JP2004233524A

JP2004233524A - Projector

Info

Publication number: JP2004233524A
Application number: JP2003020434A
Authority: JP
Inventors: Daisuke Uchikawa; 大介内川; Takashi Takeda; 高司武田
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2003-01-29
Filing date: 2003-01-29
Publication date: 2004-08-19

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a projector which has a high performance despite being compact and inexpensive. <P>SOLUTION: Addressing light beams ABa, ABb and ABc are made incident on the back face of a light addressing liquid crystal 20 with a clearance of one pixel in the Y-direction of subscanning. The incident points of the addressing light beams ABa, ABb and ABc move in the X-direction of main scanning at a constant speed. Illumination light beams CLa, CLb and CLc are also made incident on a readout face 20b with a clearance of one pixel in the Y-direction of subscanning direction. The incident points of the respective illumination light beams CLa, CLb and CLc move at a constant speed in the X-direction. In this case, the respective illumination light beams are made incident on the positions which are dislocated with respect to the addressing light beams by several pixels in the X-direction. As a result, a readout with the illumination light beams is performed with a time delay of scanning time equivalent to several pixels after the writing-in with the addressing light beams. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【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ス型の空間光変調装置を用いてカラー等の画像表示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装置を用いて画像を投影するプロジェクタとして、空間光変調装置の書込み側にＣＲＴを対面配置し、ＣＲＴに画像を形成することによって、空間光変調装置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）。
【０００２】
また、同様の空間光変調装置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を空間光変調装置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）。
【０００３】
【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
【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を空間光変調装置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。
【０００４】
また、第２例のプロジェクタは、空間光変調装置を一様に照明して読出しを行っているが、スキャンによる書込みは非一様なものにならざるを得ない。すなわち、空間光変調装置に書込まれた情報は時間とともに減衰するので、スキャンの初めと終わりで投射像の明るさが異なるものとなり、表示ムラやコントラスト低下が発生する。なお、空間光変調装置に１フレームのスキャン時間程度の保持性を持たせることも考えられるが、そのような保持性に起因して空間光変調装置の応答性が低下し、これへの書込みに時間がかかることになり、動画表示の場合など残像が見えてしまう。
【０００５】
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。
【０００６】
また、本発明は、表示ムラがなく高いコントラスト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。
【０００７】
【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、アドレッシング光を空間光変調装置上に入射させて、この空間光変調装置上でスキャンさせることによって書込みを行うアドレッシング手段と、読出し光を空間光変調装置上に入射させて、この空間光変調装置上でスキャンさせることにより読出しを行う照明手段と、アドレッシング手段による１フレームの書込み中において、照明手段によるスキャンを、アドレッシング手段による対応個所のスキャンに追従させる制御手段とを備える。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を有している。なお、光を用いて情報の書込みを行うライトバルブは、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。
【０００８】
上記プロジェクタでは、アドレッシング光を空間光変調装置上でスキャンさせて書込みを行うので、アドレッシング光の変調によって任意の画像を所望の解像度で高速に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。また、照明手段が読出し光をスキャンするとともに、制御手段が、照明手段によるスキャンをアドレッシング手段による対応個所のスキャンに追従させるので、書込みのスキャンと読出しのスキャンとを比較的少ない時間差で漸次行うことができる。つまり、空間光変調装置の保持性に合わせた読出しが可能になり、鮮明で高いコントラストの画像を投射することができる。
【０００９】
また、上記プロジェクタの具体的態様によれば、アドレッシング手段が、アドレッシング光を点状又は線状にして空間光変調装置の一方面上に入射させる。この場合、アドレッシング光を変調しつつ走査することで、簡易かつ迅速な書き込みが可能になる。
【００１０】
また、上記プロジェクタの別の具体的態様によれば、照明手段が、読出し光を点状又は線状にして空間光変調装置の他方面上に入射させる。この場合、読出し光を面状にして空間光変調装置に入射させないので、読出し光を例えば可干渉性を有するレーザ光としても、スペックルの発生を低減することができ、高輝度で表示ムラのない画像を達成することができる。
【００１１】
また、上記プロジェクタの別の具体的態様によれば、アドレッシング手段が、各色に対応するアドレッシング光を空間光変調装置の一方面上に所定の第１配列で入射させ、照明手段が、各色ごとの読出し光を空間光変調装置の他方面上に所定の第１配列に対応する所定の第２配列で入射させる。この場合、単一の空間光変調装置を用いてカラー画像を実現することができる。また、同時に３色の読出しが行われるので、明るい画像を投射することができる。また、アドレッシング光の第１配列と読出し光の第２配列とが対応するので、各色の書込みと読出しのタイミング差を一致させることができ、各色を格差なく投射することができる。
【００１２】
また、上記プロジェクタの別の具体的態様によれば、照明手段が、各色の読出し光をそれぞれ発生する複数の光源と、各光源からの読出し光を空間光変調装置上で移動させるスキャン装置とを備える。この場合、各色ごとに個別に設けた光源からの読出し光を利用するので、読出し光を空間光変調装置上に照射するタイミングを自在にしかも極めて精密に調節することができる。
【００１３】
また、上記プロジェクタの別の具体的態様によれば、アドレッシング手段が、各色に対応するアドレッシング光を、空間光変調装置の枠の一辺に平行に延在するとともに所定間隔だけ離間する複数の走査線又は光条として空間光変調装置上に入射させ、照明手段が、各色ごとの読出し光を、アドレッシング光の走査線にそれぞれ対応する複数の走査線又は光条にして、所定の時間差で空間光変調装置上に入射させる。この場合、各色ごとに適当に間引かれて照射されるアドレッシング光に引き続いてそれぞれに対応する色の読出し光を照射することができるので、アドレッシング光と読出し光とを互い違いとした一群のものとして照射することができる。よって、各色ごとの書込み及び読出しを上記所定の時間差で同時並行して効率よく行うことができ、カラーブレークアップの発生を簡単に低減できる。
【００１４】
また、上記プロジェクタの別の具体的態様によれば、アドレッシング手段が、各色に対応するアドレッシング光を、複数の走査線として、各色ごとの読出し光の入射位置に先行して隣接する各画素列にそれぞれ入射させる。この場合、カラーブレークアップの発生をさらに確実に低減できる。
【００１５】
また、上記プロジェクタの別の具体的態様によれば、照明手段が、白色光源とカラーリキャプチャ型のカラーホイール装置とを備える。ここで、「カラーリキャプチャ型のカラーホイール装置」とは、ＲＧＢフィルタゾーンを渦巻状に配置したカラーホイールと、矩形筒状の内側反射面を有すインテグレータとを有する色分割装置を意味する。この場合、簡易に各色を分割して効率よく同時に空間光変調装置上に入射させることができ、色分割した照明光の帯状ゾーンをその短手方向に移動させるスキャンが簡単に実現する。
【００１６】
また、上記プロジェクタの別の具体的態様によれば、読出し光が、ＬＥＤ又はレーザ素子から発生される。この場合、この場合、照明光の輝度や発光タイミングを極めて精密に制御することができる。
【００１７】
また、上記プロジェクタの別の具体的態様によれば、アドレッシング光が、レーザ素子、ＬＥＤ又はＥＬ素子から発生される。この場合、アドレッシング光の強度や発光タイミングを極めて精密に制御することができる。
【００１８】
【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、アドレッシング手段である書込み部３０と、照明手段である照明部４０と、投射レンズ５０と、制御装置６０とを備える。
【００１９】
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比較的短い一定時間保持することができ、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。
【００２０】
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側を内側にして対向させた隙間に、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。
【００２１】
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の書込み部３０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の導電性が低下する。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は通常保持性を有するので、アドレッシング光ＡＢが通過した後も比較的短時間であれば液晶層２７の光学状態すなわち偏光特性を維持することができる。光アドレッシング液晶２０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４０からの走査型の照明光ＣＬを入射させる。この照明光ＣＬは、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として射出する。
【００２２】
なお、光アドレッシング液晶２０は、図２に例示される構造に限らず各種構造の空間光変調装置とすることができる。例えば、感光体層２５は、光起電力層に置き換えることができる。
【００２３】
図３は、光アドレッシング液晶２０の動作特性を示すグラフである。横軸は時間を表し、縦軸は反射（読出し）強度又は書込光強度を示す。なお、実線の反射強度は、図２に示す光アドレッシング液晶２０の読出し側に偏向板等を配置した場合における画像光ＩＬの照明光ＣＬに対する比として与えられる。また、点線の書込み光強度は、光アドレッシング液晶２０の書込み側に入射させるアドレッシング光ＡＢの強度に相当する。
【００２４】
グラフからも明らかなように、アドレッシング光である入射光がパルス状に一定期間入射した場合、図２の光アドレッシング液晶２０の反射特性は、アドレッシング光がＯＮとなるタイミングから一定時間遅れて立ち上がり、アドレッシング光がＯＦＦとなるタイミングから一定時間遅れて立ち下がる。特に反射特性の立下がりは、完全な階段状でなく、一定時間強度がほぼ維持されるとともに反射強度が指数的に漸減するテールを有する。つまり、光アドレッシング液晶２０は、アドレッシング光による書込み後に一定時間情報を保持できるが、その後は情報が消去されるので、情報が保持されている間に照明光を入射させて読出しを行わなければならない。
【００２５】
図１に戻って、書込み部３０は、各色の画像に対応して変調したレーザ光をそれぞれ発生する３つのレーザ光源３１ａ、３１ｂ、３１ｃと、各レーザ光源３１ａ、３１ｂ、３１ｃからのレーザ光を反射するスキャンミラー３２と、スキャンミラー３２の角度を調節するアクチュエータ３３と、レーザ光源３１やアクチュエータ３３を制御装置６０からの指示に基づいて適宜駆動する駆動ユニット３５とを備える。
【００２６】
ここで、各レーザ光源３１ａ、３１ｂ、３１ｃは、それぞれ同一のレーザダイオードで構成され、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発生波長が選択される。３つのレーザ光源３１ａ、３１ｂ、３１ｃは、Ｚ方向に適当な間隔で配列されている。これは、後述するように、光アドレッシング液晶２０の書込み面２０ａにおいて、Ｙ方向に所定間隔で配列される３つのスポットを形成するためである。なお、これらのレーザ光源３１ａ、３１ｂ、３１ｃは、ＬＥＤ素子やＥＬ素子に置き換えることができる。
【００２７】
スキャンミラー３２は、例えば半導体基板上に薄膜作製プロセスによりアクチュエータ３３と一体的に形成されたＭＥＭＳ（ＭｉｃｒｏＥｌｅｃｔｒｏＭｅｃｈａｎｉｃａｌＳｙｓｔｅｍｓ）素子とすることができる。このスキャンミラー３２により、各レーザ光源３１ａ、３１ｂ、３１ｃからのアドレッシング光ＡＢａ、ＡＢｂ、ＡＢｃを光アドレッシング液晶２０の書込み面２０ａの任意の位置に３つ一組として入射させることができ、各アドレッシング光ＡＢａ、ＡＢｂ、ＡＢｃの高速スキャンを可能にする。なお、これらのアドレッシング光ＡＢａ、ＡＢｂ、ＡＢｃは、光アドレッシング液晶２０の書込み面２０ａにおいて、Ｙ方向に所定の間隔で配列される微細スポットを形成する。
【００２８】
駆動ユニット３５は、各レーザ光源３１ａ、３１ｂ、３１ｃの動作を制御して、各アドレッシング光ＡＢａ、ＡＢｂ、ＡＢｃの強度をＲＢＧの各色の画像の輝度分布に応じてそれぞれ変調する。この際、この駆動ユニット３５は、レーザ光源３１とアクチュエータ３３とを同期させて動作させることができ、各アドレッシング光ＡＢａ、ＡＢｂ、ＡＢｃが刻々と入射する画素位置に応じて各アドレッシング光ＡＢａ、ＡＢｂ、ＡＢｃの強度変調を行う。
【００２９】
照明部４０は、固体発光素子である３つの発光ダイオード４１ａ、４１ｂ、４１ｃと、各発光ダイオード４１ａ、４１ｂ、４１ｃからの照明光ＣＬａ、ＣＬｂ、ＣＬｃを反射するスキャンミラー４２と、スキャンミラー４２の角度を調節するアクチュエータ４３と、発光ダイオード４１ａ、４１ｂ、４１ｃやアクチュエータ４３を制御装置６０からの指示に基づいて適宜駆動する駆動ユニット４４とを備える。
【００３０】
ここで、発光ダイオード４１ａ、４１ｂ、４１ｃは、ＲＧＢの各色をそれぞれ発生する。これらの発光ダイオード４１ａ、４１ｂ、４１ｃは、それぞれ同様の光を発生するレーザダイオードに置き換えることができる。これら発光ダイオード４１ａ、４１ｂ、４１ｃから発生した各色の照明光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、偏光変換素子４５及び偏光フィルタ５２を通過し、光アドレッシング液晶２０の読出し面２０ｂの任意の位置に３つ一組として入射する。なお、偏光変換素子４５は、発光ダイオード４１ａ、４１ｂ、４１ｃからの各色の照明光ＣＬａ、ＣＬｂ、ＣＬｃをほぼ全て直線偏光に変換する。
【００３１】
駆動ユニット４４は、各発光ダイオード４１ａ、４１ｂ、４１ｃ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とともに、アクチュエータ４３を介してスキャンミラー４２の角度を調節する。つまり、駆動ユニット４４は、各発光ダイオード４１ａ、４１ｂ、４１ｃからの照明光ＣＬａ、ＣＬｂ、ＣＬｃを光アドレッシング液晶２０の読出し面２０ｂの任意の位置に３つ一組として入射させることができ、各照明光ＣＬａ、ＣＬｂ、ＣＬｃの高速スキャンを可能にする。なお、これらの照明光ＣＬａ、ＣＬｂ、ＣＬｃは、光アドレッシング液晶２０の読出し面２０ｂにおいて、Ｙ方向に１画素分の所定の間隔で配列される微細スポットを形成する。
【００３２】
図４（ａ）及び（ｂ）は、光アドレッシング液晶２０への書込みと読出しを概念的に説明する図である。なお、図示の光アドレッシング液晶２０は、読出し面２０ｂから見たものであり、背後にある書込み面２０ａは仮想的に透視されるものとする。
【００３３】
図４（ａ）の場合、３つのアドレッシング光ＡＢａ、ＡＢｂ、ＡＢｃは、副走査のＹ方向に１画素の間隔をおいて一列に配列されて光アドレッシング液晶２０の裏面に入射する。各アドレッシング光ＡＢａ、ＡＢｂ、ＡＢｃの入射点は、書込み部３０の制御によって、相対的な配置関係を保った状態で主走査のＸ方向に一定速度で移動して走査線を形成し、光アドレッシング液晶２０の端部に至ると、副走査方向に１画素ずらしつつ折り返して、逆方向に同一速度で移動する。
【００３４】
３つの照明光ＣＬａ、ＣＬｂ、ＣＬｃも、副走査のＹ方向に１画素の間隔をおいて一列に配列されて読出し面２０ｂに入射する。各照明光ＣＬａ、ＣＬｂ、ＣＬｃの入射点は、照明部４０の制御によって、相対的な配置関係を保った状態で主走査のＸ方向に一定速度で移動して走査線を形成し、光アドレッシング液晶２０の端部に至ると、副走査方向に１画素ずらしつつ折り返して、逆方向に同一速度で移動する。この際、各照明光ＣＬａ、ＣＬｂ、ＣＬｃは、アドレッシング光ＡＢａ、ＡＢｂ、ＡＢｃに対して、同時刻においてＸ方向に数画素だけずれた位置に入射する。この結果、アドレッシング光ＡＢａ、ＡＢｂ、ＡＢｃによる書込みから数画素分の走査時間だけ遅れて照明光ＣＬａ、ＣＬｂ、ＣＬｃによる読出しを行うことになる。ここで、数画素分の走査時間中に、光アドレッシング液晶は所望の変調度に達し、数画素分の走査時間中は、光アドレッシング液晶２０に情報すなわち光学状態が保持されるので、書込みと読出しを同時平行して行うことができ、コントラストが高くムラのない効率的投射が可能になる。さらに、アドレッシング光ＡＢａ、ＡＢｂ、ＡＢｃや照明光ＣＬａ、ＣＬｂ、ＣＬｃが互いに近接して配置されているので、投射する画像が動画である場合には、カラーブレークアップの発生を確実に低減できる。
【００３５】
図４（ｂ）の場合、３つのアドレッシング光ＡＢａ、ＡＢｂ、ＡＢｃは、副走査のＹ方向に隣接して一列に配列されて光アドレッシング液晶２０の裏面に入射する。各アドレッシング光ＡＢａ、ＡＢｂ、ＡＢｃの入射点は、相対的な配置関係を保った状態で主走査のＸ方向に一定速度で移動して走査線を形成し、光アドレッシング液晶２０の右端部に至ると、出力をＯＦＦとして書込みを行わない状態で副走査方向に１画素ずらしつつ光アドレッシング液晶２０の左端部に高速で戻る。その後、各アドレッシング光ＡＢａ、ＡＢｂ、ＡＢｃの入射点は、再度Ｘ方向に一定速度で移動して走査線を形成し、光アドレッシング液晶２０の右端部に至る。以上のような走査が繰り返されることにより、光アドレッシング液晶２０の全面が各アドレッシング光ＡＢａ、ＡＢｂ、ＡＢｃによって隙間無く走査される。
【００３６】
一方、３つの照明光ＣＬａ、ＣＬｂ、ＣＬｃについても、各アドレッシング光ＡＢａ、ＡＢｂ、ＡＢｃに追従する状態で同様の走査が行われる。つまり、各照明光ＣＬａ、ＣＬｂ、ＣＬｃは、アドレッシング光ＡＢａ、ＡＢｂ、ＡＢｃに対して、同時刻においてＸ方向に数画素だけずれた位置に入射する。この結果、アドレッシング光ＡＢａ、ＡＢｂ、ＡＢｃによる書込みから数画素分の走査時間だけ遅れて照明光ＣＬａ、ＣＬｂ、ＣＬｃによる読出しを行うことになる。この場合も、書込みと読出しを同時平行して行うことができ、コントラストが高くムラのない効率的投射が可能になる。さらに、照明光ＣＬａ、ＣＬｂ、ＣＬｃが互いに隣接して配置されているので、カラーブレークアップの発生をさらに確実に低減することができる。
【００３７】
図１に戻って、光アドレッシング液晶２０で反射されて偏光フィルタ５２を通過した画像光ＩＬは、各色の入力画像信号の輝度分布に応じて変調されたものであり、投射レンズ５０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。
【００３８】
制御装置６０は、プロジェクタ１０の動作を統括的に制御するための制御手段であり、外部からの入力画像信号であるビデオ信号を適当に加工して、両駆動ユニット３５、４３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することにより、スクリーンＳＣにビデオ信号に対応する動画等の表示を行わせる。
【００３９】
図５は、光アドレッシング液晶２０の平面図であり、第１実施形態に係るプロジェクタ１０を一部変更したプロジェクタの動作例を示す。この場合、照明部４０は、３つの発光ダイオード４１ａ、４１ｂ、４１ｃからの照明光ＣＬａ、ＣＬｂ、ＣＬｃを、適当な光学系を用いてＸ方向に延びる光条として光アドレッシング液晶２０上に入射させる。各照明光ＣＬａ、ＣＬｂ、ＣＬｃの入射位置は、照明部４０の制御によって、相対的な配置関係を保った状態で副走査の−Ｙ方向にステップ移動する。各照明光ＣＬａ、ＣＬｂ、ＣＬｃの入射位置よりも一行先行する隣の画素列には、書込み部３０の制御によって、スポット状のアドレッシング光ＡＢａ、ＡＢｂ、ＡＢｃが入射して一端から他端まで走査される。この走査が終了すると、照明光ＣＬａ、ＣＬｂ、ＣＬｃの入射位置が−Ｙ方向に１画素分ステップ移動し、直前にアドレッシング光ＡＢａ、ＡＢｂ、ＡＢｃによって書き込まれた画素列を照明して画像の読出しを行う。この結果、アドレッシング光ＡＢａ、ＡＢｂ、ＡＢｃによる書込みに引き続いて線状の照明光ＣＬａ、ＣＬｂ、ＣＬｃによる読出しを行うことができる。つまり、光アドレッシング液晶２０への書込みと読出しを同時平行して行うことができ、コントラストが高くムラのない効率的投射が可能になる。さらに、アドレッシング光ＡＢａ、ＡＢｂ、ＡＢｃや照明光ＣＬａ、ＣＬｂ、ＣＬｃが近接して配置されているので、投射する画像が動画である場合には、カラーブレークアップの発生を確実に低減できる。
【００４０】
図６は、図５と同様に、第１実施形態に係るプロジェクタ１０を一部変更したプロジェクタの動作例を示す。この場合、照明部４０は、図１の３つの発光ダイオード４１ａ、４１ｂ、４１ｃからの照明光ＣＬａ、ＣＬｂ、ＣＬｃを、適当な光学系を用いてＸ方向に延びる光条として光アドレッシング液晶２０上に入射させる。また、書込み部３０は、図１のレーザ光源３１ａ、３１ｂ、３１ｃに代えて配置される３つのレーザアレイからのアドレッシング光ＡＢａ、ＡＢｂ、ＡＢｃを、適当な光学系を用いてＸ方向に延びる光条として光アドレッシング液晶２０上に入射させるが、その入射位置は、線状の照明光ＣＬａ、ＣＬｂ、ＣＬｃの入射位置よりも一行先行する隣の画素列上となっている。なお、線状のアドレッシング光ＡＢａ、ＡＢｂ、ＡＢｃを発生するレーザアレイは、Ｘ方向の一画素列すなわち１走査線の解像度に対応する個数の発光素子を有している。なお、上述のアドレッシング用のレーザアレイに代えて、単一の発光素子とし、この発光素子の射出側にアレイ状の変調素子（例えばＧＬＶ）を配置することによっても、光条で画素に応じた変調を与えられたアドレッシング光ＡＢａ、ＡＢｂ、ＡＢｃを得ることができる。
【００４１】
各アドレッシング光ＡＢａ、ＡＢｂ、ＡＢｃの入射位置は、書込み部３０の制御によって、相対的な配置関係を保った状態で副走査の−Ｙ方向にステップ移動する。同様に、各照明光ＣＬａ、ＣＬｂ、ＣＬｃの入射位置も、照明部４０の制御によって、相対的な配置関係を保った状態で副走査の−Ｙ方向にステップ移動する。この結果、アドレッシング光ＡＢａ、ＡＢｂ、ＡＢｃによる書込みに引き続いて照明光ＣＬａ、ＣＬｂ、ＣＬｃによる読出しを行うことができる。つまり、光アドレッシング液晶２０への書込みと読出しを同時平行して行うことができ、コントラストが高くムラのない効率的投射が可能になる。さらに、各アドレッシング光ＡＢａ、ＡＢｂ、ＡＢｃと対応する照明光ＣＬａ、ＣＬｂ、ＣＬｃとが近接して配置されているので、投射する画像が動画である場合には、カラーブレークアップの発生を確実に低減できる。
【００４２】
〔第２実施形態〕
以下、第２実施形態に係る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実施形態の一部を変更したものであるので、変更部分についてのみ説明する。なお、第２実施形態のプロジェクタは、モノクロ画像のプロジェクタである。
【００４３】
図７は、光アドレッシング液晶２０に対する読出し及び書込み用の光学系を示す。この場合、書込み部３０は、単一のレーザ光源１３１で構成される。スキャンミラー３２は、レーザ光源１３１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の任意の位置に走査しつつ入射させることができる。一方、照明部４０も、単一で単色の発光ダイオード１４１で構成される。スキャンミラー４２は、偏光変換素子４５を経た発光ダイオード１４１からの照明光ＣＬを、偏光フィルタ５２を介して光アドレッシング液晶２０の読出し面２０ｂの任意の位置に走査しつつ入射させることができる。
【００４４】
図８は、第２実施形態の場合における光アドレッシング液晶２０への書込みと読み出しを説明する図である。アドレッシング光ＡＢの光アドレッシング液晶２０上における入射点は、書込み部３０（図１参照）の制御によって、主走査のＸ方向に一定速度で移動し、光アドレッシング液晶２０の端部に至ると、副走査方向に１画素ずらしつつ折り返して、逆方向に同一速度で移動する。照明光ＣＬの光アドレッシング液晶２０上における入射点も、照明部４０（図１参照）の制御によって、主走査のＸ方向に一定速度で移動し、光アドレッシング液晶２０の端部に至ると、副走査方向に１画素ずらしつつ折り返して、逆方向に同一速度で移動する。この際、照明光ＣＬは、アドレッシング光ＡＢに対して、同時刻においてＸ方向に数画素だけずれた位置に入射する。この結果、アドレッシング光ＡＢによる書込みから数画素分の走査時間だけ遅れて照明光ＣＬによる読出しを行うことになる。つまり、書込みと読出しを同時平行して行うことができ、コントラストが高くムラのない効率的投射が可能になる。
【００４５】
図９は、第２実施形態に係るプロジェクタを一部変更したプロジェクタの動作例を示す。この場合、照明部４０は、単色の発光ダイオード１４１からの照明光ＣＬを、適当な光学系を用いてＸ方向に延びる光条として光アドレッシング液晶２０上に入射させる。線状の照明光ＣＬの入射位置は、照明部４０の制御によって、副走査の−Ｙ方向にステップ移動する。照明光ＣＬの入射位置よりも一行先行する隣の画素列には、書込み部３０の制御によって、スポット状のアドレッシング光ＡＢが入射して一端から他端まで走査される。この走査が終了すると、照明光ＣＬの入射位置が−Ｙ方向に１画素分ステップ移動し、直前にアドレッシング光ＡＢによって書き込まれた画素列を照明して画像の読出しを行う。この結果、アドレッシング光ＡＢによる書込みに引き続いて照明光ＣＬによる読出しを行うことができる。つまり、光アドレッシング液晶２０への書込みと読出しを同時平行して行うことができ、コントラストが高くムラのない効率的投射が可能になる。
【００４６】
〔第３実施形態〕
以下、第３実施形態に係る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２実施形態のモノクロ型のプロジェクタを３つ組み合わせた構造を有し、カラー画像を投射することができる。
【００４７】
図１０に示すように、このプロジェクタ３１０は、色Ｒ用のプロジェクタ本体３１０Ａと、色Ｇ用のプロジェクタ本体３１０Ｂと、色Ｂ用のプロジェクタ本体３１０Ｃと、各プロジェクタ本体３１０Ａ、３１０Ｂ、３１０Ｃからの画像光ＩＬａ、ＩＬｂ、ＩＬｃを合成するためのクロスダイクロイックプリズム５４と、合成された画像光ＩＬａ、ＩＬｂ、ＩＬｃをスクリーン（不図示）上に投射する投射レンズ５０とを備える。なお、プロジェクタ３１０は、各プロジェクタ本体３１０Ａ、３１０Ｂ、３１０Ｃへの書込みや読出のタイミングを制御するための制御装置（不図示）を有しており、各色の走査型の書込みに同期して各色の走査型の読出しが行われる。
【００４８】
ここで、プロジェクタ本体３１０Ａは、図７のプロジェクタと同様に、光アドレッシング液晶２０と書込み部３０と照明部４０とを備える。ただし、このプロジェクタ本体３１０Ａの照明部４０は、色Ｒの照明光ＣＬを光アドレッシング液晶２０の読出し面２０ｂに入射させる。また、プロジェクタ本体３１０Ｂも、光アドレッシング液晶２０と書込み部３０と照明部４０とを備える。このプロジェクタ本体３１０Ｂの照明部４０は、色Ｇの照明光ＣＬを光アドレッシング液晶２０の読出し面２０ｂに入射させる。また、プロジェクタ本体３１０Ｃも、光アドレッシング液晶２０と書込み部３０と照明部４０とを備える。このプロジェクタ本体３１０Ｃの照明部４０は、色Ｂの照明光ＣＬを光アドレッシング液晶２０の読出し面２０ｂに入射させる。
【００４９】
第３実施形態のプロジェクタにおいて、各光アドレッシング液晶２０への書込みと読み出しは、図８及び図９に示す第２実施形態の場合と同様である。
【００５０】
〔第４実施形態〕
以下、第４実施形態に係るプロジェクタについて説明する。第４実施形態のプロジェクタも、基本的には、第２実施形態のモノクロ型のプロジェクタを３つ組み合わせた構造を有し、カラー画像を投射することができる。
【００５１】
図１１は、第４実施形態に係るプロジェクタ４１０の全体構造を説明する図である。この場合、第３実施形態の場合と異なり、単一の照明部４４０が、各色ＲＧＢについての走査型の照明光ＣＬを同時に発生し、各色のプロジェクタ本体４１０Ａ、４１０Ｂ、４１０Ｃに入射させる。なお、プロジェクタ４１０は、照明部４４０による書込みやプロジェクタ本体４１０Ａ、４１０Ｂ、４１０Ｃによる読出のタイミングを制御するための制御装置（不図示）を有しており、各色の走査型の書込みに同期して各色の走査型の読出しが行われる。
【００５２】
ここで、照明部４４０は、照明光を発生する高圧水銀ランプ等の白色光源４４１と、この白色光源４４１からの光をスポット状に収束させるレンズ４４６と、白色光源４４１からのスポット光を走査する走査ユニット４４７と、走査ユニット４４７を経たスポット光をほぼ全て直線偏光に変換する偏光変換素子４５と、偏光ビームスプリッタ４４８とを備える。
【００５３】
白色光源４４１からの光は、レンズ４４６経て収束され、走査ユニット４４７を経て偏向され、偏光変換素子４５を経て特定方向の直線偏光に変換される。偏光変換素子４５を通過した照明光ＣＬは、偏光ビームスプリッタ４４８で光路を折り曲げられてクロスダイクロイックプリズム５４に入射する。クロスダイクロイックプリズム５４で色分割された照明光ＣＬは、ＲＧＢの各色ごとに各プロジェクタ本体４１０Ａ、４１０Ｂ、４１０Ｃに設けた光アドレッシング液晶２０にそれぞれスポット光として入射する。この際、各色の照明光ＣＬのスポットは、走査ユニット４４７を適宜動作させることにより、各光アドレッシング液晶２０上でそれぞれ走査される。
【００５４】
各プロジェクタ本体４１０Ａ、４１０Ｂ、４１０Ｃからの画像光ＩＬａ、ＩＬｂ、ＩＬｃは、クロスダイクロイックプリズム５４を経て合成され、偏光ビームスプリッタ４４８で特定の方向の直線偏光のみが通過し、投射レンズ５０を経てスクリーン（不図示）上にカラー画像が投射される。
【００５５】
第４実施形態のプロジェクタにおいて、各光アドレッシング液晶２０への書込みと読出しは、図８に示す第２実施形態の場合と同様である。なお、各光アドレッシング液晶２０に線状の照明光ＣＬを入射させる場合、図９に示す書込み及び読出し方法が行われる。
【００５６】
〔第５実施形態〕
以下、第５実施形態に係るプロジェクタについて説明する。第５実施形態のプロジェクタは、図１に示す第１実施形態のプロジェクタ１０の書込み部３０や照明部４０を変更したものである。
【００５７】
図１２は、第５実施形態に係るプロジェクタ５１０の全体構造を説明する図である。この場合、書込み部３０を構成するレーザ光源３１ａ、３１ｂ、３１ｃからのアドレッシング光を、個別のスキャンミラー３２ａ、３２ｂ、３２ｃを利用して偏向し、Ｙ方向に適当な間隔を設けて走査する。また、照明部５４０は、カラーリキャプチャ方式の照明装置であり、照明光を発生するランプ等の白色光源５４１と、反射性の内面を備えた角柱状のインテグレータ５４５と、白色光源５４１からの白色光を色分割するカラーホイール５４４と、カラーホイール５４４を通過した照明光を光アドレッシング液晶２０上に投射するリレーレンズ５４６と、照明光を特定方向の直線偏光にする偏光変換素子４５と、照明光の進行方向を変更する固定ミラー５４２とを備える。
【００５８】
図１３は、カラーホイール５４４の平面図である。カラーホイール５４４には、渦巻状の反射部５４４ａが等間隔で複数形成されている。これらの反射部５４４ａの間には、３種類のフィルタゾーン５４４ｒ、５４４ｇ、５４４ｂが繰り返して配列されている。これらのフィルタゾーン５４４ｒ、５４４ｇ、５４４ｂには、ＲＧＢの各色を透過させるダイクロイック・フィルム又はフィルタが形成されている。なお、矩形の部分領域５４４ｓは、インテグレータ５４５の射出側の開口５４５ａに対応し、この像が光アドレッシング液晶２０の読出し面２０ｂに投射される。インテグレータ５４５の開口５４５ａを出射した光のうち各フィルタゾーン５４４ｒ、５４４ｇ、５４４ｂを通過したものは、照明光ＣＬａ、ＣＬｂ、ＣＬｃとして光アドレッシング液晶２０を照明する。また、開口５４５ａを出射した光のうち反射部５４４ａやフィルタゾーン５４４ｒ、５４４ｇ、５４４ｂで反射されたものは、一旦インテグレータ５４５内に戻されるが、インテグレータ５４５内で反射され折り返されて、再びフィルタゾーン５４４ｒ、５４４ｇ、５４４ｂ等を再度照明する。これにより、照明光ＣＬａ、ＣＬｂ、ＣＬｃの分布を均一なものとすることができ、効率の良い色分割が可能になる。しかも、このようなカラーリキャプチャ方式の照明部５４０を用いることにより、光アドレッシング液晶２０の読出し面２０ｂにＲＧＢの各色の帯状ゾーンが形成され、時間とともにこの帯状ゾーンが移動するため、スキャン機構は不要となる。
【００５９】
図１４は、光アドレッシング液晶２０の平面図であり、第５実施形態に係るプロジェクタ５１０の動作例を示す。この場合、照明部５４０は、３つで一組の照明光ＣＬａ、ＣＬｂ、ＣＬｃを、Ｘ方向に細長い帯状領域として互いに離間した状態で光アドレッシング液晶２０上に入射させる。各照明光ＣＬａ、ＣＬｂ、ＣＬｃの領域は、それぞれフィルタゾーン５４４ｒ、５４４ｇ、５４４ｂに対応し、これらの間は、遮光用の反射部５４４ａに対応する。各照明光ＣＬａ、ＣＬｂ、ＣＬｃの入射位置は、相対的な配置関係を保った状態で副走査の−Ｙ方向に徐々に移動する。一方、スポット状のアドレッシング光ＡＢａ、ＡＢｂ、ＡＢｃは、書込み部３０の制御によって、各照明光ＣＬａ、ＣＬｂ、ＣＬｃの入射位置よりも先行する位置に入射して一端から他端まで主走査され、さらに往復しつつ−Ｙ方向に副走査される。各アドレッシング光ＡＢａ、ＡＢｂ、ＡＢｃの副走査のスピードと照明光ＣＬａ、ＣＬｂ、ＣＬｃの−Ｙ方向への移動速度とは、等しくなっており、アドレッシング光ＡＢａ、ＡＢｂ、ＡＢｃによる書込みに引き続いて照明光ＣＬａ、ＣＬｂ、ＣＬｃによる読出しを行うことができる。この際、アドレッシング光ＡＢａ、ＡＢｂ、ＡＢｃが入射する領域では、照明光ＣＬａ、ＣＬｂ、ＣＬｃが入射しないので、アドレッシング光ＡＢａ、ＡＢｂ、ＡＢｃによる十分な書込みが可能になる。
【００６０】
〔第６実施形態〕
以下、第６実施形態に係るプロジェクタについて説明する。第６実施形態のプロジェクタは、図１２に示す第５実施形態のプロジェクタ１０の書込み部５３０や照明部５４０を変更したものである。
【００６１】
図１５は、第６実施形態に係るプロジェクタの書込み部６３０の構造を説明する図である。この場合、書込み部６３０を構成するレーザ光源６３１ａ、６３１ｂ、６３１ｃがＺ方向に大きく離間して配置されており、各レーザ光源６３１ａ、６３１ｂ、６３１ｃからのアドレッシング光を、単一のスキャンミラー３２のみで偏向してＹ方向に関して適当な間隔を設けてそれぞれ走査させることができる。
【００６２】
図１６は、第６実施形態に係るプロジェクタの動作例を示す。この場合も、図１２に示すものと同様の照明部５４０が、図１３に示すと同様のインテグレータ５４５等からの一組の帯状の照明光ＣＬａ、ＣＬｂ、ＣＬｃを光アドレッシング液晶２０に入射させる。ただし、この場合、カラーホイールに設けた３色を一組とするフィルタゾーン群の間隔がフィルタゾーン群のＹ方向の幅程度に離間しており、仮想的に示した先行する一組の照明光ＣＬａ’、ＣＬｂ’、ＣＬｃ’の照明領域ＩＡ’の入射から一定の時間間隔をおいて、一組の帯状の照明光ＣＬａ、ＣＬｂ、ＣＬｃの照明領域ＩＡが光アドレッシング液晶２０に入射する。一方、スポット状のアドレッシング光ＡＢａ、ＡＢｂ、ＡＢｃは、各照明光ＣＬａ、ＣＬｂ、ＣＬｃの入射位置よりも先行する位置に入射して一端から他端まで主走査され、さらに往復しつつ−Ｙ方向に副走査される。この場合、最後のアドレッシング光ＡＢｃの走査が完了した段階で、スキャンミラー３２が当初の位置に戻って最初のアドレッシング光ＡＢａからの走査が開始される。
【００６３】
〔第７実施形態〕
以下、第７実施形態に係るプロジェクタについて説明する。第７実施形態のプロジェクタは、図７に示す第２実施形態の照明部４０等を変更したものであり、カラー画像のプロジェクタとなっている。
【００６４】
図１７は、第７実施形態に係るプロジェクタ５１０の全体構造を説明する図である。この場合、書込み部７３０は、単一のレーザ光源１３１及びスキャンミラー３２によって、ＲＧＢの３色のアドレッシング光ＡＢａ、ＡＢｂ、ＡＢｃを時系列的に順次繰り返し形成する。一方、照明部７４０は、照明光を発生するランプ等の白色光源７４５と、この白色光源７４５からの光を色分割した照明光ＣＬａ、ＣＬｂ、ＣＬｃとして順次射出させるカラーホイール７４６と、このカラーホイール７４６を制御装置６０からの指示に基づいて適宜回転させる駆動ユニット７４３とを含み、ＲＧＢの３色の照明光を時系列的に順次繰り返し発生する。
【００６５】
図１８は、カラーホイール７４６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７４６には、ＲＧＢの３色に対応する３つのフィルタ領域７４６ａ、７４６ｂ、７４６ｃが形成されている。これらのフィルタ領域７４６ａ、７４６ｂ、７４６ｃ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７４６ｄが形成されている。各遮光部分７４６ｄは、中心から３等分した均等な角度方向に配置されている。
【００６６】
カラーホイール７４６の各部は、白色光源７４５の正面を順次通過する。このカラーホイール７４６において、フィルタ領域７４６ａは、Ｒ色の照明光ＣＬａを発生し、フィルタ領域７４６ｂは、Ｇ色の照明光ＣＬｂを発生し、フィルタ領域７４６ｂは、Ｂ色の照明光ＣＬｃを発生する。カラーホイール７４６を通過した各色の照明光ＣＬａ、ＣＬｂ、ＣＬｃは、ビーム整形用のレンズや偏光変換素子４２を経て特定の直線偏光に変換され、スキャンミラー４２及び偏光フィルタ５２を経て光アドレッシング液晶２０の読出し面２０ｂに入射する。
【００６７】
この場合、書込み面２０ａ上における各アドレッシング光ＡＢａ、ＡＢｂ、ＡＢｃのスポット走査と同期して、このスポット走査に追従するように、読出し面２０ｂ上に各照明光ＣＬａ、ＣＬｂ、ＣＬｃを入射させる。
【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ブロック図である。
【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】光アドレッシング液晶の動作特性を示すグラフである。
【図４】光アドレッシング液晶への書込みと読出しを説明する図である。
【図５】第１実施形態に係るプロジェクタの変更例を示す。
【図６】第１実施形態に係るプロジェクタの別の変更例を示す。
【図７】第２実施形態に係るプロジェクタの要部を示す。
【図８】第２実施形態に係るプロジェクタの動作例を示す。
【図９】第２実施形態に係るプロジェクタの動作の変更例を示す。
【図１０】第３実施形態のプロジェクタを説明するブロック図である。
【図１１】第４実施形態のプロジェクタを説明するブロック図である。
【図１２】第５実施形態のプロジェクタを説明するブロック図である。
【図１３】カラーホイールの平面図である。
【図１４】第５実施形態に係るプロジェクタの動作例を示す。
【図１５】第６実施形態のプロジェクタを説明するブロック図である。
【図１６】第６実施形態のプロジェクタの動作を説明する図である。
【図１７】第７実施形態のプロジェクタを説明するブロック図である。
【図１８】図１７の照明部に設けたカラーホイール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書込み部
３１ａ，３１ｂ，３１ｃレーザ光源
３２スキャンミラー
３３アクチュエータ
３５駆動ユニット
４０照明部
４１ａ，４１ｂ，４１ｃ発光ダイオード
４２スキャンミラー
４３アクチュエータ
４４駆動ユニット
４５偏光変換素子
５０投射レンズ
５２偏光フィルタ
５４クロスダイクロイックプリズム
６０制御装置
ＡＢａ，ＡＢｂ，ＡＢｃアドレッシング光
ＣＬａ，ＣＬｂ，ＣＬｃ照明光
ＩＬ画像光
ＳＣスクリーン[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a projector that displays an image such as a color image using an optical address type spatial light modulator that writes 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).
[0002]
Further, as a projector that projects an image using a similar spatial light modulator, there is a projector that scans a laser light spot, which is intensity-modulated by an image signal, onto a writing side of the spatial light modulator, and enters the spot (see Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-163873). 2).
[0003]
[Patent Document 1]
JP-A-5-33367
[Patent Document 2]
JP 2000-196833 A
[Problems to be solved by the invention]
However, since the projector of the first example has a structure in which a 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.
[0004]
In the projector of the second example, reading is performed by uniformly illuminating the spatial light modulator, but writing by scanning must be non-uniform. That is, since the information written in the spatial light modulator attenuates with time, the brightness of the projected image differs at the beginning and end of scanning, causing display unevenness and contrast reduction. It is conceivable to provide the spatial light modulator with a holding property of about one frame scan time. However, due to such a holding property, the responsiveness of the spatial light modulator is reduced, and writing to the spatial light modulator is difficult. It takes time, and afterimages are seen in the case of displaying a moving image.
[0005]
Therefore, an object of the present invention is to provide a projector that is small, inexpensive, and has high performance.
[0006]
Another object of the present invention is to provide a projector capable of achieving high contrast without display unevenness.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems, a projector according to the present invention includes a spatial light modulator in which optical characteristics change at an incident point of addressing light for writing, and an addressing light that is incident on the spatial light modulator, and the spatial light Addressing means for writing by scanning on the modulation device; illuminating means for causing reading light to enter the spatial light modulation device and performing scanning by scanning on the spatial light modulation device; And control means for causing a scan by the illumination means to follow a scan of a corresponding portion by the addressing means during writing of the frame. 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. A light valve for writing information using light 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”.
[0008]
In the above projector, writing is performed by scanning the addressing light on the spatial light modulator, so that an arbitrary image can be written at a desired resolution at a high speed by modulating the addressing light, and the writing portion of the image can be reduced in size. Can be. In addition, since the illuminating means scans the reading light and the control means causes the scanning by the illuminating means to follow the scanning of the corresponding portion by the addressing means, the scanning for writing and the scanning for reading are performed gradually with a relatively small time difference. Can be. That is, reading can be performed in accordance with the holding property of the spatial light modulator, and a clear and high-contrast image can be projected.
[0009]
Further, according to the specific aspect of the projector, the addressing means makes the addressing light into a dot shape or a linear shape and makes it incident on one surface of the spatial light modulator. In this case, simple and quick writing becomes possible by scanning while modulating the addressing light.
[0010]
Further, according to another specific aspect of the projector, the illuminating means makes the readout light in the form of a point or a line to be incident on the other surface of the spatial light modulator. In this case, since the readout light is made planar and not incident on the spatial light modulator, even if the readout light is, for example, a laser light having coherence, the occurrence of speckles can be reduced, and the display brightness and the display unevenness can be reduced. No picture can be achieved.
[0011]
According to another specific aspect of the projector, the addressing means causes addressing light corresponding to each color to be incident on one surface of the spatial light modulation device in a predetermined first arrangement, and the lighting means sets the The reading light is incident on the other surface of the spatial light modulator in a predetermined second array corresponding to the predetermined first array. In this case, a color image can be realized using a single spatial light modulator. Further, since reading of three colors is performed simultaneously, a bright image can be projected. Further, since the first arrangement of the addressing light and the second arrangement of the readout light correspond to each other, the timing difference between writing and reading of each color can be matched, and each color can be projected without any difference.
[0012]
According to another specific aspect of the projector, the illuminating unit includes a plurality of light sources each generating readout light of each color, and a scanning device that moves readout light from each light source on the spatial light modulator. Prepare. In this case, since the reading light from the light source individually provided for each color is used, the timing of irradiating the reading light onto the spatial light modulator can be freely and extremely precisely adjusted.
[0013]
According to another specific aspect of the projector, the addressing means includes a plurality of scanning lines extending in parallel with one side of the frame of the spatial light modulator, and separating the addressing light corresponding to each color by a predetermined interval. Alternatively, the light is incident on the spatial light modulator as a striation, and the illuminating means converts the readout light for each color into a plurality of scanning lines or striations corresponding to the scanning lines of the addressing light, respectively, and performs spatial light modulation with a predetermined time difference. It is incident on the device. In this case, it is possible to irradiate the reading light of the corresponding color following the addressing light that is appropriately thinned out for each color and irradiate it, so that the group of addressing light and the reading light are alternated. Can be irradiated. Therefore, writing and reading for each color can be performed simultaneously and efficiently with the predetermined time difference, and the occurrence of color breakup can be easily reduced.
[0014]
According to another specific aspect of the projector, the addressing means may apply the addressing light corresponding to each color as a plurality of scanning lines to each pixel row adjacent to the read light incident position of each color prior to the incident position. Make each incident. In this case, the occurrence of color breakup can be more reliably reduced.
[0015]
According to another specific aspect of the projector, the illumination unit includes a white light source and a color recapture type color wheel device. Here, the “color recapture type color wheel device” means a color dividing device having a color wheel in which RGB filter zones are spirally arranged and an integrator having a rectangular cylindrical inner reflective surface. In this case, each color can be easily divided and efficiently incident on the spatial light modulator at the same time, and a scan in which the band-shaped zone of the color-divided illumination light is moved in the lateral direction can be easily realized.
[0016]
According to another specific aspect of the projector, the reading light is generated from an LED or a laser element. In this case, in this case, the luminance and emission timing of the illumination light can be controlled very precisely.
[0017]
According to another specific aspect of the projector, the addressing light is generated from a laser element, an LED, or an EL element. In this case, the intensity and emission timing of the addressing light can be controlled very precisely.
[0018]
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 writing unit 30 that is an addressing unit, an illumination unit 40 that is an illumination unit, a projection lens 50, and a control device 60.
[0019]
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 can maintain the written state for a relatively short period of time, and the photosensitive layer 25 and the mirror layer 26 are interposed between the pair of flat glass plates 21 and 22 via the transparent electrodes 23 and 24. It has a structure sandwiching a laminate with the liquid crystal layer 27. Then, an AC voltage is applied between the pair of transparent electrodes 23 and 24.
[0020]
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, a liquid crystal layer 27 is injected and sealed in a gap in which the flat glass plates 21 and 22 face each other with the mirror layer 26 and the transparent electrode 24 facing inward, thereby completing the optical addressing liquid crystal 20.
[0021]
When writing to the optical addressing liquid crystal 20, addressing light AB from the writing unit 30 of FIG. 1 is incident on the surface of the flat glass 21 on the writing side, and the conductivity of the photosensitive layer 25 is reduced in the incident area of the addressing light AB. descend. 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, since the photoreceptor layer 25 and the liquid crystal layer 27 usually have a holding property, the optical state of the liquid crystal layer 27, that is, the polarization characteristics can be maintained for a relatively short time after the addressing light AB has passed. When reading the optical addressing liquid crystal 20, the scanning illumination light CL from the illumination unit 40 of FIG. 1 is made incident on the surface of the plate glass 22 on the reading side. The illumination light CL is modulated by the liquid crystal layer 27 while being reflected by the mirror layer 26, and is emitted as image light IL.
[0022]
The optical addressing liquid crystal 20 is not limited to the structure illustrated in FIG. 2 and may be a spatial light modulator having various structures. For example, the photoconductor layer 25 can be replaced with a photovoltaic layer.
[0023]
FIG. 3 is a graph showing the operating characteristics of the optical addressing liquid crystal 20. The horizontal axis represents time, and the vertical axis represents reflection (read) intensity or write light intensity. The reflection intensity indicated by the solid line is given as a ratio of the image light IL to the illumination light CL when a deflecting plate or the like is arranged on the reading side of the optical addressing liquid crystal 20 shown in FIG. The writing light intensity indicated by the dotted line corresponds to the intensity of the addressing light AB incident on the writing side of the optical addressing liquid crystal 20.
[0024]
As is clear from the graph, when the incident light that is the addressing light is incident in a pulsed manner for a certain period, the reflection characteristic of the optical addressing liquid crystal 20 in FIG. 2 rises after a certain time delay from the timing when the addressing light is turned on. It falls after a certain time delay from the timing when the addressing light is turned off. In particular, the fall of the reflection characteristic is not a complete step, but has a tail in which the intensity is almost maintained for a certain time and the reflection intensity decreases exponentially. That is, the optical addressing liquid crystal 20 can hold information for a certain period of time after writing by the addressing light, but after that, the information is erased, so that the reading must be performed by inputting illumination light while the information is held. .
[0025]
Returning to FIG. 1, the writing unit 30 outputs three laser light sources 31 a, 31 b, and 31 c that generate laser light modulated corresponding to the images of each color, and laser light from each of the laser light sources 31 a, 31 b, and 31 c. It includes a scan mirror 32 that reflects light, an actuator 33 that adjusts the angle of the scan mirror 32, and a drive unit 35 that appropriately drives the laser light source 31 and the actuator 33 based on instructions from the control device 60.
[0026]
Here, each of the laser light sources 31a, 31b and 31c is composed of the same laser diode, and the wavelength to be generated is appropriately selected in consideration of the spectral characteristics of the photoconductor layer 25 provided in the optical addressing liquid crystal 20. The three laser light sources 31a, 31b, 31c are arranged at appropriate intervals in the Z direction. This is for forming three spots arranged at predetermined intervals in the Y direction on the writing surface 20a of the optical addressing liquid crystal 20, as described later. Note that these laser light sources 31a, 31b, 31c can be replaced with LED elements or EL elements.
[0027]
The scan mirror 32 can be, for example, a MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) element formed integrally with the actuator 33 on a semiconductor substrate by a thin film manufacturing process. The scanning mirror 32 allows the addressing light beams ABa, ABb, and ABc from the laser light sources 31a, 31b, and 31c to enter the arbitrary positions on the writing surface 20a of the optical addressing liquid crystal 20 as a set of three. High-speed scanning of light ABa, ABb, and ABc is enabled. These addressing lights ABa, ABb, ABc form fine spots arranged at predetermined intervals in the Y direction on the writing surface 20a of the optical addressing liquid crystal 20.
[0028]
The drive unit 35 controls the operation of each of the laser light sources 31a, 31b, and 31c, and modulates the intensity of each of the addressing lights ABa, ABb, and ABc according to the luminance distribution of the image of each color of RBG. At this time, the drive unit 35 can operate the laser light source 31 and the actuator 33 in synchronization with each other, and each addressing light ABa, ABb according to the pixel position where each addressing light ABa, ABb, ABc is incident every moment. , ABc.
[0029]
The illumination unit 40 includes three light-emitting diodes 41a, 41b, and 41c, which are solid-state light-emitting elements, a scan mirror 42 that reflects illumination light CLa, CLb, and CLc from each of the light-emitting diodes 41a, 41b, and 41c. An actuator 43 for adjusting the angle and a drive unit 44 for appropriately driving the light emitting diodes 41a, 41b, 41c and the actuator 43 based on an instruction from the control device 60 are provided.
[0030]
Here, the light emitting diodes 41a, 41b, and 41c respectively generate RGB colors. These light emitting diodes 41a, 41b, and 41c can be replaced with laser diodes that generate similar light. The illumination light CLa, CLb, CLc of each color generated from the light emitting diodes 41a, 41b, 41c passes through a polarization conversion element 45 and a polarization filter 52 via an optical system (not shown) built in or external to them. Are incident on the readout surface 20b of the optical addressing liquid crystal 20 at an arbitrary position as a set of three. The polarization conversion element 45 converts the illumination light CLa, CLb, CLc of each color from the light emitting diodes 41a, 41b, 41c to almost all linearly polarized light.
[0031]
The drive unit 44 controls the operation of each of the light emitting diodes 41 a, 41 b, 41 c to adjust the light emission timing of the illumination lights CLa, CLb, CLc, and adjusts the angle of the scan mirror 42 via the actuator 43. In other words, the drive unit 44 can make the illumination light CLa, CLb, CLc from each of the light emitting diodes 41a, 41b, 41c enter any position on the reading surface 20b of the optical addressing liquid crystal 20 as a set of three. High-speed scanning of the illumination lights CLa, CLb, CLc is enabled. Note that these illumination lights CLa, CLb, CLc form fine spots arranged at a predetermined interval of one pixel in the Y direction on the readout surface 20b of the optical addressing liquid crystal 20.
[0032]
FIGS. 4A and 4B are diagrams for conceptually explaining writing and reading to and from the optical addressing liquid crystal 20. FIG. The illustrated optical addressing liquid crystal 20 is viewed from the reading surface 20b, and the writing surface 20a behind it is virtually seen through.
[0033]
In the case of FIG. 4A, the three addressing lights ABa, ABb, and ABc are arranged in a line at an interval of one pixel in the Y direction in the sub-scanning and enter the back surface of the optical addressing liquid crystal 20. The incident point of each of the addressing lights ABa, ABb, and ABC is moved at a constant speed in the X direction of the main scanning while maintaining the relative arrangement relationship under control of the writing unit 30 to form a scanning line. When reaching the end of the liquid crystal 20, the liquid crystal 20 is turned back while being shifted by one pixel in the sub-scanning direction, and moves at the same speed in the opposite direction.
[0034]
The three illumination lights CLa, CLb, and CLc are also arranged in a line at an interval of one pixel in the sub-scanning Y direction and enter the readout surface 20b. The incident point of each of the illumination lights CLa, CLb, and CLc moves at a constant speed in the X direction of the main scanning while maintaining the relative arrangement relationship under control of the illumination unit 40 to form a scanning line, and light addressing is performed. When reaching the end of the liquid crystal 20, the liquid crystal 20 is turned back while being shifted by one pixel in the sub-scanning direction, and moves at the same speed in the opposite direction. At this time, the illumination lights CLa, CLb, and CLc are incident on the addressing lights ABa, ABb, and ABc at positions shifted by several pixels in the X direction at the same time. As a result, reading with the illumination light CLa, CLb, CLc is performed with a delay of several pixel scanning time from writing with the addressing light ABa, ABb, ABc. Here, during the scanning time for several pixels, the optical addressing liquid crystal reaches a desired degree of modulation, and during the scanning time for several pixels, the information, that is, the optical state is held in the optical addressing liquid crystal 20, so that writing and reading are performed. Can be performed simultaneously in parallel, and efficient projection with high contrast and no unevenness can be performed. Furthermore, since the addressing lights ABa, ABb, and ABc and the illumination lights CLa, CLb, and CLc are arranged close to each other, when the image to be projected is a moving image, the occurrence of color breakup can be reliably reduced.
[0035]
In the case of FIG. 4B, the three addressing lights ABa, ABb, and ABc are arranged in a line adjacent to the sub-scanning Y direction and enter the back surface of the optical addressing liquid crystal 20. The incident point of each of the addressing lights ABa, ABb, and ABC moves at a constant speed in the X direction of the main scanning while maintaining the relative positional relationship to form a scanning line, and reaches the right end of the optical addressing liquid crystal 20. With the output turned off, writing is not performed, and the pixel returns to the left end of the optical addressing liquid crystal 20 at high speed while shifting by one pixel in the sub-scanning direction. Thereafter, the incident points of the addressing lights ABa, ABb, and ABC move again at a constant speed in the X direction to form scanning lines, and reach the right end of the optical addressing liquid crystal 20. By repeating the above scanning, the entire surface of the optical addressing liquid crystal 20 is scanned without gaps by each of the addressing lights ABa, ABb, and ABc.
[0036]
On the other hand, for the three illumination lights CLa, CLb, and CLc, the same scanning is performed while following the addressing lights ABa, ABb, and ABc. That is, the illumination lights CLa, CLb, and CLc are incident on the addressing lights ABa, ABb, and ABc at the same time at positions shifted by several pixels in the X direction. As a result, reading with the illumination light CLa, CLb, CLc is performed with a delay of several pixel scanning time from writing with the addressing light ABa, ABb, ABc. Also in this case, writing and reading can be performed simultaneously in parallel, and efficient projection with high contrast and no unevenness can be achieved. Further, since the illumination lights CLa, CLb, CLc are arranged adjacent to each other, the occurrence of color breakup can be reduced more reliably.
[0037]
Returning to FIG. 1, the image light IL reflected by the optical addressing liquid crystal 20 and passing through the polarizing filter 52 is modulated according to the luminance distribution of the input image signal of each color, and passes through the projection lens 50 to the screen SC. The image is projected on the upper side, and a color image in which the three primary colors of RGB are combined is formed.
[0038]
The control device 60 is a control means for controlling the operation of the projector 10 as a whole. The control device 60 appropriately processes a video signal, which is an externally input image signal, and sends an appropriate control signal to the drive units 35 and 43. To control the timing of reading and writing, etc., to cause the screen SC to display a moving image or the like corresponding to the video signal.
[0039]
FIG. 5 is a plan view of the optical addressing liquid crystal 20, showing an operation example of the projector in which the projector 10 according to the first embodiment is partially modified. In this case, the illumination unit 40 causes the illumination lights CLa, CLb, and CLc from the three light emitting diodes 41a, 41b, and 41c to be incident on the optical addressing liquid crystal 20 as striations extending in the X direction using an appropriate optical system. . The incident position of each of the illumination lights CLa, CLb, and CLc moves stepwise in the sub-scanning -Y direction while maintaining the relative arrangement relationship under the control of the illumination unit 40. Under the control of the writing unit 30, spot-like addressing lights ABa, ABb, and ABc enter the adjacent pixel columns one line ahead of the incident positions of the illumination lights CLa, CLb, and CLc, and scan from one end to the other end. Is done. When this scanning is completed, the incident position of the illumination lights CLa, CLb, and CLc is moved by one pixel in the −Y direction by one pixel, and the pixel row written immediately before by the addressing lights ABa, ABb, and ABc is illuminated to read out an image. I do. As a result, subsequent to writing with the addressing lights ABa, ABb, and ABc, reading with the linear illumination lights CLa, CLb, and CLc can be performed. That is, writing and reading to and from the optical addressing liquid crystal 20 can be performed simultaneously in parallel, and efficient projection with high contrast and no unevenness can be achieved. Furthermore, since the addressing lights ABa, ABb, and ABc and the illumination lights CLa, CLb, and CLc are arranged close to each other, the occurrence of color breakup can be reliably reduced when the projected image is a moving image.
[0040]
FIG. 6 shows an example of the operation of the projector in which the projector 10 according to the first embodiment is partially changed, similarly to FIG. In this case, the illuminating unit 40 converts the illuminating lights CLa, CLb, and CLc from the three light emitting diodes 41a, 41b, and 41c of FIG. 1 into light beams extending in the X direction using an appropriate optical system on the light addressing liquid crystal 20. Incident on In addition, the writing unit 30 converts addressing lights ABa, ABb, and ABc from three laser arrays arranged in place of the laser light sources 31a, 31b, and 31c in FIG. The light is incident on the light addressing liquid crystal 20 as a line, and the incident position is on the adjacent pixel column one line ahead of the incident position of the linear illumination light CLa, CLb, CLc. The laser array that generates the linear addressing lights ABa, ABb, and ABc has a number of light-emitting elements corresponding to one pixel column in the X direction, that is, the resolution of one scanning line. Alternatively, a single light emitting element may be used in place of the above-described laser array for addressing, and an array of modulation elements (for example, GLV) may be arranged on the emission side of the light emitting element. Modulated addressing lights ABa, ABb, and ABc can be obtained.
[0041]
The incident position of each of the addressing lights ABa, ABb, and ABc is step-moved in the sub-scanning −Y direction while maintaining the relative positional relationship under the control of the writing unit 30. Similarly, the incident position of each of the illumination lights CLa, CLb, and CLc also moves stepwise in the sub-scanning −Y direction while maintaining the relative positional relationship under the control of the illumination unit 40. As a result, subsequent to writing with the addressing lights ABa, ABb, and ABc, reading with the illumination lights CLa, CLb, and CLc can be performed. That is, writing and reading to and from the optical addressing liquid crystal 20 can be performed simultaneously in parallel, and efficient projection with high contrast and no unevenness can be achieved. Furthermore, since each of the addressing lights ABa, ABb, and ABc and the corresponding illumination lights CLa, CLb, and CLc are arranged close to each other, it is ensured that a color breakup occurs when the projected image is a moving image. Can be reduced.
[0042]
[Second embodiment]
Hereinafter, a projector according to the second embodiment will be described. Since the projector of the second embodiment is a modification of the first embodiment, only the modified portions will be described. The projector according to the second embodiment is a monochrome image projector.
[0043]
FIG. 7 shows an optical system for reading from and writing to the optical addressing liquid crystal 20. In this case, the writing unit 30 includes a single laser light source 131. The scan mirror 32 can make the addressing light AB from the laser light source 131 scan and enter an arbitrary position on the writing surface 20 a of the optical addressing liquid crystal 20 while scanning. On the other hand, the illumination unit 40 is also configured by a single, single-color light emitting diode 141. The scan mirror 42 can make the illumination light CL from the light emitting diode 141 that has passed through the polarization conversion element 45 scan and enter an arbitrary position on the reading surface 20b of the optical addressing liquid crystal 20 via the polarization filter 52 while scanning.
[0044]
FIG. 8 is a diagram illustrating writing and reading to and from the optical addressing liquid crystal 20 in the case of the second embodiment. The incident point of the addressing light AB on the optical addressing liquid crystal 20 moves at a constant speed in the X direction of the main scanning under the control of the writing unit 30 (see FIG. 1). It turns back while being shifted by one pixel in the scanning direction, and moves at the same speed in the opposite direction. The point of incidence of the illumination light CL on the optical addressing liquid crystal 20 also moves at a constant speed in the X direction of the main scanning under the control of the illumination unit 40 (see FIG. 1). It turns back while being shifted by one pixel in the scanning direction, and moves at the same speed in the opposite direction. At this time, the illumination light CL is incident on the addressing light AB at a position shifted by several pixels in the X direction at the same time. As a result, reading by the illumination light CL is performed with a delay of a scanning time for several pixels from writing by the addressing light AB. In other words, writing and reading can be performed simultaneously in parallel, and efficient projection with high contrast and no unevenness can be achieved.
[0045]
FIG. 9 shows an operation example of a projector in which the projector according to the second embodiment is partially changed. In this case, the illumination unit 40 causes the illumination light CL from the monochromatic light emitting diode 141 to be incident on the optical addressing liquid crystal 20 as a stripe extending in the X direction using an appropriate optical system. The incident position of the linear illumination light CL moves stepwise in the −Y direction of the sub-scan under the control of the illumination unit 40. Under the control of the writing unit 30, the addressing light AB in the form of a spot enters the adjacent pixel column one line ahead of the incident position of the illumination light CL, and is scanned from one end to the other end. When this scanning is completed, the incident position of the illumination light CL is moved by one pixel in the -Y direction, and the pixel row written immediately before by the addressing light AB is illuminated to read an image. As a result, reading by the illumination light CL can be performed subsequent to writing by the addressing light AB. That is, writing and reading to and from the optical addressing liquid crystal 20 can be performed simultaneously in parallel, and efficient projection with high contrast and no unevenness can be achieved.
[0046]
[Third embodiment]
Hereinafter, a projector according to the third embodiment will be described. The projector according to the third embodiment has a structure in which three monochrome projectors according to the second embodiment are combined, and can project a color image.
[0047]
As shown in FIG. 10, this projector 310 includes a projector body 310A for color R, a projector body 310B for color G, a projector body 310C for color B, and images from the projector bodies 310A, 310B, 310C. A cross dichroic prism 54 for synthesizing the lights ILa, ILb, and ILc, and a projection lens 50 for projecting the synthesized image lights ILa, ILb, and ILc onto a screen (not shown). The projector 310 has a control device (not shown) for controlling the timing of writing and reading to and from each of the projector main bodies 310A, 310B and 310C. Scan-type reading is performed.
[0048]
Here, the projector body 310A includes the optical addressing liquid crystal 20, the writing unit 30, and the illumination unit 40, similarly to the projector of FIG. However, the illumination unit 40 of the projector main body 310A causes the illumination light CL of the color R to be incident on the readout surface 20b of the optical addressing liquid crystal 20. The projector main body 310B also includes the optical addressing liquid crystal 20, the writing unit 30, and the illumination unit 40. The illumination section 40 of the projector main body 310B causes the illumination light CL of the color G to be incident on the reading surface 20b of the optical addressing liquid crystal 20. The projector main body 310C also includes the optical addressing liquid crystal 20, the writing unit 30, and the illumination unit 40. The illumination section 40 of the projector main body 310C causes the illumination light CL of the color B to be incident on the reading surface 20b of the optical addressing liquid crystal 20.
[0049]
In the projector of the third embodiment, writing and reading to and from each optical addressing liquid crystal 20 are the same as in the case of the second embodiment shown in FIGS.
[0050]
[Fourth embodiment]
Hereinafter, a projector according to the fourth embodiment will be described. The projector of the fourth embodiment also basically has a structure in which three monochrome projectors of the second embodiment are combined, and can project a color image.
[0051]
FIG. 11 is a diagram illustrating the overall structure of a projector 410 according to the fourth embodiment. In this case, unlike the case of the third embodiment, the single illumination unit 440 simultaneously generates the scanning illumination light CL for each color RGB and makes it incident on the projector main bodies 410A, 410B, 410C of each color. Note that the projector 410 has a control device (not shown) for controlling the timing of writing by the illumination unit 440 and the timing of reading by the projector bodies 410A, 410B, and 410C, and is synchronized with the scanning-type writing of each color. Scan-type reading of each color is performed.
[0052]
Here, the illumination unit 440 scans a white light source 441 such as a high-pressure mercury lamp that generates illumination light, a lens 446 that converges the light from the white light source 441 into a spot shape, and a spot light from the white light source 441. The scanning unit 447 includes a scanning unit 447, a polarization conversion element 45 that converts almost all spot light that has passed through the scanning unit 447 into linearly polarized light, and a polarization beam splitter 448.
[0053]
Light from the white light source 441 is converged through the lens 446, deflected through the scanning unit 447, and converted into linear polarized light in a specific direction through the polarization conversion element 45. The illumination light CL that has passed through the polarization conversion element 45 has its optical path bent by the polarization beam splitter 448 and enters the cross dichroic prism 54. The illumination light CL color-divided by the cross dichroic prism 54 is incident as spot light on the optical addressing liquid crystal 20 provided in each of the projector main bodies 410A, 410B, 410C for each of the RGB colors. At this time, the spots of the illumination light CL of each color are respectively scanned on each optical addressing liquid crystal 20 by appropriately operating the scanning unit 447.
[0054]
The image lights ILa, ILb, and ILc from the projector bodies 410A, 410B, and 410C are combined through the cross dichroic prism 54, and only linearly polarized light in a specific direction passes through the polarizing beam splitter 448, and passes through the projection lens 50 to the screen. (Not shown), a color image is projected thereon.
[0055]
In the projector of the fourth embodiment, writing and reading to and from each optical addressing liquid crystal 20 are the same as in the case of the second embodiment shown in FIG. When the linear illumination light CL is incident on each optical addressing liquid crystal 20, the writing and reading methods shown in FIG. 9 are performed.
[0056]
[Fifth Embodiment]
Hereinafter, a projector according to the fifth embodiment will be described. The projector according to the fifth embodiment is obtained by changing the writing unit 30 and the illumination unit 40 of the projector 10 according to the first embodiment shown in FIG.
[0057]
FIG. 12 is a diagram illustrating the overall structure of a projector 510 according to the fifth embodiment. In this case, the addressing light from the laser light sources 31a, 31b, and 31c constituting the writing unit 30 is deflected by using the individual scan mirrors 32a, 32b, and 32c, and is scanned at an appropriate interval in the Y direction. The illumination unit 540 is a color recapture type illumination device, and includes a white light source 541 such as a lamp that generates illumination light, a prismatic integrator 545 having a reflective inner surface, and a white light source 541. A color wheel 544 for color-dividing light, a relay lens 546 for projecting illumination light passing through the color wheel 544 onto the light addressing liquid crystal 20, a polarization conversion element 45 for converting illumination light into linearly polarized light in a specific direction, and illumination light And a fixed mirror 542 that changes the traveling direction of the moving object.
[0058]
FIG. 13 is a plan view of the color wheel 544. On the color wheel 544, a plurality of spiral reflecting portions 544a are formed at equal intervals. Three types of filter zones 544r, 544g, and 544b are repeatedly arranged between these reflection portions 544a. In these filter zones 544r, 544g, 544b, dichroic films or filters that transmit RGB colors are formed. Note that the rectangular partial region 544s corresponds to the opening 545a on the emission side of the integrator 545, and this image is projected on the reading surface 20b of the optical addressing liquid crystal 20. Of the light emitted from the opening 545a of the integrator 545, the light that has passed through each of the filter zones 544r, 544g, and 544b illuminates the optical addressing liquid crystal 20 as illumination light CLa, CLb, and CLc. Further, of the light emitted from the opening 545a, the light reflected by the reflection portion 544a and the filter zones 544r, 544g, and 544b is returned to the integrator 545 once, but is reflected and folded back in the integrator 545, and is again returned to the filter zone. 544r, 544g, 544b, etc. are illuminated again. Thereby, the distribution of the illumination lights CLa, CLb, CLc can be made uniform, and efficient color division can be achieved. Moreover, by using the illumination unit 540 of such a color recapture method, a band-shaped zone of each color of RGB is formed on the reading surface 20b of the optical addressing liquid crystal 20, and the band-shaped zone moves over time. It becomes unnecessary.
[0059]
FIG. 14 is a plan view of the optical addressing liquid crystal 20, showing an operation example of the projector 510 according to the fifth embodiment. In this case, the illumination unit 540 causes the three sets of illumination light CLa, CLb, and CLc to be incident on the optical addressing liquid crystal 20 in a state of being separated from each other as strips elongated in the X direction. The areas of the illumination lights CLa, CLb, and CLc correspond to the filter zones 544r, 544g, and 544b, respectively, and the space between these corresponds to the light-shielding reflecting portion 544a. The incident position of each of the illumination lights CLa, CLb, CLc gradually moves in the −Y direction of the sub-scan while maintaining the relative arrangement. On the other hand, the spot-shaped addressing lights ABa, ABb, and ABc are incident on positions preceding the incident positions of the illumination lights CLa, CLb, and CLc under the control of the writing unit 30 and are main-scanned from one end to the other end. Sub scanning is performed in the −Y direction while reciprocating. The sub-scanning speed of each of the addressing lights ABa, ABb, and ABC is equal to the moving speed of the illuminating lights CLa, CLb, and CLc in the -Y direction, and the illumination is performed following the writing by the addressing lights ABa, ABb, and ABC. Reading can be performed using the light beams CLa, CLb, and CLc. At this time, in the area where the addressing lights ABa, ABb, and ABc enter, the illumination lights CLa, CLb, and CLc do not enter, so that sufficient writing with the addressing lights ABa, ABb, and ABc becomes possible.
[0060]
[Sixth embodiment]
Hereinafter, a projector according to the sixth embodiment will be described. The projector according to the sixth embodiment is obtained by changing the writing unit 530 and the illumination unit 540 of the projector 10 according to the fifth embodiment shown in FIG.
[0061]
FIG. 15 is a diagram illustrating a structure of a writing unit 630 of the projector according to the sixth embodiment. In this case, the laser light sources 631a, 631b, 631c constituting the writing unit 630 are arranged at a large distance in the Z direction, and the addressing light from each of the laser light sources 631a, 631b, 631c is transmitted to only the single scan mirror 32. And scanning can be performed at appropriate intervals in the Y direction.
[0062]
FIG. 16 shows an operation example of the projector according to the sixth embodiment. Also in this case, the illumination unit 540 similar to that shown in FIG. 12 causes a pair of band-like illumination lights CLa, CLb, and CLc from the integrator 545 and the like shown in FIG. 13 to be incident on the optical addressing liquid crystal 20. However, in this case, the interval between the filter zones, which is a set of three colors provided on the color wheel, is separated by about the width of the filter zones in the Y direction, and the preceding set of illumination light virtually shown At a fixed time interval from the incidence of the illumination area IA 'of CLa', CLb ', CLc', the illumination area IA of a set of band-like illumination lights CLa, CLb, CLc is incident on the optical addressing liquid crystal 20. On the other hand, the spot-shaped addressing lights ABa, ABb, and ABc enter a position preceding the incident position of each of the illumination lights CLa, CLb, and CLc, are main-scanned from one end to the other end, and further reciprocate in the −Y direction. Is sub-scanned. In this case, at the stage where the scanning of the last addressing light ABc is completed, the scan mirror 32 returns to the initial position, and scanning from the first addressing light ABa is started.
[0063]
[Seventh embodiment]
Hereinafter, a projector according to the seventh embodiment will be described. The projector according to the seventh embodiment is a modification of the illumination unit 40 and the like of the second embodiment shown in FIG. 7, and is a color image projector.
[0064]
FIG. 17 is a diagram illustrating the overall structure of a projector 510 according to the seventh embodiment. In this case, the writing unit 730 sequentially and repeatedly forms the addressing lights ABa, ABb, and ABC of three colors of RGB in a time series by the single laser light source 131 and the scan mirror 32. On the other hand, the illumination unit 740 includes a white light source 745 such as a lamp that generates illumination light, a color wheel 746 that sequentially emits light from the white light source 745 as color-divided illumination lights CLa, CLb, and CLc; And a drive unit 743 that appropriately rotates the 746 based on an instruction from the control device 60, and sequentially and repeatedly generates illumination light of three colors of RGB in time series.
[0065]
FIG. 18 is a plan view illustrating the structure of the color wheel 746. As is clear from the figure, the color wheel 746 has three filter regions 746a, 746b, and 746c corresponding to the three colors of RGB. Between these filter regions 746a, 746b, and 746c, three light shielding portions 746d of the same shape made of a light shielding body such as an ND filter or a reflection mirror are formed. Each light-shielding portion 746d is arranged in an equal angle direction divided into three equal parts from the center.
[0066]
Each part of the color wheel 746 sequentially passes in front of the white light source 745. In the color wheel 746, the filter area 746a generates the illumination light CLa of R color, the filter area 746b generates the illumination light CLb of G color, and the filter area 746b generates the illumination light CLc of B color. . The illumination lights CLa, CLb, and CLc of each color that have passed through the color wheel 746 are converted into specific linearly polarized light through a beam shaping lens and a polarization conversion element 42, and are passed through a scan mirror 42 and a polarization filter 52, and then are converted into light addressing liquid crystal 20. To the readout surface 20b of the.
[0067]
In this case, in synchronization with the spot scanning of the addressing lights ABa, ABb, and ABc on the writing surface 20a, the illumination lights CLa, CLb, and CLc are incident on the reading surface 20b so as to follow the spot scanning.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block 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 graph showing operating characteristics of the optical addressing liquid crystal.
FIG. 4 is a diagram illustrating writing and reading to and from an optical addressing liquid crystal.
FIG. 5 shows a modified example of the projector according to the first embodiment.
FIG. 6 shows another modification of the projector according to the first embodiment.
FIG. 7 shows a main part of a projector according to a second embodiment.
FIG. 8 shows an operation example of the projector according to the second embodiment.
FIG. 9 shows a modified example of the operation of the projector according to the second embodiment.
FIG. 10 is a block diagram illustrating a projector according to a third embodiment.
FIG. 11 is a block diagram illustrating a projector according to a fourth embodiment.
FIG. 12 is a block diagram illustrating a projector according to a fifth embodiment.
FIG. 13 is a plan view of a color wheel.
FIG. 14 shows an operation example of the projector according to the fifth embodiment.
FIG. 15 is a block diagram illustrating a projector according to a sixth embodiment.
FIG. 16 is a diagram illustrating an operation of the projector according to the sixth embodiment.
FIG. 17 is a block diagram illustrating a projector according to a seventh embodiment.
18 is a diagram illustrating a color wheel provided in the illumination unit in FIG.
[Explanation of symbols]
10 Projector
20 Optical addressing liquid crystal
30 Writing unit
31a, 31b, 31c Laser light source
32 scan mirror
33 Actuator
35 drive unit
40 Lighting unit
41a, 41b, 41c Light emitting diode
42 scan mirror
43 Actuator
44 Drive unit
45 Polarization conversion element
50 Projection lens
52 Polarizing filter
54 Cross Dichroic Prism
60 control device
ABa, ABb, ABc Addressing light
CLa, CLb, CLc Illumination light
IL image light
SC screen

Claims

A spatial light modulator in which the optical characteristics change at the incident point of the addressing light for writing,
Addressing means for writing by writing the addressing light onto the spatial light modulator and scanning the spatial light modulator,
Illuminating means for reading out by making the reading light incident on the spatial light modulation device and scanning on the spatial light modulation device,
A control unit for causing a scan by the illumination unit to follow a scan of a corresponding portion by the addressing unit during writing of one frame by the addressing unit.

2. The projector according to claim 1, wherein the addressing means makes the addressing light incident on one surface of the spatial light modulator in the form of a point or a line.

3. The projector according to claim 2, wherein the illuminating unit makes the readout light spot-like or linear and makes it incident on the other surface of the spatial light modulator.

The addressing unit causes the addressing light corresponding to each color to be incident on one surface of the spatial light modulation device in a predetermined first arrangement, and the illumination unit applies the readout light for each color to the spatial light modulation device. The projector according to claim 3, wherein the light is incident on the other surface in a predetermined second arrangement corresponding to the predetermined first arrangement.

5. The illumination device according to claim 4, further comprising: a plurality of light sources for respectively generating the readout light of each color; and a scanning device for moving the readout light from each light source on the spatial light modulator. Projector.

The addressing unit is configured to apply the addressing light corresponding to each color on the spatial light modulation device as a plurality of scanning lines or stripes extending parallel to one side of the frame of the spatial light modulation device and separated by a predetermined interval. The illumination unit makes the readout light for each color into a plurality of scanning lines or striations corresponding to the scanning lines of the addressing light, respectively, and makes the readout light incident on the spatial light modulator with a predetermined time difference. 6. The projector according to claim 5, wherein:

7. The addressing device according to claim 6, wherein the addressing light corresponding to each color is input as a plurality of scanning lines to each pixel column adjacent to the position where the readout light is incident for each color. The projector as described.

5. The projector according to claim 4, wherein the illumination unit includes a white light source and a color capture color wheel device.

The projector according to claim 1, wherein the readout light is generated from an LED or a laser element.

The projector according to any one of claims 1 to 9, wherein the addressing light is generated from a laser element, an LED, or an EL element.