JP4026558B2 - 空間光変調装置及びプロジェクタ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光により制御可能な光制御デバイス、その光制御デバイスを用いた空間光変調装置、及び、その空間光変調装置を用いたプロジェクタの技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プロジェクタの空間光変調装置として、ティルトミラーデバイスが用いられている。ティルトミラーデバイスは、マイクロ・エレクトロ・メカニカル・システム（Micro Electro Mechanical Systems；以下、「ＭＥＭＳ」という。）技術により、集積回路基板上に複数の可動ミラーを形成したものである。可動ミラーは、画像信号に応じて反射位置を移動し、照明光を反射する。ティルトミラーデバイスは、可動ミラーを制御することにより、画像信号に応じて照明光を反射し、変調する。ティルトミラーデバイスの技術としては、例えば、特許文献１に提案されているものがある。
【０００３】
【特許文献１】
米国特許第５８６７２０２号明細書
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来のティルトミラーデバイスは、電気的なアクセスにより各可動ミラーを駆動する。各可動ミラーに電気的にアクセスするためには、ティルトミラーデバイスに、各可動ミラーを駆動するための配線を設ける必要がある。また、従来のティルトミラーデバイスは、ＣＭＯＳ（相補型金属酸化膜半導体）等を用いる集積回路基板上に可動ミラー等を形成するものである。このため、従来のティルトミラーデバイスは複雑な構造である上、集積回路とＭＥＭＳ構造とを一体に形成することが歩留まりを低下させる原因となり、製造コストが高騰するという問題がある。
【０００５】
そこで、ティルトミラーデバイスに、光を入射させることにより駆動する光制御デバイスを用いることが考えられる。光制御デバイスを用いると、各光制御デバイスに画像信号に応じた光（以下、適宜「制御光」という。）を走査することによってティルトミラーデバイスを制御することができる（光アドレッシング）。ティルトミラーデバイスに光制御デバイスを用いると、各可動ミラーに電気的にアクセスするための配線等が不要となる。このため、集積回路とＭＥＭＳ構造とを一体に形成することも不要とし、歩留まりを軽減できる。また、可動ミラーを容易に大型にできるため、高解像度を実現することも容易である。集積回路を不要とすることにより、ティルトミラーデバイスを低廉にできるうえ、集積回路の耐電圧に制限されることなくティルトミラーデバイスを駆動することもできる。さらに、集積回路を不要とすること、基板に硝子部材を用いることが可能であることにより、ティルトミラーデバイスの大型化も低コストにできる。
【０００６】
しかしながら、ティルトミラーデバイスに使用することが考えられている光制御デバイスは、一辺が数十μｍである。このように光制御デバイスが微小であることから、ティルトミラーデバイスを画像信号に応じて制御するためには、各光制御デバイスへの制御光の照射を高精度に行う必要がある。また、光制御デバイスの電極に制御光を入射させるためには、制御光のスポット径を１０μｍレベル程度とする必要がある。これに対して、画像を表示するためには、制御光を高速にスキャンする必要もある。制御光を高速にスキャンすると、制御光を各光制御デバイスに正確に入射させることが困難となる。また、制御光を高い精度でスキャンすることが可能であっても、制御光のスキャン速度が遅くなると、高品質な画像を表示することが困難となる。このため、光制御デバイスを正確に制御することが困難となる。このように、ティルトミラーデバイスに光制御デバイスを用いると、低コストにできる等の利点があるにもかかわらず、光制御デバイスを正確に制御することが困難であるという問題がある。本発明は、上述の問題を解決するためになされたものであり、正確な制御を容易に行うことができる光制御デバイス、その光制御デバイスを用いた空間光変調装置、その空間光変調装置を用いたプロジェクタを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決し、目的を達成するために、本発明によれば、制御光を供給する制御光用光学系と、光学的に透明な透明電極と、透明電極の上に設けられ、透明電極を透過した制御光の光量に応じて電気的な導電率が変化する導電率可変部と、透明電極に対応する導電率可変部上の位置に設けられた駆動用電極と、所定の位置に移動可能な可動部と、可動部を移動可能に支持する支持部と、透明電極と可動部との間に所定の電圧を印加する電源と、透明電極と、制御光用光学系との間に設けられ、開口部が形成された遮光部と、を有し、開口部は、制御光用光学系からの制御光を通過させ、透明電極に入射させる位置に配置され、開口部を通過した制御光を透明電極のみに入射させることにより、駆動用電極と、可動部との間に所定の力を発生させ、可動部は、所定の力により移動することを特徴とする光制御デバイスを提供することができる。
【０００８】
開口部が形成された遮光部を、透明電極と、制御光用光学系との間に設ける。制御光用光学系からの制御光は、遮光部の開口部を通過した後、透明電極に入射する。開口部は、制御光用光学系からの制御光を通過させ、透明電極に入射させる位置に配置されている。これにより、制御光用光学系は、制御光を透明電極に正確に入射させることができる。また、制御光用光学系からの制御光が透明電極とは異なる方向へ進行した場合は、制御光は、遮光部で遮光される。このため、制御光が透明電極とは異なる方向へ進行した場合であっても、制御光が透明電極以外の位置に入射することを防止できる。制御光用光学系は、開口部に制御光を入射させることができる精度で制御光をスキャンすることにより、それ以上に制御光の入射位置を高精度に制御しなくても、各光制御デバイスの透明電極に正確に制御光を入射させることができる。また、制御光のスキャン速度を遅くしなくても、正確に光アドレッシングを行うことができる。これにより、正確な制御を容易に行うことができる光制御デバイスを得られる。
【０００９】
また、本発明の好ましい態様としては、透明電極は、少なくとも、第１の透明電極と、第２の透明電極とからなり、電源は、第１の透明電極と可動部との間に所定の電圧を印加し、第２の透明電極は、第１の透明電極とは異なる基準電位となるように設けられ、制御光は、第１の制御光と、第２の制御光とからなり、開口部は、制御光用光学系からの第１の制御光及び第２の制御光を通過させ、第１の制御光を第１の透明電極のみに入射させ、かつ、第２の制御光を第２の透明電極のみに入射させる位置に配置され、開口部を通過した第１の制御光を第１の透明電極に入射させることにより、駆動用電極と、可動部との間に所定の力を発生させ、開口部を通過した第２の制御光を第２の透明電極に入射させることにより、駆動用電極を基準電位とすることが望ましい。
【００１０】
第１の透明電極に第１の制御光を入射させることにより、駆動用電極に、所定の電圧を印加することができる。第２の透明電極は、第１の透明電極とは異なる基準電位となるように設けられている。第２の透明電極に第２の制御光を入射させることにより、第２の透明電極と駆動用電極とを電気的に接続することができる。第２の透明電極と駆動用電極とが電気的に接続されると、駆動用電極に残存する電荷を逃がすことができる。駆動用電極に残存する電荷を逃がすことにより、駆動用電極に、所定の電圧を正確に印加することができる。このとき、光制御デバイスを正確に制御するためには、光制御デバイスごとに制御光を入射させるうえ、さらに、各光制御デバイスについて、第１の透明電極と、第２の透明電極とに正確に制御光を入射させる必要がある。制御光用光学系は、第１の制御光を遮光部の開口部に入射させることにより、第１の制御光を第１の透明電極のみに入射させることができる。そして、制御光用光学系は、第１の制御光を開口部に入射させれば、誤って第１の制御光を第２の透明電極に入射させることもない。このため、制御光用光学系は、確実に第１の制御光を第１の透明電極に入射させることができる。また、第１の制御光のときと同様に、第２の制御光を開口部に入射させることにより、確実に第２の制御光を第２の透明電極のみに入射させることができる。光制御デバイスに３つ以上の透明電極を設ける場合もこれと同様に、それぞれの透明電極に所望の制御光のみを確実に入射させることができる。このように、制御光用光学系は、開口部に制御光を入射させることができる精度で制御光をスキャンすることにより、確実に各透明電極に制御光を入射させることができる。制御光用光学系は、光制御デバイスの各透明電極の位置レベルまで高精度に制御光の入射位置を制御しなくても良く、各開口部の位置レベルの精度で制御光の入射位置を制御すれば良い。このように、制御光用光学系からの制御光の入射位置レベルのオーダーが大きくなるため、光制御デバイスの制御が容易となる。これにより、光制御デバイスに複数の透明電極を設ける場合であっても正確な制御を容易に行うことができる光制御デバイスを得られる。
【００１１】
さらに、本発明によれば、所定の位置に移動可能な可動ミラーを有する複数の光制御可動ミラーデバイスを有し、光制御可動ミラーデバイスは、上記の光制御デバイスであって、可動部は、可動ミラーであることを特徴とする空間光変調装置を提供することができる。空間光変調装置に上記の光制御デバイスを用いることにより、画像信号に応じて正確に可動ミラーを制御することができる。また、高品質な画像を表示するために必要な速度で制御光をスキャンしても、可動部ごとの透明電極に制御光を正確に入射させることができる。これにより、画像の品質を低下することなく、画像信号に応じて正確な制御を容易に行うことができる空間光変調装置を得られる。
【００１２】
また、本発明の好ましい態様としては、開口部は、可動ミラーに対応した位置に設けられていることが望ましい。可動ミラーに対応した位置に開口部を設けることにより、可動ミラーごとに正確に制御光を入射させることができる。これにより、各可動ミラーを正確に制御することができる。
【００１３】
また、本発明の好ましい態様としては、可動ミラーは、所定平面上の略直交する２方向に、格子状に配置され、開口部は、光制御可動ミラーデバイスの第１の透明電極と、第２の透明電極とが並列している方向に対して略直交する方向に長手方向を有する短冊形状であることが望ましい。開口部を、光制御可動ミラーデバイスの第１の透明電極と第２の透明電極とが並列している方向に対して略直交する方向に長手方向を有する短冊形状とする。このように開口部を短冊形状とすると、可動ミラーごとに開口部を設けなくても、正確に制御光を入射させることができる。これにより、各可動ミラーを正確に制御することができる。
【００１４】
さらに、本発明によれば、照明光を供給する照明光用光源部と、照明光用光源部からの照明光を画像信号に応じて変調する空間光変調装置と、空間光変調装置で変調された光を投写する投写レンズと、を有し、空間光変調装置は、上記の空間光変調装置であることを特徴とするプロジェクタを提供することができる。プロジェクタに上記の空間光変調装置を用いることにより、画像信号に応じて正確な制御を行うことができる。また、空間光変調装置が、高品質な画像を表示するために必要な速度で制御光をスキャンできるため、画像の品質を維持することもできる。これにより、画像の品質を低下することなく、画像信号に応じて正確な制御を容易に行うことができるプロジェクタを得られる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係るプロジェクタ１００の概略構成を示す。プロジェクタ１００は、固体発光素子である発光ダイオード素子（以下、適宜「ＬＥＤ」という。）を複数設けた照明光用光源部１０１を有する。照明光用光源部１０１は、第１色光であるＲ光を供給するＲ光用ＬＥＤ１０２Ｒと、第２色光であるＢ光を供給するＢ光用ＬＥＤ１０２Ｂと、第３色光であるＧ光を供給するＧ光用ＬＥＤ１０２Ｇとを有する。照明光用光源部１０１から供給された照明光は、フィールドレンズ１０３を透過した後、空間光変調装置１２０の変調部１０４に入射する。フィールドレンズ１０３は、変調部１０４をテレセントリックに照明する機能、即ち、照明光をできるだけ主光線に平行にして変調部１０４に入射させる機能を有する。プロジェクタ１００は、照明光用光源部１０１の像を投写レンズ１０５の入射瞳１０７の位置に結像する。このため、変調部１０４は、照明光用光源部１０１から供給される照明光によりケーラー照明される。空間光変調装置１２０は、変調部１０４と、制御光用光学系１３０とからなる。変調部１０４は、投写レンズ１０５の側の表面に、画像信号に応じて移動可能な複数の可動ミラー１０８を有する。複数の可動ミラー１０８は、変調部１０４の平面上に、略直交する格子状に配列されている。変調部１０４は、可動ミラー１０８を画像信号に応じて移動させて照明光用光源部１０１からの照明光を投写レンズ１０５の方向、又は投写レンズ１０５以外の方向に反射させる。そして、変調部１０４は、各可動ミラー１０８で反射され、投写レンズ１０５の入射瞳１０７に入射させる光の光量を画像信号に応じて変化させることにより、階調を表示する。このようにして、変調部１０４は、照明光用光源部１０１からの照明光を、制御部１１４からの画像信号に応じて変調する。制御部１１４は、画像信号に応じて照明光用光源部１０１と、空間光変調装置１２０とを制御する。投写レンズ１０５は、変調部１０４で変調された光をスクリーン１０６に投写する。
【００１６】
制御光用光学系１３０は、ガルバノミラー１１６と、制御光用光源部１１０とからなる。制御光用光学系１３０は、変調部１０４に対して、投写レンズ１０５とは反対側に設けられている。制御光用光源部１１０は、第１制御光用光源部１１１と、第２制御光用光源部１１２とからなる。第１制御光用光源部１１１と、第２制御光用光源部１１２とは、それぞれ第１の制御光Ｌ１、第２の制御光Ｌ２を供給する。第１の制御光Ｌ１と、第２の制御光Ｌ２とは、ビーム状の光、例えば、レーザ光である。第１制御光用光源部１１１と、第２制御光用光源部１１２とは、例えば、半導体レーザ素子や面発光レーザ素子を用いることができる。そして、第１制御光用光源部１１１に変調器を設けることにより、第１の制御光Ｌ１を、制御部１１４からの画像信号に応じて強度を変調して、供給することができる。第１の制御光Ｌ１と第２の制御光Ｌ２とは、ガルバノミラー１１６により変調部１０４の方向に反射され、変調部１０４上に所定の間隔で入射する。ガルバノミラー１１６は、略直交する所定の２軸を中心として回動することにより、第１の制御光Ｌ１と第２の制御光Ｌ２とを二方向に走査させる。ガルバノミラー１１６の回動は、制御部１１４によって、画像信号に応じて制御されている。このようにして、制御光用光学系１３０は、第１の制御光Ｌ１と第２の制御光Ｌ２とを変調部１０４に走査させる。なお、一つのガルバノミラー１１６を用いて第１の制御光Ｌ１と第２の制御光Ｌ２とを走査させる構成に限らず、第１の制御光Ｌ１と第２の制御光Ｌ２とをそれぞれ異なるガルバノミラー１１６で走査させることとしても良い。但し、第１の制御光Ｌ１と第２の制御光Ｌ２とをそれぞれ異なるガルバノミラーを用いて走査させる場合、各ガルバノミラーの駆動を正確に同期させる必要がある。
【００１７】
次に、図２、図３を用いて、光制御可動ミラーデバイス２００の構成について説明する。図２に示す光制御可動ミラーデバイス２００は、一つの可動ミラー１０８を駆動するための構成である。光制御可動ミラーデバイス２００は、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）技術により作成することができる。光学的に透明な平行平板である硝子基板２０１の上には、導電率可変部２０４が形成されている。硝子基板２０１と導電率可変部２０４とが接合する面には、光学的に透明な第１の透明電極２０２と、第２の透明電極２０３とが設けられている。第１の透明電極２０２と、第２の透明電極２０３とは、ＩＴＯ膜で構成できる。導電率可変部２０４は、第１の透明電極２０２を透過した第１の制御光Ｌ１と、第２の透明電極２０３を透過した第２の制御光Ｌ２とにより、電気的な導電率を変化させる。導電率可変部２０４は、例えばアモルフォス・シリコン（以下、「ａ−Ｓｉ」という。）又は感光性有機膜などを用いることができる。例えば、ａ−Ｓｉは、水素を含んでいることが望ましい。また、ａ−Ｓｉは、気相成長法（ＣＶＤ法）により形成する。ａ−Ｓｉは、第１の制御光Ｌ１、及び第２の制御光Ｌ２を全く照射させていない状態では、電気的な導電率が略ゼロ（即ち抵抗値が略無限大）の絶縁性部材として機能する。これに対して、ａ−Ｓｉに第１の制御光Ｌ１、第２の制御光Ｌ２を照射させると、その光量に応じて導電率が大きくなる（即ち抵抗値が小さくなる）。導電率可変部２０４において導電率が変化する領域は、第１の制御光Ｌ１を照射させた第１の透明電極２０２の領域と、第２の制御光Ｌ２を照射させた第２の透明電極２０３の領域とである。
【００１８】
絶縁層２０５は、導電率可変部２０４と支持部２０６との間に、スパッタ技術により形成される。絶縁層２０５にはＳｉＯ2を用いることができる。支持部２０６は、絶縁層２０５の上に設けられ、可動ミラー１０８を移動可能に支持する。支持部２０６は、可撓性部材、又は弾性部材（ばね等）である。導電率可変部２０４の上の、絶縁層２０５が設けられている位置とは異なる位置には、駆動用電極２１０が形成されている。駆動用電極２１０と、可動ミラー１０８とは、互いに対向するように設けられている。可動ミラー１０８と、駆動用電極２１０とは、いずれも導電性物質、例えば、アルミニュウム（Ａｌ）で構成することができる。電源２１２は、第１の透明電極２０２と、可動ミラー１０８との間に、所定電圧を印加する。なお、支持部２０６を、導電性を有する可撓性部材、又は導電性を有する弾性部材とし、電源２１２を、第１の透明電極２０２と支持部２０６との間に接続することとしても良い。支持部２０６を導電性の部材とすることにより、支持部２０６と可動ミラー１０８とは同電位となる。従って、支持部２０６に所定電圧を印加することにより、可動ミラー１０８に所定電圧を印加することができる。第２の透明電極２０３は、グラウンド（以下、「ＧＮＤ」という。）電極２１４と電気的に接続されている。ＧＮＤ電極２１４で接地させることにより、第２の透明電極２０３の基準電位は略ゼロである。第２の透明電極２０３の基準電位を略ゼロとすることにより、第２の透明電極２０３を、第１の透明電極２０２とは異なる基準電位としている。硝子基板２０１の、ガルバノミラー１１６に対向する面には、遮光部２２０が形成されている。遮光部２２０は、例えば、硝子基板２０１に金属蒸着を施すことにより膜状に形成することができる。また、遮光部２２０は、遮光部材を硝子基板２０１に接着させて形成しても良い。遮光部２２０は、第１の制御光Ｌ１が通過する位置、及び第２の制御光Ｌ２が通過する位置に、開口部２２２が形成されている。なお、遮光部２２０における開口部２２２の位置についての詳細は、後述する。
【００１９】
ここで、第１の透明電極２０２と、第２の透明電極２０３と、駆動用電極２１０との位置関係について説明する。図３（ａ）は、光制御可動ミラーデバイス２００を投写レンズ１０５（図１参照）の側から見た構成を示す。投写レンズ１０５の側から光制御可動ミラーデバイス２００を見ると、可動ミラー１０８のみが確認できる。図３（ｂ）は、図３（ａ）に示す構成から可動ミラー１０８を取り除き、投写レンズ１０５の側から見た構成を示す。図３（ｃ）は、光制御可動ミラーデバイス２００を制御光用光学系１３０（図１参照）の側から見た構成を示す。図３（ｃ）に示す構成は、図３（ａ）に示す光制御可動ミラーデバイス２００の構成を裏側から見たものである。図３（ｃ）に示すように、第１の透明電極２０２と、第２の透明電極２０３とは、ｘｙ平面における硝子基板２０１の正方形形状を、対角線で２分割したそれぞれの領域を占めるように配置されている。また、図３（ｂ）、（ｃ）に示すように、駆動用電極２１０は、第１の透明電極２０２と、第２の透明電極２０３との双方と重なり合うように配置されている。
【００２０】
図２に戻って、第１の制御光Ｌ１と、第２の制御光Ｌ２とによる光制御可動ミラーデバイス２００の制御について説明する。第１の制御光Ｌ１は、開口部２２２を通過して第１の透明電極２０２のみに入射する。第１の透明電極２０２に、画像信号に応じた強度の第１の制御光Ｌ１を入射させると、導電率可変部２０４のうち第１の透明電極２０２に接合している部分について、第１の制御光Ｌ１の光量に応じて電気的な導電率が増大する。導電率可変部２０４の導電率が増大することにより、電源２１２の一方の電極は、第１の透明電極２０２と導電率可変部２０４とを経由して駆動用電極２１０と電気的に接続される。導電率可変部２０４の導電率は、第１の透明電極２０２を透過した第１の制御光Ｌ１の光量に応じて変化するため、駆動用電極２１０には第１の制御光Ｌ１の光量に応じた電圧が印加される。従って、駆動用電極２１０には、画像信号に応じた電圧が印加される。なお、厳密には、導電率可変部２０４の導電率が変化する領域は、光の強度とその照射時間とに比例して、照射位置を中心として周辺へ拡がる傾向がある。変調部１０４は、第１の制御光Ｌ１と第２の制御光Ｌ２とを高速に走査させることにより、順次、隣接する可動ミラー１０８を制御する。このため、第１の制御光Ｌ１を照射させた領域近傍、及び第２の制御光Ｌ２を照射させた領域近傍のみの導電率が変化するものとして扱う。
【００２１】
電源２１２の他方の電極は、可動ミラー１０８と電気的に接続されている。第１の透明電極２０２に第１の制御光Ｌ１を入射させることにより、可動ミラー１０８と駆動用電極２１０との間には、導電率可変部２０４の導電率の変化量に応じた電位差を発生する。可動ミラー１０８と駆動用電極２１０との間に電位差を発生することにより、電位差に応じた所定の力、例えば静電力（引力）Ｆが生じる。静電力Ｆは、可動ミラー１０８が駆動用電極２１０へ引き寄せられる方向に働く引力である。ここで、支持部２０６は可撓性部材、又は弾性部材であるから、支持部２０６は、静電力Ｆに反発して何ら外力が加えられていない状態をとろうとする力を生じる。このとき支持部２０６により可動ミラー１０８に働く力は、静電力Ｆとは反対の向きに働く。可動ミラー１０８は、静電力Ｆと、支持部２０６が生じる力との作用により、画像信号に応じた所定の位置へ移動する。このようにして、可動ミラー１０８を、画像信号に応じて駆動することができる。図２の可動ミラー１０８は、静電力Ｆが発生していない状態を示している。静電力Ｆが発生していない場合、可動ミラー１０８は、硝子基板２０１と略平行となる位置状態をとる。制御部１１４（図１参照）は、ガルバノミラー１１６の駆動と、第１の制御光Ｌ１の変調とを同期することにより、各光制御可動ミラーデバイス２００を制御する。画像の１フレーム中には、Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光のそれぞれについて、画像信号に応じて変調された第１の制御光Ｌ１を各光制御可動ミラーデバイス２００に走査させることにより、光アドレッシングを行う。
【００２２】
なお、可動ミラー１０８と駆動用電極２１０とが接触した場合、可動ミラー１０８と駆動用電極２１０との間に通電又は帯電を生じ、可動ミラー１０８が駆動用電極２１０に当接したまま制御できない状態となり得る。このため、支持部２０６は、静電力Ｆが最大となったときに可動ミラー１０８と駆動用電極２１０とが接触しないような可撓性部材等を用いる必要がある。または、静電力Ｆにより可動ミラー１０８の傾きが最大となるときに可動ミラー１０８と当接可能な位置に、可動ミラー１０８と略同電位の他の部材を設けることとしても良い。可動ミラー１０８を他の部材と当接させることにより、可動ミラー１０８と駆動用電極２１０とが接触することを防止できる。さらに、駆動用電極２１０と可動ミラー１０８とが電気的に接続すると、駆動用電極２１０と可動ミラー１０８との間に電位差が生じず、可動ミラー１０８の駆動が不可能となる。そこで、絶縁層２０５は、駆動用電極２１０と可動ミラー１０８との電気的な接続を確実に防止するために設けられている。
【００２３】
第１の透明電極２０２への第１の制御光Ｌ１の入射を停止すると、導電率可変部２０４は、絶縁体として機能する。このため、駆動用電極２１０と可動ミラー１０８との間に静電力Ｆを発生させた電荷は、駆動用電極２１０に残存することとなる。これを利用すると、第１の制御光Ｌ１によって可動ミラー１０８が移動した後、再び同じ光制御可動ミラーデバイス２００の第１の透明電極２０２に第１の制御光Ｌ１が入射されるまでの間、可動ミラー１０８を同一位置に保持することができる。これにより、画像信号に正確に対応して可動ミラー１０８を制御することができる。しかし、これを繰り返すことにより駆動用電極２１０に電荷が残存し、蓄積すると、駆動用電極２１０に画像信号に応じた電圧を印加することが困難となる場合がある。駆動用電極２１０に画像信号に応じた電圧を印加することができないと、画像信号に応じた静電力Ｆを発生させることが困難となる。画像信号に応じて静電力Ｆを発生できないと、画像信号に正確に対応できず画像の品質を低下する原因となり得る。
【００２４】
第２の透明電極２０３は、駆動用電極２１０に残存した電荷を消去するために設けられている。第２の制御光Ｌ２は、開口部２２２を通過して、第２の透明電極２０３のみに入射する。第２の透明電極２０３へ、第２の制御光Ｌ２を入射させると、導電率可変部２０４のうち第２の透明電極２０３に接合している部分について、第２の制御光Ｌ２の光量に応じて電気的な導電率が大きくなる。導電率可変部２０４の導電率が大きくなることにより、駆動用電極２１０と、第２の透明電極２０３に接続されているＧＮＤ電極２１４とは、電気的に接続される。駆動用電極２１０とＧＮＤ電極２１４とが電気的に接続されると、駆動用電極２１０に残存していた電荷が、導電率可変部２０４と、第２の透明電極２０３とを通過してＧＮＤ電極２１４へ移動する。このようにして駆動用電極２１０の電荷を逃がすことができる。これにより、駆動用電極２１０に残存している電荷を確実に消去し、駆動用電極２１０に、画像信号に応じた電圧を正確に印加することができる。
【００２５】
なお、第２の透明電極２０３は、ＧＮＤ電極２１４と電気的に接続して基準電位を略ゼロとする構成に限られない。例えば、第２の透明電極２０３を第１の透明電極２０２より高電位とすることにより、第２の透明電極２０３を、第１の透明電極２０２と異なる基準電位としても良い。第２の透明電極２０３は、第１の透明電極２０２より高電位、低電位のいずれであっても、基準電位を第１の透明電極２０２の電位と異ならせることにより、駆動用電極２１０に残存した電荷を消去することができる。また、第２の制御光Ｌ２は、駆動用電極２１０に残存している電荷をＧＮＤ電極２１４に逃がすために、第２の透明電極２０３と駆動用電極２１０とを電気的に接続可能な強度であれば良い。従って、第２の制御光Ｌ２は、画像信号に応じて強度を変調する必要がない。さらに、遮光部２２０の位置は、第１の透明電極２０２及び第２の透明電極２０３と、制御光用光学系１３０との間の位置であれば、硝子基板２０１の表面の位置に限られない。第１の制御光Ｌ１を第１の透明電極２０２に、第２の制御光Ｌ２を第２の透明電極２０３に、それぞれ正確に入射させることができる位置であれば、適宜変更可能である。
【００２６】
図４、図５を用いて、第１の制御光Ｌ１及び第２の制御光Ｌ２と、開口部２２２との関係について説明する。図４は、空間光変調装置１２０の各光制御可動ミラーデバイス２００に第１の制御光Ｌ１と、第２の制御光Ｌ２とを入射させるための構成を示す。ここでは、空間光変調装置１２０のうちｙ方向に配列された５個の光制御可動ミラーデバイス２００を代表例として図示して説明を行う。第１制御光用光源部１１１からの第１の制御光Ｌ１は、開口部２２２を通過して、各光制御可動ミラーデバイス２００の第１の透明電極２０２に入射する。開口部２２２は、ガルバノミラー１１６で反射された第１の制御光Ｌ１を、開口部２２２を通して第１の透明電極２０２にのみ入射させることができるような位置に設けられている。言い換えると、第１の制御光Ｌ１の進行方向に開口部２２２を見ると、第１の透明電極２０２のみが確認できる。このため、第１の制御光Ｌ１は、第１の透明電極２０２以外の方向に進行する場合は、遮光部２２０で遮光される。また、第１の制御光Ｌ１が、例えば第２の透明電極２０３や、駆動しようとする可動ミラー１０８とは異なる可動ミラー１０８についての透明電極等に誤って入射されることもない。第２制御光用光源部１１２からの第２の制御光Ｌ２は、開口部２２２を通過して、各光制御可動ミラーデバイス２００の第２の透明電極２０３に入射する。開口部２２２は、ガルバノミラー１１６で反射された第２の制御光Ｌ２を、開口部２２２を通して第２の透明電極２０３にのみ入射させることができるような位置に設けられている。言い換えると、第２の制御光Ｌ２の進行方向に開口部２２２を見ると、第２の透明電極２０３のみが確認できる。このため、第２の制御光Ｌ２は、第２の透明電極２０３以外の方向に進行する場合は、遮光部２２０で遮光される。また、第２の制御光Ｌ２が、例えば第１の透明電極２０２に誤って入射されることも防止できる。さらに、第１の制御光Ｌ１と、第２の制御光Ｌ２とを照射したままスキャンすることができるため、光制御可動ミラーデバイス２００の制御を容易にすることができる。
【００２７】
図５は、変調部１０４を、制御光用光学系１３０の方向から見た構成を示す。ここでは、ｘ方向に２個、ｙ方向に５個の光制御可動ミラーデバイス２００が格子状に配列されている構成を図示して説明を行う。開口部２２２は、各光制御可動ミラーデバイス２００に対応して設けられている。従って、開口部２２２は、各可動ミラー１０８に対応して設けられている。図５に示すように、ｘｙ平面における開口部２２２の形状は、略円形状である。そして、開口部２２２は、第１の透明電極２０２と、第２の透明電極２０３とに略同程度に重なり合う位置に設けられている。また、図５に示すように、第１の制御光Ｌ１は、ｚ方向に対してマイナスｘ方向、プラスｙ方向に傾いた方向で開口部２２２を通過させると、第１の透明電極２０２にのみ入射させることができる。第２の制御光Ｌ２は、ｚ方向に対してプラスｘ方向、マイナスｙ方向に傾いた方向で開口部２２２を通過させると、第２の透明電極２０３にのみ入射させることができる。なお、上述のように、開口部２２２は、第１の制御光Ｌ１が第１の透明電極２０２に、第２の制御光Ｌ２が第２の透明電極２０３にそれぞれ入射できる位置である必要がある。従って、第１の制御光Ｌ１と第２の制御光Ｌ２との進行方向によって、開口部２２２の位置は適宜変更することが望ましい。このことから、開口部２２２は、必ずしも各光制御可動ミラーデバイス２００の略中心位置に対応する位置である場合に限られない。図４に示すように、光制御可動ミラーデバイス２００の略中心位置とは異なる位置に開口部２２２を設けることとしても良い。このようにして各可動ミラー１０８に対応して開口部２２２を設けることにより、可動ミラー１０８ごとに正確に第１の制御光Ｌ１と第２の制御光Ｌ２とを入射させることができる。
【００２８】
従来の技術を用いて、第１の制御光Ｌ１を第１の透明電極２０２に、第２の制御光Ｌ２を第２の透明電極２０３にそれぞれ入射させるためには、高精度な制御を要する。本発明によれば、制御光用光学系１３０は、開口部２２２に第１の制御光Ｌ１を入射させることにより、第１の制御光Ｌ１を第１の透明電極２０２に正確に入射させることができる。第１の制御光Ｌ１が第１の透明電極２０２とは異なる位置に進行した場合は、遮光部２２０により、第１の制御光Ｌ１が第１の透明電極２０２以外の位置に入射することを防止できる。第２の制御光Ｌ２についても、第１の制御光Ｌ１の場合と同様に、正確に第２の透明電極２０３に入射させることができる。制御光用光学系１３０は、第１の制御光Ｌ１について、開口部２２２に入射させることができる精度で、画像信号に応じて第１の制御光Ｌ１をスキャンすれば良い。また、第２の制御光Ｌ２については、点灯タイミングを考慮しなくても、正確に第２の透明電極２０３に入射させることができる。制御光用光学系１３０は、光制御可動ミラーデバイス２００の各透明電極２０２、２０３の位置レベルまで高精度に各制御光Ｌ１、Ｌ２を入射させる必要がなく、各開口部２２２の位置レベルまでの精度で各制御光Ｌ１、Ｌ２を入射させれば良い。このように、制御光用光学系１３０からの各制御光Ｌ１、Ｌ２の入射位置レベルのオーダーが大きくなるため、光制御可動ミラーデバイス２００の制御が容易となる。また、各制御光Ｌ１、Ｌ２のスキャン速度を遅くしなくても、正確に光アドレッシングを行うことができる。このため、高品質な画像を表示するために必要な速度で各制御光Ｌ１、Ｌ２をスキャンしても、第１の透明電極２０２に第１の制御光Ｌ１を、第２の透明電極２０３に第２の制御光Ｌ２を、それぞれ正確に入射させることができる。これにより、画像の品質を低下することなく正確な制御を容易に行うことができるという効果を奏する。
【００２９】
次に、図６を用いて、照明光用光源部１０１のＲ光用ＬＥＤ１０２Ｒと、Ｇ光用ＬＥＤ１０２Ｇと、Ｂ光用ＬＥＤ１０２Ｂとの点灯時間とタイミングについて説明する。図６は、Ｒ光用ＬＥＤ１０２Ｒと、Ｇ光用ＬＥＤ１０２Ｇと、Ｂ光用ＬＥＤ１０２Ｂとの点灯時間とタイミングとの例を示す。各色光用ＬＥＤ１０２Ｒ、１０２Ｇ、１０２Ｂは、制御部１１４（図１参照）からの画像信号に応じて点灯する。１フレーム期間内の、Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光の点灯時間において、第１の制御光Ｌ１は、各光制御可動ミラーデバイス２００を走査する。Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光を順次投写し、全体として白色の投写像を得るためには、Ｇ光の光束量が全体の光束量のうち６０〜８０％であることを要する。各色光用ＬＥＤ１０２Ｒ、１０２Ｇ、１０２Ｂの出力量と数量とが同一である場合、Ｇ光の光束量が不足することとなる。このため、図６に示すように、Ｇ色用ＬＥＤ１０２Ｇの点灯時間ＧＴを、Ｒ光用ＬＥＤ１０２Ｒの点灯時間ＲＴ、及びＢ光用ＬＥＤ１０２Ｂの点灯時間ＢＴのいずれよりも長くする。ここで、可動ミラー１０８は、画像信号に応じた所定の位置に移動可能であることから、アナログ信号に対応して連続的な変化量を表示することができる。このため、例えば、各色光用ＬＥＤ１０２Ｒ、１０２Ｇ、１０２Ｂの点灯時間ＲＴ、ＧＴ、ＢＴを略同一とし、Ｇ光をより多く可動ミラー１０８から投写レンズ１０５の方向に反射させることにより、Ｇ光の光束量を増加しても良い。
【００３０】
（第２実施形態）
図７は、第２実施形態に係るプロジェクタの変調部７０４を、制御光用光学系の方向から見た構成を示す。上記第１実施形態のプロジェクタ１００と同一の部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。本実施形態のプロジェクタは、遮光部７２０の開口部７２２が短冊形状であることが、上記第１実施形態のプロジェクタ１００と異なる。
【００３１】
図８は、光制御可動ミラーデバイス７００を制御光用光学系１３０（図１参照）の側から見た構成を示す。図３（ｃ）に示す第１実施形態のプロジェクタ１００の光制御可動ミラーデバイス２００と比較すると、第１の透明電極７０２、第２の透明電極７０３の形状が、第１の透明電極２０２、第２の透明電極２０３の形状と異なる。第１の透明電極７０２と、第２の透明電極７０３とは、ｘｙ平面における硝子基板２０１の正方形形状を、対向する辺の中心点を結ぶ線で２分割したそれぞれの領域を占めるように並列して配置されている。また、駆動用電極２１０は、第１の透明電極７０２と、第２の透明電極７０３との双方と重なり合うように配置されている。
【００３２】
図７に戻って、光制御可動ミラーデバイス７００と、開口部７２２との位置関係について説明する。可動ミラー１０８は、ｘｙ平面上の略直交する２方向に、格子状に配置されている。開口部７２２は、第１の透明電極７０２と、第２の透明電極７０３とが並列している方向に対して略直交する方向に長手方向を有する短冊形状である。図７に示す遮光部７２０に設けられた開口部７２２は、第１の透明電極７０２と、第２の透明電極７０３とが並列しているｙ方向に対して略直交するｘ方向に、長手方向を有する。そして、開口部７２２は、その短冊形状の長手方向に配列している複数の可動ミラー１０８に対応して設けられている。また、第１実施形態のプロジェクタ１００の開口部２２２と同様、開口部７２２は、第１の制御光Ｌ１を通過させることにより、第１の制御光Ｌ１を正確に第１の透明電極７０２に入射させることができる位置に設けられている。また、開口部７２２は、第２の制御光Ｌ２を通過させることにより、第２の制御光Ｌ２を正確に第２の透明電極７０３に入射させることができる位置に設けられている。図７に示すように、第１の制御光Ｌ１は、ｚ軸に対してプラスｙ方向から斜めに開口部７２２を通過させる。これにより、第１の制御光Ｌ１を第１の透明電極７０２のみに入射させることができる。また、第２の制御光Ｌ２は、ｚ軸に対してマイナスｙ方向から斜めに開口部７２２を通過させる。これにより、第２の制御光Ｌ２を第２の透明電極７０３のみに入射させることができる。ここで、開口部７２２の位置は、必ずしも対応する各光制御可動ミラーデバイス２００の略中心位置に限られない。開口部７２２の位置は、第１の制御光Ｌ１の進行方向と、第２の制御光Ｌ２の進行方向とによって、適宜変更することが望ましい。例えば、対応する各光制御可動ミラーデバイス２００の略中心位置とは異なる位置に開口部７２２を設けることとしても良い（図４参照）。
【００３３】
開口部７２２を、第１の透明電極７０２と、第２の透明電極７０３とが並列している方向に対して略直交する方向に長手方向を有する短冊形状とすることにより、可動ミラー１０８ごとに開口部を設けなくても、可動ミラー１０８ごとに正確に第１の制御光Ｌ１及び第２の制御光Ｌ２を入射させることができる。これにより、可動ミラー１０８の正確な制御を容易に行うことができるという効果を奏する。なお、第１の制御光Ｌ１と、第２の制御光Ｌ２とを走査させる方向は、開口部７２２の長手方向に対して略平行な方向と、略直交する方向とのいずれであっても、可動ミラー１０８を正確に制御することができる。
【００３４】
（第３実施形態）
図９は、第３実施形態に係るプロジェクタの光制御可動ミラーデバイス９００の概略構成を示す。上記第１実施形態のプロジェクタ１００と同一の部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。本実施形態のプロジェクタは、可動ミラー９０８が、駆動用電極９１０ａの方向と、駆動用電極９１０ｂの方向との両側に移動可能である点が、上記第１実施形態のプロジェクタ１００と異なる。制御光用光学系９３０は、ガルバノミラー１１６と、制御光用光源部９５０とからなる。制御光用光源部９５０は、第１制御光用光源部９５１ａ、９５１ｂと、第２制御光用光源部９５２とからなる。第１制御光用光源部９５１ａ、９５１ｂと、第２制御光用光源部９５２とは、それぞれ第１の制御光Ｌ３、Ｌ５、第２の制御光Ｌ４を供給する。第１制御光用光源部９５１ａ、９５１ｂに変調器を設けることにより、第１の制御光Ｌ３、Ｌ５を、制御部１１４（図１参照）からの画像信号に応じて強度を変調して、供給することができる。第１の制御光Ｌ３、Ｌ５、第２の制御光Ｌ４は、ガルバノミラー１１６により光制御可動ミラーデバイス９００を走査する。
【００３５】
硝子基板２０１と導電率可変部２０４とが接合する面に、光学的に透明な第１の透明電極９０２ａ、９０２ｂと、第２の透明電極９０３とが形成されている。第１の透明電極９０２ａ、９０２ｂと、第２の透明電極９０３とは、ＩＴＯ膜で構成できる。第１の透明電極９０２ａと、第１の透明電極９０２ｂとは、同電位となるように電気的に接続されている。絶縁層９０５は、導電率可変部２０４と支持部９０６との間に、スパッタ技術により形成される。絶縁層９０５にはＳｉＯ2を用いることができる。支持部９０６は、絶縁層９０５の上に設けられ、可動ミラー９０８を移動可能に支持する。導電率可変部２０４の上の、絶縁層９０５が設けられている位置の両側の位置には、駆動用電極９１０ａ、９１０ｂが形成されている。駆動用電極９１０ａは、正方形形状の可動ミラー９０８の一の角部の近傍に設けられている。駆動用電極９１０ｂは、可動ミラー９０８の一の角部に対向する他の角部の近傍に設けられている。可動ミラー９０８と、駆動用電極９１０ａ、９１０ｂとは、いずれも導電性物質、例えば、アルミニュウム（Ａｌ）で構成することができる。
【００３６】
電源９１２は、第１の透明電極９０２ａと、可動ミラー９０８との間に、所定電圧を印加する。ここで、第１の透明電極９０２ａと、第１の透明電極９０２ｂとは、電気的に接続されていて互いに同電位である。このため、第１の透明電極９０２ｂと、可動ミラー９０８との間にも、所定電圧が印加される。第２の透明電極９０３は、ＧＮＤ電極２１４と電気的に接続されている。ＧＮＤ電極２１４で接地させることにより、第２の透明電極９０３の基準電位は略ゼロである。第２の透明電極９０３の基準電位を略ゼロとすることにより、第２の透明電極９０３を、第１の透明電極９０２ａ、９０２ｂのいずれとも異なる基準電位としている。硝子基板２０１の、制御光用光学系９３０の側には、遮光部９２０が形成されている。遮光部９２０は、例えば、硝子基板２０１に遮光性の材質、例えば金属を蒸着させることにより膜形成することができる。また、遮光部９２０は、遮光部材を硝子基板２０１に接着させて形成しても良い。遮光部９２０は、第１の制御光Ｌ３、Ｌ５が通過する位置、及び第２の制御光Ｌ４が通過する位置に、開口部９２２が形成されている。開口部９２２は、第１実施形態及び第２実施形態の開口部２２２、７２２と同様、可動ミラー９０８に対応して設けることができる。
【００３７】
ここで、第１の透明電極９０２ａ、９０２ｂと、第２の透明電極９０３と、駆動用電極９１０ａ、９１０ｂとの位置関係について説明する。図１０（ａ）は、光制御可動ミラーデバイス９００を投写レンズ１０５（図１参照）の側から見た構成を示す。投写レンズ１０５の側から光制御可動ミラーデバイス９００を見ると、可動ミラー９０８のみが確認できる。可動ミラー９０８は、正方形形状の対角線上の軸Ｘを中心に回動する。図１０（ｂ）は、図１０（ａ）に示す構成から可動ミラー９０８を取り除いた場合に、投写レンズ１０５の側から見た構成を示す。駆動用電極９１０ａ、９１０ｂは、可動ミラー９０８の軸Ｘに対応する、硝子基板２０１の正方形形状の対角線に対して、略対称となる両端の位置に設けられている。図１０（ａ）、（ｂ）に示す構成により、可動ミラー９０８は、軸Ｘを中心として、駆動用電極９１０ａの方向と、駆動用電極９１０ｂの方向とに移動する。図１０（ｃ）は、図１０（ｂ）の構成からさらに、駆動用電極９１０ａ、９１０ｂを取り除いた場合に、投写レンズ１０５の方向から見た構成を示す。図１０（ｃ）の破線部は、駆動用電極９１０ａ、９１０ｂが設けられていた位置を示している。図１０（ｃ）に示すように、第１の透明電極９０２ａは、駆動用電極９１０ａに対応する位置に設けられている。第１の透明電極９０２ａの領域は駆動用電極９１０ａより小さく、硝子基板２０１の正方形形状の角部の端の領域を占めるように配置されている。第１の透明電極９０２ｂは、駆動用電極９１０ｂに対応する位置に設けられている。第１の透明電極９０２ｂの領域は駆動用電極９１０ｂより小さく、硝子基板２０１の正方形形状の角部の端の領域を占めるように配置されている。第２の透明電極９０３は、第１の透明電極９０２ａと、第１の透明電極９０２ｂとの間の領域に設けられている。図１０（ｂ）、（ｃ）に示すように、駆動用電極９１０ａは、第１の透明電極９０２ａと、第２の透明電極９０３との双方と重なり合うように配置されている。また、駆動用電極９１０ｂは、第１の透明電極９０２ｂと、第２の透明電極９０３との双方と重なり合うように配置されている。
【００３８】
図９に戻って、第１の制御光Ｌ３、Ｌ５と、第２の制御光Ｌ４とによる光制御可動ミラーデバイス９００の制御について説明する。第１の制御光Ｌ３は、開口部９２２を通過して第１の透明電極９０２ａに入射する。第１の透明電極９０２ａに、画像信号に応じた強度の第１の制御光Ｌ３を入射させると、導電率可変部２０４のうち第１の透明電極９０２ａに接合している部分について、第１の制御光Ｌ３の光量に応じて電気的な導電率が増大する。導電率可変部２０４の導電率が増大することにより、電源９１２の一方の電極は、第１の透明電極９０２ａと導電率可変部２０４とを経由して駆動用電極９１０ａと電気的に接続される。導電率可変部２０４の導電率は、第１の透明電極９０２ａを透過した第１の制御光Ｌ３の光量に応じて変化するため、駆動用電極９１０ａには第１の制御光Ｌ３の光量に応じた電圧が印加される。従って、駆動用電極２１０には、画像信号に応じた電圧が印加される。電源９１２の他方の電極は、可動ミラー９０８と電気的に接続されている。第１の透明電極９０２ａに第１の制御光Ｌ３を入射させることにより、可動ミラー９０８と駆動用電極９１０ａとの間には、導電率可変部２０４の導電率の変化量に応じた電位差を発生する。可動ミラー９０８と駆動用電極９１０ａとの間に電位差を発生することにより、電位差に応じた所定の力、例えば静電力（引力）Ｆが生じる。静電力Ｆが生じることにより、可動ミラー９０８は、可動ミラー９０８と駆動用電極９１０ａとが対向している側が駆動用電極９１０ａに引き寄せられる方向に移動する。第１の制御光Ｌ５についても、第１の制御光Ｌ３と同様に、可動ミラー９０８と駆動用電極９１０ｂとの間に静電力Ｆを発生させる。静電力Ｆが生じることにより、可動ミラー９０８は、可動ミラー９０８と駆動用電極９１０ｂとが対向している側が駆動用電極９１０ｂに引き寄せられる方向に移動する。このようにして、可動ミラー９０８は、画像信号に応じて駆動用電極９１０ａの方向と、駆動用電極９１０ｂの方向とに移動する。
【００３９】
第２の透明電極９０３は、駆動用電極９１０ａ、９１０ｂに残存した電荷を消去するために設けられている。第２の制御光Ｌ４は、開口部９２２を通過して、第２の透明電極９０３に入射する。第２の透明電極９０３へ、第２の制御光Ｌ４を入射させると、導電率可変部２０４のうち第２の透明電極９０３に接合している部分について、第２の制御光Ｌ４の光量に応じて電気的な導電率が大きくなる。導電率可変部２０４の導電率が大きくなることにより、駆動用電極９１０ａ、９１０ｂと、第２の透明電極９０３に接続されているＧＮＤ電極２１４とは、電気的に接続される。駆動用電極９１０ａ、９１０ｂとＧＮＤ電極２１４とが電気的に接続されると、駆動用電極９１０ａ、９１０ｂに残存していた電荷が、導電率可変部２０４と、第２の透明電極９０３とを通過してＧＮＤ電極２１４へ移動する。このようにして駆動用電極９１０ａ、９１０ｂの電荷を逃がすことができる。これにより、駆動用電極９１０ａ、９１０ｂに残存している電荷を確実に消去し、駆動用電極９１０ａ、９１０ｂに、画像信号に応じた電圧を正確に印加することができる。
【００４０】
一つの光制御可動ミラーデバイス９００に第１の透明電極９０２ａ、９０２ｂ、第２の透明電極９０３を設けると、それぞれに各制御光Ｌ３、Ｌ５、Ｌ４を入射させるためには、高精度な制御を要する。本発明によれば、制御光用光学系９３０は、開口部９２２に第１の制御光Ｌ３を入射させることにより、第１の制御光Ｌ３を第１の透明電極９０２ａに正確に入射させることができる。第１の制御光Ｌ３が第１の透明電極９０２ａとは異なる位置に進行した場合は、遮光部９２０により、第１の制御光Ｌ３が第１の透明電極９０２ａ以外の位置に入射することを防止できる。これと同様に、第１の制御光Ｌ５を第１の透明電極９０２ｂに、第２の制御光Ｌ４を第２の透明電極９０３に、それぞれ正確に入射させることができる。制御光用光学系９３０は、第１の制御光Ｌ３、Ｌ５について、開口部９２２に入射させることができる精度で、画像信号に応じて変調した第１の制御光Ｌ３、Ｌ５をスキャンすれば良い。また、第１の制御光Ｌ３、Ｌ５と、第２の制御光Ｌ４とを照射したままスキャンすることができるため、光制御可動ミラーデバイス９００の制御を容易にすることができる。制御光用光学系９３０は、光制御可動ミラーデバイス９００の各透明電極９０２ａ、９０２ｂ、９０３の位置レベルまで高精度に各制御光Ｌ３、Ｌ５、Ｌ４を入射させる必要がなく、各開口部９２２の位置レベルまでの精度で各制御光Ｌ３、Ｌ５、Ｌ４を入射させれば良い。このように、制御光用光学系９３０からの各制御光Ｌ３、Ｌ５、Ｌ４の入射位置レベルのオーダーが大きくなるため、光制御可動ミラーデバイス９００の制御が容易となる。このように、本発明によれば、光制御可動ミラーデバイス９００に３つ以上の透明電極を設ける場合も、第１実施形態と同様に、それぞれの透明電極に対応する制御光を入射させることができる。これにより、第１実施形態と同様に、画像の品質を低下することなく正確な制御を容易に行うことができるという効果を奏する。
【００４１】
なお、上記の各実施形態の開口部２２２、７２２、９２２の形状は、制御光を正確に透明電極に入射可能なものであればよく、円形状や、短冊形状に限らず適宜変更可能である。プロジェクタの照明光用光源部１０１は、ＬＥＤに限らず半導体レーザ素子や、エレクトロルミネッセント（ＥＬ）素子等の他の固体発光素子や、固体発光素子以外のランプ等を用いることができる。また、本発明の光制御デバイスは、画像信号に応じて変調した電圧を用いて連続的な変化量を表示するアナログ制御を行うこととしているが、ディジタル制御を行うこととしても良い。例えば、透明電極に印加する電圧をＯＮ、ＯＦＦの２値のみをとることとし、サブフレーム駆動を用いて階調表現をしても良い。さらに、光制御デバイスをプロジェクタに使用する場合に限らず、例えば、光通信用光スイッチ等に用いられる光制御デバイスについても、本発明を適用することができる。本発明の適用は、非常に小さい間隔で並んでいる光制御デバイスに正確に制御光を入射させる場合に、特に有用である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１実施形態に係るプロジェクタの概略構成図。
【図２】 第１実施形態の光制御可動ミラーデバイスの概略構成図。
【図３】 第１実施形態の透明電極の位置と駆動用電極の位置との説明図。
【図４】 第１の制御光及び第２の制御光と、開口部との関係の説明図。
【図５】 第１実施形態の遮光部と開口部との概略構成図。
【図６】 各色光用ＬＥＤの点灯時間と点灯タイミングとの例を示す図。
【図７】 第２実施形態の遮光部と開口部との概略構成図。
【図８】 第２実施形態の透明電極の位置と駆動用電極の位置との説明図。
【図９】 第３実施形態の光制御可動ミラーデバイスの概略構成図。
【図１０】 第３実施形態の透明電極の位置と駆動用電極の位置との説明図。
【符号の説明】
１００ プロジェクタ、１０１ 照明光用光源部、１０２Ｒ Ｒ光用ＬＥＤ、１０２Ｇ Ｇ光用ＬＥＤ、１０２Ｂ Ｂ光用ＬＥＤ、１０３ フィールドレンズ、１０４ 変調部、１０５ 投写レンズ、１０６ スクリーン、１０７ 入射瞳、１０８ 可動ミラー、１１０ 制御光用光源部、１１１ 第１制御光用光源部、１１２ 第２制御光用光源部、１１４ 制御部、１１６ ガルバノミラー、１２０ 空間光変調装置、１３０ 制御光用光学系、２００ 光制御可動ミラーデバイス、２０１ 硝子基板、２０２ 第１の透明電極、２０３ 第２の透明電極、２０４ 導電率可変部、２０５ 絶縁層、２０６ 支持部、２１０ 駆動用電極、２１２ 電源、２１４ ＧＮＤ電極、２２０ 遮光部、２２２ 開口部、７００ 光制御可動ミラーデバイス、７０２ 第１の透明電極、７０３ 第２の透明電極、７０４ 変調部、７２０ 遮光部、７２２ 開口部、９００ 光制御可動ミラーデバイス、９０２ａ 第１の透明電極、９０２ｂ 第１の透明電極、９０３ 第２の透明電極、９０５ 絶縁層、９０６ 支持部、９０８ 可動ミラー、９１０ａ 駆動用電極、９１０ｂ 駆動用電極、９１２ 電源、９２０ 遮光部、９２２ 開口部、９３０ 制御光用光学系、９５０ 制御光用光源部、９５１ａ 第１制御光用光源部、９５１ｂ 第１制御光用光源部、９５２ 第２制御光用光源部、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４、Ｌ５ 制御光、Ｆ 静電力、ＲＴ Ｒ点灯時間、ＧＴ Ｇ点灯時間、ＢＴ Ｂ点灯時間、Ｘ 軸
【発明の属する技術分野】
本発明は、光により制御可能な光制御デバイス、その光制御デバイスを用いた空間光変調装置、及び、その空間光変調装置を用いたプロジェクタの技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プロジェクタの空間光変調装置として、ティルトミラーデバイスが用いられている。ティルトミラーデバイスは、マイクロ・エレクトロ・メカニカル・システム（Micro Electro Mechanical Systems；以下、「ＭＥＭＳ」という。）技術により、集積回路基板上に複数の可動ミラーを形成したものである。可動ミラーは、画像信号に応じて反射位置を移動し、照明光を反射する。ティルトミラーデバイスは、可動ミラーを制御することにより、画像信号に応じて照明光を反射し、変調する。ティルトミラーデバイスの技術としては、例えば、特許文献１に提案されているものがある。
【０００３】
【特許文献１】
米国特許第５８６７２０２号明細書
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来のティルトミラーデバイスは、電気的なアクセスにより各可動ミラーを駆動する。各可動ミラーに電気的にアクセスするためには、ティルトミラーデバイスに、各可動ミラーを駆動するための配線を設ける必要がある。また、従来のティルトミラーデバイスは、ＣＭＯＳ（相補型金属酸化膜半導体）等を用いる集積回路基板上に可動ミラー等を形成するものである。このため、従来のティルトミラーデバイスは複雑な構造である上、集積回路とＭＥＭＳ構造とを一体に形成することが歩留まりを低下させる原因となり、製造コストが高騰するという問題がある。
【０００５】
そこで、ティルトミラーデバイスに、光を入射させることにより駆動する光制御デバイスを用いることが考えられる。光制御デバイスを用いると、各光制御デバイスに画像信号に応じた光（以下、適宜「制御光」という。）を走査することによってティルトミラーデバイスを制御することができる（光アドレッシング）。ティルトミラーデバイスに光制御デバイスを用いると、各可動ミラーに電気的にアクセスするための配線等が不要となる。このため、集積回路とＭＥＭＳ構造とを一体に形成することも不要とし、歩留まりを軽減できる。また、可動ミラーを容易に大型にできるため、高解像度を実現することも容易である。集積回路を不要とすることにより、ティルトミラーデバイスを低廉にできるうえ、集積回路の耐電圧に制限されることなくティルトミラーデバイスを駆動することもできる。さらに、集積回路を不要とすること、基板に硝子部材を用いることが可能であることにより、ティルトミラーデバイスの大型化も低コストにできる。
【０００６】
しかしながら、ティルトミラーデバイスに使用することが考えられている光制御デバイスは、一辺が数十μｍである。このように光制御デバイスが微小であることから、ティルトミラーデバイスを画像信号に応じて制御するためには、各光制御デバイスへの制御光の照射を高精度に行う必要がある。また、光制御デバイスの電極に制御光を入射させるためには、制御光のスポット径を１０μｍレベル程度とする必要がある。これに対して、画像を表示するためには、制御光を高速にスキャンする必要もある。制御光を高速にスキャンすると、制御光を各光制御デバイスに正確に入射させることが困難となる。また、制御光を高い精度でスキャンすることが可能であっても、制御光のスキャン速度が遅くなると、高品質な画像を表示することが困難となる。このため、光制御デバイスを正確に制御することが困難となる。このように、ティルトミラーデバイスに光制御デバイスを用いると、低コストにできる等の利点があるにもかかわらず、光制御デバイスを正確に制御することが困難であるという問題がある。本発明は、上述の問題を解決するためになされたものであり、正確な制御を容易に行うことができる光制御デバイス、その光制御デバイスを用いた空間光変調装置、その空間光変調装置を用いたプロジェクタを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決し、目的を達成するために、本発明によれば、制御光を供給する制御光用光学系と、光学的に透明な透明電極と、透明電極の上に設けられ、透明電極を透過した制御光の光量に応じて電気的な導電率が変化する導電率可変部と、透明電極に対応する導電率可変部上の位置に設けられた駆動用電極と、所定の位置に移動可能な可動部と、可動部を移動可能に支持する支持部と、透明電極と可動部との間に所定の電圧を印加する電源と、透明電極と、制御光用光学系との間に設けられ、開口部が形成された遮光部と、を有し、開口部は、制御光用光学系からの制御光を通過させ、透明電極に入射させる位置に配置され、開口部を通過した制御光を透明電極のみに入射させることにより、駆動用電極と、可動部との間に所定の力を発生させ、可動部は、所定の力により移動することを特徴とする光制御デバイスを提供することができる。
【０００８】
開口部が形成された遮光部を、透明電極と、制御光用光学系との間に設ける。制御光用光学系からの制御光は、遮光部の開口部を通過した後、透明電極に入射する。開口部は、制御光用光学系からの制御光を通過させ、透明電極に入射させる位置に配置されている。これにより、制御光用光学系は、制御光を透明電極に正確に入射させることができる。また、制御光用光学系からの制御光が透明電極とは異なる方向へ進行した場合は、制御光は、遮光部で遮光される。このため、制御光が透明電極とは異なる方向へ進行した場合であっても、制御光が透明電極以外の位置に入射することを防止できる。制御光用光学系は、開口部に制御光を入射させることができる精度で制御光をスキャンすることにより、それ以上に制御光の入射位置を高精度に制御しなくても、各光制御デバイスの透明電極に正確に制御光を入射させることができる。また、制御光のスキャン速度を遅くしなくても、正確に光アドレッシングを行うことができる。これにより、正確な制御を容易に行うことができる光制御デバイスを得られる。
【０００９】
また、本発明の好ましい態様としては、透明電極は、少なくとも、第１の透明電極と、第２の透明電極とからなり、電源は、第１の透明電極と可動部との間に所定の電圧を印加し、第２の透明電極は、第１の透明電極とは異なる基準電位となるように設けられ、制御光は、第１の制御光と、第２の制御光とからなり、開口部は、制御光用光学系からの第１の制御光及び第２の制御光を通過させ、第１の制御光を第１の透明電極のみに入射させ、かつ、第２の制御光を第２の透明電極のみに入射させる位置に配置され、開口部を通過した第１の制御光を第１の透明電極に入射させることにより、駆動用電極と、可動部との間に所定の力を発生させ、開口部を通過した第２の制御光を第２の透明電極に入射させることにより、駆動用電極を基準電位とすることが望ましい。
【００１０】
第１の透明電極に第１の制御光を入射させることにより、駆動用電極に、所定の電圧を印加することができる。第２の透明電極は、第１の透明電極とは異なる基準電位となるように設けられている。第２の透明電極に第２の制御光を入射させることにより、第２の透明電極と駆動用電極とを電気的に接続することができる。第２の透明電極と駆動用電極とが電気的に接続されると、駆動用電極に残存する電荷を逃がすことができる。駆動用電極に残存する電荷を逃がすことにより、駆動用電極に、所定の電圧を正確に印加することができる。このとき、光制御デバイスを正確に制御するためには、光制御デバイスごとに制御光を入射させるうえ、さらに、各光制御デバイスについて、第１の透明電極と、第２の透明電極とに正確に制御光を入射させる必要がある。制御光用光学系は、第１の制御光を遮光部の開口部に入射させることにより、第１の制御光を第１の透明電極のみに入射させることができる。そして、制御光用光学系は、第１の制御光を開口部に入射させれば、誤って第１の制御光を第２の透明電極に入射させることもない。このため、制御光用光学系は、確実に第１の制御光を第１の透明電極に入射させることができる。また、第１の制御光のときと同様に、第２の制御光を開口部に入射させることにより、確実に第２の制御光を第２の透明電極のみに入射させることができる。光制御デバイスに３つ以上の透明電極を設ける場合もこれと同様に、それぞれの透明電極に所望の制御光のみを確実に入射させることができる。このように、制御光用光学系は、開口部に制御光を入射させることができる精度で制御光をスキャンすることにより、確実に各透明電極に制御光を入射させることができる。制御光用光学系は、光制御デバイスの各透明電極の位置レベルまで高精度に制御光の入射位置を制御しなくても良く、各開口部の位置レベルの精度で制御光の入射位置を制御すれば良い。このように、制御光用光学系からの制御光の入射位置レベルのオーダーが大きくなるため、光制御デバイスの制御が容易となる。これにより、光制御デバイスに複数の透明電極を設ける場合であっても正確な制御を容易に行うことができる光制御デバイスを得られる。
【００１１】
さらに、本発明によれば、所定の位置に移動可能な可動ミラーを有する複数の光制御可動ミラーデバイスを有し、光制御可動ミラーデバイスは、上記の光制御デバイスであって、可動部は、可動ミラーであることを特徴とする空間光変調装置を提供することができる。空間光変調装置に上記の光制御デバイスを用いることにより、画像信号に応じて正確に可動ミラーを制御することができる。また、高品質な画像を表示するために必要な速度で制御光をスキャンしても、可動部ごとの透明電極に制御光を正確に入射させることができる。これにより、画像の品質を低下することなく、画像信号に応じて正確な制御を容易に行うことができる空間光変調装置を得られる。
【００１２】
また、本発明の好ましい態様としては、開口部は、可動ミラーに対応した位置に設けられていることが望ましい。可動ミラーに対応した位置に開口部を設けることにより、可動ミラーごとに正確に制御光を入射させることができる。これにより、各可動ミラーを正確に制御することができる。
【００１３】
また、本発明の好ましい態様としては、可動ミラーは、所定平面上の略直交する２方向に、格子状に配置され、開口部は、光制御可動ミラーデバイスの第１の透明電極と、第２の透明電極とが並列している方向に対して略直交する方向に長手方向を有する短冊形状であることが望ましい。開口部を、光制御可動ミラーデバイスの第１の透明電極と第２の透明電極とが並列している方向に対して略直交する方向に長手方向を有する短冊形状とする。このように開口部を短冊形状とすると、可動ミラーごとに開口部を設けなくても、正確に制御光を入射させることができる。これにより、各可動ミラーを正確に制御することができる。
【００１４】
さらに、本発明によれば、照明光を供給する照明光用光源部と、照明光用光源部からの照明光を画像信号に応じて変調する空間光変調装置と、空間光変調装置で変調された光を投写する投写レンズと、を有し、空間光変調装置は、上記の空間光変調装置であることを特徴とするプロジェクタを提供することができる。プロジェクタに上記の空間光変調装置を用いることにより、画像信号に応じて正確な制御を行うことができる。また、空間光変調装置が、高品質な画像を表示するために必要な速度で制御光をスキャンできるため、画像の品質を維持することもできる。これにより、画像の品質を低下することなく、画像信号に応じて正確な制御を容易に行うことができるプロジェクタを得られる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係るプロジェクタ１００の概略構成を示す。プロジェクタ１００は、固体発光素子である発光ダイオード素子（以下、適宜「ＬＥＤ」という。）を複数設けた照明光用光源部１０１を有する。照明光用光源部１０１は、第１色光であるＲ光を供給するＲ光用ＬＥＤ１０２Ｒと、第２色光であるＢ光を供給するＢ光用ＬＥＤ１０２Ｂと、第３色光であるＧ光を供給するＧ光用ＬＥＤ１０２Ｇとを有する。照明光用光源部１０１から供給された照明光は、フィールドレンズ１０３を透過した後、空間光変調装置１２０の変調部１０４に入射する。フィールドレンズ１０３は、変調部１０４をテレセントリックに照明する機能、即ち、照明光をできるだけ主光線に平行にして変調部１０４に入射させる機能を有する。プロジェクタ１００は、照明光用光源部１０１の像を投写レンズ１０５の入射瞳１０７の位置に結像する。このため、変調部１０４は、照明光用光源部１０１から供給される照明光によりケーラー照明される。空間光変調装置１２０は、変調部１０４と、制御光用光学系１３０とからなる。変調部１０４は、投写レンズ１０５の側の表面に、画像信号に応じて移動可能な複数の可動ミラー１０８を有する。複数の可動ミラー１０８は、変調部１０４の平面上に、略直交する格子状に配列されている。変調部１０４は、可動ミラー１０８を画像信号に応じて移動させて照明光用光源部１０１からの照明光を投写レンズ１０５の方向、又は投写レンズ１０５以外の方向に反射させる。そして、変調部１０４は、各可動ミラー１０８で反射され、投写レンズ１０５の入射瞳１０７に入射させる光の光量を画像信号に応じて変化させることにより、階調を表示する。このようにして、変調部１０４は、照明光用光源部１０１からの照明光を、制御部１１４からの画像信号に応じて変調する。制御部１１４は、画像信号に応じて照明光用光源部１０１と、空間光変調装置１２０とを制御する。投写レンズ１０５は、変調部１０４で変調された光をスクリーン１０６に投写する。
【００１６】
制御光用光学系１３０は、ガルバノミラー１１６と、制御光用光源部１１０とからなる。制御光用光学系１３０は、変調部１０４に対して、投写レンズ１０５とは反対側に設けられている。制御光用光源部１１０は、第１制御光用光源部１１１と、第２制御光用光源部１１２とからなる。第１制御光用光源部１１１と、第２制御光用光源部１１２とは、それぞれ第１の制御光Ｌ１、第２の制御光Ｌ２を供給する。第１の制御光Ｌ１と、第２の制御光Ｌ２とは、ビーム状の光、例えば、レーザ光である。第１制御光用光源部１１１と、第２制御光用光源部１１２とは、例えば、半導体レーザ素子や面発光レーザ素子を用いることができる。そして、第１制御光用光源部１１１に変調器を設けることにより、第１の制御光Ｌ１を、制御部１１４からの画像信号に応じて強度を変調して、供給することができる。第１の制御光Ｌ１と第２の制御光Ｌ２とは、ガルバノミラー１１６により変調部１０４の方向に反射され、変調部１０４上に所定の間隔で入射する。ガルバノミラー１１６は、略直交する所定の２軸を中心として回動することにより、第１の制御光Ｌ１と第２の制御光Ｌ２とを二方向に走査させる。ガルバノミラー１１６の回動は、制御部１１４によって、画像信号に応じて制御されている。このようにして、制御光用光学系１３０は、第１の制御光Ｌ１と第２の制御光Ｌ２とを変調部１０４に走査させる。なお、一つのガルバノミラー１１６を用いて第１の制御光Ｌ１と第２の制御光Ｌ２とを走査させる構成に限らず、第１の制御光Ｌ１と第２の制御光Ｌ２とをそれぞれ異なるガルバノミラー１１６で走査させることとしても良い。但し、第１の制御光Ｌ１と第２の制御光Ｌ２とをそれぞれ異なるガルバノミラーを用いて走査させる場合、各ガルバノミラーの駆動を正確に同期させる必要がある。
【００１７】
次に、図２、図３を用いて、光制御可動ミラーデバイス２００の構成について説明する。図２に示す光制御可動ミラーデバイス２００は、一つの可動ミラー１０８を駆動するための構成である。光制御可動ミラーデバイス２００は、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）技術により作成することができる。光学的に透明な平行平板である硝子基板２０１の上には、導電率可変部２０４が形成されている。硝子基板２０１と導電率可変部２０４とが接合する面には、光学的に透明な第１の透明電極２０２と、第２の透明電極２０３とが設けられている。第１の透明電極２０２と、第２の透明電極２０３とは、ＩＴＯ膜で構成できる。導電率可変部２０４は、第１の透明電極２０２を透過した第１の制御光Ｌ１と、第２の透明電極２０３を透過した第２の制御光Ｌ２とにより、電気的な導電率を変化させる。導電率可変部２０４は、例えばアモルフォス・シリコン（以下、「ａ−Ｓｉ」という。）又は感光性有機膜などを用いることができる。例えば、ａ−Ｓｉは、水素を含んでいることが望ましい。また、ａ−Ｓｉは、気相成長法（ＣＶＤ法）により形成する。ａ−Ｓｉは、第１の制御光Ｌ１、及び第２の制御光Ｌ２を全く照射させていない状態では、電気的な導電率が略ゼロ（即ち抵抗値が略無限大）の絶縁性部材として機能する。これに対して、ａ−Ｓｉに第１の制御光Ｌ１、第２の制御光Ｌ２を照射させると、その光量に応じて導電率が大きくなる（即ち抵抗値が小さくなる）。導電率可変部２０４において導電率が変化する領域は、第１の制御光Ｌ１を照射させた第１の透明電極２０２の領域と、第２の制御光Ｌ２を照射させた第２の透明電極２０３の領域とである。
【００１８】
絶縁層２０５は、導電率可変部２０４と支持部２０６との間に、スパッタ技術により形成される。絶縁層２０５にはＳｉＯ2を用いることができる。支持部２０６は、絶縁層２０５の上に設けられ、可動ミラー１０８を移動可能に支持する。支持部２０６は、可撓性部材、又は弾性部材（ばね等）である。導電率可変部２０４の上の、絶縁層２０５が設けられている位置とは異なる位置には、駆動用電極２１０が形成されている。駆動用電極２１０と、可動ミラー１０８とは、互いに対向するように設けられている。可動ミラー１０８と、駆動用電極２１０とは、いずれも導電性物質、例えば、アルミニュウム（Ａｌ）で構成することができる。電源２１２は、第１の透明電極２０２と、可動ミラー１０８との間に、所定電圧を印加する。なお、支持部２０６を、導電性を有する可撓性部材、又は導電性を有する弾性部材とし、電源２１２を、第１の透明電極２０２と支持部２０６との間に接続することとしても良い。支持部２０６を導電性の部材とすることにより、支持部２０６と可動ミラー１０８とは同電位となる。従って、支持部２０６に所定電圧を印加することにより、可動ミラー１０８に所定電圧を印加することができる。第２の透明電極２０３は、グラウンド（以下、「ＧＮＤ」という。）電極２１４と電気的に接続されている。ＧＮＤ電極２１４で接地させることにより、第２の透明電極２０３の基準電位は略ゼロである。第２の透明電極２０３の基準電位を略ゼロとすることにより、第２の透明電極２０３を、第１の透明電極２０２とは異なる基準電位としている。硝子基板２０１の、ガルバノミラー１１６に対向する面には、遮光部２２０が形成されている。遮光部２２０は、例えば、硝子基板２０１に金属蒸着を施すことにより膜状に形成することができる。また、遮光部２２０は、遮光部材を硝子基板２０１に接着させて形成しても良い。遮光部２２０は、第１の制御光Ｌ１が通過する位置、及び第２の制御光Ｌ２が通過する位置に、開口部２２２が形成されている。なお、遮光部２２０における開口部２２２の位置についての詳細は、後述する。
【００１９】
ここで、第１の透明電極２０２と、第２の透明電極２０３と、駆動用電極２１０との位置関係について説明する。図３（ａ）は、光制御可動ミラーデバイス２００を投写レンズ１０５（図１参照）の側から見た構成を示す。投写レンズ１０５の側から光制御可動ミラーデバイス２００を見ると、可動ミラー１０８のみが確認できる。図３（ｂ）は、図３（ａ）に示す構成から可動ミラー１０８を取り除き、投写レンズ１０５の側から見た構成を示す。図３（ｃ）は、光制御可動ミラーデバイス２００を制御光用光学系１３０（図１参照）の側から見た構成を示す。図３（ｃ）に示す構成は、図３（ａ）に示す光制御可動ミラーデバイス２００の構成を裏側から見たものである。図３（ｃ）に示すように、第１の透明電極２０２と、第２の透明電極２０３とは、ｘｙ平面における硝子基板２０１の正方形形状を、対角線で２分割したそれぞれの領域を占めるように配置されている。また、図３（ｂ）、（ｃ）に示すように、駆動用電極２１０は、第１の透明電極２０２と、第２の透明電極２０３との双方と重なり合うように配置されている。
【００２０】
図２に戻って、第１の制御光Ｌ１と、第２の制御光Ｌ２とによる光制御可動ミラーデバイス２００の制御について説明する。第１の制御光Ｌ１は、開口部２２２を通過して第１の透明電極２０２のみに入射する。第１の透明電極２０２に、画像信号に応じた強度の第１の制御光Ｌ１を入射させると、導電率可変部２０４のうち第１の透明電極２０２に接合している部分について、第１の制御光Ｌ１の光量に応じて電気的な導電率が増大する。導電率可変部２０４の導電率が増大することにより、電源２１２の一方の電極は、第１の透明電極２０２と導電率可変部２０４とを経由して駆動用電極２１０と電気的に接続される。導電率可変部２０４の導電率は、第１の透明電極２０２を透過した第１の制御光Ｌ１の光量に応じて変化するため、駆動用電極２１０には第１の制御光Ｌ１の光量に応じた電圧が印加される。従って、駆動用電極２１０には、画像信号に応じた電圧が印加される。なお、厳密には、導電率可変部２０４の導電率が変化する領域は、光の強度とその照射時間とに比例して、照射位置を中心として周辺へ拡がる傾向がある。変調部１０４は、第１の制御光Ｌ１と第２の制御光Ｌ２とを高速に走査させることにより、順次、隣接する可動ミラー１０８を制御する。このため、第１の制御光Ｌ１を照射させた領域近傍、及び第２の制御光Ｌ２を照射させた領域近傍のみの導電率が変化するものとして扱う。
【００２１】
電源２１２の他方の電極は、可動ミラー１０８と電気的に接続されている。第１の透明電極２０２に第１の制御光Ｌ１を入射させることにより、可動ミラー１０８と駆動用電極２１０との間には、導電率可変部２０４の導電率の変化量に応じた電位差を発生する。可動ミラー１０８と駆動用電極２１０との間に電位差を発生することにより、電位差に応じた所定の力、例えば静電力（引力）Ｆが生じる。静電力Ｆは、可動ミラー１０８が駆動用電極２１０へ引き寄せられる方向に働く引力である。ここで、支持部２０６は可撓性部材、又は弾性部材であるから、支持部２０６は、静電力Ｆに反発して何ら外力が加えられていない状態をとろうとする力を生じる。このとき支持部２０６により可動ミラー１０８に働く力は、静電力Ｆとは反対の向きに働く。可動ミラー１０８は、静電力Ｆと、支持部２０６が生じる力との作用により、画像信号に応じた所定の位置へ移動する。このようにして、可動ミラー１０８を、画像信号に応じて駆動することができる。図２の可動ミラー１０８は、静電力Ｆが発生していない状態を示している。静電力Ｆが発生していない場合、可動ミラー１０８は、硝子基板２０１と略平行となる位置状態をとる。制御部１１４（図１参照）は、ガルバノミラー１１６の駆動と、第１の制御光Ｌ１の変調とを同期することにより、各光制御可動ミラーデバイス２００を制御する。画像の１フレーム中には、Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光のそれぞれについて、画像信号に応じて変調された第１の制御光Ｌ１を各光制御可動ミラーデバイス２００に走査させることにより、光アドレッシングを行う。
【００２２】
なお、可動ミラー１０８と駆動用電極２１０とが接触した場合、可動ミラー１０８と駆動用電極２１０との間に通電又は帯電を生じ、可動ミラー１０８が駆動用電極２１０に当接したまま制御できない状態となり得る。このため、支持部２０６は、静電力Ｆが最大となったときに可動ミラー１０８と駆動用電極２１０とが接触しないような可撓性部材等を用いる必要がある。または、静電力Ｆにより可動ミラー１０８の傾きが最大となるときに可動ミラー１０８と当接可能な位置に、可動ミラー１０８と略同電位の他の部材を設けることとしても良い。可動ミラー１０８を他の部材と当接させることにより、可動ミラー１０８と駆動用電極２１０とが接触することを防止できる。さらに、駆動用電極２１０と可動ミラー１０８とが電気的に接続すると、駆動用電極２１０と可動ミラー１０８との間に電位差が生じず、可動ミラー１０８の駆動が不可能となる。そこで、絶縁層２０５は、駆動用電極２１０と可動ミラー１０８との電気的な接続を確実に防止するために設けられている。
【００２３】
第１の透明電極２０２への第１の制御光Ｌ１の入射を停止すると、導電率可変部２０４は、絶縁体として機能する。このため、駆動用電極２１０と可動ミラー１０８との間に静電力Ｆを発生させた電荷は、駆動用電極２１０に残存することとなる。これを利用すると、第１の制御光Ｌ１によって可動ミラー１０８が移動した後、再び同じ光制御可動ミラーデバイス２００の第１の透明電極２０２に第１の制御光Ｌ１が入射されるまでの間、可動ミラー１０８を同一位置に保持することができる。これにより、画像信号に正確に対応して可動ミラー１０８を制御することができる。しかし、これを繰り返すことにより駆動用電極２１０に電荷が残存し、蓄積すると、駆動用電極２１０に画像信号に応じた電圧を印加することが困難となる場合がある。駆動用電極２１０に画像信号に応じた電圧を印加することができないと、画像信号に応じた静電力Ｆを発生させることが困難となる。画像信号に応じて静電力Ｆを発生できないと、画像信号に正確に対応できず画像の品質を低下する原因となり得る。
【００２４】
第２の透明電極２０３は、駆動用電極２１０に残存した電荷を消去するために設けられている。第２の制御光Ｌ２は、開口部２２２を通過して、第２の透明電極２０３のみに入射する。第２の透明電極２０３へ、第２の制御光Ｌ２を入射させると、導電率可変部２０４のうち第２の透明電極２０３に接合している部分について、第２の制御光Ｌ２の光量に応じて電気的な導電率が大きくなる。導電率可変部２０４の導電率が大きくなることにより、駆動用電極２１０と、第２の透明電極２０３に接続されているＧＮＤ電極２１４とは、電気的に接続される。駆動用電極２１０とＧＮＤ電極２１４とが電気的に接続されると、駆動用電極２１０に残存していた電荷が、導電率可変部２０４と、第２の透明電極２０３とを通過してＧＮＤ電極２１４へ移動する。このようにして駆動用電極２１０の電荷を逃がすことができる。これにより、駆動用電極２１０に残存している電荷を確実に消去し、駆動用電極２１０に、画像信号に応じた電圧を正確に印加することができる。
【００２５】
なお、第２の透明電極２０３は、ＧＮＤ電極２１４と電気的に接続して基準電位を略ゼロとする構成に限られない。例えば、第２の透明電極２０３を第１の透明電極２０２より高電位とすることにより、第２の透明電極２０３を、第１の透明電極２０２と異なる基準電位としても良い。第２の透明電極２０３は、第１の透明電極２０２より高電位、低電位のいずれであっても、基準電位を第１の透明電極２０２の電位と異ならせることにより、駆動用電極２１０に残存した電荷を消去することができる。また、第２の制御光Ｌ２は、駆動用電極２１０に残存している電荷をＧＮＤ電極２１４に逃がすために、第２の透明電極２０３と駆動用電極２１０とを電気的に接続可能な強度であれば良い。従って、第２の制御光Ｌ２は、画像信号に応じて強度を変調する必要がない。さらに、遮光部２２０の位置は、第１の透明電極２０２及び第２の透明電極２０３と、制御光用光学系１３０との間の位置であれば、硝子基板２０１の表面の位置に限られない。第１の制御光Ｌ１を第１の透明電極２０２に、第２の制御光Ｌ２を第２の透明電極２０３に、それぞれ正確に入射させることができる位置であれば、適宜変更可能である。
【００２６】
図４、図５を用いて、第１の制御光Ｌ１及び第２の制御光Ｌ２と、開口部２２２との関係について説明する。図４は、空間光変調装置１２０の各光制御可動ミラーデバイス２００に第１の制御光Ｌ１と、第２の制御光Ｌ２とを入射させるための構成を示す。ここでは、空間光変調装置１２０のうちｙ方向に配列された５個の光制御可動ミラーデバイス２００を代表例として図示して説明を行う。第１制御光用光源部１１１からの第１の制御光Ｌ１は、開口部２２２を通過して、各光制御可動ミラーデバイス２００の第１の透明電極２０２に入射する。開口部２２２は、ガルバノミラー１１６で反射された第１の制御光Ｌ１を、開口部２２２を通して第１の透明電極２０２にのみ入射させることができるような位置に設けられている。言い換えると、第１の制御光Ｌ１の進行方向に開口部２２２を見ると、第１の透明電極２０２のみが確認できる。このため、第１の制御光Ｌ１は、第１の透明電極２０２以外の方向に進行する場合は、遮光部２２０で遮光される。また、第１の制御光Ｌ１が、例えば第２の透明電極２０３や、駆動しようとする可動ミラー１０８とは異なる可動ミラー１０８についての透明電極等に誤って入射されることもない。第２制御光用光源部１１２からの第２の制御光Ｌ２は、開口部２２２を通過して、各光制御可動ミラーデバイス２００の第２の透明電極２０３に入射する。開口部２２２は、ガルバノミラー１１６で反射された第２の制御光Ｌ２を、開口部２２２を通して第２の透明電極２０３にのみ入射させることができるような位置に設けられている。言い換えると、第２の制御光Ｌ２の進行方向に開口部２２２を見ると、第２の透明電極２０３のみが確認できる。このため、第２の制御光Ｌ２は、第２の透明電極２０３以外の方向に進行する場合は、遮光部２２０で遮光される。また、第２の制御光Ｌ２が、例えば第１の透明電極２０２に誤って入射されることも防止できる。さらに、第１の制御光Ｌ１と、第２の制御光Ｌ２とを照射したままスキャンすることができるため、光制御可動ミラーデバイス２００の制御を容易にすることができる。
【００２７】
図５は、変調部１０４を、制御光用光学系１３０の方向から見た構成を示す。ここでは、ｘ方向に２個、ｙ方向に５個の光制御可動ミラーデバイス２００が格子状に配列されている構成を図示して説明を行う。開口部２２２は、各光制御可動ミラーデバイス２００に対応して設けられている。従って、開口部２２２は、各可動ミラー１０８に対応して設けられている。図５に示すように、ｘｙ平面における開口部２２２の形状は、略円形状である。そして、開口部２２２は、第１の透明電極２０２と、第２の透明電極２０３とに略同程度に重なり合う位置に設けられている。また、図５に示すように、第１の制御光Ｌ１は、ｚ方向に対してマイナスｘ方向、プラスｙ方向に傾いた方向で開口部２２２を通過させると、第１の透明電極２０２にのみ入射させることができる。第２の制御光Ｌ２は、ｚ方向に対してプラスｘ方向、マイナスｙ方向に傾いた方向で開口部２２２を通過させると、第２の透明電極２０３にのみ入射させることができる。なお、上述のように、開口部２２２は、第１の制御光Ｌ１が第１の透明電極２０２に、第２の制御光Ｌ２が第２の透明電極２０３にそれぞれ入射できる位置である必要がある。従って、第１の制御光Ｌ１と第２の制御光Ｌ２との進行方向によって、開口部２２２の位置は適宜変更することが望ましい。このことから、開口部２２２は、必ずしも各光制御可動ミラーデバイス２００の略中心位置に対応する位置である場合に限られない。図４に示すように、光制御可動ミラーデバイス２００の略中心位置とは異なる位置に開口部２２２を設けることとしても良い。このようにして各可動ミラー１０８に対応して開口部２２２を設けることにより、可動ミラー１０８ごとに正確に第１の制御光Ｌ１と第２の制御光Ｌ２とを入射させることができる。
【００２８】
従来の技術を用いて、第１の制御光Ｌ１を第１の透明電極２０２に、第２の制御光Ｌ２を第２の透明電極２０３にそれぞれ入射させるためには、高精度な制御を要する。本発明によれば、制御光用光学系１３０は、開口部２２２に第１の制御光Ｌ１を入射させることにより、第１の制御光Ｌ１を第１の透明電極２０２に正確に入射させることができる。第１の制御光Ｌ１が第１の透明電極２０２とは異なる位置に進行した場合は、遮光部２２０により、第１の制御光Ｌ１が第１の透明電極２０２以外の位置に入射することを防止できる。第２の制御光Ｌ２についても、第１の制御光Ｌ１の場合と同様に、正確に第２の透明電極２０３に入射させることができる。制御光用光学系１３０は、第１の制御光Ｌ１について、開口部２２２に入射させることができる精度で、画像信号に応じて第１の制御光Ｌ１をスキャンすれば良い。また、第２の制御光Ｌ２については、点灯タイミングを考慮しなくても、正確に第２の透明電極２０３に入射させることができる。制御光用光学系１３０は、光制御可動ミラーデバイス２００の各透明電極２０２、２０３の位置レベルまで高精度に各制御光Ｌ１、Ｌ２を入射させる必要がなく、各開口部２２２の位置レベルまでの精度で各制御光Ｌ１、Ｌ２を入射させれば良い。このように、制御光用光学系１３０からの各制御光Ｌ１、Ｌ２の入射位置レベルのオーダーが大きくなるため、光制御可動ミラーデバイス２００の制御が容易となる。また、各制御光Ｌ１、Ｌ２のスキャン速度を遅くしなくても、正確に光アドレッシングを行うことができる。このため、高品質な画像を表示するために必要な速度で各制御光Ｌ１、Ｌ２をスキャンしても、第１の透明電極２０２に第１の制御光Ｌ１を、第２の透明電極２０３に第２の制御光Ｌ２を、それぞれ正確に入射させることができる。これにより、画像の品質を低下することなく正確な制御を容易に行うことができるという効果を奏する。
【００２９】
次に、図６を用いて、照明光用光源部１０１のＲ光用ＬＥＤ１０２Ｒと、Ｇ光用ＬＥＤ１０２Ｇと、Ｂ光用ＬＥＤ１０２Ｂとの点灯時間とタイミングについて説明する。図６は、Ｒ光用ＬＥＤ１０２Ｒと、Ｇ光用ＬＥＤ１０２Ｇと、Ｂ光用ＬＥＤ１０２Ｂとの点灯時間とタイミングとの例を示す。各色光用ＬＥＤ１０２Ｒ、１０２Ｇ、１０２Ｂは、制御部１１４（図１参照）からの画像信号に応じて点灯する。１フレーム期間内の、Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光の点灯時間において、第１の制御光Ｌ１は、各光制御可動ミラーデバイス２００を走査する。Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光を順次投写し、全体として白色の投写像を得るためには、Ｇ光の光束量が全体の光束量のうち６０〜８０％であることを要する。各色光用ＬＥＤ１０２Ｒ、１０２Ｇ、１０２Ｂの出力量と数量とが同一である場合、Ｇ光の光束量が不足することとなる。このため、図６に示すように、Ｇ色用ＬＥＤ１０２Ｇの点灯時間ＧＴを、Ｒ光用ＬＥＤ１０２Ｒの点灯時間ＲＴ、及びＢ光用ＬＥＤ１０２Ｂの点灯時間ＢＴのいずれよりも長くする。ここで、可動ミラー１０８は、画像信号に応じた所定の位置に移動可能であることから、アナログ信号に対応して連続的な変化量を表示することができる。このため、例えば、各色光用ＬＥＤ１０２Ｒ、１０２Ｇ、１０２Ｂの点灯時間ＲＴ、ＧＴ、ＢＴを略同一とし、Ｇ光をより多く可動ミラー１０８から投写レンズ１０５の方向に反射させることにより、Ｇ光の光束量を増加しても良い。
【００３０】
（第２実施形態）
図７は、第２実施形態に係るプロジェクタの変調部７０４を、制御光用光学系の方向から見た構成を示す。上記第１実施形態のプロジェクタ１００と同一の部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。本実施形態のプロジェクタは、遮光部７２０の開口部７２２が短冊形状であることが、上記第１実施形態のプロジェクタ１００と異なる。
【００３１】
図８は、光制御可動ミラーデバイス７００を制御光用光学系１３０（図１参照）の側から見た構成を示す。図３（ｃ）に示す第１実施形態のプロジェクタ１００の光制御可動ミラーデバイス２００と比較すると、第１の透明電極７０２、第２の透明電極７０３の形状が、第１の透明電極２０２、第２の透明電極２０３の形状と異なる。第１の透明電極７０２と、第２の透明電極７０３とは、ｘｙ平面における硝子基板２０１の正方形形状を、対向する辺の中心点を結ぶ線で２分割したそれぞれの領域を占めるように並列して配置されている。また、駆動用電極２１０は、第１の透明電極７０２と、第２の透明電極７０３との双方と重なり合うように配置されている。
【００３２】
図７に戻って、光制御可動ミラーデバイス７００と、開口部７２２との位置関係について説明する。可動ミラー１０８は、ｘｙ平面上の略直交する２方向に、格子状に配置されている。開口部７２２は、第１の透明電極７０２と、第２の透明電極７０３とが並列している方向に対して略直交する方向に長手方向を有する短冊形状である。図７に示す遮光部７２０に設けられた開口部７２２は、第１の透明電極７０２と、第２の透明電極７０３とが並列しているｙ方向に対して略直交するｘ方向に、長手方向を有する。そして、開口部７２２は、その短冊形状の長手方向に配列している複数の可動ミラー１０８に対応して設けられている。また、第１実施形態のプロジェクタ１００の開口部２２２と同様、開口部７２２は、第１の制御光Ｌ１を通過させることにより、第１の制御光Ｌ１を正確に第１の透明電極７０２に入射させることができる位置に設けられている。また、開口部７２２は、第２の制御光Ｌ２を通過させることにより、第２の制御光Ｌ２を正確に第２の透明電極７０３に入射させることができる位置に設けられている。図７に示すように、第１の制御光Ｌ１は、ｚ軸に対してプラスｙ方向から斜めに開口部７２２を通過させる。これにより、第１の制御光Ｌ１を第１の透明電極７０２のみに入射させることができる。また、第２の制御光Ｌ２は、ｚ軸に対してマイナスｙ方向から斜めに開口部７２２を通過させる。これにより、第２の制御光Ｌ２を第２の透明電極７０３のみに入射させることができる。ここで、開口部７２２の位置は、必ずしも対応する各光制御可動ミラーデバイス２００の略中心位置に限られない。開口部７２２の位置は、第１の制御光Ｌ１の進行方向と、第２の制御光Ｌ２の進行方向とによって、適宜変更することが望ましい。例えば、対応する各光制御可動ミラーデバイス２００の略中心位置とは異なる位置に開口部７２２を設けることとしても良い（図４参照）。
【００３３】
開口部７２２を、第１の透明電極７０２と、第２の透明電極７０３とが並列している方向に対して略直交する方向に長手方向を有する短冊形状とすることにより、可動ミラー１０８ごとに開口部を設けなくても、可動ミラー１０８ごとに正確に第１の制御光Ｌ１及び第２の制御光Ｌ２を入射させることができる。これにより、可動ミラー１０８の正確な制御を容易に行うことができるという効果を奏する。なお、第１の制御光Ｌ１と、第２の制御光Ｌ２とを走査させる方向は、開口部７２２の長手方向に対して略平行な方向と、略直交する方向とのいずれであっても、可動ミラー１０８を正確に制御することができる。
【００３４】
（第３実施形態）
図９は、第３実施形態に係るプロジェクタの光制御可動ミラーデバイス９００の概略構成を示す。上記第１実施形態のプロジェクタ１００と同一の部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。本実施形態のプロジェクタは、可動ミラー９０８が、駆動用電極９１０ａの方向と、駆動用電極９１０ｂの方向との両側に移動可能である点が、上記第１実施形態のプロジェクタ１００と異なる。制御光用光学系９３０は、ガルバノミラー１１６と、制御光用光源部９５０とからなる。制御光用光源部９５０は、第１制御光用光源部９５１ａ、９５１ｂと、第２制御光用光源部９５２とからなる。第１制御光用光源部９５１ａ、９５１ｂと、第２制御光用光源部９５２とは、それぞれ第１の制御光Ｌ３、Ｌ５、第２の制御光Ｌ４を供給する。第１制御光用光源部９５１ａ、９５１ｂに変調器を設けることにより、第１の制御光Ｌ３、Ｌ５を、制御部１１４（図１参照）からの画像信号に応じて強度を変調して、供給することができる。第１の制御光Ｌ３、Ｌ５、第２の制御光Ｌ４は、ガルバノミラー１１６により光制御可動ミラーデバイス９００を走査する。
【００３５】
硝子基板２０１と導電率可変部２０４とが接合する面に、光学的に透明な第１の透明電極９０２ａ、９０２ｂと、第２の透明電極９０３とが形成されている。第１の透明電極９０２ａ、９０２ｂと、第２の透明電極９０３とは、ＩＴＯ膜で構成できる。第１の透明電極９０２ａと、第１の透明電極９０２ｂとは、同電位となるように電気的に接続されている。絶縁層９０５は、導電率可変部２０４と支持部９０６との間に、スパッタ技術により形成される。絶縁層９０５にはＳｉＯ2を用いることができる。支持部９０６は、絶縁層９０５の上に設けられ、可動ミラー９０８を移動可能に支持する。導電率可変部２０４の上の、絶縁層９０５が設けられている位置の両側の位置には、駆動用電極９１０ａ、９１０ｂが形成されている。駆動用電極９１０ａは、正方形形状の可動ミラー９０８の一の角部の近傍に設けられている。駆動用電極９１０ｂは、可動ミラー９０８の一の角部に対向する他の角部の近傍に設けられている。可動ミラー９０８と、駆動用電極９１０ａ、９１０ｂとは、いずれも導電性物質、例えば、アルミニュウム（Ａｌ）で構成することができる。
【００３６】
電源９１２は、第１の透明電極９０２ａと、可動ミラー９０８との間に、所定電圧を印加する。ここで、第１の透明電極９０２ａと、第１の透明電極９０２ｂとは、電気的に接続されていて互いに同電位である。このため、第１の透明電極９０２ｂと、可動ミラー９０８との間にも、所定電圧が印加される。第２の透明電極９０３は、ＧＮＤ電極２１４と電気的に接続されている。ＧＮＤ電極２１４で接地させることにより、第２の透明電極９０３の基準電位は略ゼロである。第２の透明電極９０３の基準電位を略ゼロとすることにより、第２の透明電極９０３を、第１の透明電極９０２ａ、９０２ｂのいずれとも異なる基準電位としている。硝子基板２０１の、制御光用光学系９３０の側には、遮光部９２０が形成されている。遮光部９２０は、例えば、硝子基板２０１に遮光性の材質、例えば金属を蒸着させることにより膜形成することができる。また、遮光部９２０は、遮光部材を硝子基板２０１に接着させて形成しても良い。遮光部９２０は、第１の制御光Ｌ３、Ｌ５が通過する位置、及び第２の制御光Ｌ４が通過する位置に、開口部９２２が形成されている。開口部９２２は、第１実施形態及び第２実施形態の開口部２２２、７２２と同様、可動ミラー９０８に対応して設けることができる。
【００３７】
ここで、第１の透明電極９０２ａ、９０２ｂと、第２の透明電極９０３と、駆動用電極９１０ａ、９１０ｂとの位置関係について説明する。図１０（ａ）は、光制御可動ミラーデバイス９００を投写レンズ１０５（図１参照）の側から見た構成を示す。投写レンズ１０５の側から光制御可動ミラーデバイス９００を見ると、可動ミラー９０８のみが確認できる。可動ミラー９０８は、正方形形状の対角線上の軸Ｘを中心に回動する。図１０（ｂ）は、図１０（ａ）に示す構成から可動ミラー９０８を取り除いた場合に、投写レンズ１０５の側から見た構成を示す。駆動用電極９１０ａ、９１０ｂは、可動ミラー９０８の軸Ｘに対応する、硝子基板２０１の正方形形状の対角線に対して、略対称となる両端の位置に設けられている。図１０（ａ）、（ｂ）に示す構成により、可動ミラー９０８は、軸Ｘを中心として、駆動用電極９１０ａの方向と、駆動用電極９１０ｂの方向とに移動する。図１０（ｃ）は、図１０（ｂ）の構成からさらに、駆動用電極９１０ａ、９１０ｂを取り除いた場合に、投写レンズ１０５の方向から見た構成を示す。図１０（ｃ）の破線部は、駆動用電極９１０ａ、９１０ｂが設けられていた位置を示している。図１０（ｃ）に示すように、第１の透明電極９０２ａは、駆動用電極９１０ａに対応する位置に設けられている。第１の透明電極９０２ａの領域は駆動用電極９１０ａより小さく、硝子基板２０１の正方形形状の角部の端の領域を占めるように配置されている。第１の透明電極９０２ｂは、駆動用電極９１０ｂに対応する位置に設けられている。第１の透明電極９０２ｂの領域は駆動用電極９１０ｂより小さく、硝子基板２０１の正方形形状の角部の端の領域を占めるように配置されている。第２の透明電極９０３は、第１の透明電極９０２ａと、第１の透明電極９０２ｂとの間の領域に設けられている。図１０（ｂ）、（ｃ）に示すように、駆動用電極９１０ａは、第１の透明電極９０２ａと、第２の透明電極９０３との双方と重なり合うように配置されている。また、駆動用電極９１０ｂは、第１の透明電極９０２ｂと、第２の透明電極９０３との双方と重なり合うように配置されている。
【００３８】
図９に戻って、第１の制御光Ｌ３、Ｌ５と、第２の制御光Ｌ４とによる光制御可動ミラーデバイス９００の制御について説明する。第１の制御光Ｌ３は、開口部９２２を通過して第１の透明電極９０２ａに入射する。第１の透明電極９０２ａに、画像信号に応じた強度の第１の制御光Ｌ３を入射させると、導電率可変部２０４のうち第１の透明電極９０２ａに接合している部分について、第１の制御光Ｌ３の光量に応じて電気的な導電率が増大する。導電率可変部２０４の導電率が増大することにより、電源９１２の一方の電極は、第１の透明電極９０２ａと導電率可変部２０４とを経由して駆動用電極９１０ａと電気的に接続される。導電率可変部２０４の導電率は、第１の透明電極９０２ａを透過した第１の制御光Ｌ３の光量に応じて変化するため、駆動用電極９１０ａには第１の制御光Ｌ３の光量に応じた電圧が印加される。従って、駆動用電極２１０には、画像信号に応じた電圧が印加される。電源９１２の他方の電極は、可動ミラー９０８と電気的に接続されている。第１の透明電極９０２ａに第１の制御光Ｌ３を入射させることにより、可動ミラー９０８と駆動用電極９１０ａとの間には、導電率可変部２０４の導電率の変化量に応じた電位差を発生する。可動ミラー９０８と駆動用電極９１０ａとの間に電位差を発生することにより、電位差に応じた所定の力、例えば静電力（引力）Ｆが生じる。静電力Ｆが生じることにより、可動ミラー９０８は、可動ミラー９０８と駆動用電極９１０ａとが対向している側が駆動用電極９１０ａに引き寄せられる方向に移動する。第１の制御光Ｌ５についても、第１の制御光Ｌ３と同様に、可動ミラー９０８と駆動用電極９１０ｂとの間に静電力Ｆを発生させる。静電力Ｆが生じることにより、可動ミラー９０８は、可動ミラー９０８と駆動用電極９１０ｂとが対向している側が駆動用電極９１０ｂに引き寄せられる方向に移動する。このようにして、可動ミラー９０８は、画像信号に応じて駆動用電極９１０ａの方向と、駆動用電極９１０ｂの方向とに移動する。
【００３９】
第２の透明電極９０３は、駆動用電極９１０ａ、９１０ｂに残存した電荷を消去するために設けられている。第２の制御光Ｌ４は、開口部９２２を通過して、第２の透明電極９０３に入射する。第２の透明電極９０３へ、第２の制御光Ｌ４を入射させると、導電率可変部２０４のうち第２の透明電極９０３に接合している部分について、第２の制御光Ｌ４の光量に応じて電気的な導電率が大きくなる。導電率可変部２０４の導電率が大きくなることにより、駆動用電極９１０ａ、９１０ｂと、第２の透明電極９０３に接続されているＧＮＤ電極２１４とは、電気的に接続される。駆動用電極９１０ａ、９１０ｂとＧＮＤ電極２１４とが電気的に接続されると、駆動用電極９１０ａ、９１０ｂに残存していた電荷が、導電率可変部２０４と、第２の透明電極９０３とを通過してＧＮＤ電極２１４へ移動する。このようにして駆動用電極９１０ａ、９１０ｂの電荷を逃がすことができる。これにより、駆動用電極９１０ａ、９１０ｂに残存している電荷を確実に消去し、駆動用電極９１０ａ、９１０ｂに、画像信号に応じた電圧を正確に印加することができる。
【００４０】
一つの光制御可動ミラーデバイス９００に第１の透明電極９０２ａ、９０２ｂ、第２の透明電極９０３を設けると、それぞれに各制御光Ｌ３、Ｌ５、Ｌ４を入射させるためには、高精度な制御を要する。本発明によれば、制御光用光学系９３０は、開口部９２２に第１の制御光Ｌ３を入射させることにより、第１の制御光Ｌ３を第１の透明電極９０２ａに正確に入射させることができる。第１の制御光Ｌ３が第１の透明電極９０２ａとは異なる位置に進行した場合は、遮光部９２０により、第１の制御光Ｌ３が第１の透明電極９０２ａ以外の位置に入射することを防止できる。これと同様に、第１の制御光Ｌ５を第１の透明電極９０２ｂに、第２の制御光Ｌ４を第２の透明電極９０３に、それぞれ正確に入射させることができる。制御光用光学系９３０は、第１の制御光Ｌ３、Ｌ５について、開口部９２２に入射させることができる精度で、画像信号に応じて変調した第１の制御光Ｌ３、Ｌ５をスキャンすれば良い。また、第１の制御光Ｌ３、Ｌ５と、第２の制御光Ｌ４とを照射したままスキャンすることができるため、光制御可動ミラーデバイス９００の制御を容易にすることができる。制御光用光学系９３０は、光制御可動ミラーデバイス９００の各透明電極９０２ａ、９０２ｂ、９０３の位置レベルまで高精度に各制御光Ｌ３、Ｌ５、Ｌ４を入射させる必要がなく、各開口部９２２の位置レベルまでの精度で各制御光Ｌ３、Ｌ５、Ｌ４を入射させれば良い。このように、制御光用光学系９３０からの各制御光Ｌ３、Ｌ５、Ｌ４の入射位置レベルのオーダーが大きくなるため、光制御可動ミラーデバイス９００の制御が容易となる。このように、本発明によれば、光制御可動ミラーデバイス９００に３つ以上の透明電極を設ける場合も、第１実施形態と同様に、それぞれの透明電極に対応する制御光を入射させることができる。これにより、第１実施形態と同様に、画像の品質を低下することなく正確な制御を容易に行うことができるという効果を奏する。
【００４１】
なお、上記の各実施形態の開口部２２２、７２２、９２２の形状は、制御光を正確に透明電極に入射可能なものであればよく、円形状や、短冊形状に限らず適宜変更可能である。プロジェクタの照明光用光源部１０１は、ＬＥＤに限らず半導体レーザ素子や、エレクトロルミネッセント（ＥＬ）素子等の他の固体発光素子や、固体発光素子以外のランプ等を用いることができる。また、本発明の光制御デバイスは、画像信号に応じて変調した電圧を用いて連続的な変化量を表示するアナログ制御を行うこととしているが、ディジタル制御を行うこととしても良い。例えば、透明電極に印加する電圧をＯＮ、ＯＦＦの２値のみをとることとし、サブフレーム駆動を用いて階調表現をしても良い。さらに、光制御デバイスをプロジェクタに使用する場合に限らず、例えば、光通信用光スイッチ等に用いられる光制御デバイスについても、本発明を適用することができる。本発明の適用は、非常に小さい間隔で並んでいる光制御デバイスに正確に制御光を入射させる場合に、特に有用である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１実施形態に係るプロジェクタの概略構成図。
【図２】 第１実施形態の光制御可動ミラーデバイスの概略構成図。
【図３】 第１実施形態の透明電極の位置と駆動用電極の位置との説明図。
【図４】 第１の制御光及び第２の制御光と、開口部との関係の説明図。
【図５】 第１実施形態の遮光部と開口部との概略構成図。
【図６】 各色光用ＬＥＤの点灯時間と点灯タイミングとの例を示す図。
【図７】 第２実施形態の遮光部と開口部との概略構成図。
【図８】 第２実施形態の透明電極の位置と駆動用電極の位置との説明図。
【図９】 第３実施形態の光制御可動ミラーデバイスの概略構成図。
【図１０】 第３実施形態の透明電極の位置と駆動用電極の位置との説明図。
【符号の説明】
１００ プロジェクタ、１０１ 照明光用光源部、１０２Ｒ Ｒ光用ＬＥＤ、１０２Ｇ Ｇ光用ＬＥＤ、１０２Ｂ Ｂ光用ＬＥＤ、１０３ フィールドレンズ、１０４ 変調部、１０５ 投写レンズ、１０６ スクリーン、１０７ 入射瞳、１０８ 可動ミラー、１１０ 制御光用光源部、１１１ 第１制御光用光源部、１１２ 第２制御光用光源部、１１４ 制御部、１１６ ガルバノミラー、１２０ 空間光変調装置、１３０ 制御光用光学系、２００ 光制御可動ミラーデバイス、２０１ 硝子基板、２０２ 第１の透明電極、２０３ 第２の透明電極、２０４ 導電率可変部、２０５ 絶縁層、２０６ 支持部、２１０ 駆動用電極、２１２ 電源、２１４ ＧＮＤ電極、２２０ 遮光部、２２２ 開口部、７００ 光制御可動ミラーデバイス、７０２ 第１の透明電極、７０３ 第２の透明電極、７０４ 変調部、７２０ 遮光部、７２２ 開口部、９００ 光制御可動ミラーデバイス、９０２ａ 第１の透明電極、９０２ｂ 第１の透明電極、９０３ 第２の透明電極、９０５ 絶縁層、９０６ 支持部、９０８ 可動ミラー、９１０ａ 駆動用電極、９１０ｂ 駆動用電極、９１２ 電源、９２０ 遮光部、９２２ 開口部、９３０ 制御光用光学系、９５０ 制御光用光源部、９５１ａ 第１制御光用光源部、９５１ｂ 第１制御光用光源部、９５２ 第２制御光用光源部、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４、Ｌ５ 制御光、Ｆ 静電力、ＲＴ Ｒ点灯時間、ＧＴ Ｇ点灯時間、ＢＴ Ｂ点灯時間、Ｘ 軸
Claims (5)
- ビーム状の制御光を供給し、走査する制御光用光学系と、
光学的に透明な透明電極と、
前記透明電極の上に設けられ、前記透明電極を透過した前記制御光の光量に応じて電気的な導電率が変化する導電率可変部と、
前記透明電極に対応する前記導電率可変部上の位置に設けられた駆動用電極と、
所定の位置に移動可能な可動部と、
前記可動部を移動可能に支持する支持部と、
前記透明電極と前記可動部との間に所定の電圧を印加する電源と、
前記透明電極と、前記制御光用光学系との間に設けられ、開口部が形成された遮光部と、を有する空間光変調装置であって、
前記開口部は、前記制御光用光学系により走査された前記制御光を通過させ、前記透明電極に入射させる位置に配置され、
前記開口部を通過した前記制御光を前記透明電極に入射させることにより、前記駆動用電極と、前記可動部との間に所定の力を発生させ、
前記可動部は、前記所定の力により移動し、
前記透明電極は、少なくとも、第１の透明電極と、第２の透明電極とからなり、
前記電源は、前記第１の透明電極と前記可動部との間に所定の電圧を印加し、
前記第２の透明電極は、前記第１の透明電極とは異なる基準電位となるように設けられ、
前記制御光は、第１の制御光と、第２の制御光とからなり、
前記開口部は、前記制御光用光学系からの前記第１の制御光及び前記第２の制御光を通過させ、前記第１の制御光を前記第１の透明電極のみに入射させ、かつ、前記第２の制御光を前記第２の透明電極のみに入射させる位置に配置され、
前記開口部を通過した前記第１の制御光を前記第１の透明電極に入射させることにより、前記駆動用電極と、前記可動部との間に前記所定の力を発生させ、
前記開口部を通過した前記第２の制御光を前記第２の透明電極に入射させることにより、前記駆動用電極を前記基準電位とすることを特徴とする空間光変調装置。 - 前記可動部を複数有し、前記開口部は、前記可動部に対応した位置に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の空間光変調装置。
- 前記可動部を複数有し、前記可動部は、所定平面上の略直交する２方向に、格子状に配置され、
前記開口部は、前記第１の透明電極と、前記第２の透明電極とが並列している方向に対して略直交する方向に長手方向を有する短冊形状であることを特徴とする請求項１に記載の空間光変調装置。 - 請求項１〜３のいずれか一項に記載の空間光変調装置であって、
前記可動部は、可動ミラーであることを特徴とする空間光変調装置。 - 照明光を供給する照明光用光源部と、
前記照明光用光源部からの前記照明光を画像信号に応じて変調する空間光変調装置と、
前記空間光変調装置で変調された光を投写する投写レンズと、を有し、
前記空間光変調装置は、請求項１〜４のいずれか一項に記載の空間光変調装置
であることを特徴とするプロジェクタ。
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