JP2008209691A - Image forming apparatus, and image display device using the same - Google Patents

Image forming apparatus, and image display device using the same Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image forming apparatus capable of achieving downsizing of an apparatus, and to provide an image display device. <P>SOLUTION: Light emitted from each light source device 3 is reflected by a mirror 20 and projected on a screen or the like through a projection lens 4 in a period where the mirror 20 in the selected line located on the corresponding column is in an on-state. Consequently, light (line light) by the amount of one line is projected in every selection period, when finishing selecting all the lines (y1 to ym), line light for the portion of m-lines, that is, for the portion of one screen is projected. This control is performed with high-speed frame frequency (e.g. 60 Hz) in the projector 1, the rays of line light are combined by an afterimage effect, then, viewed as a two-dimensional image composed of m×n pixels. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、入力される画像信号に基づいた画像を形成する画像形成装置、及びこれを用いた画像表示装置に関する。   The present invention relates to an image forming apparatus that forms an image based on an input image signal, and an image display apparatus using the image forming apparatus.

プロジェクタは、光を射出する光源(発光管等)と、この光源から射出された光を画像信号に応じて変調し、画像を形成する電気光学変調装置と、形成された画像を投写する投写光学系とを備えている。電気光学変調装置としては、透過型或いは反射型の液晶表示装置や、マイクロミラー型変調装置が一般に用いられている(例えば、特許文献1参照)。
液晶表示装置は、入力される画像信号に基づいて、光源光の偏光方向を、マトリクス状に配列された多数の画素電極(画素)毎に変化させて画面単位で画像を形成するものであり、マイクロミラー型変調装置は、入力される画像信号に基づいて、光源光の反射角度を、マトリクス状に配列された多数のマイクロミラー(画素)毎に変化させて画面単位で画像を形成する。
The projector includes a light source (such as an arc tube) that emits light, an electro-optic modulator that modulates light emitted from the light source according to an image signal, and forms an image, and projection optics that projects the formed image. System. As the electro-optic modulation device, a transmissive or reflective liquid crystal display device or a micro mirror type modulation device is generally used (for example, see Patent Document 1).
The liquid crystal display device forms an image in screen units by changing the polarization direction of the light source light for each of a large number of pixel electrodes (pixels) arranged in a matrix based on an input image signal. The micromirror type modulation device changes the reflection angle of the light source light for each of a large number of micromirrors (pixels) arranged in a matrix based on an input image signal, thereby forming an image in units of screens.

特開2005−115070号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2005-115070

しかしながら、上記のようなプロジェクタでは、電気光学変調装置に照射される光を略均一にするためのインテグレータ光学系が必要となる等、光源と電気光学変調装置との間に所定の光路長を確保する必要があるため、機器の小型化には限界があった。   However, in the projector as described above, a predetermined optical path length is ensured between the light source and the electro-optic modulation device, such as an integrator optical system for making the light irradiated to the electro-optic modulation device substantially uniform. Therefore, there is a limit to downsizing the equipment.

本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、機器を小型化することが可能な画像形成装置、及び画像表示装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide an image forming apparatus and an image display apparatus capable of downsizing the apparatus.

本発明の画像形成装置は、可動する複数のミラーが、それぞれの反射面が略同一平面となるような姿勢で配列されたミラー型変調装置と、前記ミラーの配列に沿って平行光を射出する光源装置と、前記複数のミラーを順次選択するとともに、選択された前記ミラーを、入力される画像信号に基づいて傾斜させ、前記平行光を、傾斜した前記ミラーにより所定の角度の方向に反射させるミラー駆動部と、を備えたことを特徴とする。   The image forming apparatus of the present invention emits parallel light along a mirror type modulation device in which a plurality of movable mirrors are arranged in an attitude such that their reflecting surfaces are substantially on the same plane. A light source device and the plurality of mirrors are sequentially selected, and the selected mirrors are tilted based on an input image signal, and the parallel light is reflected in a predetermined angle direction by the tilted mirrors. And a mirror driving unit.

この画像形成装置によれば、平行光を複数のミラーで順次反射して画像を形成するため、変調装置の画像形成面全体に光を照射する場合に比べて、照射輝度の分布を均一化するための手段(インテグレータ光学系)を省略、或いは簡略化することが可能となり、機器を小型化することが可能となる。   According to this image forming apparatus, parallel light is sequentially reflected by a plurality of mirrors to form an image, so that the distribution of irradiation luminance is made uniform as compared with the case where light is applied to the entire image forming surface of the modulator. Therefore, the means (integrator optical system) can be omitted or simplified, and the apparatus can be downsized.

この画像形成装置において、前記ミラーは、複数の行及び複数の列からなるマトリクス状に配列され、前記光源装置は、前記行及び前記列のいずれか一方に沿って前記平行光を射出し、前記ミラー駆動部は、前記行及び前記列の他方の単位で前記ミラーを選択することが望ましい。   In this image forming apparatus, the mirrors are arranged in a matrix composed of a plurality of rows and a plurality of columns, and the light source device emits the parallel light along one of the rows and the columns, and The mirror driving unit may select the mirror in the other unit of the row and the column.

この画像形成装置によれば、マトリクス状に配列されたミラーで画像を形成するため、2次元の画像を容易に生成することが可能となる。   According to this image forming apparatus, since an image is formed by the mirrors arranged in a matrix, a two-dimensional image can be easily generated.

この画像形成装置において、前記光源装置は、マトリクス状に配列された前記複数のミラーを覆うような帯状の平行光を射出することが望ましい。   In this image forming apparatus, it is preferable that the light source device emits strip-shaped parallel light that covers the plurality of mirrors arranged in a matrix.

この画像形成装置によれば、光源装置が帯状の平行光を射出するため、列に対応する数の光源装置を備える必要がなくなり、構成の簡略化、低コスト化を実現することが可能となる。   According to this image forming apparatus, since the light source device emits strip-shaped parallel light, it is not necessary to provide the number of light source devices corresponding to the columns, and the configuration can be simplified and the cost can be reduced. .

この画像形成装置において、帯状に形成された複数の前記ミラーが互いに平行に配列された前記ミラー型変調装置と、前記ミラーの長手方向と略垂直に、複数の前記平行光が互いに平行に射出されるように備えられた複数の前記光源装置と、入力される画像信号に基づいて、前記複数の光源装置の発光状態を、前記ミラーの選択に連動して制御する光源制御部と、を備えるようにしてもよい。   In this image forming apparatus, a plurality of the parallel lights are emitted in parallel with each other, the mirror-type modulation device in which a plurality of the mirrors formed in a strip shape are arranged in parallel with each other, and substantially perpendicular to the longitudinal direction of the mirror. And a light source control unit that controls the light emission states of the plurality of light source devices in conjunction with the selection of the mirror based on an input image signal. It may be.

この画像形成装置によれば、画像信号に基づいて発光状態が制御された複数の平行光を、順次選択された帯状のミラーで反射して画像を形成するため、2次元の画像を容易に生成することが可能となる。   According to this image forming apparatus, a plurality of parallel lights whose emission states are controlled based on image signals are reflected by a sequentially selected belt-shaped mirror to form an image, so that a two-dimensional image is easily generated. It becomes possible to do.

この画像形成装置において、前記ミラー駆動部によって傾斜した前記ミラーは、前記平行光の光路を鈍角に折り曲げるようにしてもよい。   In this image forming apparatus, the mirror inclined by the mirror driving unit may bend the optical path of the parallel light at an obtuse angle.

この画像形成装置によれば、ミラーが平行光の光路を鈍角に折り曲げる構成であるため、ミラーの傾斜角を小さくすることが可能となる。このため、ミラー型変調装置の製造を容易に行うことが可能となる。   According to this image forming apparatus, since the mirror is configured to bend the optical path of the parallel light at an obtuse angle, the tilt angle of the mirror can be reduced. For this reason, it becomes possible to easily manufacture the mirror type modulation device.

本発明の画像表示装置は、上記の画像形成装置を備えたことを特徴とする。   An image display apparatus according to the present invention includes the above-described image forming apparatus.

この画像表示装置によれば、上記の画像形成装置と同様の効果を有することが可能となる。   According to this image display device, it is possible to have the same effect as the above image forming device.

以下、本発明に係る画像表示装置の実施形態として、光源から射出された光を画像信号に応じて変調し、この変調光を外部のスクリーン等に拡大投写して画像を表示するプロジェクタについて説明する。
図1は、本実施形態のプロジェクタの概略構成を示す図であり、(a)は、プロジェクタの側面図、(b)は、その正面図である。
図1(a)、(b)に示すように、プロジェクタ1は、ミラー型変調装置2と、複数の光源装置3と、投写レンズ4(図1(b)においては、図示を省略)と、駆動回路40とを備えている。
Hereinafter, as an embodiment of an image display device according to the present invention, a projector that modulates light emitted from a light source in accordance with an image signal and enlarges and projects the modulated light on an external screen or the like will be described. .
FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of a projector according to the present embodiment, where (a) is a side view of the projector and (b) is a front view thereof.
As shown in FIGS. 1A and 1B, the projector 1 includes a mirror type modulation device 2, a plurality of light source devices 3, a projection lens 4 (not shown in FIG. 1B), And a drive circuit 40.

ミラー型変調装置2は、半導体基板10上に多数の可動式のミラー20が形成された電子デバイスであり、各ミラー20が、光源装置3から射出された光を、外部から入力される画像信号に応じて選択的に反射することによって画像を形成する。ミラー型変調装置2は、ミラー20が形成されているミラー形成面2aが、投写レンズ4に対向するように配置されており、画像の投写方向である+Z方向対して垂直な姿勢、即ちXY平面に平行な姿勢で固定されている。各ミラー20は、それぞれの反射面20aが+Z方向を向いて略同一平面となるような姿勢で、Y方向にm行(y1〜ym)、X方向にn列(x1〜xn)のマトリクス状に配列されており、ミラー型変調装置2と一体的に形成された駆動回路40によって個別にその姿勢が制御される。   The mirror type modulation device 2 is an electronic device in which a large number of movable mirrors 20 are formed on a semiconductor substrate 10, and each mirror 20 receives an image signal input from the outside as light emitted from the light source device 3. An image is formed by selective reflection according to the above. The mirror type modulation device 2 is arranged such that the mirror forming surface 2a on which the mirror 20 is formed is opposed to the projection lens 4, and is in a posture perpendicular to the + Z direction as the image projection direction, that is, the XY plane. It is fixed in a posture parallel to Each mirror 20 is in a matrix shape with m rows (y1 to ym) in the Y direction and n columns (x1 to xn) in the X direction, with the respective reflecting surfaces 20a facing the + Z direction and substantially in the same plane. The postures are individually controlled by a drive circuit 40 formed integrally with the mirror type modulation device 2.

ミラー型変調装置2の上方(−Y方向)には、マトリクスの各列(x1〜xn)に対応するように、n個の光源装置3が備えられている。光源装置3は、光源としての半導体レーザ、及びその射出面側に配置されたコリメータレンズ(いずれも図示せず)等を備えており、半導体レーザが発したレーザ光を平行光(スポット平行光)として外部に射出する。なお、半導体レーザの射出面の反対面には、レーザ光をモニタするためのフォトダイオード(図示せず)が備えられており、これを用いて半導体レーザの光出力が一定となるように制御することができるようになっている。各光源装置3は、ミラー形成面2aと平行な+Y方向に、ミラー形成面2aの各列に沿って平行光を射出する。   Above the mirror type modulation device 2 (−Y direction), n light source devices 3 are provided so as to correspond to the respective columns (x1 to xn) of the matrix. The light source device 3 includes a semiconductor laser as a light source, a collimator lens (none of which is shown) arranged on the emission surface side, and the like. The laser light emitted from the semiconductor laser is parallel light (spot parallel light). To the outside. A photodiode (not shown) for monitoring the laser beam is provided on the surface opposite to the emission surface of the semiconductor laser, and this is used to control the optical output of the semiconductor laser to be constant. Be able to. Each light source device 3 emits parallel light along each row of the mirror formation surface 2a in the + Y direction parallel to the mirror formation surface 2a.

駆動回路40は、入力される画像信号に応じて各ミラー20の姿勢を傾斜させ、光源装置3から射出される平行光を投写レンズ4に向けて選択的に反射させる。これにより、投写レンズ4から、各ミラー20に対応するm×n個の画素からなる画像が投写される。   The drive circuit 40 tilts the posture of each mirror 20 according to the input image signal, and selectively reflects the parallel light emitted from the light source device 3 toward the projection lens 4. As a result, an image composed of m × n pixels corresponding to each mirror 20 is projected from the projection lens 4.

図2及び図3は、ミラー型変調装置2の概略構成を示す図であり、図2(a)及び図3は、ミラー型変調装置2を−X側から見た図、図2(b)は、ミラー型変調装置2を−Y側から見た図である。なお、これらの図では、1つのミラー20のみを拡大して示している。
図2(a)、(b)に示すように、ミラー型変調装置2は、光を反射する反射面20aを有するアルミニウム製のミラー20と、このミラー20を駆動するアクチュエータ部30とを備えており、これらは、駆動回路40が作り込まれた半導体基板10上に形成されている。アクチュエータ部30は、半導体基板10上に形成されたアドレス電極31と、アドレス電極31の上で回動する偏向エレメント32とを備えており、アドレス電極31は、偏向エレメント32の−Y側の端部と対向するように配置されている。ミラー20と偏向エレメント32とは、支柱(ポスト)33によって一体的に固定されている。
2 and 3 are diagrams showing a schematic configuration of the mirror type modulation device 2. FIGS. 2A and 3 are views of the mirror type modulation device 2 as viewed from the −X side, and FIG. These are figures which looked at the mirror type modulation apparatus 2 from the -Y side. In these drawings, only one mirror 20 is shown enlarged.
As shown in FIGS. 2A and 2B, the mirror type modulation device 2 includes an aluminum mirror 20 having a reflection surface 20 a that reflects light, and an actuator unit 30 that drives the mirror 20. These are formed on the semiconductor substrate 10 in which the drive circuit 40 is built. The actuator unit 30 includes an address electrode 31 formed on the semiconductor substrate 10 and a deflection element 32 that rotates on the address electrode 31. The address electrode 31 is an end of the deflection element 32 on the −Y side. It arrange | positions so that a part may be opposed. The mirror 20 and the deflection element 32 are integrally fixed by a column (post) 33.

偏向エレメント32は、アドレス電極31と協働して偏向エレメント32を駆動する駆動電極34を備えている。さらに、図2(b)に示すように、偏向エレメント32は、±X方向に延出するねじれバネ36を介して、半導体基板10上に突設された柱35(図2(a)では、図示を省略)に取り付けられており、ねじれバネ36がねじれることによって、半導体基板10に対して回動可能になっている。なお、偏向エレメント32は、ミラー20のZ方向の中心線Czよりも−Y側にずれた位置でねじれバネ36に固定されている。   The deflection element 32 includes a drive electrode 34 that drives the deflection element 32 in cooperation with the address electrode 31. Further, as shown in FIG. 2B, the deflection element 32 is provided with a pillar 35 (in FIG. 2A) that protrudes from the semiconductor substrate 10 via a torsion spring 36 extending in the ± X direction. The torsion spring 36 is twisted so that the semiconductor substrate 10 can be rotated. The deflection element 32 is fixed to the torsion spring 36 at a position shifted to the −Y side from the center line Cz of the mirror 20 in the Z direction.

ここで、アクチュエータ部30のアドレス電極31に所定の電圧が印加されると、アドレス電極31と駆動電極34との間に静電引力が作用する。これにより、図3に示すように、偏向エレメント32は、アドレス電極31に引き付けられ、ミラー20とともに、ねじれバネ36を軸にして、−Y側の端部が−Z方向に、+Y側の端部が+Z方向に移動するように回動する。なお、ミラー型変調装置2には、図示しないストッパ機構が備えられており、ミラー20は、XY平面に平行な本来の姿勢に対して45°傾斜した姿勢(以降、オン状態という)で安定するようになっている。この状態では、光源装置3から+Y方向に射出された平行光は、ミラー20の反射面20aで反射し、進路を90°変更して+Z方向に備わる投写レンズ4に向かう。一方、アドレス電極31に印加される電圧が0になると、ねじれバネ36の復元力により、偏向エレメント32及びミラー20は、XY平面に平行な状態(以降、オフ状態という)で安定する。この状態では、光源装置3から+Y方向に射出された平行光は、ミラー20の表面上を通過する。   Here, when a predetermined voltage is applied to the address electrode 31 of the actuator unit 30, an electrostatic attractive force acts between the address electrode 31 and the drive electrode 34. Accordingly, as shown in FIG. 3, the deflection element 32 is attracted to the address electrode 31, and together with the mirror 20, with the torsion spring 36 as an axis, the −Y side end is in the −Z direction and the + Y side end. The part rotates so as to move in the + Z direction. The mirror type modulation device 2 is provided with a stopper mechanism (not shown), and the mirror 20 is stable in a posture (hereinafter referred to as an ON state) inclined by 45 ° with respect to the original posture parallel to the XY plane. It is like that. In this state, the parallel light emitted from the light source device 3 in the + Y direction is reflected by the reflecting surface 20a of the mirror 20, and the traveling path is changed by 90 ° toward the projection lens 4 provided in the + Z direction. On the other hand, when the voltage applied to the address electrode 31 becomes 0, the deflecting element 32 and the mirror 20 are stabilized in a state parallel to the XY plane (hereinafter referred to as an off state) by the restoring force of the torsion spring 36. In this state, the parallel light emitted in the + Y direction from the light source device 3 passes on the surface of the mirror 20.

図4は、プロジェクタ1の回路構成を示すブロック図である。
図4に示すように、プロジェクタ1は、前述したミラー型変調装置2、光源装置3、投写レンズ4、駆動回路40に加えて、制御部50、操作部51、画像信号処理部52、光源制御部53を備えている。
FIG. 4 is a block diagram showing a circuit configuration of the projector 1.
As shown in FIG. 4, the projector 1 includes a control unit 50, an operation unit 51, an image signal processing unit 52, a light source control, in addition to the mirror type modulation device 2, the light source device 3, the projection lens 4, and the drive circuit 40 described above. A portion 53 is provided.

制御部50は、CPU(Central Processing Unit)、制御プログラムや各種データ等を記憶するROM、各種データ処理を行う際の一時記憶に用いられるRAM(Random Access Memory)等を備え、コンピュータとして機能するものである。制御部50は、ROMに記憶されている制御プログラムに従って動作することにより、プロジェクタ1の動作を統括制御する。   The control unit 50 includes a CPU (Central Processing Unit), a ROM that stores control programs and various data, a RAM (Random Access Memory) that is used for temporary storage when performing various data processing, and the like, and functions as a computer. It is. The control unit 50 performs overall control of the operation of the projector 1 by operating according to a control program stored in the ROM.

操作部51は、プロジェクタ1に対して各種指示を行うための複数の操作ボタンを備えており、ユーザが操作部51の各種操作ボタンを操作すると、操作部51は、ユーザの操作内容に応じた操作信号を制御部50に出力する。   The operation unit 51 includes a plurality of operation buttons for giving various instructions to the projector 1. When the user operates various operation buttons of the operation unit 51, the operation unit 51 corresponds to the operation content of the user. An operation signal is output to the control unit 50.

画像信号処理部52は、外部から入力される各種形式の画像信号に基づいて、画素(ミラー20)毎の階調情報(明るさを表す情報)からなる画像信号をフレーム(画面)単位で生成し、駆動回路40に出力する。   The image signal processing unit 52 generates an image signal composed of gradation information (information indicating brightness) for each pixel (mirror 20) in units of frames (screen) based on image signals of various formats input from the outside. And output to the drive circuit 40.

光源制御部53は、光源装置3の点灯及び消灯を制御する。   The light source control unit 53 controls turning on and off of the light source device 3.

駆動回路40は、本発明のミラー駆動部に相当し、画像信号処理部52から入力される画像信号に基づいて、ミラー20の姿勢を1行(n個)単位で時分割制御する。具体的には、1画面分の画像を形成する期間(フレーム期間)をマトリクスの行数mで分割した期間(選択期間)毎に、制御対象とする行(選択行)を順次切り換えるとともに、選択行に含まれる各ミラー20の姿勢を、対応する画素の階調情報に基づいて制御する。駆動回路40によるミラー20の制御は、階調情報によって表される明るさに応じた時間だけミラー20をオン状態とするものであり、最も明るい状態を表す階調情報である場合には、選択期間中のほとんどの時間、ミラー20をオン状態とする一方で、最も暗い状態を表す階調情報である場合には、選択期間の間中オフ状態を維持する。また、制御対象以外の行(非選択行)のミラー20については、次に選択されるまでオフ状態で保持される。   The drive circuit 40 corresponds to the mirror drive unit of the present invention, and controls the attitude of the mirror 20 in a time-sharing manner in units of one row (n) based on the image signal input from the image signal processing unit 52. Specifically, for each period (selection period) obtained by dividing the period for forming an image for one screen (frame period) by the number of rows m in the matrix (selection period), the row to be controlled (selected row) is sequentially switched and selected. The posture of each mirror 20 included in the row is controlled based on the gradation information of the corresponding pixel. The control of the mirror 20 by the drive circuit 40 is to turn on the mirror 20 for a time corresponding to the brightness represented by the gradation information, and when the gradation information represents the brightest state, it is selected. While most of the time during the period, the mirror 20 is turned on, while in the case of gradation information representing the darkest state, the off state is maintained throughout the selection period. Further, the mirrors 20 in the rows other than the control target (non-selected rows) are held in the off state until the next selection.

各光源装置3から射出される光は、対応する列にある選択行のミラー20がオン状態にある期間中、このミラー20に反射して投写レンズ4からスクリーンSCに投写される。この結果、選択期間毎に1行分の光(ライン光)が投写され、すべての行(y1〜ym)が選択され終わると、m行分、即ち1画面分のライン光が投写される。プロジェクタ1が、この制御を高速なフレーム周波数(例えば、60Hz)で行うことにより、各ライン光は、残像効果によって合成され、m×n個の画素からなる2次元の画像として視認される。   The light emitted from each light source device 3 is reflected by this mirror 20 and projected from the projection lens 4 onto the screen SC while the mirror 20 of the selected row in the corresponding column is in the on state. As a result, light for one line (line light) is projected for each selection period, and when all the lines (y1 to ym) have been selected, line light for m lines, that is, one screen is projected. When the projector 1 performs this control at a high frame frequency (for example, 60 Hz), each line light is synthesized by the afterimage effect and visually recognized as a two-dimensional image composed of m × n pixels.

なお、本実施形態におけるミラー型変調装置2、光源装置3、及び駆動回路40は、入力される画像信号に応じた画像を形成することから、本発明の画像形成装置に相当する。また、この画像形成装置に加えて、形成した画像を視認可能に表示するための表示手段として、投写レンズ4を備えたプロジェクタ1が、本発明の画像表示装置に相当する。   Note that the mirror type modulation device 2, the light source device 3, and the drive circuit 40 in the present embodiment form an image corresponding to an input image signal, and thus correspond to the image forming apparatus of the present invention. In addition to this image forming apparatus, the projector 1 provided with the projection lens 4 as display means for displaying the formed image so as to be visible corresponds to the image display apparatus of the present invention.

以上説明したように、本実施形態のプロジェクタ1によれば、以下の効果を得ることができる。
(1)本実施形態の画像形成装置、及びプロジェクタ1によれば、光源装置3から射出される平行光を、ミラー型変調装置2によって行単位で順次反射して画像を形成するため、変調装置の画像形成面全体に光を照射する場合に比べて、照射輝度の分布を均一化するための手段(インテグレータ光学系)を省略することが可能となり、機器を小型化することが可能となる。
As described above, according to the projector 1 of the present embodiment, the following effects can be obtained.
(1) According to the image forming apparatus and the projector 1 of the present embodiment, the parallel light emitted from the light source device 3 is sequentially reflected by the mirror type modulation device 2 in units of rows, thereby forming an image. Compared to the case of irradiating the entire image forming surface with light, means (integrator optical system) for uniforming the distribution of irradiation luminance can be omitted, and the apparatus can be miniaturized.

なお、本発明の実施形態は、以下のように変更してもよい。   In addition, you may change embodiment of this invention as follows.

(変形例1)
前記実施形態では、光源装置3が、列に沿って平行光を射出し、駆動回路40が、行単位でミラー20の姿勢を制御しているが、光源装置3が、行に沿って平行光を射出し、駆動回路40が列単位でミラー20の姿勢を制御するようにしてもよい。
(Modification 1)
In the embodiment, the light source device 3 emits parallel light along the columns, and the drive circuit 40 controls the posture of the mirror 20 in units of rows. And the drive circuit 40 may control the posture of the mirror 20 in units of rows.

(変形例2)
前記実施形態において、多色(カラー)の画像を形成することも可能である。例えば、必要に応じてミラー20の列ピッチ(X方向のピッチ)を狭めて列数を増やすとともに、R(赤色)光、G(緑色)光、B(青色)光等、異なる色光をそれぞれ射出する光源装置3を、各列に対応させて周期的に(例えば、RGBRGB…の順に)配列するようにすればよい。また、異なる色光を選択的に射出可能な光源装置を列毎に備えて、時分割でその発光色を変化させるとともに、発光色の変化に同期させて発光色に応じたミラー制御を行うようにしてもよい。或いは、色光毎にミラー型変調装置2を備えて、色光毎に形成された画像を、クロスダイクロイックプリズム等の光合成手段によって合成するようにしてもよい。
(Modification 2)
In the embodiment, it is also possible to form a multicolor image. For example, if necessary, the row pitch (X direction pitch) of the mirror 20 is narrowed to increase the number of rows, and different color lights such as R (red) light, G (green) light, and B (blue) light are emitted. The light source devices 3 may be arranged periodically (for example, in order of RGBRGB ...) corresponding to each column. In addition, a light source device that can selectively emit different color lights is provided for each column, and the emission color is changed in a time-sharing manner, and mirror control corresponding to the emission color is performed in synchronization with the change of the emission color. May be. Alternatively, a mirror type modulation device 2 may be provided for each color light, and an image formed for each color light may be synthesized by a light synthesis means such as a cross dichroic prism.

(変形例3)
前記実施形態では、ミラー20をオン状態にする時間を制御することによって、画像の階調を表しているが、図5に示すように、光源制御部53が、画像信号処理部52から画像信号を受け取り、階調情報に応じて光源装置3の点灯及び消灯を制御可能な構成とすれば、光源装置3の点灯時間によって階調を表すことが可能となる。或いは、光源制御部53が、画像信号処理部52から画像信号を受け取り、階調情報に応じて光源装置3の発光輝度を制御可能な構成とすれば、発光輝度の高低によって階調を表すようにすることも可能となる。以上のような構成とすれば、画像の暗色部位を表示する際には、光源装置3の発光状態が消灯状態、或いは低輝度状態となるため、光源装置3の電力消費を抑制することが可能となる。
なお、本変形例では、駆動回路40は、光源制御部53から入力される同期信号に基づいて、ミラー型変調装置2の選択行のすべてのミラー20を選択期間中常にオン状態にしておけばよく、光源制御部53が、行の選択に連動して、選択行に含まれる各画素の階調情報に応じた階調制御を行えばよい。
また、本変形例においては、列毎にミラー20の姿勢を変化させる必要がなくなるため、図6に示すように、各列を横断するようなX方向に細長い帯状のミラー20をm行分(y1〜ym)平行に配列し、複数の光源装置3が、ミラー形成面2aに沿って、各ミラー20の長手方向(X方向)と略垂直に平行光を射出する構成とすることも可能である。この場合には、駆動回路40がミラー20を1つずつ順次傾斜させるとともに、画像信号に基づいて、複数の光源装置3の発光状態を、ミラー20の選択に連動して制御すればよい。
(Modification 3)
In the embodiment, the gradation of the image is represented by controlling the time for which the mirror 20 is turned on. However, as illustrated in FIG. 5, the light source control unit 53 receives the image signal from the image signal processing unit 52. If the light source device 3 is controlled to be turned on and off according to the tone information, the tone can be represented by the lighting time of the light source device 3. Alternatively, if the light source control unit 53 is configured to receive the image signal from the image signal processing unit 52 and control the light emission luminance of the light source device 3 according to the gray level information, the light source control unit 53 represents the gray level by the level of the light emission luminance. It is also possible to make it. With the configuration as described above, when the dark color portion of the image is displayed, the light emission state of the light source device 3 is turned off or in a low luminance state, so that the power consumption of the light source device 3 can be suppressed. It becomes.
In this modification, the drive circuit 40 should always keep all the mirrors 20 in the selected row of the mirror type modulation device 2 on during the selection period based on the synchronization signal input from the light source control unit 53. The light source controller 53 may perform gradation control according to gradation information of each pixel included in the selected row in conjunction with the selection of the row.
Further, in this modification, since it is not necessary to change the posture of the mirror 20 for each column, as shown in FIG. y1 to ym) may be arranged in parallel, and a plurality of light source devices 3 may emit parallel light substantially perpendicular to the longitudinal direction (X direction) of each mirror 20 along the mirror forming surface 2a. is there. In this case, the drive circuit 40 may incline the mirrors 20 one by one and control the light emission states of the plurality of light source devices 3 in conjunction with the selection of the mirrors 20 based on the image signal.

(変形例4)
前記実施形態では、列毎に光源装置3を備えた構成を示しているが、図7に示すように、少なくとも1つの光源3aから射出された光を、コリメータレンズ3b等によって、ミラー形成面2aの各列を覆うような帯状の平行光(スリット光)に変換し、これをミラー形成面2aに沿って+Y方向に射出するようにしてもよい。この構成によれば、列の数だけ光源装置3を備える必要がないため、構成の簡略化、低コスト化を実現することが可能となる。
(Modification 4)
In the above-described embodiment, the configuration in which the light source device 3 is provided for each column is shown. However, as shown in FIG. 7, the light emitted from at least one light source 3a is reflected by the collimator lens 3b and the mirror forming surface 2a. May be converted into strip-shaped parallel light (slit light) covering each row of the light, and emitted in the + Y direction along the mirror forming surface 2a. According to this configuration, it is not necessary to provide as many light source devices 3 as the number of columns, so that the configuration can be simplified and the cost can be reduced.

(変形例5)
前記実施形態では、ミラー形成面2aに沿って進行する平行光を、45°傾けたミラー20によって、ミラー形成面2aに垂直な+Z方向に反射させる構成を示しているが、この構成に限られず、例えば、図8に示すように、平行光の光路を鈍角に折り曲げる構成にすることも可能である。この構成によれば、ミラー20の傾斜角が45°より小さくて済むため、ミラー型変調装置2を容易に製造することが可能となる。
(Modification 5)
In the embodiment described above, the parallel light traveling along the mirror forming surface 2a is reflected in the + Z direction perpendicular to the mirror forming surface 2a by the mirror 20 tilted by 45 °, but is not limited to this configuration. For example, as shown in FIG. 8, it is possible to bend the optical path of the parallel light at an obtuse angle. According to this configuration, since the inclination angle of the mirror 20 can be smaller than 45 °, the mirror type modulation device 2 can be easily manufactured.

(変形例6)
前記実施形態では、画像表示装置の例として、投写レンズ4から外部のスクリーンSC等に画像を投写するフロント型のプロジェクタ1について説明しているが、透過型のスクリーンを一体的に備え、その背面側に画像を投写するリアプロジェクタにも適用可能である。また、図9に示すように、投写レンズ4の代わりに、透過型スクリーンとして機能する拡散板5を備えた構成とすれば、液晶表示装置や有機EL(Electro Luminescence)表示装置等の直視型表示装置のように、小型の画像表示装置100を実現することが可能となる。
(Modification 6)
In the embodiment, the front projector 1 that projects an image from the projection lens 4 onto an external screen SC or the like is described as an example of the image display device. However, the rear projector 1 is integrally provided with a transmissive screen. The present invention can also be applied to a rear projector that projects an image on the side. Further, as shown in FIG. 9, if a configuration including a diffusing plate 5 functioning as a transmission screen instead of the projection lens 4, a direct-view display such as a liquid crystal display device or an organic EL (Electro Luminescence) display device is provided. Like a device, it is possible to realize a small image display device 100.

(変形例7)
前記実施形態では、光源として半導体レーザを備えた光源装置3を用いているが、平行光を射出可能な光源装置3であれば、半導体レーザに限定されず、他の光源を用いることも可能である。
(Modification 7)
In the above embodiment, the light source device 3 including the semiconductor laser is used as the light source. However, the light source device 3 is not limited to the semiconductor laser as long as the light source device 3 can emit parallel light, and other light sources can be used. is there.

実施形態に係るプロジェクタの概略構成を示す図であり、(a)は、プロジェクタの側面図、(b)は、その正面図。It is a figure which shows schematic structure of the projector which concerns on embodiment, (a) is a side view of a projector, (b) is the front view. ミラー型変調装置の概略構成を示す図であり、(a)は、−X側から見た図、(b)は、−Y側から見た図。It is a figure which shows schematic structure of a mirror type modulation apparatus, (a) is the figure seen from the -X side, (b) is the figure seen from the -Y side. ミラーが傾斜した状態のミラー型変調装置を示す図であり、−X側から見た図。It is a figure which shows the mirror type modulation apparatus of the state which the mirror inclined, and the figure seen from -X side. 実施形態に係るプロジェクタの回路構成を示すブロック図。1 is a block diagram showing a circuit configuration of a projector according to an embodiment. 変形例3に係るプロジェクタの回路構成を示すブロック図。FIG. 10 is a block diagram showing a circuit configuration of a projector according to Modification 3. 変形例3に係るプロジェクタの概略構成を示す図であり、(a)は、プロジェクタの側面図、(b)は、その正面図。It is a figure which shows schematic structure of the projector which concerns on the modification 3, (a) is a side view of a projector, (b) is the front view. 変形例4に係るプロジェクタの正面図。The front view of the projector which concerns on the modification 4. FIG. 変形例5に係るプロジェクタの側面図。The side view of the projector which concerns on the modification 5. FIG. 変形例6に係る画像表示装置の側面図。The side view of the image display apparatus which concerns on the modification 6. FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1…プロジェクタ、2…ミラー型変調装置、2a…ミラー形成面、3…光源装置、4…投写レンズ、10…半導体基板、20…ミラー、20a…反射面、30…アクチュエータ部、31…アドレス電極、32…偏向エレメント、33…支柱(ポスト)、34…駆動電極、35…柱、36…ねじれバネ、40…駆動回路、50…制御部、51…操作部、52…画像信号処理部、53…光源制御部。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Projector, 2 ... Mirror type | mold modulation apparatus, 2a ... Mirror formation surface, 3 ... Light source device, 4 ... Projection lens, 10 ... Semiconductor substrate, 20 ... Mirror, 20a ... Reflective surface, 30 ... Actuator part, 31 ... Address electrode 32 ... Deflection element 33 ... Post (post) 34 ... Drive electrode 35 ... Column 36 ... Torsion spring 40 ... Drive circuit 50 ... Control unit 51 ... Operation unit 52 ... Image signal processing unit 53 ... light source control unit.

Claims (6)

可動する複数のミラーが、それぞれの反射面が略同一平面となるような姿勢で配列されたミラー型変調装置と、
前記ミラーの配列に沿って平行光を射出する光源装置と、
前記複数のミラーを順次選択するとともに、選択された前記ミラーを、入力される画像信号に基づいて傾斜させ、前記平行光を、傾斜した前記ミラーにより所定の角度の方向に反射させるミラー駆動部と、
を備えたことを特徴とする画像形成装置。
A mirror-type modulation device in which a plurality of movable mirrors are arranged in a posture such that their reflecting surfaces are substantially in the same plane;
A light source device that emits parallel light along the array of mirrors;
A mirror driving unit that sequentially selects the plurality of mirrors, tilts the selected mirrors based on an input image signal, and reflects the parallel light in a direction of a predetermined angle by the tilted mirrors; ,
An image forming apparatus comprising:
請求項1に記載の画像形成装置であって、
前記ミラーは、複数の行及び複数の列からなるマトリクス状に配列され、前記光源装置は、前記行及び前記列のいずれか一方に沿って前記平行光を射出し、前記ミラー駆動部は、前記行及び前記列の他方の単位で前記ミラーを選択することを特徴とする画像形成装置。
The image forming apparatus according to claim 1,
The mirrors are arranged in a matrix composed of a plurality of rows and a plurality of columns, the light source device emits the parallel light along one of the rows and the columns, and the mirror driver An image forming apparatus, wherein the mirror is selected in the other unit of a row and a column.
請求項2に記載の画像形成装置であって、
前記光源装置は、マトリクス状に配列された前記複数のミラーを覆うような帯状の平行光を射出することを特徴とする画像形成装置。
The image forming apparatus according to claim 2,
The image forming apparatus, wherein the light source device emits strip-shaped parallel light that covers the plurality of mirrors arranged in a matrix.
請求項1に記載の画像形成装置であって、
帯状に形成された複数の前記ミラーが互いに平行に配列された前記ミラー型変調装置と、
前記ミラーの長手方向と略垂直に、複数の前記平行光が互いに平行に射出されるように備えられた複数の前記光源装置と、
入力される画像信号に基づいて、前記複数の光源装置の発光状態を、前記ミラーの選択に連動して制御する光源制御部と、
を備えたことを特徴とする画像形成装置。
The image forming apparatus according to claim 1,
The mirror type modulation device in which a plurality of the mirrors formed in a strip shape are arranged in parallel with each other;
A plurality of the light source devices provided so that the plurality of parallel lights are emitted in parallel to each other substantially perpendicular to the longitudinal direction of the mirror;
A light source controller that controls the light emission state of the plurality of light source devices in conjunction with the selection of the mirror, based on an input image signal;
An image forming apparatus comprising:
請求項1〜4のいずれか1項に記載の画像形成装置であって、
前記ミラー駆動部によって傾斜した前記ミラーは、前記平行光の光路を鈍角に折り曲げることを特徴とする画像形成装置。
The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein
The image forming apparatus, wherein the mirror tilted by the mirror driving unit bends the optical path of the parallel light at an obtuse angle.
請求項1〜5のいずれか1項に記載の画像形成装置を備えたことを特徴とする画像表示装置。   An image display apparatus comprising the image forming apparatus according to claim 1.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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