(57)【要約】【課題】同極性出力機能を有する投影集光システムを提供する。【解決手段】本発明の同極性出力機能を有する投影集光システムは、集光モジュールと、偏振分光モジュールと、映像表示モジュールと、反射鏡モジュールと、ダイクロイックミラーとを含み、より詳細には、該集光モジュールの三つの端面に一体成形に結合された偏振分光プリズムを少なくとも三つを有する偏振分光モジュール（ＰＢＳ  ｍｏｄｕｌｅ）と、該三つの偏振分光プリズムの傍側にそれぞれ設置された映像表示パネルを少なくとも三つを有する映像表示モジュールと、該三つの偏振分光プリズムの下にそれぞれ設置された反射鏡を少なくとも三つを有する反射鏡モジュールと、該二つの反射鏡の挟角の所に設置されたダイクロイックミラー（ｄｉｃｈｒｏｉｃ  ｍｉｒｒｏｒ）とを含む。これらのモジュールの相互配合使用により、同極性を有する投影光ビームを出力する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
二束の予定ビームを発生するための発光モジュールと、
前記発光モジュールの一側に設置され、そのうちの一束の予定ビームを第１色のあるビーム及び第２色のあるビームに分光するダイクロイックミラー（ｄｉｃｈｒｏｉｃ  ｍｉｒｒｏｒ）と、
前記ダイクロイックミラー（ｄｉｃｈｒｏｉｃ  ｍｉｒｒｏｒ）の一側に設置され、前記ダイクロイックミラー（ｄｉｃｈｒｏｉｃ  ｍｉｒｒｏｒ）から投射された前記第１色のあるビームを受光、反射する第１の反射鏡と、前記ダイクロイックミラー（ｄｉｃｈｒｏｉｃ  ｍｉｒｒｏｒ）の他側に設置され、前記ダイクロイックミラー（ｄｉｃｈｒｏｉｃ  ｍｉｒｒｏｒ）から投射された前記第２色のあるビームを受光、反射する第２の反射鏡と、前記第１の反射鏡の反対側に設置され、第３色のあるもう一束の予定ビームを受光、反射する第３の反射鏡と、を有する反射鏡モジュールと、
前記第１、第２及び第３の反射鏡の上方にぞれぞれ設置された第１、第２及び第３の偏振分光プリズムを有し、前記第１、第２及び第３の反射鏡から投射された前記第１、第２及び第３色のあるビームをそれぞれ受光、反射する偏振分光モジュールと、
前記第１、第２及び第３の偏振分光プリズムの傍側にぞれぞれ設置された第１、第２及び第３の映像表示パネルを有し、前記第１、第２及び第３の偏振分光プリズムから投射された前記第１、第２及び第３色のあるビームをそれぞれ受光、反射し、第１、第２及び第３色のある映像ビームをそれぞれ形成する映像表示モジュールと、
前記第１、第２及び第３の偏振分光プリズムの間に一体成形に結合され、前記第１、第２及び第３の映像表示パネルから投射された前記第１、第２及び第３色のある映像ビームをそれぞれ受光、投射する集光モジュールと、を含むことを特徴とする同極性出力機能を有する投影集光システム。
【請求項２】
前記ビームは、偏光ビームであることを特徴とする請求項１記載の同極性出力機能を有する投影集光システム。
【請求項３】
前記第１、第２及び第３の映像表示パネルは、共に、反射式シリコンフラットパネル（ＬＣＯＳ  Ｐａｎｅｌ）であることを特徴とする請求項１記載の同極性出力機能を有する投影集光システム。
【請求項４】
前記集光モジュールは、Ｘ立方体（Ｘ−ｃｕｂｅ）であることを特徴とする請求項１記載の同極性出力機能を有する投影集光システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、同極性出力機能を有する投影集光システムに係り、とくに、集光モジュールと、偏振分光モジュールと、映像表示モジュールと、反射鏡モジュールと、ダイクロイックミラーとの相互配合使用により、同極性を有する投影光ビームを出力する投影集光システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
情報メディア時代の来臨に伴い、さらに光学技術及び投影表示技術の発展を加えて、高解像度及び大画面を出力できるデジタルプロジェクターが、企業ブリーフィングや、会議活動、教育訓練、また家庭娯楽において、視覚映像の供給に不可欠な一要素になっている。そのため、プロジェクターの高い映像品質や輝度、小型な体積が、消費者が選択、購買する上で大事な指標になっている。
【０００３】
図１及び図２は、それぞれ、従来の投影集光システムを示す斜視図、及び平面図である。図面に示すように、従来の投影集光システムは、Ｘ立方体（Ｘ−ｃｕｂｅ）１ａと、第１及び第２の１／２ウェーブプレート２１ａ、２２ａと、第１、第２及び第３の偏振分光プリズム（Ｐｏｌａｒｉｚｉｎｇ  Ｂｅａｍ  Ｓｐｌｉｔｔｒ；ＰＢＳ）３１ａ、３２ａ、３３ａと、第１、第２及び第３の反射式シリコンフラットパネル（ＬＣＯＳ  Ｐａｎｅｌ）４１ａ、４２ａ、４３ａと、ダイクロイックミラー（ｄｉｃｈｒｏｉｃ  ｍｉｒｒｏｒ）５ａとを含む。
【０００４】
これらの１／２ウェーブプレート２１ａ、２２ａは、光極性切替素子であって、且つ、Ｘ立方体１ａの両対向端に対応的に設置される。第１、第２及び第３の偏振分光プリズム３１ａ、３２ａ、３３ａは、それぞれ、Ｘ立方体１ａのもう一端面と第１及び第２の１／２ウェーブプレート２１ａ、２２ａに一体成形に結合される。第１、第２及び第３の反射式シリコンフラットパネル４１ａ、４２ａ、４３ａは、それぞれ、第１、第２及び第３の偏振分光プリズム３１ａ、３２ａ、３３ａの傍側に設置される。ダイクロイックミラー５ａは、第２及び第３の偏振分光プリズム３２ａ、３３ａの挟角の所に設置される。
【０００５】
図２に示すように、先ず、第１の発光素子６１ａにより、平面視でＳ分極（Ｓ−ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ）青色偏光ビームＢｓである青色付き偏光ビームを発生させ（小さい円付き直線参照）、続いて、第１の偏振分光プリズム３１ａが、該Ｓ分極青色偏光ビームＢｓを受光し且つ第１の反射式シリコンフラットパネル４１ａに反射し、その後、該第１の反射式シリコンフラットパネル４１ａが、該Ｓ分極青色偏光ビームＢｓを映像付きＰ分極青色偏光ビームＢｐ（横方向矢印付き直線参照）に切り替え、そして、さらに第１の１／２ウェーブプレート２１ａを介して映像付きＰ分極青色偏光ビームＢｐを映像付きＳ分極青色偏光ビームＢｓに切り替える。
【０００６】
また、前記同じ原理に基づいて、第２の発光素子６２ａにより、平面視でＳ分極（Ｓ−ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ）緑・赤色偏光ビームＧｓ・Ｒｓである緑色及び赤色付き偏光ビームを発生させ（小さい円付き直線参照）、その後、さらにダイクロイックミラー５ａを介して該Ｓ分極緑・赤色偏光ビームＧｓ・ＲｓをＳ分極緑色偏光ビームＧｓ及びＳ分極赤色偏光ビームＲｓに分光し、続いて、第２及び第３の偏振分光プリズム３２ａ、３３ａが、該Ｓ分極緑色偏光ビームＧｓ及びＳ分極赤色偏光ビームＲｓをそれぞれ受光し且つ第２及び第３の反射式シリコンフラットパネル４２ａ、４３ａに反射し、その後、該第２及び第３の反射式シリコンフラットパネル４２ａ、４３ａが、該Ｓ分極緑色偏光ビームＧｓを映像付きＰ分極緑色偏光ビームＧｐ（横方向矢印付き直線に示されるように）、及び該Ｓ分極赤色偏光ビームＲｓを映像付きＰ分極赤色偏光ビームＲｐ（横方向矢印付き直線に示されるように）に切り替え、そして、さらに第２の１／２ウェーブプレート２２ａを介して映像付きＰ分極赤色偏光ビームＲｐを映像付きＳ分極赤色偏光ビームＲｓに切り替える。
【０００７】
その結果、該映像付きＳ分極青色偏光ビームＢｓ、Ｐ分極緑色偏光ビームＧｐ及びＳ分極赤色偏光ビームＲｓが、共に、該Ｘ立方体１ａの集光により投射される。
【０００８】
しかしながら、該Ｘ立方体１ａの集光により投射された映像付きＳ分極青色偏光ビームＢｓ、Ｐ分極緑色偏光ビームＧｐ及びＳ分極赤色偏光ビームＲｓは、その極性が異なっている。そのため、従来の投影集光システムのいずれもが、均一な画面を表現できなかった。また、第１及び第２の１／２ウェーブプレート２１ａ、２２ａを使用しているため、コストの増加だけでなく、位置決め及び散熱問題によるストレス変化を生じ、画面の出力品質に影響してしまう恐れがあった。
【０００９】
そのため、本発明者は、前記従来の欠点を鑑み、且つ、長年亘って該領域を従事した経験に従って、専念な観察かつ研究をし、さらに学術理論の運用に合せ、合理的な設計で且つ前記欠点を効率的に改善できるものを発明した。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明が解決しようとする技術課題は、集光モジュールと、偏振分光モジュールと、映像表示モジュールと、反射鏡モジュールと、ダイクロイックミラーとの相互配合使用により同極性を有する投影光ビームを出力する、同極性出力機能を有する投影集光システムを提供することにあって、それにより、本発明は、従来１／２ウェーブプレートを設置する必要があったため生じていたコスト増加及びストレスの問題を解決するだけでなく、均一な画面が現れ、画面の出力品質を向上できるようにする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記技術課題を解決するため、本発明に係る同極性出力機能を有する投影集光システムは、集光モジュールと、偏振分光モジュールと、映像表示モジュールと、反射鏡モジュールと、ダイクロイックミラーとを含むもので、より詳細には、集光モジュールの三つの端面に一体成形に結合された偏振分光プリズムを少なくとも三つ有する偏振分光モジュール（ＰＢＳ  ｍｏｄｕｌｅ）と、前記三つの偏振分光プリズムの傍側にそれぞれ設置された映像表示パネルを少なくとも三つ有する映像表示モジュールと、前記三つの偏振分光プリズムの下にそれぞれ設置された反射鏡を少なくとも三つ有する反射鏡モジュールと、前記二つの反射鏡の挟角の所に設置されたダイクロイックミラー（ｄｉｃｈｒｏｉｃ  ｍｉｒｒｏｒ）とを含む。
【００１２】
本発明の目的を達成するため採択した技術、手段及び効果をより理解するため、以下、本発明に係る詳しい説明を添付の図面を参照しながら行う。これにより本発明の目的、特徴及び特点がより深く理解されると信じているが、以下の図面は、参考や説明のみであり、本発明を制限するものではない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図３は、本発明に係る同極性出力機能を有する投影集光システムを示す斜視図であり、図４は部分平面図、図５は部分正面図、図６は部分側面図である。図中から分かるように、本発明は、集光モジュール１と、偏振分光モジュール（ＰＢＳ  ｍｏｄｕｌｅ）２と、映像表示モジュール３と、反射鏡モジュール４と、ダイクロイックミラー（ｄｉｃｈｒｏｉｃ  ｍｉｒｒｏｒ）５とを含む、同極性出力機能を有する投影集光システムである。
【００１４】
偏振分光モジュール２は、Ｘ立方体（Ｘ−ｃｕｂｅ）である集光モジュール１の三つの端面に一体成形により結合された第１、第２及び第３の偏振分光プリズム２１、２２、２３を少なくとも有する。
【００１５】
また、映像表示モジュール３は、三つの偏振分光プリズム２１、２２、２３の傍側にそれぞれ設置された第１、第２及び第３の映像表示パネル３１、３２、３３を少なくとも有する。第１、第２及び第３の映像表示パネル３１、３２、３３は、各々反射式シリコンフラットパネル（ＬＣＯＳ  Ｐａｎｅｌ）で良い。
【００１６】
また、反射鏡モジュール４は、三つの偏振分光プリズム２１、２２、２３の下にそれぞれ設置された第１、第２及び第３の反射鏡４１、４２、４３を少なくとも有する。ダイクロイックミラー５は、第１の反射鏡４１と第２の反射鏡４２との挟角の所に設置されている。さらに、本発明は、二束の予定ビームを発生するための発光モジュール６を備えており、発光モジュール６は、それぞれ、第１の発光素子６１及び第２の発光素子６２である。
【００１７】
図４〜図６に示すように、本発明の投影集光方法は、先ず、第１の発光素子６１により、図４の部分平面視でＳ分極（Ｓ−ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ）赤・緑色偏光ビームＲｓ・Ｇｓである赤色及び緑色付き偏光ビームを発生し（小さい円付き直線参照）、続いて、ダイクロイックミラー５を介して該Ｓ分極赤・緑色偏光ビームＲｓ・Ｇｓを、Ｓ分極赤色偏光ビームＲｓ及びＳ分極緑色偏光ビームＧｓに分光する。又は、図５の部分正面図に示すように、ダイクロイックミラー５に偏光ビームを投光し（×記号参照）、その偏光ビームから、図６の部分側面図に示すように、ダイクロイックミラー５で反射したＳ分極緑色偏光ビーム（◎記号参照）を分光する。
【００１８】
続いて、図４に示すように、第１及び第２の反射鏡４１、４２により、Ｓ分極赤色偏光ビームＲｓ及びＳ分極緑色偏光ビームＧｓをそれぞれ反射し第１及び第２の偏振分光プリズム２１、２２に上方向に投射する（◎記号参照）。又は、図５に示すように、第１の反射鏡４１により、Ｓ分極赤色偏光ビームＲｓを反射し第１の偏振分光プリズム２１に投射し、また、図６に示すように、第２の反射鏡４２（図６では図示せず）により、Ｓ分極緑色偏光ビームＧｓを反射し第２の偏振分光プリズム２２に投射する。
【００１９】
続いて、図４に示すように、第１及び第２の偏振分光プリズム２１、２２により、Ｐ分極（Ｐ−ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ）赤色偏光ビームＲｐ（横方向矢印付き直線参照。）及びＰ分極緑色偏光ビームＧｐ（横方向矢印付き直線参照。）を第１及び第２の映像表示パネル３１、３２にそれぞれ投射する。又は、図５に示すように、第１の偏振分光プリズム２１により、Ｓ分極赤色偏光ビームＲｓを第１の映像表示パネル３１に反射し、また、図６に示すように、第２の偏振分光プリズム２２により、Ｓ分極緑色偏光ビームＧｓを第２の映像表示パネル３２に反射する。
【００２０】
続いて、図４に示すように、第１及び第２の映像表示パネル３１、３２により、Ｐ分極赤色偏光ビームＲｐを映像付きＳ分極赤色偏光ビームＲｓに、Ｐ分極緑色偏光ビームＧｐを映像付きＳ分極緑色偏光ビームＧｓに、それぞれ切り替える。又は、図５に示すように、第１の映像表示パネル３１により、Ｓ分極赤色偏光ビームＲｓを映像付きＰ分極赤色偏光ビームＲｐに切り替え、また、図６に示すように、第２の映像表示パネル３２により、Ｓ分極緑色偏光ビームＧｓを映像付きＰ分極緑色偏光ビームＧｐに切り替える。
【００２１】
一方、第２の発光素子６２により、図４の部分平面図に示すように、Ｓ分極（Ｓ−ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ）青色偏光ビームＢｓである青色付き偏光ビームを発生する。又は、第２の発光素子６２により、図５の部分正面図に示すように、第３の反射鏡４３に投光する偏光ビーム（×記号参照）を発生する。
【００２２】
続いて、図４に示すように、第３の反射鏡４３により、Ｓ分極青色偏光ビームＢｓを反射し第３の偏振分光プリズム２３に上方向に投射する（◎記号参照）。又は、図５に示すように、第３の反射鏡４３により、Ｓ分極青色偏光ビームＢｓを反射し第３の偏振分光プリズム２３に上方向に投射する。
【００２３】
続いて、図４に示すように、第３の偏振分光プリズム２３により、Ｐ分極（Ｐ−ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ）青色偏光ビームＢｐ（横方向矢印付き直線参照）を第３の映像表示パネル３３に投射する。又は、図５に示すように、第３の偏振分光プリズム２３により、Ｓ分極青色偏光ビームＢｓを第３の映像表示パネル３３に投射する。
【００２４】
続いて、図４に示すように、第３の映像表示パネル３３により、該Ｐ分極青色偏光ビームＢｐを映像付きＳ分極青色偏光ビームＢｓに切り替える。又は、図５に示すように、第３の映像表示パネル３３により、該Ｓ分極青色偏光ビームＢｓを映像付きＰ分極青色偏光ビームＢｐに切り替える。
【００２５】
最後に、図４に示すように、映像付きＳ分極赤色偏光ビームＲｓ、Ｓ分極緑色偏光ビームＧｓ及びＳ分極青色偏光ビームＢｓが、共に該集光モジュール１の集光により投射される。又は、図５及び図６に示すように、映像付きＰ分極赤色偏光ビームＲｐ、Ｐ分極緑色偏光ビームＧｐ及びＰ分極青色偏光ビームＢｐが、共に該集光モジュール１の集光により投射される。上記のビームは、共にＳ分極及びＰ分極を含む偏光ビームであり、Ｓ分極及びＰ分極が異なる視角によって異なっている。
【００２６】
図７は、本発明に係る同極性出力機能を有する投影集光システムの集光方法のフローチャートである。
【００２７】
以上のように、本発明は、集光モジュール１と、偏振分光モジュール２と、映像表示モジュール３と、反射鏡モジュール４と、ダイクロイックミラー５との相互配合使用により、同極性を有する投影光ビームを出力する。そのため、本発明は、従来に１／２ウェーブプレート（２１ａ、２２ａ）を設置する必要があったため生じていたコスト増加や、ストレスの問題を解決できるだけでなく、さらに、同極性を有する投影光ビームを出力するため、均一な画面が現れ、画面の出力品質を向上できる。
【００２８】
前記の説明は、単に本発明の実施可能な実施例に過ぎなく、本発明の特許請求の範囲を制限するものではなく、当該分野における通常の知識を有する専門家が本発明の分野の中で、適当に変更や修飾などを実施できるが、それらの実施が本発明の主張する権利範囲内に含まれるべきことは言うまでもないことである。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】従来の投影集光システムを示す斜視図である。
【図２】従来の投影集光システムを示す平面図である
【図３】本発明に係る同極性出力機能を有する投影集光システムを示す斜視図である。
【図４】本発明に係る同極性出力機能を有する投影集光システムを示す部分平面図である。
【図５】本発明に係る同極性出力機能を有する投影集光システムを示す部分正面図である。
【図６】本発明に係る同極性出力機能を有する投影集光システムを示す部分側面図である。
【図７】本発明に係る同極性出力機能を有する投影集光システムの集光方法のフローチャートである。
【符号の説明】
【００３０】
１ａ  Ｘ立方体
２１ａ  第１の１／２ウェーブプレート
２２ａ  第２の１／２ウェーブプレート
３１ａ  第１の偏振分光プリズム
３２ａ  第２の偏振分光プリズム
３３ａ  第３の偏振分光プリズム
４１ａ  第１の反射式シリコンフラットパネル
４２ａ  第２の反射式シリコンフラットパネル
４３ａ  第３の反射式シリコンフラットパネル
５ａ  ダイクロイックミラー
６１ａ  第１の発光素子
６２ａ  第２の発光素子
Ｇｓ／Ｒｓ  Ｓ分極緑／赤色偏光ビーム
Ｒｓ  Ｓ分極赤色偏光ビーム
Ｇｓ  Ｓ分極緑色偏光ビーム
Ｂｓ  Ｓ分極青色偏光ビーム
Ｒｐ  Ｐ分極赤色偏光ビーム
Ｇｐ  Ｐ分極緑色偏光ビーム
Ｂｐ  Ｐ分極青色偏光ビーム
１  集光モジュール
２  偏振分光モジュール
３  映像表示モジュール
４  反射鏡モジュール
５  ダイクロイックミラー
６  発光モジュール
２１  第１の偏振分光プリズム
２２  第２の偏振分光プリズム
２３  第３の偏振分光プリズム
３１  第１の映像表示パネル
３２  第２の映像表示パネル
３３  第３の映像表示パネル
４１  第１の反射鏡
４２  第２の反射鏡
４３  第３の反射鏡
６１  第１の発光素子
６２  第２の発光素子
Ｒｓ／Ｇｓ  Ｓ分極赤／緑色偏光ビーム
Ｒｓ  Ｓ分極赤色偏光ビーム
Ｇｓ  Ｓ分極緑色偏光ビーム
Ｂｓ  Ｓ分極青色偏光ビーム
Ｒｐ  Ｐ分極赤色偏光ビーム
Ｇｐ  Ｐ分極緑色偏光ビーム
Ｂｐ  Ｐ分極青色偏光ビーム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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