JPH07508387A - 画素強度変調器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 画素強度変調器 発明の分野 本出願は、１９８９年１１月１日付出願連続番号第０７／４２９゜９８７号に付 随する１９８９年１２月１１日付出願連続番号第０７／４４８．７４８号に付随 し且つ同時に申請された。これらの出願の内容は参照によってここに組み込まれ る。

発明の分野 本発明は、概して、光学投射系に係わり、更に具体的には、画素強度の変調を実 現するための被作動型鏡列を使用する新型表示投射系に係わる。

発明のマＶ景 被作動型端列は、光の強度の変調に有用な部品の一つである。光の強度の変調で は、連続番号第０７／４２９．９８７号と連続番号第０７／４４８，７４８号と に開示されているように、細隙を通過する光線の束で各鑵から反射した光線を変 調する。これらの出願書類に開示されているように、細隙に対して鎖を方向づ番 ブることによフて、光束を制御する。印加される電気信号に応じて各鏡を作動す る装置としては、圧電作動器が開示されている。電気信号は、所望の変調の度合 いに対応する。作動器の制御回路は、連続番号第０７１５０４．１２５号に開示 されている。開示内容については、参考文献として本書に掲載する。圧電１ヤ動 器および圧電作動器で構成される鏡列が数列、連続番号第０７／４ｇ４．５７９ 号に開示されている。

発明の概要 本発明によれば、画面に表示される画素の強度を変調するための装置は、広帯域 エネルギー源からの光エネルギーを平面体の反射性のある第一の面に集束させる 。第一の面は、所定の角度を成して前記第一の伝搬路に配置され、第二の伝搬路 方向へ光エネルギーを伝搬させる。平面鏡は、第二の伝搬路に配置される。ｍの 平面が、作動されると、Ｗｌが、前記第二の伝搬路に対して第一の角度限界点と 第二の角度限界点との間の角度範囲内の角度を成して傾（、第二の集束レンズは 、第二の伝搬路に配置され、第一の面から反射した光エネルギーを鏡上に集束す る。第一の角度限界点方向に向いているとき、鎖は、第二の伝搬路方向へ光エネ ルギーを反射させて第一の面へ入射させる。第二の角度限界点方向に向いている とき、鋼は、第三の伝搬路方向へ伝搬する光エネルギーを反射させて平面体の縁 の近傍で縁の外側に入射させ、第三の伝搬路方向へ伝搬する光エネルギー束が、 第一の角度限界と第二の角度限界との間に方向づけられた鑵の現在の向きの関数 となるようにする。画面は、第三の伝搬路に配置される。第三の伝搬路方向へ伝 搬する光エネルギー束が画面上に集束されると５　画素の強度が決定する。

本発明の別の特徴では、圧電材料か電歪材料かのいずれかで作製される新型の作 動器が２叔される。

本発明の上記の目的とその他の目的、効果、および特徴については、添付の図面 と請求の範囲とに関連づけて理解すると次の典型的に好適な実施例の考察から、 当業者には容易に明らかになるであろ図面の簡単な説明 図］は、本発明の原理に従って構成された新型の表示投射系の概略図である。

図２Ａは、図１の拡大概略図である。

図２１３は、図２Ａに類似しているが別の実施例を示す図である。

図３は図１の鏡作動器の横断面図である。

典型的に好適な実施例の説明 図１と図２八に示す表示投射系１０は、本発明の原理に従って構成されている。

場面投射器１０は、光エネルギー源１２と第一の集束レンズ〕４と平面体１６と 被作動型鎖列２０とコリメータレンズ２２と画面２４とを含む。投Ｑ１系１０は 、更に、走査鏡２６を含んでもよい。

エネルギー源１２は　任意の広帯域エネルギー源２８を含んでもよい。エネルギ ーは、長波赤外線から紫外線までのスペクトルにする二とができる。エネルギー 源は、更に、コリメータレンズ３０とフィルタ３２とを含むことができる。コリ メータレンズ３０１よ、エネルギー源２８からのエネルギーを下行光にし、フィ ルり３２の平面へ指向する。フィルタ３２は、光エネルギーから不必要な波長を 除去するのに４４用である。例えば、ビデオ投射器の場合、フィルり３２は、赤 外線（ハ）と紫外線を除去することができる。一方、赤外線場面投射器が必要と される場合、フィルり３２１ｉ、可視スペクトルを除去する。

第一の集束レンズ１４は、東面体１６とエネルギー源１２との中間に装置する。

第一の集束レンズ１４（ま、エネルギー源１２力）ら発射され第一の伝搬路３４ 方向へ伝搬する光エネルギーを平面体１６の第一の面３６上に集束させる。エネ ルギーが集束させられる地点は、図１に示すように、平面体の縁３８に隣接して いる。平面体１６の第一の面３６は、光学的反射性をもつ。

平面体１６は、第一の伝搬路３４に対して所定の角度を成して配置され、光エネ ルギーが、第一の面から反射して第二の伝搬路４０方向へ伝搬するようにしてい る。第二の伝搬路４０方向へ伝搬する光エネルギーは、扇型に広がり第二の集束 レンズ１８に入射する。

第二のレンズ１８は、第二の伝搬路方向へ伝搬する光エネルギーを平行光に変換 する。変換されたエネルギーは、被作動型鏡列２０に入射する。

Ｊ２Ａにおいて、鎖列２０の各ｊ１１２０ｉｊは、第二の伝搬路４０に配置され ている。各ｍ２０ｉｊがどの方向に向いているかによって。

画面２４に表示される画素の強度が決まる。例えば、特定の繞２０１Ｊの平面が 、第二の伝搬路４０の法線上にある場合、反射した光エネルギーは、第二の伝搬 路４０方向へ伝搬して平面体１６へ戻る。

更に具体的には、第二のレンズ１８は、ｊ１２０ｉｊの表面から反射したエネル ギーを反射性のある第一の面３６上の入射地点へ集束させる。、鑵２０ｉｊをこ のように方向づけることによって、第一の角度限界が規定される。

しかし、鑵２０ｉｊの平面が、第二の伝搬路４ｏの法線から外れている場合、反 射した光エネルギーは、第二の伝搬路４０から逸脱した伝搬路方向へ伝搬する。

この発散エネルギーは、反射性のある第一の面３６の入射地点から外れた地点に 第二のレンズ１８によって集束させられるので、エネルギーの一部は、平面体１ ６によって遮断されずに縁３８を通過する。従って、ｆｉ２０ｉｊの平面が、第 二の伝搬路４０の法線から外れる度合いが増えるほど、第一の面３６の入射地点 に戻る光エネルギーが減少し、これによって、縁３８を通過する光エネルギー束 は大きくなる。

鑵２０１Ｊが、第二の角度限界を規定する最大被作動位置にあるとき、反射エネ ルギーは何も、反射性のある面３６の入射地点へは戻らないで、全部が縁３８を 通過する。このエネルギーは、第三の伝搬路４２方向へ伝搬する。従って、ｊｌ ！２０ｉｊが、第一の角度限界と第二の角度限界との間のどの方向に現在向いて いるかによって、第三の伝搬路方向へ伝搬する東エネルギーが決まり、これによ って、ｇ１２０　ｉｊから反射したエネルギーから生成される画素の強度が決ま る。

コリメータレンズ２２は、第三の伝搬路に配置され、第三の伝搬路４２方向へ伝 搬するエネルギーから扇型に広がる部分を取り除き、平行光に変換して画面２４ 上に表示させる、画面２４は、入射する光エネルギーを表示し、光検出器の列で 構成され得る。各光検出器は、入射する光エネルギーを情報として使用し、対応 するｉｉ！ｉｉ素を生成する。走査＠２６は、コリメータレンズ２２と画面２４ との間に配置され、鏡列２０がＭＸＩの列である（Ｍは、横列か縦列の数）とき １画累槽列か縦列かを一列走査する。鑵列２０がＭＸＮの列であるとき、画素列 が全部表示されるので、走査は不必要どなる。

図２Ｂに鏡列２０と平面体１６との別の構成を示す。第一〇伝搬路方向へ伝搬す る光エネルギーは、まず最初に、ｍ２０ｉｊに入射する。第一の角度限界点方向 に向いているとき、Ｍ２Ｏ１ｊは、第一の伝搬路の法線方向に向いていて、光エ ネルギーをエネルギー源へ戻す。ｇ！２０ｉｊが第二の角度限界点方向に向いて いるとき、光エネルギー束は、全体的に、第二の伝搬路４０方向へ伝搬し、反射 性のある面３６で反射して最大強度画素として第三〇伝搬路４２方向へ伝搬する ＊ｊ１！２０ｉｊが、角度限界点の中間方向に向いているとき１反射性のある面 ３６に到達する束の鳳は、上記の原理に従って制御され強度変調が施される。

図３にｊ１１２０ｉｊ用の作動器５０の実施例を示す６作動器５０は、第一の部 材５２と第二の部材５４とを含む。部材５２と５４は各々、第一の側面５６と第 二の側面５８と上面６０と底面６２とを含む。

部材５２と５４各々の底面６２は、基板６４上に装着される。鑵２０１Ｊは、部 材５２と５４各々の上面６０に装着される。

各部材５２と５４の第一の側面５６は、導電性のエポキシ樹脂で表面と表面とが 接着されている。導電性エポキシ樹脂は、基板６４の底部と中間部６８とに塗布 された導電性金属被膜６６に電気的に接続されている。金属被膜６６は、鑵列２ ｏ内のｊｌｉ２０ｉｊ全部に共通に接続されている。金属被膜７０は、第二の側 面５８上に塗布され、他の金属被膜７０からは絶縁されている。部材６２と６４ は、圧電材料か電歪材料で形成される。

部材６２と６４は各々、第二の側面５８に印加される第一の極性の電圧によって 、各々が上面６０と底面６２との間で縮小するように、その極性が決められてい る。第二の側面５８に電圧力；印加されると、第一の部材６２は縮小するが、第 二の部材６４は寸法を変えないので、１１２０ｉｊは、第一の部材６２の方へ傾 斜する。同様に。

第二の部材６４の第二の側面５８に電圧が印加されると、第二の部材６４は縮小 するが、第一の部材６２は寸法を変えないので、鏡２０１ｊは、第二の部材６４ の方へ傾斜する。電圧は、金属被膜７０を介して第二の側面５８の両側へ印加さ れる。

傾斜度を太き（するためには１部材６２と６４の第二の側面５８へ同時に逆極性 の電圧を印加すればよい。これによって、部材６２と６４のどちらか一方が縮小 し、他方が伸長する。この構成を実現するにｌま１部材が各々圧電性のものであ ることが必要である。電歪性の部材だと、極性にかかわらず縮小するだけだから である。

傾斜については、部材のどちらか一方が、共通接続部としての厚い金ＩＩＩＥ被 膜層であっても構わない、他方の部材のχ・１向面に電圧を印加することによっ て、縮小か伸長かが生じる。これにもかかわらず。

金属被膜は寸法を変えないので、上面が傾斜する。

被作動型鏡列を使用する新型の表示投射系について述べたが、当業者ならば１本 明細書に開示された発明の概念から逸脱することなく上記の実施例を数々の用途 に使用し更に発展させることができる。

本発明は、次の請求の範囲によってのみ制限される。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. １．画面に表示される画素の強度を変調するための装置であって、光エネルギー 源と、 少なくとも第一の面と縁とを備えた平面体であって、前記第一の面が光学的反射 性をもつように構成された平面体と、前記エネルギー源からの光エネルギーを第 一の伝搬路方向へ集束させるための第一の集束レンズであって、前記第一の面は 、所定の角度を成して前記第一の伝搬路に配置され、前記光エネルギーを第二の 伝搬路方向へ伝搬させるように構成された第一の集束レンズと、前記第二の伝搬 路に配置された平面鏡であって、前記鏡の平面が作動されると、前記鏡が、前記 第二の伝搬路に対して第一の角度限界点と第二の角度限界点との問の角度範囲内 の角度を成して傾くように構成された平面鏡と、 前記第二の伝搬路に配置され、前記第一の面から反射した光エネルギーを前記鏡 上に集束させる第二の集束レンズであって、前記鏡は、前記第一の角度限界点方 向に向いているとき、光エネルギーを前記第二の伝搬路方向に反射させて前記第 一の面に入射させ、前記第二の角度限界点方向に向いているとき、光エネルギー を第三の伝搬路方向に反射させて前記部材の外側の縁の近傍に入射させて、第三 の伝搬路方向へ伝搬する光エネルギー束が、前記第一の角度限界点と前記第二の 角度限界点との間の範囲に向けられた前記鏡の現在の向きの関数となるようにし 、前記画面は、前記第三の伝搬路に配置され、前記第三の伝搬路方向へ伝搬する 光エネルギー束が前記画面の上に集束されると、前記画素の強度が決定するよう に構成された第二の集束レンズとで構成されることを特徴とする装置。
2. ２．更に．前記鏡と前記画面との間に配置され、前記第三の伝搬路方向へ伝搬す るエネルギーを前記面面上に集束させるためのコリメータレンズで構成されるこ とを特徴とする請求の範囲第１項に記載の装置。
3. ３．画面上に表示される画素の強度を変調するための装置であって、 光エネルギー源と、 平面鏡と、 前記エネルギー源からの光エネルギーを第一の伝搬路方向へ集束させるための第 一の集束レンズであって、前記鏡は、前記第一の伝搬路に配置され、前記鏡の平 面が作動されると、前記鏡が、前記第一の伝搬路に対して第一の角度限界点と第 二の角度限界点との間の角度範囲内の角度を成して傾き、前記鏡は、前記第一の 角度限界点方向に向いているとき、光エネルギーを前記第一の伝搬路方向へ反射 させて前記エネルギー源へ戻し、前記第二の角度限界点方向に向いているとき、 光エネルギーを第二の伝搬路方向へ反射させるように構成された第一の集束レン ズと、 前記第二の伝搬路に対して所定の角度を成して配置され、少なくとも第一の面と 縁とを備えた平面体であって、前記第一の面は、光学的反射性をもち、前記第二 の伝搬路は、前記縁に隣接し、前記第一の面上に入射して、前記第一の面上に入 射した光エネルギー束が、前記第一の角度限界点と前記第二の角度限界点との中 間に傾けられた前記鏡の現在の向きの関数となるようにし、前記第一の面は、入 射光エネルギー束を第三の伝搬路方向へ反射させるように構成された平面体と、 前記第二の伝搬路に配置され、前記第二の伝搬路に位置する前記鏡から反射した 光エネルギーを前記第一の面に集束させる第二の集束レンズであって、前記画面 は、前記第三の伝搬路に配置され、前記第三の伝搬路方向へ伝搬する光エネルギ ー束が前記画面上に集束されると、前記画素の強度が決まるように構成された第 二の集束レンズとで構成されることを特徴とする装置。
4. ４．更に、前記第一の面と前記画面との間に配置され、前記第三の伝搬路方向に 伝搬するエネルギーを前記画面上に集束させるコリメータレンズとで構成される ことを特徴とする請求の範囲第３項に記載の装置。
5. ５．対象物の平面を傾斜させるための装置であって、基板と、 圧電材料と電歪材料とのとちらか一方で作製され、上面と底面と第一の側面と第 二の側面とを備えた一対の部材であって、前記底面は、前記基板に装着され、前 記部材は、前記第一の側面と前記第二の側面との問に印加される第一の極性の電 圧によって、前記部材が前記上面と前記底面との間で収縮するように、その極性 が設定され、前記部材の第一の側面は、互いに添付され電気的に共通に接続され 、前記対象物は、前記部材各々の上面によって運ばれ、前記電圧が、前記部材の 一方の第二の側面に印加されると、前記対象物が、前記部材の一方の方へ傾斜し 、前記部材の他方の第二の側面に印加されると、前記対象物が、前記部材の他方 へ傾斜するように構成された一対の部材とで構成される二とを特徴とする装置。
6. ６．前記第一の極性とは逆の第二の極性をもつ電圧によって、前記部材が各々、 前記上面と底面との間で伸長して、前記第一の極性の電圧が、前記部材の一方の 第二の側面に印加され、前記第二の極性の電圧が、前記部材の他方の第二の側面 に印加されるようにしたことを特徴とする請求の範囲第５項に記載の装置。