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JP2001083601A - Projector - Google Patents

Projector

Info

Publication number
JP2001083601A
JP2001083601A JP26148699A JP26148699A JP2001083601A JP 2001083601 A JP2001083601 A JP 2001083601A JP 26148699 A JP26148699 A JP 26148699A JP 26148699 A JP26148699 A JP 26148699A JP 2001083601 A JP2001083601 A JP 2001083601A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
spatial light
color
light modulator
modulated
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Withdrawn
Application number
JP26148699A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kenji Kameyama
健司 亀山
Nobuo Sakuma
伸夫 佐久間
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ricoh Co Ltd filed Critical Ricoh Co Ltd
Priority to JP26148699A priority Critical patent/JP2001083601A/en
Publication of JP2001083601A publication Critical patent/JP2001083601A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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  • Liquid Crystal (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a device with which the production cost of a spatial optical modulation element may be reduced and the dealing with higher fineness may be inexpensively embodied by providing the device with spatial optical modulation elements having spatial optical modulation elements which are arrayed to a line form in correspondence to plural pixels and modulate spectrally divided light by each line, thereby constituting the device. SOLUTION: The spatial optical modulation elements having the linear spatial optical modulation elements which are arrayed to the line form in correspondence to the plural pixels and modulate the spectrally divided light by each line are disposed by each of respective colors. The white light from the light source allows the transmission of the red color light by a dichroic mirror 101d and the blue light and green light are reflected and spectrally divided. The transmitted red light is modulated by the spatial optical modulation element 101a and the reflected blue and green light are spectrally divided by the dichroic mirror 101e, by which the blue light is transmitted and the green light is reflected. The transmitted blue light is reflected by a total reflection mirror 101f and is modulated by the spatial optical modulation element 101c. The costs of parts may be reduced by using a total reflection mirror, etc., for the mirror 101f.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はプロジェクタ装置に
関し、詳細には投射またはリア型プロジェクタ等の投光
により表示画像を形成するプロジェクタ装置に関する。
[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a projector device, and more particularly, to a projector device which forms a display image by projection or light projection of a rear type projector or the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来例として、特許第2,773,08
6号(以下従来例1と称す)には、1ラインの映像信号
が入力されたライン状液晶パネルを透過し、透過光は反
射鏡で方向制御されてスクリーンに投影される液晶プロ
ジェクタが開示されている。この従来例1によれば、2
次元の画像の投影に対してもライン状の液晶パネルで対
応することができる。
2. Description of the Related Art A conventional example is disclosed in Japanese Patent No. 2,773,08.
No. 6 (hereinafter referred to as Conventional Example 1) discloses a liquid crystal projector in which a one-line video signal is transmitted through a linear liquid crystal panel to which an input signal is input, and the transmitted light is direction-controlled by a reflecting mirror and projected on a screen. ing. According to this conventional example 1, 2
A linear liquid crystal panel can cope with projection of a two-dimensional image.

【0003】また、別の従来例として、特許第2,58
0,104号(以下従来例2と称す)には、偏光ビーム
スプリッタより得られるS偏光成分及びP偏光成分の一
方の偏光面をλ/2光学位相板を用いて他方の偏光面に
変換し、これらの合成をライトバルブの照明光とする投
射型ディスプレイ装置が開示されている。
As another conventional example, Japanese Patent No. 2,582
No. 0,104 (hereinafter referred to as Conventional Example 2) discloses that one of the S-polarized light component and the P-polarized light component obtained from the polarizing beam splitter is converted into the other polarized light by using a λ / 2 optical phase plate. A projection type display device using the combination of these as illumination light for a light valve is disclosed.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例1は空間光変調素子を透過型ライン状液晶に限定し
ている。また、従来例2には、空間光変調素子が偏光変
換された光及び透過型のみについて記載されているにす
ぎない。
However, in the above prior art example 1, the spatial light modulator is limited to a transmission type linear liquid crystal. Further, in the conventional example 2, only the light whose polarization is converted by the spatial light modulation element and the transmission type are described.

【0005】本発明はこれらの問題点に鑑みなされたも
のであり、空間光変調素子の製造コストを削減でき、か
つ高精細化への対応を安価かつ容易に実現できるプロジ
ェクタ装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of these problems, and an object of the present invention is to provide a projector device which can reduce the manufacturing cost of a spatial light modulator and can realize high definition at a low cost and easily. Aim.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】前記問題点を解決する
ために、本発明に係るプロジェクタ装置は、光源からの
白色光を光学的に分光する分光手段と、複数の画素に対
応してライン状に配列され、分光手段によって分光され
た光をライン毎に変調するライン状空間光変調素子を有
する空間光変調素子を各色毎に設けた空間光変調手段
と、該空間光変調手段によって変調された各色光を各々
偏向する偏光手段と、偏向した各色光を合成して表示パ
ネルに投影する投射手段と有する。よって、各色光毎の
空間光変調素子によって変調され、光の利用効率が向上
し、照度の高い装置を実現できる。
In order to solve the above-mentioned problems, a projector device according to the present invention comprises a spectroscopic means for optically dispersing white light from a light source, and a linear device corresponding to a plurality of pixels. And a spatial light modulator having a linear spatial light modulator having a linear spatial light modulator for modulating light separated by the spectral means line by line, and a spatial light modulator provided for each color, and modulated by the spatial light modulator. It has a polarizing means for deflecting each color light, and a projecting means for combining the deflected color lights and projecting them on a display panel. Therefore, the light is modulated by the spatial light modulator for each color light, the light use efficiency is improved, and a device with high illuminance can be realized.

【0007】また、別の発明に係るプロジェクタ装置
は、光源からの白色光を時分割に色分解する光学系ユニ
ットと、光学系ユニットによって色分解された各色光を
ライン毎に変調し、複数の画素に対応してライン状に配
列したライン状空間光変調素子を有する空間光変調素子
と、該空間光変調素子によって変調された光を偏向して
表示パネル上に走査する偏光手段と有する。よって、部
品点数を減らし、空間光変調素子の製造コストを削減で
き、かつ高精細化への対応を安価かつ容易に実現でき
る。
A projector apparatus according to another aspect of the present invention provides an optical system unit for color-separating white light from a light source in a time-division manner, and modulates each color light color-separated by the optical system unit for each line, and It has a spatial light modulator having a linear spatial light modulator arranged in a line corresponding to a pixel, and a polarizing means for deflecting light modulated by the spatial light modulator and scanning the display panel. Therefore, the number of components can be reduced, the manufacturing cost of the spatial light modulator can be reduced, and a high definition can be easily and inexpensively realized.

【0008】更に、空間光変調素子は複数のライン状空
間光変調素子を有することにより、明るく、高コントラ
スト比を実現できる。
Further, since the spatial light modulator has a plurality of linear spatial light modulators, a bright and high contrast ratio can be realized.

【0009】また、表示パネル上の一走査線に対してラ
イン状空間光変調素子の各々で変調された光で複数回走
査することにより、階調表示を実現できる。
Further, a gray scale display can be realized by scanning a scanning line on a display panel a plurality of times with light modulated by each of the linear spatial light modulators.

【0010】更に、偏光手段における偏光角度は電気信
号によって制御されることにより、歪みない画像を得る
ことができる。
Further, since the polarization angle in the polarization means is controlled by the electric signal, an image without distortion can be obtained.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】本発明に係るプロジェクタ装置に
よれば、光学系ユニットは光源からの白色光を時分割に
色分解する。複数画素に対応してライン状に配列したラ
イン状空間光変調素子を有する空間光変調素子は、光学
系ユニットによって色分解された各色光をライン毎に変
調する。そして、偏光手段が空間光変調素子によって変
調された光を偏向することによってスクリーンや液晶等
の表示パネル上に走査して投影する。
According to the projector device of the present invention, the optical system unit separates white light from a light source in a time-division manner. A spatial light modulator having a linear spatial light modulator arranged in a line corresponding to a plurality of pixels modulates each color light color-separated by the optical system unit for each line. The polarizing means deflects the light modulated by the spatial light modulator to scan and project the light on a display panel such as a screen or a liquid crystal.

【0012】[0012]

【実施例】図1は本発明の一実施例に係るプロジェクタ
装置の構造を示す概略図である。同図において、本実施
例のプロジェクタ装置は、光学系ユニット101,10
5、光源102、ポリゴンミラー103、投射レンズ1
04及びフィルタ106を含んで構成されている。この
ような構成を有する本実施例のプロジェクタ装置によれ
ば、光源102からの光はフィルタ106で不用な波長
域をカットし、光学ユニット105へ入射する。光学系
ユニット105では、スリット状の平行光に変換し、光
学系ユニット101へ入射する。この光学系ユニット1
01により分光、変調、合成を施された後、ポリゴンミ
ラー103で偏向し、投射レンズ104を経て図示して
いないスクリーンへ投射する。
FIG. 1 is a schematic diagram showing the structure of a projector according to an embodiment of the present invention. In the figure, the projector device of the present embodiment includes optical system units 101 and 10.
5, light source 102, polygon mirror 103, projection lens 1
04 and the filter 106. According to the projector device of the present embodiment having such a configuration, the light from the light source 102 cuts an unnecessary wavelength range by the filter 106 and enters the optical unit 105. In the optical system unit 105, the light is converted into slit-shaped parallel light, and is incident on the optical system unit 101. This optical system unit 1
After being subjected to spectroscopy, modulation, and synthesis by 01, the light is deflected by the polygon mirror 103 and projected onto a screen (not shown) via the projection lens 104.

【0013】図2は図1の光学系ユニット101等を側
面から見た構造を示す概略図である。同図において、光
学系ユニット101では、光源102からの光をダイク
ロイックミラーまたはプリズム等の光学部材を使用して
分光している。説明のために図中101aは赤色光、1
01bは緑色光、101cは青色光に変調する空間光変
調素子である。そして、ダイクロイックミラー101d
は赤色光のみを透過し、ダイクロイックミラー101e
は緑色光のみ反射する。なお、実際には図面に対して垂
直な方向に直線状に素子が配列している。先ず、図示し
ていない光源からの白色光は、ダイクロイックミラー1
01dによって赤色光を透過し、かつ青色光及び緑色光
は反射して、分光される。ダイクロイックミラー101
dを透過した赤色光は空間光変調素子101aで変調さ
れる。ダイクロイックミラー101dによって反射した
青色光及び緑色光はダイクロイックミラー101eによ
って青色光を透過し、かつ緑色光を反射して、分光され
る。ダイクロイックミラー101eを透過した青色光は
全反射ミラー101fによって反射されて空間光変調素
子101cで変調される。ダイクロイックミラー101
eによって反射した緑色光は空間光変調素子101bで
変調される。空間光変調素子101aによって変調され
た赤色光は全反射ミラー101gによって反射され、ダ
イクロイックミラー101hを透過してダイクロイック
ミラー101iによって反射される。また、空間光変調
素子101bによって変調された緑色光はダイクロイッ
クミラー101h及びダイクロイックミラー101iに
よって反射される。更に、空間光変調素子101cによ
って変調された青色光はダイクロイックミラー101i
を透過する。よって、ダイクロイックミラー101iか
らの光は赤色光及び緑色光並びに青色光を合成した光で
ある。
FIG. 2 is a schematic diagram showing the structure of the optical system unit 101 and the like in FIG. 1 as viewed from the side. In the figure, an optical system unit 101 splits light from a light source 102 using an optical member such as a dichroic mirror or a prism. For the sake of explanation, 101a is a red light, 1
01b is a spatial light modulator for modulating green light, and 101c is a spatial light modulator for modulating blue light. And the dichroic mirror 101d
Is a dichroic mirror 101e that transmits only red light.
Reflects only green light. Actually, the elements are linearly arranged in a direction perpendicular to the drawing. First, white light from a light source (not shown) is applied to a dichroic mirror 1.
01d transmits red light, and blue light and green light are reflected and separated. Dichroic mirror 101
The red light transmitted through d is modulated by the spatial light modulator 101a. The blue light and the green light reflected by the dichroic mirror 101d transmit the blue light and reflect the green light by the dichroic mirror 101e, and are separated. The blue light transmitted through the dichroic mirror 101e is reflected by the total reflection mirror 101f and modulated by the spatial light modulator 101c. Dichroic mirror 101
The green light reflected by e is modulated by the spatial light modulator 101b. The red light modulated by the spatial light modulator 101a is reflected by the total reflection mirror 101g, passes through the dichroic mirror 101h, and is reflected by the dichroic mirror 101i. The green light modulated by the spatial light modulator 101b is reflected by the dichroic mirror 101h and the dichroic mirror 101i. Further, the blue light modulated by the spatial light modulator 101c is a dichroic mirror 101i.
Through. Therefore, the light from the dichroic mirror 101i is light obtained by combining red light, green light, and blue light.

【0014】このように、101fに青色光のみ反射す
るダイクロイックミラー又はプリズムを使用すると、1
01dで反射し、101eで透過した青色以外の光を、
画像に混入する事を防ぐことができ、色純度は高くな
る。コストを重視する場合には、101fに全反射ミラ
ーまたはプリズムを使用することで部品コストを低減す
ることができる。同様に、101iに青色光のみ透過す
る膜、101hに緑色光のみ反射する膜、101gに全
反射または赤色光を反射する膜をそれぞれ使用したダイ
クロイックミラーまたはプリズムを使用することで、同
図に示した光学系を実現できる。ここでも、101gに
ダイクロイックミラーまたはプリズムを使用すること
で、色純度の向上を、101gに全反射ミラーを使用す
ることでコストの低減を実現できる。空間光変調素子の
直前で分光され、空間光変調素子での変調後合成された
光は、ポリゴンミラー103等の偏向手段により投射レ
ンズ104を経て図示していないスクリーン上に照射さ
れる。
As described above, when a dichroic mirror or a prism that reflects only blue light is used for 101f, 1
The non-blue light reflected at 01d and transmitted at 101e is
Mixing in the image can be prevented, and the color purity is increased. When cost is important, the total cost of parts can be reduced by using a total reflection mirror or a prism for 101f. Similarly, by using a dichroic mirror or prism using a film that transmits only blue light to 101i, a film that reflects only green light to 101h, and a film that reflects total reflection or red light to 101g, as shown in FIG. Optical system can be realized. Also in this case, improvement of color purity can be realized by using a dichroic mirror or a prism for 101g, and cost reduction can be realized by using a total reflection mirror for 101g. The light that has been split immediately before the spatial light modulator and modulated and synthesized by the spatial light modulator is illuminated onto a screen (not shown) via a projection lens 104 by a deflecting unit such as a polygon mirror 103.

【0015】ここで、空間光変調素子として米TI社が
開発したDMD(ディジタル・ミラー・デバイス)素子を
使用した例について図3に構成を示して同図に基づいて
説明することとする。但し、図3では構成上の主要部品
のみを記載している。実際には図示しないレンズ、ミラ
ー等の光学部品が必要である。同図において、光源から
の白色光は、回転するカラーフィルタ部202により時
分割でRGBに分けられる。分けられた各光は、ミラー
203で反射され、2次元配列されたDMD素子201
へ照射される。DMD素子201では、画像信号により
画素ごとのミラー角を変調し、照射された光の反射角を
変調する。これによりスクリーン上で明るく表示する画
素の反射光を投射レンズ204へ入射し、スクリーン上
で暗くなる画素の反射光を投射レンズ204へ入射しな
いようにすることで画像をスクリーン上に投射する。こ
のようなDMD素子を用いた例によれば、高解像度化す
るに従い、DMD素子の集積度は上げ、歩留まりの低下
から製造コストの増加が生じてしまう。つまり、高解像
度化に伴い、製品コストは上昇せざるを得なかった。
Here, an example in which a DMD (Digital Mirror Device) element developed by TI in the United States is used as the spatial light modulation element will be described with reference to FIG. However, FIG. 3 shows only the main components in the configuration. Actually, optical components such as lenses and mirrors (not shown) are required. In the figure, white light from a light source is divided into RGB by time division by a rotating color filter unit 202. Each divided light is reflected by a mirror 203 and two-dimensionally arranged DMD elements 201.
Irradiated to In the DMD element 201, the mirror angle of each pixel is modulated by the image signal, and the reflection angle of the irradiated light is modulated. Thus, the image is projected on the screen by making the reflected light of the pixel displayed brightly on the screen incident on the projection lens 204 and preventing the reflected light of the pixel darkened on the screen from entering the projection lens 204. According to the example using such a DMD element, as the resolution is increased, the degree of integration of the DMD element is increased, and the production cost is increased due to a decrease in yield. In other words, the higher the resolution, the higher the product cost had to be.

【0016】そこで、本発明の基本構成は、ライン状の
空間光変調素子を使用し、変調した反射光を偏向する手
段により、スクリーン上で走査することにより画像を形
成するものである。以下詳細に説明する。
Therefore, the basic configuration of the present invention is to form an image by using a linear spatial light modulator and scanning the screen on a screen by means for deflecting the modulated reflected light. This will be described in detail below.

【0017】図4は本発明における空間光変調素子の構
成を示す概略図である。同図において、301はライン
状空間光変調素子、302は光源からの白色光を時分割
で赤色光、緑色光、青色光に分割する一例を示す回転す
るカラーフィルタである。また、303は空間光変調素
子で変調を加えた光りをスクリーン上へ偏向する素子の
一例を示す回転する直方体ミラーであり、この例ではポ
リゴンミラーとした。更に、304は投射レンズ、30
5はカラーフィルタ302で時分割された光をスリット
状かつ平行に集光する光学系ユニットである。図3のカ
ラーフィルタ202による時分割カラーを使用して、空
間光変調素子にライン状のものを使用するものである。
これにより、カラー化の部分は、先に説明した従来技術
を使用し、高精細化により高コスト化が懸念される空間
光変調素子をライン状で使用することで、部品コストを
低減し、製品コストを低く抑えることが可能となる。ま
た、ダイクロイック膜等を使用して、白色光を色分解
し、同時に分光した光に変調を加えて少なくともスクリ
ーン上で再合成する。
FIG. 4 is a schematic diagram showing the configuration of a spatial light modulator according to the present invention. In the figure, reference numeral 301 denotes a linear spatial light modulator, and 302 denotes a rotating color filter which divides white light from a light source into red light, green light, and blue light by time division. Reference numeral 303 denotes a rotating rectangular parallelepiped mirror which is an example of an element for deflecting light modulated by the spatial light modulation element onto a screen. In this example, a polygon mirror is used. Further, 304 is a projection lens, 30
Reference numeral 5 denotes an optical system unit which condenses the light time-divided by the color filter 302 in a slit shape and in parallel. In this embodiment, a line-shaped spatial light modulator is used by using the time-division color by the color filter 202 shown in FIG.
As a result, the colorization part uses the conventional technology described above, and reduces the cost of parts by using a spatial light modulation element, which is likely to be costly due to high definition, in a line shape. Costs can be kept low. Further, the white light is subjected to color separation using a dichroic film or the like, and at the same time, the separated light is modulated and recombined at least on a screen.

【0018】本発明では、時分割カラーに比べて光の利
用効率が高い。理論上約3倍になる。時分割カラーで
は、常にカラーフィルタで分光され、どの瞬間も白色光
の1/3しか利用できない。Rを利用するときは、G、
Bを遮光する必要がある。一方、図1では、色分離され
た各光は、個別に変調され、少なくともスクリーン上で
合成されるため、どの瞬間でも白色光はそのままスクリ
ーンに到達でき得る。実際は、光学部品での透過や反射
時の損失で低くなるが、時分割に対しては高効率であ
る。
In the present invention, the light use efficiency is higher than that of the time division color. It is about three times theoretically. In time-division color, the light is always separated by a color filter, and only 1/3 of white light can be used at any one time. When using R, G,
B needs to be shielded from light. On the other hand, in FIG. 1, each color-separated light is individually modulated and combined at least on the screen, so that white light can reach the screen as it is at any moment. Actually, the loss due to transmission or reflection at the optical component is reduced, but the efficiency is high for time division.

【0019】また、本発明では、空間光変調素子とし
て、ミラーをつかって光を反射し、そのミラーを電気信
号により角度を変えて、変調を行う空間光変調素子を使
用する。上述の米TI社が製品化しているDMD素子、
大宇社が開発中のTMAはこれにあたる。この方式で
は、応答速度が早く、ミラーの高反射率で高い効率で光
を変調できる。但し、微細な加工を行うため、二次元方
向に画素数が増加すると歩留まりは低くなる。製品コス
トは、高解像度化に従い増加することとなる。これに対
して、本発明によるライン状に使用することで、従来技
術と同じウエハーから多数のモジュールが取れるため、
部品コストは低く抑えることが可能である。
Further, in the present invention, a spatial light modulating element for modulating light by using a mirror to reflect light and changing the angle of the mirror by an electric signal is used as the spatial light modulating element. DMD element commercialized by the above-mentioned TI Inc.,
This is the TMA being developed by Daewoo. In this system, the response speed is fast, and the light can be modulated with high efficiency and high reflectance of the mirror. However, the yield decreases as the number of pixels increases in the two-dimensional direction due to fine processing. The product cost will increase as the resolution increases. On the other hand, by using the line shape according to the present invention, a large number of modules can be obtained from the same wafer as the conventional technology,
Parts costs can be kept low.

【0020】更に、本発明では、空間光変調素子の光学
的なシャッターを実現する材料として液晶材料がある。
この液晶を使用することで安価に実現するものである。
特にアクティブマトリクス駆動(TFT、MIM等)と
メモリ性を有する材料として強誘電体液晶を組み合わせ
ることで、応答速度数十μsecが実現でき、高画質が
実現できる。ここでも本発明により、ライン状に使用す
ることで、空間光変調素子数は、表示する画面の画素数
より少なくなり、高歩留まりで従来技術より安価で製造
が可能である。
Further, in the present invention, there is a liquid crystal material as a material for realizing an optical shutter of the spatial light modulator.
By using this liquid crystal, it can be realized at low cost.
In particular, by combining active matrix driving (TFT, MIM, etc.) with a ferroelectric liquid crystal as a material having memory properties, a response speed of several tens of μsec can be realized, and high image quality can be realized. Here, according to the present invention, the number of spatial light modulation elements is smaller than the number of pixels of the screen to be displayed by using the elements in a line shape, and the production can be performed at a higher yield and at a lower cost than the conventional technique.

【0021】また、本発明では、ライン状の空間光変調
素子を使用し、スクリーン上の各画素に対応して複数の
空間光変調素子を使用するものである。この点を図5に
示して同図に基づいて説明する。同図において、空間光
変調素子401と光学系402およびスクリーン上の画
素403を、その他の構成部品を省いている。空間光変
調素子401は、3行でスクリーン上の1行に対応して
いる。図中の402は、3行で変調した光をスクリーン
上で1行に集光する光学部材を簡便のため、模式的に表
現したものである。なお、実際の形状を制限するもので
はない。このように、本発明では、複数の行でスクリー
ン上の1ラインを表現するため、空間光変調素子の各行
独立で変調することで対応画素のスクリーン照度を容易
に変調することが可能となる。また、光源からの集光系
は、一般に広い面積に集光する方が効率が高い。よっ
て、本発明によれば、複数の行の空間光変調素子で、少
ないスクリーン上の画素を変調することにより、容易な
階調表示と、光の利用効率を高めることが可能となる。
Further, in the present invention, a linear spatial light modulator is used, and a plurality of spatial light modulators are used for each pixel on the screen. This point will be described with reference to FIG. In the figure, a spatial light modulation element 401, an optical system 402, and a pixel 403 on a screen are omitted from other components. The spatial light modulator 401 corresponds to one row on the screen in three rows. Numeral 402 in the figure schematically represents an optical member for condensing light modulated in three rows into one row on a screen for the sake of simplicity. Note that this does not limit the actual shape. As described above, in the present invention, since one line on the screen is represented by a plurality of rows, it is possible to easily modulate the screen illuminance of the corresponding pixel by independently modulating each row of the spatial light modulator. In general, a light-collecting system from a light source is more efficient when condensing light on a large area. Therefore, according to the present invention, by modulating the pixels on a small number of screens with the spatial light modulators in a plurality of rows, it is possible to easily perform gray scale display and increase the light use efficiency.

【0022】図6は本発明における複数ラインのライン
状空間光変調素子を使用する例を示す概略図である。本
発明は、複数の空間光変調素子上でのライン上データの
切り替え方法と、スクリーン上の光走査方向を検討する
ことで、スクリーン上の同一ラインを順次複数回異なる
ライン状空間光変調素子から照射する。これにより、各
照射ごとのデータを変調することにより、階調表示を容
易に行うことが可能となる。以下に動作原理を説明する
と、図6では、ポリゴンミラー503の回転方向から、
投射レンズ504を介して、スクリーン上を空間光変調
素子501からの光が上から下へ走査されて1枚の画像
が形成される。このとき空間光変調素子501上の各ラ
イン状空間光変調素子501a〜501fには、後述す
る図7に示すように走査線データを表示する。この動作
により、図6のライン状空間光変調素子を6本使用した
場合、スクリーン上の各走査線は、1フレーム期間内に
それぞれ異なる時間に6回走査される。この1回毎に表
示内容(各画素のON/OFF)を変調することで、容
易に階調表示を実現することが可能である。本発明は、
スクリーン上の走査線上を複数回走査すること以外に、
何ら制限を加えるものではない。説明に使用したミラー
の回転方向は、逆方向でも問題はない。この場合、図6
の構成では、各ライン状空間光変調素子のラインデータ
の移動が逆方向となる。また、図6に図示しないレン
ズ、ミラー等の光学系を使用した場合、スクリーン上の
走査方向と、空間光変調素子上のデータ移動方向が、説
明したものとは逆になる場合がある。この場合は、スク
リーン上の同一走査線を複数回走査するよう、データの
向きを決定することで、本発明の効果を生じることが可
能となる。
FIG. 6 is a schematic diagram showing an example in which a plurality of linear spatial light modulators of the present invention are used. The present invention considers a method of switching data on a line on a plurality of spatial light modulators and a light scanning direction on a screen, so that the same line on the screen can be sequentially changed a plurality of times from different linear spatial light modulators. Irradiate. This makes it possible to easily perform gradation display by modulating data for each irradiation. The principle of operation will be described below. In FIG. 6, from the rotation direction of the polygon mirror 503,
The light from the spatial light modulator 501 is scanned from top to bottom on the screen via the projection lens 504 to form one image. At this time, scanning line data is displayed on each of the linear spatial light modulation elements 501a to 501f on the spatial light modulation element 501 as shown in FIG. By this operation, when six linear spatial light modulators in FIG. 6 are used, each scanning line on the screen is scanned six times at different times within one frame period. By modulating the display contents (ON / OFF of each pixel) each time, it is possible to easily realize gray scale display. The present invention
In addition to scanning multiple times on the scanning line on the screen,
It does not place any restrictions. The direction of rotation of the mirror used in the description may be reversed. In this case, FIG.
In the configuration described above, the movement of the line data of each linear spatial light modulator is in the opposite direction. When an optical system such as a lens and a mirror not shown in FIG. 6 is used, the scanning direction on the screen and the data moving direction on the spatial light modulator may be opposite to those described above. In this case, the effect of the present invention can be obtained by determining the direction of data so that the same scanning line on the screen is scanned a plurality of times.

【0023】図7は各ライン状空間光変調素子のデータ
とスクリーン上の照射位置を模式的に示す図である。簡
便のため、空間光変調素子で変調後の光を偏向する手段
や、投射レンズ等の光学部材については図示していな
い。同図において、501は空間光変調素子、505は
スクリーンを示す。図7の(a)から図7の(f)へ進
んでいる。図6と同様に、スクリーン505上の走査方
向は、上から下とした。図7において、スクリーン50
5は固定で、空間光変調素子501が上から下へ下がる
ように示した。実際には、素子自体は移動せず、偏向す
るための光学系により同等の効果が得られる。図7の
(a)では、空間光変調素子501fがスクリーン上の
1ライン目に相当する505aに照射している。図7の
(b)ではスクリーン上の505aが空間光変調素子5
01eを、図7の(c)では同501dというように順
次図7の(a)から図7の(f)までの期間で空間光変
調素子501aから501fまでの異なる6ラインの空
間光変調素子から照射を受ける。スクリーン上の他のラ
インについても同様に異なる6本の空間光変調素子から
照射を受け、この異なる照射間でスクリーン上の同一画
素で変調を行うことで、容易に階調表示を実現すること
が可能となる。尚、図7の(a)から図7の(f)は、
空間光変調素子からの照射数に応じて、スクリーン50
5上の505a〜505fは黒から白に色分けしてい
る。照射数の増加に従い表示色を黒から白へ変化させて
記述している。このように、本発明は、空間光変調素子
で変調後の光を、スクリーン上で走査することで、1枚
の画像をスクリーン上に形成する。また、本発明では、
光を偏向する手段として、電圧または電流またはパルス
制御方式を使用する。
FIG. 7 is a diagram schematically showing data of each linear spatial light modulator and an irradiation position on a screen. For simplicity, means for deflecting the light after modulation by the spatial light modulator and optical members such as a projection lens are not shown. In the figure, reference numeral 501 denotes a spatial light modulator, and reference numeral 505 denotes a screen. The process proceeds from FIG. 7A to FIG. 7F. As in FIG. 6, the scanning direction on the screen 505 is from top to bottom. Referring to FIG.
5 is fixed, and the spatial light modulation element 501 is shown as falling from top to bottom. Actually, the element itself does not move, and the same effect can be obtained by an optical system for deflection. In FIG. 7A, the spatial light modulator 501f irradiates 505a corresponding to the first line on the screen. In FIG. 7B, 505a on the screen is the spatial light modulator 5
7e, the spatial light modulators 501a to 501f are sequentially different from each other in the period from FIG. 7 (a) to FIG. 7 (f). Irradiation. Similarly, the other lines on the screen are irradiated from six different spatial light modulators, and by performing modulation with the same pixel on the screen between these different irradiations, gradation display can be easily realized. It becomes possible. 7A to FIG. 7F are:
Depending on the number of irradiations from the spatial light modulator, the screen 50
5, 505a to 505f are color-coded from black to white. The display color is changed from black to white as the number of irradiations increases. As described above, according to the present invention, one image is formed on the screen by scanning the light modulated by the spatial light modulator on the screen. In the present invention,
As a means for deflecting light, a voltage or current or pulse control method is used.

【0024】図8に一例として、ガルバノミラー703
を使用した例を示す。同図において、空間光変調素子7
01で変調した光をガルバノミラー703で偏向し、投
射レンズ704を介してスクリーン(図示せず)に投射
する。同図は、一例として時分割カラーを想定している
が、カラー化の方法によって一切制限を受けない。ガル
バノミラー703は、制御部に入力する電流値で角速度
を調整できる。スクリーン上の画像の走査開始、中央お
よび走査終了の場所によって、ガルバノミラーの角速度
を変調することで、均質な画像を得ることができる。
FIG. 8 shows, as an example, a galvanometer mirror 703.
Here is an example using. In the figure, the spatial light modulator 7
The light modulated by 01 is deflected by a galvanometer mirror 703 and projected on a screen (not shown) via a projection lens 704. Although FIG. 1 assumes time-division color as an example, there is no limitation on the colorization method. The galvanomirror 703 can adjust the angular velocity by the current value input to the control unit. A uniform image can be obtained by modulating the angular velocity of the galvanomirror depending on where the scanning of the image on the screen starts, at the center and when the scanning ends.

【0025】図9はガルバノミラーの構成を示す外観図
である。同図において、801はミラー、802はミラ
ーを駆動する部分を示す。このように、ミラーを制御す
る場合、ミラー位置を検出する機能をもち、その検出位
置の情報をフィードバックすることで、スクリーン上へ
の描画の精度を上げることができる。位置検出の方法の
例としては、ポリゴンミラー上にマークをつけ、反射型
フォトインタラプタで検出する方法や、機械的な遮蔽物
を設けて、フォトインタラプタで検出する方法を用いる
ことができる。
FIG. 9 is an external view showing the configuration of a galvanomirror. In the figure, reference numeral 801 denotes a mirror, and 802 denotes a part for driving the mirror. As described above, when the mirror is controlled, the mirror has a function of detecting the mirror position, and by feeding back information of the detected position, the accuracy of drawing on the screen can be improved. As an example of the position detection method, a method in which a mark is formed on a polygon mirror and detection is performed using a reflective photointerrupter, or a method in which a mechanical shield is provided and detection is performed using a photointerrupter can be used.

【0026】図10は反射型フォトインタラプタの一例
を示す概略図である。同図において、発光部901と受
光部902が一組になっており、一例を示すと、検出す
るものに光を吸収するようにマーキングすることで、通
常時は受光部に対象物からの反射光が入射している。マ
ークが通過すると光を吸収するため、受光部に光が入射
しないためこれを電気的に検出する。図10の(a)は
未検出状態、図10の(b)は検出状態を示す。
FIG. 10 is a schematic view showing an example of a reflection type photo interrupter. In the same figure, a light emitting unit 901 and a light receiving unit 902 form a pair. For example, by marking an object to be detected so that light is absorbed, the light receiving unit normally reflects light from an object. Light is incident. When the mark passes, the light is absorbed, and the light is not incident on the light receiving unit, so that the light is electrically detected. FIG. 10A shows an undetected state, and FIG. 10B shows a detected state.

【0027】図11は他のフォトインタラプタの一例を
示す概略図である。通常は発光部1001からの光が受
光部1002に入射している。遮蔽物1004が図11
の(b)に示す位置にくると、受光部1002は発光部
1001から光が入射しなくなり、これを検出部100
3で検出する。本発明を使用することにより、空間光変
調素子の高精細化に安価に対応可能な高輝度・高画質な
プロジェクタを得ることができる。
FIG. 11 is a schematic view showing an example of another photo interrupter. Normally, light from the light emitting unit 1001 is incident on the light receiving unit 1002. The shield 1004 is shown in FIG.
(B), the light receiving unit 1002 stops receiving light from the light emitting unit 1001 and detects this.
Detect at 3. By using the present invention, it is possible to obtain a high-brightness and high-image-quality projector capable of coping with high definition of a spatial light modulation element at low cost.

【0028】[0028]

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るプロ
ジェクタ装置によれば、分光手段は光源からの白色光を
光学的に分光する。本発明における空間光変調手段は、
複数の画素に対応してライン状に配列され、かつ分光手
段によって分光された光をライン毎に変調するライン状
空間光変調素子を有する空間光変調素子を各色毎に設け
て構成されている。そして、空間光変調手段の各空間光
変調素子によって変調された各色光は偏光手段によって
各々偏向されて各色光を合成して投射手段によって表示
パネルに投射される。よって、各色光毎の空間光変調素
子によって変調され、光の利用効率が向上し、照度の高
い装置を実現できる。
As described above, according to the projector device of the present invention, the spectral means optically disperses white light from the light source. The spatial light modulation means in the present invention,
A spatial light modulating element having a linear spatial light modulating element which is arranged in a line corresponding to a plurality of pixels and modulates the light dispersed by the spectral means for each line is provided for each color. The respective color lights modulated by the respective spatial light modulators of the spatial light modulator are deflected by the polarizing means, combined with the respective color lights, and projected on the display panel by the projection means. Therefore, the light is modulated by the spatial light modulator for each color light, the light use efficiency is improved, and a device with high illuminance can be realized.

【0029】また、別の発明に係るプロジェクタ装置
は、光学系ユニットは光源からの白色光を時分割に色分
解する。本発明における空間光変調素子は光複数画素に
対応してライン状に配列したライン状空間光変調素子を
有し、光学系ユニットを介した各色光をライン毎に変調
する。そして、空間光変調素子によって変調された光
は、偏光手段によって偏向されて表示パネル上に走査さ
れる。よって、このような構成を有する本発明によれ
ば、部品点数を減らし、空間光変調素子の製造コストを
削減でき、かつ高精細化への対応を安価かつ容易に実現
できる。
In another aspect of the projector according to the present invention, the optical system unit separates white light from the light source in a time-division manner. The spatial light modulator according to the present invention has a linear spatial light modulator arranged in a line corresponding to a plurality of pixels of light, and modulates each color light through the optical system unit for each line. The light modulated by the spatial light modulator is deflected by the polarizing means and scanned on the display panel. Therefore, according to the present invention having such a configuration, the number of components can be reduced, the manufacturing cost of the spatial light modulation element can be reduced, and high definition can be easily realized at low cost.

【0030】更に、空間光変調素子は複数のライン状空
間光変調素子を有することにより、容易に階調表示がで
き、明るく、高コントラスト比を実現できる。
Further, since the spatial light modulator has a plurality of linear spatial light modulators, gradation display can be easily performed, and a bright and high contrast ratio can be realized.

【0031】また、表示パネル上の一走査線に対してラ
イン状空間光変調素子の各々で変調された光で複数回走
査することにより、階調表示を実現できる。
Further, a gray scale display can be realized by scanning one scanning line on the display panel a plurality of times with light modulated by each of the linear spatial light modulators.

【0032】更に、偏光手段における偏光角度は電気信
号によって制御されることにより、歪みない画像を得る
ことができる。
Further, since the polarization angle in the polarization means is controlled by an electric signal, an image without distortion can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施例に係るプロジェクタ装置の構
造を示す概略図である。
FIG. 1 is a schematic diagram showing a structure of a projector device according to one embodiment of the present invention.

【図2】図1の光学系ユニット等を側面から見た構造を
示す概略図である。
FIG. 2 is a schematic diagram showing a structure of the optical system unit and the like in FIG. 1 as viewed from a side.

【図3】空間光変調素子としてDMD素子を使用した例
を示す概略図である。
FIG. 3 is a schematic diagram illustrating an example in which a DMD element is used as a spatial light modulation element.

【図4】本発明における空間光変調素子の構成を示す概
略図である。
FIG. 4 is a schematic diagram illustrating a configuration of a spatial light modulator according to the present invention.

【図5】スクリーン上の各画素に対応して複数の空間光
変調素子を使用した例を示す概略図である。
FIG. 5 is a schematic diagram showing an example in which a plurality of spatial light modulation elements are used corresponding to each pixel on a screen.

【図6】本発明における複数ラインのライン状空間光変
調素子を使用する例を示す概略図である。
FIG. 6 is a schematic diagram showing an example in which a plurality of lines of a linear spatial light modulator in the present invention is used.

【図7】各ライン状空間光変調素子のデータとスクリー
ン上の照射位置を模式的に示す図である。
FIG. 7 is a diagram schematically showing data of each linear spatial light modulator and an irradiation position on a screen.

【図8】ガルバノミラーを使用した例を示す概略図であ
る。
FIG. 8 is a schematic diagram showing an example using a galvanomirror.

【図9】ガルバノミラーの構成を示す外観図である。FIG. 9 is an external view illustrating a configuration of a galvanomirror.

【図10】反射型フォトインタラプタの例を示す概略図
である。
FIG. 10 is a schematic diagram showing an example of a reflection type photo interrupter.

【図11】他のフォトインタラプタの例を示す概略図で
ある。
FIG. 11 is a schematic diagram illustrating another example of a photointerrupter.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101,105:光学系ユニット、102:光源10
2、103:ポリゴンミラー、104:投射レンズ、1
06:フィルタ。
101, 105: optical system unit, 102: light source 10
2, 103: polygon mirror, 104: projection lens, 1
06: Filter.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2H088 EA12 EA37 HA10 HA11 HA13 HA18 HA21 HA24 HA28 MA03 MA16 2H091 FA26X FA41Z HA12 LA12 LA17 MA07  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 2H088 EA12 EA37 HA10 HA11 HA13 HA18 HA21 HA24 HA28 MA03 MA16 2H091 FA26X FA41Z HA12 LA12 LA17 MA07

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 光源からの白色光を光学的に分光する分
光手段と、 複数の画素に対応してライン状に配列され、前記分光手
段によって分光された光をライン毎に変調するライン状
空間光変調素子を有する空間光変調素子を各色毎に設け
た空間光変調手段と、 前記空間光変調手段によって変調された各色光を各々偏
向する偏光手段と、 偏向した各色光を合成して表示パネルに投影する投射手
段と有することを特徴とするプロジェクタ装置。
1. A spectroscopic means for optically dispersing white light from a light source, and a linear space arranged in a line corresponding to a plurality of pixels, and modulating the light dispersed by the spectral means for each line. A spatial light modulator provided with a spatial light modulator having a light modulator for each color; a polarizing means for deflecting each color light modulated by the spatial light modulator; and a display panel combining the deflected color lights. And a projection device for projecting the image onto a projector.
【請求項2】 光源からの白色光を時分割に色分解する
光学系ユニットと、 該光学系ユニットによって色分解された各色光をライン
毎に変調し、複数の画素に対応してライン状に配列した
ライン状空間光変調素子を有する空間光変調素子と、 該空間光変調素子によって変調された光を偏向して表示
パネル上に走査する偏光手段と有することを特徴とする
プロジェクタ装置。
2. An optical system unit for color-separating white light from a light source in a time-division manner, and modulating each color light color-separated by the optical system unit for each line to form a line corresponding to a plurality of pixels. A projector device comprising: a spatial light modulator having an array of linear spatial light modulators; and polarizing means for deflecting light modulated by the spatial light modulator and scanning the display panel.
【請求項3】 前記空間光変調素子は、複数のライン状
空間光変調素子を有する請求項1又は2に記載のプロジ
ェクタ装置。
3. The projector device according to claim 1, wherein the spatial light modulator has a plurality of linear spatial light modulators.
【請求項4】 前記表示パネル上の一走査線に対して前
記ライン状空間光変調素子の各々で変調された光で複数
回走査する請求項1〜3のいずれかに記載のプロジェク
タ装置。
4. The projector according to claim 1, wherein one scanning line on the display panel is scanned a plurality of times by light modulated by each of the linear spatial light modulators.
【請求項5】 前記偏光手段における偏光角度は電気信
号によって制御される請求項1〜4のいずれかに記載の
プロジェクタ装置。
5. The projector according to claim 1, wherein a polarization angle of the polarization unit is controlled by an electric signal.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007226172A (en) * 2006-01-30 2007-09-06 Sony Corp Image projection apparatus
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