ES2309651T3

ES2309651T3 - Conjunto de prismas.

Info

Publication number: ES2309651T3
Application number: ES05076840T
Authority: ES
Inventors: Krist Vandorpe; Nico Coulier; Peter Gerets; Stefan Lesschaeve
Original assignee: Barco NV
Current assignee: Barco NV
Priority date: 2004-09-01
Filing date: 2005-08-09
Publication date: 2008-12-16
Anticipated expiration: 2025-08-09
Also published as: ATE397759T1; JP5174317B2; US7396132B2; DE602005010171D1; US7576932B2; US20060044521A1; EP1632805B1; DE602005007299D1; ATE410713T1; DK1632804T3; EP1632804A1; JP2006072365A; JP2006079080A; EP1632805A1; US20060044654A1; EP1632804B1

Abstract

Un conjunto de prismas que consta de dos o más prismas (200, 205, 210), al menos uno de los cuales comprende una o más superficies (580, 585, 590, 595) que se usan para la reflexión interna total o para la reflexión espectral parcial de luz entrante, en el que al menos una de dichas superficies (580, 585, 590, 595) usadas para fines de reflexión es una superficie exterior del conjunto de prismas, caracterizado porque al menos una parte de dicha al menos una superficie (580, 585, 590, 595) exterior usada para fines de reflexión está cubierta con una placa (220, 225, 227, 230) que está separada de dicha superficie, de manera que se define un espacio entre dicha superficie y dicha placa (220, 225, 227, 230), y porque dicho espacio está sellado con una junta (235) hermética que se aplica sobre uno de dichos prismas (200, 205, 210) con el fin de impedir que entren contaminantes en dicho espacio.

Description

Conjunto de prismas.

Antecedentes de la invención 1. Campo de la invención

La presente invención se refiere a un conjunto de prismas, más específicamente a un conjunto de prismas que consta de dos o más prismas, al menos uno de los cuales comprende una o más superficies que se usan para la reflexión interna total o para la reflexión espectral parcial de luz entrante.

En particular, la presente invención se refiere a sellar los espacios de aire contra los contaminantes atmosféricos, específicamente, los espacios de aire entre los prismas y los espacios de aire entre los prismas y las válvulas reflectoras de luz o, de manera más precisa, los dispositivos digitales de microespejos (DMD, digital micro-mirror devices), en un motor de procesamiento digital de la luz (DLP, digital light processing).

2. Descripción de la técnica anterior

Antiguamente, los proyectores de tubos de rayos catódicos (CRT, cathode ray tube) se usaban para la mayoría de aplicaciones de proyección, pero se han sustituido en su mayor parte debido a su gran tamaño, a que son difíciles de calibrar, a que deben usarse en entornos muy oscuros y a que tienen una alta susceptibilidad de averiarse frecuentemente. Los sistemas de proyección digital se volvieron cada vez más populares durante la pasada década debido a su capacidad de proyectar imágenes de alta calidad para aplicaciones tales como, por ejemplo, presentaciones en salas de juntas, sistemas de cine en casa y conciertos en estadios a gran escala. La pantalla de cristal líquido (LCD, liquid cristal display) es una tecnología usada en los proyectores digitales, pero los problemas de pixelización visible y el mayor tamaño, en comparación con el del DLP, son desventajas asociadas con la tecnología LCD. DLP es una tecnología competitiva y es muy reconocida por su compactibilidad y por su capacidad de ofrecer altos niveles de contraste y de brillo.

El Dr. Larry Hornbeck inventó la tecnología DLP en Texas Instruments en 1987. Los proyectores digitales que usan la tecnología DLP contienen un motor de luz DLP. Los motores de luz DLP tienen una lámpara que proyecta luz sobre un chip de un dispositivo digital de múltiples espejos (DMD, digital multi-mirror device) y sobre una serie de espejos microscópicos, cada uno de los cuales dirige la luz que incide sobre el mismo en el "estado activado" o en el "estado desactivado". La luz de "estado activado" llega a la pantalla y produce un pixel blanco (o de color), mientras que la luz del "estado desactivado" se absorbe dentro del proyector, lo que da como resultado un pixel oscuro. Para la mejor potencia lumínica y saturación de color, los sistemas DLP avanzados usan 3 chips DMD, uno para el rojo, otro para el verde y otro para el azul. Los 3 chips DMD se combinan mediante un prisma Philips, que es una combinación de 5 prismas. El aparato de prismas utiliza la reflexión interna total (TIR, total internal reflection), que requiere la existencia de espacios de aire de 5 micrómetros (\mum) hasta 1 milímetro (mm) entre los diversos prismas.

Sin embargo, los prismas usados en los proyectores DLP son altamente sensibles a la contaminación. Los proyectores digitales se usan con frecuencia en entornos de gran tensión, tales como conciertos, donde el polvo, humo, aceite de craqueo (cracked oil) y otros contaminantes están presentes en la atmósfera. Los espacios de aire en la configuración de los prismas son susceptibles de acumular estos contaminantes, lo que con frecuencia da como resultado la proyección de artefactos visuales, tales como puntos de color. Las contaminaciones puede bloquear la luz o anular una condición TIR. Limpiar los prismas a causa de los agentes contaminantes no es práctico debido al alto coste y a la dificultad de la limpieza. Lo que se necesita es un medio que proteja los prismas y los chips DMD de un motor de luz DLP contra la contaminación atmosférica.

En la actualidad, un procedimiento popular para proteger el motor de luz contra los contaminantes es encerrar y proteger el motor DLP en una caja metálica. Un ejemplo de un aparato de este tipo se desvela con referencia a la patente estadounidense número 6.350.033, titulada "Projector". La patente '033 detalla una estructura que encierra una trayectoria óptica desde un aparato electro-óptico hasta una lente de proyección mediante una trayectoria de circulación de aire acoplada, que está dispuesta en una trayectoria de flujo para enfriar el aire. Por tanto, la trayectoria de circulación de aire puede enfriar el aire encerrado en la estructura, mientras que impide la contaminación por polvo o aceite. Sin embargo, la patente '033 no proporciona un procedimiento para disipar una cantidad suficiente de calor para un funcionamiento normal del proyector cuando la luz ilumina a más de 5.000 lúmenes. Si el calor no se disipa lo suficiente, los dispositivos ópticos sensibles pueden deformarse, lo que provoca la aparición de artefactos visuales en las imágenes proyectadas y otros efectos negativos. El excesivo calor también puede dañar los chips DMD. Por tanto, lo que se necesita adicionalmente es un medio que permita una disipación suficiente de calor de los prismas y de los chips DMD en un motor de luz DLP.

Para proyectar una imagen libre de artefactos visuales deben mantenerse todas las condiciones TIR y debe permitirse que la luz pase a través de todas las zonas necesarias de los prismas del motor de luz DLP. Por tanto, lo que se necesita adicionalmente es un medio de satisfacer todas las condiciones TIR y permitir que la luz pase a través de todas las zonas necesarias de los prismas y de los chips DMD de un motor de luz DLP.

Resumen de la invención

Por tanto, es un objeto de la invención proporcionar medios para impedir que entren contaminantes en un espacio entre la superficie de un prisma y un elemento que cubre una superficie de dicho prisma que se usa para la reflexión interna total o para la reflexión espectral parcial de luz entrante.

En particular, es un objeto de esta invención proporcionar un medio para proteger los prismas y los chips DMD de un motor de luz DLP contra la contaminación atmosférica.

Es otro objeto de esta invención proporcionar un medio para permitir la suficiente disipación de calor de los prismas y de los chips DMD de un motor de luz DLP.

Con el fin de satisfacer los objetos mencionados anteriormente, la presente invención se refiere a un conjunto de prismas que consta de dos o más prismas tal como se define en la reivindicación 1.

Todavía otro objeto de esta invención es proporcionar un medio para satisfacer todas las condiciones TIR y permitir que la luz pase a través de todas las zonas necesarias de los prismas y de los chips DMD de un motor de luz DLP. A esto, la invención también se refiere a un aparato digital de prismas para el procesamiento digital de la luz que comprende un conjunto de prismas de reflexión interna total (TIR) y un conjunto de prismas de colores, donde el conjunto de prismas TIR consta de dos prismas triangulares que se extienden en una primera dirección, prismas TIR que están enfrentados entre sí en una de sus superficies, donde el conjunto de prismas de colores consta de un prisma cuadrangular y de dos prismas triangulares, que están orientados en una dirección transversal con respecto a los prismas TIR, y donde el prisma cuadrangular tiene una superficie enfrentada a una superficie de un primer de dichos prismas triangulares de colores, primer prisma triangular que tiene una segunda superficie enfrentada a una primera superficie del segundo prisma triangular de color, teniendo dicho segundo prisma de color una segunda superficie, enfrentada parcialmente a una superficie de uno de dichos prismas TIR, donde todas las dichas superficies enfrentadas están colocadas a una distancia mutua entre sí, de manera que se forma un espacio entre cada una de dichas superficies enfrentadas, donde dichos espacios están sellados con una junta hermética que se aplica sobre dichos prismas.

En el caso de que se apliquen válvulas reflectoras de luz o, de manera más precisa, dispositivos digitales de múltiples espejos, debería observarse que estas válvulas reflectoras de luz están separadas preferentemente de las correspondientes superficies de dichos prismas de colores, de manera que se forma un espacio entre dichas válvulas reflectoras de luz y su superficie correspondiente, por lo que dichos espacios están sellados con una junta hermética aplicada sobre cada válvula reflectora de luz y sobre dichos prismas.

Según una realización preferida, las superficies orientadas hacia fuera de los prismas TIR y las superficies orientadas hacia fuera de los prismas de colores que se usan para la reflexión interna total o para la reflexión espectral parcial de una parte de formación de imágenes de la luz entrante, están cubiertas con un elemento que está separado de dicha superficie, de manera que se define un espacio entre dicha superficie y dicho elemento, y donde dicho espacio está sellado con una junta hermética que se aplica sobre uno de dichos prismas con el fin de impedir que entren contaminantes en dicho espacio.

Breve descripción de los dibujos

la fig. 1 ilustra un diagrama de bloque funcional de un sistema de motor de luz DLP genérico según la invención;

las figs. 2A, 2B y 2C ilustran vistas en perspectiva izquierda, derecha y trasera, respectivamente, de un aparato de prismas DLP según la invención;

la fig. 3 ilustra una vista en perspectiva trasera de un subconjunto de prismas DLP con chips DMD omitidos para fines ilustrativos según la invención;

las figs. 4A y 4B ilustran perspectivas inferiores derecha e izquierda, respectivamente, de un subconjunto de prismas DLP con el conjunto de prismas TIR y los chips DLP omitidos para fines ilustrativos según la invención;

las figs. 5A y 5B ilustran vistas lateral y desde arriba, respectivamente, de un subconjunto de prismas DLP con trayectorias de luz mostradas, según la invención;

la fig. 5C ilustra una vista desde arriba detallada de un subconjunto de prismas DLP con trayectorias de luz mostradas, según la invención.

Descripción de una realización preferida

La presente invención se refiere a sellar los espacios de aire contra contaminantes atmosféricos según se define en la reivindicación 1, específicamente, los espacios de aire entre los prismas y los espacios de aire entre los prismas y los dispositivos digitales de microespejos (DMD), en un motor de procesamiento digital de la luz (DLP).

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La figura 1 ilustra un diagrama de bloque funcional de un sistema 100 de motor de luz DLP genérico. El sistema 100 de motor de luz DLP genérico incluye una lámpara 110, una varilla 120 de integración, un sistema 130 óptico de relé, un aparato 140 de prismas DLP y una lente 150 de proyección. La lámpara 110 es una lámpara estándar que se usa en sistemas de proyección digital, por ejemplo una lámpara de bombilla de mercurio o de xenón. La lámpara 110 proyecta luz sobre la varilla 120 de integración, que condiciona y consigue que luz se distribuya de manera uniforme. El sistema 130 óptico de relé, un conjunto de 4 a 6 lentes, transmite la luz desde la varilla 120 de integración hacia el aparato 140 de prismas DLP. El aparato 140 de prismas DLP está compuesto por un prisma azul, uno rojo y otro verde, por chips DMD y por placas con abertura DMD y se describe en mayor detalle con referencia a las figuras 2A, 2B, 2C, 3, 4A y 4B. El aparato 140 de prismas DLP divide, refleja y recombina la luz de proyección mediante una lente 150 de proyección. Una lente 150 de proyección típica tiene una longitud focal de 30 a 60 mm, un número f de f2,5, un diámetro físico de 120 mm y una longitud física de 250 mm.

Las figuras 2A, 2B y 2C ilustran vistas en perspectiva izquierda, derecha y trasera, respectivamente, del aparato 140 de prismas DLP. La figura 2A incluye una vista del aparato 140 de prismas DLP, formado por un prisma 200 azul, un prisma 205 rojo, un prisma 210 verde, un conjunto 215 de prismas TIR, un vidrio 220, un vidrio 225, un vidrio 227, un elemento 235 de sellado, un elemento 240 de sellado de cinta, un elemento 245 de sellado, una placa 250a con abertura DMD y un chip 255a DMD.

Haciendo de nuevo referencia a la figura 2A, el prisma 200 azul es un prisma de vidrio triangular con un recubrimiento dicroico azul aplicado para separar la luz azul, tal como los fabricados por Konica-Minolta y otros. El prisma 205 rojo es un prisma de vidrio triangular con un recubrimiento dicroico rojo aplicado para separar la luz roja, tal como los fabricados por Konica-Minolta y otros. El prisma 210 verde es un prisma de vidrio cuadrangular, a través del cual pasa la luz restante, que es la luz verde. El prisma 210 verde también se fabrica por Konica-Minolta y otros. El conjunto 215 de prismas TIR está formado por dos prismas más pequeños de forma triangular adheridos entre sí, tal como los fabricados por Konica-Minolta y otros, que no son visibles debido a la posición del vidrio 220. Las dimensiones del prisma 200 azul, del prisma 205 rojo, del prisma 210 verde y del conjunto 215 de prismas TIR oscilan entre 70 a 125 mm, medidos a lo largo de un eje óptico, a través del centro del chip 255c DMD y perpendicular al chip
255c DMD.

El vidrio 220 es una placa de vidrio con dimensiones de aproximadamente 25x70x2 mm y está adherido al lado izquierdo del conjunto 215 de prismas TIR mediante un pegamento transparente, tal como Dymax OP-29. El vidrio 220 está sellado al prisma 200 azul mediante el elemento 235 de sellado.

El elemento 235 de sellado se usa para sellar los espacios de aire entre el prisma 200 azul, el prisma 205 rojo y el prisma 210 verde sobre el conjunto 215 de prismas TIR, y para sellar el espacio de aire entre el conjunto 215 de prismas TIR y el prisma 200 azul. El elemento 235 de sellado es resistente a la temperatura (hasta 80°C), resistente a la luz ultravioleta (UV), elemento de sellado flexible de entre 3 a 4 mm de ancho que no descarga gas. En un ejemplo, el elemento 235 de sellado está hecho de silicona o de caucho de silicona.

El vidrio 225 es una placa de vidrio con dimensiones de aproximadamente 20x67x2 mm. El vidrio 225 está adherido a la parte superior del conjunto 215 de prismas TIR mediante un pegamento transparente, tal como Dymax OP-29, y sellado al prisma 200 azul mediante el elemento 235 de sellado. El vidrio 227 es una placa de vidrio con dimensiones de aproximadamente 23x74x2 mm. El vidrio 227 está adherido al vidrio 220 y al vidrio 225 mediante el uso de un pegamento transparente, tal como Dymax OP-29, y sellado al prisma 200 azul mediante el elemento 235 de sellado.

La cinta 240 de sellado es resistente a la temperatura (hasta 80ºC), resistente a luz ultravioleta, cinta flexible de 3 a 4 mm de ancho o menos que no descarga gas. El elemento 240 de sellado de cinta se usa para sellar espacios de aire en la parte superior del aparato 140 de prismas DLP. En un ejemplo, el elemento 240 de sellado de cinta está hecho de silicona o de caucho de silicona. El elemento 240 de sellado de cinta se usa para garantizar que no se alteren las condiciones TIR y que no se bloquee la luz en la parte superior del aparato, como puede ocurrir si se usara un elemento de sellado en su lugar.

El elemento 245 de sellado es resistente a la temperatura (hasta 80°C), resistente a luz ultravioleta y muy blando (por ejemplo, caucho de silicona), lo que garantiza que no se altera la posición del chip 255a DMD.

La placa 250a con abertura DMD es una delgada placa metálica negra que absorbe la luz parásita que de otro modo provocaría que apareciera luz junto a la pantalla, y es fabricada por Barco. El chip 255a DMD es una serie de microespejos fabricado por Texas Instruments. El chip 255a DMD está acoplado a la placa 250a con abertura DMD y sellado al prisma 200 azul mediante el elemento 245 de sellado. El chip 255a DMD puede tener una longitud de 0,5 a 1,2 pulgadas (de 1,3 a 3 cm), medido en diagonal. Un chip DMD a modo de ejemplo es el chip de + 0,95'' de matriz gráfica super ampliada (SXGA, super extended graphics array), fabricado por Texas Instruments, con número de orden X1410-9021 IPV 9011.

La figura 2B incluye un vidrio 230, una placa 250b con abertura DMD y un chip 255b DMD. El vidrio 230 es idéntico al vidrio 220, descrito en mayor detalle con referencia a la figura 2A. La placa 250b con abertura DMD es idéntica a la placa 250a con abertura DMD, descrita con referencia a la figura 2A. El chip 255b DMD es una serie de microespejos y es idéntico al chip 255a DMD, descrito en mayor detalle con referencia a la figura 2A. Haciendo de nuevo referencia a las figuras 2A y 2B, la forma 230 de vidrio está adherida al lado izquierdo del conjunto 215 de prismas TIR mediante un pegamento transparente tal como Dymax OP-29, y sellado al prisma 200 azul y al prisma 205 rojo mediante el elemento 235 de sellado. El chip 255b DMD está acoplado a la placa 250b con abertura DMD y sellado al prisma 205 rojo mediante el elemento 245 de sellado.

La figura 2C incluye una placa 250c con abertura DMD y un chip 255c DMD. La placa 250c con abertura DMD es idéntica a la placa 250a con abertura DMD, descrita en mayor detalle con referencia a la figura 2A. El chip 255c DMD es una serie de microespejos y es idéntico al chip 255a DMD, descrito en mayor detalle con referencia a la figura 2A. Haciendo de nuevo referencia a las figuras 2A, B y C, cada placa 250 con abertura DMD está acoplada a su chip 255 DMD correspondiente (es decir, la placa 250a con abertura DMD está acoplada al chip 255a DMD, la placa 250b con abertura DMD está acoplada al chip 255b DMD y la placa 250c con abertura DMD está acoplada al chip 255c DMD).

El elemento 245 de sellado sella cada superficie de contacto entre cada placa 250 con abertura DMD y su prisma correspondiente, y entre cada placa 250 con abertura DMD y su chip 255 DMD correspondiente.

La figura 3 ilustra una vista en perspectiva trasera del subconjunto 160 de prismas DLP. La figura 3 incluye una pluralidad de aberturas 280 DMD, es decir, las aberturas 280a, 280b y 280c DMD. Las aberturas 280a, 280b y 280c DMD son orificios en las placas 250a, 250b y 250c con abertura DMD, respectivamente, y son ligeramente mayores que los chips 255a, 255b y 255c DMD. El subconjunto 160 de prismas DLP es un subconjunto del conjunto 140 de prismas DLP con los chips 255 DMD (es decir, el chip 255a DMD, el chip 255b DMD y el chip 255c DMD) omitidos, de manera que pueden observarse las aberturas 280a, 280b y 280c DMD y el elemento 245 de sellado. Cada abertura 280 DMD permite que la luz atraviese el chip 255 DMD correspondiente.

Las figuras 4A y 4B ilustran vistas en perspectiva inferior derecha y desde abajo, respectivamente, del subconjunto 170 de prismas DLP. El subconjunto 170 de prismas DLP es un subconjunto del conjunto 140 de prismas DLP con el conjunto 215 de prismas TIR, las placas 250a, 250b y 250c con abertura DMD y los chips 255a, 255b y 255c DMD omitidos para fines ilustrativos. El elemento 235 de sellado, que se muestra aplicado en la parte delantera del prisma 200 azul, no debe tener una anchura superior a 1 mm con el fin de satisfacer las condiciones TIR e impedir que aparezcan artefactos visuales en la imagen proyectada. La cinta 240 de sellado se muestra sellando los espacios entre el prisma 200 azul, el prisma 205 rojo y el prisma 210 verde, sobre la parte superior del subconjunto 170 de prismas DLP. El elemento 235 de sellado se muestra sellando los espacios entre la parte delantera del prisma 200 azul y el prisma 205 rojo. La figura 4B muestra la cinta 240 de sellado sellando los espacios entre el prisma 200 azul, el prisma 205 rojo y el prisma 210 verde, sobre la parte inferior del subconjunto 170 de prismas DLP.

En funcionamiento y haciendo de nuevo referencia a las figuras 1, 2A, 2B, 2C, 3, 4A y 4B, el aparato 140 de prismas DLP recibe luz desde el sistema 130 óptico de relé. La luz entra a través del prisma 215 TIR y se refleja a través del aparato 140 de prismas DLP, donde recubrimientos dicroicos dividen la luz en las componentes roja, verde y azul. Después de que se haya divido la luz, cada componente de luz (es decir, roja, verde y azul) pasa a través de una abertura 280 DMD (es decir, la abertura 280a DMD, que corresponde al prisma 200 azul, la abertura 280b DMD, que corresponde al prisma 205 rojo y la abertura 280c DMD, que corresponde al prisma 210 verde) y se refleja desde un chip 255 DMD correspondiente (es decir, el chip 255a DMD, que corresponde al prisma 200 azul, el chip 255b DMD, que corresponde al prisma 205 rojo, y el chip 255c DMD, que corresponde al prisma 210 verde) que está acoplado al prisma. Después, cada chip 255 DMD refleja su luz coloreada correspondiente (es decir, el chip 255a DMD refleja luz azul, el chip 255b DMD refleja luz roja y el chip 255c DMD refleja luz verde). La luz de "estado activado" se recombina y se refleja a través de una lente 150 de proyección sobre la pantalla de visualización, mientras que la luz de "estado desactivado" se absorbe dentro del proyector. La abertura 280a DMD corresponde al chip 255a DMD, la abertura 280b DMD corresponde al chip 255b DMD y la abertura 280c DMD corresponde al chip 255c DMD, para la modulación y reflexión de vuelta a la lente de proyección. El elemento 235 de sellado, el vidrio 220, el vidrio 225, el vidrio 227, el vidrio 230, el elemento 240 de sellado de cinta y el elemento 245 de sellado forman una cubierta protectora para las caras interiores del prisma 200 azul, del prisma 205 rojo y del prisma 210 verde, y los chips 255a, 255b y 255c DMD contra la contaminación atmosférica sin el uso de la envoltura de una caja metálica y, por tanto, permiten una mejor disipación del calor.

La figura 5A ilustra una vista lateral del subconjunto 160 de prismas DLP con trayectorias de luz para la luz verde mostradas para fines ilustrativos. En esta vista se muestran el prisma 200 azul, el prisma 205 rojo, el prisma 210 verde, los chips 255a, 255b y 255c DMD, el conjunto 215 de prismas TIR, la luz 500 de estado activado, la luz 510 de estado desactivado, la luz 520 blanca transmitida, la luz 530 verde transmitida y la cara 540 de prisma TIR. La luz 500 de estado activado es la luz reflejada desde el chip 255c DMD que se proyecta a través de la lente 150 de proyección. La luz 510 de estado desactivado es la luz reflejada desde el chip 255c DMD que no se proyecta y que se absorbe dentro del proyector. La luz 520 blanca transmitida es la luz blanca que entra en el aparato 140 de prismas DLP desde la lente 130 óptica de relé. La luz 530 verde transmitida es luz verde que se ha separado de las componentes azul y roja pasando a través del prisma 200 azul y del prisma 205 rojo. La cara 540 de prisma TIR es la cara delantera del conjunto 215 de prismas TIR.

En funcionamiento, la luz 520 blanca transmitida entra en el conjunto 215 de prismas TIR desde la parte inferior y se refleja desde la cara 540 de prisma TIR y a través del prisma 200 azul y del prisma 205 rojo antes de alcanzar el prisma 210 verde. La luz azul y la roja se filtran a partir de la luz 520 blanca transmitida mediante el uso de recubrimientos dicroicos sobre el prisma 200 azul y el prisma 205 rojo. La luz 530 verde transmitida alcanza el chip 255c DMD, donde se refleja de manera selectiva en luz 500 de estado activado o en luz 510 de estado desactivo. La luz 500 de estado activado pasa a través del prisma 210 verde, del prisma 205 rojo, del prisma 200 azul y del conjunto 215 de prismas TIR y después se proyecta. La luz 510 de estado desactivado se refleja hacia arriba dentro del proyector y no se proyecta.

La figura 5B ilustra una vista desde arriba del subconjunto 160 de prismas DLP con trayectorias para la luz de estado activado mostradas para fines ilustrativos. En esta vista se muestran el prisma 200 azul, el prisma 205 rojo, el prisma 210 verde, el conjunto 215 de prismas TIR, los chips 255a, 255b, 255c DMD, la luz 520 blanca transmitida, la luz 550 azul transmitida, la luz 555 azul reflejada, la luz 560 roja/verde transmitida, la luz 562 roja transmitida, la luz 564 roja reflejada, la luz 530 verde transmitida, la luz 535 verde reflejada, la luz 565 roja/verde reflejada, la luz 570 proyectada reflejada, la cara 580 de prisma azul, la cara 585 de prisma azul, la cara 590 de prisma rojo, la cara 595 de prisma rojo y la cara 540 de prisma TIR.

Con referencia a la figura 5A, la luz 550 azul transmitida es luz azul separada de la luz 520 blanca transmitida. La luz 555 azul reflejada es luz azul reflejada desde el chip 255a DMD. La luz 560 roja/verde transmitida es luz roja y verde separada de la luz 520 blanca transmitida. La luz 562 roja transmitida es luz roja separada de la luz 560 roja/verde transmitida. La luz 564 roja reflejada es luz roja reflejada desde el chip 255b DMD. La luz 530 verde transmitida es luz verde separada de la luz 560 roja/verde transmitida. La luz 535 verde reflejada es luz verde reflejada desde el chip 255c DMD. La luz 565 roja/verde reflejada es una combinación de luz 564 roja reflejada y de luz 535 verde reflejada. La luz 570 proyectada reflejada es una combinación de luz 555 azul reflejada y de luz 565 roja/verde reflejada. La cara 580 de prisma azul es una cara del prisma 200 azul usado para reflejar luz azul mediante reflexión interna total. La cara 585 de prisma azul es una cara del prisma 200 azul usado para separar luz azul de la luz 520 blanca transmitida y para reflejar luz azul mediante dicho recubrimiento dicroico. La cara 590 de prisma rojo es una cara del prisma 205 rojo usado para separar luz roja de la luz 565 roja/verde transmitida y para reflejar luz roja mediante dicho recubrimiento dicroico. El prisma 595 rojo es una cara del prisma 205 rojo usado para reflejar luz roja mediante reflexión interna total.

Haciendo de nuevo referencia a las figuras 5A y 5B, en funcionamiento, la luz 520 blanca transmitida entra en el conjunto 215 de prismas TIR y se refleja mediante la cara 540 de prisma TIR. La luz 520 blanca transmitida alcanza la cara 585 de prisma azul, donde la luz 550 azul transmitida se separa de la luz 520 blanca transmitida mediante el uso de un recubrimiento dicroico y se refleja. Después, la luz 550 azul transmitida se refleja desde la cara 580 de prisma azul hasta el chip 255a DMD. El chip 255a DMD refleja la luz y envía luz 500 de estado activado y luz 555 azul reflejada, que se refleja desde el prisma 200 azul y después desde la cara 580 de prisma azul, para recombinarse con las otras componentes de luz reflejadas, la luz 565 roja/verde reflejada.

La luz 560 roja/verde transmitida alcanza la cara 590 de prisma rojo, donde la luz 562 roja transmitida se separa de la luz 560 roja/verde transmitida mediante el uso de un recubrimiento dicroico y se refleja. Después, la luz 562 roja transmitida se refleja desde la cara 595 de prisma rojo hasta el chip 255b DMD. El chip 255b DMD refleja la luz y envía luz 500 de estado activado y luz 564 roja reflejada, que se refleja desde la cara 590 de prisma rojo y se recombina con la luz 535 verde reflejada en luz 565 roja/verde reflejada.

La luz 530 verde transmitida alcanza el chip 255c DMD, donde se refleja. Después, alcanza la cara 590 de prisma rojo, donde se recombina con la luz 564 roja reflejada en luz 565 roja/verde reflejada. La luz 565 roja/verde reflejada se combina con la luz 555 azul reflejada en luz 570 proyectada reflejada y sale del subconjunto 160 de prismas DLP.

Haciendo de nuevo referencia a la figura 5B, la figura 5C ilustra el detalle A de la figura 5B, con trayectorias de luz mostradas para fines ilustrativos. En esta vista se muestran el elemento 135 de sellado y la cinta 140 de sellado. El elemento de sellado 135 sella el espacio de aire vertical en la intersección del prisma 200 azul, del prisma 205 rojo y del prisma 210 verde. La cinta 140 de sellado sella los espacios de aire entre el prisma 200 azul y el prisma 205 rojo y entre el prisma 205 rojo y el prisma 210 verde.

Haciendo de nuevo referencia a las figuras 1, 2A, 2B, 2C, 3, 4A, 4B, 5A, 5B y 5C, el uso combinado de los vidrios 220, 225, 227 y 230, del elemento 235 de sellado, de la cinta 240 de sellado y del elemento 245 de sellado, protege los chips 255a, 255b y 255c DMD del sistema 100 de motor de luz DLP genérico contra la contaminación atmosférica, mientras que permite la suficiente disipación de calor. Por tanto, se satisfacen las condiciones TIR para la luz 520 blanca transmitida, la luz 500 de estado activado, la luz 510 de estado desactivado, la luz 550 azul transmitida, la luz 555 azul reflejada, la luz 560 roja/verde transmitida, la luz 562 roja transmitida, la luz 564 roja reflejada, la luz 570 proyectada reflejada, la cara 540 de prisma TIR, la cara 580 de prisma azul y la cara 595 de prisma rojo.

La presente invención no está limitada de ninguna manera a la realización descrita anteriormente y representada en los dibujos, sino que tal conjunto de prismas puede realizarse en diferentes formas y dimensiones, sin apartarse del alcance de la presente invención tal como se define en las reivindicaciones.

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Referencias citadas en la descripción

Esta lista de referencias citadas por el solicitante es sólo para la conveniencia del lector. No forma parte del documento de patente europea. Aunque se ha puesto el máximo cuidado al compilar las referencias, no pueden exlcluirse posibles errores u omisiones y la OEP niega cualquier responsabilidad al respecto.

Documentos de patentes citados en la descripción

\bullet US 6350033 B [0006]

Documentos de patentes no citados en la descripción

\bullet DR. LARRY HORNBECK. DLP technology at Texas Instruments, 1987 [0004].

Claims

1. Un conjunto de prismas que consta de dos o más prismas (200, 205, 210), al menos uno de los cuales comprende una o más superficies (580, 585, 590, 595) que se usan para la reflexión interna total o para la reflexión espectral parcial de luz entrante, en el que al menos una de dichas superficies (580, 585, 590, 595) usadas para fines de reflexión es una superficie exterior del conjunto de prismas, caracterizado porque al menos una parte de dicha al menos una superficie (580, 585, 590, 595) exterior usada para fines de reflexión está cubierta con una placa (220, 225, 227, 230) que está separada de dicha superficie, de manera que se define un espacio entre dicha superficie y dicha placa (220, 225, 227, 230), y porque dicho espacio está sellado con una junta (235) hermética que se aplica sobre uno de dichos prismas (200, 205, 210) con el fin de impedir que entren contaminantes en dicho espacio.

2. El conjunto de prismas según la reivindicación 1, caracterizado porque al menos dos prismas (200, 205, 210) adyacentes del conjunto de prismas están separados de manera que se define un espacio entre las superficies opuestas de ambos prismas, y porque dicho espacio está sellado con una junta (235) hermética que se aplica sobre uno o ambos de dichos prismas con el fin de impedir que entren contaminantes en dicho espacio.

3. El conjunto de prismas según la reivindicación 1, caracterizado porque una válvula (255) reflectora de luz está prevista junto a una superficie exterior de dicho conjunto de prismas, estando separadas dicha superficie exterior y dicha válvula (255) reflectora de luz de manera que se define un espacio entre dicha superficie y dicha válvula (255) reflectora de luz, y estando sellado dicho espacio con una junta (245) hermética que se aplica sobre uno de dichos prismas con el fin de impedir que entren contaminantes en dicho espacio.

4. El conjunto de prismas según la reivindicación 1, caracterizado porque dicha junta hermética consta de al menos un elemento (235, 245) de sellado.

5. El conjunto de prismas según la reivindicación 4 que se usa para la formación de imágenes, caracterizado porque dicho elemento (235, 245) de sellado sólo se aplica sobre zonas de los prismas que no estén implicados en reflejar la luz entrante concerniente con la formación de imágenes.

6. El conjunto de prismas según la reivindicación 5, caracterizado porque todas las partes de las superficies (580, 585, 590, 595) exteriores usadas para la reflexión de luz y concernientes con la formación de imágenes están cubiertas con una placa (220, 225, 227, 230) mencionada anteriormente.

7. El conjunto de prismas según la reivindicación 4, caracterizado porque dicho elemento (235, 245) de sellado es resistente al calor para temperaturas hasta 80ºC y es resistente a luz ultravioleta.

8. El conjunto de prismas según la reivindicación 4, caracterizado porque dicho elemento (235, 245) de sellado consta de silicona.

9. El conjunto de prismas según la reivindicación 4, caracterizado porque dicho elemento (235, 245) de sellado consta de caucho de silicona.

10. Un aparato de prismas para el procesamiento digital de la luz, que comprende un conjunto (215) de prismas de reflexión interna total (TIR) y un segundo conjunto de prismas según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9.

11. El aparato de prismas para el procesamiento digital de la luz según la reivindicación 10, caracterizado porque el conjunto (215) de prismas TIR consta de dos prismas triangulares que se extienden en una primera dirección, prismas TIR que están enfrentados entre sí en una de sus superficies (540), porque dicho segundo conjunto de prismas es un conjunto de prismas de colores que consta de un prisma (210) cuadrangular y de dos prismas (200, 205) triangulares, que están orientados en una dirección transversal con respecto a los prismas TIR, y porque el prisma (210) cuadrangular tiene una superficie enfrentada a una superficie (590) de un primer de dichos primas (205) triangulares de colores, primer prisma triangular que tiene una segunda superficie (595) enfrentada a una primera superficie (585) del segundo prisma (200) triangular de color, teniendo dicho segundo prisma de color una segunda superficie (580), enfrentada parcialmente a una superficie de uno de dichos prismas TIR, en el que todas las dichas superficies enfrentadas están colocadas a una distancia mutua entre sí, de manera que se forma un espacio entre cada una de dichas superficies enfrentadas, en el que dichos espacios están sellados con una junta (235) hermética que se aplica sobre dichos primas.

12. El aparato de prismas para el procesamiento digital de la luz según la reivindicación 11, caracterizado porque cada uno de los prismas (200, 205, 210) de colores está dotado en una de sus superficies de una válvula (255) reflectora de luz, en el que dichas válvulas (255) reflectoras de luz están separadas de las superficies correspondientes de manera que se forma un espacio entre dichas válvulas (255) reflectoras de luz y su superficie correspondiente, y en el que dichos espacios están sellados con una junta (245) hermética aplicada sobre dichas válvulas (255) reflectoras de luz y sobre dichos prismas.

13. El aparato de prismas para el procesamiento digital de la luz según la reivindicación 11, caracterizado porque las superficies orientadas hacia fuera de los prismas TIR y las superficies orientadas hacia fuera de los prismas de colores que se usan para la reflexión interna total o para la reflexión espectral parcial de una parte de formación de imágenes de la luz entrante, están cubiertas con un elemento (220, 225, 227, 230) que está separado de dicha superficie, de manera que se define un espacio entre dicha superficie y dicho elemento (220, 225, 227, 230), y en el que dicho espacio está sellado con una junta (235) hermética que se aplica sobre uno de dichos prismas con el fin de impedir que entren contaminantes en dicho espacio.