(57)【要約】【課題】  アレイミラーを備えた反射部ユニット及びそれを採用したプロジェクションディスプレイシステムを提供する。【解決手段】  スクリーンと、光源から照射された光を用いて画像を形成し、画像をスクリーンに拡大投射させる照明投射系と、照明投射系から出射された画像をスクリーンに反射させるために傾いた第１反射面、及び前記第１反射面との間に所定の角度をなして隣接する第２反射面を有する単位ミラーがアレイ構造で配列された反射部ユニットと、を含むことを特徴とするプロジェクションシステムである。これにより、プロジェクションディスプレイシステムの厚さをスリム化しつつも、最大の反射領域を作ることができる。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スクリーンと、
光源から照射された光を用いて画像を形成し、前記画像をスクリーンに拡大投射させる照明投射系と、
前記照明投射系から出射された画像を前記スクリーンに反射させるために傾いた第１反射面、及び前記第１反射面との間に所定の角度をなして隣接する第２反射面を有する単位ミラーが、アレイ構造で配列された反射部ユニットと、を含むことを特徴とするプロジェクションディスプレイシステム。
【請求項２】
前記単位ミラーは、平行に配列されていることを特徴とする請求項１に記載のプロジェクションディスプレイシステム。
【請求項３】
前記単位ミラーは、所定曲率を有する形で構成されて配列されていることを特徴とする請求項１に記載のプロジェクションディスプレイシステム。
【請求項４】
前記単位ミラーの曲率中心は、前記反射部ユニットの内部に位置することを特徴とする請求項３に記載のプロジェクションディスプレイシステム。
【請求項５】
前記単位ミラーの曲率中心は、前記反射部ユニットの外部に位置することを特徴とする請求項３に記載のプロジェクションディスプレイシステム。
【請求項６】
前記第１反射面の傾斜角は、スクリーンの高さ方向に沿って異なって構成されることを特徴とする請求項２に記載のプロジェクションディスプレイシステム。
【請求項７】
前記第１反射面の傾斜角は、スクリーンの高さ方向に沿って上部へ行くほど、徐々に増加することを特徴とする請求項６に記載のプロジェクションディスプレイシステム。
【請求項８】
前記反射部ユニットの断面は、歯車状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ションディスプレイシステム。
【請求項９】
前記単位ミラーのピッチは、５０〜１０００μｍの範囲内であることを特徴とする請求項１に記載のプロジェクションディスプレイシステム。
【請求項１０】
ハウジングと、
前記ハウジングの第１表面に配置されたスクリーンと、
画像を形成して投射するためにハウジングの側面に配置された画像形成ユニットと、
前記画像のビームを受光して前記スクリーンに向かって画像の受光された対応ビームを反射させるために複数の第１傾斜反射面を有し、ハウジングの第２表面に配置された反射部ユニットと、を含むことを特徴とするプロジェクションディスプレイシステム。
【請求項１１】
複数の傾斜反射面は、相互離隔されていることを特徴とする請求項１０に記載のプロジェクションディスプレイシステム。
【請求項１２】
前記複数の第１傾斜反射面は、ハウジングの第２表面に対して相異なる角で形成されることを特徴とする請求項１０に記載のプロジェクションディスプレイシステム。
【請求項１３】
前記反射部ユニットは、隣接する第１傾斜反射面間に配置された複数の第２傾斜反射面を含むことを特徴とする請求項１０に記載のプロジェクションディスプレイシステム。
【請求項１４】
光源から照射された光を用いて画像を形成し拡大投射させる照明投射系から出射された画像を、スクリーンに向けて反射させるための反射部ユニットにおいて、
前記照明投射系から出射された画像を前記スクリーンに反射させるために傾いた第１反射面と、前記第１反射面との間に所定の角度をなして隣接する第２反射面とを有する単位ミラーが、アレイ構造で配列されたことを特徴とする反射部ユニット。
【請求項１５】
前記単位ミラーは、平行に配列されたことを特徴とする請求項１４に記載の反射部ユニット。
【請求項１６】
前記単位ミラーは、所定曲率を有する形で構成されて配列されたことを特徴とする請求項１４に記載の反射部ユニット。
【請求項１７】
前記単位ミラーの曲率中心は、前記反射部ユニットの内部に位置することを特徴とする請求項１６に記載の反射部ユニット。
【請求項１８】
前記単位ミラーの曲率中心は、前記反射部ユニットの外部に位置することを特徴とする請求項１６に記載の反射部ユニット。
【請求項１９】
前記第１反射面の傾斜角は、スクリーンの高さ方向に沿って異なって構成されることを特徴とする請求項１６に記載の反射部ユニット。
【請求項２０】
前記第１反射面の傾斜角は、スクリーンの高さ方向に沿って上部へ行くほど、徐々に増加することを特徴とする請求項１９に記載の反射部ユニット。
【請求項２１】
前記第１反射面の傾斜角は、スクリーンの高さ方向に沿って異なって構成されることを特徴とする請求項１５に記載の反射部ユニット。
【請求項２２】
前記反射部ユニットの断面は、歯車状を有することを特徴とする請求項１５に記載の反射部ユニット。
【請求項２３】
前記単位ミラーのピッチは、５０〜１０００μｍの範囲内にあることを特徴とする請求項１４に記載の反射部ユニット。
【請求項２４】
前記反射部ユニットの断面が歯車状を有することを特徴とする請求項１４に記載の反射部ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アレイミラーを備えた反射部ユニット及びそれを採用したプロジェクションディスプレイシステムに係り、より詳細には、アレイミラーを備えてミラーからスクリーンに向かって反射されるビームの反射領域を最大化してスリム化する反射部ユニット及びプロジェクションディスプレイシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
プロジェクションディスプレイシステムは、ランプ光源から出射された光をディスプレイ素子で画素単位でオン／オフ制御してカラー画像を形成し、このカラー画像をスクリーンに向けて拡大投射させるシステムである。最近、プロジェクションディスプレイシステムは大画面化、高画質化と共にスリム化が要求されており、このような要求を満足させるための研究が活発に進行しつつある。
【０００３】
プロジェクションディスプレイシステムのスリム化のために投射光学系からの光束の四角振子を薄くすることが要求されている。しかし、投射光学系をスクリーンの中心部に配置する場合、投射光学系からの光束の四角振子を薄くするのに限界がある。このために、四角振子を薄くするために、投射光学系をスクリーンの下部方向に傾斜するように配置する。
【０００４】
その他にもプロジェクションディスプレイシステムを大型化しつつも、スリム化するための色々な技術が開発されているが、スクリーンの大型化と共に、全体セットのスリム化を図るためにスリム化に難点が伴う。すなわち、スクリーンを大型化するには、スクリーンに画像を投射する投射光学系の体積が大きくなる傾向があるが、投射光学系の体積が大きくなることを克服し、プロジェクションディスプレイをスリム化するには技術的な難点がある。
【０００５】
また、投射光学系をスクリーンの下部方向に傾斜するように配置し、投射光学系から出射されたビームを反射ミラーで反射させスクリーンに送るが、この際、プロジェクションディスプレイシステムの厚さが非常に薄いために投射光学系から出射されるビームの拡散角が非常に大きくならねばならない。
【０００６】
従来のプロジェクションディスプレイシステムが、特許文献１に開示されている。図１を参照すれば、このプロジェクションディスプレイシステムは、キャビネット１２とスクリーン１４とを含む。前記キャビネット１２は、カラー画像を形成するための画像ソース１６と、画像ソース１６からの画像３４、３４’を反射させるための第１反射ミラー１８と第１反射ミラー１８で反射された画像をスクリーン１４に向けて反射させる第２反射ミラー２０を含む。
【０００７】
前記スクリーン１４は、垂直方向に沿って配列された反射素子３０を備える。反射素子３０は、キャビネット１２内の下方に向かって傾斜するように配置された反射面３２を有する。
【０００８】
図１に示されたプロジェクションディスプレイシステムでの画像の経路を説明すれば、画像ソース１６から出射された画像が第１反射ミラー１８で１次反射されて前記第２反射ミラー２０に入射され、第２反射ミラー２０で反射された画像がスクリーン１４の反射素子３０から反射される。前記反射素子３０は、反射面３２と背面３３とを含む。そして、再び第２反射ミラー２０に入射された後、前記スクリーン１４の反射素子３０の間を通じて透過される。
【０００９】
前記のような構造では、画像が前記第２反射ミラー２０で２回反射されてスクリーン１４に２回入射されるために、コントラストが悪いという短所がある。
【００１０】
また、第２反射ミラー２０が平面ミラーからなっているために、画像が前記第２反射ミラー２０で反射されてスクリーン１４に入射される有効領域Ａが小さい。第２反射ミラー２０で１次的に反射される領域Ｂと前記有効領域Ａとが異なるために全体的なスクリーンサイズに比べて有効スクリーン面が縮まるという短所がある。
【特許文献１】米国特許第２００３／００７２０７７号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、前記問題点を解決するために創出されたものであって、アレイミラーを備えてスクリーン方向に反射されるビームの有効領域を最大化し、スリム化するための反射部ユニット及びそれを採用したプロジェクションディスプレイシステムを提供するところにその目的がある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記目的を達成するために、本発明に係るプロジェクションディスプレイシステムは、スクリーンと、光源から照射された光を用いて画像を形成し、前記画像をスクリーンに拡大投射させる照明投射系と、前記照明投射系から出射された画像を前記スクリーンに反射させるために傾いた第１反射面、及び前記第１反射面との間に所定の角度をなして隣接する第２反射面を有する単位ミラーが、アレイ構造で配列された反射部ユニットと、を含むことを特徴とする。
【００１３】
望ましくは、前記単位ミラーは平行に配列される。
【００１４】
望ましくは、前記単位ミラーは、所定曲率を有する形で構成されて配列される。
【００１５】
前記単位ミラーの曲率中心は、前記反射部ユニットの内部に位置するか、外部に位置しうる。
【００１６】
前記第１反射面の傾斜角は、スクリーンの高さ方向に沿って異なって構成されることが望ましい。
【００１７】
前記第１反射面の傾斜角は、スクリーンの高さ方向に沿って上部へ行くほど、徐々に増加することが望ましい。
【００１８】
前記目的を達成するために本発明に係る反射部ユニットは、光源から照射された光を用いて画像を形成し、拡大投射させる照明投射系から出射された画像をスクリーンに向けて反射させるための反射部ユニットにおいて、前記照明投射系から出射された画像を前記スクリーンに反射させるために傾いた第１反射面と、前記第１反射面との間に所定の角度をなして隣接する第２反射面とを有する単位ミラーが、アレイ構造で配列されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によるプロジェクションディスプレイシステムは、アレイミラー構造を有する反射部ユニットを具備して照明投射系で形成された画像を反射させる領域を広げうる。反射部ユニットの反射面の傾度を調節することによって、プロジェクションディスプレイシステムの厚さをスリム化しつつも、最大の反射領域を作ることができる。
【００２０】
また、反射面の傾度をスクリーンの高さ方向に沿って最適の傾斜角を有するように相異なるよう構成することによって、画質を改善しうる。また、照明投射系で形成された画像を反射部ユニットで一回だけ反射させて、スクリーンに向かわせることによって、ビームの干渉による画質低下を防止しうる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明に係るプロジェクションディスプレイシステムは、図２を参照すれば、画像を形成し、前記画像を拡大投射させる照明投射系５０と、スクリーンＳが備えられたキャビネット５３とを含む。
【００２２】
前記照明投射系５０は、光を照射する光源を備え、光源から照射された光を用いてＣＲＴ、ＤＬＰ、ＬＣＤのようなディスプレイ素子より形成された画像を投射レンズユニットを通じてスクリーンＳに拡大投射させる。
【００２３】
前記照明投射系５０から照射された画像をスクリーンＳに反射させるためにスクリーンＳの後方に反射部ユニット５５が備えられる。前記反射部ユニット５５は、複数個の単位ミラー５８がアレイ構造で配列されて構成される。前記単位ミラー５８は、照明投射系５０から照射されるビームをスクリーンＳに向けて反射させるための第１反射面５８ａと、第１反射面５０ａと所定の角度βをなして隣接する第２反射面５８ｂを有する。前記反射部ユニット５５はその断面が歯車状を有する。
【００２４】
前記反射部ユニット５５は、図３に示されたように直線状の単位ミラー５８が平行に配列された構造を有することができる。または、図４Ａに示されたように、単位ミラー５８が所定の曲率で配列された構造を有することができる。単位ミラー５８が所定曲率で配列される場合には、曲率の中心を反射部ユニット５５の外部に位置させるか、反射部ユニット５５の内部に位置させうる。図４Ｂは、曲率の中心が反射部ユニット５５の外部に位置する場合を例示したものである。
【００２５】
また、図４Ｃは、曲率の中心が反射部ユニット５５の内側に位置する場合を例示したものである。曲率の中心が反射部ユニット５５の内側に位置する場合、単位ミラー５８が対称的に配置されるか、非対称的に配置されうる。例えば、単位ミラー５８が同心円で配置されうる。
【００２６】
反射部ユニット５５は、図２に示されたようにその断面が歯車状のアレイミラー構造を有する。
【００２７】
図５は、単位ミラー５８の第１反射面５８ａをその傾斜角によって示し、それぞれの第１反射面５８ａで反射されたビームの反射領域を比較して示したものである。同じ方向から入射されるビームに対して第１反射面５８ａの傾斜角が異なる時、反射されるビームの領域が相異なる。
【００２８】
図５に示されたように第１反射面５８ａの傾斜角α１、α２、α３によるビームの入射角がθ１＜θ２＜θ３であり、この時、ビームの反射領域を各々Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３とする時、Ｒ１＜Ｒ２＜Ｒ３である。このようにビームの入射角と第１反射面５８ａの傾度によるビームの反射領域を考慮して、照明投射系５０からの画像が前記反射部ユニット５５を通じて反射される時、反射領域が最大化されるようにすることが望ましい。
【００２９】
ここで、反射領域の幅を同じ参照番号を使用してＲ１、Ｒ２、Ｒ３とする時、反射領域の幅の比は、入射角の正弦の比と同じである。すなわち、Ｒ２／Ｒ１＝ｓｉｎθ２／ｓｉｎθ１であり、Ｒ３／Ｒ２＝ｓｉｎθ３／ｓｉｎθ２が成立する。
【００３０】
図６は、照明投射系５０から出射された画像Ｉ１、Ｉ２が本発明に係る反射部ユニット５５に入射された時と、平面ミラーＭに入射された時の反射領域を比較して示したものである。
【００３１】
反射部ユニット５５を通じて反射された画像Ｒ５５の領域をＣとし、平面ミラーＭを通じて反射された画像ＲＭの領域をＤとする時、第１反射面５８ａの傾度を調節してＣ＞Ｄを満足させうる。
【００３２】
具体的に、反射部ユニット５５の下部側に入射される画像Ｉ１についてはスクリーンＳの下部側に反射させ、反射部ユニット５５の上部側に入射される画像Ｉ２についてはスクリーンＳの上部側に反射させる。反射部ユニット５５に入射される画像をスクリーンの下部側に反射させるためには、第１反射面５８ａの傾度を小さくし、反射部ユニット５５に入射される画像をスクリーンの上部側に反射させるためには、第１反射面５８ａの傾度を大きくする。図５に示されたように、第１反射面５８ａの傾度をα１、α２、α３とする時、第１反射面の傾度が大きいほど、画像がスクリーンの上部側に反射される。逆に、第１反射面５８ａの傾度が小さいほど、画像がスクリーンの下部側に反射される。
【００３３】
したがって、反射部ユニット５５の第１反射面５８ａの傾度をスクリーンの高さ方向に沿って相異なって構成しうる。第１反射面５８ａの傾度をスクリーンの高さ方向に沿って上部へ行くほど、次第に上昇するように構成することが望ましい。照明投射系５０から照射される画像は、ほとんどが第１反射面５８ａで反射されてスクリーンＳに向かうが、スクリーンＳで反射されてくるか、他の方向から入るビームは、第２反射面５８ｂで反射させスクリーンＳに向かわせる。
【００３４】
一方、図３を参照すれば、前記単位ミラーのピッチｐは、５０〜１０００μｍの範囲内にあることが望ましい。単位ミラーのピッチが狭すぎれば、反射されるビーム間に干渉が引き起こされる恐れがあり、一方、ピッチが広すぎれば、ビームが反射されない領域が生じて画質が低下する恐れがある。
【００３５】
これにより、照明投射系から出射された画像は、前記反射部ユニット５５で反射される時、反射される領域が広くスクリーンＳに投射される。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明は、反射部ユニット及びプロジェクションディスプレイシステム関連の技術分野に好適に適用されうる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】特許文献１に開示された背面プロジェクションディスプレイシステムを示す図面である。
【図２】本発明の望ましい実施形態によるプロジェクションディスプレイシステムを概略的に示す図面である。
【図３】本発明に係るプロジェクションディスプレイシステムに備えられたアレイミラー構造の一実施形態を示す図面である。
【図４Ａ】本発明に係るプロジェクションディスプレイシステムに備えられたアレイミラーの構造の他の実施形態を示す図面である。
【図４Ｂ】図４Ａの正面図である。
【図４Ｃ】本発明に係るプロジェクションディスプレイシステムに備えられたアレイミラーが同心円構造を有する変形例を示す図面である。
【図５】本発明に係る反射部ユニットの単位ミラーの傾度によるビーム反射領域の変化を比較して示す図面である。
【図６】本発明に係るプロジェクションディスプレイシステムの反射部ユニットで反射されるビーム領域と、平面ミラーで反射されるビーム領域とを比較して示す図面である。
【符号の説明】
【００３８】
５０  照明投射系
５３  キャビネット
５５  反射部ユニット
５８  単位ミラー
Ｓ  スクリーン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５】
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【図６】
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