JP2004226486A - Projector - Google Patents

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JP2004226486A
JP2004226486A JP2003011235A JP2003011235A JP2004226486A JP 2004226486 A JP2004226486 A JP 2004226486A JP 2003011235 A JP2003011235 A JP 2003011235A JP 2003011235 A JP2003011235 A JP 2003011235A JP 2004226486 A JP2004226486 A JP 2004226486A
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Japanese (ja)
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Masatoshi Yonekubo
政敏 米窪
Takashi Takeda
高司 武田
Tetsuro Yamazaki
哲朗 山▲崎▼
Daisuke Uchikawa
大介 内川
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Seiko Epson Corp
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Seiko Epson Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a projector which is compact, inexpensive and yet has high performance. <P>SOLUTION: The laser array 31 of the projector has, on the same substrate, a plurality of light emitting elements 31a the number of which is smaller than the number of pixels in subscanning direction, and thus the characteristics of each the light emitting elements 31a are easily uniformized compared with the case where a large number of light emitting elements corresponding to the pixels are provided, the laser array 31 is consequently made comparatively inexpensive. Further, a light addressing liquid crystal 20 is scanned with addressing light AB by the use of a scanning device 40 in the main scanning direction and the subscanning direction, and thus an arbitrary image is written in at high speed by the modulation of the addressing light AB and an image write-in part is miniaturized. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

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 projector 10 according to the first embodiment. The projector 10 includes an optical addressing liquid crystal 20 that is a spatial light modulator, a light source device 30 that is an array light source, a scanning device 40 that is a scanning unit, an illumination unit 50 that is a sequential illumination unit, a projection lens 60, A control device 70 as control means.
[0018]
FIG. 2 is a sectional structural view showing an example of the optical addressing liquid crystal 20 shown in FIG. The optical addressing liquid crystal 20 has a holding property for maintaining a written state for a certain period of time, and a photoconductor layer 25, a mirror layer 26 and a liquid crystal are interposed between a pair of flat glass plates 21 and 22 via transparent electrodes 23 and 24. The laminated structure with the layer 27 is sandwiched. Then, an AC voltage is applied between the pair of transparent electrodes 23 and 24.
[0019]
The outline of the fabrication of the optical addressing liquid crystal 20 is as follows. First, a transparent electrode 23, a photoconductor layer 25, and a mirror layer 26 are sequentially formed on one flat glass 21, and a transparent electrode 24 is formed on the other flat glass 22. Thereafter, the liquid crystal layer 27 is injected and sealed in a gap between the flat glass plates 21 and 22 with the mirror layer 26 and the transparent electrode 24 facing each other, thereby completing the optical addressing liquid crystal 20.
[0020]
When writing to the optical addressing liquid crystal 20, the addressing light AB from the scanning device 40 shown in FIG. 1 is incident on the surface of the plate glass 21 on the writing side, and the photosensitive layer 25 is conductive in the incident area of the addressing light AB. . As a result, a voltage is applied to the corresponding region of the liquid crystal layer 27 behind this region, and the polarization characteristics of this corresponding region are switched. At this time, if the photoreceptor layer 25 and the liquid crystal layer 27 have a certain holding property, the state of the liquid crystal layer 27, that is, the polarization characteristics, can be maintained for a certain time or more after the addressing light AB passes. At the time of reading from the optical addressing liquid crystal 20 thereafter, the colored illumination light CL from the illumination unit 50 of FIG. The light is modulated at 27 and emitted as image light IL.
[0021]
Returning to FIG. 1, the light source device 30 includes a laser array 31 extending in a line in the Z direction. The laser array 31 is an array light source composed of a surface emitting laser or the like integrally formed on a semiconductor substrate using a semiconductor manufacturing process, and is modulated according to the luminance of a pixel being written in an image to be projected. The generated plurality of laser lights are generated as addressing light. The wavelength of the addressing light generated from the laser array 31 is appropriately selected in consideration of the spectral characteristics of the photoconductor layer 25 provided on the optical addressing liquid crystal 20.
[0022]
The scanning device 40 includes a lens 41 for enlarging the laser light from the light source device 30 and projecting the laser light on the writing surface 20a of the optical addressing liquid crystal 20, a two-axis drive type scan mirror 42 for reflecting the laser light passing through the lens 41, And an actuator 43 for adjusting the angle of the scan mirror 42 with respect to the two axes XY. The actuator 43 is appropriately driven by a drive unit 48 that operates based on an instruction from the control device 70. The drive unit 48 also has a role of controlling the operation of the light source device 30, and modulates the intensity of each addressing light AB emitted from the laser array 31 according to the luminance distribution of the image of each color of RBG. At this time, the drive unit 48 can operate the light source device 30 and the actuator 43 in synchronization with each other, and modulate the intensity of the addressing light AB according to the pixel position where the addressing light AB is incident on the writing surface 20a every moment. I do.
[0023]
Here, the scan mirror 42 is a biaxial tilt mirror device, and can be configured by, for example, a MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) element formed integrally with the actuator 43 by using a known thin film manufacturing process on a semiconductor substrate. . The scan mirror 42 can cause the addressing light AB from the light source device 30 to be incident in an array at an appropriate pixel position on the writing surface 20a of the optical addressing liquid crystal 20, thereby enabling high-speed scanning of the addressing light AB. .
[0024]
FIG. 3 is a diagram for explaining an arrangement relationship and the like of elements constituting the light source device 30 and the scanning device 40. The laser array 31 included in the light source device 30 has a large number of light emitting units 31a. These light emitting portions 31a are arranged in a straight line at equal intervals in the Z direction. The addressing light AB emitted from each light emitting unit 31a passes through the lens 41 and is incident on the scan mirror 42 while being converged, and forms an enlarged image of the laser array 31 on the writing surface 20a of the optical addressing liquid crystal 20. In a specific embodiment, the magnification of the projected image of the laser array 31 is doubled by adjusting the arrangement of the laser array 31 and the like. In this system, since the scan mirror 42 is disposed at the rear focal position of the lens 41, the addressing light AB emitted in the front direction (-Y direction) of each light emitting unit 31a is all at the center of the scan mirror 42. The incident light almost coincides. By adopting such a telecentric arrangement, the scan mirror 42 can be made the minimum size, so that the responsiveness of the scan mirror 42, that is, the scanning speed can be increased.
[0025]
Here, the number n of the light emitting units 31a is appropriately determined according to conditions such as the resolution of the projected image. For example, when the total number m of pixels in the sub-scanning direction, that is, the Y direction is 1080, the number of the light emitting units 31a is “1 / (arbitrary natural number)” (specifically, 54, 108, 216, etc.). Is preferable from the viewpoint of efficient writing, that is, addressing without waste.
[0026]
The scan mirror 42 scans the writing surface 20a side of the optical addressing liquid crystal 20 in units of pixels by gradually performing scanning in the sub-scanning direction Y while repeating scanning in the main scanning direction X using the addressing light AB. . By such scanning, writing of one screen, that is, writing of a frame of a certain color is completed. Here, the relatively slow sub-scan is performed by moving the projection position of the laser array 31 by one pixel in the Y direction on the writing surface 20a immediately after one main scan is completed. The total sub-scanning distance on the writing surface 20a is (m / n) pixels where m is the total number of pixels in the sub-scanning direction Y. That is, the sub-scanning, that is, the scanning of the entire screen is completed by moving the pixel by one pixel (m / n-1) times in the Y direction. Here, the width or diameter W1 in the Z direction of the light emitting region formed in each light emitting unit 31a is defined as P1 which is the pitch between the light emitting units 31a.
W1 ≒ (n / m) × P1
It has become. By setting the light emitting unit 31a to such a size, the addressing light AB can be scanned on the writing surface 20a without any corners.
[0027]
FIG. 4 is a diagram specifically illustrating scanning of the addressing light AB by the scanning device 40. An image PA of the laser array 31 shown in FIG. 3 is projected on the writing surface 20a of the optical addressing liquid crystal 20. That is, the incident positions of the addressing lights AB1, AB2,..., ABn correspond to the arrangement of the respective light emitting units 31a provided on the laser array 31. The addressing light beams AB1, AB2,..., ABn are main-scanned at a high speed in the ± X direction and sub-scanned at a low speed in the Y direction as described above, while maintaining their positional relationship. As a result, as shown by the trajectories TR, TR2,..., TRn of the addressing lights AB1, AB2,..., ABn, the writing can be performed on the entire writing surface 20a when the entire scanning is completed. At this time, the incident position of the addressing light AB1, AB2,..., ABn is determined based on the total number m of pixels in the vertical direction of the writing surface 20a with reference to (m / n) pixels in the sub-scanning direction Y ((m / n in the illustrated example). / N) = 10). Correspondingly, the sub-scanning is repeated (m / n) times as a whole while moving in units of one pixel, so that the distance of the sub-scanning is the distance corresponding to the (m / n) pixels as a whole. It has become. That is, the sub-scanning distance is sufficient for (1 / n) of the screen width.
[0028]
Returning to FIG. 1, the illumination unit 50 efficiently converts the three light emitting diodes 51a, 51b, 51c, which are solid state light emitting elements, and the illumination light emitted from the light emitting diodes 51a, 51b, 51c into linearly polarized light. It includes a polarization conversion element 52 and a drive unit 53 that appropriately emits light from each of the light emitting diodes 51a, 51b, and 51c based on an instruction from the control device 70. Here, the light emitting diodes 51a, 51b, and 51c respectively generate RGB colors. The illumination light CLa, CLb, CLc of each color from the light emitting diodes 51a, 51b, 51c is made uniform distribution through an optical system (not shown) built in or external to them, and the polarization conversion element 52 and the polarization filter The light passes through 65 and is uniformly incident on the reading surface 20b of the optical addressing liquid crystal 20. The drive unit 53 controls the operation of each of the light emitting diodes 51a, 51b, 51c to adjust the light emission timing of the illumination light CLa, CLb, CLc. That is, the drive unit 53 synchronizes with the addressing light AB from the scanning unit 40 or the like incident on the writing surface 20a of the optical addressing liquid crystal 20, and sets the reading surface 20b of the optical addressing liquid crystal 20 in the three primary colors of RGB in a color sequential manner. Light up. Note that, during writing by irradiating the addressing light AB, it is preferable that the illumination light CLa, CLb, and CLc are not made incident, and that the illumination light CLa, CLb, and CLc are made incident after the writing is completed and reading is performed from the viewpoint of image writing stability. However, it is also possible to control to perform writing and reading simultaneously in parallel.
[0029]
The image light IL reflected by the optical addressing liquid crystal 20 and passing through the polarizing filter 65 is modulated in accordance with the luminance distribution of the image of each color, is projected on the screen SC via the projection lens 60, and is RGB Is formed by combining the three primary colors.
[0030]
The control device 70 is a computer for generally controlling the operation of the projector 10. The control device 70 appropriately processes an externally input video signal, supplies appropriate control signals to the drive units 48 and 53, and performs readout and readout. The writing timing and the like are controlled to cause the screen SC to display a color moving image corresponding to the video signal.
[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 portions 131a are formed in a staggered arrangement. Here, as in the first embodiment, the number n of the light emitting units 131a is appropriately determined according to conditions such as the resolution of the projected image, and is equal to one-nth of the natural number m of the total number of pixels m in the sub-scanning direction. Is preferable from the viewpoint of efficient addressing.
[0033]
The addressing light emitted from the light emitting unit 131a of the laser array 131 is scanned in the main scanning direction and the sub-scanning direction using a scan mirror similar to the scan mirror 42 shown in FIG. The sub-scan is performed by moving the projection position of the laser array 131 by n pixels in the sub-scan direction on the writing surface 20a immediately after one main scan is completed. The total sub-scanning distance on the writing surface 20a is (mn) pixels (m-n = 1080-10 = 1070 in a specific embodiment), where m is the total number of pixels in the Y direction. That is, the sub-scanning, that is, the scanning of the entire screen is completed by moving the pixel by n pixels (m / n-1) times in the sub-scanning direction. Here, the width or diameter W2 in the Z direction of the light emitting region formed in each light emitting unit 31a is defined as P2, where P2 is the pitch between the light emitting units 31a.
W2 ≒ P2
It has become. Thus, the addressing light AB can be scanned on the writing surface 20a without any corners.
[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 writing surface 20a of the optical addressing liquid crystal 20. That is, the incident positions of the addressing lights AB1, AB2,..., ABn correspond to the respective light emitting units 131a provided on the laser array 131. The addressing light beams AB1, AB2,..., ABn are main-scanned at high speed in the ± X direction and sub-scanned at low speed in the Y direction while maintaining their positional relationship. As a result, as shown by the trajectories TR, TR2,..., TRn of the addressing lights AB1, AB2,. At this time, the incident positions of the addressing lights AB1, AB2,..., ABn are adjacent to each other with a shift of one pixel in the sub-scanning direction Y. The sub-scan is repeated m / n times in total on the basis of the total number m of pixels in the vertical direction of the writing surface 20a while moving in units of n pixels (n = 10 in the illustrated example). As a result, the sub-scanning distance is a distance corresponding to (mn) pixels as a whole. That is, the sub-scanning distance is sufficient by (mn) / m of the screen width.
[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 scanning device 40 in FIG. 1, the addressing light is reduced and projected on the optical addressing liquid crystal 20. Further, a color hole is used instead of the light emitting diodes 51a, 51b, 51c and the driving unit 53 of FIG.
[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 laser array 231 is projected on the writing surface 20a of the optical addressing liquid crystal 20. In this case, the scan mirror 242 is arranged at the front focal position of the lens 241 and the size of the scan mirror 242 can be reduced. Laser array 231 This reduced image PA is adjusted in its incident position on the writing surface 20a by a scan mirror 242, and in the example shown in the figure, scanning of the type shown in FIG. 6 is performed. Thus, scanning of the type shown in FIG. 4 can be performed.
[0037]
The illumination unit 250 includes a white light source 255 such as a lamp that generates illumination light, a color wheel 256 that emits light from the white light source 255 as illumination light CL that is color-separated in time series, and transmitted through the color wheel 256. A polarization conversion element 252 for efficiently converting the converted illumination light into linearly polarized light, a lens 258 for converting the illumination light into a desired beam size and entering the readout surface 20b of the optical addressing liquid crystal 20, a white light source 255, and the like from the control device 70. And a drive unit 253 that is operated appropriately based on the instruction. The color wheel 256 is driven by a motor (not shown) that operates in synchronization with the light source device 30 and the scanning device 40 under the control of the control device 70, and rotates at a constant speed.
[0038]
FIG. 8 is a plan view illustrating the structure of the color wheel 256. As is clear from the figure, the color wheel 256 is formed with three filter regions 256a, 256b, 256c corresponding to three colors of RGB. Between these filter regions 256a, 256b, 256c, a light-shielding body such as an ND filter or three light-shielding portions 256d of the same shape made of a reflection mirror and the like are formed. Each light-shielding portion 146d is arranged so as to coincide with the writing timing using the scanning device 40. The filter regions 256a, 256b, 256c of the color wheel 256 sequentially pass through the front of the white light source 255 at the timing of reading using the illumination light CL of each color of RGB. As a result, it becomes possible to perform reading by illuminating the reading surface 20b of the optical addressing liquid crystal 20 with the three primary colors of RGB in a color sequential manner while synchronizing with writing by the addressing light AB incident on the writing surface 20a of the optical addressing liquid crystal 20.
[0039]
[Fourth embodiment]
FIG. 9A is a front view of a laser array 331, which is a main part of the projector according to the fourth embodiment. In the laser array 331, a pair of light emitting units 331a is formed at a constant period. In this case, a pair of pixel rows adjacent to each other in the sub-scanning direction are simultaneously written, so that the movement of the optical addressing liquid crystal on the writing surface in the sub-scanning direction is in units of two pixels. The light emitting units 331a are periodically arranged at a pixel interval of 2 m / n (2 m / n = 10 in the illustrated example), where m is the total number of pixels in the sub-scanning direction, and n is the number of light emitting units 331a. The sub-scanning is repeated m / n times in units of two pixels.
[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 laser array 431, a set of five light emitting units 431a is repeatedly arranged with a constant inclination in the sub-scanning direction.
[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 liquid crystal 20, a liquid crystal having a photovoltaic layer instead of the photoconductor layer can be used. Further, instead of the laser array 31, the light source device 30 can be configured by an array light source made of an organic EL or the like.
[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]
Reference Signs List 10 Projector 20 Optical addressing liquid crystal 30 Light source device 31 Laser array 40 Scanning device 41 Lens 42 Scan mirror 43 Actuator 48 Drive unit 50 Illumination unit 51a, 51b, 51c Light emitting diode 52 Polarization conversion element 60 Projection lens 65 Polarization filter 70 Control unit AB Addressing Light CLa, CLb, CLc Illumination light IL Image light

Claims (9)

書き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、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.
前記スキャン手段は、前記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前記副走査方向に移動させることによって、前記複数のアドレッシング光の副走査を行うことを特徴とする請求項1記載のプロジェクタ。The scanning unit performs sub-scanning of the plurality of addressing lights by moving the plurality of addressing lights in the sub-scanning direction such that the plurality of addressing lights do not overlap with a pixel row for which main scanning has already been completed. Item 3. The projector according to Item 1. 前記複数の発光素子の個数をnとし、前記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、前記スキャン手段は、前記アレイ光源からの前記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とを特徴とする請求項1及び請求項2のいずれか記載のプロジェクタ。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 corresponds to a discrete pixel position separated by a predetermined number of pixels in the sub-scanning direction. Each of the plurality of scan addressing lights arranged from the array light source performs sub-scanning at a distance corresponding to about m / n pixels while moving the plurality of scan addressing lights from the array light source in units of one pixel. 3. The projector according to claim 1 or claim 2. 各発光部は、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とを特徴とする請求項3記載のプロジェクタ。4. The projector according to claim 3, wherein each light-emitting unit has a light-emitting area having a size of about n / m times a pitch that is an interval between adjacent light-emitting units in the sub-scanning direction. 前記複数の発光素子の個数をnとし、前記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、前記スキャン手段は、前記アレイ光源からの前記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)画素分の距離に対応する副走査を行うことを特徴とする請求項1及び請求項2のいずれか記載のプロジェクタ。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 arranged corresponding to a pixel position adjacent and continuous in the sub-scanning direction, and The scanning means performs sub-scanning corresponding to a distance of about (mn) pixels while moving the plurality of addressing lights from the array light source in units of n pixels. Item 3. The projector according to any one of Items 2. 各発光部は、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とを特徴とする請求項5記載のプロジェクタ。The projector according to claim 5, wherein each light emitting unit has a light emitting area having a size corresponding to a pitch that is an interval between adjacent light emitting units in the sub-scanning direction. 総画素数mは、個数nの倍数であることを特徴とする請求項3から請求項6のいずれか記載のプロジェクタ。7. The projector according to claim 3, wherein the total number m of pixels is a multiple of the number n. 色分割した各色の読出し光を前記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、前記アレイ光源及び前記スキャン手段による書込みのタイミングと前記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請求項1から請求項7のいずれか一項記載のプロジェクタ。A sequential illuminating means for repeatedly inputting the read light of each color in the spatial light modulator in a time-series manner, and controlling a writing timing by the array light source and the scanning means and a reading timing by the sequential illuminating means; The projector according to any one of claims 1 to 7, further comprising a control unit that performs control. 前記スキャン手段は、前記アレイ光源からの前記複数のアドレッシング光を前記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、当該レンズ系の焦点位置近傍に配置されるとともに前記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請求項1から請求項8のいずれか一項記載のプロジェクタ。The scanning unit is a lens system that collects and inputs the plurality of addressing lights from the array light source to the spatial light modulator, and is disposed near a focal position of the lens system and receives light from the array light source. 9. The projector according to claim 1, further comprising a scan mirror for deflecting the addressing light.
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JP2008235633A (en) * 2007-03-22 2008-10-02 Seiko Epson Corp Laser chip, laser module, method of manufacturing laser module, and projector

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