JPH0815639A - Projection type display device using deformed mirror type spacial light modulator element - Google Patents

Projection type display device using deformed mirror type spacial light modulator element

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JPH0815639A
JPH0815639A JP6144632A JP14463294A JPH0815639A JP H0815639 A JPH0815639 A JP H0815639A JP 6144632 A JP6144632 A JP 6144632A JP 14463294 A JP14463294 A JP 14463294A JP H0815639 A JPH0815639 A JP H0815639A
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JP
Japan
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light
type spatial
projection lens
light modulator
mirror type
Prior art date
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JP6144632A
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Japanese (ja)
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英美 ▲高▼山
Hidemi Takayama
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Canon Inc
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Abstract

PURPOSE:To project/display a picture by a spacial light modulation element having a wide area without expanding an optical system and to effectively use the light quantity of a light source. CONSTITUTION:This projection type display device is provided with a light source 1, a heat wave cutting filter 2 for removing the heat ray of a light beam from the light source 1, a condenser lens 3 converting the light beam whose heat ray is removed to almost a parallel beam, a deformed mirror type spacial light modulator element 4 for modulating the parallel light beam complied with a picture signal, a projection lens 5 for projecting the reflected beam from the spacial light modulator element 4 and a light shielding plate 8 shielding the reflected beam out of the direction of an optical axis among the beams modulated by the spacial light modulator element 4 and forming the entrance pupil 5a of a projection lens 5. The deformed mirror type spacial light modulator element 4 has some power as a whole and is composed so that a light beam diverged from the light source 1 is converged on the entrance pupil 5a of the projection lens 5 when all mirrors of the element 4 are oriented to the direction in which a light beam is made incident on the projection lens 5.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、光源からの光を変形ミ
ラー型空間光変調素子に照射させて画像を映し出す投射
型表示装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a projection type display device for projecting an image by irradiating a deforming mirror type spatial light modulator with light from a light source.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、電気的な画像信号を拡大投影し、
スクリーン像に映し出すのには透過型液晶が使用されて
おり、電気的に液晶の配向を制御して透過率を変える事
により画像のパターンを描き、この液晶に光を照射し投
影レンズで拡大投影している。図4は、この種の投射型
表示装置の従来例の一つを示す要部構成図である。
2. Description of the Related Art Conventionally, an electric image signal is enlarged and projected,
A transmissive liquid crystal is used to display on the screen image, and the pattern of the image is drawn by electrically controlling the orientation of the liquid crystal to change the transmittance, irradiating the liquid crystal with light and enlarging and projecting with a projection lens. are doing. FIG. 4 is a main part configuration diagram showing one of conventional examples of this type of projection display device.

【0003】この投射型表示装置は図4に示すように、
ハロゲンランプやメタルハライドランプなどからなる光
源41と、光源41から発せられる光束の一部を反射す
る反射ミラー42を介して入射される光束の熱線を吸収
または反射する熱線カットフィルター43と、その熱線
が除去された光束を平行光束に変換するコンデンサーレ
ンズ44と、その平行光束を直線偏光に変換する偏光板
45と、その直線偏光を画像信号に応じて変調する液晶
ライトバルブ47と、その変調された直線偏光の内の透
過軸方向の成分のみを透過する偏光板48と、その透過
する直線偏光を不図示のスクリーンに拡大投影する投影
レンズ49とを備えている。
This projection type display device, as shown in FIG.
A light source 41 including a halogen lamp or a metal halide lamp, a heat ray cut filter 43 that absorbs or reflects heat rays of a light flux incident through a reflection mirror 42 that reflects a part of the light flux emitted from the light source 41, and the heat rays are A condenser lens 44 that converts the removed light flux into a parallel light flux, a polarizing plate 45 that converts the parallel light flux into a linearly polarized light, a liquid crystal light valve 47 that modulates the linearly polarized light according to an image signal, and the modulated light. A polarizing plate 48 that transmits only the component of the linearly polarized light in the transmission axis direction and a projection lens 49 that magnifies and projects the transmitted linearly polarized light on a screen (not shown) are provided.

【0004】しかしながら、図4に示す投射型表示装置
では、光源41から発せられる光束の内、偏光板45を
透過する直線偏光成分のみが液晶ライトバルブ47の照
明光として利用され、その透過する直線偏光成分と直交
する直線偏光成分が損失されるので、光の利用効率が5
0%以下になるという欠点があった。
However, in the projection type display device shown in FIG. 4, only the linearly polarized light component of the light flux emitted from the light source 41 that passes through the polarizing plate 45 is used as the illumination light of the liquid crystal light valve 47, and the transmitted straight line. Since the linearly polarized light component orthogonal to the polarized light component is lost, the light utilization efficiency is 5
There was a drawback that it was 0% or less.

【0005】そこで、液晶の代わりに変形ミラー型空間
光変調素子を使用して光の損失を減らすことによって、
スクリーン上の光量を増加させたものが考えられる。
Therefore, a modified mirror type spatial light modulator is used instead of the liquid crystal to reduce the loss of light.
It is possible that the amount of light on the screen is increased.

【0006】この変形ミラー型空間光変調素子は、特開
昭61−129627号公報、特公平3−78622号
公報、特開昭58−10714号公報などに示されてい
るように、画素毎に金属薄膜からなるミラー面を電荷の
クーロン力で傾かせる事によりミラー面による反射光の
方向を切り換える素子である。
This modified mirror type spatial light modulator is disclosed for each pixel as shown in Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-129627, Japanese Patent Publication No. 3-78622, and Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-10714. It is an element that switches the direction of light reflected by the mirror surface by tilting the mirror surface made of a metal thin film by the Coulomb force of electric charges.

【0007】図5は、カンチレバータイプの変形ミラー
型空間光変調素子の構造を示す図である。
FIG. 5 is a view showing the structure of a cantilever type modified mirror type spatial light modulator.

【0008】図5において、符号51はAl、Agなど
の物質で製造され入射光を反射させる役割をするミラー
揺動部、符号52はひんじ、符号53はエアーギャッ
プ、符号54はフィールドプレート、符号55はフロー
ティングソース、符号56はドレイン、符号57はメタ
ルゲートである。フローティングソース55からトラン
ジスターのON/OFF情報によりフィールドプレート
54に電圧がかかる。この電圧によりミラー揺動部51
がひんじ52により撓むことで揺動する。
In FIG. 5, reference numeral 51 is a mirror oscillating portion which is made of a material such as Al or Ag and serves to reflect incident light, reference numeral 52 is a hinge, reference numeral 53 is an air gap, and reference numeral 54 is a field plate. Reference numeral 55 is a floating source, reference numeral 56 is a drain, and reference numeral 57 is a metal gate. A voltage is applied to the field plate 54 from the floating source 55 according to the ON / OFF information of the transistor. With this voltage, the mirror swing unit 51
The hinge 52 bends and swings.

【0009】図6は、従来の、変形ミラー型空間光変調
素子を使用した投射型表示装置を示す構成図である。
FIG. 6 is a block diagram showing a conventional projection type display device using a modified mirror type spatial light modulator.

【0010】従来の投射型表示装置は図6に示すよう
に、ハロゲンランプやメタルハライドランプなどからな
る光源61と、光源61から発せられる光束の一部を反
射する反射ミラー62を介して入射される光束の熱線を
吸収または反射する熱線カットフィルター63と、その
熱線が除去された光束を略平行光束に変換するコンデン
サーレンズ64と、その平行光束を画像信号に応じて変
調する変形ミラー型空間光変調素子67と、その変調さ
れた光の内の光軸方向の成分を透過集光させ、後述する
投影レンズ69の入射瞳69aに光源の像を作るフィー
ルドレンズ66と、フィールドレンズ66を透過した光
をスクリーン70に拡大投影する投影レンズ69と、変
形ミラー型空間光変調素子67により変調された光の内
の光軸方向外に反射した光を遮光し、かつ投射レンズ6
9の入射瞳69aを形成する遮光板68とを備えてい
る。
As shown in FIG. 6, the conventional projection type display device is incident via a light source 61 composed of a halogen lamp or a metal halide lamp, and a reflection mirror 62 for reflecting a part of a light beam emitted from the light source 61. A heat ray cut filter 63 that absorbs or reflects heat rays of a light beam, a condenser lens 64 that converts the light rays from which the heat rays have been removed into substantially parallel light rays, and a deforming mirror type spatial light modulation that modulates the parallel light rays according to an image signal. The element 67, a field lens 66 that transmits and collects a component of the modulated light in the optical axis direction to form an image of a light source on an entrance pupil 69a of a projection lens 69 described later, and light transmitted through the field lens 66. Of the light modulated by the deforming mirror type spatial light modulator 67 and reflected outside the optical axis direction. Light was blocked, and the projection lens 6
The light-shielding plate 68 which forms the nine entrance pupils 69a.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の投射型表示装置では、変形ミラー型空間光変調
素子の面積が大きくなるに従って、投影レンズが大きく
なってしまう。また、フィールドレンズを用いて投影レ
ンズの入射瞳に光束を絞っても、フィールドレンズ自体
が大きくなってしまう。これらの事から、変形ミラー型
空間光変調素子が大きくなると、光学系も大きくなると
いう問題点がある。
However, in the above-mentioned conventional projection type display device, the projection lens becomes large as the area of the deforming mirror type spatial light modulator increases. Further, even if the light flux is focused on the entrance pupil of the projection lens using the field lens, the field lens itself becomes large. For these reasons, there is a problem in that as the size of the deforming mirror type spatial light modulator increases, the size of the optical system also increases.

【0012】さらにフィールドレンズを使用する場合
は、このフィールドレンズによって光の透過効率が低下
するという問題点もある。
Further, when a field lens is used, there is a problem in that the field lens reduces the light transmission efficiency.

【0013】そこで本発明は、上記の従来技術の各問題
点に鑑み、光学系を大きくすることなく、広い面積を持
った空間光変調素子による画像を投影表示し、さらには
光源の光量を有効に使用することができる、変形ミラー
型空間光変調素子を用いた投射型表示装置を提供するこ
とを目的とする。
In view of the above-mentioned problems of the prior art, the present invention projects and displays an image by a spatial light modulator having a large area without increasing the size of the optical system, and moreover the light quantity of the light source is effective. It is an object of the present invention to provide a projection type display device using a deformable mirror type spatial light modulator that can be used for

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、光源から発散した光束をコンデンサーレン
ズを透過させて変形ミラー型空間光変調素子に入射さ
せ、該変形ミラー型空間光変調素子による反射光の一部
を投影レンズの入射瞳に入射させて前記変形ミラー型空
間光変調素子による物体の像をスクリーン上に投影し画
像を形成する、変形ミラー型空間光変調素子を用いた投
影型表示装置において、前記物体の像は、前記変形ミラ
ー型空間光変調素子の画素毎のミラー面の角度を電気的
に切り換えて該ミラー面からの反射光を投影レンズに入
射させたりさせなかったりすることにより形成され、前
記変形ミラー型空間光変調素子は、全てのミラーが投影
レンズに入射する方向を向いている時、全体としてある
パワーを持ち光源から発散した光束を投影レンズの入射
瞳に集光させるように構成されたことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention provides a modified mirror type spatial light modulation device which allows a luminous flux diverging from a light source to pass through a condenser lens and enter a modified mirror type spatial light modulation device. A modified mirror type spatial light modulator is used which forms an image by projecting an image of an object by the modified mirror type spatial light modulator on a screen by causing a part of light reflected by the element to enter an entrance pupil of a projection lens. In the projection display device, the image of the object does not electrically switch the angle of the mirror surface of each pixel of the deformable mirror type spatial light modulator to allow reflected light from the mirror surface to enter the projection lens. The deformed mirror type spatial light modulator has a certain power as a whole when all the mirrors are oriented in the direction of incidence on the projection lens. Characterized in that it is configured so as to focus the divergent light flux into the entrance pupil of the projection lens.

【0015】この変形ミラー型空間光変調素子を用いた
投射型表示装置において、前記変形ミラー型空間光変調
素子と光源の間の光路中に拡散板が設置されているもの
や、前記変形ミラー型空間光変調素子の画素毎のミラー
面が光を拡散する拡散面とされているものであってもよ
い。
In the projection type display device using the modified mirror type spatial light modulator, a diffuser plate is installed in the optical path between the modified mirror type spatial light modulator and the light source, or the modified mirror type. The mirror surface for each pixel of the spatial light modulator may be a diffusion surface that diffuses light.

【0016】[0016]

【作用】上記のとおりに構成された本発明では、変形ミ
ラー型空間光変調素子は、この素子の全てのミラーが投
影レンズに光束を入射させる方向を向いている時、全体
としてあるパワーを持ち光源から発散した光束を投射レ
ンズの入射瞳に集光させる。このいわゆるケーラー照明
によって変形ミラー型空間光変調素子上の像を照明した
光束は投影レンズを通してスクリーン上に効率よく投影
される。
In the present invention configured as described above, the modified mirror type spatial light modulator has a certain power as a whole when all mirrors of this element are directed in the direction in which the light beam is incident on the projection lens. The light beam diverging from the light source is focused on the entrance pupil of the projection lens. The light flux that illuminates the image on the modified mirror type spatial light modulator by this so-called Koehler illumination is efficiently projected onto the screen through the projection lens.

【0017】この事により、素子の面積が大きくなって
も、投影レンズを大きくしたり、フィールドレンズを大
きくして投影レンズの入射瞳に光を絞る必要はない。し
たがって、光学系が大きくなることなく、また、フィー
ルドレンズを使用しないので光源からの光量が有効に使
用されることになる。
Due to this, even if the area of the element becomes large, it is not necessary to enlarge the projection lens or to enlarge the field lens to focus the light on the entrance pupil of the projection lens. Therefore, the optical system does not become large, and since the field lens is not used, the amount of light from the light source can be effectively used.

【0018】[0018]

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0019】(第1の実施例)図1は、本発明の投射型
表示装置の第1の実施例を示す構成図である。
(First Embodiment) FIG. 1 is a block diagram showing the first embodiment of the projection type display device of the present invention.

【0020】本実施例の投射型表示装置は、図1に示す
ように、ハロゲンランプやメタルハライドランプなどか
らなる光源1と、光源1から発せられた光束の熱線を吸
収または反射する熱線カットフィルター2と、その熱線
が除去された光束を略平行光束に変換するコンデンサー
レンズ3と、その平行光束を画像信号に応じて変調する
変形ミラー型空間光変調素子4と、変形ミラー型空間光
変調素子4からの反射光をスクリーン7に投影する投影
レンズ5と、変形ミラー型空間光変調素子4により変調
された光の内の光軸方向外に反射した光を遮光し、かつ
投射レンズ5の入射瞳5aを形成する遮光板8とを有す
る。
As shown in FIG. 1, the projection display apparatus of this embodiment comprises a light source 1 composed of a halogen lamp, a metal halide lamp, etc., and a heat ray cut filter 2 for absorbing or reflecting the heat rays of the luminous flux emitted from the light source 1. A condenser lens 3 for converting the light flux from which the heat rays have been removed into a substantially parallel light flux, a modified mirror type spatial light modulation element 4 for modulating the parallel light flux according to an image signal, and a modified mirror type spatial light modulation element 4 A projection lens 5 for projecting the reflected light from the screen 7 onto a screen 7, and a light which is reflected outside the optical axis direction out of the light modulated by the deforming mirror type spatial light modulation element 4 is shielded and an entrance pupil of the projection lens 5 And a light shielding plate 8 forming 5a.

【0021】変形ミラー型空間光変調素子4は、この素
子4の全てのミラーが投影レンズ5に光束を入射させる
方向を向いている時、全体としてあるパワーを持ち光源
1から発散した光束を投影レンズ5の入射瞳5aに集光
させるように構成されている。つまり、変形ミラー型空
間光変調素子は、この素子の全てのミラーが投影レンズ
に光を反射させる位置の時に、各ミラーの法線が投射レ
ンズの入射瞳の方向を向くようにミラーを少しずつ傾け
反射光束を絞るようにしたものである。この変形ミラー
型空間光変調素子4により投影レンズ5に集光される光
束は、投影レンズ5の入射瞳5aと概ね同一形状であ
る。
The deforming mirror type spatial light modulator 4 projects a light beam having a certain power as a whole and diverging from the light source 1 when all the mirrors of this device 4 are oriented in the direction of making the light beam enter the projection lens 5. It is configured to focus the light on the entrance pupil 5a of the lens 5. In other words, the modified mirror type spatial light modulation element is configured such that when all the mirrors of this element are in positions where they reflect light to the projection lens, the mirrors are gradually adjusted so that the normal line of each mirror faces the entrance pupil of the projection lens. The tilted reflected light beam is narrowed down. The light flux condensed on the projection lens 5 by the deforming mirror type spatial light modulation element 4 has substantially the same shape as the entrance pupil 5 a of the projection lens 5.

【0022】上記のような構成では、光源1から発せら
れた光束は熱線カットフィルター2に入射され、熱線カ
ットフィルター2により熱線が吸収または反射される。
この熱線が除去された光束はコンデンサーレンズ3に入
射され、コンデンサーレンズ3により略平行光束に変換
され、画像信号に応じて変調する変形ミラー型空間光変
調素子4に入射される。
In the above-mentioned structure, the light beam emitted from the light source 1 is incident on the heat ray cut filter 2, and the heat ray is absorbed or reflected by the heat ray cut filter 2.
The light flux from which the heat rays have been removed is incident on the condenser lens 3, is converted into a substantially parallel light flux by the condenser lens 3, and is incident on the deforming mirror type spatial light modulator 4 that modulates in accordance with the image signal.

【0023】そして、変形ミラー型空間光変調素子4は
電気信号により制御され、画素毎のミラーで反射光の方
向を切り換えることにより、画像を形成する。
The modified mirror type spatial light modulator 4 is controlled by an electric signal, and an image is formed by switching the direction of the reflected light with a mirror for each pixel.

【0024】また、変形ミラー型空間光変調素子4は、
この素子4の全てのミラーが投影レンズ5に光束を入射
させる方向を向いている時、全体としてあるパワーを持
ち光源1から発散した光束を投射レンズ5の入射瞳5a
に集光させる。このいわゆるケーラー照明によって変形
ミラー型空間光変調素子4上の像を照明した光束は投影
レンズ5を通してスクリーン4上に効率よく投影され
る。
Further, the modified mirror type spatial light modulator 4 is
When all the mirrors of this element 4 are oriented in the direction in which the light beam is incident on the projection lens 5, the light beam having a certain power as a whole and diverging from the light source 1 is incident pupil 5a of the projection lens 5.
Focus on. The light flux that illuminates the image on the modified mirror type spatial light modulator 4 by this so-called Koehler illumination is efficiently projected onto the screen 4 through the projection lens 5.

【0025】このように本実施例は、全てのミラーが投
影レンズに光束を入射させる方向を向いている時、全体
としてあるパワーを持ち光源から発散した光束を投影レ
ンズの入射瞳に光束を集光させるように構成された変形
ミラー型空間光変調素子を備えることにより、その光変
調素子の面積が大きくなっても投影レンズを大きくした
り、フィールドレンズを使用したりすることなく光源の
像を投影レンズの入射瞳に作ることができる。このた
め、前記光変調素子の面積が大きくなっても光学系が大
きくなることはなく、しかもフィールドレンズを使用し
ないので、光源からの光量が低減するこはない。
As described above, in the present embodiment, when all the mirrors are oriented in the direction in which the light flux is incident on the projection lens, the light flux having a certain power as a whole and diverging from the light source is focused on the entrance pupil of the projection lens. By including the modified mirror type spatial light modulator configured to emit light, the image of the light source can be displayed without increasing the size of the projection lens or using the field lens even if the area of the light modulator increases. It can be made on the entrance pupil of the projection lens. Therefore, the optical system does not become large even if the area of the light modulation element becomes large, and since the field lens is not used, the amount of light from the light source does not decrease.

【0026】(第2の実施例)図2は、本発明の投射型
表示装置の第2の実施例を示す構成図である。
(Second Embodiment) FIG. 2 is a block diagram showing a second embodiment of the projection type display device of the present invention.

【0027】本実施例の投射型表示装置は、図2に示す
ように、ハロゲンランプやメタルハライドランプなどか
らなる光源21と、光源21から発せられた光束の熱線
を吸収または反射する熱線カットフィルター22と、そ
の熱線が除去された光束を略平行光束に変換するコンデ
ンサーレンズ23と、その平行光束を画像信号に応じて
変調する変形ミラー型空間光変調素子24と、変形ミラ
ー型空間光変調素子24からの反射光をスクリーン27
に投影する投影レンズ25と、変形ミラー型空間光変調
素子24により変調された光の内の光軸方向外に反射し
た光を遮光し、かつ投射レンズ25の入射瞳25aを形
成する遮光板28とを有する。さらに、コンデンサーレ
ンズ23から変形ミラー型空間光変調素子24までの平
行光束中には、投影レンズ25の入射瞳25aに入射す
る光束が均一な光量分布を持つように、オパール板など
の拡散板26が設置されている。
As shown in FIG. 2, the projection type display device of this embodiment has a light source 21 composed of a halogen lamp, a metal halide lamp, etc., and a heat ray cut filter 22 for absorbing or reflecting the heat ray of the luminous flux emitted from the light source 21. A condenser lens 23 for converting the light flux from which the heat rays have been removed into a substantially parallel light flux, a modified mirror type spatial light modulation element 24 for modulating the parallel light flux according to an image signal, and a modified mirror type spatial light modulation element 24. The reflected light from the screen 27
A projection lens 25 for projecting light onto the projection lens 25, and a light shield plate 28 for blocking the light reflected outside the optical axis direction out of the light modulated by the deforming mirror type spatial light modulator 24 and forming an entrance pupil 25a of the projection lens 25. Have and. Further, in the parallel light flux from the condenser lens 23 to the deforming mirror type spatial light modulator 24, a diffusing plate 26 such as an opal plate is provided so that the light flux entering the entrance pupil 25a of the projection lens 25 has a uniform light quantity distribution. Is installed.

【0028】変形ミラー型空間光変調素子24は、全て
のミラーが投影レンズ25に光束を入射させる方向を向
いている時、全体としてあるパワーを持ち光源21から
発散した光束を投影レンズ25の入射瞳25aに集光さ
せるように構成されている。つまり、変形ミラー型空間
光変調素子は、この素子の全てのミラーが投影レンズに
光を反射させる位置の時に、各ミラーの法線が投射レン
ズの入射瞳の方向を向くようにミラーを少しずつ傾け反
射光束を絞るようにしたものである。この変形ミラー型
空間光変調素子24により投影レンズ25に集光される
光束は、投影レンズ25の入射瞳25aと概ね同一形状
である。
In the modified mirror type spatial light modulator 24, when all the mirrors are oriented in the direction in which the light beam is incident on the projection lens 25, the light beam emitted from the light source 21 and having a certain power as a whole is incident on the projection lens 25. The light is focused on the pupil 25a. In other words, the modified mirror type spatial light modulation element is configured such that when all the mirrors of this element are in positions where they reflect light to the projection lens, the mirrors are gradually adjusted so that the normal line of each mirror faces the entrance pupil of the projection lens. The tilted reflected light beam is narrowed down. The light beam condensed on the projection lens 25 by the deforming mirror type spatial light modulation element 24 has substantially the same shape as the entrance pupil 25 a of the projection lens 25.

【0029】上記のような構成では、光源21から発せ
られた光束は熱線カットフィルター22に入射され、熱
線カットフィルター22により熱線が吸収または反射さ
れる。この熱線が除去された光束はコンデンサーレンズ
23に入射され、コンデンサーレンズ23により略平行
光束に変換される。
In the above structure, the light beam emitted from the light source 21 enters the heat ray cut filter 22, and the heat ray is absorbed or reflected by the heat ray cut filter 22. The light flux from which the heat rays have been removed enters the condenser lens 23 and is converted into a substantially parallel light flux by the condenser lens 23.

【0030】コンデンサーレンズ23からの平行光束は
拡散板26によって拡散されて変形ミラー型空間光変調
素子24に入射される。
The parallel light flux from the condenser lens 23 is diffused by the diffuser plate 26 and is incident on the deforming mirror type spatial light modulator 24.

【0031】そして、変形ミラー型空間光変調素子24
は電気信号により制御され、画素毎のミラーで反射光の
方向を切り換えることにより、画像を形成される。
The modified mirror type spatial light modulator 24
Is controlled by an electric signal, and an image is formed by switching the direction of reflected light with a mirror for each pixel.

【0032】また、変形ミラー型空間光変調素子24
は、この素子24の全てのミラーが投影レンズ25に光
束を入射させる方向を向いている時、全体としてあるパ
ワーを持ち光源21から拡散板26を介して発散した光
束を投射レンズ25の入射瞳25aに集光させる。この
とき、投影レンズ25の入射瞳25aは均一な光量分布
で照明されることになる。このいわゆるケーラー照明に
よって変形ミラー型空間光変調素子24上の像を照明し
た光束は投影レンズ25を通してスクリーン24上に効
率よく投影される。
In addition, the modified mirror type spatial light modulator 24
Means that when all the mirrors of the element 24 are oriented in the direction in which the light beam is incident on the projection lens 25, the light beam having a certain power as a whole and diverging from the light source 21 through the diffusion plate 26 is incident pupil of the projection lens 25. Focus on 25a. At this time, the entrance pupil 25a of the projection lens 25 is illuminated with a uniform light amount distribution. The light flux that illuminates the image on the modified mirror type spatial light modulator 24 by this so-called Koehler illumination is efficiently projected onto the screen 24 through the projection lens 25.

【0033】このように本実施例は、第1の実施例で説
明したものの構成に加えて、変形ミラー型空間光変調素
子と光源との間の光路中に拡散板を設置したことによ
り、均一な光量分布で画像を表示できる。つまり、照明
光学系は光軸から遠くなるに従い光量が低下するので均
一な光量分布で投影レンズの入射瞳を照明する事が難し
かったが、本実施例は拡散板を用いることで均一な光量
分布の表示を達成できた。
As described above, in this embodiment, in addition to the structure described in the first embodiment, the diffuser plate is installed in the optical path between the deforming mirror type spatial light modulator and the light source, so that the uniform structure can be obtained. Images can be displayed with various light intensity distributions. In other words, it is difficult to illuminate the entrance pupil of the projection lens with a uniform light amount distribution because the illumination optical system decreases the light amount as the distance from the optical axis increases.However, in the present embodiment, the diffuser plate is used to obtain a uniform light amount distribution. Was achieved.

【0034】(第3の実施例)図3は、本発明の投射型
表示装置の第3の実施例を示す構成図である。
(Third Embodiment) FIG. 3 is a block diagram showing a third embodiment of the projection type display device of the present invention.

【0035】本実施例の投射型表示装置は、図3に示す
ように、ハロゲンランプやメタルハライドランプなどか
らなる光源31と、光源31から発せられた光束の熱線
を吸収または反射する熱線カットフィルター32と、そ
の熱線が除去された光束を略平行光束に変換するコンデ
ンサーレンズ33と、その平行光束を画像信号に応じて
変調する変形ミラー型空間光変調素子34と、変形ミラ
ー型空間光変調素子34からの反射光をスクリーン37
に投影する投影レンズ35と、変形ミラー型空間光変調
素子34により変調された光の内の光軸方向外に反射し
た光を遮光し、かつ投射レンズ35の入射瞳35aを形
成する遮光板38とを有する。
As shown in FIG. 3, the projection display apparatus of this embodiment has a light source 31 composed of a halogen lamp, a metal halide lamp, etc., and a heat ray cut filter 32 for absorbing or reflecting the heat ray of the luminous flux emitted from the light source 31. A condenser lens 33 that converts the light flux from which the heat rays have been removed into a substantially parallel light flux, a modified mirror type spatial light modulation element 34 that modulates the parallel light flux in accordance with an image signal, and a modified mirror type spatial light modulation element 34. The reflected light from the screen 37
A projection lens 35 for projecting light onto the optical axis, and a light shield plate 38 for blocking the light reflected out of the optical axis direction out of the light modulated by the deforming mirror type spatial light modulator 34 and forming an entrance pupil 35a of the projection lens 35. Have and.

【0036】変形ミラー型空間光変調素子34は、全て
のミラーが投影レンズ35に光束を入射させる方向を向
いている時、全体としてあるパワーを持ち光源31から
発散した光束を投影レンズ35の入射瞳35aに集光さ
せるように構成されている。つまり、変形ミラー型空間
光変調素子は、この素子の全てのミラーが投影レンズに
光を反射させる位置の時に、各ミラーの法線が投射レン
ズの入射瞳の方向を向くようにミラーを少しずつ傾け反
射光束を絞るようにしたものである。
In the modified mirror type spatial light modulator 34, when all the mirrors are oriented in the direction in which the light flux enters the projection lens 35, the light flux emitted from the light source 31 has a certain power as a whole and enters the projection lens 35. It is configured to focus the light on the pupil 35a. In other words, the modified mirror type spatial light modulation element is configured such that when all the mirrors of this element are in positions where they reflect light to the projection lens, the mirrors are gradually adjusted so that the normal line of each mirror faces the entrance pupil of the projection lens. The tilted reflected light beam is narrowed down.

【0037】さらに、投影レンズ35の入射瞳35aに
入射する光束が均一な光量分布を持つように、変形ミラ
ー型空間光変調素子34の各画素毎のミラー面は光を拡
散するような加工が施されている。また、変形ミラー型
空間光変調素子34により投影レンズ35に集光される
光束は、投影レンズ35の入射瞳35aと概ね同一形状
である。
Further, the mirror surface of each pixel of the deformable mirror type spatial light modulator 34 is processed so as to diffuse light so that the light beam incident on the entrance pupil 35a of the projection lens 35 has a uniform light amount distribution. It has been subjected. Further, the light flux condensed on the projection lens 35 by the deforming mirror type spatial light modulation element 34 has substantially the same shape as the entrance pupil 35 a of the projection lens 35.

【0038】上記のような構成では、光源31から発せ
られた光束は熱線カットフィルター32に入射され、熱
線カットフィルター32により熱線が吸収または反射さ
れる。この熱線が除去された光束はコンデンサーレンズ
33に入射され、コンデンサーレンズ33により略平行
光束に変換される。
With the above-described structure, the light beam emitted from the light source 31 is incident on the heat ray cut filter 32, and the heat ray is absorbed or reflected by the heat ray cut filter 32. The light flux from which the heat rays have been removed enters the condenser lens 33 and is converted into a substantially parallel light flux by the condenser lens 33.

【0039】コンデンサーレンズ33からの平行光束は
変形ミラー型空間光変調素子34に入射される。
The parallel light flux from the condenser lens 33 enters the deforming mirror type spatial light modulator 34.

【0040】そして、変形ミラー型空間光変調素子34
は電気信号により制御され、画素毎のミラーで反射光の
方向を切り換えることにより、画像を形成される。
The modified mirror type spatial light modulator 34
Is controlled by an electric signal, and an image is formed by switching the direction of reflected light with a mirror for each pixel.

【0041】また、変形ミラー型空間光変調素子34
は、この素子34の全てのミラーが投影レンズ35に光
束を入射させる方向を向いている時、全体としてあるパ
ワーを持ち光源31から発散した光束を投射レンズ35
の入射瞳35aに集光させる。このいわゆるケーラー照
明によって変形ミラー型空間光変調素子34上の像を照
明した光束は、変形ミラー型空間光変調素子34の各ミ
ラー面の拡散加工処理により均一な光量分布を持つ光束
となって投影レンズ35の入射瞳35aに集光し、投影
レンズ35を通してスクリーン34上に効率よく投影さ
れる。
In addition, the modified mirror type spatial light modulator 34.
When all the mirrors of the element 34 are oriented in the direction in which the light flux is incident on the projection lens 35, the projection lens 35 transmits the light flux having a certain power as a whole and diverging from the light source 31.
The light is focused on the entrance pupil 35a. The light flux that illuminates the image on the modified mirror spatial light modulation element 34 by this so-called Koehler illumination is projected as a light flux having a uniform light quantity distribution by the diffusion processing of each mirror surface of the modified mirror spatial light modulation element 34. The light is focused on the entrance pupil 35 a of the lens 35 and is efficiently projected on the screen 34 through the projection lens 35.

【0042】このように本実施例は、第1の実施例で説
明したものの構成に加えて、変形ミラー型空間光変調素
子の画素毎のミラー面に光を拡散するような加工を施す
ことにより、均一な光量分布で画像を表示できる。つま
り、照明光学系は光軸から遠くなるに従い光量が低下す
るので均一な光量分布で投影レンズの入射瞳を照明する
事が難しかったが、本実施例は変形ミラー型空間光変調
素子の画素毎のミラー面を拡散加工処理することで均一
な光量分布の表示を達成できた。
As described above, in this embodiment, in addition to the structure described in the first embodiment, processing is performed to diffuse light on the mirror surface of each pixel of the modified mirror type spatial light modulator. The image can be displayed with a uniform light amount distribution. In other words, it is difficult to illuminate the entrance pupil of the projection lens with a uniform light amount distribution because the illumination optical system has a light amount that decreases as the distance from the optical axis increases. It was possible to achieve a uniform light intensity distribution display by diffusing the mirror surface of.

【0043】[0043]

【発明の効果】本発明は以上説明したように構成されて
いるので、以下に記載するような効果を奏する。
Since the present invention is configured as described above, it has the following effects.

【0044】請求項1に記載のものにおいては、素子の
全てのミラーが投影レンズに入射する方向に向いている
時、全体としてあるパワーを持ち光源から発散した光束
を入射瞳に集光させるように変形ミラー型空間光変調素
子を構成することにより、光学系を大きくすることな
く、広い面積を持った空間光変調素子の画像を投射表示
することができ、更に光源の光量を有効に使うことがで
きる。
According to the first aspect of the present invention, when all the mirrors of the element are oriented in the direction of incidence on the projection lens, the luminous flux diverging from the light source having a certain power is focused on the entrance pupil. By constructing a modified mirror type spatial light modulator in, the image of the spatial light modulator with a large area can be projected and displayed without increasing the size of the optical system, and the light quantity of the light source can be used effectively. You can

【0045】請求項2に記載のものにおいては、請求項
1に記載したものの効果に加えて、変形ミラー型空間光
変調素子と光源との間の光路中に拡散板を設置したこと
により、均一な光量分布で画像を表示できる。
According to a second aspect of the present invention, in addition to the effect of the first aspect, a diffuser plate is installed in the optical path between the deforming mirror type spatial light modulator and the light source, so that the uniform light can be obtained. Images can be displayed with various light intensity distributions.

【0046】請求項3に記載のものにおいては、請求項
1に記載したものの効果に加えて、変形ミラー型空間光
変調素子の画素毎のミラー面に光を拡散するような加工
を施すことにより、均一な光量分布で画像を表示でき
る。
According to a third aspect of the present invention, in addition to the effect of the first aspect, a process is performed to diffuse light on the mirror surface of each pixel of the modified mirror type spatial light modulator. The image can be displayed with a uniform light amount distribution.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の投射型表示装置の第1の実施例を示す
構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram showing a first embodiment of a projection type display device of the present invention.

【図2】本発明の投射型表示装置の第2の実施例を示す
構成図である。
FIG. 2 is a configuration diagram showing a second embodiment of the projection type display device of the present invention.

【図3】本発明の投射型表示装置の第3の実施例を示す
構成図である。
FIG. 3 is a configuration diagram showing a third embodiment of the projection type display device of the present invention.

【図4】液晶を用いた投射型表示装置の従来例の一つを
示す要部構成図である。
FIG. 4 is a main part configuration diagram showing one of conventional examples of a projection type display device using liquid crystal.

【図5】カンチレバータイプの変形ミラー型空間光変調
素子の構造を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a structure of a cantilever type modified mirror type spatial light modulator.

【図6】従来の、変形ミラー型空間光変調素子を使用し
た投射型表示装置を示す構成図である。
FIG. 6 is a configuration diagram showing a conventional projection type display device using a modified mirror type spatial light modulator.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,21,31 光源 2,22,32 熱線カットフィルター 3,23,33 コンデンサーレンズ 4,24,34 変形ミラー型空間光変調素子 5,25,35 投影レンズ 5a,25a,35a 入射瞳 26 拡散板 7,27,37 スクリーン 8,28,38 遮光板 1, 21, 31 Light source 2, 22, 32 Heat ray cut filter 3, 23, 33 Condenser lens 4, 24, 34 Deformation mirror type spatial light modulator 5, 25, 35 Projection lens 5a, 25a, 35a Entrance pupil 26 Diffuser plate 7,27,37 Screen 8,28,38 Light shield

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 光源から発散した光束をコンデンサーレ
ンズを透過させて変形ミラー型空間光変調素子に入射さ
せ、該変形ミラー型空間光変調素子による反射光の一部
を投影レンズの入射瞳に入射させて前記変形ミラー型空
間光変調素子による物体の像をスクリーン上に投影し画
像を形成する、変形ミラー型空間光変調素子を用いた投
影型表示装置において、 前記物体の像は、前記変形ミラー型空間光変調素子の画
素毎のミラー面の角度を電気的に切り換えて該ミラー面
からの反射光を投影レンズに入射させたりさせなかった
りすることにより形成され、 前記変形ミラー型空間光変調素子は、全てのミラーが投
影レンズに入射する方向を向いている時、全体としてあ
るパワーを持ち光源から発散した光束を投影レンズの入
射瞳に集光させるように構成されたことを特徴とする、
変形ミラー型空間光変調素子を用いた投射型表示装置。
1. A light flux diverging from a light source is transmitted through a condenser lens and is incident on a deforming mirror type spatial light modulating element, and a part of light reflected by the deforming mirror type spatial light modulating element is incident on an entrance pupil of a projection lens. In the projection display device using the deformable mirror type spatial light modulator, the image of the object is projected onto the screen by the deformable mirror type spatial light modulator to form an image, wherein the image of the object is the deformable mirror. The modified mirror type spatial light modulator is formed by electrically switching the angle of the mirror surface of each pixel of the type spatial light modulator to prevent the reflected light from the mirror surface from entering the projection lens. Is that when all the mirrors are oriented in the direction of incidence to the projection lens, the light flux that has a certain power as a whole and diverges from the light source is focused on the entrance pupil of the projection lens. Characterized in that it is configured to,
A projection type display device using a deforming mirror type spatial light modulator.
【請求項2】 前記変形ミラー型空間光変調素子と光源
の間の光路中に拡散板が設置されたことを特徴とする、
請求項1に記載の変形ミラー型空間光変調素子を用いた
投射型表示装置。
2. A diffuser plate is installed in an optical path between the modified mirror type spatial light modulator and the light source.
A projection type display device using the modified mirror type spatial light modulator according to claim 1.
【請求項3】 前記変形ミラー型空間光変調素子の画素
毎のミラー面が光を拡散する拡散面とされたことを特徴
とする、請求項1に記載の変形ミラー型空間光変調素子
を用いた投射型表示装置。
3. The modified mirror type spatial light modulator according to claim 1, wherein the mirror surface of each pixel of the modified mirror type spatial light modulator is a diffusion surface for diffusing light. Projection type display device.
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