JP3517044B2 - ビデオプロジェクタ用光学系 - Google Patents
ビデオプロジェクタ用光学系Info
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Description
用光学系に関し、詳しくは、ビデオ信号に応じて照射光
の反射角度を変化させ、信号光のみを投影レンズ系方向
に反射させ得る、多数の光反射角可変ミラー素子を備え
たデジタル・マイクロミラー・デバイスを用いたビデオ
プロジェクタ用光学系に関するものである。
液晶パネル上に光源からの光を照射し、そのビデオ情報
を担持した透過光を投影レンズによって集束せしめてス
クリーン上に映像を投影するようにした液晶ビデオプロ
ジェクタが知られている。しかし、近年、高精細画像の
要求の高まりに伴い、ビデオプロジェクタの分野におい
ても、光学系のサイズを大型化することなく画素数を飛
躍的に増大させる技術の開発が要望されている。
ロミラー・デバイス（以下ＤＭＤと称する）を用いたビ
デオプロジェクタの開発が進められている。このＤＭＤ
は、ビデオ信号により約１０°の範囲で傾きを変えるこ
とができる高反射率の矩形形状の微小な鏡（ミラー素
子）を、ＣＭＯＳ半導体技術を用いてシリコンメモリー
チップ上に形成してなるものである。このＤＭＤを用い
たビデオプロジェクタは、上記ミラー素子の角度を変え
ることにより、光源からの光の反射方向を制御し、所望
の反射光のみをスクリーン上に集束させて所望の映像の
撮影を可能としている。
イズの基板上に２３０万個のミラー素子を縦横に配列す
ることが可能であり、これら多数のミラー素子はすべて
独立してデジタル制御することができるため、各ミラー
素子が各々映像中の１画素に対応することとなる。これ
により、このＤＭＤを用いたビデオプロジェクタは、今
までの平均的な液晶ビデオプロジェクタと比べ、数十倍
の画素数による映像を得ることができ、飛躍的に精細度
を向上させることができる。
うに、ＤＭＤの各ミラー素子からの反射光は、ビデオ信
号に応じて、ＯＮ状態のときには投影レンズ方向に、一
方ＯＦＦ状態のときにはこの投影レンズに入射しないよ
うに、ＯＮ状態のときとは角度にして２０°程度異なる
方向に射出されるようにしている。
子からの反射光は、ビデオプロジェクタの設計上の制約
から、このＤＭＤと投影レンズの間に介在する色分解プ
リズム光学系を構成するプリズムの側壁に入射してしま
う。こうして側壁に入射した反射光は該側壁で全反射さ
れるが、この二次反射光はスクリーン上に明るい画像を
形成するだけの強度を有するものであり、しかも、ＯＦ
Ｆ状態のときの反射光と信号光となるＯＮ状態のときの
反射光とは進行方向の角度が２０°程度しか異ならない
ため、ＯＦＦ状態にあるミラー素子からの反射光の二次
反射光も投影レンズに入射して、スクリーン上に本来の
像とは別の像（ゴースト）を形成してしまうという問題
がある。
たものであって、ＤＭＤを用いた場合において、ＯＦＦ
状態にあるミラー素子からの反射光の二次反射光による
スクリーン上のゴースト発生を防止あるいは最小限に抑
えることができるビデオプロジェクタ用光学系を提供す
ることを目的とするものである。
ジェクタ用光学系は、画像の各画素と対応するように、
微小な光反射角可変ミラー素子が一平面内で規則的に配
列され、これら各ミラー素子が、入力されるビデオ信号
に応じて、照射光を投影レンズ系方向と、該ミラー素子
および該投影レンズ系間に位置するプリズムの側壁方向
との２方向のうちいずれかの方向に択一的に反射するよ
うに構成されてなるデジタル・マイクロミラー・デバイ
スを備え、
に、前記各ミラー素子からの反射光により生じる前記側
壁からの二次反射光を遮蔽する遮蔽手段が設けられてい
ることを特徴とするものである。上記「遮蔽手段」は、
各ミラー素子からの反射光により生じる側壁からの二次
反射光を遮蔽することができるものであれば、特定の構
成に限定されるものではなく、例えば、上記プリズムの
前端面に施された表面処理膜からなる構成とすることが
可能である。さらに、上記側壁に放熱手段が設けられた
構成とすることが効果的である。
施例について説明する。図１は、本発明に係るビデオプ
ロジェクタ用光学系の一実施例を示す正面図であり、図
２はその平面図である。図１に示すように、このビデオ
プロジェクタ用光学系は、光照射系１２と、３色分解プ
リズム系１４と、ＤＭＤ（デジタル・マイクロミラー・
デバイス）１６と、投影レンズ系１８とを備えてなって
いる。上記光照射系１２は、光源２０と、コンデンサレ
ンズ２２と、ミラー２４と、プリズム２６とからなり、
光源２０からの光（白色光）をコンデンサレンズ２２で
集光させてミラー２４で反射させ、さらにプリズム２６
で反射させた後、３色分解プリズム系１４に入射させる
ようになっている。
すように、３つのプリズム２８Ｂ、２８Ｇ、２８Ｒが接
合されてなり、プリズム２８Ｂとプリズム２８Ｒとの境
界面にはＢ反射ダイクロイック層が介装されるととも
に、プリズム２８Ｒとプリズム２８Ｇとの境界面にはＲ
反射ダイクロイック層が介装されている。これにより、
プリズム２４からの白色光を、ＲＧＢの３色に分解して
各プリズム２８Ｂ、２８Ｇ、２８Ｒの後方に配置された
ＤＭＤ１６に入射させるようになっている。
であって、基板上に極めて多数（約２３０万個）のミラ
ー素子（矩形形状をなすアルミニウムの鏡）が配列され
たミラー面３０を備えてなり、このミラー面３０を構成
する各ミラー素子の反射方向を各々独立して２方向（挟
角約２０°）に切り換え得るように構成されている。こ
の反射方向の切換えは、上記各ミラー素子を画素として
ＤＭＤ１６に入力されるビデオ信号のＯＮ／ＯＦＦ制御
により行われるようになっている。
射光は、各プリズム２８Ｂ、２８Ｇ、２８Ｒを経て合成
された後、投影レンズ系１８により前方のスクリーン上
に投影されるようになっている。この投影レンズ系１８
は、鏡筒３２に複数のレンズ（最前部および最後部のレ
ンズ３４、３６のみを示す）が配置されてなっている。
以下、説明の簡単のため、上記３つのプリズム２８Ｂ、
２８Ｇ、２８Ｒおよび３つのＤＭＤ１６のうち１組を代
表させ、これをプリズム２８およびＤＭＤ１６として図
１に基づいて説明する。図示のように、プリズム２８の
前端面２８ａおよび後端面２８ｂ、ならびにＤＭＤ１６
のミラー面３０は、投影レンズ系１８の光軸Ａｘと直交
している。
面３０への光入射は、プリズム２８を介して行われる
が、その際、投影レンズ系１８の光軸Ａｘと所定角度を
なす方向からプリズム２８の前端面２８ａおよび後端面
２８ｂを経てミラー面３０へ光が入射するようになって
いる。上記ミラー面３０を構成する各ミラー素子の反射
方向は、ＤＭＤ１６に入力されるビデオ信号のうち該ミ
ラー素子に対応する画素信号がＯＮのときには投影レン
ズ系１８の光軸Ａｘ方向、ＯＦＦのときには該光軸Ａｘ
に対して入射方向とは反対側に所定角度（約２０°）を
なす方向となるように設定されている。
がＯＦＦ状態のミラー素子からの反射光のうちの何割か
は、図示のように、プリズム２８の上部側壁（側壁）２
８ｃに入射することとなるが、このようにして上部側壁
２８ｃに入射した光は、図中Ａで示すように、該上部側
壁２８ｃからの二次反射光となってプリズム２８の前端
面２８ａから前方へ射出されることとなる。したがっ
て、上記構成のままでは、上記二次反射光が投影レンズ
系１８により前方のスクリーン上の予期しない位置に倒
立像（ゴースト）となって映出されることとなる。
ム２８の前端面２８ａのうち上部側壁２８ｃ寄りの部分
に、遮蔽膜３８が上下所定幅で形成されており、これに
より、プリズム２８の上部側壁２８ｃからの二次反射光
がプリズム２８の前端面２８ａから前方へ射出されるの
を最小限に抑えるようになっている。上記遮蔽膜３８
は、黒色のカーボン塗料をシルク印刷することにより形
成されている。黒色としたのは、光吸収率を高めるため
である。なお、遮蔽膜３８の形成方法は、上記シルク印
刷に限られるものではなく、他の印刷手法あるいは蒸着
やスパッタリング等の手法を用いることも可能である。
接着剤４０によりアルミニウム製の放熱板４２が接着さ
れており、この放熱板４２の下面は黒色のアルマイト処
理が施されている。これにより、上記放熱板４２はプリ
ズム２８の上部側壁２８ｃへの入射光を上記接着剤４０
を介して吸収してこれを熱エネルギに変換し、さらにこ
の熱エネルギを放熱板４２の上面に形成されたフィンか
ら放散するようになっている。
２６から投影レンズ系１８へ入射する光路を補正するた
めの補正プリズム４４がエアギャップをおいて設けられ
ている。上記プリズム２８の前端面２８ａに遮蔽膜３８
を形成する代わりに、上記プリズム２６の前端面に遮蔽
膜を形成してもよいし、上記プリズム２６と補正プリズ
ム４４との間に薄い遮蔽板を介装するようにしてもよ
い。さらには、補正プリズム４４の前端面に遮蔽膜を形
成してもよいし、補正プリズム４４と投影レンズ系１８
との間の空間に遮蔽板を配置するようにしてもよい。
は、プリズム２８の前端面２８ａのうち上部側壁２８ｃ
寄りの部分に、遮蔽膜３８が上下所定幅で形成されてお
り、これにより、プリズム２８の上部側壁２８ｃからの
二次反射光がプリズム２８の前端面２８ａから前方へ射
出されるのを最小限に抑えるようになっているので、上
部側壁２８ｃからの二次反射光が投影レンズ系１８によ
り前方のスクリーン上にゴーストとして投影されるのを
防止あるいは最小限に抑えることができる。上記遮蔽膜
３８を形成することにより、プリズム２８の上部側壁２
８ｃからの二次反射光（図中Ａ）のみならず、上記放熱
板４２の接着剤４０の上面からの二次反射光（図中Ａ
´）、さらには補正プリズム４４の上部壁面からの二次
反射光（図中Ｂ）をもカットすることができる。
ば、上部側壁２８ｃからの二次反射光を完全にカットす
ることができるので、スクリーン上におけるゴースト発
生を確実に防止することができるが、このようにした場
合には本来の信号光もその何割かがカットされてしまう
ので、両者のバランスがとれる幅寸法値に設定すること
が望ましい。図１では、説明の簡単のため、図２に示す
３つのプリズム２８Ｂ、２８Ｇ、２８Ｒをプリズム２８
で代表させて説明したが、上記各プリズム２８Ｂ、２８
Ｇ、２８Ｒはプリズム２８と同様の構成とされている。
すなわち、各プリズム２８Ｂ、２８Ｇ、２８Ｒの前端面
に遮蔽膜３８が上下所定幅で形成されており、これによ
り、各色光毎に二次反射光によるスクリーン上のゴース
ト発生抑制を図るようになっている。
系としては、上記実施例に限られるものではなく、その
他の種々の態様の変更が可能である。例えば、上記実施
例においてはカラ−画像再生用のビデオプロジェクタ用
光学系を前提としているが、白黒画像再生用のビデオプ
ロジェクタ用光学系に適用することもできる。また、プ
リズムの配置や照射光学系の配置としても適宜変更が可
能である。さらに、プリズムと放熱手段の間の接着剤と
しても種々のものを採用可能であり、また、この接着剤
に代えてシリコ−ン系ゲル（樹脂）等の可撓性を有する
透明な緩衝材を用いれば、この緩衝材とプリズムの間の
熱膨張率の差に伴うプリズム等の歪みの発生を防止する
ことが可能である。
ビデオプロジェクタ用光学系においては、ミラー面に配
列された多数のミラー素子のうち入力ビデオ信号がＯＦ
Ｆ状態にあるミラー素子の反射光はプリズムの側壁に入
射するが、本発明の光学系においては、ＤＭＤ前方のプ
リズムと投影レンズ系との間に設けられた遮蔽手段によ
り、上記ミラー素子からの反射光により生じる上記プリ
ズム側壁からの二次反射光を遮蔽するようになっている
ので、この二次反射光が投影レンズ系へ到達するのを防
止あるいは抑制することができ、これにより、上記二次
反射光によるスクリーン上のゴースト発生を抑制するこ
とができる。特に、上記遮蔽手段を、上記プリズムの前
端面に施された表面処理膜からなる構成とすれば、遮蔽
手段を容易に設けることができる。
実施例を示す正面図
Claims (3)
- 【請求項１】 画像の各画素と対応するように、微小な
光反射角可変ミラー素子が一平面内で規則的に配列さ
れ、これら各ミラー素子が、入力されるビデオ信号に応
じて、照射光を投影レンズ系方向と、該ミラー素子およ
び該投影レンズ系間に位置するプリズムの側壁方向との
２方向のうちいずれかの方向に択一的に反射するように
構成されてなるデジタル・マイクロミラー・デバイスを
備え、前記プリズムと前記投影レンズ系との間に、前記
各ミラー素子からの反射光により生じる前記側壁からの
二次反射光を遮蔽する遮蔽手段が設けられてなることを
特徴とするビデオプロジェクタ用光学系。 - 【請求項２】 前記遮蔽手段が、前記プリズムの前端面
に施された表面処理膜からなることを特徴とする請求項
１記載のビデオプロジェクタ用光学系。 - 【請求項３】 前記側壁に放熱手段が設けられてなるこ
とを特徴とする請求項１または２記載のビデオプロジェ
クタ用光学系。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27486595A JP3517044B2 (ja) | 1995-09-28 | 1995-09-28 | ビデオプロジェクタ用光学系 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27486595A JP3517044B2 (ja) | 1995-09-28 | 1995-09-28 | ビデオプロジェクタ用光学系 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0998442A JPH0998442A (ja) | 1997-04-08 |
| JP3517044B2 true JP3517044B2 (ja) | 2004-04-05 |
Family
ID=17547650
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27486595A Expired - Lifetime JP3517044B2 (ja) | 1995-09-28 | 1995-09-28 | ビデオプロジェクタ用光学系 |
Country Status (1)
| Country | Link |
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-
1995
- 1995-09-28 JP JP27486595A patent/JP3517044B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
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| JPH0998442A (ja) | 1997-04-08 |
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