JP2002323674A - Projection video device - Google Patents

Projection video device

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JP2002323674A
JP2002323674A JP2001126469A JP2001126469A JP2002323674A JP 2002323674 A JP2002323674 A JP 2002323674A JP 2001126469 A JP2001126469 A JP 2001126469A JP 2001126469 A JP2001126469 A JP 2001126469A JP 2002323674 A JP2002323674 A JP 2002323674A
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JP
Japan
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light
polygon mirror
mirror
reflection
piezoelectric body
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Application number
JP2001126469A
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Japanese (ja)
Inventor
Kikuo Tanida
喜久雄 谷田
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a projection video device which does not require provision of motors for both of a 3 color rotary filter and a polygon mirror and is constituted of one single motor, and in which system design is easy, equipment is made small-sized and light-weighted, noise and vibration can be decreased, and cost can be reduced with a simple structure. SOLUTION: The projection video device is provided with a light source 2, an optical modulation means 5 which has a piezoelectric body provided with a reflective surface 17 for reflecting the light, reflects the light from the light source 2 by the reflective surface 17 with the inverse piezoelectric effect of this piezoelectric body, and modulate the light, and a rotating polygon mirror 10 which has a plurality of reflective surfaces 11 in the circumferential surface, reflects the lights respectively made incident on the reflective surfaces 11 from the optical modulation means 5 by rotating reflective surfaces 11, and scans the lights on the predetermined surface. In the projection video device 1, the reflective surfaces 11 of the rotating polygon mirror 10 selectively reflect only one color among three primary colors of lights, respectively.

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、光変調手段と回転
多面鏡を備え、回転多面鏡の複数の反射面に光の3原色
に対応した所定の透過スペクトルをもつRGBのカラー
フィルタを選択的に付着させることにより、3色回転フ
ィルタやその駆動用モータやドライブ回路や回転多面鏡
との同期制御を不要とし、簡素な構造で、機器の小型軽
量化が図れ、製造が容易で生産性が向上し、コストの削
減を図れるようにした投影映像装置に関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention selectively includes an RGB color filter having a light modulation means and a rotating polygon mirror, and having a plurality of reflecting surfaces of the rotating polygon mirror having predetermined transmission spectra corresponding to three primary colors of light. By eliminating the need for synchronous control of the three-color rotating filter, its driving motor, drive circuit, and rotating polygon mirror, the device has a simple structure, can be made smaller and lighter, and is easier to manufacture and more productive. The present invention relates to a projection video apparatus which can be improved and cost can be reduced.

【0002】[0002]

【従来の技術】投影映像装置には、光源からの光を3色
回転フィルタと光変調手段を介して回転多面鏡(ポリゴ
ンミラー)の偏向反射面に入射させ、偏向反射面の回転
により反射光を偏向させ、偏向された光を投射レンズに
より所定面上に投影する方式のものがある。
2. Description of the Related Art In a projection image apparatus, light from a light source is incident on a deflecting / reflecting surface of a rotating polygon mirror (polygon mirror) via a three-color rotating filter and light modulating means. And a method in which the deflected light is projected onto a predetermined surface by a projection lens.

【0003】図8はこのような3色回転フィルタで色合
成を行う投影映像装置を示す概略構成図である。投影映
像装置31の光源32からの光は、3色回転フィルタ3
3を通過して着色されて、光変調素子35で変調後、薄
板部材37のスリット38,38を通過してポリゴンミ
ラー39の反射面で反射された後に、fθレンズ40と
投影レンズ41を介してスクリーン42上に走査され
る。
FIG. 8 is a schematic configuration diagram showing a projection video apparatus for performing color synthesis using such a three-color rotation filter. The light from the light source 32 of the projection video device 31
3, the light is modulated by the light modulation element 35, passes through the slits 38 of the thin plate member 37, is reflected by the reflection surface of the polygon mirror 39, and then passes through the fθ lens 40 and the projection lens 41. Is scanned on the screen 42.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような投影映像装置31では、光源からの光に対して
3色回転フィルタ33とポリゴンミラー39とを精度よ
く同期して回転させる必要があり、このような同期制御
を精密に行うことが難しく、同期ずれ等が発生して良好
な画像が形成できない虞がある。
However, in the projection image apparatus 31 as described above, it is necessary to precisely rotate the three-color rotation filter 33 and the polygon mirror 39 with respect to the light from the light source. It is difficult to perform such synchronization control precisely, and there is a possibility that a good image cannot be formed due to a synchronization deviation or the like.

【0005】更に、上述したような投影映像装置31で
は、3色回転フィルタ33とポリゴンミラー39にそれ
ぞれ回転手段としてモータが設けられており、しかも2
つのモータを同期させて回転させる必要がある。そのた
め、設備コストが高くなり、システム設計が複雑になる
のと、2台分のモータのスペースが必要で、機器が大型
化し、重量がアップし、モータ音や風切り音等の騒音や
振動が増加するという問題があった。
Further, in the projection image apparatus 31 as described above, the three-color rotation filter 33 and the polygon mirror 39 are provided with motors as rotation means, respectively.
It is necessary to rotate two motors synchronously. As a result, equipment costs increase, system design becomes complicated, and space for two motors is required. There was a problem of doing.

【0006】そこで、本発明は、モータを3色回転フィ
ルタとポリゴンミラーの両方に設けなくてもよく、単一
のモータですむように構成し、以て簡素な構造で、機器
の小型軽量化が図れ、騒音や振動が減少し、コストの削
減を図れるようにした投影映像装置を提供することを目
的とするものである。
Accordingly, the present invention does not require the motor to be provided in both the three-color rotating filter and the polygon mirror, and is configured so that only a single motor is required. Therefore, the device can be reduced in size and weight with a simple structure. It is another object of the present invention to provide a projection video apparatus capable of reducing noise and vibration and reducing cost.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明に係る投影映像装
置は、光源と、光を反射する反射面が設けられた圧電体
を有し、この圧電体の逆圧電効果により前記反射面にて
前記光源からの光を反射して変調する光変調手段と、周
面に複数の反射面を有し、この複数の反射面を回転させ
ることにより、前記光変調手段からこの複数の反射面に
それぞれ入射した光を反射させ所定面上に走査する回転
多面鏡とを備え、前記回転多面鏡の複数の反射面は、そ
れぞれ光の3原色のうち1つの色のみを選択的に反射さ
せることを特徴とするものである。
A projection image apparatus according to the present invention has a light source and a piezoelectric body provided with a reflection surface for reflecting light, and the reflection surface is formed by the inverse piezoelectric effect of the piezoelectric body. A light modulation unit that reflects and modulates light from the light source, and has a plurality of reflection surfaces on a peripheral surface, and by rotating the plurality of reflection surfaces, each of the plurality of reflection surfaces is converted from the light modulation unit to the plurality of reflection surfaces. A rotating polygon mirror for reflecting incident light and scanning on a predetermined surface, wherein a plurality of reflecting surfaces of the rotating polygon mirror selectively reflect only one of three primary colors of light. It is assumed that.

【0008】本発明に係る投影映像装置では、3色回転
フィルタの代わりに、回転多面鏡の複数の反射面が、そ
れぞれ光の3原色のうち1つの色のみを選択的に反射さ
せるように構成したので、3色回転フィルタやその駆動
用モータやドライブ回路やポリゴンミラーとの同期制御
が不要となる。これにより、簡素な構造で、機器の小型
軽量化が図れ、製造が容易で生産性が向上し、コストを
削減することができる。更に、3色回転フィルタや駆動
用モータが不要のため、モータ音や風切り音等の騒音や
振動を減少させることができる。
In the projection image apparatus according to the present invention, instead of the three-color rotating filter, the plurality of reflecting surfaces of the rotary polygon mirror selectively reflect only one of the three primary colors of light. Therefore, there is no need to perform synchronous control with the three-color rotating filter, its driving motor, drive circuit, and polygon mirror. This makes it possible to reduce the size and weight of the device with a simple structure, facilitate manufacture, improve productivity, and reduce costs. Furthermore, since a three-color rotation filter and a driving motor are not required, noise and vibration such as motor noise and wind noise can be reduced.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る投影映像装置
の実施の形態の一例について、図面を参照して詳細に説
明する。図1は本発明に係る投影映像装置の概略構成を
示す斜視図である。投影映像装置1の白色ランプ光源2
からの光は、コリメーションレンズ3により平行に集光
され、光変調手段である光変調素子(PLV:Piezoele
ctric Light Valve)5に導入される。光変調素子5の
反射面である後述する鏡面17はコントローラ7によっ
て制御、駆動され、例えば最大約0.5度印加電圧によ
って反射方向を変えられるように設定されている。電圧
無印加時には鏡面17からの反射光はミラー8で全反射
され、光吸収体9に吸収される。また、電圧印加が最大
の時には鏡面17からの反射光はミラー8でぎりぎり反
射しない状態となり、回転多面鏡であるポリゴンミラー
10に投射されるように構成されている。ポリゴンミラ
ー10で反射された光はfθレンズ13及び投影レンズ
14を経てスクリーン15上に走査される。光変調素子
5及びポリゴンミラー10について詳しくは後述する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment of a projection video apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of a projection video apparatus according to the present invention. White lamp light source 2 of projection video device 1
Light is converged in parallel by the collimation lens 3 and is a light modulation element (PLV: Piezoele
ctric Light Valve) 5. A mirror surface 17 described later, which is a reflection surface of the light modulation element 5, is controlled and driven by the controller 7, and is set so that the reflection direction can be changed by, for example, an applied voltage of about 0.5 degrees at maximum. When no voltage is applied, the reflected light from the mirror surface 17 is totally reflected by the mirror 8 and absorbed by the light absorber 9. When the voltage is applied to a maximum, the reflected light from the mirror surface 17 is barely reflected by the mirror 8, and is projected onto the polygon mirror 10, which is a rotating polygon mirror. The light reflected by the polygon mirror 10 is scanned on a screen 15 via an fθ lens 13 and a projection lens 14. The light modulation element 5 and the polygon mirror 10 will be described later in detail.

【0010】本発明は、光変調素子5とポリゴンミラー
10を用いた投影映像装置であって、ポリゴンミラー1
0の反射面11に光の3原色に対応した所定の透過スペ
クトルをもつRGBのカラーフィルタ12を選択的に付
着させることにより、3色回転フィルタやその駆動用モ
ータやドライブ回路やポリゴンミラーとの同期制御を不
要とし、簡素な構造で、機器の小型軽量化が図れ、製造
が容易で生産性が向上し、コストの削減を図れるように
したものである。
The present invention relates to a projection video apparatus using a light modulating element 5 and a polygon mirror 10, wherein the polygon mirror 1
By selectively attaching an RGB color filter 12 having a predetermined transmission spectrum corresponding to the three primary colors of light to the reflection surface 11 of the 0, the three-color rotation filter, its driving motor, drive circuit, and a polygon mirror. Synchronous control is not required, the structure is simple, the size and weight of the device can be reduced, manufacturing is easy, productivity is improved, and cost can be reduced.

【0011】先ず、光変調素子5について説明する。光
変調素子5は、鏡面17をアナログ量で可動し、単波長
光(赤外線、紫外線を含む)や可視光をオン/オフ又は
光量の加減を行ない、主にプロジェクター等の投射又は
投影映像装置に使用される。光変調素子5のベースは電
気エネルギーを機械的エネルギーに変換する逆圧電効果
を利用し、光を反射する鏡面17をシングルインライン
に並べ、逆圧電効果による伸縮によりその反射方向をア
ナログコントロールさせている。
First, the light modulation element 5 will be described. The light modulating element 5 moves the mirror surface 17 with an analog amount, turns on / off or adjusts the amount of single-wavelength light (including infrared rays and ultraviolet rays) and visible light, and is mainly used for a projection or projection image device such as a projector. used. The base of the light modulation element 5 utilizes the inverse piezoelectric effect of converting electric energy into mechanical energy, and arranges the mirror surface 17 for reflecting light in a single in-line, and controls the reflection direction in an analog manner by expansion and contraction by the inverse piezoelectric effect. .

【0012】図2は光変調素子の基本的構成の模式図を
示し、(a)は平面図、(b)は(a)のX−X線断面図
である。図2(b)に示すように、例えばこの光変調素
子5は、図示せぬセラミック基板上の積層圧電体16A
の上面に鏡面17としてアルミニウム(又は金)の膜を
設けた積層構造に形成され、積層圧電体16Aの積層の
段数は圧電素子16の材質や厚み、印加電圧及び必要可
動量から決めればよく、1段以上何段でも可能である。
そして上記の如く、基板に安価な素材のセラミックを使
用することにより、安価な上に耐衝撃性、耐振動性、耐
熱性が良く高信頼性が得られる。
FIGS. 2A and 2B are schematic views showing the basic structure of the light modulation element, wherein FIG. 2A is a plan view, and FIG. 2B is a sectional view taken along line XX of FIG. As shown in FIG. 2B, for example, the light modulation element 5 includes a laminated piezoelectric body 16A on a ceramic substrate (not shown).
Is formed in a laminated structure in which an aluminum (or gold) film is provided as a mirror surface 17 on the upper surface of the piezoelectric element 16. One or more stages are possible.
As described above, by using an inexpensive ceramic material for the substrate, the substrate is inexpensive, has good shock resistance, vibration resistance, heat resistance, and high reliability.

【0013】また、この平面構造は図2(a)に示すよ
うに、電極のついたシングルインライン状の積層圧電体
16Aに一定の間隔で切り込みを入れてピクセル群16
〜16に分割することにより、例えば長さL:35
0μm、幅W:150μmのピクセル群16〜16
が、間隙l=50μmで計1024列に形成され、これ
が750ライン設けられ、全てが同質の材料を用いて同
一構造に形成されるという第1の特徴を有する。
As shown in FIG. 2A, this planar structure is formed by cutting a single in-line laminated piezoelectric body 16A provided with electrodes at regular intervals.
By dividing into 1 to 16 n , for example, the length L: 35
Pixel groups 16 1 to 16 n of 0 μm and width W: 150 μm
Are formed in a total of 1024 rows with a gap l = 50 μm, and are provided with 750 lines, all of which are formed in the same structure using the same material.

【0014】そして、これらのピクセル群16〜16
は後述するように鏡面17の傾斜により、反射光に光
路差をつけて反射させ、この反射光をアナログ的に制御
して画面に投光する。
These pixel groups 16 1 to 16 1
As described later, n reflects the reflected light with an optical path difference due to the inclination of the mirror surface 17, and controls the reflected light in an analog manner to project it on the screen.

【0015】従って、電圧無印加時の鏡面17は温度変
化や経時変化があっても、その構造上相対的に変化する
ため、その影響をキャンセルし、相対位置が一定に保た
れて品質が落ちない。また、電圧印加時においても相対
位置が安定し良好な反射角度が得られる。
Accordingly, the mirror surface 17 when no voltage is applied changes relatively due to its structure, even if there is a temperature change or a change with time, so that the influence is canceled and the relative position is kept constant and the quality deteriorates. Absent. Further, even when a voltage is applied, the relative position is stable and a good reflection angle can be obtained.

【0016】第2の特徴としては、図2(a)に示すよ
うに、シングルインライン状に並べることにより、DM
D(Digital Mirror Device)や液晶等の面デバイスに比
べてピクセル数を減らし、構造を簡単に出来るため、製
造が容易であり歩留も良くなる。
The second feature is that, as shown in FIG.
Since the number of pixels can be reduced and the structure can be simplified as compared with a surface device such as a D (Digital Mirror Device) or a liquid crystal, the manufacturing is easy and the yield is improved.

【0017】第3の特徴としては、可動部に付与する電
圧はアナログ量でもデジタル量でも使用可能なことであ
る。通常、静電引力による可動方法ではアナログ量での
駆動をしてもばらつきが生じ使用できないが、圧電素子
は固体素子で可動量と印加電圧がほぼ比例関係にあるた
めアナログ使用が可能となり、これによりスピードの遅
い圧電素子も使用可能であり、コストを安くすることが
できる。
A third feature is that the voltage applied to the movable portion can be used in an analog amount or a digital amount. Normally, in the movable method by electrostatic attraction, even if driven by an analog amount, there is a variation and cannot be used.However, the piezoelectric element is a solid-state element, and the movable amount and the applied voltage are almost proportional to each other. Accordingly, a piezoelectric element having a lower speed can be used, and the cost can be reduced.

【0018】また、実装の場合は塵埃及び外力からPL
Vを保護するために、ガラス等で表面を覆う等の密閉措
置が当然必要であり、セラミック基板も上記理由に加え
て放熱のために熱伝導性に優れたものを選択すべきであ
る。
Further, in the case of mounting, due to dust and external force, PL
In order to protect V, sealing measures such as covering the surface with glass or the like are naturally necessary. In addition to the above-mentioned reasons, a ceramic substrate having excellent thermal conductivity for heat radiation should be selected.

【0019】また、鏡面17のミラー角度は製造時にば
らつきが生じてもピクセル群16ごとにバイアス電圧を
加えて一定にすることができるが、ヒステリシスが少な
いため通常は素子にバイアス電圧をかける必要がない。
そして、入力及び出力信号にアナログやデジタルとも使
用できる。PLVはミラー反射であるためレーザ光及び
可視光でも使用可能であり、現在は勿論、将来的にもレ
ーザ光隆盛時にマッチした発展性の高いデバイスであ
る。
Although the mirror angle of the mirror surface 17 can be made constant by applying a bias voltage to each pixel group 16 even if the mirror angle varies during manufacturing, it is usually necessary to apply a bias voltage to the element because of a small hysteresis. Absent.
Then, analog and digital signals can be used for input and output signals. Since the PLV is a mirror reflection, it can be used for laser light and visible light, and is a highly developable device that matches at the time of the prosperity of laser light as well as now and in the future.

【0020】光変調素子5は、図3に示すように、例え
ば通常のセラミックからなる主体19に、例えばチタン
酸・ジルコン酸鉛(PbTiO・PbZrO)から
なる活性部20を内蔵させた圧電駆動体(圧電体)18
を基板21上に形成してもよい。この場合、主体19内
における活性部20の位置関係は、L方向の主体外側と
の距離l及びlを均等とし、幅W方向の主体外側と
の距離wは大きく、wは小さくすることにより、こ
の圧電体18に電圧印加すればwとwとの間に応力
の差が生じ、図示の如く、この圧電体18は破線で示す
ように曲折され、上面23が曲折前と曲折後とではθ
角、例えば0.5度変位する。この上面23上には鏡面1
7が形成される。
As shown in FIG. 3, the light modulating element 5 has a piezoelectric body in which an active portion 20 made of, for example, lead titanate / zirconate (PbTiO 3 .PbZrO 3 ) is built in a main body 19 made of, for example, ordinary ceramic. Driver (piezoelectric) 18
May be formed on the substrate 21. In this case, the positional relationship of the active part 20 in the main body 19 is such that the distances l 1 and l 2 from the main body outside in the L direction are equal, the distance w 1 from the main body outside in the width W direction is large, and w 2 is small. by the difference in stress occurs between the w 1 and w 2 when the voltage applied to the piezoelectric body 18, as shown, the piezoelectric body 18 is bent as indicated by a broken line, the upper surface 23 is bent before And after bending
Displace by an angle, for example, 0.5 degrees. On this upper surface 23, the mirror surface 1
7 is formed.

【0021】図4は圧電体18への電圧印加により圧電
体18が曲折することによる鏡面17のミラー角の変化
を説明する図である。図4(a)に示すように、圧電体
18に電圧無印可時には、鏡面17のミラー角は0度で
あり、ミラー8で全反射される。また、図4(b)に示
すように、圧電体18に最大電圧を印可すると、鏡面1
7のミラー角θは例えば0.5度となり、鏡面17に対
して入射光は大きな角度で出射し、ミラー8でぎりぎり
反射しない状態となり、反射光は全てポリゴンミラー1
0へ投射される。また、図4(c)に示すように、圧電
体18に最大に比して約1/2電圧を印可すると、鏡面
17のミラー角θは例えば0.3度となり、鏡面17に
対して入射光は比較的小さな角度で出射し、一部はミラ
ー8で反射し、残りの一部はポリゴンミラー10へ投射
される。このように、鏡面17のミラー角(傾斜角)を
調整することにより、反射光に光路差をつけて反射さ
せ、この反射光をアナログ的に制御して画面に投光する
ことができる。
FIG. 4 is a view for explaining a change in the mirror angle of the mirror surface 17 due to the bending of the piezoelectric body 18 due to the application of a voltage to the piezoelectric body 18. As shown in FIG. 4A, when no voltage is applied to the piezoelectric body 18, the mirror angle of the mirror surface 17 is 0 degrees, and the mirror 8 is totally reflected. Further, as shown in FIG. 4B, when the maximum voltage is applied to the piezoelectric body 18, the mirror surface 1
Mirror angle theta 1 of 7 becomes, for example, 0.5 degrees, the incident light to the mirror 17 is emitted at a large angle, barely a state which is not reflected by the mirror 8, all the reflected light polygon mirror 1
Projected to 0. Further, as shown in FIG. 4 (c), when applied about 1/2 voltage than the maximum piezoelectric body 18, the mirror angle theta 2 of the mirror 17 is, for example, 0.3 degrees, the incident light to the mirror surface 17 Are emitted at a relatively small angle, a part is reflected by the mirror 8, and the remaining part is projected to the polygon mirror 10. As described above, by adjusting the mirror angle (inclination angle) of the mirror surface 17, the reflected light can be reflected with an optical path difference, and the reflected light can be controlled in an analog manner and projected on the screen.

【0022】次に、ポリゴンミラー10について説明す
る。図5はポリゴンミラー10の斜視図である。ポリゴ
ンミラー10は、周面に6つの反射面11R,11G,
11B,11R,11G,11B(以下、反射面11と
総称する)を有する正六角柱の部材であり、軸10aを
中心にして矢印A方向に等角速度で回転することによ
り、それぞれの反射面11に受けた光を、一定の角度範
囲で反射させて水平方向走査を行うものである。ポリゴ
ンミラー10の軸10aには、DCマイクロモータ25
が直結され、DCマイクロモータ25により回転駆動さ
れる。
Next, the polygon mirror 10 will be described. FIG. 5 is a perspective view of the polygon mirror 10. The polygon mirror 10 has six reflecting surfaces 11R, 11G,
11B, 11R, 11G, and 11B (hereinafter, collectively referred to as reflection surfaces 11) are members of a regular hexagonal prism, and are rotated at a constant angular velocity in the direction of arrow A about the axis 10a, so that each reflection surface 11 The horizontal scanning is performed by reflecting the received light within a certain angle range. The axis 10 a of the polygon mirror 10 has a DC micromotor 25
Are directly connected, and are rotationally driven by the DC micromotor 25.

【0023】反射面11は、平行な一対の面が各々赤
色、緑色、青色のみを反射するように構成されている。
すなわち、各反射面11として、赤色のみを反射する反
射面11R、緑色のみを反射する反射面11G、及び青
色のみを反射する反射面11Bがポリゴンミラー10の
側面の表面に順番に設けられている。
The reflecting surface 11 is configured such that a pair of parallel surfaces reflect only red, green, and blue, respectively.
That is, as each reflecting surface 11, a reflecting surface 11R that reflects only red, a reflecting surface 11G that reflects only green, and a reflecting surface 11B that reflects only blue are sequentially provided on the side surface of the polygon mirror 10. .

【0024】図6はポリゴンミラー10の反射面11部
分の側断面図である。ポリゴンミラー10の表面にはア
ルミニウム膜等からなる鏡面10bが設けられ、この鏡
面10b上には例えば赤色、緑色、青色の顔料系の塗料
が塗布又は印刷又はコーティングされ、高透過率の赤
色、緑色、青色のカラーフィルタ12R,12G,12
Bが形成されている。各鏡面10bと赤色、緑色、青色
のカラーフィルタ12R,12G,12Bから、それぞ
れ反射面11R,11G,11Bが構成される。
FIG. 6 is a side sectional view of the reflection surface 11 of the polygon mirror 10. As shown in FIG. A mirror surface 10b made of an aluminum film or the like is provided on the surface of the polygon mirror 10. For example, red, green, and blue pigment-based paints are applied, printed, or coated on the mirror surface 10b, and red and green with high transmittance are provided. , Blue color filters 12R, 12G, 12
B is formed. Reflecting surfaces 11R, 11G, and 11B are formed by the mirror surfaces 10b and the red, green, and blue color filters 12R, 12G, and 12B, respectively.

【0025】すなわち、ポリゴンミラー10の赤色の反
射面11Rに入射した光は、先ず赤色カラーフィルタ1
2Rを通過して鏡面10bで反射し、再び赤色カラーフ
ィルタ12Rを通過してfθレンズ13方向に出射す
る。従って、ポリゴンミラー10の反射面11に入射し
た光は、カラーフィルタ12を2回通過するため、高透
過率のカラーフィルタが望ましい。
That is, the light incident on the red reflecting surface 11R of the polygon mirror 10
The light passes through 2R, is reflected by the mirror surface 10b, passes through the red color filter 12R again, and is emitted toward the fθ lens 13. Accordingly, since the light incident on the reflection surface 11 of the polygon mirror 10 passes through the color filter 12 twice, a color filter having a high transmittance is desirable.

【0026】周面に複数の反射面11を有するポリゴン
ミラー10により等角速度的に偏向された光束をスクリ
ーン15上に結像させると共に、等速度的な走査を可能
にするために大口径のfθレンズ13が用いられてい
る。
A light beam deflected at a constant angular velocity by a polygon mirror 10 having a plurality of reflecting surfaces 11 on its peripheral surface is imaged on a screen 15 and a large-diameter fθ is used to enable constant-speed scanning. A lens 13 is used.

【0027】光学系によりスクリーン15上に結像され
た例えばスポットは、等間隔に正しく走査されなければ
ならない。すなわち、ポリゴンミラー10は等角速度回
転をしているので、この回転角に正確に比例してスクリ
ーン15上のスポットが移動する必要がある。
For example, spots formed on the screen 15 by the optical system must be correctly scanned at equal intervals. That is, since the polygon mirror 10 rotates at a constant angular velocity, the spot on the screen 15 needs to move in proportion to the rotation angle.

【0028】図7は走査レンズとしてのfθレンズの像
高と入射角の関係を説明する図である。fθレンズの焦
点距離をfとすると、走査面上像高yとポリゴンミラー
10により光軸より偏向された角度θとの間に、等速性
を示すfθ特性といわれるy=f・θなる関係式が成立
する。カメラレンズでは、θが大きくなるほど、yの増
加が大きくなるので、このようなカメラレンズを走査レ
ンズに使用すると、周辺に行くほど横に引き延ばされた
図形となってしまうが、fθレンズ13では、ポリゴン
ミラー10の回転角に正確に比例してスクリーン15上
のスポットを移動させることができ、等間隔に正しく走
査させることが可能となる。
FIG. 7 is a view for explaining the relationship between the image height and the incident angle of the fθ lens as a scanning lens. Assuming that the focal length of the fθ lens is f, the relationship between the image height y on the scanning plane and the angle θ deflected from the optical axis by the polygon mirror 10 is y = f · θ, which is called fθ characteristic showing uniform velocity. The equation holds. In a camera lens, the increase in y increases as θ increases. Therefore, if such a camera lens is used as a scanning lens, the shape of the camera lens becomes wider as it goes to the periphery. In this case, the spot on the screen 15 can be moved exactly in proportion to the rotation angle of the polygon mirror 10, and the scanning can be performed at regular intervals.

【0029】次に、本実施の形態の投影映像装置1の動
作について説明する。図1に示すように、白色ランプ光
源2からの光は、コリメーションレンズ3により平行に
集光され、光変調素子5に導入される。光変調素子5は
コントローラ7によって制御、駆動され、光変調素子5
の鏡面17は最大約0.5度印加電圧によって反射方向
を変えられるように設定されているので、電圧無印加時
には、光変調素子5の鏡面17の反射光は、ミラー8で
全反射され、光吸収体9に吸収される。また、電圧印加
が最大の時には、光変調素子5の鏡面17のミラー角度
が約0.5度変えられ、鏡面17の反射光はミラー8で
反射せず、ポリゴンミラー10に投射される。
Next, the operation of the projection video apparatus 1 according to the present embodiment will be described. As shown in FIG. 1, light from the white lamp light source 2 is converged in parallel by the collimation lens 3 and is introduced into the light modulation element 5. The light modulation element 5 is controlled and driven by the controller 7, and the light modulation element 5
Is set so that the reflection direction can be changed by an applied voltage of about 0.5 degree at the maximum, and when no voltage is applied, the reflected light of the mirror surface 17 of the light modulation element 5 is totally reflected by the mirror 8, The light is absorbed by the light absorber 9. When the voltage is applied to the maximum, the mirror angle of the mirror surface 17 of the light modulation element 5 is changed by about 0.5 degrees, and the light reflected by the mirror surface 17 is not reflected by the mirror 8 but is projected on the polygon mirror 10.

【0030】ポリゴンミラー10は矢印A方向へ回転す
るため、ポリゴンミラー10の回転により、例えば反射
面11Rで反射してスクリーン15上に到達したカラー
光線は水平方向に挿引されて赤の単色光の画像が1フレ
ーム分写し出される。次いで、ポリゴンミラー10の回
転が進むと、次の反射面11Gが現れ、反射面11Gで
反射してスクリーン15上に到達したカラー光線は水平
方向に挿引されて緑の単色光の画像が1フレーム分写し
出される。そして、ポリゴンミラー10の回転が更に進
むと、次の反射面11Bが現れ、反射面11Bで反射し
てスクリーン15上に到達したカラー光線は水平方向に
挿引されて青の単色光の画像が1フレーム分写し出され
る。このようにして、ポリゴンミラー10が3面分回転
することにより加法混色によるカラー画像を認知でき
る。
Since the polygon mirror 10 rotates in the direction of arrow A, the rotation of the polygon mirror 10 causes, for example, the color light rays that have been reflected on the reflecting surface 11R and reached the screen 15 to be horizontally inserted into the red monochromatic light. Is displayed for one frame. Next, as the rotation of the polygon mirror 10 proceeds, the next reflection surface 11G appears, and the color light rays reflected by the reflection surface 11G and reaching the screen 15 are horizontally subtracted, so that an image of green monochromatic light is converted to one. Frames are projected. Then, when the rotation of the polygon mirror 10 further proceeds, the next reflection surface 11B appears, and the color light rays reflected on the reflection surface 11B and reaching the screen 15 are horizontally subtracted, and an image of blue monochromatic light is formed. One frame is displayed. By rotating the polygon mirror 10 by three surfaces in this manner, a color image by additive color mixture can be recognized.

【0031】ポリゴンミラー10の回転は、例えば72
0min−1(回転/分)、すなわち72フレーム/
秒、24フレーム/秒・各色(赤色、緑色、青色)であ
る。スクリーン15上への挿引は60Hz以上が望まし
い。ポリゴンミラー10で光線が反射される際に高透過
率のカラーフィルタ12を入射時及び反射時の2回通過
して着色される。この着色された光線は、fθレンズ1
3により等速度的な走査を可能にされ、投影レンズ14
で集光されて、スクリーン15へ到達する。なお、ポリ
ゴンミラー10はフリッカーの見えないような回転を与
えれば実用上には支障がない。
The rotation of the polygon mirror 10 is, for example, 72
0 min -1 (rotation / minute), that is, 72 frames / minute
Seconds, 24 frames / second. Each color (red, green, blue). It is desirable that the insertion on the screen 15 be 60 Hz or more. When a light beam is reflected by the polygon mirror 10, the light passes through the color filter 12 having a high transmittance twice and at the time of reflection and is colored. This colored light beam is applied to the fθ lens 1
3 enables scanning at a constant speed, and the projection lens 14
And reaches the screen 15. It should be noted that there is no practical problem if the polygon mirror 10 is rotated so that flicker cannot be seen.

【0032】従って、ポリゴンミラー10の反射面11
に光の3原色に対応した所定の透過スペクトルをもつR
GBのカラーフィルタ12を選択的に付着させたので、
3色回転フィルタを省くことができ、3色回転フィルタ
の駆動用モータやドライブ回路やポリゴンミラーとの同
期制御が不要となり、簡素な構造で、システム設計が容
易で、機器の小型軽量化が図れ、製造が容易で生産性が
向上し、コストの削減を図ることができる。更に、3色
回転フィルタや駆動用モータが不要のため、モータ音や
風切り音等の騒音や振動を減少させることができる。
Therefore, the reflection surface 11 of the polygon mirror 10
Has a predetermined transmission spectrum corresponding to the three primary colors of light.
Since the GB color filter 12 was selectively attached,
The three-color rotating filter can be omitted, and the synchronous control with the driving motor, the drive circuit, and the polygon mirror of the three-color rotating filter is not required. The simple structure, the system design is easy, and the size and weight of the device can be reduced. In addition, manufacturing is easy, productivity is improved, and cost can be reduced. Furthermore, since a three-color rotation filter and a driving motor are not required, noise and vibration such as motor noise and wind noise can be reduced.

【0033】なお、上述実施の形態では、ポリゴンミラ
ー10を6角形としたが、これに限らず、それ以外の偶
数や奇数の反射面11を備えていてもよいことは勿論で
ある。ポリゴンミラー10の鏡面10b上には例えば赤
色、緑色、青色の顔料系の塗料が塗布又は印刷又はコー
ティングされ、高透過率の赤色、緑色、青色のカラーフ
ィルタ12R,12G,12Bが形成されるとしたが、
これに限らず、他の方法により高透過率のカラーフィル
タ12R,12G,12Bを形成してもよい。
In the above-described embodiment, the polygon mirror 10 is hexagonal. However, the present invention is not limited to this, and it is a matter of course that other even or odd reflecting surfaces 11 may be provided. On the mirror surface 10b of the polygon mirror 10, for example, red, green, and blue pigment-based paints are applied, printed, or coated to form red, green, and blue color filters 12R, 12G, and 12B with high transmittance. But
The present invention is not limited to this, and the color filters 12R, 12G, and 12B having high transmittance may be formed by other methods.

【0034】[0034]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
3色回転フィルタの代わりに、回転多面鏡の複数の反射
面が、それぞれ光の3原色のうち1つの色のみを選択的
に反射させるように構成したので、3色回転フィルタや
その駆動用モータやドライブ回路や回転多面鏡との同期
制御が不要となる。これにより、簡素な構造で、システ
ム設計が容易で、機器の小型軽量化が図れ、製造が容易
で生産性が向上し、コストを削減することができる。
As described above, according to the present invention,
Instead of the three-color rotating filter, the plurality of reflecting surfaces of the rotating polygon mirror are configured to selectively reflect only one of the three primary colors of light. And synchronization control with a drive circuit and a rotating polygon mirror is not required. As a result, the system can be designed with a simple structure, the system can be easily designed, the size and weight of the device can be reduced, the manufacturing is easy, the productivity is improved, and the cost can be reduced.

【0035】従来のように、3色回転フィルタと回転多
面鏡とを精度よく同期して回転させる必要がないので、
同期ずれ等が発生することはなく、所定面上に画像を良
好に形成することができる。更に、3色回転フィルタや
駆動用モータが不要のため、モータ音や風切り音等の騒
音や振動を大幅に減少させることができる。
Since it is not necessary to rotate the three-color rotation filter and the rotary polygon mirror synchronously with high precision as in the prior art,
An image can be satisfactorily formed on a predetermined surface without occurrence of synchronization shift or the like. Furthermore, since a three-color rotation filter and a driving motor are not required, noise and vibration such as motor noise and wind noise can be significantly reduced.

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

【図1】本発明に係る投影映像装置の概略構成図であ
る。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a projection video apparatus according to the present invention.

【図2】光変調素子の基本的構成の模式図を示し、
(a)は平面図、(b)は(a)のX−X線断面図であ
る。
FIG. 2 shows a schematic diagram of a basic configuration of a light modulation element,
(A) is a plan view, and (b) is a cross-sectional view taken along line XX of (a).

【図3】光変調素子の概略側面図である。FIG. 3 is a schematic side view of a light modulation element.

【図4】圧電体への電圧印加による鏡面のミラー角の変
化を説明する図である。
FIG. 4 is a diagram illustrating a change in a mirror angle of a mirror surface due to application of a voltage to a piezoelectric body.

【図5】ポリゴンミラーを示す斜視図である。FIG. 5 is a perspective view showing a polygon mirror.

【図6】ポリゴンミラーの反射面部分の側断面図であ
る。
FIG. 6 is a side sectional view of a reflection surface portion of a polygon mirror.

【図7】fθレンズの像高と入射角の関係を説明する図
である。
FIG. 7 is a diagram illustrating the relationship between the image height of the fθ lens and the angle of incidence.

【図8】3色回転フィルタで色合成を行う投影映像装置
の一例を示す概略構成図である。
FIG. 8 is a schematic configuration diagram illustrating an example of a projection video device that performs color synthesis using a three-color rotation filter.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1・・・投影映像装置、2・・・白色ランプ光源(光
源)、3・・・コリメーションレンズ、5・・・光変調
素子(光変調手段)、7・・・コントローラ、8・・・
ミラー、9・・・光吸収体、10・・・ポリゴンミラー
(回転多面鏡)、10a・・・軸、11R,11G,1
1B・・・反射面、12R,12G,12B・・・カラ
ーフィルタ、13・・・fθレンズ、14・・・投影レ
ンズ、15・・・スクリーン(所定面)、16A・・・
積層圧電体、16〜16 ・・・ピクセル群、17
・・・鏡面(反射面)、18・・・圧電駆動体(圧電
体)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Projection imaging device, 2 ... White lamp light source (light source), 3 ... Collimation lens, 5 ... Light modulation element (light modulation means), 7 ... Controller, 8 ...
Mirror, 9: light absorber, 10: polygon mirror (rotating polygon mirror), 10a: axis, 11R, 11G, 1
1B: reflective surface, 12R, 12G, 12B: color filter, 13: fθ lens, 14: projection lens, 15: screen (predetermined surface), 16A:
Laminated piezoelectric body, 16 1 to 16 n ... Pixel group, 17
... mirror surface (reflection surface), 18 ... piezoelectric driver (piezoelectric)

フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H04N 5/74 H04N 5/74 B Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat II (reference) H04N 5/74 H04N 5/74 B

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 光源と、 光を反射する反射面が設けられた圧電体を有し、この圧
電体の逆圧電効果により前記反射面にて前記光源からの
光を反射して変調する光変調手段と、 周面に複数の反射面を有し、この複数の反射面を回転さ
せることにより、前記光変調手段からこの複数の反射面
にそれぞれ入射した光を反射させ所定面上に走査する回
転多面鏡とを備え、 前記回転多面鏡の複数の反射面は、それぞれ光の3原色
のうち1つの色のみを選択的に反射させることを特徴と
する投影映像装置。
1. A light modulator, comprising: a light source; and a piezoelectric body provided with a reflection surface for reflecting light, wherein the light from the light source is reflected and modulated on the reflection surface by an inverse piezoelectric effect of the piezoelectric body. Means for rotating a plurality of reflecting surfaces on a peripheral surface, and rotating the plurality of reflecting surfaces to reflect light respectively incident on the plurality of reflecting surfaces from the light modulation means and scan on a predetermined surface. A projection video apparatus, comprising: a polygon mirror, wherein the plurality of reflection surfaces of the rotary polygon mirror selectively reflect only one of three primary colors of light.
【請求項2】 前記回転多面鏡の複数の反射面にはそれ
ぞれ光の3原色に対応した所定の透過スペクトルをもつ
RGBのカラーフィルタが選択的に付着されていること
を特徴とする請求項1に記載の投影映像装置。
2. An RGB color filter having a predetermined transmission spectrum corresponding to each of three primary colors of light is selectively attached to a plurality of reflection surfaces of the rotary polygon mirror. 3. The projection imaging apparatus according to claim 1.
【請求項3】 前記光変調手段の入射光の反射が、印加
電圧によってアナログ的に制御されることを特徴とする
請求項1に記載の投影映像装置。
3. The projection video apparatus according to claim 1, wherein the reflection of the incident light of the light modulation unit is controlled in an analog manner by an applied voltage.
【請求項4】 前記圧電体の伸縮量と前記入射光の反射
角度が比例され、前記圧電体への印加電圧の制御により
光量が定量的に制御されることを特徴とする請求項1に
記載の投影映像装置。
4. The method according to claim 1, wherein an amount of expansion and contraction of the piezoelectric body and a reflection angle of the incident light are proportional to each other, and a light amount is quantitatively controlled by controlling a voltage applied to the piezoelectric body. Projection imaging device.
【請求項5】 前記圧電体がインライン方向に共通に若
しくは分割して設けられていることを特徴とする請求項
1に記載の投影映像装置。
5. The projection video apparatus according to claim 1, wherein the piezoelectric bodies are provided in common or divided in an inline direction.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006138918A (en) * 2004-11-10 2006-06-01 Ricoh Co Ltd Projector apparatus
KR100878919B1 (en) 2004-04-29 2009-01-15 삼성전기주식회사 Vibrating diffractive Optical Modulator
CN100468127C (en) * 2005-10-07 2009-03-11 鸿富锦精密工业(深圳)有限公司 Projection display device
CN100533232C (en) * 2003-03-11 2009-08-26 富士通株式会社 Substrate binding device

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