JP2011133530A - Device and array for deflecting light, image projection display device - Google Patents

Device and array for deflecting light, image projection display device Download PDF

Info

Publication number
JP2011133530A
JP2011133530A JP2009290326A JP2009290326A JP2011133530A JP 2011133530 A JP2011133530 A JP 2011133530A JP 2009290326 A JP2009290326 A JP 2009290326A JP 2009290326 A JP2009290326 A JP 2009290326A JP 2011133530 A JP2011133530 A JP 2011133530A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
optical
stopper
deflection
plate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2009290326A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP5287695B2 (en
Inventor
Takeshi Nanjo
健 南條
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ricoh Co Ltd filed Critical Ricoh Co Ltd
Priority to JP2009290326A priority Critical patent/JP5287695B2/en
Publication of JP2011133530A publication Critical patent/JP2011133530A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5287695B2 publication Critical patent/JP5287695B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Mechanical Light Control Or Optical Switches (AREA)
  • Projection Apparatus (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a light deflection device that can guide a first polarized light or a second polarized light to a desired direction according to a pixel without generating heat due to transmitted light. <P>SOLUTION: The light deflection device includes: a substrate; a plurality of regulation members which are provided on each of a plurality of edges of the substrate and have stoppers on each of top parts of the regulation members; a fulcrum member provided on an upper surface of the substrate with a top part; a plate member having a light-reflecting region, not having a fixed end and being movably arranged in a space generated by the substrate, the fulcrum member and the stopper, wherein at least a part of the plate member has a conductive layer comprised of a member having conductivity; and a plurality of electrodes which are provided on the substrate and substantially face the conductive layer of the plate member. The plate member is declined and shifted with the support member as a center by electrostatic attraction, whereby light incident on the light reflection region changes its reflection direction to perform light deflection. Polarizing elements of a wire grid type are provided by connecting them directly onto the stopper or stereoscopically onto an upper part of the stopper. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、入射光に対する出射光の方向を変える光偏向装置、光偏向アレー、画像投影表示装置に関する。   The present invention relates to an optical deflection device, an optical deflection array, and an image projection display device that change the direction of outgoing light with respect to incident light.

始めに、本明細書において頻繁に用いられる「光偏向」と「偏光」という用語について、以下のように定義することとする。「光偏向」は、光の向きを変えることを意味し、具体的には、光偏向装置を構成する板状部材などのミラーが傾斜方向を変えたことにより反射光の向きが変わることなどが該当する。一方、「偏光」は、光を電磁波として捉えたときの波としての性質の変化を意味し、例えば振動方向がランダムな状態である自然光に対し、特定方向に振動が偏った光を意味する。具体的には、ワイヤグリッド型偏光素子により、振動方向がワイヤと平行な光が反射され、ワイヤと垂直な光が透過されるなどが該当する。   First, the terms “light deflection” and “polarization” that are frequently used in the present specification will be defined as follows. “Light deflection” means changing the direction of light. Specifically, the direction of reflected light may change when a mirror such as a plate-like member constituting the light deflection device changes the tilt direction. Applicable. On the other hand, “polarized light” means a change in properties as a wave when light is captured as an electromagnetic wave. For example, it means light whose vibration is biased in a specific direction with respect to natural light whose vibration direction is random. Specifically, the wire grid type polarizing element reflects light whose vibration direction is parallel to the wire and transmits light perpendicular to the wire.

一般に、投影プロジェクタやデジタルシアターシステム、リアプロジェクションテレビ等の画像投影表示装置に用いられる表示デバイス(本発明における光偏向装置に相当する)としては、透過型液晶デバイスや反射型液晶デバイス、デジタルマイクロミラーデバイスがあり、その光利用効率の高さや開口率の大きさから、テキサスインスツルメンツのデジタルマイクロミラーデバイス(一般的にDMDと呼ばれている)を用いたプロジェクタが市場で広く使われている。このDMDは、捻り梁上部に反射ミラーを有する光スイッチの2次元アレーであり、このDMDを用いたプロジェクタの光学システムでは、テキサスインスツルメンツで発明されたデジタルライトプロセッシング方式(一般的にDLP方式と呼ばれている)が採用されている。このDLP方式には、DMDを1個用いる単板式と、DMDを3個用いる3板式があり、この単板式の光学システムについては、公知文献である、「A MEMS-Based Projction Display」PROCEEDINGS OF THE IEEE. VOL.86,NO.8,AUGUST 1998 ,page 1687-1704において、L. J. Hornbeckらが紹介している。又、3板式の光学システムについては、公知文献である、「Using ZEMAX Image Analysis and user-defined surfaces for projection lens design and evaluation for Digital Light ProcessingTM projection systems」 Optical Engineering, Vol. 39 No. 7, July 2000, page 1802-1807に紹介されている。 In general, as a display device (corresponding to the light deflection apparatus in the present invention) used in an image projection display device such as a projection projector, a digital theater system, and a rear projection television, a transmissive liquid crystal device, a reflective liquid crystal device, a digital micromirror There are devices, and projectors using Texas Instruments digital micromirror devices (generally called DMD) are widely used in the market because of their high light utilization efficiency and large aperture ratio. This DMD is a two-dimensional array of optical switches having a reflection mirror on the top of a torsion beam. In the optical system of a projector using this DMD, a digital light processing method (generally called DLP method) invented by Texas Instruments. Is adopted). This DLP system includes a single-plate type using one DMD and a three-plate type using three DMDs. This single-plate optical system is a well-known literature, “A MEMS-Based Projction Display” PROCEEDINGS OF THE In IEEE. VOL.86, NO.8, AUGUST 1998, pages 1687-1704, LJ Hornbeck et al. As for the three-plate optical system, “Using ZEMAX Image Analysis and user-defined surfaces for projection lens design and evaluation for Digital Light Processing TM projection systems” Optical Engineering, Vol. 39 No. 7, July 2000, pages 1802-1807.

上記いくつかの方式があるプロジェクタであるが、近年、それらのプロジェクタを応用した立体画像を投影表示するプロジェクタやデジタルシアターシステムが製品化されている。立体画像を投影表示するシステムとしては、主に、時分割式DLPプロジェクタと液晶シャッタメガネを用いる時分割方式と、DLP方式に限らず液晶方式を含めたプロジェクタ2台と偏光メガネを用いる偏光方式とがある。特許文献1(特開平10−153755号公報)において、従来例として両方式が開示されており、時分割方式は、左右の眼に独立した液晶シャッタを設けたメガネを装着し、スクリーン上に時分割式に右目用の画像と左目用の画像を交互に表示し、シャッタ制御装置に画像タイミングに合わせて右目と左目のシャッタを作動し、右目には、右目用の画像を、左目には左目用の画像を見ることができるようにしたものであり、偏光方式は、右目用の画像と左目用の画像を投影する2台のプロジェクタを用い、それぞれの投射光を偏光フィルタにより一方のプロジェクタは横方向、もう一方のプロジェクタは縦方向に偏光してスクリ−ンに投影し、これを右目は縦方向、左目は横方向の偏光メガネで、右目には右目用の画像を、左目には左目用の画像を見ることができるようにしたものである。   Although there are projectors with the above-mentioned several methods, in recent years, projectors and digital theater systems that project and display stereoscopic images using these projectors have been commercialized. As a system for projecting and displaying a stereoscopic image, there are mainly a time-division method using a time-division type DLP projector and liquid crystal shutter glasses, and a polarization method using two projectors including the liquid crystal method and polarization glasses as well as the DLP method. There is. In Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 10-153755), both systems are disclosed as a conventional example. In the time division system, glasses with independent liquid crystal shutters are attached to the left and right eyes, and the time is displayed on the screen. The right-eye image and left-eye image are alternately displayed in a divided manner, and the shutter control device operates the right-eye and left-eye shutters according to the image timing. The right-eye image is displayed for the right eye, and the left-eye image is displayed for the left eye. The polarization method uses two projectors that project an image for the right eye and an image for the left eye, and one projector uses a polarization filter to project each projection light. In the horizontal direction, the other projector is polarized in the vertical direction and projected onto the screen. This is polarized glasses for the right eye in the vertical direction, the left eye in the horizontal direction, the right eye for the right eye, and the left eye for the left eye. for Image is obtained by to be able to see.

しかしながら、時分割方式の場合は、シャッタ制御装置にて画像タイミングに合わせて眼鏡の右目と左目の液晶シャッタを作動するため接続コ−ドが必要で煩わしく、かつ接続コードが無い液晶シャッタを設けたメガネは高価で、このために多人数で立体画像を同時に楽しむことは困難であった。又、偏光方式の場合は、右目用の画像と左目用の画像を投影する2台のプロジェクタが必要で価格を低く抑えることが出来ない、かつ2台のプロジェクタの投影画像を一致しないといけないので調整が難しくだれでも設定ができるほど手軽ではない等の問題点があった。   However, in the case of the time division method, the shutter control device operates the liquid crystal shutters for the right eye and the left eye of the glasses in accordance with the image timing, so that a connection code is necessary and troublesome, and a liquid crystal shutter without a connection cord is provided. Glasses are expensive, and it is difficult for a large number of people to enjoy stereoscopic images at the same time. In the case of the polarization method, two projectors for projecting the image for the right eye and the image for the left eye are necessary, the price cannot be kept low, and the projection images of the two projectors must match. There was a problem that adjustment was difficult and it was not easy for anyone to set.

そこで、安価な偏光メガネを用いることができ、かつ1台のプロジェクタにて立体画像を投影表示できる装置として、ホログラフィック偏光ビームスプリッタによって光源から放射された光をS波とP波に分離し、分離されたS波とP波をDMDのそれぞれ異なる画素に導いて、S波によって構成される画像と、P波によって構成される画像とを同時に投影するように構成した立体画像投影表示装置が、特許文献2(特許第2999953号公報)に開示されている。又、回転する偏光カラーホイールを用いることにより、相互に直交する偏光ベクトルを備えた直線偏光をRGBの各色毎に時分割でDMDに導くように構成し、このDMDを偏光カラーホイールの時分割動作と連動させて制御することで、偏光メガネによって立体的な表示を視認できるように構成した立体画像表示装置が、上記特許文献1に開示されている。   Therefore, as a device that can use inexpensive polarized glasses and can project and display a stereoscopic image with one projector, the light emitted from the light source is separated into S and P waves by a holographic polarization beam splitter, A stereoscopic image projection display device configured to guide the separated S wave and P wave to different pixels of the DMD and simultaneously project an image constituted by the S wave and an image constituted by the P wave, It is disclosed in Patent Document 2 (Japanese Patent No. 2999953). In addition, by using a rotating polarization color wheel, linearly polarized light with mutually orthogonal polarization vectors is configured to be guided to the DMD for each color of RGB in a time-sharing manner, and this DMD is time-division operated by the polarization color wheel. A three-dimensional image display device configured to be able to visually recognize a three-dimensional display with polarized glasses by controlling in conjunction with the above is disclosed in Patent Document 1.

しかしながら、ホログラフィック偏光ビームスプリッタを用いる装置では、DMDが単板式で済みかつ駆動周波数も比較的低くて済むといった利点があるものの、ホログラフィック偏光ビームスプリッタによる偏光の出射方向をDMDの各画素に正確に対応させる必要があるために厳密な光学調整が必要になるとともに、このようなホログラフィック偏光ビームスプリッタは非常に高価であるため装置の価格を安価にすることができないという問題点があった。さらに、カラー化を図る場合にはホログラムの特性により異なる色相の光を同等に導くことはできないことから、ホログラフィック偏光ビームスリッタにRGBの各色に対応する画素構造を設ける必要があり、これによりさらに製造コストが増大するという問題点があった。一方、偏光カラーホイールを用いる装置では、カラーホイールに偏光選択機能を持たせ、DMDを光の色別及び偏光別に時分割駆動させる必要があるため、駆動周波数が高くなってしまうという問題点があった。また、偏光カラーホイールを回転させながら光を透過させる必要があるために、カラー偏光フィルタの偏光軸が偏光カラーホイールの回転に伴って傾動するので直線偏光の偏光軸が一定にならず振れてしまうため、立体画像を見るときに左右の視差画像が相互に混ざって視認されるといった2重映りを生ずる恐れがあった。   However, an apparatus using a holographic polarizing beam splitter has the advantage that the DMD is a single plate type and requires only a relatively low driving frequency, but the direction of polarized light emitted by the holographic polarizing beam splitter is accurately applied to each pixel of the DMD. Therefore, there is a problem that strict optical adjustment is required, and that such a holographic polarization beam splitter is very expensive, so that the price of the apparatus cannot be reduced. Furthermore, when colorization is attempted, light of different hues cannot be guided equally due to the characteristics of the hologram, so it is necessary to provide a holographic polarization beam slitter with a pixel structure corresponding to each color of RGB, thereby further There was a problem that the manufacturing cost increased. On the other hand, an apparatus using a polarization color wheel has a problem that the drive frequency becomes high because the color wheel has a polarization selection function and the DMD needs to be time-division driven for each color and polarization of light. It was. In addition, since it is necessary to transmit light while rotating the polarization color wheel, the polarization axis of the color polarization filter tilts with the rotation of the polarization color wheel, so that the polarization axis of linearly polarized light does not become constant and may swing. For this reason, when viewing a stereoscopic image, there is a possibility that a double image is produced in which the left and right parallax images are visually recognized mixed with each other.

そこで、上記問題点に鑑み、単板式のDMDを使って、かつホログラフィック偏光ビームスプリッタや偏光カラーホイールを使わずに1台のプロジェクタにて立体画像を投影表示する装置が、特許文献3(特開2006−58339号公報)に開示されている。特許文献3においては、表示デバイスであるDMDの画素に相当する個々のミラーを、第1の偏光が可能なミラー又は第2の偏光が可能なミラーで構成し、第1の偏光が可能なミラーと第2の偏光が可能なミラーをストライプライン状に交互に、又は縦横の隣接位置に交互に配置していることを特徴としている。特許文献3の立体画像投影表示装置は、光源からの光を、無偏光のカラーホイールを通過させて時系列的に各色に分割し、それを表示デバイスである単板のDMDに時間順次に入射させる。DMDは立体画素情報に応じて第1の偏光光と第2の偏光光を投影レンズに向けて反射させることが出来、投影レンズを通してスクリーン上に第1の偏光による画像と第2の偏光による画像を同時に表示することが出来る。左右の眼に対応する部分に異なる偏光フィルタを取り付けた偏光メガネを用いてこの画像を鑑賞すると、特に視差画像を構成する第1の偏光光による画像と第2の偏光光による画像の場合は、立体画像として視ることが出来る。   In view of the above problems, an apparatus for projecting and displaying a stereoscopic image with a single projector using a single-plate DMD and without using a holographic polarizing beam splitter or a polarizing color wheel is disclosed in Patent Document 3 No. 2006-58339). In Patent Document 3, each mirror corresponding to a pixel of a DMD which is a display device is configured by a mirror capable of first polarization or a mirror capable of second polarization, and a mirror capable of first polarization. And mirrors capable of second polarization are alternately arranged in stripe lines, or alternately in vertical and horizontal adjacent positions. The three-dimensional image projection display device of Patent Document 3 splits light from a light source into each color in a time-series manner through a non-polarized color wheel, and sequentially enters it into a single plate DMD as a display device. Let The DMD can reflect the first polarized light and the second polarized light toward the projection lens in accordance with the three-dimensional pixel information, and the first polarized light image and the second polarized light image on the screen through the projection lens. Can be displayed simultaneously. When viewing this image using polarized glasses with different polarizing filters attached to the parts corresponding to the left and right eyes, particularly in the case of an image by the first polarized light and an image by the second polarized light that constitute the parallax image, It can be viewed as a stereoscopic image.

上記特許文献3の立体画像投影表示装置は、特許文献2の発明と異なり、表示デバイスの手前で偏光分離を行う必要がないので、偏光の投射位置の調整などが不要になり、装置の調整作業が容易になる。また、第1の偏光光による画像と第2の偏光光による画像とを時分割で投射する必要もないので、DMDの駆動周波数を低減することができる。さらに、単板式のDMDで第1の偏光光による画像と第2の偏光光による画像を同時に形成できるので、小型・軽量化を図ることができる等の利点がある。   Unlike the invention of Patent Document 2, the stereoscopic image projection display device of Patent Document 3 does not require polarization separation in front of the display device, so that adjustment of the projection position of polarized light is not necessary, and adjustment work of the device is unnecessary. Becomes easier. In addition, since it is not necessary to project the image by the first polarized light and the image by the second polarized light in a time-sharing manner, the driving frequency of the DMD can be reduced. Further, the single-plate type DMD can simultaneously form an image by the first polarized light and an image by the second polarized light, and thus there are advantages such as reduction in size and weight.

しかしながら、上記特許文献3においては、無偏光な入射光がDMDを構成する個々のミラーに入射し、個々のミラー部に構成されたワイヤグリッド等の偏光機能により、ある振動方向を有する光が反射され、他の振動方向の光は透過することとなる。この反射光は、表示デバイスであるDMDの各素子のスイッチ動作(本発明でいうところの光偏向動作)により反射方向を変えて画像の投影表示に使われるが、透過光はグリッドを通過しミラー下で散乱しコントラストの低下や画質の低下となるため、偏光機能の下に黒色の樹脂層などの光吸収層や無反射多層膜を構成してミラー部で吸収させることが必要となる。概して記すと、光源からの照明光の半分がDMDのミラーアレーで吸収されるため、その発熱は甚大であり、強力なファンなどによる急冷機構が必要となり、小型で安価な立体画像投影表示装置を構成することは困難となる。又、ミラーを構成する光吸収層や無反射多層膜の劣化は激しく、長時間の鑑賞が困難であり、画像投影表示装置の長期間使用も困難となる。さらに、ミラー部にワイヤグリッドを構成するため、その金属ワイヤの配列に依存してワイヤの応力によりミラーが反りすなわち平滑でなくなり、表示された画像の画素の分離が均一でなく、画質が低下する問題点がある。さらに、光吸収層として黒色の樹脂層を用いた場合は数μmの膜厚が必要であり、ミラーの±20°程度の傾斜を考えると隣接するミラーがぶつからないように画素と画素の間隔を広げる必要があり、微細なミラーを狭ピッチで集積することが困難である。又、光吸収層として無反射多層膜を用いた場合は、その膜応力分布の制御が困難でやはり平滑なミラーが得られず、画質の低下を招く恐れがある。さらに、ミラーとして上記構成をとる場合、ミラー部の重量が大きくなり、ミラーを固定している支持部又はミラーを支えているヒンジへの負荷が大きく、連続使用による支持部又はヒンジの破壊が起きやすいため、頻繁に表示デバイスを交換する必要がある。   However, in Patent Document 3, non-polarized incident light is incident on individual mirrors constituting the DMD, and light having a certain vibration direction is reflected by a polarization function such as a wire grid formed on each mirror part. Thus, light in other vibration directions is transmitted. The reflected light is used to project and display an image by changing the reflection direction by switching operation of each element of the DMD which is a display device (light deflecting operation in the present invention). Since the light is scattered below and lowers the contrast and the image quality, it is necessary to form a light absorbing layer such as a black resin layer or a non-reflective multilayer film under the polarization function and absorb it by the mirror portion. Generally speaking, since half of the illumination light from the light source is absorbed by the DMD mirror array, the heat generation is enormous, and a rapid cooling mechanism such as a powerful fan is required. It is difficult to configure. In addition, the light absorption layer and the non-reflective multilayer film constituting the mirror are severely deteriorated, making it difficult to view for a long time, and it becomes difficult to use the image projection display device for a long time. Furthermore, since the wire grid is formed in the mirror portion, the mirror is warped or not smooth due to the stress of the wire depending on the arrangement of the metal wires, and the pixel separation of the displayed image is not uniform and the image quality is deteriorated. There is a problem. Furthermore, when a black resin layer is used as the light absorption layer, a film thickness of several μm is required. Considering the inclination of the mirror by about ± 20 °, the distance between the pixels is set so that adjacent mirrors do not collide with each other. It is necessary to widen and it is difficult to integrate fine mirrors at a narrow pitch. Further, when a non-reflective multilayer film is used as the light absorbing layer, it is difficult to control the film stress distribution, and a smooth mirror cannot be obtained, which may cause a deterioration in image quality. Furthermore, when the mirror is configured as described above, the weight of the mirror portion increases, the load on the support portion fixing the mirror or the hinge supporting the mirror is large, and the support portion or hinge is destroyed due to continuous use. It is easy to change the display device frequently.

以下に、特許文献4(特許第4307813号公報)を参照して、本発明者らが先に発明した光偏向方法及び光偏向装置及びその製造方法及びその応用製品を説明する。特許文献4を従来例とすると、従来例の光偏向装置は、固定部を持たない板状部材すなわちミラーを空間に閉じ込めて静電引力により支点部位を中心に傾斜変位させ光偏向することを特徴としており、この特許文献4の中で1軸又は2軸方向に光偏向する光偏向装置が開示されている。特許文献4において、ミラーである板状部材に接触電位を付与する場合と電気的に浮いている場合の、それぞれの構造の光偏向装置及び光偏向方法(すなわち駆動方法)が開示されている。   Hereinafter, with reference to Patent Document 4 (Japanese Patent No. 4307813), an optical deflection method, an optical deflection apparatus, a manufacturing method thereof, and an applied product thereof, which the inventors have previously invented, will be described. When Patent Document 4 is a conventional example, the optical deflecting device of the conventional example is characterized in that a plate-like member having no fixed portion, that is, a mirror is confined in a space, and the optical deflection is performed by tilting and shifting around a fulcrum part by electrostatic attraction. In this patent document 4, an optical deflecting device that deflects light in a uniaxial or biaxial direction is disclosed. Patent Document 4 discloses an optical deflecting device and an optical deflecting method (that is, a driving method) having respective structures when a contact potential is applied to a plate-like member that is a mirror and when it is electrically floating.

以下に、その代表的な構造及び駆動方法を記載する。図9に、特許文献4に開示した光偏向装置の例を模式的に図示した。この光偏向装置は、ミラーである板状部材に接触電位を付与する場合の光偏向装置であり、2軸4方向に光偏向する構造を有している。図9(a)は光偏向装置の上面図であり、図9(b)はA-A'線上の断面図、図9(c)はB-B'線上の断面図、図9(d)はC-C'線上の断面図である。なお図9においては、光偏向装置が複数2次元に配置された光偏向アレーの一つの光偏向装置として抽出して記載してある。図9において、基板101と、複数の規制部材102と、支点部材103と、板状部材104と、複数の電極105a、105b、105c、105dを有している。複数の規制部材102はそれぞれ上部にストッパを有し、基板101の複数の端部にそれぞれ設けられている。支点部材103は導電性を有する部材で構成される頂部を有して基板101の上面に設けられている。板状部材104は固定端を持たず、上面に光反射領域を有し、少なくとも一部に導電性を有する部材からなる導電体層を有し、裏面の少なくとも頂部と接する接触点が導電性を有する部材からなり、基板101と支点部材103とストッパの間の空間内で可動的に配置され、板状部材の電位を前記支点部材との接触により付与している。複数の電極105a、105b、105c、105dは基板上にそれぞれ設けられ、板状部材104の導電体層とほぼ対向している構成を有している。106は板状部材104が傾斜変位により基板101と接触する時に接触面積を低減する目的で配置された接触部位であり、特許文献4には開示されていない。106の接触部位に関しては特許文献5(特開2005−202257号公報)に詳細が記載されている。   The typical structure and driving method will be described below. FIG. 9 schematically shows an example of the optical deflection apparatus disclosed in Patent Document 4. This optical deflecting device is an optical deflecting device for applying a contact potential to a plate-like member that is a mirror, and has a structure for deflecting light in two directions and four directions. 9A is a top view of the optical deflector, FIG. 9B is a cross-sectional view taken along the line AA ′, FIG. 9C is a cross-sectional view taken along the line BB ′, and FIG. Is a cross-sectional view along the line CC ′. In FIG. 9, a plurality of light deflection devices are extracted and described as one light deflection device of a light deflection array arranged two-dimensionally. In FIG. 9, a substrate 101, a plurality of regulating members 102, a fulcrum member 103, a plate member 104, and a plurality of electrodes 105a, 105b, 105c, and 105d are provided. Each of the plurality of regulating members 102 has a stopper at the top, and is provided at each of a plurality of ends of the substrate 101. The fulcrum member 103 has a top portion made of a conductive member and is provided on the upper surface of the substrate 101. The plate-like member 104 does not have a fixed end, has a light reflection region on the upper surface, has a conductor layer made of a conductive member at least in part, and a contact point in contact with at least the top of the back surface is conductive. And is movably disposed in a space between the substrate 101, the fulcrum member 103, and the stopper, and applies a potential of the plate member by contact with the fulcrum member. The plurality of electrodes 105 a, 105 b, 105 c, and 105 d are provided on the substrate, respectively, and have a configuration that substantially faces the conductor layer of the plate-like member 104. Reference numeral 106 denotes a contact portion arranged for the purpose of reducing the contact area when the plate-like member 104 comes into contact with the substrate 101 due to an inclination displacement, and is not disclosed in Patent Document 4. Details of the contact portion 106 are described in Patent Document 5 (Japanese Patent Laid-Open No. 2005-202257).

上記光偏向装置は、電極105a、105b、105c、105d及び支点部材103に印加される電位の組み合わせにより、図9(c)、図9(d)に記載のように方向1〜方向4へ傾斜変位し、それに応じて例えば基板面と垂直方向から入射した入射光を方向1〜方向4の4方向へ反射させることが出来る。又、逆に最大同4方向から入射した入射光を基板と垂直方向へ反射させることが出来る。図10に、特許文献4に開示されている電圧印加の組み合わせと板状部材の傾斜方向の関係を表としてまとめて記載する。図10に記載したように、X(V)と0(V)の2種類の電位を計5電極に組合せることにより、上記4方向への光偏向が可能であるが、詳細な説明は特許文献4を参照されたい。   The optical deflection device is tilted in directions 1 to 4 as shown in FIGS. 9C and 9D by a combination of potentials applied to the electrodes 105a, 105b, 105c, and 105d and the fulcrum member 103. Accordingly, incident light incident from a direction perpendicular to the substrate surface, for example, can be reflected in four directions of direction 1 to direction 4 accordingly. Conversely, incident light incident from the maximum four directions can be reflected in the direction perpendicular to the substrate. In FIG. 10, the relationship between the combination of voltage application currently disclosed by patent document 4 and the inclination direction of a plate-shaped member is collectively described as a table | surface. As shown in FIG. 10, light deflection in the above four directions is possible by combining two potentials of X (V) and 0 (V) with a total of five electrodes. See Reference 4.

上記従来例の光偏向装置は、以下の利点を有している。すなわち、
・支点部材と基板と板状部材の接触で傾斜角が決定されるので、ミラーの偏向角の制御が容易かつ安定である。
・支点部材を中心として対向する電極に異なる電位を印加することにより高速に薄膜の板状部材を反転するので、応答速度が速くできる。
・板状部材が固定端を有していないので捻り変形などの変形を伴わず長期的な劣化が少なく低電圧で駆動できる。
・半導体プロセスにより微細で軽量な板状部材を形成できるので、ストッパとの衝突による衝撃が少なく、長期的な劣化が少ない。
・規制部材や板状部材や光反射領域の構成を任意に決めることにより、反射光のON/OFF比(画像機器におけるS/N比、映像機器におけるコントラスト比)を向上できる。
・半導体プロセス及び装置を使用できるので、低コストにて微細化と集積化が可能である。
・支点部材を中心として複数の電極を配置することにより、1軸2次元の光偏向及び2軸3次元の光偏向が可能である。
The conventional optical deflecting device has the following advantages. That is,
Since the tilt angle is determined by the contact of the fulcrum member, the substrate, and the plate-like member, the control of the mirror deflection angle is easy and stable.
Since the thin plate member is reversed at high speed by applying different potentials to the opposing electrodes with the fulcrum member as the center, the response speed can be increased.
-Since the plate-like member does not have a fixed end, it can be driven at a low voltage with little long-term deterioration without deformation such as torsional deformation.
・ Since a fine and lightweight plate-like member can be formed by a semiconductor process, there is little impact due to collision with the stopper, and there is little long-term deterioration.
-The ON / OFF ratio of reflected light (S / N ratio in image equipment, contrast ratio in video equipment) can be improved by arbitrarily determining the configuration of the regulating member, plate-like member, and light reflection area.
-Since semiconductor processes and devices can be used, miniaturization and integration are possible at low cost.
-By arranging a plurality of electrodes around the fulcrum member, uniaxial two-dimensional light deflection and biaxial three-dimensional light deflection are possible.

次に、特許文献6(特開2005−202257号公報)に開示されている従来例の光偏向装置のもう一つの形態を図11に記載する。図11(a)は従来例の光偏向装置のもう一つの形態の上面図であり、図11(b)はD-D'線上の断面図である。図11においては、光偏向装置が複数2次元に配置された光偏向アレーの一つの光偏向装置として抽出して記載してある。図11において、基板101と、複数の規制部材102と、支点部材103と、板状部材104と、複数の電極105a、105bを有している。複数の規制部材102はそれぞれ上部にストッパを有し、基板101の複数の端部にそれぞれ設けられている。支点部材103は導電性を有する部材で構成される頂部を有して基板101の上面に設けられている。板状部材104は固定端を持たず、上面に光反射領域を有し、少なくとも一部に導電性を有する部材からなる導電体層を有し、裏面の少なくとも頂部と接する接触点が導電性を有する部材からなり、基板101と支点部材103とストッパの間の空間内で可動的に配置され、板状部材の電位を支点部材との接触により付与している。複数の電極105a、105bは基板上にそれぞれ設けられ、板状部材104の導電体層とほぼ対向している構成を有している。特に図11の光偏向装置は、支点部材103が尾根状の頂部を有し、光偏向方向を方向1及び方向2に限定する1軸2次元の光偏向動作する光偏向装置である。なお図11(b)のD-D'断面図において、規制部材102上に構成されたストッパは分割された規制部材間にブリッジする形で配置されている。又、図9の従来例で記載した接触部位106は記載を省略しているだけで、実際には図9と同様に構成されている。
上記光偏向装置は、電極105a、105b及び支点部材103に印加される電位の組み合わせにより、方向1及び方向2へ傾斜変位し、それに応じて例えば基板面と垂直方向から入射した入射光を方向1及び方向2へ反射させることが出来る。
Next, FIG. 11 shows another embodiment of a conventional optical deflection device disclosed in Patent Document 6 (Japanese Patent Laid-Open No. 2005-202257). FIG. 11A is a top view of another form of the conventional optical deflection device, and FIG. 11B is a cross-sectional view along the line DD ′. In FIG. 11, a plurality of light deflection devices are extracted and described as one light deflection device of a light deflection array arranged two-dimensionally. In FIG. 11, a substrate 101, a plurality of regulating members 102, a fulcrum member 103, a plate-like member 104, and a plurality of electrodes 105a and 105b are provided. Each of the plurality of regulating members 102 has a stopper at the top, and is provided at each of a plurality of ends of the substrate 101. The fulcrum member 103 has a top portion made of a conductive member and is provided on the upper surface of the substrate 101. The plate-like member 104 does not have a fixed end, has a light reflection region on the upper surface, has a conductor layer made of a conductive member at least in part, and a contact point in contact with at least the top of the back surface is conductive. And is movably disposed in the space between the substrate 101, the fulcrum member 103, and the stopper, and applies the potential of the plate member by contact with the fulcrum member. The plurality of electrodes 105a and 105b are provided on the substrate, respectively, and have a configuration in which they substantially face the conductor layer of the plate-like member 104. In particular, the optical deflection apparatus of FIG. 11 is an optical deflection apparatus in which the fulcrum member 103 has a ridge-like apex and performs a one-axis two-dimensional optical deflection operation in which the optical deflection direction is limited to directions 1 and 2. Note that, in the DD ′ cross-sectional view of FIG. 11B, the stopper configured on the regulating member 102 is arranged to bridge between the divided regulating members. Further, the contact portion 106 described in the conventional example in FIG. 9 is simply omitted, and is actually configured similarly to FIG.
The light deflecting device is inclined and displaced in directions 1 and 2 by a combination of potentials applied to the electrodes 105a and 105b and the fulcrum member 103, and accordingly incident light incident from a direction perpendicular to the substrate surface, for example, in direction 1 And can be reflected in direction 2.

次に、図11に記載した光偏向装置を複数2次元アレー状に配置した光偏向アレーの従来例について、図12を用いて説明する。図12(a)は従来の光偏向アレーの上面図であり、図12(b)はD−D'断面図である。図12(a)において、従来の光偏向装置がm行n列配置されており、個々の光偏向装置は画像情報に応じて個別に供給される駆動信号に応じて光偏向動作する。このとき、光偏向装置はその特徴により低電圧駆動が可能となので、供給される駆動信号も低電圧な電圧を用いることが出来る。駆動信号は光偏向装置直下に構成された半導体メモリ回路に記憶され、全光偏向装置を同時に光偏向動作させる。光偏向アレーの駆動方法や半導体メモリ回路の構成に関しては、特許文献7(特開2006−133394号公報)を参照されたい。   Next, a conventional example of an optical deflection array in which a plurality of optical deflection devices shown in FIG. 11 are arranged in a two-dimensional array will be described with reference to FIG. FIG. 12A is a top view of a conventional optical deflection array, and FIG. 12B is a cross-sectional view along DD ′. In FIG. 12A, conventional optical deflecting devices are arranged in m rows and n columns, and each optical deflecting device performs an optical deflecting operation in accordance with a drive signal supplied individually in accordance with image information. At this time, since the optical deflecting device can be driven at a low voltage due to its characteristics, a low-voltage voltage can also be used as a drive signal to be supplied. The drive signal is stored in a semiconductor memory circuit configured immediately below the optical deflecting device, and causes all the optical deflecting devices to perform an optical deflecting operation simultaneously. For the method of driving the optical deflection array and the configuration of the semiconductor memory circuit, refer to Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-133394.

次に、上記従来の光偏向アレーを用いた画像投影表示装置の従来例を、図13に記載する。図13において、1201はハロゲンランプやキセノンランプなどの白色光源である。1202は光源光の整形のためのロッドレンズである。1103が少なくとも3原色のカラーフィルターを有するカラーホイールであり、1104が従来の光偏向アレーである。1105は光偏向アレーを構成する個々の光偏向装置の光偏向方向を制御する制御チップである。1107は投影レンズであり、1106は光吸収板である。この従来の光偏向装置は、1軸2次元の光偏向動作を行う光偏向装置であり、1方向から入射した入射光を目的の方向(ON方向)と目的以外の方向(OFF方向)へ色情報に応じて光偏向する。この光学システムを簡単に説明すると、白色光源1201からの白色光がロッドレンズ1202を通過して整形され、カラーホイール1103に入射する。カラーホイールを通過する光源光は時間順次に赤青緑の色を有する光Lとなる。光Lが光偏向アレー1104を照明する。光偏向アレー1104を構成する個々の光偏向装置は、画像情報すなわち色情報に応じて光偏向動作を行い、目的方向、例えばアレー面と垂直方向に反射光Lonを反射させ、投影レンズ1107に導く。投影レンズを通過してスクリーン1302上に色情報が投影表示される。時間順次に投影される色情報は観察者の目の残像現象により色合成され、多彩な色を有する画像となる。目的以外の方向へ反射された光Loffは光吸収板で吸収される。   Next, a conventional example of an image projection display device using the above-described conventional light deflection array will be described with reference to FIG. In FIG. 13, reference numeral 1201 denotes a white light source such as a halogen lamp or a xenon lamp. 1202 is a rod lens for shaping light source light. Reference numeral 1103 denotes a color wheel having color filters of at least three primary colors, and 1104 denotes a conventional light deflection array. Reference numeral 1105 denotes a control chip that controls the light deflection direction of each of the light deflection devices that constitute the light deflection array. Reference numeral 1107 denotes a projection lens, and 1106 denotes a light absorbing plate. This conventional optical deflection apparatus is an optical deflection apparatus that performs a one-axis two-dimensional optical deflection operation, and colors incident light incident from one direction in a target direction (ON direction) and a direction other than the target (OFF direction). Light is deflected according to information. Briefly describing this optical system, white light from the white light source 1201 is shaped through the rod lens 1202 and enters the color wheel 1103. The light source light passing through the color wheel becomes light L having red, blue and green colors in time sequence. The light L illuminates the light deflection array 1104. Each of the optical deflectors constituting the optical deflection array 1104 performs an optical deflection operation in accordance with image information, that is, color information, reflects the reflected light Lon in a target direction, for example, a direction perpendicular to the array surface, and guides it to the projection lens 1107. . The color information is projected and displayed on the screen 1302 through the projection lens. The color information projected in time sequence is color-synthesized by the afterimage phenomenon of the observer's eyes, resulting in an image having various colors. The light Loff reflected in the direction other than the intended purpose is absorbed by the light absorbing plate.

上記従来例の光偏向装置では、固定部を持たない板状部材104をミラーとして用いることにより上記多くの利点を有しており、光偏向装置を用いた光偏向アレーや画像投影表示装置もそれにより多くの利点を有している。しかし一方で、光偏向装置の板状部材104に入射する光は無偏光光又は光偏向装置以前に偏光された単一の偏光光であり、かつ光偏向装置に偏光素子を具備していないので、板状部材からの反射光も無偏光光又は単一の偏光光である。そのため、特許文献1に開示されている偏光カラーホイールや特許文献2に開示されているホログラフィック偏光ビームスプリッタを具備しなければ、1台のプロジェクタ(本発明における画像投影表示装置)で安価な偏光メガネを使って、立体画像の投影表示と鑑賞をすることは出来ない。   The conventional optical deflecting device has many advantages by using the plate-like member 104 having no fixing portion as a mirror, and an optical deflecting array and an image projection display device using the optical deflecting device also have such advantages. Has more advantages. However, on the other hand, the light incident on the plate member 104 of the light deflector is either unpolarized light or single polarized light polarized before the light deflector, and the light deflector does not have a polarizing element. The reflected light from the plate member is also non-polarized light or single polarized light. Therefore, if the polarization color wheel disclosed in Patent Document 1 and the holographic polarization beam splitter disclosed in Patent Document 2 are not provided, the polarization can be reduced with a single projector (the image projection display device in the present invention). It is impossible to display and appreciate stereoscopic images using glasses.

本発明は、特許文献1〜6にみられる問題点を解決するものであり、特許文献3でみられる透過光により発熱することなく、画素に応じて第1の偏光光又は第2の偏光光を目的の方向へ導くことができる光偏向装置を提供することにある。また、その光偏向装置で画素を構成することで、1個の光偏向アレーで第1の偏光光による画像と第2の偏光光による画像を1個の投影レンズに導くことができる光偏向アレーを提供することにある。また、その光偏向アレーを表示デバイスとすることで、小型でかつ安価であり、高精細な立体画像を1台の画像投影表示装置で表示でき、かつ安価な偏光メガネを用いることのできる画像投影表示装置を提供することにある。   The present invention solves the problems found in Patent Documents 1 to 6, and does not generate heat due to the transmitted light found in Patent Document 3, and the first polarized light or the second polarized light depending on the pixel. It is an object to provide an optical deflecting device capable of guiding the light in a desired direction. In addition, by forming a pixel with the optical deflection device, an optical deflection array that can guide an image by the first polarized light and an image by the second polarized light to one projection lens by one optical deflection array. Is to provide. In addition, by using the optical deflection array as a display device, the image projection is small and inexpensive, can display a high-definition stereoscopic image on a single image projection display device, and can use inexpensive polarized glasses. It is to provide a display device.

かかる目的を達成するために、本発明の光偏向装置は、基板と、複数の規制部材と、支点部材と、板状部材と、複数の電極とを有しており、複数の規制部材はそれぞれ上部にストッパを有し、基板の複数の端部にそれぞれ設けられており、支点部材は頂部を有して基板の上面に設けられており、板状部材は光反射領域を有し、かつ固定端を持たず、かつ少なくとも一部に導電性を有する部材からなる導電体層を有し、かつ基板と支点部材とストッパの間の空間内で可動的に配置されており、複数の電極は基板上にそれぞれ設けられ、板状部材の導電体層とほぼ対向している構成を有しており、板状部材が支点部材を中心として静電引力により傾斜変位することにより、光反射領域に入射する光が反射方向を変えて光偏向する光偏向装置において、ストッパ上に直接又はストッパ上部に立体的に接続して偏光素子を具備し、かつ偏光素子がワイヤグリッド型偏光素子であることを特徴とする。   In order to achieve such an object, the optical deflecting device of the present invention includes a substrate, a plurality of restricting members, a fulcrum member, a plate-like member, and a plurality of electrodes. It has a stopper on the top and is provided at each of the plurality of ends of the substrate. The fulcrum member has a top and is provided on the top surface of the substrate. The plate-like member has a light reflecting area and is fixed. It has a conductor layer made of a member having no end and having conductivity at least in part, and is movably disposed in a space between the substrate, the fulcrum member, and the stopper, and the plurality of electrodes are formed on the substrate. Each is provided on the top and has a configuration that is substantially opposite to the conductor layer of the plate-like member, and the plate-like member is inclined and displaced by electrostatic attraction around the fulcrum member, so that it enters the light reflecting region. In an optical deflector that deflects light by changing the direction of reflection , Directly or stopper top on stopper sterically connect comprises a polarizing element, and wherein the polarizing element is a wire grid polarization element.

本発明の光偏光装置において、ワイヤグリッド型偏光素子は、帯状の金属層を複数平行に配列させたグリッド構造を有しており、グリッド構造により、入射光において、電磁波としての振動方向が帯の伸長方向と平行な光は反射し、入射光の電磁波としての振動方向が帯の伸長方向と垂直な光は透過することを特徴とする。   In the optical polarizing device of the present invention, the wire grid type polarizing element has a grid structure in which a plurality of strip-shaped metal layers are arranged in parallel, and the grid structure causes the vibration direction as an electromagnetic wave to be incident on the incident light. Light parallel to the extension direction is reflected, and light whose oscillation direction as incident electromagnetic waves is perpendicular to the extension direction of the band is transmitted.

本発明の光偏光装置において、帯状の金属層の幅は、入射光の波長に依存して良好に偏光ができる幅で決定され、入射光が300〜800nmの可視光の場合は100nm以下とすることを特徴とする。   In the light polarizing device of the present invention, the width of the band-shaped metal layer is determined by a width that allows favorable polarization depending on the wavelength of incident light, and is 100 nm or less when the incident light is visible light of 300 to 800 nm. It is characterized by that.

本発明の光偏光装置において、ストッパは、光偏向装置全面をほぼ覆う形で平板状に構成されており、光偏向装置の角部には開口部が形成されており、開口部は、板状部材の上下面に構成されていた犠牲層をエッチング除去するときのエッチング種を導入するための窓として機能することを特徴とする。   In the optical polarization device of the present invention, the stopper is configured in a flat plate shape so as to substantially cover the entire surface of the optical deflection device, and an opening is formed at a corner of the optical deflection device, and the opening is a plate shape. It functions as a window for introducing an etching species when the sacrificial layer formed on the upper and lower surfaces of the member is removed by etching.

本発明の光偏光装置において、ストッパは、ブリッジ状に構成されており、ストッパには柱状の接続ポストを介して透明平板が接続されており、透明平板は、光偏向装置全面をほぼ覆う形で平板状に構成されており、光偏向装置の角部には開口部が形成されており、開口部は、板状部材の上下面及びストッパ上部に構成されていた犠牲層をエッチング除去するときのエッチング種を導入するための窓として機能することを特徴とする。   In the optical polarization device of the present invention, the stopper is configured in a bridge shape, and a transparent flat plate is connected to the stopper via a column-shaped connection post. The transparent flat plate substantially covers the entire surface of the optical deflection device. It is configured in a flat plate shape, and an opening is formed at the corner of the light deflection device. The opening is used for etching and removing the sacrificial layer formed on the upper and lower surfaces of the plate member and the upper portion of the stopper. It functions as a window for introducing etching species.

本発明の光偏光アレーは、本発明の光偏向装置を複数1次元又は2次元アレー状に配置した光偏向アレーであり、かつ、第1の偏光が可能なワイヤグリッド型偏光素子を具備する光偏向装置と、第2の偏光が可能なワイヤグリッド型偏光素子を具備する光偏向装置とが交互に配置されていることを特徴とする。   The light polarization array of the present invention is a light deflection array in which a plurality of light deflection devices of the present invention are arranged in a one-dimensional or two-dimensional array, and includes a wire grid type polarization element capable of the first polarization. The deflecting device and the optical deflecting device including the wire grid type polarizing element capable of the second polarization are alternately arranged.

本発明の画像投影表示装置は、本発明の光偏向アレーを有し、かつ、少なくとも光偏向アレーを照明する光源及び光偏向アレーからの反射光を投影する投影レンズを有し、光偏向アレーからの反射光による第1の偏光光から成る画像と第2の偏光光から成る画像を同時に単一の投影レンズに導き、スクリーン上に投影表示させることを特徴とする。   An image projection display device of the present invention has the light deflection array of the present invention, and has at least a light source that illuminates the light deflection array and a projection lens that projects reflected light from the light deflection array. The image composed of the first polarized light and the image composed of the second polarized light by the reflected light are simultaneously guided to a single projection lens and projected onto the screen.

本発明によれば、透過光により発熱することなく、画素に応じて第1の偏光光又は第2の偏光光を目的の方向へ導くことができる光偏向装置を提供できる。また、その光偏向装置で画素を構成することで、1個の光偏向アレーで第1の偏光光による画像と第2の偏光光による画像を1個の投影レンズに導くことができる光偏向アレーを提供できる。また、その光偏向アレーを表示デバイスとすることで、小型でかつ安価であり、高精細な立体画像を1台の画像投影表示装置で表示でき、かつ安価な偏光メガネを用いることのできる画像投影表示装置を提供できる。   According to the present invention, it is possible to provide an optical deflecting device that can guide the first polarized light or the second polarized light in a target direction according to a pixel without generating heat by transmitted light. In addition, by forming a pixel with the optical deflection device, an optical deflection array that can guide an image by the first polarized light and an image by the second polarized light to one projection lens by one optical deflection array. Can provide. In addition, by using the optical deflection array as a display device, the image projection is small and inexpensive, can display a high-definition stereoscopic image on a single image projection display device, and can use inexpensive polarized glasses. A display device can be provided.

本発明の実施形態1に係る光偏向装置の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the optical deflection | deviation apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施形態1に係る光偏向装置のワイヤグリッド型偏光素子の例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the example of the wire grid type polarizing element of the optical deflection apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施形態1に係る光偏向装置の製造方法の各工程を説明する図である。It is a figure explaining each process of the manufacturing method of the optical deflection device concerning Embodiment 1 of the present invention. 本発明の実施形態2に係る光偏向装置の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the optical deflection | deviation apparatus which concerns on Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施形態2に係る光偏向装置の製造方法の各工程を説明する図である。It is a figure explaining each process of the manufacturing method of the optical deflection apparatus concerning Embodiment 2 of the present invention. 本発明の実施形態3に係る光偏向アレーの構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the optical deflection | deviation array which concerns on Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施形態4に係る光偏向アレーの構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the optical deflection | deviation array which concerns on Embodiment 4 of this invention. 本発明の実施形態5に係る画像投影表示装置の構成例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structural example of the image projection display apparatus which concerns on Embodiment 5 of this invention. 特許文献4に開示されている光偏向装置の例を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the example of the optical deflection apparatus currently disclosed by patent document 4. FIG. 特許文献4に開示されている電圧印加の組み合わせと板状部材の傾斜方向の関係を示す表である。It is a table | surface which shows the relationship between the combination of the voltage application currently disclosed by patent document 4, and the inclination direction of a plate-shaped member. 特許文献6に開示されている光偏向装置の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the optical deflection apparatus currently disclosed by patent document 6. FIG. 図11に示す光偏向装置を複数2次元アレー状に配置した光偏向アレーの例を示す図である。It is a figure which shows the example of the optical deflection | deviation array which has arrange | positioned the optical deflection | deviation apparatus shown in FIG. 11 in two-dimensional array shape. 従来の光偏向アレーを用いた画像投影表示装置の構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of the image projection display apparatus using the conventional optical deflection | deviation array.

以下に、本発明の一実施形態としての光偏向装置(実施形態1,2)、光偏向アレー(実施形態3,4)、画像投影表示装置(実施形態5)についてそれぞれ説明する。   Hereinafter, an optical deflection apparatus (Embodiments 1 and 2), an optical deflection array (Embodiments 3 and 4), and an image projection display apparatus (Embodiment 5) according to an embodiment of the present invention will be described.

まず、本発明の一実施形態の光偏向装置について説明する。本発明の一実施形態の光偏向装置を構成する板状部材は、電気的に浮いている場合と、支点部材を経由して接触的に電位を付与する場合と、どちらであっても構わない。又、1軸2次元の光偏向動作する光偏向装置、及び2軸3次元の光偏向動作する光偏向装置どちらであっても構わないが、以下の説明においては、便宜上、支点部材を経由して接触的に電位を付与する場合の1軸2次元の光偏向動作する光偏向装置にて説明する。   First, an optical deflecting device according to an embodiment of the present invention will be described. The plate-like member constituting the light deflecting device of one embodiment of the present invention may be either electrically floating or when a potential is applied in a contact manner via a fulcrum member. . In addition, either a light deflection device that performs a one-axis two-dimensional light deflection operation or a light deflection device that performs a two-axis three-dimensional light deflection operation may be used, but in the following description, for the sake of convenience, a fulcrum member is used. A description will be given of an optical deflecting device that performs a one-axis two-dimensional optical deflecting operation when a potential is applied in a contact manner.

本発明の一実施形態の光偏向装置は、基板と、複数の規制部材と、支点部材と、板状部材と、複数の電極を有している。複数の規制部材は、それぞれ上部にストッパを有し、基板の複数の端部にそれぞれ設けられている。支点部材は、頂部を有し、基板の上面に設けられている。板状部材は、光反射領域を有し、かつ固定端を持たず、かつ少なくとも一部に導電性を有する部材からなる導電体層を有し、かつ基板と支点部材とストッパの間の空間内で可動的に配置されている。複数の電極は、基板上にそれぞれ設けられ、板状部材の導電体層とほぼ対向している構成を有している。本発明の一実施形態の光偏向装置は、このような構成において、板状部材が支点部材を中心として静電引力により傾斜変位することにより、光反射領域に入射する光が反射方向を変えて光偏向する光偏向装置であり、ストッパ上に直接又はストッパ上部に立体的に接続して偏光素子を具備し、かつ偏光素子がワイヤグリッド型偏光素子であることを特徴としている。以下、本発明の一実施形態の光偏向装置について、実施形態1及び2を用いてそれぞれ順に説明する。   An optical deflecting device according to an embodiment of the present invention includes a substrate, a plurality of regulating members, a fulcrum member, a plate member, and a plurality of electrodes. Each of the plurality of restricting members has a stopper at the top, and is provided at each of a plurality of ends of the substrate. The fulcrum member has a top and is provided on the upper surface of the substrate. The plate-like member has a light reflection region, does not have a fixed end, has a conductor layer made of a member having conductivity at least partially, and is in a space between the substrate, the fulcrum member, and the stopper. Is movably arranged. The plurality of electrodes are provided on the substrate, respectively, and have a configuration that substantially faces the conductor layer of the plate-like member. In such a configuration, the light deflecting device according to an embodiment of the present invention changes the reflection direction of light incident on the light reflection region by the plate member being inclined and displaced by electrostatic attraction around the fulcrum member. An optical deflecting device for deflecting light, characterized in that a polarizing element is provided directly on the stopper or three-dimensionally connected to the upper part of the stopper, and the polarizing element is a wire grid type polarizing element. Hereinafter, an optical deflection apparatus according to an embodiment of the present invention will be described in order using Embodiments 1 and 2, respectively.

〔実施形態1〕
図1に本発明の実施形態1を示す。図1(a)は、本実施形態の光偏向装置の上面図であり、図1(b)は、理解を容易にするためにストッパ部材602とワイヤグリッド型偏光素子601を除いた本実施形態の光偏向装置の上面図であり、図1(c)は、D-D'線上の断面図である。図1においても、光偏向装置が複数2次元に配置された光偏向アレーの一つの光偏向装置として抽出して記載してある。
[Embodiment 1]
FIG. 1 shows Embodiment 1 of the present invention. FIG. 1A is a top view of the optical deflecting device of the present embodiment, and FIG. 1B shows the present embodiment excluding the stopper member 602 and the wire grid type polarizing element 601 for easy understanding. FIG. 1C is a cross-sectional view taken along the line DD ′. Also in FIG. 1, a plurality of optical deflection devices are extracted and described as one optical deflection device of an optical deflection array arranged two-dimensionally.

図1において、本実施形態の光偏向装置は、基板101と、複数の規制部材102と、支点部材103と、板状部材104と、複数の電極105a、105bを有している。   In FIG. 1, the optical deflection apparatus of this embodiment includes a substrate 101, a plurality of regulating members 102, a fulcrum member 103, a plate-like member 104, and a plurality of electrodes 105a and 105b.

複数の規制部材102は、基板101の複数の端部にそれぞれ設けられ、かつ上部にストッパ602を有している。   The plurality of regulating members 102 are provided at a plurality of end portions of the substrate 101, respectively, and have stoppers 602 at the top.

支点部材103は、導電性を有する部材で構成される頂部を有し、基板101の上面に設けられる。   The fulcrum member 103 has a top portion made of a conductive member, and is provided on the upper surface of the substrate 101.

板状部材104は、固定端を持たず、上面に光反射領域を有し、少なくとも一部に導電性を有する部材からなる導電体層を有している。また、板状部材104は、裏面の少なくとも上記頂部と接する接触点が導電性を有する部材からなり、基板101と支点部材103とストッパ602の間の空間内で可動的に配置され、板状部材104の電位を支点部材103との接触により付与している。   The plate-like member 104 does not have a fixed end, has a light reflection region on the upper surface, and has a conductor layer made of a member having conductivity at least in part. Further, the plate-like member 104 is a member having conductivity at the contact point at least contacting the top of the back surface, and is movably disposed in a space between the substrate 101, the fulcrum member 103, and the stopper 602, and is a plate-like member. The potential 104 is applied by contact with the fulcrum member 103.

複数の電極105a、105bは、基板101上にそれぞれ設けられ、板状部材104の導電体層とほぼ対向している構成を有している。又、図11の従来例と同様に、図1の光偏向装置も、支点部材103が尾根状の頂部を有している。さらに本実施形態においては、板状部材104の一辺長と支点部材103の高さを設計し、板状部材104が支点部材103を中心に最大で±15度の傾斜変位が可能な構造としている。なお、規制部材102は中空構造であっても良い。   The plurality of electrodes 105 a and 105 b are respectively provided on the substrate 101 and have a configuration in which they are substantially opposed to the conductor layer of the plate-like member 104. Similarly to the conventional example of FIG. 11, the fulcrum member 103 also has a ridge-like top in the optical deflecting device of FIG. Further, in the present embodiment, the length of one side of the plate-like member 104 and the height of the fulcrum member 103 are designed, and the plate-like member 104 has a structure that can be tilted and displaced up to ± 15 degrees around the fulcrum member 103. . The regulating member 102 may have a hollow structure.

又、図1において、図9の従来例で記載した接触部位106は記載を省略しているだけで、実際には図9と同様に構成されている。本実施形態において、図11の従来例と異なり、ストッパ602は、後述する実施形態2のようにブリッジ状に構成されているのではなく、光偏向装置全面をほぼ覆う形で平板状に構成され、光偏向装置の角部に開口部603を有している。開口部603は板状部材104上下面に構成されていた犠牲層をエッチング除去するときのエッチング種を導入するための窓である。   Further, in FIG. 1, the contact portion 106 described in the conventional example of FIG. 9 is simply omitted, and is actually configured similarly to FIG. In this embodiment, unlike the conventional example of FIG. 11, the stopper 602 is not configured in a bridge shape as in Embodiment 2 described later, but is configured in a flat plate shape so as to substantially cover the entire surface of the optical deflector. The optical deflector has an opening 603 at the corner. The opening 603 is a window for introducing an etching species when the sacrificial layer formed on the upper and lower surfaces of the plate-like member 104 is removed by etching.

平板状に構成されたストッパ602上には、本実施形態の特徴であるワイヤグリッド型偏光素子601が構成されている。ワイヤグリッド型偏光素子601は、帯状の金属層(すなわちワイヤ)を複数平行に配列させたグリッド構造を有している。このグリッド構造により、入射光において、電磁波としての振動方向が帯の伸長方向と平行な光は反射し、入射光の電磁波としての振動方向が帯の伸長方向と垂直な光は透過する。この帯状の金属層の幅は、入射光の波長に依存して良好に偏光ができる幅で決まり、入射光が300〜800nmの可視光の場合は100nm以下が望ましい。又、その場合の金属層間のピッチは200nm以下が望ましい。なお、ワイヤグリッド型偏光素子における偏光について、図2に簡単に模式化して示した。701は透明な基材であり、702が帯状の金属層でありグリッド状に構成されている。ワイヤグリッド型偏光素子に対しグリッド状に構成された金属層702の上方より、ある角度で無偏光な光703が入射すると、帯状の金属層の伸長方向と平行な振動方向を有する光704は反射される。一方、帯状の金属層の伸長方向と垂直な振動方向を有する光705は基材701を透過する。上記ワイヤグリッド型偏向素子が、図1に示す本実施形態の光偏向装置に具備されているので、偏光された入射光をミラーである板状部材に入射させることが出来る。   On the stopper 602 configured in a flat plate shape, a wire grid type polarizing element 601 which is a feature of the present embodiment is configured. The wire grid type polarizing element 601 has a grid structure in which a plurality of strip-shaped metal layers (that is, wires) are arranged in parallel. With this grid structure, in the incident light, light whose vibration direction as an electromagnetic wave is parallel to the band extension direction is reflected, and light whose vibration direction as incident electromagnetic wave is perpendicular to the band extension direction is transmitted. The width of the band-shaped metal layer is determined by the width that allows favorable polarization depending on the wavelength of incident light, and is preferably 100 nm or less when the incident light is visible light of 300 to 800 nm. In this case, the pitch between the metal layers is preferably 200 nm or less. The polarization in the wire grid type polarization element is shown schematically in FIG. Reference numeral 701 denotes a transparent substrate, and reference numeral 702 denotes a strip-shaped metal layer, which is configured in a grid shape. When non-polarized light 703 enters at an angle from above the metal layer 702 configured in a grid shape with respect to the wire grid type polarizing element, the light 704 having a vibration direction parallel to the extending direction of the band-shaped metal layer is reflected. Is done. On the other hand, light 705 having a vibration direction perpendicular to the extending direction of the band-shaped metal layer is transmitted through the substrate 701. Since the wire grid type deflection element is provided in the light deflection apparatus of this embodiment shown in FIG. 1, polarized incident light can be incident on a plate-like member that is a mirror.

具体的にその過程を記載し、本実施形態の効果を明らかにする。図1(c)において、無偏光な入射光703が光偏向装置上方より入射する。すると、ワイヤグリッド型偏光素子601が構成されたストッパ602において、帯状の金属層の伸長方向と平行な偏光光704は反射し、不要光として処理される(具体的には画像投影表示装置内に設置された光吸収板に吸収される)。一方、帯状の金属層の伸長方向と垂直な偏光光705は、透明なストッパ602を透過して、板状部材104に入射する。光反射領域が構成されている板状部材104がその表面を方向2に向けて傾斜すると、光偏向装置基板面と法線方向に偏光光705が反射される。この反射光が図中のON光である。逆に、光反射領域が構成されている板状部材104がその表面を方向1に向けて傾斜すると、偏光光705はON光から大きく傾斜した方向である図中OFF方向に反射される。このOFF光は上記帯状の金属層の伸長方向と平行な偏光光704と同様に不要光として処理される。なお、板状部材を目的の方向に傾斜させる駆動方法などは従来例と同じである。又、本実施形態において、板状部材104の傾斜方向(方向1及び方向2)と帯状の金属層の伸長方向との相対的な位置関係、すなわち、帯状の金属層の伸長方向と板状部材104の傾斜方向(方向1及び方向2)が垂直であるなど、は特に規定されるものではない。   The process will be specifically described to clarify the effect of this embodiment. In FIG. 1C, non-polarized incident light 703 enters from above the optical deflector. Then, in the stopper 602 in which the wire grid type polarizing element 601 is configured, the polarized light 704 parallel to the extending direction of the band-shaped metal layer is reflected and processed as unnecessary light (specifically, in the image projection display device). It is absorbed by the installed light absorber). On the other hand, the polarized light 705 perpendicular to the extending direction of the band-shaped metal layer passes through the transparent stopper 602 and enters the plate member 104. When the surface of the plate-like member 104 constituting the light reflection region is inclined in the direction 2, the polarized light 705 is reflected in the direction normal to the optical deflector substrate surface. This reflected light is the ON light in the figure. On the contrary, when the plate-like member 104 in which the light reflection region is formed is inclined with the surface thereof directed in the direction 1, the polarized light 705 is reflected in the OFF direction in the figure, which is a direction greatly inclined from the ON light. This OFF light is processed as unnecessary light in the same manner as the polarized light 704 parallel to the extending direction of the band-shaped metal layer. The driving method for inclining the plate-like member in the target direction is the same as the conventional example. In this embodiment, the relative positional relationship between the inclination direction (direction 1 and direction 2) of the plate-like member 104 and the extension direction of the band-like metal layer, that is, the extension direction of the band-like metal layer and the plate-like member. It is not particularly defined that the inclination direction (direction 1 and direction 2) of 104 is vertical.

本実施形態では、上述した構成とすることにより、帯状の金属層と平行な入射光をワイヤグリッド型偏光素子で反射させ、帯状の金属層と垂直な入射光のみを板状部材に入射させることができる。これにより、特許文献1や特許文献2に開示されているような光源光の偏光を、ホログラフィック偏光ビームスプリッタや偏光カラーホイールなどを具備することなくミラーである板状部材に入射する直前で行うことが出来、かつ特許文献2にみられるような位置調整を行うことなく、かつ光偏向装置ごとに任意に行うことが出来る。さらに、入射光は光偏向装置内で吸収されずに不要光として反射されるかON方向(投影レンズに導かれる画像表示のための目的の方向)又はOFF方向に反射されるので、特許文献3にみられるような発熱によるミラー品質の劣化もなくすことが出来る。   In this embodiment, with the above-described configuration, incident light parallel to the band-shaped metal layer is reflected by the wire grid type polarizing element, and only incident light perpendicular to the band-shaped metal layer is incident on the plate-shaped member. Can do. Thereby, the polarization of the light source light as disclosed in Patent Document 1 and Patent Document 2 is performed immediately before entering the plate-like member that is a mirror without having a holographic polarization beam splitter or a polarization color wheel. This can be performed arbitrarily for each optical deflecting device without adjusting the position as shown in Patent Document 2. Further, the incident light is not absorbed in the optical deflecting device and is reflected as unnecessary light, or is reflected in the ON direction (target direction for image display guided to the projection lens) or the OFF direction. It is possible to eliminate the deterioration of the mirror quality due to heat generation as seen in FIG.

次に、本実施形態の光偏向装置の製造方法について、図3を用いて説明する。なお、図3の説明で省略している工程に関しては、特許文献4(特許第4307813号公報)に開示されている前述の従来例と同様である。また、図3は、本実施形態の光偏向装置のD−D‘断面図(図1(c))を示している。   Next, a method for manufacturing the optical deflection apparatus of this embodiment will be described with reference to FIG. Note that the steps omitted in the description of FIG. 3 are the same as those of the above-described conventional example disclosed in Patent Document 4 (Japanese Patent No. 4307813). FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line D-D ′ (FIG. 1C) of the optical deflecting device of this embodiment.

図3(a)において、基板101上に支点部材103、複数の電極105a,105bが構成されている。又、図3(a)において、図9の従来例で記載した接触部位106は記載を省略しているだけで、実際には図9と同様に構成されている。   In FIG. 3A, a fulcrum member 103 and a plurality of electrodes 105 a and 105 b are formed on a substrate 101. Further, in FIG. 3 (a), the contact portion 106 described in the conventional example of FIG. 9 is simply omitted, and is actually configured similarly to FIG.

次に、図3(b)において、基板101上に第一の犠牲層801、板状部材104、第二の犠牲層802が順次構成される。第一の犠牲層801と第二の犠牲層802は、本実施形態においてはノボラック系樹脂がスピンコート法により形成され、熱処理などにより平坦化されている。板状部材104は、スパッタリング法等により高反射膜としてアルミニウム系金属膜、高弾性率膜として窒化チタン膜が積層され、さらに画素に対応するようにパターン化されている。なお、本実施形態では犠牲層の膜種として有機膜を用いているが、シリコン膜やシリコン酸化膜であっても構わない。また、各膜の堆積方法は必ずしも限定されない。   Next, in FIG. 3B, the first sacrificial layer 801, the plate-like member 104, and the second sacrificial layer 802 are sequentially formed on the substrate 101. In the present embodiment, the first sacrificial layer 801 and the second sacrificial layer 802 are made of a novolac resin by spin coating and planarized by heat treatment or the like. The plate-like member 104 is formed by laminating an aluminum-based metal film as a highly reflective film and a titanium nitride film as a highly elastic film by sputtering or the like, and is patterned so as to correspond to pixels. In this embodiment, an organic film is used as the film type of the sacrificial layer, but a silicon film or a silicon oxide film may be used. Moreover, the deposition method of each film is not necessarily limited.

次に、図3(c)において、第一の犠牲層801、第二の犠牲層802が同一フォトマスクを用いてパターン化される。このパターン化は、規制部材102を構成するための開口部803であり、酸素系ガスを用いたプラズマエッチングにより行われる。   Next, in FIG. 3C, the first sacrificial layer 801 and the second sacrificial layer 802 are patterned using the same photomask. This patterning is an opening 803 for constituting the regulating member 102 and is performed by plasma etching using an oxygen-based gas.

次に、図3(d)において、シリコン酸化膜などの透明な絶縁膜を堆積する。   Next, in FIG. 3D, a transparent insulating film such as a silicon oxide film is deposited.

次に、図3(e)において、本実施形態の特徴であるワイヤグリッド型偏光素子601を構成するための金属膜を堆積しフォトマスクを用いてパターン化される。この金属膜としてはアルミニウム系金属膜を用いた。次に、図ではパターン化の様子が明確でないが、フォトマスクを用いて図3(d)において堆積したシリコン酸化膜をパターン化し、規制部材102とストッパ602が構成される。なお、前述のように、ストッパ602は、光偏向装置全面をほぼ覆う形で平板状に構成され、光偏向装置の角部に開口部603を有している。   Next, in FIG.3 (e), the metal film for comprising the wire grid type polarizing element 601 which is the characteristics of this embodiment is deposited, and is patterned using a photomask. An aluminum-based metal film was used as this metal film. Next, although the state of patterning is not clear in the figure, the regulating member 102 and the stopper 602 are configured by patterning the silicon oxide film deposited in FIG. 3D using a photomask. As described above, the stopper 602 is formed in a flat plate shape so as to substantially cover the entire surface of the optical deflection apparatus, and has an opening 603 at a corner of the optical deflection apparatus.

最後に、図3(f)において、開口部603を通して酸素系ガスを用いたプラズマエッチングにより、板状部材104上下面に構成されていた犠牲層801と802をエッチング除去し、本実施形態の光偏向装置が完成する。   Finally, in FIG. 3F, the sacrificial layers 801 and 802 formed on the upper and lower surfaces of the plate-like member 104 are etched away by plasma etching using an oxygen-based gas through the opening 603, and the light of the present embodiment is removed. The deflection device is completed.

〔実施形態2〕
次に、本発明の実施形態2を図4に示す。図4(a)は実施形態の光偏向装置の上面図であり、図4(b)は、理解を容易にするために透明基材902とワイヤグリッド型偏光素子901を除いた本実施形態の光偏向装置の上面図であり、図4(c)はD-D'線上の断面図である。図4においても、光偏向装置が複数2次元に配置された光偏向アレーの一つの光偏向装置として抽出して記載してある。
[Embodiment 2]
Next, Embodiment 2 of the present invention is shown in FIG. FIG. 4A is a top view of the optical deflecting device of the embodiment, and FIG. 4B shows the embodiment of the present embodiment excluding the transparent base material 902 and the wire grid type polarizing element 901 for easy understanding. FIG. 4C is a top view of the optical deflection apparatus, and FIG. 4C is a cross-sectional view taken along the line DD ′. Also in FIG. 4, a plurality of optical deflecting devices are extracted and described as one optical deflecting device of an optical deflecting array arranged two-dimensionally.

図9において、基板101と、複数の規制部材102と、支点部材103と、板状部材104と、複数の電極105a、105bを有している。   In FIG. 9, a substrate 101, a plurality of regulating members 102, a fulcrum member 103, a plate-like member 104, and a plurality of electrodes 105a and 105b are provided.

複数の規制部材102は、基板101の複数の端部にそれぞれ設けられ、かつ上部にストッパ905を有している。   The plurality of regulating members 102 are respectively provided at a plurality of end portions of the substrate 101, and have stoppers 905 on the top.

支点部材103は、導電性を有する部材で構成される頂部を有し、基板101の上面に設けられる。   The fulcrum member 103 has a top portion made of a conductive member, and is provided on the upper surface of the substrate 101.

板状部材104は、固定端を持たず、上面に光反射領域を有し、少なくとも一部に導電性を有する部材からなる導電体層を有している。また、板状部材104は、裏面の少なくとも上記頂部と接する接触点が導電性を有する部材からなり、基板101と支点部材103とストッパ905の間の空間内で可動的に配置され、板状部材14の電位を支点部材103との接触により付与している。   The plate-like member 104 does not have a fixed end, has a light reflection region on the upper surface, and has a conductor layer made of a member having conductivity at least in part. Further, the plate-like member 104 is made of a member having conductivity at least at the contact point in contact with the top of the back surface, and is movably disposed in a space between the substrate 101, the fulcrum member 103, and the stopper 905, 14 is applied by contact with the fulcrum member 103.

複数の電極105a、105bは、基板101上にそれぞれ設けられ、板状部材104の導電体層とほぼ対向している構成を有している。又、図11の従来例同様、図4の光偏向装置も、支点部材103が尾根状の頂部を有している。さらに本実施形態においては、板状部材104の一辺長と支点部材103の高さを設計し、板状部材104が支点部材103を中心に最大で±15度の傾斜変位が可能な構造としている。なお、規制部材102は中空構造であっても良い。   The plurality of electrodes 105 a and 105 b are respectively provided on the substrate 101 and have a configuration in which they are substantially opposed to the conductor layer of the plate-like member 104. As in the conventional example of FIG. 11, the fulcrum member 103 also has a ridge-like top in the optical deflector of FIG. Further, in the present embodiment, the length of one side of the plate-like member 104 and the height of the fulcrum member 103 are designed, and the plate-like member 104 has a structure that can be tilted and displaced up to ± 15 degrees around the fulcrum member 103. . The regulating member 102 may have a hollow structure.

又、図4において、図9の従来例で記載した接触部位106は記載を省略しているだけで、実際には図9と同様に構成されている。本実施形態において、図11の従来例と同様、ストッパ905はブリッジ状に構成されている。さらに、ストッパ905に接続ポスト904を介して透明平板902が接続されている。透明平板902は、光偏向装置全面をほぼ覆う形で平板状に構成され、光偏向装置の角部に開口部903を有している。開口部903は、板状部材104上下面及びストッパ905上部に構成されていた犠牲層をエッチング除去するときのエッチング種を導入するための窓である。   Further, in FIG. 4, the contact portion 106 described in the conventional example of FIG. 9 is simply omitted, and is actually configured similarly to FIG. In the present embodiment, the stopper 905 is formed in a bridge shape as in the conventional example of FIG. Further, a transparent flat plate 902 is connected to the stopper 905 via a connection post 904. The transparent flat plate 902 is formed in a flat plate shape so as to substantially cover the entire surface of the optical deflecting device, and has openings 903 at corners of the optical deflecting device. The opening 903 is a window for introducing an etching species when the sacrificial layer formed on the upper and lower surfaces of the plate-like member 104 and the stopper 905 is removed by etching.

平板状に構成された透明平板902上には、本実施形態の特徴であるワイヤグリッド型偏光素子901が構成されている。このワイヤグリッド型偏光素子901は、帯状の金属層(すなわちワイヤ)を複数平行に配列させたグリッド構造を有している。このグリッド構造により、入射光において、電磁波としての振動方向が帯の伸長方向と平行な光は反射し、入射光の電磁波としての振動方向が帯の伸長方向と垂直な光は透過する。この帯状の金属層の幅は、上記実施形態1と同様、入射光の波長に依存して良好に偏光ができる幅で決まり、入射光が300〜800nmの可視光の場合は100nm以下が望ましい。本実施形態の光偏向装置においては、ストッパ905がブリッジ状に構成されているので、固定されていない板状部材104が製造過程又は光偏向動作中にストッパ905と接触する際の接触面積を実施形態1に比べて低減し、ミラーである板状部材104の固着による歩留の低下を抑制できる。   On the transparent flat plate 902 configured in a flat plate shape, a wire grid type polarizing element 901 which is a feature of the present embodiment is formed. The wire grid type polarizing element 901 has a grid structure in which a plurality of strip-shaped metal layers (that is, wires) are arranged in parallel. With this grid structure, in the incident light, light whose vibration direction as an electromagnetic wave is parallel to the band extension direction is reflected, and light whose vibration direction as incident electromagnetic wave is perpendicular to the band extension direction is transmitted. The width of the band-shaped metal layer is determined by a width that allows favorable polarization depending on the wavelength of incident light, as in the first embodiment, and is preferably 100 nm or less when the incident light is visible light of 300 to 800 nm. In the optical deflecting device of this embodiment, since the stopper 905 is configured in a bridge shape, the contact area when the unfixed plate-like member 104 contacts the stopper 905 during the manufacturing process or the optical deflecting operation is implemented. Compared to the first mode, it is possible to suppress the decrease in yield due to the fixation of the plate-like member 104 that is a mirror.

次に、本実施形態の光偏向装置の製造方法について、図5を用いて説明する。なお、図5の説明で省略している工程に関しては、特許文献4(特許第4307813号公報)に開示されている前述の従来例と同様である。また、図5は本実施形態の光偏向装置のD−D‘断面図(図4(c))を示している。   Next, a method for manufacturing the optical deflection apparatus of this embodiment will be described with reference to FIG. Note that the processes omitted in the description of FIG. 5 are the same as those of the above-described conventional example disclosed in Patent Document 4 (Japanese Patent No. 4307813). FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line D-D ′ (FIG. 4C) of the optical deflecting device of this embodiment.

図5(a)において、実施形態1と同様、基板101上に支点部材103、複数の電極105a,105b、第一の犠牲層801と第二の犠牲層802、板状部材104が構成されており、規制部材102を構成するための開口803が形成されている。又、図5(a)において、図9の従来例で記載した接触部位106は記載を省略しているだけで、実際には図9と同様に構成されている。   5A, as in the first embodiment, a fulcrum member 103, a plurality of electrodes 105a and 105b, a first sacrificial layer 801 and a second sacrificial layer 802, and a plate-like member 104 are formed on a substrate 101. In addition, an opening 803 for configuring the regulating member 102 is formed. Further, in FIG. 5 (a), the contact portion 106 described in the conventional example of FIG. 9 is simply omitted, and is actually configured similarly to FIG.

次に、図5(b)において、プラズマCVD法によるシリコン酸化膜を堆積し、フォトマスクを用いてパターン化され、規制部材102及びストッパ905が構成される。   Next, in FIG. 5B, a silicon oxide film is deposited by a plasma CVD method and patterned using a photomask, whereby the regulating member 102 and the stopper 905 are configured.

次に、図5(c)において、基板101上に第三の犠牲層1001が構成され、フォトマスクを用いてパターン化されて接続ポスト904のための開口部1002が形成される。第三の犠牲層1001は、本実施形態においてはノボラック系樹脂がスピンコート法により形成され、熱処理などにより平坦化されている。このパターン化は、酸素系ガスを用いたプラズマエッチングにより行われる。なお、本実施形態では犠牲層の膜種として有機膜を用いているが、シリコン膜やシリコン酸化膜であっても構わない。また、各膜の堆積方法は必ずしも限定されない。   Next, in FIG. 5C, a third sacrificial layer 1001 is formed on the substrate 101 and patterned using a photomask to form an opening 1002 for the connection post 904. In the present embodiment, the third sacrificial layer 1001 is made of a novolac resin by spin coating, and is planarized by heat treatment or the like. This patterning is performed by plasma etching using an oxygen-based gas. In this embodiment, an organic film is used as the film type of the sacrificial layer, but a silicon film or a silicon oxide film may be used. Moreover, the deposition method of each film is not necessarily limited.

次に、図5(d)において、シリコン酸化膜などの透明な絶縁膜を堆積し、さらに本実施形態の特徴であるワイヤグリッド型偏光素子601を構成するための金属膜を堆積しフォトマスクを用いてパターン化される。この金属膜としてはアルミニウム系金属膜を用いた。次に、図ではパターン化の様子が明確でないが、フォトマスクを用いてシリコン酸化膜をパターン化し、接続ポスト904と透明平板902が構成される。なお、前述のように、透明平板902は、光偏向装置全面をほぼ覆う形で平板状に構成され、光偏向装置の角部に開口部903を有している。   Next, in FIG. 5D, a transparent insulating film such as a silicon oxide film is deposited, and further a metal film for constituting the wire grid type polarizing element 601 which is a feature of this embodiment is deposited, and a photomask is formed. Pattern. An aluminum-based metal film was used as this metal film. Next, although the state of patterning is not clear in the figure, the silicon oxide film is patterned using a photomask to form the connection posts 904 and the transparent flat plate 902. As described above, the transparent flat plate 902 is formed in a flat plate shape so as to substantially cover the entire surface of the optical deflecting device, and has an opening 903 at a corner of the optical deflecting device.

最後に、図5(e)において、開口部903を通して酸素系ガスを用いたプラズマエッチングにより、板状部材104上下面に構成されていた犠牲層801と802及びストッパ上部に構成された第三の犠牲層1001をエッチング除去し、本実施形態の光偏向装置が完成する。   Finally, in FIG. 5E, the sacrificial layers 801 and 802 formed on the upper and lower surfaces of the plate-like member 104 and the third formed on the stopper are formed by plasma etching using an oxygen-based gas through the opening 903. The sacrificial layer 1001 is removed by etching, and the optical deflection apparatus of this embodiment is completed.

次に、本発明の一実施形態の光偏向アレーについて説明する。本発明の一実施形態の光偏向アレーは、上述した本発明の一実施形態の光偏向装置を複数1次元又は2次元アレー状に配置した光偏向アレーであり、かつ第1の偏光が可能なワイヤグリッド型偏光素子を具備する光偏向装置と、第2の偏光が可能なワイヤグリッド型偏光素子を具備する光偏向装置とが交互に配置されていることを特徴とする。以下、本発明の一実施形態の光偏向アレーについて、実施形態3及び4を用いてそれぞれ順に説明する。   Next, an optical deflection array according to an embodiment of the present invention will be described. An optical deflection array according to an embodiment of the present invention is an optical deflection array in which the above-described optical deflection devices according to an embodiment of the present invention are arranged in a plurality of one-dimensional or two-dimensional arrays, and the first polarization is possible. An optical deflecting device having a wire grid type polarizing element and an optical deflecting device having a wire grid type polarizing element capable of second polarization are alternately arranged. Hereinafter, an optical deflection array according to an embodiment of the present invention will be described in order using Embodiments 3 and 4, respectively.

〔実施形態3〕
本実施形態の光偏向アレーの構成について、図6を用いて説明する。図6においては、例として、前述の実施形態1の光偏向装置を複数2次元アレー状に配置した光偏向アレーを記載した。図6(a)は、本実施形態の光偏向アレーの上面図であり、図6(b)は、理解を容易にするためにストッパ部材602とワイヤグリッド型偏光素子601を除いた本実施形態の光偏向アレーの上面図であり、図6(c)は、1個の光偏向装置を抽出したD-D'線上の断面図である。
[Embodiment 3]
The configuration of the optical deflection array of this embodiment will be described with reference to FIG. In FIG. 6, as an example, an optical deflection array in which a plurality of the optical deflection devices of the above-described first embodiment are arranged in a two-dimensional array shape is described. FIG. 6A is a top view of the optical deflection array of this embodiment, and FIG. 6B shows this embodiment excluding the stopper member 602 and the wire grid type polarizing element 601 for easy understanding. FIG. 6C is a cross-sectional view taken along the line DD ′, in which one optical deflecting device is extracted.

本実施形態3では、実施形態1の光偏向装置がm行n列配置されており、個々の光偏向装置は、個別に供給される駆動信号に応じて光偏向動作する。このとき、実施形態1の光偏向装置は、上述した従来例(図12の構成)と同様の特徴により低電圧駆動が可能なので、供給される駆動信号も低電圧な電圧を用いることが出来る。この駆動信号は、光偏向装置直下に構成された半導体メモリ回路に記憶され、全光偏向装置を同時に光偏向動作させる。光偏向アレーの駆動方法や半導体メモリ回路の構成に関しては、特許文献7(特開2006−133394号公報)を参照されたい。   In the third embodiment, the light deflecting device of the first embodiment is arranged in m rows and n columns, and each light deflecting device performs a light deflecting operation in accordance with a drive signal supplied individually. At this time, since the optical deflecting device of Embodiment 1 can be driven at a low voltage by the same characteristics as the above-described conventional example (configuration of FIG. 12), a low-voltage voltage can also be used as a drive signal to be supplied. This drive signal is stored in a semiconductor memory circuit configured immediately below the optical deflecting device, and causes all the optical deflecting devices to perform an optical deflecting operation simultaneously. For the method of driving the optical deflection array and the configuration of the semiconductor memory circuit, refer to Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-133394.

本実施形態の光偏向アレーにおいて、第1の偏光が可能なワイヤグリッド型偏光素子を具備する光偏向装置1101と、第2の偏光が可能なワイヤグリッド型偏光素子を具備する光偏向装置1102とは交互に配置されており、特にストライプライン状に交互に配置されている。なお、第1の偏光が可能なワイヤグリッド型偏光素子と第2の偏光が可能なワイヤグリッド型偏光素子は、ともに帯状の金属層(すなわちワイヤ)が複数平行に配列させた前述の構造であるが、602のストッパ平面上でその伸長方向が互いに直交する配置となっており、それぞれの透過光705の偏光ベクトルが互いに直交する関係となっている。この構造を構成することにより、互いに異なる偏光状態にある透過光(相互に直交する偏光ベクトルを有する偏光光)を同時に生じさせることができ、互いに異なる偏光状態にある光偏向装置への入射光ひいては投影レンズに導かれるON光とすることができる。本実施形態の光偏向アレーにおいては、複数のライン状に配置された第1の偏光が可能なワイヤグリッド型偏光素子を具備する光偏向装置1101群による第1の画像と、複数のライン状に配置された第2の偏光が可能なワイヤグリッド型偏光素子を具備する光偏向装置1102群による第2の画像を同時に形成し、投影することが可能になる。   In the optical deflection array according to the present embodiment, an optical deflection device 1101 including a wire grid type polarization element capable of first polarization, and an optical deflection device 1102 including a wire grid type polarization element capable of second polarization. Are alternately arranged, in particular, alternately arranged in stripe lines. The wire grid type polarization element capable of the first polarization and the wire grid type polarization element capable of the second polarization both have the above-described structure in which a plurality of band-like metal layers (that is, wires) are arranged in parallel. However, the extension directions are orthogonal to each other on the stopper plane 602, and the polarization vectors of the transmitted light 705 are orthogonal to each other. By constructing this structure, transmitted light in different polarization states (polarized light having polarization vectors orthogonal to each other) can be generated at the same time, and incident light to optical deflectors in different polarization states, It can be ON light guided to the projection lens. In the optical deflection array according to the present embodiment, the first image by the optical deflection device 1101 group including the wire grid type polarization element capable of the first polarization arranged in a plurality of lines, and the plurality of lines. It is possible to simultaneously form and project a second image by the group of optical deflecting devices 1102 including the wire grid type polarization element capable of the second polarization arranged.

〔実施形態4〕
本実施形態の光偏向アレーについて、図7を用いて説明する。図7においては、例として、前述の実施形態1の光偏向装置を複数2次元アレー状に配置した光偏向アレーを記載した。図7(a)は、本実施形態の光偏向アレーの上面図であり、図7(b)は、理解を容易にするためにストッパ部材602とワイヤグリッド型偏光素子601を除いた本実施形態の光偏向アレーの上面図であり、図7(c)は、1個の光偏向装置を抽出したD-D'線上の断面図である。
[Embodiment 4]
The optical deflection array of this embodiment will be described with reference to FIG. In FIG. 7, as an example, an optical deflection array in which a plurality of the optical deflection devices of the first embodiment described above are arranged in a two-dimensional array is described. FIG. 7A is a top view of the optical deflection array of the present embodiment, and FIG. 7B shows the present embodiment in which the stopper member 602 and the wire grid type polarizing element 601 are omitted for easy understanding. FIG. 7C is a cross-sectional view taken along the line DD ′, in which one optical deflecting device is extracted.

本実施形態4においても、上記実施形態3と同様に、実施形態1の光偏向装置がm行n列配置されており、個々の光偏向装置は、個別に供給される駆動信号に応じて光偏向動作する。このとき、実施形態1の光偏向装置は、上述した従来例(図12の構成)と同様の特徴により低電圧駆動が可能なので、供給される駆動信号も低電圧な電圧を用いることが出来る。この駆動信号は、光偏向装置直下に構成された半導体メモリ回路に記憶され、全光偏向装置を同時に光偏向動作させる。やはり、光偏向アレーの駆動方法や半導体メモリ回路の構成に関しては、特許文献7(特開2006−133394号公報)を参照されたい。   Also in the fourth embodiment, similarly to the third embodiment, the optical deflecting devices of the first embodiment are arranged in m rows and n columns, and each optical deflecting device is configured to emit light in accordance with an individually supplied drive signal. Deflection operation. At this time, since the optical deflecting device of Embodiment 1 can be driven at a low voltage by the same characteristics as the above-described conventional example (configuration of FIG. 12), a low-voltage voltage can also be used as a drive signal to be supplied. This drive signal is stored in a semiconductor memory circuit configured immediately below the optical deflecting device, and causes all the optical deflecting devices to perform an optical deflecting operation simultaneously. As for the driving method of the optical deflection array and the configuration of the semiconductor memory circuit, refer to Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-133394.

本実施形態の光偏向アレーにおいて、第1の偏光が可能なワイヤグリッド型偏光素子を具備する光偏向装置1101と第2の偏光が可能なワイヤグリッド型偏光素子を具備する光偏向装置1102は交互に配置されており、特に、縦横の隣接位置に交互に配置している。なお、第1の偏光が可能なワイヤグリッド型偏光素子と第2の偏光が可能なワイヤグリッド型偏光素子は、ともに帯状の金属層(すなわちワイヤ)が複数平行に配列させた前述の構造であるが、602のストッパ平面上でその伸長方向が互いに直交する配置となっており、それぞれの透過光705の偏光ベクトルが互いに直交する関係となっている。この構造を構成することにより、互いに異なる偏光状態にある透過光(相互に直交する偏光ベクトルを有する偏光光)を同時に生じさせることができ、互いに異なる偏光状態にある光偏向装置への入射光ひいては投影レンズに導かれるON光とすることができる。本実施形態の光偏向アレーにおいては、縦横に千鳥状に配置された第1の偏光が可能なワイヤグリッド型偏光素子を具備する光偏向装置1101群による第1の画像と、縦横に千鳥状に配置された第2の偏光が可能なワイヤグリッド型偏光素子を具備する光偏向装置1102群による第2の画像を同時に形成し、投影することが可能になる。   In the optical deflection array of this embodiment, the optical deflection device 1101 having a wire grid type polarization element capable of first polarization and the optical deflection device 1102 having a wire grid type polarization element capable of second polarization are alternately arranged. In particular, they are alternately arranged at adjacent positions in the vertical and horizontal directions. The wire grid type polarization element capable of the first polarization and the wire grid type polarization element capable of the second polarization both have the above-described structure in which a plurality of band-like metal layers (that is, wires) are arranged in parallel. However, the extension directions are orthogonal to each other on the stopper plane 602, and the polarization vectors of the transmitted light 705 are orthogonal to each other. By constructing this structure, transmitted light in different polarization states (polarized light having polarization vectors orthogonal to each other) can be generated at the same time, and incident light to optical deflectors in different polarization states, It can be ON light guided to the projection lens. In the optical deflection array of this embodiment, the first image by the optical deflecting device 1101 group including the wire grid type polarizing elements capable of the first polarization arranged vertically and horizontally in a staggered manner, and staggered vertically and horizontally. It is possible to simultaneously form and project a second image by the group of optical deflecting devices 1102 including the wire grid type polarization element capable of the second polarization arranged.

なお、実施形態3及び実施形態4の光偏向アレーにおいて、図6(b)及び図7(b)にみられるように、支点部材103は基板平面上、第1の偏光が可能なワイヤグリッド型偏光素子を具備する光偏向装置1101と第2の偏光が可能なワイヤグリッド型偏光素子を具備する光偏向装置1102によらず、同一方向に伸長した尾根形状の支点部材103で構成されている。すなわち、板状部材104の傾斜方向(方向1及び方向2)と、ワイヤグリッド型偏向素子の帯状の金属層の伸長方向との相対的な位置関係は、特に規定されるものではない。   In the optical deflection arrays of the third and fourth embodiments, as shown in FIGS. 6B and 7B, the fulcrum member 103 is a wire grid type capable of the first polarization on the substrate plane. Regardless of the optical deflecting device 1101 having the polarizing element and the optical deflecting device 1102 having the wire grid type polarizing element capable of second polarization, the fulcrum member 103 having a ridge shape extending in the same direction is used. That is, the relative positional relationship between the inclination direction (direction 1 and direction 2) of the plate-like member 104 and the extending direction of the band-shaped metal layer of the wire grid type deflection element is not particularly defined.

次に、本発明の一実施形態の画像投影表示装置について説明する。本発明の一実施形態の画像投影表示装置は、本発明の一実施形態の光偏向アレーを有し、かつ少なくとも光偏向アレーを照明する光源及び光偏向アレーからの反射光を投影する投影レンズを有し、光偏向アレーからの反射光による第1の偏光光から成る画像と第2の偏光光から成る画像を同時に単一の投影レンズに導き、スクリーン上に投影表示させることを特徴としている。以下、本発明の一実施形態の画像投影表示装置について、実施形態5を用いて説明する。   Next, an image projection display device according to an embodiment of the present invention will be described. An image projection display device according to an embodiment of the present invention includes a light deflection array according to an embodiment of the present invention, a light source that illuminates at least the light deflection array, and a projection lens that projects reflected light from the light deflection array. And an image composed of the first polarized light and the image composed of the second polarized light by the reflected light from the light deflection array are simultaneously guided to a single projection lens and projected onto the screen. Hereinafter, an image projection display apparatus according to an embodiment of the present invention will be described using Embodiment 5.

〔実施形態5〕
本実施形態の画像投影表示装置を図8に示す。1300は、本実施形態の画像投影表示装置である。1301は、ハロゲンランプやキセノンランプなどの白色光源である。1302は、光源光の整形のためのロッドレンズである。1303は、少なくとも3原色のカラーフィルターを有するカラーホイールである。1304は、上記本発明の一実施形態の光偏向アレーである。1305は、その光偏向アレーを構成する個々の光偏向装置の光偏向方向を制御する制御チップである。1306は、光吸収板である。1307は、投影レンズである。1308は、スクリーンである。
[Embodiment 5]
FIG. 8 shows an image projection display apparatus according to this embodiment. Reference numeral 1300 denotes an image projection display apparatus according to this embodiment. Reference numeral 1301 denotes a white light source such as a halogen lamp or a xenon lamp. Reference numeral 1302 denotes a rod lens for shaping light source light. Reference numeral 1303 denotes a color wheel having color filters of at least three primary colors. Reference numeral 1304 denotes an optical deflection array according to an embodiment of the present invention. Reference numeral 1305 denotes a control chip for controlling the light deflection direction of each of the light deflection devices constituting the light deflection array. Reference numeral 1306 denotes a light absorbing plate. Reference numeral 1307 denotes a projection lens. Reference numeral 1308 denotes a screen.

本実施形態の画像投影表示装置1300に用いられる光偏向アレー1304は、例として、実施形態4に記載の光偏向アレーであるとする。この光偏向アレーを構成する光偏向装置は、ワイヤグリッド型偏光素子を具備する1軸2次元の光偏向動作を行う光偏向装置である。すなわち、1方向から入射した入射光は、ワイヤグリッド型偏光素子において、第1の偏光光(又は第2の偏光光)と反射光Lrに分離される。なお、反射光Lrは光吸収板1306に吸収されるように、光吸収板1306が配置されている。第1の偏光光又は第2の偏光光は、光偏向アレー1304を構成する個々の光偏向装置の板状部材104に向けて入射される。   The light deflection array 1304 used in the image projection display device 1300 of the present embodiment is assumed to be the light deflection array described in the fourth embodiment as an example. The optical deflection apparatus constituting the optical deflection array is an optical deflection apparatus that performs a one-axis two-dimensional optical deflection operation including a wire grid type polarization element. That is, incident light incident from one direction is separated into first polarized light (or second polarized light) and reflected light Lr in a wire grid type polarization element. The light absorbing plate 1306 is disposed so that the reflected light Lr is absorbed by the light absorbing plate 1306. The first polarized light or the second polarized light is incident on the plate-like member 104 of each optical deflecting device constituting the optical deflection array 1304.

本実施形態の画像投影表示装置の光学システムを簡単に説明すると、光源1301からの白色光がロッドレンズ1302を通過して整形され、カラーホイール1303に入射する。カラーホイールを通過する光源光は、時間順次に赤青緑の色を有する光Lとなる。該光Lが光偏向アレー1304を照明する。光Lは、ワイヤグリッド型偏光素子において不要な反射光Lrと第1の偏光光(又は第2の偏光光)に分離され、第1の偏光光及び第2の偏光光が板状部材104への入射光となる。光偏向アレー1304を構成する個々の光偏向装置は、第1の偏光光により形成される画像情報及び第2の偏光光により形成される画像情報に応じて、板状部材104が方向を変えることにより、入射光を目的の方向(ON方向)と目的以外の方向(OFF方向)へ光偏向する。目的方向、例えばアレー面と垂直方向に反射された反射光Lonは投影レンズ1307に導かれ、投影レンズを通過してスクリーン1308上に投影される。目的以外の方向へ反射された光Loffは、ワイヤグリッド型偏光素子における反射光同様に、光吸収板で吸収される。   The optical system of the image projection display device of this embodiment will be briefly described. White light from the light source 1301 is shaped through the rod lens 1302 and enters the color wheel 1303. The light source light passing through the color wheel becomes light L having red, blue and green colors in time sequence. The light L illuminates the light deflection array 1304. The light L is separated into unnecessary reflected light Lr and first polarized light (or second polarized light) in the wire grid type polarization element, and the first polarized light and the second polarized light are sent to the plate member 104. Incident light. In each of the optical deflection devices constituting the optical deflection array 1304, the plate-like member 104 changes its direction according to the image information formed by the first polarized light and the image information formed by the second polarized light. Thus, the incident light is deflected in a target direction (ON direction) and a direction other than the target (OFF direction). The reflected light Lon reflected in the target direction, for example, in the direction perpendicular to the array surface, is guided to the projection lens 1307 and is projected onto the screen 1308 through the projection lens. The light Loff reflected in the direction other than the intended purpose is absorbed by the light absorbing plate, similarly to the reflected light in the wire grid type polarizing element.

以上のような構成とすることにより、光偏向アレー1304からの反射光による第1の偏光光から成る画像と第2の偏光光から成る画像を同時に単一の投影レンズ1307に導き、スクリーン1308上に時間順次に投影表示させることができる。例えば、左右の眼に対応する部分に異なる偏光フィルタを取り付けた偏光メガネを用いて画像を鑑賞すると、特に視差画像を構成する第1の偏光光から成る画像と第2の偏光光から成る画像の場合は、立体画像として視ることが出来る。なお、スクリーン1308としては、投影された偏光状態を維持して上記第1の偏光光から成る画像と第2の偏光光から成る画像を表示可能なスクリーンであることが好ましい。これにより、投影した偏光状態が維持され、当該偏光状態に応じた画像を視認できる。例えば、金属面反射スクリーン(金属面に微細な凹凸を形成したもの)を用いるなどがこれに当たる。   With the above-described configuration, the image composed of the first polarized light and the image composed of the second polarized light by the reflected light from the light deflection array 1304 are simultaneously guided to the single projection lens 1307, and on the screen 1308. Can be projected and displayed in time sequence. For example, when viewing an image using polarized glasses with different polarization filters attached to portions corresponding to the left and right eyes, an image composed of a first polarized light and an image composed of a second polarized light, which constitute a parallax image, in particular. In this case, it can be viewed as a stereoscopic image. Note that the screen 1308 is preferably a screen capable of displaying the image composed of the first polarized light and the image composed of the second polarized light while maintaining the projected polarization state. Thereby, the projected polarization state is maintained, and an image corresponding to the polarization state can be visually recognized. For example, a metal surface reflection screen (a metal surface having fine irregularities formed thereon) is used.

以上本発明の各実施形態について説明してきたが、以下に、本発明の各実施形態によって得られる効果について説明する。   Although the embodiments of the present invention have been described above, the effects obtained by the embodiments of the present invention will be described below.

本実施形態の光偏向装置においては、ストッパと同一部材で又はストッパ上部に接続してワイヤグリッド型の偏光素子を具備しているので、ワイヤと平行な入射光をワイヤグリッド型偏光素子で反射させ、ワイヤと垂直な入射光のみを板状部材に入射させることができるので、特許文献1や特許文献2に開示されているような光源光の偏光を、ミラーである板状部材に入射する直前で行うことが出来、かつ特許文献2にみられるような位置調整を行うことなく、かつ光偏向装置ごとに任意に行うことが出来る。さらに、入射光は光偏向装置内で吸収されずに不要光として反射されるかON方向(投影レンズに導かれる画像表示のための目的の方向)又はOFF方向に反射されるので、特許文献3にみられるような発熱によるミラー品質の劣化もなくすことが出来る。すなわち、本実施形態の光偏向装置においては、特許文献3でみられる透過光により発熱することなく、画素に応じて第1の偏光光又は第2の偏光光を投影レンズへ導くことができる。   In the optical deflecting device of this embodiment, a wire grid type polarizing element is provided on the same member as the stopper or connected to the upper part of the stopper, so that incident light parallel to the wire is reflected by the wire grid type polarizing element. Since only the incident light perpendicular to the wire can be incident on the plate-like member, the polarized light of the light source light as disclosed in Patent Document 1 or Patent Document 2 is immediately before entering the plate-like member that is a mirror. And can be arbitrarily performed for each optical deflecting device without adjusting the position as shown in Patent Document 2. Further, the incident light is not absorbed in the optical deflecting device and is reflected as unnecessary light, or is reflected in the ON direction (target direction for image display guided to the projection lens) or the OFF direction. It is possible to eliminate the deterioration of the mirror quality due to heat generation as seen in FIG. That is, in the light deflecting device of the present embodiment, the first polarized light or the second polarized light can be guided to the projection lens according to the pixel without generating heat due to the transmitted light seen in Patent Document 3.

本実施形態の光偏向アレーにおいては、第1の偏光光にて構成された反射光による画像と、第2の偏光光にて構成された反射光による画像を単一の光偏向アレーにて時間にずれなく同時に生成することができる。このため、第1の偏光光にて構成された反射光による画像と、第2の偏光光にて構成された反射光による画像は容易に1個の投影レンズに導くことができる。又、第1の偏光光による画像と第2の偏光光による画像を時系列的に投影する必要がないので、光偏向アレーの駆動周波数を低減することができる。すなわち、本実施形態の光偏向アレーにおいては、1個の光偏向アレーで第1の偏光光による画像と第2の偏光光による画像を同時に1個の投影レンズに導くことができる。   In the optical deflection array of the present embodiment, the image by the reflected light constituted by the first polarized light and the image by the reflected light constituted by the second polarized light are timed by a single optical deflection array. They can be generated at the same time. For this reason, the image by the reflected light comprised by the 1st polarized light and the image by the reflected light comprised by the 2nd polarized light can be easily guide | induced to one projection lens. Further, since it is not necessary to project the image by the first polarized light and the image by the second polarized light in time series, the driving frequency of the optical deflection array can be reduced. That is, in the optical deflection array of this embodiment, the image by the first polarized light and the image by the second polarized light can be simultaneously guided to one projection lens by one optical deflection array.

本実施形態の画像投影表示装置においては、偏光光のスクリーン投射位置の調整などが不要になり、装置の調整作業が容易になる。また、装置内に、別途偏光カラーホイールなどの偏光機構を設けることなく、1個の光偏向アレーと1個の投影レンズで第1の偏光光による画像と第2の偏光光による画像を同時に投影表示できるので、小型で軽量かつ安価な立体画像投影表示装置を提供することができる。すなわち、本実施形態の画像投影表示装置においては、偏向カラーホイールやホログラフィック偏光ビームスプリッタ等の偏向機構を別途設ける必要なく、1個の投影レンズで立体画像を投影表示できるので、安価な偏向メガネを用いた、小型でかつ安価な立体画像の画像投影表示装置を提供できる。   In the image projection display apparatus of this embodiment, adjustment of the screen projection position of polarized light is not necessary, and the adjustment work of the apparatus is facilitated. In addition, an image by the first polarized light and an image by the second polarized light are simultaneously projected with one light deflection array and one projection lens without separately providing a polarization mechanism such as a polarization color wheel in the apparatus. Since display is possible, a small, light, and inexpensive stereoscopic image projection display device can be provided. That is, in the image projection display apparatus according to the present embodiment, since it is possible to project and display a stereoscopic image with one projection lens without separately providing a deflection mechanism such as a deflection color wheel or a holographic polarization beam splitter, inexpensive deflection glasses are provided. It is possible to provide a small and inexpensive stereoscopic image projection display apparatus using the above.

なお、本発明は、上記各実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の変形が可能である。   In addition, this invention is not limited to said each embodiment, A various deformation | transformation is possible in the range which does not deviate from the summary.

本発明は、投影プロジェクタやデジタルシアターシステム、リアプロジェクションテレビ等の画像投影表示装置に関し、特に偏光メガネを用いて立体画像を投影表示させる立体画像投影表示装置に適用できる。   The present invention relates to an image projection display device such as a projection projector, a digital theater system, and a rear projection television, and is particularly applicable to a stereoscopic image projection display device that projects and displays a stereoscopic image using polarized glasses.

101 基板
102、501 規制部材
103 支点部材
104 板状部材
105 電極
106 接触部位
601、901 ワイヤグリッド型偏光素子
602、905 ストッパ
603、903 開口部
701 透明な基材
702 帯状の金属層
703 無偏光な光
703、704、705 光
801 第一の犠牲層
802 第二の犠牲層
803、1002 開口部
902 透明平板
904 接続ポスト
1001 第三の犠牲層
1101、1102 光偏光装置群
1103、1303 カラーホイール
1104、1304 光偏向アレー
1105、1305 制御チップ
1106、1306 光吸収板
1107、1307 投影レンズ
1201、1301 白色光源
1202、1302 ロッドレンズ
1308 スクリーン
1300、1401 画像投影表示装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 Board | substrate 102,501 Restriction member 103 Supporting member 104 Plate-shaped member 105 Electrode 106 Contact part 601,901 Wire grid type polarizing element 602,905 Stopper 603,903 Opening 701 Transparent base material 702 Band-shaped metal layer 703 Non-polarized light Light 703, 704, 705 Light 801 First sacrificial layer 802 Second sacrificial layer 803, 1002 Opening 902 Transparent flat plate 904 Connection post 1001 Third sacrificial layer 1101, 1102 Light polarizing device group 1103, 1303 Color wheel 1104, 1304 Light deflection array 1105, 1305 Control chip 1106, 1306 Light absorption plate 1107, 1307 Projection lens 1201, 1301 White light source 1202, 1302 Rod lens 1308 Screen 1300, 1401 Image projection display device

特開平10−153755号公報JP-A-10-153755 特許第2999953号公報Japanese Patent No. 2999953 特開2006−58339号公報JP 2006-58339 A 特許第4307813号公報Japanese Patent No. 4307813 特開2005−202257号公報JP 2005-202257 A 特開2006−133394号公報JP 2006-133394 A

Claims (7)

基板と、複数の規制部材と、支点部材と、板状部材と、複数の電極とを有しており、前記複数の規制部材はそれぞれ上部にストッパを有し、前記基板の複数の端部にそれぞれ設けられており、前記支点部材は頂部を有して前記基板の上面に設けられており、前記板状部材は光反射領域を有し、かつ固定端を持たず、かつ少なくとも一部に導電性を有する部材からなる導電体層を有し、かつ前記基板と前記支点部材と前記ストッパの間の空間内で可動的に配置されており、前記複数の電極は前記基板上にそれぞれ設けられ、前記板状部材の前記導電体層とほぼ対向している構成を有しており、前記板状部材が前記支点部材を中心として静電引力により傾斜変位することにより、前記光反射領域に入射する光が反射方向を変えて光偏向する光偏向装置において、
前記ストッパ上に直接又は前記ストッパ上部に立体的に接続して偏光素子を具備し、かつ前記偏光素子がワイヤグリッド型偏光素子であることを特徴とする光偏向装置。
A substrate, a plurality of restricting members, a fulcrum member, a plate-like member, and a plurality of electrodes, each of the plurality of restricting members having a stopper at an upper portion thereof; and a plurality of end portions of the substrate. The fulcrum member is provided on the upper surface of the substrate with a top portion, the plate-like member has a light reflection region, does not have a fixed end, and is at least partially conductive. A conductive layer made of a material having a property, and is movably disposed in a space between the substrate, the fulcrum member and the stopper, and the plurality of electrodes are respectively provided on the substrate, The plate-like member has a configuration that is substantially opposite to the conductor layer, and the plate-like member is inclined and displaced by electrostatic attraction around the fulcrum member to be incident on the light reflecting region. Light deflection that deflects light by changing the reflection direction In the location,
An optical deflecting device characterized in that a polarizing element is provided directly on the stopper or three-dimensionally connected to the top of the stopper, and the polarizing element is a wire grid type polarizing element.
前記ワイヤグリッド型偏光素子は、帯状の金属層を複数平行に配列させたグリッド構造を有しており、
前記グリッド構造により、入射光において、電磁波としての振動方向が帯の伸長方向と平行な光は反射し、入射光の電磁波としての振動方向が帯の伸長方向と垂直な光は透過することを特徴とする請求項1記載の光偏向装置。
The wire grid type polarizing element has a grid structure in which a plurality of strip-like metal layers are arranged in parallel,
Due to the grid structure, in the incident light, the light whose oscillation direction as an electromagnetic wave is parallel to the extension direction of the band is reflected, and the light whose oscillation direction as the electromagnetic wave of incident light is perpendicular to the extension direction of the band is transmitted. The light deflection apparatus according to claim 1.
前記帯状の金属層の幅は、入射光の波長に依存して良好に偏光ができる幅で決定され、入射光が300〜800nmの可視光の場合は100nm以下とすることを特徴とする請求項2記載の光偏向装置。   The width of the band-shaped metal layer is determined by a width that allows favorable polarization depending on the wavelength of incident light, and is 100 nm or less when the incident light is visible light of 300 to 800 nm. 3. The light deflection apparatus according to 2. 前記ストッパは、前記光偏向装置全面をほぼ覆う形で平板状に構成されており、
前記光偏向装置の角部には開口部が形成されており、前記開口部は、前記板状部材の上下面に構成されていた犠牲層をエッチング除去するときのエッチング種を導入するための窓として機能することを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の光偏向装置。
The stopper is configured in a flat plate shape so as to substantially cover the entire surface of the optical deflection device,
An opening is formed at a corner of the light deflection device, and the opening is a window for introducing an etching species when the sacrificial layer formed on the upper and lower surfaces of the plate-like member is removed by etching. The optical deflecting device according to claim 1, wherein the optical deflecting device functions as an optical device.
前記ストッパは、ブリッジ状に構成されており、
前記ストッパには柱状の接続ポストを介して透明平板が接続されており、
前記透明平板は、前記光偏向装置全面をほぼ覆う形で平板状に構成されており、
前記光偏向装置の角部には開口部が形成されており、前記開口部は、前記板状部材の上下面及び前記ストッパ上部に構成されていた犠牲層をエッチング除去するときのエッチング種を導入するための窓として機能することを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の光偏向装置。
The stopper is configured in a bridge shape,
A transparent flat plate is connected to the stopper via a column-shaped connection post,
The transparent flat plate is configured in a flat plate shape so as to substantially cover the entire surface of the light deflecting device,
An opening is formed at a corner of the light deflector, and the opening introduces an etching species for etching and removing the sacrificial layer formed on the upper and lower surfaces of the plate-like member and the stopper. The optical deflecting device according to claim 1, wherein the optical deflecting device functions as a window for performing the operation.
請求項1から5のいずれか1項に記載の光偏向装置を複数1次元又は2次元アレー状に配置した光偏向アレーであり、かつ、第1の偏光が可能なワイヤグリッド型偏光素子を具備する光偏向装置と、第2の偏光が可能なワイヤグリッド型偏光素子を具備する光偏向装置とが交互に配置されていることを特徴とする光偏向アレー。   6. An optical deflection array in which a plurality of optical deflection devices according to claim 1 are arranged in a one-dimensional or two-dimensional array, and comprising a wire grid type polarization element capable of performing the first polarization. An optical deflection array, wherein the optical deflection device and the optical deflection device including the wire grid type polarization element capable of the second polarization are alternately arranged. 請求項6記載の光偏向アレーを有し、かつ、少なくとも前記光偏向アレーを照明する光源及び前記光偏向アレーからの反射光を投影する投影レンズを有し、前記光偏向アレーからの反射光による第1の偏光光から成る画像と第2の偏光光から成る画像を同時に単一の投影レンズに導き、スクリーン上に投影表示させることを特徴とする画像投影表示装置。   7. A light deflection array according to claim 6, further comprising: a light source that illuminates at least the light deflection array; and a projection lens that projects reflected light from the light deflection array, and the reflected light from the light deflection array is used. An image projection display device characterized in that an image composed of first polarized light and an image composed of second polarized light are simultaneously guided to a single projection lens and projected onto a screen.
JP2009290326A 2009-12-22 2009-12-22 Optical deflection device, optical deflection array, image projection display device Expired - Fee Related JP5287695B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009290326A JP5287695B2 (en) 2009-12-22 2009-12-22 Optical deflection device, optical deflection array, image projection display device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009290326A JP5287695B2 (en) 2009-12-22 2009-12-22 Optical deflection device, optical deflection array, image projection display device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2011133530A true JP2011133530A (en) 2011-07-07
JP5287695B2 JP5287695B2 (en) 2013-09-11

Family

ID=44346368

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009290326A Expired - Fee Related JP5287695B2 (en) 2009-12-22 2009-12-22 Optical deflection device, optical deflection array, image projection display device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5287695B2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015129849A1 (en) * 2014-02-27 2015-09-03 コニカミノルタ株式会社 Image projection device
WO2016093066A1 (en) * 2014-12-08 2016-06-16 株式会社リコー Light deflector, image display device, and object device

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002318357A (en) * 2001-04-20 2002-10-31 Sanyo Electric Co Ltd Micro concave mirror array and three-dimensional video display device
JP2003519818A (en) * 2000-01-11 2003-06-24 モックステック Embedded wire grid polarizer for the visible spectrum
JP2004101826A (en) * 2002-09-09 2004-04-02 Fuji Photo Optical Co Ltd Optical system for projector, and projector device using same
JP2004280050A (en) * 2002-10-15 2004-10-07 Eastman Kodak Co Embedded type wire grid polarizer
JP2008209616A (en) * 2007-02-26 2008-09-11 Ricoh Co Ltd Optical deflector and method of manufacturing the same
JP2009069424A (en) * 2007-09-12 2009-04-02 Ricoh Co Ltd Optical deflector and optical deflector array, and image projection device
JP2010004008A (en) * 2007-10-31 2010-01-07 Nikon Corp Optical unit, illumination optical device, exposure apparatus, exposure method and production process of device

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003519818A (en) * 2000-01-11 2003-06-24 モックステック Embedded wire grid polarizer for the visible spectrum
JP2002318357A (en) * 2001-04-20 2002-10-31 Sanyo Electric Co Ltd Micro concave mirror array and three-dimensional video display device
JP2004101826A (en) * 2002-09-09 2004-04-02 Fuji Photo Optical Co Ltd Optical system for projector, and projector device using same
JP2004280050A (en) * 2002-10-15 2004-10-07 Eastman Kodak Co Embedded type wire grid polarizer
JP2008209616A (en) * 2007-02-26 2008-09-11 Ricoh Co Ltd Optical deflector and method of manufacturing the same
JP2009069424A (en) * 2007-09-12 2009-04-02 Ricoh Co Ltd Optical deflector and optical deflector array, and image projection device
JP2010004008A (en) * 2007-10-31 2010-01-07 Nikon Corp Optical unit, illumination optical device, exposure apparatus, exposure method and production process of device

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015129849A1 (en) * 2014-02-27 2015-09-03 コニカミノルタ株式会社 Image projection device
JPWO2015129849A1 (en) * 2014-02-27 2017-03-30 コニカミノルタ株式会社 Image projection device
US9952424B2 (en) 2014-02-27 2018-04-24 Konica Minolta, Inc. Image projection apparatus
WO2016093066A1 (en) * 2014-12-08 2016-06-16 株式会社リコー Light deflector, image display device, and object device
US10459218B2 (en) 2014-12-08 2019-10-29 Ricoh Company, Ltd. Optical deflector, image displaying apparatus, and object apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
JP5287695B2 (en) 2013-09-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3571016B2 (en) Micro mirror device and projector employing the same
JP3895711B2 (en) High resolution display with pixel moving means
EP1760513B1 (en) Portable projector
JP5360683B2 (en) projector
JP4031481B2 (en) Projection display
US20190227261A1 (en) Multi-Axis Gimbal Extended Pixel Resolution Actuator
US7607780B2 (en) Projection-type 3-D image display using single projector
JP2005352447A (en) Image display apparatus and projection optical system
JP2005352488A (en) Optical system for scanning angle expansion, and scanning apparatus provided with the same
JP2004279847A (en) Projector
US9454013B2 (en) Autostereoscopic display device and projecting method using the same
JP4998002B2 (en) projector
TWI798391B (en) Light path adjustment mechanism and fabrication method thereof
US20070236773A1 (en) High-resolution scanning display system
TW201947311A (en) Light path adjustment mechanism and fabrication method thereof
JP2010271443A (en) Projector and picture-displaying method
US6913360B2 (en) Single-panel color image display apparatus
JP5287695B2 (en) Optical deflection device, optical deflection array, image projection display device
US11973929B2 (en) Image display apparatus
US7810933B2 (en) Image projection apparatus
Ishibashi et al. 72.3: A Direct‐View Laser‐Phosphor Display with a High‐Reflection Wide‐Angle‐Scanner
US6997560B2 (en) Micromirror device with adjacently disposed support region
JP2008033334A (en) Ultra-thin display system
JP2006058339A (en) Image display device
KR100512398B1 (en) Reflection Type Display Apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20121009

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20130219

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20130226

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20130417

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20130507

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20130520

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 5287695

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees