JP4442142B2

JP4442142B2 - Spatial light modulator control method, spatial light modulator, and projector

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Publication number: JP4442142B2
Application number: JP2003207764A
Authority: JP
Inventors: 高司武田; 哲朗山▲崎▼
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2003-08-18
Filing date: 2003-08-18
Publication date: 2010-03-31
Anticipated expiration: 2023-08-18
Also published as: JP2005062252A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空間光変調装置の制御方法、空間光変調装置、及びプロジェクタ、特に、光によって制御可能な空間光変調装置の制御方法の技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ビーム状の光、特にレーザ光を光源光として用いるプロジェクタが提案されている。レーザ光を二次元状に走査させて、スクリーン等に直接描画する画像表示装置の技術としては、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】
特開２０００−１１１７３３号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
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を用いることができる。ティルトミラーデバイスは、画像信号に応じて可動ミラーを駆動する複数の可動ミラーデバイスから構成されている。そして、ティルトミラーデバイスは、可動ミラーを少なくとも第１の反射位置と第２の反射位置とに移動させて照明光を反射することにより、照明光を画像信号に応じて変調する。従来のティルトミラーデバイスの応用として、制御光を入射させることにより駆動する光制御ティルトミラーデバイスを用いることが考えられる。光制御ティルトミラーデバイスは、格子状に配列された複数の光制御可動ミラーデバイスから構成されている。各光制御可動ミラーデバイスに対して画像信号に応じた制御光を照射することによって可動ミラーの位置を制御することができる（以下、適宜「光アドレッシング」という。）。光アドレッシング技術を用いると、各可動ミラーを駆動するための配線等が不要となり、空間光変調装置の変調領域をより広く確保できる。空間光変調装置の変調領域が広くなると、照明光を効率良く利用することができるという利点がある。
【０００５】
ここで、光制御ティルトミラーデバイスを構成する光制御可動ミラーデバイスについて説明する。光制御可動ミラーデバイスは、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）技術により作成することができる。そして、制御光の光量に応じて可動ミラーを移動させる。光制御可動ミラーデバイスは、制御光が照射されることで電気的な導電率が変化する、例えばアモルフォス・シリコン（以下、「ａ−Ｓｉ」という。）又は感光性有機膜等を導電率可変部として用いる。導電率可変部に制御光が照射されると、導電率可変部の抵抗値が制御光の照射量に応じて小さくなる。抵抗値が小さくなると導電率可変部に接して設けられている駆動用電極に対して抵抗値に応じた電圧が印加される。そして、可能ミラーと駆動用電極との間に、印加電圧の絶対値に比例する静電力が発生する。発生した静電力（引力）により可動ミラーが移動する。
【０００６】
ここで、ＭＥＭＳで形成されている駆動用電極部の周辺部分は抵抗が略絶縁状態である。このため、駆動用電極に印加された電圧は逃げ場がないので、長時間電圧が維持されてしまう。駆動用電極に維持されている電圧は、次に新たなデータが書き込みされた時に、オフセット電圧となる。この結果、制御光の照射量と可動ミラーの移動量とが正確に対応しなくなってしまうため問題である。特に、空間光変調装置として光制御ティルトミラーデバイスを用いて照明光を画像データに応じて変調する場合は、可動ミラーの移動量を例えばアナログ的に正確に制御する必要がある。従って、光制御ティルトミラーデバイスを用いて、可動ミラーをアナログ的に制御する場合は、上述のオフセット電圧の問題はさらに顕著となってしまう。
【０００７】
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、制御光を走査することにより正確に光アドレッシングを行うことができる空間光変調装置の制御方法、この空間光変調装置の制御方法により制御される空間光変調装置、及びプロジェクタを提供することを目的とする。
【０００８】
【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、第１の発明によれば、所定の位置へ移動可能な複数の可動ミラーと、可動ミラーごとに設けられ、光学的に透明な書き込み用電極及び消去用電極と、書き込み用電極又は消去用電極へ制御光を照射するための制御光用光学系と、書き込み用電極と、消去用電極との上に設けられ、書き込み用電極又は消去用電極を透過した制御光により電気的な導電率が変化する導電率可変部と、書き込み用電極と消去用電極とに対応した導電率可変部上に設けられている駆動用電極と、書き込み用電極と可動ミラーとの間に所定の電圧を印加する電源と、可動ミラーを移動可能に支持する支持部と、を有する空間光変調装置の制御方法であって、略直線状に配列されているビーム状の少なくとも第１の制御光と第２の制御光とを走査して供給する制御光供給工程と、書き込み用電極と異なる基準電位となるように設けられている消去用電極に対して、第１の制御光及び第２の制御光の一方の制御光を照射することにより、駆動用電極を基準電位にする消去工程と、消去工程の後に、書き込み用電極に対して、第１の制御光及び第２の制御光の他方の制御光を照射することにより、駆動用電極と可動ミラーとの間に所定の力を発生させる書き込み工程と、を含むことを特徴とする空間光変調装置の制御方法を提供する。
【０００９】
書き込み用電極を介して、導電率可変部に制御光が照射されると、導電率可変部の抵抗値が制御光の照射量に応じて小さくなる。抵抗値が小さくなると導電率可変部に接して設けられている駆動用電極に対して抵抗値に応じた電圧が印加される。そして、駆動用電極の周辺部が絶縁状態の場合、その電位が保持された状態が継続する。この状態で、次の制御光が照射されると、保持された電位がオフセットとなり、さらに、保持された電位に加えた電位を生じてしまう。
【００１０】
第１の発明では、第１の制御光と第２の制御光との少なくとも２つの制御光を供給する。そして、まず初めに、書き込み用電極と異なる基準電位となるように設けられている消去用電極に対して、第１の制御光及び第２の制御光の一方の制御光を入射させることにより、駆動用電極を基準電位にする。これにより、例えば、何回も書き込み動作を繰り返して、ある電荷がオフセットとして駆動用電極に残存している場合でも、駆動用電極を常に基準電位にすることができる。そして、消去工程の後に続く書き込み工程において、基準電位となった駆動用電極に対して制御光の照射量に応じた電圧を印加できる。この結果、制御光の照射量と可動ミラーの移動量とが正確に対応するため、制御光を走査することにより正確に光アドレッシングを行うことができる。よって、可動ミラーの位置を連続的（アナログ的）に正確に制御できる。
【００１１】
また、第１の発明の好ましい態様によれば、第１の制御光と第２の制御光との少なくとも一方の制御光が所定位置を通過したことを検出する所定位置検出工程と、所定位置検出工程の検出結果に基づいて、第１の制御光と第２の制御光とが走査されている状態の位置を算出する位置算出工程と、をさらに含み、書き込み工程では、位置算出工程の算出結果により、第１の制御光又は第２の制御光が書き込み用電極と駆動用電極とが重なる位置において第１の制御光又は第２の制御光を照射し、消去工程では、第１の制御光又は第２の制御光が消去用電極と駆動用電極とが重なる位置において第１の制御光又は第２の制御光を照射することが望ましい。これにより、位置算出工程の検出結果に基づいて、第１の制御光と第２の制御光との走査中における位置を正確に求めることができる。そして、第１の制御光と第２の制御光との走査中における位置に応じて、書き込み用電極と駆動用電極とが重なる位置、又は消去用電極と駆動用電極とが重なるにおいて正確に第１の制御光又は第２の制御光を照射できる。この結果、消去工程と書き込み工程とを確実に行うことができる。
【００１２】
また、第２の発明によれば、所定の位置へ移動可能な複数の可動ミラーと、可動ミラーごとに設けられ、光学的に透明な書き込み用電極及び消去用電極と、書き込み用電極又は消去用電極へ制御光を照射するための制御光用光学系と、書き込み用電極と、消去用電極との上に設けられ、書き込み用電極又は消去用電極を透過した制御光により電気的な導電率が変化する導電率可変部と、書き込み用電極と消去用電極とに対応した導電率可変部上に設けられている駆動用電極と、書き込み用電極と可動ミラーとの間に所定の電圧を印加する電源と、可動ミラーを移動可能に支持する支持部と、を有する空間光変調装置の制御方法であって、少なくとも１つのビーム状の制御光を走査して供給する制御光供給工程と、書き込み用電極と異なる基準電位となるように設けられている消去用電極に対して、制御光を照射することにより、駆動用電極を基準電位にする消去工程と、消去工程の後に、書き込み用電極に対して、制御光を照射することにより、駆動用電極と可動ミラーとの間に所定の力を発生させる書き込み工程と、を含むことを特徴とする空間光変調装置の制御方法を提供できる。
【００１３】
これにより、少なくとも１つの制御光が書き込み用電極を照射する役割と、消去用電極を照射する役割とを兼用する。この結果、制御光を供給する光学系を簡便な構成とすることができる。また、例えば、何回も書き込み動作を繰り返して、ある電荷がオフセットとして駆動用電極に残存している場合でも、駆動用電極を常に基準電位にすることができる。そして、消去工程の後に続く書き込み工程において、基準電位となった駆動用電極に対して制御光の照射量に応じた電圧を印加できる。この結果、制御光の照射量と可動ミラーの移動量とが正確に対応するため、１つの制御光を走査することにより正確に光アドレッシングを行うことができる。よって、可動ミラーの位置を連続的（アナログ的）に正確に制御できる。
【００１４】
また、第２の発明の好ましい態様によれば、書き込み用電極と消去用電極とは、短冊形状を有し、制御光供給工程では、短冊形状の書き込み用電極と消去用電極との長手方向に沿って、前記制御光を走査することが望ましい。これにより、制御光が消去用電極上を走査している場合は、制御光を常に点灯して照射する状態にできる。
【００１５】
また、第２の発明の好ましい態様によれば、書き込み用電極と消去用電極とは、制御光の走査方向に対して略直交する方向に所定ピッチで交互に設けられ、可動ミラーと、走査方向に略直交する方向に隣接する可動ミラーとにおいて、書き込み用電極と消去用電極とは所定ピッチだけシフトして形成されており、制御光供給工程において、制御光は、第１の走査方向と、第１の走査方向とは反対の第２の走査方向とのいずれの走査方向でも、消去用電極を照射した後に、書き込み用電極を照射することが望ましい。これにより、例えば、少なくとも１つの制御光を用いた場合、いずれの可動ミラーにおいても、常に初めに消去工程が行われ、その次に書き込み工程が行われる。この結果、画像データに応じた制御光を書き込み用電極に照射する前に、常に消去用電極を基準電位にできる。従って、可動ミラーを正確にアナログ的に制御できる。
【００１６】
また、第３の発明によれば、所定の位置へ移動可能な複数の可動ミラーと、可動ミラーごとに設けられ、光学的に透明な書き込み用電極及び消去用電極と、書き込み用電極又は消去用電極へ制御光を照射するための制御光用光学系と、書き込み用電極と、消去用電極との上に設けられ、書き込み用電極又は消去用電極を透過した制御光により電気的な導電率が変化する導電率可変部と、書き込み用電極と消去用電極とに対応した導電率可変部上に設けられている駆動用電極と、書き込み用電極と可動ミラーとの間に所定の電圧を印加する電源と、可動ミラーを移動可能に支持する支持部とを有し、上述の空間光変調装置の制御方法で制御されることを特徴とする空間光変調装置を提供できる。空間光変調装置が上述の制御方法で制御されているため、制御光の照射量と可動ミラーの移動量とが正確に対応する。このため、制御光を走査することにより正確に光アドレッシングを行うことができる。
【００１７】
また、第４の発明によれば、照明光を供給する照明光用光源部と、所定の位置へ移動可能な複数の可動ミラーを有し、画像信号に応じて照明光用光源部からの照明光を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照明光を投写する投写レンズと、を有し、空間光変調装置は、上述の空間光変調装置であって、可動ミラーは、所定の位置に応じた照明光の光量を投写レンズの入射瞳へ反射させることを特徴とするプロジェクタを提供できる。これにより、制御光を走査することにより正確に光アドレッシングを行うことができる。この結果、照明光を画像信号に応じて正確に変調できるため、高品質な投写像を得ることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態を詳細に説明する。
（第１実施形態）
図１を用いて、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とからなる。照明光用光源部１０１から供給される照明光は、フィールドレンズ１０３を透過した後、光制御ティルトミラーデバイス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。変調部１０４は、所定の位置へ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２００（図２）が、略直交する２方向へ格子状に配列されて構成されている。そして、変調部１０４は、照明光用光源部１０１からの照明光を、制御部１１２からの画像信号に応じて変調する。変調は、後述するように、制御光用レーザ光源１１０ａからのビーム状の第１の制御光Ｌａと、制御光用レーザ光源１１０ｂからのビーム状の第２の制御光Ｌｂとにより行われる。第１の制御光Ｌａと第２の制御光Ｌｂとは、ガルバノミラー１１６により、変調部１０４の２次元面内を走査する。そして、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。可動ミラーは、照明光用光源部１０１からの照明光のうち、可動ミラーの位置状態に応じた光量を投写レンズ１０５の入射瞳１０７の方向に反射させる。
【００１９】
次に、図２を用いて、光制御可動ミラーデバイス２００の構成と可動ミラー２０７の駆動について説明する。ここで、光制御可動ミラーデバイス２００とは、１つの可動ミラー２０７を駆動するデバイスをいうものとする。変調部１０４は、投写レンズ１０５の側の表面に、複数の光制御可動ミラーデバイス２００が形成されている。そして、変調部１０４は、ガルバノミラー１１６によって走査させたビーム状の制御光に応じて、照明光用光源部１０１からの照明光を変調する。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。光制御可動ミラーデバイス２００は、光学的に透明な平行平板である硝子基板２０１を有する。硝子基板２０１は、制御光用光源部１１０ａ、１１０ｂからの制御光が走査されるｘｙ方向に略平行に設けられている。硝子基板２０１の上には、導電率可変部２０３が形成されている。硝子基板２０１の、硝子基板２０１と導電率可変部２０３とが接合する面には、光学的に透明な書き込み用電極２１０と、消去用電極２１１とが形成されている。書き込み用電極２１０と、消去用電極２１１とは、ＩＴＯ膜で構成できる。導電率可変部２０３は、書き込み用電極２１０を透過した制御光Ｌａ及び消去用電極２１１を透過した制御光Ｌｂにより電気的な導電率を変化させる。制御光の走査方法については、図４を参照して後述する。導電率可変部２０３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。ａ−Ｓｉの場合は、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、制御光Ｌａ、Ｌｂ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に制御光Ｌａ、Ｌｂ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２０３において導電率が変化する領域は、制御光Ｌａを照射させた書き込み用電極２１０の領域と、制御光Ｌｂを照射させた消去用電極２１１の領域である。
【００２０】
絶縁層２０４は、導電率可変部２０３の端部側の位置に、スパッタ技術により形成される。絶縁層２０４にはＳｉＯ₂を用いることができる。絶縁層２０４の上には可動ミラー側電極２０５が設けられている。また、駆動用電極２０８は、導電率可変部２０３の上であって、書き込み用電極２１０と消去用電極２１１とに対応する位置に設けられている。可動ミラー側電極２０５と駆動用電極２０８とは導電性物質、例えばアルミニゥム（Ａｌ）で構成されている。
【００２１】
直流電源２０９は、書き込み用電極２１０と可動ミラー側電極２０５との間に所定電圧を印加する。ここで、直流電源２０９に代えて、交流電源を使用することとしても良い。さらに、可動ミラー側電極２０５の上には、可動ミラー２０７と、可動ミラー２０７を移動可能に支持する支持部２０６とが形成されている。支持部２０６は、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（金属ばね等）である。支持部２０６が導電性を有するため、支持部２０６を介して可動ミラー２０７と可動ミラー側電極２０５とは同電位である。また、消去用電極２１１は、直流電源２０９と接続されている書き込み用電極２１０と異なる基準電位、例えば低い基準電位となるように設けられている。例えば本実施例では、消去用電極２１１は、電位が略ゼロとなるように、グラウンド電極２１２と電気的に接続されて接地している。なお、上述のように直流電源２０９と可動ミラー側電極２０５とを電気的に接続する構成とせず、直接、直流電源２０９と可動ミラー２０７とを電気的に接続することとしても良い。直流電源２０９と可動ミラー２０７とを電気的に接続する構成とする場合、支持部２０６は、非導電性の部材を用いても良い。また、直流電源２０９と可動ミラー２０７とを電気的に接続する場合、上述の可動ミラー側電極２０５を省略する構成としても良い。
【００２２】
次に、第１と第２の制御光Ｌａ、Ｌｂにより可動ミラー２０７を駆動する構成について説明する。書き込み用電極２１０へ第１の制御光Ｌａを入射させると、導電率可変部２０３のうち書き込み用電極２１０に接合している部分について、制御光Ｌａ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２０３の導電率が大きくなることにより、直流電源２０９の一方の電極（例えば負極）は、書き込み用電極２１０と導電率可変部２０３とを経由して駆動用電極２０８と電気的に接続される。導電率可変部２０３の導電率は書き込み用電極２１０を透過した第１の制御光Ｌａの光量に応じて変化するため、駆動用電極２０８は、第１の制御光Ｌａの光量に応じた電圧が印加される。なお、厳密には、導電率可変部２０３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と第２の制御光Ｌａ、Ｌｂ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２０７を制御する。このため、第１と第２の制御光Ｌａ、Ｌｂ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。
【００２３】
直流電源２０９の他方の電極（例えば正極）は、可動ミラー側電極２０５と支持部２０６とを経由して可動ミラー２０７と電気的に接続されている。従って、書き込み用電極２１０に第１の制御光Ｌａが入射することにより、可動ミラー２０７と駆動用電極２０８との間には、導電率可変部２０３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２０７と駆動用電極２０８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）Ｆ１が生じる。このため、可動ミラー２０７は、書き込み用電極２１０に入射する制御光Ｌａの光量に応じた静電力Ｆ１により駆動用電極２０８の方向へ傾斜する。なお、可動ミラー側電極２０５と導電率可変部２０３との間の絶縁層２０４は、可動ミラー側電極２０５と、駆動用電極２０８とが電気的に接続することを防止するために設けられている。可動ミラー側電極２０５と、駆動用電極２０８との電気的な接続を防止することにより、可動ミラー２０７の駆動の制御が不可能となることを確実に防止することができる。
【００２４】
次に、書き込み用電極２１０へ第１の制御光Ｌａを入射させた後、書き込み用電極２１０と、消去用電極２１１とにいずれの制御光も入射させない場合、導電率可変部２０３は、上述のように絶縁性部材として機能する。このとき、駆動用電極２０８は、導電率可変部２０３によって駆動用電極２０８の周辺に設けられている他の部材から絶縁される。駆動用電極２０８が絶縁されることにより、書き込み用電極２１０へ第１の制御光Ｌａを入射させることによって静電力Ｆ１を発生させた電荷が残存し、静電力Ｆ１が保持される。このため、書き込み用電極２１０へ第１の制御光Ｌａを入射させた後、書き込み用電極２１０と、消去用電極２１１とにいずれの制御光も入射させない場合、可動ミラー２０７は静電力Ｆ１によって所定の反射位置状態を維持する。
【００２５】
そして、消去用電極２１１へ第２の制御光Ｌｂを入射させると、導電率可変部２０３のうち消去用電極２１１に接合している部分について、第２の制御光Ｌｂ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２０３の導電率が大きくなることにより、駆動用電極２０８と、消去用電極２１１と電気的に接続されているグラウンド電極２１２とは、電気的に接続される。このとき、駆動用電極２０８に残存していた電荷が、導電率可変部２０３と、消去用電極２１１とを通過してグラウンド電極２１２へ移動する。このようにして、駆動用電極２０８に残存している電荷が消滅する。
【００２６】
次に、図３を参照して、書き込み用電極２１０と、消去用電極２１１と、駆動用電極２０８との関係を説明する。駆動用電極２０８の面積は、書き込み用電極２１０と消去用電極２１１とよりも十分大きくする。また、走査を開始する位置近傍の光制御可動ミラーデバイス２００の近傍には、位置検出部であるフォトダイオード３０１が設けられている。フォトダイオード３０１は、第１と第２の制御光Ｌａ、Ｌｂがそれぞれ通過するタイミングを検出する。そして、制御部１１２は、検出されたタイミングで、制御光を走査する際のクロック信号の同期をとる。次に、制御部１１２は、クロック信号に基づいて、第１の制御光Ｌａと第２の制御光Ｌｂとが走査されている状態の位置を算出する。制御部１１２は、例えば、第１の制御光Ｌａが書き込み用電極２１０と駆動用電極２０８とが重なる位置において第１の制御光Ｌａを照射させる。また、制御部１１２は、例えば、第２の制御光Ｌｂが消去用電極２１１と駆動用電極２０８とが重なる位置において第２の制御光Ｌｂを照射させる。このように、フォトダイオード３０１の検出結果に基づいて、第１の制御光Ｌａと第２の制御光Ｌｂとの走査中における位置を正確に求めることができる。そして、第１の制御光Ｌａと第２の制御光Ｌｂとの走査中における位置に応じて、書き込み用電極２１０と駆動用電極２０８とが重なる位置、又は消去用電極２１１と駆動用電極２０８とが重なる位置において正確に第１の制御光Ｌａ又は第２の制御光Ｌｂを照射できる。この結果、電圧の消去と電圧の書き込みとを確実に行うことができる。
【００２７】
（走査手順）
次に、図４を参照して、制御光の走査手順について説明する。ガルバノミラー１１６は、第１の制御光Ｌａと第２の制御光Ｌｂとの２つのビーム状の制御光を、第１の走査方向ＤＲ１に沿って走査する。このとき、第２の制御光Ｌ２を先頭に配列し、第１の制御光Ｌａをその次の位置に略直線状に配列する。この状態で第１の走査方向ＤＲ１に沿って、図４において左から右へ走査を開始する。２つの制御光Ｌａ、Ｌｂは、まず、走査開始位置に設けられているフォトダイオード３０１へ入射する。これにより、上述したように、２つの制御光Ｌａ、Ｌｂの走査時における正確な位置を求めることができる。
【００２８】
２つの制御光Ｌａ、Ｌｂは、第１の走査方向ＤＲ１に沿って走査したあと、そのまま折り返して、今度は第１の走査方向とは反対の第２の走査方向ＤＲ２へ沿って走査を続ける。このとき、先頭は第１の制御光Ｌａ、続いて第２の制御光Ｌｂの順番で走査する。このような、走査手順を繰り返して、２つの制御光Ｌａ、Ｌｂは、最後の光制御可動ミラーデバイス２００を通過する。最後の光制御可動ミラーデバイス２００の近傍にはさらに、フォトダイオード３０２が設けられている。フォトダイオード３０２により、画像信号の１フレーム分の走査が終了したことが検出できる。次に、制御部１１２は、ガルバノミラー１１６を制御して、２つの制御光Ｌａ、Ｌｂは、再びフォトダイオード３０１を通過する位置から、次のフレームの画像信号を書き込むように走査を開始する。
【００２９】
ここで、各光制御可動ミラーデバイス２００において、まず第１に、消去用電極２１１に対して、第２の制御光Ｌｂを照射させる。そして、駆動用電極２０８を基準電位である０（ゼロ）Ｖにする。次に、消去工程の後に、書き込み用電極２１０に対して、第１の制御光Ｌａを照射する。これにより、駆動用電極２０８と可動ミラー２０７との間に所定の力を発生させて、可動ミラー２０７を移動させる。
【００３０】
次に、第２の走査方向ＤＲ２へ走査する場合は、２つの制御光Ｌａ、Ｌｂの役割が入れ替る。第２の走査方向ＤＲ２へ走査する場合、まず第１に、消去用電極２１１に対して、第１の制御光Ｌａを照射させる。そして、駆動用電極２０８を基準電位である０（ゼロ）Ｖにする。次に、消去工程の後に、書き込み用電極２１０に対して、第２の制御光Ｌｂを照射する。これにより、駆動用電極２０８と可動ミラー２０７との間に所定の力を発生させて、可動ミラー２０７を移動させる。そして、この手順を最後の光制御可動ミラーデバイス２００まで繰り返す。
【００３１】
駆動用電極２０８は、制御光により書き込まれると、その電位を保持した状態が継続する。そして、次の異なるフレームにおいては、常に、書き込み用電極２１０を制御光が照射する前に、消去用電極２１１に対して、第１の制御光Ｌａ及び第２の制御光Ｌｂの一方の制御光を照射する。この結果、駆動用電極２０８は基準電位になる。これにより、例えば、何回も書き込み動作を繰り返して、ある電位がオフセットとして駆動用電極２０８に残存している場合でも、書き込む直前に駆動用電極２０８を常に基準電位にすることができる。そして、消去工程の後に続く書き込み工程において、基準電位となった駆動用電極２０８に対して制御光Ｌａ、Ｌｂの照射量に応じた電圧を印加できる。この結果、制御光Ｌａ、Ｌｂの照射量と可動ミラー２０７のアナログ的な移動量とが正確に対応するため、制御光Ｌａ、Ｌｂを走査することにより正確に光アドレッシングを行うことができる。
【００３２】
（照明光点灯タイミング）
次に、図５を用いて、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５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。１フレーム期間内の、Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光の各色光の点灯時間において、上述のように、第１と第２の制御光Ｌａ、Ｌｂを変調部１０４に対して走査する。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５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。
【００３３】
（第２実施形態）
図６は、本発明の第２実施形態に係る光制御ティルトミラーデバイスの書き込み用電極６１０と消去用電極６１１との構成を示す。上記第１実施形態と同一部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。上記第１実施形態では、第１の制御光Ｌａと第２の制御光Ｌｂとの２つの制御光を用いているのに対し、本実施形態では１つの制御光Ｌｃを用いる点が異なる。
【００３４】
書き込み用電極６１０と消去用電極６１１とは、短冊形状である。制御光Ｌｃは、短冊形状の書き込み用電極６１０と消去用電極６１１との長手方向に沿った第１の走査方向ＤＲ１又は第２の走査方向ＤＲ２へ走査される。まず始めに、制御光Ｌｃは、第１の走査方向ＤＲ１に沿って、図６の左から右へ向かって、消去用電極６１１の上を各光制御可動ミラーデバイス６００にわたって走査する。このとき、制御部１１２（図１）は、制御光Ｌｃを点灯し続けて、第１の走査方向ＤＲ１における全ての光制御可動ミラーデバイス６００に対して消去工程を行うことができる。次に、制御光Ｌｃは折返して、第１の走査方向ＤＲ１とは反対の第２の走査方向ＤＲ２へ進行する。この時、制御光Ｌｃは、各光制御可動ミラーデバイス６００ごとに、画像データに応じた光量に変調されて照射される。このように、制御光Ｌｃは消去用電極６１１を照射するときは、消去用の制御光として機能する。また、制御光Ｌｃは、書き込み用電極６１０を照射するときは、書き込み用の制御光として機能する。これにより、１つの制御光Ｌｃの場合でも、書き込み工程の前に常に消去工程を行うことができる。この結果、駆動用電極２０８に残存しているオフセット電荷を、書き込み工程前に消去できる。従って、正確に可動ミラー２０７を制御することができる。
【００３５】
（第３実施形態）
図７は、本発明の第３実施形態に係る光制御ティルトミラーデバイスの書き込み用電極７１０と消去用電極７１１との構成を示す。上記第１実施形態と同一部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。上記第１実施形態では、第１の制御光Ｌａと第２の制御光Ｌｂとの２つの制御光を用いているのに対し、本実施形態では１つの制御光Ｌｃを用いる点が異なる。
【００３６】
書き込み用電極７１０と消去用電極７１１とは、制御光Ｌｃの第１と第２の走査方向ＤＲ１、ＤＲ２に対して略直交する方向に所定ピッチＰで交互に設けられている。また、光制御可動ミラーデバイス７００は略直交する方向へ格子状に配列されている。さらに、光制御可動ミラーデバイス７００ａと、第１の走査方向ＤＲ１に略直交する方向に隣接する光制御可動ミラーデバイス７００ｂとにおいて、書き込み用電極７１０と消去用電極７１１とは所定ピッチＰだけシフトして形成されている。
【００３７】
このような構成により、１つの制御光Ｌｃを用いる場合でも、第１の走査方向ＤＲ１と、第１の走査方向ＤＲ１とは反対の第２の走査方向ＤＲ２とのいずれの走査方向でも、消去用電極７１１を照射した後に、書き込み用電極７１０を照射することができる。そして、制御光Ｌｃは消去用電極７１１を照射するときは、消去用の制御光として機能する。また、制御光Ｌｃは、書き込み用電極７１０を照射するときは、書き込み用の制御光として機能する。これにより、いずれの光制御可動ミラーデバイス７００においても、常に初めに消去工程が行われ、その次に書き込み工程が行われる。この結果、画像データに応じた制御光Ｌｃを書き込み用電極７１０に照射する前に、常に消去用電極７１１を基準電位にできる。従って、可動ミラー２０７を正確に制御できる。
【００３８】
なお、上記第１実施形態では、第１の制御光Ｌａと第２の制御光Ｌｂとの２つの制御光を１つのユニットとして用いている。この場合、複数の制御光のユニットで、複数の光制御可動ミラーデバイスを同時に走査すれば、１フレーム期間を短縮化できるので高速に画像表示を行うことができる。同様に、上記第２、第３実施形態において１つの制御光Ｌｃを用いているが、複数の制御光により、複数の光制御可動ミラーデバイスを同時に走査すれば、１フレーム期間を短縮化できるので高速に画像表示を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態にかか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実施形態の書き込み用電極等の概略構成図。
【図４】第１実施形態の電極の概略構成図。
【図５】点灯のタイミングチャート。
【図６】第２実施形態の書き込み用電極等の概略構成図。
【図７】第３実施形態の書き込み用電極等の概略構成図。
【符号の説明】
１００プロジェクタ、１０１照明光用光源部、１０２Ｒ、１０２Ｇ、１０２Ｂ各色光用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、１１０ａ制御光用レーザ光源、１１０ｂ制御光用レーザ光源、１１２制御部、１１６ガルバノミラー、１２０光制御ティルトミラーデバイス、２００光制御可動ミラーデバイス、２０１硝子基板、２０３導電率可変部、２０４絶縁層、２０５可動ミラー側電極、２０６支持部、２０７可動ミラー、２０８駆動用電極、２０９直流電源、２１０書き込み用電極、２１１消去用電極、２１２グラウンド電極、３０１フォトダイオード、３０２フォトダイオード、６００光制御可動ミラーデバイス、６１０書き込み用電極、６１１消去用電極、７００光制御可動ミラーデバイス、７００ａ光制御可動ミラーデバイス、７００ｂ光制御可動ミラーデバイス、ＤＲ１、ＤＲ２走査方向、Ｆ１静電力、Ｐ所定ピッチ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a spatial light modulation device control method, a spatial light modulation device, and a projector, and more particularly to a technique of a spatial light modulation device control method that can be controlled by light.
[0002]
[Prior art]
In recent years, projectors using beam-shaped light, particularly laser light as light source light have been proposed. As a technique of an image display apparatus that directly draws a laser beam in a two-dimensional form and directly draws it on a screen or the like, for example, there is one proposed in Patent Document 1.
[0003]
[Patent Document 1]
JP 2000-1111733 A
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
A tilt mirror device can be used as the spatial light modulation device of the projector. The tilt mirror device is composed of a plurality of movable mirror devices that drive the movable mirror according to an image signal. The tilt mirror device modulates the illumination light according to the image signal by moving the movable mirror to at least the first reflection position and the second reflection position to reflect the illumination light. As an application of a conventional tilt mirror device, it is conceivable to use a light control tilt mirror device that is driven by entering control light. The light control tilt mirror device is composed of a plurality of light control movable mirror devices arranged in a lattice pattern. The position of the movable mirror can be controlled by irradiating each light-controlled movable mirror device with control light corresponding to the image signal (hereinafter, referred to as “optical addressing” as appropriate). When the optical addressing technique is used, wiring for driving each movable mirror becomes unnecessary, and a wider modulation area of the spatial light modulator can be secured. If the modulation region of the spatial light modulator becomes wider, there is an advantage that illumination light can be used efficiently.
[0005]
Here, the light control movable mirror device constituting the light control tilt mirror device will be described. The light-controlled movable mirror device can be created by MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) technology. Then, the movable mirror is moved according to the amount of control light. The light-controllable movable mirror device changes its electrical conductivity when irradiated with control light, for example, an amorphous silicon (hereinafter referred to as “a-Si”) or a photosensitive organic film or the like. Used as When the control light is irradiated to the conductivity variable portion, the resistance value of the conductivity variable portion becomes smaller according to the amount of control light irradiation. When the resistance value decreases, a voltage corresponding to the resistance value is applied to the drive electrode provided in contact with the conductivity variable portion. An electrostatic force proportional to the absolute value of the applied voltage is generated between the possible mirror and the driving electrode. The movable mirror moves due to the generated electrostatic force (attraction).
[0006]
Here, the resistance of the peripheral portion of the drive electrode portion formed of MEMS is substantially insulative. For this reason, the voltage applied to the drive electrode has no escape, so that the voltage is maintained for a long time. The voltage maintained at the driving electrode becomes an offset voltage when new data is next written. As a result, the amount of control light irradiation and the amount of movement of the movable mirror do not correspond accurately, which is a problem. In particular, when the illumination light is modulated in accordance with image data using a light control tilt mirror device as a spatial light modulator, it is necessary to accurately control the movement amount of the movable mirror, for example, in an analog manner. Therefore, when the movable mirror is controlled in an analog manner by using the light control tilt mirror device, the above-described problem of the offset voltage becomes more remarkable.
[0007]
The present invention has been made to solve the above-described problem, and a control method for a spatial light modulation device capable of accurately performing optical addressing by scanning control light, and a control method for the spatial light modulation device An object of the present invention is to provide a spatial light modulation device and a projector controlled by the projector.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems and achieve the object, according to the first invention, a plurality of movable mirrors movable to a predetermined position, an optically transparent writing electrode provided for each movable mirror, and An erasing electrode, a writing light or an erasing electrode, a control light optical system for irradiating control light to the erasing electrode, a writing electrode, and an erasing electrode are provided on the writing electrode or erasing electrode. Conductivity variable portion whose electrical conductivity changes by transmitted control light, drive electrode provided on conductivity variable portion corresponding to write electrode and erase electrode, write electrode and movable A method of controlling a spatial light modulation device having a power source that applies a predetermined voltage between a mirror and a support unit that movably supports a movable mirror, wherein the beam-like array is arranged substantially linearly. At least the first control light and the first The control light supply step of scanning and supplying the control light and the erasing electrode provided so as to have a reference potential different from that of the writing electrode are controlled by the first control light and the second control light. By irradiating one control light, the other control light of the first control light and the second control light is applied to the writing electrode after the erasing step of setting the driving electrode to the reference potential and the erasing step. And a writing step of generating a predetermined force between the driving electrode and the movable mirror by irradiating the light.
[0009]
When the control light is irradiated to the conductivity variable portion via the writing electrode, the resistance value of the conductivity variable portion is reduced according to the amount of control light irradiation. When the resistance value decreases, a voltage corresponding to the resistance value is applied to the drive electrode provided in contact with the conductivity variable portion. When the periphery of the driving electrode is in an insulated state, the state where the potential is maintained continues. When the next control light is irradiated in this state, the held potential becomes an offset, and further, a potential added to the held potential is generated.
[0010]
In the first invention, at least two control lights of the first control light and the second control light are supplied. First, by making one control light of the first control light and the second control light enter the erasing electrode provided to have a reference potential different from that of the writing electrode, The drive electrode is set to the reference potential. Thus, for example, even when the write operation is repeated many times and a certain charge remains as an offset in the drive electrode, the drive electrode can always be set to the reference potential. In a writing process subsequent to the erasing process, a voltage corresponding to the irradiation amount of the control light can be applied to the driving electrode having a reference potential. As a result, the irradiation amount of the control light and the movement amount of the movable mirror correspond accurately, so that the optical addressing can be performed accurately by scanning the control light. Therefore, the position of the movable mirror can be accurately controlled continuously (analogly).
[0011]
According to a preferred aspect of the first invention, the predetermined position detecting step for detecting that at least one of the first control light and the second control light has passed through the predetermined position, and the predetermined position detection. A position calculation step of calculating a position in a state where the first control light and the second control light are scanned based on the detection result of the step, and in the writing step, the calculation result of the position calculation step Thus, the first control light or the second control light is irradiated with the first control light or the second control light at a position where the writing electrode and the driving electrode overlap, and in the erasing process, the first control light or the second control light is irradiated. Alternatively, it is desirable to irradiate the first control light or the second control light at a position where the second control light overlaps the erasing electrode and the driving electrode. As a result, the position of the first control light and the second control light during scanning can be accurately obtained based on the detection result of the position calculation step. Then, depending on the position of the first control light and the second control light during scanning, the position where the writing electrode and the driving electrode overlap or the case where the erasing electrode and the driving electrode overlap exactly 1 control light or 2nd control light can be irradiated. As a result, the erasing process and the writing process can be reliably performed.
[0012]
According to the second invention, a plurality of movable mirrors movable to a predetermined position, an optically transparent writing electrode and erasing electrode provided for each movable mirror, and a writing electrode or erasing electrode Provided on the control light optical system for irradiating the electrode with control light, the writing electrode, and the erasing electrode, the electrical conductivity is controlled by the control light transmitted through the writing electrode or the erasing electrode. A predetermined voltage is applied between the variable conductivity portion, the drive electrode provided on the variable conductivity portion corresponding to the writing electrode and the erasing electrode, and the writing electrode and the movable mirror. A control method of a spatial light modulation device having a power source and a support unit that movably supports a movable mirror, the control light supply step of scanning and supplying at least one beam of control light, and writing Different standards from electrodes The control light is applied to the writing electrode after the erasing step of setting the driving electrode to the reference potential by irradiating the control electrode to the erasing electrode provided so that the driving electrode is at a reference potential. Can be provided, which includes a writing step of generating a predetermined force between the driving electrode and the movable mirror.
[0013]
Thereby, at least one control light has both the role of irradiating the writing electrode and the role of irradiating the erasing electrode. As a result, the optical system that supplies the control light can have a simple configuration. Further, for example, even when the write operation is repeated many times and a certain charge remains on the drive electrode as an offset, the drive electrode can always be set to the reference potential. In a writing process subsequent to the erasing process, a voltage corresponding to the irradiation amount of the control light can be applied to the driving electrode having a reference potential. As a result, since the amount of control light irradiation and the amount of movement of the movable mirror correspond accurately, optical addressing can be performed accurately by scanning one control light. Therefore, the position of the movable mirror can be accurately controlled continuously (analogly).
[0014]
According to a preferred aspect of the second invention, the writing electrode and the erasing electrode have a strip shape, and in the control light supply step, the longitudinal direction of the strip-shaped writing electrode and the erasing electrode is It is desirable to scan the control light along. As a result, when the control light is scanning on the erasing electrode, the control light can always be turned on and irradiated.
[0015]
According to a preferred aspect of the second invention, the writing electrode and the erasing electrode are alternately provided at a predetermined pitch in a direction substantially orthogonal to the scanning direction of the control light, and the movable mirror and the scanning direction The writing electrode and the erasing electrode are formed by shifting by a predetermined pitch in the movable mirror adjacent to the direction substantially orthogonal to the control mirror, and in the control light supply step, the control light is transmitted in the first scanning direction, In any scanning direction, which is the second scanning direction opposite to the first scanning direction, it is desirable to irradiate the writing electrode after irradiating the erasing electrode. Thus, for example, when at least one control light is used, the erasing process is always performed first and then the writing process is performed in any movable mirror. As a result, the erasing electrode can always be set to the reference potential before the writing electrode is irradiated with the control light corresponding to the image data. Therefore, the movable mirror can be accurately controlled in an analog manner.
[0016]
According to the third invention, a plurality of movable mirrors movable to a predetermined position, an optically transparent writing electrode and erasing electrode provided for each movable mirror, and a writing electrode or erasing electrode Provided on the control light optical system for irradiating the electrode with control light, the writing electrode, and the erasing electrode, the electrical conductivity is controlled by the control light transmitted through the writing electrode or the erasing electrode. A predetermined voltage is applied between the variable conductivity portion, the drive electrode provided on the variable conductivity portion corresponding to the writing electrode and the erasing electrode, and the writing electrode and the movable mirror. It is possible to provide a spatial light modulation device having a power source and a support portion that movably supports the movable mirror, and controlled by the above-described spatial light modulation device control method. Since the spatial light modulator is controlled by the above-described control method, the irradiation amount of the control light and the movement amount of the movable mirror correspond accurately. For this reason, optical addressing can be performed accurately by scanning the control light.
[0017]
According to the fourth aspect of the present invention, the illumination light source unit that supplies illumination light and the plurality of movable mirrors that can move to a predetermined position are provided, and illumination from the illumination light source unit is performed according to an image signal. A spatial light modulation device that modulates light, and a projection lens that projects illumination light modulated by the spatial light modulation device. The spatial light modulation device is the spatial light modulation device described above, and the movable mirror is A projector can be provided that reflects the amount of illumination light corresponding to a predetermined position to the entrance pupil of the projection lens. Thereby, optical addressing can be performed accurately by scanning the control light. As a result, the illumination light can be accurately modulated according to the image signal, so that a high-quality projected image can be obtained.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
(First embodiment)
A schematic configuration of a projector 100 according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The projector 100 includes an illumination light source unit 101 provided with a plurality of light emitting diode elements (hereinafter referred to as “LEDs” as appropriate) that are solid state light emitting elements. The illumination light source unit 101 supplies an R light LED 102R that supplies R light that is first color light, a B light LED 102B that supplies B light that is second color light, and a G light that is third color light. It consists of LED 102G for G light. The illumination light supplied from the illumination light source unit 101 passes through the field lens 103 and then enters the modulation unit 104 of the light control tilt mirror device 120. The field lens 103 has a function of illuminating the modulation unit 104 in a telecentric manner, that is, a function of making the illumination light enter the modulation unit 104 as parallel to the principal ray as much as possible. The projector 100 forms an image of the illumination light source unit 101 at the position of the entrance pupil 107 of the projection lens 105. For this reason, the modulation unit 104 is Kohler-illuminated by the illumination light supplied from the illumination light source unit 101. The modulation unit 104 includes a plurality of light control movable mirror devices 200 (FIG. 2) having movable mirrors that can move to a predetermined position, which are arranged in a lattice shape in two substantially orthogonal directions. The modulation unit 104 modulates the illumination light from the illumination light source unit 101 in accordance with the image signal from the control unit 112. As described later, the modulation is performed by the beam-shaped first control light La from the control light laser light source 110a and the beam-shaped second control light Lb from the control light laser light source 110b. The first control light La and the second control light Lb are scanned in the two-dimensional plane of the modulation unit 104 by the galvanometer mirror 116. The projection lens 105 projects the light modulated by the modulation unit 104 onto the screen 106. The movable mirror reflects the amount of light according to the position of the movable mirror in the direction of the entrance pupil 107 of the projection lens 105 out of the illumination light from the illumination light source unit 101.
[0019]
Next, the configuration of the light control movable mirror device 200 and the driving of the movable mirror 207 will be described with reference to FIG. Here, the light control movable mirror device 200 refers to a device that drives one movable mirror 207. The modulation unit 104 has a plurality of light-controllable movable mirror devices 200 formed on the surface on the projection lens 105 side. The modulation unit 104 modulates the illumination light from the illumination light source unit 101 according to the beam-shaped control light scanned by the galvano mirror 116. The light-controlled movable mirror device 200 can be created by MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) technology. The light-controlled movable mirror device 200 has a glass substrate 201 that is an optically transparent parallel plate. The glass substrate 201 is provided substantially parallel to the xy direction in which the control light from the control light source units 110a and 110b is scanned. On the glass substrate 201, a variable conductivity unit 203 is formed. An optically transparent writing electrode 210 and erasing electrode 211 are formed on the surface of the glass substrate 201 where the glass substrate 201 and the conductivity variable portion 203 are joined. The writing electrode 210 and the erasing electrode 211 can be made of an ITO film. The conductivity variable unit 203 changes the electrical conductivity by the control light La transmitted through the writing electrode 210 and the control light Lb transmitted through the erasing electrode 211. A method of scanning the control light will be described later with reference to FIG. For example, amorphous silicon (hereinafter referred to as “a-Si”), a photosensitive organic film, or the like can be used for the conductivity variable unit 203. In the case of a-Si, it is desirable to contain hydrogen. Further, a-Si is formed by a vapor deposition method (CVD method). a-Si functions as an insulating member having an electrical conductivity of approximately zero (that is, a resistance value of approximately infinite) in a state where the control lights La and Lb are not irradiated at all. In contrast, when a-Si is irradiated with the control light La and Lb, the conductivity increases (that is, the resistance value decreases) according to the amount of light. The regions where the conductivity changes in the conductivity varying unit 203 are a region of the writing electrode 210 irradiated with the control light La and a region of the erasing electrode 211 irradiated with the control light Lb.
[0020]
The insulating layer 204 is formed by a sputtering technique at a position on the end side of the conductivity variable portion 203. The insulating layer 204 has SiO. ₂ Can be used. A movable mirror side electrode 205 is provided on the insulating layer 204. The driving electrode 208 is provided on the conductivity variable portion 203 at a position corresponding to the writing electrode 210 and the erasing electrode 211. The movable mirror side electrode 205 and the driving electrode 208 are made of a conductive material such as aluminum (Al).
[0021]
The DC power source 209 applies a predetermined voltage between the writing electrode 210 and the movable mirror side electrode 205. Here, instead of the DC power source 209, an AC power source may be used. Furthermore, a movable mirror 207 and a support portion 206 that supports the movable mirror 207 so as to be movable are formed on the movable mirror side electrode 205. The support part 206 is a flexible member having conductivity, or an elastic member (metal spring or the like) having conductivity. Since the support portion 206 has conductivity, the movable mirror 207 and the movable mirror side electrode 205 are at the same potential via the support portion 206. The erasing electrode 211 is provided so as to have a reference potential different from that of the writing electrode 210 connected to the DC power supply 209, for example, a low reference potential. For example, in this embodiment, the erasing electrode 211 is electrically connected to the ground electrode 212 and grounded so that the potential becomes substantially zero. As described above, the DC power supply 209 and the movable mirror 207 may be directly connected to each other without directly connecting the DC power supply 209 and the movable mirror side electrode 205. When the DC power supply 209 and the movable mirror 207 are configured to be electrically connected, the support 206 may be a non-conductive member. Further, when the DC power supply 209 and the movable mirror 207 are electrically connected, the above-described movable mirror side electrode 205 may be omitted.
[0022]
Next, a configuration in which the movable mirror 207 is driven by the first and second control lights La and Lb will be described. When the first control light La is incident on the writing electrode 210, the electrical conductivity of the portion of the conductivity variable portion 203 that is joined to the writing electrode 210 increases according to the amount of the control light La. Become. As the conductivity of the conductivity varying unit 203 increases, one electrode (for example, the negative electrode) of the DC power supply 209 is electrically connected to the driving electrode 208 via the writing electrode 210 and the conductivity varying unit 203. Connected. Since the conductivity of the conductivity varying unit 203 changes according to the amount of the first control light La transmitted through the writing electrode 210, the driving electrode 208 has a voltage corresponding to the amount of the first control light La. Applied. Strictly speaking, the region where the conductivity of the conductivity variable unit 203 changes tends to spread around the irradiation position in proportion to the light intensity and the irradiation time. The modulation unit 104 sequentially controls the adjacent movable mirrors 207 by scanning the first and second control lights La and Lb at high speed. For this reason, it treats as what the electrical conductivity changes only in the area | region vicinity irradiated with 1st and 2nd control light La and Lb.
[0023]
The other electrode (for example, positive electrode) of the DC power supply 209 is electrically connected to the movable mirror 207 via the movable mirror side electrode 205 and the support unit 206. Therefore, when the first control light La is incident on the writing electrode 210, a potential difference corresponding to the amount of change in the conductivity of the conductivity variable portion 203 is generated between the movable mirror 207 and the driving electrode 208. To do. By generating a potential difference between the movable mirror 207 and the drive electrode 208, a predetermined force corresponding to the potential difference, for example, an electrostatic force (attraction) F1, is generated. For this reason, the movable mirror 207 is tilted in the direction of the driving electrode 208 by the electrostatic force F1 corresponding to the amount of the control light La incident on the writing electrode 210. The insulating layer 204 between the movable mirror side electrode 205 and the conductivity variable portion 203 is provided to prevent the movable mirror side electrode 205 and the driving electrode 208 from being electrically connected. . By preventing the electrical connection between the movable mirror side electrode 205 and the drive electrode 208, it is possible to reliably prevent the drive control of the movable mirror 207 from becoming impossible.
[0024]
Next, when the first control light La is incident on the writing electrode 210 and no control light is incident on the writing electrode 210 and the erasing electrode 211, the conductivity variable unit 203 is It functions as an insulating member. At this time, the driving electrode 208 is insulated from other members provided around the driving electrode 208 by the conductivity varying unit 203. When the driving electrode 208 is insulated, the electric charge that generated the electrostatic force F1 by the first control light La entering the writing electrode 210 remains, and the electrostatic force F1 is maintained. Therefore, when no control light is incident on the writing electrode 210 and the erasing electrode 211 after the first control light La is incident on the writing electrode 210, the movable mirror 207 is predetermined by the electrostatic force F1. The reflection position state of is maintained.
[0025]
Then, when the second control light Lb is incident on the erasing electrode 211, the portion of the conductivity variable portion 203 that is joined to the erasing electrode 211 is electrically changed according to the amount of the second control light Lb. Increase in electrical conductivity. As the conductivity of the conductivity variable portion 203 increases, the driving electrode 208 and the ground electrode 212 that is electrically connected to the erasing electrode 211 are electrically connected. At this time, the electric charge remaining on the driving electrode 208 moves to the ground electrode 212 through the conductivity variable unit 203 and the erasing electrode 211. In this way, the charge remaining on the driving electrode 208 disappears.
[0026]
Next, the relationship among the write electrode 210, the erase electrode 211, and the drive electrode 208 will be described with reference to FIG. The area of the driving electrode 208 is made sufficiently larger than the writing electrode 210 and the erasing electrode 211. In addition, a photodiode 301 serving as a position detection unit is provided in the vicinity of the light-controlled movable mirror device 200 in the vicinity of the position where scanning is started. The photodiode 301 detects the timing at which the first and second control lights La and Lb pass. Then, the control unit 112 synchronizes the clock signal when scanning the control light at the detected timing. Next, the control unit 112 calculates a position in a state where the first control light La and the second control light Lb are scanned based on the clock signal. For example, the control unit 112 irradiates the first control light La at a position where the writing electrode 210 and the driving electrode 208 overlap with each other. For example, the control unit 112 irradiates the second control light Lb with the second control light Lb at a position where the erasing electrode 211 and the driving electrode 208 overlap. Thus, based on the detection result of the photodiode 301, the position of the first control light La and the second control light Lb during scanning can be accurately obtained. Then, depending on the position of the first control light La and the second control light Lb during scanning, the position where the writing electrode 210 and the driving electrode 208 overlap, or the erasing electrode 211 and the driving electrode 208 It is possible to accurately irradiate the first control light La or the second control light Lb at the position where the two overlap. As a result, voltage erasure and voltage writing can be reliably performed.
[0027]
(Scanning procedure)
Next, the scanning procedure of the control light will be described with reference to FIG. The galvanometer mirror 116 scans two beam-like control lights of the first control light La and the second control light Lb along the first scanning direction DR1. At this time, the second control light L2 is arranged at the head, and the first control light La is arranged substantially linearly at the next position. In this state, scanning is started from left to right in FIG. 4 along the first scanning direction DR1. The two control lights La and Lb first enter the photodiode 301 provided at the scanning start position. Thereby, as described above, it is possible to obtain an accurate position during scanning of the two control lights La and Lb.
[0028]
The two control lights La and Lb scan along the first scanning direction DR1, and then return as they are and continue scanning along the second scanning direction DR2 opposite to the first scanning direction. At this time, the head scans in the order of the first control light La and then the second control light Lb. By repeating such a scanning procedure, the two control lights La and Lb pass through the last light control movable mirror device 200. A photodiode 302 is further provided in the vicinity of the last light control movable mirror device 200. The photodiode 302 can detect that scanning of one frame of the image signal has been completed. Next, the control unit 112 controls the galvanometer mirror 116 to start scanning so that the two control lights La and Lb pass through the photodiode 301 again to write the image signal of the next frame.
[0029]
Here, in each light controllable movable mirror device 200, firstly, the erasing electrode 211 is irradiated with the second control light Lb. Then, the driving electrode 208 is set to 0 (zero) V which is a reference potential. Next, after the erasing process, the writing electrode 210 is irradiated with the first control light La. As a result, a predetermined force is generated between the driving electrode 208 and the movable mirror 207 to move the movable mirror 207.
[0030]
Next, when scanning in the second scanning direction DR2, the roles of the two control lights La and Lb are switched. When scanning in the second scanning direction DR2, first, the erasing electrode 211 is irradiated with the first control light La. Then, the driving electrode 208 is set to 0 (zero) V which is a reference potential. Next, after the erasing process, the second control light Lb is applied to the writing electrode 210. As a result, a predetermined force is generated between the driving electrode 208 and the movable mirror 207 to move the movable mirror 207. Then, this procedure is repeated up to the last light control movable mirror device 200.
[0031]
When the driving electrode 208 is written by the control light, the state of holding the potential continues. In the next different frame, one control light of the first control light La and the second control light Lb is always applied to the erasing electrode 211 before the write electrode 210 is irradiated with the control light. Irradiate. As a result, the driving electrode 208 becomes the reference potential. Thus, for example, even when the writing operation is repeated many times and a certain potential remains on the driving electrode 208 as an offset, the driving electrode 208 can always be set to the reference potential immediately before writing. In a writing process subsequent to the erasing process, a voltage corresponding to the irradiation amount of the control lights La and Lb can be applied to the driving electrode 208 having a reference potential. As a result, since the irradiation amounts of the control light La and Lb and the analog movement amount of the movable mirror 207 correspond accurately, optical addressing can be performed accurately by scanning the control light La and Lb.
[0032]
(Lighting timing)
Next, the lighting time and timing of the R light LED 102R, the G light LED 102G, and the B light LED 102B will be described with reference to FIG. FIG. 5 shows an example of lighting times and timings of the R light LED 102R, the G light LED 102G, and the B light LED 102B. As described above, the first and second control lights La and Lb are scanned with respect to the modulation unit 104 in the lighting time of each color light of R light, G light, and B light within one frame period. In order to sequentially project R light, G light, and B light and obtain a white projected image as a whole, it is necessary that the light flux amount of G light is 60 to 80% of the total light flux amount. When the output amount and the quantity of each color light LED 102R, 102G, 102B are the same, the light flux amount of the G light is insufficient. For this reason, as shown in FIG. 5, the lighting time GT of the G color LED 102G is set longer than both the lighting time RT of the R light LED 102R and the lighting time BT of the B light LED 102B.
[0033]
(Second Embodiment)
FIG. 6 shows the configuration of the write electrode 610 and the erase electrode 611 of the light control tilt mirror device according to the second embodiment of the present invention. The same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted. The first embodiment uses two control lights, the first control light La and the second control light Lb, whereas the present embodiment is different in that one control light Lc is used.
[0034]
The writing electrode 610 and the erasing electrode 611 have a strip shape. The control light Lc is scanned in the first scanning direction DR1 or the second scanning direction DR2 along the longitudinal direction of the strip-shaped writing electrode 610 and erasing electrode 611. First, the control light Lc scans the erasing electrode 611 over each light controllable movable mirror device 600 from the left to the right in FIG. 6 along the first scanning direction DR1. At this time, the control unit 112 (FIG. 1) can continue the lighting of the control light Lc and perform the erasing process on all the light controllable movable mirror devices 600 in the first scanning direction DR1. Next, the control light Lc turns back and travels in the second scanning direction DR2 opposite to the first scanning direction DR1. At this time, the control light Lc is irradiated with being modulated to a light amount corresponding to the image data for each of the light control movable mirror devices 600. Thus, the control light Lc functions as erasing control light when irradiating the erasing electrode 611. The control light Lc functions as control light for writing when the writing electrode 610 is irradiated. Thereby, even in the case of one control light Lc, the erasing process can always be performed before the writing process. As a result, the offset charge remaining on the driving electrode 208 can be erased before the writing process. Therefore, the movable mirror 207 can be accurately controlled.
[0035]
(Third embodiment)
FIG. 7 shows a configuration of the write electrode 710 and the erase electrode 711 of the light control tilt mirror device according to the third embodiment of the present invention. The same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted. The first embodiment uses two control lights, the first control light La and the second control light Lb, whereas the present embodiment is different in that one control light Lc is used.
[0036]
The writing electrode 710 and the erasing electrode 711 are alternately provided at a predetermined pitch P in a direction substantially orthogonal to the first and second scanning directions DR1 and DR2 of the control light Lc. Further, the light control movable mirror devices 700 are arranged in a lattice shape in a substantially orthogonal direction. Further, in the light controllable movable mirror device 700a and the light controllable movable mirror device 700b adjacent in the direction substantially orthogonal to the first scanning direction DR1, the writing electrode 710 and the erasing electrode 711 are shifted by a predetermined pitch P. Is formed.
[0037]
With such a configuration, even when one control light Lc is used, the erasing is performed in both the first scanning direction DR1 and the second scanning direction DR2 opposite to the first scanning direction DR1. After the electrode 711 is irradiated, the writing electrode 710 can be irradiated. The control light Lc functions as erasing control light when irradiating the erasing electrode 711. The control light Lc functions as control light for writing when the writing electrode 710 is irradiated. As a result, in any of the light-controlled movable mirror devices 700, the erasing process is always performed first, followed by the writing process. As a result, the erasing electrode 711 can always be set to the reference potential before the writing electrode 710 is irradiated with the control light Lc corresponding to the image data. Therefore, the movable mirror 207 can be accurately controlled.
[0038]
Note that, in the first embodiment, two control lights of the first control light La and the second control light Lb are used as one unit. In this case, if a plurality of light control movable mirror devices are simultaneously scanned with a plurality of control light units, one frame period can be shortened, so that image display can be performed at high speed. Similarly, in the second and third embodiments, one control light Lc is used. However, if a plurality of light controllable movable mirror devices are simultaneously scanned with a plurality of control lights, one frame period can be shortened. Image display can be performed at high speed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a projector according to a first embodiment.
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a light-controlled movable mirror device according to the first embodiment.
FIG. 3 is a schematic configuration diagram of a writing electrode and the like according to the first embodiment.
FIG. 4 is a schematic configuration diagram of an electrode according to the first embodiment.
FIG. 5 is a timing chart of lighting.
FIG. 6 is a schematic configuration diagram of a writing electrode and the like according to the second embodiment.
FIG. 7 is a schematic configuration diagram of a writing electrode and the like according to a third embodiment.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Projector, 101 Light source part for illumination light, 102R, 102G, 102B LED for each color light, 103 Field lens, 104 Modulation part, 105 Projection lens, 106 Screen, 107 Entrance pupil, 110a Laser light source for control light, 110b For control light Laser light source, 112 control unit, 116 galvanometer mirror, 120 light control tilt mirror device, 200 light control movable mirror device, 201 glass substrate, 203 conductivity variable unit, 204 insulating layer, 205 movable mirror side electrode, 206 support unit, 207 Movable mirror, 208 Drive electrode, 209 DC power supply, 210 Write electrode, 211 Erase electrode, 212 Ground electrode, 301 Photodiode, 302 Photodiode, 600 Light control movable mirror device, 610 Write electrode, 611 Erase Use electrode, 700 light control the movable mirror device, 700a light control the movable mirror device, 700b light control the movable mirror device, DR1, DR2 scanning direction, F1 electrostatic, P predetermined pitch

Claims

A plurality of movable mirrors movable to a predetermined position;
An optically transparent writing electrode and erasing electrode provided for each movable mirror;
A control light optical system for irradiating the write electrode or the erase electrode with control light;
A conductivity variable portion provided on the writing electrode and the erasing electrode and having an electric conductivity changed by the control light transmitted through the writing electrode or the erasing electrode;
A driving electrode provided on the conductivity variable portion corresponding to the writing electrode and the erasing electrode;
A power supply for applying a predetermined voltage between the writing electrode and the movable mirror;
A support unit that movably supports the movable mirror, and a method of controlling the spatial light modulator,
A control light supply step of scanning and supplying at least first control light and second control light in the form of a beam arranged in a substantially straight line;
By irradiating one of the first control light and the second control light to the erasing electrode provided to have a reference potential different from that of the writing electrode, An erasing step of setting the driving electrode to the reference potential;
After the erasing step, the write electrode is irradiated with the other control light of the first control light and the second control light, so that the gap between the drive electrode and the movable mirror is reduced. A writing process for generating a predetermined force in
A method for controlling a spatial light modulator, comprising:

A plurality of movable mirrors movable to a predetermined position;
An optically transparent writing electrode and erasing electrode provided for each movable mirror;
A control light optical system for irradiating the write electrode or the erase electrode with control light;
A conductivity variable portion provided on the writing electrode and the erasing electrode and having an electric conductivity changed by the control light transmitted through the writing electrode or the erasing electrode;
A driving electrode provided on the conductivity variable portion corresponding to the writing electrode and the erasing electrode;
A power supply for applying a predetermined voltage between the writing electrode and the movable mirror;
A support unit that movably supports the movable mirror, and a method of controlling the spatial light modulator,
A control light supply step of scanning and supplying at least one beam-shaped control light;
An erasing step of setting the driving electrode to the reference potential by irradiating the control electrode with the control light on the erasing electrode provided to have a reference potential different from that of the writing electrode;
A writing step of generating a predetermined force between the driving electrode and the movable mirror by irradiating the writing electrode with the control light after the erasing step;
A method for controlling a spatial light modulator, comprising:

The writing electrode and the erasing electrode have a strip shape,
3. The spatial light modulation device according to claim 2 , wherein in the control light supply step, the control light is scanned along a longitudinal direction of the strip-shaped writing electrode and the erasing electrode. Control method.

A plurality of movable mirrors movable to a predetermined position;
An optically transparent writing electrode and erasing electrode provided for each movable mirror;
A control light optical system for irradiating the write electrode or the erase electrode with control light;
A conductivity variable portion provided on the writing electrode and the erasing electrode and having an electric conductivity changed by the control light transmitted through the writing electrode or the erasing electrode;
A driving electrode provided on the conductivity variable portion corresponding to the writing electrode and the erasing electrode;
A power supply for applying a predetermined voltage between the writing electrode and the movable mirror;
A support part for movably supporting the movable mirror,
It controls by the control method of the spatial light modulation apparatus as described in any one of Claims 1-3 , The spatial light modulation apparatus characterized by the above-mentioned.

An illumination light source for supplying illumination light;
A spatial light modulator that has a plurality of movable mirrors movable to a predetermined position and modulates the illumination light from the illumination light source unit according to an image signal;
A projection lens that projects the illumination light modulated by the spatial light modulator,
The spatial light modulator is the spatial light modulator according to claim 4 ,
The movable mirror reflects a light amount of the illumination light corresponding to the predetermined position to an entrance pupil of the projection lens.