JP2002350775A - プロジェクタ装置 - Google Patents
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- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 57
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
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- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N9/00—Details of colour television systems
- H04N9/12—Picture reproducers
- H04N9/31—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM]
- H04N9/3141—Constructional details thereof
-
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- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N5/00—Details of television systems
- H04N5/74—Projection arrangements for image reproduction, e.g. using eidophor
- H04N5/7416—Projection arrangements for image reproduction, e.g. using eidophor involving the use of a spatial light modulator, e.g. a light valve, controlled by a video signal
- H04N5/7458—Projection arrangements for image reproduction, e.g. using eidophor involving the use of a spatial light modulator, e.g. a light valve, controlled by a video signal the modulator being an array of deformable mirrors, e.g. digital micromirror device [DMD]
-
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- H04N9/31—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM]
- H04N9/3102—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM] using two-dimensional electronic spatial light modulators
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- Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】全反射面法線ベクトルをＤＭＤの表面に投影し
た線とＤＭＤの長辺又は短辺との成す角度が４５°より
小さく設定されたＴＩＲプリズムを用いることにより、
薄型化が可能なプロジェクタ装置を提供する。 【解決手段】ＴＩＲプリズム１８は、照明光学系によっ
て入射された照明光を全反射してＤＭＤ２０に導くとと
もに、ＤＭＤ２０で光変調された光を全透過して投影光
学系に導く全反射面３６Ａを有し、この全反射面３６Ａ
は、その法線ベクトルをＤＭＤ２０の表面に投影した線
とＤＭＤ２０の長辺との成す角度が４５°より小さなる
ようにＤＭＤ２０に対して配置される。また、照明光学
系から照明光が入射される入射面３６Ｂは、その入射面
に垂直に入射された照明光が、全反射面３６Ａで全反射
され、出射面３６ＣからＤＭＤ２０に向けて出射される
と、ＤＭＤ２０の表面に対して２４°の入射角をもっ
て、ＤＭＤ２０の長辺と４５°を成す方向に出射される
ように形成される。
た線とＤＭＤの長辺又は短辺との成す角度が４５°より
小さく設定されたＴＩＲプリズムを用いることにより、
薄型化が可能なプロジェクタ装置を提供する。 【解決手段】ＴＩＲプリズム１８は、照明光学系によっ
て入射された照明光を全反射してＤＭＤ２０に導くとと
もに、ＤＭＤ２０で光変調された光を全透過して投影光
学系に導く全反射面３６Ａを有し、この全反射面３６Ａ
は、その法線ベクトルをＤＭＤ２０の表面に投影した線
とＤＭＤ２０の長辺との成す角度が４５°より小さなる
ようにＤＭＤ２０に対して配置される。また、照明光学
系から照明光が入射される入射面３６Ｂは、その入射面
に垂直に入射された照明光が、全反射面３６Ａで全反射
され、出射面３６ＣからＤＭＤ２０に向けて出射される
と、ＤＭＤ２０の表面に対して２４°の入射角をもっ
て、ＤＭＤ２０の長辺と４５°を成す方向に出射される
ように形成される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はプロジェクタ装置に
係り、特にＤＭＤ（Digital Micromirror Device）を用
いてスクリーン上に映像を投影するプロジェクタ装置に
関する。
係り、特にＤＭＤ（Digital Micromirror Device）を用
いてスクリーン上に映像を投影するプロジェクタ装置に
関する。
【０００２】
【従来の技術】ＤＭＤは、多数のマイクロミラーをマト
リックス状に配置して構成され、各マイクロミラーが表
示画像の１画素を構成するようにされている。各マイク
ロミラーはＯＮ状態とＯＦＦ状態の２つの傾斜状態をと
り、ＯＮ状態の時は照明光が投影光学系内に向けて反射
され、ＯＦＦ状態の時は投影光学系外に向けて反射され
る。したがって、ＤＭＤを用いたプロジェクタ装置で
は、ＯＮ状態のマイクロミラーで反射された光のみが投
影光学系によってスクリーン上に投影され、その結果、
明暗のパターンからなる表示画像がスクリーン上に形成
される。
リックス状に配置して構成され、各マイクロミラーが表
示画像の１画素を構成するようにされている。各マイク
ロミラーはＯＮ状態とＯＦＦ状態の２つの傾斜状態をと
り、ＯＮ状態の時は照明光が投影光学系内に向けて反射
され、ＯＦＦ状態の時は投影光学系外に向けて反射され
る。したがって、ＤＭＤを用いたプロジェクタ装置で
は、ＯＮ状態のマイクロミラーで反射された光のみが投
影光学系によってスクリーン上に投影され、その結果、
明暗のパターンからなる表示画像がスクリーン上に形成
される。
【０００３】図５は、ＤＭＤのマイクロミラーの駆動構
造を示す平面図であり、図６は、図４の６−６断面図で
ある。なお、同図はＤＭＤを構成する多数のマイクロミ
ラーのうち１つを抜き出して拡大表示したものであり、
実際のＤＭＤは、多数のマイクロミラーがマトリックス
状に配置されて構成されている。
造を示す平面図であり、図６は、図４の６−６断面図で
ある。なお、同図はＤＭＤを構成する多数のマイクロミ
ラーのうち１つを抜き出して拡大表示したものであり、
実際のＤＭＤは、多数のマイクロミラーがマトリックス
状に配置されて構成されている。
【０００４】同図に示すように、ＤＭＤ１のマイクロミ
ラー２は、回動軸ａｂを支点に回動することにより、Ｄ
ＭＤの表面に対して＋１２°傾いたＯＮ状態と、−１２
°傾いたＯＦＦ状態の２つの傾斜状態をとる。このマイ
クロミラー２の回動軸ａｂは、ＤＭＤの長辺（又は短
辺）に対して４５°傾いた方向に設定されており、照明
光Ｌ0 は、この回動軸ａｂと直交する方向からＤＭＤの
表面に対して２４°の入射角で照射される。ＤＭＤに照
射された照明光Ｌ0 は、ＯＮ状態のマイクロミラー２に
反射されると、ＤＭＤの表面に対する反射角が０°の投
影光Ｌ1 となり、ＯＦＦ状態のマイクロミラー２に反射
されると、ＤＭＤの表面に対する反射角が−４８°の投
影光Ｌ2 となる。投影光学系には、ＯＮ状態のマイクロ
ミラー２に反射された反射角０°の光束である投影光Ｌ
1 のみが入射され、これにより、スクリーン上に明暗の
パターンからなる表示画像が形成される。このようなＤ
ＭＤを用いたプロジェクタ装置としては、特開平９−９
８４４２号公報や特開平１２−２０６４５２号公報等に
開示されているものが知られている。
ラー２は、回動軸ａｂを支点に回動することにより、Ｄ
ＭＤの表面に対して＋１２°傾いたＯＮ状態と、−１２
°傾いたＯＦＦ状態の２つの傾斜状態をとる。このマイ
クロミラー２の回動軸ａｂは、ＤＭＤの長辺（又は短
辺）に対して４５°傾いた方向に設定されており、照明
光Ｌ0 は、この回動軸ａｂと直交する方向からＤＭＤの
表面に対して２４°の入射角で照射される。ＤＭＤに照
射された照明光Ｌ0 は、ＯＮ状態のマイクロミラー２に
反射されると、ＤＭＤの表面に対する反射角が０°の投
影光Ｌ1 となり、ＯＦＦ状態のマイクロミラー２に反射
されると、ＤＭＤの表面に対する反射角が−４８°の投
影光Ｌ2 となる。投影光学系には、ＯＮ状態のマイクロ
ミラー２に反射された反射角０°の光束である投影光Ｌ
1 のみが入射され、これにより、スクリーン上に明暗の
パターンからなる表示画像が形成される。このようなＤ
ＭＤを用いたプロジェクタ装置としては、特開平９−９
８４４２号公報や特開平１２−２０６４５２号公報等に
開示されているものが知られている。
【０００５】ところで、上記のようにＤＭＤを用いたプ
ロジェクタ装置では、上述したＤＭＤ１の構造上、照明
光Ｌ0 をマイクロミラー２の回動軸ａｂと直交する方向
（ＤＭＤ１の長辺又は短辺に対して４５°傾いた方向）
から入射させ、更にＤＭＤ１の表面に対して２４°の入
射角をもって照明光Ｌ0 を入射させるという２つの制約
を満たすように照明光学系を構成する必要がある。
ロジェクタ装置では、上述したＤＭＤ１の構造上、照明
光Ｌ0 をマイクロミラー２の回動軸ａｂと直交する方向
（ＤＭＤ１の長辺又は短辺に対して４５°傾いた方向）
から入射させ、更にＤＭＤ１の表面に対して２４°の入
射角をもって照明光Ｌ0 を入射させるという２つの制約
を満たすように照明光学系を構成する必要がある。
【０００６】このため、従来のプロジェクタ装置では、
図７及び図８に示すように、ＴＩＲプリズム(Total Int
ernal Reflection Prism：全反射プリズム）を用いて、
照明光をＤＭＤ１に導いていた。すなわち、光源３から
出射した光をカラーホイール４を介してロッドインテグ
レータ５に集光し、第１ミラー６及び第２ミラー７によ
ってＴＩＲプリズム８に導き、そのＴＩＲプリズム８で
全反射させることにより、ＤＭＤ１に所定の方向（ＤＭ
Ｄ１の長辺又は短辺と４５°を成す方向）から所定の入
射角度（２４°）をもって照射させるようにしていた。
そして、このように照射した照明光をＤＭＤ１で反射さ
せることにより光変調を行い、その光変調後にＴＩＲプ
リズム８を透過した光を投影光学系９でスクリーンに投
影するようにしていた。
図７及び図８に示すように、ＴＩＲプリズム(Total Int
ernal Reflection Prism：全反射プリズム）を用いて、
照明光をＤＭＤ１に導いていた。すなわち、光源３から
出射した光をカラーホイール４を介してロッドインテグ
レータ５に集光し、第１ミラー６及び第２ミラー７によ
ってＴＩＲプリズム８に導き、そのＴＩＲプリズム８で
全反射させることにより、ＤＭＤ１に所定の方向（ＤＭ
Ｄ１の長辺又は短辺と４５°を成す方向）から所定の入
射角度（２４°）をもって照射させるようにしていた。
そして、このように照射した照明光をＤＭＤ１で反射さ
せることにより光変調を行い、その光変調後にＴＩＲプ
リズム８を透過した光を投影光学系９でスクリーンに投
影するようにしていた。
【０００７】このＴＩＲプリズム８は、図９に示すよう
に、第１プリズム８Ａと第２プリズム８Ｂとで構成さ
れ、照明光学系から導かれた照明光を第１プリズム８Ａ
の全反射面Ｐで全反射させることにより、ＤＭＤ１に対
して所定の方向から所定の入射角度で照射するととも
に、ＤＭＤ１からの反射光を第１プリズム８Ａの全反射
面Ｐを全透過させることにより投影光学系９に導く。
に、第１プリズム８Ａと第２プリズム８Ｂとで構成さ
れ、照明光学系から導かれた照明光を第１プリズム８Ａ
の全反射面Ｐで全反射させることにより、ＤＭＤ１に対
して所定の方向から所定の入射角度で照射するととも
に、ＤＭＤ１からの反射光を第１プリズム８Ａの全反射
面Ｐを全透過させることにより投影光学系９に導く。
【０００８】ここで、従来のＴＩＲプリズム８は、図９
に示すように、入射した照明光が全反射するとともに、
ＤＭＤ１からの反射光が全透過するように全反射面Ｐの
傾斜角度αが設定されるとともに、その全反射面法線ベ
クトルをＤＭＤ１の表面に対して垂直な方向から見た投
影線が、ＤＭＤ１の長辺に対して４５°を成すように全
反射面Ｐの方向が設定されていた（図９において、正面
図及び背面図に図示されている全反射面法線ベクトル
が、全反射面法線ベクトルをＤＭＤ１の表面に対して垂
直な方向から見た投影線に相当）。そして、このＴＩＲ
プリズム８に対して、照明光は全反射面法線ベクトルと
同様にＤＭＤ１の長辺に対して４５°を成す方向から所
定の入射角（ここでは５０．２°）をもって入射し、全
反射面４Ｐで全反射させてＤＭＤ１に導いていた。
に示すように、入射した照明光が全反射するとともに、
ＤＭＤ１からの反射光が全透過するように全反射面Ｐの
傾斜角度αが設定されるとともに、その全反射面法線ベ
クトルをＤＭＤ１の表面に対して垂直な方向から見た投
影線が、ＤＭＤ１の長辺に対して４５°を成すように全
反射面Ｐの方向が設定されていた（図９において、正面
図及び背面図に図示されている全反射面法線ベクトル
が、全反射面法線ベクトルをＤＭＤ１の表面に対して垂
直な方向から見た投影線に相当）。そして、このＴＩＲ
プリズム８に対して、照明光は全反射面法線ベクトルと
同様にＤＭＤ１の長辺に対して４５°を成す方向から所
定の入射角（ここでは５０．２°）をもって入射し、全
反射面４Ｐで全反射させてＤＭＤ１に導いていた。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
プロジェクタ装置では、図８及び図９に示すように、Ｄ
ＭＤ１の長辺に対して４５°を成す方向から照明光をＴ
ＩＲプリズム８に入射しなければならないため、装置が
厚くなってしまうという欠点があった。
プロジェクタ装置では、図８及び図９に示すように、Ｄ
ＭＤ１の長辺に対して４５°を成す方向から照明光をＴ
ＩＲプリズム８に入射しなければならないため、装置が
厚くなってしまうという欠点があった。
【００１０】本発明はこのような事情に鑑みて成された
もので、薄型化が可能なプロジェクタ装置を提供するこ
とを目的とする。
もので、薄型化が可能なプロジェクタ装置を提供するこ
とを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、光源からの光を照明光学系でＴＩＲプリ
ズムに導き、そのＴＩＲプリズムで全反射させた光をＤ
ＭＤで反射させることにより光変調し、光変調後にＴＩ
Ｒプリズムを透過した光を投影光学系でスクリーン上に
投影するプロジェクタ装置において、前記ＴＩＲプリズ
ムは、照明光を全反射してＤＭＤに導くとともに、該Ｄ
ＭＤで光変調された光を全透過する全反射面を有し、該
全反射面の法線ベクトルを前記ＤＭＤの表面に対して垂
直な方向から見た投影線が、前記ＤＭＤの長辺又は短辺
と４５°より小さな角度を成すように前記ＤＭＤに対し
て配置され、前記照明光学系は、前記ＴＩＲプリズムか
ら前記ＤＭＤに出射される照明光の光軸を前記ＤＭＤの
表面に対して垂直な方向から見た投影線が、前記ＤＭＤ
の長辺又は短辺と４５°を成すように前記全反射面に照
明光を入射させることを特徴とするプロジェクタ装置を
提供する。
成するために、光源からの光を照明光学系でＴＩＲプリ
ズムに導き、そのＴＩＲプリズムで全反射させた光をＤ
ＭＤで反射させることにより光変調し、光変調後にＴＩ
Ｒプリズムを透過した光を投影光学系でスクリーン上に
投影するプロジェクタ装置において、前記ＴＩＲプリズ
ムは、照明光を全反射してＤＭＤに導くとともに、該Ｄ
ＭＤで光変調された光を全透過する全反射面を有し、該
全反射面の法線ベクトルを前記ＤＭＤの表面に対して垂
直な方向から見た投影線が、前記ＤＭＤの長辺又は短辺
と４５°より小さな角度を成すように前記ＤＭＤに対し
て配置され、前記照明光学系は、前記ＴＩＲプリズムか
ら前記ＤＭＤに出射される照明光の光軸を前記ＤＭＤの
表面に対して垂直な方向から見た投影線が、前記ＤＭＤ
の長辺又は短辺と４５°を成すように前記全反射面に照
明光を入射させることを特徴とするプロジェクタ装置を
提供する。
【００１２】本発明によれば、ＴＩＲプリズムは、その
全反射面の法線ベクトルをＤＭＤの表面に対して垂直な
方向から見た投影線が、ＤＭＤの長辺又は短辺と４５°
より小さな角度を成すようにＤＭＤに対して配置され
る。そして、このように配置された全反射面に対して、
照明光学系は、ＴＩＲプリズムからＤＭＤに出射される
照明光の光軸をＤＭＤの表面に対して垂直な方向から見
た投影線が、ＤＭＤの長辺又は短辺と４５°を成すよう
にＴＩＲプリズムに対して照明光を入射させる。これに
より、従来のようにＤＭＤの長辺又は短辺に対して４５
°を成す方向から照明光をＴＩＲプリズムに入射させる
必要がなくなり、装置を薄型化できる。
全反射面の法線ベクトルをＤＭＤの表面に対して垂直な
方向から見た投影線が、ＤＭＤの長辺又は短辺と４５°
より小さな角度を成すようにＤＭＤに対して配置され
る。そして、このように配置された全反射面に対して、
照明光学系は、ＴＩＲプリズムからＤＭＤに出射される
照明光の光軸をＤＭＤの表面に対して垂直な方向から見
た投影線が、ＤＭＤの長辺又は短辺と４５°を成すよう
にＴＩＲプリズムに対して照明光を入射させる。これに
より、従来のようにＤＭＤの長辺又は短辺に対して４５
°を成す方向から照明光をＴＩＲプリズムに入射させる
必要がなくなり、装置を薄型化できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、添付図面に従って本発明に
係るプロジェクタ装置の好ましい実施の形態について詳
説する。
係るプロジェクタ装置の好ましい実施の形態について詳
説する。
【００１４】図１、図２は、それぞれ本発明に係るプロ
ジェクタ装置の一実施形態を示す平面図と背面図であ
る。同図に示すように、本実施の形態のプロジェクタ装
置１０は、照明光学系１６、ＴＩＲプリズム１８、ＤＭ
Ｄ２０及び投影光学系２２で構成されている。
ジェクタ装置の一実施形態を示す平面図と背面図であ
る。同図に示すように、本実施の形態のプロジェクタ装
置１０は、照明光学系１６、ＴＩＲプリズム１８、ＤＭ
Ｄ２０及び投影光学系２２で構成されている。
【００１５】照明光学系１６は、光源２８、カラーホイ
ール２９、ロッドインテグレータ３０、リレーレンズ３
２及び反射ミラー３４で構成され、それぞれ光軸LA（照
明光学系の光軸）上に配設されている。光源２８から出
射された照明光は、カラーホイール２９を介してロッド
インテグレータ３０に入射され、そのロッドインテグレ
ータ３０の内部で複数回反射することにより、均一な明
るさをもった照明光としてリレーレンズ３２に出射され
る。リレーレンズ３２はロッドインテグレータ３０から
出射された照明光を集光し、この集光された照明光が反
射ミラー３４で反射されることによりＴＩＲプリズム１
８に入射される。
ール２９、ロッドインテグレータ３０、リレーレンズ３
２及び反射ミラー３４で構成され、それぞれ光軸LA（照
明光学系の光軸）上に配設されている。光源２８から出
射された照明光は、カラーホイール２９を介してロッド
インテグレータ３０に入射され、そのロッドインテグレ
ータ３０の内部で複数回反射することにより、均一な明
るさをもった照明光としてリレーレンズ３２に出射され
る。リレーレンズ３２はロッドインテグレータ３０から
出射された照明光を集光し、この集光された照明光が反
射ミラー３４で反射されることによりＴＩＲプリズム１
８に入射される。
【００１６】ＴＩＲプリズム１８は、照明光学系によっ
て光源２８から導かれた照明光を全反射してＤＭＤ２０
に導くとともに、ＤＭＤ２０で光変調された光を全透過
して投影光学系２２に導く。この際、ＴＩＲプリズム１
８は、所定の方向から入射された照明光をＤＭＤ２０の
表面に対して２４°の入射角度をもって、ＤＭＤ２０の
長辺と４５°を成す方向から照射するように全反射す
る。なお、このＴＩＲプリズム１８の構成については、
のちに詳述する。
て光源２８から導かれた照明光を全反射してＤＭＤ２０
に導くとともに、ＤＭＤ２０で光変調された光を全透過
して投影光学系２２に導く。この際、ＴＩＲプリズム１
８は、所定の方向から入射された照明光をＤＭＤ２０の
表面に対して２４°の入射角度をもって、ＤＭＤ２０の
長辺と４５°を成す方向から照射するように全反射す
る。なお、このＴＩＲプリズム１８の構成については、
のちに詳述する。
【００１７】ＤＭＤ２０は、多数のマイクロミラーをマ
トリックス状に配置したもので、各マイクロミラーをＯ
Ｎ／ＯＦＦ制御することにより照明光を光変調する。こ
のＤＭＤ２０は、光軸LBに対して垂直に設置されるとと
もに、その長辺が設置面に対して水平になるように設置
される。
トリックス状に配置したもので、各マイクロミラーをＯ
Ｎ／ＯＦＦ制御することにより照明光を光変調する。こ
のＤＭＤ２０は、光軸LBに対して垂直に設置されるとと
もに、その長辺が設置面に対して水平になるように設置
される。
【００１８】投影光学系２２は光軸LB上に配設され、Ｄ
ＭＤ２０によって光変調されたあと、ＴＩＲプリズム１
８を透過した投影光をスクリーン上に拡大投影する。こ
の投影光学系２２には、投射画像のピント調整を行うた
めのフォーカス調整機能が備えられている。
ＭＤ２０によって光変調されたあと、ＴＩＲプリズム１
８を透過した投影光をスクリーン上に拡大投影する。こ
の投影光学系２２には、投射画像のピント調整を行うた
めのフォーカス調整機能が備えられている。
【００１９】前記のごとく構成されたプロジェクタ装置
１０によれば、光源２８を点灯すると、その光源２８か
ら照射された照明光は、ロッドインテグレータ３０、リ
レーレンズ３２、反射ミラー３４を介してＴＩＲプリズ
ム１８に導かれ、そのＴＩＲプリズム１８で全反射され
たのちＤＭＤ２０の表面に所定の方向から所定の入射角
度をもって照射される。ＤＭＤ２０は所定の画像に必要
な光だけを投影光学系２２に反射し、その投影光が投影
光学系２２によって拡大されて図示しないスクリーン上
に投影される。
１０によれば、光源２８を点灯すると、その光源２８か
ら照射された照明光は、ロッドインテグレータ３０、リ
レーレンズ３２、反射ミラー３４を介してＴＩＲプリズ
ム１８に導かれ、そのＴＩＲプリズム１８で全反射され
たのちＤＭＤ２０の表面に所定の方向から所定の入射角
度をもって照射される。ＤＭＤ２０は所定の画像に必要
な光だけを投影光学系２２に反射し、その投影光が投影
光学系２２によって拡大されて図示しないスクリーン上
に投影される。
【００２０】図３、図４は、それぞれ本実施の形態のＴ
ＩＲプリズム１８の構成を示す斜視図と展開図である。
ＩＲプリズム１８の構成を示す斜視図と展開図である。
【００２１】同図に示すように、本実施の形態のＴＩＲ
プリズム１８は、第１プリズム３６と第２プリズム３８
とで構成されている。第１プリズム３６と第２プリズム
３８は、第１プリズム３６の面３６Ａと第２プリズム３
８の面３８Ａとが、空気層（エアギャップ）を介して互
いに対向するように配置されている。また、第１プリズ
ム３６の面３６Ｃと第２プリズム３８の面３８Ｃとが、
互いに同一面を形成し、この面３６Ｃと面３８Ｃが、Ｄ
ＭＤ２０の表面と平行になるように配置されるととも
に、第２プリズム３８の面３８Ｂが、ＤＭＤ２０の表面
と平行になるように配置されている。
プリズム１８は、第１プリズム３６と第２プリズム３８
とで構成されている。第１プリズム３６と第２プリズム
３８は、第１プリズム３６の面３６Ａと第２プリズム３
８の面３８Ａとが、空気層（エアギャップ）を介して互
いに対向するように配置されている。また、第１プリズ
ム３６の面３６Ｃと第２プリズム３８の面３８Ｃとが、
互いに同一面を形成し、この面３６Ｃと面３８Ｃが、Ｄ
ＭＤ２０の表面と平行になるように配置されるととも
に、第２プリズム３８の面３８Ｂが、ＤＭＤ２０の表面
と平行になるように配置されている。
【００２２】このＴＩＲプリズム１８において、照明光
は第１プリズム３６の面３６Ｂに対して垂直に入射さ
れ、面３６Ａで全反射されたのち、面３６ＣからＤＭＤ
２０に向けて出射される。そして、ＤＭＤ２０で反射さ
れた投影光が、第１プリズム３６の面３６Ａ及び第２プ
リズム３８を全透過して投影光学系２２に導かれる。
は第１プリズム３６の面３６Ｂに対して垂直に入射さ
れ、面３６Ａで全反射されたのち、面３６ＣからＤＭＤ
２０に向けて出射される。そして、ＤＭＤ２０で反射さ
れた投影光が、第１プリズム３６の面３６Ａ及び第２プ
リズム３８を全透過して投影光学系２２に導かれる。
【００２３】この第１プリズム３６の面３６Ａ（以下
「全反射面」という）は、面３６Ｂ（以下「入射面」と
いう）に対して垂直に入射された照明光を全反射すると
ともに、ＤＭＤ２０からの反射光を全透過可能な傾斜角
度α（αはＤＭＤ２０の表面と全反射面３６Ａとの成す
角度）をもって形成され、かつ、その法線ベクトル（以
下「全反射面法線ベクトル」という）をＤＭＤ２０の表
面に対して垂直な方向から見た投影線（図４において、
正面図及び背面図に図示されている全反射面法線ベクト
ルが、全反射面法線ベクトルをＤＭＤ２０の表面に対し
て垂直な方向から見た投影線に相当）とＤＭＤ２０の長
辺との成す角度γが４５°より小さくなるように所定の
方向に向けられて形成されている。
「全反射面」という）は、面３６Ｂ（以下「入射面」と
いう）に対して垂直に入射された照明光を全反射すると
ともに、ＤＭＤ２０からの反射光を全透過可能な傾斜角
度α（αはＤＭＤ２０の表面と全反射面３６Ａとの成す
角度）をもって形成され、かつ、その法線ベクトル（以
下「全反射面法線ベクトル」という）をＤＭＤ２０の表
面に対して垂直な方向から見た投影線（図４において、
正面図及び背面図に図示されている全反射面法線ベクト
ルが、全反射面法線ベクトルをＤＭＤ２０の表面に対し
て垂直な方向から見た投影線に相当）とＤＭＤ２０の長
辺との成す角度γが４５°より小さくなるように所定の
方向に向けられて形成されている。
【００２４】一方、第１プリズム３６の入射面３６Ｂ
は、その面に対して垂直に入射された照明光が、全反射
面３６Ａで全反射され、面３６Ｃ（以下「出射面」とい
う）からＤＭＤ２０に向けて出射されることにより、Ｄ
ＭＤ２０の表面に対して２４°の入射角度をもって、Ｄ
ＭＤ２０の長辺（又は短辺）と４５°を成す方向から照
射されるように形成されている。すなわち、出射面３６
ＣからＤＭＤ２０に向けて出射される照明光の光軸Ｌ´
が、ＤＭＤ２０の表面に対して２４°の入射角度をも
ち、かつ、その光軸Ｌ´をＤＭＤ２０の表面に対して垂
直な方向から見た投影線（図４において、正面図で照明
光の光軸Ｌ´が、照明光の光軸Ｌ´をＤＭＤ２０の表面
に対して垂直な方向から見た投影線に相当）が、ＤＭＤ
２０の長辺（又は短辺）と４５°を成すためには、照明
光学系１６から入射する照明光を全反射面３６Ａに対し
て所定の入射角度βをもって、ＤＭＤ２０の長辺と所定
の角度δを成す方向から入射する必要があり、この条件
を満たす入射光の光軸Ｌと直交する面として入射面３６
Ｂが形成される。
は、その面に対して垂直に入射された照明光が、全反射
面３６Ａで全反射され、面３６Ｃ（以下「出射面」とい
う）からＤＭＤ２０に向けて出射されることにより、Ｄ
ＭＤ２０の表面に対して２４°の入射角度をもって、Ｄ
ＭＤ２０の長辺（又は短辺）と４５°を成す方向から照
射されるように形成されている。すなわち、出射面３６
ＣからＤＭＤ２０に向けて出射される照明光の光軸Ｌ´
が、ＤＭＤ２０の表面に対して２４°の入射角度をも
ち、かつ、その光軸Ｌ´をＤＭＤ２０の表面に対して垂
直な方向から見た投影線（図４において、正面図で照明
光の光軸Ｌ´が、照明光の光軸Ｌ´をＤＭＤ２０の表面
に対して垂直な方向から見た投影線に相当）が、ＤＭＤ
２０の長辺（又は短辺）と４５°を成すためには、照明
光学系１６から入射する照明光を全反射面３６Ａに対し
て所定の入射角度βをもって、ＤＭＤ２０の長辺と所定
の角度δを成す方向から入射する必要があり、この条件
を満たす入射光の光軸Ｌと直交する面として入射面３６
Ｂが形成される。
【００２５】以上のように構成されたＴＩＲプリズム１
８によれば、照明光学系１６は、従来のようにＤＭＤ２
０の長辺に対して４５°の角度を成す方向から照明光を
ＴＩＲプリズムに入射する必要がなくなり、装置を薄型
化することができる。
８によれば、照明光学系１６は、従来のようにＤＭＤ２
０の長辺に対して４５°の角度を成す方向から照明光を
ＴＩＲプリズムに入射する必要がなくなり、装置を薄型
化することができる。
【００２６】すなわち、本実施の形態のＴＩＲプリズム
１８によれば、全反射面法線ベクトルをＤＭＤ２０の表
面に対して垂直な方向から見た投影線が、ＤＭＤ２０の
長辺に対して４５°より小さくなるように（γ＜４５
°）、全反射面３６ＡをＤＭＤ２０に対して形成するこ
とにより、図２〜図４に示すように、照明光学系１６に
よってＴＩＲプリズム１８に入射する照明光が、ＤＭＤ
２０の長辺に対して４５°より小さな角度で入射するこ
とができるようになり、装置を薄型化することができる
ようになる。
１８によれば、全反射面法線ベクトルをＤＭＤ２０の表
面に対して垂直な方向から見た投影線が、ＤＭＤ２０の
長辺に対して４５°より小さくなるように（γ＜４５
°）、全反射面３６ＡをＤＭＤ２０に対して形成するこ
とにより、図２〜図４に示すように、照明光学系１６に
よってＴＩＲプリズム１８に入射する照明光が、ＤＭＤ
２０の長辺に対して４５°より小さな角度で入射するこ
とができるようになり、装置を薄型化することができる
ようになる。
【００２７】また、ＤＭＤ２０の長辺に対して４５°よ
り小さな角度で照明光をＴＩＲプリズムに入射すること
ができることにより、ＴＩＲプリズム１８に照明光を導
くために用いる反射ミラーの数も少なくすることがで
き、装置構成をシンプルにすることができる（図２、図
８参照）。
り小さな角度で照明光をＴＩＲプリズムに入射すること
ができることにより、ＴＩＲプリズム１８に照明光を導
くために用いる反射ミラーの数も少なくすることがで
き、装置構成をシンプルにすることができる（図２、図
８参照）。
【００２８】なお、本実施の形態では、ＤＭＤ２０を構
成するマイクロミラーの傾斜角度が±１２°である場合
を例に説明したが、本発明はマイクロミラーの傾斜角度
が±１０°である場合にも同様に適用することができ
る。この場合は、照明光は、ＤＭＤ２０の表面の対して
２０°の入射角度をもって、ＤＭＤ２０の長辺又は短辺
と４５°を成す方向から照射する。
成するマイクロミラーの傾斜角度が±１２°である場合
を例に説明したが、本発明はマイクロミラーの傾斜角度
が±１０°である場合にも同様に適用することができ
る。この場合は、照明光は、ＤＭＤ２０の表面の対して
２０°の入射角度をもって、ＤＭＤ２０の長辺又は短辺
と４５°を成す方向から照射する。
【００２９】
【実施例】次に、本発明に係るプロジェクタ装置に適用
されるＴＩＲプリズムの実施例について説明する。
されるＴＩＲプリズムの実施例について説明する。
【００３０】なお、ここではマイクロミラーが±１２°
で傾斜するＤＭＤを用いたプロジェクタ装置に適用され
るＴＩＲプリズムを例に説明する。
で傾斜するＤＭＤを用いたプロジェクタ装置に適用され
るＴＩＲプリズムを例に説明する。
【００３１】上述したように、マイクロミラーが±１２
°で傾斜するＤＭＤでは、照明光はＤＭＤ２０の表面に
対して２４°の入射角度をもって、ＤＭＤ２０の長辺又
は短辺と４５°を成す方向から照射する必要がある。
°で傾斜するＤＭＤでは、照明光はＤＭＤ２０の表面に
対して２４°の入射角度をもって、ＤＭＤ２０の長辺又
は短辺と４５°を成す方向から照射する必要がある。
【００３２】図３及び図４に示すように、照明光は、第
１プリズム３６の入射面３６Ｂに対して垂直に入射さ
れ、全反射面３６Ａで全反射されてＤＭＤ２０に導かれ
る。そして、ＤＭＤ２０で反射された投影光が、第１プ
リズム３６の全反射面３６Ａ及び第２プリズム３８を全
透過して投影光学系２２に導かれる。
１プリズム３６の入射面３６Ｂに対して垂直に入射さ
れ、全反射面３６Ａで全反射されてＤＭＤ２０に導かれ
る。そして、ＤＭＤ２０で反射された投影光が、第１プ
リズム３６の全反射面３６Ａ及び第２プリズム３８を全
透過して投影光学系２２に導かれる。
【００３３】第１プリズム３６の全反射面３６Ａは、Ｄ
ＭＤ２０の表面に対してα＝３４．７°の傾斜角度をも
って形成されている。この傾斜角度α＝３４．７°は入
射面３６Ｂに対して垂直に入射された照明光を全反射す
るとともに、ＤＭＤ２０からの反射光を全透過可能な傾
斜角度として設定される。
ＭＤ２０の表面に対してα＝３４．７°の傾斜角度をも
って形成されている。この傾斜角度α＝３４．７°は入
射面３６Ｂに対して垂直に入射された照明光を全反射す
るとともに、ＤＭＤ２０からの反射光を全透過可能な傾
斜角度として設定される。
【００３４】また、第１プリズム３６の全反射面３６Ａ
は、その全反射面法線ベクトルをＤＭＤ２０の表面に対
して垂直な方向から見た投影線とＤＭＤ２０の長辺との
成す角度がγ＝３°となるように所定の方向に向けられ
ている。この角度γ＝３°は、４５°よりも小さい値で
設定され、全反射条件を満たし得る限り０°に近い値を
設定することが好ましい。
は、その全反射面法線ベクトルをＤＭＤ２０の表面に対
して垂直な方向から見た投影線とＤＭＤ２０の長辺との
成す角度がγ＝３°となるように所定の方向に向けられ
ている。この角度γ＝３°は、４５°よりも小さい値で
設定され、全反射条件を満たし得る限り０°に近い値を
設定することが好ましい。
【００３５】一方、第１プリズム３６の入射面３６Ｂ
は、照明光学系１６によって入射面３６Ｂに垂直に入射
された照明光が、上記の全反射面３６Ａで全反射され、
出射面３６ＣからＤＭＤ２０に向けて出射されることに
より、ＤＭＤ２０の表面に対して２４°の入射角度をも
って、ＤＭＤ２０の長辺と４５°を成す方向から照射さ
れるように形成される。
は、照明光学系１６によって入射面３６Ｂに垂直に入射
された照明光が、上記の全反射面３６Ａで全反射され、
出射面３６ＣからＤＭＤ２０に向けて出射されることに
より、ＤＭＤ２０の表面に対して２４°の入射角度をも
って、ＤＭＤ２０の長辺と４５°を成す方向から照射さ
れるように形成される。
【００３６】ここで、上記のように全反射面３６Ａは、
ＤＭＤ２０の表面に対してα＝３４．７°の傾斜角度を
もって形成されるとともに、その全反射面法線ベクトル
をＤＭＤ２０の表面に対して垂直な方向から見た投影線
とＤＭＤ２０の長辺との成す角度がγ＝３°となるよう
に所定の方向に向けられている。このように形成された
全反射面３６Ａで全反射された照明光が、ＤＭＤ２０の
表面に対して２４°の入射角度をもって、ＤＭＤ２０の
長辺と４５°を成す方向から照射されるためには、全反
射面３６Ａに対して照明光をβ＝４７．３°の入射角度
をもって、ＤＭＤ２０の長辺とδ＝１３．５°を成す方
向から入射する必要がある。したがって、第１プリズム
３６の入射面３６Ａは、この条件を満たす照明光の光軸
Ｌと直交する面として形成される。
ＤＭＤ２０の表面に対してα＝３４．７°の傾斜角度を
もって形成されるとともに、その全反射面法線ベクトル
をＤＭＤ２０の表面に対して垂直な方向から見た投影線
とＤＭＤ２０の長辺との成す角度がγ＝３°となるよう
に所定の方向に向けられている。このように形成された
全反射面３６Ａで全反射された照明光が、ＤＭＤ２０の
表面に対して２４°の入射角度をもって、ＤＭＤ２０の
長辺と４５°を成す方向から照射されるためには、全反
射面３６Ａに対して照明光をβ＝４７．３°の入射角度
をもって、ＤＭＤ２０の長辺とδ＝１３．５°を成す方
向から入射する必要がある。したがって、第１プリズム
３６の入射面３６Ａは、この条件を満たす照明光の光軸
Ｌと直交する面として形成される。
【００３７】以上のように構成されたＴＩＲプリズム１
８によれば、ＴＩＲプリズム１８に入射する照明光は、
ＤＭＤ２０の長辺とδ＝１３．５°を成す方向から入射
することとなるので、照明光学系を略水平な状態で構成
することができ、装置を薄型化できる。
８によれば、ＴＩＲプリズム１８に入射する照明光は、
ＤＭＤ２０の長辺とδ＝１３．５°を成す方向から入射
することとなるので、照明光学系を略水平な状態で構成
することができ、装置を薄型化できる。
【００３８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
照明光学系は、従来のようにＤＭＤの長辺又は短辺に対
して４５°を成す方向から照明光をＴＩＲプリズムに入
射する必要がなくなるので、装置を薄型化できる。
照明光学系は、従来のようにＤＭＤの長辺又は短辺に対
して４５°を成す方向から照明光をＴＩＲプリズムに入
射する必要がなくなるので、装置を薄型化できる。
【図１】本発明に係るプロジェクタ装置の一実施形態を
示す平面図
示す平面図
【図２】本発明に係るプロジェクタ装置の一実施形態を
示す背面図
示す背面図
【図３】ＴＩＲプリズムの構成を示す斜視図
【図４】ＴＩＲプリズムの構成を示す展開図
【図５】ＤＭＤのマイクロミラーの駆動構造を示す平面
図
図
【図６】図５の６−６断面図
【図７】従来のプロジェクタ装置の一実施形態を示す平
面図
面図
【図８】従来のプロジェクタ装置の一実施形態を示す背
面図
面図
【図９】従来のＴＩＲプリズムの構成を示す展開図
１０…プロジェクタ装置、１６…照明光学系、１８…Ｔ
ＩＲプリズム、２０…ＤＭＤ、２２…投影光学系、２８
…光源、３０…ロッドインテグレータ、３２…リレーレ
ンズ、３４…反射ミラー、３６…第１プリズム、３６Ａ
…全反射面、３６Ｂ…入射面、３６Ｃ…出射面、３８…
第２プリズム、Ｌ…ＴＩＲプリズムに入射する照明光の
光軸、LA…照明光学系の光軸、LB…投影光学系の光軸、
α…全反射面がＤＭＤの表面との成す角度、β…全反射
面への入射角、γ…全反射面法線ベクトルをＤＭＤの表
面に対して垂直な方向から見た投影線とＤＭＤの長辺と
の成す角度、δ…入射面に入射される照明光の光軸をＤ
ＭＤの表面に対して垂直な方向から見た投影線とＤＭＤ
の長辺との成す角度
ＩＲプリズム、２０…ＤＭＤ、２２…投影光学系、２８
…光源、３０…ロッドインテグレータ、３２…リレーレ
ンズ、３４…反射ミラー、３６…第１プリズム、３６Ａ
…全反射面、３６Ｂ…入射面、３６Ｃ…出射面、３８…
第２プリズム、Ｌ…ＴＩＲプリズムに入射する照明光の
光軸、LA…照明光学系の光軸、LB…投影光学系の光軸、
α…全反射面がＤＭＤの表面との成す角度、β…全反射
面への入射角、γ…全反射面法線ベクトルをＤＭＤの表
面に対して垂直な方向から見た投影線とＤＭＤの長辺と
の成す角度、δ…入射面に入射される照明光の光軸をＤ
ＭＤの表面に対して垂直な方向から見た投影線とＤＭＤ
の長辺との成す角度
───────────────────────────────────────────────────── 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 5/74 Ｈ０４Ｎ 5/74 Ｂ
Claims (2)
- 【請求項１】 光源からの光を照明光学系でＴＩＲプリ
ズムに導き、そのＴＩＲプリズムで全反射させた光をＤ
ＭＤで反射させることにより光変調し、光変調後にＴＩ
Ｒプリズムを透過した光を投影光学系でスクリーン上に
投影するプロジェクタ装置において、 前記ＴＩＲプリズムは、照明光を全反射してＤＭＤに導
くとともに、該ＤＭＤで光変調された光を全透過する全
反射面を有し、該全反射面の法線ベクトルを前記ＤＭＤ
の表面に対して垂直な方向から見た投影線が、前記ＤＭ
Ｄの長辺又は短辺と４５°より小さな角度を成すように
前記ＤＭＤに対して配置され、 前記照明光学系は、前記ＴＩＲプリズムから前記ＤＭＤ
に出射される照明光の光軸を前記ＤＭＤの表面に対して
垂直な方向から見た投影線が、前記ＤＭＤの長辺又は短
辺と４５°を成すように前記全反射面に照明光を入射さ
せることを特徴とするプロジェクタ装置。 - 【請求項２】 前記ＴＩＲプリズムは、前記全反射面の
法線ベクトルを前記ＤＭＤの表面に対して垂直な方向か
ら見た投影線が、前記ＤＭＤの長辺又は短辺と略０°を
成すように前記ＤＭＤに対して配置されることを特徴と
する請求項１に記載のプロジェクタ装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001162096A JP2002350775A (ja) | 2001-05-30 | 2001-05-30 | プロジェクタ装置 |
| EP02011844A EP1263222A3 (en) | 2001-05-30 | 2002-05-28 | Projector device |
| US10/156,190 US6588908B2 (en) | 2001-05-30 | 2002-05-29 | Projector device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001162096A JP2002350775A (ja) | 2001-05-30 | 2001-05-30 | プロジェクタ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002350775A true JP2002350775A (ja) | 2002-12-04 |
Family
ID=19005273
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001162096A Pending JP2002350775A (ja) | 2001-05-30 | 2001-05-30 | プロジェクタ装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6588908B2 (ja) |
| EP (1) | EP1263222A3 (ja) |
| JP (1) | JP2002350775A (ja) |
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| KR100595283B1 (ko) | 2005-03-29 | 2006-07-03 | 엘지전자 주식회사 | 고명암비 구현을 위한 ｔｉｒ 프리즘 |
| KR100595284B1 (ko) | 2005-03-29 | 2006-07-03 | 엘지전자 주식회사 | Ｔｉｒ 프리즘 |
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| KR100397428B1 (ko) * | 2000-12-29 | 2003-09-13 | 엘지전자 주식회사 | 전반사 프리즘 및 이를 이용한 화상 투사장치 |
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| KR100612010B1 (ko) * | 2004-05-14 | 2006-08-11 | 삼성전자주식회사 | ２단 구조의 화상 형성 장치 및 이를 채용한 프로젝션ｔｖ 세트 |
| KR100619039B1 (ko) * | 2004-07-06 | 2006-09-01 | 삼성전자주식회사 | 조명 렌즈계 및 이를 채용한 프로젝션 시스템 |
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