JP2004309769A - 映像表示デバイス、このデバイスの製造方法、プロジェクタ、及び光学装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】不要な光が所定方向へ投写されずに良好な投写像を得ることができる映像表示デバイス等を提供すること。
【解決手段】第１色光用光源部１０１ＲＢと第２色光用光源部１０１Ｇと、変調領域１０４ａと変調領域１０４ａの周辺部に設けられている非変調領域１０４ｂとからなるティルトミラーデバイス１０４とを有し、第１色光用光源部１０１ＲＢが点灯している場合は、非変調領域１０４ｂ内の可動ミラー素子１１０は第１色光に対してＯＦＦ状態であり、第２色光用光源部１０１Ｇが点灯している場合は、非変調領域１０４ｂ内の可動ミラー素子１１０は第２色光に対してＯＦＦ状態である。
【選択図】 図２
【解決手段】第１色光用光源部１０１ＲＢと第２色光用光源部１０１Ｇと、変調領域１０４ａと変調領域１０４ａの周辺部に設けられている非変調領域１０４ｂとからなるティルトミラーデバイス１０４とを有し、第１色光用光源部１０１ＲＢが点灯している場合は、非変調領域１０４ｂ内の可動ミラー素子１１０は第１色光に対してＯＦＦ状態であり、第２色光用光源部１０１Ｇが点灯している場合は、非変調領域１０４ｂ内の可動ミラー素子１１０は第２色光に対してＯＦＦ状態である。
【選択図】 図２
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、映像表示デバイス、このデバイスの製造方法、プロジェクタ、及び光学装置に関し、詳細にはティルトミラーデバイスを用いる映像表示デバイスに関する。
【０００２】
【従来の技術】
プロジェクタは、コンピュータ等の画像供給装置から供給された映像信号に応じて画像を表す光（投写光）を投写することにより、画像を表示する画像表示装置である。画像表示に寄与しない不要光は、投写像のコントラスト等の画質を劣化させるので除去する必要がある。プロジェクタにおいて、不要光を除去する方法が従来提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−１２２９３８号公報
【０００４】
また、プロジェクタに使用される空間光変調装置の例としてティルトミラーデバイスがある。ティルトミラーデバイスは、高速応答化が容易であること、単板化により小型化が容易であること、経年劣化が少ないこと等の多くの利点を有している。このため、ティルトミラーデバイスは近年、数多く使用されている。ティルトミラーデバイスは複数の可動ミラー素子を有する。可動ミラー素子は、光源部からの光を投写する第１の反射位置（ＯＮ）と、廃棄する第２の反射位置（ＯＦＦ）とを択一的に選択できる。
【０００５】
また、近年、光源部として白色光源の代わりに、発光ダイオード（以下、「ＬＥＤ」という）又は半導体レーザ（以下、「ＬＤ」という）のような固体発光素子を用いることができる。この場合、映像の１フレーム間で、Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光用の発光素子を順次点灯させてティルトミラーデバイスを照明する。これにより、スクリーン上にフルカラー像を投写している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、光源部とティルトミラーデバイスとを含めた光学系において、有効に扱える光束が存在する空間的な広がりを面積と立体角の積（エテンデュー、Ｇｅｏｍｅｔｒｉｃａｌ Ｅｘｔｅｎｔ）として表すことができる。この面積と立体角の積は、光学系において保存される。従って、光源部の空間的な広がりが大きくなると、ティルトミラーデバイスで取り込むことができる角度が小さくなる。このため、光源部からの光束を有効に用いることが困難である。従って、固体発光素子からなる光源部をティルトミラーデバイスの投写方向に対して略対称的な２箇所の位置に設けることが考えられる。
【０００７】
固体発光素子を上述の２箇所に配置する場合、光源部は、赤色光（以下、「Ｒ光」という。）又は青色光（以下、「Ｂ光」という。）を供給する第１色光用光源部と、緑色光（以下、「Ｇ光」という。）を供給する第２色光用光源部とから構成することができる。この構成の場合、可動ミラー素子が第１の反射位置のとき、第１色光用光源部からのＲ光、Ｂ光は投写方向に反射され、第２色光用光源部からのＧ光は廃棄する方向に反射される。また、可動ミラー素子が第２の反射位置のとき、第１色光用光源部からのＲ光、Ｂ光は廃棄する方向に反射され、第２色光用光源部からのＧ光は投写する方向に反射される。
【０００８】
また、ティルトミラーデバイスは、映像信号に応じて入射光を変調する変調領域と、変調領域の周辺に設けられている非変調領域とを有する。可動ミラー素子は、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ）の技術により製造するため、変調領域と非変調領域との両方の領域に形成される場合が一般的である。映像表示デバイスの電源を初めにＯＮにした場合、第１色光用光源部が点灯し、第２色光用光源部は消灯している。この時、非変調領域の可動ミラー素子を第２の反射位置の状態にする。これにより、非変調領域に入射した第１色光用光源部からの光は、常に廃棄する方向へ反射される。
【０００９】
次に、映像表示デバイスは、第１色光用光源部を消灯し、第２色光用光源部を点灯する。この場合、非変調領域における可動ミラー素子は第２の反射位置にあるため、Ｇ光を投写する方向（ＯＮ）へ反射してしまう。投写する方向にスクリーンが配置されている場合、Ｒ光、Ｇ光が映像表示デバイスに入射しているときは、非変調領域からの光はスクリーンに投写されない。これに対して、Ｇ光が映像表示デバイスに入射すると、非変調領域の可動ミラー素子は第２の反射位置にあるために、スクリーンの方向へ投写されてしまう。通常、変調領域は、矩形形状である。このため、非変調領域は変調領域の周辺に額縁状に配置されている。従って、Ｇ光がティルトミラーデバイスに投写されると、スクリーンでは額縁状にＧ光が投写されてしまうという問題を生ずる。
【００１０】
本発明は、上述の問題点を解決するためになされたものであり、不要な光が所定方向へ投写されずに良好な投写像を得ることができる映像表示デバイス、この映像表示デバイスの製造方法、プロジェクタ、及び光学装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、第１の波長領域の第１色光を供給する第１色光用光源部と、前記第１の波長領域と異なる第２の波長領域の第２色光を供給する第２色光用光源部と、第１の反射位置と第２の反射位置とを択一的に選択可能な複数の可動ミラー素子を有するティルトミラーデバイスとを有し、前記ティルトミラーデバイスは、前記第１色光用光源部及び前記第２色光用光源部からの光を映像信号に応じて変調する変調領域と、前記変調領域の周辺部に設けられている非変調領域とからなり、前記第１色光用光源部は、前記可動ミラー素子が前記第１の反射位置のときに前記第１色光が所定方向へ反射され、前記可動ミラー素子が前記第２の反射位置のときに前記第１色光が前記所定方向とは異なる方向へ反射されるように設けられ、前記第２色光用光源部は、前記可動ミラー素子が前記第２の反射位置のときに前記第２色光が前記所定方向へ反射され、前記可動ミラー素子が前記第１の反射位置のときに前記第２色光が前記所定方向とは異なる方向へ反射されるように設けられ、前記第１色光用光源部が点灯している場合は、前記非変調領域内の前記可動ミラー素子は前記第２の反射位置の状態であり、前記第２色光用光源部が点灯している場合は、前記非変調領域内の前記可動ミラー素子は前記第１の反射位置の状態であることを特徴とする映像表示デバイスを提供できる。これにより、第１色光用光源部と第２色光用光源部とが順次切り換わって点灯した場合でも、非変調領域へ入射した光は投写される所定方向へ反射されることはない。このため、不要な光が所定方向へ投写されずに良好な投写像の映像表示デバイスを得ることができる。
【００１２】
また、本発明の好ましい態様によれば、前記可動ミラー素子は所定回動軸の周りに回動可能であり、前記可動ミラー素子を、映像信号に応じて、前記第１の反射位置と、前記第１の反射位置とは前記所定軸を中心に略対称な前記第２の反射位置とに駆動するティルトミラーデバイス駆動部をさらに有し、前記変調領域内に設けられている前記可動ミラー素子の前記所定回動軸に沿った方向と、前記非変調領域内に設けられている前記可動ミラー素子の前記所定回動軸に沿った方向とは略垂直であることが望ましい。これにより、第１色光用光源部と第２色光用光源部とが順次切り換わって点灯した場合でも、非変調領域へ入射した光は、反射される方向が所定方向と略垂直方向である。このため、不要な光が所定方向へ投写されずに良好な投写像の映像表示デバイスを得ることができる。
【００１３】
また、本発明によれば、第１の波長領域の第１色光を供給する第１色光用光源部と、前記第１の波長領域と異なる第２の波長領域の第２色光を供給する第２色光用光源部と、第１の反射位置と第２の反射位置とを択一的に選択可能な複数の可動ミラー素子を有するティルトミラーデバイスとを有し、前記ティルトミラーデバイスは、前記第１色光用光源部及び前記第２色光用光源部からの光を映像信号に応じて変調する変調領域と、前記変調領域の周辺部に設けられている非変調領域とからなり、前記非変調領域は、前記第１色光用光源部及び前記第２色光用光源部からの光を吸収する無反射膜を有することを特徴とする映像表示デバイスを提供できる。これにより、非変調領域へ入射した光は、反射されることがない。この結果、第１色光用光源部及び第２色光用光源部の点灯いかんに関わらず、非変調領域からの光の反射を防止できる。従って、不要な光が所定方向へ投写されずに良好な投写像の映像表示デバイスを得ることができる。
【００１４】
また、本発明の好ましい態様によれば、前記無反射膜は、光吸収体上に形成された誘電体多層膜であることが望ましい。これにより、第１色光用光源部又は第２色光用光源部からの光が非変調領域から投写方向へ反射することを防止できる。
【００１５】
また、本発明の好ましい態様によれば、前記無反射膜は、光吸収体上に形成された複数の突起部であり、前記突起部同士の間隔は、前記第１色光及び前記第２色光の波長よりも小さいことが望ましい。これにより、非変調領域に入射した光は、複数の突起部間において強度が減衰、吸収される。この結果、第１色光用光源部又は第２色光用光源部からの光が非変調領域から投写方向へ反射することを防止できる。
【００１６】
また、本発明の好ましい態様によれば、前記無反射膜は、金属体上に形成された複数の突起部であり、前記突起部同士の間隔は、前記第１色光及び前記第２色光の波長の半分以下の長さであり、前記突起部の高さは、前記波長の半分よりも大きい高さであることが望ましい。これにより、非変調領域に入射した光は、金属体上の複数の突起部間において強度が減衰、吸収される。この結果、第１色光用光源部又は第２色光用光源部からの光が非変調領域から投写方向へ反射することを防止できる。
【００１７】
また、本発明によれば、第１の波長領域の第１色光を供給する第１色光用光源部と、前記第１の波長領域と異なる第２の波長領域の第２色光を供給する第２色光用光源部と、少なくとも基準面に対して反射面が傾いている第１の反射位置と第２の反射位置とを択一的に選択可能な複数の可動ミラー素子を有するティルトミラーデバイスとを有し、前記ティルトミラーデバイスは、前記第１色光用光源部及び前記第２色光用光源部からの光を映像信号に応じて変調する変調領域と、前記変調領域の周辺部に設けられている非変調領域とからなり、前記第１色光用光源部は、前記可動ミラー素子が前記第１の反射位置のときに前記第１色光が所定方向へ反射され、前記可動ミラー素子が前記第２の反射位置のときに前記第１色光が前記所定方向とは異なる方向へ反射されるように設けられ、前記第２色光用光源部は、前記可動ミラー素子が前記第２の反射位置のときに前記第２色光が前記所定方向へ反射され、前記可動ミラー素子が前記第１の反射位置のときに前記第２色光が前記所定方向とは異なる方向へ反射されるように設けられ、前記第１色光用光源部が点灯している場合、又は前記第２色光用光源部が点灯している場合、前記非変調領域内の前記可動ミラー素子は前記第１の反射位置及び前記第２の反射位置とは異なる位置である前記基準面に対して略平行な反射位置の状態であることを特徴とする映像表示デバイスを提供できる。非変調領域の可動ミラー素子を基準面に対して略平行な反射位置の状態にした場合、第１色光用光源部及び第２色光用光源部からの光が、非変調領域から投写される所定方向へ反射されることを低減できる。このため、不要な光が所定方向へ投写されずに良好な投写像の映像表示デバイスを得ることができる。
【００１８】
また、本発明によれば、第１の波長領域の第１色光を供給する第１色光用光源部と、前記第１の波長領域と異なる第２の波長領域の第２色光を供給する第２色光用光源部と、基準面に対して反射面が傾いている第１の反射位置と第２の反射位置とを択一的に選択可能な複数の可動ミラー素子を有するティルトミラーデバイスとを有し、前記ティルトミラーデバイスは、前記第１色光用光源部及び前記第２色光用光源部からの光を映像信号に応じて変調する変調領域と、前記変調領域の周辺部に設けられている非変調領域とからなり、前記第１色光用光源部は、前記可動ミラー素子が前記第１の反射位置のときに前記第１色光が所定方向へ反射され、前記可動ミラー素子が前記第２の反射位置のときに前記第１色光が前記所定方向とは異なる方向へ反射されるように設けられ、前記第２色光用光源部は、前記可動ミラー素子が前記第２の反射位置のときに前記第２色光が前記所定方向へ反射され、前記可動ミラー素子が前記第１の反射位置のときに前記第２色光が前記所定方向とは異なる方向へ反射されるように設けられ、前記非変調領域は、前記基準面に略平行な反射面で構成されていることを特徴とする映像表示デバイスを提供できる。非変調領域を基準面に略平行な反射面で構成した場合、第１色光用光源部及び第２色光用光源部からの光が、非変調領域から投写される所定方向へ反射されることを低減できる。このため、不要な光が所定方向へ投写されずに良好な投写像の映像表示デバイスを得ることができる。
【００１９】
また、本発明によれば、上述の映像表示デバイスと、映像表示デバイスに表示された映像を投写する投写レンズとを有することを特徴とするプロジェクタを提供できる。これにより、不要な光が投写されることが防止され、良好な投写像を得ることができる。さらに、上述の映像表示デバイスと、映像表示デバイスに表示された映像を結像する結像レンズとを有することを特徴とする光学装置を提供できる。これにより、不要な光が結像されることが防止され、良好な像を得ることができる。
【００２０】
また、本発明によれば、基板上の変調領域と、前記変調領域の周辺に設けられている非変調領域とに第１電極部を形成する工程と、前記変調領域の前記第１電極部上に第１犠牲層を形成する工程と、前記非変調領域の前記第１電極部上と、前記変調領域の前記第１犠牲層上とに第２電極部を形成する工程と、前記変調領域の前記第２電極部上に第２犠牲層を形成する工程と、前記非変調領域の前記第２電極部上と、前記変調領域の前記第２犠牲層上とに反射ミラー部を形成する工程と、前記非変調領域の前記反射ミラー部上と、前記変調領域の前記反射ミラー部上とにレジスト層を形成する工程と、前記非変調領域の前記レジスト層上に光源部からの光の波長よりも小さい間隔でパターンニングする工程と、前記非変調領域の前記第１電極部と、前記第２電極部と、前記反射ミラー部とをエッチングする工程と、前記変調領域の前記第１犠牲層と前記第２犠牲層とをエッチングする工程とからなる映像表示デバイスの製造方法を提供できる。これにより、変調領域に反射ミラー部を形成するとともに、非変調領域に光源部からの光の波長よりも小さい間隔の突起部を形成できる。このため、非変調領域へ入射した光は、反射されることがない。この結果、第１色光用光源部及び第２色光用光源部の点灯いかんに関わらず、非変調領域からの光の反射を防止できる。従って、不要な光が所定方向へ投写されずに良好な投写像の映像表示デバイスを得ることができる。
【００２１】
また、本発明によれば、基板上の変調領域に第１電極部を形成する工程と、前記変調領域の前記第１電極部上に第１犠牲層を形成する工程と、前記変調領域の前記第１犠牲層上に第２電極部を形成する工程と、前記変調領域の前記第２電極部上に第２犠牲層を形成する工程と、前記変調領域の前記第２犠牲層上に反射ミラー部を形成する工程と、前記変調領域の前記反射ミラー部上と、前記変調領域の周辺に設けられている非変調領域とにレジスト層を形成する工程と、前記非変調領域の前記レジスト層上に光源部からの光の波長よりも小さい間隔でパターンニングする工程と、前記非変調領域の前記基板をエッチングする工程と、前記変調領域の前記第１犠牲層と前記第２犠牲層とをエッチングする工程とからなる映像表示デバイスの製造方法を提供できる。これにより、非変調領域の基板自体に光源部からの光の波長よりも小さい間隔の突起部を形成できる。このため、非変調領域へ入射した光は、反射されることがない。この結果、第１色光用光源部及び第２色光用光源部の点灯いかんに関わらず、非変調領域からの光の反射を防止できる。従って、不要な光が所定方向へ投写されずに良好な投写像の映像表示デバイスを得ることができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態を詳細に説明する。
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る映像表示デバイス１０７を備えるプロジェクタ１００の概略構成を示す図である。第１色光用光源部１０１ＲＢは、第１の波長領域の第１色光であるＲ光及びＢ光を供給する。また、第１色光用光源部１０１ＲＢは、複数のＲ光用固体発光素子１０２ＲとＢ光用固体発光素子１０２Ｂとから構成される。固体発光素子としては、ＬＤやＬＥＤ等を用いることができる。なお、第１色光用光源部１０１ＲＢとして有機ＥＬ素子等を用いても良い。また、第２色光用光源部１０１Ｇは、第１の波長領域と異なる第２の波長領域の第２色光であるＧ光を供給する。第２色光用光源部１０１Ｇは、複数のＧ光用固体発光素子１０２Ｇから構成される。
【００２３】
第１色光用光源部１０１ＲＢ又は第２色光用光源部１０１Ｇからの光は、照明レンズ１０３を介してティルトミラーデバイス１０４に入射する。ティルトミラーデバイス１０４の例として、テキサスインスツルメント社のＤＭＤを用いることができる。照明レンズ１０３は両凸形状の正単レンズで構成されている。照明レンズ１０３は、各色光用光源部１０１ＲＢ、１０１Ｇの像を、後述する投写レンズ１０５の入射瞳の位置に形成させる。これにより、ティルトミラーデバイス１０４をケーラー照明することができる。ティルトミラーデバイス１０４は、第１色光用光源部１０１ＲＢ、第２色光用光源部１０１Ｇからの光を映像信号に応じて変調して射出する。変調された光は投写レンズ１０５を介してスクリーン１０６に投写される。ここで、駆動制御部１２０は、第１色光用光源部１０１ＲＢ、第２色光用光源部１０１Ｇ、及びティルトミラーデバイス１０４の駆動制御を行う。この駆動制御の詳細については後述する。
【００２４】
次に、図２（ａ）、（ｂ）に基づいて、映像信号に応じて第１色光用光源部１０１ＲＢ又は第２色光用光源部１０１Ｇからの光を変調する構成について説明する。図２（ａ）、（ｂ）は、ティルトミラーデバイス１０４の構成の一部を拡大して示す図である。図２（ａ）は、第１色光用光源部１０１ＲＢからのＲ光又はＢ光を変調する構成を示す図である。ティルトミラーデバイス１０４の表面には、第１の反射位置と第２の反射位置とを択一的に選択可能な複数の可動ミラー素子１１０が設けられている。可動ミラー素子１１０は、所定軸１１１の周りに回動可能である。基板ＰＬ上には、１つの可動ミラー素子１１０の周辺部近傍に２つの電極１１２ａ、１１２ｂが設けられている。さらに、ティルトミラーデバイス１０４は、第１色光用光源部１０１ＲＢ及び第２色光用光源部１０１Ｇからの光を映像信号に応じて変調する変調領域１０４ａと、変調領域１０４ａの周辺部に設けられている非変調領域１０４ｂとから構成されている。
【００２５】
可動ミラー素子１１０が所定軸１１１を中心にして傾き、電極１１２ａに当接している状態を第１の反射位置という。同様に、可動ミラー素子１１０が所定軸１１１を中心にして傾き、電極１１２ｂに当接している状態を第２の反射位置という。なお、可動ミラー素子１１０は、第１の反射位置と第２の反射位置とを択一的に選択可能である。従って、可動ミラー素子１１０は、第１の反射位置と第２の反射位置との間の中間位置を取ることは原則としてない。
【００２６】
また、第１色光用光源部１０１ＲＢは、可動ミラー素子１１０が第１の反射位置のときにＲ光又はＢ光が所定方向Ｌ１へ反射され、可動ミラー素子１１０が第２の反射位置のときにＲ光又はＢ光が所定方向Ｌ１とは異なる方向Ｌ２へ反射されるように設けられている。
【００２７】
そして、駆動制御部１２０は、可動ミラー素子１１０を、映像信号に応じて、第１の反射位置と、第１の反射位置とは所定軸１１１を中心に略対称な第２の反射位置とに駆動する。図２（ａ）において、変調領域１０４ａの可動ミラー素子１１０は、映像信号に応じて第１の反射位置又は第２の反射位置の状態である。これに対して、図２（ａ）の非変調領域１０４ｂの全ての可動ミラー素子１１０は、第１色光用光源部１０１ＲＢが点灯している場合は、第２の反射位置の状態にある。この構成により、変調領域１０４ａにおいて、Ｒ光又はＢ光を所定方向Ｌ１へ向かう光（ＯＮ）と、方向Ｌ２へ向かう光（ＯＦＦ）とに変調できる。所定方向Ｌ１へ向かう光（ＯＮ）は、投写レンズ１０５の入射瞳へ入射する。
【００２８】
次に、Ｇ光の変調について図２（ｂ）に基づいて説明する。Ｇ光を供給する第２色光用光源部１０１Ｇは、可動ミラー素子１１０が第２の反射位置のときにＧ光が所定方向Ｌ１へ反射され、可動ミラー素子１１０が第１の反射位置のときにＧ光が所定方向Ｌ１とは異なる方向Ｌ３へ反射されるように設けられている。
【００２９】
そして、駆動制御部１２０は、可動ミラー素子１１０を、映像信号に応じて、第１の反射位置と、第１の反射位置とは所定軸１２０を中心に略対称な第２の反射位置とに駆動する。図２（ｂ）において、変調領域１０４ａの可動ミラー素子１１０は、映像信号に応じて第１の反射位置又は第２の反射位置の状態である。これに対して、図２（ｂ）の非変調領域１０４ｂの全ての可動ミラー素子１１０は、第２色光用光源部１０１Ｇが点灯している場合は、第１の反射位置の状態にある。この構成により、変調領域１０４ａにおいて、Ｇ光を所定方向Ｌ１へ向かう光（ＯＮ）と、方向Ｌ３へ向かう光（ＯＦＦ）とに変調できる。
【００３０】
上記構成によれば、第１色光用光源部１０１ＲＢと第２色光用光源部１０１Ｇとが後述するタイミングで順次切り換わって点灯した場合でも、非変調領域１０４ｂへ入射した光は投写される所定方向Ｌ１へ反射されることはない。このため、不要な光が、所定方向Ｌ１へ反射されない。この結果、不要な光が投写レンズ１０５の入射瞳へ入射しないために良好な投写像を得ることができる。
【００３１】
次に、フルカラー映像を得るためのＲ光用固体発光素子１０２ＲとＧ光用固体発光素子１０２ＧとＢ光用固体発光素子１０２Ｂとを点灯させる時間とタイミングについて説明する。Ｒ光とＧ光とＢ光とにより白色を得るためには、Ｇ光の光束量を全体の６０％から８０％程度にする必要がある。
【００３２】
図３（ａ）は、点灯時間とそのタイミングを示す図である。光源駆動部の機能も兼用する駆動制御部１２０は、Ｒ光用固体発光素子１０２ＲとＧ光用固体発光素子１０２ＧとＢ光用固体発光素子１０２Ｂとを順次切り換えて点灯させる。また、表示される映像の１フレーム内において各色発光素子の点灯時間を異ならせる。これにより、各色光の光束量を任意に設定できる。
【００３３】
白色を得るためには、Ｇ光の光束量を全体の６０％から８０％程度にする必要がある。このため、Ｇ光用固体発光素子１０２Ｇの点灯時間ＧＴを、Ｒ光用固体発光素子１０２Ｒの点灯時間ＲＴとＢ光用固体発光素子１０２Ｂの点灯時間ＢＴよりも長くする。また、駆動制御部１２０は、Ｒ光又はＢ光を所定方向Ｌ１へ導くためにＲ光用固体発光素子１０２Ｒ又はＢ光用固体発光素子１０２Ｂが点灯しているときに、変調領域１０４ａの可動ミラー素子１１０を第１の反射位置に駆動する。同時に、駆動制御部１２０は、非変調領域１０４ｂの可動ミラー素子１１０を第２の反射位置に駆動する。さらに、駆動制御部１２０は、Ｇ光を所定方向Ｌ１へ導くためにＧ光用固体発光素子１０２Ｇが点灯しているときに、変調領域１０４ａの可動ミラー素子１１０を第２の反射位置に駆動する。同時に、駆動制御部１２０は、非変調領域１０４ｂの可動ミラー素子１１０を第１の反射位置に駆動する。
【００３４】
即ち、Ｒ光又はＢ光を所定方向Ｌ１へ導くときの可動ミラー素子１１０の反射位置（第１の反射位置）と、Ｇ光を所定方向Ｌ１へ導くときの可動ミラー素子１１０の反射位置（第２の反射位置）とは反対の位置状態である。このため、図２（ａ）の駆動極性反転時間に示すように、可動ミラー素子１１０のための駆動極性は、Ｇ光用固体発光素子１０２Ｇと、Ｒ光用固体発光素子１０２Ｒ又はＢ光用固体発光素子１０２Ｂとで反転させている。
【００３５】
次に、図３（ｂ）を用いて、光源部の点灯時間の変形例を説明する。Ｒ光用固体発光素子１０２ＲとＧ光用固体発光素子１０２ＧとＢ光用固体発光素子１０２Ｂとの数量がそれぞれ略同じ場合について考える。この場合、各色の光源部の空間的な広がりは略同程度である。しかしながら、上述のように白色を得るためには、Ｇ光の光束量を全体の６０％から８０％程度にする必要がある。このため、Ｇ光用固体発光素子１０２Ｇを他の発光素子よりも長く点灯させてＧ光の階調表現時間ＧＫを、Ｒ光階調表現時間ＲＫ及びＢ光階調表現時間ＢＫよりも長くする。階調表現時間とは、空間光変調装置（ティルトミラーデバイス）が、画像信号に応じて色光の強度（階調）を実現するために必要な時間期間である。この場合、映像の階調をｎビット（ｎは正の整数）で表現すると、Ｇ光階調表現時間ＧＫの単位ビットの長さとＲ光又はＢ光の階調表現時間ＲＫ、ＢＫの単位ビットの長さとは異なる。
【００３６】
また、駆動制御部１２０は、Ｇ光用固体発光素子１０２Ｇを駆動するときのＧ光用光源駆動クロック信号の周波数と、Ｒ光用固体発光素子１０２Ｒ又はＢ光用固体発光素子１０２Ｂを駆動するときのＲ光又はＢ光用光源駆動クロック信号の周波数とを異ならせることができる。さらに好ましくは、Ｇ光用光源駆動クロック信号と、Ｒ光又はＢ光用光源駆動クロック信号とは、さらに両信号に共通の周波数の単位クロック信号を有することが望ましい。また、各色用固体発光素子の数量配分に応じて、各色用固体発光素子の点灯時間を適宜長くすること、短くすること、又は同一にすることもできる。
【００３７】
本実施形態の変形例を図１０（ａ）、（ｂ）に基づいて説明する。図１０（ａ）、（ｂ）で示すように、可動ミラー素子１１０が第１の反射位置と第２の反射位置とにある場合、可動ミラー素子１１０の反射面は基準面１０００に対して傾いている。基準面１０００としてティルトミラーデバイス１０４のべース面を用いる。本変形例では、第１色光用光源部１０１ＲＢが点灯している場合、又は第２色光用光源部１０１Ｇが点灯している場合、非変調領域１０４ｂ内の可動ミラー素子１１０の電極１１２ａ、１１２ｂに電圧を印加しない。電極１１２ａ、１１２ｂに電圧を印加しないと、可動ミラー素子１１０は、第１の反射位置及び第２の反射位置とは異なる位置である基準面１０００に対して略平行な反射位置の状態となる。このように、本変形例では、非変調領域１０４ｂ内の可動ミラー素子１１０は、第１の位置状態及び第２の位置状態に加えて、基準面１０００に対して略平行な第３の反射位置の状態をとることができる。
【００３８】
図１０（ａ）、（ｂ）から明らかなように、非変調領域１０４ｂの可動ミラー素子１１０を基準面１０００に対して略平行な反射位置の状態にした場合、第１色光用光源部１０１ＲＢ及び第２色光用光源部１０１Ｇからの光が、非変調領域１０４ｂから投写される所定方向へ反射される光量を低減できる。このため、不要な光が所定方向へ投写されずに良好な投写像の映像表示デバイスを得ることができる。
【００３９】
次に、図１１（ａ）、（ｂ）に基づいてさらに他の変形例を説明する。図１１（ａ）、（ｂ）に示す他の変形例では、非変調領域１０４ｂは、基準面１０００に略平行な反射面１１００で構成されている。非変調領域１０４ｂを基準面１０００に略平行な反射面１１００で構成した場合、第１色光用光源部１０１ＲＢ及び第２色光用光源部１０１Ｇからの光が、非変調領域１０４ｂから投写される所定方向へ反射されることを低減できる。このため、不要な光が所定方向へ投写されずに良好な投写像の映像表示デバイスを得ることができる。
【００４０】
（第２実施形態）
図４は、本発明の第２実施形態に係る映像表示デバイス２０４を所定方向Ｌ１から見た概略構成を示す。上記第１実施形態と同一の部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。図４において、可動ミラー素子１１０は、変調領域１０４ａ上の一部と、非変調領域１０４ｂ上の一部とを示し、その他の可動ミラー素子の図示を省略している。また、各可動ミラー素子１１０内に示されている矢印は、可動ミラー素子が傾いて動く方向、即ちスイッチング方向を示している。
【００４１】
本実施形態において、ティルトミラーデバイス駆動部の機能を兼用する駆動制御部１２０は、可動ミラー素子１１０を、映像信号に応じて、第１の反射位置と、第１の反射位置とは所定軸１１１ａを中心に略対称な第２の反射位置とに駆動する。ここで、変調領域１０４ａ内に設けられている可動ミラー素子１１０の所定回動軸１１１ａに沿った方向と、非変調領域１０４ｂ内に設けられている可動ミラー素子１１０の所定回動軸１１１ｂに沿った方向とは略垂直である。ＭＥＭＳ技術を用いることで所定回動軸１１１ａ、１１１ｂの方向が異なる可動ミラー素子１１０を容易に製造することができる。これにより、第１色光用光源部１０１ＲＢと第２色光用光源部１０１Ｇとが順次切り換わって点灯した場合でも、非変調領域１０４ｂへ入射した光は、投写レンズ１０５の入射瞳へ入射する所定方向へ反射されることはない。このため、不要な光が所定方向へ投写されずに良好な投写像を得ることができる。なお、非変調領域１０４ｂの可動ミラー素子１１０は、第１の反射位置及び第２の反射位置とのいずれか一方の反射位置状態を維持するように駆動させても良い。非変調領域１０４ｂにおいては、可動ミラー素子１１０により所定方向Ｌ１とは異なった方向へ反射される。このため、非変調領域１０４ｂ内の可動ミラー素子１１０は、第１の反射位置及び第２の反射位置とのいずれか一方の反射位置状態を維持する状態でも、不要な光が所定方向へ投写されずに良好な投写像を得ることができる。
【００４２】
（第３実施形態）
図５は、本発明の第３実施形態に係る映像表示デバイス５０４を所定方向Ｌ１（図２）から見た概略構成を示す。上記第１実施形態と同一の部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。上記第１実施形態及び第２実施形態では、非変調領域１０４ｂにも可動ミラー素子１１０が形成されているのに対し、本実施形態では非変調領域１０４ｂに各色光用光源部１０１ＲＢ、１０１Ｇからの光を吸収する無反射膜５０１が形成されている点で異なる。非変調領域１０４ｂに無反射膜５０１を形成することで、非変調領域１０４ｂへ入射した光は、反射されることがない。この結果、第１色光用光源部１０１ＲＢ及び第２色光用光源部１０１Ｇの点灯いかんに関わらず、非変調領域からの光の反射を防止できる。従って、不要な光が所定方向Ｌ１へ投写されずに良好な投写像の映像表示デバイスを得ることができる。
【００４３】
次に、無反射膜５０１の構成例を述べる。無反射膜５０１は、シリコン等の光吸収体上に形成された誘電体多層膜であることが望ましい。これにより、第１色光用光源部１０１ＲＢ又は第２色光用光源部１０１Ｇからの光が非変調領域１０４ｂから投写方向へ反射することを防止できる。また、無反射膜５０１は、光吸収体上に形成された複数の突起部で構成することもできる。図６（ｃ）に無反射膜５０１を構成する突起部５２０の断面構成図を示す。突起部５２０同士の間隔ｄは、第１色光であるＲ光又はＢ光、及び第２色光であるＧ光の波長よりも小さいことが望ましい。間隔ｄは、例えば２００〜２５０ｎｍ以下とすることができる。また、高さｈは、間隔ｄの２倍程度が好ましい。これにより、非変調領域１０４ｂに入射した光は、複数の突起部５２０間において入射光の強度が減衰、吸収される。この結果、第１色光用光源部１１０ＲＢ又は第２色光用光源部１１０Ｇからの光が非変調領域１０４ｂから所定方向Ｌ１へ反射することを防止できる。
【００４４】
無反射膜５０１を構成する突起部５２０の製造手順を図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）を用いて説明する。図６（ａ）において、シリコン等からなる光吸収体５０４ａ上にレジスト層５１０を形成する。図６（ｂ）において、レジスト層５１０を間隔ｄでパターンニングする。そして、図６（ｃ）において、エッチング処理することで突起部５２０を形成する。ここで、突起部５２０の高さｈは、例えば３００ｎｍ程度とすることができる。
【００４５】
また、無反射膜５０１の他の構成例としては、金属体上に形成された複数の突起部５２０であり、突起部同士の間隔ｄは、Ｒ光、Ｂ光及びＧ光の波長の半分以下の長さであり、突起部５２０の高さｈは、波長の半分よりも大きい高さであることが望ましい。例えば、間隔ｄは２５０ｎｍ以下、また高さｈは間隔ｄの２倍程度以上とすることができる。このように、シリコン等の光吸収体に限られず、例えばニッケル、チタン、アルミニュウム等の金属体上に突起部５２０を構成できる。この構成によっても、非変調領域１０４ｂに入射した光は、金属体上の複数の突起部５２０間においてその強度が減衰、吸収される。この結果、第１色光用光源部１１０ＲＢ又は第２色光用光源部１１０Ｇからの光が非変調領域１０４ｂから所定方向Ｌ１へ反射することを防止できる。なお、上記第１実施形態に示すプロジェクタ１００において、上記第２実施形態及び本実施形態に係る映像表示デバイス２０４、５０４を用いることができることはいうまでもない。
【００４６】
（第４実施形態）
図７（ａ）〜（ｆ）は、本発明の第４実施形態に係る映像表示デバイスの製造方法の手順を示す。本実施形態では、ＭＥＭＳ技術を用いて、基板６０１上の変調領域１０４ａに可動ミラー素子を、非変調領域１０４ｂに無反射膜である突起部構造を形成する。図７（ａ）において、基板６０１上の変調領域１０４ａと非変調領域１０４ｂとに第１電極部６０２を形成する。また、変調領域１０４ａの第１電極部６０２上に第１犠牲層６０３を形成する。そして、第１犠牲層６０３にパターンニングを行うことで、所定部分の第１犠牲層６０３を除去する。
【００４７】
図７（ｂ）において、非変調領域１０４ｂの第１電極部６０２上と、変調領域１０４ａの第１犠牲層６０３上とに第２電極部６０４を形成する。また、変調領域１０４ａの第２電極部６０４上に第２犠牲層６０５を形成する。そして、第２犠牲層６０５の中央部をパターンニングすることで、該中央部の第２犠牲層６０５を除去する。
【００４８】
図７（ｃ）において、非変調領域１０４ｂの第２電極部６０４上と、変調領域１０４ａの第２犠牲層６０５上とに金属膜で反射ミラー部６０６を形成する。次に、図７（ｄ）において、非変調領域１０４ｂの反射ミラー部６０６上と、変調領域１０４ａの反射ミラー部６０６上とにレジスト層６０７を形成する。次に、非変調領域１０４ｂのレジスト層６０７上に、光源部からの光の波長よりも小さい間隔ｄでパターンニングして、レジスト層６０７の一部を除去する。
【００４９】
図７（ｅ）において、非変調領域１０４ｂの第１電極部６０２と、第２電極部６０４と、反射ミラー部６０６とをエッチングする。また、レジスト層６０７を除去する。そして、最後に、図７（ｆ）において、変調領域１０４ａの第１犠牲層６０３と第２犠牲層６０５とをエッチングする。これにより、変調領域１０４ａに反射ミラー部６０６を形成するとともに、非変調領域１０４ｂに光源部からの光の波長よりも小さい間隔ｄの突起部を形成できる。このため、非変調領域１０４ｂへ入射した光は、吸収されて反射されることがない。この結果、第１色光用光源部１０１ＲＢ及び第２色光用光源部１０１Ｇの点灯いかんに関わらず、非変調領域１０４ｂからの光の反射を防止できる。従って、不要な光が所定方向Ｌ１（図２）へ投写されずに良好な投写像の映像表示デバイスを得ることができる。
【００５０】
（第５実施形態）
図８（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第５実施形態に係る映像表示デバイスの製造方法の手順を示す。本実施形態は、シリコン基板７０１に直接突起部構造を形成する点が上記第４実施形態と異なる。上記第４実施形態と同一の手順、部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。シリコン基板７０１の変調領域１０４ａ上に反射ミラー部６０６を形成するまでの手順は上記第４実施形態と同一である。本実施形態では、図８（ａ）において、変調領域１０４ａの反射ミラー部６０６上と、非変調領域１０４ｂとにレジスト層７０２を形成する。次に、非変調領域１０４ｂのレジスト層７０２上に光源部からの光の波長よりも小さい間隔ｄでパターンニングして、レジスト層７０２の一部を除去する。図８（ｂ）において、非変調領域１０４ｂのシリコン基板７０１をエッチングする。その後、レジスト層７０２を除去する。図８（ｃ）において、変調領域１０４ａの第１犠牲層６０３と第２犠牲層６０５とをエッチングして除去する。この手順により、シリコン基板７０１の非変調領域１０４ｂに突起部構造を形成できる。ここで、好ましくは、突起部の間隔ｄは２５０ｎｍ以下、高さは２００ｎｍ以上であることが望ましい。これにより、非変調領域１０４ｂへ入射した光は、反射されることがない。この結果、第１色光用光源部１０１ＲＢ及び第２色光用光源部１０１Ｇの点灯いかんに関わらず、非変調領域１０４ｂからの光の反射を防止できる。従って、不要な光が所定方向Ｌ１へ投写されずに良好な投写像の映像表示デバイスを得ることができる。
このように、上記各実施形態に係る映像表示デバイスによれば、投写上のコントラストの向上を図れる。また、余分な電力を消費せずに非変調領域１０４ｂからの迷光を低減できる。
【００５１】
（第６実施形態）
図９は、本発明の第６実施形態に係るプリンタ９００の概略構成を示す図である。上記第１実施形態と同様の部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。上記第１実施形態で示した第１色光用光源部１０１ＲＢ（本図では簡略のため一方のみ図示し、他方第２色光用光源部１０１Ｇを略す）からの光は、ティルトミラーデバイス１０４に入射する。ティルトミラーデバイス１０４により反射された光は、結像レンズ９０１により印画紙片Ｐ上に結像する。なお、結像レンズ９０１と印画紙片Ｐとの間には光路を折り曲げるための反射ミラー９０２が設けられている。
【００５２】
ティルトミラーデバイス１０４であるＤＭＤは、例えば１６μｍ四方の微小ミラー（可動ミラー素子）を１μｍ間隔で２次元的に基板状に配列した素子であり、各微小ミラーをそれぞれ回転制御することにより、各微小ミラーに対応する領域のオン／オフを制御するものである。本実施形態の場合、光源部１０１ＲＢからの光を結像レンズ９０１方向に反射するようにティルトミラーデバイス１０４の微小ミラーを制御することにより、当該微小ミラーに対応する印画紙片Ｐ上の微小領域が露光される。
【００５３】
一方、光源部１０１ＲＢからの光を結像レンズ９０１方向以外の方向に反射するようにティルトミラーデバイス１０４の微小ミラーを制御することにより、当該微小ミラーに対応する印画紙片Ｐ上の微小領域は露光されない。このような制御を個々の微小ミラーについて行うことにより、印画紙片Ｐ上の所定領域９０３にドットによる画像が露光される（潜像が形成される）。
【００５４】
ティルトミラーデバイス１０４は、印画紙片Ｐの搬送方向に直交する方向の複数の走査線を同時に露光可能なように、微小ミラーが２次元的に配列されており、例えば１９２走査線分のミラーアレイとして構成されている。また、光源部１０１ＲＢ、１０１Ｇは時系列に各色光を供給する。従って、ティルトミラーデバイス１０４には、一定時間ごとにＲ、Ｇ、Ｂの光が順に入射する。印画紙片Ｐは、矢印Ａ方向に連続的に搬送されている。そして、ティルトミラーデバイス１０４は、時系列的に照明されるＲ光、Ｇ光、Ｂ光を印画紙片Ｐ上にカラー画像を形成するように反射し、露光させる。これにより、印画紙片Ｐ上にフルカラー像を得ることができる。なお、印画紙に露光するタイプのプリンタの動作の詳細に関しては、例えば特開２００１−１３３８９５号公報に記載されている。また、本実施形態においては、上記第１実施形態、第２実施形態、及び第３実施形態のいずれかの映像表示デバイスを用いることができる。
【００５５】
なお、本発明に係る光学装置の例として印画紙に露光するプリンタを用いて説明したが、プリンタに限られるものではない。明るく、均一な照度分布の照明光を必要とする光学装置であれば容易に本発明を適用することができる。例えば、本発明は、スキャナ、プリンタ、光スイッチング素子、空間光変調装置などにも効果的に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態に係る映像表示デバイスを備えるプロジェクタの概略構成を示す図。
【図２】上記第１実施形態の映像表示デバイスの概略構成を示す図。
【図３】映像表示デバイスの点灯タイミングを示す図。
【図４】第２実施形態に係る映像表示デバイスの概略構成を示す図。
【図５】第３実施形態に係る映像表示デバイスの概略構成を示す図。
【図６】上記第３実施形態に係る映像表示デバイスの変形例の概略構成を示す図。
【図７】第４実施形態に係る映像表示デバイスの製造方法の手順を示す図。
【図８】第５実施形態に係る映像表示デバイスの製造方法の手順を示す図。
【図９】第６実施形態に係る光学装置の概略構成を示す図。
【図１０】上記第１実施形態の映像表示デバイスの変形例を示す図。
【図１１】上記第１実施形態の映像表示デバイスの他の変形例を示す図。
【符号の説明】
１００ プロジェクタ、１０１ＲＢ 第１色光用光源部、１０１Ｇ 第２色光用光源部、１０２Ｒ Ｒ光用固体発光素子、１０２Ｂ Ｂ光用固体発光素子、１０２Ｇ Ｇ光用固体発光素子、１０３ 照明レンズ、１０４ ティルトミラーデバイス、１０４ｂ 非変調領域、１０４ａ 変調領域、１０５ 投写レンズ、１０６ スクリーン、１１０ 可動ミラー素子、１１１ａ 所定回動軸、１１１ｂ 所定回動軸、１１２ａ 電極、１１２ｂ 電極、１２０ 駆動制御部、２０４ 映像表示デバイス、５０１ 無反射膜、５０４ 映像表示デバイス、５０４ａ 光吸収体、５１０ レジスト層、５２０ 突起部、６０１ 基板、６０２ 第１電極部、６０３ 第１犠牲層、６０４ 第２電極部、６０５ 第２犠牲層、６０６ 反射ミラー部、６０７ レジスト層、７０１ シリコン基板、７０２ レジスト層、９００ プリンタ、９０１ 結像レンズ、９０２ 反射ミラー、９０３所定領域、１０００ 基準面、１１００ 反射面
【発明の属する技術分野】
本発明は、映像表示デバイス、このデバイスの製造方法、プロジェクタ、及び光学装置に関し、詳細にはティルトミラーデバイスを用いる映像表示デバイスに関する。
【０００２】
【従来の技術】
プロジェクタは、コンピュータ等の画像供給装置から供給された映像信号に応じて画像を表す光（投写光）を投写することにより、画像を表示する画像表示装置である。画像表示に寄与しない不要光は、投写像のコントラスト等の画質を劣化させるので除去する必要がある。プロジェクタにおいて、不要光を除去する方法が従来提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−１２２９３８号公報
【０００４】
また、プロジェクタに使用される空間光変調装置の例としてティルトミラーデバイスがある。ティルトミラーデバイスは、高速応答化が容易であること、単板化により小型化が容易であること、経年劣化が少ないこと等の多くの利点を有している。このため、ティルトミラーデバイスは近年、数多く使用されている。ティルトミラーデバイスは複数の可動ミラー素子を有する。可動ミラー素子は、光源部からの光を投写する第１の反射位置（ＯＮ）と、廃棄する第２の反射位置（ＯＦＦ）とを択一的に選択できる。
【０００５】
また、近年、光源部として白色光源の代わりに、発光ダイオード（以下、「ＬＥＤ」という）又は半導体レーザ（以下、「ＬＤ」という）のような固体発光素子を用いることができる。この場合、映像の１フレーム間で、Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光用の発光素子を順次点灯させてティルトミラーデバイスを照明する。これにより、スクリーン上にフルカラー像を投写している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、光源部とティルトミラーデバイスとを含めた光学系において、有効に扱える光束が存在する空間的な広がりを面積と立体角の積（エテンデュー、Ｇｅｏｍｅｔｒｉｃａｌ Ｅｘｔｅｎｔ）として表すことができる。この面積と立体角の積は、光学系において保存される。従って、光源部の空間的な広がりが大きくなると、ティルトミラーデバイスで取り込むことができる角度が小さくなる。このため、光源部からの光束を有効に用いることが困難である。従って、固体発光素子からなる光源部をティルトミラーデバイスの投写方向に対して略対称的な２箇所の位置に設けることが考えられる。
【０００７】
固体発光素子を上述の２箇所に配置する場合、光源部は、赤色光（以下、「Ｒ光」という。）又は青色光（以下、「Ｂ光」という。）を供給する第１色光用光源部と、緑色光（以下、「Ｇ光」という。）を供給する第２色光用光源部とから構成することができる。この構成の場合、可動ミラー素子が第１の反射位置のとき、第１色光用光源部からのＲ光、Ｂ光は投写方向に反射され、第２色光用光源部からのＧ光は廃棄する方向に反射される。また、可動ミラー素子が第２の反射位置のとき、第１色光用光源部からのＲ光、Ｂ光は廃棄する方向に反射され、第２色光用光源部からのＧ光は投写する方向に反射される。
【０００８】
また、ティルトミラーデバイスは、映像信号に応じて入射光を変調する変調領域と、変調領域の周辺に設けられている非変調領域とを有する。可動ミラー素子は、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ）の技術により製造するため、変調領域と非変調領域との両方の領域に形成される場合が一般的である。映像表示デバイスの電源を初めにＯＮにした場合、第１色光用光源部が点灯し、第２色光用光源部は消灯している。この時、非変調領域の可動ミラー素子を第２の反射位置の状態にする。これにより、非変調領域に入射した第１色光用光源部からの光は、常に廃棄する方向へ反射される。
【０００９】
次に、映像表示デバイスは、第１色光用光源部を消灯し、第２色光用光源部を点灯する。この場合、非変調領域における可動ミラー素子は第２の反射位置にあるため、Ｇ光を投写する方向（ＯＮ）へ反射してしまう。投写する方向にスクリーンが配置されている場合、Ｒ光、Ｇ光が映像表示デバイスに入射しているときは、非変調領域からの光はスクリーンに投写されない。これに対して、Ｇ光が映像表示デバイスに入射すると、非変調領域の可動ミラー素子は第２の反射位置にあるために、スクリーンの方向へ投写されてしまう。通常、変調領域は、矩形形状である。このため、非変調領域は変調領域の周辺に額縁状に配置されている。従って、Ｇ光がティルトミラーデバイスに投写されると、スクリーンでは額縁状にＧ光が投写されてしまうという問題を生ずる。
【００１０】
本発明は、上述の問題点を解決するためになされたものであり、不要な光が所定方向へ投写されずに良好な投写像を得ることができる映像表示デバイス、この映像表示デバイスの製造方法、プロジェクタ、及び光学装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、第１の波長領域の第１色光を供給する第１色光用光源部と、前記第１の波長領域と異なる第２の波長領域の第２色光を供給する第２色光用光源部と、第１の反射位置と第２の反射位置とを択一的に選択可能な複数の可動ミラー素子を有するティルトミラーデバイスとを有し、前記ティルトミラーデバイスは、前記第１色光用光源部及び前記第２色光用光源部からの光を映像信号に応じて変調する変調領域と、前記変調領域の周辺部に設けられている非変調領域とからなり、前記第１色光用光源部は、前記可動ミラー素子が前記第１の反射位置のときに前記第１色光が所定方向へ反射され、前記可動ミラー素子が前記第２の反射位置のときに前記第１色光が前記所定方向とは異なる方向へ反射されるように設けられ、前記第２色光用光源部は、前記可動ミラー素子が前記第２の反射位置のときに前記第２色光が前記所定方向へ反射され、前記可動ミラー素子が前記第１の反射位置のときに前記第２色光が前記所定方向とは異なる方向へ反射されるように設けられ、前記第１色光用光源部が点灯している場合は、前記非変調領域内の前記可動ミラー素子は前記第２の反射位置の状態であり、前記第２色光用光源部が点灯している場合は、前記非変調領域内の前記可動ミラー素子は前記第１の反射位置の状態であることを特徴とする映像表示デバイスを提供できる。これにより、第１色光用光源部と第２色光用光源部とが順次切り換わって点灯した場合でも、非変調領域へ入射した光は投写される所定方向へ反射されることはない。このため、不要な光が所定方向へ投写されずに良好な投写像の映像表示デバイスを得ることができる。
【００１２】
また、本発明の好ましい態様によれば、前記可動ミラー素子は所定回動軸の周りに回動可能であり、前記可動ミラー素子を、映像信号に応じて、前記第１の反射位置と、前記第１の反射位置とは前記所定軸を中心に略対称な前記第２の反射位置とに駆動するティルトミラーデバイス駆動部をさらに有し、前記変調領域内に設けられている前記可動ミラー素子の前記所定回動軸に沿った方向と、前記非変調領域内に設けられている前記可動ミラー素子の前記所定回動軸に沿った方向とは略垂直であることが望ましい。これにより、第１色光用光源部と第２色光用光源部とが順次切り換わって点灯した場合でも、非変調領域へ入射した光は、反射される方向が所定方向と略垂直方向である。このため、不要な光が所定方向へ投写されずに良好な投写像の映像表示デバイスを得ることができる。
【００１３】
また、本発明によれば、第１の波長領域の第１色光を供給する第１色光用光源部と、前記第１の波長領域と異なる第２の波長領域の第２色光を供給する第２色光用光源部と、第１の反射位置と第２の反射位置とを択一的に選択可能な複数の可動ミラー素子を有するティルトミラーデバイスとを有し、前記ティルトミラーデバイスは、前記第１色光用光源部及び前記第２色光用光源部からの光を映像信号に応じて変調する変調領域と、前記変調領域の周辺部に設けられている非変調領域とからなり、前記非変調領域は、前記第１色光用光源部及び前記第２色光用光源部からの光を吸収する無反射膜を有することを特徴とする映像表示デバイスを提供できる。これにより、非変調領域へ入射した光は、反射されることがない。この結果、第１色光用光源部及び第２色光用光源部の点灯いかんに関わらず、非変調領域からの光の反射を防止できる。従って、不要な光が所定方向へ投写されずに良好な投写像の映像表示デバイスを得ることができる。
【００１４】
また、本発明の好ましい態様によれば、前記無反射膜は、光吸収体上に形成された誘電体多層膜であることが望ましい。これにより、第１色光用光源部又は第２色光用光源部からの光が非変調領域から投写方向へ反射することを防止できる。
【００１５】
また、本発明の好ましい態様によれば、前記無反射膜は、光吸収体上に形成された複数の突起部であり、前記突起部同士の間隔は、前記第１色光及び前記第２色光の波長よりも小さいことが望ましい。これにより、非変調領域に入射した光は、複数の突起部間において強度が減衰、吸収される。この結果、第１色光用光源部又は第２色光用光源部からの光が非変調領域から投写方向へ反射することを防止できる。
【００１６】
また、本発明の好ましい態様によれば、前記無反射膜は、金属体上に形成された複数の突起部であり、前記突起部同士の間隔は、前記第１色光及び前記第２色光の波長の半分以下の長さであり、前記突起部の高さは、前記波長の半分よりも大きい高さであることが望ましい。これにより、非変調領域に入射した光は、金属体上の複数の突起部間において強度が減衰、吸収される。この結果、第１色光用光源部又は第２色光用光源部からの光が非変調領域から投写方向へ反射することを防止できる。
【００１７】
また、本発明によれば、第１の波長領域の第１色光を供給する第１色光用光源部と、前記第１の波長領域と異なる第２の波長領域の第２色光を供給する第２色光用光源部と、少なくとも基準面に対して反射面が傾いている第１の反射位置と第２の反射位置とを択一的に選択可能な複数の可動ミラー素子を有するティルトミラーデバイスとを有し、前記ティルトミラーデバイスは、前記第１色光用光源部及び前記第２色光用光源部からの光を映像信号に応じて変調する変調領域と、前記変調領域の周辺部に設けられている非変調領域とからなり、前記第１色光用光源部は、前記可動ミラー素子が前記第１の反射位置のときに前記第１色光が所定方向へ反射され、前記可動ミラー素子が前記第２の反射位置のときに前記第１色光が前記所定方向とは異なる方向へ反射されるように設けられ、前記第２色光用光源部は、前記可動ミラー素子が前記第２の反射位置のときに前記第２色光が前記所定方向へ反射され、前記可動ミラー素子が前記第１の反射位置のときに前記第２色光が前記所定方向とは異なる方向へ反射されるように設けられ、前記第１色光用光源部が点灯している場合、又は前記第２色光用光源部が点灯している場合、前記非変調領域内の前記可動ミラー素子は前記第１の反射位置及び前記第２の反射位置とは異なる位置である前記基準面に対して略平行な反射位置の状態であることを特徴とする映像表示デバイスを提供できる。非変調領域の可動ミラー素子を基準面に対して略平行な反射位置の状態にした場合、第１色光用光源部及び第２色光用光源部からの光が、非変調領域から投写される所定方向へ反射されることを低減できる。このため、不要な光が所定方向へ投写されずに良好な投写像の映像表示デバイスを得ることができる。
【００１８】
また、本発明によれば、第１の波長領域の第１色光を供給する第１色光用光源部と、前記第１の波長領域と異なる第２の波長領域の第２色光を供給する第２色光用光源部と、基準面に対して反射面が傾いている第１の反射位置と第２の反射位置とを択一的に選択可能な複数の可動ミラー素子を有するティルトミラーデバイスとを有し、前記ティルトミラーデバイスは、前記第１色光用光源部及び前記第２色光用光源部からの光を映像信号に応じて変調する変調領域と、前記変調領域の周辺部に設けられている非変調領域とからなり、前記第１色光用光源部は、前記可動ミラー素子が前記第１の反射位置のときに前記第１色光が所定方向へ反射され、前記可動ミラー素子が前記第２の反射位置のときに前記第１色光が前記所定方向とは異なる方向へ反射されるように設けられ、前記第２色光用光源部は、前記可動ミラー素子が前記第２の反射位置のときに前記第２色光が前記所定方向へ反射され、前記可動ミラー素子が前記第１の反射位置のときに前記第２色光が前記所定方向とは異なる方向へ反射されるように設けられ、前記非変調領域は、前記基準面に略平行な反射面で構成されていることを特徴とする映像表示デバイスを提供できる。非変調領域を基準面に略平行な反射面で構成した場合、第１色光用光源部及び第２色光用光源部からの光が、非変調領域から投写される所定方向へ反射されることを低減できる。このため、不要な光が所定方向へ投写されずに良好な投写像の映像表示デバイスを得ることができる。
【００１９】
また、本発明によれば、上述の映像表示デバイスと、映像表示デバイスに表示された映像を投写する投写レンズとを有することを特徴とするプロジェクタを提供できる。これにより、不要な光が投写されることが防止され、良好な投写像を得ることができる。さらに、上述の映像表示デバイスと、映像表示デバイスに表示された映像を結像する結像レンズとを有することを特徴とする光学装置を提供できる。これにより、不要な光が結像されることが防止され、良好な像を得ることができる。
【００２０】
また、本発明によれば、基板上の変調領域と、前記変調領域の周辺に設けられている非変調領域とに第１電極部を形成する工程と、前記変調領域の前記第１電極部上に第１犠牲層を形成する工程と、前記非変調領域の前記第１電極部上と、前記変調領域の前記第１犠牲層上とに第２電極部を形成する工程と、前記変調領域の前記第２電極部上に第２犠牲層を形成する工程と、前記非変調領域の前記第２電極部上と、前記変調領域の前記第２犠牲層上とに反射ミラー部を形成する工程と、前記非変調領域の前記反射ミラー部上と、前記変調領域の前記反射ミラー部上とにレジスト層を形成する工程と、前記非変調領域の前記レジスト層上に光源部からの光の波長よりも小さい間隔でパターンニングする工程と、前記非変調領域の前記第１電極部と、前記第２電極部と、前記反射ミラー部とをエッチングする工程と、前記変調領域の前記第１犠牲層と前記第２犠牲層とをエッチングする工程とからなる映像表示デバイスの製造方法を提供できる。これにより、変調領域に反射ミラー部を形成するとともに、非変調領域に光源部からの光の波長よりも小さい間隔の突起部を形成できる。このため、非変調領域へ入射した光は、反射されることがない。この結果、第１色光用光源部及び第２色光用光源部の点灯いかんに関わらず、非変調領域からの光の反射を防止できる。従って、不要な光が所定方向へ投写されずに良好な投写像の映像表示デバイスを得ることができる。
【００２１】
また、本発明によれば、基板上の変調領域に第１電極部を形成する工程と、前記変調領域の前記第１電極部上に第１犠牲層を形成する工程と、前記変調領域の前記第１犠牲層上に第２電極部を形成する工程と、前記変調領域の前記第２電極部上に第２犠牲層を形成する工程と、前記変調領域の前記第２犠牲層上に反射ミラー部を形成する工程と、前記変調領域の前記反射ミラー部上と、前記変調領域の周辺に設けられている非変調領域とにレジスト層を形成する工程と、前記非変調領域の前記レジスト層上に光源部からの光の波長よりも小さい間隔でパターンニングする工程と、前記非変調領域の前記基板をエッチングする工程と、前記変調領域の前記第１犠牲層と前記第２犠牲層とをエッチングする工程とからなる映像表示デバイスの製造方法を提供できる。これにより、非変調領域の基板自体に光源部からの光の波長よりも小さい間隔の突起部を形成できる。このため、非変調領域へ入射した光は、反射されることがない。この結果、第１色光用光源部及び第２色光用光源部の点灯いかんに関わらず、非変調領域からの光の反射を防止できる。従って、不要な光が所定方向へ投写されずに良好な投写像の映像表示デバイスを得ることができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態を詳細に説明する。
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る映像表示デバイス１０７を備えるプロジェクタ１００の概略構成を示す図である。第１色光用光源部１０１ＲＢは、第１の波長領域の第１色光であるＲ光及びＢ光を供給する。また、第１色光用光源部１０１ＲＢは、複数のＲ光用固体発光素子１０２ＲとＢ光用固体発光素子１０２Ｂとから構成される。固体発光素子としては、ＬＤやＬＥＤ等を用いることができる。なお、第１色光用光源部１０１ＲＢとして有機ＥＬ素子等を用いても良い。また、第２色光用光源部１０１Ｇは、第１の波長領域と異なる第２の波長領域の第２色光であるＧ光を供給する。第２色光用光源部１０１Ｇは、複数のＧ光用固体発光素子１０２Ｇから構成される。
【００２３】
第１色光用光源部１０１ＲＢ又は第２色光用光源部１０１Ｇからの光は、照明レンズ１０３を介してティルトミラーデバイス１０４に入射する。ティルトミラーデバイス１０４の例として、テキサスインスツルメント社のＤＭＤを用いることができる。照明レンズ１０３は両凸形状の正単レンズで構成されている。照明レンズ１０３は、各色光用光源部１０１ＲＢ、１０１Ｇの像を、後述する投写レンズ１０５の入射瞳の位置に形成させる。これにより、ティルトミラーデバイス１０４をケーラー照明することができる。ティルトミラーデバイス１０４は、第１色光用光源部１０１ＲＢ、第２色光用光源部１０１Ｇからの光を映像信号に応じて変調して射出する。変調された光は投写レンズ１０５を介してスクリーン１０６に投写される。ここで、駆動制御部１２０は、第１色光用光源部１０１ＲＢ、第２色光用光源部１０１Ｇ、及びティルトミラーデバイス１０４の駆動制御を行う。この駆動制御の詳細については後述する。
【００２４】
次に、図２（ａ）、（ｂ）に基づいて、映像信号に応じて第１色光用光源部１０１ＲＢ又は第２色光用光源部１０１Ｇからの光を変調する構成について説明する。図２（ａ）、（ｂ）は、ティルトミラーデバイス１０４の構成の一部を拡大して示す図である。図２（ａ）は、第１色光用光源部１０１ＲＢからのＲ光又はＢ光を変調する構成を示す図である。ティルトミラーデバイス１０４の表面には、第１の反射位置と第２の反射位置とを択一的に選択可能な複数の可動ミラー素子１１０が設けられている。可動ミラー素子１１０は、所定軸１１１の周りに回動可能である。基板ＰＬ上には、１つの可動ミラー素子１１０の周辺部近傍に２つの電極１１２ａ、１１２ｂが設けられている。さらに、ティルトミラーデバイス１０４は、第１色光用光源部１０１ＲＢ及び第２色光用光源部１０１Ｇからの光を映像信号に応じて変調する変調領域１０４ａと、変調領域１０４ａの周辺部に設けられている非変調領域１０４ｂとから構成されている。
【００２５】
可動ミラー素子１１０が所定軸１１１を中心にして傾き、電極１１２ａに当接している状態を第１の反射位置という。同様に、可動ミラー素子１１０が所定軸１１１を中心にして傾き、電極１１２ｂに当接している状態を第２の反射位置という。なお、可動ミラー素子１１０は、第１の反射位置と第２の反射位置とを択一的に選択可能である。従って、可動ミラー素子１１０は、第１の反射位置と第２の反射位置との間の中間位置を取ることは原則としてない。
【００２６】
また、第１色光用光源部１０１ＲＢは、可動ミラー素子１１０が第１の反射位置のときにＲ光又はＢ光が所定方向Ｌ１へ反射され、可動ミラー素子１１０が第２の反射位置のときにＲ光又はＢ光が所定方向Ｌ１とは異なる方向Ｌ２へ反射されるように設けられている。
【００２７】
そして、駆動制御部１２０は、可動ミラー素子１１０を、映像信号に応じて、第１の反射位置と、第１の反射位置とは所定軸１１１を中心に略対称な第２の反射位置とに駆動する。図２（ａ）において、変調領域１０４ａの可動ミラー素子１１０は、映像信号に応じて第１の反射位置又は第２の反射位置の状態である。これに対して、図２（ａ）の非変調領域１０４ｂの全ての可動ミラー素子１１０は、第１色光用光源部１０１ＲＢが点灯している場合は、第２の反射位置の状態にある。この構成により、変調領域１０４ａにおいて、Ｒ光又はＢ光を所定方向Ｌ１へ向かう光（ＯＮ）と、方向Ｌ２へ向かう光（ＯＦＦ）とに変調できる。所定方向Ｌ１へ向かう光（ＯＮ）は、投写レンズ１０５の入射瞳へ入射する。
【００２８】
次に、Ｇ光の変調について図２（ｂ）に基づいて説明する。Ｇ光を供給する第２色光用光源部１０１Ｇは、可動ミラー素子１１０が第２の反射位置のときにＧ光が所定方向Ｌ１へ反射され、可動ミラー素子１１０が第１の反射位置のときにＧ光が所定方向Ｌ１とは異なる方向Ｌ３へ反射されるように設けられている。
【００２９】
そして、駆動制御部１２０は、可動ミラー素子１１０を、映像信号に応じて、第１の反射位置と、第１の反射位置とは所定軸１２０を中心に略対称な第２の反射位置とに駆動する。図２（ｂ）において、変調領域１０４ａの可動ミラー素子１１０は、映像信号に応じて第１の反射位置又は第２の反射位置の状態である。これに対して、図２（ｂ）の非変調領域１０４ｂの全ての可動ミラー素子１１０は、第２色光用光源部１０１Ｇが点灯している場合は、第１の反射位置の状態にある。この構成により、変調領域１０４ａにおいて、Ｇ光を所定方向Ｌ１へ向かう光（ＯＮ）と、方向Ｌ３へ向かう光（ＯＦＦ）とに変調できる。
【００３０】
上記構成によれば、第１色光用光源部１０１ＲＢと第２色光用光源部１０１Ｇとが後述するタイミングで順次切り換わって点灯した場合でも、非変調領域１０４ｂへ入射した光は投写される所定方向Ｌ１へ反射されることはない。このため、不要な光が、所定方向Ｌ１へ反射されない。この結果、不要な光が投写レンズ１０５の入射瞳へ入射しないために良好な投写像を得ることができる。
【００３１】
次に、フルカラー映像を得るためのＲ光用固体発光素子１０２ＲとＧ光用固体発光素子１０２ＧとＢ光用固体発光素子１０２Ｂとを点灯させる時間とタイミングについて説明する。Ｒ光とＧ光とＢ光とにより白色を得るためには、Ｇ光の光束量を全体の６０％から８０％程度にする必要がある。
【００３２】
図３（ａ）は、点灯時間とそのタイミングを示す図である。光源駆動部の機能も兼用する駆動制御部１２０は、Ｒ光用固体発光素子１０２ＲとＧ光用固体発光素子１０２ＧとＢ光用固体発光素子１０２Ｂとを順次切り換えて点灯させる。また、表示される映像の１フレーム内において各色発光素子の点灯時間を異ならせる。これにより、各色光の光束量を任意に設定できる。
【００３３】
白色を得るためには、Ｇ光の光束量を全体の６０％から８０％程度にする必要がある。このため、Ｇ光用固体発光素子１０２Ｇの点灯時間ＧＴを、Ｒ光用固体発光素子１０２Ｒの点灯時間ＲＴとＢ光用固体発光素子１０２Ｂの点灯時間ＢＴよりも長くする。また、駆動制御部１２０は、Ｒ光又はＢ光を所定方向Ｌ１へ導くためにＲ光用固体発光素子１０２Ｒ又はＢ光用固体発光素子１０２Ｂが点灯しているときに、変調領域１０４ａの可動ミラー素子１１０を第１の反射位置に駆動する。同時に、駆動制御部１２０は、非変調領域１０４ｂの可動ミラー素子１１０を第２の反射位置に駆動する。さらに、駆動制御部１２０は、Ｇ光を所定方向Ｌ１へ導くためにＧ光用固体発光素子１０２Ｇが点灯しているときに、変調領域１０４ａの可動ミラー素子１１０を第２の反射位置に駆動する。同時に、駆動制御部１２０は、非変調領域１０４ｂの可動ミラー素子１１０を第１の反射位置に駆動する。
【００３４】
即ち、Ｒ光又はＢ光を所定方向Ｌ１へ導くときの可動ミラー素子１１０の反射位置（第１の反射位置）と、Ｇ光を所定方向Ｌ１へ導くときの可動ミラー素子１１０の反射位置（第２の反射位置）とは反対の位置状態である。このため、図２（ａ）の駆動極性反転時間に示すように、可動ミラー素子１１０のための駆動極性は、Ｇ光用固体発光素子１０２Ｇと、Ｒ光用固体発光素子１０２Ｒ又はＢ光用固体発光素子１０２Ｂとで反転させている。
【００３５】
次に、図３（ｂ）を用いて、光源部の点灯時間の変形例を説明する。Ｒ光用固体発光素子１０２ＲとＧ光用固体発光素子１０２ＧとＢ光用固体発光素子１０２Ｂとの数量がそれぞれ略同じ場合について考える。この場合、各色の光源部の空間的な広がりは略同程度である。しかしながら、上述のように白色を得るためには、Ｇ光の光束量を全体の６０％から８０％程度にする必要がある。このため、Ｇ光用固体発光素子１０２Ｇを他の発光素子よりも長く点灯させてＧ光の階調表現時間ＧＫを、Ｒ光階調表現時間ＲＫ及びＢ光階調表現時間ＢＫよりも長くする。階調表現時間とは、空間光変調装置（ティルトミラーデバイス）が、画像信号に応じて色光の強度（階調）を実現するために必要な時間期間である。この場合、映像の階調をｎビット（ｎは正の整数）で表現すると、Ｇ光階調表現時間ＧＫの単位ビットの長さとＲ光又はＢ光の階調表現時間ＲＫ、ＢＫの単位ビットの長さとは異なる。
【００３６】
また、駆動制御部１２０は、Ｇ光用固体発光素子１０２Ｇを駆動するときのＧ光用光源駆動クロック信号の周波数と、Ｒ光用固体発光素子１０２Ｒ又はＢ光用固体発光素子１０２Ｂを駆動するときのＲ光又はＢ光用光源駆動クロック信号の周波数とを異ならせることができる。さらに好ましくは、Ｇ光用光源駆動クロック信号と、Ｒ光又はＢ光用光源駆動クロック信号とは、さらに両信号に共通の周波数の単位クロック信号を有することが望ましい。また、各色用固体発光素子の数量配分に応じて、各色用固体発光素子の点灯時間を適宜長くすること、短くすること、又は同一にすることもできる。
【００３７】
本実施形態の変形例を図１０（ａ）、（ｂ）に基づいて説明する。図１０（ａ）、（ｂ）で示すように、可動ミラー素子１１０が第１の反射位置と第２の反射位置とにある場合、可動ミラー素子１１０の反射面は基準面１０００に対して傾いている。基準面１０００としてティルトミラーデバイス１０４のべース面を用いる。本変形例では、第１色光用光源部１０１ＲＢが点灯している場合、又は第２色光用光源部１０１Ｇが点灯している場合、非変調領域１０４ｂ内の可動ミラー素子１１０の電極１１２ａ、１１２ｂに電圧を印加しない。電極１１２ａ、１１２ｂに電圧を印加しないと、可動ミラー素子１１０は、第１の反射位置及び第２の反射位置とは異なる位置である基準面１０００に対して略平行な反射位置の状態となる。このように、本変形例では、非変調領域１０４ｂ内の可動ミラー素子１１０は、第１の位置状態及び第２の位置状態に加えて、基準面１０００に対して略平行な第３の反射位置の状態をとることができる。
【００３８】
図１０（ａ）、（ｂ）から明らかなように、非変調領域１０４ｂの可動ミラー素子１１０を基準面１０００に対して略平行な反射位置の状態にした場合、第１色光用光源部１０１ＲＢ及び第２色光用光源部１０１Ｇからの光が、非変調領域１０４ｂから投写される所定方向へ反射される光量を低減できる。このため、不要な光が所定方向へ投写されずに良好な投写像の映像表示デバイスを得ることができる。
【００３９】
次に、図１１（ａ）、（ｂ）に基づいてさらに他の変形例を説明する。図１１（ａ）、（ｂ）に示す他の変形例では、非変調領域１０４ｂは、基準面１０００に略平行な反射面１１００で構成されている。非変調領域１０４ｂを基準面１０００に略平行な反射面１１００で構成した場合、第１色光用光源部１０１ＲＢ及び第２色光用光源部１０１Ｇからの光が、非変調領域１０４ｂから投写される所定方向へ反射されることを低減できる。このため、不要な光が所定方向へ投写されずに良好な投写像の映像表示デバイスを得ることができる。
【００４０】
（第２実施形態）
図４は、本発明の第２実施形態に係る映像表示デバイス２０４を所定方向Ｌ１から見た概略構成を示す。上記第１実施形態と同一の部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。図４において、可動ミラー素子１１０は、変調領域１０４ａ上の一部と、非変調領域１０４ｂ上の一部とを示し、その他の可動ミラー素子の図示を省略している。また、各可動ミラー素子１１０内に示されている矢印は、可動ミラー素子が傾いて動く方向、即ちスイッチング方向を示している。
【００４１】
本実施形態において、ティルトミラーデバイス駆動部の機能を兼用する駆動制御部１２０は、可動ミラー素子１１０を、映像信号に応じて、第１の反射位置と、第１の反射位置とは所定軸１１１ａを中心に略対称な第２の反射位置とに駆動する。ここで、変調領域１０４ａ内に設けられている可動ミラー素子１１０の所定回動軸１１１ａに沿った方向と、非変調領域１０４ｂ内に設けられている可動ミラー素子１１０の所定回動軸１１１ｂに沿った方向とは略垂直である。ＭＥＭＳ技術を用いることで所定回動軸１１１ａ、１１１ｂの方向が異なる可動ミラー素子１１０を容易に製造することができる。これにより、第１色光用光源部１０１ＲＢと第２色光用光源部１０１Ｇとが順次切り換わって点灯した場合でも、非変調領域１０４ｂへ入射した光は、投写レンズ１０５の入射瞳へ入射する所定方向へ反射されることはない。このため、不要な光が所定方向へ投写されずに良好な投写像を得ることができる。なお、非変調領域１０４ｂの可動ミラー素子１１０は、第１の反射位置及び第２の反射位置とのいずれか一方の反射位置状態を維持するように駆動させても良い。非変調領域１０４ｂにおいては、可動ミラー素子１１０により所定方向Ｌ１とは異なった方向へ反射される。このため、非変調領域１０４ｂ内の可動ミラー素子１１０は、第１の反射位置及び第２の反射位置とのいずれか一方の反射位置状態を維持する状態でも、不要な光が所定方向へ投写されずに良好な投写像を得ることができる。
【００４２】
（第３実施形態）
図５は、本発明の第３実施形態に係る映像表示デバイス５０４を所定方向Ｌ１（図２）から見た概略構成を示す。上記第１実施形態と同一の部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。上記第１実施形態及び第２実施形態では、非変調領域１０４ｂにも可動ミラー素子１１０が形成されているのに対し、本実施形態では非変調領域１０４ｂに各色光用光源部１０１ＲＢ、１０１Ｇからの光を吸収する無反射膜５０１が形成されている点で異なる。非変調領域１０４ｂに無反射膜５０１を形成することで、非変調領域１０４ｂへ入射した光は、反射されることがない。この結果、第１色光用光源部１０１ＲＢ及び第２色光用光源部１０１Ｇの点灯いかんに関わらず、非変調領域からの光の反射を防止できる。従って、不要な光が所定方向Ｌ１へ投写されずに良好な投写像の映像表示デバイスを得ることができる。
【００４３】
次に、無反射膜５０１の構成例を述べる。無反射膜５０１は、シリコン等の光吸収体上に形成された誘電体多層膜であることが望ましい。これにより、第１色光用光源部１０１ＲＢ又は第２色光用光源部１０１Ｇからの光が非変調領域１０４ｂから投写方向へ反射することを防止できる。また、無反射膜５０１は、光吸収体上に形成された複数の突起部で構成することもできる。図６（ｃ）に無反射膜５０１を構成する突起部５２０の断面構成図を示す。突起部５２０同士の間隔ｄは、第１色光であるＲ光又はＢ光、及び第２色光であるＧ光の波長よりも小さいことが望ましい。間隔ｄは、例えば２００〜２５０ｎｍ以下とすることができる。また、高さｈは、間隔ｄの２倍程度が好ましい。これにより、非変調領域１０４ｂに入射した光は、複数の突起部５２０間において入射光の強度が減衰、吸収される。この結果、第１色光用光源部１１０ＲＢ又は第２色光用光源部１１０Ｇからの光が非変調領域１０４ｂから所定方向Ｌ１へ反射することを防止できる。
【００４４】
無反射膜５０１を構成する突起部５２０の製造手順を図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）を用いて説明する。図６（ａ）において、シリコン等からなる光吸収体５０４ａ上にレジスト層５１０を形成する。図６（ｂ）において、レジスト層５１０を間隔ｄでパターンニングする。そして、図６（ｃ）において、エッチング処理することで突起部５２０を形成する。ここで、突起部５２０の高さｈは、例えば３００ｎｍ程度とすることができる。
【００４５】
また、無反射膜５０１の他の構成例としては、金属体上に形成された複数の突起部５２０であり、突起部同士の間隔ｄは、Ｒ光、Ｂ光及びＧ光の波長の半分以下の長さであり、突起部５２０の高さｈは、波長の半分よりも大きい高さであることが望ましい。例えば、間隔ｄは２５０ｎｍ以下、また高さｈは間隔ｄの２倍程度以上とすることができる。このように、シリコン等の光吸収体に限られず、例えばニッケル、チタン、アルミニュウム等の金属体上に突起部５２０を構成できる。この構成によっても、非変調領域１０４ｂに入射した光は、金属体上の複数の突起部５２０間においてその強度が減衰、吸収される。この結果、第１色光用光源部１１０ＲＢ又は第２色光用光源部１１０Ｇからの光が非変調領域１０４ｂから所定方向Ｌ１へ反射することを防止できる。なお、上記第１実施形態に示すプロジェクタ１００において、上記第２実施形態及び本実施形態に係る映像表示デバイス２０４、５０４を用いることができることはいうまでもない。
【００４６】
（第４実施形態）
図７（ａ）〜（ｆ）は、本発明の第４実施形態に係る映像表示デバイスの製造方法の手順を示す。本実施形態では、ＭＥＭＳ技術を用いて、基板６０１上の変調領域１０４ａに可動ミラー素子を、非変調領域１０４ｂに無反射膜である突起部構造を形成する。図７（ａ）において、基板６０１上の変調領域１０４ａと非変調領域１０４ｂとに第１電極部６０２を形成する。また、変調領域１０４ａの第１電極部６０２上に第１犠牲層６０３を形成する。そして、第１犠牲層６０３にパターンニングを行うことで、所定部分の第１犠牲層６０３を除去する。
【００４７】
図７（ｂ）において、非変調領域１０４ｂの第１電極部６０２上と、変調領域１０４ａの第１犠牲層６０３上とに第２電極部６０４を形成する。また、変調領域１０４ａの第２電極部６０４上に第２犠牲層６０５を形成する。そして、第２犠牲層６０５の中央部をパターンニングすることで、該中央部の第２犠牲層６０５を除去する。
【００４８】
図７（ｃ）において、非変調領域１０４ｂの第２電極部６０４上と、変調領域１０４ａの第２犠牲層６０５上とに金属膜で反射ミラー部６０６を形成する。次に、図７（ｄ）において、非変調領域１０４ｂの反射ミラー部６０６上と、変調領域１０４ａの反射ミラー部６０６上とにレジスト層６０７を形成する。次に、非変調領域１０４ｂのレジスト層６０７上に、光源部からの光の波長よりも小さい間隔ｄでパターンニングして、レジスト層６０７の一部を除去する。
【００４９】
図７（ｅ）において、非変調領域１０４ｂの第１電極部６０２と、第２電極部６０４と、反射ミラー部６０６とをエッチングする。また、レジスト層６０７を除去する。そして、最後に、図７（ｆ）において、変調領域１０４ａの第１犠牲層６０３と第２犠牲層６０５とをエッチングする。これにより、変調領域１０４ａに反射ミラー部６０６を形成するとともに、非変調領域１０４ｂに光源部からの光の波長よりも小さい間隔ｄの突起部を形成できる。このため、非変調領域１０４ｂへ入射した光は、吸収されて反射されることがない。この結果、第１色光用光源部１０１ＲＢ及び第２色光用光源部１０１Ｇの点灯いかんに関わらず、非変調領域１０４ｂからの光の反射を防止できる。従って、不要な光が所定方向Ｌ１（図２）へ投写されずに良好な投写像の映像表示デバイスを得ることができる。
【００５０】
（第５実施形態）
図８（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第５実施形態に係る映像表示デバイスの製造方法の手順を示す。本実施形態は、シリコン基板７０１に直接突起部構造を形成する点が上記第４実施形態と異なる。上記第４実施形態と同一の手順、部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。シリコン基板７０１の変調領域１０４ａ上に反射ミラー部６０６を形成するまでの手順は上記第４実施形態と同一である。本実施形態では、図８（ａ）において、変調領域１０４ａの反射ミラー部６０６上と、非変調領域１０４ｂとにレジスト層７０２を形成する。次に、非変調領域１０４ｂのレジスト層７０２上に光源部からの光の波長よりも小さい間隔ｄでパターンニングして、レジスト層７０２の一部を除去する。図８（ｂ）において、非変調領域１０４ｂのシリコン基板７０１をエッチングする。その後、レジスト層７０２を除去する。図８（ｃ）において、変調領域１０４ａの第１犠牲層６０３と第２犠牲層６０５とをエッチングして除去する。この手順により、シリコン基板７０１の非変調領域１０４ｂに突起部構造を形成できる。ここで、好ましくは、突起部の間隔ｄは２５０ｎｍ以下、高さは２００ｎｍ以上であることが望ましい。これにより、非変調領域１０４ｂへ入射した光は、反射されることがない。この結果、第１色光用光源部１０１ＲＢ及び第２色光用光源部１０１Ｇの点灯いかんに関わらず、非変調領域１０４ｂからの光の反射を防止できる。従って、不要な光が所定方向Ｌ１へ投写されずに良好な投写像の映像表示デバイスを得ることができる。
このように、上記各実施形態に係る映像表示デバイスによれば、投写上のコントラストの向上を図れる。また、余分な電力を消費せずに非変調領域１０４ｂからの迷光を低減できる。
【００５１】
（第６実施形態）
図９は、本発明の第６実施形態に係るプリンタ９００の概略構成を示す図である。上記第１実施形態と同様の部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。上記第１実施形態で示した第１色光用光源部１０１ＲＢ（本図では簡略のため一方のみ図示し、他方第２色光用光源部１０１Ｇを略す）からの光は、ティルトミラーデバイス１０４に入射する。ティルトミラーデバイス１０４により反射された光は、結像レンズ９０１により印画紙片Ｐ上に結像する。なお、結像レンズ９０１と印画紙片Ｐとの間には光路を折り曲げるための反射ミラー９０２が設けられている。
【００５２】
ティルトミラーデバイス１０４であるＤＭＤは、例えば１６μｍ四方の微小ミラー（可動ミラー素子）を１μｍ間隔で２次元的に基板状に配列した素子であり、各微小ミラーをそれぞれ回転制御することにより、各微小ミラーに対応する領域のオン／オフを制御するものである。本実施形態の場合、光源部１０１ＲＢからの光を結像レンズ９０１方向に反射するようにティルトミラーデバイス１０４の微小ミラーを制御することにより、当該微小ミラーに対応する印画紙片Ｐ上の微小領域が露光される。
【００５３】
一方、光源部１０１ＲＢからの光を結像レンズ９０１方向以外の方向に反射するようにティルトミラーデバイス１０４の微小ミラーを制御することにより、当該微小ミラーに対応する印画紙片Ｐ上の微小領域は露光されない。このような制御を個々の微小ミラーについて行うことにより、印画紙片Ｐ上の所定領域９０３にドットによる画像が露光される（潜像が形成される）。
【００５４】
ティルトミラーデバイス１０４は、印画紙片Ｐの搬送方向に直交する方向の複数の走査線を同時に露光可能なように、微小ミラーが２次元的に配列されており、例えば１９２走査線分のミラーアレイとして構成されている。また、光源部１０１ＲＢ、１０１Ｇは時系列に各色光を供給する。従って、ティルトミラーデバイス１０４には、一定時間ごとにＲ、Ｇ、Ｂの光が順に入射する。印画紙片Ｐは、矢印Ａ方向に連続的に搬送されている。そして、ティルトミラーデバイス１０４は、時系列的に照明されるＲ光、Ｇ光、Ｂ光を印画紙片Ｐ上にカラー画像を形成するように反射し、露光させる。これにより、印画紙片Ｐ上にフルカラー像を得ることができる。なお、印画紙に露光するタイプのプリンタの動作の詳細に関しては、例えば特開２００１−１３３８９５号公報に記載されている。また、本実施形態においては、上記第１実施形態、第２実施形態、及び第３実施形態のいずれかの映像表示デバイスを用いることができる。
【００５５】
なお、本発明に係る光学装置の例として印画紙に露光するプリンタを用いて説明したが、プリンタに限られるものではない。明るく、均一な照度分布の照明光を必要とする光学装置であれば容易に本発明を適用することができる。例えば、本発明は、スキャナ、プリンタ、光スイッチング素子、空間光変調装置などにも効果的に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態に係る映像表示デバイスを備えるプロジェクタの概略構成を示す図。
【図２】上記第１実施形態の映像表示デバイスの概略構成を示す図。
【図３】映像表示デバイスの点灯タイミングを示す図。
【図４】第２実施形態に係る映像表示デバイスの概略構成を示す図。
【図５】第３実施形態に係る映像表示デバイスの概略構成を示す図。
【図６】上記第３実施形態に係る映像表示デバイスの変形例の概略構成を示す図。
【図７】第４実施形態に係る映像表示デバイスの製造方法の手順を示す図。
【図８】第５実施形態に係る映像表示デバイスの製造方法の手順を示す図。
【図９】第６実施形態に係る光学装置の概略構成を示す図。
【図１０】上記第１実施形態の映像表示デバイスの変形例を示す図。
【図１１】上記第１実施形態の映像表示デバイスの他の変形例を示す図。
【符号の説明】
１００ プロジェクタ、１０１ＲＢ 第１色光用光源部、１０１Ｇ 第２色光用光源部、１０２Ｒ Ｒ光用固体発光素子、１０２Ｂ Ｂ光用固体発光素子、１０２Ｇ Ｇ光用固体発光素子、１０３ 照明レンズ、１０４ ティルトミラーデバイス、１０４ｂ 非変調領域、１０４ａ 変調領域、１０５ 投写レンズ、１０６ スクリーン、１１０ 可動ミラー素子、１１１ａ 所定回動軸、１１１ｂ 所定回動軸、１１２ａ 電極、１１２ｂ 電極、１２０ 駆動制御部、２０４ 映像表示デバイス、５０１ 無反射膜、５０４ 映像表示デバイス、５０４ａ 光吸収体、５１０ レジスト層、５２０ 突起部、６０１ 基板、６０２ 第１電極部、６０３ 第１犠牲層、６０４ 第２電極部、６０５ 第２犠牲層、６０６ 反射ミラー部、６０７ レジスト層、７０１ シリコン基板、７０２ レジスト層、９００ プリンタ、９０１ 結像レンズ、９０２ 反射ミラー、９０３所定領域、１０００ 基準面、１１００ 反射面
Claims (12)
- 第１の波長領域の第１色光を供給する第１色光用光源部と、前記第１の波長領域と異なる第２の波長領域の第２色光を供給する第２色光用光源部と、
第１の反射位置と第２の反射位置とを択一的に選択可能な複数の可動ミラー素子を有するティルトミラーデバイスとを有し、
前記ティルトミラーデバイスは、前記第１色光用光源部及び前記第２色光用光源部からの光を映像信号に応じて変調する変調領域と、前記変調領域の周辺部に設けられている非変調領域とからなり、
前記第１色光用光源部は、前記可動ミラー素子が前記第１の反射位置のときに前記第１色光が所定方向へ反射され、前記可動ミラー素子が前記第２の反射位置のときに前記第１色光が前記所定方向とは異なる方向へ反射されるように設けられ、
前記第２色光用光源部は、前記可動ミラー素子が前記第２の反射位置のときに前記第２色光が前記所定方向へ反射され、前記可動ミラー素子が前記第１の反射位置のときに前記第２色光が前記所定方向とは異なる方向へ反射されるように設けられ、
前記第１色光用光源部が点灯している場合は、前記非変調領域内の前記可動ミラー素子は前記第２の反射位置の状態であり、前記第２色光用光源部が点灯している場合は、前記非変調領域内の前記可動ミラー素子は前記第１の反射位置の状態であることを特徴とする映像表示デバイス。 - 前記可動ミラー素子は所定回動軸の周りに回動可能であり、
前記可動ミラー素子を、映像信号に応じて、前記第１の反射位置と、前記第１の反射位置とは前記所定回動軸を中心に略対称な前記第２の反射位置とに駆動するティルトミラーデバイス駆動部をさらに有し、
前記変調領域内に設けられている前記可動ミラー素子の前記所定回動軸に沿った方向と、前記非変調領域内に設けられている前記可動ミラー素子の前記所定回動軸に沿った方向とは略垂直であることを特徴とする請求項１に記載の映像表示デバイス。 - 第１の波長領域の第１色光を供給する第１色光用光源部と、前記第１の波長領域と異なる第２の波長領域の第２色光を供給する第２色光用光源部と、
第１の反射位置と第２の反射位置とを択一的に選択可能な複数の可動ミラー素子を有するティルトミラーデバイスとを有し、
前記ティルトミラーデバイスは、前記第１色光用光源部及び前記第２色光用光源部からの光を映像信号に応じて変調する変調領域と、前記変調領域の周辺部に設けられている非変調領域とからなり、
前記非変調領域は、前記第１色光用光源部及び前記第２色光用光源部からの光を吸収する無反射膜を有することを特徴とする映像表示デバイス。 - 前記無反射膜は、光吸収体上に形成された誘電体多層膜であることを特徴とする請求項３に記載の映像表示デバイス。
- 前記無反射膜は、光吸収体上に形成された複数の突起部であり、
前記突起部同士の間隔は、前記第１色光及び前記第２色光の波長よりも小さいことを特徴とする請求項３に記載の映像表示デバイス。 - 前記無反射膜は、金属体上に形成された複数の突起部であり、
前記突起部同士の間隔は、前記第１色光及び前記第２色光の波長の半分以下の長さであり、前記突起部の高さは、前記波長の半分よりも大きい高さであることを特徴とする請求項３に記載の映像表示デバイス。 - 第１の波長領域の第１色光を供給する第１色光用光源部と、前記第１の波長領域と異なる第２の波長領域の第２色光を供給する第２色光用光源部と、
少なくとも基準面に対して反射面が傾いている第１の反射位置と第２の反射位置とを択一的に選択可能な複数の可動ミラー素子を有するティルトミラーデバイスとを有し、
前記ティルトミラーデバイスは、前記第１色光用光源部及び前記第２色光用光源部からの光を映像信号に応じて変調する変調領域と、前記変調領域の周辺部に設けられている非変調領域とからなり、
前記第１色光用光源部は、前記可動ミラー素子が前記第１の反射位置のときに前記第１色光が所定方向へ反射され、前記可動ミラー素子が前記第２の反射位置のときに前記第１色光が前記所定方向とは異なる方向へ反射されるように設けられ、
前記第２色光用光源部は、前記可動ミラー素子が前記第２の反射位置のときに前記第２色光が前記所定方向へ反射され、前記可動ミラー素子が前記第１の反射位置のときに前記第２色光が前記所定方向とは異なる方向へ反射されるように設けられ、
前記第１色光用光源部が点灯している場合、又は前記第２色光用光源部が点灯している場合、前記非変調領域内の前記可動ミラー素子は前記第１の反射位置及び前記第２の反射位置とは異なる位置である前記基準面に対して略平行な反射位置の状態であることを特徴とする映像表示デバイス。 - 第１の波長領域の第１色光を供給する第１色光用光源部と、前記第１の波長領域と異なる第２の波長領域の第２色光を供給する第２色光用光源部と、
基準面に対して反射面が傾いている第１の反射位置と第２の反射位置とを択一的に選択可能な複数の可動ミラー素子を有するティルトミラーデバイスとを有し、
前記ティルトミラーデバイスは、前記第１色光用光源部及び前記第２色光用光源部からの光を映像信号に応じて変調する変調領域と、前記変調領域の周辺部に設けられている非変調領域とからなり、
前記第１色光用光源部は、前記可動ミラー素子が前記第１の反射位置のときに前記第１色光が所定方向へ反射され、前記可動ミラー素子が前記第２の反射位置のときに前記第１色光が前記所定方向とは異なる方向へ反射されるように設けられ、
前記第２色光用光源部は、前記可動ミラー素子が前記第２の反射位置のときに前記第２色光が前記所定方向へ反射され、前記可動ミラー素子が前記第１の反射位置のときに前記第２色光が前記所定方向とは異なる方向へ反射されるように設けられ、
前記非変調領域は、前記基準面に略平行な反射面で構成されていることを特徴とする映像表示デバイス。 - 請求項１乃至８のいずれか一項に記載の映像表示デバイスと、
前記映像表示デバイスに表示された映像を投写する投写レンズとを有することを特徴とするプロジェクタ。 - 請求項１乃至８のいずれか一項に記載の映像表示デバイスと、
前記映像表示デバイスに表示された映像を結像する結像レンズとを有することを特徴とする光学装置。 - 基板上の変調領域と、前記変調領域の周辺に設けられている非変調領域とに第１電極部を形成する工程と、
前記変調領域の前記第１電極部上に第１犠牲層を形成する工程と、
前記非変調領域の前記第１電極部上と、前記変調領域の前記第１犠牲層上とに第２電極部を形成する工程と、
前記変調領域の前記第２電極部上に第２犠牲層を形成する工程と、
前記非変調領域の前記第２電極部上と、前記変調領域の前記第２犠牲層上とに反射ミラー部を形成する工程と、
前記非変調領域の前記反射ミラー部上と、前記変調領域の前記反射ミラー部上とにレジスト層を形成する工程と、
前記非変調領域の前記レジスト層上に光源部からの光の波長よりも小さい間隔でパターンニングする工程と、
前記非変調領域の前記第１電極部と、前記第２電極部と、前記反射ミラー部とをエッチングする工程と、
前記変調領域の前記第１犠牲層と前記第２犠牲層とをエッチングする工程とからなる映像表示デバイスの製造方法。 - 基板上の変調領域に第１電極部を形成する工程と、
前記変調領域の前記第１電極部上に第１犠牲層を形成する工程と、
前記変調領域の前記第１犠牲層上に第２電極部を形成する工程と、
前記変調領域の前記第２電極部上に第２犠牲層を形成する工程と、
前記変調領域の前記第２犠牲層上に反射ミラー部を形成する工程と、
前記変調領域の前記反射ミラー部上と、前記変調領域の周辺に設けられている非変調領域とにレジスト層を形成する工程と、
前記非変調領域の前記レジスト層上に光源部からの光の波長よりも小さい間隔でパターンニングする工程と、
前記非変調領域の前記基板をエッチングする工程と、
前記変調領域の前記第１犠牲層と前記第２犠牲層とをエッチングする工程とからなる映像表示デバイスの製造方法。
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