JP2003005100A - Optical modulator and projection device using the same - Google Patents
Optical modulator and projection device using the sameInfo
- Publication number
- JP2003005100A JP2003005100A JP2001192989A JP2001192989A JP2003005100A JP 2003005100 A JP2003005100 A JP 2003005100A JP 2001192989 A JP2001192989 A JP 2001192989A JP 2001192989 A JP2001192989 A JP 2001192989A JP 2003005100 A JP2003005100 A JP 2003005100A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- mirror
- modulator
- optical system
- optical
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Landscapes
- Mechanical Light Control Or Optical Switches (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、ミラーを有する光
変調器およびそれを用いた投射装置に関し、特に、大画
面に画像を投影する投射型の光学システムおよびそれに
用いる光変調器に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a light modulator having a mirror and a projection apparatus using the same, and more particularly to a projection type optical system for projecting an image on a large screen and a light modulator used therefor. .
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、半導体プロセスを利用して作成さ
れた微小な機械と同様のプロセスで作成されたその機械
を駆動するためのアクチュエータを電気的に動作させる
ことが可能となり、さまざまな分野への応用が期待され
ている。このような微小機械は、MEMS( Micro Electro
Mechanical System)と呼ばれ、高速駆動、小型軽量であ
るという特徴を有する。このような利点を生かし、微小
機械部品を使用した入射光を変調するための光変調器や
光走査手段等が提案されている。2. Description of the Related Art In recent years, it has become possible to electrically operate an actuator for driving a minute machine made by using a semiconductor process and a minute machine made by the same process. Is expected to be applied. Such micromachines are manufactured by MEMS (Micro Electro
Mechanical system), and has the features of high speed drive, small size and light weight. Taking advantage of such advantages, an optical modulator, an optical scanning means, etc. for modulating incident light using a micro mechanical component have been proposed.
【０００３】光変調器としては、USP5497262、USP55921
88などに開示されるDMDと称されるデバイスや、USP5629
801、USP5982553などに開示されるGLVと称されるデバイ
スがある。As optical modulators, USP5497262, USP55921
A device called DMD disclosed in 88, etc., and USP5629
There is a device called GLV disclosed in 801 and USP5982553.
【０００４】まず、USP54997262、USP5592188に開示さ
れるDMDについて図９を用いて説明する。図９はDMDを構
成する微小ミラーの構成の概略を示している。実際のDM
Dは、図９に示した構造のミラーが画像の画素数分並
び、各画素が個別に電気的に駆動できるように構成され
ている。図９中の14が各画素を構成するミラーであり、
このミラー14が傾く（チルト）することにより画素を照
明する光を偏向する。この偏向により光を２値的に偏向
し光を変調するものである。図９(b)は、ミラー14をチ
ルトするための構成を示している。図１０は、DMDを用
いた場合の投射装置を示している。図９に示した微小ミ
ラーのアレイは図中19であり、DMDデバイス19により変
調された画像を光学系20を介して、スクリーン21に投影
する。このとき、DMDデバイス19を構成するミラーの偏
向により、光が光学系20のひとみを通過するかどうか
で、スクリーン21上の画像を変調するものである。First, the DMD disclosed in USP54997262 and USP5592188 will be described with reference to FIG. FIG. 9 shows an outline of the structure of the micromirrors that make up the DMD. Actual DM
In D, the mirrors having the structure shown in FIG. 9 are arranged for the number of pixels of the image, and each pixel can be electrically driven individually. Reference numeral 14 in FIG. 9 is a mirror forming each pixel,
When the mirror 14 tilts, the light that illuminates the pixel is deflected. By this deflection, the light is binaryly deflected to modulate the light. FIG. 9B shows a configuration for tilting the mirror 14. FIG. 10 shows a projection device when a DMD is used. The array of micromirrors shown in FIG. 9 is 19 in the figure, and the image modulated by the DMD device 19 is projected onto the screen 21 via the optical system 20. At this time, the image on the screen 21 is modulated depending on whether the light passes through the pupil of the optical system 20 by the deflection of the mirror that constitutes the DMD device 19.
【０００５】さらに、USP5629801、USP5982553等に開示
されているGLVに関して、図１１を用いて説明する。図
１１は、GLVを構成する１つの光変調素子を示してい
る。図１１(a)は、１つの画素の構成を示したものであ
り、GLVは１つの画素を構成する複数のリボン12が静電
気により動作し、光を回折させることで、光を変調す
る。図１２は、GLVを用いた投射装置の構成を示したも
のである。GLVは、図中314におかれ、314で変調された
光を光学系336を介して、スクリーン上に投影する構成
をとっている。GLVの光変調器314に対して、投射光学系
の絞りがシュリーレン光学系を構成しており、その絞り
を透過する光の透過量を制御することで、光の変調を行
う構成になっている。Further, the GLV disclosed in USP5629801, USP5982553 and the like will be described with reference to FIG. FIG. 11 shows one light modulation element constituting the GLV. FIG. 11A shows the configuration of one pixel, and the GLV modulates the light by diffracting the light by operating the plurality of ribbons 12 forming one pixel by static electricity. FIG. 12 shows the configuration of a projection device using GLV. The GLV is placed at 314 in the figure, and has a configuration in which the light modulated by 314 is projected on the screen via the optical system 336. With respect to the GLV optical modulator 314, the diaphragm of the projection optical system constitutes a Schlieren optical system, and is configured to modulate the light by controlling the amount of light transmitted through the diaphragm. .
【０００６】一方、光走査手段としては、特開平07-175
005（プレーナ型ガルバノミラーおよびその製造方法：
日本信号株式会社、江刺正喜）等の技術が開示されてい
る。図１３は、特開平07-175005の構成例を示したもの
である。構成を簡単に説明すると、図１３中の8はミラ
ーであり、このミラー8は、トーションバー6を有する基
板に機械的に接続されており、トーションバー6のねじ
りにより回転し、光を偏向できる構成である。このミラ
ー8を偏向するために基板上にコイル7が形成されてい
る。またコイル7に対して、磁界をかけるための磁石1
0、11がセットされおり、コイル7に電流を加えること
で、ローレンツ力を発生させ、ミラー8をトーションバ
ーのねじりにより駆動させるものである。On the other hand, as the optical scanning means, Japanese Patent Laid-Open No. 07-175
005 (Planar type galvanometer mirror and its manufacturing method:
Technologies such as Nippon Signal Co., Ltd. and Masayoshi Esashi) are disclosed. FIG. 13 shows a configuration example of JP-A-07-175005. To briefly explain the configuration, reference numeral 8 in FIG. 13 is a mirror, and this mirror 8 is mechanically connected to a substrate having a torsion bar 6 and can be rotated by twisting the torsion bar 6 to deflect light. It is a composition. A coil 7 is formed on the substrate to deflect the mirror 8. Also, the magnet 1 for applying a magnetic field to the coil 7
0 and 11 are set, and a Lorentz force is generated by applying a current to the coil 7, and the mirror 8 is driven by twisting the torsion bar.
【０００７】図１４は、図１３を斜めからみたものであ
り、図１３と図１４中の同じ付番のものは、同じ機能を
表すものである。本図を利用して、よりわかりやすく駆
動の方法を説明する。FIG. 14 is a perspective view of FIG. 13, and the same numbers in FIGS. 13 and 14 indicate the same functions. The driving method will be described more clearly with reference to this figure.
【０００８】図１３の磁石10，11による磁界は、図１４
でBの向きにかけられているとすると、コイル7にiとい
う電流をかけると、図中Fの向きに力が発生する。この
力により、トーションバー6に対してねじりモーメント
が発生し、ミラー8が回転する。このとき、コイル電流
を制御することで、ミラーを振動させることができ、さ
らには機械的な共振作用を利用することで、大偏向角を
得ることもできる。The magnetic field generated by the magnets 10 and 11 shown in FIG.
If a current of i is applied to the coil 7, a force is generated in the direction of F in the figure. Due to this force, a torsion moment is generated with respect to the torsion bar 6, and the mirror 8 rotates. At this time, it is possible to vibrate the mirror by controlling the coil current, and it is also possible to obtain a large deflection angle by utilizing the mechanical resonance action.
【０００９】[0009]
【発明が解決しようとする課題】従来例の特開平07-175
005のようなガルバノミラーは、光変調器としては用い
られていなかった。本発明は、例えばガルバノミラーの
ようにミラーを振動させることによって光を偏向する素
子を用いた新規な光変調器の提案を目的としている。[Patent Document 1] Japanese Patent Application Laid-Open No. 07-175
Galvano mirrors such as 005 have not been used as light modulators. An object of the present invention is to propose a novel optical modulator using an element that deflects light by vibrating a mirror such as a galvanometer mirror.
【００１０】[0010]
【課題を解決するための手段】本発明の光変調器は、ミ
ラーと、該ミラーを振動させる手段とを有し、前記ミラ
ーの振動の振幅を変化させることを特徴としている。The optical modulator of the present invention is characterized by having a mirror and a means for vibrating the mirror, and changing the amplitude of vibration of the mirror.
【００１１】また、光変調器を、ミラーと、該ミラーを
共振振動させる手段とを有し、前記ミラーの共振振動の
振幅を変化させることを特徴とするものにすることで、
前記ミラーの傾斜角を大きくできる。Further, the optical modulator has a mirror and means for vibrating the mirror to resonate, and changes the amplitude of the resonance vibration of the mirror.
The tilt angle of the mirror can be increased.
【００１２】さらに、前記ミラーを複数個所定方向に並
べ、該複数個のミラーの夫々の振動振幅を個別に変化さ
せることとしてもよい。Further, a plurality of the mirrors may be arranged in a predetermined direction and the vibration amplitudes of the plurality of mirrors may be individually changed.
【００１３】さらに、前記光変調器を照明する光源と、
前記光変調器の像をスクリーン上に投射する投射光学系
と、該投射光学系の絞り近傍に前記光変調器を介して前
記光源の像を形成し、かつ前記投射光学系によりシュリ
ーレン光学系を形成したことを特徴とする投射装置とす
ることで、投射される光量を制御し、諧調のある画像を
表示することが可能となる。Further, a light source for illuminating the light modulator,
A projection optical system for projecting an image of the light modulator on a screen, an image of the light source is formed near the diaphragm of the projection optical system via the light modulator, and a Schlieren optical system is formed by the projection optical system. By using the projection device characterized by being formed, it is possible to control the amount of light projected and display an image with a gradation.
【００１４】さらに、前記投射装置において、前記光変
調器の前記ミラーが第一の方向に対して多数並ぶ一次元
アレイ構造を有しており、走査手段を有し、該走査手段
は前記光変調器からの光を反射し該反射した光で前記ス
クリーン上を走査することを特徴とすることで、二次元
の画像を表示することが可能となる。Further, in the projection apparatus, the mirror of the light modulator has a one-dimensional array structure in which a large number of mirrors are arranged in the first direction, and has scanning means, and the scanning means has the light modulation. By reflecting the light from the container and scanning the screen with the reflected light, a two-dimensional image can be displayed.
【００１５】さらに、前記走査手段に前記投射光学系の
絞りの機能も持たせることもできる。Further, the scanning means may also have a function of a diaphragm of the projection optical system.
【００１６】さらに、前記投射装置において、前記第一
の方向と、前記走査手段の走査方向とを直交させてもよ
い。Further, in the projection device, the first direction and the scanning direction of the scanning means may be orthogonal to each other.
【００１７】[0017]
【発明の実施の形態】−第１実施例−
本発明にかかる第１の実施例を図１に示す。図１は、本
発明にかかる第１実施例の光変調器110の概要を示した
ものである。第1の実施例は、一次元のアレイで構成さ
れる光変調器である。101は、各画素を構成するミラー
であり、支持体102により保持されている。支持体102は
ベース103に機械的に接続されている。支持体102はミラ
ー101に対してトーションバーの働きをしており、ミラ
ー101は、支持体102を軸として傾けられるように構成さ
れている。各ミラー101には、駆動手段104が接続されて
おり、駆動手段104に入力される駆動信号により、ミラ
ー101の傾斜する角度の大きさが変化する。ミラー101、
支持体102と駆動手段104の構成は、図１３，１４に示し
たものと同じである。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION First Embodiment A first embodiment according to the present invention is shown in FIG. FIG. 1 shows an outline of an optical modulator 110 according to the first embodiment of the present invention. The first embodiment is an optical modulator including a one-dimensional array. Reference numeral 101 denotes a mirror that constitutes each pixel, and is held by a support body 102. The support 102 is mechanically connected to the base 103. The support 102 functions as a torsion bar with respect to the mirror 101, and the mirror 101 is configured to be tilted about the support 102. A drive unit 104 is connected to each mirror 101, and the size of the tilt angle of the mirror 101 changes according to a drive signal input to the drive unit 104. Mirror 101,
The structures of the support 102 and the driving means 104 are the same as those shown in FIGS.
【００１８】各ミラー101は、支持体102を軸として傾斜
するように構成されている。駆動手段104は、ミラー101
と支持体102が機械的な共振を起こすような駆動信号を
発生する。さらにその信号の大きさを変えることで、ミ
ラーの傾斜角が変化するように構成されている。Each mirror 101 is constructed so as to be inclined with the support 102 as an axis. The driving means 104 is the mirror 101.
And a drive signal that causes the support 102 to mechanically resonate. Furthermore, the tilt angle of the mirror is changed by changing the magnitude of the signal.
【００１９】図２に、ミラー101の動作の概要を説明す
る。各ミラー101は、本図には不図示の各ミラー101に対
応する駆動手段により共振振動されている。図２は、共
振振動をしているミラー101のある瞬間の様子を示した
ものである。図中101aは、101bに対してより大きな振幅
で共振振動するような信号を付加されている。このた
め、ミラー101a は、より大きく傾斜し、ミラーに入射
する光105a を、ミラー101ｂに入射する光105ｂよりも
大きく偏向させている。An outline of the operation of the mirror 101 will be described with reference to FIG. Each mirror 101 is resonantly oscillated by driving means corresponding to each mirror 101 (not shown). FIG. 2 shows a state at a certain moment of the mirror 101 vibrating in resonance. In the figure, 101a is added to 101b with a signal that causes resonance oscillation with a larger amplitude. For this reason, the mirror 101a is tilted more largely, and the light 105a entering the mirror is deflected more than the light 105b entering the mirror 101b.
【００２０】図２では、ある瞬間のミラー101の傾斜を
示したが、ミラー101は、共振振動をしており、高速に
光の偏向角を変えている。In FIG. 2, the inclination of the mirror 101 at a certain moment is shown, but the mirror 101 is resonantly oscillating, and the deflection angle of light is changed at high speed.
【００２１】次に、本実施例の光変調器を利用して光量
を制御する方法に関して説明する。図３は、本発明にか
かる光変調器の変調方法の概要を説明した図である。10
6は、光源から光の入射点を示し入射光108は、入射点10
6より光学系107を介して、本発明の光変調器110を略平
行光で照明する。光変調器110には、図１で示したよう
に、ミラー101が、支持体102に支持され構成されてい
る。駆動手段104は、光変調器110の各画素を構成するミ
ラー101に個々に取り付けられている。図３(a)は、ある
瞬間において、各ミラー101の偏向角が小さい、あるい
はミラーが傾斜していない状態を示している。この状態
では、ミラー101で反射した光は、光学系107を通り、反
射光109のように、入射点106近傍に戻っていく。図３
(ｂ)は、駆動手段104によりミラー101の偏向角が大きく
なった場合を示している。図３(ｂ)中の101ｄは、ミラ
ーの偏向角が大きくなり、入射光108を大きく偏向した
場合を示している。偏向角が大きくなった光は、光学系
107を通り、入射点106とは異なる光路109ｄを通る。図
３に示したように、偏向角が大きくなると、入射点106
から大きく外れるようになる。Next, a method of controlling the amount of light using the optical modulator of this embodiment will be described. FIG. 3 is a diagram for explaining the outline of the modulation method of the optical modulator according to the present invention. Ten
6 indicates an incident point of light from the light source, and incident light 108 indicates an incident point 10
6, the light modulator 110 of the present invention is illuminated with substantially parallel light through the optical system 107. In the optical modulator 110, as shown in FIG. 1, the mirror 101 is supported by the support 102. The driving means 104 is individually attached to the mirror 101 that constitutes each pixel of the light modulator 110. FIG. 3A shows a state in which the deflection angle of each mirror 101 is small or the mirrors are not tilted at a certain moment. In this state, the light reflected by the mirror 101 passes through the optical system 107 and returns to the vicinity of the incident point 106 as reflected light 109. Figure 3
(b) shows a case where the driving unit 104 increases the deflection angle of the mirror 101. Reference numeral 101d in FIG. 3B shows a case where the deflection angle of the mirror is large and the incident light 108 is largely deflected. Light with a large deflection angle
It passes through 107 and the optical path 109d different from the incident point 106. As shown in FIG. 3, when the deflection angle increases, the incident point 106
Will be greatly deviated from.
【００２２】図４は、あるミラー101の時間的な特性を
示したものである。横軸は、時間であり、縦軸はミラー
の傾斜角の振幅をあらわしている。FIG. 4 shows a temporal characteristic of a certain mirror 101. The horizontal axis represents time, and the vertical axis represents the amplitude of the tilt angle of the mirror.
【００２３】各ミラー101は共振振動をしているため
A(t)=Ａosin(w t)
で、動作している。A0は駆動手段により入力される振
幅、ｗは共振する時の角速度、tは時間を表している。Since each mirror 101 is resonantly oscillating, it is operating at A (t) = Aosin (wt). A 0 is the amplitude input by the driving means, w is the angular velocity at the time of resonance, and t is the time.
【００２４】図３(b)に示したように、ミラー101の偏向
角が大きくなると、光変調器101からの反射光路が変わ
るため、入射点106近傍に絞り112を設けると、偏向角の
違いにより、光量を変えることができる。As shown in FIG. 3 (b), when the deflection angle of the mirror 101 becomes large, the reflected light path from the optical modulator 101 changes. Therefore, if a diaphragm 112 is provided in the vicinity of the incident point 106, the deflection angle will be different. Can change the light amount.
【００２５】具体的には、ミラーの振幅が、閾値の振幅
Ａｘより大きい場合に、つまり図４で、振幅Ａ(ｔ)の絶
対値が、Ａｘより大きい状態
ＡＢＳ（Ａ(ｔ)）> Ａｘ
（ＡＢＳは絶対値をあらわす）のとき、光が絞りの開口
111から外れるようにし、かつ駆動手段により振幅を変
えるようにすると、図４に示したように、振幅Ａ(ｔ)
が、閾値振幅Ａｘを超える時間が増え、光を変調できる
ようになる。Specifically, when the amplitude of the mirror is larger than the threshold amplitude Ax, that is, in FIG. 4, the absolute value of the amplitude A (t) is larger than Ax ABS (A (t))> Ax When (ABS represents absolute value), the light is the aperture of the diaphragm.
When the amplitude is set to be deviated from 111 and the amplitude is changed by the driving means, the amplitude A (t) is changed as shown in FIG.
However, the time over the threshold amplitude Ax increases, and the light can be modulated.
【００２６】以上が、本実施例における光の変調方法で
ある。本変調器110に対して、絞り112は、シュリーレン
光学系の絞りとなっている。The above is the light modulation method in this embodiment. With respect to the modulator 110, the diaphragm 112 is a diaphragm of a Schlieren optical system.
【００２７】本実施例では、各ミラー101を共振振動さ
せているため、大きな偏向角をとることができる。In this embodiment, since each mirror 101 is resonantly vibrated, a large deflection angle can be obtained.
【００２８】駆動手段104に関しては、静電気、電磁力
などを用いることができる。For the driving means 104, static electricity, electromagnetic force or the like can be used.
【００２９】本実施例においては、光変調器110は、一
次元のアレイ構造としたが、これに限定するものではな
く、二次元アレイとして構成してもよい。二次元アレイ
は、一次元アレイを、一次元アレイを形成するミラーが
並んでいる方向とほぼ垂直な方向に並べることで構成で
きる。二次元アレイを投射装置に用いた場合には、本実
施例と同様に走査を行う構成としてもよいし、ミラーを
画素数とほぼ等しい個数だけ並べた場合には走査手段を
用いない構成とすることもできる。また、二次元アレイ
の場合でもシュリーレン系を構成することで階調を出す
ことができる。In the present embodiment, the optical modulator 110 has a one-dimensional array structure, but the present invention is not limited to this and may be a two-dimensional array. The two-dimensional array can be formed by arranging the one-dimensional array in a direction substantially perpendicular to the direction in which the mirrors forming the one-dimensional array are arranged. When the two-dimensional array is used in the projection device, the scanning may be performed in the same manner as in the present embodiment, or when the mirrors are arranged in the same number as the number of pixels, the scanning means is not used. You can also Further, even in the case of a two-dimensional array, gradation can be produced by forming a schlieren system.
【００３０】また、本実施例に説明したように、本光変
調器はミラーをトーションバーとして機能する支持体で
支持し、それを駆動手段により駆動するといった簡単な
構成である。Further, as described in the present embodiment, the present optical modulator has a simple structure in which the mirror is supported by the supporting body functioning as a torsion bar and is driven by the driving means.
【００３１】−第２実施例−
本発明にかかる第２の実施例を以下に説明する。図５
は、本発明にかかる第２の実施例の光変調器とそれを用
いた光投射装置について説明したものである。-Second Embodiment- A second embodiment according to the present invention will be described below. Figure 5
2A and 2B describe an optical modulator according to a second embodiment of the present invention and an optical projection device using the same.
【００３２】図５(a)は、絞りでもある走査系213の概要
を示している。図５(b)は、実施例１と同様の光変調器2
10の構成概要を示したものであり、光変調器210は、ミ
ラー201からなる画素配列を紙面内に有する一次元光変
調器である。光ミラーは、トーションバーとして機能す
る支持体202により支持されており、紙面垂直方向を軸
として共振振動し、光を偏向する機能を持っている。各
画素には、駆動手段204が配置されており、この駆動手
段が、不図示の制御手段からの信号によりミラー201を
共振振動させ、入力信号によりその偏向角の振幅を変え
ることで光を変調するものである。FIG. 5A shows an outline of the scanning system 213 which is also a diaphragm. FIG. 5B shows an optical modulator 2 similar to that of the first embodiment.
10 is a schematic view of the configuration of 10, and a light modulator 210 is a one-dimensional light modulator having a pixel array including a mirror 201 in the plane of the drawing. The optical mirror is supported by a support 202 that functions as a torsion bar, and has a function of causing resonant vibration with respect to a direction perpendicular to the paper surface and deflecting light. Driving means 204 is arranged in each pixel, and this driving means resonates and vibrates the mirror 201 by a signal from a control means (not shown), and modulates light by changing the amplitude of its deflection angle by an input signal. To do.
【００３３】図５(c)は、本発明にかかる第２の実施例
の光投射システムの光学系の概要を説明するための図で
あり、図５(c)では、図５(b)中の一次元の光変調器210
のアレイの方向が、紙面垂直方向に並ぶ向きからの視点
からの断面図である。FIG. 5 (c) is a diagram for explaining the outline of the optical system of the optical projection system of the second embodiment according to the present invention. In FIG. 5 (c), FIG. One-dimensional light modulator 210
FIG. 3 is a cross-sectional view from the viewpoint of the array direction being aligned in the direction perpendicular to the paper surface.
【００３４】図５(b)では、不図示の光源からの光源像2
06からの光変調器210への入射光208は、光学系207を介
して、略平行光となり光変調器210を照明する。光変調
器210からの反射光209は、光変調器210のミラー201の偏
向角により209a，209bのような光路を通り、207を介し
て、入射した側に射出する。図中209a，209bに示したよ
うに、光変調器210のミラー201の偏向角により、光源像
206の近傍での光路が大きく異なる。光源像206の近傍に
は、走査系213があり、光路209aのように、ミラー201に
おける偏向角がある値以下の場合は、走査系213により
走査されないように構成されており、反射光路209bのよ
うに偏向角が大きい場合には、反射走査されるように走
査系213は構成されている。図５(a)は走査系213の構成
を示したもので、走査系213は、反射走査しない領域211
と反射走査する領域212とからなるように、鏡面などに
よって構成されている。In FIG. 5B, a light source image 2 from a light source (not shown)
Incident light 208 from 06 to the light modulator 210 becomes substantially parallel light via the optical system 207 and illuminates the light modulator 210. The reflected light 209 from the optical modulator 210 passes through optical paths such as 209a and 209b according to the deflection angle of the mirror 201 of the optical modulator 210, and is emitted to the incident side via 207. As shown by 209a and 209b in the figure, the light source image is changed by the deflection angle of the mirror 201 of the optical modulator 210.
The optical path near 206 is very different. In the vicinity of the light source image 206, there is a scanning system 213, and when the deflection angle of the mirror 201 is a certain value or less like the optical path 209a, it is configured not to be scanned by the scanning system 213 and the reflection optical path 209b. When the deflection angle is large as described above, the scanning system 213 is configured to perform reflection scanning. FIG. 5A shows the configuration of the scanning system 213. The scanning system 213 includes a region 211 where reflection scanning is not performed.
And a region 212 for reflection scanning are formed by a mirror surface or the like.
【００３５】図５(c)に示したように、走査系213は、回
転軸214を有しており、紙面垂直方向を軸として回転で
きる平面のミラーである。図５(c)の反射光209で、光変
調器210における偏向角が小さいときのものは走査系213
で反射されないため、217aのように走査系213を抜けて
しまう。一方、偏向角が大きい図５(b)での209bのよう
な光線は、走査系213で反射されるため、図中209dのよ
うに光路を変える。光路を変えられた光線は、光学系21
6を介して、スクリーン218上に達する。スクリーン218
と光変調器210は共役の関係になるように光学系207、21
6は設定しているため、光変調器210の像がスクリーン上
に形成される。As shown in FIG. 5 (c), the scanning system 213 is a plane mirror having a rotation axis 214 and rotatable about the direction perpendicular to the plane of the drawing. In the reflected light 209 of FIG. 5C, when the deflection angle in the optical modulator 210 is small, the scanning system 213
Since it is not reflected by, it exits the scanning system 213 like 217a. On the other hand, a light beam having a large deflection angle, such as 209b in FIG. 5B, is reflected by the scanning system 213, so the optical path is changed as 209d in the drawing. The light beam whose optical path has been changed is the optical system 21.
Reach on screen 218 via 6. Screen 218
And the optical modulator 210 have a conjugate relationship with the optical system 207, 21.
Since 6 is set, the image of the light modulator 210 is formed on the screen.
【００３６】走査系213は、回転軸214を中心に回転し、
スクリーン218上を光217dが走査する。これによりスク
リーン218上には、２次元の画像が形成される。The scanning system 213 rotates about a rotary shaft 214,
Light 217d scans over screen 218. As a result, a two-dimensional image is formed on the screen 218.
【００３７】本実施例においては、スクリーン218と光
変調器210を共役関係にする光学系207と光学系216より
なる投射光学系219の瞳位置に反射光学系213が配置さ
れ、図５(a)に示したように、反射光学系213は光を反射
しない領域211と反射する領域212を有しており、光変調
器210に対してシュリーレン光学系を構成している。こ
の場合、反射する光学系の光路が、スクリーン上まで到
達する。本実施例における光変調器210は実施例1に示し
たものと同様、ミラーの傾斜角の振幅を変えることによ
り時間あたりの光量を制御し、階調のある画像を表示し
ている。In this embodiment, the reflection optical system 213 is arranged at the pupil position of the projection optical system 219 including the optical system 207 and the optical system 216 which make the screen 218 and the optical modulator 210 conjugate with each other. ), The reflective optical system 213 has a region 211 that does not reflect light and a region 212 that reflects light, and constitutes a Schlieren optical system for the optical modulator 210. In this case, the optical path of the reflecting optical system reaches the screen. The optical modulator 210 in this embodiment controls the amount of light per unit time by changing the amplitude of the tilt angle of the mirror, and displays an image with gradation, as in the case of the first embodiment.
【００３８】図６は、本実施例における照明光学系220
の構成概要を示している。図６(a)は、図５(b)に対応し
た方向における照明光学系を図６(b)は、図５(c)に対応
した照明光学系220の構成を説明したものである。FIG. 6 shows an illumination optical system 220 according to this embodiment.
Shows the configuration outline of. FIG. 6A illustrates the configuration of the illumination optical system in the direction corresponding to FIG. 5B, and FIG. 6B illustrates the configuration of the illumination optical system 220 corresponding to FIG. 5C.
【００３９】図６(a)では、光源222から放射した光束
は、光学系221を透過して、光源像206を形成する。光源
像206は、図５に示した投射光学系の絞り近傍であり、
走査系213が配置される。光源像206からの光は、光学系
207を介して、略平行光で、光変調器210を照明する。In FIG. 6A, the luminous flux emitted from the light source 222 passes through the optical system 221 to form a light source image 206. The light source image 206 is in the vicinity of the diaphragm of the projection optical system shown in FIG.
A scanning system 213 is arranged. The light from the light source image 206 is the optical system.
The light modulator 210 is illuminated with substantially parallel light via 207.
【００４０】一方、図６(b)に示すように、光源222から
の光は、光学系221を介して光変調器210を照明するが、
図５(a)で示したように、走査系213の光を透過する領域
211は扁平した形状をしている。この領域を透過し、一
次元光変調器210を線状照明できるように構成するた
め、光学系221はアナモフィックな光学系で構成されて
いる。On the other hand, as shown in FIG. 6B, the light from the light source 222 illuminates the optical modulator 210 via the optical system 221.
As shown in FIG. 5A, a region of the scanning system 213 that transmits light.
211 has a flat shape. The optical system 221 is configured by an anamorphic optical system so that the one-dimensional light modulator 210 can be linearly illuminated by transmitting through this region.
【００４１】以上のような構成により、本発明にかかる
光変調器を用いた投射装置を実現することができる。With the configuration as described above, it is possible to realize the projection device using the optical modulator according to the present invention.
【００４２】−第３実施例−
本発明にかかる第３の実施例を以下に説明する。実施例
２においては、光源が１つの場合を説明した。図７は、
図５(c)に相当する光学系の構成に、３つの光源222a，2
22b，222cをあわせて用いた場合の照明光学系を説明す
るための図である。光源222a，222b，222cは不図示の制
御手段に接続され発光を制御される。発光した光は、色
合成系224により光路を合成され、光変調器210を照明す
るように構成されている。投射光学系、光の変調方法に
関しては、実施例１，２と同様であり説明は省略する。-Third Embodiment- A third embodiment according to the present invention will be described below. In the second embodiment, the case where there is one light source has been described. Figure 7
In the configuration of the optical system corresponding to FIG. 5 (c), three light sources 222a, 2
It is a figure for demonstrating the illumination optical system at the time of using 22b and 222c together. The light sources 222a, 222b, 222c are connected to a control means (not shown) to control light emission. The emitted light has its optical path synthesized by the color synthesis system 224, and is configured to illuminate the light modulator 210. The projection optical system and the light modulation method are the same as those in the first and second embodiments, and the description thereof is omitted.
【００４３】本実施例においては、光変調器210は１つ
であるため、カラーの２次元画像をスクリーン218上に
表示するためには、光源222a，222b，222cを時分割で駆
動したシーケンシャルな画像によりカラー画像を表示す
るものである。In this embodiment, since there is one light modulator 210, in order to display a color two-dimensional image on the screen 218, the light sources 222a, 222b, 222c are driven in a time-division sequential manner. A color image is displayed by an image.
【００４４】光源222a，222b，222cは、例えば、赤、
緑、青の色を有する光源である。The light sources 222a, 222b, 222c are, for example, red,
It is a light source having green and blue colors.
【００４５】本実施例においては、光源を３つ用い、シ
ーケンシャルに画像を表示することで、カラーの画像を
表示する方法を示したが、白色の光源に対して、光源22
2と光変調器210の間にカラーフィルタなどの波長選択手
段を配置しても同様の効果が得られる。In the present embodiment, a method of displaying a color image by using three light sources and displaying images sequentially has been described.
The same effect can be obtained by disposing a wavelength selecting means such as a color filter between the optical modulator 210 and the optical modulator 210.
【００４６】−第４実施例−
本発明にかかる第４の実施例を以下に説明する。実施例
３においては、３つの光源を用いる場合を説明したが、
本実施例においては、白色光光源222dを用いた場合のカ
ラー画像の表示に関して説明する。Fourth Embodiment The fourth embodiment according to the present invention will be described below. Although the case where three light sources are used has been described in the third embodiment,
In this embodiment, display of a color image when the white light source 222d is used will be described.
【００４７】本実施例においても、照明光学系、投射光
学系、光変調器の構成に関しては、実施例１、２と同様
であり説明を省略する。図８で光学系207と光変調器210
との間に、色分解合成系225が配置されており、光路を2
26a，226b，226cに分離する。光変調器は各光路に対し
て210a，210b，210cの３つが配置されている。光変調器
210a，b，cを各光路の色に対応するように不図示の駆動
回路により駆動することで、カラーの画像をスクリーン
上に得ることができる。Also in this embodiment, the configurations of the illumination optical system, the projection optical system, and the light modulator are the same as those in the first and second embodiments, and the description thereof will be omitted. In FIG. 8, the optical system 207 and the optical modulator 210 are shown.
A color separation / synthesis system 225 is placed between the
Separate into 26a, 226b, and 226c. Three optical modulators 210a, 210b, 210c are arranged for each optical path. Light modulator
By driving 210a, b, c by a drive circuit (not shown) so as to correspond to the color of each optical path, a color image can be obtained on the screen.
【００４８】以上の実施例においては、ミラーの数につ
いては、簡単のため少なく記したが、その数については
これに限定するものではない。In the above embodiment, the number of mirrors is small for simplicity, but the number is not limited to this.
【００４９】また、各ミラーを共振振動させているが、
これに限定するものではなく、振動していればよい。Although each mirror is resonated and oscillated,
The present invention is not limited to this, as long as it is vibrating.
【００５０】また、同ミラーの駆動方法に関しては、振
動するミラーの振幅を制御できればよく、その駆動方法
に関しては特に限定するものではない。The method of driving the mirror is not particularly limited as long as it can control the amplitude of the vibrating mirror.
【００５１】また、以上の実施例においては、走査系に
絞りの機能も持たせているが、走査系と絞りとを各々別
個に設ける構成としてもよい。Further, in the above embodiments, the scanning system also has the function of the diaphragm, but the scanning system and the diaphragm may be separately provided.
【図１】実施例１の光変調器の構成FIG. 1 is a configuration of an optical modulator according to a first embodiment.
【図２】光変調器の動作の説明FIG. 2 is an explanation of the operation of the optical modulator.
【図３】光変調方法の説明FIG. 3 is an explanation of an optical modulation method.
【図４】光変調方法の説明FIG. 4 is a description of an optical modulation method.
【図５】実施例２の構成概要図FIG. 5 is a schematic configuration diagram of the second embodiment.
【図６】照明光学系の説明FIG. 6 Description of illumination optical system
【図７】実施例３の構成概要図FIG. 7 is a schematic configuration diagram of the third embodiment.
【図８】実施例４の構成概要図FIG. 8 is a schematic configuration diagram of the fourth embodiment.
【図９】従来例の光変調器FIG. 9 is a conventional optical modulator.
【図１０】従来例の投射装置FIG. 10: Projection device of conventional example
【図１１】従来例の光変調器FIG. 11 is a conventional optical modulator.
【図１２】従来例の投射装置FIG. 12: Projection device of conventional example
【図１３】従来例の光偏向器FIG. 13 is a conventional optical deflector.
【図１４】従来例の光偏向器FIG. 14 is a conventional optical deflector.
１０１ ミラー １０２ 支持体 １０３ ベース １０４ 駆動手段 １０５ 光線 １０６ 光源像（集光光） １０７ 光学系 １０８ 入射光 １０９ 反射光 １１０ 光変調手段 １１１ 絞りの開口 １１２ 絞り １１３ 偏向角の時間変化 ２０１ ミラー ２０２ 支持体 ２０６ 光源像、光源集光位置 ２０７ 光学系 ２０８ 入射光 ２０９ 反射光 ２１０ 光変調器 ２１１ 非反射領域（透過領域） ２１２ 反射領域 ２１３ 走査系、絞り ２１４ 回転軸 ２１７ 透過光、反射光 ２１８ スクリーン ２１９ 投射光学系 ２２０ 照明光学系 ２２１ 光学系 ２２２ 光源 ２２４ 色合成系 ２２５ 色分解合成系 101 mirror 102 support 103 base 104 driving means 105 rays 106 Light source image (condensed light) 107 Optical system 108 incident light 109 reflected light 110 Light modulation means 111 Aperture opening 112 aperture 113 Change in deflection angle over time 201 mirror 202 support 206 Light source image, light source focusing position 207 Optical system 208 incident light 209 reflected light 210 Light modulator 211 Non-reflection area (transmission area) 212 reflection area 213 Scanning system, diaphragm 214 rotation axis 217 Transmitted light, reflected light 218 screen 219 Projection optical system 220 Illumination optical system 221 optical system 222 light source 224 color composition system 225 color separation synthesis system
Claims (7)
を有し、前記ミラーの振動の振幅を変化させることを特
徴とした光変調器。1. An optical modulator comprising a mirror and means for vibrating the mirror, wherein the amplitude of vibration of the mirror is changed.
段とを有し、前記ミラーの共振振動の振幅を変化させる
ことを特徴とした光変調器。2. An optical modulator comprising a mirror and a means for causing the mirror to vibrate in resonance, wherein the amplitude of the resonance vibration of the mirror is changed.
複数個のミラーの夫々の振動振幅を個別に変化させるこ
とを特徴とする請求項１または２の光変調器。3. The optical modulator according to claim 1, wherein a plurality of the mirrors are arranged in a predetermined direction, and the vibration amplitude of each of the plurality of mirrors is individually changed.
と、前記光変調器の像をスクリーン上に投射する投射光
学系と、該投射光学系の絞り近傍に前記光変調器を介し
て前記光源の像を形成し、かつ前記投射光学系によりシ
ュリーレン光学系を形成したことを特徴とする投射装
置。4. A light source for illuminating the light modulator according to claim 3, a projection optical system for projecting an image of the light modulator on a screen, and the light modulator in the vicinity of a diaphragm of the projection optical system. A projection device to form an image of the light source and a Schlieren optical system formed by the projection optical system.
光変調器の前記ミラーが第一の方向に対して多数並ぶ一
次元アレイ構造を有しており、走査手段を有し、該走査
手段は前記光変調器からの光を反射し該反射した光で前
記スクリーン上を走査することを特徴とする投射装置。5. The projection device according to claim 4, wherein the mirror of the light modulator has a one-dimensional array structure in which a large number of the mirrors are arranged in the first direction, and the scanning device has a scanning unit. Is a projection device that reflects light from the light modulator and scans the screen with the reflected light.
光変調器の前記ミラーが第一の方向に対して多数並ぶ一
次元アレイ構造を有しており、走査手段を有し、該走査
手段は前記光変調器からの光を反射し該反射した光で前
記スクリーン上を走査し、かつ前記走査手段は前記投射
光学系の絞り近傍に配置されていることを特徴とする投
射装置。6. The projection device according to claim 5, wherein the mirror of the optical modulator has a one-dimensional array structure in which a large number of the mirrors are arranged in the first direction, and the scanning device has a scanning unit. Is a device for reflecting light from the light modulator, scanning the screen with the reflected light, and the scanning means being arranged in the vicinity of a diaphragm of the projection optical system.
て、前記第一の方向と、前記走査手段の走査方向とが直
交することを特徴とする投射装置。7. The projection device according to claim 5, wherein the first direction and the scanning direction of the scanning unit are orthogonal to each other.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001192989A JP2003005100A (en) | 2001-06-26 | 2001-06-26 | Optical modulator and projection device using the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001192989A JP2003005100A (en) | 2001-06-26 | 2001-06-26 | Optical modulator and projection device using the same |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003005100A true JP2003005100A (en) | 2003-01-08 |
Family
ID=19031359
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001192989A Withdrawn JP2003005100A (en) | 2001-06-26 | 2001-06-26 | Optical modulator and projection device using the same |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003005100A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006072104A (en) * | 2004-09-03 | 2006-03-16 | Sony Corp | Light scanning device and image forming apparatus |
| JP2019530201A (en) * | 2016-06-10 | 2019-10-17 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドＡｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ | Maskless parallel pick and place transfer of micro devices |
| US11756982B2 (en) | 2016-06-10 | 2023-09-12 | Applied Materials, Inc. | Methods of parallel transfer of micro-devices using mask layer |
| US11776989B2 (en) | 2016-06-10 | 2023-10-03 | Applied Materials, Inc. | Methods of parallel transfer of micro-devices using treatment |
-
2001
- 2001-06-26 JP JP2001192989A patent/JP2003005100A/en not_active Withdrawn
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006072104A (en) * | 2004-09-03 | 2006-03-16 | Sony Corp | Light scanning device and image forming apparatus |
| JP4556112B2 (en) * | 2004-09-03 | 2010-10-06 | ソニー株式会社 | Optical scanning device and image generation device |
| JP2019530201A (en) * | 2016-06-10 | 2019-10-17 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドＡｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ | Maskless parallel pick and place transfer of micro devices |
| US11127781B2 (en) | 2016-06-10 | 2021-09-21 | Applied Materials, Inc. | Method of maskless parallel pick-and-place transfer of micro-devices |
| US11756982B2 (en) | 2016-06-10 | 2023-09-12 | Applied Materials, Inc. | Methods of parallel transfer of micro-devices using mask layer |
| US11776989B2 (en) | 2016-06-10 | 2023-10-03 | Applied Materials, Inc. | Methods of parallel transfer of micro-devices using treatment |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3552601B2 (en) | Optical deflector and display device using the same | |
| JP4461654B2 (en) | Optical scanning device, vibrator used in optical scanning device, and image forming apparatus including optical scanning device | |
| JP5811604B2 (en) | Display device | |
| US7781714B2 (en) | Projection display adopting line type light modulator including a scroll unit | |
| KR100636347B1 (en) | Raster Scanning Display System | |
| KR100724740B1 (en) | Mirror package and scanning device having the mirror package | |
| US20060181756A1 (en) | Light scanning device and image display apparatus | |
| KR20070057201A (en) | Two dimensional micro scanner | |
| KR20050117047A (en) | Optical system for scanning angle enlargement and laser scanning apparatus applied the same | |
| EP1668397B1 (en) | Laser beam scanner | |
| US8072666B2 (en) | Optical scanning device, retinal scanning display and manufacturing method of optical scanning device | |
| US7649662B2 (en) | Optical scanning apparatus and image displaying apparatus having the same, wherein a light beam having entered a housing from a first optical member enters a scanning mirror without transmitting through a transmission-type optical element, the light beam deflected by the scanning mirror enters a second optical member without transmitting through a transmission-type optical element | |
| JP4095428B2 (en) | Optical scanning optical system, image projection apparatus, and image display system | |
| JP5557113B2 (en) | Image display device | |
| JP2001091889A (en) | Optical deflector and display device using the same | |
| JP2003005100A (en) | Optical modulator and projection device using the same | |
| JP4622916B2 (en) | Vibration element, method for manufacturing vibration element, optical scanning apparatus, image forming apparatus, and image display apparatus | |
| US20070053045A1 (en) | Two sided torsional hinged mirror and method of manufacturing | |
| JP3716579B2 (en) | Video display device | |
| JP2009210947A (en) | Optical scanning device and optical equipment using the same | |
| JP2019199195A (en) | Head-up display device | |
| US20230098021A1 (en) | Two-axis beam scanning systems and display systems with multiple beam scanners | |
| JP2011107360A (en) | Image forming apparatus | |
| US20040263608A1 (en) | Multispeed laser printing using a single frequency scanning mirror | |
| JP2003149577A (en) | Optical scanner and display unit |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20080902 |