JP2002122808A - 投射型表示装置 - Google Patents
投射型表示装置Info
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- H04N9/31—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM]
- H04N9/3102—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM] using two-dimensional electronic spatial light modulators
- H04N9/3105—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM] using two-dimensional electronic spatial light modulators for displaying all colours simultaneously, e.g. by using two or more electronic spatial light modulators
- H04N9/3108—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM] using two-dimensional electronic spatial light modulators for displaying all colours simultaneously, e.g. by using two or more electronic spatial light modulators by using a single electronic spatial light modulator
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
- G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
- G02B26/0816—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more reflecting elements
- G02B26/0833—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more reflecting elements the reflecting element being a micromechanical device, e.g. a MEMS mirror, DMD
- G02B26/0858—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more reflecting elements the reflecting element being a micromechanical device, e.g. a MEMS mirror, DMD the reflecting means being moved or deformed by piezoelectric means
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- Video Image Reproduction Devices For Color Tv Systems (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 単板式投射型表示装置において可動部のない
静寂かつ信頼性の高い構成の高画質フルカラー投射型表
示装置を提供する。 【解決手段】 光の反射の状態を制御することにより画
像を表示する光変調デバイス３と、該光変調デバイスに
対してR、G、Bの各色の光を照射する照明装置1R、1G、1
Bと、該光変調デバイス３に照射された光の反射光を投
影する投影光学系４とを備え、該光変調デバイスで形成
される画像を投射表示する投射型表示装置において、該
光変調デバイスとしては各画素を形成するミラーの傾斜
量を制御することにより光変調を行うタイプのミラーア
レイデバイスを用い、異なる方向からR、G、Bの各色光
にて該ミラーアレイデバイスを照明し、その反射光の少
なくとも１部を投影光学系4に導き、この少なくとも１
部の光を投影光学系４を介してスクリーン等に入射させ
る。
静寂かつ信頼性の高い構成の高画質フルカラー投射型表
示装置を提供する。 【解決手段】 光の反射の状態を制御することにより画
像を表示する光変調デバイス３と、該光変調デバイスに
対してR、G、Bの各色の光を照射する照明装置1R、1G、1
Bと、該光変調デバイス３に照射された光の反射光を投
影する投影光学系４とを備え、該光変調デバイスで形成
される画像を投射表示する投射型表示装置において、該
光変調デバイスとしては各画素を形成するミラーの傾斜
量を制御することにより光変調を行うタイプのミラーア
レイデバイスを用い、異なる方向からR、G、Bの各色光
にて該ミラーアレイデバイスを照明し、その反射光の少
なくとも１部を投影光学系4に導き、この少なくとも１
部の光を投影光学系４を介してスクリーン等に入射させ
る。
Description
【０００１】
【発明が属する技術分野】本発明は投射型表示装置に関
し、より詳細にはミラーアレイデバイスを光変調手段と
して使用し、フルカラーの画像をスクリーン等の表示面
に具現する投射型表示装置に関する。
し、より詳細にはミラーアレイデバイスを光変調手段と
して使用し、フルカラーの画像をスクリーン等の表示面
に具現する投射型表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】マルチメディア時代の到来により、あら
ゆる場面で画像表示装置が用いられている。一般に、光
を変調して画像を形成する表示装置は２種類に大別され
る。その１種類は直視型画像表示装置であって直視型Ｃ
ＲＴ（Cathode Ray Tube）、直視型ＬＣＤなどがあり、
他の１種類は投射型表示装置であってＬＣＤ（LiquidCr
ystal Display）や、またはＤＭＤ（Deformable Mir
ror Device）、ＡＭＡ（Actuated Mirror Array；
ＡＭＡ）などのミラーデバイスがある。この投射型表示
装置の応用例としては、大画面化が容易なため、プレゼ
ンテーション用途等にフロントプロジェクタが、家庭シ
アター用途等にリアプロジェクタが普及してきている。
このような、液晶パネルやミラーデバイスを利用した投
射型表示装置は、光源からの光で光変調デバイスとして
の液晶パネルやミラーデバイスを照明し、その透過光あ
るいは反射光を投影光学系を通してスクリーン等に入射
させ画像形成するものである。
ゆる場面で画像表示装置が用いられている。一般に、光
を変調して画像を形成する表示装置は２種類に大別され
る。その１種類は直視型画像表示装置であって直視型Ｃ
ＲＴ（Cathode Ray Tube）、直視型ＬＣＤなどがあり、
他の１種類は投射型表示装置であってＬＣＤ（LiquidCr
ystal Display）や、またはＤＭＤ（Deformable Mir
ror Device）、ＡＭＡ（Actuated Mirror Array；
ＡＭＡ）などのミラーデバイスがある。この投射型表示
装置の応用例としては、大画面化が容易なため、プレゼ
ンテーション用途等にフロントプロジェクタが、家庭シ
アター用途等にリアプロジェクタが普及してきている。
このような、液晶パネルやミラーデバイスを利用した投
射型表示装置は、光源からの光で光変調デバイスとして
の液晶パネルやミラーデバイスを照明し、その透過光あ
るいは反射光を投影光学系を通してスクリーン等に入射
させ画像形成するものである。
【０００３】ところで、前記直視型ＣＲＴ装置は画像の
質は優れるが、画面の大型化により装置の重量と容積が
増加し、その製造コストが上昇するという問題点があ
る。これに比べて、投射型液晶表示装置は光学的な構造
が簡単であって比較的薄く形成することができ、その重
量及び容積を減らせるという利点がある。しかしなが
ら、前記ＬＣＤは、通常、直線変更を利用するので、光
の用効率が１〜５％程度しかないという問題点があっ
た。又、液晶分子は応答速度が遅く、液晶層が加熱しや
すいという問題点もある。
質は優れるが、画面の大型化により装置の重量と容積が
増加し、その製造コストが上昇するという問題点があ
る。これに比べて、投射型液晶表示装置は光学的な構造
が簡単であって比較的薄く形成することができ、その重
量及び容積を減らせるという利点がある。しかしなが
ら、前記ＬＣＤは、通常、直線変更を利用するので、光
の用効率が１〜５％程度しかないという問題点があっ
た。又、液晶分子は応答速度が遅く、液晶層が加熱しや
すいという問題点もある。
【０００４】従って、前記問題点を解決するために、Ｄ
ＭＤまたはＡＭＡなどのミラーデバイスを用いた投射型
表示装置が開発された。現在、このような投射型表示装
置は５％〜１０％程度の光利用効率を得ることができ
る。また、光変調が、入射される光の偏光具合に影響さ
れないだけでなく反射される光の偏光性にも影響を及ぼ
さない。
ＭＤまたはＡＭＡなどのミラーデバイスを用いた投射型
表示装置が開発された。現在、このような投射型表示装
置は５％〜１０％程度の光利用効率を得ることができ
る。また、光変調が、入射される光の偏光具合に影響さ
れないだけでなく反射される光の偏光性にも影響を及ぼ
さない。
【０００５】このミラーデバイスのうちＡＭＡは、大き
くバルク形と薄膜形がある。前記バルク形のＡＭＡはDa
e-Young Limによる米国特許第５，４６９，３０２号に
開示されている。バルク形ＡＭＡは多層セラミックを薄
く切断して内部に金属電極が形成されたセラミックウェ
ーハをトランジスタが内蔵されたアクティブマトリック
ス（active matrix）上に装着した後、ソーイング(sawi
ng)方法で加工し、その上部にミラーを設けたものであ
る。
くバルク形と薄膜形がある。前記バルク形のＡＭＡはDa
e-Young Limによる米国特許第５，４６９，３０２号に
開示されている。バルク形ＡＭＡは多層セラミックを薄
く切断して内部に金属電極が形成されたセラミックウェ
ーハをトランジスタが内蔵されたアクティブマトリック
ス（active matrix）上に装着した後、ソーイング(sawi
ng)方法で加工し、その上部にミラーを設けたものであ
る。
【０００６】一方、前記薄膜型ＡＭＡは、米国特許第
５，８１５，３０５号に開示されている。図４を参照す
ると、前記薄膜型ＡＭＡは、アクティブマトリックス３
１、該アクティブマトリックス３１の上部に形成された
アクチュエータ３３、及び前記アクチュエータ３３の上
部に形成されたミラー３５を有する。
５，８１５，３０５号に開示されている。図４を参照す
ると、前記薄膜型ＡＭＡは、アクティブマトリックス３
１、該アクティブマトリックス３１の上部に形成された
アクチュエータ３３、及び前記アクチュエータ３３の上
部に形成されたミラー３５を有する。
【０００７】前記アクティブマトリックス３１は基板３
７、基板３７の上部に形成されたＭ×Ｎ（Ｍ，Ｎは正の
整数）個のトランジスタ（図示せず）、及びそれぞれの
トランジスタの上部に形成されたＭ×Ｎ個の接続端子３
９を有する。
７、基板３７の上部に形成されたＭ×Ｎ（Ｍ，Ｎは正の
整数）個のトランジスタ（図示せず）、及びそれぞれの
トランジスタの上部に形成されたＭ×Ｎ個の接続端子３
９を有する。
【０００８】前記アクチュエータ３３はアクティブマト
リックス３１の上部に前記接続端子３９を有して形成さ
れた支持部４１、一方の側の下端が支持部４１に取り付
けられ、他方の側がアクティブマトリックス３１と平行
に形成された第１電極４３、前記支持部４１の内部に前
記接続端子３９と前記第１電極４３を連結するように形
成された配線又は伝導管４９、第１電極４３の上部に形
成された変形層４５、変形層４５の上部に形成された第
２電極４７、第２電極４７の一方の側の上部に形成され
たスペーシング（spacing）部材５１、及びスペーシン
グ部材５１に一方の側の下端が取り付けられ他方の側が
第２電極４７と平行に形成された支持層５３を有する。
この第2電極47は図示しない配線によってアクティブマ
トリクス３１に接続されている。そして、ミラー３５は
支持層５３の上部に形成される。
リックス３１の上部に前記接続端子３９を有して形成さ
れた支持部４１、一方の側の下端が支持部４１に取り付
けられ、他方の側がアクティブマトリックス３１と平行
に形成された第１電極４３、前記支持部４１の内部に前
記接続端子３９と前記第１電極４３を連結するように形
成された配線又は伝導管４９、第１電極４３の上部に形
成された変形層４５、変形層４５の上部に形成された第
２電極４７、第２電極４７の一方の側の上部に形成され
たスペーシング（spacing）部材５１、及びスペーシン
グ部材５１に一方の側の下端が取り付けられ他方の側が
第２電極４７と平行に形成された支持層５３を有する。
この第2電極47は図示しない配線によってアクティブマ
トリクス３１に接続されている。そして、ミラー３５は
支持層５３の上部に形成される。
【０００９】そして、このアクティブマトリックス３１
を通じて各画素の第１電極４３に画像信号に応じた所定
の電気信号（電圧）を印加することにより、各画素アク
チュエーター３３が所定角度傾斜し、これに伴って各画
素ミラー３５も傾斜するものである。
を通じて各画素の第１電極４３に画像信号に応じた所定
の電気信号（電圧）を印加することにより、各画素アク
チュエーター３３が所定角度傾斜し、これに伴って各画
素ミラー３５も傾斜するものである。
【００１０】この様子を図３に示した。ここで画素ミラ
ー３５は矢印Ａに示されるように、第１電極４３に印加
される電圧により所定量傾斜し、この傾斜量に応じてミ
ラー３５に入射する光束Ｌの反射光は矢印Ｂで示される
ようにその反射方向を変化させる。
ー３５は矢印Ａに示されるように、第１電極４３に印加
される電圧により所定量傾斜し、この傾斜量に応じてミ
ラー３５に入射する光束Ｌの反射光は矢印Ｂで示される
ようにその反射方向を変化させる。
【００１１】また、このような薄膜型ＡＭＡは半導体製
造工程を利用して製造されるため、ミラーアレーの質も
完全になり、普通の室内照明条件下でディジタル画像を
高輝度と高コントラストにディスプレイするに充分な光
をスクリーン上に伝送することが可能になっている。薄
膜型ＡＭＡは、換言すれば、顕微鏡的なミラーと関連し
て薄膜圧電アクチュエータを利用する反射型の光モジュ
レータであり、高コントラストを提供するための充分な
傾斜角度及び高輝度を提供するための充分な光利用効率
を得るように開発されてきた。また、単一パターンから
なるミラーの３００，０００個以上の画素にかけて大規
模集積の均等度を有するようにも開発されてきた。
造工程を利用して製造されるため、ミラーアレーの質も
完全になり、普通の室内照明条件下でディジタル画像を
高輝度と高コントラストにディスプレイするに充分な光
をスクリーン上に伝送することが可能になっている。薄
膜型ＡＭＡは、換言すれば、顕微鏡的なミラーと関連し
て薄膜圧電アクチュエータを利用する反射型の光モジュ
レータであり、高コントラストを提供するための充分な
傾斜角度及び高輝度を提供するための充分な光利用効率
を得るように開発されてきた。また、単一パターンから
なるミラーの３００，０００個以上の画素にかけて大規
模集積の均等度を有するようにも開発されてきた。
【００１２】次に、このような薄膜型ＡＭＡ及び前述の
ＤＭＤ等のミラーデバイスを用いて投射型表示装置を構
成することについては、その代表的な構成は例えば特開
平８−２１９７７号公報に開示されている。つまり、白
色照明光を回転カラーフィルターにて時分割的に色分解
し、これの各色光を該ミラーデバイスに照明し、その反
射光を各画素ミラーの傾斜駆動に従って、投影レンズ開
口内に導いたり、またはそこから外したりして、所定の
フルカラー投射画像を得るというものである。
ＤＭＤ等のミラーデバイスを用いて投射型表示装置を構
成することについては、その代表的な構成は例えば特開
平８−２１９７７号公報に開示されている。つまり、白
色照明光を回転カラーフィルターにて時分割的に色分解
し、これの各色光を該ミラーデバイスに照明し、その反
射光を各画素ミラーの傾斜駆動に従って、投影レンズ開
口内に導いたり、またはそこから外したりして、所定の
フルカラー投射画像を得るというものである。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
８−２１９７７号公報に示されるような従来構成例で
は、フルカラー画像を投影するに際して、照明系が、色
分解のために、少なくとも回転フィルタ、回転フィルタ
ー駆動モーター、回転同期信号処理系から構成され、構
造が複雑であると共に、回転フィルターという〜１００
００ｒｐｍレベルの高速回転駆動部があるので、振動騒
音と信頼性の面で問題を有していた。
８−２１９７７号公報に示されるような従来構成例で
は、フルカラー画像を投影するに際して、照明系が、色
分解のために、少なくとも回転フィルタ、回転フィルタ
ー駆動モーター、回転同期信号処理系から構成され、構
造が複雑であると共に、回転フィルターという〜１００
００ｒｐｍレベルの高速回転駆動部があるので、振動騒
音と信頼性の面で問題を有していた。
【００１４】そこで、本発明は、静寂かつ信頼性の高い
構成の高画質フルカラー投射型表示装置を提供すること
を課題としている。
構成の高画質フルカラー投射型表示装置を提供すること
を課題としている。
【００１５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明は、複数の傾斜可能な画素ミラーによって光変
調を行うミラーアレイデバイスと、前記ミラーデバイス
を異なる方向から互いに色が異なる複数の光にて照明す
る照明手段と、前記照明手段で照明された前記ミラーデ
バイスからの反射光を投影する投影手段とを備える。
の本発明は、複数の傾斜可能な画素ミラーによって光変
調を行うミラーアレイデバイスと、前記ミラーデバイス
を異なる方向から互いに色が異なる複数の光にて照明す
る照明手段と、前記照明手段で照明された前記ミラーデ
バイスからの反射光を投影する投影手段とを備える。
【００１６】ここに、前記投影手段は絞り手段を有し、
前記画素ミラーが傾斜していないときは、前記反射光の
実質的にすべてを遮蔽する。
前記画素ミラーが傾斜していないときは、前記反射光の
実質的にすべてを遮蔽する。
【００１７】又、前記投影手段は、絞り手段を有し、前
記画素ミラーが最も傾斜したときは前記反射光の実質的
にすべてを遮蔽する。
記画素ミラーが最も傾斜したときは前記反射光の実質的
にすべてを遮蔽する。
【００１８】又、前記画素ミラーの傾斜角を変えること
により、色を切り替える。
により、色を切り替える。
【００１９】又、前記画素ミラーの傾斜角を変えること
により、各色での階調表示を行う。
により、各色での階調表示を行う。
【００２０】又、前記画素ミラーを所定角度に傾斜させ
て、黒表示を行う。
て、黒表示を行う。
【００２１】又、前記画素ミラーからの各色光を時間混
色して１画素分のカラー表示を行う。
色して１画素分のカラー表示を行う。
【００２２】又、隣り合う複数の前記画素ミラーからの
各色光を混色して１画素分のカラー表示を行う。
各色光を混色して１画素分のカラー表示を行う。
【００２３】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
実施の形態について説明する。
実施の形態について説明する。
【００２４】本発明の投射型表示装置は、図１に示すよ
うに、薄膜型圧電アクチュエーターにより各画素ごとに
光の反射の方向を制御することにより画像を表示する薄
膜型ＡＭＡ３と、ＡＭＡ３に対して３原色の光を照射す
る各単色照明装置１Ｒ、１Ｇ、１Ｂと、ＡＭＡ３に照射
されたR(赤）、G(緑）、B(青）の各色の光の反射光を投
影する投影光学系４と、を備えており、この投射光を不
図示のスクリーンに投影することによって画像を表示す
るように構成している。
うに、薄膜型圧電アクチュエーターにより各画素ごとに
光の反射の方向を制御することにより画像を表示する薄
膜型ＡＭＡ３と、ＡＭＡ３に対して３原色の光を照射す
る各単色照明装置１Ｒ、１Ｇ、１Ｂと、ＡＭＡ３に照射
されたR(赤）、G(緑）、B(青）の各色の光の反射光を投
影する投影光学系４と、を備えており、この投射光を不
図示のスクリーンに投影することによって画像を表示す
るように構成している。
【００２５】ミラーデバイスの各画素の圧電アクチュエ
ーター（画素ミラーアクチュエーター）には所定のタイ
ミングでテレビ信号、ビデオ信号等が印加される。これ
に応じてＡＭＡ内の各画素ミラーは所定量の傾斜動作を
逐次行う。
ーター（画素ミラーアクチュエーター）には所定のタイ
ミングでテレビ信号、ビデオ信号等が印加される。これ
に応じてＡＭＡ内の各画素ミラーは所定量の傾斜動作を
逐次行う。
【００２６】図６にはこの画素ミラーアクチュエーター
に印加する駆動電圧とその際に生じる画素ミラーの傾斜
角との関係を示している。これから判るように、アクチ
ュエーターに駆動電圧を印加しないデフォルト状態では
画素ミラーの傾斜はなく傾斜角はゼロであるが、負電圧
を加えた場合には正電圧を加えた場合とは逆方向に画素
ミラーが傾く特性を有している。
に印加する駆動電圧とその際に生じる画素ミラーの傾斜
角との関係を示している。これから判るように、アクチ
ュエーターに駆動電圧を印加しないデフォルト状態では
画素ミラーの傾斜はなく傾斜角はゼロであるが、負電圧
を加えた場合には正電圧を加えた場合とは逆方向に画素
ミラーが傾く特性を有している。
【００２７】また、投影光学系４の入り口開口、言いか
えると絞りあるいは相当する部材の開口において、各画
素からの反射光束がその開口に入るか入らないかで投影
画像のＯＮ／ＯＦＦが決まり、さらに該光束が該開口に
より部分的に捕捉される場合は、その捕捉割合で画像の
階調表示が決まる。
えると絞りあるいは相当する部材の開口において、各画
素からの反射光束がその開口に入るか入らないかで投影
画像のＯＮ／ＯＦＦが決まり、さらに該光束が該開口に
より部分的に捕捉される場合は、その捕捉割合で画像の
階調表示が決まる。
【００２８】また、３原色の各単色照明装置１Ｒ、１
Ｇ、１Ｂについては単色レーザーとビームエキスパンダ
ーにて構成され、この３つの装置の光軸は互いに非平行
である。出射光束は所定量広がっている。
Ｇ、１Ｂについては単色レーザーとビームエキスパンダ
ーにて構成され、この３つの装置の光軸は互いに非平行
である。出射光束は所定量広がっている。
【００２９】まず、３原色の各単色照明装置１Ｒ、１
Ｇ、１ＢからＲ、Ｇ、Ｂ各原色の色光が広がり光束とし
て出射されコリメーターレンズ２０にて集光作用を受け
た後、凹面ミラー２１に至る。このミラー２１にて集光
反射され、ＡＭＡ３を照明する。この際Ｒ、Ｇ、Ｂ各色
光は図示のごとく互いに異なる入射角度にてＡＭＡ３を
照明する。ＡＭＡ３内の各画素ミラーが傾斜しないデフ
ォルト状態ではＡＭＡ３からの反射光は図示のごとく反
射され、光学系４の入り口開口に至る際には、各Ｒ、
Ｇ、Ｂの各色の光束が互いに分離した状態になる。凹面
ミラーによる各光束の集光点は、入り口開口の前であっ
ても、後ろであってもよいが、各色の階調を行うために
は、入り口開口からある程度離れていて、入り口開口付
近で光束が所定の大きさになるように設定する。
Ｇ、１ＢからＲ、Ｇ、Ｂ各原色の色光が広がり光束とし
て出射されコリメーターレンズ２０にて集光作用を受け
た後、凹面ミラー２１に至る。このミラー２１にて集光
反射され、ＡＭＡ３を照明する。この際Ｒ、Ｇ、Ｂ各色
光は図示のごとく互いに異なる入射角度にてＡＭＡ３を
照明する。ＡＭＡ３内の各画素ミラーが傾斜しないデフ
ォルト状態ではＡＭＡ３からの反射光は図示のごとく反
射され、光学系４の入り口開口に至る際には、各Ｒ、
Ｇ、Ｂの各色の光束が互いに分離した状態になる。凹面
ミラーによる各光束の集光点は、入り口開口の前であっ
ても、後ろであってもよいが、各色の階調を行うために
は、入り口開口からある程度離れていて、入り口開口付
近で光束が所定の大きさになるように設定する。
【００３０】各画素ミラーが傾斜動作（傾斜方向は図中
のＲＧＢ光束分離方向に一致）をすると、そのミラー傾
斜角度と該入り口開口通過後の投射光学系４からの出射
光束の量つまり投影画像の明るさとの関係は図５に示す
ような関係になる。つまり、該ミラーの傾斜角度がマイ
ナス方向（画素ミラーアクチュエーターへ負電圧印加
時）からプラス方向（画素ミラーアクチュエーターへ正
電圧印加時）へ変化するに従い、Ｒ光が徐々に出射し、
次にＧ光に切り替わり、さらにＢ光になり、最大傾斜で
全ての光束が該開口から外れて、光束が全く出射しない
状態（黒表示）になるという特性が得られる。なお、電
圧を印加しない傾斜角度０°で光束が全く出射しない状
態（黒表示）となることも可能である。
のＲＧＢ光束分離方向に一致）をすると、そのミラー傾
斜角度と該入り口開口通過後の投射光学系４からの出射
光束の量つまり投影画像の明るさとの関係は図５に示す
ような関係になる。つまり、該ミラーの傾斜角度がマイ
ナス方向（画素ミラーアクチュエーターへ負電圧印加
時）からプラス方向（画素ミラーアクチュエーターへ正
電圧印加時）へ変化するに従い、Ｒ光が徐々に出射し、
次にＧ光に切り替わり、さらにＢ光になり、最大傾斜で
全ての光束が該開口から外れて、光束が全く出射しない
状態（黒表示）になるという特性が得られる。なお、電
圧を印加しない傾斜角度０°で光束が全く出射しない状
態（黒表示）となることも可能である。
【００３１】このような５図の特性、特に図中Ｓで示し
た画素ミラー傾斜角と投影明るさとの勾配関係を利用す
れば各色での階調表示が可能である。
た画素ミラー傾斜角と投影明るさとの勾配関係を利用す
れば各色での階調表示が可能である。
【００３２】又、画素ミラー傾斜角と画素ミラー駆動電
圧との間には図６で示される比例関係がある。そこでこ
れら２つの関係から画素ミラー駆動電圧と投影明るさと
の関係は図７に示す関係になる。
圧との間には図６で示される比例関係がある。そこでこ
れら２つの関係から画素ミラー駆動電圧と投影明るさと
の関係は図７に示す関係になる。
【００３３】したがって、本実施形態によれば、各画素
ミラーへの駆動電圧のコントロールのみで色切り替えと
各色光での階調表示が可能となる。つまり、７図中勾配
Sr（駆動電圧‐Vr1〜‐Vr2）を用いてＲ画像の階調表示
を、勾配Sg（駆動電圧‐Vr2〜0）を用いてＧ画像の階調
表示を、勾配Sb（駆動電圧Vb1〜Vb2）を用いてＢ画像の
階調表示を行い、さらに駆動電圧Vbkにて黒表示を行な
うのである。
ミラーへの駆動電圧のコントロールのみで色切り替えと
各色光での階調表示が可能となる。つまり、７図中勾配
Sr（駆動電圧‐Vr1〜‐Vr2）を用いてＲ画像の階調表示
を、勾配Sg（駆動電圧‐Vr2〜0）を用いてＧ画像の階調
表示を、勾配Sb（駆動電圧Vb1〜Vb2）を用いてＢ画像の
階調表示を行い、さらに駆動電圧Vbkにて黒表示を行な
うのである。
【００３４】このような本実施形態においては、例え
ば、RGBRGB…の面順次で原色画像フレーム表示を行なう
ことにより、時間混色によりフルカラー表示を行なって
も良いし、モザイク的に画素ごと表示色を決めておい
て、空間混色にてフルカラー表示を行なっても良い。前
者の場合には高速駆動にて単位時間当たりのフレーム数
を通常の３倍以上にするが、ＡＭＡ本来の解像度にて表
示できるメリットがある。一方、後者の場合には、駆動
速度については通常と同じで構わない。また、本実施形
態においてはハード的には１つの本構成のままで、ＡＭ
Ａ各画素への駆動信号（電圧）を変えるのみで、このよ
うな異なる混色モードでのカラー再現（表示）、または
それらの切り替えを容易に行なうことができる。
ば、RGBRGB…の面順次で原色画像フレーム表示を行なう
ことにより、時間混色によりフルカラー表示を行なって
も良いし、モザイク的に画素ごと表示色を決めておい
て、空間混色にてフルカラー表示を行なっても良い。前
者の場合には高速駆動にて単位時間当たりのフレーム数
を通常の３倍以上にするが、ＡＭＡ本来の解像度にて表
示できるメリットがある。一方、後者の場合には、駆動
速度については通常と同じで構わない。また、本実施形
態においてはハード的には１つの本構成のままで、ＡＭ
Ａ各画素への駆動信号（電圧）を変えるのみで、このよ
うな異なる混色モードでのカラー再現（表示）、または
それらの切り替えを容易に行なうことができる。
【００３５】また、本実施形態によれば、各画素ミラー
の傾斜角を図５中のθr°、0°、θb°、θbk°の４つ
にのみ絞り、これらに対応した４つの駆動電圧でのみ各
画素ミラーを駆動することで黒表示を含む色切り替えの
みに画素ミラー傾斜駆動を用い、階調表示はフレーム周
波数を前２例の場合のさらに再現（表示）階調数倍とす
る高速駆動により、単位時間あたりの表示回数にて時間
平均的に階調を再現する（デジタル時間階調）ことに
て、フルカラー表示を達成することも可能となる。
の傾斜角を図５中のθr°、0°、θb°、θbk°の４つ
にのみ絞り、これらに対応した４つの駆動電圧でのみ各
画素ミラーを駆動することで黒表示を含む色切り替えの
みに画素ミラー傾斜駆動を用い、階調表示はフレーム周
波数を前２例の場合のさらに再現（表示）階調数倍とす
る高速駆動により、単位時間あたりの表示回数にて時間
平均的に階調を再現する（デジタル時間階調）ことに
て、フルカラー表示を達成することも可能となる。
【００３６】このように本形態によれば、１枚のＡＭＡ
を用い、回転カラーフィルター等の可動部なしで、フル
カラー画像の投影表示をすることが可能となり、可動部
がないため、静粛かつ高信頼性であるとともに所謂単板
式のシンプルな構成の投射表示装置を構成することがで
きるようになる。
を用い、回転カラーフィルター等の可動部なしで、フル
カラー画像の投影表示をすることが可能となり、可動部
がないため、静粛かつ高信頼性であるとともに所謂単板
式のシンプルな構成の投射表示装置を構成することがで
きるようになる。
【００３７】図２には本発明の他の実施形態を示す。１
０はビームエキスパンダーと白色レーザー（He-Cdレー
ザー）から成る白色照明装置であり、２２はコリメータ
ーレンズ、２３Ｂ、２３Ｇ，２３ＲはそれぞれＢ光反射
＆Ｙ（イエロー）光透過ダイックロイックフィルター、
Ｇ光反射＆Ｒ光透過ダイックロイックフィルター、Ｒ光
反射ダイックロイックフィルターである。これら所定角
度に設定された各ダイクロイックミラーからの反射色光
はＡＭＡ３をそれぞれ異なる角度から照明する。
０はビームエキスパンダーと白色レーザー（He-Cdレー
ザー）から成る白色照明装置であり、２２はコリメータ
ーレンズ、２３Ｂ、２３Ｇ，２３ＲはそれぞれＢ光反射
＆Ｙ（イエロー）光透過ダイックロイックフィルター、
Ｇ光反射＆Ｒ光透過ダイックロイックフィルター、Ｒ光
反射ダイックロイックフィルターである。これら所定角
度に設定された各ダイクロイックミラーからの反射色光
はＡＭＡ３をそれぞれ異なる角度から照明する。
【００３８】つぎに、ＡＭＡ３からの反射光はその前面
に位置するフィールドレンズ２４の集光作用も受けるた
め、該反射光が投射光学系４の入り口開口に達する際に
は、前述した形態と全く同様に各Ｒ、Ｇ、Ｂの各色の光
束が分離した状態になる。したがって、原理的にも前形
態例と全く同様の作用にてフルカラー表示を行なうこと
が可能となる。
に位置するフィールドレンズ２４の集光作用も受けるた
め、該反射光が投射光学系４の入り口開口に達する際に
は、前述した形態と全く同様に各Ｒ、Ｇ、Ｂの各色の光
束が分離した状態になる。したがって、原理的にも前形
態例と全く同様の作用にてフルカラー表示を行なうこと
が可能となる。
【００３９】また、本例は光源としては白色レーザー１
つのみで構成されるため、白色レーザーの性能にもよる
が、前例同様の単板式フルカラー投射型表示装置を構成
するにあたって、よりシンプルな構成とすることができ
る。
つのみで構成されるため、白色レーザーの性能にもよる
が、前例同様の単板式フルカラー投射型表示装置を構成
するにあたって、よりシンプルな構成とすることができ
る。
【００４０】又、ダイクロイックミラー23R、23G、23B
に替えて公知の反射型階段格子を用いてもよい。反射型
階段格子を用いれば、各色光を異なる方向に回折させ、
各色光の分離度も良好である。又、反射型階段格子はダ
イクロイックミラーよりも小型である。
に替えて公知の反射型階段格子を用いてもよい。反射型
階段格子を用いれば、各色光を異なる方向に回折させ、
各色光の分離度も良好である。又、反射型階段格子はダ
イクロイックミラーよりも小型である。
【００４１】以上説明した実施形態に関して、以下の変
形例や応用例がある。
形例や応用例がある。
【００４２】（１） 光源としてレーザーの変わりにラ
ンプを用いる。
ンプを用いる。
【００４３】（２） ミラーデバイスとして薄膜型AMA
の変わりにバルクAMAやDMDを用いる。
の変わりにバルクAMAやDMDを用いる。
【００４４】（３） 光学素子として凹面鏡の変わりに
凸レンズを用いる。
凸レンズを用いる。
【００４５】（４） 背面投射型又は前面投射型のプロ
ジェクターとする。
ジェクターとする。
【００４６】
【発明の効果】以上説明した本発明によると、静寂かつ
高信頼性を有する投射型表示装置を提供することが可能
となる。
高信頼性を有する投射型表示装置を提供することが可能
となる。
【図１】本発明の第１の実施例に係る投射型表示装置の
システム構成図である。
システム構成図である。
【図２】本発明の第２の実施例に係る投射型表示装置の
システム構成図である。
システム構成図である。
【図３】ＡＭＡにおける反射光反射角度変調動作原理説
明断面図。
明断面図。
【図４】薄膜型ＡＭＡの断面構成図。
【図５】ＡＭＡ画素ミラーの傾斜角と投影明るさとの相
関特性図。
関特性図。
【図６】ＡＭＡ画素ミラーの画素駆動電圧と画素ミラー
傾斜角との相関特性図。
傾斜角との相関特性図。
【図７】ＡＭＡ画素ミラーの画素駆動電圧と投影明るさ
との相関特性図。
との相関特性図。
１Ｒ、１Ｇ、１Ｂ 原色照明装置 １０ 白色照明装置 ２０、２２ コリメーターレンズ ２１ 凹面鏡 ２３Ｒ、２３Ｇ、２３Ｂ ダイクロイックミラー ２４ フィールドレンズ ３ 薄膜型ＡＭＡ、 ３３ アクチュエーター ３５ 画素ミラー ４ 投影光学系
Claims (8)
- 【請求項１】 複数の傾斜可能な画素ミラーによって光
変調を行うミラーアレイデバイスと、前記ミラーデバイ
スを異なる方向から互いに色が異なる複数の光にて照明
する照明手段と、前記照明手段で照明された前記ミラー
デバイスからの反射光を投影する投影手段とを備えるこ
とを特徴とする投射型表示装置。 - 【請求項２】 前記投影手段は絞り手段を有し、前記画
素ミラーが傾斜していないときは、前記反射光の実質的
にすべてを遮蔽することを特徴とする請求項１記載の投
射型表示装置。 - 【請求項３】 前記投影手段は、絞り手段を有し、前記
画素ミラーが最も傾斜したときは前記反射光の実質的に
すべてを遮蔽することを特徴とする請求項１記載の投射
型表示装置。 - 【請求項４】 前記画素ミラーの傾斜角を変えることに
より、色を切り替えることを特徴とする請求項１記載の
投射型表示装置。 - 【請求項５】 前記画素ミラーの傾斜角を変えることに
より、各色での階調表示を行うことを特徴とする請求項
４記載の投射型表示装置。 - 【請求項６】 前記画素ミラーを所定角度に傾斜させ
て、黒表示を行うことを特徴とする請求項４記載の投射
型表示装置。 - 【請求項７】 前記画素ミラーからの各色光を時間混色
して１画素分のカラー表示を行うことを特徴とする請求
項１乃至６のいずれか一つに記載された投射型表示装
置。 - 【請求項８】 隣り合う複数の前記画素ミラーからの各
色光を混色して１画素分のカラー表示を行うことを特徴
とする請求項１乃至６のいずれか一つに記載された投射
型表示装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000318137A JP2002122808A (ja) | 2000-10-18 | 2000-10-18 | 投射型表示装置 |
| US09/982,469 US6650460B2 (en) | 2000-10-18 | 2001-10-18 | Projection type display apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000318137A JP2002122808A (ja) | 2000-10-18 | 2000-10-18 | 投射型表示装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002122808A true JP2002122808A (ja) | 2002-04-26 |
Family
ID=18796808
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000318137A Pending JP2002122808A (ja) | 2000-10-18 | 2000-10-18 | 投射型表示装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6650460B2 (ja) |
| JP (1) | JP2002122808A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2024036334A (ja) * | 2018-06-22 | 2024-03-15 | マジック リープ， インコーポレイテッド | Ｒｇｂ照明器のための方法およびシステム |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US7073254B2 (en) | 1993-11-16 | 2006-07-11 | Formfactor, Inc. | Method for mounting a plurality of spring contact elements |
| US20020053734A1 (en) | 1993-11-16 | 2002-05-09 | Formfactor, Inc. | Probe card assembly and kit, and methods of making same |
| US8033838B2 (en) | 1996-02-21 | 2011-10-11 | Formfactor, Inc. | Microelectronic contact structure |
| KR100424766B1 (ko) * | 2001-12-08 | 2004-03-30 | 삼성전자주식회사 | 영상 투사 장치 |
| US7283112B2 (en) * | 2002-03-01 | 2007-10-16 | Microsoft Corporation | Reflective microelectrical mechanical structure (MEMS) optical modulator and optical display system |
| JP4034582B2 (ja) * | 2002-03-22 | 2008-01-16 | 理想科学工業株式会社 | 画像形成方法及び画像形成装置 |
| ATE361481T1 (de) * | 2003-07-14 | 2007-05-15 | Koninkl Philips Electronics Nv | Laserstrahlabtaster |
| US7193767B1 (en) * | 2004-03-03 | 2007-03-20 | Jonathan Peeri | Method for enhancing visibility |
| JP2006178349A (ja) * | 2004-12-24 | 2006-07-06 | Sanyo Electric Co Ltd | 背面投写型映像表示装置 |
| US7530696B2 (en) * | 2006-02-13 | 2009-05-12 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Projectors and operation thereof |
| US8508447B2 (en) * | 2007-11-19 | 2013-08-13 | Microsoft Corporation | Display device and pixel therefor |
| US10356392B2 (en) * | 2015-05-28 | 2019-07-16 | University College Cork—National Univesity of Ireland, Cork | Coded access optical sensor |
| US11573396B2 (en) * | 2018-01-23 | 2023-02-07 | Texas Instruments Incorporated | Multi-axis gimbal extended pixel resolution actuator |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5467146A (en) | 1994-03-31 | 1995-11-14 | Texas Instruments Incorporated | Illumination control unit for display system with spatial light modulator |
| US5689321A (en) * | 1995-04-13 | 1997-11-18 | Canon Kabushiki Kaisha | Display apparatus |
| US5774254A (en) * | 1997-06-26 | 1998-06-30 | Xerox Corporation | Fault tolerant light modulator display system |
| US6643069B2 (en) * | 2000-08-31 | 2003-11-04 | Texas Instruments Incorporated | SLM-base color projection display having multiple SLM's and multiple projection lenses |
-
2000
- 2000-10-18 JP JP2000318137A patent/JP2002122808A/ja active Pending
-
2001
- 2001-10-18 US US09/982,469 patent/US6650460B2/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2024036334A (ja) * | 2018-06-22 | 2024-03-15 | マジック リープ， インコーポレイテッド | Ｒｇｂ照明器のための方法およびシステム |
| JP7765449B2 (ja) | 2018-06-22 | 2025-11-06 | マジック リープ， インコーポレイテッド | Ｒｇｂ照明器のための方法およびシステム |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6650460B2 (en) | 2003-11-18 |
| US20020054423A1 (en) | 2002-05-09 |
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