。
更に、これら、前記マイクロミラーデバイスは、ヒンジを用いたマイクロミラーデバイスでもよく、ヒンジを用いないマイクロミラーデバイスでもよい。
更に、これら、前記マイクロミラーデバイスは、ピボットを用いたマイクロミラーデバイスでもよく、ピボットを用いないマイクロミラーデバイスでもよい。
【０１０９】
本実施形態では、前記ミラー群の内の複数の前記ミラーの、各々１つの反射面に対して、各々の別の光線束、若しくは、各々の別の曲面から出射する平行光線束、若しくは、共通な直交曲面をもつ光線群に、２つ以上の方向から集まる光線群と、２つ以上の方向へ広がる光線群の、両方を含んで成る光線束を、入射させる部分１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅは、それぞれが、略正六角形の各辺上に並んでおり、１ｅ、には、セル１０の内側に反射面を向けた鏡、が備えられており、前記ミラー側に反射面を向けた光反射部と、該光反射部の前記ミラー側に備えられた、特定波長以外の前記外光を遮断する光学フィルター部と、を含んで成る、１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、を構成する１ａ１、１ａ２、１ｂ１、１ｂ２、１ｃ１、１ｃ２、１ｄ１、１ｄ２、には、セル１０の内側に反射面を向けた鏡、光反射部１ａ１の反射面側に備えられたシアン色のカラーフィルター、セル１０の内側に反射面を向けた鏡、光反射部１ｂ１の反射面側に備えられたマゼンタ色のカラーフィルター、セル１０の内側に反射面を向けた鏡、光反射部１ｃ１の反射面側に備えられたイエロー色のカラーフィルター、セル１０の内側に反射面を向けた鏡、光反射部１ｄ１の反射面側に備えられた青色のカラーフィルター、が備えられているが、前記部分は、必ずしも、これらに限られるものではなく、前記ミラー群の内の複数の前記ミラーの、各々１つの反射面に対して、各々の別の光線束、若しくは、各々の別の曲面から出射する平行光線束、若しくは、共通な直交曲面をもつ光線群に、２つ以上の方向から集まる光線群と、２つ以上の方向へ広がる光線群の、両方を含んで成る光線束を、入射させる部分であれば、いかなる位置に備わった部分で、いかなる形状の部分で、いかなる部分であって、何種類の、いかなる順番の、いかなる組み合わせの、いかなる波長帯域の光線束を入射させる部分であってもよく、又、何種類で、いかなる順番で、いかなる組み合わせで、何個の部分であってもよい。
【０１１０】
従って、前記部分は、いかなる位置に備わった部分であってもよく、例えば、種々の閉じた平面図形の辺上に並んだ部分、例えば、略多角形の辺上に並んだ部分、例えば、略正三角形の辺上や、任意の略三角形の辺上や、略正方形の辺上や、略平行四辺形の辺上や、任意の略四角形の辺上や、略平行六辺形の辺上や、略正八角形の辺上や、略正十二角形の辺上等、若しくは、他の適当な任意の略多角形の辺上に並んだ部分、又、略円形の円周上や、略楕円形の円周上や、略円の円弧上や、略楕円の円弧上や、略扇形の辺上や、略ルーローの多角形の円弧上等、又は、他の適当な任意の閉じた平面図形の辺上に並んだ部分、又は、種々の平面図形上に並んだ部分、例えば、略直線上や、略曲線上や、適当な任意の線上等に並んでいる部分等、又、他の適当な任意の平面図形上に並んだ部分、又は、種々の３次元図形上に備わった部分、例えば、立体図形の面上に備わった部分、例えば、多面体の面上に備わった部分、例えば、略正四面体や、略正六面体や、略正八面体や、略平行六面体や、略角錐の側面上や、略多角柱の面上等、若しくは、他の適当な任意の多面体の面上に備わった部分、又、他の適当な任意の立体図形の面上に備わった部分、又は、他の適当な任意の３次元図形上に備わった部分、又は、他の適当な任意の位置に備わった部分で代替されてもよい。
【０１１１】
更に、これら、前記部分は、平面充填形状の平面図形の辺上や、線上に並んでいてもよく、平面充填形状の平面図形の辺上や、線上に並んでいなくてもよい。
【０１１２】
更に、これら、前記部分は、これらの辺上や、線上や、面上全てを埋めて備わっていてもよく、これらの辺上や、線上や、面上全てを埋めて備わっていなくてもよい。
【０１１３】
更に、これら、前記部分は、規則的に並んでいてもよく、不規則に並んでいてもよい。
【０１１４】
なおかつ、前記部分は、いかなる形状の部分であってもよく、例えば、略凹面体や、略凸面体や、略多面体や、略多角柱や、略円柱や、略球や、略錐体等、若しくは、他の適当な任意の形状の部分で代替されてもよい。
【０１１５】
なおかつ、前記部分は、いかなる部分であってもよく、例えば、光線束を発する部分、例えば、種々の光源ランプから成る部分、例えば、発光ダイオードから成る部分等、若しくは、他の適当な任意の光源ランプから成る部分、又、他の適当な任意の、光線束を発する部分、又は、光線束を透過したり反射させる部分、例えば、光ファイバーケーブルから成る部分等、又、他の適当な任意の、光線束を透過したり反射させる部分、又は、光線束を反射させる部分、例えば、着色部や、ダイクロイックミラーや、ビームスプリッターや、ロングパスフィルターや、ショートパスフィルターや、バンドパスフィルターから成る部分等、又、他の適当な任意の、光線束を反射させる部分、又は、光線束を屈折させる部分、例えば、プリズムから成る部分等、又、他の適当な任意の、光線束を屈折させる部分、又は、他の適当な任意の部分で代替されてもよい。
【０１１６】
なおかつ、前記部分は、何種類の、いかなる順番の、いかなる組み合わせの、いかなる波長帯域の光線束を入射させる部分であってもよく、例えば、白色や、赤色や、緑色や、紫色や、ピンク色や、蛍光色や、金属光沢のある色や、構造色等、若しくは、他の適当な任意の色の光線束を入射させる部分で代替されてもよく、それらが何種類の、いかなる順番の、いかなる組み合わせの、光線束を入射させてもよい。
【０１１７】
なおかつ、前記部分は、何種類で、いかなる順番で、いかなる組み合わせで、何個の部分で代替されてもよい。
【０１１８】
本実施形態では、前記ミラー側に反射面を向けた光反射部１ａ１、１ｂ１、１ｃ１、１ｄ１、には、セル１０の内側に反射面を向けた鏡が備えられているが、この前記光反射部は、必ずしも、これに限られるものではなく、前記ミラー側に反射面を向けた光反射部であればいかなる光反射部であってもよい。
【０１１９】
従って、前記光反射部は、例えば、凹面鏡や、凸面鏡から成る光反射部等、若しくは、他の適当な任意の光反射部で代替されてもよい。
【０１２０】
本実施形態では、該光反射部の前記ミラー側に備えられた、特定波長以外の前記外光を遮断する、光学フィルター部１ａ２、１ｂ２、１ｃ２、１ｄ２、には、光反射部１ａ１の反射面側に備えられたシアン色のカラーフィルター、光反射部１ｂ１の反射面側に備えられたマゼンタ色のカラーフィルター、光反射部１ｃ１の反射面側に備えられたイエロー色のカラーフィルター、光反射部１ｄ１の反射面側に備えられた青色のカラーカラーフィルター、が備えられているが、この前記光学フィルター部は、必ずしも、これに限られるものではなく、該光反射部の前記ミラー側に備えられた、特定波長以外の前記外光を遮断する、光学フィルター部であればいかなる光学フィルター部であってもよい。
【０１２１】
従って、前記光学フィルター部は、例えば、当該技術分野で良く知られている、種々の吸収型光学フィルター部、例えば、着色した透明基材から成る光学フィルター部等、若しくは、他の適当な任意の吸収型光学フィルター部から成る光学フィルター部、又、当該技術分野で良く知られている、種々の反射型光学フィルター部、例えば、ビームスプリッターや、ダイクロイックプリズムから成る光学フィルター部等、若しくは、他の適当な任意の反射型光学フィルター部から成る光学フィルター部、又は、他の適当な任意の光学フィルター部で代替されてもよい。
【０１２２】
本実施形態では、前記外光を前記ミラーに入射させる光路上に備えられた、入射する散乱光を、略平行光線束に集光する導光体には、中心軸上で最大となり、前記中心軸からの距離に従って放物線状に低下する屈折率分布と０．２５ピッチの光路長を有する、略正六角柱状の屈折率分布型レンズから成る、入射角度に依らず一定値の出射角度で光を出射する屈折率分布型レンズであって、中心軸上で最大となり、前記中心軸からの距離に従って放物線状に低下する屈折率分布と（０．５×ｍ＋０．２５）ピッチ（ｍ：整数）の光路長を有する屈折率分布型レンズ３ａａが備えられており、本実施形態の変形例では、前記外光を前記ミラーに入射させる光路上に備えられた、入射する散乱光を、略平行光線束に集光する導光体には、散乱光を十分な平行な光線へと集光するためのプリズム構造が直角に並んだ２枚のプリズムシート層から成る、プリズムシート層３ｂ、が備えられているが、前記導光体は、必ずしも、これに限られるものではなく、前記外光を前記ミラーに入射させる光路上に備えられた、入射する散乱光を、略平行光線束に集光する導光体であれば、いかなる導光体であってもよい。
【０１２３】
従って、前記導光体は、例えば、入射口から入射される光源からの光を、側壁面で繰り返し反射させて射出口から射出させるライトパイプにおいて、前記射出口から射出される光の射出角度が前記入射口から入射される光の入射角度よりも小さくなるように、前記側壁面の前記入射口側の領域に回折部を設けたことを特徴とするライトパイプ等、若しくは、他の適当な任意の導光体で代替されてもよい。
【０１２４】
本実施形態では、入射角度に依らず一定値の出射角度で光を出射する屈折率分布型レンズであって、中心軸上で最大となり、前記中心軸からの距離に従って放物線状に低下する屈折率分布と（０．５×ｍ＋０．２５）ピッチ（ｍ：整数）の光路長を有する屈折率分布型レンズ３ａａ、には、中心軸上で最大となり、前記中心軸からの距離に従って放物線状に低下する屈折率分布と０．２５ピッチの光路長を有する、略正六角柱状の屈折率分布型レンズが備えられているが、前記屈折率分布型レンズは、必ずしも、これに限られるものではなく、入射角度に依らず一定値の出射角度で光を出射する屈折率分布型レンズであって、中心軸上で最大となり、前記中心軸からの距離に従って放物線状に低下する屈折率分布と（０．５×ｍ＋０．２５）ピッチ（ｍ：整数）の光路長を有する屈折率分布型レンズであれば、いかなる形状の屈折率分布型レンズで、いかなる屈折率分布型レンズであってもよい。
【０１２５】
従って、前記屈折率分布型レンズは、いかなる形状の屈折率分布型レンズであってもよく、例えば、略多角柱の屈折率分布型レンズ、例えば、略正三角柱や、任意の略三角柱や、略正方柱や、略平行四辺柱や、任意の略四角柱や、略平行六辺柱や、略正八角柱や、略正十二角柱等、若しくは、他の適当な任意の略多角柱の屈折率分布型レンズ、又、略円柱や、略楕円柱や、略扇柱や、略ルーローの多角柱等、又は、他の適当な任意の柱体の屈折率分布型レンズ、又は、他の適当な任意の形状の屈折率分布型レンズで代替されてもよい。
【０１２６】
なおかつ、前記屈折率分布型レンズは、いかなる屈折率分布型レンズで代替されてもよく、（０．５×ｍ＋０．２５）ピッチ（ｍ：整数）の条件を満たす適当な任意の光路長を有する屈折率分布型レンズで代替されてもよい。
【０１２７】
更に、これら、前記屈折率分布型レンズの光軸に垂直な断面直径は、セル１０の観察者側と垂直な断面直径と同じであってもよく、セル１０の観察者側と垂直な断面直径と違ってもよい。
【０１２８】
更に、これら、前記屈折率分布型レンズの光軸に垂直な断面形状は、セル１０の観察者側と垂直な断面形状と同じであってもよく、セル１０の観察者側と垂直な断面形状と違ってもよい。
【０１２９】
更に、これら、前記屈折率分布型レンズは、平面充填形状に敷き詰められていてもよく、平面充填形状に敷き詰められてなくてもよい。
【０１３０】
本実施形態の変形例では、プリズムシート層３ｂ、には、散乱光を十分な平行な光線へと集光するためのプリズム構造が直角に並んだ２枚のプリズムシート層が備えられているが、前記プリズムシート層は、必ずしも、これに限られるものではなく、プリズムシート層であれば、いかなるプリズムシート層であってもよい。
【０１３１】
従って、前記プリズムシート層は、例えば、当該技術分野で良く知られている、種々のプリズムシート層、例えば、様々な方向にプリズム構造を備えた、様々な形状をした、様々なサイズの、プリズム構造が規則的に、若しくは不規則的に並んだプリズムシート層、若しくは、他の適当な任意のプリズムシート層で代替されてもよい。
【０１３２】
本実施形態では、前記外光を前記導光体から前記ミラーに入射させる光路上に備えられた、入射する光を収束させるレンズ４、には、略正六角形の板状の凸レンズが備えられているが、この前記レンズは、必ずしも、これに限られるものではなく、前記外光を前記導光体から前記ミラーに入射させる光路上に備えられた、入射する光を収束させるレンズであればいかなる形状のレンズで、いかなるレンズであってもよい。
【０１３３】
従って、前記レンズは、いかなる形状のレンズであってもよく、例えば、種々の板状のレンズ、例えば、例えば、略多角形の板状のレンズ、例えば、略正三角形の板状や、任意の略三角形の板状や、略正方形の板状や、略平行四辺形の板状や、任意の略四角形の板状や、略平行六辺形の板状や、略正八角形の板状や、略正十二角形の板状等、若しくは、他の適当な任意の多角形の板状のレンズ、又、略円形の板状や、略楕円形の板状や、略扇形の板状や、略ルーローの多角形の板状等、又は、他の適当な任意の形の板状のレンズ、又は、他の適当な任意の形状のレンズで代替されてもよい。
【０１３４】
なおかつ、前記レンズは、いかなるレンズであってもよく、例えば、球面レンズや、非球面レンズや、フレネルレンズや、シリンドリカルレンズや、トロイダルレンズや、自由曲面レンズや、屈折率分布型レンズや、回折レンズ等、若しくは、他の適当な任意のレンズで代替されてもよい。
【０１３５】
更に、これら、前記レンズは、平面充填形状に敷き詰められていてもよく、平面充填形状に敷き詰められてなくてもよい。
【０１３６】
本実施形態では、前記部分が前記ミラーの反射面に対して入射させた光線束を、前記ミラーの反射面から反射させた反射光路上に備えられた、入射する光を散乱させる光散乱部１５、には、光拡散シート層が備えられているが、この前記光散乱部は、必ずしも、これに限られるものではなく、前記部分が前記ミラーの反射面に対して入射させた光線束を、前記ミラーの反射面から反射させた反射光路上に備えられた、入射する光を散乱させる光散乱部であればいかなる光散乱部であってもよい。
【０１３７】
従って、前記光散乱部は、例えば、当該技術分野で良く知られている、種々の光拡散シート層から成る光散乱部、例えば、透光性樹脂中に屈折率の異なる樹脂ビーズや微粒子（フィラー）を含んだ光拡散シート層や、何れか一方の表面をマット状に処理した光拡散シート層等、若しくは、他の適当な任意の光拡散シート層から成る光散乱部、又、他の適当な任意の光散乱部で代替されてもよい。
【０１３８】
本実施形態では、入射する外光を吸収する、光吸収部３、には、セル１０の内側に着色面を向けた黒色の着色部が備えられているが、前記光吸収部は、必ずしも、これに限られるものではなく、入射する外光を吸収する、光吸収部であれば、いかなる光吸収部であってもよい。
【０１３９】
従って、前記導光体は、他の適当な任意の光吸収部で代替されてもよい。
【符号の説明】
【０１４０】
１ａ 部分
１ａ１ 光反射部
１ａ２ 光学フィルター部
１ｂ 部分
１ｂ１ 光反射部
１ｂ２ 光学フィルター部
１ｃ 部分
１ｃ１ 光反射部
１ｃ２ 光学フィルター部
１ｄ 部分
１ｄ１ 光反射部
１ｄ２ 光学フィルター部
１ｅ 部分
２ ミラー
３ａａ 屈折率分布型レンズ
３ｂ プリズムシート層
４ レンズ
１４ 光吸収部
１５ 光散乱部
【技術分野】
【０００１】
本発明はマイクロミラーデバイスを用いた画像表示装置及び画像表示方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般にマイクロミラーデバイスは、ミラーの反射角を変化させることによって、ミラーに入射する光線束の反射光路を変換させる。
このマイクロミラーデバイスは、通常、プロジェクターや、プロジェクションテレビ等の画像表示装置等、及び、スキャナや、複写器や、ファクシミリ等における光走査装置等に適用される。
【０００３】
ここで、マイクロミラーデバイスを用いた、プロジェクターや、プロジェクションテレビ等の画像表示装置は、通常、１つの曲面から出射する１つの平行光線束や、１つの曲面から出射する１つの収束光線束や、１つの曲面から出射する１つの発散光線束をすべてのミラーに入射させ、画像表示を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１４０１５９号公報
【特許文献２】特開２０１０−７２１２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来のマイクロミラーデバイスを用いた画像表示装置は、通常、１つの曲面から出射する１つの平行光線束や、１つの曲面から出射する１つの収束光線束や、１つの曲面から出射する１つの発散光線束を、すべてのミラーに入射させる入射光路を備えている。
【０００６】
光線束は直進するうえ、１つの曲面から出射する１つの光線束であって、平行に進むか、収束するか、発散するか、のみの光線束をすべてのミラーに入射させるため、出射位置から遠い位置にあるミラーに光線束が入射する入射光路は長くなる。
そのため、従前のマイクロミラーデバイスを用いた画像表示装置は、該入射光路のために多くの空間を必要とするため、小型化することが困難である。
【０００７】
本発明は前記のような問題点を勘案して案出されたものであり、小型化が容易な画像表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に記載の発明は、反射角を変化させることができるミラーを、面状に、複数個配置して成るマイクロミラーデバイスと、前記ミラー群の内の複数の前記ミラーの、各々１つの反射面に対して、各々の別の光線束、若しくは、各々の別の曲面から出射する平行光線束、若しくは、共通な直交曲面をもつ光線群に、２つ以上の方向から集まる光線群と、２つ以上の方向へ広がる光線群の、両方を含んで成る光線束を、入射させる部分と、を含むことを要旨としている。
【０００９】
ここで、前記部分は、前記ミラー群の内の複数の前記ミラーの、各々１つの反射面に対して、各々の別の光線束、若しくは、各々の別の曲面から出射する平行光線束、若しくは、共通な直交曲面をもつ光線群に、２つ以上の方向から集まる光線群と、２つ以上の方向へ広がる光線群の両方を含んで成る光線束を、入射させる部分であればよく、例えば、光線束を発し、前記ミラー群の内の複数の前記ミラーの、各々１つの反射面に対して、各々の別の光線束、若しくは、各々の別の曲面から出射する平行光線束、若しくは、共通な直交曲面をもつ光線群に、２つ以上の方向から集まる光線群と、２つ以上の方向へ広がる光線群の、両方を含んで成る光線束を、入射させる部分や、光線束を透過し、前記ミラー群の内の複数の前記ミラーの、各々１つの反射面に対して、各々の別の光線束、若しくは、各々の別の曲面から出射する平行光線束、若しくは、共通な直交曲面をもつ光線群に、２つ以上の方向から集まる光線群と、２つ以上の方向へ広がる光線群の、両方を含んで成る光線束を、入射させる部分や、光線束を反射させ、前記ミラー群の内の複数の前記ミラーの、各々１つの反射面に対して、各々の別の光線束、若しくは、各々の別の曲面から出射する平行光線束、若しくは、共通な直交曲面をもつ光線群に、２つ以上の方向から集まる光線群と、２つ以上の方向へ広がる光線群の、両方を含んで成る光線束を、入射させる部分や、光線束を屈折させ、前記ミラー群の内の複数の前記ミラーの、各々１つの反射面に対して、各々の別の光線束、若しくは、各々の別の曲面から出射する平行光線束、若しくは、共通な直交曲面をもつ光線群に、２つ以上の方向から集まる光線群と、２つ以上の方向へ広がる光線群の、両方を含んで成る光線束を、入射させる部分等を含む。
【００１０】
ここで、光線束とは、共通な直交曲面をもつ光線群を意味するものであり、平行光線束とは、平行な光線群から成る光線束を意味するものであり、収束光線束とは、１点に向かって収束する光線束を意味するものであり、発散光線束とは、１点から発散する光線束を意味するものである。
【００１１】
請求項１１に記載の方法は、反射角を変化させることができるミラーを複数個配置して成るマイクロミラーデバイスを含む画像表示装置において実行する画像表示方法であって、前記ミラー群の内の複数の前記ミラーの、各々１つの反射面に対して、各々の別の光線束、若しくは、各々の別の曲面から出射する平行光線束、若しくは、共通な直交曲面をもつ光線群に、２つ以上の方向から集まる光線群と、２つ以上の方向へ広がる光線群の、両方を含んで成る光線束を、入射させる、ことを要旨としている。
【００１２】
従って請求項１に記載の発明によれば、傾いた前記ミラーの反射面に、前記部分が入射させる光線束が反射するため、該光線束によって、表示画像が表示される。
また前記マイクロミラーデバイスを動作させ、前記ミラーを別の反射角に傾けると、前記ミラーの反射面に、光線束が入射されなくなるか、もしくは別の角度から前記部分が入射させる光線束が反射する。
従って、前記表示画像を書き換えることができる。
このとき、前記部分が前記ミラーに光線束を入射させる入射光路が、前記ミラー群の内の複数の前記ミラーの、各々１つの反射面に対して、各々の別の光線束、若しくは、各々の別の曲面から出射する平行光線束、若しくは、共通な直交曲面をもつ光線群に、２つ以上の方向から集まる光線群と、２つ以上の方向へ広がる光線群の、両方を含んで成る光線束を入射させる入射光路であるため、例えば、該入射光路のために多くの空間を必要としない構成にすることができる。
【発明の効果】
【００１３】
上述したように本発明に係る画像表示装置において前記部分が前記ミラーに光線束を入射させる入射光路が、前記ミラー群の内の複数の前記ミラーの、各々１つの反射面に対して、各々の別の光線束、若しくは、各々の別の曲面から出射する平行光線束、若しくは、共通な直交曲面をもつ光線群に、２つ以上の方向から集まる光線群と、２つ以上の方向へ広がる光線群の、両方を含んで成る光線束を入射させる入射光路であるため、例えば、該入射光路のために多くの空間を必要としない構成にすることができる。
従って、本発明に係る画像表示装置は、小型化することが容易である。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は本発明の実施形態における画像表示装置の一部を表す透視斜視図である。
【図２】図２は本発明の実施形態における画像表示装置の一部を表す分離斜視図である。
【図３】図３は本発明の実施形態における画像表示装置の一部を表す断面図である。
【図４】図４は本発明の実施形態における画像表示装置の概略全体配置図である。
【図５】図５は本発明の実施形態における画像表示装置の一部を表す概略配置図である。
【図６】図６は本発明の実施形態における画像表示装置の一部を表す概略配置図である。
【図７】図７は本発明の実施形態における画像表示装置の動作例を説明する透視概略図である。
【図８】図８は本発明の実施形態における画像表示装置の動作例を説明する透視概略図である。
【図９】図９は本発明の実施形態における画像表示装置の動作例を説明する概略図である。
【図１０】図１０は本発明の実施形態の変形例における画像表示装置の概略全体配置図である。
【図１１】図１１は本発明の実施形態の変形例における画像表示装置の動作例を説明する透視概略図である。
【図１２】図１２は本発明の実施形態の変形例における画像表示装置の動作例を説明する透視概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の態様について図面を用いて詳細に説明する。但し、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。
従って、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。
なお、以下に説明する本発明の構成において、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を異なる図面間で共通して用い、その繰り返しの説明は省略する。
【００１６】
本実施の形態では、本発明の画像表示装置の一例について図面を参照して説明する。
【００１７】
なお、本発明の考案を説明するため、反射角を変化させることができるミラーを、面状に、複数個配置して成るマイクロミラーデバイスの一例として、静電気で駆動するピボットヒンジを用いたマイクロミラーデバイスを例として用いるが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００１８】
なお、本実施形態は主に光学的作用を説明するため、静電気で駆動するピボットヒンジを用いたマイクロミラーデバイスの一部であるＳＲＡＭの回路についての詳しい説明は省略する。
【００１９】
なお、本実施形態における使用方法の一例として、入射する光を散乱させる光散乱部を、直接目視する使用方法をとっているが、本発明及び本実施形態の使用方法はこれに限定されるものではなく、例えば、前記光散乱部の観察者側に備えられた別の層を目視する使用方法や、前記光散乱部からの光線束を反射させた部分を目視する使用方法や、前記光散乱部からの光線束を投射させたスクリーンを目視する使用方法等、若しくは他の適当な任意の使用方法をとっても、本発明の趣旨を逸脱するものではない。
【００２０】
なお、本実施形態の方向を説明するための用語として、前記反射角を変化させることができるミラーを、面状に、複数個配置して成るマイクロミラーデバイスにおける前記ミラー群側を、観察者側という言葉で表現するが、本発明及び本実施形態は、この方向及びこの言葉の意味やこの言葉の存在の有無に限定されるものではない。
【００２１】
なお、本実施形態の構成及び作用を説明するための言葉として、前記ミラー群の内の複数の前記ミラーの、各々１つの反射面に対して、各々の別の光線束、若しくは、各々の別の曲面から出射する平行光線束、若しくは、共通な直交曲面をもつ光線群に、２つ以上の方向から集まる光線群と、２つ以上の方向へ広がる光線群の、両方を含んで成る光線束を、入射させる部分１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅ、及び、入射する外光を吸収する、光吸収部１４、及び、前記外光を前記導光体から前記ミラーに入射させる光路上に備えられた、入射する光を収束させるレンズ４、及び、ミラー２、及び、基盤５、及び、電極６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ、６ｅ、６ｆ、及び、ピボットヒンジ９、と、を含めてセル１０という言葉で表現するが、本発明は、この構成及びこの言葉の意味やこの言葉の存在の有無に限定されるものではない。
【００２２】
以下、図１〜図６を参照して本実施形態の画像表示装置の構成について説明する。
【００２３】
まず、主に、本実施形態の画像表示装置における、静電気で駆動するピボットヒンジを用いたマイクロミラーデバイス以外の構成について概括的に図面を参照して説明する。
【００２４】
図４は本発明の実施形態における画像表示装置の概略全体配置図である。
【００２５】
図４を参照すれば、本発明に係る画像表示装置１００は、セル群１２と、セル群１２の観察者側に形成した、屈折率分布型レンズアレイ層３ａと、屈折率分布型レンズアレイ層３ａの観察者側に形成した、光拡散シート層から成る、前記部分が前記ミラーの反射面に対して入射させた光線束を、前記ミラーの反射面から反射させた反射光路上に備えられた、入射する光を散乱させる光散乱部１５と、を備えている。
【００２６】
図５は本発明の実施形態における画像表示装置の一部を表す概略配置図である。
【００２７】
図５を参照すれば、屈折率分布型レンズアレイ層３ａには、中心軸上で最大となり、前記中心軸からの距離に従って放物線状に低下する屈折率分布と０．２５ピッチの光路長を有する、略正六角柱状の屈折率分布型レンズから成る、入射角度に依らず一定値の出射角度で光を出射する屈折率分布型レンズであって、中心軸上で最大となり、前記中心軸からの距離に従って放物線状に低下する屈折率分布と（０．５×ｍ＋０．２５）ピッチ（ｍ：整数）の光路長を有する屈折率分布型レンズ３ａａがハニカム構造状に複数並んで備わっている。
【００２８】
図６は本発明の実施形態における画像表示装置の一部を表す概略配置図である。図６を参照すれば、セル群１２には、略正六角柱状のセル１０がハニカム構造状に複数並んで備わっている。
【００２９】
図１は本発明の実施形態における画像表示装置の一部を表す透視斜視図である。
図２は本発明の実施形態における画像表示装置の一部を表す分離斜視図である。
【００３０】
図１及び図２を参照すれば、セル１０は、それぞれが、略正六角形の各辺上に並んだ、前記ミラー群の内の複数の前記ミラーの、各々１つの反射面に対して、各々の別の光線束、若しくは、各々の別の曲面から出射する平行光線束、若しくは、共通な直交曲面をもつ光線群に、２つ以上の方向から集まる光線群と、２つ以上の方向へ広がる光線群の、両方を含んで成る光線束を、入射させる部分１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅ、と、入射する外光を吸収する、光吸収部１４で側部が構成されている。また、セル１０は観察者側の底部に略正六角形の板状の凸レンズから成る、前記外光を前記導光体から前記ミラーに入射させる光路上に備えられた、入射する光を収束させるレンズ４を備えている。
【００３１】
図３は本発明の実施形態における画像表示装置の一部を表す断面図である。本図は部分１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅ、及び、光吸収部１４の断面図である。なお、本図中、実線の矢印Ａは、セル１０の内側、すなわちミラー２側を示す。
【００３２】
図３を参照すれば、部分１ａは、セル１０の内側に反射面を向けた鏡から成る、前記ミラー側に反射面を向けた光反射部１ａ１と、光反射部１ａ１の反射面側に備えられたシアン色のカラーフィルターから成る、該光反射部の前記ミラー側に備えられた、特定波長以外の光を遮断する、光学フィルター部１ａ２と、を備えている。
部分１ｂは、セル１０の内側に反射面を向けた鏡から成る、前記ミラー側に反射面を向けた光反射部１ｂ１と、光反射部１ｂ１の反射面側に備えられたマゼンタ色のカラーフィルターから成る、該光反射部の前記ミラー側に備えられた、特定波長以外の光を遮断する、光学フィルター部１ｂ２と、を備えている。
部分１ｃは、セル１０の内側に反射面を向けた鏡から成る、前記ミラー側に反射面を向けた光反射部１ｃ１と、光反射部１ｃ１の反射面側に備えられたイエロー色のカラーフィルターから成る、該光反射部の前記ミラー側に備えられた、特定波長以外の光を遮断する、光学フィルター部１ｃ２と、を備えている。
部分１ｄは、セル１０の内側に反射面を向けた鏡から成る、前記ミラー側に反射面を向けた光反射部１ｄ１と、光反射部１ｄ１の反射面側に備えられた青色のカラーフィルターから成る、該光反射部の前記ミラー側に備えられた、特定波長以外の光を遮断する、光学フィルター部１ｄ２と、を備えている。
部分１ｅは、セル１０の内側に反射面を向けた鏡から成る。
光吸収部１４は、セル１０の内側に着色面を向けた黒色の着色部から成る。
【００３３】
次に、主に、本実施形態の画像表示装置における、反射角を変化させることができるミラーを、面状に、複数個配置して成るマイクロミラーデバイスの一例である、静電気で駆動するピボットヒンジを用いたマイクロミラーデバイスの構成について図面を参照して説明する。
【００３４】
図１は本発明の実施形態における画像表示装置の一部を表す透視斜視図である。図２は本発明の実施形態における画像表示装置の一部を表す分離斜視図である。
【００３５】
図１及び図２を参照すれば、セル１０の内部には反射面を観察者側に向けた略正六角形の板状の、ミラー２が入っており、セル１０の観察者側と逆側の底部には略正六角形の板状の、基盤５を備えており、基盤５の観察者側には、略正六角形の各角上に６回対称に６個の、電極６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ、６ｅ、６ｆを備えている。
また基盤５の観察者側の中心には、ミラー２と連結されたピボットヒンジ９が立設されている。
基板５にはＳＲＡＭが内蔵されており、このＳＲＡＭに電極６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ、６ｅ、６ｆが電気的に連結されている。
またこのＳＲＡＭとピボットヒンジ９が電気的に連結されており、ＳＲＡＭとミラー２はピボットヒンジ９によって電気的に連結される。
【００３６】
以下、図１〜図９を参照して以上のように構成される本実施形態の画像表示装置の作用について説明する。
【００３７】
まず、主に、本実施形態の画像表示装置における、静電気で駆動するピボットヒンジを用いたマイクロミラーデバイス以外の作用について概括的に図面を参照して説明する。
【００３８】
ここでは観察者側から白色の散乱光から成る外光が光散乱部１５に入射した場合について説明する。
【００３９】
観察者側から入射した散乱光から成る外光は、光散乱部１５を透過し、屈折率分布型レンズアレイ層３ａに入射しうる。
【００４０】
屈折率分布型レンズ３ａａは、中心と中心近傍に入射する散乱光を入射角度に依らず略平行光線束に集光する。
【００４１】
屈折率分布型レンズアレイ層３ａは、
前記外光を前記ミラーに入射させる光路上に備えられた、入射する散乱光を、略平行光線束に集光する導光体である、出力光の出射角度が入射角度に依らず０度となる部分を有する屈折率分布型レンズ３ａａの、複数個を、光軸に垂直な２次元方向に配列した屈折率分布型レンズアレイ層である。
【００４２】
従って、屈折率分布型レンズアレイ層３ａに入射した散乱光から成る外光は屈折率分布型レンズアレイ層３ａにより、一部が観察者側方向と略平行な略平行光線束に集光されうる。
【００４３】
ここでは、屈折率分布型レンズアレイ層３ａによって散乱光から成る外光を観察者側方向と略平行な略平行光線束に集光することが目的であるので、例として、この屈折率分布型レンズアレイ層３ａにより観察者側方向と完全に平行な平行光線束に集光される外光を理想的な外光という言葉で表現し、その光路についてのみ説明する。
【００４４】
図７は本発明の実施形態における画像表示装置の動作例を説明する透視概略図である。
本図はセル１０の表示状態の一例を概略的に透視して示している。
なお、本図中、実線の矢印は部分１ｂへ入射する理想的な外光の光路、ハッチング面は理想的な外光が１ｂへ入射する範囲を示す。
【００４５】
図７を参照すれば、略平行光線束から成る理想的な外光はレンズ４により収束光線束から成る理想的な外光に収束され、部分１ｂ側の辺が下がり、部分１ｅ側の辺が上がったミラー２の反射面に反射して、部分１ｂに入射しうる。
【００４６】
ここでレンズ４の焦点距離をＦ、及び、レンズ４の光軸を進む理想的な外光の、レンズ４の主点から部分１ｂまでの光路距離をＡ、及び、レンズ４の有効径をＲ、及び、部分１ｂに理想的な外光が入射する範囲の直径をＢ、とする。
【００４７】
なお、Ｆ≧Ａであることが望ましく、このとき、Ｂ＝Ｒ（１−Ａ÷Ｆ）、によって求められる。
【００４８】
Ｆや、Ａや、Ｒや、部分１等、を調節することで、例えば、理想的な外光が入射する部分１ｂの範囲を選択できる。
また、例えば、理想的な外光を隣り合った部分１ａや部分や部分１ｃに入射させず、部分１ｂのみに入射させることも選択できる。
【００４９】
部分１ｂに入射した収束光線束から成る理想的な外光は、光学フィルター部１ｂ２に入射し、マゼンタ色以外の光が吸収されて、マゼンタ色の光線束から成る理想的な外光となり、その後、光反射部１ｂ１により、略正反射しうる。
【００５０】
図８は本発明の実施形態における画像表示装置の動作例を説明する透視概略図である。
本図はセル１０の表示状態の一例を概略的に透視して示している。
なお、本図中、実線の矢印は部分１ｂから出射する理想的な外光の光路、ハッチング面は理想的な外光が１ｂから出射する範囲を示す。
【００５１】
図８を参照すれば、マゼンタ色の光線束から成る理想的な外光は、部分１ｂから出射し、その後、ミラー２に反射し、レンズ４を透過し、屈折率分布型レンズアレイ層３ａに入射しうる。
【００５２】
ここでレンズ４の光軸を進むマゼンタ色の光線束から成る理想的な外光のレンズ４の主点から屈折率分布型レンズアレイ層３ａまでの光路距離をＣ、及び、レンズ４にマゼンタ色の光線束から成る理想的な外光が入射する範囲の直径をＤ、及び、屈折率分布型レンズアレイ層３ａにマゼンタ色の光線束から成る理想的な外光が入射する範囲の直径をＥ、とする。
【００５３】
２Ａ＞Ｆ≧Ａであるとき、マゼンタ色の光線束から成る理想的な外光はレンズ４に入射する前に結像し、マゼンタ色の光線束から成る理想的な外光の、結像点からレンズ４の主点までの光路距離をＸ、とする。
このとき、Ｄ＝Ｒ（２Ａ÷Ｆ−１）、Ｅ＝２Ｒ（Ｃ＋Ａ）÷Ｆ−２ＲＣＡ÷Ｆ２−Ｒ、Ｘ＝２Ａ−Ｆ、によって求められる。
【００５４】
また、２Ａ＝Ｆであるとき、マゼンタ色の光線束から成る理想的な外光はレンズ４の主点で結像する。
このとき、Ｄ＝０、Ｅ＝ＣＡ÷Ｆ、によって求められる。
【００５５】
また、Ｆ＞２Ａであるとき、マゼンタ色の光線束から成る理想的な外光はレンズ４に入射した後に結像し、マゼンタ色の光線束から成る理想的な外光の、レンズ４の主点から結像点までの光路距離をＹ、とする。
このとき、Ｄ＝Ｒ（１−２Ａ÷Ｆ）、Ｙ＝Ｆ（Ｆ−２Ａ）÷２（Ｆ−Ａ）、によって求められる。
また、Ｘ＞Ｃであるとき、Ｅ＝（Ｒ−２ＡＲ÷Ｆ）［１−２Ｃ（Ｆ−Ａ）÷Ｆ（Ｆ−２Ａ）］、によって求められる。
また、Ｙ＝Ｃであるとき、Ｅ＝０、によって求められる。
また、Ｃ＞Ｙであるとき、Ｅ＝（Ｒ−２ＡＲ÷Ｆ）［２Ｃ（Ｆ−Ａ）÷Ｆ（Ｆ−２Ａ）−１］、によって求められる。
【００５６】
Ｆや、Ａや、Ｒや、部分１や、Ｃ等、を調節することで、例えば、マゼンタ色の光線束から成る理想的な外光が屈折率分布型レンズアレイ層３ａに入射する角度や範囲を選択できる。
【００５７】
マゼンタ色の光線束から成る理想的な外光は、屈折率分布型レンズアレイ層３ａを透過し、その後、光散乱部１５に入射し、光散乱部１５によって、散乱させられ、正反射光が弱く、拡散光が強い、マゼンタ色の光線として出射しうる。
そのため、観察者側から、光散乱部１５に低光沢のマゼンタ色が目視されうる。
【００５８】
図９は本発明の実施形態における画像表示装置の動作例を説明する概略図である。
なお、本図中、実線ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆはミラー２の回動軸を表わし、実線矢印はミラー２の傾き方向を示す。
【００５９】
図９を参照すれば、ミラー２の反射角または回動軸により、理想的な外光が入射する部分が変わる。
以上の作用により、ミラー２がｂ軸の矢印方向に傾いていれば、観察者側から、部分１ｂに理想的な外光が入射し、光散乱部１５に低光沢のマゼンタ色が目視されうる。
同様にして、ミラー２がａ軸の矢印方向に傾いていれば、観察者側から、部分１ａに理想的な外光が入射し、光散乱部１５に低光沢のシアン色が目視されうる。
同様にして、ミラー２がｃ軸の矢印方向に傾いていれば、観察者側から、部分１ｃに理想的な外光が入射し、光散乱部１５に低光沢のイエロー色が目視されうる。
同様にして、ミラー２がｄ軸の矢印方向に傾いていれば、観察者側から、部分１ｄに理想的な外光が入射し、光散乱部１５に低光沢の青色が目視されうる。
また、部分１ｅは鏡から成るため、略全ての波長の可視光を反射する。そのため理想的な外光は、光散乱部１５によって散乱させられ、観察者側へ、正反射光が弱く、拡散光が強い、白色の光線として出射する。
従って、ミラー２がｅ軸の矢印方向に傾いていれば、観察者側から、部分１ｅに理想的な外光が入射し、光散乱部１５に低光沢の白色が目視されうる。
また、光吸収部１４に理想的な外光が入射すると、吸収される。
従って、ミラー２がｆ軸の矢印方向に傾いていれば、観察者側から、光吸収部１４に理想的な外光が入射して吸収され、光散乱部１５に黒色が目視されうる。
【００６０】
次に、主に、本実施形態の画像表示装置における、反射角を変化させることができるミラーを、面状に、複数個配置して成るマイクロミラーデバイスの一例である、静電気で駆動するピボットヒンジを用いたマイクロミラーデバイスの作用について図面を参照して説明する。
【００６１】
図１は本発明の実施形態における画像表示装置の一部を表す透視斜視図である。
図２は本発明の実施形態における画像表示装置の一部を表す分離斜視図である。
【００６２】
図１及び図２を参照すれば、ＳＲＡＭから電源が供給されれば、ピボットヒンジ９を経てミラー２に電源が印加され、また略正六角形の各角上の電極６に電圧が印加されれば、電極とミラー２との間に静電力が生じてミラー２が傾きうる。
例えば、このとき略正六角形の一辺上の２角上の電極に前記ミラーと逆の極性の電圧が印加されれば静電力により前記辺の観察者側のミラー２が基板５側に接近する。
このときピボットヒンジ９が支えとなり、前記辺の対辺の観察者側のミラー２が基板５側から遠ざかる。
そのためミラー２はピボットヒンジ９のヒンジ点を通る前記辺に平行な線を回動軸として傾きうる。
従ってミラー２は６つの反射角に傾きうる。
【００６３】
図９は本発明の実施形態における画像表示装置の動作例を説明する概略図である。
なお、本図中、実線ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆはミラー２の回動軸を表わし、実線矢印はミラー２の傾き方向を示す。
【００６４】
図９を参照すれば、部分１ａ側の辺の電極６ａ、６ｆに電圧が印加されればミラー２はａ軸の矢印方向に傾く。
部分１ｄ側の辺の電極６ｄ、６ｃに電圧が印加されればミラー２はｄ軸の矢印方向に傾く。
部分１ｂ側の辺の電極６ａ、６ｂに電圧が印加されればミラー２はｂ軸の矢印方向に傾く。
部分１ｅ側の辺の電極６ｄ、６ｅに電圧が印加されればミラー２はｅ軸の矢印方向に傾く。
光吸収部１４側の辺の電極６ｅ、６ｆに電圧が印加されればミラー２はｆ軸の矢印方向に傾く。
部分１ｃ側の辺の電極６ｂ、６ｃに電圧が印加されればミラー２はｃ軸の矢印方向に傾く。
電圧や、電圧を印加する電極を変えることで、反射角または回動軸を変化させうる。
【００６５】
以下、以上のように作用する本実施形態の画像表示装置の効果について概括的に説明する。
【００６６】
本実施形態において、部分１ｅ、及び、光反射部１ａ１、１ｂ１、１ｃ１、１ｄ１、は、鏡を備えており、光学フィルター部１ａ２、１ｂ２、１ｃ２、１ｄ２、は、カラーフィルターを備えており、また、光吸収部１４は、黒色の着色部を備えているため、特に製造が容易であり、特にローコストであり、特に小型化が可能である。
【００６７】
また、部分１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅ、及び、光吸収部１４は、ハニカム構造状に複数並んで備わっているため、無駄が少なく、丈夫である。
【００６８】
本実施形態において、レンズ４は、ハニカム構造状に複数並んで備わっているため、外光の集光と、画像表示に無駄が少ない。
【００６９】
本実施形態において、屈折率分布型レンズ３ａａは、ハニカム構造状に複数並んで備わっているため、外光の集光と、画像表示に無駄が少ない。
【００７０】
本実施形態において、部分１からの正反射光の強い外光は、光散乱部１５によって散乱させられ、より、正反射光が弱く、拡散光が強くなるため、光散乱部１５に、より低光沢の色が観察者側から目視され、より視認性が良い。
【００７１】
また、従来のマイクロミラーデバイスを用いた画像表示装置は、マイクロミラーからの光線束を拡大してスクリーンに表示するため、従来と同じサイズのミラーを用いたマイクロミラーデバイスを使用した場合、光散乱部１５を、直接目視する本実施形態の例においては、１つの画素が略ミラーと同じサイズであるため、従来のマイクロミラーデバイスを使った表示装置よりも高画素に構成することが可能である。
【００７２】
以下、図１０〜図１２を参照して、それぞれ、本実施形態にかかる変形例について説明する。
【００７３】
図１０は本発明の実施形態の変形例における画像表示装置の概略全体配置図である。
本図は、図５の構成における屈折率分布型レンズアレイ層３ａの代わりに、散乱光を十分な平行な光線へと集光するためのプリズム構造が直角に並んだ２枚のプリズムシート層から成る、プリズムシート層３ｂが備わっている。
【００７４】
プリズムシート層３ｂは、前記外光を前記ミラーに入射させる光路上に備えられた、入射する散乱光を、略平行光線束に集光する導光体であり、通常、液晶表示装置に用いられる、バックライトを観察者の視覚方向に一致する方向側、すなわち一般的にはディスプレイ画面に対する法線方向側へ集光させる効果を持たせたシート層である。
【００７５】
また、屈折率分布型レンズアレイ層３ａは、屈折率分布型レンズ３ａａの中心と中心近傍に入射する散乱光を略平行光線束に集光するが、プリズムシート層３ｂが、略全ての面に入射する散乱光を、略平行光線束に集光する構成にすることができる。
【００７６】
なお、プリズムシート層３ｂのプリズムピッチは、セル１０の観察者側と垂直な断面直径よりも十分小さいことが望ましい。
【００７７】
図１１は本発明の実施形態の変形例における画像表示装置の動作例を説明する透視概略図である。
本図は、図７の構成における屈折率分布型レンズ３ａａの代わりに、散乱光を十分な平行な光線へと集光するためのプリズム構造が直角に並んだ２枚のプリズムシート層から成る、プリズムシート層３ｂが備わっている。
【００７８】
図１１を参照すれば、同様にして、プリズムシート層３ｂに入射した散乱光から成る外光はプリズムシート層３ｂにより、一部が観察者側方向と略平行な略平行光線束に集光されうる。
【００７９】
図１２は本発明の実施形態の変形例における画像表示装置の動作例を説明する透視概略図である。
本図は、図８の構成における屈折率分布型レンズ３ａａの代わりに、散乱光を十分な平行な光線へと集光するためのプリズム構造が直角に並んだ２枚のプリズムシート層から成る、プリズムシート層３ｂが備わっている。
【００８０】
図１２を参照すれば、同様にして、その後、マゼンタ色の光線束から成る理想的な外光は、プリズムシート層３ｂを透過しうる。
【００８１】
以下、本実施形態の画像表示装置の各々の要素による作用と効果を、個々に説明する。
【００８２】
本実施形態の画像表示装置は、反射角を変化させることができるミラー２を、面状に、複数個配置して成るマイクロミラーデバイスと、前記ミラー２群の内の複数の前記ミラー２の、各々１つの反射面に対して、各々の別の光線束、若しくは、各々の別の曲面から出射する平行光線束、若しくは、共通な直交曲面をもつ光線群に、２つ以上の方向から集まる光線群と、２つ以上の方向へ広がる光線群の、両方を含んで成る光線束を、入射させる部分１と、を含む。
【００８３】
そのため、本実施形態の画像表示装置は、例えば、入射光路のために多くの空間を必要としない構成にすることができ、その場合、例えば、小型化することが容易な構成にすることができる。
また、マイクロミラーデバイスを含むため、例えば、応答速度が素早い構成にすることができる。
【００８４】
本実施形態の画像表示装置において、 前記部分１は、隣り合った前記ミラー２どうしの境に備えられている。
【００８５】
そのため、本実施形態の画像表示装置は、例えば、製造が容易な構成にすることができる。
また、例えば、より入射光路のために多くの空間を必要としない構成にすることができ、より小型化することが容易で、より薄型化することが容易な構成にすることができる。
【００８６】
本実施形態の画像表示装置において、前記部分１が、前記ミラー２に入射した後に前記ミラー２に反射して前記部分１に入射する、外光を、前記ミラー２の反射面に対して反射させる。
【００８７】
本実施形態の画像表示装置において、前記部分１が、前記外光のうち、特定の波長帯域の外光を、前記ミラー２の反射面に対して反射させる。
【００８８】
そのため、本実施形態の画像表示装置は、例えば、画像の表示に外光を用いる構成にすることができ、その場合、例えば、より低消費電力化することが容易で、より視認性が良い構成にすることができる。
また、例えば、光源を用いない構成にすることができ、その場合、例えば、より小型化することが容易な構成にすることができる。
【００８９】
本実施形態の画像表示装置において、前記部分１は、前記ミラー２側に反射面を向けた光反射部１ａ１、１ｂ１、１ｃ１、１ｄ１、と、該光反射部の前記ミラー２側に備えられた、特定波長以外の前記外光を遮断する、光学フィルター部１ａ２、１ｂ２、１ｃ２、１ｄ２、と、を含んで成る。
【００９０】
そのため、本実施形態の画像表示装置は、例えば、光反射部１ａ１の正反射率が高い構成にすることができ、その場合、部分１が、入射した外光を略正反射するため、拡散反射する場合よりも、より画像表示に使われる外光の光量が多い構成にすることができる。
【００９１】
本実施形態の画像表示装置は、前記外光を前記ミラー２に入射させる光路上に備えられた、入射する散乱光を、略平行光線束に集光する導光体を含む。
【００９２】
そのため、本実施形態の画像表示装置は、例えば、該略平行光線束を観察者側方向と略平行に構成することにより、観察者側から広い入射角で外光が入射しても、導光体が、ミラー２に観察者側方向と略平行に入射した場合に入射する部分１に、外光を集光する構成にすることができる。
【００９３】
本実施形態の画像表示装置において、前記導光体は、入射角度に依らず一定値の出射角度で光を出射する屈折率分布型レンズであって、中心軸上で最大となり、前記中心軸からの距離に従って放物線状に低下する屈折率分布と（０．５×ｍ＋０．２５）ピッチ（ｍ：整数）の光路長を有する屈折率分布型レンズ３ａａを含んで成る。
【００９４】
そのため、本実施形態の画像表示装置は、例えば、屈折率分布型レンズ３ａａが、中心と中心近傍に入射する散乱光を入射角度に依らず略平行光線束に集光する。
従って、屈折率分布型レンズ３ａａが、入射する散乱光を、入射角に依らず常に一定光量を略平行光線束に集光するため、広い角度範囲から入射する散乱光を安定的に略平行光線束に集光する構成にすることができる。
【００９５】
本実施形態の変形例における画像表示装置において、前記導光体は、プリズムシート層３ｂを含んで成る。
【００９６】
そのため、本実施形態の変形例における画像表示装置は、例えば、プリズムシート層３ｂが、略全ての面に入射する散乱光を、略平行光線束に集光する構成にすることができる。
また、例えば、プリズムシート層３ｂは、薄型化することが容易な構成にすることができる。
【００９７】
本実施形態の画像表示装置は、前記外光を前記導光体から前記ミラー２に入射させる光路上に備えられた、入射する光を収束させるレンズ４を含む。
【００９８】
そのため、本実施形態の画像表示装置は、例えば、レンズ４が無い状態では、観察者側から外光が入射しても、目的とする部分１の箇所に外光が入射できない場合でも、目的とする部分１に選択的に外光が入射できる構成にすることができる。
従って、例えば、レンズ４が無い状態では、観察者側から目的とする部分１の箇所からの光線束が目視できない場合でも、目的とする部分１の箇所から出射する光線束を選択的に目視できる構成にすることができる。
【００９９】
本実施形態の画像表示装置は、前記部分１が前記ミラー２の反射面に対して入射させた光線束を、前記ミラー２の反射面から反射させた反射光路上に備えられた、入射する光を散乱させる光散乱部１５を含む。
【０１００】
そのため、本実施形態の画像表示装置は、例えば、前記ミラー２の反射面から反射させた光線束が、光散乱部１５によって散乱させられ、より、正反射光が弱く、拡散光が強くなる構成にすることができる。
その場合、例えば、より光量むらが改善され、より視野角が広く、より視認性が良い構成にすることができる。
【０１０１】
本実施形態の画像表示装置において、前記部分１が、前記ミラー２群の内の複数の前記ミラー２の、各々１つの反射面に対して、異なる複数の特定の波長帯域の光線束を入射させる。
【０１０２】
そのため、本実施形態の画像表示装置は、例えば、１つのミラーが複数の種類の色を表現できる構成にすることができる。
【０１０３】
本実施形態の画像表示装置は、入射する外光を吸収する、光吸収部１４を含む。
【０１０４】
そのため、本実施形態の画像表示装置は、例えば、黒色を表示できる構成にすることができる。
【０１０５】
なお、本発明は以上の実施形態に限定されるものではなく、以下のようにしても同様に実施できるものである。
【０１０６】
本実施形態では、反射角を変化させることができるミラーを、面状に、複数個配置して成るマイクロミラーデバイス、には、上述の、静電気で駆動するピボットヒンジを用いたマイクロミラーデバイスが備えられているが、前記マイクロミラーデバイスは、必ずしも、これに限られるものではなく、反射角を変化させることができるミラーを、面状に、複数個配置して成るマイクロミラーデバイスであれば、いかなるものであってもよい。
【０１０７】
従って、前記マイクロミラーデバイスは、例えば、
種々のアクチュエータ駆動ミラーを用いたマイクロミラーデバイス、例えば、静電力を用いたアクチュエータ駆動ミラーを用いたマイクロミラーデバイス、例えば、リボンアクチュエータ制御ミラーを用いたマイクロミラーデバイスや、封止した液体の変形を利用したミラーを用いたマイクロミラーデバイス等、若しくは、他の適当な任意の、静電力を用いたアクチュエータ駆動ミラーを用いたマイクロミラーデバイス、又、圧電効果を用いたアクチュエータ駆動ミラーを用いたマイクロミラーデバイス、例えば、バイモルフ型ピストンチップチルトミラーを用いたマイクロミラーデバイス等、若しくは、他の適当な任意の、圧電効果を用いたアクチュエータ駆動ミラーを用いたマイクロミラーデバイス、又、熱歪みを用いたアクチュエータ駆動ミラーを用いたマイクロミラーデバイス、例えば、熱気圧駆動を用いたピストンチップチルトミラーを用いたマイクロミラーデバイス等、若しくは、他の適当な任意の、熱歪みを用いたアクチュエータ駆動ミラーを用いたマイクロミラーデバイス、又は、他の適当な任意の、アクチュエータ駆動ミラーを用いたマイクロミラーデバイス、又は、適当な任意の、静電気駆動ミラーを用いたマイクロミラーデバイス、又は、適当な任意の、熱気圧駆動ミラーを用いたマイクロミラーデバイス、又は、適当な任意の、磁気駆動ミラーを用いたマイクロミラーデバイス、又は、エレクトロウェッティングを用いたマイクロミラーデバイス、例えば、液体金属を用いた可変ミラーを用いたマイクロミラーデバイス等、又、他の適当な任意の、エレクトロウェッティングを用いたマイクロミラーデバイス、又は、濡れ性制御による液滴の変形を利用した走査型ミラーデバイスを用いたマイクロミラーデバイス、又は、他の適当な任意の、反射角を変化させることができるミラーを、面状に、複数個配置して成るマイクロミラーデバイスで代替されてもよい。
【０１０８】
更に、これら、前記マイクロミラーデバイスは、ピボットヒンジを用いたマイクロミラーデバイスでもよく、ピボットヒンジを用いないマイクロミラーデバイスでもよい。
更に、これら、前記マイクロミラーデバイスは、ねじり梁ヒンジを用いたマイクロミラーデバイスでもよく、ねじり梁ヒンジを用いないマイクロミラーデバイスでもよい。
更に、これら、前記マイクロミラーデバイスは、ヒンジを用いたマイクロミラーデバイスでもよく、ヒンジを用いないマイクロミラーデバイスでもよい。
更に、これら、前記マイクロミラーデバイスは、ピボットを用いたマイクロミラーデバイスでもよく、ピボットを用いないマイクロミラーデバイスでもよい。
【０１０９】
本実施形態では、前記ミラー群の内の複数の前記ミラーの、各々１つの反射面に対して、各々の別の光線束、若しくは、各々の別の曲面から出射する平行光線束、若しくは、共通な直交曲面をもつ光線群に、２つ以上の方向から集まる光線群と、２つ以上の方向へ広がる光線群の、両方を含んで成る光線束を、入射させる部分１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅは、それぞれが、略正六角形の各辺上に並んでおり、１ｅ、には、セル１０の内側に反射面を向けた鏡、が備えられており、前記ミラー側に反射面を向けた光反射部と、該光反射部の前記ミラー側に備えられた、特定波長以外の前記外光を遮断する光学フィルター部と、を含んで成る、１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、を構成する１ａ１、１ａ２、１ｂ１、１ｂ２、１ｃ１、１ｃ２、１ｄ１、１ｄ２、には、セル１０の内側に反射面を向けた鏡、光反射部１ａ１の反射面側に備えられたシアン色のカラーフィルター、セル１０の内側に反射面を向けた鏡、光反射部１ｂ１の反射面側に備えられたマゼンタ色のカラーフィルター、セル１０の内側に反射面を向けた鏡、光反射部１ｃ１の反射面側に備えられたイエロー色のカラーフィルター、セル１０の内側に反射面を向けた鏡、光反射部１ｄ１の反射面側に備えられた青色のカラーフィルター、が備えられているが、前記部分は、必ずしも、これらに限られるものではなく、前記ミラー群の内の複数の前記ミラーの、各々１つの反射面に対して、各々の別の光線束、若しくは、各々の別の曲面から出射する平行光線束、若しくは、共通な直交曲面をもつ光線群に、２つ以上の方向から集まる光線群と、２つ以上の方向へ広がる光線群の、両方を含んで成る光線束を、入射させる部分であれば、いかなる位置に備わった部分で、いかなる形状の部分で、いかなる部分であって、何種類の、いかなる順番の、いかなる組み合わせの、いかなる波長帯域の光線束を入射させる部分であってもよく、又、何種類で、いかなる順番で、いかなる組み合わせで、何個の部分であってもよい。
【０１１０】
従って、前記部分は、いかなる位置に備わった部分であってもよく、例えば、種々の閉じた平面図形の辺上に並んだ部分、例えば、略多角形の辺上に並んだ部分、例えば、略正三角形の辺上や、任意の略三角形の辺上や、略正方形の辺上や、略平行四辺形の辺上や、任意の略四角形の辺上や、略平行六辺形の辺上や、略正八角形の辺上や、略正十二角形の辺上等、若しくは、他の適当な任意の略多角形の辺上に並んだ部分、又、略円形の円周上や、略楕円形の円周上や、略円の円弧上や、略楕円の円弧上や、略扇形の辺上や、略ルーローの多角形の円弧上等、又は、他の適当な任意の閉じた平面図形の辺上に並んだ部分、又は、種々の平面図形上に並んだ部分、例えば、略直線上や、略曲線上や、適当な任意の線上等に並んでいる部分等、又、他の適当な任意の平面図形上に並んだ部分、又は、種々の３次元図形上に備わった部分、例えば、立体図形の面上に備わった部分、例えば、多面体の面上に備わった部分、例えば、略正四面体や、略正六面体や、略正八面体や、略平行六面体や、略角錐の側面上や、略多角柱の面上等、若しくは、他の適当な任意の多面体の面上に備わった部分、又、他の適当な任意の立体図形の面上に備わった部分、又は、他の適当な任意の３次元図形上に備わった部分、又は、他の適当な任意の位置に備わった部分で代替されてもよい。
【０１１１】
更に、これら、前記部分は、平面充填形状の平面図形の辺上や、線上に並んでいてもよく、平面充填形状の平面図形の辺上や、線上に並んでいなくてもよい。
【０１１２】
更に、これら、前記部分は、これらの辺上や、線上や、面上全てを埋めて備わっていてもよく、これらの辺上や、線上や、面上全てを埋めて備わっていなくてもよい。
【０１１３】
更に、これら、前記部分は、規則的に並んでいてもよく、不規則に並んでいてもよい。
【０１１４】
なおかつ、前記部分は、いかなる形状の部分であってもよく、例えば、略凹面体や、略凸面体や、略多面体や、略多角柱や、略円柱や、略球や、略錐体等、若しくは、他の適当な任意の形状の部分で代替されてもよい。
【０１１５】
なおかつ、前記部分は、いかなる部分であってもよく、例えば、光線束を発する部分、例えば、種々の光源ランプから成る部分、例えば、発光ダイオードから成る部分等、若しくは、他の適当な任意の光源ランプから成る部分、又、他の適当な任意の、光線束を発する部分、又は、光線束を透過したり反射させる部分、例えば、光ファイバーケーブルから成る部分等、又、他の適当な任意の、光線束を透過したり反射させる部分、又は、光線束を反射させる部分、例えば、着色部や、ダイクロイックミラーや、ビームスプリッターや、ロングパスフィルターや、ショートパスフィルターや、バンドパスフィルターから成る部分等、又、他の適当な任意の、光線束を反射させる部分、又は、光線束を屈折させる部分、例えば、プリズムから成る部分等、又、他の適当な任意の、光線束を屈折させる部分、又は、他の適当な任意の部分で代替されてもよい。
【０１１６】
なおかつ、前記部分は、何種類の、いかなる順番の、いかなる組み合わせの、いかなる波長帯域の光線束を入射させる部分であってもよく、例えば、白色や、赤色や、緑色や、紫色や、ピンク色や、蛍光色や、金属光沢のある色や、構造色等、若しくは、他の適当な任意の色の光線束を入射させる部分で代替されてもよく、それらが何種類の、いかなる順番の、いかなる組み合わせの、光線束を入射させてもよい。
【０１１７】
なおかつ、前記部分は、何種類で、いかなる順番で、いかなる組み合わせで、何個の部分で代替されてもよい。
【０１１８】
本実施形態では、前記ミラー側に反射面を向けた光反射部１ａ１、１ｂ１、１ｃ１、１ｄ１、には、セル１０の内側に反射面を向けた鏡が備えられているが、この前記光反射部は、必ずしも、これに限られるものではなく、前記ミラー側に反射面を向けた光反射部であればいかなる光反射部であってもよい。
【０１１９】
従って、前記光反射部は、例えば、凹面鏡や、凸面鏡から成る光反射部等、若しくは、他の適当な任意の光反射部で代替されてもよい。
【０１２０】
本実施形態では、該光反射部の前記ミラー側に備えられた、特定波長以外の前記外光を遮断する、光学フィルター部１ａ２、１ｂ２、１ｃ２、１ｄ２、には、光反射部１ａ１の反射面側に備えられたシアン色のカラーフィルター、光反射部１ｂ１の反射面側に備えられたマゼンタ色のカラーフィルター、光反射部１ｃ１の反射面側に備えられたイエロー色のカラーフィルター、光反射部１ｄ１の反射面側に備えられた青色のカラーカラーフィルター、が備えられているが、この前記光学フィルター部は、必ずしも、これに限られるものではなく、該光反射部の前記ミラー側に備えられた、特定波長以外の前記外光を遮断する、光学フィルター部であればいかなる光学フィルター部であってもよい。
【０１２１】
従って、前記光学フィルター部は、例えば、当該技術分野で良く知られている、種々の吸収型光学フィルター部、例えば、着色した透明基材から成る光学フィルター部等、若しくは、他の適当な任意の吸収型光学フィルター部から成る光学フィルター部、又、当該技術分野で良く知られている、種々の反射型光学フィルター部、例えば、ビームスプリッターや、ダイクロイックプリズムから成る光学フィルター部等、若しくは、他の適当な任意の反射型光学フィルター部から成る光学フィルター部、又は、他の適当な任意の光学フィルター部で代替されてもよい。
【０１２２】
本実施形態では、前記外光を前記ミラーに入射させる光路上に備えられた、入射する散乱光を、略平行光線束に集光する導光体には、中心軸上で最大となり、前記中心軸からの距離に従って放物線状に低下する屈折率分布と０．２５ピッチの光路長を有する、略正六角柱状の屈折率分布型レンズから成る、入射角度に依らず一定値の出射角度で光を出射する屈折率分布型レンズであって、中心軸上で最大となり、前記中心軸からの距離に従って放物線状に低下する屈折率分布と（０．５×ｍ＋０．２５）ピッチ（ｍ：整数）の光路長を有する屈折率分布型レンズ３ａａが備えられており、本実施形態の変形例では、前記外光を前記ミラーに入射させる光路上に備えられた、入射する散乱光を、略平行光線束に集光する導光体には、散乱光を十分な平行な光線へと集光するためのプリズム構造が直角に並んだ２枚のプリズムシート層から成る、プリズムシート層３ｂ、が備えられているが、前記導光体は、必ずしも、これに限られるものではなく、前記外光を前記ミラーに入射させる光路上に備えられた、入射する散乱光を、略平行光線束に集光する導光体であれば、いかなる導光体であってもよい。
【０１２３】
従って、前記導光体は、例えば、入射口から入射される光源からの光を、側壁面で繰り返し反射させて射出口から射出させるライトパイプにおいて、前記射出口から射出される光の射出角度が前記入射口から入射される光の入射角度よりも小さくなるように、前記側壁面の前記入射口側の領域に回折部を設けたことを特徴とするライトパイプ等、若しくは、他の適当な任意の導光体で代替されてもよい。
【０１２４】
本実施形態では、入射角度に依らず一定値の出射角度で光を出射する屈折率分布型レンズであって、中心軸上で最大となり、前記中心軸からの距離に従って放物線状に低下する屈折率分布と（０．５×ｍ＋０．２５）ピッチ（ｍ：整数）の光路長を有する屈折率分布型レンズ３ａａ、には、中心軸上で最大となり、前記中心軸からの距離に従って放物線状に低下する屈折率分布と０．２５ピッチの光路長を有する、略正六角柱状の屈折率分布型レンズが備えられているが、前記屈折率分布型レンズは、必ずしも、これに限られるものではなく、入射角度に依らず一定値の出射角度で光を出射する屈折率分布型レンズであって、中心軸上で最大となり、前記中心軸からの距離に従って放物線状に低下する屈折率分布と（０．５×ｍ＋０．２５）ピッチ（ｍ：整数）の光路長を有する屈折率分布型レンズであれば、いかなる形状の屈折率分布型レンズで、いかなる屈折率分布型レンズであってもよい。
【０１２５】
従って、前記屈折率分布型レンズは、いかなる形状の屈折率分布型レンズであってもよく、例えば、略多角柱の屈折率分布型レンズ、例えば、略正三角柱や、任意の略三角柱や、略正方柱や、略平行四辺柱や、任意の略四角柱や、略平行六辺柱や、略正八角柱や、略正十二角柱等、若しくは、他の適当な任意の略多角柱の屈折率分布型レンズ、又、略円柱や、略楕円柱や、略扇柱や、略ルーローの多角柱等、又は、他の適当な任意の柱体の屈折率分布型レンズ、又は、他の適当な任意の形状の屈折率分布型レンズで代替されてもよい。
【０１２６】
なおかつ、前記屈折率分布型レンズは、いかなる屈折率分布型レンズで代替されてもよく、（０．５×ｍ＋０．２５）ピッチ（ｍ：整数）の条件を満たす適当な任意の光路長を有する屈折率分布型レンズで代替されてもよい。
【０１２７】
更に、これら、前記屈折率分布型レンズの光軸に垂直な断面直径は、セル１０の観察者側と垂直な断面直径と同じであってもよく、セル１０の観察者側と垂直な断面直径と違ってもよい。
【０１２８】
更に、これら、前記屈折率分布型レンズの光軸に垂直な断面形状は、セル１０の観察者側と垂直な断面形状と同じであってもよく、セル１０の観察者側と垂直な断面形状と違ってもよい。
【０１２９】
更に、これら、前記屈折率分布型レンズは、平面充填形状に敷き詰められていてもよく、平面充填形状に敷き詰められてなくてもよい。
【０１３０】
本実施形態の変形例では、プリズムシート層３ｂ、には、散乱光を十分な平行な光線へと集光するためのプリズム構造が直角に並んだ２枚のプリズムシート層が備えられているが、前記プリズムシート層は、必ずしも、これに限られるものではなく、プリズムシート層であれば、いかなるプリズムシート層であってもよい。
【０１３１】
従って、前記プリズムシート層は、例えば、当該技術分野で良く知られている、種々のプリズムシート層、例えば、様々な方向にプリズム構造を備えた、様々な形状をした、様々なサイズの、プリズム構造が規則的に、若しくは不規則的に並んだプリズムシート層、若しくは、他の適当な任意のプリズムシート層で代替されてもよい。
【０１３２】
本実施形態では、前記外光を前記導光体から前記ミラーに入射させる光路上に備えられた、入射する光を収束させるレンズ４、には、略正六角形の板状の凸レンズが備えられているが、この前記レンズは、必ずしも、これに限られるものではなく、前記外光を前記導光体から前記ミラーに入射させる光路上に備えられた、入射する光を収束させるレンズであればいかなる形状のレンズで、いかなるレンズであってもよい。
【０１３３】
従って、前記レンズは、いかなる形状のレンズであってもよく、例えば、種々の板状のレンズ、例えば、例えば、略多角形の板状のレンズ、例えば、略正三角形の板状や、任意の略三角形の板状や、略正方形の板状や、略平行四辺形の板状や、任意の略四角形の板状や、略平行六辺形の板状や、略正八角形の板状や、略正十二角形の板状等、若しくは、他の適当な任意の多角形の板状のレンズ、又、略円形の板状や、略楕円形の板状や、略扇形の板状や、略ルーローの多角形の板状等、又は、他の適当な任意の形の板状のレンズ、又は、他の適当な任意の形状のレンズで代替されてもよい。
【０１３４】
なおかつ、前記レンズは、いかなるレンズであってもよく、例えば、球面レンズや、非球面レンズや、フレネルレンズや、シリンドリカルレンズや、トロイダルレンズや、自由曲面レンズや、屈折率分布型レンズや、回折レンズ等、若しくは、他の適当な任意のレンズで代替されてもよい。
【０１３５】
更に、これら、前記レンズは、平面充填形状に敷き詰められていてもよく、平面充填形状に敷き詰められてなくてもよい。
【０１３６】
本実施形態では、前記部分が前記ミラーの反射面に対して入射させた光線束を、前記ミラーの反射面から反射させた反射光路上に備えられた、入射する光を散乱させる光散乱部１５、には、光拡散シート層が備えられているが、この前記光散乱部は、必ずしも、これに限られるものではなく、前記部分が前記ミラーの反射面に対して入射させた光線束を、前記ミラーの反射面から反射させた反射光路上に備えられた、入射する光を散乱させる光散乱部であればいかなる光散乱部であってもよい。
【０１３７】
従って、前記光散乱部は、例えば、当該技術分野で良く知られている、種々の光拡散シート層から成る光散乱部、例えば、透光性樹脂中に屈折率の異なる樹脂ビーズや微粒子（フィラー）を含んだ光拡散シート層や、何れか一方の表面をマット状に処理した光拡散シート層等、若しくは、他の適当な任意の光拡散シート層から成る光散乱部、又、他の適当な任意の光散乱部で代替されてもよい。
【０１３８】
本実施形態では、入射する外光を吸収する、光吸収部３、には、セル１０の内側に着色面を向けた黒色の着色部が備えられているが、前記光吸収部は、必ずしも、これに限られるものではなく、入射する外光を吸収する、光吸収部であれば、いかなる光吸収部であってもよい。
【０１３９】
従って、前記導光体は、他の適当な任意の光吸収部で代替されてもよい。
【符号の説明】
【０１４０】
１ａ 部分
１ａ１ 光反射部
１ａ２ 光学フィルター部
１ｂ 部分
１ｂ１ 光反射部
１ｂ２ 光学フィルター部
１ｃ 部分
１ｃ１ 光反射部
１ｃ２ 光学フィルター部
１ｄ 部分
１ｄ１ 光反射部
１ｄ２ 光学フィルター部
１ｅ 部分
２ ミラー
３ａａ 屈折率分布型レンズ
３ｂ プリズムシート層
４ レンズ
１４ 光吸収部
１５ 光散乱部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
反射角を変化させることができるミラーを、面状に、複数個配置して成るマイクロミラーデバイスと、前記ミラー群の内の複数の前記ミラーの、各々１つの反射面に対して、各々の別の光線束、若しくは、各々の別の曲面から出射する平行光線束、若しくは、共通な直交曲面をもつ光線群に、２つ以上の方向から集まる光線群と、２つ以上の方向へ広がる光線群の、両方を含んで成る光線束を、入射させる部分と、を含むことを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】
前記部分は、隣り合った前記ミラーどうしの境に備えられていることを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項３】
前記部分が、前記ミラーに入射した後に前記ミラーに反射して前記部分に入射する、外光を、前記ミラーの反射面に対して反射させることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像表示装置。
【請求項４】
前記外光のうち、特定の波長帯域の外光を、前記ミラーの反射面に対して反射させることを特徴とする請求項３に記載の画像表示装置。
【請求項５】
前記部分は、前記ミラー側に反射面を向けた光反射部と、該光反射部の前記ミラー側に備えられた、特定波長以外の前記外光を遮断する、光学フィルター部と、を含んで成ることを特徴とする請求項４に記載の画像表示装置。
【請求項６】
前記外光を前記ミラーに入射させる光路上に備えられた、入射する散乱光を、略平行光線束に集光する導光体を含むことを特徴とする請求項３ないし請求項５の何れか１項に記載の画像表示装置。
【請求項７】
前記導光体は、入射角度に依らず一定値の出射角度で光を出射する屈折率分布型レンズであって、中心軸上で最大となり、前記中心軸からの距離に従って放物線状に低下する屈折率分布と（０．５×ｍ＋０．２５）ピッチ（ｍ：整数）の光路長を有する屈折率分布型レンズを含んで成ることを特徴とする請求項６に記載の画像表示装置。
【請求項８】
前記導光体は、プリズムシート層を含んで成ることを特徴とする請求項６に記載の画像表示装置。
【請求項９】
前記外光を前記導光体から前記ミラーに入射させる光路上に備えられた、入射する光を収束させるレンズを含むことを特徴とする請求項６ないし請求項８の何れか１項に記載の画像表示装置。
【請求項１０】
前記部分が前記ミラーの反射面に対して入射させた光線束を、前記ミラーの反射面から反射させた反射光路上に備えられた、入射する光を散乱させる光散乱部を含むことを特徴とする請求項１ないし請求項９の何れか１項に記載の画像表示装置。
【請求項１１】
前記部分が、前記ミラー群の内の複数の前記ミラーの、各々１つの反射面に対して、異なる複数の特定の波長帯域の光線束を入射させることを特徴とする請求項１ないし請求項１０の何れか１項に記載の画像表示装置。
【請求項１２】
入射する外光を吸収する、光吸収部を含むことを特徴とする請求項１ないし請求項１１の何れか１項に記載の画像表示装置。
【請求項１３】
反射角を変化させることができるミラーを複数個配置して成るマイクロミラーデバイスを含む画像表示装置において実行する画像表示方法であって、前記ミラー群の内の複数の前記ミラーの、各々１つの反射面に対して、各々の別の光線束、若しくは、各々の別の曲面から出射する平行光線束、若しくは、共通な直交曲面をもつ光線群に、２つ以上の方向から集まる光線群と、２つ以上の方向へ広がる光線群の、両方を含んで成る光線束を、入射させる、ことを特徴とする画像表示方法。
【請求項１】
反射角を変化させることができるミラーを、面状に、複数個配置して成るマイクロミラーデバイスと、前記ミラー群の内の複数の前記ミラーの、各々１つの反射面に対して、各々の別の光線束、若しくは、各々の別の曲面から出射する平行光線束、若しくは、共通な直交曲面をもつ光線群に、２つ以上の方向から集まる光線群と、２つ以上の方向へ広がる光線群の、両方を含んで成る光線束を、入射させる部分と、を含むことを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】
前記部分は、隣り合った前記ミラーどうしの境に備えられていることを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項３】
前記部分が、前記ミラーに入射した後に前記ミラーに反射して前記部分に入射する、外光を、前記ミラーの反射面に対して反射させることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像表示装置。
【請求項４】
前記外光のうち、特定の波長帯域の外光を、前記ミラーの反射面に対して反射させることを特徴とする請求項３に記載の画像表示装置。
【請求項５】
前記部分は、前記ミラー側に反射面を向けた光反射部と、該光反射部の前記ミラー側に備えられた、特定波長以外の前記外光を遮断する、光学フィルター部と、を含んで成ることを特徴とする請求項４に記載の画像表示装置。
【請求項６】
前記外光を前記ミラーに入射させる光路上に備えられた、入射する散乱光を、略平行光線束に集光する導光体を含むことを特徴とする請求項３ないし請求項５の何れか１項に記載の画像表示装置。
【請求項７】
前記導光体は、入射角度に依らず一定値の出射角度で光を出射する屈折率分布型レンズであって、中心軸上で最大となり、前記中心軸からの距離に従って放物線状に低下する屈折率分布と（０．５×ｍ＋０．２５）ピッチ（ｍ：整数）の光路長を有する屈折率分布型レンズを含んで成ることを特徴とする請求項６に記載の画像表示装置。
【請求項８】
前記導光体は、プリズムシート層を含んで成ることを特徴とする請求項６に記載の画像表示装置。
【請求項９】
前記外光を前記導光体から前記ミラーに入射させる光路上に備えられた、入射する光を収束させるレンズを含むことを特徴とする請求項６ないし請求項８の何れか１項に記載の画像表示装置。
【請求項１０】
前記部分が前記ミラーの反射面に対して入射させた光線束を、前記ミラーの反射面から反射させた反射光路上に備えられた、入射する光を散乱させる光散乱部を含むことを特徴とする請求項１ないし請求項９の何れか１項に記載の画像表示装置。
【請求項１１】
前記部分が、前記ミラー群の内の複数の前記ミラーの、各々１つの反射面に対して、異なる複数の特定の波長帯域の光線束を入射させることを特徴とする請求項１ないし請求項１０の何れか１項に記載の画像表示装置。
【請求項１２】
入射する外光を吸収する、光吸収部を含むことを特徴とする請求項１ないし請求項１１の何れか１項に記載の画像表示装置。
【請求項１３】
反射角を変化させることができるミラーを複数個配置して成るマイクロミラーデバイスを含む画像表示装置において実行する画像表示方法であって、前記ミラー群の内の複数の前記ミラーの、各々１つの反射面に対して、各々の別の光線束、若しくは、各々の別の曲面から出射する平行光線束、若しくは、共通な直交曲面をもつ光線群に、２つ以上の方向から集まる光線群と、２つ以上の方向へ広がる光線群の、両方を含んで成る光線束を、入射させる、ことを特徴とする画像表示方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１２−６８４５６（Ｐ２０１２−６８４５６Ａ）
【公開日】平成２４年４月５日（２０１２．４．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２１３６２５（Ｐ２０１０−２１３６２５）
【出願日】平成２２年９月２４日（２０１０．９．２４）
【出願人】（７１００１０７８８）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年４月５日（２０１２．４．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月２４日（２０１０．９．２４）
【出願人】（７１００１０７８８）
【Ｆターム（参考）】
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