(57)【要約】    【課題】小型で、高精度、高速な画素ずらし光学系を構成し得る可変ミラー、それを用いた光線ずらし装置及びそれを用いたプロジェクタ装置を提供する。    【解決手段】可変ミラーは、第１の電極部ＭＥを有すると共に表面に反射面を形成した可動のミラー部と、該ミラー部の上側に位置し複数の電極１a〜１fで構成した固定の第２の電極部とを有し、前記第１と第２の電極部間に電圧を印加したとき該電極部間に発生する静電気力により前記第１の電極部が前記第２の電極部に吸着される際、前記第２の電極部間に位置する前記反射面が平面状態を保ったまま移動せしめられる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の電極部を有すると共に表面に反射面を形成した可動のミラー部と、
前記ミラー部の上側に位置し複数の電極で構成した固定の第２の電極部とを有し、
前記第１と第２の電極部間に電圧を印加したとき、該電極部間に発生する静電気力により前記第１の電極部が前記第２の電極部に吸着される際、前記第２の電極部間に位置する前記反射面が平面状態を保ったまま移動せしめられるようにしたことを特徴とする可変形状ミラー。
【請求項２】
前記ミラー部の下側に位置し複数の電極で構成された第３の電極部を更に有し、
前記第１の電極部と前記第３の電極部間に電圧を印加したとき、該電極部間に発生する静電気力により前記第１の電極部が前記第３の電極部に吸着される際、前記第２の電極部間に位置する前記反射面が平面状態を保ったまま移動せしめられるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の可変形状ミラー。
【請求項３】
前記第２及び／又は第３の電極部は、前記反射面に直交する方向に前記第１の電極との距離が異なる電気的に離間した複数の電極によって構成されている請求項１又は２に記載の可変形状ミラー。
【請求項４】
前記第２と第３の電極部を保持する保持手段を更に有し、
前記ミラー部の端部は前記保持手段に固定されている請求項１又は２に記載の可変形状ミラー。
【請求項５】
前記第２と第３の電極部は、前記ミラー部の端部近傍に位置する前記第１の電極に対応する位置に配置されており、
前記ミラー部は、前記第１の電極部が前記第２の電極部に吸着された状態、及び前記第１の電極部が前記第３の電極部に吸着された状態の２つの状態に対応する位置に移動可能である請求項４に記載の可変形状ミラー。
【請求項６】
前記ミラー部は、前記第１の電極部が前記第２及び第３の何れの電極部にも吸着されていない状態に対応する位置にも移動可能である請求項５に記載の可変形状ミラー。
【請求項７】
前記第２と第３の電極部は、前記ミラー部の端部近傍に位置する前記第１の電極部に対応する位置に配置されており、
前記ミラー部は、反射面に直交する方向の移動であるシフト及び／又は反射面に直交する軸を傾ける移動であるチルトの状態に対応する位置に移動可能である請求項４に記載の形状可変ミラー。
【請求項８】
請求項１に記載の可変形状ミラーを用いた光線ずらし装置であって、
前記第１から第３の電極部に電圧を印加するミラー制御手段を有し、
前記ミラー制御手段は、反射面に直交する方向の移動であるシフト及び／又は反射面に直交する軸を傾ける移動であるチルトを前記ミラー部が行うように、印加する電圧を制御することを特徴とする光線ずらし装置。
【請求項９】
請求項８に記載の光線ずらし装置を用いてスクリーン等に画像を投影するプロジェクタ装置であって、
入力された映像情報に応じた画像を表示する表示手段と、
前記表示手段が表示した画像をスクリーン等に投影する投影光学手段と、
前記入力された映像情報及び前記表示手段が表示する画素ピッチに基づき、前記ミラー制御手段を制御する画素ずらし制御手段とを有し、
前記光線ずらし手段は前記投影光学手段内に光学的に含まれていることを特徴とするプロジェクタ装置。
【請求項１０】
前記画素ずらし制御手段は、前記投影光学手段が投影するスクリーン面上の画像の各画素の間に、該画素の投影位置がずれるように前記ミラー制御手段を制御する請求項９に記載のプロジェクタ装置。
【請求項１１】
前記画素ずらし制御手段が前記画素をずらす量は、前記投影光学手段が投影するスクリーン面上の画像の各画素ピッチの略１／２である請求項１０に記載のプロジェクタ装置。
【請求項１２】
前記画素ずらし制御手段は、前記投影光学手段の光軸がチルトするように、前記ミラー制御手段を制御する請求項９に記載のプロジェクタ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可変形状ミラー、光変調素子からの画像を投射光学系を介してスクリーンに投射する表示装置における画素ズラシができる光学系、及びその光学系を用いたプロジェクタ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、表示素子にはブラックマトリックス（マトリックス状をなす画素と画素との間の画素のない部分）が存在するため、そのまま画像を投射すると該マトリックス部には画像が表出せず、高い解像度の表示画像を得ることができない。そこで、従来画素ズラシの手法によって高い解像度の表示画像を得るための画素ズラシ手段が、種々提案されている。
【特許文献１】特開昭６２−１９１８１７号公報
【特許文献２】特開平５−２８９０４４号公報
【特許文献３】特開平９−１５２５０５号公報
【０００３】
画素ズラシ手段とは、画素部分以外のブラックマトリックス部（通常は画素間ピッチの１/2ピッチ）に高速で投射光学系の光軸を移動させて画像素子の画像を順次投射するための投射光学系の投射位置を変位させる手段のことを云うが、特許文献１には、経時的な光軸変位機構として、反射ミラー８の機械的振れによる機構が開示されている。ここでは、上下、左右の画素ズラシでなく、あおり機構のレンズ８'が投影回転板７'と同期して高速回転する機構も開示されている。
【０００４】
また、特許文献２においては、表示素子からの画像を検光制御液晶パネル１８によって、瞬時に偏光であるP光、Ｓ光に切り替え、複屈折光学素子１９のそれぞれの光の屈折力の差によって投射光学系の光軸を変位させて画素ズラシをする手段が開示されている。
【０００５】
また、特許文献３においては、変形可能ミラ側電極（上部電極層）８を基板側電極（下部電極）１２に吸着させる機構が開示されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、特許文献１に記載の反射ミラーの機械的振れ機構においては、画素部分に対して上下方向のみ、または左右方向のみの画素ズラシしかできない。よって、上下、左右の何れかの方向のブラックマトリックスが画像として表示できないこととなり、高解像度を達成できない。
また、特許文献１に記載のあおりレンズ回転機構においては、微小な画素ずれ量を得るためには、円運動する機械的作動誤差によって、所定の画素位置を達成できない可能性が高い。よって、上記と同様にブラックマトリックス部の表示できない個所が存在する可能性が高い。また、投射レンズまたは該投射レンズの一部シフトレンズ（所定画素ズレ量シフト）を回転させることが想定されるが、重いレンズの高速回転、高精度回転数検出においては、精度補償、信頼性、保全性に問題がある
【０００７】
特許文献２に記載の方法では、偏光を利用するため、投射光学系に投射される光量が少なくなる。例えば、画素領域ではＰ光、ブラックマトリックスク部ではＳ光となり、画素ズラシした場合の光量がP光またはＳ光の光量になり、光量的に不利であるという問題がある。
【０００８】
また、特許文献３には、可変ミラーの吸着技術が開示されている。この場合、可変ミラーにおいては、適当な変位量と高速変位が要求されるが、吸着後から無変形状態への復帰は、可変ミラーの自然な弾性復帰に頼らざるをえないため、高速変位ができない。また、可変ミラーの変位時は空気のダンピング作用を受けるため、参照面全域が吸着されるものでは変位速度が落ちる。また、一方向のみの吸着変位では大きな変位量を確保できない。
【０００９】
また、上記先行発明においては、微小画素ズレ量を制御するため、製造や組み立て時の誤差による光学的誤差を機械的方法で調整する必要がある。しかし、微小な変位を機械的に補償するのは容易でない。また、経時的に熱等の環境的要因で可変ミラーの微小変形が画素ズレ量に変化を与える可能性があり、その誤差変化量も補償する必要がある。
【００１０】
本発明は、従来技術におけるこのような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、小型で、高精度、高速な画素ずらし光学系を構成し得る可変形状ミラー、それを用いた光線ずらし装置及びそれを用いたプロジェクタ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため、第１の電極部を有すると共に表面に反射面を形成した可動のミラー部と、前記ミラー部の上側に位置し複数の電極で構成した固定の第２の電極部とを有し、前記第１と第２の電極部間に電圧を印加したとき、該電極部間に発生する静電気力により前記第１の電極部が前記第２の電極部に吸着される際、前記第２の電極部間に位置する前記反射面が平面状態を保ったまま移動せしめられるようにしたことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明による可変形状ミラーは、前記ミラー部の下側に位置し複数の電極で構成された第３の電極部を更に有し、前記第１の電極部と前記第３の電極部間に電圧を印加したとき、該電極部間に発生する静電気力により前記第１の電極部が前記第３の電極部に吸着される際、前記第２の電極部間に位置する前記反射面が平面状態を保ったまま移動せしめられるようにしたことを特徴とする。
【００１３】
本発明によれば、好ましくは、前記第２及び／又は第３の電極部は、前記反射面に直交する方向に前記第１の電極との距離が異なる電気的に離間した複数の電極によって構成されている。
【００１４】
また、本発明によれば、好ましくは、前記第２と第３の電極部を保持する保持手段を更に有し、前記ミラー部の端部は前記保持手段に固定されている。
【００１５】
また、本発明によれば、好ましくは、前記第２と第３の電極部は、前記ミラー部の端部近傍に位置する前記第１の電極に対応する位置に配置されており、前記ミラー部は、前記第１の電極部が前記第２の電極部に吸着された状態、及び前記第１の電極部が前記第３の電極部に吸着された状態の２つの状態に対応する位置に移動可能である。
【００１６】
また、本発明によれば、前記ミラー部は、前記第１の電極部が前記第２及び第３の何れの電極部にも吸着されていない状態に対応する位置にも移動可能である。
【００１７】
また、本発明によれば、好ましくは、前記第２と第３の電極部は、前記ミラー部の端部近傍に位置する前記第１の電極部に対応する位置に配置されており、前記ミラー部は、反射面に直交する方向の移動であるシフト及び／又は反射面に直交する軸を傾ける移動であるチルトの状態に対応する位置に移動可能である。
【００１８】
本発明による光線ずらし装置は、前記可変形状ミラーを用い、前記第１から第３の電極部に電圧を印加するミラー制御手段を有し、前記ミラー制御手段は、反射面に直交する方向の移動であるシフト及び／又は反射面に直交する軸を傾ける移動であるチルトを前記ミラー部が行うように、印加する電圧を制御することを特徴とする。
【００１９】
本発明によるプロジェクタ装置は、前記光線ずらし装置を用い、入力された映像情報に応じた画像を表示する表示手段と、前記表示手段が表示した画像をスクリーン等に投影する投影光学手段と、前記入力された映像情報及び前記表示手段が表示する画素ピッチに基づき、前記ミラー制御手段を制御する画素ずらし制御手段とを有し、前記光線ずらし手段は前記投影光学手段内に光学的に含まれている。
【００２０】
本発明によれば、前記画素ずらし制御手段は、好ましくは、前記投影光学手段が投影するスクリーン面上の画像の各画素の間に、該画素の投影位置がずれるように前記ミラー制御手段を制御する。
【００２１】
また、本発明によれば、前記画素ずらし制御手段が前記画素をずらす量は、好ましくは、前記投影光学手段が投影するスクリーン面上の画像の各画素ピッチの略１／２である。
【００２２】
また、本発明によれば、前記画素ずらし制御手段は、前記投影光学手段の光軸がチルトするように、前記ミラー制御手段を制御する。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、高速、高精度に画素ずらしができ、画像の解像度を向上させることができる、可変形状ミラー、小型の画素ずらし装置及びプロジェクター装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の実施の形態を、図示した実施例に基づき説明する。
図１は、本発明に係る可変ミラーを用いて画素ずらしを可能にしたプロジェクタ装置の原理説明図である。図中、Dは液晶パネルの如き画像表示手段、SLは画像表示手段D上に表示された実像を縮小するするための縮小光学系、M１及びM2は縮小光学系SLの光軸上に配置された可変ミラー、PLは可変ミラーM1、M2により反射された光をスクリーンS上へ投影するための投影光学系である。
【００２５】
可変ミラーM1は、反射面がA，B，Cで示す位置へ移動することにより、スクリーンS上で軸上主光線を例えば１，２，３で示す位置へシフト（左右シフト）させ、また、可変ミラーM2は、反射面がa，ｂ，ｃで示す位置へ移動することにより、スクリーンS上で軸上主光線を例えば１，４，７で示す位置へシフト（上下シフト）させる。このシフトの順序は、可変ミラーM1、M2の移動プログラムの組み方によって、適宜選択することができる。
なお、可変ミラーは、説明の便宜上２つ設けたが、１つの可変ミラーを上下シフト及び左右チルトすることによって同様の作用効果を奏することは可能である。
【００２６】
ところで、画像表示手段Dは、前述のようにブラックマトリックス部を有するため、画像表示手段D上に表示された画像をそのまま投影光学系PLを介して投影すると、スクリーンS上には解像度の低い映像しか得られないが、上記可変ミラーM1、M2の移動量を適正に選定し、且つその移動周期を視覚の残像範囲内になるように選定すれば、画像表示手段D上の多数の画素の映像はスクリーンS上で複数に変化して形成され、結果的にきめ細かな解像度の高い映像として見ることができる。
【００２７】
本発明は、上記用途に最適な可変ミラー装置、光線ずらし装置、及びプロジェクター装置を提供するもであるが、以下、その第１実施例を説明する。
図２は、図１に対応して示したプロジェクター装置の基本構成図で、ここでは、１枚の可変ミラーで上下シフトと左右チルトを行なって４点画素ずらしを可能にし、解像度の高い映像を得ることができるようにした、可変ミラー装置の実施例が示されている。図３は図２のIII-III線に沿う断面図である。図中、１は平面形状が円形又は方形をなす枠状の上側基板、２は上側基板１に対応した形状の下側基板で、対向する上側基板１と下側基板２とで可変ミラーMの側縁を反射面が平らに維持されるように保持している。これらの基板１，２は、セラミックス等の電気絶縁性の材料で作られており、可変ミラーMの反射面が常態で光軸に対し４５度の角度をなすように、プロジェクター本体に取り付けられている。
なお、上側基板１と下側基板２の対向する内面は、図３に示されるように、開口内縁から外方へ向かって三段に切除されていて段付き空洞部を形成するようになっている。
【００２８】
特に図３を参照して、ＭＥは可変ミラーMの反射面以外の周辺部または裏面側に設けられたミラー電極、１aは上側基板１の左側空洞部の上段内面に設けられた電極、１bは同中段内面に設けられた電極、１cは同下段内面に設けられた電極、１dは上側基板１の右側空洞部の上段内面に設けられた電極、１eは同中段内面に設けられた電極、１fは同下段内面に設けられた電極、２aは下側基板２の左側空洞部の上段内面に設けられた電極、２bは同中段内面に設けられた電極、２cは同下段内面に設けられた電極、２dは下側基板２の右側空洞部の上段内面に設けられた電極、２eは同中段内面に設けられた電極、２fは同下段内面に設けられた電極である。これら全ての電極は、ミラー電極ＭＥと対向するように配置されている。したがって、後述するように、ミラー電極ＭＥと上記各電極間に選択的に電圧を印加することにより、可変ミラーＭの反射面を上下シフトさせたり、左右チルトさせたりすることができる。
【００２９】
図４は可変ミラーＭの反射面を上下シフト及び左右チルトさせて画素ずらしを行なう制御回路の構成図、図５は上記の各電極に電圧を印可するためオン-オフさせられる各スイッチの作動タイミングを示す図である。図中、３は映像信号にしたがってスイッチ駆動回路４を制御する制御回路、Ｓはミラー電極ＭＥと上記各電極間に電圧を印加するためのスイッチ群で、ＳＣＵＳＷ１は電極１eに、ＳＣＵＳＷ２は電極１bに、ＳＣＵＳＷ３は電極１fに、ＳＣＵＳＷ４は電極１cに、ＳＣＵＳＷ５は電極１dに、ＳＣＵＳＷ６は電極１aにそれぞれ対応し、また、ＳＣＬＳＷ１は電極２eに、ＳＣＬＳＷ２は電極２bに、ＳＣＬＳＷ３は電極２fに、ＳＣＬＳＷ４は電極２cに、ＳＣＬＳＷ５は電極２dに、ＳＣＬＳＷ６は電極２aにそれぞれ対応している。
【００３０】
次に、上記装置を用いて、画像表示手段Ｄ上の画像をスクリーンＳへ投影中に、画像を構成する画素を画素ピッチの１/２ずつ所定の順序で縦横にずらすことにより、投影画像の解像度を高める場合を説明する。図３は、何れの電極間にも電圧が印加されていないで、ミラーＭの反斜面が入射光軸に対して４５°の角度をなす常態位置を示しているが、この状態で、スイッチＳＣＬＳＷ３をオンさせてミラー電極ＭＥと電極２fとの間に電圧を印加すると同時に、スイッチＳＣＵＳＷ６及びＳＣＵＳＷ２をオンさせてミラー電極ＭＥと電極１a及び１bとの間に電圧を印加すると、静電気力によりミラーＭの右端部は下側基板２側へ、また、左端部は上側基板１側へ引きつけられて、反射面は図６（a）に示す位置へ移動せしめられる。したがって、入射光軸と反射面との交点は図２で示される常態位置より斜め上方へ移動せしめられて、可変ミラーＭは上シフト左チルトの状態となって、画素ずらし1)の状態となる（図６（b）参照）。
【００３１】
次に、図５に示すタイミングでスイッチＳＣＵＳＷ５,ＳＣＵＳＷ１及びＳＣＬＳＷ４をオンさせて、ミラー電極ＭＥと電極１d,１e及び２cとの間に電圧を印加すると、ミラーＭの左端部は下側基板２側へ、また、右端部は上側基板側１へ引きつけられて、反射面は図７（a）に示す位置へ移動せしめられる。したがって、入射光軸と反射面との交点は図７（b）で示される位置へ移動せしめられて、可変ミラーＭは上シフト右チルトの状態となり、画素ずらし2)の状態となる（図７（b）参照）。
【００３２】
次に、図５に示すタイミングでスイッチＳＣＬＳＷ２,ＳＣＬＳＷ６及びＳＣＵＳＷ３をオンさせて、ミラー電極ＭＥと電極２ｂ,２ａ及び１ｆとの間に電圧を印加すると、ミラーＭの左端部は下側基板２側へ、また、右端部は上側基板側１へ引きつけられて、反射面は図８（a）に示す位置へ移動せしめられる。したがって、入射光軸と反射面との交点は図８（b）で示される位置へ移動せしめられて、可変ミラーＭは上シフト右チルトの状態となり、画素ずらし3)の状態となる（図８（b）参照）。
【００３３】
更に、図５に示すタイミングでスイッチＳＣＬＳＷ１,ＳＣＬＳＷ５及びＳＣＵＳＷ４をオンさせて、ミラー電極ＭＥと電極１ｃ,２ｄび２ｅとの間に電圧を印加すると、ミラーＭの左端部は上側基板１側へ、また、右端部は下側基板側２へ引きつけられて、反射面は図９（a）に示す位置へ移動せしめられる。したがって、入射光軸と反射面との交点は図９（b）で示される位置へ移動せしめられて、可変ミラーＭは下シフト右チルトの状態となり、画素ずらし4)の状態となって（図９（b）参照）、画素ずらしの１サイクルを完了する。
【００３４】
図１０（a）は画像表示手段Ｄの画素配列の一例を示し、図１０（b）はそれに基づく上記画素ずらしの１サイクルを模式的に示している。
【００３５】
図１１は本発明の第２実施例を示している。この実施例は、可変ミラーを２個用い、一方を上下シフト専用の可変ミラーＭ１とし、他方を左右チルト専用の可変ミラーＭ２として、各可変ミラーの構成を簡素化した点で、第１実施例と異なる。図中、第１実施例と実質上同一の部材には同一符号が用いられている。可変ミラーＭ１、Ｍ２の基本的形態は第１実施例の場合と同様であって、その周辺部には電極（以下、ミラー電極という）ＭＥ１、ＭＥ２が設けられ、電極ＭＥ１に対向する上側基板１の凹陥部内面には電極（以下、上側電極という）１g、１hが、下側基板２の凹陥部内面には電極（以下、下側電極という）２g、２hがそれぞれ設けられている。図１２は図１１のＸII−ＸII線に沿う断面図で
ある。図１２に明示されているように、ミラー電極ＭＥ２に対向する上側基板１の凹陥部内面には上側電極１i、１jが、下側基板２の凹陥部内面には下側電極２i、２jがそれぞれ設けられている。
【００３６】
図１１の状態は、何れの電極間にも電圧が印加されていない状態であって、可変ミラーＭ１、Ｍ２の反射面は無変形の扁平状態にある。したがって、光軸と各反射面との交点は反射面の中心（基準点）と一致している。この状態で、可変ミラーＭ１において、ミラー電極ＭＥ１と上側電極１g及び１hとの間に電圧が印可されると、可変ミラーＭ１の反射面は図１３に示すように、上側基板１側へ吸引される。可変ミラーＭ１のこの状態で、可変ミラーＭ２のミラー電極ＭＥ２と下側電極２i及び上側電極１jとの間に電圧が印加されると、可変ミラーＭ２の反射面は図１４（a）に示したように傾斜した状態に吸引されて、入射光軸と反射面との交点は基準位置より斜め上方へ移動せしめられ、上シフト左チルトの状態となって、画素ずらし1)の状態となる（図１４（b）参照）。また、可変ミラーＭ１のこの状態で、可変ミラーＭ２のミラー電極ＭＥ２と上側電極１i及び下側電極２jとの間に電圧が印可されると、可変ミラーＭ２の反射面は図１５（a）に示したように傾斜した状態に吸引されて、上シフト右チルトの状態となり、画素ずらし2)の状態となる（図１５（b）参照）。
【００３７】
また、可変ミラーＭ１において、ミラー電極ＭＥ１と下側電極２g及び２hとの間に電圧が印可されると、可変ミラーＭ１の反射面は図１６に示すように、下側基板２側へ吸引される。可変ミラーＭ１のこの状態で、可変ミラーＭ２のミラー電極ＭＥ２と上側電極１i及び下側電極２jとの間に電圧が印可されると、可変ミラーＭ２の反射面は図１７（a）に示したように傾斜して、入射光軸と反射面との交点は基準位置より斜め下方へ移動せしめられ、下シフト右チルトの状態となって、画素ずらし3)の状態となる（図１７（b）参照）。また、可変ミラーＭ１のこの状態で、可変ミラーＭ２のミラー電極ＭＥ２と上側電極１j及び下側電極２iとの間に電圧が印可されると、可変ミラーＭ２の反射面は図１８（a）に示したように傾斜した状態に吸引されて、下シフト左チルトの状態となり、画素ずらし4)の状態となり（図１８（b）参照）、画素ずらしの１サイクルを完了する。
【００３８】
なお、図１９は上記各電極間の電圧印加を制御するスイッチのオン-オフタイミングを示す図である。図中、ＳＵＳＷ１及びＳＵＳＷ２は可変ミラーＭ１を上側基板１側へ吸引させるためのスイッチ、ＳＬＳＷ１及びＳＬＳＷ２は可変ミラーＭ１を下側基板２側へ吸引させるためのスイッチ、ＣＵＳＷ１及びＣＵＳＷ２は可変ミラーＭ２の左右端縁部を上側基板１側へそれぞれ吸引させるためのスイッチ、ＣＬＳＷ１及びＣＬＳＷ２は可変ミラーＭ２の左右端縁部を下側基板２側へそれぞれ吸引させるためのスイッチである。
【００３９】
図２０（a）は本発明の第３実施例に係るプロジェクター装置の基本構成図、図２１（a）は図２０（a）の左側から見たミラー配置のみを示す側面図である。この実施例は、二つの上下シフト可変ミラーと二つの自由曲面を形成できる可変ミラーまたは通常の反射ミラーを組み合わせて、４点の画素ずらしを行なうことができるように構成した点で、上記何れの実施例とも異なる。ここで用いられる上下シフト可変ミラーＭＡ及びＭＢは、実質上、第２実施例における上下シフト可変ミラーＭ１と同様の構成を有するので、同一部分には同一符号を用い構成及び作用の詳細な説明は省略する。Ａ及びＢは通常の反射ミラーである。
したがって、この実施例では、縮小光学系ＳＬを通過して可変ミラーＭＡに入射した光は、可変ミラーＭＢで反射され、反射ミラーＢ及びＡで反射されて、投影光学系ＰＬへ導かれる。なお、図２０（b）は図２０（a）における入射光軸１，２，３のズレに対応するスクリーンＳ上での光軸のズレ状態を、また、図２１（ｂ）は図２１（a）における入射光軸４，５，６のズレに対応するスクリーンＳ上での光軸のズレ状態を、をそれぞれ示している。
【００４０】
図２２（a）は、可変ミラーＭＡが下側基板１側に吸引され（上側縦画素ずれに相当）、可変ミラーＭＢが上側基板１側に吸引され（左側横画素ずれに相当）た状態を示し、図２２（b）はその結果としての画素ずらし1)の状態を示している。図２３（a）は、可変ミラーＭＡが上側基板１側に吸引され（下側縦画素ずれに相当）、可変ミラーＭＢも上側基板１側に吸引され（左側横画素ずれに相当）た状態を示し、図２３（b）はその結果としての画素ずらし2)の状態を示している。図２４（a）は、可変ミラーＭＡが上側基板１側に吸引され（下側縦画素ずれに相当）、可変ミラーＭＢが下側基板２側に吸引され（右側横画素ずれに相当）た状態を示し、図２４（b）はその結果としての画素ずらし3)の状態を示している。図２５（a）は、可変ミラーＭＡが下側基板２側に吸引され（上側縦画素ずれに相当）、可変ミラーＭＢも下側基板２側に吸引され（右側横画素ずれに相当）た状態を示し、図２５（b）はその結果としての画素ずらし4)の状態を示している。
【００４１】
なお、図２６は各電極間の電圧印加を制御するスイッチのオン-オフタイミングを示す図である。図中、ＳＵＳＷ１Ａ及びＳＵＳＷ２Ａは可変ミラーＭＡ及びＭＢをそれぞれ上側基板１側へ吸引させるためのスイッチ、ＳＬＳＷ１Ａ及びＳＬＳＷ２Ａは可変ミラーＭＡ及びＭＢをそれぞれ下側基板２側へ吸引させるためのスイッチ、ＳＵＳＷ１Ｂ及びＳＵＳＷ２Ｂは可変ミラーＭＢを上側基板１側へそれぞれ吸引させるためのスイッチ、ＳＬＳＷ１Ｂ及びＳＬＳＷ２Ｂは可変ミラーＭＢを下側基板２側へそれぞれ吸引させるためのスイッチである。
【００４２】
第３実施例は、上述のように、縮小光学系ＳＬと投影光学系ＰＬとの間に、２枚の可変ミラーMA及びMBを配置して、各可変ミラーの反射面を異なる方向へシフトさせることにより、スクリーンＳ上で画素を２次元的にシフトさせることを可能にしたものであるが、これら２枚の可変ミラーMA及びMBを用いることにより、スクリーンS上での軸上主光線は９通りの位置に変位させることができる。
【００４３】
図２７は自由曲面を形成する可変ミラーの一例の断面図であるが、この可変ミラーは、アルミコーテングされた薄膜（反射面）である上部基板５aと複数の電極５bを有する下部基板とからなる。薄膜５aは、複数の電極５bとの間に電圧が印加さると、静電気力により変形せしめられて、その面形状を変える。複数の電極５bは、図２８に示されるように同心分割でも良いし、図２９に示されるように矩形分割であっても良い。この場合、図示しない熱センサー等の出力に応じて、既知の変形量に順次変形させることも可能である。
【００４４】
図３０及び３１は、第２及び第３実施例で用いられている上下シフト可変ミラーM１、MA及びMBの電極配置を示す図である。即ち、図３０は、代表例として、図１１の可変ミラーＭ１を矢印方向に見た平面図、図３１は可変ミラーの端部の拡大断面図である。可変ミラーＭ１は、ポリイミド等の可撓性薄膜Ｍ１−１の表面にアルミニューム等の反射膜Ｍ１−２を固着し、その裏面にクロム等からなるミラー電極ME1が固着されることにより、製作される。そして、この可変ミラーＭ１は、常態（無変形時）では扁平状態を維持し、電圧印加により変形した後その電圧を除去すれば、自己の弾性により扁平状態に戻る性質を有している。
【００４５】
図３０に明示されたように、上側電極１ｇ、１ｈ及び下側電極２ｇ、２ｈは、ミラーの中心線に対し左右対称位置にそれぞれ配置されていて、図３０において、右側の上側電極１ｇ、１ｈは上側導線ＳＵＤＡ１により、右側の下側電極２ｇ、２ｈは下側導線ＳＬＤＡ１により、左側の上側電極１ｇ、１ｈは上側導線ＳＵＤＡ２により、左側の下側電極２ｇ、２ｈは下側導線ＳＬＤＡ２により、また、可変ミラー電極ＭＥ１はアース用導線ＳＫＡにより、図３２に示す如く、可変抵抗ＳＵＲ１,ＳＵＲ２,ＳＬＲ１,ＳＬＲ２,固定抵抗及びスイッチＳＵＳＷ１,ＳＵＳＷ２,ＳＬＳＷ１,ＳＬＳＷ２を介して、直流電源Ｅに接続されている。これらのスイッチは、図１９に示すスイッチにそれぞれ対応している。
【００４６】
図３３は、第２実施例で用いられている左右チルト可変ミラーM２の電極配置を示す図である。即ち、図３３は図１２に示した可変ミラーＭ２の平面図であり、図３４はそれに用いられる電気回路の構成図である。図３３に明示されたように、上側電極１i、１j及び下側電極２i、２jは、ミラーの中心線に対し左右対称位置にそれぞれ配置されていて、図３3において、右側の上側電極１i、１jは上側導線ＣＵＤＡ１により、右側の下側電極２i、２jは下側導線ＣＬＤＡ１により、左側の上側電極１i、１jは上側導線ＣＵＤＡ２により、左側の下側電極２i、２jは下側導線ＣＬＤＡ２により、また、可変ミラー電極ＭＥ２はアース用導線ＫＡにより、図３４に示す如く、可変抵抗ＣＵＲ１,ＣＵＲ２,ＣＬＲ１,ＣＬＲ２,固定抵抗及びスイッチＣＵＳＷ１,ＣＵＳＷ２,ＣＬＳＷ１,ＣＬＳＷ２を介して、直流電源Ｅに接続されている。これらのスイッチは、図１９に示すスイッチにそれぞれ対応している。
【００４７】
図３５は第１実施例で用いられている上下シフト左右チルト可変ミラーＭの電極配置を示す図３の平面図であり、図３６はそれに用いられる電気回路の構成図、図３７は図３６に示したスイッチを用いて６点画素ずらしを行なわせる場合のスイッチのオン-オフタイミングを示す図である。なお、図３７中の説明「ＳＷ状態」はスイッチの閉合状態を意味する。図３８は、図３７の上シフト時のＳＷ状態における可変ミラーＭの状態と光軸位置を示したものである。更に図３９は、図３７の下シフト時のＳＷ状態における可変ミラーＭの状態と光軸位置を示したものである。
【００４８】
図３５に明示されたように、上側電極１a、１b、１c及び1d、1e、1f、下側電極２a、２b、２ｃ及び２ｄ、２e、２ｆは、ミラーの中心線に対し左右対称位置にそれぞれ配置されていて、右側の上側電極１a、１b、１c及び1d、1e、1fは上側導線ＤＵＡ１、ＤＵＡ２、ＤＵＡ３及びＤＵＡ４、ＤＵＡ５、ＤＵＡ６により、右側の下側電極２a、２b、２ｃ及び２ｄ、２e、２ｆは下側導線ＤＬＡ１、ＤＬＡ２、ＤＬＡ３及びＤＬＡ４、ＤＬＡ５、ＤＬＡ６により、また、左側の上側電極１a、１b、１c及び1d、1e、1fは上側導線ＤＵＡ７、ＤＵＡ８、ＤＵＡ９及びＤＵＡ１０、ＤＵＡ１１、ＤＵＡ１２により、左側の下側電極２a、２b、２c及び２d、２e、２fは下側導線ＤＬＡ７、ＤＬＡ８、ＤＬＡ９及びＤＬＡ１０、ＤＬＡ１１、ＤＬＡ１２により、可変ミラー電極ＭＥはアース用導線ＫＡにより、図３６に示す如く、可変抵抗ＳＣＵＲ１,ＳＣＵＲ２,ＳＣＵＲ３,ＳＣＵＲ４,ＳＣＵＲ５,ＳＣＵＲ６及びＳＣＬＲ１,ＳＣＬＲ２,ＳＣＬＲ３,ＳＣＬＲ４,ＳＣＬＲ５,ＳＣＬＲ６、固定抵抗及び上側スイッチＳＵＳＷ１,ＳＵＳＷ２,ＳＵＳＷ３,ＳＵＳＷ４,ＳＵＳＷ５,ＳＵＳＷ６、ＳＬＳＷ１,ＳＬＳＷ２,ＳＬＳＷ３,ＳＬＳＷ４,ＳＬＳＷ５,ＳＬＳＷ６を介して、直流電源Ｅに接続されている。
【００４９】
以上、実施例の説明で明らかなように、各基板側電極は可変ミラーの使用範囲（反射範囲）外に設けられており、可変ミラー電極は反射面の反対側全面に形成されている。
画素ずらしは、既述のように目の残像現象を利用するものであるため、反射面の高速変位を必要とする。そのため、反射面の変位時の空気によるダンピング作用を回避することが必要であるが、そのためには変位量は少ない方が有利である。そこで、画素ずらし光学系を複数組み合わせて、各可変ミラーの画素ずらし変位量を加算するように構成するのが有利である。また、画素ずらし光学系を複数組み合わせることにより、多点の高速画素ずらしが可能となる。
また、表示手段からの画像を縮小する縮小光学系を表示手段と投影光学系との間に配置し、その縮小光学系に対して可変ミラーを最適化することにより、可変ミラーにおける反射面の光学的に有効な面積を小さくすることができるから、この点からも可変ミラーの変位の高速化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明に係る可変ミラーを用いて画素ずらしを可能にしたプロジェクタ装置の原理説明図である。
【図２】本発明に係る可変ミラーの第１実施例を用いたプロジェクター装置の概略構成図である。
【図３】図２のIII-III線に沿う断面図である。
【図４】第１実施例の可変ミラーの反射面を上下シフト及び左右チルトさせて画素ずらしを行なう制御回路の構成図である。
【図５】図３に示す各電極に電圧を印可するためオン-オフさせられる各スイッチの作動タイミングを示す図である。
【図６】第１実施例の可変ミラーが第１の画素ずらし位置にある場合の断面図である。
【図７】第１実施例の可変ミラーが第２の画素ずらし位置にある場合の断面図である。
【図８】第１実施例の可変ミラーが第３の画素ずらし位置にある場合の断面図である。
【図９】第１実施例の可変ミラーが第４の画素ずらし位置にある場合の断面図である。
【図１０】（a）は画像表示手段の画素配列の一例を示す図、（b）はそれに基づく画素ずらしの１サイクルを模式的に示す図である。
【図１１】本発明に係る可変ミラーの第２実施例を用いたプロジェクター装置の概略構成図である。
【図１２】図１１のXII-XII線に沿う断面図である。
【図１３】第２実施例において可変ミラーＭ１が上側にシフトし、可変ミラーＭ２が中立位置にある場合の断面図である。
【図１４】図１３の状態において可変ミラーＭ２が第１の画素ずらし位置にある場合の断面図である。
【図１５】図１３の状態において可変ミラーＭ２が第２の画素ずらし位置にある場合の断面図である。
【図１６】第２実施例において可変ミラーＭ１が下側にシフトし、可変ミラーＭ２が中立位置にある場合の断面図である。
【図１７】図１６の状態において可変ミラーＭ２が第３の画素ずらし位置にある場合の断面図である。
【図１８】図１６の状態において可変ミラーＭ２が第４の画素ずらし位置にある場合の断面図である。
【図１９】第２実施例における各電極間の電圧印加を制御するスイッチのオン-オフタイミングを示す図である。
【図２０】（a）は本発明に係る可変ミラーの第３実施例を用いたプロジェクター装置の概略構成図、（b）はスクリーン上での入射光軸のズレ状態を示す図である。
【図２１】（a）は投影光学系とスクリーンを除いて示す図２０（a）の左側面図、（b）はスクリーン上での入射光軸のズレ状態を示す図である。
【図２２】一対の可変ミラーＭＡ、ＭＢが第１の画素ずらし位置にある場合の断面図である。
【図２３】一対の可変ミラーＭＡ、ＭＢが第２の画素ずらし位置にある場合の断面図である。
【図２４】一対の可変ミラーＭＡ、ＭＢが第３の画素ずらし位置にある場合の断面図である。
【図２５】一対の可変ミラーＭＡ、ＭＢが第４の画素ずらし位置にある場合の断面図である。
【図２６】一対の可変ミラーＭＡ、ＭＢの各電極間の電圧印加を制御するスイッチのオン-オフタイミングを示す図である。
【図２７】自由曲面を形成する可変ミラーの構成を示す断面図である。
【図２８】図２７の可変ミラーに用いられる下部電極の一例の平面図である。
【図２９】図２７の可変ミラーに用いられる下部電極の他の例の平面図である。
【図３０】第２及び第３実施例で用いられている可変ミラーM１、MA及びMBの電極配置を示す図である。
【図３１】第２及び第３実施例で用いられている可変ミラーの端部の拡大断面図である。
【図３２】第２及び第３実施例で用いられている可変ミラーM１、MA及びMBを駆動する電気回路の構成図である。
【図３３】第２実施例で用いられている左右チルト可変ミラーM２の電極配置を示す図である。
【図３４】第２実施例で用いられている左右チルト可変ミラーM２を駆動する電気回路の構成図である。
【図３５】第１実施例で用いられている上下シフト左右チルト可変ミラーＭの電極配置を示す図３の平面図である。
【図３６】第１実施例で用いられている上下シフト左右チルト可変ミラーＭを駆動する電気回路の構成図である。
【図３７】図３６に示したスイッチを用いて６点画素ずらしを行なわせる場合のスイッチのオン-オフタイミングを示す図である。
【図３８】図３６の電気回路を用いて第１実施例の可変ミラーの反射面を上側にシフトさせた場合の断面図である。
【図３９】図３６の電気回路を用いて第１実施例の可変ミラーの反射面を下側にシフトさせた場合の断面図である。
【符号の説明】
【００５１】
１、５a                          上側基板
１a~１j                          電極
２                               下側基板
２a~２j                          電極
３                               制御回路
４                               スイッチ駆動回路
５b                              電極
Ｍ、Ｍ１、Ｍ２、ＭＡ、ＭＢ       可変ミラー
ＭＥ、ＭＥ１、ＭＥ２             可変ミラーの電極
Ｍ１−１                         可撓性薄膜
Ｍ１−２                         反射膜
Ｄ                               画像表示手段
ＳＬ                             縮小光学系
ＰＬ                             投影光学系
Ｓ                               スクリーン
ＳＣＵＳＷ１〜ＳＣＵＳＷ６       スイッチ
ＳＣＬＳＷ１〜ＳＣＬＳＷ６       スイッチ
ＳＵＳＷ１、ＳＵＳＷ２           スイッチ
ＳＬＳＷ１、ＳＬＳＷ２           スイッチ
ＳＵＳＷ１Ａ，ＳＵＳＷ２Ａ       スイッチ
ＳＵＳＷ２Ｂ，ＳＵＳＷ２Ｂ       スイッチ
ＳＬＳＷ１Ａ，ＳＬＳＷ２Ａ       スイッチ
ＳＬＳＷ１Ｂ，ＳＬＳＷ２Ｂ       スイッチ
ＤＵＡ１〜ＤＵＡ６               導線
ＤＬＡ１〜ＤＬＡ６               導線
ＫＡ                             導線
【図１】
2006053421.tif 000003
【図２】
2006053421.tif 000004
【図３】
2006053421.tif 000005
【図４】
2006053421.tif 000006
【図５】
2006053421.tif 000007
【図６】
2006053421.tif 000008
【図７】
2006053421.tif 000009
【図８】
2006053421.tif 000010
【図９】
2006053421.tif 000011
【図１０】
2006053421.tif 000012
【図１１】
2006053421.tif 000013
【図１２】
2006053421.tif 000014
【図１３】
2006053421.tif 000015
【図１４】
2006053421.tif 000016
【図１５】
2006053421.tif 000017
【図１６】
2006053421.tif 000018
【図１７】
2006053421.tif 000019
【図１８】
2006053421.tif 000020
【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
2006053421.tif 000028
【図２７】
2006053421.tif 000029
【図２８】
2006053421.tif 000030
【図２９】
2006053421.tif 000031
【図３０】
2006053421.tif 000032
【図３１】
2006053421.tif 000033
【図３２】
2006053421.tif 000034
【図３３】
2006053421.tif 000035
【図３４】
2006053421.tif 000036
【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
2006053421.tif 000040
【図３９】
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