JP2004226486A - Projector - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、光を用いて情報の書込みを行う光アドレッシング液晶等の光アドレス型の空間光変調素子を用いて画像の投射を行うプロジェクタに関する。
【従来の技術】
光アドレス型の空間光変調素子を用いて画像を投影するプロジェクタとして、空間光変調素の書込み側にCRTを対面配置し、CRTに画像を形成することによって、空間光変調素子への画像書込みを行うものが存在する(例えば、特許文献1等参照)。
【0001】
また、同様の空間光変調素子を用いて画像を投影するプロジェクタとして、画像信号によって強度変調されたレーザ光のスポット又はラインを空間光変調素子の書込み側に走査しつつ入射させるものが存在する(特許文献2参照)。
【0002】
【特許文献1】
特開平5−333367号公報
【特許文献2】
特開2000−196833号公報(図5及び図6)
【発明が解決しようとする課題】
しかし、第1例のプロジェクタは、書込み用のCRTを空間光変調素子に対向して設ける構造であることから、書込み用の光学系が大型化するだけでなく、コストの増大を招く。
【0003】
また、第2例のプロジェクタのうち、スポットを空間光変調素子に入射させるものの場合、高い解像度を達成しようとすると、スポットの高速走査が必要となって書込み位置の精度が不十分となり、結果的に高解像度を達成することが困難である。また、ラインを空間光変調素子に入射させるものの場合、ラインの走査又は移動を低速とすることができるが、高い解像度を達成しようとすると、画素数に対応する多数の発光素子とこれに付随する駆動回路とが必要となり、各発光素子の特性を揃えることが容易で、光源のコスト増加が極めて大きくなる。
【0004】
そこで、本発明は、小型で安価でありながら高い性能を有するプロジェクタを提供することを目的とする。
【0005】
また、本発明は、簡易に高解像度を達成することができるプロジェクタを提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明に係るプロジェクタは、書込み用のアドレッシング光の入射箇所で光学特性が変化する空間光変調装置と、副走査方向の画素数よりも少ない複数の発光部を同一基板上に有するとともに、これら複数の発光部から複数のアドレッシング光をそれぞれ発生させるアレイ光源と、アレイ光源からの複数のアドレッシング光を、副走査方向に関して重複を回避するように割り当てた配列で空間光変調装置上に入射させるとともに、この空間光変調装置上で主走査方向及び副走査方向に走査させる2軸型のスキャン手段とを備える。
【0007】
ここで、「空間光変調装置」とは、例えば光アドレッシング液晶等の光を用いて情報の書込みを行う液晶ライトバルブに代表される光デバイスであり、▲1▼アドレッシング光が入射する部分すなわちアドレッシング光により特性が変化する部分と、▲2▼読出し光が入射する部分すなわち読出し光を変調する部分とを有している。なお、液晶ライトバルブは、空間光増幅素子と称されることもあり、このような空間光増幅素子も「空間光変調装置」に含まれる概念である。また、「主走査方向」とは、相対的に高速で走査が行われる方向であり、通常画像の横方向を意味し、「副走査方向」とは、相対的に低速で走査が行われる方向であり、通常画像の縦方向を意味する。
【0008】
上記プロジェクタでは、アレイ光源が副走査方向の画素数よりも少ない複数の発光部を同一基板上に有するので、画素数に対応する多数の発光素子を設ける場合に比較して各発光部の特性を揃えることが容易であり、かつ、アレイ光源を比較的安価なものとすることができる。また、スキャン手段を利用してアドレッシング光を空間光変調装置上で主走査方向及び副走査方向に走査させるので、アドレッシング光の変調によって任意の画像を高速で書き込むことができ、画像の書込み部分を小型化することができる。この際、スキャン手段が複数のアドレッシング光を、副走査方向に関して重複を回避するように割り当てた状態で空間光変調装置上に入射させるので、単一スポットの走査の場合に比較して低速かつ低可動量で走査するにも拘わらず、迅速に画面全体の走査を完了することができる。
【0009】
また、上記プロジェクタの具体的態様では、スキャン手段は、複数のアドレッシング光を既に主走査が完了した画素列と重複しないように副走査方向に移動させることによって、複数のアドレッシング光の副走査を行う。この場合、アレイ光源の各発光部を有効に利用して効率的で迅速な書込みが可能になる。
【0010】
また、上記プロジェクタの具体的態様では、複数の発光素子の個数をnとし、副走査方向の総画素数をmとしたとき、各発光部は、副走査方向に関して所定画素数だけそれぞれ離間して離散した画素位置に対応してそれぞれ配置され、スキャン手段は、アレイ光源からの複数のスキャンアドレッシング光を1画素単位で移動させつつ、約m/n画素分に対応する距離の副走査を行う。この場合、副走査の角度等のレンジを単一スポットの副走査に比較してn/m倍に低減することができ、目標とする動作性能のスキャン手段を簡易かつ安価に提供することができる。
【0011】
また、上記プロジェクタの具体的態様では、各発光部が、副走査方向に関して、隣接する発光部の間隔であるピッチの約n/m倍のサイズの発光領域を有する。この場合、空間光変調装置を効率よくアドレッシングして効率的な書込みを達成することができる。
【0012】
また、上記プロジェクタの具体的態様では、複数の発光素子の個数をnとし、副走査方向の総画素数をmとしたとき、各発光部は、副走査方向に関して隣接して連続する画素位置に対応してそれぞれ配置され、スキャン手段は、アレイ光源からの複数のアドレッシング光をn画素単位で移動させつつ、約(m−n)画素分に対応する距離の副走査を行う。この場合、副走査の角度等のレンジを単一スポットの副走査に比較して約(m−n)/m倍に低減することができ、目標とする動作性能のスキャン手段を簡易かつ安価に提供することができる。さらに、主走査方向の画素列の副走査方向に関する間隔が安定するので、書込み画像にムラが生じにくい。
【0013】
また、上記プロジェクタの具体的態様では、各発光部が、副走査方向に関して、隣接する発光部の間隔であるピッチに対応するサイズの発光領域を有する。この場合、空間光変調装置を効率よくアドレッシングして効率的な書込みを達成することができる。
【0014】
また、上記プロジェクタの具体的態様では、総画素数mは、個数nの倍数である。この場合、m/n回に分割した副走査によって画面全体の走査を効率よく行うことができる。
【0015】
また、上記プロジェクタの具体的態様では、色分割した各色の読出し光を空間光変調装置に時系列的に繰り返して入射させるシーケンシャル照明手段と、アレイ光源及びスキャン手段による書込みのタイミングとシーケンシャル照明手段による読出しのタイミングとを制御する制御手段とをさらに備える。この場合、シーケンシャル照明手段が色分割した各色の読出し光を空間光変調装置に時系列的に繰り返して入射させるので、プロジェクタを単一の空間光変調装置のみで構成することができるだけでなく、アドレッシングの高速化によってカラーブレークアップを低減することができる。
【0016】
また、上記プロジェクタの具体的態様では、スキャン手段が、アレイ光源からの複数のアドレッシング光を空間光変調装置にそれぞれ集光して入射させるレンズ系と、このレンズ系の焦点位置近傍に配置されるとともにアレイ光源からのアドレッシング光を偏向するスキャンミラーとを備える。この場合、レンズ系の焦点位置近傍にスキャンミラーを配置するので、スキャンミラーを小型化することができ、アドレッシングすなわち書込みを高速化することができる。
【0017】
【発明の実施の形態】
〔第1実施形態〕
図1は、第1実施形態に係るプロジェクタ10の全体構造を概念的に説明するブロック図である。このプロジェクタ10は、空間光変調装置である光アドレッシング液晶20と、アレイ光源である光源装置30と、スキャン手段であるスキャン装置40と、シーケンシャル照明手段である照明部50と、投射レンズ60と、制御手段である制御装置70とを備える。
【0018】
図2は、図1に示す光アドレッシング液晶20の一例を示す断面構造図である。この光アドレッシング液晶20は、書き込まれた状態を一定期間維持する保持性を有し、一対の平板ガラス21、22の間に透明電極23、24を介して感光体層25とミラー層26と液晶層27との積層体を挟んだ構造となっている。そして、一対の透明電極23、24間には、交流電圧が印加される。
【0019】
光アドレッシング液晶20の作製の概要は以下のようなものである。まず、一方の平板ガラス21上に透明電極23と感光体層25とミラー層26とを順次形成し、他方の平板ガラス22上に透明電極24を形成する。その後、両平板ガラス21、22をミラー層26及び透明電極24側を内側にして対抗させた隙間に、液晶層27を注入して封入することによって、光アドレッシング液晶20を完成する。
【0020】
光アドレッシング液晶20への書込みに際しては、書込み側である平板ガラス21の表面に図1のスキャン装置40側からのアドレッシング光ABが入射し、アドレッシング光ABの入射領域では感光体層25が導通する。これにより、この領域の背後にある液晶層27の対応領域に電圧が印加され、この対応領域の偏光特性が切り替わる。この際、感光体層25や液晶層27に一定の保持性を持たせておけば、アドレッシング光ABが通過した後も一定時間以上、液晶層27の状態すなわち偏光特性を維持することができる。その後の光アドレッシング液晶20からの読出しに際しては、読出し側である平板ガラス22の表面に図1の照明部50からの有色の照明光CLが入射し、ミラー層26で反射される間に液晶層27で変調され画像光ILとして出射する。
【0021】
図1に戻って、光源装置30は、Z方向に一列に延びるレーザアレイ31からなる。このレーザアレイ31は、半導体基板上に半導体製造プロセスを用いて一体的に形成された面発光レーザ等からなるアレイ光源であり、投射すべき画像のうち書込み中の画素の輝度に応じて変調された複数のレーザ光をアドレッシング光として発生する。なお、レーザアレイ31から発生させるアドレッシング光の波長は、光アドレッシング液晶20に設けた感光体層25のスペクトル特性を考慮して適宜選択される。
【0022】
スキャン装置40は、光源装置30からのレーザ光を拡大して光アドレッシング液晶20の書込み面20a上に投射するレンズ41と、レンズ41を経たレーザ光を反射する2軸駆動型のスキャンミラー42と、スキャンミラー42の角度をXYの2軸に関して調節するアクチュエータ43とを備える。アクチュエータ43は、制御装置70からの指示に基づいて動作する駆動ユニット48によって適宜駆動される。この駆動ユニット48は、光源装置30の動作を制御する役割も有しており、レーザアレイ31から出射する各アドレッシング光ABの強度をRBGの各色の画像の輝度分布に応じて変調する。この際、この駆動ユニット48は、光源装置30とアクチュエータ43とを同期させて動作させることができ、アドレッシング光ABが書込み面20a上で刻々と入射する画素位置に応じてアドレッシング光ABの強度変調を行う。
【0023】
ここで、スキャンミラー42は、2軸チルトミラーデバイスであり、例えば半導体基板上に公知の薄膜作製プロセスを用いてアクチュエータ43と一体的に形成されたMEMS(MicroElectroMechanical Systems)素子で構成することができる。このスキャンミラー42は、光源装置30からのアドレッシング光ABを光アドレッシング液晶20の書込み面20a上の適当な画素位置にアレイ状にして入射させることができ、アドレッシング光ABの高速スキャンを可能にする。
【0024】
図3は、光源装置30やスキャン装置40を構成する要素の配置関係等を説明する図である。光源装置30を構成するレーザアレイ31には、多数の発光部31aが形成されている。これらの発光部31aは、Z方向に等間隔で離間して一直線状に配列されている。各発光部31aを射出したアドレッシング光ABは、レンズ41を通過して収束されつつスキャンミラー42に入射し、光アドレッシング液晶20の書込み面20a上にレーザアレイ31の拡大像を形成する。具体的な実施例では、レーザアレイ31の配置等を調節することによって、レーザアレイ31の投射像の拡大率を2倍とした。なお、この系ではレンズ41の後側焦点位置にスキャンミラー42が配置されているので、各発光部31aの正面方向(−Y方向)に射出したアドレッシング光ABは、すべてスキャンミラー42の中心にほぼ一致して入射する。このようなテレセントリックな配置とすることにより、スキャンミラー42を最小限のサイズとできるので、スキャンミラー42の応答性すなわち走査速度を高めることができる。
【0025】
ここで、発光部31aの個数nは、投射画像の解像度等の条件に応じて適宜される。例えば、副走査方向すなわちY方向の総画素数mが1080である場合、発光部31aの数は、「1/(任意の自然数)」の個数(具体的には、54、108、216等)とすることが効率的な書込みすなわち無駄のないアドレッシングの観点から好ましい。
【0026】
スキャンミラー42は、アドレッシング光ABを用いて主走査方向Xの走査を繰り返しつつ、副走査方向Yの走査を徐々に行うことによって、光アドレッシング液晶20の書込み面20a側を画素単位でもれなく走査する。このような走査により、1画面すなわちある1色のフレームの書込みが完了する。ここで、比較的低速の副走査は、1回の主走査が完了した直後に、書込み面20a上においてY方向に1画素分だけレーザアレイ31の投射位置を移動させることによって行う。書込み面20a上における全副走査の距離は、副走査方向Yの全画素数をmとして(m/n)画素分となっている。つまり、Y方向に1画素づつ(m/n−1)回移動させることより、副走査すなわち全画面の走査が完了する。ここで、各発光部31aに形成された発光領域のZ方向の幅又は直径W1は、各発光部31aの間隔であるピッチをP1として、
W1≒(n/m)×P1
となっている。発光部31aをこのようなサイズとすることにより、アドレッシング光ABを書込み面20a上で隅間無く走査することができる。
【0027】
図4は、スキャン装置40によるアドレッシング光ABの走査を具体的に説明する図である。光アドレッシング液晶20の書込み面20a上には、図3に示すレーザアレイ31の像PAが投射される。つまり、アドレッシング光AB1,AB2,…,ABnの入射位置は、レーザアレイ31に設けた各発光部31aの配置に対応する。アドレッシング光AB1,AB2,…,ABnは、それらの配置置関係を保ちつつ、既述のように±X方向に高速で主走査されY方向に低速で副走査される。この結果、アドレッシング光AB1,AB2,…,ABnの軌跡TR,TR2,…,TRnで示したように、全走査を完了すれば書込み面20aの全面に書込みを行うことができる。この際、アドレッシング光AB1,AB2,…,ABnの入射位置は、書込み面20aの縦方向に関する総画素数mを基準として、副走査方向Yに関して(m/n)画素(図示の例では(m/n)=10)ごとの一定間隔となっている。これに対応して、副走査は、1画素単位で移動しつつ全体で(m/n)回繰り返されることになるので、副走査の距離は、全体として(m/n)画素に対応する距離になっている。つまり、副走査の距離は、その画面幅の(1/n)で足ることになる。
【0028】
図1に戻って、照明部50は、固体発光素子である3つの発光ダイオード51a、51b、51cと、これらの発光ダイオード51a、51b、51cから射出された照明光を効率よく直線偏光に変換する偏光変換素子52と、各発光ダイオード51a、51b、51cを制御装置70からの指示に基づいて適宜発光させる駆動ユニット53とを備える。ここで、発光ダイオード51a、51b、51cは、RGBの各色をそれぞれ発生する。発光ダイオード51a、51b、51cからの各色の照明光CLa、CLb、CLcは、これらに内蔵し或いは外付けした光学系(不図示)を経て一様な分布とされ、偏光変換素子52及び偏光フィルタ65を通過して光アドレッシング液晶20の読出し面20bに均一に入射する。駆動ユニット53は、各発光ダイオード51a、51b、51cの動作を制御して照明光CLa、CLb、CLcの発光タイミングを調節する。つまり、駆動ユニット53は、光アドレッシング液晶20の書込み面20aに入射するスキャン部40等からのアドレッシング光ABと同期をとりつつ、光アドレッシング液晶20の読出し面20bをRGBの3原色でカラーシーケンシャルに照明する。なお、アドレッシング光ABを照射する書込み中は照明光CLa、CLb、CLcを入射させないで、書込み完了後に照明光CLa、CLb、CLcを入射させて読出しを行う制御が画像の書込みの安定性から好ましいが、書込みと読出しとを同時並行してを行う制御も可能である。
【0029】
光アドレッシング液晶20で反射されて偏光フィルタ65を通過した画像光ILは、各色の画像の輝度分布に応じて変調されたものであり、投射レンズ60を経てスクリーンSC上に投射され、ここにRGBの3原色が合成されたカラー画像が形成される。
【0030】
制御装置70は、プロジェクタ10の動作を統括的に制御するためのコンピュータであり、外部から入力されるビデオ信号を適当に加工して、駆動ユニット48、53に適当な制御信号を与え、読出しや書込みのタイミング等を制御して、スクリーンSCにビデオ信号に対応するカラー動画表示等を行わせる。
【0031】
〔第2実施形態〕
以下、第2実施形態のプロジェクタについて説明する。第2実施形態のプロジェクタは、第1実施形態のプロジェクタを変形したものであり、全体としては同様の構造を有するので、異なる部分についてのみ説明する。
【0032】
図5は、本実施形態のプロジェクタに組み込まれるレーザアレイ131の正面図である。このレーザアレイ131には、千鳥配置で発光部131aが形成されている。ここで、発光部131aの個数nは、第1実施形態の場合と同様に、投射画像の解像度等の条件に応じて適宜され、副走査方向に関する総画素数mの自然数分の1の個数とすることが無駄のないアドレッシングの観点から好ましい。
【0033】
レーザアレイ131の発光部131aから射出されたアドレッシング光は、図1に示すスキャンミラー42と同様のスキャンミラーを用いて主走査方向及び副走査方向に走査される。副走査は、1回の主走査が完了した直後に、書込み面20a上において副走査方向にn画素分だけレーザアレイ131の投射位置を移動させることによって行う。書込み面20a上における全副走査の距離は、Y方向の総画素数をmとして、(m−n)画素分(具体的な実施例ではm−n=1080−10=1070)となっている。つまり、副走査方向にn画素づつ(m/n−1)回移動させることより、副走査すなわち全画面の走査が完了する。ここで、各発光部31aに形成された発光領域のZ方向の幅又は直径W2は、各発光部31aの間隔であるピッチをP2として、
W2≒P2
となっている。これにより、アドレッシング光ABを書込み面20a上で隅間無く走査することができる。
【0034】
図6は、第2実施形態におけるアドレッシング光の走査を説明する図である。光アドレッシング液晶20の書込み面20a上には、図5に示すレーザアレイ131の像PAが投射される。つまり、アドレッシング光AB1,AB2,…,ABnの入射位置は、レーザアレイ131に設けた各発光部131aに対応する。アドレッシング光AB1,AB2,…,ABnは、それらの配置置関係を保って±X方向に高速で主走査され、Y方向に低速で副走査される。この結果、アドレッシング光AB1,AB2,…,ABnの軌跡TR,TR2,…,TRnで示したように、全走査によって書込み面20aの全面に画素単位でもれなく書込みが行われる。この際、各アドレッシング光AB1,AB2,…,ABnの入射位置は、副走査方向Yに関して1画素ずつずれて隣接するものとなっている。また、副走査は、n画素単位(図示の例ではn=10)で移動しつつ書込み面20aの縦方向に関する総画素数mを基準として全体でm/n回繰り返される。結果として、副走査の距離は、全体として(m−n)画素に対応する距離になっている。つまり、副走査の距離は、その画面幅の(m−n)/mで足ることになる。
【0035】
〔第3実施形態〕
以下、第3実施形態のプロジェクタについて説明する。第3実施形態のプロジェクタは、第1実施形態や第2実施形態の一部を変更したものである。この場合、図1のスキャン装置40の光学的設計に変更を施すことにより、光アドレッシング液晶20上にアドレッシング光を縮小して投射する。また、図1の発光ダイオード51a、51b、51cや駆動ユニット53に代えて、カラーホールを用いる。
【0036】
図7は、第3実施形態のプロジェクタの全体構造を示すブロック図である。図からも明らかなように、光アドレッシング液晶20の書込み面20a上には、レーザアレイ231の縮小像PAが投影される。この場合、レンズ241の前側焦点位置にスキャンミラー242が配置されており、スキャンミラー242のサイズを小型化することができる。レーザアレイ231この縮小像PAは、スキャンミラー242によって、書込み面20a上における入射位置を調整され、図示の例では、図6に示すタイプの走査が行われるが、各部の寸法等を変更することによって、図4に示すタイプの走査を行わせることもできる。
【0037】
照明部250は、照明光を発生するランプ等の白色光源255と、この白色光源255からの光を時系列的に色分割した照明光CLとして射出させるカラーホイール256と、このカラーホイール256を透過した照明光を効率よく直線偏光に変換する偏光変換素子252と、照明光を所望のビームサイズにして光アドレッシング液晶20の読出し面20bに入射させるレンズ258と、白色光源255等を制御装置70からの指示に基づいて適宜動作させる駆動ユニット253とを備える。なお、カラーホイール256は、制御装置70の制御下で、光源装置30及びスキャン装置40と同期して動作するモータ(不図示)に駆動されて定速で回転している。
【0038】
図8は、カラーホイール256の構造を説明する平面図である。図からも明らかなように、カラーホイール256には、RGBの3色に対応する3つのフィルタ領域256a、256b、256cが形成されている。これらのフィルタ領域256a、256b、256cの間には、NDフィルタ等の遮光体、又は反射ミラー等からなる3つの同一形状の遮光部分256dが形成されている。各遮光部分146dは、スキャン装置40を利用した書き込みのタイミングに一致するように配置されている。また、カラーホイール256のフィルタ領域256a、256b、256cは、それぞれRGBの各色の照明光CLを用いた読出しのタイミングで、白色光源255の正面を順次通過する。これにより、光アドレッシング液晶20の書込み面20aに入射するアドレッシング光ABによる書込みと同期をとりつつ、光アドレッシング液晶20の読出し面20bをRGBの3原色でカラーシーケンシャルに照明する読出しが可能になる。
【0039】
〔第4実施形態〕
図9(a)は、第4実施形態のプロジェクタの要部であるレーザアレイ331の正面図である。このレーザアレイ331には、2つ一組の発光部331aが一定の周期で形成されている。この場合、副走査方向に隣接する一対の画素列が同時に書き込まれるので、光アドレッシング液晶の書込み面における副走査方向の移動は2画素単位となる。また、発光部331aは、副走査方向の総画素数をmとし発光部331aの個数をnとして、2m/nの画素間隔(図示の例では2m/n=10)で周期的に配列されており、副走査は、2画素単位で全体でm/n回繰り返される。
【0040】
一方、図9(b)は、図5に示すレーザアレイ131の配列を変形した正面図である。このレーザアレイ431には、5つ一組の発光部431aが副走査方向に関して一定の傾きを有して繰り返して配置されている。
【0041】
以上実施形態に即して本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、光アドレッシング液晶20として、感光体層の代わりに光起電力層を備えるものを用いることができる。また、レーザアレイ31に代えて、有機EL等からなるアレイ光源によって光源装置30を構成することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施形態に係るプロジェクタを説明する図である。
【図2】光アドレッシング液晶の一例の断面構造を説明する図である。
【図3】光源装置及びスキャン装置の配置関係等を説明する図である。
【図4】アドレッシング光の具体的な走査を説明する図である。
【図5】第2実施形態の装置を構成するレーザアレイの正面図である。
【図6】アドレッシング光の具体的な走査を説明する図である。
【図7】第3実施形態に係るプロジェクタを説明する図である。
【図8】カラーホイールの構造を説明する平面図である。
【図9】(a)、(b)は、第4実施形態を説明する図である。
【符号の説明】
10 プロジェクタ
20 光アドレッシング液晶
30 光源装置
31 レーザアレイ
40 スキャン装置
41 レンズ
42 スキャンミラー
43 アクチュエータ
48 駆動ユニット
50 照明部
51a,51b,51c 発光ダイオード
52 偏光変換素子
60 投射レンズ
65 偏光フィルタ
70 制御装置
AB アドレッシング光
CLa,CLb,CLc 照明光
IL 画像光TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a projector for projecting an image using an optically addressable spatial light modulator such as an optical addressing liquid crystal for writing information using light.
[Prior art]
As a projector that projects an image using an optical address type spatial light modulator, a CRT is arranged facing the writing side of the spatial light modulator, and an image is formed on the CRT to write an image on the spatial light modulator. There is something to do (see, for example, Patent Document 1).
[0001]
As a projector that projects an image using a similar spatial light modulator, there is a projector that scans a spot or a line of laser light, which is intensity-modulated by an image signal, onto the writing side of the spatial light modulator ( Patent Document 2).
[0002]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 5-333337 [Patent Document 2]
JP 2000-196833 A (FIGS. 5 and 6)
[Problems to be solved by the invention]
However, since the projector of the first example has a structure in which the CRT for writing is provided to face the spatial light modulator, not only the size of the optical system for writing is increased, but also the cost is increased.
[0003]
In the case of the projector of the second example in which a spot is made incident on a spatial light modulator, in order to achieve high resolution, high-speed scanning of the spot is required, and the accuracy of the writing position becomes insufficient. It is difficult to achieve high resolution. In the case where the line is made incident on the spatial light modulation element, the scanning or movement of the line can be made slow, but in order to achieve a high resolution, a large number of light emitting elements corresponding to the number of pixels and accompanying Since a driving circuit is required, it is easy to make the characteristics of the respective light emitting elements uniform, and the cost of the light source increases extremely.
[0004]
Therefore, an object of the present invention is to provide a projector that is small, inexpensive, and has high performance.
[0005]
Another object of the present invention is to provide a projector that can easily achieve high resolution.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, a projector according to the present invention includes a spatial light modulator in which optical characteristics change at an incident position of addressing light for writing, and a plurality of light emitting units smaller than the number of pixels in the sub-scanning direction on the same substrate. And an array light source for generating a plurality of addressing lights from the plurality of light emitting units, and an array of the plurality of addressing lights from the array light source being allocated so as to avoid duplication in the sub-scanning direction. A biaxial scanning unit for causing the light to be incident on the device and scanning in the main scanning direction and the sub-scanning direction on the spatial light modulator.
[0007]
Here, the "spatial light modulator" is an optical device represented by a liquid crystal light valve for writing information using light such as an optical addressing liquid crystal, and (1) a portion where addressing light enters, that is, addressing. It has a portion whose characteristics are changed by light, and (2) a portion where the reading light is incident, that is, a portion which modulates the reading light. Note that the liquid crystal light valve is sometimes referred to as a spatial light amplifying element, and such a spatial light amplifying element is a concept included in the “spatial light modulator”. The “main scanning direction” is a direction in which scanning is performed at a relatively high speed, and means the horizontal direction of a normal image. The “sub-scanning direction” is a direction in which scanning is performed at a relatively low speed. , Which means the vertical direction of the normal image.
[0008]
In the above projector, since the array light source has a plurality of light-emitting units on the same substrate, the number of which is smaller than the number of pixels in the sub-scanning direction, the characteristics of each light-emitting unit are smaller than when a large number of light-emitting elements corresponding to the number of pixels are provided. It is easy to arrange them, and the array light source can be made relatively inexpensive. Further, since the addressing light is scanned in the main scanning direction and the sub-scanning direction on the spatial light modulator using the scanning means, an arbitrary image can be written at a high speed by modulating the addressing light, and the image writing portion can be written. The size can be reduced. At this time, the scanning means causes the plurality of addressing lights to be incident on the spatial light modulator in a state where they are assigned so as to avoid overlap in the sub-scanning direction. Despite scanning with a movable amount, scanning of the entire screen can be completed quickly.
[0009]
Further, in the specific aspect of the projector, the scanning unit performs the sub-scanning of the plurality of addressing lights by moving the plurality of addressing lights in the sub-scanning direction so as not to overlap the pixel row for which the main scanning has been completed. . In this case, efficient and quick writing can be performed by effectively using each light emitting unit of the array light source.
[0010]
Further, in the specific aspect of the projector, when the number of the plurality of light-emitting elements is n and the total number of pixels in the sub-scanning direction is m, each light-emitting unit is separated by a predetermined number of pixels in the sub-scanning direction. The scanning unit is arranged corresponding to the discrete pixel positions, and the scanning unit performs sub-scanning at a distance corresponding to about m / n pixels while moving a plurality of scan addressing lights from the array light source in units of one pixel. In this case, the range such as the angle of the sub-scanning can be reduced to n / m times as compared with the sub-scanning of a single spot, and the scanning means having the target operation performance can be provided simply and inexpensively. .
[0011]
Further, in the specific aspect of the projector, each light emitting section has a light emitting area having a size of about n / m times the pitch which is an interval between adjacent light emitting sections in the sub-scanning direction. In this case, efficient writing can be achieved by efficiently addressing the spatial light modulator.
[0012]
In the specific aspect of the projector, when the number of the plurality of light-emitting elements is n and the total number of pixels in the sub-scanning direction is m, each light-emitting unit is located at a pixel position adjacent and continuous in the sub-scanning direction. The scanning unit is arranged correspondingly, and performs sub-scanning at a distance corresponding to about (mn) pixels while moving a plurality of addressing lights from the array light source in units of n pixels. In this case, the range such as the angle of the sub-scanning can be reduced to about (m-n) / m times as compared with the sub-scanning of the single spot, and the scanning means of the target operation performance can be simply and inexpensively. Can be provided. Further, since the distance between the pixel rows in the main scanning direction in the sub-scanning direction is stable, unevenness is less likely to occur in the written image.
[0013]
In the specific aspect of the projector, each light emitting unit has a light emitting area of a size corresponding to a pitch that is an interval between adjacent light emitting units in the sub-scanning direction. In this case, efficient writing can be achieved by efficiently addressing the spatial light modulator.
[0014]
In the specific aspect of the projector, the total number m of pixels is a multiple of the number n. In this case, the entire screen can be efficiently scanned by sub-scanning divided m / n times.
[0015]
Further, in the specific aspect of the projector, the sequential illumination means for repeatedly inputting the color-separated readout light of each color to the spatial light modulator in time series, the timing of writing by the array light source and the scanning means, and the sequential illumination means Control means for controlling the timing of reading. In this case, the sequential illuminating means repeatedly reads the color-separated readout light of each color into the spatial light modulator in a time series manner, so that not only the projector can be constituted by only a single spatial light modulator but also the addressing. , The color breakup can be reduced.
[0016]
In a specific aspect of the projector, the scanning unit is disposed near the focal point of the lens system, and a lens system for condensing a plurality of addressing lights from the array light source on the spatial light modulator and entering the spatial light modulator. And a scan mirror for deflecting the addressing light from the array light source. In this case, since the scan mirror is arranged near the focal position of the lens system, the size of the scan mirror can be reduced, and the addressing, that is, writing can be speeded up.
[0017]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
[First Embodiment]
FIG. 1 is a block diagram conceptually illustrating the overall structure of the
[0018]
FIG. 2 is a sectional structural view showing an example of the optical addressing
[0019]
The outline of the fabrication of the optical addressing
[0020]
When writing to the optical addressing
[0021]
Returning to FIG. 1, the
[0022]
The
[0023]
Here, the
[0024]
FIG. 3 is a diagram for explaining an arrangement relationship and the like of elements constituting the
[0025]
Here, the number n of the
[0026]
The
W1 ≒ (n / m) × P1
It has become. By setting the
[0027]
FIG. 4 is a diagram specifically illustrating scanning of the addressing light AB by the
[0028]
Returning to FIG. 1, the
[0029]
The image light IL reflected by the optical addressing
[0030]
The
[0031]
[Second embodiment]
Hereinafter, a projector according to the second embodiment will be described. The projector according to the second embodiment is a modification of the projector according to the first embodiment, and has the same structure as a whole. Therefore, only different parts will be described.
[0032]
FIG. 5 is a front view of the laser array 131 incorporated in the projector of the embodiment. In the laser array 131, light emitting
[0033]
The addressing light emitted from the
W2 ≒ P2
It has become. Thus, the addressing light AB can be scanned on the
[0034]
FIG. 6 is a diagram illustrating scanning of addressing light in the second embodiment. The image PA of the laser array 131 shown in FIG. 5 is projected on the
[0035]
[Third embodiment]
Hereinafter, a projector according to the third embodiment will be described. The projector according to the third embodiment is obtained by partially changing the first embodiment and the second embodiment. In this case, by changing the optical design of the
[0036]
FIG. 7 is a block diagram illustrating the overall structure of the projector according to the third embodiment. As is clear from the figure, a reduced image PA of the
[0037]
The
[0038]
FIG. 8 is a plan view illustrating the structure of the
[0039]
[Fourth embodiment]
FIG. 9A is a front view of a
[0040]
On the other hand, FIG. 9B is a front view in which the arrangement of the laser array 131 shown in FIG. 5 is modified. In the
[0041]
Although the present invention has been described with reference to the embodiment, the present invention is not limited to the above embodiment. For example, as the optical addressing
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating a projector according to a first embodiment.
FIG. 2 is a diagram illustrating a cross-sectional structure of an example of an optical addressing liquid crystal.
FIG. 3 is a diagram illustrating an arrangement relationship and the like of a light source device and a scanning device.
FIG. 4 is a diagram illustrating specific scanning of addressing light.
FIG. 5 is a front view of a laser array constituting the device of the second embodiment.
FIG. 6 is a diagram illustrating specific scanning of addressing light.
FIG. 7 is a diagram illustrating a projector according to a third embodiment.
FIG. 8 is a plan view illustrating the structure of a color wheel.
FIGS. 9A and 9B are diagrams illustrating a fourth embodiment.
[Explanation of symbols]
Claims (9)
副走査方向の画素数よりも少ない複数の発光部を同一基板上に有するとともに、当該複数の発光部から複数のアドレッシング光をそれぞれ発生させるアレイ光源と、
前記アレイ光源からの前記複数のアドレッシング光を、副走査方向に関して重複を回避するように割り当てた配列で前記空間光変調装置上に入射させるとともに、当該空間光変調装置上で主走査方向及び副走査方向に走査させる2軸型のスキャン手段と
を備えるプロジェクタ。A spatial light modulator in which the optical characteristics change at the point of incidence of the addressing light for writing,
An array light source that has a plurality of light emitting units smaller than the number of pixels in the sub-scanning direction on the same substrate, and generates a plurality of addressing lights from the plurality of light emitting units,
The plurality of addressing lights from the array light source are incident on the spatial light modulator in an array assigned to avoid overlap in the sub-scanning direction, and the main scanning direction and the sub-scanning on the spatial light modulator. A two-axis type scanning means for scanning in a direction.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2003011235A JP2004226486A (en) | 2003-01-20 | 2003-01-20 | Projector |
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Publications (1)
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006108781A (en) * | 2004-09-30 | 2006-04-20 | Sumitomo Osaka Cement Co Ltd | Projector |
JP2008235633A (en) * | 2007-03-22 | 2008-10-02 | Seiko Epson Corp | Laser chip, laser module, method of manufacturing laser module, and projector |
-
2003
- 2003-01-20 JP JP2003011235A patent/JP2004226486A/en not_active Withdrawn
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