(57)【要約】【課題】一体成形の方式で、分光／光合成モジュールと分光反射モジュールと偏光ビーム割りモジュールと画像表示モジュールとを整合し、ＲＧＢ等光路、高対比、高光学レベル（光学研磨面を有する分光反射モジュール）及び体積が小さく、生産便利などの利点を備えるモジュール化された光合成投影システムを提供する。【解決手段】モジュール化された光合成投影システムにおいて、ビームの分光及び光合成を行う分光／光合成モジュール３と、分光／光合成モジュール３から出射するビームを反射する分光反射モジュール４と、分光反射モジュール４から反射するビームを受光する偏光ビーム割りモジュール５と、偏光ビーム割りモジュール５から透過するビームを受光及び反射し、画像ビームを形成する画像表示モジュール６とを含む。【選択図】図２
2007292998.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光モジュールのビームを反射する反射モジュールと、
一端は前記反射モジュールと接合し、該ビームの分光及び光合成を行う分光／光合成モジュールと、
前記分光／光合成モジュールの他一端に接合し、分光／光合成モジュールから出射するビームを反射する分光反射モジュールと、
前記分光反射モジュールの上方に対応的に設けられ、分光反射モジュールから反射するビームを受光する偏光ビーム割りモジュールと、
前記偏光ビーム割りモジュールの上方に設けられ、偏光ビーム割りモジュールから透過するビームを受光及び反射し、画像ビームを形成する画像表示モジュールとを含むことを特徴とするモジュール化された光合成投影システム。
【請求項２】
前記発光モジュールは、発光ダイオード或は楕円体ランプであることを特徴とする請求項１記載のモジュール化された光合成投影システム。
【請求項３】
前記分光／光合成モジュールは、分光素子及び光合成素子より組み立てられるＸ柱体（X−cube）であることを特徴とする請求項１記載のモジュール化された光合成投影システム。
【請求項４】
前記分光反射モジュールは複数の反射プリズムからなることを特徴とする請求項１記載のモジュール化された光合成投影システム。
【請求項５】
前記分光反射モジュールは分光／光合成モジュールの他三端にそれぞれ接合する三つの反射プリズムからなることを特徴とする請求項１記載のモジュール化された光合成投影システム。
【請求項６】
前記反射プリズムは光学研磨面を有する直角二等辺三角形プリズムであることを特徴とする請求項５記載のモジュール化された光合成投影システム。
【請求項７】
前記反射モジュールは分光／光合成モジュールの一端に一体成形的に接合することを特徴とする請求項１記載のモジュール化された光合成投影システム。
【請求項８】
前記分光反射モジュールは分光／光合成モジュールの他一端に一体成形的に接合することを特徴とする請求項１記載のモジュール化された光合成投影システム。
【請求項９】
さらに、前記分光反射モジュールと偏光ビーム割りモジュールの間に対応的に設けられる集光モジュールを含むことを特徴とする請求項１記載のモジュール化された光合成投影システム。
【請求項１０】
発光モジュールのビームを直接受光し、該ビームの分光及び光合成を行う分光／光合成モジュールと、
前記分光／光合成モジュールに接合し、分光／光合成モジュールから出射するビームを反射する分光反射モジュールと、
前記分光反射モジュールの上方に対応的に設けられ、分光反射モジュールから反射するビームを受光する偏光ビーム割りモジュールと、
前記偏光ビーム割りモジュールの上方に設けられ、偏光ビーム割りモジュールから透過するビームを受光及び反射し、画像ビームを形成する画像表示モジュールとを含むことを特徴とするモジュール化された光合成投影システム。
【請求項１１】
発光モジュールを提供する工程と、
分光／光合成モジュールにより発光モジュールからのビームを受光するとともに、該ビームの分光を行う工程と、
分光／光合成モジュールに接合する分光反射モジュールにより、分光／光合成モジュールから出射する分光のビームを反射する工程と、
分光反射モジュールの上方に対応して設けられる偏光ビーム割りモジュールにより、分光反射モジュールで反射するビームを受光する工程と、
偏光ビーム割りモジュールの上方に設けられる画像表示モジュールにより、偏光ビーム割りモジュールから透過するビームを反射し、画像ビームを形成する工程と、
偏光ビーム割りモジュールにより画像表示モジュールから反射する画像ビームを反射する工程と、
分光／光合成モジュールにより偏光ビーム割りモジュールから反射する画像ビームを受光するとともに、該画像ビームの光合成を行う工程とを含むことを特徴とするモジュール化された光合成投影システムの光合成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モジュール化された光合成投影システム及びその光合成方法に係わり、特に分光／光合成モジュールと分光反射モジュールと偏光ビーム割りモジュールと画像表示モジュールとを整合し、これらのモジュールを一体に成形させるモジュール化された光合成投影システム及びその光合成方法に関わるものである。
【背景技術】
【０００２】
図１に、特許文献１（米国特許第６３４５８９５号公報）の光合成投影システムを示す。図から分かるように、従来の光合成投影システムは、等光路ダイクロイックモジュール２０ａと光合成モジュール３０ａと複数の画像表示モジュール４０ａとを含む。等光路ダイクロイックモジュール２０ａは、複数の反射ミラー２１ａと交差式のダイクロイックミラー２２ａと単枚式のダイクロイックミラー２３ａとを含む。
【０００３】
図１に示される光合成投影システムにおいては、先ず、発光モジュール１０ａよりビームを放射し、その後に、反射ミラー２１ａで該ビームを交差式のダイクロイックミラー２２ａまでに反射し、発光モジュール１０ａからのビームをＢビームとＲＧビームに分け、その中では、Ｂビームが反射ミラー２１ａで光合成モジュール３０ａまでに反射され、ＲＧビームが反射ミラー２１ａで単枚式のダイクロイックミラー２３ａまでに反射され、ＲＧビームをＲビームとＧビームに分けることにより、ＲＧＢの三色ビームが形成され、等光路経路にて光合成モジュール３０ａに発射し、さらに、光合成モジュール３０ａよりこれらの対応する画像表示モジュール４０ａに反射し、該ＲＧＢビームを変換して画像ビームに形成し、且つ、さらに光合成モジュール３０ａよりレンズセット５０ａまでに集光し、該レンズセット５０ａよりこれらの画像ビームを投射する。
【特許文献１】米国特許第６３４５８９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来の光合成投影システムは、以下のような欠点がある。
１．従来は等光路ダイクロイックモジュール２０ａでビームを輸送し、該ビームを複数色の光に分け、さらに等光路経路にて光合成モジュール３０ａに輸送する。しかし、等光路経路を生じるために、交差式のダイクロイックミラー２２ａを使用しなければならない、該交差式のダイクロイックミラー２２ａは、二枚の単枚式ダイクロイックミラーで交差し組み立てられ、その間に交差の跡及び隙間が形成され、ビームが画像表示モジュール４０ａに透過する際に暗線を有する画像ビームを形成しやすいことになる。
２．従来は光反射原理で液晶画像板上の画像を変調出力するが、光子が波粒二元性（即ち、粒子性と波動性）を有し、各光学素子の間に繰り返し反射、屈折、透過、散乱及び回折して、光子の粒子数が減少になり、光のロスが発生し、また、光子自体がエネルギーを有するため、各光学素子の中で動作するときに、各光学素子は熱効果により熱変形をしやすく、各光子の極性位相を変更させることになり、出力の対比度が低下され、色相差や画像出力歪みを発生することになる。
３．従来は等光路ダイクロイックモジュール２０ａと光合成モジュール３０ａと複数の画像表示モジュール４０ａにより組み立てられ、その体積占有率が大きすぎるため、従来の投影システムも体積全体が大きすぎる欠点がある。
【０００５】
以上のように、前記従来の光合成投影システムは、実際の使用上には、不便や欠点を明らかに有し、改良が期待されていることが分る。
【０００６】
そのため、本発明者は、前記欠点を改良するために、長年以来この領域で積み立てた経験により、専念な観察かつ研究をし、さらに学術理論の運用に合せ、合理的な設計であって、且つ前記の欠点を有効に改良できる本発明を提案する。
【０００７】
本発明が解決しようとする技術課題は、一体成形の方式で、分光／光合成モジュールと分光反射モジュールと偏光ビーム割りモジュールと画像表示モジュールとを整合し、ＲＧＢ等光路、高対比、高光学レベル（光学研磨面を有する分光反射モジュール）及び体積が小さく、生産便利などの利点を備えるモジュール化された光合成投影システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記の技術課題を解決するために、本発明の一つによれば、反射モジュールと、分光／光合成モジュールと、分光反射モジュールと、偏光ビーム割りモジュールと、画像表示モジュールとを含むモジュール化された光合成投影システムを提供する。その中では、該反射モジュールは該発光モジュールのビームを反射する。該分光／光合成モジュールの一端は反射モジュールと接合し、該ビームの分光及び光合成を行う。該分光反射モジュールは、分光／光合成モジュールの他一端に接合し、分光／光合成モジュールから出射するビームを反射する。該偏光ビーム割りモジュールは、分光反射モジュールの上方に対応して設けられ、分光反射モジュールから反射するビームを受光する。該画像表示モジュールは、偏光ビーム割りモジュールの上方に設けられ、偏光ビーム割りモジュールから透過するビームを受光及び反射し、画像ビームを形成する。
【０００９】
前記の技術課題を解決するために、本発明の他一つによれば、分光／光合成モジュールと、分光反射モジュールと、偏光ビーム割りモジュールと、画像表示モジュールとを含むモジュール化された光合成投影システムを提供する。その中では、該分光／光合成モジュールは発光モジュールのビームを直接受光し、該ビームの分光及び光合成を行う。該分光反射モジュールは、分光／光合成モジュールに接合し、分光／光合成モジュールから出射するビームを反射する。該偏光ビーム割りモジュールは、分光反射モジュールの上方に対応して設けられ、分光反射モジュールから反射するビームを受光する。該画像表示モジュールは、偏光ビーム割りモジュールの上方に設けられ、偏光ビーム割りモジュールから透過するビームを受光及び反射し、画像ビームを形成する。
【００１０】
前記の技術課題を解決するために、本発明の一つ方法によれば、先ず、発光モジュールを提供する工程と、次に、分光／光合成モジュールにより発光モジュールからのビームを受光するとともに、該ビームの分光を行う工程と、次に、分光／光合成モジュールに接合する分光反射モジュールにより、分光／光合成モジュールから出射する分光のビームを反射する工程と、続いて、分光反射モジュールの上方に対応して設けられる偏光ビーム割りモジュールにより、分光反射モジュールで反射するビームを受光する工程と、また、偏光ビーム割りモジュールの上方に設けられる画像表示モジュールにより、偏光ビーム割りモジュールから透過するビームを反射し、画像ビームを形成する工程と、続いて、偏光ビーム割りモジュールにより画像表示モジュールから反射する画像ビームを反射する工程と、最後に、分光／光合成モジュールにより偏光ビーム割りモジュールから反射する画像ビームを受光するとともに、該画像ビームの光合成を行う工程とを含むモジュール化された光合成投影システムの光合成方法を提供する。
【００１１】
本発明が所定の目的を達成するために採用する技術手段及びその効果をさらに詳細的で具体的に説明するために、以下に本発明に関わる詳しい説明及び添付図面を参照することにより、深く且つ具体的な理解を得られるが、それらの添付図面が参考及び説明のみに使われ、本発明の主張範囲を狭義的に局限するものではないことは言うまでもないことである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、一体成形の方式で、分光／光合成モジュールと分光反射モジュールと偏光ビーム割りモジュールと画像表示モジュールとを整合し、ＲＧＢ等光路、高対比、高光学レベル（光学研磨面を有する分光反射モジュール）及び体積が小さく、生産便利などの利点を備えるモジュール化された光合成投影システムを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図２〜図５は本発明のモジュール化された光合成投影システムの第１実施形態の斜視図、正面図、平面図（偏光ビーム割りモジュール、画像表示モジュール及びレンズセットの図示を省略する）及び側面図である。図から分かるように、本発明は、反射モジュール２と、分光／光合成モジュール３と、分光反射モジュール４と、偏光ビーム割りモジュール５と、画像表示モジュール６とを含むモジュール化された光合成投影システムを提供する。
【００１４】
反射モジュール２は発光モジュール１のビームを反射する反射ミラーで、該発光モジュール１は、発光ダイオード或は楕円体ランプでよい。且つ、該反射モジュール２は分光／光合成モジュール３の一端と接合（或は一体成形的に接合）し、該ビームの分光及び光合成を行い、該分光／光合成モジュール３は、分光素子３０及び光合成素子３１より組み立てられるクロスダイクロプリズムとしてのＸ柱体（X−cube）であり、分光素子３０はダイクロイックミラー（dichroic  mirror）で、光合成素子３１は光合成プリズム（X−prism）である。
【００１５】
分光反射モジュール４は、分光／光合成モジュール３の他一端に接合（或は一体成形的に接合）し、分光／光合成モジュール３から出射する光を反射し、分光反射モジュール４は複数の反射プリズム４０或は分光／光合成モジュール３の他三端にそれぞれ接合する三つの反射プリズム４０である。反射プリズム４０は光学研磨面を有する直角二等辺三角形プリズムである。
【００１６】
偏光ビーム割りモジュール５は、分光反射モジュール４の上方に対応して設けられ、分光反射モジュール４から反射するビームを受光する。偏光ビーム割りモジュール５は、偏光ビームスプリッタ（Polarizing  Beam  Splitter、PBS）或はプレート式偏光ビームスプリッタ（plate PBS）でよい。画像表示モジュール６は、偏光ビーム割りモジュール５の上方に設けられ、偏光ビーム割りモジュール５から透過するビームを受光及び反射し、画像ビームを形成する。画像表示モジュール６は、画像表示素子或はライトバルブ（lightvalve）でよい。
【００１７】
また、本発明は、さらに、集光モジュール７及びレンズセット８を含む。集光モジュール７は、分光反射モジュール４と偏光ビーム割りモジュール５の間に対応的に設けられる。集光モジュール７は、複数の視野レンズ（field  lens）或は集束レンズ（condenser）でよい。レンズセット８は分光／光合成モジュール３の光合成素子３１の外側に設けられ、偏光ビーム割りモジュール５から反射される画像ビームを集光し、これらの画像ビームを反射式のシリコンパネル（図を示さず）までに投射する。
【００１８】
図６〜図９は本発明のモジュール化された光合成投影システムの第２実施形態の斜視図、正面図、平面図（偏光ビーム割りモジュール及び画像表示モジュールを移除する）及び側面図である。図から分かるように、第２実施形態と第１実施形態との最大の異なる点は、反射モジュール２と集光モジュール７の使用を略することである。即ち、分光／光合成モジュール３は、発光モジュール１のビームを直接受光し、並びに該ビームの分光及び光合成を行うことができる。
【００１９】
図１０は本発明の第２実施形態の光合成方法のフローチャートである。フローチャートから分かるように、本発明は、モジュール化された光合成投影システムの光合成方法を提供し、以下のような工程を含む。先ず、発光モジュール１を提供し（Ｓ１００）、次に、分光／光合成モジュール２により発光モジュール１からのビームを受光するとともに、該ビームの分光を行い（Ｓ１０２）、次に、分光／光合成モジュール３に接合する分光反射モジュール４により、分光／光合成モジュールから出射する分光のビームを反射し（Ｓ１０４）、続いて、分光反射モジュール４の上方に対応して設けられる偏光ビーム割りモジュール５により、分光反射モジュール４で反射するビームを受光する（Ｓ１０６）。
【００２０】
また、偏光ビーム割りモジュール５の上方に設けられる画像表示モジュール６より、偏光ビーム割りモジュールから透過するビームを反射し、画像ビームを形成し（Ｓ１０８）、続いて、偏光ビーム割りモジュールより画像表示モジュールから反射する画像ビームを反射し（Ｓ１１０）、最後に、分光／光合成モジュールより偏光ビーム割りモジュールから反射する画像ビームを受光するとともに、該画像ビームの光合成を行う（Ｓ１１２）。
【００２１】
以上のように、本発明は、一体成形の方式で、分光／光合成モジュール３と分光反射モジュール４と偏光ビーム割りモジュール５と画像表示モジュール６とを整合し、ＲＧＢ等光路、高対比、高光学レベル（光学研磨面を有する分光反射モジュール）及び体積が小さく、生産便利などの利点を備えるモジュール化された光合成投影システムを形成するものである。
【００２２】
そのため、本発明は珍しい新規の発明製品であり、新規性及び進歩性を備え、フルに特許発明の要件を満たすので、法に従って出願を提起するが、ご査察の上、本発明のことを早期に公開されるよう、宜しくお願い申し上げたいことである。
【００２３】
しかし、前記に開示されたそれぞれの具体的な構成は、単に本発明の実施可能な実施の形態に過ぎなく、本発明の特徴を局限するものではなく、いずれの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、それらの実施のことが本発明の主張範囲内に納入されるべきことは言うまでもないことである。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
本発明は、光合成投影システム及びその光合成方法に係わり、光学系製品製造業界等において好適に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】従来の光合成投影システムを示す図である。
【図２】本発明のモジュール化された光合成投影システムの第１実施例の斜視図である。
【図３】本発明のモジュール化された光合成投影システムの第１実施例の正面図である。
【図４】本発明のモジュール化された光合成投影システム（偏光ビーム割りモジュール、画像表示モジュール及びレンズセットを移除する）の第１実施例の平面図である。
【図５】本発明のモジュール化された光合成投影システムの第１実施例の側面図である。
【図６】本発明のモジュール化された光合成投影システムの第２実施例の斜視図である。
【図７】本発明のモジュール化された光合成投影システムの第２実施例の正面図である。
【図８】本発明のモジュール化された光合成投影システム（偏光ビーム割りモジュール及び画像表示モジュールを移除する）の第２実施例の平面図である。
【図９】本発明のモジュール化された光合成投影システムの第２実施例の側面図である。
【図１０】本発明の第２実施例の光合成方法のフローチャートである。
【符号の説明】
【００２６】
１      発光モジュール
２      反射モジュール
３      分光／光合成モジュール
４      分光反射モジュール
５      偏光ビーム割りモジュール
６      画像表示モジュール
７      集光モジュール
８      レンズセット
３０    分光素子
３１    光合成素子
４０    反射プリズム
１０ａ  発光モジュール
２０ａ  等光路ダイクロイックモジュール
２１ａ  反射ミラー
２２ａ  交差式のダイクロイックミラー
２３ａ  単枚式のダイクロイックミラー
３０ａ  光合成モジュール
４０ａ  画像表示モジュール
５０ａ  レンズセット
【図１】
2007292998.tif 000003
【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】
2007292998.tif 000009
【図８】
2007292998.tif 000010
【図９】
2007292998.tif 000011
【図１０】
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