JPH09508476A - レーザ照明ディスプレイシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 液晶ディスプレイまたはマイクロミラーアレイ等の空間変調ディスプレイパネル（１１、１３、１５）の画素をレーザで走査なしに照らすディスプレイシステムを開示する。赤色、緑色、および青色の光を生成するレーザダイオード系光源（８１、８３、８５）等の各々異なる波長の、少なくとも３つの光源を使用し、そのうち少なくとも１つがレーザである。レーザを連続的に早いパルスにしてディスプレイ画素のすべてを時間多重的に照らしてもよいし、連続的（ｃｗ）モードで動作させてもよく、ディスプレイ上に配されたカラーフィルタや位相プレート（１４７）またはマイクロレンズアレイを用いて指定された画素に対してのみ各色の光のスポット（１４８）を結像させる。２組のレーザ光源（１２３）は直角直線偏光されるか、またはわずかに波長が異っており、３Ｄ画像を製作するのに使用できる。各レーザ光源は各目にディスプレイパネルを１つでもよいし、同じディスプレイパネル（１２５）を用いてこの２組のレーザ光源を時間多重化してもよい。見る人は各目の前に偏光フィルタまたはバンドパスフィルタを備えて両眼像を分離する。レーザ光源（８１、８３、８５、８７）の光ファイバ結合（９９）を利用してこれらの光源およびその電源をディスプレイパネル（１１５）から物理的に分離することができる。

Description

【発明の詳細な説明】 レーザ照明ディスプレイシステム 技術の分野 本発明は、液晶ディスプレイパネルまたはマイクロアレイディスプレイパネル 等の光空間変調器を含む光学系に関し、かつ特にこれらパネルを効率的に照らす 技術に関する。 背景技術 液晶材料または変形可能なマイクロミラーを用いる空間光変調器は、携帯型ま たはノートブック型コンピュータのフラットパネルディスプレイに応用されてお り、また頭部に装着するディスプレイバーチャルリアリティシステム、高品位投 写テレビシステムおよびデジタル動画劇場映写システムにおける使用が真剣に模 索されている。モノクロおよびカラーの液晶ディスプレイパネルは商業ベースで 入手が可能であり、アクティブマトリックスや他の技術による改良が現在進めら れている。ケネス・ワーナー（Kenneth Warner）によるディスプレイ技術の現状 と開発努力の状況についての概説が「フラットパネルの未来」と題してIEEE Spe ctrum ，１９９３年１１月号１８頁から２６頁に掲載されている。これらシステ ムでは、基本的な照明はデフューザと直線偏光子とを介して液晶ディスプレイパ ネルに光を送る蛍光ランプによるものである。カラーディスプレイについては、 パネルがディスプレイ画素に対応する赤色、緑色および青色のフィルタを備える 。蛍光ランプの電光変 換効率は一般に高い（５０％を超える）が、背部や側部に当たった使用されない 光を含め、ランプとディスプレイパネルとの間でかなりの光の損失が生じ、偏光 損失は少なくとも５０％であり、またカラーフィルタでは広いスペクトルの蛍光 ランプの使用されない波長の損失が生じるので、全体的な効率は大変低いものと なる。さらに制御および画素駆動電子工学装置などの画素と画素の間の領域も照 らされることから損失が生じる。 後向きに伝搬する光を再び前に向ける反射光学集光システムを利用すれば照明 光学装置はさらに複雑なものとなり、また開発中の、現状でも既に扱いにくい頭 部装着システムはより重いものとなってしまう。 テキサス・インストロメンツ・インク（Texas Instruments Inc.）から現在入 手可能なもう１つのディスプレイ技術としてデジタルマイクロミラー装置がある 。この装置は制御電子工学素子で２方向のいずれにでも配向することができる変 形可能なシリコンマイクロミラーを使用する。個々のミラーの傾斜に応じて、マ イクロミラーを照らす光は映写レンズを通ってビュースクリーンに反射するかま たは映写レンズのアパチャを外れて止められるかのいずれかである。カラーシス テムでは光路に挿入されシステムの電子工学素子と同期する回転カラーホイール を使用する。ジャック・ヤンス（JacK Younse）によるこのマイクロミラー技術 に関する概説が「チップ上のミラー」と題してIEEE S pectrum １９９３年１１月号２７頁から３１頁に掲載されている。ここでも照明 システムは広いスペクトルの光源と、カラーホイールと、映写レンズを備え、光 源とディスプレイとの間に光の損失が生じる。ただし、このディスプレイは偏光 には反応しないので、偏光による損失はなくなる。 他に、カシワハラ（Kashiwahara et al.）の米国特許第５，１６４，７１５号 に記載されるような、各画素の背後に赤色および緑色のＬＥＤを配しかつ青色を 発する蛍光ランプで青色画素のすべてを照らす照明方法のディスプレイシステム もある。走査レーザビームによってディスプレイ画素を連続的に照らす方法がヤ ン（Yang）の米国特許第４，９７８，２０２号、ラング他（Lang et al．）の米 国特許第５，０１８，００７号に記載されている。後者の特許の場合、横方向に 光を発するような処理がされた光ファイバケーブルのシートをディスプレイスク リーン上に置き、走査レーザがこの光ファイバに対し順次光を発して画素列を次 々に照らす。この連続的照射に同期して列ごとに液晶シャッタが活性化される。 本発明の目的は、空間変調器パネルを効率的に照らすディスプレイシステムを 提供することである。 発明の開示 上に述べた目的は、液晶またはマイクロミラーアレイパネル等の空間変調ディ スプレイパネルにおいて画素を走査なしで照らすレーザを使用するディスプレイ システムによ って達成される。少なくとも３つのレーザを用い、それらはレーザダイオード系 赤色、緑色および青色光源であることが好ましい。緑色および青色光源または約 ６００ｎｍを下回る波長の他の光源については、光学的に非線形の調波発生器を 用いる周波数２倍レーザダイオードでもよい。これ以外の方法では、アップコン バージョンファイバレーザを用いてもよい。色の制御をよりよくするためには３ 色を超える数の色を使ってもよい。 代替的には、他の照明手段とともに少なくとも１つのレーザ光源を使えば３つ のレーザ光源を使用する場合に挙げられる利点のうち少なくともいくつかは得る ことができる。 いくつかの実施例においては、レーザ光源はすべてディスプレイパネルの同じ 画素を照らすが、これら光源による照明は連続的なパルスにされており、ディス プレイの照明動作を素早く時間多重化する。これによってカラーディスプレイに おけるディスプレイ画素の数を３分の１減らすことができる。他の実施例では、 異なる色のレーザ光源で、ディスプレイパネル自体の上に配したカラーフィルタ を使うかまたは指定された画素上にのみ各色の光のスポットを形成する位相板ま たはマイクロレンズアレイを使うかのいずれかで、異なる組の画素を照らす。こ の位相板やマイクロレンズ光学素子を使えば、ディスプレイパネルの画素間の領 域を確実に照らさないようにして光の損失を低減することもできる。３次元画像 を作り出すためには、２組のレ ーザ光源で１つまたは２つのディスプレイパネルを照らし、光源を直交方向に直 線偏光するかまたはこの２組の光源の間でわずかに波長を変えるかし、見る人は 各目の前に偏光フィルタまたはバンドパスフィルタを備えてこの２つの別々に記 録された両眼画像を分離する。他の実施例については以下の詳細な説明の項で説 明する。 先行技術のランプを使う照明法に対してレーザによる照明法が有利なのは、レ ーザダイオード系光源が小型で軽量であり、かつより単純で軽量な光学素子で集 光および分散を行なうことができるビームを生成する点である。また、おそらく ランプの方が固有の効率は高いにもかかわらず、レーザダイオード系システムは 出力の輝度がより高くまた光源とディスプレイとの間の全体的な光の損失も少な いので全体的な効率が高くなる。このことによって、発生する熱や必要とされる 電力量も少なくなるので、より小型で軽量な電池を電源とするディスプレイも可 能となる。また、光ファイバ結合を利用することでディスプレイパネルからレー ザ光源と電源とを物理的に切離すことができるので、より軽量で扱いやすい頭部 装着ディスプレイも可能となる。さらに、各レーザ光源を素早く変調することが できるので必要なディスプレイ画素の数が３分の１減り、ディスプレイに係るコ ストが実質的に低減される。また、レーザ光源は偏光することができるので、液 晶ディスプレイ等の偏光に敏感なディスプレイを照らす非偏光の光源に比べて効 率 が２倍改善される。 図面の簡単な説明 図１は、本発明の第１のレーザ照明ディスプレイシステムの模式図である。 図２は、本発明において使用する周波数２倍レーザ光源の上面図であり、かつ 図３は図２の線３−３に沿って破断した同レーザ光源の断面図である。 図４は、本発明で使用するレーザダイオード光源の斜視図である。 図５は、本発明の第２のレーザ照明ディスプレイシステムの模式図である。 図６は、本発明のレーザ照明ディスプレイシステムにおいて使用する光を分散 させるブロックの透視斜視図である。 図７は、本発明の３次元ディスプレイシステム用の２組のレーザ照明光源およ び観察者のアイピースフィルタについて強度およびフィルタの透過性と波長との 関係をグラフで示す図である。 図８は、本発明の第３のレーザ照明ディスプレイシステムの模式図である。 図９ａおよび図９ｂは、本発明のファイバ結合マルチレーザ光源と時間多重化 マルチレーザ照明ディスプレイシステムのそれぞれ模式図である。 図１０ａから図１０ｃは、本発明のディスプレイシステム用のスペックル低減 レーザ光源の模式図である。 図１１は、この発明の第５のレーザ照明ディスプレイシステムの模式図である 。 図１２ａおよび図１２ｂは、カラーバランスについて３つの光源のパルス変調 について、光の強度と時間との関係をグラフで示す図である。 図１３は、本発明のシステムにおけるレーザ照明マイクロミラーディスプレイ パネルの側面図である。 図１４ａおよび図１４ｂは、異なる組のディスプレイ画素に対し多色光源を影 射する、本発明の２つのレーザ照明ディスプレイシステムの模式図である。 図１５ａは、本発明のディスプレイシステム用の１組の高輝度照明光源につい てレーザ光源強度と波長との関係を示すグラフである。 図１５ｂは、２つの光源のビームを組合せて１本のより輝度が高いビームにす るための光学システムの模式図である。 図１６は、本発明のディスプレイシステムとともに使用し、強度プロファイル を変更する二重位相板光学系の模式図である。 発明を実施するベストモード 図１を参照して、本発明のディスプレイシステムは、液晶またはマイクロミラ ーマトリックスディスプレイパネル等の１以上の空間光変調器（この実施例では ３つ）１１、１３および１５と、波長または色が異なる少なくとも３つ のレーザ光源１７、１９および２１を含み、それぞれ赤色、緑色および青色とこ こでは呼ぶことにする。赤色レーザ光源１７は、典型的には波長が６３０から６ ５０ｎｍの範囲の光を発する。緑色レーザ光源１９は、典型的には５２０から５ ４０ｎｍの範囲の波長の光を発する。青色レーザ光源２１は、典型的には４６０ から４８０ｎｍの範囲の波長の光を発する。各光源について選択される実際の波 長は、高品位テレビ、デジタル動画劇場映写システム、またはバーチャルリアリ ティ頭部装着ディスプレイ等の特定の応用について適合する波長基準による。 図１に示す実施例では、レーザ光源１７、１９および２１は、光透過性ファイ バまたはこれらを束にしたもの２３、２５および２７に光学的に結合される。フ ァイバなしのレーザを用いてもよい。これはディスプレイの効率的な走査のため に偏光を維持することが重要な場合などに好ましい。また、レーザの偏光を維持 するためにファイバが選択されてもよい。これらのファイバまたはファイバを束 にしたもの２３、２５および２７の出力端は順にディスプレイパネルの前面にあ るコリメートレンズ２９、３１および３３に光学的に結合される。このようにし て、レーザ光源１７、１９および２１は空間光変調器１１、１３および１５を走 査なしで照らすことができる。空間光変調器１１、１３および１５を透過した光 は一連の２色レフレクタ３５、３７および３９によって結合されて単一のカラー 画像を結ぶ。 この例では、レフレクタ３５がディスプレイパネル１１を透過した赤色光画像を 反射する。レフレクタ３７がディスプレイパネル１３を透過した緑色光画像を反 射し、かつレフレクタ３５が反射した赤色光画像も透過させる。レフレクタ３９ はレフレクタ３５および３７から受けた赤色および緑色の光画像を両方とも反射 し、ディスプレイパネル１５を透過した緑色光画像を透過させる。これ以外の組 合せで別個の画像を結合させることも可能である。結合したカラー画像は周知の レンズ映写光学素子４１を介してビュースクリーン４３に映写される。３個以上 のレーザ光源を用いて、３つ以上の別個の変調器１１、１３および１５を照らす のではなく、１個の空間光変調器を照らす他のディスプレイシステムの実施例に ついて以下に説明する。 図２および図３を参照して、レーザ光源は典型的にはダイオードレーザまたは レーザダイオードアレイである。約６００ｎｍより短い波長の場合には、そうい う波長の光を直接的に発することができる現在入手可能なダイオードレーザ、す なわちII−VI化合物半導体レーザたとえばＭｇＺｎＳＳｅダイオードレーザで現 在約１００ｍＷを下回る光出力を生成することができる。これは頭部装着ディス プレイ等いくつかの応用については許容範囲だが、たとえばフラットスクリーン テレビやデジタル劇場映写システムを含む他の応用については不十分である。こ れらの半導体レーザや、未だ実験段階ではあるが、技術開発が進めば、III− Ｖ窒化物化合物半導体レーザの出力は増大することが予想される。しかしながら 現時点では周波数２倍ダイオードレーザが緑色および青色波長用に選ばれるレー ザ源である。他の青色および緑色光源としてはダイオードレーザ出力の差周波数 混合（ＤＦＭ）による周波数変換レーザおよびアップコンバージョンファイバレ ーザなどが含まれる。周波数２倍画像導波路４７、差周波数混合（ＤＦＭ）メデ ィア、および周波数が変換されたレーザを生成することができる他の光学装置は 、当該技術分野ではまとめて光学的に非線形の周波数変換器として知られる。こ れらの装置は、図２および図３に示す周波数２倍レーザ２１の場合と同様、レー ザから発せられた光の波長をシフトさせるのに便利であることが知られている。 このような周波数２倍レーザ２１（または１９）には、モノリシックＭＯＰＡア レイ４５に、平らで光学的に非線形の導波路４７を連ね、これらを放熱器サブマ ウント４９上に装着したものがある。ＭＯＰＡアレイ４５は複数の発光素子を、 典型的には１０から２０個を含んでもよく、その各々が単一の空間モードＤＢＲ レーザ発振器セクション５１を含み、末広がりになった増幅器セクション５３が 続く。コリメートレンズ素子５５は各アンプセクション５３の広い出力端内へ統 合される。非線形の導波路４７は好ましくはＭＯＰＡアレイ４５の出力端に当接 する。非線形の光学材料４７、たとえばＬｉＮｂＯ₃は周期的にポーリングして もよく、すなわち周期的に置き 換わる強誘電体分極分域を有して、光の基本波長と第２高調波波長の位相を一致 またはある程度一致させて、効率的な周波数２倍化を図る。また、ＭＯＰＡアレ イのレーザ発振器５１は、好ましくは最高の周波数２倍化効率を得るためＴＭ分 極モードで発振するように構成することが好ましい。１素子当り１ワットの出力 で９２０ｎｍから９６０ｎｍの光を発する１０個の素子からなるＭＯＰＡアレイ は、全青色光出力電力１ワットに対し１素子当り約１００ｍＷの出力で、４６０ ｎｍから４８０ｎｍの青色光の周波数が２倍にされた出力を、非線形の導波路４ ７から生成することができる。同様に、１素子当り１ワットの出力で１０４０ｎ ｍから１０８０ｎｍの光を発する１０素子のＭＯＰＡアレイは、全出力約１ワッ トで周波数２倍化を行なった後５２０ｎｍから５４０ｎｍの緑色光を生成するこ とになる。 青色または緑色レーザ出力はＭＯＰＡアレイ４５のレーザ素子の数に対応する 数の光ファイバ５７のアレイ内へ結合される。好ましくは、この光ファイバ５７ は周波数２倍化導波路４７の出力端に当接するかまたはレンズ結合する。ファイ バのアレイ５７は溝を付けたファイバトレイ５９に対し整合しやすいように配列 してもよく、放熱器６１上でレーザ光源のサブマウント４９が装着されてもよい 。光ファイバ５７は丸いファイバの束、典型的には７本のファイバのアレイで、 直径４００μｍでかつ０．４ＮＡを下回るファイバの束としてファイバの出力側 では再配列されてい る。ＭＯＰＡアレイ４５への電気入力から、ファイバの束の光パワー出力６３ま での全体的電気光学変換効率はワット当り約１５％または３０ルーメンであり、 ファイバ出力６３の輝度は１０⁶ルーメン／ｓｒ・ｃｍ²の位である。 ＭＯＰＡ周波数２倍アレイにはさまざまな代替的構成が存在する。第１の代替 例は単一のＭＯＰＡを共振によって周波数を２倍化するやり方である。共振空洞 ２倍化の概念についてはAppl．Phys．Lett．５６，２２９１（１９９０年）にコ ズロフスキー他（Kozlovsky et al.）が詳しく説明している。コリメート用光学 素子を備える１ Ｗ ＭＯＰＡは現在標準的な商業ベースの製品である。光は共 振２倍器に入射する。フィードバックループおよび周波数が調整可能なＭＯＰＡ を用いて、最大の可視波長変換効率が得られる共振器周波数にレーザをロックす る。第２の代替例は商業ベースで入手が可能なＳＤＬ５４２０レーザ等の単一モ ードインデックス誘導レーザをある程度位相がマッチした非線形の光学導波路に 結合するやり方である。このタイプの導波路周波数２倍器については、バン・デ ル・ポール（Van der Poel）が、論文５７、２０７４、（１９９０年）に説明し ており、またリスク（Risk）がAppl．Phys．Lett．５８、１９（１９９１年）に 説明している。これら装置のアレイをある程度位相がマッチした非線形の光学導 波路のアレイに結合することもできる。これで可視光出力がレンズのアレイまた は他の光学素子によって少なくとも 部分的にコリメートされて、液晶ディスプレイ等の光変調器アレイを均一に照ら すことができる。このような装置からの出力は直線偏光されていると考えられる 。アレイの各レーザ素子は１ＭＨｚより速い速度で変調することが可能であり、 またすべての素子をパルスモードまたはＣＷモードのいずれかで並列に駆動する ことができる。 図４を参照して、赤色レーザ光源は１ワットの全出力に対して素子当り約１０ ０ｍＷの光学パワー出力を有する１０素子位相ロックレーザアレイで構成され得 る。代替的には、末広がりの利得領域を備える単一のレーザ素子を使用してもよ い。図４に示されるとおり、この単一のレーザ素子は、ＧａＡｓ基板６９上にＩ ｎＧａＰ活性量子井戸６５とＩｎＧａＡｓＰクラッド層６７を含み得る。この構 成は、１つのキャビティレフレクタ７３に、第２のキャビティレフレクタ７７で １００から３００μｍの幅のアパチャで終端となる約長さ１ｍｍから２ｍｍの末 広がりの利得セクション７５が続く構成の隣に１から５μｍの幅の単一モードの 導波路７１を備えてもよい。このレーザはほとんど単一横モードの６４０ｎｍで およそ１ワットの光学出力を生成する。これ以外にも高出力で、高輝度の赤色レ ーザダイオード光源が知られておりそれらを使用することもできる。それらの光 源にはマルチモードの高域レーザや単一モードまたはマルチモードレーザのアレ イが含まれる。 なお、レーザキャビティ内で波長選択損失を有するレー ザ光源の多く、たとえば１以上の格子レフレクタを備えるレーザダイオード系光 源などは積極的に調整することができる。たとえは、ＭＯＰＡまたはＤＢＲレー ザダイオードは、同装置の格子領域における屈折率を、同格子領域において電流 を注入するかまたは電荷を空乏化することによって積極的に調整して、ある一定 の範囲（典型的には約１０ｎｍであり、しばしば３０ｎｍの場合もある）におけ るどのような波長でも発することができるようにする。ダイオードレーザ系光源 の波長発射をこのように積極的に調整するやり方を利用してレーザ照明ディスプ レイシステムのカラーバランスを調節し最高のカラー画像を得ることができる。 また図７を参照して以下に説明する３Ｄ画像を製作するのにも利用できる。 図５を参照して、赤色、緑色、青色および選択的に設けられる赤外線レーザ光 源８１、８３、８５および８７からの光は光ファイバまたは光ファイバを束にし たもの９１、９３、９５および９７内へそれぞれ結合され、これらファイバは単 一のファイバまたは混合されたファイバの束９９にまとめられる。頭部に装着す るディスプレイシステムの場合、１色当り０．１ｍＷから１０ｍＷの光出力で十 分である。したがってこのレーザ光源は直接的に赤色、緑色および青色の光を発 するレーザダイオードか、緑色および青色光については周波数が２倍化されたま たは差周波数混合されたレーザダイオードでよく、もしくはツリウム（赤色、 緑色および青色）、エルビウム（緑色）、プラセオジミウム（赤色または青色） およびホルミウム（緑色）をドーピングしたＺＢＬＡＮファイバレーザが考えら れる。ファイバまたはファイバの束９９の出力端１００から発せられた光１０１ は２色ビームスプリッタ１０３に入射し、２色ビームスプリッタ１０３はレーザ 光源８７からの赤外線光を反射し、レーザ光源８１、８３および８５からの可視 光を透過する。反射した赤外線光１０５はレンズ１０７によって赤外線検出器１ ０９に結像される。赤外線光源８７を動作させて電力を供給し電池を充電する場 合、検出器１０９の電気出力１１０を利用してディスプレイパネル１１５の電子 工学素子１１５に給電することができ、その後電池でディスプレイ電気工学素子 回路へ電力を供給する。赤外線光源は、デジタル符号化したディスプレイデータ 信号で変調し、電子工学素子をトリガして画素をオンにしたりオフにしたりする ようにしてもよい。こうすれば、ディスプレイ領域に入る電気配線をなくすこと ができると考えられる。レーザ光源８１、８３、８５および８７は、ディスプレ イパネル１１５に結合されたファイバであり、頭部装着ディスプレイから離れた 位置に置くことができる。２色ビームスプリッタ１０３を透過した可視光１１１ は、光学２値拡散スクリーン１１３を通り、ディスプレイパネル１１５を照らす 。ディスプレイパネル１１５は液晶またはマイクロミラーディスプレイ等の空間 光変調器であり、空間変調さ れた光１１７がディスプレイパネル１１５を透過するかまたはこれに反射されて 後現れる。レーザ光源８１、８３および８５は、約２００Ｈｚ以上の速度で、連 続してパルス状にされ、各光源がパネル１１５全体を照らす。パネルの電子工学 素子は、各レーザパルスの後ディスプレイパネル１１５の画素を変化させて、人 間にはフルカラー画像として捉えられる素早く連続する単色画像を作り出す。各 レーザの色をこのように連続的なパルスにすることでランプで照らすディスプレ イの場合に比べて３倍少ない画素の数で表示することができる。活性マトリック ス液晶ディスプレイパネル、特に強誘電液晶材料を使用するものはディスプレイ 画素がこのように急速に変化する構成でも応答時間が十分に高速である。これ以 外には、可視レーザ光源８１、８３および８５がすべて連続モードで動作し、各 画素の背後にカラーフィルタを配するカラーディスプレイパネルを照らすことも できる。 ２組のレーザ光源で１対のディスプレイパネルを照らして両眼両像を作り出す ことができる。これ以外には、図５に示す単一のファイバまたは混合したファイ バの束９９を２本のファイバまたは２つのファイバの束に分けて、パネル１１５ のようなディスプレイパネルを２つ（１つは左目用でもう１つが右目用）ことが できる。 図６を参照して、液晶ディスプレイ１２５等のディスプレイパネルをレーザ光 源１２３で均一に照らす１つの方法 として、透明な材料の、光を導く、並列パイプ型のブロック１２１を使う方法が ある。赤色、緑色および青色のレーザ光源１２３のファイバの端部をブロック１ ２１の裏面に当接させる。この裏面は、ファイバの端部と一致する、光が入って くる領域を除いてはほとんど１００％に近い反射率を有していることが好ましい 。光源１２３からの光はこうして光拡散ブロック１２１に入り、ブロック１２１ を経てその前面へ到達する。ブロック１２１が十分な長さであれば、光はこの前 面を均一に照らすことになる。この光をディスプレイ１１５上に直接射突させる ことができ、かつ出口表面１２４を反射防止コーティングしてもよい。好ましく は、前面１２４は約９０％の反射率を有する。これによって光がブロック１２１ 内で前後に跳ね返って並列パイプのより長い光路が作り出され、これによってブ ロック１２１を長くしなくてもディスプレイ１１５に射突する均一な光を増大さ せることができる。また、複数のファイバを介して別々に光分散ブロック１２１ の裏面に結合させられる複数のレーザ素子で３つの光源を各々製作してもよい。 または各光源からの単一のファイバをファイバスプリッタを使って複数のファイ バに分割して、光が複数の領域でブロック１２１に入ることができるようにし、 より短い距離で均一な照明を行なうことができるようにしてもよい。長方形のブ ロック１２１の平行な側壁および鋭い角によってレーザ光源１２３の必要な直線 偏光が保持され、照明液晶 ディスプレイパネル１２５によるより効率的な光の利用が図られる。つまり、液 晶ディスプレイでは偏光されない光の５０％が失われる。したがって、適切なＬ Ｃディスプレイ偏光と一致する直線偏光されたレーザビームによって、照明光の およそ１００％がディスプレイスクリーン上で可視状態になる。 直線偏光されたレーザ照明の他の用途には、３Ｄディスプレイの製作への利用 がある。このディスプレイは２組の直線偏光されたレーザ光源（１組は直線偏光 された赤色、緑色および青色の光源で、もう１組は直角偏光された赤色、緑色お よび青色の光源）を使用して製作され、各色が縦横両方に偏光されたレーザ光源 を有する。これらの光源を、たとえばテキサス・インストロメンツ製作の変形可 能なシリコン系レフレクタアレイ等のマイクロミラーマトリックスディスプレイ パネルなどの偏光に反応しない空間光変調器とともに使用する。画像は、１組の 直角直線偏光された眼鏡を介して見る。レーザ光源を少なくとも３６０Ｈｚの速 度で連続的にパルス状にし、各色および偏光を少なくとも６０Ｈｚのサイクル速 度でリフレッシュするようにし、各パルスのデューティファクタを６分の１にし かつパルス長を２．８ｍｓｅｃ以下にする。典型的な照明の順序は、横方向に偏 光された赤色、横方向に偏光された緑色、横方向に偏光された青色、縦に偏光さ れた赤色、縦に偏光された緑色、縦に偏光された青色等の順であり、または横方 向 に偏光された赤色、縦方向に偏光された赤色、横方向に偏光された緑色、縦方向 に偏光された緑色、横方向に偏光された青色、縦方向に偏光された青色等といっ た順序でもよい。順序はこれ以外でも可能である。空間変調器は各パルスごとに 再構成される。これは、観察眼鏡の一方のアイピースは横方向に偏光されており かつ他方は縦方向に偏光されているので、片方の目は特定の偏光による光しか受 けず、またパルス繰返し速度が速いため、単色画像を素早く続けたものが見る人 にはカラー画像として捉えられるので、わずかに異なる色のシーンを各々の目に 送ることができるからである。別々のデジタルカラーを有することによって、カ メラはまるで人の目と目が離れているのと同様に離れた位置と角度から画像を記 録し、このデータを空間変調器に送って直線偏光されたレーザ光源の各組によっ て照らすことによって、このシーンの真の３次元画像を見ることができる。 図７を参照して、３次元画像を得るもう１つの方法は第１の方法に類似してい るが、先程の直線偏光されたレーザ光源の組は２組のわずかに異なる波長で動作 するレーザに置換えられている。偏光眼鏡は異なる波長の帯域を有するフィルタ に置換えられている。図７ａおよび７ｃは、この２組のレーザ光源についてレー ザ出力を強度Ｉと波長λの関係から示す図である。１組の光源（図７ａ）が強度 スパイク１３１、１３３および１３５で表わす、４４０ｎｍ （青色）、５２０ｎｍ（緑色）および６３０ｎｍ（赤色）の光を生成する。もう １組の光源（図７ｃ）は、強度スパイク１３７、１３９および１４１で表わす、 わずかに長い波長の４７０ｎｍ（青色）、５４０ｎｍ（緑色）および６５０ｎｍ （赤色）の光を生成する。これ以外には、１組の波長を調整することができるレ ーザ光源を時間多重化の形で積極的に調整して２組の発光波長を生成してもよい 。図７ｂおよび７ｄは観察眼鏡の２つのアイピースについて、フィルタ帯域を透 過率Ｔ対波長λの関係から示す図である。一方のアイピース（図７ｂ）は透過率 包絡線１３２、１３４および１３６で表わす帯域波長を有し、これは第１の組の レーザ光源の４４０ｎｍ，５２０ｎｍおよび６３０ｎｍという強度スパイクと一 致し、一般に他の組の光源からの波長の透過をブロックする。もう一方のアイピ ース（図７ｄ）は透過率包絡線１３８、１４０および１４２で表わす帯域波長を 有し、これは第２の組のレーザ光源の４７０ｎｍ，５４０ｎｍおよび６５０ｎｍ という強度スパイクに一致しており、かつ一般に、第１の組の光源の波長の透過 をブロックする。各色について空間変調器構成を制御するのに使用するイメージ データを記録するカメラも、観察した画像ができるだけ色に忠実になるように、 図７ｂおよび７ｄと一致する透過率帯域の光波長フィルタを備えている必要があ る。必要な特徴を備えたフィルタは色付ガラスで製作するかまたは干渉技術を利 用して製作することができる。 ３Ｄ画像化の第３の方法は波長フィルタ処理および直線偏光フィルタ処理を利 用する方法である。この方法は、特定のレーザ光源が簡単に直線偏光されないか もしくは特定の波長のレーザまたはフィルタを費用効率的なやり方で製作できな いような場合に必要となるかもしれない。 図８を参照して、もう１つの実施例では、単一の空間モードレーザ１４３が光 １４４を発し、この光がレンズ１４５により集光されかつコリメートされる。こ の光１４４は第１の位相板１４７を照らす。位相板１４７は同位相板を透過した 光がある距離を伝搬した後周期的な２次元の光のスポットのアレイ１４８を構成 するような干渉を起こすような構成である。光のスポット１４８の間隔と周期的 なマッチングを行なう空間変調器１４９は光のスポットのアレイ１４８の位置に 置かれる。典型的には、液晶アレイ等の空間光変調器は、光が透過されない画素 １５０間の広い領域が駆動電子工学素子によって占められている。液晶ディスプ レイパネルをコリメートしたビームで直接的に照らす場合には、画素間の領域に 当たる光の部分は無駄になる。この実施例では、光の全部または大部分が位相板 １４７により凝縮されて画素領域上のスポット１４８になり、この光のスポット １４８は全部がディスプレイ素子１５０を透過する。選択肢として、第２の位相 プレート１５１を配して、液晶アレイ１４９を透過した光を単一のコリメートさ れたビームに再構成してもよい。映写用光学装置１５２で 光をビュースクリーン上に結像する。 図９ａおよび図９ｂを参照して、複数のレーザ光源を使用してもよい。図９ａ では、Ｎ個のレーザ光源１５５−１５７がいくつかの光ファイバ１５８−１６０ に結合されている。これらファイバの出力端１６１では、ファイバはマトリック ス状かまたは他の束ねる構成に配されて、単一の高出力ビームを生成する。この 構成が有利なのは、レーザ光源の数を決めて必要な光出力を得るだけで、類似す るレーザ光源を頭部装着ディスプレイや家庭用テレビ映写システム等の比較的低 出力の応用や、劇場での映写システム等の比較的高出力の応用にも使用すること ができる点である。なお、ファイバを用いない複数のレーザ光源を用いてもよい 。これらの光源は直線偏光を維持しながら均一なディスプレイ照明を行なうため レンズにしてもよい。 図９ｂでは、複数のレーザ光源を時間多重化して出力要件を低減しかつ空間変 調ディスプレイパネルの制御を簡略化している。この例では、４つのレーザ光源 （ファイバ結合を含む）１６３−１６６を配してディスプレイパネル１６８のさ まざまな部分１６９−１７２を照らす。レンズ１６７はレーザ光をディスプレイ １６８上に結像する。異なる間隔でレーザ１６３−１６８の各々を連続的にパル スにすることによって、各回ディスプレイパネル１６８の４分の１だけが照らさ れる。したがって、パネル１６８の４分の１のみを各回処理するだけでよい。 複数の空間的にインコヒーレントなレーザエミッタの使用と他の技術を組合せ てスペックルを減らすことができる。スペックルはレーザ光のコヒーレンスに関 連する効果で、このスペックルによって画像に望ましくない粒子の粗い部分が現 れる。図９ａの複数のレーザを使用する実施例では、光ファイバ出力１６１から の光がすべて相互にインコヒーレントになっている。レーザ光源１５５−１５７ の各々はそれ自体のスペックルパターンを生成しており、画像全体におけるスペ ックルは、複数のスペックルパターンが相互に平均化しあう形で低減されること になる。 図１０ａにおいて、レーザ光源からの光１７５は、圧電結晶または小型ラウド スピーカ型磁気トランスデューサ等の振動機械トランスデューサ１７７周りにき つく巻いたマルチモード光ファイバ１７６内へ入射する。振動トランスデューサ １７７は、マルチモードファイバ１７６に圧力を与えてファイバ１７６の中を伝 搬する光１７５の光モードをスクランブルさせる。こうするとファイバの出力１ ７８でスペックルパターンの滲みが生じる。振動速度はディスプレイのフレーム 速度よりかなり速くすることが好ましい。スペックルパターンは人の目および視 覚皮質が反応するよりも早く変化するので、平均化することができる。 図１０ｂでは、単一の空間モードレーザ１８０からの光１８１が、出力１８３ で束ねられるファイバのアレイ１８２内へ結合される。この束ねられたファイバ １８２の各々 が異なる位置でディスプレイパネルを照らしかつビュースクリーン上に形成され る画像にさまざまなスペックルパターンを生じさせる。さまざまなスペックルパ ターンを平均化することで目で見える画像における全体的なスペックルを減らす ことになる。 同様に図１０ｂにおいて、束の中のファイバ１８２の長さが異なっていれば、 ファイバ１８２の長さの差はレーザ光源１８０からの光１８１のコヒーレンス長 よりも長いので、単一の光源１８０がファイバ１８２の入力部を空間的にコヒー レントなビーム１８１で照らしたとしても、ファイバの束の出力部１８３の光は もはや空間的にコヒーレントなものではなくなる。束の中の各ファイバ１８２は 異なるスペックルパターンの光を発し、ディスプレイ画像のなかの全体的なスペ ックルはこの異なるスペックルパターンを平均化することによって低減されるこ とになる。 図１０ｃを参照して、各々波長がわずかに異なる複数のレーザ光源１８５がフ ァイバの束１８９にまとめられている複数の光ファイバ１８７内へ結合される。 これによって各原色について、全体的スペクトルがいずれのレーザ光源１８５の スペクトルに対しても広くなっている出力ビーム１９０が得られる。スペクトル の幅がこのように広くなると光１９０についてのコヒーレンス長が縮小し、した がって光源のコヒーレンスに依存するスペックルは最終的なディスプレイ画像に おいて低減される。光１９０のスペクト ル幅が広くなればなるほど発生するスペックルが減るのは、光がコヒーレントな 干渉を起こさなくなるからである。一般に図１０ｃに示す複数の光源による方法 ほどには広くないにしても、より広いスペクトルを生成するもう１つの方法はレ ーザダイオードからの出力をパルス状にすることである。レーザをパルス状にす ることによってレーザダイオードから複数の波長が発せられ、スペックルが低減 される。この効果はパルスにされた光を、比較的高い分散のガラス導波路内へ結 合することによってより強化される。これによってわずかに異なる波長の光がわ ずかに異なる光路長を有することになる。導波路が長くかつ分散が大きければ大 きいほど、光路長はより変化し、生じるスペックルは減少する。光が壁とミラー との間の複数の光路を通る、図６に示す並列パイプ型等の導波路でもスペックル はかなり低減される。 図１１を参照して、レーザ光源１９１は、単一または複数空間モードのいずれ かの光である光１９２を発し、この光がレンズ１９３によってセミコリメートさ れる。コリメートされた光１９４はマイクロレンズアレイ１９５を介して液晶ア レイ１９６を照らす。レンズアレイ１９５を設けた目的は、アレイ１９６内の液 晶画素間の領域に入射し吸収されてしまう光の量を減らすことによって、光１９ ４の液晶アレイ１９６の透過を改善することにある。この目的のため、マイクロ レンズアレイ１９５は、液晶アレイの画 素の周期性と一致する周期的間隔のマイクロレンズ素子を有する。各レンズ素子 はおよそ焦点距離の間隔で１つの液晶画素の前に置かれる。最も発散度の高い横 方向のディメンジョンにおいてレンズ１９３で少なくとも部分的にコリメートさ れた光１９４を使用することでマイクロレンズアレイ１９５の開口数の要件がか なり減じられ、マイクロレンズの集光効率が改善される。第１のレンズアレイ１ ９５に実質的にマッチする第２のレンズアレイ１９７を液晶アレイ１９６の出力 側に置いて、透過した光を再コリメートする。異なる波長の複数レーザ光源を、 ２色ミラーを使用することによってコリメートされたビーム領域１９４で簡単に 組合せることができ、したがって連続するレーザパルスを利用する場合には１つ のディスプレイ１９６のみが必要となる。 図１２ａおよび図１２ｂを参照して、各レーザ光源を時間多重化することによ って２方向のうちいずれかにカラーディスプレイ画像におけるカラーバランスを 調節することができる。図１２ａでは、赤色、緑色および青色光源の各パルスの ピーク出力または強度を変更してさまざまな光源の輝度における違いやさまざま な波長に対する人間の目の感度の違いを補償することができる。ここでは、赤色 光源のパルス２０１の出力が最大で、緑色光源のパルス２０２はより出力が小さ く、最も出力が低いのは青色光源のパルス２０３である。これらの出力レベルを 必要に応じて調整 し希望するカラーバランスを得ることができる。これ以外では、図１２ｂで、光 の各波長または色についてパルス長ｔ₁、ｔ₂またはｔ₃がカラーバランスを得る ために調節される。ここでは、たとえば緑色パルス２０５は、赤色または青色パ ルス２０４および２０６よりも長いパルス長ｔ₂を与えられている。３色すべて についての全体的組合せ繰返し速度はフリッカを避けるために６０Ｈｚ以上にさ れるが、デューティファクタを増減させて各々の色に、パルスについて多少相対 的な持続時間を設定する。カラーバランス調整は１以上の波長を積極的に調整す ることによっても行なうことができる。この波長の調整は図１２に記載されるピ ーク出力またはパルス幅の調整と組合せてもよい。 図１３を参照して、複数のレーザ光源からの入来のコリメートされた光ビーム ２１０は、偏向マイクロミラー型空間光変調器２０９を照らす。この空間光変調 器２０９はテキサス・インストロメンツから入手可能で、基板上に変形可能なシ リコンマイクロミラー２１１−２１５などが形成されている。各マイクロミラー は、１つの画素を表わし、変形させたりそのままにしておいたりすることができ る（あるいは代替的にはさまざまな方向に偏向させる）。典型的な偏向角度は約 １０℃である。レーザ光源からの光２１０はミラーアレイ２０９から反射され、 偏向の角度は各ミラー２１１−２１５等の配向に依存する。ミラー２１１、２１ ３および２１５により表わされるある偏向位置では、 ミラーで反射した光２１６が映写レンズ２１７を透過する。ミラー２１２および ２１４で表わす他の偏向位置では、ミラーで反射した光２１８が映写レンズ２１ ７を外れ失われる。インコヒーレントな光源ではなく、コリメートされたビーム ２１０を生成するレーザ光源を使用することで、入射光２１０の角度がよりよく 規定され、かつ反射された光２１６および２１８の映写または損失に必要なミラ ー２１１−２１５等の角度の変化を少なくできる。さらに、システムのコントラ ストが改善される。さらに、映写レンズ２１７の前に狭い空間フィルタを使用し てさらにレーザビーム２１６の高い方向性を利用することもできる。 図１４ａおよび図１４ｂを参照して、位相板を使用し、ディスプレイパネルの 指定された画素上に赤色、緑色および青色の光のスポットを置けば、ディスプレ イパネル自体の上に個別のカラーフィルタのアレイを設けることなくカラー画像 を生成することができる。図１４ａ（説明をわかりやすくするため２種類の色に ついてのみ図示する）では、レーザダイオード結合ファイバまたはファイバの束 の出力端等の赤色および青色レーザ光源２２１および２２２がコリメートレンズ ２２３に光を与える。光源２２１および２２２はレンズ２２３の光軸に対して異 なる位置に置かれているので、レンズ２２３はコリメートされたビーム２２４お よび２２５を各色について異なるビーム方向で作り出す。コリメートされたビー ム２２４および２２５は位相板２２ ６に当たる。光スポット２２７の列が位相板２２６により作り出され、赤色およ び青色スポットは周期性は同じだが空間的には相互に分離されている。各光のス ポット２２７は液晶アレイ２２８の１つの素子によって変調される。液晶アレイ ２２８の出力側の第２の位相板２２９はアレイ２２８を透過した光を再びコリメ ートしてカラー画像を結ぶ。 図１４ｂでは、位相板２２６および２２９をレンズアレイ２３５および２３６ で置換えている。光源２３１および２３２からくる光はコリメートされたビーム として異なる方向に向けられる。異なる角度でレンズアレイ２３５に入射する光 はレンズ素子によってディスプレイパネル２３４の異なる画素に対し焦点を合わ される。ディスプレイパネル素子を透過した光はレンズアレイ２３６によりカラ ー画像として再びコリメートされる。 図１５ａおよび図１５ｂを参照して、レーザ系光源からの出力は、さまざまな 個々のレーザからの光を組合せることによって増大させることができる。典型的 には、そのようなさまざまな光源が、組合された光源の全体的な開口数を増大さ せるのである。したがって、組合された光源の輝度は、レーザビームの数が増え ても一定のままである。ただし、わずかに異なる波長のレーザ光源からの光を組 合せることによって、組合されたビームの強度を個々のビームのレベルより高く することができる。図１５ｂでは、第１の波長λ₁の光が２色フィルタ２４６に よって第２の波長 λ₂の光と組合される。青色２４１、緑色２４３および赤色２４５の色の組の各 々について４つの光源を組合せることにより生じるスペクトルについて図１５ａ に示す。 図１６を参照して、典型的なレーザビーム２５１の強度プロファイル２５３は 典型的なディスプレイスクリーンのサイズに最適に一致するわけではない。レー ザビーム２５１は典型的にはあるアスペクト比を有するガウス型強度分布２５３ を有する。一方ディスプレイは長方形で、均一な照明が必要である。レーザから の光でディスプレイを一杯にすることによって、レーザビームの中心のより均一 な部分を使用することができる。ただし、この方法によるとビームの均一でない 端縁部分を切り捨ててしまうので損失は大きくなる。図１６では、ディスプレイ のサイズに一致する均一な光の強度分布２５６を作り出すため、２つの位相板２ ５２および２５４を使用する。レーザからの光２５１は分散し、この２つの位相 板２５２および２５４によってコリメートされてその強度分布を入力ビーム２５ １のガウス型プロファイル２５３から出力ビーム２５５の均一な分布２５６に変 えるこの方法は、液晶ディスプレイの前面に多くの光のスポットを作り出すため に使用した図８の位相板と組合せて使用することもできる。この場合、光のスポ ットのすべてが均一な強度を有することになる。

【手続補正書】特許法第１８４条の８ 【提出日】１９９６年２月１２日 【補正内容】 請求の範囲 １．複数の画素を含む空間光変調器と、 前記複数の画素に光学的に結合されて少なくとも３つの異なる波長帯域を有す る光を生成する光源を含み、前記光が前記空間光変調器に射突して像を形成し、 前記光源が前記３つの異なる波長帯域のうちの１つを生成するレーザを含み、さ らに 前記光源と前記空間光変調器の両方に光学的に結合され光を分散させて、実質 的に均一な強度分布で前記複数の画素に射突させる手段とを含む、ディスプレイ システム。 ２．前記光源に電子工学的に結合され前記光源からの前記少なくとも３つの異な る波長帯域の時間多重的発光を行ない前記像のカラーバランスを調節する手段を さらに含む、請求項１に記載のディスプレイシステム。 ３．前記光源と前記空間光変調器との間に位置し、前記複数の画素の周期性に一 致する周期性を有する光のスポットから成る複数の光度が集中した部分を形成し て、前記光源が前記複数の画素を照らし、前記空間光変調器の画素間の領域は実 質的に照らされないようにする手段をさらに含む、請求項１に記載のディスプレ イシステム。 ４．前記光源が、各々異なる波長帯域を生成する３つのレーザ光源を含み、前記 ３つのレーザ光源の各々が前記形成手段に相対的に配置されて前記複数の画素の うち異なる指定されたサブセットの画素を照らす、請求項３に記載のデ ィスプレイシステム。 ５．前記形成手段が位相板である、請求項４に記載のディスプレイシステム。 ６．前記形成手段がマイクロレンズアレイである、請求項４に記載のディスプレ イシステム。 ７．前記分散手段が、前面および背面を有する透明で光を導く平行パイプ型のブ ロックを含み、前記光源からの光が前記背面を介して前記ブロック内に結合され かつ前記ブロックから結合を外されて前記複数の画素の少なくとも２つを同時に 均一に照らす、請求項１に記載のディスプレイシステム。 ８．前記レーザ光源がレーザダイオードを含む、請求項１に記載のディスプレイ システム。 ９．前記レーザ光源の少なくとも２つは波長が調整可能である、請求項１に記載 のディスプレイシステム。 １０．各レーザ光源が調節可能なパルスデューティファクタを有する、請求項１ に記載のディスプレイシステム。 １１．少なくとも３つのレーザ光源が各々２組あり、前記２組の光源が異なる組 合せの発光波長を有する、請求項１に記載のディスプレイシステム。 １２．前記空間光変調器が液晶ディスプレイパネルである、請求項１に記載のデ ィスプレイシステム。 １３．前記空間光変調器がモノリシック基板上の偏向可能なマイクロミラーのア レイである、請求項１に記載のディ スプレイシステム。 １４．光学的に結合されて前記光源と前記空間光変調器との間に光を当てる光フ ァイバと、前記ファイバに結合されて前記ファイバを機械的に振動させてスペッ クルを低減するための手段とをさらに含む、請求項１に記載のディスプレイシス テム。 １５．各レーザ光源が相互にインコヒーレントな光を発する複数のレーザエミッ タと、前記レーザエミッタから発せられた光を１つのビームに組合せて前記空間 光変調器を照らす、請求項１に記載のディスプレイシステム。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ Ｈ０４Ｎ 9/12 9187−5Ｃ Ｈ０４Ｎ 9/12 Ａ (72)発明者 シフレス，ドナルド・アール アメリカ合衆国、95134 カリフォルニア 州、サン・ノゼ、ローズ・オーチャード・ ウェイ、80 (72)発明者 ウェルチ，デイビッド・エフ アメリカ合衆国、94025 カリフォルニア 州、メンロ・パーク、オーク・ノル・レー ン、1894 (72)発明者 ラング，ロバート・ジェイ アメリカ合衆国、94588 カリフォルニア 州、プレザントン、オリーブ・ドライブ、 7580 【要約の続き】 る。レーザ光源（８１、８３、８５、８７）の光ファイ バ結合（９９）を利用してこれらの光源およびその電源 をディスプレイパネル（１１５）から物理的に分離する ことができる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．複数の画素を有する空間光変調器と、 異なる波長の少なくとも３つのレーザ光源を含み、各光源はその光源の波長に そのとき対応する前記空間光変調器の画素を所与の時間に走査によらず照らすた めに位置が決められ、かつさらに 前記レーザ光源と前記空間光変調器との間に位置して前記光源からの光を前記 照らされた画素に対し均一に分散させるための手段とを含む、ディスプレイシス テム。 ２．前記空間光変調器の各画素が前記波長の各々に連続的に対応し、かつ前記レ ーザ光源が前記空間光変調器の前記画素のすべての各連続する光源によって時間 多重化された走査によらない照明を行なうため連続してパルス状にされる、請求 項１に記載のディスプレイシステム。 ３．前記空間光変調器の各画素が特定の波長専用であり、かつ前記レーザ光源が 連続モードで動作され、各レーザ光源がそのレーザ光源から発せられた特定の波 長に専用の全画素からなる前記空間光変調器の画素の指定されたサブセットのみ を照らす、請求項１に記載のディスプレイシステム。 ４．位相板が前記レーザ光源と前記空間光変調器との間に位置し、前記位相板が 対応する波長の画素の各前記指定されたサブセット上に光のスポットを形成する 、請求項３に記載のディスプレイシステム。 ５．マイクロレンズアレイが、前記空間光変調器の画素の群の前に配置され、前 記光源からの光が前記マイクロレンズアレイによって、対応する波長の画素の前 記指定されたサブセットに像を結ぶ、請求項３に記載のディスプレイシステム。 ６．位相板が、前記レーザ光源と前記空間光変調器との間に配置され、前記位相 板が前記空間光変調器の各画素上に光のスポットを形成する、請求項１に記載の ディスプレイシステム。 ７．マイクロレンズアレイが、前記空間光変調器の前に配置され、前記マイクロ レンズアレイおよび空間光変調器が一致する空間間隔を有する、請求項１に記載 のディスプレイシステム。 ８．前記分散させるための手段が、反射性の前面および背面を有する透明な光を 導く平行パイプ型のブロックを含み、前記光源からの光が前記背面を介して前記 ブロック内へ結合されかつ前記ブロックからの結合が外れて前記前面を介して前 記空間光変調器を均一に照らす、請求項１に記載のディスプレイシステム。 ９．前記レーザ光源が、レーザダイオードを含む、請求項１に記載のディスプレ イシステム。 １０．前記レーザ光源の少なくとも２つは波長が調整可能である、請求項１に記 載のディスプレイシステム。 １１．各レーザ光源が、調節可能なパルスデューティファ クタを有する、請求項１に記載のディスプレイシステム。 １２．少なくとも３つのレーザ光源が各々２組存在し、前記２組の光源が異なる 組の発光波長を有する、請求項１に記載のディスプレイシステム。 １３．前記空間光変調器が液晶ディスプレイパネルである、請求項１に記載のデ ィスプレイシステム。 １４．前記空間光変調器がモノリシック基板上に配された偏向可能なマイクロミ ラーのアレイである、請求項１に記載のシステム。 １５．各レーザ光源が、互いにインコヒーレントである光を発する複数のレーザ エミッタと、前記レーザエミッタから発せられた光を組合せて前記空間光変調器 を照らす単一のビームにする手段とを含む、請求項１に記載のディスプレイシス テム。