JPH08304923A - プロジェクター装置 - Google Patents
プロジェクター装置Info
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- JPH08304923A JPH08304923A JP7136139A JP13613995A JPH08304923A JP H08304923 A JPH08304923 A JP H08304923A JP 7136139 A JP7136139 A JP 7136139A JP 13613995 A JP13613995 A JP 13613995A JP H08304923 A JPH08304923 A JP H08304923A
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- micromirrors
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 アドレスラインの本数を増大させることなく
簡素な構成により、大きな画素値で階調表現を行うこと
のできるプロジェクター装置を提供すること。 【構成】 照明光を供給するための照明光供給手段と、
該照明光供給手段からの照明光を光変調するためのＤＭ
Ｄと、該ＤＭＤからの光をスクリーン上に投影するため
の投射光学系とを備えたプロジェクター装置において、
前記スクリーン上に形成される画像の各画素は、前記Ｄ
ＭＤ上においてそれぞれ複数のマイクロミラーからなる
各マイクロミラー群に対応し、前記各マイクロミラー群
は、それぞれほぼ同じ大きさを有し且つ反射光量が互い
に異なる複数のマイクロミラーを有する。
簡素な構成により、大きな画素値で階調表現を行うこと
のできるプロジェクター装置を提供すること。 【構成】 照明光を供給するための照明光供給手段と、
該照明光供給手段からの照明光を光変調するためのＤＭ
Ｄと、該ＤＭＤからの光をスクリーン上に投影するため
の投射光学系とを備えたプロジェクター装置において、
前記スクリーン上に形成される画像の各画素は、前記Ｄ
ＭＤ上においてそれぞれ複数のマイクロミラーからなる
各マイクロミラー群に対応し、前記各マイクロミラー群
は、それぞれほぼ同じ大きさを有し且つ反射光量が互い
に異なる複数のマイクロミラーを有する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はプロジェクター装置に関
し、特に光変調素子にＤＭＤを用いたプロジェクター装
置に関する。
し、特に光変調素子にＤＭＤを用いたプロジェクター装
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のプロジェクター装置では、液晶素
子により光を位相変調または散乱変調するプロジェクシ
ョン方式が採用されていた。一方、最近では、ＤＭＤ
（Digital Micromirror Deviceまたは Deformable Micr
omirror Device）を光変調素子として用いる新たなプロ
ジェクション方式が提案されている。
子により光を位相変調または散乱変調するプロジェクシ
ョン方式が採用されていた。一方、最近では、ＤＭＤ
（Digital Micromirror Deviceまたは Deformable Micr
omirror Device）を光変調素子として用いる新たなプロ
ジェクション方式が提案されている。
【０００３】ＤＭＤは、近年新たに提案されているマイ
クロディバイスである。たとえばソリッド ステイト
テクノロジ（Solid State Technology）の１９９４年７
月号の第６３頁乃至第６８頁、エス アイ ディー（SI
D)１９９３年ダイジェスト版の第１０１２頁乃至第１０
１５頁、エス ピー アイ イー クリティカル レヴ
ューズ シリーズ（SPIE Critical Reviews Series）第
１１５０巻の第８６頁乃至第１０２頁等に開示されてい
るように、ＤＭＤは碁盤の目状に配列された多数のマイ
クロミラー（反射ミラー）からなる。
クロディバイスである。たとえばソリッド ステイト
テクノロジ（Solid State Technology）の１９９４年７
月号の第６３頁乃至第６８頁、エス アイ ディー（SI
D)１９９３年ダイジェスト版の第１０１２頁乃至第１０
１５頁、エス ピー アイ イー クリティカル レヴ
ューズ シリーズ（SPIE Critical Reviews Series）第
１１５０巻の第８６頁乃至第１０２頁等に開示されてい
るように、ＤＭＤは碁盤の目状に配列された多数のマイ
クロミラー（反射ミラー）からなる。
【０００４】このように、ＤＭＤは微小なマイクロミラ
ーを集積化したものであり、各マイクロミラー毎に設け
られた電極とマイクロミラーとの間の静電引力によって
マイクロミラーの角度（すなわち向き）が変化する。す
なわち、各マイクロミラーの向きは、それぞれ個別に駆
動制御されるように構成されている。ちなみに、各マイ
クロミラーはたとえば約２５μｍ×２５μｍの正方形状
であり、１つのＤＭＤはたとえば数十万乃至数百万個の
マイクロミラーからなっている。
ーを集積化したものであり、各マイクロミラー毎に設け
られた電極とマイクロミラーとの間の静電引力によって
マイクロミラーの角度（すなわち向き）が変化する。す
なわち、各マイクロミラーの向きは、それぞれ個別に駆
動制御されるように構成されている。ちなみに、各マイ
クロミラーはたとえば約２５μｍ×２５μｍの正方形状
であり、１つのＤＭＤはたとえば数十万乃至数百万個の
マイクロミラーからなっている。
【０００５】上述のように、ＤＭＤを構成する各マイク
ロミラーはＯＮ状態またはＯＦＦ状態で使用され、その
間の中間的な状態では使用されない。したがって、ＤＭ
Ｄを用いたプロジェクター装置において中間的な明るさ
を含む画像を表現（階調表現）しようとする場合、何ら
かの工夫が必要となる。
ロミラーはＯＮ状態またはＯＦＦ状態で使用され、その
間の中間的な状態では使用されない。したがって、ＤＭ
Ｄを用いたプロジェクター装置において中間的な明るさ
を含む画像を表現（階調表現）しようとする場合、何ら
かの工夫が必要となる。
【０００６】たとえば、米国特許第4,978,950 号では、
ＤＭＤを用いたプロジェクター装置において２５６（＝
２8 ）画素値の階調表現を行うために、反射率の比率が
２のべきの関係（２0 、２1 ・・・、２7 ）になった８
枚のＤＭＤを使用している。そして、各ＤＭＤを構成す
る複数のマイクロミラーのうちスクリーン上の各画素に
対応する位置にある８個のマイクロミラー（各ＤＭＤに
ついて１個のマイクロミラー）からの光がスクリーン上
で重なるように構成している。この場合、２のべき（こ
の場合２8 ）に重み付けされた各画素の階調数（画素
値）に応じて、８枚のＤＭＤの対応する８個のマイクロ
ミラーのうち所望のマイクロミラー（すなわち所望のＤ
ＭＤ）だけを選択的にＯＮ状態にすることにより、階調
表現を行うことができる。
ＤＭＤを用いたプロジェクター装置において２５６（＝
２8 ）画素値の階調表現を行うために、反射率の比率が
２のべきの関係（２0 、２1 ・・・、２7 ）になった８
枚のＤＭＤを使用している。そして、各ＤＭＤを構成す
る複数のマイクロミラーのうちスクリーン上の各画素に
対応する位置にある８個のマイクロミラー（各ＤＭＤに
ついて１個のマイクロミラー）からの光がスクリーン上
で重なるように構成している。この場合、２のべき（こ
の場合２8 ）に重み付けされた各画素の階調数（画素
値）に応じて、８枚のＤＭＤの対応する８個のマイクロ
ミラーのうち所望のマイクロミラー（すなわち所望のＤ
ＭＤ）だけを選択的にＯＮ状態にすることにより、階調
表現を行うことができる。
【０００７】また、テキサス インストルメンツ社（TE
XAS INSTRUMENTS ）のジェー．ビー．サンプセル（J.B.
Sampsell）等は、ＤＭＤの高速スイッチング性を生かし
て、１フレーム時間内においてＤＭＤの各マイクロミラ
ーのＯＮ状態にある時間を適宜変化させることによっ
て、擬似的に階調表現を行う方法を提案している（"Ano
verview of Texas Instruments' Digital Micromirror
Device (DMD) and itsApplication to Projection Disp
lays," Society for Information Display Internation
al Symposium Digest of Technical Papers, vol XXIV,
p1012(1993)を参照）。
XAS INSTRUMENTS ）のジェー．ビー．サンプセル（J.B.
Sampsell）等は、ＤＭＤの高速スイッチング性を生かし
て、１フレーム時間内においてＤＭＤの各マイクロミラ
ーのＯＮ状態にある時間を適宜変化させることによっ
て、擬似的に階調表現を行う方法を提案している（"Ano
verview of Texas Instruments' Digital Micromirror
Device (DMD) and itsApplication to Projection Disp
lays," Society for Information Display Internation
al Symposium Digest of Technical Papers, vol XXIV,
p1012(1993)を参照）。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】上述のように、米国特
許第4,978,950 号に開示の方法では、８枚ものＤＭＤを
使用し、スクリーン上の各画素に対応する位置にある８
個のマイクロミラー（各ＤＭＤについて１個のマイクロ
ミラー）からの光をスクリーン上でずれることなく重ね
る必要がある。したがって、このような８枚のＤＭＤの
アライメントのために、大型で複雑なアライメント光学
系が必要となってしまう。また、１フレーム時間内にお
けるＯＮ状態の時間を適宜変化させて擬似的に階調表現
を行う方法では、２５６値に量子化された画像の階調数
を時間に変換するための回路が必要となってしまう。
許第4,978,950 号に開示の方法では、８枚ものＤＭＤを
使用し、スクリーン上の各画素に対応する位置にある８
個のマイクロミラー（各ＤＭＤについて１個のマイクロ
ミラー）からの光をスクリーン上でずれることなく重ね
る必要がある。したがって、このような８枚のＤＭＤの
アライメントのために、大型で複雑なアライメント光学
系が必要となってしまう。また、１フレーム時間内にお
けるＯＮ状態の時間を適宜変化させて擬似的に階調表現
を行う方法では、２５６値に量子化された画像の階調数
を時間に変換するための回路が必要となってしまう。
【０００９】なお、２値で階調表現を行おうとする場
合、１画素をそれぞれ大きさの等しい複数の分割画素に
分割し、その複数の分割画素のうちＯＮ状態にある分割
画素の数を適宜変化させることによって、人間の目に疑
似的に階調を感じさせることができる。この方法は、１
６画素値程度までの比較的階調数の少ない場合や、また
はプリンタ装置などのように１次元の画素形成装置と１
次元の走査装置との組み合わせによって２次元画像を形
成するような場合には、単純な構成で階調表現を実現す
ることができるので有効である。
合、１画素をそれぞれ大きさの等しい複数の分割画素に
分割し、その複数の分割画素のうちＯＮ状態にある分割
画素の数を適宜変化させることによって、人間の目に疑
似的に階調を感じさせることができる。この方法は、１
６画素値程度までの比較的階調数の少ない場合や、また
はプリンタ装置などのように１次元の画素形成装置と１
次元の走査装置との組み合わせによって２次元画像を形
成するような場合には、単純な構成で階調表現を実現す
ることができるので有効である。
【００１０】しかしながら、上述の分割画素の方法で
は、ＤＭＤを用いたプロジェクター装置で一般に求めら
れるような大きな階調数、たとえば２５６画素値を表現
するために２５５の分割画素が必要である。そして、２
５５に分割した個々の分割画素をそれぞれアドレス指定
するために、１画素に対して最低３２（１画素が１５×
１７の分割画素で構成されている場合）本のアドレスラ
インが必要となり、回路が複雑になってしまう。
は、ＤＭＤを用いたプロジェクター装置で一般に求めら
れるような大きな階調数、たとえば２５６画素値を表現
するために２５５の分割画素が必要である。そして、２
５５に分割した個々の分割画素をそれぞれアドレス指定
するために、１画素に対して最低３２（１画素が１５×
１７の分割画素で構成されている場合）本のアドレスラ
インが必要となり、回路が複雑になってしまう。
【００１１】本発明は、前述の課題に鑑みてなされたも
のであり、アドレスラインの本数を増大させることなく
簡素な構成により、大きな画素値で階調表現を行うこと
のできるプロジェクター装置を提供することを目的とす
る。
のであり、アドレスラインの本数を増大させることなく
簡素な構成により、大きな画素値で階調表現を行うこと
のできるプロジェクター装置を提供することを目的とす
る。
【００１２】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明においては、照明光を供給するための照明光
供給手段と、該照明光供給手段からの照明光を光変調す
るためのＤＭＤと、該ＤＭＤからの光をスクリーン上に
投影するための投射光学系とを備えたプロジェクター装
置において、前記スクリーン上に形成される画像の各画
素は、前記ＤＭＤ上においてそれぞれ複数のマイクロミ
ラーからなる各マイクロミラー群に対応し、前記各マイ
クロミラー群は、それぞれほぼ同じ大きさを有し且つ反
射光量が互いに異なる複数のマイクロミラーを有するこ
とを特徴とするプロジェクター装置を提供する。
に、本発明においては、照明光を供給するための照明光
供給手段と、該照明光供給手段からの照明光を光変調す
るためのＤＭＤと、該ＤＭＤからの光をスクリーン上に
投影するための投射光学系とを備えたプロジェクター装
置において、前記スクリーン上に形成される画像の各画
素は、前記ＤＭＤ上においてそれぞれ複数のマイクロミ
ラーからなる各マイクロミラー群に対応し、前記各マイ
クロミラー群は、それぞれほぼ同じ大きさを有し且つ反
射光量が互いに異なる複数のマイクロミラーを有するこ
とを特徴とするプロジェクター装置を提供する。
【００１３】本発明の好ましい態様によれば、前記各マ
イクロミラー群は、それぞれ反射領域がほぼ一定で且つ
反射率が互いに異なる所定数のマイクロミラーを有する
か、あるいはそれぞれ反射率がほぼ一定で且つ反射領域
が互いに異なる所定数のマイクロミラーを有する。
イクロミラー群は、それぞれ反射領域がほぼ一定で且つ
反射率が互いに異なる所定数のマイクロミラーを有する
か、あるいはそれぞれ反射率がほぼ一定で且つ反射領域
が互いに異なる所定数のマイクロミラーを有する。
【００１４】
【作用】本発明では、スクリーン上に形成される画像の
各画素は、ＤＭＤ上おいてそれぞれ複数のマイクロミラ
ーからなる各マイクロミラー群に対応している。そし
て、各マイクロミラー群がそれぞれほぼ同じ大きさを有
し且つ反射光量が互いに異なる複数のマイクロミラーを
有するように構成されている。具体的には、各マイクロ
ミラー群は、それぞれ反射領域がほぼ一定で且つ反射率
が互いに異なる所定数のマイクロミラーを有するか、あ
るいはそれぞれ反射率がほぼ一定で且つ反射領域が互い
に異なる所定数のマイクロミラーを有する。
各画素は、ＤＭＤ上おいてそれぞれ複数のマイクロミラ
ーからなる各マイクロミラー群に対応している。そし
て、各マイクロミラー群がそれぞれほぼ同じ大きさを有
し且つ反射光量が互いに異なる複数のマイクロミラーを
有するように構成されている。具体的には、各マイクロ
ミラー群は、それぞれ反射領域がほぼ一定で且つ反射率
が互いに異なる所定数のマイクロミラーを有するか、あ
るいはそれぞれ反射率がほぼ一定で且つ反射領域が互い
に異なる所定数のマイクロミラーを有する。
【００１５】図１は、スクリーン上に形成される画像の
各画素にそれぞれ対応する各マイクロミラー群について
本発明の作用を説明する図である。図１に示すように、
スクリーン上に形成される画像の１画素が、たとえばそ
れぞれ同じ大きさを有する８個のマイクロミラーｉ（ｉ
＝０〜７）からなる１つのマイクロミラー群に対応して
いる。なお、各マイクロミラーｉの反射率Ｒi は、次の
式（１）で表される。 Ｒi ＝Ｒ×２i-7 （ｉ＝０〜７） （１） ここで、 Ｒ：任意の正の定数
各画素にそれぞれ対応する各マイクロミラー群について
本発明の作用を説明する図である。図１に示すように、
スクリーン上に形成される画像の１画素が、たとえばそ
れぞれ同じ大きさを有する８個のマイクロミラーｉ（ｉ
＝０〜７）からなる１つのマイクロミラー群に対応して
いる。なお、各マイクロミラーｉの反射率Ｒi は、次の
式（１）で表される。 Ｒi ＝Ｒ×２i-7 （ｉ＝０〜７） （１） ここで、 Ｒ：任意の正の定数
【００１６】したがって、式（１）に示すように反射率
が重み付けされた８個のマイクロミラーｉのうちＯＮ状
態にあるマイクロミラーによってスクリーンに向かって
反射された光量の総和が、８個のマイクロミラーｉによ
ってスクリーン上で形成される画素の画素値に対応す
る。すなわち、各マイクロミラーｉでの反射光量が２の
べきの関係で重み付けがなされているため、各マイクロ
ミラーｉのＯＮ／ＯＦＦ状態を適宜制御することによっ
て、８個のマイクロミラーで２の８乗すなわち２５６画
素値の階調を表現することができる。
が重み付けされた８個のマイクロミラーｉのうちＯＮ状
態にあるマイクロミラーによってスクリーンに向かって
反射された光量の総和が、８個のマイクロミラーｉによ
ってスクリーン上で形成される画素の画素値に対応す
る。すなわち、各マイクロミラーｉでの反射光量が２の
べきの関係で重み付けがなされているため、各マイクロ
ミラーｉのＯＮ／ＯＦＦ状態を適宜制御することによっ
て、８個のマイクロミラーで２の８乗すなわち２５６画
素値の階調を表現することができる。
【００１７】一方、スクリーン上に形成される画像の各
画素の階調数は、２進数８ビットで量子化されており、
２の８乗すなわち２５６画素値からなる。この８ビット
２進数の各桁の重みは、２のｊ乗（ｊ＝０〜７）になっ
ている。例えば、画素の階調数が９３の場合、階調数９
３は２進表現では01011101と表すことができる。この場
合、２のｊ乗の桁の値に注目すると、ｊ＝０，２，３，
４，６の桁の値が１である。したがって、図２に示すよ
うに、８個のマイクロミラーｉのうちｉ＝０，２，３，
４，６の５個のマイクロミラーをＯＮ状態（図中黒色部
分で示す）にすることによって階調数９３の階調表現を
行うことができる。
画素の階調数は、２進数８ビットで量子化されており、
２の８乗すなわち２５６画素値からなる。この８ビット
２進数の各桁の重みは、２のｊ乗（ｊ＝０〜７）になっ
ている。例えば、画素の階調数が９３の場合、階調数９
３は２進表現では01011101と表すことができる。この場
合、２のｊ乗の桁の値に注目すると、ｊ＝０，２，３，
４，６の桁の値が１である。したがって、図２に示すよ
うに、８個のマイクロミラーｉのうちｉ＝０，２，３，
４，６の５個のマイクロミラーをＯＮ状態（図中黒色部
分で示す）にすることによって階調数９３の階調表現を
行うことができる。
【００１８】このように、所望の階調数を２進表現で表
し、２のｊ乗の桁の値に応じて８個のマイクロミラーｉ
のうち所定のマイクロミラーだけをＯＮ状態にすること
によって階調数２５６のうちすべての階調を連続的に表
現することができる。また、図２を参照すると、１画素
に対して合計６本（図中水平方向に４本、鉛直方向に２
本）のアドレスラインによって個々のマイクロミラーを
制御して、２５６画素値の階調表現が可能である。この
ように、本発明によれば、アドレスラインの本数を増大
させることなく簡素な構成により、大きな画素値で階調
表現を行うことができる。
し、２のｊ乗の桁の値に応じて８個のマイクロミラーｉ
のうち所定のマイクロミラーだけをＯＮ状態にすること
によって階調数２５６のうちすべての階調を連続的に表
現することができる。また、図２を参照すると、１画素
に対して合計６本（図中水平方向に４本、鉛直方向に２
本）のアドレスラインによって個々のマイクロミラーを
制御して、２５６画素値の階調表現が可能である。この
ように、本発明によれば、アドレスラインの本数を増大
させることなく簡素な構成により、大きな画素値で階調
表現を行うことができる。
【００１９】
【実施例】以下、本発明の実施例を、添付図面に基づい
て説明する。図３は、本発明の実施例にかかるプロジェ
クター装置の構成を概略的に示す図である。図３のプロ
ジェクター装置は、光変調素子としてのＤＭＤ１５と、
ＤＭＤ１５からの光をスクリーン１８上に投影するため
の投射光学系とを備えている。投射光学系は、ＤＭＤ１
５側から順に、第１レンズ群１４と、第１レンズ群１４
のスクリーン側焦点面に位置決めされた開口絞り１６
と、第２レンズ群１７とからなる。なお、投射光学系
は、ＤＭＤ１５側にテレセントリックに構成されてい
る。
て説明する。図３は、本発明の実施例にかかるプロジェ
クター装置の構成を概略的に示す図である。図３のプロ
ジェクター装置は、光変調素子としてのＤＭＤ１５と、
ＤＭＤ１５からの光をスクリーン１８上に投影するため
の投射光学系とを備えている。投射光学系は、ＤＭＤ１
５側から順に、第１レンズ群１４と、第１レンズ群１４
のスクリーン側焦点面に位置決めされた開口絞り１６
と、第２レンズ群１７とからなる。なお、投射光学系
は、ＤＭＤ１５側にテレセントリックに構成されてい
る。
【００２０】図３のプロジェクター装置はまた、照明光
を発する光源１１を備えている。なお、光源１１は、楕
円鏡１２の第１焦点位置に位置決めされている。したが
って、光源１１からの光は、楕円鏡１２で集光され、さ
らにミラー１３で反射された後、楕円鏡１２の第２焦点
位置に光源像を形成する。楕円鏡１２の第２焦点位置に
は、照明光絞り１９が設けられている。なお、照明光絞
り１９が設けられている楕円鏡１２の第２焦点位置は、
第１レンズ群１４のスクリーン側焦点面上にある。換言
すれば、開口絞り１６と照明光絞り１９とは、光学的に
共役な位置に配置されている。そして、開口絞り１６の
開口は、照明光絞り１９の開口と同じ大きさかあるいは
わずかに大きく形成されている。
を発する光源１１を備えている。なお、光源１１は、楕
円鏡１２の第１焦点位置に位置決めされている。したが
って、光源１１からの光は、楕円鏡１２で集光され、さ
らにミラー１３で反射された後、楕円鏡１２の第２焦点
位置に光源像を形成する。楕円鏡１２の第２焦点位置に
は、照明光絞り１９が設けられている。なお、照明光絞
り１９が設けられている楕円鏡１２の第２焦点位置は、
第１レンズ群１４のスクリーン側焦点面上にある。換言
すれば、開口絞り１６と照明光絞り１９とは、光学的に
共役な位置に配置されている。そして、開口絞り１６の
開口は、照明光絞り１９の開口と同じ大きさかあるいは
わずかに大きく形成されている。
【００２１】光源像からの光は、照明光絞り１９および
第１レンズ群１４を介して、ＤＭＤ１５を照明する。こ
のように、光源１１、楕円鏡１２、ミラー１３および照
明光絞り１９は、ＤＭＤ１５に照明光を供給するための
照明光供給手段を構成している。さらに、図３のプロジ
ェクター装置は、画像情報を入力する入力部１と、この
入力部１からの画像情報に基づいてＤＭＤ１５の各マイ
クロミラーのＯＮ／ＯＦＦ状態を制御する制御部２とを
備えている。
第１レンズ群１４を介して、ＤＭＤ１５を照明する。こ
のように、光源１１、楕円鏡１２、ミラー１３および照
明光絞り１９は、ＤＭＤ１５に照明光を供給するための
照明光供給手段を構成している。さらに、図３のプロジ
ェクター装置は、画像情報を入力する入力部１と、この
入力部１からの画像情報に基づいてＤＭＤ１５の各マイ
クロミラーのＯＮ／ＯＦＦ状態を制御する制御部２とを
備えている。
【００２２】入力部１として、たとえば磁気記憶媒体
（ＦＤやビデオテープ等）、光学的記憶媒体（フォトＣ
Ｄ、ＭＯ（光磁気記憶媒体）等）、電気的記憶媒体（Ｉ
Ｃカード等）が有する画像情報を読み出す手段を適用す
ることができる。また、入力部１をプロジェクター装置
本体とは別体に構成し、たとえば端子を介してプロジェ
クター装置本体に接続されるように構成することもでき
る。
（ＦＤやビデオテープ等）、光学的記憶媒体（フォトＣ
Ｄ、ＭＯ（光磁気記憶媒体）等）、電気的記憶媒体（Ｉ
Ｃカード等）が有する画像情報を読み出す手段を適用す
ることができる。また、入力部１をプロジェクター装置
本体とは別体に構成し、たとえば端子を介してプロジェ
クター装置本体に接続されるように構成することもでき
る。
【００２３】制御部２からの指令に基づいてＤＭＤ１５
においてＯＦＦ状態に角度制御されたマイクロミラーで
反射された不要光は、第１レンズ群１４を介して照明光
絞り１９に戻る。こうして、照明光絞り１９の等倍像が
照明光絞り１９自体の上に形成される。そして、照明光
絞り１９を効率良く通過した不要光は、さらにミラー１
３および楕円鏡１２を介して光源１１に戻っていくこと
になる。
においてＯＦＦ状態に角度制御されたマイクロミラーで
反射された不要光は、第１レンズ群１４を介して照明光
絞り１９に戻る。こうして、照明光絞り１９の等倍像が
照明光絞り１９自体の上に形成される。そして、照明光
絞り１９を効率良く通過した不要光は、さらにミラー１
３および楕円鏡１２を介して光源１１に戻っていくこと
になる。
【００２４】一方、制御部２からの指令に基づいてＤＭ
Ｄ１５においてＯＮ状態に角度制御されたマイクロミラ
ーで反射された光は、第１レンズ群１４を介して開口絞
り１６に達する。こうして、照明光絞り１９の等倍像
が、開口絞り１６上に形成されることになる。上述した
ように、開口絞り１６の開口は照明光絞り１９の開口と
同じ大きさかあるいはわずかに大きく形成されているの
で、ＤＭＤ１５からの光は効率良く開口絞り１６を通過
する。開口絞り１６を通過した光は、第２レンズ群１７
を介してスクリーン１８上に投射される。こうして、Ｄ
ＭＤ１５の個々のマイクロミラーの向きに応じた明暗の
パターンがスクリーン上に画像として形成される。
Ｄ１５においてＯＮ状態に角度制御されたマイクロミラ
ーで反射された光は、第１レンズ群１４を介して開口絞
り１６に達する。こうして、照明光絞り１９の等倍像
が、開口絞り１６上に形成されることになる。上述した
ように、開口絞り１６の開口は照明光絞り１９の開口と
同じ大きさかあるいはわずかに大きく形成されているの
で、ＤＭＤ１５からの光は効率良く開口絞り１６を通過
する。開口絞り１６を通過した光は、第２レンズ群１７
を介してスクリーン１８上に投射される。こうして、Ｄ
ＭＤ１５の個々のマイクロミラーの向きに応じた明暗の
パターンがスクリーン上に画像として形成される。
【００２５】図４は、図３におけるＤＭＤ１５のうち４
つの画素にそれぞれ対応する４つのマイクロミラー群を
示す図である。図４に示すように、ＤＭＤにおいて縦横
に配列された８個のマイクロミラーからなる各マイクロ
ミラー群が各画素に対応している。図４では、紙面の限
定上４つの画素に対応する４つのマイクロミラー群すな
わち合計３２個のマイクロミラーだけを示したが、ＤＭ
Ｄ全体ではこのような１画素に対応するマイクロミラー
群がたとえば縦横に１２８群並んで１フレームを構成し
ている。
つの画素にそれぞれ対応する４つのマイクロミラー群を
示す図である。図４に示すように、ＤＭＤにおいて縦横
に配列された８個のマイクロミラーからなる各マイクロ
ミラー群が各画素に対応している。図４では、紙面の限
定上４つの画素に対応する４つのマイクロミラー群すな
わち合計３２個のマイクロミラーだけを示したが、ＤＭ
Ｄ全体ではこのような１画素に対応するマイクロミラー
群がたとえば縦横に１２８群並んで１フレームを構成し
ている。
【００２６】図４では、４つの画素にそれぞれ対応する
４つのマイクロミラー群のうち、図中左上のマイクロミ
ラー群をＧ１、図中右上のマイクロミラー群をＧ２、図
中左下のマイクロミラー群をＧ３、図中右下のマイクロ
ミラー群をＧ４としている。そして、各マイクロミラー
群Ｇｉにおいて、図中左上から右方向に並んだ４つのマ
イクロミラーをそれぞれｅi0〜ｅi3とし、図中左下から
右方向に並んだ４つのマイクロミラーをそれぞれｅi4〜
ｅi7としている。
４つのマイクロミラー群のうち、図中左上のマイクロミ
ラー群をＧ１、図中右上のマイクロミラー群をＧ２、図
中左下のマイクロミラー群をＧ３、図中右下のマイクロ
ミラー群をＧ４としている。そして、各マイクロミラー
群Ｇｉにおいて、図中左上から右方向に並んだ４つのマ
イクロミラーをそれぞれｅi0〜ｅi3とし、図中左下から
右方向に並んだ４つのマイクロミラーをそれぞれｅi4〜
ｅi7としている。
【００２７】図示のように、各マイクロミラーはそれぞ
れ同じ大きさであり、各マイクロミラー群は全体として
ほぼ正方形をなしている。さらに、各マイクロミラー群
Ｇ１〜Ｇ４において、対応する位置にあるマイクロミラ
ー、たとえばｅ10、ｅ20、ｅ30、ｅ40はそれぞれ同じ反
射率Ｒ0 を有する。また、対応する位置にある別のマイ
クロミラー、たとえばｅ1i、ｅ2i、ｅ3i、ｅ4iはそれぞ
れ同じ反射率Ｒi を有する。ここで、反射率Ｒi （ｉ＝
０〜７）は前述の式（１）に示す関係を満たしている。
れ同じ大きさであり、各マイクロミラー群は全体として
ほぼ正方形をなしている。さらに、各マイクロミラー群
Ｇ１〜Ｇ４において、対応する位置にあるマイクロミラ
ー、たとえばｅ10、ｅ20、ｅ30、ｅ40はそれぞれ同じ反
射率Ｒ0 を有する。また、対応する位置にある別のマイ
クロミラー、たとえばｅ1i、ｅ2i、ｅ3i、ｅ4iはそれぞ
れ同じ反射率Ｒi を有する。ここで、反射率Ｒi （ｉ＝
０〜７）は前述の式（１）に示す関係を満たしている。
【００２８】これらのマイクロミラーの反射率分布は、
通常のＤＭＤプロセスの終了後に、所定位置に開口を有
するマスクを用いて所定のマイクロミラー上に顔料を所
定量だけ蒸着するプロセスを７回繰り返すことによって
得られる。具体的には、まずｅi0以外のマイクロミラー
に対して開口を有するマスクを用いてｅi1〜ｅi7のマイ
クロミラー上に一定量の顔料を蒸着する。次いで、ｅi0
およびｅi1以外のマイクロミラーに対して開口を有する
マスクを用いてｅi2〜ｅi7のマイクロミラー上に一定量
の顔料を蒸着する。そして、ｅi0〜ｅi6以外のマイクロ
ミラーに対して開口を有するマスクを用いてｅi7のマイ
クロミラー上に一定量の顔料を蒸着するまで、このプロ
セスを合計７回繰り返す。こうして、各マイクロミラー
について、所望の反射率分布を得ることができる。
通常のＤＭＤプロセスの終了後に、所定位置に開口を有
するマスクを用いて所定のマイクロミラー上に顔料を所
定量だけ蒸着するプロセスを７回繰り返すことによって
得られる。具体的には、まずｅi0以外のマイクロミラー
に対して開口を有するマスクを用いてｅi1〜ｅi7のマイ
クロミラー上に一定量の顔料を蒸着する。次いで、ｅi0
およびｅi1以外のマイクロミラーに対して開口を有する
マスクを用いてｅi2〜ｅi7のマイクロミラー上に一定量
の顔料を蒸着する。そして、ｅi0〜ｅi6以外のマイクロ
ミラーに対して開口を有するマスクを用いてｅi7のマイ
クロミラー上に一定量の顔料を蒸着するまで、このプロ
セスを合計７回繰り返す。こうして、各マイクロミラー
について、所望の反射率分布を得ることができる。
【００２９】１画素に対応する各マイクロミラー群は、
図４に示すように配列された８個のマイクロミラーで構
成されている。このため、図２に示すように、各マイク
ロミラー群に対して、水平方向に４本のアドレスライン
が、鉛直方向に２本のアドレスラインがあることにな
る。このような構成では、各マイクロミラーを疑似的に
単一の画素とみなすこともできる。したがって、ＸＹア
ドレス方式により各マイクロミラーのアドレス回路へ書
き込みを行うことによって、各マイクロミラーを独立に
ＯＮ／ＯＦＦ制御することができる。
図４に示すように配列された８個のマイクロミラーで構
成されている。このため、図２に示すように、各マイク
ロミラー群に対して、水平方向に４本のアドレスライン
が、鉛直方向に２本のアドレスラインがあることにな
る。このような構成では、各マイクロミラーを疑似的に
単一の画素とみなすこともできる。したがって、ＸＹア
ドレス方式により各マイクロミラーのアドレス回路へ書
き込みを行うことによって、各マイクロミラーを独立に
ＯＮ／ＯＦＦ制御することができる。
【００３０】例えば、あるフレームでの画像の画素値
が、画素１、２、３、４でそれぞれ５７、１２４、２、
７８であるとする。この場合、これらの画素値５７、１
２４、２、７８の２進表現は、それぞれ次の表（１）に
示すようになる。
が、画素１、２、３、４でそれぞれ５７、１２４、２、
７８であるとする。この場合、これらの画素値５７、１
２４、２、７８の２進表現は、それぞれ次の表（１）に
示すようになる。
【表１】
【００３１】したがって、本発明の作用で説明したよう
に、画素１に対応するマイクロミラー群Ｇ１では、２進
表現において１の値を有する桁に応じてｉ＝０、３、
４、５のマイクロミラー、すなわちｅ10、ｅ13、ｅ14、
ｅ15がＯＮ状態（図中黒色で示す）になる。また、画素
２に対応するマイクロミラー群Ｇ２では、２進表現にお
いて１の値を有する桁に応じてｉ＝２、３、４、５、６
のマイクロミラー、すなわちｅ22、ｅ23、ｅ24、ｅ25、
ｅ26がＯＮ状態（図中黒色で示す）になる。
に、画素１に対応するマイクロミラー群Ｇ１では、２進
表現において１の値を有する桁に応じてｉ＝０、３、
４、５のマイクロミラー、すなわちｅ10、ｅ13、ｅ14、
ｅ15がＯＮ状態（図中黒色で示す）になる。また、画素
２に対応するマイクロミラー群Ｇ２では、２進表現にお
いて１の値を有する桁に応じてｉ＝２、３、４、５、６
のマイクロミラー、すなわちｅ22、ｅ23、ｅ24、ｅ25、
ｅ26がＯＮ状態（図中黒色で示す）になる。
【００３２】また、画素３に対応するマイクロミラー群
Ｇ３では、２進表現において１の値を有する桁に応じて
ｉ＝１のマイクロミラー、すなわちｅ31がＯＮ状態（図
中黒色で示す）になる。さらに、画素４に対応するマイ
クロミラー群Ｇ４では、２進表現において１の値を有す
る桁に応じてｉ＝１、２、３、６のマイクロミラー、す
なわちｅ41、ｅ42、ｅ43、ｅ46がＯＮ状態（図中黒色で
示す）になる。
Ｇ３では、２進表現において１の値を有する桁に応じて
ｉ＝１のマイクロミラー、すなわちｅ31がＯＮ状態（図
中黒色で示す）になる。さらに、画素４に対応するマイ
クロミラー群Ｇ４では、２進表現において１の値を有す
る桁に応じてｉ＝１、２、３、６のマイクロミラー、す
なわちｅ41、ｅ42、ｅ43、ｅ46がＯＮ状態（図中黒色で
示す）になる。
【００３３】このように、本実施例では、１つの画素に
対応するマイクロミラー群において８個のマイクロミラ
ーのＯＮ／ＯＦＦ状態を適宜制御することによって、少
ないアドレスラインの本数で２の８乗すなわち２５６画
素値の階調を表現することができる。
対応するマイクロミラー群において８個のマイクロミラ
ーのＯＮ／ＯＦＦ状態を適宜制御することによって、少
ないアドレスラインの本数で２の８乗すなわち２５６画
素値の階調を表現することができる。
【００３４】図５は、本発明におけるＤＭＤの変形例を
示す図である。なお、図５には、１つの画素に対応する
マイクロミラー群として８個のマイクロミラーからなる
マイクロミラー群Ｇ１だけを示している。また、上述の
実施例と同様に、マイクロミラー群Ｇ１において、図中
左上から右方向に並んだ４つのマイクロミラーをそれぞ
れｅ10〜ｅ13とし、図中左下から右方向に並んだ４つの
マイクロミラーをそれぞれｅ14〜ｅ17としている。
示す図である。なお、図５には、１つの画素に対応する
マイクロミラー群として８個のマイクロミラーからなる
マイクロミラー群Ｇ１だけを示している。また、上述の
実施例と同様に、マイクロミラー群Ｇ１において、図中
左上から右方向に並んだ４つのマイクロミラーをそれぞ
れｅ10〜ｅ13とし、図中左下から右方向に並んだ４つの
マイクロミラーをそれぞれｅ14〜ｅ17としている。
【００３５】図示のように、各マイクロミラーはそれぞ
れ同じ大きさであり、マイクロミラー群Ｇ１は全体とし
てほぼ正方形をなしている。なお、上述の実施例では各
マイクロミラーに蒸着する顔料の量を変化させることに
より所望の反射率分布すなわち所望の反射光量分布を得
ている。しかしながら、この変形例では、各マイクロミ
ラーｅ10〜ｅ17に対して開口面積の異なるマスクを用い
て顔料を所定量だけ蒸着することにより、所望の反射領
域分布すなわち所望の反射光量分布を得ている。
れ同じ大きさであり、マイクロミラー群Ｇ１は全体とし
てほぼ正方形をなしている。なお、上述の実施例では各
マイクロミラーに蒸着する顔料の量を変化させることに
より所望の反射率分布すなわち所望の反射光量分布を得
ている。しかしながら、この変形例では、各マイクロミ
ラーｅ10〜ｅ17に対して開口面積の異なるマスクを用い
て顔料を所定量だけ蒸着することにより、所望の反射領
域分布すなわち所望の反射光量分布を得ている。
【００３６】図５を参照すると、斜線部は顔料が蒸着さ
れた領域、すなわち光の反射が無視できる程度に小さい
領域を示している。換言すれば、図５において、斜線が
施されていない白い部分が各マイクロミラーの反射領域
である。なお、各反射領域における反射率は一定であ
る。そして、各マイクロミラーｅ10〜ｅ17の反射領域の
面積Ａi は、前述の式（１）と類似の式（２）に示す関
係を満たすように構成されている。 Ａi ＝Ａ×２i-7 （ｉ＝０〜７） （２） ここで、 Ａ：任意の正の定数
れた領域、すなわち光の反射が無視できる程度に小さい
領域を示している。換言すれば、図５において、斜線が
施されていない白い部分が各マイクロミラーの反射領域
である。なお、各反射領域における反射率は一定であ
る。そして、各マイクロミラーｅ10〜ｅ17の反射領域の
面積Ａi は、前述の式（１）と類似の式（２）に示す関
係を満たすように構成されている。 Ａi ＝Ａ×２i-7 （ｉ＝０〜７） （２） ここで、 Ａ：任意の正の定数
【００３７】このように、変形例においても、各マイク
ロミラーｅ10〜ｅ17からの反射光量比率を、上述の実施
例と同じように２のべきの関係に基づいて変化させてい
る。したがって、本変形例においても、各マイクロミラ
ーｅ10〜ｅ17のＯＮ／ＯＦＦ状態を適宜制御することに
よって、８個のマイクロミラーで２の８乗すなわち２５
６画素値の階調を表現することができる。
ロミラーｅ10〜ｅ17からの反射光量比率を、上述の実施
例と同じように２のべきの関係に基づいて変化させてい
る。したがって、本変形例においても、各マイクロミラ
ーｅ10〜ｅ17のＯＮ／ＯＦＦ状態を適宜制御することに
よって、８個のマイクロミラーで２の８乗すなわち２５
６画素値の階調を表現することができる。
【００３８】なお、上述の実施例および変形例では、８
個のマイクロミラーが１つの画素に対応する例を示した
が、所望の階調数（画素値）に応じて１つの画素に対応
するマイクロミラーの数を変化させることができること
は明らかである。また、上述の実施例および変形例で
は、１つの画素に対応するマイクロミラー群において各
マイクロミラーの反射光量が２のべきの関係に基づいて
変化する例を示したが、各マイクロミラーの反射光量が
互いに異なることが重要であり、各マイクロミラーの反
射光量の比率が必ずしも２のべきの関係を満たしている
必要はない。
個のマイクロミラーが１つの画素に対応する例を示した
が、所望の階調数（画素値）に応じて１つの画素に対応
するマイクロミラーの数を変化させることができること
は明らかである。また、上述の実施例および変形例で
は、１つの画素に対応するマイクロミラー群において各
マイクロミラーの反射光量が２のべきの関係に基づいて
変化する例を示したが、各マイクロミラーの反射光量が
互いに異なることが重要であり、各マイクロミラーの反
射光量の比率が必ずしも２のべきの関係を満たしている
必要はない。
【００３９】
【効果】以上説明したように、本発明によれば、アドレ
スラインの本数を増大させることなく簡素な構成によ
り、大きな画素値で階調表現を行うことができる。
スラインの本数を増大させることなく簡素な構成によ
り、大きな画素値で階調表現を行うことができる。
【図１】スクリーン上に形成される画像の各画素にそれ
ぞれ対応する各マイクロミラー群について本発明の作用
を説明する図である。
ぞれ対応する各マイクロミラー群について本発明の作用
を説明する図である。
【図２】１つの画素に対応する各マイクロミラーのＯＮ
／ＯＦＦ状態を示す図である。
／ＯＦＦ状態を示す図である。
【図３】本発明の実施例にかかるプロジェクター装置の
構成を概略的に示す図である。
構成を概略的に示す図である。
【図４】図３におけるＤＭＤ１５のうち４つの画素にそ
れぞれ対応する４つのマイクロミラー群を示す図であ
る。
れぞれ対応する４つのマイクロミラー群を示す図であ
る。
【図５】本発明におけるＤＭＤの変形例を示す図であ
る。
る。
１ 入力部 ２ 制御部 １１ 光源 １２ 楕円鏡 １３ ミラー １４ 第１レンズ群 １５ ＤＭＤ １６ 開口絞り １７ 第２レンズ群 １８ スクリーン １９ 照明光絞り Ｇｉ マイクロミラー群 ｅij 各マイクロミラー
Claims (6)
- 【請求項１】 照明光を供給するための照明光供給手段
と、該照明光供給手段からの照明光を光変調するための
ＤＭＤと、該ＤＭＤからの光をスクリーン上に投影する
ための投射光学系とを備えたプロジェクター装置におい
て、 前記スクリーン上に形成される画像の各画素は、前記Ｄ
ＭＤ上においてそれぞれ複数のマイクロミラーからなる
各マイクロミラー群に対応し、 前記各マイクロミラー群は、それぞれほぼ同じ大きさを
有し且つ反射光量が互いに異なる複数のマイクロミラー
を有することを特徴とするプロジェクター装置。 - 【請求項２】 前記各マイクロミラー群は、それぞれ反
射領域がほぼ一定で且つ反射率が互いに異なる所定数の
マイクロミラーを有することを特徴とする請求項１に記
載のプロジェクター装置。 - 【請求項３】 前記各マイクロミラー群はｎ個のマイク
ロミラーを有し、各マイクロミラーの反射率はそれぞれ
２0 Ｒ、２1 Ｒ、・・・、２n-1 Ｒ（ただし、Ｒは任意
の正の定数）であることを特徴とする請求項２に記載の
プロジェクター装置。 - 【請求項４】 前記各マイクロミラー群は、それぞれ反
射率がほぼ一定で且つ反射領域が互いに異なる所定数の
マイクロミラーを有することを特徴とする請求項１に記
載のプロジェクター装置。 - 【請求項５】 前記各マイクロミラー群はｎ個のマイク
ロミラーを有し、各マイクロミラーの反射領域はそれぞ
れ２0 Ａ、２1 Ａ、・・・、２n-1 Ａ（ただし、Ａは任
意の正の定数）であることを特徴とする請求項４に記載
のプロジェクター装置。 - 【請求項６】 前記スクリーン上に形成される画像の各
画素に２n の画素値を付与するように、前記各マイクロ
ミラー群においてｎ個のマイクロミラーの各々の向きを
それぞれ制御するための制御手段をさらに備えているこ
とを特徴とする請求項３または５に記載のプロジェクタ
ー装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7136139A JPH08304923A (ja) | 1995-05-10 | 1995-05-10 | プロジェクター装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7136139A JPH08304923A (ja) | 1995-05-10 | 1995-05-10 | プロジェクター装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08304923A true JPH08304923A (ja) | 1996-11-22 |
Family
ID=15168227
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7136139A Pending JPH08304923A (ja) | 1995-05-10 | 1995-05-10 | プロジェクター装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08304923A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10209019A (ja) * | 1997-01-27 | 1998-08-07 | Sony Corp | 露光パターン投影デバイス及び露光装置 |
| JP2002287250A (ja) * | 2001-03-28 | 2002-10-03 | Mitsubishi Electric Corp | 光源装置およびプロジェクションテレビジョン |
| JP2013101308A (ja) * | 2011-10-17 | 2013-05-23 | Panasonic Corp | 表示装置及びその制御方法 |
-
1995
- 1995-05-10 JP JP7136139A patent/JPH08304923A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10209019A (ja) * | 1997-01-27 | 1998-08-07 | Sony Corp | 露光パターン投影デバイス及び露光装置 |
| JP2002287250A (ja) * | 2001-03-28 | 2002-10-03 | Mitsubishi Electric Corp | 光源装置およびプロジェクションテレビジョン |
| JP2013101308A (ja) * | 2011-10-17 | 2013-05-23 | Panasonic Corp | 表示装置及びその制御方法 |
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