JP2001201716A - 反射型プロジェクター - Google Patents

反射型プロジェクター

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JP2001201716A
JP2001201716A JP2000335119A JP2000335119A JP2001201716A JP 2001201716 A JP2001201716 A JP 2001201716A JP 2000335119 A JP2000335119 A JP 2000335119A JP 2000335119 A JP2000335119 A JP 2000335119A JP 2001201716 A JP2001201716 A JP 2001201716A
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舜▲チョル▼ 崔
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 光分離構造が改善された反射型プロジェクタ
ーを提供する。 【解決手段】 光源１１０と、光路変換手段１５０と、
画像形成手段と、入射光を拡大投射させる投射レンズユ
ニット１７０とを含む反射型プロジェクターは、その光
路変換手段として、光源側から入射する光は透過させ、
有用反射光及びウィンドウから反射された表面反射光は
反射させるように傾斜配置された第１臨界面１５３ａ
と、画像形成手段及び投射レンズユニットの一面に対向
配置され、光が入射及び出射する入出射面１５３ｂと、
第１臨界面から反射されて進行する有用反射光の光軸に
対して傾斜配置され、無用反射光及び第１臨界面から反
射されて入射した表面反射光の各々は透過させ、第１臨
界面から反射されて入射した有用反射光は投射レンズユ
ニット側に反射させる第２臨界面１５３ｃとを有する光
分離プリズムを具備したことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は反射型プロジェクタ
ーに係り、より詳細には、画像形成手段のウィンドウの
表面から反射された表面反射光による影響を減らし得る
ように光分離構造を改善した反射型プロジェクターに関
する。
【０００２】
【従来の技術】一般的に、マイクロミラーデバイスを採
用した反射型プロジェクターは、画面を構成する各画素
に対応して具備された複数の可動ミラーの各々を独立的
に可動させることにより、各可動ミラーで反射光の経路
を異ならしめて画像を形成する。
【０００３】図１を参照すれば、従来のマイクロミラー
デバイスを採用した反射型プロジェクターは、光を照射
する光源１０と、カラー画像を具現せしめるようにカラ
ーを選択するカラー選択手段２０と、均一光を出射せし
めるガラスロード３０と、入射光を集束せしめるレンズ
要素４０と、光の進行経路を変える光路変換手段５０
と、画像を形成するマイクロミラーデバイス６０及び、
入射した光を拡大投射させる投射レンズユニット７０を
含む。
【０００４】前記光路変換手段５０は、臨界角よりも小
さい角をもって入射した光は透過させる一方、臨界角よ
りも大きい角をもって入射した光は反射させることによ
り光の経路を変える光分離プリズム５１と、分離された
光の経路を補償する補償プリズム５５とを具備する。
【０００５】前記光分離プリズム５１は、前記光源１０
から照射された光が入射する入射面５１ａと、この入射
面５１ａに対して傾斜して配置された臨界面５１ｂと、
前記マイクロミラーデバイス６０と対向され、前記臨界
面５１ｂから反射されて入射した光及び前記マイクロミ
ラーデバイス６０から反射された光を透過させる入出射
面５１ｃを有する。ここで、前記臨界面５１ｂは、前記
入射面５１ａを通じて臨界角よりも大きい角をもって入
射した光は前記入出射面５１ｃ側に反射させ、その一
方、前記マイクロミラーデバイス６０側から臨界角より
も小さい角をもって入射した光は透過させる。前記補償
プリズム５５は、前記臨界面５１ｂに一面が対向配置さ
れ、投射レンズユニット７０に向かう光の経路を補償す
る。
【０００６】前記マイクロミラーデバイス６０は、図２
及び図３に示されたように、各画素に対応するように基
板６１に設けられた複数の可動ミラー６２と、この可動
ミラー６２を回動自在に支持するポスト６３と、前記可
動ミラー６２を保護するウィンドウ６５とを含んでな
る。前記可動ミラー６２は、前記基板６１に形成された
電極との相互静電引力により往復回転駆動される。
【０００７】したがって、前記可動ミラー６２は、各画
素に対応する電極の駆動可否、すなわち、オン状態また
はオフ状態によって反射面の角が選択される。このた
め、オン状態の場合の反射光である有用反射光のみを前
記投射レンズユニット７０に向かわせ、オフ状態の場合
の反射光を前記投射レンズユニット７０を外れて進行す
る無用反射光にならしめて画像を形成する。その一方、
前記マイクロミラーデバイス６０は、前記可動ミラー６
１だけでなく、ウィンドウ６５の表面でも入射光を反射
させる。この反射光を表面反射光という。
【０００８】図１を参照すれば、従来のマイクロミラー
デバイスを採用した反射型プロジェクターは、前記マイ
クロミラーデバイス６０から反射された有用反射光及び
表面反射光共に前記光分離プリズム５１の臨界面５１ｂ
を透過して進行し、表面反射光の一部が前記投射レンズ
ユニット７０に透過した後、有用反射光と共にスクリー
ンに向かうようになっている。これにより、スクリーン
に形成される画像のコントラストが大幅に低下する問題
がある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記事情に鑑
みてなされたものであり、その目的は、画像形成手段の
ウィンドウの表面から反射された表面反射光がスクリー
ンに向かわないように光分離構造が改善された反射型プ
ロジェクターを提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明は、光を生成照射する光源と、入射光の進行
経路を変える光路変換手段と、各画素に対応して設けら
れて駆動状態によって入射光を有用反射光及び無用反射
光として各々反射経路が異なるように反射させ外部を覆
うウィンドウを有する画像形成手段と、前記入射光を拡
大投射させる投射レンズユニットとを含む反射型プロジ
ェクターにおいて、前記光路変換手段は、前記光源側か
ら入射する光は透過させ、前記有用反射光及び前記ウィ
ンドウから反射された表面反射光は反射させるように傾
斜配置された第１臨界面と、前記画像形成手段及び前記
投射レンズユニットの一面に対向配置され、光が入射及
び出射する入出射面と、前記第１臨界面から反射されて
進行する有用反射光の光軸に対して傾斜配置され、前記
無用反射光及び前記第１臨界面から反射されて入射した
表面反射光の各々は透過させ、前記第１臨界面から反射
されて入射した有用反射光は前記投射レンズユニット側
に反射させる第２臨界面とを有する光分離プリズムであ
ることを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、添付した図面に基づき、本
発明の望ましい実施形態について詳細に説明する。図４
を参照すれば、本発明による反射型プロジェクターは、
光を生成照射する光源１１０と、入射光の進行経路を変
える光路変換手段１５０と、画像形成手段と、入射光を
拡大投射させる投射レンズユニット１７０とを含んでな
る。また、本発明は、前記光源１１０と前記光路変換手
段１５０との間の光路上に設けられてカラー画像を具現
せしめるカラー選択手段１２０と、このカラー選択手段
１２０を透過した光を集束させて平行光にならしめるコ
リメートレンズ１３１と、前記画像形成手段に均一光を
照明する均一光照明手段１４０とをさらに含むことが望
ましい。前記画像形成手段は、各画素に対応して設けら
れて駆動状態によって入射光を有用反射光及び無用反射
光として各々反射経路が異なるように反射させ外部を覆
うウィンドウを有する画像形成手段であり得る。
【００１２】前記光源１１０は、光を生成するランプ１
１１と、このランプ１１１から出射した光を反射させて
その進行経路を案内する反射鏡１１３とを含む。前記反
射鏡１１３は、前記ランプ１１１の位置を一焦点とし、
かつ、光が集束される地点を他の焦点とする楕円反射鏡
であることが望ましい。
【００１３】前記カラー選択手段１２０は前記反射鏡１
１３の他の焦点の辺りに設けられ、赤色（Ｒ）、青色
（Ｂ）、緑色（Ｇ）の波長の光を各々透過させるフィル
ターを有するカラーホイール１２１と、前記フィルター
が交代に光路上に位置されるように前記カラーホイール
１２１を回転駆動させる駆動源１２５とを具備する。し
たがって、前記カラーホイール１２１の一回転時に各カ
ラーに対応するように形成された画像を重畳させて１フ
レームの画像を生成する。
【００１４】前記コリメートレンズ１３１は、前記反射
鏡１１３により集束発散された光を集束して平行光にな
らしめる。そして、前記均一光照明手段１４０は、前記
マイクロミラーデバイス１６０に向かう光を均一光にな
らしめるために設けられたものであって、好ましくは、
所定間隔離隔されて配置された一対のフライアイレンズ
ユニットを含んでなる。前記フライアイレンズユニット
は、前記コリメートレンズ１３１を透過して入射した光
を複数の領域に区切って集束発散させ、これを再び集束
させて区切られた入射光を混合させることにより、均一
光にならしめる。また、フライアイレンズユニットは、
入射光の断面形状を、円形から前記マイクロミラーデバ
イス１６０の形状に合う四角形に変える。前記均一光照
明手段１４０を透過した平行光は、集束レンズ１３３に
より集束されて前記マイクロミラーデバイス１６０の大
きさに適した光となる。
【００１５】図５を参照すれば、前述した光路変換手段
１５０は、臨界角よりも大きい角度をもって入射する光
は反射させる一方、臨界角よりも小さい角度をもって入
射する光は屈折透過させる第１及び第２臨界面１５３ａ
及び１５３ｃと、入射光を透過させる入出射面１５３ｂ
を有する光分離プリズム１５３とを含む。また、前記光
路変換手段１５０は、一面が前記第１臨界面１５３ａに
対向配置された補償プリズム１５１をさらに含むことが
望ましい。この補償プリズム１５１は、前記マイクロミ
ラーデバイス１６０に照明される光を補償して、照明領
域の形状捻じりを最小化させる。
【００１６】前記第１臨界面１５３ａは、前記光源１１
０側から入射する光は透過させる一方、前記マイクロミ
ラーデバイス１６０側から入射する光は反射させるよう
に前記光源１１０側から入射する光の光軸に対して傾斜
して配置されている。ここで、前記マイクロミラーデバ
イス１６０は、図２及び図３を参照して説明されたよう
に、可動ミラー（図３の６２）と、この可動ミラー６２
を回動自在に支持するポスト（図２の６３）と、前記可
動ミラー６２を保護するウィンドウ（図３の６５）とを
含むものであって、前述した構成と実質的に同一ないし
類似しているため、その詳細な説明は省略する。
【００１７】前記第１臨界面１５３ａに対して入射する
光のうち前記マイクロミラーデバイス１６０側から入射
する光としては、有用反射光と、表面反射光とがある。
前記有用反射光はオン状態の可動ミラー６２から反射さ
れて進行する光を意味し、前記表面反射光は前記マイク
ロミラーデバイス１６０のウィンドウ６５から反射され
た光を意味する。ここで、前記第１臨界面１５３ａに入
射した有用反射光及び表面反射光の入射角は前記第１臨
界面１５３ａに対して臨界角よりも大きい角度であり、
相異なる角度を有する。その一方、前記可動ミラー６２
がオフ状態の場合に反射された光は無用反射光は前記入
出射面１５３ｂを透過した後、前記第２臨界面１５３ｃ
側に直接に入射する。
【００１８】前記入出射面１５３ｂは前記マイクロミラ
ーデバイス１６０及び前記投射レンズユニット１７０の
一面に対向配置されて、前記第１臨界面１５３ａ側から
入射した光は透過させてマイクロミラーデバイス１６０
側に向かわせ、前記マイクロミラーデバイス１６０側か
ら入射した光は前記第１または第２臨界面１５３ａまた
は１５３ｃ側に向かわせる。
【００１９】前記第２臨界面１５３ｃは、前記第１臨界
面１５３ａから反射されて進行する有用反射光の光軸に
対して傾斜して配置される。前記可動ミラー６２から反
射された無用反射光及び前記第１臨界面１５３ａから反
射されて入射した表面反射光の各々は前記第２臨界面１
５３ｃを透過し、前記第１臨界面１５３ａから反射され
て入射した有用反射光は前記第２臨界面１５３ｃで前記
投射レンズユニット１７０側に反射される。これによ
り、前記マイクロミラーデバイス１６０で形成された有
用反射光のみを前記投射レンズユニット１７０側に向か
わせる。
【００２０】前記投射レンズユニット１７０は前記光分
離プリズム１５３とスクリーン（図示せず）との間の光
路上に配置されて、前記光分離プリズム１５３側から入
射する有用反射光のみを前記スクリーンに向かうように
拡大投射させる。
【００２１】
【発明の効果】以上述べたように、本発明の実施形態に
よる反射型プロジェクターは、第１及び第２臨界面を有
する光分離プリズムを採用してマイクロミラーデバイス
から反射された有用反射光、無用反射光及び表面反射光
のうち有用反射光のみを投射レンズユニットを通じてス
クリーンに投影せしめることにより、高いコントラスト
を確保できるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 従来のマイクロミラーデバイスを採用した反
射型プロジェクターの光学的配置を概略的に示す図面で
ある。
【図２】 一般的なマイクロミラーデバイスを概略的に
示す部分斜視図である。
【図３】 一般的なマイクロミラーデバイスを概略的に
示す部分断面図である。
【図４】 本発明の実施形態による反射型プロジェクタ
ーの光学的配置を概略的に示す図面である。
【図５】 マイクロミラーデバイスの動作に応じて区分
され、かつ光分離プリズムで分離された光の進行経路を
説明するために示す図面である。
【符号の説明】
６２ 可動ミラー １１０ 光源 １１１ ランプ １１３ 反射鏡 １２０ カラー選択手段 １２１ カラーホイール １３１ コリメートレンズ １４０ 均一光照明手段 １５０ 光路変換手段 １５１ 補償プリズム １５３ 光分離プリズム １５３ａ 第１臨界面 １５３ｂ 入出射面 １５３ｃ 第２臨界面 １６０ マイクロミラーデバイス １７０ 投射レンズユニット
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０４Ｎ 9/31 Ｈ０４Ｎ 9/31 Ｃ

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 光を生成照射する光源と、入射光の進行
    経路を変える光路変換手段と、各画素に対応して設けら
    れて駆動状態によって入射光を有用反射光及び無用反射
    光として各々反射経路が異なるように反射させ外部を覆
    うウィンドウを有する画像形成手段と、前記入射光を拡
    大投射させる投射レンズユニットとを含む反射型プロジ
    ェクターにおいて、 前記光路変換手段は、 前記光源側から入射する光は透過させ、前記有用反射光
    及び前記ウィンドウから反射された表面反射光は反射さ
    せるように傾斜配置された第１臨界面と、 前記画像形成手段及び前記投射レンズユニットの一面に
    対向配置され、光が入射及び出射する入出射面と、 前記第１臨界面から反射されて進行する有用反射光の光
    軸に対して傾斜配置され、前記無用反射光及び前記第１
    臨界面から反射されて入射した表面反射光の各々は透過
    させ、前記第１臨界面から反射されて入射した有用反射
    光は前記投射レンズユニット側に反射させる第２臨界面
    と、を有する光分離プリズムであることを特徴とする反
    射型プロジェクター。
  2. 【請求項２】 前記画像形成手段は、 各画素に対応して設けられて駆動状態に応じて入射光を
    互いに反射経路が異なる有用反射光及び無用反射光とし
    て反射させる複数の可動ミラーと、前記可動ミラーを取
    り囲み、入射光のほとんどを透過させるウィンドウとを
    具備したマイクロミラーデバイスであることを特徴とす
    る請求項１に記載の反射型プロジェクター。
  3. 【請求項３】 前記光路変換手段は、前記マイクロミラ
    ーデバイスに照明される光を補償できるように、一面が
    前記第１臨界面に対向配置された補償プリズムをさらに
    含むことを特徴とする請求項２に記載の反射型プロジェ
    クター。
  4. 【請求項４】 前記光源と前記光路変換手段との間の光
    路上に設けられ、赤色（Ｒ）、青色（Ｂ）、緑色（Ｇ）
    の波長の光を各々透過させるフィルターを有するカラー
    ホイールと、前記フィルターが交番に光路上に位置され
    るように前記カラーホイールを駆動する駆動源とを具備
    したカラー選択手段と、 このカラー選択手段を透過した光を集束させて平行光に
    ならしめるコリメートレンズと、 入射光を混合させて均一光にならしめるフライアイレン
    ズユニットとをさらに含むことを特徴とする請求項１ま
    たは２に記載のマイクロミラーデバイスを採用した反射
    型プロジェクター。
JP2000335119A 1999-11-04 2000-11-01 反射型プロジェクター Withdrawn JP2001201716A (ja)

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