(57)【要約】【課題】軽く、小型で安価であり、且つ短い光路を有し、更に、投影の質を改善することができるＤＬＰ投影装置を提供すること。        【解決手段】光源と、スプリッタモジュールと、複数の全内部反射（ＴＩＲ）プリズムと、デジタルミラー装置（ＤＭＤ）と、結合器と、投影レンズとを備えるデジタルライトプロセシングプロジェクタが提供される。スプリッタモジュールは、光を複数のカラー光に分割するため光源の後方で光の光路に配置される。各カラー光は、その臨界角より大きい入射角でＴＩＲプリズムの全反射面に入射し、次いで、ＤＭＤで全反射される。その後、各カラー光は、臨界角より小さい入射角でＴＩＲの全反射面に入射しＤＭＤによって反射され、次いで、ＴＩＲプリズムを直接通過する。ＴＩＲプリズムを通過するカラー光は、結合器によって結合され、次いで投影レンズによって投影される。   【選択図】    図２
2005092206.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を発する光源と、
該光源の後方で光の光路に配置され前記光を複数のカラー光に分割するスプリッタモジュールと、
該スプリッタモジュールの後方でカラー光の複数の光路にそれぞれ配置された複数の全内部反射（ＴＩＲ）プリズムと、
該ＴＩＲプリズムの後方でカラー光の複数の光路にそれぞれ配置された複数のデジタルミラー装置と、
前記ＴＩＲプリズムを通過したカラー光の複数の光路の交差部に配置された結合器と、
該結合器の後方でカラー光の一つの光路に配置された投影レンズとを備え、
前記ＴＩＲプリズムのそれぞれは、全反射面を有し、
前記カラー光は、それぞれ前記全反射面を介して前記デジタルミラー装置に反射され、且つ前記カラー光は、デジタルミラー装置によってそれぞれ反射されると共に前記ＴＩＲプリズムを直接通過するデジタルライトプロセシング（ＤＬＰ）投影装置。  
【請求項２】
前記カラー光は、第一のカラー光、第二のカラー光および第三のカラー光から成る請求項１記載のＤＬＰ投影装置。
【請求項３】
前記スプリッタモジュールは、前記光源の後方で光の光路に配置された第一の二方向スプリッタミラーと、該第一の二方向スプリッタミラーの後方で第二のカラー光および第三のカラー光の一つの光路に配置された第二の二方向スプリッタミラーとを備え、
前記第一の二方向スプリッタミラーは、第一のカラー光を反射し、且つ第二のカラー光および第三のカラー光を通過させ、
前記第二の二方向スプリッタミラーは、第二のカラー光を反射し且つ第三のカラー光を通過させる請求項２記載のＤＬＰ投影装置。
【請求項４】
前記光源は、この光源と第一の二方向スプリッタミラーとの間で光の光路に配置されたロッドインテグレータを備える請求項１記載のＤＬＰ投影装置。
【請求項５】
前記スプリッタモジュールは、更に、光源と第一の二方向スプリッタミラーとの間で光の光路に配置された少なくとも一つの第一のコンデンサレンズを備えている請求項４記載のＤＬＰ投影装置。
【請求項６】
前記スプリッタモジュールは、更に、前記第一の二方向スプリッタミラーとＴＩＲプリズムのそれぞれとの間で前記第一のカラー光、第二のカラー光および第三のカラー光の複数の光路に配置された複数の第二のコンデンサレンズを備えている請求項５記載のＤＬＰ投影装置。
【請求項７】
前記第一のカラー光、第二のカラー光および第三のカラー光の光路に配置された第二のコンデンサレンズの複数の倍率は、互いに等しい請求項６記載のＤＬＰ投影装置。
【請求項８】
前記スプリッタモジュールは、更に、前記光源と第一の二方向スプリッタミラーとの間で光の光路に配置された少なくとも一つの第一の反射ミラーを備えている請求項３記載のＤＬＰ投影装置。
【請求項９】
前記スプリッタモジュールは、更に、前記第一の二方向スプリッタミラーとＴＩＲプリズムとの間で前記第一のカラー光、第二のカラー光および第三のカラー光の光路に配置された少なくとも一つの第二の反射ミラーを備えている請求項３記載のＤＬＰ投影装置。
【請求項１０】
前記ＴＩＲプリズムのそれぞれは、前記全反射面を有する第一のプリズムと、光入射面を有する第二のプリズムとを備え、前記第一のプリズムの全反射面と前記第二のプリズムの光入射面との間にエアギャップが配置されている請求項１記載のＤＬＰ投影装置。
【請求項１１】
前記デジタルミラー装置のそれぞれは、活性面を有し、各活性面は、マトリックス構造に配置された複数のマイクロミラーを備えている請求項１記載のＤＬＰ投影装置。
【請求項１２】
前記マイクロミラーと活性面との間の角度は、約１２°乃至約−１２°の範囲にあり、前記デジタルミラー装置の活性面に入射するカラー光のそれぞれの入射角度は、それぞれ２４°である請求項１１記載のＤＬＰ投影装置。
【請求項１３】
前記マイクロミラーと活性面との間の角度は、約１０°乃至約−１０°の範囲にあり、前記デジタルミラー装置の活性面に入射するカラー光のそれぞれの入射角度は、それぞれ２０°である請求項１１記載のＤＬＰ投影装置。
【請求項１４】
前記結合器は、二つの互いに直交する二方向スプリッタコーティングから成るＸ-立方体を備えている請求項１記載のＤＬＰ投影装置。     
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタルライトプロセシング（ＤＬＰ）プロジェクタに関し、更に詳細に述べると、従来のフリッププリズムの如き任意の特別の光学部品を必要としないＤＬＰプロジェクタに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のデジタルライトプロセシング（ＤＬＰ）プロジェクタにおいて、“デジタルミラー装置”（ＤＭＤ）と称されるキー部品は、２ビットパルス変調によって制御される基本的な半導体部品である。デジタルミラー装置のチップは、光源を迅速に且つ正確に反射することによってデジタル光学スイッチを制御するように構成されている。偏光状態を変えるために液晶（ＬＣＤ）を用いて光を変調する従来の液晶プロジェクタと異なり、ＤＬＰプロジェクタは、光を変調するためにマイクロミラーの反射を用いている。このため、ＤＬＰプロジェクタの重量を、従来のプロジェクタの８ｋｇから１５ｋｇの重量と比べて、２．５ｋｇまたはそれ以下に、軽くすることができる。その上、ＤＬＰプロジェクタの体積も最少化することができる。一般に、ＤＬＰプロジェクタの光学効率およびコントラストは、デジタルミラー装置が非偏光を用い且つ光をミラーによって切り換えているので、従来のプロジェクタのものより良好である。従って、高輝度および高解像度が必要とされるとき、ＤＬＰプロジェクタを用いることができる。加えて、ＤＬＰプロジェクタから再生された像は、カラーが修正された現実の安定したデジタル像である。
【０００３】
図１は、従来のＤＬＰプロジェクタの内部の概略平面図である。図１に示すように、従来のＤＬＰプロジェクタは、光源１１１と、ロッドインテグレータ１１２と、レンズセット１１３と、反射ミラー１１５と、光学スプリッタ・コンバイナ（結合器）モジュール１２０と、投影レンズ１１９とを備えている。これにおいて、光１１が光源１１１から発せられ、ロッドインテグレータ１１２およびレンズセット１１３を介して反射ミラー１１５に集光される。
【０００４】
図１を参照すると、従来の光学スプリッタ・コンバイナモジュール１２０は、全内部反射（ＴＩＲ）プリズム１１７とフリッププリズム１２１とを備えている。光１１が反射ミラー１１５からＴＩＲプリズム１１７の全反射面１１７ａに反射された後、全反射面１１７ａに入射する光１１の入射角Ａ１は、全反射の臨界角より大きい。その上、ＴＩＲプリズム１１７の二つの３１、３２間にエアギャップが設けられているので、光１１は、光学的高密度媒体から光学的低密度媒体に通過する。このため、光１１は、全反射面１１７ａで全反射されてフリッププリズム１２１に入る。
【０００５】
このフリッププリズムは、二つのダイクロイックコーティングを含み、これにおいて、コーティング１１８ａは、光１１の赤色（レッドカラー）光１３を反射して他の色の光を透過させ、コーティング１１８ｂは、コーティング１１８aで透過された他の色の光のうち、青色（ブルーカラー）光１５を反射して緑色光（グリーンカラー）光１７を透過させる。従って、光１１がフリッププリズム１２１を通過した後、この光１１は、赤色光１３、緑色光１７および青色光１５に分割される。三つの色（カラー）の光１３、１５および１７は、それぞれ特定の入射角でデジタルミラー装置１２１、１２２、１２３に入射する。
【０００６】
赤色光１３、緑色光１７および青色光１５は、デジタルミラー装置１２１、１２２、１２３に入射してそれぞれ反射される。これら反射された赤色光１３、緑色光１７および青色光１５は、赤色像、緑色像および青色像をそれぞれ表示する。最終的に、赤色像、緑色像および青色像は、全反射面１１７aに入射する。この時点で、全反射面１１７aに入射する赤色像、緑色像および青色像の入射角A２が、全反射の臨界角より大きいので、赤色像、緑色像および青色像は、ＴＩＲプリズム１１７の全反射面１１７ａを直接通過する。従って、赤色像、緑色像および青色像は、投影レンズ１１９を介して投影される。
【０００７】
従来のＤＬＰプロジェクタにおいて、光源からの光は、フリッププリズムに入射する前に、赤色光、緑色光および青色光に分割されない。フリッププリズムは、光源からの光を分割する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、重いフリッププリズムは、ＤＬＰプロジェクタ全体の大部分の重量を占める。更に、フリッププリズムは、光学スプリッタと光学コンバイナ（結合器）とを有するので、フリッププリズムの光路は、長過ぎて複雑である。このため、光がフリッププリズムを移動するとき、例えば、熱の膨脹または収縮による変形によって、光の物理的性質を変えてしまう。この結果、投影像の質が悪い。更に、デジタルミラー装置は、特定の角度でフリッププリズム側に配置されることが必要であり、これは、投影装置の全体の体積および厚さを減少することができない多くの空間を占めることになる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
そこで、本発明は、重量が軽く且つ寸法が小さいデジタルライトプロセシング（ＤＬＰ）プロジェクタに向けられている。加えて、投影像の質が温度変化によって容易に変更しない。
【００１０】
本発明の一実施例によれば、光源と、スプリッタモジュールと、複数の全内部反射（ＴＩＲ）プリズムと、複数のデジタルミラー装置と、結合器（コンバイナ）と、投影レンズとを備えるデジタルライトプロセシング（ＤＬＰ）プロジェクタが提供される。このデジタルライトプロセシング（ＤＬＰ）プロジェクタにおいて、光源からの光がロッドインテグレータを通過してスプリッタモジュールに入った後、光は、複数のカラー光に分割される。ＴＩＲプリズムは、それぞれスプリッタモジュールの後方でカラー光の光路に配置され、デジタルミラー装置は、それぞれＴＩＲプリズムの後方でカラー光の光路に配置されている。カラー光は、それぞれＴＩＲプリズムによって全体的に反射され、デジタルミラー装置に入射する。次いで、カラー光は、それぞれデジタルミラー装置によって再び反射されてＴＩＲプリズムを直接通過する。結合器は、ＴＩＲプリズムの後方でカラー光の光路の交差部に配置されている。この結合器は、例えば、互いに直交する二つの二方向スプリッタコーティングから成るＸ-立方体を、これに限定されず、含んでいる。従って、カラー光は、結合されてスクリーンに投影されて像を形成する。
【００１１】
本発明の一実施例において、スプリッタモジュールは、例えば、第一の二方向スプリッタミラーと、第二の二方向スプリッタミラーとを、これらに限定されず、備えている。ここで、第一の二方向スプリッタミラーは、光源およびロッドインテグレータの後方で光の光路に配置され且つ第一のカラー光を反射し第二のカラー光および第三のカラー光を通過させるように構成されている。第二の二方向スプリッタミラーは、第一の二方向スプリッタミラーの後方で第二および第三のカラー光の光路に配置されている。ここで、第二の二方向スプリッタミラーは、第二のカラー光を反射し、第三のカラー光を通過させるように構成されている。
【００１２】
本発明の一実施例において、スプリッタモジュールは、更に、少なくとも第一のコンデンサレンズと、複数の第二のコンデンサレンズとを備えている。これにおいて、第一のコンデンサレンズは、光源と第一の二方向スプリッタミラーとの間で光の光路に配置され、第二のコンデンサレンズは、第一の二方向スプリッタミラーとＴＩＲプリズムとの間で第一のカラー光、第二のカラー光および第三のカラー光の光路に配置されている。本発明の一実施例において、光路間の相違を補償するために各光路における全てのコンデンサレンズの倍率は同じである。
【００１３】
本発明の一実施例において、スプリッタモジュールは、更に、例えば、第一の反射ミラーと、第二の反射ミラーとを、これらに限定されず、備えている。これらにおいて、第一の反射ミラーは、光源と第一の二方向スプリッタミラーとの間で光路に配置され、第二の反射ミラーは、第一の二方向スプリッタミラーとＴＩＲプリズムとの間で第一のカラー光、第二のカラー光および第三のカラー光の光路に配置されている。
【００１４】
本発明の一実施例において、各ＴＩＲプリズムは、例えば、第一のプリズムと第二のプリズムとを、これらに限定されず、備えている。これらにおいて、第一のプリズムは、全反射面を有し、第二のプリズムは、光入射面を有する。加えて、第一のプリズムの全反射面と第二のプリズムの光入射面との間にエアギャップが配置されている。
【００１５】
本発明の一実施例において、各デジタルミラー装置は、マトリックス構造に配置された複数のマイクロミラーから成る活性面を備えている。
【００１６】
本発明の一実施例において、マイクロミラーと活性面との間の角度は、約１２°乃至約−１２°の範囲にあり、従って、デジタルミラー装置の活性面に入射するカラー光の入射角度は、約２４°である。本発明の他の実施例において、マイクロミラーと活性面との間の角度は、約１０°乃至約−１０°の範囲にあり、従って、デジタルミラー装置の活性面に入射するカラー光の入射角度は、約２０°である。
【００１７】
従って、本発明のＤＬＰプロジェクタにおいて、光源からの光は、それがＴＩＲプリズムに入射する前にスプリッタ部品によって赤色光、緑色光、青色光に分割される。これら三つのカラー光は、二つのダイクロイックビームスプリッタを含む装置によって結合される。
【発明の効果】
【００１８】
Ｘ-立方体の如き二つのビームスプリッタを有するこの装置が、従来のフリッププリズムより軽く、小型で安価であり、且つ短い光路を有することを留意されたい。このため、ＤＬＰ投影装置の重量を、大幅に減少することができる。加えて、投影の質を短い光路のために改善することができる。更に、本発明の二方向レンズの熱回析の影響は、従来のフリッププリズムに比べて僅かである。従って、投影の品質についての温度変化の影響を最小限に抑えることができる。
【００１９】
本発明の上記特徴および他の特徴並びに利点の一部またはすべては、本発明の一実施例を示し述べるが、本発明を実施する最良の形態の単なる例示である以下の説明から当業者に容易に明らかになる。認識されるように、本発明を異なる実施例に実施することができ、且つその幾つかの詳細を、本発明から逸脱することなく、種々の自明な面の全てにおいて変形することができる。従って、図面および明細書は例示であってこれに限定されるものでない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明を、その実施形態を示す添付図面を参照して詳細に述べる。
【００２１】
しかし、本発明を、多くの異なる形態で実施することができ且つここに述べられた実施形態に限定されない。これら実施形態は、この開示が詳細で完全であり、且つ本発明の範囲を当業者に十分に伝えるように、提供されている。同様の部品には同じ番号が付されている。
【００２２】
図２は、本発明の一実施例に係るＤＬＰプロジェクタの概略平面図である。図２を参照すると、このＤＬＰプロジェクタは、光源２１１、スプリッタモジュール２２０、全内部反射（ＴＩＲ）プリズム２４１、２４２、２４３、デジタルミラー装置２４６、２４７、２４８、コンバイナ（結合器）２５１および投影レンズ２５３を、これらに限定されず、例示として、備えている。ここで、光源２１１は、冷カソード（陰極）蛍光管を含むことができる。本発明の一実施例において、光源の光学特性を高めるために、任意のロッドインテグレータ２１２を投影の質を改善するために用いることができる。従って、本発明では、光源２１１から発せられた光７１は、ロッドインテグレータ２１２を介してスプリッタモジュール２２０に入る。換言すると、スプリッタモジュール２２０は、光源２１１およびロッドインテグレータ２１２の後方で光７１の光路に配置されている。ＴＩＲプリズム２４１、２４２および２４３は、それぞれスプリッタモジュール２２０の後方で各カラー光の光路に配置される。デジタルミラー装置２４６、２４７、２４８は、それぞれＴＩＲプリズム２４１、２４２、２４３の後方で各カラー光の光路に配置されている。コンバイナ２５１は、ＴＩＲプリズム２４１、２４２、２４３の後方でカラー光の交差部に配置されている。投影レンズ２５３は、コンバイナ２５１の後方で各カラー光の光路に配置されている。
【００２３】
本発明の一実施例において、スプリッタモジュール２２０は、第一の二方向スプリッタミラー２３１と、第二の二方向スプリッタミラー２３２とを備えてもよい。スプリッタモジュール２２０は、反射ミラーおよび/またはコンデンサレンズの如き他の光学部品を任意に含むことができる。この実施例では、反射ミラー２２７、２２８、２２９、２３０およびコンデンサレンズ２２４、２２５、２３６、２３７、２３８は、説明を明らかにするために代表例として随意に示され、本発明の範囲を限定するために用いられるべきでない。
【００２４】
図２に示すように、第一の二方向スプリッタミラー２３１は、光源２１１の後方で光７１の光路に配置され、第二の二方向スプリッタミラー２３２は、第一の二方向スプリッタミラー２３１の後方で第二カラー光７５および第三カラー光７７の光路に配置されている。コンデンサレンズ２２４、２２５は、光源２１１と第一の二方向スプリッタミラー２３１との間の光路に配置され、コンデンサレンズ２３６、２３７、２３８は、第一の二方向スプリッタミラー２３１とＴＩＲプリズム２４６、２４７のそれぞれとの間で、第一のカラー光７３、第二のカラー光７５および第三のカラー光７７の光路に配置されている。コンデンサレンズ２２４、２２５と、三つのコンデンサレンズ２３６、２３７、２３８のそれぞれとの間における三つの光路の相違を補償するために、それら三つの光路における全レンズの総倍率は、互いに等しい。換言すると、コンデンサレンズ２２４、２２５、２２６から成るレンズセット、コンデンサレンズ２２４、２２５、２３７から成るレンズセット、コンデンサレンズ２２４、２２５、２３８から成るレンズセットは、同じ倍率を有する。
【００２５】
本発明の一実施例において、光７１の方向を変更するために、光源２１１と第一の二方向スプリッタミラー２３１との間の光路に反射ミラー２２７を配置することができる。本発明の他の実施例において、第一の二方向スプリッタミラー２３１とＴＩＲプリズム２４６、２４７のそれぞれとの間で、第一カラー光７３、第二のカラー光７５、および第三のカラー光７７の光路に反射ミラー２２８、２２９、２３０も配置することができる。このため、第一カラー光７３、第二のカラー光７５、および第三のカラー光７７は、ＴＩＲプリズム２４６、２４７、２４８にそれぞれ入射することができる。
【００２６】
以下、ＤＬＰプロジェクタの光路が詳細に述べられる。
【００２７】
光７１がロッドインテグレータ２１２を通過した後、この光は、コンデンサレンズ２２４を通り、次いで、反射ミラー２２７によって反射される。次いで、光７１は、コンデンサレンズ２２５を経て第一の二方向スプリッタミラー２３１に入射する。この第一の二方向スプリッタミラー２３１は、光７１の第一のカラー光７３を反射し、且つ、第二のカラー光７５および第三のカラー光７７を通過させる。第一のカラー光７３は、第一の二方向スプリッタミラー２３１によって反射されてコンデンサレンズ２３６を通過し、次いで、反射ミラー２２８によって反射されてＴＩＲプリズム２４３に向かう。第二のカラー光７５および第三のカラー光７７は、第一の二方向スプリッタミラー２３１を通過した後、第二の二方向スプリッタミラー２３２を通過する。次いで、第二の二方向スプリッタミラー２３２は、第三のカラー光７７を反射し、第二のカラー光７５を通過させる。従って、この第二の二方向スプリッタミラー２３２によって反射された第三のカラー光７７は、コンデンサレンズ２３７を通り、次いで、ミラー２２９によって反射されてＴＩＲプリズム２４１に向かう。他方、第二の二方向スプリッタミラー２３２を通った第二のカラー光７５は、コンデンサレンズ２３８を通り、次いで、反射ミラー２３０によって反射されてＴＩＲプリズム２４２に向かう。
【００２８】
図２を参照すると、デジタルミラー装置２４６、２４７、２４８は、ＴＩＲプリズム２４１、２４２、２４３のそれぞれ後方で、全体的に反射された第一のカラー光７３、第二のカラー光７５および第三のカラー光７７の光路に配置されている。その後、第一のカラー光７３、第二のカラー光７５および第三のカラー光７７は、デジタルミラー装置２４６、２４７、２４８によって反射される。このとき、反射された第一のカラー光７３、第二のカラー光７５および第三のカラー光７７は、全反射面３１ａに入射する。上述の入射角が全反射面の臨界角より小さいので、第一のカラー光７３、第二のカラー光７５および第三のカラー光７７は、全反射されず、ＴＩＲプリズム２４１、２４２、２４３を直接通過することが留意される。
【００２９】
本発明の一実施例において、コンバイナ２５１は、Ｘ-立方体を含むことができる。このコンバイナ２５１は、ＴＩＲプリズム２４１、２４２、２４３から通過したカラー光７３、７５、７７の交差部に配置されている。本発明の一実施例において、Ｘ-立方体は、二つの互いに直交するスプリッタコーティング６１、６３を備えている。ここで、スプリッタコーティング６１は、第一のカラー光７３を反射し、第二のカラー光７５および第三のカラー光７７を通過させる。スプリッタコーティング６３は、第二のカラー光７５を反射し、第三のカラ−光７７を通過させる。換言すると、第一のカラー光７３は、プリズム２４３を通過後、Ｘ-立方体のスプリッタコーティング６３に入射し、次いで、反射される。第二のカラー光７５は、ＴＩＲプリズム２４１を通過後、Ｘ-立方体のスプリッタコーディング６１に入射し、次いで反射される。第三のカラー光７７は、ＴＩＲプリズム２４２を通過後、スプリッタコーティング６１、６３を直接通過する。最終的に、第一のカラー光７３、第二のカラー光７５および第三のカラー光７７は、投影レンズ２５３によって投影される。
【００３０】
図３は、本発明の一実施例に係る全内部反射プリズム（ＴＩＲ）の概略図である。図２および図３を参照すると、ＴＩＲプリズム２４１、２４２、２４３のそれぞれは、プリズム３１、３２を備えている。これにおいて、プリズム３１は、全反射面３１ａを備え、プリズム３２は、光入射面３２ａを備えている。加えて、エアギャップが、全反射面３１aと光入射面３２aとの間に設けられている。光がＴＩＲプリズム２４１に入射した後、この光は、プリズム３１の全反射面３１ａに入射する。その後、プリズム３１が光学的に高密度媒体であり、空気が光学的に低密度媒体であるので、プリズム３１に入射した光の光路は、光学的に高密度媒体から光学的に低密度媒体へ通る。更に、全反射面３１ａに入射する光の入射角が全反射面３１ａの臨界角より大きいとき、光は、全反射面３１ａによって全反射される。従って、第一のカラー光７３、第二のカラー光７５および第三のカラー光７７が相応するＴＩＲプリズム２４１、２４２、２４３にそれぞれ入射するとき、これらカラー光は、それらの入射角が臨界角より大きいので、全反射される。
【００３１】
図４は、本発明の一実施例による発光面の断面図である。図３および図４を参照すると、ＴＩＲプリズムのプリズム３２は、更に発光面３２ｂを備えることができる。この発光面３２ｂの全領域が光を通過するようにされていないことが留意される。図４に示すように、マスク層３２ｄを発光面３２ｂに配置することができる。光は、マスク層３２ｄの非マスク領域３２を通過するだけである。発光面３２ｂに配置されたマスク層３２ｄは、投影された像の質を変えるオフ状態の光の如き、散乱光の通過を避けるように構成されている。
【００３２】
図５は、本発明の一実施例に係るデジタルミラー装置（ＤＭＤ）の概略図であり、図６Ａは、本発明の一実施例に係る、傾斜角度１０°を有するマイクロミラー活性面の概略図であり、図６Ｂは、本発明の一実施例に係る、傾斜角度１２°を有するマイクロミラー活性面の概略図である。図２、図４、図５、図６Ａおよび図６Ｂを参照すると、図２に示されたデジタルミラー装置２４６、２４７、２４８は、２ビットパルス変調によって制御された基本的な半導体部品であり、それらはＤＬＰプロジェクタにおける重要な撮像部品である。本発明の一実施例において、デジタルミラー装置２４６は、一例として詳細に述べられ、デジタルミラー装置２４７、２４８を同一または類似にしてもよい。図５に示すように、デジタルミラー装置２４６は、マトリックス構造に配置された複数のマイクロミラー５１を備える活性面５０を含む。本発明の一実施例において、これらマイクロミラー５１を、活性面５０に配置された二酸化金属半導体（ＭＯＳ）の如き活性部品によって制御することができる。
【００３３】
本発明の一実施例においては、図６Ｂに示すように、マイクロミラー５１と活性面５０との間で約１０°ないし−１０°の角度の大きさで、又は、マイクロミラー５１と活性面５０との間で約１２°乃至約−１２°の範囲の角度で、マイクロミラー５１を作動することができる。
【００３４】
以下、マイクロミラー５１の作動の二つの実施例を述べる。
【００３５】
図６Ａおよび図６Ｂを参照されたい。マイクロミラー５１と活性面との間の角度が、約１０°又は約１２°であるとき、入射光Ｌ０と反射光Ｌ１との間の角度は、それぞれ約２０°又は２４°である。従って、反射光Ｌ１を、図４に示すように、非マスク領域３２ｃに通過させることができる。尚、マイクロミラー５１の状態は、ＯＮである。
【００３６】
これとは別に、マイクロミラー５１と活性面との間の角度が約−１０°又は約−１２°であるとき、入射光Ｌ０と反射光Ｌ２との間の角度は、それぞれ約４０°または４８°である。従って、反射光Ｌ２は、図４に示すように、非マスク領域３２ｃを通過することができない。尚、マイクロミラー５１の状態は、ＯＦＦである。
【００３７】
従って、本発明の光路において、スプリッタ部品は、光を分割するようにされ、ＴＩＲプリズム、Ｘ-立方体および投影レンズは、分割された光を結合し投影するように構成されている。従って、本発明は、少なくとも次の利点を有する。
【００３８】
先ず、本発明において、軽量のＸ-立方体がスプリッタ部品として、光学的に分割および結合するためフリッププリズムに置き換えて適用することができる。このため、本発明のデジタルミラー装置は、光学部品全てを同一面に配置することができるので、特定の角度に配置する必要がない。従って、本発明のＤＬＰプロジェクタを、従来のものより薄く作ることができる。
【００３９】
更に、Ｘ-立方体の光路が短いので、Ｘ-立方体を移動する光の時間が短く、従って、Ｘ-立方体の熱変形の影響が減少される。
【００４０】
その上、本発明では、ＤＬＰプロジェクタのＴＩＲプリズムに、マスク層を配置することができ、散乱光の影響を避けることができる。従って、小さい投影レンズを用いることができる。
【００４１】
加えて、本発明のＤＬＰプロジェクタでは特別の光学部品を必要としないので、コストが低い。
【００４２】
本発明の実施例の上記記載は、図示および説明のために提示された。本発明を明確な形態にあるいは開示された代表的な実施例に限定するよう企図するものでない。従って、上記記載は、限定するものでなく例示とみなすべきである。多くの変形や変更がなされ得ることが当業者に明らかである。また、実施例は、選択されて本発明の原理およびその最良の形態の実際の適用を最適に説明するために述べられ、これによって、特定の用途又は企図された実施に、本発明の種々の実施例および種々の変形例を適用し得ることを当業者には理解することができる。
【００４３】
本発明の範囲は、特許請求の範囲によって限定されるが、特に指示がない限り、全ての用語がその最も広い妥当な認識で意味される均等の範囲に及ぶことが企図される。
【００４４】
特許請求の範囲によって限定された本発明の範囲を逸脱することなく、上記実施例に種々の変更が当業者によってなされ得ることが認識されるべきである。更に、本開示の要素および部品は、特許請求の範囲に記載されているか否かに拘わらず一般に用いるように企図されない。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】従来のＤＬＰプロジェクタの内部の概略平面図。
【図２】本発明の一実施例に係るＤＬＰプロジェクタの概略平面図。
【図３】本発明の一実施例に係る全内部反射（ＴＩＲ）プリズムの概略図。
【図４】本発明の一実施例に係る発光面の横断面図。
【図５】本発明の一実施例に係るデジタルミラー装置（ＤＭＤ）の概略図。
【図６Ａ】本発明の一実施例に係る、傾斜角度１０°を有するマイクロミラー活性面の概略図。
【図６Ｂ】本発明の一実施例に係る、傾斜角度１２°を有するマイクロミラー活性面の概略図。
【符合の説明】
【００４６】
２１１  光源
２２０  スプリッタモジュール
２４１、２４２、２４３  全内部反射（ＴＩＲ）プリズム
２４６、２４７、２４８  デジタルミラー装置
２５１  結合器
２５３  投影レンズ
【図１】
2005092206.tif 000003
【図２】
2005092206.tif 000004
【図３】
2005092206.tif 000005
【図４】
2005092206.tif 000006
【図５】
2005092206.tif 000007
【図６Ａ】
2005092206.tif 000008
【図６Ｂ】
2005092206.tif 000009