(57)【要約】      （修正有）【課題】プリズムの表面と、入射光の内部全反射または部分反射のために使用される、プリズムの表面を覆う要素との間のギャップに異物が入るのを防ぐ手段の提供。【解決手段】プリズムアセンブリ、より詳しくは二つ以上のプリズムから成るプリズムアセンブリであって、これらのプリズムのうち少なくとも一つが、入射光の内部全反射または部分スペクトル反射のために使用される一つ以上の表面を有し、ここで、反射のために使用される前記表面の一つの少なくとも一部が、該表面に対して間隔をとって配置されて該表面との間にギャップを定めるようになっている一つの要素によって覆われており、またここで、前記ギャップが、前記プリズムの一つに付着させられたシールによって封止される。【選択図】図２Ａ
2006079080.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プリズムアセンブリ、より詳しくは二つ以上のプリズムから成るプリズムアセンブリであって、
これらのプリズムのうち少なくとも一つが、入射光の内部全反射または部分スペクトル反射のために使用される一つ以上の表面を有し、
ここで、反射のために使用される前記表面の一つの少なくとも一部が、該表面に対して間隔をとって配置されて該表面との間にギャップを定めるようになっている一つの要素によって覆われており、
またここで、前記ギャップが、該ギャップに異物がはいるのを防ぐために前記プリズムの一つに付着させられたシールによって封止される、
ことを特徴とするプリズムアセンブリ。
【請求項２】
前記要素が前記プリズムアセンブリのもう一つのプリズムから成ることを特徴とする請求項１に記載のプリズムアセンブリ。
【請求項３】
前記要素が板から成ることを特徴とする請求項１に記載のプリズムアセンブリ。
【請求項４】
前記要素が光反射弁から成ることを特徴とする請求項１に記載のプリズムアセンブリ。
【請求項５】
前記シールが少なくとも一つのシーラントから成ることを特徴とする請求項１に記載のプリズムアセンブリ。
【請求項６】
映像形成に使用され、前記シーラントが、この映像形成に関与する入射光の反射にかかわらないプリズムの場所にのみ付着させられることを特徴とする請求項５に記載のプリズムアセンブリ。
【請求項７】
前記映像形成に関与する入射光を反射する表面のすべての部分が前記要素によって覆われることを特徴とする請求項６に記載のプリズムアセンブリ。
【請求項８】
前記シーラントが、80℃までの温度に対して耐熱性があり、紫外線に対する耐性があることを特徴とする請求項５に記載のプリズムアセンブリ。
【請求項９】
前記シーラントがシリコーンから成ることを特徴とする請求項５に記載のプリズムアセンブリ。
【請求項１０】
前記シーラントがシリコーンゴムから成ることを特徴とする請求項５に記載のプリズムアセンブリ。
【請求項１１】
内部全反射(TIR)プリズムアセンブリとカラープリズムアセンブリとから成るディジタル光処理プリズム装置であって、
前記TIRプリズムアセンブリが、第一の方向に延びた二つの三角プリズムから成り、これらのTIRプリズムがそれらの表面の一つによって対面しており、
前記カラープリズムアセンブリが、一つの四角プリズムと二つの三角プリズムとから成り、これらのプリズムが前記TIRプリズムに対して横断方向に配置され、また前記四角プリズムが第一の前記カラー三角プリズムの一つの表面に対面する一つの表面を有し、該第一の三角プリズムが第二のカラー三角プリズムの第一の表面に対面する第二の表面を有し、該第二のカラープリズムが前記TIRプリズムのうち一つのものの一つの表面に一部対面する第二の表面を有し、ここで、前記対面表面のすべてがある相互距離に配置されて、前記対面表面間にギャップが形成されるようになっており、これらのギャップが前記プリズムに付着させられたシールによって封止される、
ことを特徴とするディジタル光処理プリズム装置。
【請求項１２】
各カラープリズムの一つの表面に光反射弁が備えられ、これらの光反射弁が対応する表面に対して間隔をとって配置されて、前記光反射弁とこれに対応する表面との間にギャップが形成されるようになっており、これらのギャップが、前記光反射弁と前記プリズムとに付着させられたシールによって封止されることを特徴とする請求項１１に記載のディジタル光処理プリズム装置。
【請求項１３】
入射光の映像形成部分の内部全反射または部分スペクトル反射のために使用される、前記TIRプリズムの外向きの表面と前記カラープリズムの外向きの表面とが、これらの表面のそれぞれに対して間隔をとって配置された一つの要素によって覆われていて、該表面と該要素との間にギャップが定められるようになっており、該ギャップが、該ギャップに異物がはいるのを防ぐために前記プリズムの一つに付着させられたシールによって封止されることを特徴とする請求項１１に記載のディジタル光処理プリズム装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリズムアセンブリ、より詳しくは二つ以上のプリズムから成るプリズムアセンブリであって、これらのプリズムのうち少なくとも一つが、入射光の内部全反射または部分スペクトル反射のために使用される一つ以上の表面を有するプリズムアセンブリに関する。
【０００２】
特に、本発明は、エアギャップ、特に、ディジタル光処理(DLP)エンジン(engine)における、プリズム間のエアギャップ、およびプリズムと光反射弁(valve)より正確にはディジタルマイクロミラーデバイス(digital micro-mirror device)(DMD)との間のエアギャップを大気中の異物に対して密封することに関する。
【背景技術】
【０００３】
以前は、大部分の映写用途に陰極線管(CRT)映写機が使用されていたが、これらは大部分他のものに置き換えられてしまった。これらは、寸法が大きく、較正が難しく、非常に暗い環境で使用しなければならず、また頻繁に故障しがちであるからである。この十年間、ディジタル映写機システムがますます普及してきている。このシステムは、たとえば会議室での説明、ホームシアターシステム、および大規模スタジアムコンサートなどの用途において、高品質映像を投射する能力があるからである。液晶ディスプレイ(LCD)は、ディジタル映写機で使用される一つの技術であるが、LCD技術には、DLPに比して可視化画素分解の問題と寸法の大きさという難点がある。DLPが一つの競合技術であり、この技術は、コンパクトさ、ならびに高レベルのコントラストおよび輝度を与える能力が高く評価されている。
【０００４】
1987年、テキサス・インストルメンツのLarry Hornbeck博士がDLP技術を発明した。DLP技術を使用するディジタル映写機はDLP光エンジンを備えている。DLP光エンジンは、ディジタルマルチミラーデバイス(digital multi-mirror device)(DMD)チップと微小なミラーの配列とに投光するランプを有する。これらのミラーはそれぞれ入射する光を‘オン状態’または‘オフ状態’の向きとする。‘オン状態’の光はスクリーンに達して白色(またはカラー)ピクセルを生じるが、‘オフ状態’の光は映写機の内部で吸収されるので、暗いピクセルが生じる。最善の光出力と色飽和あるいは彩度(color saturation)のために、進んだDLPシステムでは三つのDMDチップ(それぞれ、赤色、緑色、および青色のためのもの)を使用している。この三つのDMDチップは、五個のプリズムの組合せであるフィリップス(Philips)プリズムによって結合される。このプリズム装置は、内部全反射(TIR)を使用するので、いろいろなプリズム間に5ミクロン(μm)〜1ミリメートル(mm)のエアギャップの存在が必要である。
【０００５】
しかし、DLP映写機で使用されるプリズムは、汚染に対して非常に敏感である。ディジタル映写機は、しばしば、ほこり、煙、分解油(cracked oil)、その他の異物が大気中に存在する厳しい環境たとえばコンサートで使用される。このプリズム構成におけるエアギャップにはこれらの異物の集積が起こりやすく、これによってしばしば可視欠陥(visual artifacts)たとえば色付きスポットの投射が起こる。汚染により、光がさえぎられることがあり、あるいはTIR条件が無効になることがある。プリズムから異物を清掃除去するのは、清掃にかかる大きな費用と清掃の困難さとのため、実際的ではない。必要なのは、DLP光エンジンのプリズムとDMDチップとを大気による汚染から保護する手段である。
【０００６】
現在、光エンジンを異物から保護する普通のやり方は、DLPエンジンを金属箱で包囲して保護するというものである。そのような装置の一例は、アメリカ特許第6,350,033号明細書(発明の名称:Projector(映写機))に記載されている。この特許明細書には、冷却空気のための流路内に配置されている付随する空気循環通路によって、電気光学装置から映写レンズまでの光路を包囲する構造物の詳細が述べられている。このようにすれば、空気循環通路は構造物内に取り込まれている空気を冷却することができる一方、ほこりまたは油による汚染を防止することができる。しかし、同特許においては、通常の映写機動作のときに、光が5,000ルーメンよりも大量に照射される場合に、十分な量の熱を散逸させる手段が備えられていない。熱が十分に散逸させられない場合、繊細な光学要素がゆがんで、可視欠陥が映写像上に出現することがあり、またその他の悪影響が生じうる。また、過剰な熱によりDMDチップに損傷が発生しうる。したがって、もう一つの必要なものは、DLP光エンジン内のプリズムとDMDチップから十分な熱を散逸させることのできる手段である。
【０００７】
可視欠陥のない像を映写するためには、すべてのTIR条件が保存される必要があり、また光をDLP光エンジン内のプリズムのすべての必要領域を通過させるようにする必要がある。したがって、さらにもう一つの必要なものは、すべてのTIR条件を満たし、また光をDLP光エンジン内のプリズムとDMDチップのすべての必要領域を通過させる手段である。
【特許文献１】アメリカ特許第6,350,033号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
したがって、本発明の一つの目的は、プリズムの表面と、入射光の内部全反射または部分スペクトル反射のために使用される前記プリズムの表面を覆う要素との間のギャップに異物がはいるのを防ぐ手段を提供することである。
【０００９】
特に、本発明の一つの目的は、DLP光エンジン内のプリズムとDMDチップとを大気による汚染から保護する手段を提供することである。
【００１０】
本発明のもう一つの目的は、DLP光エンジン内のプリズムとDMDチップとからの十分な熱散逸を可能にする手段を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記目的を達成するために、本発明は、
二つ以上のプリズムから成るプリズムアセンブリであって、
これらのプリズムのうち少なくとも一つが、入射光の内部全反射または部分スペクトル反射のために使用される一つ以上の表面を有し、
ここで、反射のために使用される前記表面の一つの少なくとも一部が、該表面に対して間隔をとって配置されて該表面との間にギャップを定めるようになっている一つの要素によって覆われており、
またここで、前記ギャップが、該ギャップに異物がはいるのを防ぐために前記プリズムの一つに付着させられたシールによって封止される、
ことを特徴とするプリズムアセンブリ、
に関する。
【００１２】
[発明が解決しようとする課題２]
本発明のさらにもう一つの目的は、すべてのTIR条件を満たし、また光をDLP光エンジン内のプリズムとDMDチップのすべての必要領域を通過させる手段を提供することである。
【００１３】
[課題を解決するための手段２]
したがって、本発明は、また、
内部全反射(TIR)プリズムアセンブリとカラープリズムアセンブリとから成るディジタル光処理プリズム装置であって、
前記TIRプリズムアセンブリが、第一の方向に延びた二つの三角プリズムから成り、これらのTIRプリズムがそれらの表面の一つによって対面しており、
前記カラープリズムアセンブリが、一つの四角プリズムと二つの三角プリズムとから成り、これらのプリズムが前記TIRプリズムに対して横断方向に配置され、また前記四角プリズムが第一の前記カラー三角プリズムの一つの表面に対面する一つの表面を有し、該第一の三角プリズムが第二のカラー三角プリズムの第一の表面に対面する第二の表面を有し、該第二のカラープリズムが前記TIRプリズムのうち一つのものの一つの表面に一部対面する第二の表面を有し、ここで、前記対面表面のすべてがある相互距離に配置されて、前記対面表面間にギャップが形成されるようになっており、これらのギャップが前記プリズムに付着させられたシールによって封止される、
ことを特徴とするディジタル光処理プリズム装置、
に関する。
【００１４】
光反射弁、あるいはより正確にはディジタルマルチミラーデバイスが使用される場合、注意すべきことは、これらの光反射弁が好ましくは前記カラープリズムの対応する表面に対して間隔をとって配置されて、前記光反射弁とこれに対応する表面との間にギャップが形成されるようになっており、これらのギャップが、前記光反射弁と前記プリズムとに付着させられたシールによって封止される、ということである。
【００１５】
一つの好ましい実施形態においては、入射光の映像形成部分の内部全反射または部分スペクトル反射のために使用される、前記TIRプリズムの外向きの表面と前記カラープリズムの外向きの表面とが、これらの表面のそれぞれに対して間隔をとって配置された一つの要素によって覆われていて、該表面と該要素との間にギャップが定められるようになっており、該ギャップが、該ギャップに異物がはいるのを防ぐために前記プリズムの一つに付着させられたシールによって封止される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明は、ディジタル光処理(DLP)エンジンにおいて、エアギャップ、特に、プリズム間のエアギャップおよびプリズムとディジタルマイクロミラーデバイス(DMD)との間のエアギャップを、大気中の異物に対して密封することに関する。
【００１７】
図１は、汎用DLP光エンジンシステム100の機能ブロック図である。汎用DLP光エンジンシステム100は、ランプ110、インテグレーションロッド(integration rod)120、光学リレーシステム130、DLPプリズム装置140、および映写レンズ150を有する。ランプ110は、ディジタル映写システムで使用される標準的なランプ、たとえば水銀球またはキセノン球ランプである。ランプ110は、インテグレーションロッド120を照射し、該ロッドが光の状態を管理・調節して均一な分布になるようにする。光学リレーシステム130は、4〜6枚の一組のレンズから成り、光をインテグレーションロッド120からDLPプリズム装置140に送る。DLPプリズム装置140は、青色、赤色、および緑色プリズム、DMDチップ、ならびにDMDアパーチャ板から成る。この装置については、図２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、３、４Ａ、および４Ｂを参照してさらに詳しく説明する。DLPプリズム装置140は、映写レンズ150による映写のために、光を分割、反射、および再混合する。代表的な映写レンズ150は、焦点距離30〜60 mm、Fナンバーf/2.5、物理直径120 mm、および物理長さ250 mmを有する。
【００１８】
図２Ａ、２Ｂ、および２Ｃには、それぞれ、DLPプリズム装置140の左、右、および後ろ斜視図を示す。図２Ａには、青色プリズム200、赤色プリズム205、緑色プリズム210、TIRプリズムアセンブリ215、ガラス220、ガラス225、ガラス227、シーラント235、テープシーラント240、シーラント245、DMDアパーチャ板250a、およびDMDチップ255aから成るDLPプリズム装置140の全体図が示されている。
【００１９】
さらに、図２Ａを参照すると、青色プリズム200は、青色光を分離するために付着させられた青色二色コーティングを有する三角ガラスプリズムであって、たとえばコニカ-ミノルタ製のものその他である。赤色プリズム205は、赤色光を分離するために付着させられた赤色二色コーティングを有する三角ガラスプリズムであって、たとえばコニカ-ミノルタ製のものその他である。緑色プリズム210は、四角ガラスプリズムであって、該プリズムを残りの緑色光が通過する。緑色プリズム210も、コニカ-ミノルタ製のものその他である。TIRプリズムアセンブリ215は、互いに接着された二つの小さな三角形プリズムから成り、たとえば、コニカ-ミノルタ製のものその他であるが、ガラス220に隠れて見えない。青色プリズム200、赤色プリズム205、緑色プリズム210、およびTIRプリズムアセンブリ215の寸法は、光軸に沿って、DMDチップ255cの中心を通り、DMDチップ255cに垂直に測ったとき、70〜125 mmである。
【００２０】
ガラス220は、約25×70×2 mmの寸法のガラス板であり、透明接着剤たとえばDymax OP-29によって、TIRプリズムアセンブリ215の左側面に接着されている。ガラス220は、シーラント235によって青色プリズム200との間が封止されている。
【００２１】
シーラント235は、TIRプリズムアセンブリ215の上の青色プリズム200、赤色プリズム205、および緑色プリズム210の間のエアギャップを密封するため、またTIRプリズムアセンブリ215と青色プリズム200との間のエアギャップを密封するために使用されている。シーラント235は、耐熱性(80℃まで)、耐紫外線(UV)性の、ガスを放出しない幅3〜4 mmの柔軟なシーラントである。一例として、シーラント235は、シリコーンまたはシリコーンゴムで作られる。
【００２２】
ガラス225は、約20×67×2 mmの寸法のガラス板である。ガラス225は、透明接着剤たとえばDymax OP-29によって、TIRプリズムアセンブリ215の頂部に接着され、シーラント235によって青色プリズム200との間が封止される。ガラス227は、約23×74×2 mmの寸法を有するガラス板である。ガラス227は、透明接着剤たとえばDymax OP-29によって、ガラス220とガラス225に接着され、シーラント235によって青色プリズム200との間が封止される。
【００２３】
シーラントテープ240は、耐熱性(80℃まで)、耐UV性の、ガスを放出しない幅3〜4 mm以下の柔軟なテープである。テープシーラント240は、DLPプリズム装置140の頂部におけるエアギャップを封止するのに使用されている。一例として、テープシーラント240は、シリコーンまたはシリコーンゴムで作られる。テープシーラント240は、シーラントを使用した場合に起こりうる、TIR条件が阻害されることが起こらず、光が装置の頂部で邪魔されることが起こらないように使用される。
【００２４】
シーラント245は、耐熱性(80℃まで)、耐UV性の、非常に柔らかいもの(たとえば、シリコーンゴム)であり、DMDチップ255aの配置を邪魔しないようなものである。
【００２５】
DMDアパーチャ板250aは、薄い黒色金属板であり、光をスクリーンの隣に出現させうる迷光を吸収する。このアパーチャ板はBarco製である。DMDチップ255aは、テキサス・インストルメンツ製のマイクロミラー配列である。DMDチップ255aは、DMDアパーチャ板250aに取りつけられ、シーラント245によって青色プリズム200との間が封止される。DMDチップ255aは、対角線方向に測って、長さ1.27〜3.05 cm(0.5〜1.2インチ)とすることができる。DMDチップの一例は、テキサス・インストルメンツ製(注文番号X1410-9021 IPV 9011)の1280×1024画素の表示モード(super extended graphics array)(SXGA)+0.95″チップである。
【００２６】
図２Ｂには、ガラス230、DMDアパーチャ板250b、およびDMDチップ255bが示されている。ガラス230は、図２Ａに関して詳しく述べたガラス220と同じである。DMDアパーチャ板250bは、図２Ａに関して述べたDMDアパーチャ板250aと同じである。DMDチップ255bは、マイクロミラー配列であり、図２Ａに関して詳しく述べたDMDチップ255aと同じである。さらに、図２Ａと２Ｂを参照すると、ガラス成形品(form)230は、透明接着剤たとえばDymax OP-29によって、TIRプリズムアセンブリ215の左側面に接着されており、シーラント235によって、青色プリズム200および赤色プリズム205との間が封止されている。DMDチップ255bは、DMDアパーチャ板250bに取りつけられ、シーラント245によって、赤色プリズム205との間が封止されている。
【００２７】
図２Ｃには、DMDアパーチャ板250cおよびDMDチップ255cが示されている。DMDアパーチャ板250cは、図２Ａに関して詳しく述べたDMDアパーチャ板250aと同じである。DMDチップ255cは、マイクロミラー配列であり、図２Ａに関して詳しく述べたDMDチップ255aと同じである。さらに、図２Ａ、２Ｂ、および２Ｃを参照すると、各DMDアパーチャ板250が、対応するDMDチップ255に取りつけられている(すなわち、DMDアパーチャ板250aが、DMDチップ255aに取りつけられ、DMDアパーチャ板250bが、DMDチップ255bに取りつけられ、DMDアパーチャ板250cが、DMDチップ255cに取りつけられている)。シーラント245が、各DMDアパーチャ板250と対応するプリズムとの間、および各DMDアパーチャ板250と対応するDMDチップ255との間の各界面を封止している。
【００２８】
図３には、DLPプリズムサブアセンブリ160の後ろ斜視図を示す。図３には、複数のDMDアパーチャ280、すなわちDMDアパーチャ280a、280b、および280cが示されている。DMDアパーチャ280a、280b、および280cは、それぞれ、DMDアパーチャ板250a、250b、および250cの開口であり、DMDチップ255a、255b、および255cよりもわずかに大きい。DLPプリズムサブアセンブリ160は、DMDチップ255(すなわち、DMDチップ255a、DMDチップ255b、およびDMDチップ255c)を取りはずして、DMDアパーチャ280a、280b、および280c、ならびにシーラント245が見えるようにしたDLPプリズム装置140のサブアセンブリである。各DMDアパーチャ280は、対応するDMDチップ255まで光が通過できるようにするものである。
【００２９】
図４Ａおよび４Ｂは、それぞれ、DLPプリズムサブアセンブリ170の右下斜視図および底面斜視図である。DLPプリズムサブアセンブリ170は、TIRプリズムサブアセンブリ215、DMDアパーチャ板250a、250b、および250c、ならびにDMDチップ255a、255b、および255cを内部が見えるように除去した、DLPプリズム装置140のサブアセンブリである。青色プリズム200の前面に貼りつけてあるシーラント235は、幅を1 mm以下にして、TIR条件が満たされて可視欠陥が映写像に現れないようにしなければならない。シーラントテープ240が、DLPプリズムサブアセンブリ170の頂部において、青色プリズム200、赤色プリズム205、および緑色プリズム210の間のギャップを封止するのが示されている。シーラント235が、青色プリズム200の前面と赤色プリズム205との間のギャップを封止するのが示されている。図４Ｂには、シーラントテープ240が、DLPプリズムサブアセンブリ170の底部において、青色プリズム200、赤色プリズム205、および緑色プリズム210の間のギャップを封止するのが示されている。
【００３０】
図１、２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、３、４Ａ、および４Ｂを引続き参照する。動作においては、DLPプリズム装置140は光学リレーシステム130から光を受ける。光はTIRプリズム215を通って入射し、DLPプリズム装置140によって反射される。この装置において、二色コーティングが光を赤色、緑色、および青色成分に分離する。光を分離したあと、光の各成分(すなわち、赤色、緑色、および青色)がDMDアパーチャ280(すなわち、青色プリズム200に対応するDMDアパーチャ280a、赤色プリズム205に対応するDMDアパーチャ280b、および緑色プリズム210に対応するDMDアパーチャ280c)を通過し、前記プリズムに取りつけられた対応するDMDチップ255(すなわち、青色プリズム200に対応するDMDチップ255a、赤色プリズム205に対応するDMDチップ255b、および緑色プリズム210に対応するDMDチップ255c)によって反射される。次に、各DMDチップ255が対応する色の光を反射する(すなわち、DMDチップ255aが青色光を反射し、DMDチップ255bが赤色光を反射し、DMDチップ255cが緑色光を反射する)。‘オン状態’光は、再混合され反射されて映写レンズ150を通り表示画面上に送られるが、‘オフ状態’光は、映写機内で吸収される。変調と反射して映写レンズに戻すこととのために、DMDアパーチャ280aは、DMDチップ255aに対応し、DMDアパーチャ280bは、DMDチップ255bに対応し、DMDアパーチャ280cは、DMDチップ255cに対応している。シーラント235、ガラス220、ガラス225、ガラス227、ガラス230、テープシーラント240、およびシーラント245は、青色プリズム200、赤色プリズム205、および緑色プリズム210、ならびにDMDチップ255a、255b、および255cの内表面を大気による汚染から保護する覆いを形成する。ここでは、金属箱容器が使用されないので、より良い熱散逸が得られる。
【００３１】
図５Ａは、DLPプリズムサブアセンブリ160の側面図であり、わかりやすいように、緑色光の光路が示してある。この図には、青色プリズム200、赤色プリズム205、緑色プリズム210、DMDチップ255a、255b、および255c、TIRプリズムアセンブリ215、オン状態光500、オフ状態光510、透過白色光520、透過緑色光530、およびTIRプリズム面540が示してある。オン状態光500は、DMDチップ255cからの反射光であり、映写レンズ150によって映写される。オフ状態光510は、DMDチップ255cからの反射光であるが、映写されず、映写機内で吸収される。透過白色光520は、光学リレーレンズ130からDLPプリズム装置140に入射する白色光である。透過緑色光530は、青色プリズム200および赤色プリズム205を通過することによって、青色および赤色成分から分離された緑色光である。TIRプリズム面540は、TIRプリズムアセンブリ215の前面である。
【００３２】
動作においては、透過白色光520が、底面からTIRプリズムアセンブリ215に入射し、TIRプリズム面540で反射し、青色プリズム200および赤色プリズム205を通り、緑色プリズム210に達する。青色および赤色光は、青色プリズム200および赤色プリズム205に二色コーティングを使用することにより、透過白色光520からろ波して取りだされる。透過緑色光530は、DMDチップ255cに達し、ここで、選択的に反射されて、オン状態光500またはオフ状態光510となる。オン状態光500は、緑色プリズム210、赤色プリズム205、青色プリズム200、およびTIRプリズムアセンブリ215を通って、映写される。オフ状態光510は、映写機内で上方に反射され、映写されない。
【００３３】
図５Ｂは、DLPプリズムサブアセンブリ160の上面図であり、わかりやすいように、オン状態光の経路が示してある。この図には、青色プリズム200、赤色プリズム205、緑色プリズム210、TIRプリズムアセンブリ215、DMDチップ255a、255b、255c、透過白色光520、透過青色光550、反射青色光555、透過赤色/緑色光560、透過赤色光562、反射赤色光564、透過緑色光530、反射緑色光535、反射赤色/緑色光565、反射映写光570、青色プリズム面580、青色プリズム面585、赤色プリズム面590、赤色プリズム面595、およびTIRプリズム面540が示してある。
【００３４】
図５Ｂにおいて、透過青色光550は、透過白色光520から分離された青色光である。反射青色光555はDMDチップ255aによって反射された青色光である。透過赤色/緑色光560は、透過白色光520から分離された赤色および緑色光である。透過赤色光562は、透過赤色/緑色光560から分離された赤色光である。反射赤色光564は、DMDチップ255bによって反射された赤色光である。透過緑色光530は、透過赤色/緑色光560から分離された緑色光である。反射緑色光535は、DMDチップ255cによって反射された緑色光である。反射赤色/緑色光565は、反射赤色光564と反射緑色光535とが混合されたものである。反射映写光570は、反射青色光555と反射赤色/緑色光565とが混合されたものである。青色プリズム面580は、内部全反射によって青色光を反射するために使用される青色プリズム200の面である。青色プリズム面585は、透過白色光520から青色光を分離し、前記二色コーティングによって青色光を反射するために使用される青色プリズム200の面である。赤色プリズム面590は、透過赤色/緑色光560から赤色光を分離し、前記二色コーティングによって赤色光を反射するために使用される赤色プリズム205の面である。赤色プリズム面595は、内部全反射によって赤色光を反射するために使用される赤色プリズム205の面である。
【００３５】
引続き図５Ａおよび５Ｂを参照すると、動作においては、透過白色光520がTIRプリズムアセンブリ215に入射し、TIRプリズム面540によって反射される。透過白色光520は、青色プリズム面585に達し、ここで、透過青色光550が、二色コーティングによって透過白色光520から分離され、反射される。透過青色光550は、次に、青色プリズム面580で反射され、DMDチップ255aに達する。DMDチップ255aは、光を反射して、オン状態光500と反射青色光555を送り出し、この光は青色プリズム200によって反射されてから、青色プリズム面580によって反射されて、他の光反射成分すなわち反射赤色/緑色光565と再混合される。
【００３６】
透過赤色/緑色光560は、赤色プリズム面590に達し、ここで、透過赤色光562が二色コーティングの使用によって透過赤色/緑色光560から分離されて、反射される。透過赤色光562は、次に、赤色プリズム面595で反射され、DMDチップ255bに達する。DMDチップ255bは、光を反射して、オン状態光500と反射赤色光564を送り出し、この光は赤色プリズム面590によって反射されてから、反射緑色光535と再混合されて、反射赤色/緑色光565となる。
【００３７】
透過緑色光530は、DMDチップ255cに達して、ここで反射される。次に、この光は、赤色プリズム面590に達し、ここで、反射赤色光564と再混合されて反射赤色/緑色光565となる。反射赤色/緑色光565は、反射青色光555と混合されて、反射映写光570となり、DLPプリズムサブアセンブリ160から出て行く。
【００３８】
図５Ｃには、図５Ｂの細部Aが示してあり、この図には光路もわかりやすく示してある。この図には、シーラント135とシーラントテープ140が示してある。シーラント135は、青色プリズム200、赤色プリズム205、および緑色プリズム210に共通な場所の垂直エアギャップを封止している。シーラントテープ140は、青色プリズム200と赤色プリズム205との間、および赤色プリズム205と緑色プリズム210との間のエアギャップを封止している。
【００３９】
図１、２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、３、４Ａ、４Ｂ、５Ａ、５Ｂ、および５Ｃからわかるように、ガラス220、225、227、および230、シーラント235、シーラントテープ240、ならびにシーラント245の組合せ使用により、汎用DLP光エンジンシステム100内のDMDチップ255a、255b、および255cが大気による汚染から保護されており、一方十分な熱散逸が可能になっている。したがって、TIR条件が、透過白色光520、オン状態光500、オフ状態光510、透過青色光550、反射青色光555、透過赤色/緑色光560、透過赤色光562、反射赤色光564、反射映写光570、TIRプリズム面540、青色プリズム面580、および赤色プリズム面595に対して満たされる。
【００４０】
本発明は、添付の図面に示し、上で説明した実施形態のみに限定されるものではない。反対に、本発明のプリズムアセンブリは、本発明の範囲を逸脱することなくいろいろな形状と寸法とで具体化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明による汎用DLP光エンジンシステムの機能ブロック図である。
【図２Ａ】本発明によるDLPプリズム装置の左斜視図である。
【図２Ｂ】本発明によるDLPプリズム装置の右斜視図である。
【図２Ｃ】本発明によるDLPプリズム装置の後ろ斜視図である。
【図３】内部が見えるようにDMDチップを取りはずした、本発明によるDLPプリズムサブアセンブリの後ろ斜視図である。
【図４Ａ】内部が見えるようにTIRプリズムアセンブリとDMDチップとを取りはずした、本発明によるDLPプリズムサブアセンブリの右下斜視図である。
【図４Ｂ】内部が見えるようにTIRプリズムアセンブリとDMDチップとを取りはずした、本発明によるDLPプリズムサブアセンブリの底面斜視図である。
【図５Ａ】光路を示した、本発明によるDLPプリズムサブアセンブリの側面図である。
【図５Ｂ】光路を示した、本発明によるDLPプリズムサブアセンブリの上面図である。
【図５Ｃ】光路を示した、本発明によるDLPプリズムサブアセンブリの細部上面図である。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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